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JP7601508B2 - Temperature measuring device and temperature measuring method - Google Patents
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JP7601508B2 - Temperature measuring device and temperature measuring method - Google Patents

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Description

本開示は、温度測定装置及び温度測定方法に関する。 This disclosure relates to a temperature measurement device and a temperature measurement method.

例えば、基板に所望の処理を施す基板処理装置において、基板型温度センサを用いた温度測定方法が知られている。 For example, a temperature measurement method using a substrate-type temperature sensor is known in a substrate processing apparatus that performs a desired process on a substrate.

特許文献1には、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を備え、前記各温度センサは、高周波信号が入力されたことに応じて、前記各領域ごとに異なる周波数帯域内で対応する領域の温度に基づく周波数信号を送り返す表面弾性波素子を備える、ウェハ型温度センサが開示されている。 Patent document 1 discloses a wafer-type temperature sensor that includes a wafer, a top surface of the wafer divided into a number of regions, and a number of temperature sensors arranged in each of the divided regions, each of which includes a surface acoustic wave element that, in response to a high-frequency signal being input, returns a frequency signal based on the temperature of the corresponding region within a different frequency band for each of the regions.

特許文献2には、被処理基板に対して熱処理を施す熱処理装置に用いられる温度測定用基板において、基板本体と、圧電素子を有すると共に前記基板本体に設けられる振動子と、前記振動子に接続されると共に前記基板本体の周辺部側に設けられるアンテナ部と、を備えたことを特徴とする温度測定用基板が開示されている。 Patent document 2 discloses a temperature measurement substrate used in a heat treatment device that applies heat treatment to a substrate to be processed, the temperature measurement substrate comprising a substrate body, a vibrator having a piezoelectric element and provided on the substrate body, and an antenna portion connected to the vibrator and provided on the peripheral side of the substrate body.

特開2007-171047号公報JP 2007-171047 A 特開2012-230933号公報JP 2012-230933 A

ところで、チャンバ内で回転する回転テーブルに複数の基板を載置する基板処理装置において、回転テーブルに載置された基板型温度センサと、親機アンテナとの間で通信を行うが、通信が不安定となって、測定される温度も不安定となるおそれがある。 In substrate processing equipment in which multiple substrates are placed on a rotating table that rotates inside a chamber, communication takes place between the substrate-type temperature sensor placed on the rotating table and the parent antenna, but there is a risk that communication may become unstable, causing the measured temperature to also become unstable.

一の側面では、本開示は、安定した通信制御を行うことで温度測定を安定して行うことができる温度測定装置及び温度測定方法を提供する。 In one aspect, the present disclosure provides a temperature measurement device and a temperature measurement method that can perform stable temperature measurement by performing stable communication control.

上記課題を解決するために、一の態様によれば、チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、上面に複数の基板載置部を有する回転テーブルと、を備え、前記基板載置部に基板を載置して基板処理を行う基板処理装置において、該基板処理装置が前記基板処理を行わないタイミングに前記基板載置部に載置された基板形状部材の温度を測定する温度測定装置であって、前記基板形状部材及び前記基板形状部材の温度を検出する複数のSAWセンサを有し、回転する前記回転テーブルの前記基板載置部に載置される一又は複数の基板型温度センサと、電気信号を送受信するアンテナと、前記アンテナを介して、前記SAWセンサの共振周波数を包含する予め定められた周波数帯域の電気信号を送信する送信部と、前記アンテナを介して前記SAWセンサから送信された電気信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した電気信号に基づいて、前記SAWセンサの検出温度を算出する温度算出部と、前記回転テーブルが所定のホームポジションに位置すると信号を出力する位置センサと、を備え、前記送信部は、前記回転テーブルが回転する間、前記回転テーブルの回転位置によらずに前記周波数帯域の電気信号を送信し、前記受信部は、前記位置センサが信号を出力してから所定時間経過後に、前記アンテナで受信した電気信号を取り込み、前記温度算出部は、前記受信部で取り込んだ電気信号に基づいて、前記SAWセンサの検出温度を算出する、温度測定装置が提供される。 In order to solve the above problem, according to one aspect, in a substrate processing apparatus including a chamber and a turntable provided within the chamber and having a plurality of substrate placement sections on an upper surface thereof, and performing substrate processing by placing a substrate on the substrate placement section, a temperature measurement device is provided for measuring a temperature of a substrate shaped member placed on the substrate placement section at a timing when the substrate processing apparatus is not performing the substrate processing, the temperature measurement device having a plurality of SAW sensors for detecting the substrate shaped member and the temperature of the substrate shaped member, the temperature measurement device including one or more substrate type temperature sensors placed on the substrate placement section of the rotating turntable, an antenna for transmitting and receiving an electrical signal, and an electrical signal in a predetermined frequency band including a resonant frequency of the SAW sensor via the antenna. There is provided a temperature measuring device comprising a transmitting unit that transmits an electrical signal of the SAW sensor, a receiving unit that receives an electrical signal transmitted from the SAW sensor via the antenna, a temperature calculation unit that calculates the detected temperature of the SAW sensor based on the electrical signal received by the receiving unit, and a position sensor that outputs a signal when the turntable is positioned at a predetermined home position , wherein the transmitting unit transmits an electrical signal of the frequency band regardless of the rotational position of the turntable while the turntable rotates, the receiving unit captures the electrical signal received by the antenna a predetermined time after the position sensor outputs a signal, and the temperature calculation unit calculates the detected temperature of the SAW sensor based on the electrical signal captured by the receiving unit.

一の側面によれば、安定した通信制御を行うことで温度測定を安定して行うことができる温度測定装置及び温度測定方法を提供することができる。 According to one aspect, it is possible to provide a temperature measurement device and a temperature measurement method that can perform stable temperature measurement by performing stable communication control.

基板処理装置の一例を示す断面模式図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate processing apparatus; 実施形態に係るチャンバ内の構造を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a structure inside a chamber according to an embodiment. 実施形態に係る制御部のハードウエア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control unit according to the embodiment. 基板型温度センサの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a substrate-type temperature sensor. 実施形態に係る温度測定方法の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a temperature measuring method according to the embodiment. 温度測定方法の一例を示すタイムチャートである。4 is a time chart showing an example of a temperature measuring method.

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Below, a description will be given of a mode for carrying out the present disclosure with reference to the drawings. In each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicate descriptions may be omitted.

[基板処理装置]
本実施形態に係る温度測定装置200を説明する前に、温度測定装置200を用いて温度を測定する基板処理装置について、図1から図3を用いて説明する。図1は、基板処理装置の一例を示す断面模式図である。
[Substrate Processing Apparatus]
Before describing the temperature measuring device 200 according to the present embodiment, a substrate processing apparatus in which the temperature is measured using the temperature measuring device 200 will be described with reference to Figures 1 to 3. Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate processing apparatus.

基板処理装置は、略円形の平面形状を有するチャンバ1と、チャンバ1内に設けられ、チャンバ1の中心に回転中心を有する回転テーブル(サセプタ)2とを有する。チャンバ1は、有底の円筒形状を有する容器本体12と、容器本体12の上面に対して、例えばOリング等のシール部材13を介して気密に着脱可能に配置される天板11とを有している。 The substrate processing apparatus has a chamber 1 having a substantially circular planar shape, and a rotating table (susceptor) 2 that is provided within the chamber 1 and has a center of rotation at the center of the chamber 1. The chamber 1 has a container body 12 having a cylindrical shape with a bottom, and a top plate 11 that is detachably and airtightly arranged on the upper surface of the container body 12 via a sealing member 13 such as an O-ring.

回転テーブル2は、中心部にて円筒形状のコア部21に固定され、コア部21は、鉛直方向に伸びる回転軸22の上端に固定されて回転可能に設けられている。回転軸22は、チャンバ1の底部14を貫通し、その下端が回転軸22を鉛直軸回りに回転させる駆動部23に取り付けられている。回転軸22及び駆動部23は、上面が開口した筒状のケース体20内に収納されている。容器本体12の底部14とケース体20の間には、ベローズ16が設けられている。これにより、ケース体20は、チャンバ1の底部14の下面に気密に取り付けられており、ケース体20の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離される。駆動部23は、モータであってもよい。 The rotating table 2 is fixed at its center to a cylindrical core 21, which is fixed to the upper end of a rotating shaft 22 extending in the vertical direction and rotatably provided. The rotating shaft 22 penetrates the bottom 14 of the chamber 1, and its lower end is attached to a drive unit 23 that rotates the rotating shaft 22 around the vertical axis. The rotating shaft 22 and the drive unit 23 are housed in a cylindrical case body 20 with an open top. A bellows 16 is provided between the bottom 14 of the container main body 12 and the case body 20. As a result, the case body 20 is airtightly attached to the lower surface of the bottom 14 of the chamber 1, and the internal atmosphere of the case body 20 is isolated from the external atmosphere. The drive unit 23 may be a motor.

また、基板処理装置には、回転軸22回りに回転する回転テーブル2がホームポジション(所定の回転角度位置)に位置したことを検出する位置センサ25が設けられている。位置センサ25は、例えば、磁気式回転検出センサ、近接センサ、フォトセンサ等であって、回転テーブル2が所定の回転角度位置(ホームポジション)に位置すると信号を出力する。なお、位置センサ25は、レゾルバやエンコーダ等の回転テーブル2の回転角度を検出するセンサを用いてもよい。位置センサ25の検出信号は、制御部100に入力される。なお、図1において、駆動部23の近くに位置センサ25を図示しているが、位置センサ25が設けられる位置は、この位置に限られない。 The substrate processing apparatus is also provided with a position sensor 25 that detects when the turntable 2, which rotates around the rotation axis 22, is positioned at a home position (a predetermined rotation angle position). The position sensor 25 is, for example, a magnetic rotation detection sensor, a proximity sensor, a photosensor, or the like, and outputs a signal when the turntable 2 is positioned at a predetermined rotation angle position (home position). The position sensor 25 may be a sensor that detects the rotation angle of the turntable 2, such as a resolver or an encoder. The detection signal of the position sensor 25 is input to the control unit 100. Although the position sensor 25 is illustrated near the drive unit 23 in FIG. 1, the position at which the position sensor 25 is provided is not limited to this position.

また、ベローズ16の外側には、回転テーブル2を昇降させ、回転テーブル2の高さを変更可能な昇降機構17が設けられている。かかる昇降機構17により、回転テーブル2を昇降させ、回転テーブル2の昇降に対応して、天井面45と後述する凹部24に載置されるウエハ(図示せず)との間の距離を変更可能に構成される。なお、昇降機構17は、回転テーブル2を昇降可能であれば、種々の構成により実現されてよいが、例えば、ギア等により、回転軸22の長さを伸縮させる構造であってもよい。 In addition, a lifting mechanism 17 is provided outside the bellows 16, which can raise and lower the turntable 2 and change the height of the turntable 2. The lifting mechanism 17 raises and lowers the turntable 2, and is configured to be able to change the distance between the ceiling surface 45 and a wafer (not shown) placed in a recess 24 (described later) in response to the raising and lowering of the turntable 2. The lifting mechanism 17 may be realized in various configurations as long as it can raise and lower the turntable 2, but for example, it may be a structure in which the length of the rotation shaft 22 is expanded and contracted by gears or the like.

チャンバ1内の外縁部には、第1の排気口610が設けられ、排気管630に連通している。排気管630は、圧力調整器650を介して、真空ポンプ640に接続され、チャンバ1内が、第1の排気口610から排気可能に構成されている。 A first exhaust port 610 is provided on the outer edge of the chamber 1 and is connected to an exhaust pipe 630. The exhaust pipe 630 is connected to a vacuum pump 640 via a pressure regulator 650, and is configured so that the inside of the chamber 1 can be exhausted from the first exhaust port 610.

図2は、チャンバ1内の構造を説明するための図であり、実施形態に係る基板処理装置を上から見たときに、天板11の図示を省略してチャンバ1内の構造を示している。回転テーブル2の表面には、図2に示すように回転方向(周方向)に沿って複数(図示の例では5枚)の半導体ウエハ(以下「基板」あるいは「ウエハ」という)を載置するための円形状の凹部24が設けられている。また、凹部24には、ウエハに替えて、同形状の基板型温度センサ210を載置することができるようになっている。なお、図1では、左右の凹部24に基板型温度センサ210を載置した状態を示す。また、図2では、1つの凹部24に基板型温度センサ210を載置した状態を示す。この凹部24は、ウエハの直径(例えば300mm)よりも僅かに(例えば2mm)大きい内径と、ウエハの厚さにほぼ等しい深さとを有しており、ウエハを載置可能な載置部である。従って、ウエハを凹部24に載置すると、ウエハの表面と回転テーブル2の表面(ウエハが載置されない領域)とが同じ高さになる。凹部24の底面には、ウエハの裏面を支えてウエハを昇降させるための例えば3本の昇降ピンが貫通する貫通孔(いずれも図示せず)が形成されている。搬送口15は、外部の搬送アーム10と回転テーブル2との間でウエハの受け渡しを行う。 2 is a diagram for explaining the structure inside the chamber 1, and shows the structure inside the chamber 1 when the substrate processing apparatus according to the embodiment is viewed from above, with the top plate 11 omitted. On the surface of the turntable 2, a circular recess 24 is provided along the rotation direction (circumferential direction) as shown in FIG. 2 for placing multiple (five in the illustrated example) semiconductor wafers (hereinafter referred to as "substrates" or "wafers"). In addition, the recess 24 is designed to be able to place a substrate-type temperature sensor 210 of the same shape instead of a wafer. Note that FIG. 1 shows a state in which the substrate-type temperature sensor 210 is placed in the left and right recesses 24. Also, FIG. 2 shows a state in which the substrate-type temperature sensor 210 is placed in one recess 24. This recess 24 has an inner diameter slightly (e.g., 2 mm) larger than the diameter of the wafer (e.g., 300 mm) and a depth approximately equal to the thickness of the wafer, and is a placement portion on which the wafer can be placed. Therefore, when a wafer is placed in the recess 24, the surface of the wafer and the surface of the turntable 2 (the area where the wafer is not placed) are at the same height. The bottom surface of the recess 24 is formed with through holes (not shown) through which, for example, three lift pins pass to support the back surface of the wafer and lift the wafer. The transfer port 15 transfers the wafer between the external transfer arm 10 and the turntable 2.

回転テーブル2の上方には、各々例えば石英からなる反応ガスノズル31、反応ガスノズル32、及び分離ガスノズル41,42が配置されている。図示の例では、チャンバ1の周方向に間隔をおいて、搬送口15から時計回り(回転テーブル2の回転方向)に分離ガスノズル41、反応ガスノズル31、分離ガスノズル42、及び反応ガスノズル32の順に配列されている。これらのノズル41、31、42、32は、それぞれの基端部であるガス導入ポート41a、31a、42a、32aを容器本体12の外周壁に固定する。これにより、チャンバ1の外周壁からチャンバ1内に導入され、容器本体12の半径方向に沿って回転テーブル2に対して平行に伸びるように取り付けられている。 A reaction gas nozzle 31, a reaction gas nozzle 32, and a separation gas nozzle 41, 42, each made of, for example, quartz, are arranged above the turntable 2. In the illustrated example, the separation gas nozzle 41, the reaction gas nozzle 31, the separation gas nozzle 42, and the reaction gas nozzle 32 are arranged in this order at intervals around the circumference of the chamber 1, clockwise from the transfer port 15 (the direction of rotation of the turntable 2). These nozzles 41, 31, 42, 32 have their respective base ends, that is, gas introduction ports 41a, 31a, 42a, 32a, fixed to the outer peripheral wall of the container body 12. As a result, the nozzles are introduced into the chamber 1 from the outer peripheral wall of the chamber 1 and are attached so as to extend parallel to the turntable 2 along the radial direction of the container body 12.

反応ガスノズル31には、第1の反応ガスが貯留される第1の反応ガス供給源が開閉バルブや流量調整器(ともに不図示)を介して接続されている。反応ガスノズル32には、第1の反応ガスと反応する第2の反応ガスが貯留される第2の反応ガス供給源が開閉バルブや流量調整器(ともに不図示)を介して接続されている。 A first reaction gas supply source in which a first reaction gas is stored is connected to the reaction gas nozzle 31 via an on-off valve and a flow regulator (both not shown). A second reaction gas supply source in which a second reaction gas that reacts with the first reaction gas is stored is connected to the reaction gas nozzle 32 via an on-off valve and a flow regulator (both not shown).

また、分離ガスノズル41,42には、ArやHe等の希ガスや窒素(N)ガス等の不活性ガスの供給源が開閉バルブや流量調整器(ともに不図示)を介して接続されている。分離ガスノズル41,42から供給される不活性ガスを分離ガスともいう。 In addition, a supply source of a rare gas such as Ar or He or an inert gas such as nitrogen ( N2 ) gas is connected to the separation gas nozzles 41, 42 via an opening/closing valve or a flow rate regulator (both not shown). The inert gas supplied from the separation gas nozzles 41, 42 is also referred to as a separation gas.

また、反応ガスノズル31には、第1の反応ガス供給源の他、第2の反応ガス供給源、ArやHe等の希ガスや窒素(N)ガス等の分離ガスとしても用いられる不活性ガスの供給源が接続される。切り替え部(不図示)の動作でいずれのガスを供給するか切り替え可能に設けられている。反応ガスノズル32には、第2の反応ガス供給源の他、第1の反応ガス供給源、分離ガスとしても用いられる不活性ガスの供給源が接続されて、切り替え部(不図示)の動作でいずれのガスを供給するか切り替え可能に設けられている。 The reaction gas nozzle 31 is connected to a first reaction gas supply source, a second reaction gas supply source, and a supply source of an inert gas used as a separation gas such as a rare gas such as Ar or He, or nitrogen ( N2 ) gas. The nozzle is provided so that a switching unit (not shown) can be operated to switch which gas is supplied. The reaction gas nozzle 32 is connected to a second reaction gas supply source, a first reaction gas supply source, and a supply source of an inert gas used as a separation gas. The nozzle is provided so that a switching unit (not shown) can be operated to switch which gas is supplied.

反応ガスノズル31の下方に区画された領域は、第1の反応ガスをウエハに吸着させるための第1の処理領域P1となる。反応ガスノズル32の下方に区画され領域は、第1の処理領域P1においてウエハに吸着された第1の反応ガスを第2の反応ガスと反応させる第2の処理領域P2となる。 The area defined below the reaction gas nozzle 31 becomes a first processing area P1 for adsorbing the first reaction gas onto the wafer. The area defined below the reaction gas nozzle 32 becomes a second processing area P2 for reacting the first reaction gas adsorbed onto the wafer in the first processing area P1 with a second reaction gas.

チャンバ1内には2つの凸状部4が、回転テーブル2に向かって突出するように天板11の裏面に取り付けられている。凸状部4は、分離ガスノズル41,42とともに分離領域Dを構成する。すなわち、分離ガスノズル41,42の下方領域は、第1の処理領域P1と第2の処理領域P2とを分離し、第1の反応ガスと第2の反応ガスとの混合を防止する分離領域Dとなる。凸状部4は、頂部が円弧状に切断された略扇型の平面形状を有し、本開示においては、内円弧が天井面45よりも突出する突出部5(図1参照)に連結し、外円弧がチャンバ1の容器本体12の内周面に沿うように配置されている。図1に示すように、突出部5は、回転テーブル2を固定するコア部21の外周を囲むように設けられている。 In the chamber 1, two convex portions 4 are attached to the back surface of the top plate 11 so as to protrude toward the rotary table 2. The convex portions 4, together with the separation gas nozzles 41 and 42, constitute the separation region D. That is, the region below the separation gas nozzles 41 and 42 separates the first processing region P1 from the second processing region P2, and serves as the separation region D that prevents the first reaction gas from mixing with the second reaction gas. The convex portions 4 have a generally fan-shaped planar shape with the top cut into an arc shape, and in this disclosure, the inner arc is connected to the protruding portion 5 (see FIG. 1) that protrudes beyond the ceiling surface 45, and the outer arc is arranged so as to follow the inner circumferential surface of the vessel body 12 of the chamber 1. As shown in FIG. 1, the protruding portion 5 is provided so as to surround the outer periphery of the core portion 21 that fixes the rotary table 2.

図2に示す凸状部4は、天板11の裏面に取り付けられている。このため、凸状部4の下面は、この下面の周方向両側に位置する天井面45よりも低くなっている。 The convex portion 4 shown in FIG. 2 is attached to the underside of the top plate 11. Therefore, the lower surface of the convex portion 4 is lower than the ceiling surfaces 45 located on both sides of the lower surface in the circumferential direction.

凸状部4のそれぞれには、周方向中央において溝部(図示せず)が形成され、分離ガスノズル41,42が収容されている。分離ガスノズル41,42にはガス吐出孔が形成されている。 Each of the convex portions 4 has a groove portion (not shown) formed in the circumferential center, and the separation gas nozzles 41, 42 are housed in the groove portion. The separation gas nozzles 41, 42 have gas discharge holes formed therein.

反応ガスノズル31,32は、天井面45から離間してウエハの近傍に設けられている。分離ガスノズル42から供給される分離ガスは、第1の処理領域P1からの第1の反応ガスと、第2の処理領域P2からの第2の反応ガスとに対するカウンターフローとして働く。したがって、第1の処理領域P1からの第1の反応ガスと、第2の処理領域P2からの第2の反応ガスとが、凸状部4及び分離ガスにより分離される。よって、チャンバ1内において第1の反応ガスと第2の反応ガスとが混合して反応することが抑制される。 The reaction gas nozzles 31, 32 are provided near the wafer, spaced apart from the ceiling surface 45. The separation gas supplied from the separation gas nozzle 42 acts as a counterflow to the first reaction gas from the first processing region P1 and the second reaction gas from the second processing region P2. Therefore, the first reaction gas from the first processing region P1 and the second reaction gas from the second processing region P2 are separated by the convex portion 4 and the separation gas. This prevents the first reaction gas and the second reaction gas from mixing and reacting in the chamber 1.

回転テーブル2と容器本体12の内周面との間において、第1の排気口610と第2の排気口620とが形成されている。第1の排気口610と図1に示す真空ポンプ640との間の排気管630には圧力調整器(APC、Auto Pressure Controller)650が設けられている。第2の排気口620も同様に、圧力調整器が設けられた排気管を介して真空ポンプ(それぞれ不図示)に接続されている。第1の排気口610と第2の排気口620の排気圧力が、各々独立して制御可能に構成されている。 A first exhaust port 610 and a second exhaust port 620 are formed between the turntable 2 and the inner peripheral surface of the container body 12. A pressure regulator (APC, Auto Pressure Controller) 650 is provided in an exhaust pipe 630 between the first exhaust port 610 and the vacuum pump 640 shown in FIG. 1. Similarly, the second exhaust port 620 is connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust pipe provided with a pressure regulator. The exhaust pressures of the first exhaust port 610 and the second exhaust port 620 are configured to be independently controllable.

図1に示すように、回転テーブル2とチャンバ1の底部14との間の空間には、加熱手段であるヒータユニット7が設けられている。回転テーブル2の下方に設けられたヒータユニット7は、回転テーブル2を介して回転テーブル2上のウエハが、プロセスレシピで決められた温度(例えば450℃)に加熱される。 As shown in FIG. 1, a heater unit 7, which is a heating means, is provided in the space between the turntable 2 and the bottom 14 of the chamber 1. The heater unit 7, which is provided below the turntable 2, heats the wafer on the turntable 2 via the turntable 2 to a temperature (e.g., 450°C) determined by the process recipe.

ケース体20にはパージガス(例えば、Nガス)を供給してパージするためのパージガス供給管72が設けられている。さらに、チャンバ1の底部14には、ヒータユニット7の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット7の配置空間をパージするための複数のパージガス供給管73が設けられている。回転テーブル2の周縁付近の下方側にはリング状のカバー部材71が設けられ、ヒータユニット7と回転テーブル2との間には、ヒータユニット7を覆う蓋部材7aが設けられている。蓋部材7aは例えば石英で作製することができる。これにより、ヒータユニット7が設けられた領域へのガスの侵入を抑える。 The case body 20 is provided with a purge gas supply pipe 72 for supplying a purge gas (e.g., N2 gas) for purging. Furthermore, a plurality of purge gas supply pipes 73 for purging the arrangement space of the heater unit 7 are provided at a predetermined angular interval in the circumferential direction below the heater unit 7 on the bottom 14 of the chamber 1. A ring-shaped cover member 71 is provided below the periphery of the turntable 2, and a lid member 7a for covering the heater unit 7 is provided between the heater unit 7 and the turntable 2. The lid member 7a can be made of, for example, quartz. This prevents gas from entering the area where the heater unit 7 is provided.

パージガス供給管72及びパージガス供給管73からパージガスを供給することで、これらパージガスの流れにより、チャンバ1の中央下方の空間と、回転テーブル2の下方の空間とを通じて、図2に示す空間481及び空間482内のガスが混合するのを抑制できる。 By supplying purge gas from the purge gas supply pipes 72 and 73, the flow of purge gas can prevent the gas in the space 481 and the space 482 shown in FIG. 2 from mixing through the space below the center of the chamber 1 and the space below the turntable 2.

また、チャンバ1の天板11の中心部には分離ガス供給管51が接続されていて、天板11とコア部21との間の空間52に分離ガス(例えば、Nガス)を供給するように構成されている。空間52に供給された分離ガスは、突出部5と回転テーブル2との狭い空間50を介して回転テーブル2のウエハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。空間50は分離ガスにより空間481及び空間482よりも高い圧力に維持され得る。従って、空間50により、第1の処理領域P1に供給される第1の反応ガスと、第2の処理領域P2に供給される第2の反応ガスとが、空間52を通って混合することが抑制される。 A separation gas supply pipe 51 is connected to the center of the top plate 11 of the chamber 1, and is configured to supply a separation gas (e.g., N2 gas) to a space 52 between the top plate 11 and the core part 21. The separation gas supplied to the space 52 is discharged toward the periphery along the surface of the turntable 2 on the wafer placement area side through a narrow space 50 between the protrusion 5 and the turntable 2. The space 50 can be maintained at a higher pressure than the spaces 481 and 482 by the separation gas. Therefore, the space 50 prevents the first reaction gas supplied to the first processing region P1 and the second reaction gas supplied to the second processing region P2 from mixing through the space 52.

基板処理装置には、基板処理装置の動作を制御する制御部100が設けられている。基板処理装置には、各種センサが設置されている。 The substrate processing apparatus is provided with a control unit 100 that controls the operation of the substrate processing apparatus. Various sensors are installed in the substrate processing apparatus.

次に、図3を参照して、実施形態に係る制御部100のハードウエア構成の一例を説明する。制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、I/Oポート104、操作パネル105、HDD106(Hard Disk Drive)を有する。各部はバスBによって接続されている。 Next, an example of the hardware configuration of the control unit 100 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 3. The control unit 100 has a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102, a RAM (Random Access Memory) 103, an I/O port 104, an operation panel 105, and a HDD 106 (Hard Disk Drive). Each unit is connected by a bus B.

CPU101は、HDD106等の記憶装置に格納されたプログラムや、成膜処理やクリーニング処理を行うためのプロセスレシピ等に基づき、制御部100の動作を制御する。例えば、プログラムには、回転テーブル2の制御方法を実行するプログラムが含まれる。CPU101は、プロセスレシピに基づき、回転テーブル2に載置されたウエハの成膜処理を制御する。また、CPU101は、クリーニングレシピに基づき、チャンバ1内のクリーニング処理を制御する。CPU101は、成膜処理及びクリーニング処理が行われていないアイドル時間において、回転テーブル2の制御方法を実行するプログラムに基づき回転テーブル2の昇降を制御する。 The CPU 101 controls the operation of the control unit 100 based on programs stored in a storage device such as the HDD 106, process recipes for performing film formation processing and cleaning processing, and the like. For example, the programs include a program for executing a control method for the turntable 2. The CPU 101 controls the film formation processing of a wafer placed on the turntable 2 based on the process recipe. The CPU 101 also controls the cleaning processing in the chamber 1 based on the cleaning recipe. During idle times when the film formation processing and cleaning processing are not being performed, the CPU 101 controls the elevation and lowering of the turntable 2 based on a program for executing a control method for the turntable 2.

ROM102は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ、ハードディスク等により構成され、CPU101のプログラムやレシピ等を記憶する記憶媒体である。RAM103は、CPU101のワークエリア等として機能する。 The ROM 102 is composed of an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), a flash memory, a hard disk, etc., and is a storage medium that stores the programs and recipes of the CPU 101. The RAM 103 functions as a work area for the CPU 101, etc.

I/Oポート104は、温度、圧力、ガス流量等を検出する各種センサの値を基板処理装置に取り付けられた各種センサから取得し、CPU101に送信する。また、I/Oポート104は、CPU101が出力する制御信号を基板処理装置の各部(回転テーブル2、真空ポンプ640等)へ出力する。また、I/Oポート104には、操作者が基板処理装置を操作する操作パネル105が接続されている。 The I/O port 104 acquires the values of various sensors that detect temperature, pressure, gas flow rate, etc. from various sensors attached to the substrate processing apparatus, and transmits them to the CPU 101. The I/O port 104 also outputs control signals output by the CPU 101 to each part of the substrate processing apparatus (rotary table 2, vacuum pump 640, etc.). The I/O port 104 is also connected to an operation panel 105 that enables an operator to operate the substrate processing apparatus.

HDD106は、補助記憶装置であり、成膜処理、クリーニング処理の手順を規定した情報であるプロセスレシピや、アイドル時間における回転テーブル2の制御方法を実行するプログラム等が格納されてもよい。 HDD 106 is an auxiliary storage device, and may store process recipes, which are information that specifies the procedures for film formation and cleaning processes, and programs that execute methods for controlling the turntable 2 during idle time.

このように、基板処理装置は、凹部24に載置されたウエハに対して、第1の処理領域P1で第1の反応ガスをウエハに吸着させる処理と、第2の処理領域P2でウエハに吸着された第1の反応ガスを第2の反応ガスと反応させる処理と、交互に繰り返して処理を施すことができる。 In this way, the substrate processing apparatus can alternately and repeatedly process a wafer placed in the recess 24 by adsorbing a first reactive gas onto the wafer in the first processing region P1 and reacting the first reactive gas adsorbed onto the wafer with a second reactive gas in the second processing region P2.

<温度測定装置>
次に、温度測定装置200について、図1、図2及び図4を用いて、説明する。図1に示すように、温度測定装置200は、基板型温度センサ210と、リーダアンテナ220と、制御部230と、を備えている。なお、以下の説明において、基板型温度センサ210を温度測定装置200の子機、基板型温度センサ210及びリーダアンテナ220を温度測定装置200の親機とも称する。
<Temperature measuring device>
Next, the temperature measuring device 200 will be described with reference to Figures 1, 2 and 4. As shown in Figure 1, the temperature measuring device 200 includes a substrate-type temperature sensor 210, a reader antenna 220 and a control unit 230. In the following description, the substrate-type temperature sensor 210 will also be referred to as a child device of the temperature measuring device 200, and the substrate-type temperature sensor 210 and the reader antenna 220 will also be referred to as a parent device of the temperature measuring device 200.

図4は、基板型温度センサ210の一例を示す図である。基板型温度センサ210は、基板形状部材211と、SAW(Surface Acoustic Wave)センサ212と、を有する。 Figure 4 is a diagram showing an example of a substrate-type temperature sensor 210. The substrate-type temperature sensor 210 has a substrate-shaped member 211 and a SAW (Surface Acoustic Wave) sensor 212.

基板形状部材211は、基板処理装置で処理が施されるウエハと同様の直径、同様の板厚、同様の材質(例えば、Si)で形成される円板状の部材である。これにより、基板型温度センサ210は、ウエハと同様に搬送アーム10で搬送することができ、ウエハと同様に凹部24に載置することができるように構成されている。なお、図2の例において、回転テーブル2は5つの凹部24を有し、1つの凹部24に基板型温度センサ210が設置されているものとして図示しているが、これに限られるものではなく、他の凹部24にも基板型温度センサ210が設置されていてもよい。 The substrate-shaped member 211 is a disk-shaped member formed of the same diameter, thickness, and material (e.g., Si) as the wafer to be processed in the substrate processing apparatus. This allows the substrate-type temperature sensor 210 to be transported by the transport arm 10 in the same way as the wafer, and to be placed in the recess 24 in the same way as the wafer. In the example of FIG. 2, the turntable 2 has five recesses 24, and the substrate-type temperature sensor 210 is shown installed in one recess 24, but this is not limited to this, and the substrate-type temperature sensor 210 may also be installed in the other recesses 24.

基板形状部材211の上面または上面に形成された掘り下げ部には、SAWセンサ212が設けられている。SAWセンサ212は、基板形状部材211に対して、1または複数設けられている。例えば、基板形状部材211の上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に対応して、SAWセンサ212が設けられている。SAWセンサ212は、リーダアンテナ220と無線通信が可能な通信機能を有している。 The SAW sensor 212 is provided on the top surface of the substrate-shaped member 211 or on a recessed portion formed on the top surface. One or more SAW sensors 212 are provided for the substrate-shaped member 211. For example, the top surface of the substrate-shaped member 211 is divided into a number of regions, and a SAW sensor 212 is provided corresponding to each divided region. The SAW sensor 212 has a communication function that enables wireless communication with the reader antenna 220.

SAWセンサ212は、リーダアンテナ220が送信した電気信号を受信し、SAWセンサ212を識別する識別情報及びSAWセンサ212で測定した温度情報を含む電気信号(通信信号)をリーダアンテナ220に送信する。 The SAW sensor 212 receives the electrical signal transmitted by the reader antenna 220 and transmits to the reader antenna 220 an electrical signal (communication signal) including identification information for identifying the SAW sensor 212 and temperature information measured by the SAW sensor 212.

図4では、SAWセンサ212の一例を拡大して示す。SAWセンサ212はSAWデバイス213とタグアンテナ214で構成される。SAWデバイス213は、圧電体基板上に例えば櫛型の電極213aを有する。電極213aは、金属薄膜からなる電極213a1及び電極213a2を有し、対向する方向から互いの凸部を互いの凹部に挿入し、櫛型に形成される。タグアンテナ214には、電極213a1及び電極213a2と電気的に接続される電極部材215が配置されている。 Figure 4 shows an enlarged example of a SAW sensor 212. The SAW sensor 212 is composed of a SAW device 213 and a tag antenna 214. The SAW device 213 has, for example, a comb-shaped electrode 213a on a piezoelectric substrate. The electrode 213a has electrodes 213a1 and 213a2 made of thin metal films, and is formed into a comb shape by inserting the convex parts of each into the concave parts of the other from opposite directions. An electrode member 215 electrically connected to the electrodes 213a1 and 213a2 is arranged on the tag antenna 214.

電極部材215から電極213a1と電極213a2の間に電圧を印加する。そして、リーダアンテナ220から送信された電気信号を入力すると、電極213aが形成されたSAWデバイス213の圧電体基板が有する圧電効果により、SAWデバイス213を構成する結晶粒子(原子)同士が応力を受け、圧電効果により近づいたり離れたりする。これにより、SAWセンサ212の表面が波打つように振動する。 A voltage is applied between electrodes 213a1 and 213a2 from electrode member 215. When an electrical signal transmitted from reader antenna 220 is input, the crystal particles (atoms) that make up SAW device 213 are subjected to stress due to the piezoelectric effect of the piezoelectric substrate of SAW device 213 on which electrode 213a is formed, and move closer to or farther away due to the piezoelectric effect. This causes the surface of SAW sensor 212 to vibrate in a wavy manner.

SAWセンサ212毎に電極213a1と電極213a2の間の距離は異なっている。換言すれば、SAWセンサ212はSAWデバイス213およびタグアンテナ214の構成は同じであるが、電極213a1と電極213a2の間の距離だけが異なっている。このような構成とすることにより、電極213aに入力される電気信号のうち、電極213a1と電極213a2の間の距離に相当する、各SAWセンサ212に固有の周波数の電気信号が共振により強くなり外部へ伝播される。 The distance between electrode 213a1 and electrode 213a2 is different for each SAW sensor 212. In other words, the SAW sensors 212 have the same configuration of the SAW device 213 and tag antenna 214, but only the distance between electrode 213a1 and electrode 213a2 is different. With this configuration, of the electrical signals input to electrode 213a, the electrical signal of a frequency specific to each SAW sensor 212, which corresponds to the distance between electrode 213a1 and electrode 213a2, becomes stronger due to resonance and is propagated to the outside.

リーダアンテナ220は、予め定められた周波数帯域の電気信号を送信する。また、リーダアンテナ220は、送信した電気信号に対してSAWセンサ212からそれぞれ選択的に取り出された所望の周波数の電気信号を受信する。温度測定装置200は、SAWセンサ212がそれぞれ出力する電気信号の周波数の変化に基づき温度を予測する。また、SAWセンサ212毎に割り当てられた共振周波数は異なるため、SAWセンサ212が出力する電気信号に含まれる共振周波数から、予測した温度が、SAWセンサ212のいずれの位置の温度であるかを確定できる。これにより、基板型温度センサ210を用いてSAWセンサ212の各位置における温度を予測することができる。 The reader antenna 220 transmits an electrical signal in a predetermined frequency band. The reader antenna 220 also receives an electrical signal of a desired frequency that is selectively extracted from each of the SAW sensors 212 in response to the transmitted electrical signal. The temperature measuring device 200 predicts the temperature based on the change in frequency of the electrical signal output by each of the SAW sensors 212. Since the resonant frequency assigned to each SAW sensor 212 is different, it is possible to determine at which position of the SAW sensor 212 the predicted temperature is based on the resonant frequency contained in the electrical signal output by the SAW sensor 212. This makes it possible to predict the temperature at each position of the SAW sensor 212 using the substrate-type temperature sensor 210.

第2の処理領域P2の天板11には、開口部18が形成されている。また、開口部18には、シール部材(図示せず)を介して、石英などの誘電体窓18a,18bが設けられ、開口部18が気密に閉塞されている。チャンバ1外には、開口部18に対応して、リーダアンテナ220が設けられている。なお、図2において、リーダアンテナ220が設けられている位置(開口部18及び誘電体窓18a,18bが設けられている位置)の一例を二点鎖線で図示する。即ち、リーダアンテナ220は、回転テーブル2の回転によって移動する基板型温度センサ210がリーダアンテナ220の下を通過するように配置されている。 An opening 18 is formed in the top plate 11 of the second processing region P2. In addition, dielectric windows 18a, 18b made of quartz or the like are provided in the opening 18 via a sealing member (not shown), and the opening 18 is airtightly closed. A reader antenna 220 is provided outside the chamber 1 in correspondence with the opening 18. Note that in FIG. 2, an example of the position where the reader antenna 220 is provided (the position where the opening 18 and the dielectric windows 18a, 18b are provided) is shown by a two-dot chain line. That is, the reader antenna 220 is positioned so that the substrate-type temperature sensor 210, which moves with the rotation of the turntable 2, passes under the reader antenna 220.

なお、図2において、開口部18及び誘電体窓18a,18bが設けられている位置は、第2の処理領域P2であるものとして図示しているが、これに限られるものではなく、第1の処理領域P1や分離領域Dであってもよい。また、図1及び図2において、開口部18及び誘電体窓18a,18bが設けられている位置は、天板11であるものとして図示しているが、これに限られるものではなく、容器本体12の側壁に開口部及び誘電体窓が設けられていてもよい。 In FIG. 2, the position where the opening 18 and the dielectric windows 18a, 18b are provided is illustrated as the second processing region P2, but this is not limited thereto and may be the first processing region P1 or the separation region D. In addition, in FIG. 1 and FIG. 2, the position where the opening 18 and the dielectric windows 18a, 18b are provided is illustrated as the top plate 11, but this is not limited thereto and the opening and the dielectric windows may be provided in the side wall of the container body 12.

制御部230は、送信部231と、受信部232と、センサ位置推定部233と、温度算出部234と、を備える。制御部230は、リーダアンテナ220と接続されている。また、制御部230は、制御部100と通信可能に接続されている。 The control unit 230 includes a transmitting unit 231, a receiving unit 232, a sensor position estimating unit 233, and a temperature calculating unit 234. The control unit 230 is connected to the reader antenna 220. The control unit 230 is also connected to the control unit 100 so as to be able to communicate with it.

送信部231は、リーダアンテナ220を介して、予め定められた周波数帯域の電気信号を送信する。 The transmitter 231 transmits an electrical signal in a predetermined frequency band via the reader antenna 220.

受信部232は、リーダアンテナ220を介して、SAWセンサ212から出力された電気信号を受信する。 The receiving unit 232 receives the electrical signal output from the SAW sensor 212 via the reader antenna 220.

センサ位置推定部233は、制御部100を介して、位置センサ25の信号を取得する。センサ位置推定部233は、位置センサ25の信号の周期に基づいて、回転テーブル2の回転速度を算出する。なお、センサ位置推定部233は、制御部100から回転テーブル2の回転速度を取得してもよい。そして、センサ位置推定部233は、位置センサ25の信号を取得したタイミングからの経過時間と、回転テーブル2の回転速度と、に基づいて、回転テーブル2の回転角度を算出することができる。即ち、センサ位置推定部233は、回転テーブル2の凹部24に配置された基板型温度センサ210(SAWセンサ212)の位置を推定することができる。換言すれば、センサ位置推定部233は、リーダアンテナ220と基板型温度センサ210(SAWセンサ212)との位置関係を推定することができる。 The sensor position estimation unit 233 acquires the signal of the position sensor 25 via the control unit 100. The sensor position estimation unit 233 calculates the rotation speed of the turntable 2 based on the period of the signal of the position sensor 25. The sensor position estimation unit 233 may acquire the rotation speed of the turntable 2 from the control unit 100. The sensor position estimation unit 233 can then calculate the rotation angle of the turntable 2 based on the elapsed time from the timing of acquiring the signal of the position sensor 25 and the rotation speed of the turntable 2. That is, the sensor position estimation unit 233 can estimate the position of the substrate-type temperature sensor 210 (SAW sensor 212) arranged in the recess 24 of the turntable 2. In other words, the sensor position estimation unit 233 can estimate the positional relationship between the reader antenna 220 and the substrate-type temperature sensor 210 (SAW sensor 212).

温度算出部234は、受信部232で受信したSAWセンサ212から出力された電気信号に基づいて、SAWセンサ212で測定された温度を算出する。 The temperature calculation unit 234 calculates the temperature measured by the SAW sensor 212 based on the electrical signal output from the SAW sensor 212 received by the receiving unit 232.

<温度測定処理>
次に、基板処理装置における温度測定装置200を用いた温度測定処理について、図5を用いて説明する。図5は、温度測定装置200を用いた温度測定処理の一例を示すフローチャートである。なお、図5に示すフローチャートの処理は、例えば、基板処理装置においてウエハに所望の処理を施す生産プロセスの前に、生産プロセスにおけるレシピ等を生成する際に行われる。
<Temperature measurement process>
Next, a temperature measurement process using the temperature measurement device 200 in the substrate processing apparatus will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a flowchart showing an example of a temperature measurement process using the temperature measurement device 200. Note that the process of the flowchart shown in Fig. 5 is performed, for example, when generating a recipe or the like for a production process before a production process in which a desired process is performed on a wafer in the substrate processing apparatus.

ここで、回転テーブル2の凹部24には、基板型温度センサ210が配置されている。基板型温度センサ210は、ウエハと同様に、外部の搬送アーム10によって搬送口15からチャンバ1に搬送され、回転テーブル2との間で基板型温度センサ210が受け渡される。 Here, a substrate-type temperature sensor 210 is placed in the recess 24 of the turntable 2. The substrate-type temperature sensor 210, like the wafer, is transported from the transport port 15 to the chamber 1 by the external transport arm 10, and the substrate-type temperature sensor 210 is handed over to and from the turntable 2.

ステップS101において、制御部100は、駆動部23を制御して、サセプタ(回転テーブル2)の回転を開始させる。なお、基板処理装置の制御部100と温度測定装置200の制御部230とは、通信可能に接続されており、位置センサ25の検出信号が制御部230に入力される。また、送信部231は、リーダアンテナ220から予め定められた周波数帯域の電気信号を送信している。即ち、全てのSAWセンサ212の共振周波数を包含する周波数帯域の電気信号を送信している。また、受信部232は、リーダアンテナ220を介して、SAWセンサ212から出力された電気信号を受信している。 In step S101, the control unit 100 controls the drive unit 23 to start rotating the susceptor (rotary table 2). The control unit 100 of the substrate processing apparatus and the control unit 230 of the temperature measuring device 200 are communicatively connected, and the detection signal of the position sensor 25 is input to the control unit 230. The transmitting unit 231 transmits an electrical signal of a predetermined frequency band from the reader antenna 220. That is, the transmitting unit transmits an electrical signal of a frequency band that includes the resonant frequencies of all the SAW sensors 212. The receiving unit 232 receives the electrical signal output from the SAW sensor 212 via the reader antenna 220.

ステップS102において、制御部230は、リーダアンテナ220の直下にSAWセンサ212があるタイミングか否かを判定する。ここでは、制御部230のセンサ位置推定部233は、位置センサ25の検出信号(位置センサ25の検出信号を検出してからの経過時間)に基づいて、回転テーブル2の回転角度(リーダアンテナ220と基板型温度センサ210SAWセンサ212との位置関係)を推定する。これにより、制御部230は、リーダアンテナ220の直下にSAWセンサ212があるタイミングか否かを判定する。 In step S102, the control unit 230 determines whether or not it is the timing when the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220. Here, the sensor position estimation unit 233 of the control unit 230 estimates the rotation angle of the turntable 2 (the positional relationship between the reader antenna 220 and the substrate-type temperature sensor 210 and the SAW sensor 212) based on the detection signal of the position sensor 25 (the time elapsed since the detection signal of the position sensor 25 was detected). In this way, the control unit 230 determines whether or not it is the timing when the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220.

リーダアンテナ220の直下にSAWセンサ212があるタイミングでない場合(S102・No)、制御部230の処理はステップS102の処理を繰り返す。リーダアンテナ220の直下にSAWセンサ212があるタイミングである場合(S102・Yes)、制御部230の処理はステップS103に進む。 If the timing is not such that the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220 (S102, No), the control unit 230 repeats the process of step S102. If the timing is such that the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220 (S102, Yes), the control unit 230 proceeds to step S103.

ステップS103において、制御部230は、リーダアンテナ220・SAWセンサ212間の通信取込処理を行う。ここでは、送信部231は、リーダアンテナ220を介して、予め定められた周波数帯域(全てのSAWセンサ212の共振周波数を包含する周波数帯域)の電気信号を送信している。SAWセンサ212は、リーダアンテナ220からの電気信号を受信し、温度の情報を含む共振周波数の電気信号を送信している。受信部232は、リーダアンテナ220を介して、電気信号を受信する。ここで、受信部232は、リーダアンテナ220を介して受信した電気信号のうち、ステップS102においてリーダアンテナ220の直下にあると判定されたSAWセンサ212に対応する周波数帯域の電気信号を取り込む。 In step S103, the control unit 230 performs a communication capture process between the reader antenna 220 and the SAW sensor 212. Here, the transmission unit 231 transmits an electrical signal in a predetermined frequency band (a frequency band including the resonant frequencies of all the SAW sensors 212) via the reader antenna 220. The SAW sensor 212 receives the electrical signal from the reader antenna 220 and transmits an electrical signal of a resonant frequency including temperature information. The reception unit 232 receives the electrical signal via the reader antenna 220. Here, the reception unit 232 captures, from among the electrical signals received via the reader antenna 220, an electrical signal in a frequency band corresponding to the SAW sensor 212 determined to be directly below the reader antenna 220 in step S102.

ステップS104において、制御部230は、通信異常か否かを判定する。ここでは、制御部230は、ステップS103において取り込みした電気信号(リーダアンテナ220の直下にあると判定されたSAWセンサ212に対応する周波数帯域の電気信号)におけるピーク強度を求め、ピーク強度が所定の閾値未満の場合、通信異常が発生していると判定する。 In step S104, the control unit 230 determines whether or not a communication abnormality has occurred. Here, the control unit 230 obtains the peak strength of the electrical signal acquired in step S103 (the electrical signal in the frequency band corresponding to the SAW sensor 212 determined to be directly below the reader antenna 220), and if the peak strength is less than a predetermined threshold, it determines that a communication abnormality has occurred.

通信異常と判定した場合(S104・Yes)、制御部230の処理はステップS105に進む。ステップS105において、制御部230は警報を発報する。そして、制御部100の処理は、ステップS108に進む。ステップS108において、制御部100は、駆動部23を制御して、サセプタ(回転テーブル2)の回転を停止させ、処理を終了する。 If it is determined that there is a communication abnormality (S104, Yes), the process of the control unit 230 proceeds to step S105. In step S105, the control unit 230 issues an alarm. Then, the process of the control unit 100 proceeds to step S108. In step S108, the control unit 100 controls the drive unit 23 to stop the rotation of the susceptor (rotary table 2), and ends the process.

通信異常ではないと判定した場合(S104・No)、制御部230の処理はステップS106に進む。 If it is determined that there is no communication abnormality (S104: No), the control unit 230 proceeds to step S106.

ステップS106において、制御部230は、SAWセンサ212の温度算出処理を行う。ここでは、制御部230の温度算出部234は、ステップS103において取り込みした電気信号(リーダアンテナ220の直下にあると判定されたSAWセンサ212に対応する周波数帯域の電気信号)に基づいて、ステップS102においてリーダアンテナ220の直下にあると判定されたSAWセンサ212の測定温度を算出する。ここでは、温度算出部234は、リーダアンテナ220の直下にあると判定されたSAWセンサ212に対応する周波数帯域の電気信号においてピークとなるピーク周波数を求め、ピーク周波数に基づいて、測定温度を算出する。 In step S106, the control unit 230 performs a temperature calculation process for the SAW sensor 212. Here, the temperature calculation unit 234 of the control unit 230 calculates the measured temperature of the SAW sensor 212 determined to be directly below the reader antenna 220 in step S102 based on the electrical signal captured in step S103 (the electrical signal in the frequency band corresponding to the SAW sensor 212 determined to be directly below the reader antenna 220). Here, the temperature calculation unit 234 finds the peak frequency that is a peak in the electrical signal in the frequency band corresponding to the SAW sensor 212 determined to be directly below the reader antenna 220, and calculates the measured temperature based on the peak frequency.

ステップS107において、制御部230は温度測定処理が終了したか否かを判定する。温度測定処理が終了していない場合(S107・No)、制御部230の処理はステップS102に戻り温度測定処理を繰り返す。 In step S107, the control unit 230 determines whether the temperature measurement process has ended. If the temperature measurement process has not ended (S107: No), the control unit 230 returns to step S102 and repeats the temperature measurement process.

温度測定処理が終了した場合(S107・Yes)、制御部230の処理はステップS108に進む。ステップS108において、制御部100は、駆動部23を制御して、サセプタ(回転テーブル2)の回転を停止させ、処理を終了する。 When the temperature measurement process is completed (S107, Yes), the process of the control unit 230 proceeds to step S108. In step S108, the control unit 100 controls the drive unit 23 to stop the rotation of the susceptor (rotary table 2) and terminates the process.

図6は、温度測定処理の一例を示すタイムチャートである。図6において、横軸は、時間経過を示し、位置センサ25の信号、ステップS103における通信取込処理、リーダアンテナ220・SAWセンサ212間の通信信号の強度の一例を示す。 Figure 6 is a time chart showing an example of the temperature measurement process. In Figure 6, the horizontal axis indicates the passage of time, and shows an example of the signal from the position sensor 25, the communication acquisition process in step S103, and the strength of the communication signal between the reader antenna 220 and the SAW sensor 212.

基板型温度センサ210は、チャンバ1内を回転する回転テーブル2の凹部24に載置されている。このため、リーダアンテナ220から離れた位置にSAWセンサ212が配置されている場合、リーダアンテナ220・SAWセンサ212間の通信信号の強度は弱くなっている。そして、回転テーブル2が回転して、SAWセンサ212がリーダアンテナ220の直下にあるタイミングの前後で通信信号の強度は増大する。 The substrate-type temperature sensor 210 is placed in a recess 24 of the turntable 2 that rotates inside the chamber 1. Therefore, when the SAW sensor 212 is placed at a position away from the reader antenna 220, the strength of the communication signal between the reader antenna 220 and the SAW sensor 212 is weak. Then, as the turntable 2 rotates, the strength of the communication signal increases around the time when the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220.

制御部230は、位置センサ25で信号を検出したタイミングから所定時間経過後(換言すれば、等速で回転する回転テーブル2が所定角度回転した後)、通信取込処理を行う。換言すれば、制御部230は、回転テーブル2の回転に同期したタイミングでSAWセンサ212からの電気信号を取り込み、温度を算出する。これにより、リーダアンテナ220・SAWセンサ212間の通信強度を大きくして通信を安定化させることで、温度測定を安定化させることができる。 The control unit 230 performs a communication acquisition process after a predetermined time has elapsed since the position sensor 25 detected a signal (in other words, after the turntable 2, which rotates at a constant speed, has rotated a predetermined angle). In other words, the control unit 230 acquires an electrical signal from the SAW sensor 212 at a timing synchronized with the rotation of the turntable 2, and calculates the temperature. This makes it possible to stabilize the temperature measurement by increasing the communication strength between the reader antenna 220 and the SAW sensor 212 and stabilizing the communication.

また、温度センサとしてSAWセンサ212を用いることにより、チャンバ1内に配置される基板型温度センサ210にバッテリを不要とすることができる。これにより、チャンバ1内が高温(例えば、150℃以上)となるプロセスにおいても、温度を測定することができる。 In addition, by using the SAW sensor 212 as the temperature sensor, the substrate-type temperature sensor 210 placed in the chamber 1 does not require a battery. This makes it possible to measure the temperature even in processes where the temperature inside the chamber 1 becomes high (e.g., 150°C or higher).

また、温度センサとしてSAWセンサ212を用いることにより、例えば、放射温度計を用いる場合と比較して、温度の検出精度を向上させることができる。 In addition, by using the SAW sensor 212 as a temperature sensor, the temperature detection accuracy can be improved compared to, for example, using a radiation thermometer.

なお、開口部18、誘電体窓18a,18b及びリーダアンテナ220は、複数設けられていてもよい。これにより、回転テーブル2が1回転する際に複数回の温度測定をすることができる。よって、回転テーブル2の回転速度が低速な場合であっても、温度を測定する時間の間隔を短くすることができる。 It should be noted that multiple openings 18, dielectric windows 18a and 18b, and reader antennas 220 may be provided. This allows multiple temperature measurements to be taken during one rotation of the turntable 2. Therefore, even if the rotation speed of the turntable 2 is low, the time interval between temperature measurements can be shortened.

また、ステップS103において、電気信号を取り込むタイミングは、SAWセンサ212がリーダアンテナ220の直下にあると判定されたタイミングであるものとして説明したが、これに限られるものではない。電気信号を取り込むタイミングは、SAWセンサ212がリーダアンテナ220の直下にあるタイミングの前後であってもよい。これにより、リーダアンテナ220・SAWセンサ212間の通信強度を大きくして通信を安定化させることで、温度測定を安定化させることができる。 In addition, in step S103, the timing for acquiring the electrical signal has been described as the timing when it is determined that the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220, but this is not limited to this. The timing for acquiring the electrical signal may be before or after the timing when the SAW sensor 212 is directly below the reader antenna 220. This makes it possible to increase the communication strength between the reader antenna 220 and the SAW sensor 212 and stabilize the communication, thereby stabilizing the temperature measurement.

以上、温度測定装置200による温度測定方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 The above describes the temperature measurement method using the temperature measurement device 200, but the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications and improvements are possible within the scope of the gist of the present disclosure described in the claims.

1 チャンバ
2 回転テーブル
18 開口部
18a,18b 誘電体窓
22 回転軸
23 駆動部
24 凹部
25 位置センサ
100 制御部
200 温度測定装置
210 基板型温度センサ
211 基板形状部材
212 SAWセンサ
220 リーダアンテナ
230 制御部
231 送信部
232 受信部
233 センサ位置推定部
234 温度算出部
P1 第1の処理領域
P2 第2の処理領域
D 分離領域
REFERENCE SIGNS LIST 1 chamber 2 rotary table 18 openings 18a, 18b dielectric window 22 rotary shaft 23 driving section 24 recess 25 position sensor 100 control section 200 temperature measuring device 210 substrate-type temperature sensor 211 substrate-shaped member 212 SAW sensor 220 reader antenna 230 control section 231 transmitting section 232 receiving section 233 sensor position estimating section 234 temperature calculating section P1 first processing area P2 second processing area D separation area

Claims (4)

チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、上面に複数の基板載置部を有する回転テーブルと、を備え、前記基板載置部に基板を載置して基板処理を行う基板処理装置において、該基板処理装置が前記基板処理を行わないタイミングに前記基板載置部に載置された基板形状部材の温度を測定する温度測定装置であって、
前記基板形状部材及び前記基板形状部材の温度を検出する複数のSAWセンサを有し、回転する前記回転テーブルの前記基板載置部に載置される一又は複数の基板型温度センサと、
電気信号を送受信するアンテナと、
前記アンテナを介して、前記SAWセンサの共振周波数を包含する予め定められた周波数帯域の電気信号を送信する送信部と、
前記アンテナを介して前記SAWセンサから送信された電気信号を受信する受信部と、
前記受信部で受信した電気信号に基づいて、前記SAWセンサの検出温度を算出する温度算出部と、
前記回転テーブルが所定のホームポジションに位置すると信号を出力する位置センサと、を備え、
前記送信部は、
前記回転テーブルが回転する間、前記回転テーブルの回転位置によらずに前記周波数帯域の電気信号を送信し、
前記受信部は、
前記位置センサが信号を出力してから所定時間経過後に、前記アンテナで受信した電気信号を取り込み、
前記温度算出部は、
前記受信部で取り込んだ電気信号に基づいて、前記SAWセンサの検出温度を算出する、
温度測定装置。
A temperature measuring device for a substrate processing apparatus including a chamber and a rotary table provided within the chamber and having a plurality of substrate mounting portions on an upper surface thereof, the temperature measuring device measuring a temperature of a substrate shaped member mounted on the substrate mounting portions when the substrate processing apparatus is not performing the substrate processing, the temperature measuring device comprising:
one or more substrate-type temperature sensors each having a plurality of SAW sensors for detecting the temperature of the substrate-shaped member and the substrate-shaped member, the substrate-type temperature sensors being placed on the substrate placement portion of the rotating table;
An antenna for transmitting and receiving electrical signals;
a transmitter that transmits an electrical signal in a predetermined frequency band including a resonant frequency of the SAW sensor via the antenna;
a receiving unit that receives an electrical signal transmitted from the SAW sensor via the antenna;
a temperature calculation unit that calculates a detected temperature of the SAW sensor based on the electrical signal received by the receiving unit;
a position sensor that outputs a signal when the rotary table is located at a predetermined home position;
The transmission unit is
While the rotary table is rotating, an electrical signal in the frequency band is transmitted regardless of a rotational position of the rotary table;
The receiving unit is
After a predetermined time has elapsed since the position sensor output a signal, the electrical signal received by the antenna is acquired;
The temperature calculation unit is
calculating a detected temperature of the SAW sensor based on the electrical signal received by the receiving unit;
Temperature measuring device.
前記アンテナは、前記チャンバの外に配置され、前記チャンバに設けられた開口部を介して前記SAWセンサから送信された電気信号を受信する、
請求項1に記載の温度測定装置。
the antenna is disposed outside the chamber and receives an electrical signal transmitted from the SAW sensor through an opening in the chamber ;
2. The temperature measuring device of claim 1.
前記SAWセンサは、前記アンテナが送信した電気信号を受信し、前記SAWセンサで検出した温度情報を含む電気信号を送信する、
請求項1または請求項2に記載の温度測定装置。
The SAW sensor receives the electrical signal transmitted by the antenna and transmits an electrical signal including temperature information detected by the SAW sensor.
The temperature measuring device according to claim 1 or 2.
チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、上面に複数の基板載置部を有する回転テーブルと、を備え、前記基板載置部に基板を載置して基板処理を行う基板処理装置において、該基板処理装置が前記基板処理を行わないタイミングに前記基板載置部に載置された基板形状部材の温度を測定する温度測定装置の温度測定方法であって、
前記温度測定装置は、
前記基板形状部材及び前記基板形状部材の温度を検出する複数のSAWセンサを有し、回転する前記回転テーブルの前記基板載置部に載置される一又は複数の基板型温度センサと、電気信号を送受信するアンテナと、前記アンテナを介して、前記SAWセンサの共振周波数を包含する予め定められた周波数帯域の電気信号を送信する送信部と、前記アンテナを介して前記SAWセンサから送信された電気信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した電気信号に基づいて、前記SAWセンサの検出温度を算出する温度算出部と、前記回転テーブルが所定のホームポジションに位置すると信号を出力する位置センサと、を備え
前記送信部は、前記回転テーブルが回転する間、前記回転テーブルの回転位置によらずに前記周波数帯域の電気信号を送信し、
前記受信部は、前記位置センサが信号を出力してから所定時間経過後に、前記アンテナで受信した電気信号を取り込み、
前記温度算出部は、前記受信部で取り込んだ電気信号に基づいて、前記SAWセンサの検出温度を算出する、
温度測定方法。
A temperature measurement method for a temperature measurement device in a substrate processing apparatus including a chamber and a turntable provided within the chamber and having a plurality of substrate mounting portions on an upper surface thereof, the temperature measurement device measuring a temperature of a substrate shaped member mounted on the substrate mounting portions when the substrate processing apparatus is not performing the substrate processing, the method comprising:
The temperature measuring device is
a transmitting section that transmits an electrical signal in a predetermined frequency band including a resonant frequency of the SAW sensor via the antenna ; a receiving section that receives the electrical signal transmitted from the SAW sensor via the antenna; a temperature calculating section that calculates a detected temperature of the SAW sensor based on the electrical signal received by the receiving section ; and a position sensor that outputs a signal when the turntable is positioned at a predetermined home position ,
the transmitting unit transmits an electrical signal in the frequency band regardless of a rotational position of the turntable while the turntable rotates,
the receiving unit receives the electrical signal received by the antenna after a predetermined time has elapsed since the position sensor output a signal,
The temperature calculation unit calculates a detected temperature of the SAW sensor based on the electrical signal received by the receiving unit.
Temperature measurement methods.
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