特開 2022-125685 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022125685

(43)【公開日】2022-08-29

(54)【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

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20220822BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20220822BHJP

   G05B 11/36 20060101ALI20220822BHJP

   G05B 13/02 20060101ALI20220822BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

H01L21/02 Z

G05B11/36 K

G05B13/02 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021023417

(22)【出願日】2021-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】590000835

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小室 亘

(72)【発明者】

【氏名】小林 敦

(72)【発明者】

【氏名】元山 崇

(72)【発明者】

【氏名】高橋 武孝

【テーマコード（参考）】

4M106

5H004

【Ｆターム（参考）】

4M106AA01

4M106BA01

4M106CA64

4M106DD01

4M106DD10

4M106DH45

4M106DH46

4M106DJ02

5H004GA02

5H004GB15

5H004HA01

5H004HB01

5H004KA11

5H004KC54

(57)【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、を備える
半導体ウエハの温度制御装置。

【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
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】

前記温度調整部は、熱電素子を備えている
請求項１から５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7】

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し、
前記複数の領域を有する載置面に半導体ウエハを載置し、
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し、
選択した温度に基づいて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。

【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】

【特許文献1】特開２０１７－１６７８１３号公報

【特許文献2】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し、前記複数の領域を有する載置面に半導体ウエハを載置し、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し、選択した温度に基づいて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】

【図1】実施形態の温度制御装置のブロック図。

【図2】実施形態の温度検出部の配置を示す平面図。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図。

【図4】実施形態の温度制御方法のフローチャート。

【図5】実施形態の複数の検出温度の温度変化の説明図。

【図6】実施形態の温度制御の一例を説明するための平面図。

【図7】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。

【図8】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】

＜温度制御装置＞
図１は、温度制御装置１のブロック図である。図２は、温度検出部４の配置を示す平面図である。なお、図２においては、半導体ウエハＷを破線で示し、温度検出部４を実線で示している。
図１に示すように、温度制御装置１は、載置部２と、温度調整部３と、温度検出部４（図２参照）と、制御部５と、を備える。温度制御装置１の各要素は、制御部５によって制御される。

【0012】

＜載置部＞
載置部２は、半導体ウエハＷが載置される載置面１０を有する。載置部２は、載置面１０を第一面１１に有する円板状に形成されている。図２に示すように、載置面１０は、平面視で円形状に形成されている。例えば、載置面１０の外径は、半導体ウエハＷの外径以上の大きさとされている。載置面１０は、平面視で互いに区画された複数（例えば本実施形態では５つ）の領域２０～２４を有する。

【0013】

複数の領域２０～２４は、平面視で載置面１０の中央に設けられた中央領域２０と、平面視で中央領域２０の径方向外側に設けられた複数（例えば本実施形態では４つ）の外側領域２１～２４と、を備える。

【0014】

中央領域２０は、平面視で真円形状（円形状）に形成されている。例えば、載置面１０に半導体ウエハＷを載置した場合、中央領域２０は平面視で半導体ウエハＷの中央部分と重なる。

【0015】

例えば、載置面１０に半導体ウエハＷを載置した場合、４つの外側領域２１～２４は平面視で半導体ウエハＷの外周部分と重なる。４つの外側領域２１～２４は、互いに周方向に区画されている。各外側領域２１～２４は、平面視で円弧状（弧状）に形成されている。各外側領域２１～２４は、平面視で中央領域２０を囲む円環状の領域を周方向で均等に４分割した形状を有する。すなわち、４つの外側領域２１～２４は、平面視で互いに同じ形状を有する。４つの外側領域２１～２４は、第一外側領域２１、第二外側領域２２、第三外側領域２３及び第四外側領域２４である。第一外側領域２１、第二外側領域２２、第三外側領域２３及び第四外側領域２４は、平面視で中央領域２０を中心として左回り（反時計回り）に順に並んでいる。

【0016】

図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。
図３に示すように、載置部２は、第一面１１とは反対側の第二面１２において開口する凹部１３を有する。凹部１３は、第一面１１（載置面１０）には開口していない。凹部１３は、複数の領域２０～２４（図２参照）のそれぞれに複数設けられている。例えば、複数の凹部１３は、中央領域２０に４つ、各外側領域２１～２４に３つずつ設けられている。

【0017】

＜温度調整部＞
温度調整部３は、複数の領域２０～２４毎に載置部２の温度を独立して調整する。例えば、温度調整部３は、ペルチェ素子等の熱電素子３０を備える。例えば、熱電素子３０は、複数の領域２０～２４のそれぞれに設けられている。例えば、複数の熱電素子３０に通電すると、各領域２０～２４を独立に加熱・冷却することができる。各領域２０～２４のそれぞれの熱電素子３０は、制御部５（図１参照）によって制御される。

【0018】

温度調整部３は、載置部２の第二面１２に設けられている。温度調整部３は、凹部１３に繋がる貫通孔３１を有する。貫通孔３１は、凹部１３に対応して複数設けられている。例えば、複数の貫通孔３１は、中央領域２０に４つ、各外側領域２１～２４に３つずつ設けられている。

【0019】

温度調整部３において載置部２と対向する面とは反対側の面には、温度調整部３を冷却する冷却部３５が設けられている。例えば、冷却部３５は、水冷板である。例えば、水冷板は、冷却水が流通可能な冷却路３６を有する。例えば、冷却路３６は、複数の領域２０～２４のそれぞれに設けられている。例えば、不図示のポンプを駆動して各冷却路３６に冷却水を流すことにより、各領域２０～２４を独立に冷却することができる。各領域２０～２４に対応するポンプは、制御部５（図１参照）によって制御される。

【0020】

冷却部３５は、温度調整部３の貫通孔３１に繋がる挿通孔３７を有する。挿通孔３７は、貫通孔３１に対応して複数設けられている。例えば、複数の挿通孔３７は、中央領域２０に４つ、各外側領域２１～２４に３つずつ設けられている。

【0021】

＜温度検出部＞
温度検出部４は、温度調整部３により温度調整された領域２０～２４（図２参照）の温度を検出する。例えば、温度検出部４は、測温抵抗体（RTD:Resistance temperature Detector）、熱電対（TC:ThermoCouple）等の温度センサ４０を備える。温度センサ４０は、複数の領域２０～２４のそれぞれに複数設けられている。例えば、図２に示すように、温度センサ４０は、中央領域２０に４つ、各外側領域２１～２４に３つずつ設けられている。図３に示すように、温度センサ４０は、冷却部３５の挿通孔３７、温度調整部３の貫通孔３１を通じて載置部２の凹部１３に配置されている。

【0022】

図２に示すように、複数の温度センサ４０は、平面視で載置面１０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。複数の温度センサ４０は、平面視で中央領域２０及び複数の外側領域２１～２４のそれぞれにおいて互いに離れて配置されている。例えば、中央領域２０の４つの温度センサ４０は、径方向では互いに同じ位置に配置され且つ周方向では互いに同じ間隔をあけて配置されている。例えば、各外側領域２１～２４の３つの温度センサ４０は、径方向では３つのうち周方向で真ん中の１つが他の２つよりも内側に配置され且つ周方向では３つが互いに同じ間隔をあけて配置されている。各温度センサ４０の検出温度は、制御部５（図１参照）に入力される。

【0023】

＜制御部＞
制御部５は、複数の温度センサ４０の検出温度を監視する。制御部５は、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最も大きいものを選択する。例えば、制御部５は、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の平均値が最も大きいものを選択する。制御部５は、選択した検出温度に基づいて温度調整部３を制御する。例えば、制御部５は、選択した検出温度に基づいて所定の領域（例えば、複数の領域２０～２４の少なくとも１つ）の温度が目標温度になるように温度調整部３をＰＩＤ制御（Proportional Integral Derivative Controller）する。

【0024】

なお、本実施形態では、制御部５は、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の平均値が最も大きいものを選択する場合について説明するが、これに限らない。例えば、制御部５は、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の平均値が所定値（例えば、予め定めた閾値）よりも大きいものを選択してもよい。すならち、制御部５は、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３を制御すればよい。

【0025】

＜温度制御方法＞
図４は、温度制御方法のフローチャートである。
温度制御方法は、温度監視工程（図４のステップＳ１）、ウエハ載置工程（図４のステップＳ２）、ウエハ検査工程（図４のステップＳ３）、温度選択工程（図４のステップＳ４）及び温度調整工程（図４のステップＳ５）を含む。

【0026】

温度監視工程では、平面視で互いに区画された複数の領域２０～２４の少なくとも１つの領域の複数箇所で温度を監視する。例えば、温度監視工程では、複数の領域２０～２４のそれぞれにおいて複数箇所で温度を監視する。例えば、温度監視工程では、複数の領域２０～２４のそれぞれに設けられた複数の温度センサ４０のすべてを常に監視する。温度監視工程の後、ウエハ載置工程に移行する（図４のステップＳ２）。

【0027】

例えば、ウエハ載置工程では、複数の領域２０～２４を有する載置面１０に半導体ウエハＷを載置する（図４のステップＳ２）。例えば、ウエハ載置工程では、平面視で円形状の載置面１０に対し、円板状の半導体ウエハＷが全体的に重なるように載置する。ウエハ載置工程の後、ウエハ検査工程に移行する（図４のステップＳ３）。

【0028】

ウエハ検査工程では、載置面１０に載置された半導体ウエハＷを検査する。例えば、半導体ウエハＷの検査により局所的な入熱が発生する。ウエハ検査工程の後、温度選択工程に移行する（図４のステップＳ４）。

【0029】

温度選択工程では、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最も大きいものを選択する。例えば、温度選択工程では、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の平均値が最も大きいものを選択する。

【0030】

図５は、複数の検出温度の温度変化の説明図である。図５において、縦軸は温度、横軸は時間をそれぞれ示す。
例えば、図５に示すように、温度選択工程では、監視した複数の検出温度（グラフＡ１～Ａ３）のうち単位時間当たり（時間ｔ１～ｔ２）の温度変化の最大値が温調開始閾値Ｔｈ以下のものを選択する。

【0031】

例えば、載置面１０の所定の領域に局所的に入熱があった場合、所定の領域に設けられた３つの温度センサ４０（図２参照）の温度変化は互いに異なる。例えば、図５に示すように、３つの温度センサ４０の検出温度（グラフＡ１～Ａ３）のうち単位時間当たりの温度変化の最大値が温調開始閾値Ｔｈ以下のものが、２つあるとする（２つのグラフＡ１，Ａ２）。例えば、２つの温度センサ４０のうち入熱位置に近いものの検出温度（グラフＡ１）は急峻に昇温する。一方、２つの温度センサ４０のうち入熱位置から遠いものの検出温度（グラフＡ２）は緩やかに昇温する。例えば、温度選択工程では、温度センサ４０の検出温度（グラフＡ１）を選択する。温度選択工程の後、温度調整工程に移行する（図４のステップＳ５）。

【0032】

温度調整工程では、選択した温度（グラフＡ１）に基づいて所定の領域の温度を調整する。例えば、温度調整工程では、温度センサ４０の検出温度（グラフＡ１）に基づいて第一外側領域２１（図２参照）の温度を調整する。

【0033】

＜温度制御＞
図６は、温度制御の一例を説明するための平面図である。
上述の通り、半導体ウエハは、通電により電気的特性が検査されるチップを有する。図６においては、平面視で矩形状のチップ５０を破線で示し且つ半導体ウエハの図示を省略するとともに、温度検出部４を実線で示している。
例えば、図６に示すように、通電によりチップ５０の電気的特性を検査する場合、載置面１０のうち平面視でチップ５０と重なる部分（図６の例では第一外側領域２１の一部）が局所的に入熱される。

【0034】

ここで、第一外側領域２１に設けられた３つの温度センサ４０のうち１つ（黒丸で示した温度センサ４１）は、平面視でチップ５０と重なっている。一方、第一外側領域２１に設けられた３つの温度センサ４０のうち他の２つ（ドットハッチ丸で示した温度センサ４２）は、平面視でチップ５０から離れて配置されている。そのため、３つの温度センサ４０のうち１つ（黒丸で示した温度センサ４１）は、単位時間当たりの温度変化が最も大きくなる。したがって、３つの温度センサ４０のうち１つ（黒丸で示した温度センサ４１）に基づいて第一外側領域２１の温度を調整することにより、他の２つ（ドットハッチ丸で示した温度センサ４２）に基づいて第一外側領域２１の温度を調整する場合と比較して、第一外側領域２１の温度変化を素早く捉えることができる。

【0035】

＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態の温度制御装置１は、半導体ウエハＷが載置される載置面１０を有し、載置面１０が平面視で互いに区画された複数の領域２０～２４を有する載置部２と、複数の領域２０～２４毎に載置部２の温度を独立して調整する温度調整部３と、複数の領域２０～２４の少なくとも１つに複数設けられ、温度調整部３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４と、複数の温度検出部４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最も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３を制御する制御部５と、を備える。
この構成によれば、平面視で互いに区画された複数の領域２０～２４の少なくとも１つの領域の複数箇所で温度を監視し、複数の領域２０～２４を有する載置面１０に半導体ウエハＷを載置し、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最も大きいものを選択し、選択した温度に基づいて領域の温度を調整することができる。したがって、半導体ウエハＷが載置される載置面１０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。

【0036】

例えば仮に、載置面の各領域に温度センサが１つしか設けられていない場合、領域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。これに対し本実施形態の構成によれば、複数の領域２０～２４の少なくとも１つには温度センサ４０が複数設けられているため、領域２０～２４に局所的な入熱があった場合でも、複数の温度センサ４０のうち少なくとも１つは他のものよりも入熱位置に近く配置される。そのため、温度変化を捉えるまでの時間を短縮し、応答を良くすることができる。
加えて、本実施形態では、ペルチェ素子等の熱電素子３０により各領域２０～２４を温調しているため、冷却液の循環により温調する場合と比較して、設定温度の変更に対する応答を良くすることができる。
さらに、本実施形態では、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最も大きいものを選択し、選択した温度に基づいて領域の温度を調整することで、監視したすべての温度に基づいて領域の温度を調整する場合と比較して、温度制御を簡素化しつつ領域の温度を最適な温度に調整することができる。すなわち、本実施形態では、所定の領域において温度の監視箇所（監視点）は複数設けられている一方で、温度の制御箇所（制御点、例えば図６の黒丸で示した温度センサ４１）は１つのみであるため、目標温度への温調を素早く正確に行うことができる。

【0037】

さらに、本実施形態では、ペルチェ素子等の熱電素子３０を用いて温調していることで、冷却液の循環により温調する場合に必要な加熱機構及び冷却機構の併設が不要である。そのため、エネルギー消費量を低減するとともに、設備設置スペースを低減することができる。

【0038】

本実施形態では、載置面１０は、平面視で円形状に形成されている。複数の温度検出部４は、平面視で載置面１０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。
そのため、半導体ウエハＷが載置される載置面１０の任意の位置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。

【0039】

本実施形態では、複数の領域２０～２４は、平面視で載置面１０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２０と、平面視で中央領域２０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２１～２４と、を備える。温度検出部４は、複数の領域２０～２４のそれぞれに複数設けられている。複数の温度検出部４は、平面視で中央領域２０及び複数の外側領域２１～２４のそれぞれにおいて互いに離れて配置されている。
そのため、円板状の半導体ウエハＷを載置面１０に載置した際に、各領域２０～２４の任意の位置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。

【0040】

本実施形態では、載置部２は、載置面１０を第一面１１に有する板状に形成されている。温度調整部３は、載置部２において載置面１０が設けられた側とは反対側の第二面１２に設けられている。載置部２は、第二面１２において開口する凹部１３を有する。温度調整部３は、凹部１３に繋がる貫通孔３１を有する。温度検出部４は、貫通孔３１を通じて凹部１３に配置されている。
そのため、温度検出部４により、載置部２の凹部１３を通じて領域の温度を精度よく検出することができる。加えて、半導体ウエハＷを載置面１０に載置した際に、温度検出部４を邪魔にならないように配置することができる。

【0041】

本実施形態の温度制御方法は、平面視で互いに区画された複数の領域２０～２４の少なくとも１つの領域の複数箇所で温度を監視し、複数の領域２０～２４を有する載置面１０に半導体ウエハＷを載置し、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最も大きいものを選択し、選択した温度に基づいて領域の温度を調整する。
そのため、半導体ウエハＷが載置される載置面１０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。

【0042】

＜その他の実施形態＞
上述した実施形態では、載置面が平面視で円形状に形成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、載置面は、平面視で矩形状に形成されていてもよい。例えば、載置面の平面視形状は、半導体ウエハの形状等、要求仕様に応じて変更することができる。

【0043】

上述した実施形態では、複数の温度検出部が平面視で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例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、複数の温度検出部は、平面視で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なくてもよい。例えば、複数の温度検出部の配置態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0044】

上述した実施形態では、複数の領域は、平面視で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、を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、複数の領域は、平面視で中央領域と同心円状に形成された複数の環状領域を備えていてもよい。例えば、各領域の形状及び配置の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0045】

上述した実施形態では、温度検出部が複数の領域のそれぞれに複数設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、温度検出部は、複数の領域の１つのみに複数設けられていてもよい。例えば、温度検出部は、複数の領域の少なくとも１つに複数設けられていればよい。例えば、温度検出部の設置数及び設置位置は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0046】

上述した実施形態では、制御部は、所定の領域（図６の例では第一外側領域２１）に設けられた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最も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例を挙げて説明したが、これに限らない。
例えば、図７に示すように、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（図７の例では第一外側領域２１）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（図７の例では第二外側領域２２）における温度調整部を制御してもよい。この構成によれば、半導体ウエハが載置される載置面１０のうち第一外側領域２１に局所的な入熱があった際に隣の第二外側領域２２に熱影響があった場合でも素早く応答することができる。
例えば、第二外側領域２２における温度調整部を制御する場合、制御部は、第二外側領域２２の複数の温度検出部（３つの温度センサ４０）のうち第一外側領域２１の温度検出部（黒丸で示した温度センサ４１）に最も近いもの（白丸で示した温度センサ４３）が検出した検出温度を選択し、選択した検出温度に基づいて第二外側領域２２の温度調整部を制御してもよい。

【0047】

上述した実施形態では、平面視で互いに区画された複数の領域の所定の領域の複数箇所で温度を監視し、複数の領域を有する載置面に半導体ウエハを載置し、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最も大きいものを選択し、選択した温度に基づいて領域の温度を調整する例を挙げて説明したが、これに限らない。
例えば、図８に示すように、複数の領域のすべての領域の複数箇所で温度を監視し、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最も大きいものを選択し、選択した温度に基づいてすべての領域の温度を調整してもよい。例えば、各領域２０～２４における温度調整部を制御する場合、制御部は、各領域２０～２４のそれぞれにおいて１つのみの制御点（例えば図８の黒丸で示した温度センサ４１の検出温度）に基づいて、各領域２０～２４における温度調整部を制御してもよい。例えば、各領域の温度調整の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0048】

上述した実施形態では、載置部が載置面を第一面に有する板状に形成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、載置部は、載置面を第一面に有するブロック状に形成されていてもよい。例えば、載置部の形状は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0049】

上述した実施形態では、温度調整部が載置部において載置面が設けられた側とは反対側の第二面に設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、温度調整部は、載置部に内蔵されていてもよい。例えば、温度調整部の設置態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0050】

上述した実施形態では、温度検出部が温度調整部の貫通孔を通じて載置部の凹部に配置され、載置部の凹部を通じて領域の温度を検出する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、温度検出部は、載置部の凹部を通じずに領域の温度を検出してもよい。例えば、温度検出部は、非接触式の温度センサであってもよい。例えば、温度検出部の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0051】

上述した実施形態では、半導体ウエハの温度制御方法の一例として、ウエハ載置の前から温度監視をする例（温度監視工程の後にウエハ載置工程に移行する例）を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ウエハ載置の後に温度監視をしてもよい（ウエハ載置工程の後に温度監視工程に移行してもよい）。例えば、温度監視のタイミングは、要求仕様に応じて変更することができる。

【0052】

上述した実施形態では、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したが、これに限らない。例えば、温度制御装置は、通電により電気的特性が検査されるチップを有しない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に適用されてもよい。例えば、温度制御装置は、シリコンウエハ等の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に適用されてもよい。例えば、温度制御装置は、ドライプロセスに使用されてもよい。例えば、温度制御装置の使用態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0054】

１…温度制御装置、２…載置部、３…温度調整部、４…温度検出部、５…制御部、１０…載置面、１１…第一面、１２…第二面、１３…凹部、２０…中央領域（領域）、２１…第一外側領域（領域）、２２…第二外側領域（領域）、２３…第三外側領域（領域）、２４…第四外側領域（領域）、３０…熱電素子、３１…貫通孔、Ｗ…半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】