TW201447006A - 處理裝置及處理裝置中的工件之溫度測量方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種能夠正確地對收容於腔室內部且被加熱的工件之實體溫度進行測量之處理裝置(1)及其方法。處理裝置(1)係具備：用以收容工件(W)的腔室(2)、設置在腔室(2)內部的測定件(6)、以及測量部(8)。測定件(6)，會受腔室(2)內部的溫度影響而產生熱伸縮。測量部(8)，係利用測量測定件(6)的熱伸縮量來測量工件(W)的實體溫度。

Description

處理裝置及處理裝置中的工件之溫度測量方法

本發明係一種關於處理裝置及處理裝置中的工件之溫度測量方法。

習知技術中，對於收容於呈低壓狀態或真空狀態的腔室內之工件進行成膜、氮化、浸漬等的表面處理，係使用PVD法或CVD法來進行。在使用上述PVD法或CVD法來進行成膜等的改質處理之處理裝置中，工件的處理溫度大部分是依據機械特性或密合性等來仔細地進行設定。例如，由於成膜後的覆膜與基底之密合性十分良好，所以一般將處理溫度設定成較高為佳。但，在考量機械特性等的情況下，也有將工件的溫度設定成較低比較有利的時況。由上述情事可得知，在以上述PVD法或CVD法進行處理時，工件的處理溫度係依據機械特性或密合性等來仔細地進行設定。為了管理上述處理溫度，必需正確地測量進行處理中的工件之實體溫度。

另外，除了藉由PVD法或CVD法進行成膜之外，在將處理裝置作為加熱爐使用來對工件加熱時，也必需仔細 地進行溫度管理。在上述情況下，也必需正確地測量工件之實體溫度。

作為上述測量工件之實體溫度的方法，下述手段為大眾所知。

專利文獻1、專利文獻2揭示有以下測量方法：在腔室的外壁設置能夠從該腔室的外部觀看該腔室內的窗部，並且透過前述窗部利用設置在腔室外的紅外線式幅射溫度計來實際測量(量測)前述腔室內的工件之實體溫度。

專利文獻3揭示有以下方法：在對板狀工件的表面進行成膜的裝置中，使接觸式溫度計接觸於與欲進行成膜的表面側呈相反側的背面側以進行溫度測量，並且藉由該測量所得的溫度算出處理中的工件之實體溫度。即使是使用上述接觸式溫度計也可以實際測量出工件的實體溫度。

專利文獻4揭示有以下方法：作為測量藉由隔熱材予以圍閉之加熱區域的溫度之手段，對該環境溫度進行測量之方法。雖然該專利文獻4的方法，並不是用以對處理中的工件之溫度進行測量者，而是利用環境溫度來判斷熱電偶的退化者，但揭示有：能夠將環境溫度取代為工件之實體溫度來進行利用之內容。

專利文獻5揭示有以下方法：在使用CVD或濺鍍等的真空或低壓電漿之製程中，用以測量由矽晶圓的基板所組成的工件之溫度的方法。該方法包含：在作為工件的基板上預先形成形狀會隨著溫度產生變化的聚合物材料之薄膜、以及依據該薄膜的形狀變化對處理中的工件之溫度進 行測量。

但，前述專利文獻1~5所記載之先前技術具有以下問題點。

如專利文獻1或專利文獻2所記載之方法般地使用幅射溫度計的情況，當作為測量對象的工件表面之放射率產生變化時藉由該幅射溫度計所測得的溫度值也會隨之變化。亦即，只有在表面狀態呈安定的情況時才能夠使用幅射溫度計來進行溫度測量。因此，以上述成膜方法進行處理時，表面物性或表面狀態會隨之變化的工件，由於其表面的放射率並不安定所以藉由前述幅射溫度計有可能無法以高精準度進行溫度測量。另外，腔室內除了工件以外也存在其他構件，從上述構件也會放射射出紅外線。上述除了工件以外的構件所放射的紅外線，也會有很高的可能性造成藉由前述幅射溫度計所測得的實體溫度之測量結果產生極大誤差。

除此之外，成膜的處理裝置中，成膜物質也會附著於觀測用的窗部，並且藉由幅射溫度計來測量通過附著有成膜物質的窗部之紅外線。該情況，前述附著於窗部的成膜物質，有可能會使欲測量的紅外線強度(能量)產生變化。上述情事，會阻礙對工件之實體溫度進行測量的正確性，而有造成利用幅射溫度計所測得的溫度產生極大誤差之虞。

如專利文獻3般地使用接觸式溫度計進行測量的方法，原則上是以靜置於腔室內的工件為對象。亦即，由於 該測量方法係使用接觸式溫度計，所以在搭載於旋轉台等的狀態下，無法使該接觸式溫度計接觸於移動中的工件，因此難以對處理中的工件進行溫度測量。故，一般而言，不可能使用專利文獻3所記載之測量方法對CVD或PVD等的工件會進行自轉或公轉之成膜工程進行測量。

並且，在電弧離子鍍般的PVD法中，會有在賦予腔室與工件之間電位差後，進行成膜的情形。上述情況下，為了從腔室外側將接觸式溫度計插入使其接觸於工件，必須具有從腔室將熱電偶及其輸出信號維持在電氣絕緣狀態並且接收該輸出信號的手段，因此處理裝置的構造會變得非常複雜。

而專利文獻4所揭示之測量環境溫度的方法，僅有在能夠正確地把握處理中的工件之溫度(實體溫度)與環境溫度的關係之情況下使用。所欲處理之工件的形狀或處理條件等會一直保持在一定的情況下，才能夠利用環境溫度正確地計算工件之實體溫度。但，所欲處理之工件的形狀或處理條件等不會保持在一定的情況下，就會變得無法利用環境溫度正確地求得工件之實體溫度。

由於專利文獻5所揭示之方法，係在處理結束後將薄膜取出至腔室外，再由被取出的薄膜之形狀變化來判斷溫度變化的過程，所以無法連續地對處理中之工件的實體溫度進行測量。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]專利第2836876號公報

[專利文獻2]特開平6-58814號公報

[專利文獻3]專利第3042786號公報

[專利文獻4]專利第4607287號公報

[專利文獻5]特開2002-350248號公報

本發明係有鑑於上述問題而開發完成者，其目的是提供一種：在工件收容於腔室內部進行處理的情況下，即使工件的表面物性或表面狀態產生變化時，或工件在腔室內移動時，都能夠正確地測量工件之實體溫度且進行處理的處理裝置、及處理裝置中的工件之溫度測量方法。

本發明所提供之處理裝置係用以進行工件之改質處理，其具備：腔室，用以收容前述工件；測定件，設置在前述腔室內部且會受該腔室內部的溫度影響進行熱伸縮；以及測量部，藉由測量前述測定件的熱伸縮量來測定前述工件的實體溫度。

在此，「實體溫度」是指工件本身的實際溫度。

另外，本發明提供一種在用以進行工件之改質處理的處理裝置中，對工件之溫度進行測量的方法。該方法包含：在用以收容前述工件的腔室內部設置會受該腔室內部的溫度影響進行熱伸縮的測定件、以及藉由測量前述測定件的熱伸縮量來測定前述工件的實體溫度。

1‧‧‧處理裝置

2‧‧‧腔室

2a‧‧‧底壁

2b‧‧‧頂壁

2c‧‧‧側壁

3‧‧‧旋轉台

4‧‧‧旋轉軸部

5‧‧‧蒸發源

6‧‧‧測定件

7‧‧‧觀測用窗

8‧‧‧測量部

9‧‧‧雷射位移計

W‧‧‧工件

第1圖係本發明的實施方式所揭示之處理裝置的平面圖。

第2圖係前述處理裝置的正面圖。

第1圖及第2圖係表示本發明的實施方式所揭示之處理裝置1。該處理裝置1，至少在內部具備：能夠收容複數個工件W的腔室2。類似該處理裝置1的處理裝置，係利用PVD法或CVD法對工件W的表面進行成膜、氮化、或浸漬等的表面處理、以及在真空狀態中或低壓狀態下將工件W予以加熱來對表面進行改質，本發明包含上述處理裝置。本實施方式，係將作為使用電弧離子鍍對工件W表面進行成膜的PVD處理裝置之處理裝置1當作實施例進行說明。

如第1圖及第2圖所示，前述腔室2係能夠在其內部收容工件W的框狀之構件。該腔室2，其內部是形成為對外部呈密封狀態。亦即，腔室2係構成為：能夠將作為收容工件W的空間之腔室2的內部空間保持成真空狀態或低壓狀態。

上述實施方式所揭示之腔室2係形成為包含：底壁2a、頂壁2b、及剖面呈八角形的側壁2c之框狀。

上述實施方式所揭示之處理裝置1進一步地具備：旋 轉台3。該旋轉台3，設置在前述腔室2內並且位在前述底壁2a的大致中央部分。該旋轉台3載置有作為處理對象物的複數個工件W。上述載置於旋轉台3上的工件W之表面，各自形成有藉由物理氣相蒸鍍法(PVD法)所形成之TiN、ZrN、CrN等的硬膜。

第1圖及第2圖所示之工件W各自具有呈圓筒狀的外周面。但，作為本發明所揭示之處理裝置的對象之工件的形狀並無特別之限定。例如，本發明亦適用於所謂的工件組，該工件組是指：包含複數個小構件且藉由組合上述小構件而具有呈圓筒狀的整體形狀者、或呈圓筒狀以外的形狀(例如，方形柱狀)之工件。

前述旋轉台3，其形狀係具有：可在其上方載置工件W的上面，具體而言係形成為平坦之圓板狀。該旋轉台3，係設置成：能夠以設定在腔室2的底面中央之朝上下方向的旋轉軸為中心進行旋轉，並且使載置在前述上面的工件W與該旋轉台3同時繞前述旋轉軸旋轉，也就是能夠進行公轉。具體而言，旋轉台3(公轉台)係與位於其下側之旋轉軸部4相連結。該旋轉軸部4，形成為棒狀且其中心軸與上述旋轉軸一致。該旋轉軸部4係朝上下方向貫穿腔室2的前述底壁2a。旋轉軸部4具有：上端及下端。旋轉軸部4的上端係固定在前述旋轉台3的下面，而旋轉軸部4的下端則是連結在含有馬達等的未圖式之旋轉驅動裝置。腔室2的底面與旋轉軸部4之間，設有：用以確保腔室2的密封性且容許旋轉軸部4對前述底壁2a進 行旋轉之密封機構(省略圖示)。前述含有馬達等的旋轉驅動裝置，係用以使前述旋轉軸部4及連結在旋轉軸部4的前述旋轉台3繞前述旋轉軸旋轉。

前述複數個工件W，係載置於旋轉台3的上面之外周側部分並且隔開一定之間隔排列在該圓周方向。上述實施方式中，配置有8個工件W。上述工件W，是隨著前述旋轉台3繞前述旋轉軸旋轉，而沿著以前述旋轉軸為中心的圓軌道(公轉軌道)在腔室2內移動。

前述各蒸發源5，係由成膜物質所形成之構件，而該成膜物質是以欲在工件W的表面進行成膜的覆膜之原料所組成。圖示的蒸發源5係利用成膜物質形成為板狀。例如，在上述電弧離子鍍的PVD裝置的情況下，蒸發源5係使用Ti、Zr、Cr等的金屬。

前述各蒸發源5，其板厚方向係以與前述腔室2的側壁2c之板厚方向一致的狀態沿著該側壁2c的內側面設置。因此，各蒸發源5係位在前述旋轉台3的徑向之外側。分別在複數個位置(在圖示中為4個位置)配備有：前述形成為板狀之各蒸發源5，使通過其中心部位的法線會朝向前述旋轉台3的中央。構成各蒸發源5的成膜物質，係藉由利用電漿等使之蒸發來形成粒子並且使其附著於前述工件W的表面而有助於進行成膜。

上述實施方式所揭示之處理裝置1進一步地具備：測定件6及測量部8。測定件6，係設置在腔室2內部並且會受其內部的溫度影響而產生熱伸縮。前述測量部8，係 設置在前述腔室2外部，用以測量前述測定件6的熱伸縮量。具體而言，前述腔室2設置有觀測用窗7，該觀測用窗7是能夠從腔室2外側觀測該腔室2內的測定件6。前述測量部8具有：雷射位移計9，並且通過前述觀測用窗7測量前述測定件6的熱伸縮量，藉此測定前述工件W的溫度。

接著，詳細地對前述測定件6、觀測用窗7、及測量部8進行說明。

前述測定件6，係依據溫度的變化而以預定的比例進行熱膨脹或熱伸縮。因此，可以藉由測量該測定件6的熱伸縮量(熱伸縮後的長度)來測定溫度。為使得測定件6與工件W之熱伸縮狀態會形成為相同，藉由與構成工件W的材料相同之材料、或藉由線膨脹係數與構成工件W的材料相近之材料，形成為朝特定的長邊方向延伸而成之長條棒狀為佳。如上所述，利用與工件W相同之材料或線膨脹係數相近之材料而形成之測定件6，由於在成膜裝置中是與工件W以相同狀態進行成膜，所以能夠使用該測定件6來正確地評估工件W的溫度。

前述測定件6，係沿著上下方向配合長條狀的工件W之形狀而形成為：在上下方向具有大致相同長度之長條棒狀。並且賦予測定件6具有直徑比工件W小的圓形剖面之形狀，用以抑制該測定件6會對工件W的成膜狀態造成不良影響。第1圖及第2圖所示之測定件6，係使用與圓筒狀的工件W相應的圓棒狀。

測定件6，係設置成：在旋轉台3的上面上方沿著上下方向立起。為使得測定件6的溫度與工件W的溫度形成為相同，係與該工件W相同地放置在前述旋轉台3的上面，使其位在特定的工件W的附近並且位在其內周側。

具體而言，作為測定件6的長度方向之一端的下端係固定在旋轉台3的上面，而作為長邊方向的另一端之上端則係朝向上方。因此，隨著測定件6的溫度產生變化而使得該測定件6進行熱伸縮，相對於固定於前述旋轉台3的該測定件6之下端，其上端會朝上下方向位移。藉由使用下述雷射位移計9(雷射測距計)，對隨著上述測定件6之上下方向的伸縮而產生變動之測定件6的上端位置(高度)進行測量，能夠測量測定件6的熱伸縮量。

如上所述，前述測定件6係在前述旋轉台3上，相對於特定之工件W係位在與該徑向(旋轉台3的徑向)的內側相鄰之位置。在上述位置配備有測定件6，係為了防止設置測定件6而對工件W之成膜造成影響。例如，在上述電弧離子鍍的情況下，當蒸發源5的表面附近產生電弧放電，藉此蒸發源5會蒸發而使得成膜物質朝工件W側釋出。此時，在與旋轉台3上的工件W相鄰的位置，且比起載置後的工件W之中心更靠直徑外側(例如，第1圖所示的旋轉台3上的白色圓圈位置)配備有測定件6時，會受到測定件6的干擾而使得成膜物質難以到達工件W，並且有造成無法使成膜物質均等地對與測定件6相鄰 的工件W進行成膜之可能性。在此，測定件6係配置在：沿著以旋轉台3的旋轉軸心為中心的徑向，且由工件W觀看與蒸發源5呈相反側(比工件W的中心更靠直徑內側且與旋轉軸心相近側，第1圖中以黑色圓圈所示的位置)，使得由蒸發源5觀看測定件6的位置會變得比工件W更遠。如上所述將測定件6配備在比工件W更靠近旋轉軸心的位置，能夠抑制進行成膜時測定件6會對工件W所造成的影響，而使得不論是否存在測定件6都能夠均勻地對工件W進行成膜。

由於前述測定件6係固定在旋轉台3上的預定位置，所以每當旋轉台3繞旋轉軸旋轉1圈時，都會返回進行該旋轉之圓周方向上的同一位置。因此，只要將雷射位移計9的測定點事先固定在測定件6的環繞軌道(旋轉軌道)上的1點，每當旋轉台3旋轉而使測定件6到達圓周方向上的同一位置時，就可以測量測定件6的熱伸縮量。該結果，能夠以一定的時間間隔反覆地測量測定件6的溫度，換句話說即是工件W的實體溫度。

前述觀測用窗7，係形成在構成腔室2的壁部且與旋轉台3呈相對的壁部，而能夠從前述腔室2的外部測量該腔室2內的測定件6之上端的熱位移。具體而言，該實施方式所揭示之觀測用窗7，係設置在前述腔室2的頂壁2b，並且是由玻璃等的光透過性材料所形成，而使得從前述測量部8的雷射位移計9被照射的雷射能夠穿透。觀測用窗7的位置，係前述測定件6通過該觀測用窗7的下方 之位置，換句話說即是設定在旋轉台3上的測定件6之旋轉軌道的上方位置。在上述位置設置觀測用窗7，不僅下述測量部8的雷射位移計9能夠將雷射從正上方對測定件6的上端進行照射，並且藉此也可以確實且高精準度地測量測定件6的長度。

前述測量部8，係利用測量測定件6的熱伸縮量來測量工件W的溫度。該測量部8，具有：前述雷射位移計9(雷射測距計)，用以測量另一端相對於前述測定件6的長度方向之一端(本實施方式中的下端)的相對位移(本實施方式中的上端之上下方向的位移)；以及運算部，依據利用該雷射位移計9所測得的測定件6之熱伸縮量來算出工件W的溫度。

如第2圖所示，雷射位移計9係測量發射後的雷射光之反射光並且應用三角測量法的原理，對作為欲測量的對象物之測定件6的上端之位移進行測量。雷射位移計9，係配置在上述腔室2的頂壁2b之前述觀測用窗7的上方，並且通過該觀測用窗7朝下方的前述測定件6照射雷射光。藉此所測得的位移(測定件6的熱伸縮量)會作為訊號被傳送至前述運算部。

前述雷射位移計9，能夠以不接觸之方式測得前述測定件6的熱伸縮量，也能夠以可以充分地追蹤處理裝置的旋轉台之最大速度(例如，5rpm左右)之測定取樣周期進行測量。並且，關於測量處理裝置內通常形成在數百度左右的處理溫度區域之溫度，係能夠以充足的測定解析度 進行測量並且具有良好之精準度。因此，上述雷射位移計9能夠適切地使用在測量部8。

前述運算部，係使用測定前或加熱前的測定件6之溫度、測定件6所使用之材料的線膨脹係數、及利用雷射位移計9所測得的測定件6上端之位移量來算出測定件6的溫度。由於已知測定前或加熱前的測定件6之溫度、及測定件6所使用之材料的線膨脹係數，所以藉由雷射位移計9測量前述位移量，能夠明確地對測定件6的溫度亦即工件W的實體溫度進行測定。

一般而言，材料的線膨脹係數相對於溫度不會保持成一定，前述線膨脹係數的數值會隨著工件W的實體溫度所在之溫度範圍而產生變動。因此，如欲更正確地測量工件W的實體溫度，更佳為：事先準備好供運算使用之複數個溫度範圍的複數個線膨脹係數，例如200~300℃之溫度範圍、300~400℃之溫度範圍、及400~500℃之溫度範圍。

雖然上述處理裝置1，係利用PVD法或CVD法對工件W進行成膜的裝置，但本發明所揭示之處理裝置亦可使用於下述離子轟擊處理或加熱處理。例如，雖然離子轟擊處理係用以在將PVD覆膜或CVD覆膜予以成膜前，藉由將因為電漿放電而在腔室內產生的氬離子般的較重之惰性氣體離子(氣態離子)照射至工件表面對基材表面進行洗淨處理，但由於上述離子轟擊處理也必須對工件W的處理溫度進行嚴密之控制，所以採用上述本發明的處理裝 置或工件之溫度測量方法為佳。

其次，說明使用上述處理裝置1對工件W的實體溫度進行測量之方法，換句話說即是說明關於本發明所揭示之工件的溫度測量方法的實施例。

前述工件W之溫度測量方法，包含：在用以收容前述工件W的腔室2內部設置會受該腔室2內部的溫度影響而進行熱伸縮的前述測定件6、以及藉由通過形成在前述腔室2的觀測用窗7測量前述測定件6的熱伸縮量來測定工件W之實體溫度。

具體而言，工件W的實體溫度係如下述方式進行測量。

首先，將複數個工件W載置於上述旋轉台3上面的預定位置，並且含有馬達等的旋轉驅動裝置會使前述旋轉台3繞旋轉軸進行旋轉。藉此，載置於該旋轉台3上的前述各工件W會在前述腔室2內繞旋轉軸進行公轉。

在上述工件W進行公轉的狀態下，將蒸發源5電性連接於未圖示的電弧電源的負極。另一方面，在腔室2內事先設置有其他電極，並且將該電極電性連接於前述電弧電源的正極。此時，會賦予電位差在作為陰極(負極)的蒸發源5、與作為陽極(正極)的其他電極之間，而會在蒸發源5表面產生電弧放電。上述電弧放電，係使成膜物質從前述蒸發源5蒸發並且使該成膜物質的粒子朝工件W釋出。藉此，成膜物質會堆積在工件W上來進行成膜。

在上述成膜過程中，每當旋轉台3繞旋轉軸旋轉1圈 時，設置在旋轉台3上的預定位置之測定件6也會返回圓周方向上的同一位置。並且，在返回該圓周方向上的同一位置之測定件6上端通過測量部8的瞬間，會對該上端之位置或測定件6的熱伸縮量進行測量。

藉此，藉由下述步驟處理測量部8所測得的測定件6之熱伸縮量來算出工件W的實體溫度。

例如，當測定件6所使用的材料為SUS304時，測定件6的線膨脹係數為18×10^-6(/℃)。例如，使用測定前或加熱前的溫度為20℃時，長度為300mm的測定件6之情況下，在對其進行測定後或加熱後利用雷射位移計9所測得的測定件6之伸長量為2mm時，能夠依據下式(1)算出測定件6的溫度T(℃)，該溫度T為390℃。亦即，前述伸長量2mm係表示工件W的實體溫度T為390℃。

2=300×(18×10^-6)×(T-20)‧‧‧(1)

由於上述處理裝置1或工件W的溫度測量方法，係依據測定件6的熱伸縮量來測量工件W的實體溫度，所以不會有如使用幅射溫度計的情況下，工件W的表面物性或表面狀態會對溫度測量的精準度造成影響之情事。因此，即使在成膜裝置1中，進行容易使工件W的表面物性或表面狀態產生變化之成膜的情況下，也能夠正確地測量工件W的實體溫度並且進行處理。

藉由幅射溫度計通過設置在前述腔室2的窗部測量紅外線的情況時，會因為從附著於該窗部的成膜物質或工件 W以外的物質所放射的紅外線等的影響，而使得維持溫度測量之精準度變得困難。但，藉由使用雷射位移計9測得測定件6的熱伸縮量來測量工件W的實體溫度的方法，即使前述窗部受到污染也不容易受其影響並且也能夠維持高溫測量的精準度。

一般而言，使用CVD法或PVD法進行成膜，較多為使用前述腔室2內的旋轉台3等使工件W在腔室2內移動來進行。在此，若如習知技術般地使用接觸式溫度計藉由接觸工件W來測量溫度的情況，會難以對上述在腔室2內移動的工件W進行測量。但，藉由測定件6的熱伸縮量來測量工件W之實體溫度的前述方法，不論前述各工件W如何移動都能夠正確地測量其實體溫度並且進行處理。

本發明並不限定於上述各實施方式，只要在不會變更發明本質的範圍內都可以對各構件的形狀、構造、材質、及組合等進行適當之變更。另外，本說明書中所揭示之實施方式中，未明確揭示之事項，例如：運轉條件或操作條件、各種參數、及構造物的尺寸、重量、體積等，都並未脫離所屬技術領域中具有通常知識者進行一般實施的範圍，所以只要是所屬技術領域中具有通常知識者都能夠容易地想到可採用之事項。

例如，雖然上述實施方式所揭示之處理裝置係成膜裝置，但在本發明的處理裝置中，亦包含：不進行成膜而僅單純地進行加熱的加熱爐(不進行PVD法或CVD法等的 成膜之加熱爐)之加熱裝置。因此，利用本發明的處理裝置對工件W進行改質處理時，亦包含：利用上述加熱爐所進行之加熱處理，亦即不伴隨成膜的加熱處理。

並且，本發明也適用於不具有加熱器等的加熱手段之成膜裝置。即使是上述成膜裝置，藉由使因為成膜而氣化的成膜物質之粒子附著於工件W來產生固化，最後也會使該工件W的溫度上昇。上述會導致溫度上昇的測量亦可採用本發明所揭示之技術。

亦可將雷射位移計9設置在腔室2內側，在腔室2內部測量測定件6的熱伸縮量，來取代前述實施方式所揭示之方法：通過觀測用窗7來測量測定件6的熱伸縮量。該情況，為了將雷射位移計9本身收納至預定的防護殼體並且防止成膜物質附著至雷射位移計9的照射面等或受熱能影響，在雷射位移計9的周圍設置防止附著板或隔熱板等為佳。

再者，在不得不將上述雷射位移計9設置在無法將雷射直接照射至測定件6的腔室2內的位置時，亦可設置鏡子等使得用以將雷射照射至測定件6的路徑在途中彎曲而能夠進行測量。

如上所述，依據本發明可以提供一種：在工件收容於腔室內部進行處理的情況下，即使工件的表面物性或表面狀態產生變化時，或工件在腔室內移動時，也能夠正確地測量工件之實體溫度且進行處理的處理裝置、及處理裝置中的工件之溫度測量方法。

本發明所提供之處理裝置係用以進行工件之改質處理，其具備：腔室，用以收容前述工件；測定件，設置在前述腔室內部且會受該腔室內部的溫度影響而進行熱伸縮；以及測量部，藉由測量前述測定件的熱伸縮量來測定前述工件之實體溫度。

前述測定件與前述工件係以相同材料形成為佳。上述理由為：使用該測定件能夠更加正確地評估工件的溫度。

在前述腔室設置能夠從前述腔室的外側觀測前述腔室內的測定件之觀測用窗，並且前述測量部是通過前述觀測用窗來測量測定件的熱伸縮量。上述理由為：藉由將前述測量部設置在前述腔室的外部使得該測量部可以避免受到前述腔室內部的狀態影響，而能夠測量該腔室內部的測定件之熱伸縮量為佳。

前述測定件形成為沿著特定之長邊方向延伸的棒狀，並且前述測量部係依據沿著前述測定件的長邊方向之熱伸縮量來測量工件的實體溫度。上述理由為：能夠更容易地測定該測定件的熱伸縮量為佳。

前述測量部具有用以測量關於相對於前述測定件的長度方向之一端的另一端之該長度方向的相對位移而對前述測定件的另一端照射測定用的雷射光之雷射位移計為佳。

本發明所揭示之處理裝置，進一步地具備：在前述腔室內使前述工件繞旋轉軸公轉的旋轉台，而前述測定件，係配備成其長邊方向的一端固定在前述旋轉台並且該長邊方向與前述旋轉軸平行，前述觀測用窗設置在構成前述腔 室的壁部且該腔室中與前述旋轉台呈相對的部分，使得前述測量部能夠測量前述測定件的熱伸縮所造成之該測定件的另一端之位移。上述配置，能夠使得藉由前述測量部所進行之對前述測定件的熱伸縮量之測量變得容易為佳。

前述處理裝置，進一步地具備：設置在前述腔室內且用以對前述工件進行成膜的蒸發源，前述測定件係沿著以前述旋轉台的旋轉軸為中心的徑向，而設置在由前述工件觀看與前述蒸發源呈相反側且與工件相鄰的位置。上述配置，能夠抑制前述測定件會對藉由前述蒸發源進行之對前述工件的成膜造成影響為佳。

前述測定件與前述工件係保持在相同電位為佳。上述理由為：例如在將偏位電壓施加於工件來進行處理的製程之情況下，也能夠進行包含測量偏壓作用(亦即，將離子拉引至工件所產生之作用，例如：將離子照射光至工件所產生之表面的活性化、改質、昇溫、蝕刻等)的溫度測定。

另外，本發明提供一種在用以進行工件之改質處理的處理裝置中，對該工件之溫度進行測量的方法。該方法包含：在用以收容前述工件的腔室內部設置會受該腔室內部的溫度影響而進行熱伸縮的測定件、以及藉由測量前述測定件的熱伸縮量來測定前述工件之實體溫度。

1‧‧‧處理裝置

2‧‧‧腔室

2b‧‧‧頂壁

2c‧‧‧側壁

3‧‧‧旋轉台

5‧‧‧蒸發源

6‧‧‧測定件

7‧‧‧觀測用窗

8‧‧‧測量部

9‧‧‧雷射位移計

W‧‧‧工件

Claims (9)

1. 一種對工件進行改質處理的處理裝置，其特徵為：具備：腔室，用以收容前述工件；測定件，設置在前述腔室內部並且會受前述腔室內部的溫度影響而產生熱伸縮；以及測量部，藉由測量前述測定件的熱伸縮量來測定前述工件的實體溫度。
2. 如申請利範圍第1項所述之處理裝置，其中，前述測定件係利用與前述工件相同之材料形成。
3. 如申請利範圍第1項所述之處理裝置，其中，在前述腔室設置能夠從前述腔室的外側觀測前述腔室內的前述測定件之觀測用窗，並且前述測量部是通過前述觀測用窗來測量前述測定件的熱伸縮量。
4. 如申請利範圍第1項所述之處理裝置，其中，前述測定件形成為沿著特定之長邊方向延伸的棒狀，並且前述測量部係依據沿著前述測定件的前述長邊方向之熱伸縮量來測量前述工件的實體溫度。
5. 如申請利範圍第4項所述之處理裝置，其中，前述測量部具有用以測量相對於前述測定件的前述長度方向之一端的另一端之相對位移而對前述測定件的另一端照射測定用的雷射光之雷射位移計。
6. 如申請利範圍第3項所述之處理裝置，其中，進一步地具備：在前述腔室內使前述工件繞旋轉軸公轉的旋轉台， 而前述測定件，係配備成其長邊方向的一端固定在前述旋轉台上並且前述長邊方向與前述旋轉軸平行，前述腔室設有觀測用窗，該觀測用窗設置在構成前述腔室的壁部且該腔室中與前述旋轉台呈相對的部分，使得前述測量部能夠從前述腔室外部測量前述腔室內的前述測定件的另一端之熱伸縮量。
7. 如申請利範圍第6項所述之處理裝置，其中，進一步地具備：設置在前述腔室內且用以對前述工件進行成膜的蒸發源，前述測定件係沿著以前述旋轉台的前述旋轉軸為中心的徑向，而設置在由前述工件觀看與前述蒸發源呈相反側且與前述工件相鄰的位置。
8. 如申請利範圍第1項所述之處理裝置，其中，前述測定件與前述工件係保持在相同電位。
9. 一種在用以對工件進行改質處理的處理裝置中，對該工件之溫度進行測量的方法，其特徵為：包含：在用以收容前述工件的腔室內部設置會受前述腔室內部的溫度影響而產生熱伸縮的測定件；以及藉由測量前述測定件的熱伸縮量來測定前述工件的實體溫度。