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公開番号2025156568
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025133283,2021023417
出願日2025-08-08,2021-02-17
発明の名称半導体ウエハの温度制御装置及び半導体ウエハの温度制御方法
出願人株式会社KELK,株式会社東京精密
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類H01L 21/66 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体ウエハが載置される載置面に局所的な入熱があった場合でも素早く応答する。
【解決手段】半導体ウエハの温度制御装置は、半導体ウエハが載置される載置面を有し、載置面が平面視で互いに区画された複数の領域を有する載置部と、複数の領域毎に載置部の温度を独立して調整する温度調整部と、複数の領域の少なくとも1つに複数設けられ、温度調整部により温度調整された領域の温度を検出する温度検出部と、複数の温度検出部の検出温度を監視し、監視した複数の検出温度のうち単位時間当たりの温度変化が大きいものを選択し、選択した検出温度に基づいて温度調整部を制御する制御部と、を備え、温度検出部は、複数の領域のそれぞれに複数設けられ、制御部は、選択した検出温度に基づいて、複数の領域のうち平面視で互いに隣り合う2つの領域の一方における温度調整部を制御するとともに、2つの領域の他方における温度調整部を制御する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
半導体ウエハが載置される載置面を有し、前記載置面が平面視で互いに区画された複数の領域を有する載置部と、
前記複数の領域毎に前記載置部の温度を独立して調整する温度調整部と、
前記複数の領域の少なくとも１つに複数設けられ、前記温度調整部により温度調整された前記領域の温度を検出する温度検出部と、
前記複数の温度検出部の検出温度を監視し、監視した複数の検出温度のうち単位時間当たりの温度変化が大きいものを選択し、選択した検出温度に基づいて前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、
前記温度検出部は、前記複数の領域のそれぞれに複数設けられ、
前記制御部は、選択した検出温度に基づいて、前記複数の領域のうち平面視で互いに隣り合う２つの領域の一方における前記温度調整部を制御するとともに、前記２つの領域の他方における前記温度調整部を制御する
半導体ウエハの温度制御装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記載置面は、平面視で円形状に形成され、
前記複数の温度検出部は、平面視で前記載置面の周方向及び径方向のそれぞれにおいて互いに離れて配置されている
請求項１に記載の半導体ウエハの温度制御装置。
【請求項３】
前記複数の領域は、
平面視で前記載置面の中央に設けられ、平面視で円形状に形成された中央領域と、
平面視で前記中央領域の径方向外側において互いに周方向に区画され、平面視で弧状に形成された複数の外側領域と、を備え、
前記複数の温度検出部は、平面視で前記中央領域及び前記複数の外側領域のそれぞれにおいて互いに離れて配置されている
請求項２に記載の半導体ウエハの温度制御装置。
【請求項４】
前記載置部は、前記載置面を第一面に有する板状に形成され、
前記温度調整部は、前記載置部において前記載置面が設けられた側とは反対側の第二面に設けられ、
前記載置部は、前記第二面において開口する凹部を有し、
前記温度調整部は、前記凹部に繋がる貫通孔を有し、
前記温度検出部は、前記貫通孔を通じて前記凹部に配置されている
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体ウエハの温度制御装置。
【請求項５】
前記温度調整部は、熱電素子を備えている
請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体ウエハの温度制御装置。
【請求項６】
平面視で互いに区画された複数の領域の少なくとも１つの領域の複数箇所で温度を監視する温度監視工程と、
前記複数の領域を有する載置面に半導体ウエハを載置するウエハ載置工程と、
監視した複数箇所の温度のうち単位時間当たりの温度変化が大きいものを選択する温度選択工程と、
選択した温度に基づいて前記領域の温度を調整する温度調整工程と、を含み、
前記温度監視工程では、前記複数の領域のそれぞれにおいて複数個所で温度を監視し、
前記温度調整工程では、選択した検出温度に基づいて、前記複数の領域のうち平面視で互いに隣り合う２つの領域の一方における前記領域の温度を調整するとともに、前記２つの領域の他方における前記領域の温度を調整する
半導体ウエハの温度制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの温度制御装置及び半導体ウエハの温度制御方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの温度制御装置として、例えば下記特許文献１には、半導体ウエハの温度を目標温度に制御し、半導体ウエハの面内の温度分布を制御するための装置が開示されている。温度制御装置は、平面視で同心円状に分割された複数のゾーンを有するステージと、各ゾーンに設けられた複数の温度調整手段と、各ゾーンに設けられた温度センサと、を備える。温度センサは、各ゾーンに１つのみ設けられている。
一方、下記特許文献２には、半導体ウエハに形成されたチップに通電して電気的特性を検査するプローバが開示されている。プローバは、半導体ウエハを保持するウエハ搭載台と、チップの電極位置に合わせて作られたプローブと、温度制御装置と、を備える。温度制御装置は、ウエハ搭載台を加熱する加熱機構と、ウエハ搭載台を冷却する冷却機構と、を備える。冷却機構は、ウエハ搭載台に冷却液を循環させる搭載台冷却ライン等を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１６７８１３号公報
特開２０１６－１９２４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ステージの各ゾーンに温度センサが１つしか設けられていないため、ゾーンに局所的な入熱があった場合、温度センサが入熱位置から遠く離れて配置されていると、温度変化を捉えるまで時間がかかり、応答が悪くなる可能性がある。
特許文献２では、冷却液の循環により温調しているため、設定温度の変更に対する応答が悪くなる可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、半導体ウエハが載置される載置面に局所的な入熱があった場合でも素早く応答することができる半導体ウエハの温度制御装置及び半導体ウエハの温度制御方法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】
本発明の一態様に係る半導体ウエハの温度制御装置は、半導体ウエハが載置される載置面を有し、前記載置面が平面視で互いに区画された複数の領域を有する載置部と、前記複数の領域毎に前記載置部の温度を独立して調整する温度調整部と、前記複数の領域の少なくとも１つに複数設けられ、前記温度調整部により温度調整された前記領域の温度を検出する温度検出部と、前記複数の温度検出部の検出温度を監視し、監視した複数の検出温度のうち単位時間当たりの温度変化が大きいものを選択し、選択した検出温度に基づいて前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、前記温度検出部は、前記複数の領域のそれぞれに複数設けられ、前記制御部は、選択した検出温度に基づいて、前記複数の領域のうち平面視で互いに隣り合う２つの領域の一方における前記温度調整部を制御するとともに、前記２つの領域の他方における前記温度調整部を制御する。
【０００７】
本発明の一態様に係る半導体ウエハの温度制御方法は、平面視で互いに区画された複数の領域の少なくとも１つの領域の複数箇所で温度を監視する温度監視工程と、前記複数の領域を有する載置面に半導体ウエハを載置するウエハ載置工程と、監視した複数箇所の温度のうち単位時間当たりの温度変化が大きいものを選択する温度選択工程と、選択した温度に基づいて前記領域の温度を調整する温度調整工程と、を含み、前記温度監視工程では、前記複数の領域のそれぞれにおいて複数個所で温度を監視し、前記温度調整工程では、選択した検出温度に基づいて、前記複数の領域のうち平面視で互いに隣り合う２つの領域の一方における前記領域の温度を調整するとともに、前記２つの領域の他方における前記領域の温度を調整する。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、半導体ウエハが載置される載置面に局所的な入熱があった場合でも素早く応答することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態の温度制御装置のブロック図。
実施形態の温度検出部の配置を示す平面図。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図。
実施形態の温度制御方法のフローチャート。
実施形態の複数の検出温度の温度変化の説明図。
実施形態の温度制御の一例を説明するための平面図。
実施形態の第一変形例の温度制御の一例を説明するための平面図。
実施形態の第二変形例の温度制御の一例を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、半導体ウエハの温度制御装置の一例として、通電により電気的特性が検査されるチップを有する半導体ウエハの温度（通電により局所的に入熱された半導体ウエハの温度）を目標温度に制御するための温度制御装置を挙げて説明する。例えば、半導体ウエハは、円板状に形成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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