(57)【要約】【課題】製造時にウェハが受け得る処理条件を測定するセンサを備える基板を組み込んだ測定デバイスを提供する。【解決手段】基板は、ロボットヘッドによって処理チャンバ内に挿入でき、測定デバイスは、条件をリアルタイムで伝送することができ、またはその後の分析用に条件を格納することができる。デバイスの敏感な電子部品は、デバイスの精度、動作範囲および信頼性を向上させるために、最も有害な処理条件から引き離しまたは隔離することができる。隔離は、真空または適切な材料により提供でき、低温を維持するために相変化材料を電子回路に隣接して設置することができる。【選択図】図１２Ａ
2007208249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理条件を検知するためのシステムであって、
基板と、
基板に取り付けられた複数のセンサと、
複数のセンサに電気的に結合された電子回路プラットフォームと、を備え、
前記電子回路プラットフォームは少なくとも１つの集積回路を囲むカバーを有し、前記カバーは断熱容積を備え、
前記電子回路プラットフォームは、プラットフォームを基板から持ち上げる１つ以上の脚部により基板に取り付けられるシステム。
【請求項２】
前記断熱容積は、カバー外部の外部容積と連通している請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記断熱容積は、外部容積が排気される際に排気される請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記断熱容積は、低い熱伝導率を有する材料で満たされる請求項１記載のシステム
【請求項５】
前記カバーは、密閉封止される請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記カバーは、放射熱に対し反射性の外表面を有する請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記カバー内に相変化材料をさらに含む請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記基板は、ガラスで構成される請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記１つ以上の脚部は、１ミリメートル未満の高さを有する請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
処理条件を検知するためのシステムであって、
基板と、
基板に取り付けられた複数のセンサと、
複数のセンサに電気的に結合された電子回路プラットフォームと、を備え、
前記電子回路プラットフォームは少なくとも１つの集積回路を囲むカバーを有し、前記カバーは２０〜８５℃の融点を有する相変化材料を備え、
前記電子回路プラットフォームは、プラットフォームを基板から持ち上げる１つ以上の脚部により基板に取り付けられるシステム。
【請求項１１】
前記カバーは、断熱容積をさらに囲む請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記断熱容積は、圧力が大気圧未満のガスを含む請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
前記断熱容積は、低い熱伝導率を有する固体を含む請求項１０記載のシステム。
【請求項１４】
前記電子回路プラットフォームは、電源および複数の集積回路を含み、前記相変化材料は、電源および複数の集積回路のすぐ近傍にあり、その結果、前記相変化材料、電源および複数の集積回路は全てほぼ同じ温度である請求項１０記載のシステム。
【請求項１５】
前記カバーは、放射熱に対し反射性の外表面を有する請求項１０記載のシステム。
【請求項１６】
前記カバーは、放射熱に対し反射性の内表面を有する請求項１０記載のシステム。
【請求項１７】
前記脚部は、基板の周囲を越えて伸長する位置に電子回路プラットフォームを保持する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
処理条件測定デバイスを形成する方法であって、
センサを基板に取り付け、リード線によりセンサを電子モジュールに接続するステップと、
電子部品周囲の絶縁容積を囲むカバーを含むように電子回路モジュールを形成するステップであって、前記カバーが脚部により基板から離される、ステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
１８℃〜８５℃の間の融点を有する相変化材料を含むように電子回路モジュールを形成するステップをさらに含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
反射性表面を設けるために、電子回路モジュールの表面を研磨するステップをさらに含む請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
カバーの内部圧力が外部圧力とほぼ等しくなるように、カバーに開口部を形成するステップをさらに含む請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
基板の表面の中心位置に重なるように電子回路モジュールを配置するステップをさらに含む請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
基板の表面の中心ではない位置に重なるように電子回路モジュールを配置するステップをさらに含む請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
電子回路モジュールの少なくとも一部分が基板の表面に重ならないように電子回路モジュールを配置するステップをさらに含む請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ処理、ＬＣＤ表示装置ガラス基板処理、磁気メモリディスク処理および薄膜処理から製造されるその他のデバイスに関し、より詳細には、処理条件を検知および伝送できる基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路、表示装置またはディスクメモリの製造は一般に、多くの処理ステップを使用する。動作可能なデバイスを提供するために、各処理ステップは慎重に監視されなければならない。イメージング処理、堆積および成長処理、エッチングおよびマスキング処理等全体を通して、例えば、温度、ガス流、真空圧、化学ガスまたはプラズマ組成および露光距離は、各ステップの間慎重に制御されることが非常に重要である。各ステップに関する様々な処理条件に対する慎重な注意は、最適な半導体または薄膜処理の要件である。最適処理条件からのどのような逸脱も、その後の集積回路またはデバイスに標準以下のレベルで動作させたり、あるいはさらに悪いことに、全く機能しなくさせたりすることがある。
【０００３】
処理チャンバ内では、処理条件は変動する。温度、ガス流量および／またはガス組成のような処理条件における変動は、集積回路の形成に大きく影響し、従って集積回路の性能に大きく影響する。処理条件を測定するために、集積回路または他のデバイスと同じまたは同様な材料でできた基板を用いることにより、条件の最も正確な測定手段が提供される。なぜならば、基板の熱伝導率が、処理される実際の回路と同じだからである。事実上全ての処理条件について、チャンバ全体を通して勾配および変動が存在する。従って、これらの勾配は、基板表面全体にわたっても存在する。ウェハにおける処理条件を正確に制御するために、チャンバ処理条件の最適化が達成できるように、測定がウェハ上で行われ、読取値が自動制御システムまたはオペレータにとってリアルタイムで利用可能であることが非常に重要である。処理条件としては、半導体またはその他のデバイス製造を制御するために用いられるどのようなパラメータも、あるいは製造業者が監視することを望むどのような条件も含まれる。
【０００４】
処理チャンバ内では、ロボットヘッドが試験ウェハまたは基板を搬送する。ロボットヘッドを組み込んだ装置の１つの例が、テル・コーポレイション (TEL Corporation)により製造されている。このロボットヘッドは旋回できる。このロボットヘッドには複数のレベルまたはハンドも組み込まれている。第１のレベルまたはハンドは伸長可能であり、第２のレベルまたはハンドはウェハを搬送してさらに伸長可能である。第２のロボットまたは可動プラットフォームは、ウェハを受け取り、そのウェハを第３のホルダに渡し、この第３のホルダはそのウェアを処理チャンバまで下降させる。ロボットヘッドおよび処理チャンバについてのさらなる情報については、「半導体処理システムならびに基板の交換および処理方法」というアラキの米国特許第５，５６４，８８９号（特許文献１）を参照されたい。この特許は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
【特許文献１】米国特許第５，５６４，８８９号
【特許文献２】米国特許第６，１９０，０４０号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０２２５４６２号
【特許文献４】米国特許第６，９１５，５８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
処理条件を検知できるウェハおよびデータ分析システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
センサを基板上または基板内に直接設置し、基板表面全体にわたり間隔を置いて配置することにより、ウェハ表面における種々の処理状況の正確な勾配読取値がもたらされる。処理条件は、その後の評価用にメモリ内に格納されてもよく、または情報を提示し制御システムまたはオペレータからの入力を受信できるコンピュータ、ＰＤＡまたはその他のマイクロプロセッサ制御装置のような遠隔データ処理装置を経由して読み取られるようにリアルタイムで利用可能である。オペレータは、処理条件をリアルタイムで監視でき、次に効果の監視を継続しつつ理想的な状態に到達するように処理チャンバの設定を変更することができ、またはこれを自動化された最適化および制御システムにより達成することができる。加えて、その後の処理ステップは、前のステップの処理条件に基づいて即時に修正可能である。
【０００７】
敏感な電子回路系を処理条件から離すことにより、より広い動作範囲ならびにより正確かつ信頼性が高く、再現性があり変動のない動作という結果が得られる。
【０００８】
電子回路プラットフォームは、敏感な部品を基板から離す脚部を有し、その結果、これらの部品は基板と同じ条件にさらされない。特に、内部電子部品は、基板よりも低い温度になり得る。集積回路およびバッテリーのような電源を含む敏感な内部部品を保護するために、電子回路プラットフォームに特定の特徴が付加できる。外部カバーと内部部品との間に絶縁を設けるために、電子回路プラットフォームに断熱容積を組み込むことができる。電子モジュールが真空下で用いられる場合、この断熱容積は、外部への開口部を有することができ、その結果、その断熱容積は、操作の間真空下にあり、従って良好な断熱を提供する。他の例において、絶縁容積を適切な材料で満たすことができる。外部カバーは、カバーに到達する放射熱が反射されるように、反射性表面を有することができる。外部カバーは、その温度がゆっくり上昇するように、高い比熱容量の材料で作ることができる。内部部品を低減された温度に保持するため、相変化材料の一部を電子モジュールに含めることができる。一般に、相変化材料は、室温と内部部品の最高動作温度との間の融点を有する。電子回路プラットフォームは、表面の様々な位置において基板に設置、あるいは電子回路プラットフォームが表面を部分的にまたは完全に越えて伸長するように設置できる。
【発明の効果】
【０００９】
処理条件を検知できるウェハおよびデータ分析システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の測定システムは、ウェハまたは基板の様々な位置における処理条件を測定し、それらの条件をリアルタイムでデータ処理装置に伝送、あるいは処理条件をその後伝送またはダウンロードするためにそれらの条件をメモリ内に記録する。
【００１１】
本願明細書において定義されるように、「処理条件」は、集積回路製造において用いられる様々な処理パラメータを指す。処理条件としては、半導体製造を制御するために用いられるどのようなパラメータも、または温度、処理チャンバ圧力、チャンバ内のガス流量、チャンバ内のガス化学組成、イオン電流密度、イオン電流エネルギー、光エネルギー密度、ウェハの振動および加速度などの製造業者が監視を望むどのような条件も含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
【００１３】
図１Ａは、本発明の第１の実施形態である処理条件測定デバイス（「ＰＣＭＤ」）１００を、広げた状態で示す。ＰＣＭＤ１００は、２つの主要部である基板１０４および電子回路ディスク１０６を有する。基板１０４は、半導体製造設備、ガラス基板処理設備、および磁気メモリディスク処理設備の処理条件を測定するために用いられる。特に、基板１０４は、処理中にウェハまたは基板が受ける条件を測定するために用いられる。基板全体にわたる処理条件を測定するために、基板１０４の表面または内部の様々な領域にセンサが配置される。基板の様々な領域で測定することにより、基板全体にわたる勾配が計算でき、加えて、基板の特定の位置における条件を基板の結果的に得られる特性と互いに関連付けることができる。基板１０４の内部／表面のセンサの数は、測定される処理条件および基板１０４のサイズに応じて変わる。温度を測定するための１つの実施形態において、２００ｍｍ径の基板が１７個のセンサを有するのに対して、３００ｍｍ径の基板は２９個のセンサを有する。基板１０４は、後に図１Ｇ〜１Ｈを参照してより詳細に論じられる。
【００１４】
電子回路ディスク１０６は、ケーブル１０８により基板１０４に接続されている。ケーブル１０８は、どのようなタイプのケーブルでもよいが、好ましくは、柔軟性があり偏平なフラットリボンタイプのケーブルである。ＰＣＭＤがさらされる処理条件は、高温または可変温度あるいはその他の条件を伴うことがよくあり、それらはどちらも、電子部品の機能性、精度、および信頼性に悪影響を及ぼす。さらに、多くの他の処理ステップおよび条件により、電子回路を処理から離すことまたは電子回路を電子を処理環境外に置くことさえも有利になる。この実施形態において、ＰＣＭＤを２つの部分に分けることにより、基板およびセンサを処理チャンバ内部に入れることが可能になり、一方で電子回路は、高温およびその他様々な処理条件の有害な影響のないチャンバ外部にとどまることができる。従って、処理雰囲気の外部漏洩または外部からの漏洩の恐れなく処理が進行できるように、ＰＣＭＤ１００のケーブル１０８は、チャンバ密閉下で処理チャンバ外部から内部へ通過できる。ケーブルは、好ましくは、製造処理において用いられる温度およびその他のガス状化学物質に対して耐性があるポリイミドのような材料で作られる。
【００１５】
データ処理デバイス（「ＤＰＤ」）１１０は、データポート１１４において通信リンク１１２で電子回路ディスク１０６に接続されている。通信リンク１１２は、有線または無線リンクとすることができ、後に図１Ｆを参照してさらに詳細に説明される。
【００１６】
図１Ｂは、基板１０４および電子回路ディスク１０６がそれらの間にあるケーブル１０８によって同心に配置されているものを示す。ここで同心とは、１つの円の周囲が他の円の周囲の内部にあるものとして定義され、円は必ずしも同じ中心を有する必要はない。従って、この定義は円の偏心も含む。
【００１７】
同心円状に位置しているので、これらは、上下に間隔を置かれた２つのロボットアーム内に装填できる。センサを備える基板１０４は、下部ロボットアームにより保持される。下部アームは、基板１０４を処理チャンバ内へ挿入するために伸長できる。処理チャンバは、挿入用の３つの領域、すなわち、領域１３４、領域１３６、および領域１３８を有する。図１Ｃは、処理チャンバの様々な領域内にＰＣＭＤ１００を挿入するロボットヘッド１３０を示す。ロボットハンド１３０ａ（上方、電子回路ディスク１０６を保持）およびロボットハンド１３０ｂ（下方、基板１０４を保持）はどちらも、独立して伸長できる。図１Ｄおよび１Ｅは、ロボットヘッド１３０の３つのハンド１３０ａ、１３０ｂ、および１３０ｃを示す。図１Ｄにおいて、水平ロボットハンド１３０ｂは、ロボットハンド１３０のロボットハンド１３０ａから離れるように伸長される。水平ロボットハンド１３０ｂまたは１３０ｃは基板１０４を含み、ＰＣＭＤ１００が伸長状態にある時に、水平ロボットハンド１３０ａまたは１３０ｂはそれぞれ、電子回路ディスク１０６を含み得る。ロボットヘッド１３０は、チャンバに接近する際に、図１Ｂに見られるようにＰＣＭＤを最初に同心円状態にする。ロボットハンド１３０ｂは次に、ハンド１３０ａから離れるように伸長し、これにより基板１０４を電子回路ディスク１０６から離す。このように、基板１０４は、図１Ｃに見られるように領域１３４内に設置できる。ＰＣＭＤが領域１３６内に設置される場合、ロボットハンド１３０ａおよび１３０ｂは、ＰＣＭＤ１００を同心円状態にして領域１３６内に挿入される。基板１０４は、スライド式プラットフォームまで降下され、このスライド式プラットフォームが位置１３６で基板１０４を処理チャンバまで移動させる。ロボットハンド１３０ａおよび１３０ｂ内へ装填する前に、ＰＣＭＤ１００は、ケーブル１０８の軸に沿って伸長させられるように、適切な方位まで回転されられる。処理チャンバ１３８内への基板１０４の設置は、ケーブル１０８の軸に沿った伸長がチャンバ１３８と一直線になるようにするための異なる回転角度を除いて、チャンバ１３６についてと実質的に同じである。
【００１８】
図１Ｆは、ＰＣＭＤ回路系１５１およびＤＰＤ１１０の電気回路および信号の流れを例示するブロック図であり、これは本発明の全ての実施形態に共通である。前に言及されたように、センサ１５０は、基板１０４内または基板１０４上にある。センサ１５０の出力は、導線１５３を介してＳＡＣ１５４に結合されている。メモリ１５２は任意であり、好ましくは、基板１０４上またはケーブル１０８のコネクタ上でセンサ１５０の近くに置かれる。メモリ１５２は、存在するのであれば、マイクロコントローラ１５８Ｂによるデジタルセンサデータの読み取りのために、処理なしでＳＡＣ１５４を通され、導線１５６を通してＤＴＣ１５８まで進むデジタルセンサデータを格納する。メモリ１５２は、センサ１５０用の較正係数を含み得る。このように、たとえ電子回路ディスク１０６が交換されても、メモリ１５２および較正係数は、適切なセンサ１５０と共に残る。ＳＡＣ１５４は、好ましくは、電子回路ディスク１０６に位置するが、基板１０４あるいは処理チャンバの内部または外部のどこに位置してもよい。ＳＡＣ１５４は、センサ出力を取り出すために必要な回路系を含み、必要であれば、増幅器、電源、およびフィルタのようなセンサを駆動するために必要とされるどのような入力パワーまたはその他の信号も供給する。ＳＡＣ１５４は、信号を導線１５６上でデータ伝送回路（「ＤＴＣ」）１５８に送る。電源１６２は、蓄電池、放射エネルギー変換電池、または誘導結合電源であってもよく、電気バス１６４を介してＰＣＭＤ１００の全ての部品に電力供給する。
【００１９】
ＤＴＣ１５８は、アナログまたはデジタル形式で信号を処理、格納およびデータリンク１１２上でＳＡＣ１５４からＤＰＤ１１０まで伝送するために必要な回路系を備える。信号がデジタル方式で送信される場合、ＤＴＣ１５８は、１つ以上のアナログ・デジタル変換器１５８Ａを含み得る。ＤＴＣ１５８内の送受信装置１５８Ｃは、測定された処理条件およびどのような制御信号もＤＰＤ１１０の送受信装置１１０ｄとの間で送受信する。送受信装置１１０ｄは、ＤＰＤ１１０の一部として示してあるが、ロボットヘッド１３０上に離して位置してもよい。ＤＴＣ１５８は、センサ１５０用の較正係数も含み得る。ＤＴＣ１５８は、較正係数情報を読み取り、測定データに対し較正補正を適用するためにその情報をデータ処理装置１１０に伝達し得る。ＤＴＣ１５８は、センサ１５０により測定されたときの記録された処理条件を生の状態または補正された状態で、ならびに較正係数のような他の情報も格納するためのメモリ１５８Ｄも任意に含み得る。マイクロコントローラまたはゲートアレイ１５８Ｂは、ＤＴＣ１５８の処理を管理する。データリンク１１２は、無線リンクであってもよく、またはＲＳ２３２またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続のような多心データケーブルであってもよい。データリンク１１２が無線式である場合、送受信装置１５８ｃおよび１１０ｄは、赤外、音響、音波、超音波、または無線周波信号で通信できる。ブルートゥース (Bluetooth)のようなよく知られたプロトコルもいくつでも使用できる。送受信装置は、信号を誘導的に送受信することもできる。ＰＣＭＤ１００において、ＤＴＣ１５８は電子回路ディスク１０６の一部であるのに対して、以下の実施形態においては、どこか他の場所に置かれてもよい。理解しやすくするため、ＳＡＣ１５４、ＤＴＣ１５８およびＤＰＤ１００内の相互接続または配線は示してない。
【００２０】
データ処理装置１１０は、コンピュータまたはパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）あるいは特定用途向けコンピュータのような任意のマイクロプロセッサまたはゲートアレイ制御型装置であってもよい。ＤＰＤ１１０は、中央演算処理装置１１０Ａを含み、ディスプレイまたはキーボード、マウス等の入出力装置１１０Ｂ、メモリ１１０Ｃ、および送受信機１１０Ｄも含み得る。
【００２１】
基板１０４は、好ましくはシリコンウェハである基層１４０を有するが、集積回路または薄膜デバイスの製造において用いられるガラス、セラミックス、ＧａＡｓ、炭化物または窒化物を含むその他多くの材料で作られ得る。基板１０４および電子回路ディスク１０６を、現行ウェハのサイズにシミュレートさせ、さらに従来のウェハ取り扱い機械で取り扱われるために、好ましくは直径が２００ｍｍまたは３００ｍｍであるが、どのような直径またはどのような形状であってもよい。
【００２２】
図１Ｇは、基板１０４の断面図である。この説明のための例において、基層１４０はシリコンウェハであり、ウェハ上に様々な層が形成されている。基層１４０は、基層１４０上に絶縁層１４２を有している。絶縁層１４２は、どのような絶縁材料であってもよいが、好ましくは二酸化ケイ素のような熱酸化物である。次に、キャップ層１４４が絶縁層１４２上に形成されている。キャップ層１４４は、絶縁層１４２中のどのような欠陥も補償する。キャップ層１４４上には相互接続層１４６がある。相互接続層１４６は、処理条件を監視するセンサと信号を伝送しあうために用いられる導体層である。相互接続層１４６はエッチングされて、センサの正確な位置と互いにつながる回路トレース、および相互接続に必要とされる何らかのボンドパッドを形成する。加えて、センサ自体は、相互接続層１４６内、およびその他の導体層（図示せず）内に形成され得る。相互接続層１４６上にはパッシベーション層１４８がある。パッシベーション層１４８は、好ましくは窒化物層であるが、いかなるタイプの誘電材料であってもよい。図１Ｈは、基板１０４上／内にあるセンサ１５０の好ましい配置を示すが、その他多くの配置が可能であり、本発明の範囲内である。図１Ｊは、基板１０４内に設置され相互接続層１４６内に形成された回路トレースに接続された個別のセンサ１５０を示す。熱伝導性絶縁セラミック材料（図示せず）がセンサ１５０を覆い、空所１５２を満たす。基板上に直接蒸着された薄膜上に作製されたセンサおよび相互接続に関するさらなる情報については、「集積回路製造ツールにおける基板上の温度を検出するための装置」というレンケンらの米国特許第６，１９０，０４０号（特許文献２）を参照されたい。この特許は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
【００２３】
様々な処理条件を検出するために必要なセンサ１５０は、よく知られた半導体トランスデューサ設計に従って基板１０４上に設置されるか、または基板内に組み立てられる。温度を測定するため、一般的なトランスデューサはＲＴＤまたはサーミスタであり、これは温度係数を有する薄膜抵抗材料を含む。基板１０４に作用する磁束量を測定するために、磁気抵抗材料を用いることもできる。抵抗感応材料（サーミスタか磁気抵抗材料）の遠心端間において、基板内に抵抗電圧変換器が形成されることがよくある。別の代表的な温度センサとしては、基板の層内にリソグラフィ法で形成された２つの異なる導体で作られた熱電対が含まれる。導体間の接合部が加熱されると、接合部温度と共にほぼ線形的に上昇する微小な熱電電圧が生成される。温度センサの別の例としては、温度と共に上昇する電圧を生成するダイオードが含まれる。正電源と負荷抵抗間との間にダイオードを接続することにより、負荷抵抗から電流電圧変換が得られる。別のセンサは、温度依存振動周波数を示す結晶方位上で切断された水晶から作製された水晶音叉のような圧電デバイスである。センサの振動周波数は、温度による周波数変動を最小にするように配向された結晶から作製される水晶音叉のような圧電デバイスで形成された主発振器を基準にすることができる。センサと主発振器との間の周波数差により、直接デジタル温度依存信号がもたらされる。圧電センサは、堆積質量および堆積率またはその他の処理条件を測定するために、質量変化を検知するためにも用い得る。
【００２４】
センサ１５０は、別個のセンサまたは基板１０４の層内に一体的に形成されたセンサのいずれかとして、基板１０４全体にわたる選択領域における圧力、力または歪みを測定するためにも用い得る。ウェハ上にかかる大気圧を測定できる圧力トランスデューサには多くのタイプがある。適切な圧力トランスデューサとしては、ダイアフラム式トランスデューサが含まれ、ダイアフラムまたは弾性要素が圧力を検知し、対応する歪みまたは撓みを生成し、次にこの歪みまたは撓みは、ダイアフラムまたはダイアフラム後方にある空所に接続されたブリッジ回路により読み取ることができる。別の適切な圧力トランスデューサとしては、基板１０４の半導体基板内に設置された圧電抵抗材料が含まれる。圧電抵抗材料は、ドーピング化合物を基板内に拡散させることにより形成される。結果として得られる圧電抵抗材料は、それにかかる圧力または歪みの量に比例する出力電流を生成する。
【００２５】
センサ１５０は、基板１０４全体にわたる流量を測定するために用いることもできる。加えて、湿度および水分センサを基板１０４上に形成することもできる。流量測定のためのよく知られた方法である熱線風速計を基板１０４に組み込むことができる。流体速度は、基板１０４上に形成された非層流障害物に層流の流体の流れが当たる際の渦発生周波数に基づく。流体流れの測定は一般に、障害物のいずれかの側における特殊な渦の形成を伴う。従って、両側間で交互の圧力変動が発生する。しきい値（これ以下では渦発生は全く起こらない）を超えると、周波数は流体速度に比例する。交互の圧力差を検出する多くの方法の中で、障害物の両側間の小さい流路中にホットサーミスタを設置することが好ましい。利用された流路を通る流れの交互の方向により、自己発熱したサーミスタが周期的に冷却され、これによりＡＣ信号および渦周波数の２倍の対応する電気パルスを発生させる。従って、サーミスタの前で基板１０４から突出する障害物により、固体状態の流量測定がもたらされる。互いに近接して設置された自己発熱したサーミスタ間で熱が伝達され得る。流体の流れにより、隣接するサーミスタ間で熱エネルギーが伝達され、質量の流れに比例する熱不均衡が引き起こされる。ベクトルに沿った流れを測定するために、２つ以上の隣接するセンサを配置することができ、または多重流れベクトルも検知され得る。熱不均衡は、質量の流れに関するＤＣ信号を生成するために検出できる。流れベクトルを検出するために、多方向の流れが比較できる。
【００２６】
センサ１５０は、基板１０４上のガス状化学物質濃度を測定するために用いることもできる。化学組成センサは、測定される特定のイオンに対して透過性の膜を利用する。理想的には、この膜は、その他全てのイオンに対して完全に不透過であるべきである。膜の伝導度は、膜を透過した選択イオンの輸送量に直接比例する。膜伝導度に変動性があれば、基板１０４を包囲する環境中に存在する化学イオン量に直接関係する測定を行うことができる。
【００２７】
センサ１５０は、平行板構造、集電板配列、集電板上で支持された制御グリッドを持つ集電板を用いて、イオン電流密度およびイオン電流エネルギーを測定するために用いることもできる。平行板間、または集電板配列へ流れる電流は、イオン電流密度と共に上昇する。イオン電流エネルギーは、板上のグリッドに一定または変動ＤＣ電位をかけることにより検出できる。これにより、イオン電流エネルギーを用いて電流の流れが調整され、エネルギー分布が検出できるようになる。これは、堆積またはエッチング処理の監視および調節を行う際に有用である。
【００２８】
層の共鳴周波数を測定し、これにより層の質量または厚さを測定するために、圧電トランスデューサ／センサを基板１０４と一体化することもできる。
【００２９】
加えて、センサ１５０は、基板１０４から離間された物体の位置変化または移動を検出するために用いることもできる。代表的な移動トランスデューサは、光子エネルギー（または強度）を測定し、光子エネルギーを電場または電圧に変換できる電気光学デバイスを含む。比較的よく知られた電気光学デバイスとしては、発光ダイオード、光ダイオード、光トランジスタ等が含まれ、これらは半導体基板上に形成することができる。移動センサは、エッチングまたは堆積チャンバ内における電極間隔に関する正確な情報を提供するために用いることができ、さらにウェハと対応するマスクおよび／または放射線源間の間隔情報を提供することもできる。
【００３０】
図２は、処理条件測定デバイスの別の実施形態であるＰＣＭＤ２００を示す。ＰＣＭＤ２００は、電子回路ディスク２０６がＰＣＭＤ１００の電子回路ディスク１０６および基板１０４よりも小さいという点以外では、ＰＣＭＤ１００と同様である。ＰＣＭＤ１００の場合のように、電子回路ディスク２０６は、伸長された位置で基板１０４から分離される。ＰＣＭＤ２００は、基板と（上にまたは下に）一緒にされてもよく、常に伸長されたままであってもよい。このようにして、電子回路を処理チャンバの有害な条件から離すことができる。電子回路は、ディスク以外の形状係数であってもよい。
【００３１】
図３Ａは、処理条件測定デバイスのさらに別の実施形態であるＰＣＭＤ３００を示す。ＰＣＭＤ３００は図２のＰＣＭＤ２００と同様であるが、基板１０４の表面上、表面内または空所内に付加的な電子回路プラットフォーム２０７を含んでいる。ＰＣＭＤ１００および２００の電子回路ディスク１０６および２０６内に予め収容されている電子式電力供給回路系１５１が、ここでは電子回路ディスク２０６および電子回路プラットフォーム２０７に分けられる。図１Ｆに示されているＰＣＭＤ回路系１５１のどの部分も、どちらの場所にあってもよく、各プラットフォーム上に重複されてもよい。好ましくは、信号取得回路系１５４は、電子回路プラットフォーム２０７の一部であり、データ伝送回路系１５８は、電子回路プラットフォーム２０７および電子回路ディスク２０６の両方に存在する。従って、ＤＰＤ１１０への通信は、電子回路プラットフォーム２０７か電子回路ディスク２０６のいずれかから可能である。電子回路プラットフォーム２０７は、基板１０４の表面上のどこにあってもよい。この実施形態においては、中央に位置している。
【００３２】
図３Ｂに見られるように、電子回路プラットフォーム２０７は、１つ以上のスペーサまたはプラットフォーム脚部２０９により基板１０４の表面から持ち上げられている。前に述べたように、処理チャンバは、温度およびその他のパラメータにおけるかなり大きな勾配を有することがある。場合によっては、最も厳しい処理条件がウェハと同水準になることがある。ウェハ表面から電子回路を持ち上げることは、電子回路を最も過酷な処理条件から隔離するための別の方法である。プラットフォーム２０７およびプラットフォーム脚部２０９は、好ましくは、基板１０４と同様／両立可能な特性を持つ材料から作られるが、事実上どのような材料でも作られ得る。両立性は、熱膨張係数、あるいはその他の機械的、電気的、または材料特性に関係する。プラットフォーム２０７が基板１０４から持ち上げられる距離は、測定が想定される処理条件に応じて調整可能であるが、一般に１ｍｍ〜５ｍｍである。プラットフォーム脚部のサイズは、直径または幅（円形でない場合）が０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍ以上の範囲であり得るが、好ましくは、基板とプラットフォームとの間の熱伝達を制限するために、約０．０５ｍｍの最小直径または幅である。プラットフォーム２０７の電子回路系からの信号は、プラットフォーム脚部２０９と一体の小さい電気ケーブルまたは導線のいずれかを介して基板１０４に伝送される。
【００３３】
図４は、本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ４００を示す。ＰＣＭＤ４００は、電子回路ディスク２０６を含まないことを除き、ＰＣＭＤ３００と同様である。電子回路プラットフォーム２０７は、ＳＡＣ１５４およびＤＴＣ１５８を含む。電源１６２は、好ましくはプラットフォーム２０７上に位置するが、基板１０４上に位置してもよい。ケーブル１０８は、基板１０４および電子回路プラットフォーム２０７を含む密閉された処理チャンバ内からであれば妨げられるであろう通信を可能にすることにより送受信機をサポートするために、アンテナまたは外部トランスデューサとして機能するための処理チャンバ外部に伸長し得る。こうしてケーブル１０８は、ＤＴＣ１５８とＤＰＤ１１０との間において、リアルタイムまたは遅延して信号を伝送する際にデータリンク１１２の一部として機能する。代わりに、ケーブル１０８はＤＰＤ１１０に直接接続することができ、これによりデータリンク１１２は有線リンクとなる。
【００３４】
図５は、本発明のさらに別の実施形態であるＰＣＭＤ５００を示す。ＰＣＭＤ５００はＰＣＭＤ４００のケーブル１０８を欠いているが、それ以外は同様である。従って、ＰＣＭＤ５００は、データリンク１１２上で無線通信を行う。アンテナは、好ましくは電子回路プラットフォーム２０７に組み込まれるが、基板１０４内または基板１０４上に形成してもよい。
【００３５】
ここまで、電子回路プラットフォーム２０７を特徴とする実施形態の全てにおいて、すなわち、ＰＣＭＤ３００、４００、および５００において、プラットフォームは基板１０４の中心に位置していた。この理由は、ロボットアームによりスピンまたは回転される際に処理条件測定デバイスを適切に均衡された状態に保つことが重要だからである。しかし、熱平衡も、他の多くの処理条件の均衡と同様に重要である。前に述べたように、処理条件は、処理チャンバ室全体にわたり大きく変わり得る。それぞれの処理条件は、処理チャンバ内でそれぞれ独自のプロファイルまたは勾配を有している。従って、これらの変化に対処するために、処理条件に応じて電子回路プラットフォーム２０７の位置を変化させること、または基板上または基板内に１つ以上のプラットフォームを設けることが有利である。
【００３６】
図６において、ＰＣＭＤ６００は、基板２０７の端部近くに位置する電子回路プラットフォーム２０７を有する。それ以外では、ＰＣＭＤ６００はＰＣＭＤ５００と同様である。図７において、ＰＣＭＤ７００は、基板１０４の直径上に位置し、基板１０４の中心から等距離にある２つ以上の電子回路プラットフォーム２０７および２０９を有する。ＰＣＭＤ回路系１５１は、電子回路プラットフォーム２０７と２０９との間において任意の比率で分けることができるが、これにはプラットフォーム２０９が電子部品または回路系を全く有さない構成も含まれる。また、ＰＣＭＤ回路系１５１は、各プラットフォーム上に重複させてもよい。
【００３７】
どの実施形態においても、ＰＣＭＤ回路系１５１、すなわち、メモリ１５２、ＳＡＣ１５４、ＤＴＣ１５８、および電源１６２の全てまたは一部を含むプラットフォームは、代わりに基板に組み込まれるか、または基板内に形成された空所内に格納されてもよい。これは、処理条件を測定するために用いられる基板１０４が、実際の製造の処理条件を受ける製造基板と実質的に同じ質量を有するように行われる。目的は、試験基板（１０４）に対する効果と極力同様のものを正確にシミュレートするために、プラットフォームにより加えられる量と同じ基板質量を除去することである。基板１０４内の質量および熱伝導が製品基板と同様であれば、温度変化に対する動的熱応答時間を最も正確に測定できる。
【００３８】
図８は、本発明の実施形態による電子回路プラットフォーム８００を示す。電子回路プラットフォーム８００は、図３Ｂの電子回路プラットフォーム２０７と同様であるが、これを高温での使用に特に適切なものにする付加的な特徴を有している。電子回路プラットフォーム８００は、電源８０２および集積回路８０６ａ〜ｃが取り付けられたプリント回路板（ＰＣＢ）８０４を含んでいる。ＰＣＢ８０４および集積回路８０６ａ〜ｃは、センサからデータを収集し、メモリ中にそのデータを格納、または処理するためにそのデータを（無線またはその他の方法で）遠隔ユニットに伝送することができる。電子回路プラットフォーム８００は、電子回路プラットフォーム８００の内部部品を囲むカバー８０８を有する。カバー８０８は、内部容積８１２を気密密閉しておらず、代わりに、内部容積８１２がカバー８０８の外部と連通するように開口部８１０を有する。従って、ガスは内部容積８１２から外部に流れることができ、また外部からのガスは内部容積８１２に入ることができる。電子回路プラットフォーム８００がチャンバ内に設置されると、チャンバは、真空にされ（大気圧以下の圧力、例えば３ミリトールまで排気され）、内部容積８１２は排気される。開口部８１０のサイズは、内部容積８１２が外部と大きく異なる圧力を有さないようなものとすることができる。従って、電子回路プラットフォーム８００が急速な圧力変化を受けるのであれば、開口部８１０を大きくすることができる。緩慢な圧力変化のみを経るのであれば、開口部８１０を比較的小さくすることができる。開口部８１０のサイズは、内部容積８１２のサイズに従って選ばれ、より大きな容積はより大きい開口部を必要とする。低プロファイルの電子回路プラットフォームは、小さな開口部だけを必要とする非常に小さな内部容積を有することができる。１つの例において、リード線が電子回路プラットフォームに入る小さい間隙は、小さい内部容積内の圧力を外部とほぼ同じ圧力に保持するのに十分である。開口部８１０を通って進入する熱量を低減するために、開口部８１０を小さく維持することが一般に望まれる。真空は不良熱導体である。従って、内部容積８１２が真空状態にある場合、内部容積８１２は、カバー８０８から電源８０２、ＰＣＢ８０４および集積回路８０６ａ〜ｃへのどのような熱の流れも低減する。内部容積８１２は、高い外部温度に対してこれらの内部部品を遮断する断熱容積として働く。
【００３９】
カバー８０８は、電源８０２、ＰＣＢ８０４および集積回路８０６ａ〜ｃがカバー８０８の外部より低い温度に維持されるように、適切な材料で作られ得る。カバー８０８は、熱エネルギーがカバー８０８に向けられた際に、その熱エネルギーがカバー８０８から反映されて吸収されないように、放射熱を反射する傾向がある材料で作られ得る。カバー８０８は、熱が吸収される際に、その熱がカバー８０８の温度を緩やかに上昇させ、こうして内部部品の加熱を遅延するように、高い比熱容量を有する材料で作られ得る。放射熱に対して反射性で、特有の高い熱容量を有する材料の例としては、インバール (Invar)（ニッケル鉄合金）およびステンレス鋼が含まれる。しかし、特に電子回路モジュールが薄いガラス基板上にある場合には、電子モジュールの重量も重要であり得る。モジュールの重量を抑えるために、カバー８０８はアルミニウムで作られ得る。アルミニウムはインバールより低い熱容量を有すると同時に、ずっと軽量でかつ放射熱に対して反射性であり得る。
【００４０】
電子回路プラットフォーム８００は、電源８０２、ＰＣＢ８０４および集積回路８０６ａ〜ｃのような内部部品に、伝導、対流または放射により伝達されるかもしれない熱からの保護を提供する。下方からの伝導による熱伝達は、電子回路プラットフォーム８００を基板８１６から持ち上げる脚部８１４ａ、８１４ｂを用いることにより低減できる。脚部８１４ａ、８１４ｂは、小さい断面積（例によっては、直径約０．５ミリメートル）を有することができる。脚部は、必要な物理的支持を電子回路プラットフォームに提供するのに十分な大きさのままで、小さくすることができる。脚部は、セラミックのような低い熱伝導率を有する材料で作ることができる。例によっては、脚部およびカバーが一体の部品として形成できるように、脚部はカバーと同じ材料から形成される。従って、カバー８０８および脚部８１４ａ、８１４ｂは両方ともアルミニウムで形成できる。脚部８１５ａ〜ｄは、カバー８０８の底部から電源８０２およびＰＣＢ８０４を持ち上げるためにも設けられる。これにより、カバー８０８から内部部品への熱の流れが低減される。場合によっては、絶縁層を形成するために、カポン (kapon)テープのような絶縁材料の層を脚部８１５ａ〜ｄの代わりに用いることができる。そのような絶縁層は連続したものとすることも、不連続な部分で形成することもできる。加えて、電子回路プラットフォーム８００が真空中で用いられる場合には、カバー８０８から内部部品への伝導性の熱伝達は低減される。その理由は、内部容積８１２が断熱容積として働くからである。高レベル真空が達成されない場合でも、内部容積８１２中の低減された圧力は、カバー８０８から内部部品への熱伝達を低減する。内部容積は、電源８０２、集積回路８０６ａ〜ｃおよびカバー８０８の間に、これらの部品が互いに接触しないように広がっている。従って、カバー８０８とどの内部部品との間にも間隙が一般に維持される。空気中または何か他の周囲ガス中で、周囲ガスは内部容積８１２に進入し、カバー８０８と内部部品との間に絶縁をもたらす。電子回路プラットフォーム８００を包囲する圧力が低減されるにつれ、（処理チャンバ壁のような）外部構成要素と電子回路プラットフォーム８００との間の対流による熱伝達が低減される。熱を伝えるガスの存在が少なくなるほど、このようにして伝達される熱はより少なくなる。同様に、内部容積８１２の圧力が低減されると、カバー８０８と内部部品との間の対流による熱伝達が低減される。電子回路プラットフォーム８００への放射による熱伝達は、カバー８０８上に反射性外部表面８１８を設けることにより低減される。カバー８０８の全ての外部表面を反射性にしてもよく、または、熱が特定の方向から受け取られるのであれば、特定の選ばれた表面のみを反射性としてもよい。表面８１９のような内部表面も反射性にすることができる。そのような反射性表面は一般に放射率が低く、従って、所与の温度において放射する熱エネルギーは比較的少ない。反射性表面８１８のような反射性表面は、カバーの外表面または内表面用の材料として金属を用いることにより設けることができる。表面を研磨して、より反射性にすることができる。１つの例において、カバーを形���するために研磨鋼が用いられる。付加的な反射性層を、カバー８０８内部に加えることができる。１つの例において、１つ以上の反射性金属層、例えばアルミニウム箔層が、電源８０２、ＰＣＢ８０４および集積回路８０６ａ〜ｃを包囲する。電子回路プラットフォーム８００は、前述したように基板８１６に設置された１つ以上のセンサに接続する。
【００４１】
図９は、別の電子回路プラットフォーム９００を示す。電子回路プラットフォーム９００は、カバー９０８内に含まれる電源９０２、ＰＣＢ９０４および集積回路９０６ａ〜ｃを有している。カバー９０８は、脚部９１４ａ、９１４ｂにより基板９１６から持ち上げられている。電子回路プラットフォーム８００とは異なり、電子回路プラットフォーム９００は、カバー９０８に開口部を持たない。従って、カバー９０８は密閉封止されている。電子回路プラットフォーム９００の内部容積９１２は、外部と接続されていない断熱容積を形成する。１つの例において、内部容積９１２は真空である。従って、カバー９０８は、内部容積９１２が排気されたままであるように、真空下で封止される。電源９０２およびＰＣＢ９０４をカバー９０８から間隔をおいて配置するために脚部を設けることができる。別の例において、内部容積９１２は、カバー９０８と内部部品との間の絶縁をもたらすガスで満たされる。別の例において、内部容積は、絶縁をもたらすように低い熱伝導率を有する固体で満たされる。固体内部に気泡を封入している発泡体も、内部容積９１２を満たすために用い得る。
【００４２】
別の実施形態において、内部容積９１２は、相変化材料で満たすことができる。相変化材料は、その融点において相変化を受ける際に熱エネルギーを吸収する材料である。個体の相変化材料が加熱されてその融点に達すると、その材料は、固体から液体への相変化を経る。この処理の間、相変化材料は、融解エンタルピーとして知られている一定量の熱を吸収する。熱入力にもかかわらず、たとえ相変化が起こっていても、材料の温度は比較的一定のままである。これは、潜熱が材料により吸収されていると説明されることがある。特定の相変化材料は、それらの融点およびそれらの高い比融解エンタルピー（または比融解潜熱）により選ばれ得る。相変化材料は、保護されるべきいずれの部品の動作範囲内にも入る融点を有するべきである。なぜならば、相変化を受ける際に、その材料は、周囲の部品をその融点に保つ傾向があるからである。しかし、室温（約１８〜２０℃）において相変化材料が固体であるように、相変化材料の融点は室温より高くあるべきである。一般に、集積回路９０６ａ〜ｃのような電子部品を、約８５℃の最高動作温度以下に保つことが望ましい。従って、２０〜８５℃の融点を有し高い比融解エンタルピーを有する相変化材料が選ばれ得る。ルビサーム（登録商標）・ゲーエムベーハー(Rubitherm GmbH)から様々な相変化材料が入手可能であり、それにはＲＴ３５が含まれ、これは、３５℃の融点を有し、２７〜４２℃において１５７キロジュール／キログラムの蓄熱容量を有する。相変化材料の量は、電子回路プラットフォームが遭遇するいずれかの加熱処理の温度および期間によっても選ばれ得る。例によっては、電子部品は、より高い温度定格を有することがあり、その結果、それらの電子部品は、８５℃以上の温度で動作できる。また、電子部品は、それらの指定された最高温度よりも高い温度での使用に適合されることがある。「統合化された処理条件検知用ウェハおよびデータ解析システム」という米国特許出願公開第２００４／０２２５４６２号（特許文献３）は、従来の集積回路がその指定された温度範囲以上の温度で動作され得るように、従来の集積回路を適合する方法を記載している。そのような方法は、電子回路プラットフォーム中の集積回路に応用できる。電子回路モジュール中の集積回路は、パッケージ式または非パッケージ式であり得る。非パッケージ式集積回路は、リードフレームを介さずにＰＣＢまたは他の外部回路系に直接接続されたボンドパッドを半導体表面に有し得る。パッケージングがなければ、集積回路はより小さくなることができ、従って電子回路プラットフォームがより低いプロファイルを持てるようにする。バッテリーのような電源も、指定された温度範囲を有することがあり、その範囲外ではバッテリーは動作を停止、または満足な動作を停止する。一般に、バッテリーは最高６５〜８５℃で動作する。バッテリーによっては、最高１５０℃で動作し得る。
【００４３】
図１０は、別の電子回路プラットフォーム１０００を示し、内部容積１０１２をカバー１００８の外部と接続する開口部１０１０を有し、さらにカバー１００８内に相変化材料部分１０２０を有する。これは、内部容積１０１２における真空がもたらす絶縁の利点と相変化材料の温度安定効果とを併せ持つ。断熱容積である内部容積１０１２は、電源１００２、ＰＣＢ１００４および集積回路１００６ａ〜ｃを含む内部部品を部分的に包囲し、内部部品への熱エネルギーの到達を防止することに役立っている。熱エネルギーが内部部品に到達すると、その熱エネルギーは相変化材料部分１０２０により吸収される。これは、内部部品をほぼ相変化材料の融点に保持する傾向がある。電源１００２およびＰＣＢ１００４の下で、カバー１００８の底部全体にわたって相変化材料部分１０２０が広がっているのが示してある。しかし、他の例においては、カバー１００８内のこれらの部品の位置は異なることがある。前と同様に、電子回路プラットフォーム１０００を基板１０１６から持ち上げるために脚部１０１４ａ〜１０１４ｂが設けられ、カバー１００８は、反射性外表面を有することができる。
【００４４】
図１１は、さらに別の電子回路プラットフォーム１１００を示す。電子回路プラットフォーム１１００は、相変化材料部分１１２０により包囲された電源１１０２、ＰＣＢ１１０４および集積回路を含む内部部品を有する。包囲している相変化材料１１２０は、断熱層１１３０である。相変化材料は、その融点以上に加熱し、材料が液状である間に空所に注入することにより、所定の空所を満たすために用いることができる。従って、カバー１１０８には、何らかの適切な材料の断熱層１１３０を設けることができる。次に、電源１１０２、ＰＣＢ１１０４および集積回路１１０６ａ〜ｃをカバー内に設置することができ、残りの容積は、適切な相変化材料で満たされて相変化材料部分１１２０を形成できる。次にカバー１１０８が封止され得る。１つの例において、断熱層１１３０は、適切な固体、または気泡を閉じ込めている固体である。１つの例において、絶縁層１１３０を通る熱伝導を低減するために、断熱層１１３０は、気泡の代わりに真空を有する硬質な多孔質絶縁材料である。別の例において、断熱層１１３０は、ガスまたは真空で形成できる。相変化材料部分１１２０は、融解する際にその位置を維持するように、容器（図示せず）内に収容されてもよい。断熱層１１３０は、そのような容器とカバー１１０８との間で延設される。断熱層１１３０が真空である場合、断熱層は、カバー１１０８を真空下で封止することにより、または真空下で動作している間にカバー１１０８に開口部を有することにより形成され得る。前と同様に、電子回路プラットフォーム１１００を基板１１１６から持ち上げるために脚部１１１４ａ、１１１４ｂが設けられ、カバー１１０８は、反射性外表面を有することができる。
【００４５】
図１２Ａは、電子回路プラットフォーム１２００を有するガラス基板１２１６を上から見たものを示す。電子回路プラットフォーム１２００は、前述した電子回路プラットフォーム８００〜１１００のいずれかと構造が同様とすることができる。電子回路プラットフォーム１２００は、リード線１２５２ａ〜１２５２ｉを介して複数のセンサユニット１２５０ａ〜１２５０ｉに接続されている。センサユニット１２５０ａ〜１２５０ｉは、１つ以上の処理条件を様々な位置で測定するように、ガラス基板１２１６の表面全体にわたって配置されている。各センサユニットは、単一の処理条件を測定するために単一のセンサを含むか、または２つ以上の処理条件を測定するために２つ以上のセンサを持つことができる。全てのセンサユニットは必ずしも同一ではなく、その結果、あるものは他のものと異なる処理条件を測定し得る。センサユニット１２５０ａ〜１２５０ｉからのデータは、リード線１２５２ａ〜１２５２ｉを介して電子回路プラットフォーム１２００に送られる。データは、後の回復用に電子回路プラットフォーム１２００内に格納することも、または電子回路プラットフォーム１２００中のデータ通信回路を用いて電子回路プラットフォーム１２００から別の位置に送ることもできる。１つの例において、センサユニット１２５０ａ〜１２５０ｉは、基板１２１６全体にわたって温度を測定する。温度データは、後の回復および分析用に、電子回路プラットフォーム１２００のメモリ中に格納される。
【００４６】
図１２Ｂは、基板全体にわたるセンサユニットの別の配置を示す。電子回路プラットフォーム１２０１は、ガラス基板１２６６の中央に位置し、リード線１２６２ａ〜１２６２ｈにより電子回路プラットフォーム１２０１に接続されたセンサ１２６０ａ〜１２６０ｈが基板１２６６全体にわたって分布されている。
【００４７】
図１３は、電子回路モジュール１２００および基板１２１６の一部分を断面で示す。センサユニット１２５０ａがリード線１２５２ａにより電子回路プラットフォーム１２００に接続されているのが示されている。センサユニットの例およびセンサユニットの設置およびガラス基板への取り付けの方法は、米国特許第６，９１５，５８９号（特許文献４）に示されている。この特許は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。フラットパネルディスプレイ（ＦＤＰ）基板のようなガラス基板は、大きく（寸法が２メートル以上）かつ非常に薄い（０．５〜１ミリメートルが一般的）ことがある。そのようなガラス基板は一般に、自動装置により移動され、その自動装置は基板が一定の物理的寸法に準拠することを必要とする。例えば、ある処理装置における開口部は高さが約１３ミリメートルである一方で、他の装置においては、いっそう小さい開口部が使用されることがある。基板１２１６のような装備された基板がそのような開口部を通過できるようにするために、電子回路プラットフォーム１２００のような電子回路プラットフォームの高さは、比較的小さくしておかなければならない。基板１２１６の上部表面からの電子回路プラットフォーム１２００の全高ｈは、この例では、約８ミリメートルである。電子回路プラットフォーム１２００の脚部１２１４ａ、１２１４ｂは、高さが約０．５ミリメートルであり、カバーは、高さが約７．５ミリメートルである。
【００４８】
図１４は、電子回路プラットフォーム１４００が基板１４１６と部分的にしか重ならないように脚部１４１４ａ〜ｂにより支持されている別の配置を示す。従って、電子回路プラットフォーム１４００の一部は、基板１４１６を越えて伸長している。これは有利なことがある。なぜならば、基板１４１６の処理の間に多くの熱を受けない位置に電子回路プラットフォーム１４００を保持できるからである。また、１４００は、基板１４１６上の設置面積がより小さい。すなわち、電子回路プラットフォーム１４００は、この電子回路プラットフォーム１４００が基板１４１６と完全に重なっていた場合よりも小さい基板１４１４の部分上を伸長している。従って、電子回路プラットフォームにより引き起こされるかもしれない処理パラメータの測定値に対するどのような効果も低減される。単純な垂直脚部１４１４ａ〜ｂが電子回路プラットフォーム１４００を支持しているのが示されているが、どのような適切な構造も使用し得る。
【００４９】
図１５Ａおよび１５Ｂは、電子回路モジュール１５００が、基板１５１６の周囲の外部にある位置において脚部１５１４ａ〜ｂによって支持され、その結果、電子回路プラットフォーム１５００が、基板１５１６のどの部分とも重なっていないさらに別の構造を示す。この構造の利点は、電子回路プラットフォーム１５００が基板１５１６と重なるか、あるいは部分的に重なる場合よりも、電子回路プラットフォーム１５００がこの位置において受ける熱が少なくなり得るというものである。また、電子回路プラットフォーム１５００は、基板１５１６上に設置面積を有しておらず、その結果、電子回路プラットフォーム１５００は、基板１５１６から収集されたどのような測定値に対する影響もほとんどないか、全くないはずである。例えば、温度測定に影響を与えるかもしれないどのようなシャドウイングも低減または除去される。２つの脚部１５１４ａ〜ｂが示されているが、基板１５１６に対して電子モジュール１５００を設置するためにどのような適切な構造も使用できる。
【００５０】
前述した例は、電子回路プラットフォームの部品を高温から保護するための特定の部品配置を示しているが、他の配置も可能である。断熱容積（真空、ガス、固体、発泡体または他の適切な構造のいずれか）は、熱伝導を低減する必要があるところならどこにでも設置し得る。反射性表面は、放射熱が向けられる可能性があるところならどこにでも設けることができる。高い熱容量を有する材料を用いることができる。材料は、電子回路プラットフォームの質量を低く保つためにも選ばれる。１つ以上の位置において温度を低く抑えるためにそれらの位置に、１つ以上の相変化材料部分を設けることができる。種々の用途のために種々の相変化材料を用い得る。本発明の技術を用いて、従来の部品を備える電子回路プラットフォームを、最高４７０℃の温度範囲、さらには４７０℃以上の温度範囲でさえ用いることができる。電子回路プラットフォームは、最高１０分、場合によっては１０分以上高温に耐えることができる。温度と期間との間には一般にトレードオフがあり、電子回路プラットフォームがより高温に耐えられる期間はより短いことを意味している。場合によっては、電子回路プラットフォームは、動作を継続しつつ、４７０℃以上で１０分以上耐えることができる。そのような装備されたガラス基板は、ガラス基板上での薄膜の化学気相蒸着（ＣＶＤ）の間にガラス基板全体にわたる処理条件を測定するために用いることができる。
【００５１】
本発明の特定の実施形態およびそれらの利点を示して説明してきたが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置き換え、改造を行うことができることが理解されるべきである。例えば、センサの位置およびタイプは、説明された例と異なってもよい。さらに、電子回路プラットフォームまたはディスクは、測定基板の空所内に収納されてもよく、同じ結果を得るために同じやり方で同じ機能を実行する回路系も本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態であるＰＣＭＤ１００を広げた状態の斜視図である。
【図１Ｂ】同心状態にあるＰＣＭＤ１００の斜視図である。
【図１Ｃ】処理チャンバおよびロボットハンドの上面図である。
【図１Ｄ】伸長しているロボットハンドの上面図である。
【図１Ｅ】伸長しているロボットハンドの平面図である。
【図１Ｆ】全ての実施形態に共通な電子装置および回路系の概略図である。
【図１Ｇ】基板１０４の断面図である。
【図１Ｈ】基板１０４の上面図である。
【図１Ｊ】基板１０４内のセンサの斜視図である。
【図２】本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ２００の斜視図である。
【図３Ａ】本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ３００の斜視図である。
【図３Ｂ】ＰＣＭＤ３００の平面図である。
【図４】本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ４００の斜視図である。
【図５】本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ５００の斜視図である。
【図６】本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ６００の斜視図である。
【図７】本発明の別の実施形態であるＰＣＭＤ７００の斜視図である。
【図８】外部への開口部を備える内部容積を有する電子回路プラットフォーム８００の断面を示す。
【図９】断熱を提供する密閉封止された内部容積を有する電子回路プラットフォーム９００の断面を示す。
【図１０】内部部品の温度を低減させる相変化材料を含む電子回路プラットフォーム１０００の断面を示す。
【図１１】内部部品を包囲する相変化材料および断熱層を含む電子回路プラットフォーム１１００の断面を示す。
【図１２Ａ】電子回路プラットフォーム１２００およびセンサ１２５０ａ〜ｉを示す基板１２１６の上面図である。
【図１２Ｂ】電子回路プラットフォーム１２０１およびセンサ１２６０ａ〜ｈの異なる配置を示す基板１２６６の上面図である。
【図１３】基板に設置された電子回路プラットフォーム１２００の断面を示す。
【図１４】基板の縁端を越えて部分的に伸長するように基板に設置された電子回路プラットフォーム１４００についての代替位置を示す。
【図１５Ａ】基板に重ならないように基板に設置された電子回路プラットフォーム１５００についての別の代替位置を示す。
【図１５Ｂ】電子回路プラットフォーム１５００の平面図であって、基板１５１６の周辺外での電子回路プラットフォームの位置を示す。
【符号の説明】
【００５３】
１００  処理条件測定デバイス
１０４  基板
１０６  電子回路ディスク
１０８  ケーブル
１１０  データ処理デバイス
１１２  通信リンク
１１４  データポート
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｊ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【外国語明細書】
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