(57)【要約】【課題】温度の測定工程を自動化することができ、かつ、高温中でも測定精度が劣化しないウェハ型温度センサを提供する。【解決手段】ウェハ型温度センサ１１は、ウェハ１２と、ウェハ１２上を複数の領域に区分し、区分された各領域Ｘ，Ｙ・・・に配置されてウェハ１２上の温度を検出する複数の温度センサ１３ａ，１３ｂ・・・（以下、総称して「センサ１３」という）と、複数の温度センサ１３のセンサ出力を出力信号として出力する接点１５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハと、
前記ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、
前記ウェハ表面で前記複数の温度センサと電気的に接続され、外部接触子と接続して前記複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点とを備える、ウェハ型温度センサ。
【請求項２】
前記ウェハ型センサは、前記複数の温度センサのセンサ出力が与えられ、外部装置から与えられる選択信号に応じていずれかの温度センサのセンサ出力を前記接点に出力する選択手段をさらに備える、請求項１に記載のウェハ型温度センサ。
【請求項３】
前記ウェハは、それぞれ１以上の温度センサを含む１以上のグループにグループ分けされており、
前記選択手段は、前記グループ毎に設けられてグループ内の温度センサのセンサ出力を選択する１以上のグループ別選択手段を含み、
前記接点は、前記グループ別選択手段毎に設けられ、対応するグループ別選択手段からのセンサ出力が与えられる１以上のグループ別接点を含む、請求項２に記載のウェハ型温度センサ。
【請求項４】
前記接点と前記温度センサとは、前記ウェハの同一面上に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載のウェハ型温度センサ。
【請求項５】
前記接点と前記温度センサとは、それぞれ前記ウェハの異なる面上に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載のウェハ型温度センサ。
【請求項６】
前記接点は、前記温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する出力端子と、外部装置から選択信号が与えられる選択信号端子と、外部電源から電源電圧の供給を受ける電源端子とを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のウェハ型温度センサ。
【請求項７】
ウェハ、前記ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサ、および前記ウェハ表面で前記複数の温度センサと電気的に接続され、前記複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点を備えるウェハ型温度センサと、
前記ウェハ型温度センサの接点に接触可能な接触子と、
前記接触子が前記接点に接続されたことに応じて、前記複数の温度センサのセンサ出力に基づいて、前記ウェハ上の各領域の温度を判別する判別手段とを備える、温度測定装置。
【請求項８】
温度測定機能を有する熱処理装置であって、
ウェハ、前記ウェハ上面に配置された複数の温度センサ、および前記ウェハ表面で前記複数の温度センサと電気的に接続され、前記複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点を備えるウェハ型温度センサを収容可能な筐体と、
前記筐体内で、前記ウェハを加熱または冷却するプレートと、
前記筐体内部に配置され、前記ウェハ型温度センサの接点に接触可能な接触子と、
前記筐体外部に配置され、前記ウェハ型センサからのセンサ出力を管理するデータ管理部とを備える、熱処理装置。
【請求項９】
前記データ管理部は、前記接触子が前記接点に接続されたことに応じて、前記複数の温度センサのセンサ出力に基づいて、前記ウェハ上の各領域の温度を判別する判別手段を含む、請求項８に記載の熱処理装置。
【請求項１０】
前記データ管理部は、前記判別手段による判別結果に基づいて、前記ウェハ上の各領域の温度分布を一定に保つために前記プレートの温度を補正する温度補正手段を含む、請求項９に記載の熱処理装置。
【請求項１１】
前記熱処理装置は、前記ウェハ型温度センサの上方に昇降自在に設けられた蓋部材をさらに備え、
前記接点は、前記ウェハの上面に設けられ、
前記接触子は、前記接点に対向するように前記蓋部材の下面に設けられ、前記蓋部材が降下したときに前記接点に接触する、請求項８〜１０のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１２】
前記熱処理装置は、前記プレートから突出して前記ウェハ型温度センサを支持するピンをさらに備え、
前記接触子は、前記ピンの先端に設けられ、
前記接点は、前記接触子と対向するように前記ウェハの下面に設けられ、
前記接触子は、前記ウェハ型温度センサが前記ピン上に載置されたときに前記接点に接触する、請求項８〜１０のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１３】
熱処理装置内に載置されたウェハ上の温度を測定する方法であって、
前記熱処理装置に対して加熱時間および加熱温度を含むレシピパラメータを入力する工程と、
ウェハと、前記ウェハ上面の複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、前記ウェハ表面で前記複数の温度センサと電気的に接続され、前記複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点とを有するウェハ型温度センサを前記熱処理装置内に搬入する工程と、
前記ウェハ型温度センサの接点と、前記熱処理装置内部に設けられた接触子とを接続する工程と、
熱処理装置の外部に設けられて前記ウェハ上の各領域の温度を判別する判別手段に、前記複数の温度センサのセンサ出力を前記接点を介して送信する工程と、
前記接点と前記接触子との連結を解除して、前記ウェハ型温度センサを前記熱処理装置内から搬出する工程とを含む、温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウェハ型温度センサ、ウェハ型温度センサを用いた温度測定装置、温度測定機能を有する熱処理装置および温度測定方法に関し、例えばウェハを加熱する加熱板の温度を測定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」）の表面にレジスト液を塗布した後の加熱処理（プリベーキング）や、パターンの露光を行った後の加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）、各加熱処理後に行われる冷却処理などの種々の熱処理が、例えばウェハを所定温度に維持された加熱・冷却装置により行われている。
【０００３】
図８は、従来の加熱・冷却装置１０１の縦断面図であり、図９は図８の線Ａ−Ａに沿う横断面図、図１０は図８の右側面から見た断面図である。
【０００４】
図８において、加熱・冷却装置１０１の筐体１０２内には、冷却用の冷却板１０３と加熱用の加熱板１０４が並べられて設けられている。冷却板１０３および加熱板１０４は、厚みのある円盤状に形成されている。冷却板１０３には、図示しない例えばペルチェ素子等が内蔵されており、冷却板１０３を所定温度に冷却することができる。
【０００５】
また、冷却板１０３の下方には、ウェハを冷却板１０３上に載置する際に、ウェハを支持して昇降させるための昇降ピン１０５が設けられている。この昇降ピン１０５は、昇降駆動機構１０６より上下に移動自在であり、冷却板１０３の下方から冷却板１０３を貫通し、冷却板１０３上に突出できるように構成されている。
【０００６】
一方、加熱板１０４には、ヒータ１０７と加熱板温度センサ１０８が内蔵されており、加熱板１０４の温度は、コントローラ１０９が加熱板温度センサ１０８で検出された温度に基づいて、ヒータ１０７の発熱量を制御することによって設定温度に維持される。加熱板１０４の下方には、冷却板１０３と同様に昇降ピン１１０と昇降駆動機構１１１とが設けられており、この昇降ピン１１０によって、ウェハを加熱板１０４上に載置自在になっている。
【０００７】
また、図９に示すように冷却板１０３と加熱板１０４との間には、ウェハを加熱板１０４に搬送し、またウェハを加熱板１０４から冷却板１０３に搬送するための搬送装置１１２が設けられている。加熱・冷却装置１０１の筐体１０２の冷却板１０３側には、ウェハを加熱・冷却装置１０１内に搬入出するための搬送口１１３が設けられている。
【０００８】
また、この搬送口１１３には、加熱・冷却装置１０１内の雰囲気を所定の雰囲気に維持するためのシャッタ１１４が設けられている。搬送口１１３に対向するように搬送アーム１１５が設けられており、シャッタ１１４が開かれたときに、この搬送アーム１１５によりウェハが搬送口１１３から搬送され、搬送装置１１２により加熱板１０４上に搬送される。
【０００９】
このような加熱・冷却装置１０１は、加熱板１０４上に載置されるウェハの温度分布を事前に測定して加熱板１０４上での温度特性を把握し、その結果に基づいて適宜補正して、加熱板１０４上のウェハを均一に加熱することが重要である。そこで、従来このような加熱板１０４上のウェハの温度分布を測定するための方法が特開２００２−１２４４５７号公報（特許文献１）に記載されている。
【００１０】
同公報によると、図１１に示すような、ウェハ１２１と、ウェハ１２１の上面に配置された複数の温度センサ１２２と、各温度センサ１２２が検出した温度情報を出力するケーブル１２３とを備えるウェハ型温度センサ１２０を図１０に示すように搬送装置１１２上に載置し、ケーブル１２３を加熱・冷却装置１０１の外部に配置された送信装置１１６に接続する。このウェハ型温度センサ１２０を加熱板１０４上に自動搬送すると、各温度センサ１２２が検出したウェハ１２１上の温度情報が送信装置１１６を経由して測定器（図示せず）に送信され、ウェハ１２１上の温度分布を測定することが可能となる。
【００１１】
また、加熱板１０４上の温度分布を測定する他の例として、例えば図１２に示すように、温度測定用ウェハ１３１上に送信装置１３４を設け、各温度センサ１３２と送信装置１３４とをケーブル１３３で接続した無線式のウェハ型温度センサ１３０によって、各温度センサ１３２で検出した温度情報を無線で送信し、加熱・冷却装置１０１内あるいは外に受信装置を設けて、無線で送信されたデータを受信するように構成することが考えられる。
【００１２】
さらに、加熱板１０４上の温度分布を測定する他の例として、特開２００２−１２４４５７号公報（特許文献１）には、図１３に示すように、複数の温度センサ１４２が配置された第１のウェハ１４１と、送信装置１４４が配置された第２のウェハ１４３とをケーブル１４５で接続したウェハ型温度センサ１４０の例が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１２４４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１０および図１１に示す加熱板１０４上の温度を測定する場合、作業員が手作業でウェハ型温度センサ１２０を搬送アーム１１５に載置し、送信装置１１６にケーブル１２３を接続しなければならないので、温度分布を測定するためには、加熱・冷却装置１０１を一旦停止する必要があり、非効率である。また、送信装置１１６とウェハ型温度センサ１２０を接続するケーブル１２３が搬送口１１３を通るので、加熱・冷却装置１０１を完全に密封することができないという問題がある。
【００１４】
また、図１２に示したようなウェハ型温度センサ１３０を使用する場合、各温度センサ１３２で検出される温度のデータはアナログ値であるため、送信装置１３４にはアナログの温度のデータをデジタルのデータに変換するためにＡ／Ｄコンバータを内蔵する必要がある。しかし、Ａ／Ｄコンバータは温度が上昇すると変換精度が悪くなるという特性を有しているため、１５０℃くらいまでの温度の測定は可能であっても、２５０℃まで温度が上昇する雰囲気中では使用することができない。
【００１５】
さらに、図１３に示したようなウェハ型温度センサ１４０の場合、温度測定用ウェハ１４１のみを加熱板１０４上に載置し、情報送信用のウェハ１４３を温度測定用ウェハ１４１よりも離した上に位置させることで、加熱板１０４から離すことが可能であるため、送信装置１４４に内蔵されているＡ／Ｄコンバータが高温によって変換精度が劣化することはない。
【００１６】
しかし、ウェハ型温度センサ１４０を加熱・冷却装置１０１内に搬送する場合、温度測定用ウェハ１４１および情報送信用ウェハ１４３を搬送するための２つの自動搬送手段が必要となり、既存の搬送装置１１２および搬送アーム１１５を使用することができないという問題がある。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、温度の測定工程を自動化することができ、かつ、高温中でも測定精度が劣化しないウェハ型温度センサ、ウェハ型温度センサを用いた温度測定装置、温度測定機能を有する熱処理装置、および温度測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係るウェハ型センサは、ウェハと、ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、ウェハ表面で複数の温度センサと電気的に接続され、外部接触子と接続して複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点とを備える。
【００１９】
上記構成とすることにより、既存の搬送装置を使用してウェハ型温度センサの搬入および搬出の工程を自動化することができる。その結果、温度測定の際にケーブルの接続等の手作業の工程を排除することができるので、装置の作業効率を高めることができる。また、装置内外を接続するケーブルを必要としないので、装置を密封することが可能となる。
【００２０】
好ましくは、ウェハ型センサは、複数の温度センサのセンサ出力が与えられ、外部装置から与えられる選択信号に応じていずれかの温度センサのセンサ出力を接点に出力する選択手段をさらに備える。これにより、ウェハ表面の接点の数を削減することが可能となる。同時に、装置側に設けられる接点に対応する接触子の数をも削減することができる。
【００２１】
好ましくは、ウェハは、それぞれ１以上の温度センサを含む１以上のグループにグループ分けされており、選択手段は、グループ毎に設けられてグループ内の温度センサのセンサ出力を選択する１以上のグループ別選択手段を含み、接点は、グループ別選択手段毎に設けられ、対応するグループ別選択手段からのセンサ出力が与えられる１以上のグループ別接点を含む。一つの選択手段に全ての温度センサを接続してもよいが、ウェハ上面のグループ毎に複数の選択手段を設けることにより、温度センサと選択手段との間の配線を簡素化することができる。
【００２２】
一実施形態として、接点と温度センサとはウェハの同一面上に設けられる。また、他の実施形態として、接点と温度センサとはそれぞれウェハの異なる面上に設けられる。
【００２３】
接点は、例えば、温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する出力端子と、外部装置から選択信号が与えられる選択信号端子と、外部電源から電源電圧の供給を受ける電源端子とを含む。上記構成の接点が外部接触子に接続されると、出力端子、選択信号端子、および電源端子が外部接触子側の対応する端子にそれぞれ接続される。
【００２４】
この発明に係る温度測定装置は、ウェハ、ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサ、およびウェハ表面で複数の温度センサと電気的に接続され、複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点を備えるウェハ型温度センサと、ウェハ型温度センサの接点に接触可能な接触子と、接触子が接点に接続されたことに応じて、複数の温度センサのセンサ出力に基づいて、ウェハ上の各領域の温度を判別する判別手段とを備える。上記構成の温度測定装置は、温度センサと判別手段とを有線で接続しているので、高温中でも高精度の測定結果を得ることができる。
【００２５】
この発明に係る熱処理装置は、温度測定機能を有する熱処理装置である。具体的には、ウェハ、ウェハ上面に配置された複数の温度センサ、およびウェハ表面で複数の温度センサと電気的に接続され、複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点を備えるウェハ型温度センサを収容可能な筐体と、筐体内でウェハを加熱または冷却するプレートと、筐体内部に配置され、ウェハ型温度センサの接点に接触可能な接触子と、筐体外部に配置され、ウェハ型センサからのセンサ出力を管理するデータ管理部とを備える。
【００２６】
データ管理部の一実施形態としては、接触子が接点に接続されたことに応じて、複数の温度センサのセンサ出力に基づいて、ウェハ上の各領域の温度を判別する判別手段を含む。また、データ管理部の他の実施形態としては、判別手段による判別結果に基づいて、ウェハ上の各領域の温度分布を一定に保つためにプレートの温度を補正する温度補正手段を含む。
上記構成とすることにより、熱処理装置内のウェハの温度測定を自動化することができる。また、ウェハ型温度センサと筐体外部のデータ管理部とは有線で接続されているのでＡ／Ｄコンバータを用いる必要がなく、高温中でも高精度の測定結果を得ることができる。
【００２７】
一実施形態として、熱処理装置はウェハ型温度センサの上方に昇降自在に設けられた蓋部材をさらに備える。そして、接点はウェハの上面に設けられ、接触子は接点に対向するように蓋部材の下面に設けられ、蓋部材が降下したときに接点に接触する。
【００２８】
他の実施形態として、熱処理装置は、プレートから突出して前記ウェハ型温度センサを支持するピンをさらに備える。そして、接触子はピンの先端に設けられ、接点は接触子と対向するようにウェハの下面に設けられ、接触子は、ウェハ型温度センサがピン上に載置されたときに接点に接触する。
【００２９】
この発明に係る熱処理装置における接点と接触子との接続は、両者が接触したときに接続され、両者が離れたときに接続が解除されるレセプタクル方式を採用する。これにより、接点と接触子との接続を自動化することができる。
【００３０】
この発明に係る温度測定方法は、熱処理装置内に載置されたウェハ上の温度を測定する方法である。具体的には、第１の工程として、熱処理装置に対して加熱時間および加熱温度を含むレシピパラメータを入力する。第２の工程として、ウェハと、ウェハ上面の複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、ウェハ表面で複数の温度センサと電気的に接続され、複数の温度センサのセンサ出力を出力信号として出力する接点とを有するウェハ型温度センサを前記熱処理装置内に搬入する。第３の工程として、ウェハ型温度センサの接点と、熱処理装置内部に設けられた接触子とを接続する。第４の工程として、熱処理装置の外部に設けられてウェハ上の各領域の温度を判別する判別手段に、複数の温度センサのセンサ出力を接点を介して送信する。第５の工程として、接点と接触子との連結を解除して、ウェハ型温度センサを熱処理装置内から搬出する。
【００３１】
上記の温度測定方法は、作業員による手作業の必要がなく、全ての工程を自動で行うことができる。その結果、温度測定の度に熱処理装置を停止する必要がなくなるので、熱処理装置の作業効率が向上する。
【発明の効果】
【００３２】
この発明により、温度の測定工程を自動化することができ、かつ、高温中でも測定精度が劣化しないウェハ型温度センサ、ウェハ型温度センサを用いた温度測定装置、温度測定機能を有する熱処理装置、および温度測定方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１〜図６を参照して、この発明の一実施形態に係るウェハ型温度センサ、ウェハ型温度センサを利用した温度測定装置、温度測定機能を有する熱処理装置、およびこのような熱処理装置における温度測定方法を説明する。
【００３４】
まず、図１はこの発明の一実施形態に係るウェハ型温度センサ１１を示す図である。このウェハ型温度センサ１１は、ウェハ１２と、ウェハ１２上面を複数の領域に区分し、区分された各領域Ｘ，Ｙ・・・に配置されてウェハ１２上の温度を検出する複数の温度センサ１３ａ，１３ｂ・・・（以下、総称して「温度センサ１３」という）と、選択手段としてのマルチプレクサ１４と、マルチプレクサ１４を介して温度センサ１３のセンサ出力を出力信号として出力する接点１５とを備える。温度センサ１３、マルチプレクサ１４、および接点１５はウェハ１２上面に配置され、温度センサ１３とマルチプレクサ１４、およびマルチプレクサ１４と接点１４はそれぞれ電気的に接続されている。
【００３５】
図２は、図１に示したマルチプレクサ１４の回路図である。マルチプレクサ１４は、温度センサ１３が接続される複数のセンサ接続端子１４ａと、選択された任意の温度センサ１３のセンサ出力を出力信号として出力する出力端子１４ｂと、任意の温度センサ１３を選択する選択信号を受け取る複数の選択信号端子１４ｃと、電源電圧の供給を受ける電源端子１４ｄと、アース端子１４ｅとを備える。なお、出力端子１４ｂ、選択信号端子１４ｃ、電源端子１４ｄ、およびアース端子１４ｅは接点１５に接続される。このようなマルチプレクサ１４は、複数の選択信号端子１４ｃに入力される選択信号に応じて選択された所定のセンサ接続端子１４ａに接続された温度センサ１３のセンサ出力を出力端子１４ｂから出力する。
【００３６】
図３は、図１に示す接点１５の端子を示す概略図である。接点１５は、マルチプレクサ１４からの出力信号を出力する出力端子１５ｂと、マルチプレクサ１４への選択信号を受け取る選択信号端子１５ｃと、外部電源からの電源電圧の供給を受ける電源端子１５ｄおよびアース端子１５ｅとを備える。
【００３７】
図４はこの発明の一実施形態に係る熱処理装置の模式図である。この熱処理装置２１は、基本構造は従来の加熱・冷却装置１０１と同様であって、筐体２２の内部に昇降ピン２５、昇降駆動機構２６、およびウェハ支持用ピン２３ａを有する冷却板２３と、ヒータ２７、加熱板温度センサ２８、コントローラ３５、昇降ピン２９、昇降駆動機構３０、およびウェハ支持用ピン２４ａを有する加熱板２４と加熱板２４の上方に昇降自在に配置される蓋３１と、蓋３１を昇降させる昇降駆動装置３１ａと、蓋３１の下面に設けられる接触子３２と、筐体２２の外部にロガー３３およびコンピュータ３４を含むデータ管理部３６と、ウェハ型温度センサ１１に電源電圧を供給する外部電源（図示せず）とを備える加熱・冷却装置２１である。また、搬送装置、搬送口、シャッタ、および搬送アームも図９と同様に有しているが、図示は省略する。
【００３８】
接触子３２は、ウェハ型温度センサ１１を加熱板２４に載置した時に接点１５に対向する位置に設けられ、図３に示した接点１５の各端子１５ｂ〜１５ｅに対応する端子を有する。また、接触子３２から延びる配線は、蓋３１の内部を通って筐体２２外部のロガー３３および外部電源に接続される。
【００３９】
データ管理部３６は、ウェハ型温度センサ１１から収集した温度情報の蓄積、分析、表示等を行う判別手段、ウェハ１２上の温度分布のムラを検出して、冷却板２３および加熱板２４の温度を補正する温度補正手段として機能する他、ウェハ型温度センサ１１に対して選択信号を送信する等、加熱・冷却装置２１の外部でウェハ型温度センサ１１とのデータの授受を統括する。
【００４０】
図５は、この発明の一実施形態における温度測定方法を説明するための図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、図１に示したウェハ型温度センサ１１と図４に示した加熱・冷却装置２１とを用いて、加熱板２４上に載置されたウェハの温度分布を測定する方法を説明する。なお、図５では、単純化のために、ウェハ型温度センサ１１、接触子３２、およびデータ管理部３６を含む温度測定装置３７と、加熱・冷却装置２１の一部の構成要素のみを図示する。
【００４１】
温度測定方法の第１の工程としては、まず、加熱・冷却装置２１に対してレシピパラメータを入力する。具体的には、加熱板２４の加熱温度、加熱時間、または加熱・冷却装置２１内の雰囲気等を設定する。
【００４２】
次に、第２の工程として、図５（Ａ）に示すように、ウェハ型温度センサ１１を搬送装置によって加熱板２４の位置まで搬送する（Ｓ１）。このとき、接点１５が接触子３２の真下に位置するように、ウェハ型温度センサ１１のアライメントを調整する。また、昇降ピン２９は加熱板２４の表面から突出しており、ウェハ型温度センサ１１は昇降ピン２９上に載置される。
【００４３】
次に、第３の工程として、接点１５と接触子３２とを接続する。具体的には、昇降ピン２９を降下させ（Ｓ２）、加熱板２４上に固定されたウェハ支持用ピン２４ａ上に載置する。続いて、蓋３１を接触子３２が接点１５に接触するまで降下させる。このとき、図３に示した各端子に対応する接触子が接触する。なお、ウェハ型温度センサ１１に伝わる熱を均一化するために、ウェハ支持用ピン２４ａは加熱板２４の表面から１００μｍ程度突出している。
【００４４】
次に、第４の工程として、ウェハ型温度センサ１１が検出したウェハ１２の温度情報をデータ管理部３６に送信する。具体的には、ヒータ２７によって加熱板２４が加熱される。加熱板２４の温度は、加熱板温度センサ２８の温度に基づいてコントローラ３５によって調節される。
【００４５】
温度測定装置３７は、コンピュータ３４から任意の温度センサ１３を選択するための選択信号を発する。この選択信号は、接点１５の選択信号端子１５ｃを経由してマルチプレクサ１４の選択信号端子１４ｃに入力される。この選択信号から、マルチプレクサ１４は所定の温度センサ１３のセンサ出力を出力信号として出力端子１４ｂから接点１５に出力する。この信号は、接点１５の出力端子１５ｂから接触子３２を経由してロガー３３に送信される。ロガー３３は受信した信号に基づいて温度を算出して表示し、算出した温度データをコンピュータ３４に出力する。
【００４６】
コンピュータ３４には、加熱板２４の設定温度Ｔと、算出した温度データに基づいて加熱板２４の温度を調節するための補正値を算出するプログラムが組み込まれており、ロガー３３から温度データを受け取ると、例えば自動的にプログラムが実行され、一定のアルゴリズムにしたがって補正値が算出される。コンピュータ３４は算出した補正値をコントローラ３５に出力する。当該補正値は、例えば加熱板２４に内蔵されている加熱板温度センサ２８の検出温度のオフセット値であり、当該補正値が送信されたコントローラ３５では、当該補正値に基づいて加熱板温度センサ２８にオフセットをかけ、加熱板温度センサ２８がウェハ１２上の温度センサ１３の測定温度と同じ温度を認識するようになっている。
【００４７】
したがって、コントローラ３５が、温度センサ１３と同じ温度を表示する加熱板温度センサ２８の温度に基づいて加熱板２４の内蔵されているヒータ２７を調節し、最終的にはウェハ１３上の各領域に配置された温度センサ１３で検出された温度が設定温度Ｔに近づくように調節される。
【００４８】
第５の工程として、接点１５と接触子３２の接続を解除して、ウェハ型温度センサ１１を搬出する。具体的には、蓋３１を上昇させることによって接触子３２が接点１５から離れて接続が解除される（Ｓ５）。その後、昇降ピン２９を所定位置まで上昇させ（Ｓ６）、搬入装置によってウェハ型温度センサ１１を加熱・冷却装置２１の外に搬出する（Ｓ７）。
【００４９】
図１では、温度センサ１３と接点１５とをウェハ１２の同一面上に配置した例を示したが、次に図６を参照して、温度センサ４３と接点４５とがウェハ４２の異なる面に配置された、この発明の他の実施形態に係るウェハ型温度センサ４１を説明する。
【００５０】
図６は、ウェハ型温度センサ４１を下面から見た図である。ウェハ型温度センサ４１は、ウェハ４２と、ウェハ４２の上面を複数の領域に区分し、区分された各領域Ｘ，Ｙ・・・に配置されてウェハ４２上の温度を検出する複数の温度センサ４３ａ，４３ｂ・・・（以下、総称して「温度センサ４３」という）と、ウェハ４２の下面に設けられた３つの選択手段としてのマルチプレクサ４４と、各マルチプレクサ４４それぞれに接続される３つの接点４５とを有する。
【００５１】
ウェハ４２は、便宜上３つのグループにグループ分けされており、各グループにはそれぞれ１以上の温度センサ４３と、１つのマルチプレクサ４４および接点４５とが配置されている。なお、マルチプレクサ４４および接点４５は、図２および図３に示した構成と同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
次に、図７を参照して、この発明の他の実施形態に係る温度測定装置５１を説明する。この温度測定装置５１の基本構成は、図５に示す温度測定装置３７と同様であって、ウェハ型センサ４１と、接触子５５と、データ管理部５６とを備え、図４に示すような加熱・冷却装置内に配置される。なお、図７では、単純化のために加熱・冷却装置の構成要素として加熱板５２、およびウェハ支持用ピン５３のみを図示している。
【００５３】
上記構成の温度測定装置５１において、接触子５５は、ウェハ支持用ピン５３の先端に設けられており、加熱・冷却装置外部に配置されるデータ管理部５６と配線で接続されている。また、ウェハ支持用ピン５３は、図６に示すウェハ型温度センサ４１の接点５４に対応する位置に設けられ、図７に示すように、ウェハ型温度センサ４１が、搬送装置によってアライメントを調整して加熱板５２上に載置されると、接触子５５が接点４３に接続される。
【００５４】
この発明に係るウェハ型温度センサは、図１に示すウェハ型温度センサ１１のように、全ての温度センサ１３を１つのマルチプレクサ１４に接続してもよいし、図６に示すウェハ型温度センサ４１のように、ウェハ４２を１以上のグループにグループ分けして、各グループに属する温度センサ４３をグループ毎のマルチプレクサ４４に接続することとしてもよい。さらには、マルチプレクサを用いずに全てのセンサ毎に接点を設けてもよい。このとき、図４に示す蓋３１の下面および図７に示すウェハ支持用ピン５３の先端に設けられる接触子は、各接点に対応する位置に同数必要となる。
【００５５】
また、上記の各実施形態において、ウェハ上に配置される温度センサとしては、熱電対や測温抵抗体などの従来から利用されている温度センサを用いることが可能である。
【００５６】
さらに、上記の各実施形態においては、加熱板上に載置されたウェハの温度分布を測定する例を示したが、冷却板に載置されたウェハの温度分布を測定することも可能である。
【００５７】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明は、半導体製造装置等でウェハの温度分布を測定するのに有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施形態に係るウェハ型温度センサを示す図である。
【図２】図１に示すマルチプレクサの回路図である。
【図３】図１に示す接点の端子を示す概略図である。
【図４】この発明の一実施形態に係る熱処理装置を示す図である。
【図５】この発明の一実施形態に係る温度測定方法を示す図であって、（Ａ）はウェハ型温度センサを熱処理装置に搬入する工程、（Ｂ）はウェハ上の温度を測定する工程、（Ｃ）は熱処理装置からウェハ型温度センサを搬出する工程を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係るウェハ型温度センサを示す図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る温度測定装置を示す図である。
【図８】従来の加熱・冷却装置の縦断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａでの横断面図である。
【図１０】図８を右側面から見た縦断面図である。
【図１１】従来のウェハ型有線式温度センサの一例を示す図である。
【図１２】従来のウェハ型無線式温度センサの一例を示す図である。
【図１３】従来のウェハ型無線式温度センサの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１，４１，１２０，１３０，１４０  ウェハ型温度センサ、１２，４２，１２１，１３１，１４１，１４３  ウェハ、１３，１３ａ，１３ｂ，４３，４３ａ，４３ｂ，１２２，１３２，１４２  温度センサ、１４，４４  マルチプレクサ、１４ａ  センサ接続端子、１４ｂ，１５ｂ  出力端子、１４ｃ，１５ｃ  選択信号端子、１４ｄ，１５ｄ  電源端子、１４ｅ，１５ｅ  アース端子、１５，４５  接点、２１，１０１  加熱・冷却装置、２２，１０２  筐体、２３，１０３  冷却板、２４，５２，１０４  加熱板、２５，２９，１０５，１１０  昇降ピン、２６，３０，３１ａ，１０６，１１１  昇降駆動装置、２７，１０７  ヒータ、２８，１０８  加熱板温度センサ、３１  蓋、３２，５５  接触子、３３  ロガー、３４  コンピュータ、３５，１０９  コントローラ、３６，５６  データ管理部、２３ａ，２４ａ，５３  ウェハ支持用ピン、３７，５１  温度測定装置、１１２  搬送装置、１１３  搬送口、１１４  シャッタ、１１５  搬送アーム、１１６，１３４，１４４  送信装置、１２３，１４５  ケーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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