(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理が施される平板状部材の熱履歴を擬似的に測定するための温度測定板において、
上記平板状部材と同じ材質の平板状の測定板部と、この測定板部に取り付けられた測温部と、この測温部から延びるリード線とを備え、上記測定板部が２枚の平板部からなり、各平板部の内側面の一方又は両方に上記測温部を包んでほぼ隙間なく収納する窪み部が設けられ、
上記各平板部が上記熱処理対象の平板状部材の半分の厚さに成形され、２枚重ねることで平板状部材と同一寸法になり、
上記各平板部の内側面の一方又は両方に、上記窪み部に収納された測温部から延びるリード線を収納して周縁部から外周に延出させるリード線収納溝を備えたことを特徴とする温度測定板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の、熱処理が施される平板状部材の熱履歴を擬似的に測定する温度測定板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の平板状部材を熱処理する場合は、電気炉やホットプレート等が用いられる。この場合、平板状部材の表面の温度をその全域で均一にすることは容易でない。平板状部材の寸法が大きくなるに従ってその傾向は顕著になる。これに対する対策を施すために、熱処理途中の表面温度の変化を正確に検出することは重要である。
【０００３】
この熱処理過程での平板状部材表面の熱履歴を正確に検出するために、本出願人は先に温度測定板を提案した（特開平９−２２９７７７号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記温度測定板においても、リード線での放熱による影響をほとんど受けることなく、十分に正確な表面温度の測定が可能であるが、近年の半導体ウエハの大型化に伴って、さらに正確な温度測定が必要になってきた。
【０００５】
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、周辺部材による影響を抑えてより正確な温度測定ができる温度測定板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために第１の発明に係る温度測定板は、熱処理が施される平板状部材の熱履歴を擬似的に測定するための温度測定板において、上記平板状部材と同じ材質の平板状の測定板部と、この測定板部に取り付けられた測温部と、この測温部から延びるリード線とを備え、上記測定板部が２枚の平板部からなり、各平板部の内側面の一方又は両方に上記測温部を包んでほぼ隙間なく収納する窪み部が設けられ、上記各平板部が上記熱処理対象の平板状部材の半分の厚さに成形され、２枚重ねることで平板状部材と同一寸法になり、上記各平板部の内側面の一方又は両方に、上記窪み部に収納された測温部から延びるリード線を収納して周縁部から外周に延出させるリード線収納溝を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成により、測温部を窪み部に収納して２枚の測定板部で挟むことで温度測定板を構成するので、測温部が確実に支持される。また、測定板部の温度測定面にリード線が存在しないため、このリード線を伝って放熱することで温度測定面に温度むらが生じるのを確実に防止することができる。これにより、リード線を伝う放熱による測定誤差を解消する。
【０００８】
また、温度測定面にリード線が存在しないため、このリード線による気流の乱れが発生しなくなり、その気流の乱れによる温度測定面の温度むらを解消する。また、平板部を２枚重ねて構成された温度測定板は、その材質も寸法も熱処理対象の平板状部材と同じになるので、より正確に温度測定を行うことができる。さらに、窪み部に測温部を収納し、リード線収納溝にリード線を収納することで、２枚の平板部を隙間なく完全に合わせることができ、より正確に温度測定を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る温度測定板を示す分解斜視図、図２は本実施形態に係る温度測定板を示す平面図、図３は本実施形態に係る温度測定板を示す要部断面図である。なお、本実施形態では、平板状部材として半導体ウエハを例に説明する。
【００１４】
本実施形態に係る温度測定板１は、図示すように、測定板部２と、測温部３と、リード線４とから構成されている。
【００１５】
測定板部２は、２枚の平板部２Ａ，２Ｂで構成されている。各平板部２Ａ，２Ｂの内側面（上側の平板部２Ａの下側面及び下側の平板部２Ｂの上側面）に測温部３を収納する窪み部５がそれぞれ設けられている。この窪み部５は、各平板部２Ａ，２Ｂの内側面に、ほぼ半球状に形成されている。各窪み部５は、２枚の平板部２Ａ，２Ｂが互いに合わさることで、測温部３を包む空間を形成する。
【００１６】
測定板部２を構成する２枚の平板部２Ａ，２Ｂは、平板状部材と同じ材質で作られている。即ち、熱処理対象となっている半導体ウエハで作られている。各平板部２Ａ，２Ｂは、熱処理対象の半導体ウエハの半分の厚さに成形され、２枚重ねることで熱処理対象の半導体ウエハと同じ厚さ、外径寸法になるように設定されている。
【００１７】
各平板部２Ａ，２Ｂの内側面には、各窪み部５に接続した状態でリード線収納溝６が設けられている。このリード線収納溝６は、各窪み部５と周縁とを連続して形成されている。このリード線収納溝６は各窪み部５に２本ずつ設けられ、測温部３から延びる２本のリード線４が１本ずつ収納されるようになっている。
【００１８】
各窪み部５は、各平板部２Ａ，２Ｂの内側面の中央部と周囲の７箇所の位置に設けられている。これらは、互いに等間隔に配設され、この窪み部５内の収納された測温部３が温度測定板１の表面全体の温度をむらなく測定できるようになっている。なお、この窪み部５の配設は、７箇所に限らず、測温部３の配設密度に応じて必要な個数（１個又複数個）が適宜選択される。
【００１９】
測温部３は、平板部２Ａ，２Ｂの表面の温度を測定する温度検出手段である。この測温部３は熱電対によって構成され、平板部２Ａ，２Ｂの各窪み部５に収納される。窪み部５に収納された測温部３はシリコン等で窪み部５との隙間が埋められる。これにより、平板部２Ａ，２Ｂと測温部３との間が、平板部２Ａ，２Ｂ内での熱伝達と同様の状態で熱伝達するようになっている。
【００２０】
リード線４は、測温部３の熱電対から延びた配線で、測温部３が窪み部５に収納された状態で、リード線収納溝６に配設されて外部に延出され、外部の測定器本体（図示せず）側に接続される。
【００２１】
そして、窪み部５に測温部３が収納され、リード線収納溝６にリード線４が収納された状態で、各平板部２Ａ，２Ｂが互いに合わされ、シリコンや耐熱性接着剤を用いて接着されることで、温度測定板１が構成されている。このとき、リード線４には耐熱性の絶縁材を塗布しておく。
【００２２】
［動作］
以上のように構成された温度測定板１は次のように動作する。
【００２３】
温度測定板１を電気炉やホットプレート等の熱処理装置に挿入し、リード線４を外部に引き出して測定器本体に接続する。
【００２４】
この状態で熱処理装置を起動させると、温度測定板１がその表面から加熱され、その熱が内部に伝わる。そして、窪み部５に収納された測温部３に伝達し、測温部３を加熱する。これにより、測温部３に発生する熱起電力が変化し、その変化を測定器本体で温度変化として検知する。
【００２５】
このとき、リード線４は温度測定板１の周縁部から外周に向けて延出しているため、リード線４が温度測定板１の表面に位置することはなく、このリード線４が温度測定板１の表面に影響を及ぼすことがなくなる。薄板状の温度測定板１の表面は、熱が直接的に伝わり、加熱されやすい。それと同時に、外的要因（気流の乱れ、熱伝達を遮断する障害物等）による影響を受けやすい。このため、温度測定板１の表面にリード線４が配設されると、そのリード線４によって、温度測定板１の表面への熱の伝達が僅かに遮られ、多少の温度むらが生じてしまう。また、熱処理装置内での加熱によって気流を生じることがあるが、温度測定板１の表面にリード線４が配設されると、そのリード線４によって気流が乱れて温度測定板１の表面を部分的に冷やしたり加熱したりして多少の温度むらが生じてしまう。
【００２６】
これに対して、リード線４を温度測定板１の周縁部から外周に向けて延出させると、温度測定板１の表面にリード線４が位置しなくなるため、上述のような影響を解消できる。これにより、実際の半導体ウエハの熱処理とほぼ同様の状態を作ることができる。
【００２７】
［効果］
以上のように、リード線４による影響を除去することができるので、測定板部２表面の熱履歴をより正確に検出することができるようになる。
【００２８】
［変形例］
（１）  上記実施形態では、平板状部材として半導体ウエハを例に説明したが、本発明は半導体ウエハに限らず、熱処理をする必要のある平板状部材すべてに対して適用することができる。熱処理をする必要のある平板状部材であれば、加熱むらの問題が必ず伴うので、本発明の温度測定板によって、加熱時の平板状部材の表面温度状況を正確に測定することができる。
【００２９】
（２）  上記実施形態では、測定板部２の各平板部２Ａ，２Ｂをともに同じ厚さで、熱処理対象である半導体ウエハの厚さの半分に設定したが、各平板部２Ａ，２Ｂの厚さを異ならせてもよい。要求される測温部３の埋設深さ（測定板部２の表面から測温部３までの距離）が異なる場合は、それに応じて平板部２Ａ，２Ｂの厚さを適宜調整する。
【００３０】
（３）  上記実施形態では、窪み部５及びリード線収納溝６を、各平板部２Ａ，２Ｂの内側面の両方（上側の平板部２Ａの下側面及び下側の平板部２Ｂの上側面）にそれぞれ設けたが、本発明はこれに限らず、いずれか一方に設けてもよい。また、窪み部５とリード線収納溝６とを各平板部２Ａ，２Ｂの内側面に別々に設けてもよい。例えば、上側の平板部２Ａの下側面に窪み部５またはリード線収納溝６を、下側の平板部２Ｂの上側面のリード線収納溝６または窪み部５を、それぞれ設けるようにしてもよい。この場合も、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の温度測定板によれば次のような効果を奏することができる。
【００３２】
（１）  平板状部材と同じ材質の平板状の測定板部と、この測定板部に取り付けられた測温部と、この測温部から延びるリード線とを備え、上記測定板部を２枚の平板部から構成し、各平板部の内側面の一方又は両方に上記測温部を収納する窪み部を設けたので、測温部は窪み部に収納された状態で２枚の測定板部で挟まれて確実に支持される。
【００３３】
（２）  測定板部の温度測定面にリード線が存在しないため、このリード線による影響を解消して、より正確な温度測定が可能になる。
【００３４】
（３）  温度測定面にリード線が存在しないため、このリード線による気流の乱れが発生することがなくなり、その気流の乱れによる温度測定面の温度むらを解消することができる。
【００３５】
（４）  各平板部が熱処理対象の平板状部材の半分の厚さに成形され、２枚重ねることで平板状部材と同一寸法になるように構成したので、平板部を２枚重ねて構成された温度測定板はその材質も寸法も熱処理対象の平板状部材と同じになり、より正確に温度測定を行うことができる。
【００３６】
（５）  各平板部の内側面の一方又は両方に、窪み部に収納された測温部から延びるリード線を収納するリード線収納溝を備えたため、窪み部に測温部を収納し、リード線収納溝にリード線を収納することで、２枚の平板部を隙間なく完全に合わせることができ、より正確な温度測定が可能にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度測定板を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る温度測定板を示す平面図である。
【図３】本発明に係る温度測定板を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１：温度測定板、２：測定板部、２Ａ，２Ｂ：平板部、３：測温部、４：リード線、５：窪み部、６：リード線収納溝。
【図１】
0004473404.tif 000002
【図２】
0004473404.tif 000003
【図３】
0004473404.tif 000004