[发明专利]温度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及对半导体制造工艺等中的在加热处理单元内被加热的基板的实际温度进行测量的温度测量装置。

背景技术

半导体、液晶显示器等产品经由半导体基板的清洗、抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻、层间绝缘膜的形成、加热处理、以及切割等一系列的处理工序而制造。在这些处理中，加热处理例如在图案的曝光后、涂布作为层间绝缘膜的材料的SOG(Spin On Glass，旋涂式玻璃层)材料之后、或者涂布光致抗蚀剂之后进行。加热处理是在半导体、液晶显示器的制造工艺中必需的重要的处理工序。

基板的加热处理在加热处理单元内进行。此时，加热处理单元内的温度管理很重要。这是因为若温度管理不佳就会导致抗蚀剂的膜厚不良、显影不良的缘故。另外，在显影、蚀刻、溅射、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)等引起的反应中，也需要对基板表面的温度进行控制。因此，使用埋置有温度传感器的伪基板(dummy substrate)来对在加热处理单元内被处理的基板的实际温度而非加热处理单元内的温度进行测量的技术已被应用。

但是，在上述的测量技术中，在伪基板内埋置有由导热率和比热等热物理特性与基板不同的材质构成的温度传感器等。因此，在基板的实际温度与使用伪基板测量的温度之间有时会产生误差。因此开发了能够尽可能正确地测量基板的实际温度的温度测量基板。

例如，专利文献1中记载了一种温度测量基板，其包括在表面形成有多个凹部的基板和接合在多个凹部中的具有晶体振荡器的多个测温元件。另外，专利文献2中记载了用于测量基板参数(包含温度)的装置。在专利文献2中记载的用于测量基板温度的装置中，当在基板的空洞中配置电子处理部件等(集成电路等)时，使用具有特定的热物理特性的填充材料(粘结材料或封装材料)。由此，该装置能够与不具有电子处理部件的基板实质上相同地感测基板温度的变化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2008-139067号公报

专利文献1：日本专利文献特表2007-536726号公报

发明内容

发明要解决的问题

现在，在温度测量装置中，使用RTD(Resistance Temperature Detector，测温电阻体)、热电偶(thermocouple)、CMOS温度传感器、或者热敏电阻作为温度传感器。在上述专利文献1所述的温度测量基板中，将晶体振荡器用作测温元件来对基板的温度进行测量。但是，由于用于将内置晶体振荡器的封装件(测温元件)粘接在凹部的粘接剂和封装件材料的热容量、比热等热物理特性的原因，检测元件周边的热的瞬时特性滞后于实际基板的热的瞬时特性。

专利文献2所述的用于测量基板温度的装置使用具有特定的热物理特性的粘结材料或封装材料，因此能够感测到与不具有电子处理部件的基板实质上相同的温度变化。即，该装置能够使基板具有与实际基板相近的热的瞬时特性。粘结材料优选采用导热率极高的材料。在专利文献2中，举出了填充有金刚石微粒的环氧材料。

但是，当将这样的材料用作粘结材料时，温度测量装置的制造成本就会变高。此外，由于构成电子处理部件的材料的热容量，所述温度测量基板的检测元件周边的热的瞬时特性也会比实际基板的热的瞬时特性滞后。

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种温度传感器周边的热的瞬时特性接近实际基板的热的瞬时特性、从而能够高精度地测量在加热处理单元内被处理的基板的实际温度的温度测量装置。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明涉及的温度测量装置包括：基板；配置在所述基板的一个面上的至少一个温度传感器；以及低热容区，该低热容区在所述基板上被形成为：与所述温度传感器间隔预定距离并围绕所述温度传感器，并且具有预定宽度和预定深度；其中，所述低热容区由热容量比形成所述基板的物质的热容量小的物质形成。

优选确定所述低热容区的距所述温度传感器的预定距离、预定宽度以及预定深度，以使所述温度传感器和所述温度传感器的周边部件的热容量之和与实际基板的热容量相等。

所述低热容区优选是截面呈凹状的槽。

另外，所述低热容区优选由具有多孔构造的物质形成。

另外，所述低热容区优选由纳米晶硅形成。