(57)【要約】      （修正有）【課題】温度調整作業の簡便化に寄与する熱電対付きウエハを提供する。【解決手段】この発明の熱電対付きウエハ１０は、ウエハ１１の一方面に一対の素線１３，１４の一端同士を接合した感温部１３が固定され、ウエハ１１の反対面に一対の素線１３，１４の他端がそれぞれ接続される一対の電極板１５，１６が設けられる。そして、一対の電極板１５，１６に対応してウエハ１１に一対のスルホール１１１、１１２が設けられ、各素線の他端が各スルホール１１１、１１２を通して電極板１５、１６に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの一方面に一対の素線の一端同士を接合した感温部が固定され、ウエハの反対面に前記一対の素線の他端がそれぞれ接続される一対の電極板が設けられ、該一対の電極板に対応して前記ウエハに一対のスルホールが設けられ、前記各素線の他端が該各スルホールを通して前記電極板に接続される熱電対付きウエハ。
【請求項２】
ウエハを支持するウエハ支持ピンであって、
チューブ状に形成されたピン本体に、熱電対用の補償導線が挿通されたウエハ支持ピン。
【請求項３】
請求項１に記載の熱電対付きウエハと、
一対の請求項２に記載のウエハ支持ピンと、
を備え、
前記ウエハ支持ピンを、その先端が同一水平面に位置するように配置し、前記補償導線が前記電極と接触するように前記ウエハ支持ピン上に前記熱電対付きウエハを支持するウエハ支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱電対付きウエハ、ウエハ支持ピン、ウエハ支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱処理装置は、図３に示すように、熱処理装置内に設置された石英チューブ１０１内にウエハを収容し、赤外線ランプ１０２などの加熱手段によりウエハを加熱するように構成される。このような熱処理装置では、熱処理に適したウエハの表面温度が決まっており、加熱手段の出力をその適正な温度に合わせて調節する必要がある。このため、図３に示すように、熱電対付きウエハ２００を石英チューブ１０１内に入れて実際のウエハの表面温度を測定し加熱手段の出力を調整する作業（以下、温度調整作業と称する。）を実施している。温度調整作業が終わると、熱電対付きウエハ２００は石英チューブ１０１の取り出し口１０１Ａを通じて取り出され、未処理のウエハに交換され、調整済みの加熱手段の出力に基づいて熱処理が行われる。取り出し口１０１Ａは蓋１０３により開閉される。
【０００３】
熱電対付きウエハ２００は、ウエハ基体２０１および熱電対を備える。熱電対は、素線２０３，２０４を接合した感温部２０２がウエハ基体２０１に埋め込まれたものである。素線２０３，２０４の他端は、図示しない計測器に接続される。温度調整作業を行う際は、このように長い素線２０３，２０４が接続された熱電対付きウエハ２００を、石英チューブ１０１内にセットし、素線２０３，２０４を石英チューブ１０１外に逃がしながら蓋１０３を閉じる。この作業では、素線２０３，２０４が絡まったり、蓋１０３がきちんと閉まる素線２０３，２０４の逃がし位置を誤ると素線が切れたり、石英チューブ１０１内の気密性が損なわれたりするので、素線の取り扱いが煩雑で不便であった。このため、温度調整作業が非常に手間であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７７０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、温度調整作業の簡便化に寄与する熱電対付きウエハ、ウエハ支持ピン、ウエハ支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の熱電対付きウエハは、ウエハの一方面に一対の素線の一端同士を接合した感温部が固定され、ウエハの反対面に前記一対の素線の他端がそれぞれ接続される一対の電極板が設けられる。そして、一対の電極板に対応して前記ウエハに一対のスルホールが設けられ、前記各素線の他端が該各スルホールを通して前記電極板に接続される。
【０００７】
この熱電対付きウエハの構成によると、ウエハの面内領域に熱電対の主要な要素がコンパクトに収まる。また、ウエハの反対面に素線が出ないので、フィンガーで持ち上げてウエハを搬送する際に素線がフィンガーに絡まるおそれがない。したがって、熱電対付きウエハの取り扱いが簡便となる。
【０００８】
そして、この発明のウエハ支持ピンは、ウエハを支持するウエハ支持ピンであって、チューブ状に形成されたピン本体に、熱電対用の補償導線が挿通されている。
【０００９】
このウエハ支持ピンの構成によると、前記熱電対付きウエハから測定器までの間が補償導線で中継され、補償導線はウエハ支持ピンのピン本体内に挿通される。このため、補償導線が絡まることがない。
【００１０】
また、この発明のウエハ支持構造は、上記熱電対付きウエハと、２つの上記ウエハ支持ピンと、を備え、前記ウエハ支持ピンを、その先端が同一水平面に位置するように配置し、前記補償導線が前記電極板と接触するように支持する。
【００１１】
このウエハ支持構造によると、ウエハ支持ピンに熱電対付きウエハを支持すれば、電極板を介して熱電対の素線と補償導線が導通し、ウエハ表面温度の測定が可能となる。よって、温度調整作業が簡便となる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、熱電対付きウエハの取り扱いが簡便となる。また、この発明によれば、温度調整作業が簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係るウエハ支持構造を示す概略斜視図である。
【図２】図１のウエハ支持部を示す断面図である。
【図３】従来の温度調整作業を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係るウエハ支持構造を説明する。ウエハ支持構造は、図１に示すように熱電対付きウエハ１０、およびウエハ支持ピン２１，２２，２３を備える。熱電対付きウエハ１０は、ウエハ１１、素線１３，１４および電極板１５，１６を備える。
【００１５】
図１に示すように、円盤形のウエハ１１の上面（一方面）には熱電対の感温部１２が固定される。感温部１２は、一対の素線１３，１４の一端同士を接合した接点部分である。本実施の形態では、感温部１２はウエハ１１の上面の中心部にＵ字ピン１７を用いて固定されている。なお、Ｕ字ピンのような固定具を使用しなくても、例えばセメントなどで接着してもよい。
【００１６】
また、ウエハ１１の反対面（図では下面）に、一対の電極板１５，１６が配設される。電極板１５，１６は、例えば、耐熱性の接着材を用いて取付けられる。本実施の形態では、図２に示すように、ウエハ１１の下面の周縁に、電極板１５，１６の厚みを考慮した凹部１１３，１１４を形成しておき、この凹部１１３，１１４に電極板１５，１６を収容している。これによれば、電極板１５，１６がウエハ１１の下面から出っ張らないので、フィンガーで熱電対付きウエハ１０を持ち上げる際にフィンガーが電極板１５，１６に引っかかることがない。
【００１７】
電極板１５，１６の素材は、各々に素線１３，１４又は後に説明する補償導線と同一であることが望ましく、所要の耐熱性や検温精度を有することが求められる。
【００１８】
電極板１５，１６は、後述するウエハ支持ピン２１，２２，２３によりウエハ１１を安定して支持出来るように、間隔を離して配置するのが望ましく、図１に示すように、中心角が１２０度となるように３点支持する配置とするのが望ましい。
【００１９】
一対の電極板１５，１６に対応してウエハ１１に一対のスルホール１１１，１１２が設けられる。各素線１３，１４の他端は、各スルホール１１１，１１２を通して電極板１５，１６に接続される。この接続は、例えば、ワイヤボンディングや溶接などで行われる。なお、スルホール１１１，１１２の径は、素線１３，１４と接しない程度の大きさをもつものとする。
【００２０】
なお、本実施の形態の熱電対付きウエハ１０では、ウエハ１１に設けられる熱電対が１つの場合を説明したが、複数の熱電対を備える構成としても構わない。例えば、ウエハ１１の表面温度をきめ細かく測定したいときは、複数の熱電対の感温部がウエハ１１の面内領域に分散配置される。
【００２１】
素線１３，１４としては、９００℃以上の高温下で使用されるＲタイプ熱電対と呼ばれるものを好適に使用出来る。しかし、Ｒタイプ熱電対は、ウエハ１１の素材であるシリコンと反応するので、図２に示すように、素線１３，１４はウエハ１１に接しないように配線する（図２参照。）ことが望ましい。なお、素線１３，１４を保護管に収めて保護管とともに配線しても良い。
【００２２】
上記の熱電対付きウエハ１０の構成によると、ウエハ１１の面内領域に熱電対の主要な要素がコンパクトに収まる。また、ウエハ１１の下面に素線１３，１４が出ないので、フィンガーで持ち上げてウエハ１１を搬送する際に素線１３，１４がフィンガーに絡まるおそれがない。したがって、熱電対付きウエハ１０の取り扱いが簡便となる。
【００２３】
また、高価な貴金属製の素線１３，１４を短く出来るため、材料コストの削減が可能である。
【００２４】
ウエハ支持ピン２１，２２，２３は、例えば、図１に示すように、リング状の支持部材２０に支持される。ウエハ支持ピン２１，２２，２３は支持部材２０と一体に形成しても良いし、別々に形成して後で支持部材２０に取付けるようにしても良い。支持部材２０は耐熱性を有する材料で作製される。本実施の形態では、３つのウエハ支持ピン２１，２２，２３は支持部材２０の円周から中心に向けて１２０度の中心角で放射状に配置される。これにより、最小のピン本数で安定してウエハ１１を支持出来る。
【００２５】
このうち、２本のウエハ支持ピン２１，２２は、チューブ状に形成されたピン本体２１１，２２１に、熱電対用の補償導線２４，２５が挿通された構成である。ピン本体２１１，２２１は、先端部が直角に折り曲げられたＬ字形を呈する。このようなピン本体２１１，２２１は、耐熱性の素材、例えば金属製又は石英製の先細のチューブを曲げ加工して作製することが出来る。
【００２６】
補償導線２４，２５の一端は、図２に示すように、ピン本体２１１，２２１の先端から若干の長さ分が露出されており、各々電極１５，１６に当接して電気的に導通するようにされている。また、補償導線２４，２５の一端に、平面状をなす電極板（「補償導線側電極板」と呼ぶ）を各々取り付け、補償導線側電極板が水平をなすように下側からウエハ支持ピン２１１，２２１により支持されるようにし、電極１５，１６側の各々と補償導線２４，２５側の各々との接触面積を確保するようにしてもよい。
【００２７】
残りの１本のウエハ支持ピン２３は、熱電対の接続に使用するものではないので、内部に空洞を有さない棒状のピン本体のみで構成することが可能である。ただし、部品管理を容易にするため、このウエハ支持ピン２３として、上記ウエハ支持ピン２１，２２と同様のチューブ状のピン本体と同一のものを共通で使用しても良い。
【００２８】
なお、ウエハ支持ピンの本数は３つに限られず、４本以上でウエハを支持する構成としても良い。この場合、すべてのウエハ支持ピンにチューブ状のピン本体を使用するのが好ましい。なぜなら、熱電対付きウエハ１０に熱電対及び電極板が増設されたときでも、増えた分の電極板に対応するウエハ支持ピンのピン本体に補償導線を挿通することにより、複数のポイントでの表面温度計測に容易に対応出来るからである。
【００２９】
ウエハ支持ピン２１〜２３は先端部が鉛直上方を指し、かつその先端が同一水平面を構成するように配設される。これにより、ウエハ支持ピン２１〜２３に３点支持にて熱電対付きウエハ１０を安定して支持出来る。
【００３０】
ウエハ支持ピン２１〜２３に、熱電対付きウエハ１０を載置する際、ピン本体の先端から露出する補償導線２４，２５の一端に電極板１５，１６が接触するように支持する。これにより、素線１３，１４と補償導線２４，２５が電極板１５，１６を介して導通される。電極板１５，１６の面積は補償導線２４，２５の線径に比べるとかなり大きいので位置合わせをシビアに行わなくても、導通が損なわれることはない。
【００３１】
本実施の形態によるウエハ支持構造によると、ウエハ支持ピン２１〜２３に熱電対付きウエハ１０を支持すれば、電極板１５，１６を介して熱電対の素線１３，１４と補償導線２４，２５が導通し、ウエハ表面温度の測定が可能となる。よって、温度調整作業が簡便となる。
【００３２】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、この発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３３】
１０−熱電対付きウエハ
１１−ウエハ
１２−感温部
１３，１４−素線
１５，１６−電極板
２１，２２−ウエハ支持ピン
２１１，２２１−ピン本体
２４，２５−補償導線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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