JP7601508B2 - Temperature measuring device and temperature measuring method - Google Patents
Temperature measuring device and temperature measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7601508B2 JP7601508B2 JP2021057775A JP2021057775A JP7601508B2 JP 7601508 B2 JP7601508 B2 JP 7601508B2 JP 2021057775 A JP2021057775 A JP 2021057775A JP 2021057775 A JP2021057775 A JP 2021057775A JP 7601508 B2 JP7601508 B2 JP 7601508B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- electrical signal
- substrate
- saw sensor
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
また、分離ガスノズル41,42には、ArやHe等の希ガスや窒素(N2)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
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(N2)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
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
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
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
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
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
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
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
ケース体20にはパージガス(例えば、N2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
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
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、N2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
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
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
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
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
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/
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。
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
<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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
<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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
Claims (4)
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.
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021057775A JP7601508B2 (en) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Temperature measuring device and temperature measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021057775A JP7601508B2 (en) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Temperature measuring device and temperature measuring method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022154649A JP2022154649A (en) | 2022-10-13 |
| JP7601508B2 true JP7601508B2 (en) | 2024-12-17 |
Family
ID=83557531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021057775A Active JP7601508B2 (en) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Temperature measuring device and temperature measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7601508B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW202436848A (en) * | 2022-11-07 | 2024-09-16 | 日商東京威力科創股份有限公司 | Temperature measuring device, heat treatment device and temperature measuring method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012230933A (en) | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Tokyo Electron Ltd | Temperature measuring substrate and thermal treatment device |
| JP2017139430A (en) | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5990116A (en) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | Toshiba Corp | Temperature controller |
-
2021
- 2021-03-30 JP JP2021057775A patent/JP7601508B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012230933A (en) | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Tokyo Electron Ltd | Temperature measuring substrate and thermal treatment device |
| JP2017139430A (en) | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022154649A (en) | 2022-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5696576B2 (en) | Temperature measuring substrate and heat treatment apparatus | |
| KR102115642B1 (en) | Control device, substrate processing system, substrate processing method, and program | |
| JP4905381B2 (en) | Heat treatment apparatus and heat treatment method for object to be processed | |
| KR102422345B1 (en) | Measurement system and measurement method | |
| KR101968800B1 (en) | Heat treatment apparatus | |
| US11906367B2 (en) | Substrate temperature sensor, substrate retainer and substrate processing apparatus | |
| US10074549B2 (en) | Method for acquiring data indicating electrostatic capacitance | |
| JP6586394B2 (en) | How to get data representing capacitance | |
| US8089031B2 (en) | Heating apparatus for heating objects to be heated, heating method for heating the objects to be heated, and storage medium in which computer-readable program is stored | |
| US7914202B2 (en) | First detecting sheet and first thermometric system for detecting and measuring temperature of an object under test, second detecting sheet and second thermometric system for detecting and measuring temperature of a dummy substrate, and heat treatment apparatus using same | |
| US20080112780A1 (en) | Vacuum processing apparatus | |
| JP7601508B2 (en) | Temperature measuring device and temperature measuring method | |
| US20250054797A1 (en) | Semiconductor substrate support leveling apparatus | |
| CN108573900B (en) | Substrate processing equipment | |
| JP7609744B2 (en) | Method for detecting deviation of substrate transfer position and substrate processing apparatus | |
| KR20230131770A (en) | Substrate heating apparatus and substrate processing apparatus | |
| KR102956766B1 (en) | Method of controlling rotary table and processing apparatus | |
| US12486575B2 (en) | Apparatus for processing substrate, gas shower head, and method for processing substrate | |
| JP2006066552A (en) | Frequency-measuring device, plasma processing device and plasma processing method | |
| JP2025005206A (en) | Temperature sensor, substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method and temperature control system | |
| WO2026023075A1 (en) | Method for acquiring correction value, method for controlling temperature, method for producing semiconductor device, substrate processing device, and program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240104 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240521 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240528 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240723 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240813 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241011 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7601508 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |