JP2005147976A - Temperature-measuring apparatus, chuck monitor, and plasma processing device - Google Patents

Temperature-measuring apparatus, chuck monitor, and plasma processing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature-measuring apparatus having a simple structure, capable of performing temperature measurement with high precision, without being influenced by electromagnetic waves which becomes disturbances. <P>SOLUTION: This temperature measuring apparatus is provided with an infrared-type temperature measurement unit 6 for measuring the temperature of a board 10 in a predetermined processing tank. Between the board 10 and the measurement unit 6, a shielding section 8, made of a material which shuts infrared radiation off and constituted so as to be capable of touching the board 10 is provided, and the device is formed so as to measure the temperature of the shielding section 8 by the measurement unit 6. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば真空槽内で基板等を処理する処理装置において基板等の温度を測定する技術及び基板の吸着状態をモニターする技術に関する。   The present invention relates to a technique for measuring the temperature of a substrate or the like in a processing apparatus that processes the substrate or the like in a vacuum chamber, for example, and a technique for monitoring the adsorption state of the substrate.

従来、例えば真空槽内で基板を加熱したり、プラズマ処理する装置においては、赤外線型温度測定機構を用いて基板の温度を測定することが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an apparatus that heats a substrate in a vacuum chamber or performs plasma processing, the temperature of the substrate is measured using an infrared temperature measuring mechanism.

しかし、例えば、ランプヒーター、プラズマ、コロナ放電などによって発生する赤外線等の電磁波に基板が晒されている場合において、電磁波を透過する材料からなる基板に対して処理を行う場合には、基板を透過する電磁波の影響によって正確な温度測定が困難であるという問題がある。   However, for example, when the substrate is exposed to electromagnetic waves such as infrared rays generated by a lamp heater, plasma, corona discharge, etc., when processing a substrate made of a material that transmits electromagnetic waves, the substrate is transmitted. There is a problem that accurate temperature measurement is difficult due to the influence of electromagnetic waves.

このような課題を解決する手段として、基板からの輻射エネルギーのみを検知するようにした基板温度測定手段も提案されているが、このような従来技術では、構成が複雑になるとともに、測定誤差が大きいという問題がある。
特開２００２−１６４２２９号公報 As a means for solving such a problem, a substrate temperature measuring means for detecting only the radiant energy from the substrate has been proposed. However, such a conventional technique has a complicated configuration and a measurement error. There is a problem of being big.
JP 2002-164229 A

ところで、従来、静電チャックによって基板を吸着させた状態で処理を行う際に基板の温度を測定して基板の吸着状態をモニターする技術が知られているが、上述したように処理中においては基板の温度測定を精度良く行うことが困難であるため、基板の吸着状態を正確にモニターすることが困難であるという問題がある。   By the way, conventionally, a technique for measuring the temperature of a substrate and monitoring the suction state of the substrate when processing with the substrate chucked by an electrostatic chuck is known. Since it is difficult to accurately measure the temperature of the substrate, there is a problem that it is difficult to accurately monitor the adsorption state of the substrate.

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、外乱となる電磁波の影響を受けることなく温度測定を精度良く行うことが可能な簡素な構成の温度測定装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to provide a simple method capable of accurately measuring temperature without being affected by disturbance electromagnetic waves. An object of the present invention is to provide a temperature measuring device having a simple structure.

本発明の他の目的は、種々の処理の際に、基板の吸着状態を正確にモニターすることが可能なチャックモニターを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a chuck monitor capable of accurately monitoring the adsorption state of a substrate during various processes.

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の処理槽内における処理対象物の温度を測定する温度測定部を備えた温度測定装置であって、前記処理対象物と前記温度測定部との間に、所定の電磁波を遮断する材料からなり前記処理対象物に接触可能に構成された遮蔽部が設けられ、当該遮蔽部の温度を前記温度測定部によって測定するように構成されている温度測定装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記温度測定部が、前記遮蔽部から放出される赤外線を検出して温度測定を行うように構成されているものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記温度測定部が、前記遮蔽部に接触するように配置された蛍光体からなる発光素子を有し、前記発光素子から発せられた光を検出するように構成されているものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記温度測定部が、前記遮蔽部に接触するように配置された熱電対を有し、前記熱電対によって前記遮蔽部の温度を測定するように構成されているものである。
請求項５記載の発明は、所定の処理槽内において処理対象物を静電吸着する静電チャックと、請求項１乃至４のいずれか１項記載の温度測定装置を備え、前記温度測定装置にて得られた結果に基づいて前記処理対象物の吸着状態を監視するように構成されているチャックモニターである。
請求項６記載の発明は、所定のプラズマ発生源を有する処理槽と、請求項１乃至４のいずれか１項記載の温度測定装置を備えたプラズマ処理装置である。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、請求項５記載のチャックモニターを備えたものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a temperature measuring device including a temperature measuring unit that measures the temperature of a processing object in a predetermined processing tank, wherein the processing object and the processing object A shielding unit made of a material that blocks predetermined electromagnetic waves is provided between the temperature measuring unit and configured to be able to contact the object to be processed, and the temperature of the shielding unit is measured by the temperature measuring unit. Temperature measuring device.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the temperature measuring unit is configured to detect the infrared rays emitted from the shielding unit and perform temperature measurement.
Invention of Claim 3 has the light emitting element which consists of a fluorescent substance arrange | positioned so that the said temperature measurement part may contact the said shielding part in invention of any one of Claim 1 or 2, It is configured to detect light emitted from the light emitting element.
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the temperature measuring unit includes a thermocouple disposed so as to contact the shielding unit, and the thermocouple It is comprised so that the temperature of the said shielding part may be measured.
The invention according to claim 5 includes an electrostatic chuck for electrostatically attracting a processing object in a predetermined processing tank, and the temperature measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature measuring device includes: The chuck monitor is configured to monitor the adsorption state of the processing object based on the result obtained.
A sixth aspect of the present invention is a plasma processing apparatus including the processing tank having a predetermined plasma generation source and the temperature measuring device according to any one of the first to fourth aspects.
A seventh aspect of the invention is the invention of the sixth aspect, wherein the chuck monitor according to the fifth aspect is provided.

本発明の温度測定装置の場合、所定の電磁波（例えば赤外線）を遮断する遮蔽部を処理対象物に接触させた状態でこの遮蔽部の温度を測定することから、例えばプラズマやランプヒーター等から放出されて処理対象物を透過する電磁波の影響を受けることなく処理対象物の温度を間接的に検知することができる。
その結果、本発明によれば、従来測定することができなかったガラス基板等の温度をプロセス中に精度良く測定することが可能になる。 In the case of the temperature measuring device of the present invention, the temperature of the shielding unit is measured in a state where the shielding unit that blocks a predetermined electromagnetic wave (for example, infrared rays) is in contact with the object to be processed. Thus, it is possible to indirectly detect the temperature of the processing object without being affected by the electromagnetic wave transmitted through the processing object.
As a result, according to the present invention, it is possible to accurately measure the temperature of a glass substrate or the like, which could not be measured conventionally, during the process.

また、本発明によれば、従来公知の温度測定手段に電磁波の遮蔽部を設けるものであることから、簡素な構成とすることができるものである。   Further, according to the present invention, since a conventionally known temperature measuring means is provided with an electromagnetic wave shielding part, a simple configuration can be achieved.

一方、温度測定部が、遮蔽部に接触するように配置された蛍光体からなる発光素子を有し、この発光素子から発せられた光を検出するように構成されている場合には、蛍光体発光素子の発光する温度範囲が広いため、例えば１５０℃以下の低温域において正確な温度測定を行うことが可能になる。   On the other hand, when the temperature measuring unit has a light emitting element made of a phosphor arranged so as to be in contact with the shielding part and configured to detect light emitted from the light emitting element, the phosphor Since the light emitting element has a wide temperature range, accurate temperature measurement can be performed in a low temperature range of 150 ° C. or lower, for example.

また、温度測定部が、遮蔽部に接触するように配置された熱電対を有し、熱電対によって遮蔽部の温度を測定するように構成されている場合には、熱電対による測定温度範囲が広いため、例えば１５０℃以下の低温域において正確な温度測定を行うことが可能になる。   In addition, when the temperature measurement unit has a thermocouple arranged so as to contact the shielding unit and is configured to measure the temperature of the shielding unit by the thermocouple, the measurement temperature range by the thermocouple is Since it is wide, it becomes possible to perform accurate temperature measurement in a low temperature range of 150 ° C. or lower, for example.

また、本発明のチャックモニターによれば、処理対象物を透過する電磁波の影響を受けることなく処理対象物の温度を正確に測定することができるので、種々の処理中に基板の吸着状態を正確にモニターすることができる。   In addition, according to the chuck monitor of the present invention, the temperature of the processing object can be accurately measured without being affected by the electromagnetic wave transmitted through the processing object, so that the adsorption state of the substrate can be accurately determined during various processes. Can be monitored.

このように、本発明によれば、処理中の処理対象物の温度及び吸着状態を正確に把握可能なプラズマ処理装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a plasma processing apparatus capable of accurately grasping the temperature and adsorption state of a processing object being processed.

本発明によれば、種々の処理の際に、外乱となる電磁波の影響を受けることなく温度測定を精度良く行うことができる。
また、本発明によれば、種々の処理の際に、基板の吸着状態を正確にモニターすることができる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure temperature without being affected by disturbance electromagnetic waves during various processes.
Further, according to the present invention, the adsorption state of the substrate can be accurately monitored during various processes.

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の一点鎖線Ａ部を示す拡大図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a sectional view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view showing a one-dot chain line A portion of FIG.

図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態のスパッタリング装置（プラズマ処理装置）１は、図示しない真空排気系に接続された真空処理槽２を有し、この真空処理槽２の下部に、基板（処理対象物）１０を支持するためのステージ３が設けられている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a sputtering apparatus (plasma processing apparatus) 1 of the present embodiment has a vacuum processing tank 2 connected to a vacuum exhaust system (not shown). The stage 3 for supporting the board | substrate (process target object) 10 is provided in the lower part.

このステージ３は、真空処理槽２の外部に設けられた図示しない交流電源に接続され、スパッタリングの際に基板１０に対して所定の交流電圧が印加されるようになっている。   The stage 3 is connected to an AC power source (not shown) provided outside the vacuum processing tank 2 so that a predetermined AC voltage is applied to the substrate 10 during sputtering.

また、このステージ３の上部には、基板を加熱するためのホットプレート４が設けられている。なお、このホットプレート４は、その上部に静電チャック４ａが設けられている。   A hot plate 4 for heating the substrate is provided above the stage 3. The hot plate 4 is provided with an electrostatic chuck 4a on the top thereof.

一方、真空処理槽２内の上部には、スパッタリング用のターゲット５が配置される。
このターゲット５は、真空処理槽２の外部に設けられた直流電源（図示せず）に接続され、スパッタリングの際に所定の負の直流電圧が印加されるようになっている。 On the other hand, a sputtering target 5 is disposed in the upper part of the vacuum processing tank 2.
The target 5 is connected to a DC power source (not shown) provided outside the vacuum processing tank 2 so that a predetermined negative DC voltage is applied during sputtering.

さらに、本実施の形態においては、本発明の温度測定装置及びチャックモニターに対応する赤外線型温度測定ユニット（温度測定部）６が設けられている。この赤外線型温度測定ユニット６は、所定の赤外線を検出して温度測定を行う機能を有するもので、図示しないコンピュータに接続される制御部６ａを備えている。   Further, in the present embodiment, an infrared type temperature measurement unit (temperature measurement unit) 6 corresponding to the temperature measurement device and the chuck monitor of the present invention is provided. The infrared type temperature measurement unit 6 has a function of measuring a temperature by detecting a predetermined infrared ray, and includes a control unit 6a connected to a computer (not shown).

この制御部６ａには石英ロッド７が接続されており、この石英ロッド７の先端部は、上述したステージ３を介して真空処理槽２内に導入され基板１０の下部近傍に配置されるようになっている。   A quartz rod 7 is connected to the control unit 6a, and the tip of the quartz rod 7 is introduced into the vacuum processing tank 2 through the stage 3 described above and disposed near the lower portion of the substrate 10. It has become.

図１（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、石英ロッド７の先端部に、所定の電磁波（赤外線）を遮断するためのチップ状の遮蔽部８が設けられている。   As shown in FIG. 1B, in the present embodiment, a tip-shaped shielding portion 8 for blocking predetermined electromagnetic waves (infrared rays) is provided at the tip of the quartz rod 7.

この遮蔽部８は、石英ロッド７の先端部を覆うような形状及び大きさに形成されている。そして、本実施の形態の場合は、石英ロッド７と遮蔽部８とがバネ９によって連結され、静電チャック４ａ上に載置した基板１０に対しバネ９の弾性力によって遮蔽部８を押圧密着させるようになっている。   The shielding part 8 is formed in a shape and size so as to cover the tip part of the quartz rod 7. In the case of the present embodiment, the quartz rod 7 and the shielding portion 8 are connected by the spring 9, and the shielding portion 8 is pressed and adhered to the substrate 10 placed on the electrostatic chuck 4 a by the elastic force of the spring 9. It is supposed to let you.

本発明の場合、遮蔽部８の材料は特に限定されることはないが、例えばランプヒーターによって加熱する場合等に遮蔽部８の温度上昇を回避する観点からは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ステンレス（ＳＵＳ）等の熱伝導率が大きく、電磁波を反射する材料を用いることが好ましい。   In the case of the present invention, the material of the shielding part 8 is not particularly limited. For example, from the viewpoint of avoiding the temperature rise of the shielding part 8 when heated by a lamp heater, for example, aluminum (Al), copper It is preferable to use a material that has a high thermal conductivity and reflects electromagnetic waves, such as (Cu), silver (Ag), gold (Au), and stainless steel (SUS).

これらの材料のうち、高熱伝導率の観点からは、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）を用いることが好ましい。   Of these materials, copper (Cu), silver (Ag), and gold (Au) are preferably used from the viewpoint of high thermal conductivity.

また、基板１０と遮蔽部８の接触部分の汚染を回避する観点からは、アルミニウム（Ａｌ）を用いることが好ましい。   Further, from the viewpoint of avoiding contamination of the contact portion between the substrate 10 and the shielding portion 8, it is preferable to use aluminum (Al).

さらに、同様に基板１０と遮蔽部８の接触部分の汚染を回避する観点から、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等のセラミックス等の電磁波を吸収する材料を用いることも可能であり、また基板１０の材料と同じ材料を用いて遮蔽部８を作成し、遮蔽部８の石英ロッド７側の面に例えば銅などによるコーティングを施すことも可能である。 Further, similarly, from the viewpoint of avoiding contamination at the contact portion between the substrate 10 and the shielding portion 8, a material that absorbs electromagnetic waves such as ceramics such as aluminum nitride (AlN) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is used. It is also possible to make the shielding part 8 using the same material as the material of the substrate 10 and to coat the surface of the shielding part 8 on the quartz rod 7 side with, for example, copper.

一方、バネ９の材料は特に限定されることはないが、耐熱性、耐食性の観点からは、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、インコネル等の材料を用いることが好ましい。   On the other hand, the material of the spring 9 is not particularly limited, but from the viewpoint of heat resistance and corrosion resistance, it is preferable to use materials such as stainless steel (SUS) and Inconel.

そして、このバネ９は、基板１０をホットプレート４上に載置した場合に基板１０の自重で遮蔽部８の上面が静電チャック４ａの表面の位置まで下降するようにその材料（ばね定数）及び長さを設定することが好ましい。   The spring 9 is made of a material (spring constant) so that when the substrate 10 is placed on the hot plate 4, the upper surface of the shielding portion 8 is lowered to the position of the surface of the electrostatic chuck 4 a by its own weight. It is preferable to set the length.

なお、このバネ９は、石英ロッド７に対して着脱自在に構成することによって、ユーザーの必要に応じて使用することが可能になる。   The spring 9 is configured to be detachable from the quartz rod 7 so that it can be used as required by the user.

このような構成を有する本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、ホットプレート４上に載置した基板１０を静電チャック４ａによって吸着させた状態でスパッタリング等の処理を行う。   In the present embodiment having such a configuration, as shown in FIG. 1A, a process such as sputtering is performed in a state where the substrate 10 placed on the hot plate 4 is adsorbed by the electrostatic chuck 4a. .

この状態では、バネ９の弾性力によって遮蔽部８が基板１０に押圧され密着しているため、遮蔽部８の温度が基板１０の温度とほぼ等しくなり、遮蔽部８から基板１０と同様の赤外線が放出される。   In this state, the shielding portion 8 is pressed and adhered to the substrate 10 by the elastic force of the spring 9, so that the temperature of the shielding portion 8 is substantially equal to the temperature of the substrate 10, and the same infrared ray as the substrate 10 is emitted from the shielding portion 8. Is released.

そこで、遮蔽部８から放出される赤外線を石英ロッド７を介して赤外線型温度測定ユニット６に導くことにより、基板１０の温度を間接的に測定し、コンピュータによって所定の解析を行うことにより基板１０のチャック状態を監視する。   Therefore, the temperature of the substrate 10 is indirectly measured by introducing the infrared rays emitted from the shielding portion 8 to the infrared temperature measuring unit 6 through the quartz rod 7, and the substrate 10 is analyzed by performing a predetermined analysis. Monitor the chuck status.

本発明の場合は、以下のように種々の条件を設定して基板１０の吸着及び処理を行うことができる。
例えば、基板１０を静電チャック４ａによって吸着させた後に十分に基板１０の温度が安定した時の温度と、チャック不良が生じた場合における同時間経過時の基板１０の温度とを比較してチャック不良と判断する温度を決定する。 In the case of the present invention, the substrate 10 can be sucked and processed under various conditions as follows.
For example, the temperature when the temperature of the substrate 10 is sufficiently stabilized after the substrate 10 is attracted by the electrostatic chuck 4a is compared with the temperature of the substrate 10 when the same time elapses when a chuck failure occurs. Determine the temperature at which it is determined to be defective.

また、処理中の基板１０の温度変化をログとして保存し、その結果に基づいて静電チャック４ａの吸着力を変化させるように構成することも可能である。   It is also possible to store the temperature change of the substrate 10 being processed as a log and change the attracting force of the electrostatic chuck 4a based on the result.

さらに、基板１０を静電チャック４ａによって吸着させる前の温度を測定して温度範囲を設定し、この設定範囲以外の温度範囲を検出した場合に警告を発するようにすることもできる。   Further, the temperature before the substrate 10 is attracted by the electrostatic chuck 4a is measured to set a temperature range, and a warning may be issued when a temperature range other than the set range is detected.

さらにまた、静電チャック４ａに吸着された基板１０が所定の温度に到達したかどうかを上述の温度測定によって判断し、所定の温度に到達した場合にスパッタリング等の処理を開始することもできる。   Furthermore, it is possible to determine whether or not the substrate 10 attracted to the electrostatic chuck 4a has reached a predetermined temperature by the above temperature measurement, and when the predetermined temperature is reached, a process such as sputtering can be started.

さらにまた、上述の測定温度が静電チャック４ａの耐熱温度を超えていた場合に警告を発し、静電チャック４ａの動作又はその後の処理を停止することもできる。   Furthermore, a warning can be issued when the above-described measured temperature exceeds the heat-resistant temperature of the electrostatic chuck 4a, and the operation of the electrostatic chuck 4a or subsequent processing can be stopped.

以上述べた本実施の形態によれば、遮蔽部８によって赤外線を遮断した状態で温度測定を行うことから、例えばプラズマやランプヒーター等から放出されて基板１０を透過する赤外線の影響を受けることなく基板１０の温度を正確に測定することができ、これにより従来測定することができなかったガラス基板等の温度をプロセス中に測定することが可能になる。   According to the present embodiment described above, the temperature measurement is performed in a state where the infrared ray is blocked by the shielding unit 8, so that it is not affected by the infrared ray emitted from, for example, plasma or a lamp heater and transmitted through the substrate 10. The temperature of the substrate 10 can be accurately measured, and thus the temperature of a glass substrate or the like that cannot be measured conventionally can be measured during the process.

さらに、本実施の形態によれば、基板１０の温度測定の結果を用いて静電チャック４ａの吸着状態をリアルタイムで正確にモニターすることが可能になる。   Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to accurately monitor the adsorption state of the electrostatic chuck 4a in real time using the temperature measurement result of the substrate 10.

特に本実施の形態においては、バネ９の弾性力によって遮蔽部８を基板１０に押圧するようにしたことから、基板１０が反ったり傾いている場合であっても、遮蔽部８を基板１０に密着させて正確な温度測定を行うことができる。   In particular, in the present embodiment, since the shielding portion 8 is pressed against the substrate 10 by the elastic force of the spring 9, the shielding portion 8 is attached to the substrate 10 even when the substrate 10 is warped or inclined. It is possible to perform accurate temperature measurement by closely contacting.

さらに、本実施の形態では、基板１０の自重で遮蔽部８の上面が静電チャック４ａの表面の位置まで下降するようにバネ９の押圧力を設定したので、静電チャック４ａによる吸着をバネ９の押圧力が妨げることはない。   Further, in the present embodiment, the pressing force of the spring 9 is set so that the weight of the substrate 10 causes the upper surface of the shielding portion 8 to descend to the position of the surface of the electrostatic chuck 4a. The pressing force of 9 does not disturb.

さらにまた、本実施の形態によれば、バネ９によって遮蔽部８を熱的に切り離すように構成したので、基板１０から奪う熱量が少なく基板１０を均一に加熱することができるものである。   Furthermore, according to the present embodiment, since the shielding portion 8 is thermally separated by the spring 9, the amount of heat taken away from the substrate 10 is small, and the substrate 10 can be heated uniformly.

図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態を示す断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の一点鎖線Ｂ部を示す拡大図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分について同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。   FIG. 2A is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an enlarged view showing an alternate long and short dash line B part of FIG. 2A. The same reference numerals are given to the parts corresponding to the forms, and detailed description thereof is omitted.

図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態のスパッタリング装置１Ａは、石英ロッド７に直接遮蔽部８を固定し、一対のローラ１１で石英ロッド７を挟んで石英ロッド７を上昇させることにより、遮蔽部８を基板１０に押圧するようにしたものである。   2A and 2B, in the sputtering apparatus 1A of the present embodiment, the shielding portion 8 is directly fixed to the quartz rod 7, and the quartz rod 7 is sandwiched by a pair of rollers 11 between the quartz rod 7. By raising, the shielding portion 8 is pressed against the substrate 10.

このような構成を有する本実施の形態によれば、上述した効果に加え、バネの劣化がないため長期間使用することができるというメリットがある。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。   According to the present embodiment having such a configuration, in addition to the above-described effects, there is an advantage that it can be used for a long time because there is no deterioration of the spring. Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.

図３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態を示す断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の一点鎖線Ｃ部を示す拡大図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分について同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。   FIG. 3A is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view showing an alternate long and short dash line C portion of FIG. 3A. The same reference numerals are given to the parts corresponding to the forms, and detailed description thereof is omitted.

図３（ａ）に示すように、本実施の形態のスパッタリング装置１Ｂは、蛍光体型温度測定ユニット１６を用いて基板１０の温度を測定するものである。   As shown in FIG. 3A, the sputtering apparatus 1 </ b> B of the present embodiment measures the temperature of the substrate 10 using a phosphor type temperature measurement unit 16.

この蛍光体型温度測定ユニット１６は、所定の蛍光体が発する光を検出して温度測定を行う機能を有するもので、図示しないコンピュータに接続可能な制御部１６ａを備えている。   The phosphor-type temperature measurement unit 16 has a function of measuring light by detecting light emitted from a predetermined phosphor, and includes a control unit 16a that can be connected to a computer (not shown).

この制御部１６ａには光伝達手段１７が接続されており、この光伝達手段１７の先端部は、ステージ３を介して真空処理槽２内に導入され基板１０の下部近傍に配置されるようになっている。   A light transmission means 17 is connected to the control unit 16a, and the tip of the light transmission means 17 is introduced into the vacuum processing tank 2 through the stage 3 so as to be disposed near the lower portion of the substrate 10. It has become.

図３（ｂ）に示すように、光伝達手段１７は、例えばポリイミド等の絶縁性材料からなる筒状部材１７ａ内に光ファイバー等の光伝達部材１７ｂが挿入されて構成されている。   As shown in FIG. 3B, the light transmission means 17 is configured by inserting a light transmission member 17b such as an optical fiber into a cylindrical member 17a made of an insulating material such as polyimide.

そして、光伝達手段１７の先端部には、上記実施の形態の遮蔽部８と同様の材料からなる中空の遮蔽部１８が筒状部材１７ａに沿って上下動するように設けられている。   A hollow shielding portion 18 made of the same material as that of the shielding portion 8 of the above embodiment is provided at the distal end portion of the light transmission means 17 so as to move up and down along the cylindrical member 17a.

この遮蔽部１８内には、所定の蛍光体からなる蛍光体発光素子２０が遮蔽部１８と接触した状態で配置されている。そして、この発光素子２０から発せられた光を、光ファイバー等の光伝達部材１７ｃを介して上記光伝達部材１７ｂに導くように構成されている。   In the shielding part 18, a phosphor light emitting element 20 made of a predetermined phosphor is disposed in contact with the shielding part 18. And it is comprised so that the light emitted from this light emitting element 20 may be guide | induced to the said light transmission member 17b via light transmission members 17c, such as an optical fiber.

また、遮蔽部１８は、静電チャック４ａ上に載置した基板１０に対して押圧密着させるため、上記実施の形態と同様、バネ１９によって光伝達手段１７の筒状部材１７ａと連結されている。   Further, the shield 18 is connected to the cylindrical member 17a of the light transmission means 17 by a spring 19 in the same manner as in the above-described embodiment in order to press and adhere to the substrate 10 placed on the electrostatic chuck 4a. .

本実施の形態の場合も、基板１０をホットプレート４上に載置した場合に基板１０の自重で遮蔽部１８の上面が静電チャック４ａの表面の位置まで下降するようにバネ１９の材料（ばね定数）及び長さを設定することが好ましい。   Also in the case of the present embodiment, when the substrate 10 is placed on the hot plate 4, the material of the spring 19 (so that the upper surface of the shielding portion 18 is lowered to the position of the surface of the electrostatic chuck 4 a by its own weight. It is preferable to set the spring constant) and the length.

このような構成を有する本実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、ホットプレート４上に載置した基板１０を静電チャック４ａによって吸着させた状態でスパッタリングを行う。   In the present embodiment having such a configuration, as shown in FIG. 3A, sputtering is performed in a state where the substrate 10 placed on the hot plate 4 is adsorbed by the electrostatic chuck 4a.

この状態では、バネ１９の弾性力によって遮蔽部１８が基板１０に押圧され密着し、遮蔽部１８の温度が基板１０の温度とほぼ等しくなっているので、遮蔽部１８内の蛍光体発光素子２０から所定の光が放出される。   In this state, the shielding portion 18 is pressed and brought into close contact with the substrate 10 by the elastic force of the spring 19, and the temperature of the shielding portion 18 is substantially equal to the temperature of the substrate 10. Therefore, the phosphor light emitting element 20 in the shielding portion 18. Predetermined light is emitted from.

そこで、蛍光体発光素子２０から放出される光を光伝達手段１７を介して赤外線型温度測定ユニット６に導くことにより、基板１０の温度を間接的に測定し、そのデータをコンピュータによって解析することにより基板１０のチャック状態を監視する。   Therefore, the temperature of the substrate 10 is indirectly measured by guiding the light emitted from the phosphor light emitting element 20 to the infrared temperature measuring unit 6 through the light transmission means 17, and the data is analyzed by a computer. Thus, the chuck state of the substrate 10 is monitored.

このような構成を有する本実施の形態によれば、上述した効果に加え、蛍光体発光素子２０が発光する温度範囲が広いため、例えば１５０℃以下の低温域において正確な温度測定を行うことができるというメリットがある。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。   According to the present embodiment having such a configuration, in addition to the effects described above, the temperature range at which the phosphor light emitting element 20 emits light is wide, so that accurate temperature measurement can be performed in a low temperature range of, for example, 150 ° C. or less. There is a merit that you can. Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.

図４（ａ）は、本発明の第４の実施の形態を示す断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の一点鎖線Ｄ部を示す拡大図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分について同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。   FIG. 4A is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 4B is an enlarged view showing an alternate long and short dash line D portion of FIG. 4A. The same reference numerals are given to the parts corresponding to the forms, and detailed description thereof is omitted.

図４（ａ）に示すように、本実施の形態のスパッタリング装置１Ｃは、熱電対型温度測定ユニット２６を用いて基板１０の温度を測定するものである。   As shown in FIG. 4A, the sputtering apparatus 1 </ b> C of the present embodiment measures the temperature of the substrate 10 using a thermocouple type temperature measurement unit 26.

この熱電対型温度測定ユニット２６は、公知の熱電対を用いて温度測定を行うもので、図示しないコンピュータに接続される制御部２６ａを備えている。   The thermocouple type temperature measurement unit 26 measures temperature using a known thermocouple, and includes a control unit 26a connected to a computer (not shown).

この制御部２６ａにはリード部２７が接続されており、このリード部２７の先端部は、ステージ３を介して真空処理槽２内に導入され基板１０の下部近傍に配置されるようになっている。   A lead portion 27 is connected to the control portion 26 a, and the leading end portion of the lead portion 27 is introduced into the vacuum processing tank 2 through the stage 3 and arranged near the lower portion of the substrate 10. Yes.

図４（ｂ）に示すように、リード部２７は、例えばポリイミド等の絶縁性材料からなる筒状部材２７ａ内に、絶縁被覆が施された一対の熱電対線３０ａ、３０ｂ（例えばＫ型熱電対の場合はクロメル、アルメルの配線）が挿入されて構成されている。   As shown in FIG. 4B, the lead portion 27 includes a pair of thermocouple wires 30a and 30b (for example, K-type thermoelectrics) in which an insulating coating is provided in a cylindrical member 27a made of an insulating material such as polyimide. In the case of a pair, chromel and alumel wiring) are inserted.

そして、リード部２７の先端部には、上記実施の形態の遮蔽部１８と同様の中空の遮蔽部２８がリード部２７に沿って上下動するように設けられている。   A hollow shielding part 28 similar to the shielding part 18 of the above embodiment is provided at the tip of the lead part 27 so as to move up and down along the lead part 27.

この遮蔽部２８内には、上述の熱電対線３０ａ、３０ｂに接続された熱電対３０のプローブ先端部３０ｃが遮蔽部２８と接触した状態で配置されている。   In the shielding part 28, the probe tip part 30c of the thermocouple 30 connected to the thermocouple wires 30a and 30b is arranged in contact with the shielding part 28.

また、遮蔽部２８は、静電チャック４ａ上に載置した基板１０に対して押圧密着させるため、上記実施の形態と同様、バネ２９によってリード部２７の筒状部材２７ａと連結されている。   Further, the shielding portion 28 is connected to the cylindrical member 27a of the lead portion 27 by a spring 29, as in the above-described embodiment, in order to press and adhere to the substrate 10 placed on the electrostatic chuck 4a.

本実施の形態の場合も、基板１０をホットプレート４上に載置した場合に基板１０の自重で遮蔽部２８の上面が静電チャック４ａの表面の位置まで下降するようにバネ２９の材料（ばね定数）及び長さを設定することが好ましい。   Also in the case of the present embodiment, when the substrate 10 is placed on the hot plate 4, the material of the spring 29 (so that the upper surface of the shielding portion 28 is lowered to the position of the surface of the electrostatic chuck 4 a by its own weight. It is preferable to set the spring constant) and the length.

このような構成を有する本実施の形態においては、図４（ａ）に示すように、ホットプレート４上に載置した基板１０を静電チャック４ａによって吸着させた状態でスパッタリングを行う。   In the present embodiment having such a configuration, as shown in FIG. 4A, sputtering is performed while the substrate 10 placed on the hot plate 4 is adsorbed by the electrostatic chuck 4a.

この状態では、バネ２９の弾性力によって遮蔽部２８が基板１０に押圧され密着し、遮蔽部２８内のプローブ先端部３０ａの温度が基板１０の温度とほぼ等しくなっているので、熱電対型温度測定ユニット２６によって基板１０の温度を間接的に測定し、そのデータをコンピュータによって解析することにより基板１０のチャック状態を監視する。   In this state, the shielding portion 28 is pressed and brought into close contact with the substrate 10 by the elastic force of the spring 29, and the temperature of the probe tip 30a in the shielding portion 28 is substantially equal to the temperature of the substrate 10, so that the thermocouple temperature The chucking state of the substrate 10 is monitored by indirectly measuring the temperature of the substrate 10 by the measurement unit 26 and analyzing the data by a computer.

このような構成を有する本実施の形態においては、上述した効果に加え、熱電対３０の動作温度範囲が広いため、例えば１５０℃以下の低温域において正確な温度測定を行うことができるというメリットがある。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。   In the present embodiment having such a configuration, in addition to the above-described effects, since the operating temperature range of the thermocouple 30 is wide, there is an advantage that accurate temperature measurement can be performed in a low temperature range of, for example, 150 ° C. or less. is there. Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.

図５は、本発明の第４の実施の形態の変形例の要部を示すもので、図４（ａ）の一点鎖線Ｄ部を示す拡大図である。以下、上記実施の形態と対応する部分について同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。   FIG. 5 shows an essential part of a modified example of the fourth embodiment of the present invention, and is an enlarged view showing an alternate long and short dash line D part of FIG. Hereinafter, the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment, and detailed description thereof is omitted.

本例は、熱電対３０のプローブ先端部３０ｃを、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料からなる被覆部３１内に設けた点が上記第４の実施の形態と異なるものである。 In this example, the probe tip 30c of the thermocouple 30 is provided in the covering 31 made of an insulating material such as aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), for example. It is different from the form.

このような構成を有する本例においては、上述した効果に加え、耐熱性及び電気絶縁性を向上させることができるとともに、重金属汚染の問題を最小限に抑えることができるというメリットがある。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。   In this example having such a configuration, in addition to the above-described effects, there is an advantage that heat resistance and electrical insulation can be improved, and the problem of heavy metal contamination can be minimized. Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、一つの温度測定部において処理対象物の温度を測定するようにしたが、本発明はこれに限られず、複数の温度測定部を設けて処理対象物の温度を測定することも可能である。このような構成によれば、処理対象物の複数の部分の温度を正確に測定することができる。
この場合、上記実施の形態を組み合わせて温度測定を行うことも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
For example, in the above-described embodiment, the temperature of the processing object is measured by one temperature measurement unit. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of temperature measurement units are provided to provide the temperature of the processing object. Can also be measured. According to such a structure, the temperature of the several part of a process target object can be measured correctly.
In this case, it is also possible to perform temperature measurement by combining the above embodiments.

また、本発明の温度測定装置は、真空中、大気中、減圧又は高圧の雰囲気中ののいずれにおいても使用することができる。   The temperature measuring device of the present invention can be used in any of vacuum, air, reduced pressure or high pressure atmosphere.

さらに、本発明の温度測定装置は、スパッタリング装置のみならず加熱装置等の種々の装置に適用することができ、また、静電チャックを用いない装置に適用することも可能である。
ただし、本発明は、赤外線等の電磁波が発生するプラズマ処理装置等の温度測定において最も効果があるものである。 Furthermore, the temperature measuring apparatus of the present invention can be applied not only to a sputtering apparatus but also to various apparatuses such as a heating apparatus, and can also be applied to an apparatus that does not use an electrostatic chuck.
However, the present invention is most effective in temperature measurement of a plasma processing apparatus or the like that generates electromagnetic waves such as infrared rays.

（ａ）：本発明の第１の実施の形態を示す断面図（ｂ）：図１（ａ）の一点鎖線Ａ部を示す拡大図(A): Sectional view showing the first embodiment of the present invention (b): Enlarged view showing the one-dot chain line A part of FIG. 1 (a) （ａ）：本発明の第２の実施の形態を示す断面図（ｂ）：図２（ａ）の一点鎖線Ｂ部を示す拡大図(A): Cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention (b): Enlarged view showing a dashed-dotted line B part in FIG. 2 (a) （ａ）：本発明の第３の実施の形態を示す断面図（ｂ）：図３（ａ）の一点鎖線Ｃ部を示す拡大図(A): Sectional view showing a third embodiment of the present invention (b): Enlarged view showing a dashed-dotted line C part in FIG. 3 (a) （ａ）：本発明の第４の実施の形態を示す断面図（ｂ）：図４（ａ）の一点鎖線Ｄ部を示す拡大図(A): Sectional view showing the fourth embodiment of the present invention (b): Enlarged view showing the dot-dash line D portion of FIG. 4 (a) 本発明の第４の実施の形態の変形例の要部を示すもので、図４（ａ）の一点鎖線Ｄ部を示す拡大図The principal part of the modification of the 4th Embodiment of this invention is shown, The enlarged view which shows the dashed-dotted line D part of Fig.4 (a)

符号の説明Explanation of symbols

１…スパッタリング装置（プラズマ処理装置） ２…真空処理槽 ４…ホットプレート ４ａ…静電チャック ５…ターゲット ６…赤外線型温度測定ユニット（温度測定部） ６ａ…制御部 ７…石英ロッド ８…遮蔽部 ９…バネ １０…基板（処理対象物） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sputtering apparatus (plasma processing apparatus) 2 ... Vacuum processing tank 4 ... Hot plate 4a ... Electrostatic chuck 5 ... Target 6 ... Infrared type temperature measuring unit (temperature measuring part) 6a ... Control part 7 ... Quartz rod 8 ... Shielding part 9 ... Spring 10 ... Substrate (object to be processed)

Claims (7)

所定の処理槽内における処理対象物の温度を測定する温度測定部を備えた温度測定装置であって、
前記処理対象物と前記温度測定部との間に、所定の電磁波を遮断する材料からなり前記処理対象物に接触可能に構成された遮蔽部が設けられ、当該遮蔽部の温度を前記温度測定部によって測定するように構成されている温度測定装置。 A temperature measuring device including a temperature measuring unit for measuring the temperature of a processing object in a predetermined processing tank,
A shielding unit made of a material that blocks a predetermined electromagnetic wave is provided between the processing object and the temperature measurement unit so as to be able to contact the processing object, and the temperature of the shielding unit is set to the temperature measurement unit. A temperature measuring device configured to measure by. 前記温度測定部が、前記遮蔽部から放出される赤外線を検出して温度測定を行うように構成されている請求項１記載の温度測定装置。   The temperature measurement device according to claim 1, wherein the temperature measurement unit is configured to perform temperature measurement by detecting infrared rays emitted from the shielding unit. 前記温度測定部が、前記遮蔽部に接触するように配置された蛍光体からなる発光素子を有し、前記発光素子から発せられた光を検出するように構成されている請求項１又は２のいずれか１項記載の温度測定装置。   The temperature measuring unit includes a light emitting element made of a phosphor disposed so as to be in contact with the shielding unit, and is configured to detect light emitted from the light emitting element. The temperature measuring device according to any one of claims. 前記温度測定部が、前記遮蔽部に接触するように配置された熱電対を有し、前記熱電対によって前記遮蔽部の温度を測定するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の温度測定装置。   The temperature measuring unit includes a thermocouple disposed so as to be in contact with the shielding unit, and is configured to measure the temperature of the shielding unit by the thermocouple. The temperature measuring device according to item. 所定の処理槽内において処理対象物を静電吸着する静電チャックと、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の温度測定装置を備え、
前記温度測定装置にて得られた結果に基づいて前記処理対象物の吸着状態を監視するように構成されているチャックモニター。 An electrostatic chuck for electrostatically attracting a processing object in a predetermined processing tank;
A temperature measuring device according to any one of claims 1 to 4, comprising:
A chuck monitor configured to monitor an adsorption state of the processing object based on a result obtained by the temperature measuring device. 所定のプラズマ発生源を有する処理槽と、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の温度測定装置を備えたプラズマ処理装置。 A treatment tank having a predetermined plasma generation source;
The plasma processing apparatus provided with the temperature measuring apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4. 請求項５記載のチャックモニターを備えた請求項６記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 6, comprising the chuck monitor according to claim 5.
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