[发明专利]处理装置以及处理装置中的工件的温度计测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理装置以及处理装置中的工件的温度计测方法。

背景技术

以往，对于被收容在减压状态或真空状态的腔室内的工件，使用PVD法或CVD法进行成膜、氮化、含浸等表面处理。在此种使用PVD法或CVD法进行成膜等的改性处理(modification process)的处理装置中，工件的处理温度根据机械特性或粘合性等而被细致设定的情况为多。例如，为了使成膜的皮膜与基层的粘合性优良，一般来讲处理温度较高为理想。但是，在考虑机械特性等的情况下，有时将工件的温度设定得低更为有利。鉴于此种情况，在上述的PVD法或CVD法的处理中，工件的处理温度根据机械特性、粘合性等而细致地被决定。为了管理此种处理温度，需要准确地计测处理中的工件的实际温度。

此外，除利用PVD法或CVD法等进行成膜以外，在使用处理装置作为加热炉而加热工件时，有时也需要细致的温度管理。在此种情况下，有时也要求准确地计测工件的实际温度。

作为上述的工件的实际温度的计测方法，已知有如下的方法。

专利文献1、专利文献2公开了一种在腔室的外壁设置窗，以便从该腔室的外部目视确认该腔室内，并使用被设置在腔室外的红外线式的辐射温度计，通过所述窗来实际测量(测量)所述腔室内的工件的实际温度的计测方法。

专利文献3公开了在对板状的工件的表面进行成膜的装置中，使接触式的温度计接触于被进行成膜的表侧面和相反侧的背侧面来进行温度计测，根据该计测的温度计算出处理中的工件的实际温度的方法。使用此种接触式的温度计也能实际测量工件的实际温度。

专利文献4作为计测被隔热件包围的加热区域的温度的方法公开了计测其环境温度的方法。该专利文献4的方法不是用来计测处理中的工件的温度，而是用于根据环境温度判断热电偶的劣化，但是示出了能够将环境温度代为工件的实际温度而利用的方法。

专利文献5公开了在CVD或溅射等使用真空或减压等离子体的制造工序中，计测由硅晶片基板构成的工件的温度的方法。该方法包含在作为工件的基板上形成形状根据温度变化的聚合物材料薄膜的步骤和基于该薄膜的形状变化计测处理中的工件的温度的步骤。

然而，所述专利文献1至5记载的现有技术中存在如下的问题。

如专利文献1及专利文献2记载的方法那样使用辐射温度计，伴随作为计测对象的工件表面的辐射率的变化，由该辐射温度计计测的温度值也发生变化。也就是说，只能在表面的状态稳定的情况下使用辐射温度计计测温度。因此，如上述的成膜方法那样随着处理的进行表面物性或表面状态发生变化的工件，由于其表面的辐射率不稳定，因此，使用所述辐射温度计有可能不能进行高精度的温度计测。此外，在腔室内还存在工件以外的部件，从这些部件也辐射红外线。来自此种工件以外的部件的红外线对使用所述辐射温度计进行的实际温度的计测结果带来大误差的可能性也高。

而且，在成膜的处理装置中，成膜物质也附着于观测用窗，通过附着有成膜物质的窗的红外线被辐射温度计计测。此时，附着于所述窗的成膜物质有可能使所测量的红外线的强度(能量)发生变化。这有可能阻碍工件的实际温度的准确测量，对使用辐射温度计计测的温度带来大误差。

如专利文献3那样使用接触式的温度计的计测方法中，原则上讲，以静置在腔室内的工件为对象。也就是说，该计测方法使用接触式的温度计，由于不能使该接触式的温度计接触于以被载置在旋转台等上的状态移动的工件，因此，处理中的工件的温度计测变得困难。因此，一般来讲，在利用伴随工件的自传及/或公转的CVD以及PVD等进行的成膜中使用专利文献3记载的计测方法是并不现实的。

此外，在电弧离子镀那样的PVD法中，有时对腔室与工件之间赋予电位差来进行成膜。在此种情况下，为了从腔室的外侧插入接触式的温度计来使其与工件接触，需要使热电偶及其输出信号与腔室电绝缘并获取该输出信号的装置，为此，处理装置的结构变得非常复杂。

如专利文献4那样测量环境温度的方法只能在准确地把握处理中的工件温度(实际温度)与环境温度之间的关系的情况下使用。被处理的工件的形状或处理的条件等始终不变的情况下，能够根据环境温度准确地计算出工件的实际温度。但是，被处理的工件的形状或处理的条件等变化的情况下，不能根据环境温度准确地求出工件的实际温度。

专利文献5的方法是在处理结束后将薄膜取出到腔室外，并根据取出的薄膜的形状变化判断温度变化的经过，因此，不能连续地计测处理中的工件的实际温度。

现有技术文献

专利文献