專利名稱：基板溫度測(cè)量裝置以及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量例如由紅外線所加熱的基板、或者在等離子體發(fā)生環(huán)境下所處理的基板溫度的基板溫度測(cè)量裝置以及具備這種基板溫度測(cè)量裝置的處理裝置。
背景技術(shù)：
以往，在加熱如半導(dǎo)體晶片或玻璃基板等狀態(tài)下實(shí)施成膜或離子注入等各種處理時(shí)，為了精確地控制基板溫度而需要測(cè)量基板的溫度。這種基板溫度的測(cè)量，以前使用的是熱電偶(thermocouple)。例如在專利文獻(xiàn)1所示熱電偶中是在兩條熱電偶芯線的前端部安裝端片(tip)來構(gòu)成測(cè)溫點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)1日本專利特公昭58-28536號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
端片通過接觸基板而接受來自基板的熱傳導(dǎo)，以進(jìn)行基板的溫度測(cè)量。但是在利用紅外線的基板加熱環(huán)境下，一旦端片吸收紅外線，端片的溫度就會(huì)因紅外線吸收而上升，有時(shí)就不能進(jìn)行正確的基板溫度測(cè)量。
圖15所示是表示使端片接觸基板來進(jìn)行測(cè)量時(shí)的測(cè)定溫度的時(shí)間變化(單點(diǎn)劃線)和不用端片而直接在基板上安裝熱電偶的測(cè)溫接點(diǎn)的測(cè)定溫度的時(shí)間變化(實(shí)線)的曲線圖?；迨窃谡w形成有SiO2(二氧化硅)膜的硅基板。由于基板是由3只支撐引腳(support pin)所支撐，并在其中2只支撐引腳的上端部分別安裝有端片，因此單點(diǎn)劃線所示的使用了端片的測(cè)量所產(chǎn)生的溫度變化的曲線就有兩條。作為端片的材料則采用熱傳導(dǎo)率高且耐熱性高的AlN(氮化鋁)。
因?yàn)榧t外線會(huì)穿透附有SiO2膜的硅基板，故該透過的紅外線就被端片吸收，所以如圖15所示，由端片所測(cè)量的溫度(單點(diǎn)劃線)就會(huì)顯示比實(shí)際的基板溫度(實(shí)線)還高的溫度。
另外，在專利文獻(xiàn)1中，端片和熱電偶芯線被放在保護(hù)筒內(nèi)，在將端片放置在保護(hù)筒內(nèi)的狀態(tài)下加熱保護(hù)筒前端并使其熔融，由此使保護(hù)筒前端與端片熔為一體。但這種做法會(huì)使熱電偶芯線受熱后氧化而變脆，以致在使用細(xì)芯線時(shí)出現(xiàn)斷線的可能性變高。如果把芯線加粗則熱量相對(duì)地容易從芯線散去。另外，還會(huì)有在加熱熔融工序上花費(fèi)成本之類的問題。
在一邊管理基板溫度，一邊在有等離子體發(fā)生的環(huán)境下進(jìn)行基板處理時(shí)，也會(huì)發(fā)生同樣的問題。也就是，因來自等離子體的電磁波的影響，有時(shí)熱電偶不能準(zhǔn)確地測(cè)量基板的溫度。
本發(fā)明就是鑒于上述這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠提高熱電偶芯線的可靠性，并且可降低紅外線或電磁波對(duì)端片所造成的影響，從而穩(wěn)定并準(zhǔn)確地測(cè)量基板溫度的基板溫度測(cè)量裝置以及處理裝置。
本發(fā)明的基板溫度測(cè)量裝置的特征是具備由反射紅外線或電磁波的金屬材料所構(gòu)成，且具有熱電偶芯線的插入部，在將熱電偶芯線插入到插入部時(shí)，采用壓扁插入部的方法使插入部與熱電偶芯線形成為一體而與基板接觸的端片；以及由熱傳導(dǎo)率比該端片小的材料所構(gòu)成，用于支撐端片的支撐部件。
本發(fā)明的處理裝置的特征是具備配設(shè)測(cè)量溫度的基板的處理室；由反射紅外線或電磁波的金屬材料所構(gòu)成，且具有熱電偶芯線的插入部，在將熱電偶芯線插入到插入部時(shí)，采用壓扁插入部的方法使插入部與熱電偶芯線形成為一體而與基板接觸的端片；以及由熱傳導(dǎo)率比該端片小的材料所構(gòu)成，用來支撐端片的支撐部件。
借助于紅外線或其他加熱手段所受熱的基板的熱量，傳導(dǎo)至與該基板所接觸的端片，進(jìn)一步傳導(dǎo)至作為與端片合為一體的熱電偶芯線來測(cè)量基板的溫度。由于端片是由金屬材料所構(gòu)成，因此可不妨礙來自基板的熱傳導(dǎo)地進(jìn)行準(zhǔn)確的基板溫度之測(cè)量。再者，由于端片材料也可是反射紅外線或電磁波的金屬材料，因此能抑制端片因吸收紅外線或電磁波引起的溫度上升，因而可以進(jìn)行依賴于來自基板的傳導(dǎo)熱的準(zhǔn)確的基板溫度之測(cè)量。
另外，由于支撐端片的支撐部件是由比端片熱傳導(dǎo)率低的材料構(gòu)成，因此能夠增高端片與支撐部件之間的熱阻，以抑制來自基板的熱通過端片散至支撐部件。其結(jié)果就可以抑制端片溫度的降低或加熱處理中的基板溫度的降低。
另外，由于通過端片的變形而使端片與熱電偶芯線形成為一體，所以可以防止熱電偶芯線因加熱而氧化并變脆，減小熱電偶芯線斷線的危險(xiǎn)性，以謀求長(zhǎng)使用壽命。再者，由于沒有加熱工序所以還可以謀求成本降低。
根據(jù)本發(fā)明，就可以使用可靠性較高的熱電偶芯線，進(jìn)而，由于與該熱電偶芯線形成一體的端片能反射紅外線或電磁波，所以端片只顯示依賴于來自基板的熱傳導(dǎo)的溫度變化，從而可以進(jìn)行準(zhǔn)確的基板溫度之測(cè)量。如果獲得了準(zhǔn)確的基板溫度，那么就可以根據(jù)它準(zhǔn)確地控制紅外線加熱器等溫度控制手段，從而提高基板的處理品質(zhì)。


圖1所示是本發(fā)明第1實(shí)施方式的處理裝置及基板溫度測(cè)量裝置的概略圖；圖2所示是本發(fā)明第1實(shí)施方式中支撐部件的放大斜視圖；圖3所示是圖2的局部放大斜視圖；圖4所示是本發(fā)明第3實(shí)施方式的處理裝置及基板溫度測(cè)量裝置的概略圖；圖5所示是本發(fā)明第4實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置的局部剖面圖；圖6所示是本發(fā)明第5實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置的局部剖面圖；
圖7所示是本發(fā)明第6實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置的局部斜視圖。
圖8所示是本發(fā)明第7實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置的局部剖面圖。
圖9所示是本發(fā)明第1實(shí)施方式的端片側(cè)視圖。
圖10所示是本發(fā)明第2實(shí)施方式的端片側(cè)視圖。
圖11所示是端片的變形例(之一)側(cè)視圖。
圖12所示是端片的變形例(之二)側(cè)視圖。
圖13所示是端片的變形例(之三)側(cè)視圖。
圖14所示是使用上述第1實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置的基板溫度測(cè)量的時(shí)間-溫度變化及在基板上直接安裝熱電偶時(shí)的測(cè)量溫度的時(shí)間-溫度變化的曲線圖。
圖15所示是使用現(xiàn)有技術(shù)的基板溫度測(cè)量裝置的基板溫度測(cè)量的時(shí)間-溫度變化及在基板上直接安裝熱電偶時(shí)的測(cè)量溫度的時(shí)間-溫度變化的曲線圖。
圖16所示是本發(fā)明實(shí)施方式的變形例的概略圖。
附圖標(biāo)記說明10 處理室11 紅外線加熱器13 基板15a～15c 支撐部件16 端片16a 插入部20a、20b 熱電偶芯線22 支撐部件26 支撐部件30 端片31 支撐部件
32 端片33 搖動(dòng)構(gòu)件39 支撐部件35 端片35a 插入部36 端片36a 插入部37 端片37a 插入部38 端片38a、38b 插入部具體實(shí)施方式
下面參照?qǐng)D面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式加以說明。
(第1實(shí)施方式)圖1所示是本發(fā)明第1實(shí)施方式的處理裝置。在處理室10的上方設(shè)有石英板12，并在該石英板12的上面配設(shè)有紅外線加熱器11，其利用諸如來自鹵素?zé)?halogen lamp)的紅外線。
在處理室的內(nèi)部設(shè)有載物臺(tái)(stage)14，載物臺(tái)14的內(nèi)部確保有能容許桿狀的支撐部件15a、15b、15c(15c的圖示見圖2)升降的空間14a。支撐部件15a、15b、15c例如可以通過氣壓缸(air cylinder)等升降氣缸17，在載物臺(tái)14的高度方向進(jìn)行升降。
圖2所示是支撐部件15a、15b、15c的斜視圖。在本實(shí)施方式中，例如具備3個(gè)支撐部件15a、15b、15c，這3個(gè)支撐部件15a、15b、15c通過三腳形的連接部件19連接在升降氣缸17的驅(qū)動(dòng)連桿17a，3個(gè)支撐部件15a、15b、15c作為一個(gè)整體進(jìn)行升降，各支撐部件15a、15b、15c由石英材料構(gòu)成。
如圖3所示，在3個(gè)支撐部件15a、15b、15c之中、2個(gè)支撐部件15b、15c的上端部，設(shè)有與熱電偶芯線20a、20b合為一體的端片16。
圖9所示是與熱電偶芯線20a、20b合為一體以前的端片16的側(cè)視圖。端片16呈圓筒形，其中空孔作為熱電偶芯線20a、20b的插入部16a發(fā)揮作用。例如，端片16的外徑為1.2mm，長(zhǎng)度為1.2mm，插入部16a的內(nèi)徑為0.3mm。
在插入部16a中，例如分別插入0.127mm粗的2條熱電偶芯線20a、20b。其中一條熱電偶芯線20a從插入部16a的一端部插入，另一條熱電偶芯線20b從插入部16a的另一端部插入，熱電偶芯線20a、20b各自的前端部20ab、20ba(參見圖3)，從被插入一側(cè)的相反側(cè)的端部突出。
以此狀態(tài)在常溫下從外部給端片16施加機(jī)械性壓力把插入部16a壓扁，這樣插入部16a被壓扁而消失，另外整體的形狀也從變形前的圓筒形如圖3所示變形成角部變圓的大致六面體狀。壓扁之后的端片16的厚度為0.6mm至0.7mm程度。因該端片16的變形，熱電偶芯線20a、20b將與端片16合為一體。熱電偶芯線20a、20b在插入部16a的內(nèi)部互相接觸?；蛘撸跓犭娕贾屑词乖谄湫揪€間夾雜電阻值低的其它金屬，電動(dòng)勢(shì)(electromotive force)也幾乎沒有變化，因此即便2條熱電偶芯線20a、20b不互相直接接觸也沒有關(guān)系。
在熱電偶芯線20a、20b分別從前端部20ab、20ba的端片16起的突出長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下，則將其切下以使突出長(zhǎng)度變短。圖3所示的前端部20ab、20ba表示經(jīng)過切短后的狀態(tài)。
圖3中的端片16之上部是平面，是與基板的接觸部。端片16的下部例如通過粘接之類的方式而固定在支撐部件15b(15c)的前端部。
各個(gè)熱電偶芯線20a、20b通過支撐部件15b(15c)內(nèi)部所開的孔21、驅(qū)動(dòng)連桿17a內(nèi)部、升降氣缸17內(nèi)部以及其它饋通環(huán)(feed through)(真空-大氣間用的配線路徑)，連接到被配置于處理室10外部的信號(hào)處理裝置18。
具備端片16、熱電偶芯線20a、20b、支撐部件15b、15c、信號(hào)處理裝置18等而構(gòu)成本實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置。
其次，就本實(shí)施方式的處理裝置及基板溫度測(cè)量裝置的作用加以說明。
基板13在處理室10內(nèi)由3個(gè)支撐部件15a、15b、15c所支撐。把基板13接受成膜或離子注入的那一面朝向石英板12。來自設(shè)置于石英板12上部的紅外線加熱器11的紅外線穿透石英板12照射到基板13，使基板13被加熱。
受熱后的基板13的熱量傳經(jīng)與基板13背面接觸的端片16傳導(dǎo)進(jìn)而一邊傳至與端片16合為一體的熱電偶芯線20a、20b的一端部。與端片16合為一體的熱電偶芯線20a、20b的一端部作為熱電偶的測(cè)溫接點(diǎn)發(fā)揮功能，給信號(hào)處理裝置18輸出與該測(cè)溫接點(diǎn)之溫度對(duì)應(yīng)的信號(hào)，并在設(shè)置于信號(hào)處理裝置18的顯示部上顯示出測(cè)量溫度。
由于端片16由諸如鋁這樣的材料所構(gòu)成，所以可不妨礙來自基板13的熱傳導(dǎo)地進(jìn)行準(zhǔn)確的基板溫度的測(cè)量。當(dāng)然，也可以把鋁以外的其它熱傳導(dǎo)率高的材料作為端片16的材料來使用。例如，最好是具有100[W/m·K]以上的熱傳導(dǎo)率的材料。
另外，由于鋁與以往作為端片材料所常用的陶瓷相比較，其紅外線反射率也較高，因此可以抑制端片16因吸收紅外線所造成的溫度上升。其結(jié)果，就可以進(jìn)行依賴于來自基板13的傳導(dǎo)熱的準(zhǔn)確的基板溫度的測(cè)量。
另外，支撐端片16的支撐部件15b、15c是由熱傳導(dǎo)率比端片16小的石英材料所構(gòu)成，因此可提高端片16與支撐部件15b、15c之間的熱阻，從而可抑制來自基板13的熱量通過端片16而散到支撐部件15b、15c。其結(jié)果就可抑制端片16的溫度降低或加熱處理中的基板溫度的降低。另外因?yàn)槭⒉牧蠒?huì)穿透紅外線，因此可防止支撐部件15b、15c因吸收紅外線而造成的溫度上升。這樣，就可防止支撐部件15b、15c所支撐的端片16的不希望的溫度變化，以進(jìn)行依賴于基板溫度的準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。
圖14所示是使用上述第1實(shí)施方式的基板溫度測(cè)量裝置的基板測(cè)量溫度的時(shí)間-溫度變化曲線(單點(diǎn)劃線)及在基板13上直接安裝熱電偶的測(cè)溫接點(diǎn)時(shí)的基板溫度測(cè)量的時(shí)間-溫度變化曲線(實(shí)線)的曲線圖?；?3是在整體形成有SiO2膜的硅基板。用單點(diǎn)劃線表示的2條溫度變化曲線分別表示由支撐部件15b所支撐的端片16所測(cè)定的溫度以及由支撐部件15c所支撐的端片16所測(cè)量的溫度。由此結(jié)果可知，在本實(shí)施方式中可進(jìn)行比圖15所示現(xiàn)有例子更接近于實(shí)際的基板溫度的溫度測(cè)量。
此外，在本實(shí)施方式中，由于在從紅外線加熱器11方向來看是使端片16接觸基板13的背面?zhèn)?，由此就可以降低紅外線對(duì)端片16所造成的影響。
另外，本實(shí)施方式中，由于對(duì)作為測(cè)溫接點(diǎn)發(fā)揮功能的熱電偶芯線20a、20b的一端部，通過在不伴隨加熱工序在常溫下使端片16變形，使它們一體化，所以可防止熱電偶芯線20a、20b因加熱而氧化并變脆。從而可以減小熱電偶芯線20a、20b斷線的危險(xiǎn)性以謀求長(zhǎng)使用壽命。另外，由于沒有加熱工序所以也可謀求成本降低。進(jìn)而，由于只是壓扁端片16，所以對(duì)端片16而言并無質(zhì)量上的變動(dòng)，在同樣材料、同樣尺寸(變形前)的端片16間，可以使熱容量一致以防止相對(duì)于基板溫度變化的響應(yīng)性的參差不齊。
另外，由于端片16與基板13相接觸，因此為了不損傷基板13端片16最好采用比基板13軟的材料。本實(shí)施方式中，由于使用比由硅或玻璃構(gòu)成的基板13要軟的、由鋁構(gòu)成的端片16，因而可以防止因端片16所引起的基板13的損傷。
另外，如果端片16軟性的話，那么比起例如陶瓷之類的硬性材料更能增大與基板13間的接觸面積，因而可以實(shí)施無參差不齊的準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。特別是在因基板13翹曲或表面粗糙而無法確保端片16與基板13的穩(wěn)定的接觸面積的情形下更為有效。
作為能完全滿足如上述那樣端片16所要求的熱傳導(dǎo)率、紅外線反射率、能在常溫下容易變形、硬度等條件的材料，具體而言可列舉出Al(鋁)、Cu(銅)、Pt(鉑)、Au(金)、Ag(銀)。另外，從基板13的防止重金屬污染的觀點(diǎn)來看，最好是Al、Ag。
另外，例如用鋁作材料，如從常溫加熱至250℃時(shí)，則可具有經(jīng)受約5,000至10,000次的使用的壽命。但如果使用Ag等耐熱性更高的金屬作材料的話，就可以進(jìn)一步延長(zhǎng)使用壽命。
另外，由于使用壽命除了因熱引起的老化，還與因基板13間的接觸所引起的磨損有關(guān)，所以通過使端片的尺寸大型化就可以延長(zhǎng)使用壽命。但是如因端片尺寸的大型化而使熱容量增大時(shí)，則相對(duì)于基板溫度變化的響應(yīng)性會(huì)降低，在使所得到的測(cè)量溫度反饋至紅外線加熱器11來控制加熱溫度的情況下，就不可進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，因此，不宜過分增大端片的尺寸。例如，端片外形尺寸最大長(zhǎng)度最好控制在2mm以內(nèi)。
(第2實(shí)施方式)圖10所示為第2實(shí)施方式的端片35。端片35與圖9所示第1實(shí)施方式的端片16相同，變形前的形狀為圓筒形。外徑為1.0mm比端片16還小。進(jìn)而，與第1實(shí)施方式的端片16不同之處在于插入部35a從端片35的中心偏移，以使端片35中與基板13的接觸部分(在圖10中為上側(cè)部分)與插入部35a之間的距離(0.4mm)，比端片35中與支撐部件15b(15c)相對(duì)的部分(在圖10中為下側(cè)部分)與插入部35a之間的距離(0.3mm)還長(zhǎng)。此外，插入部35a的內(nèi)徑為0.3mm。
憑借上述構(gòu)成，在本實(shí)施方式的端片35中，就能夠不增大端片的熱容量，也就是不使相對(duì)于基板溫度變化的響應(yīng)性降低地提高與基板的接觸部的耐磨損性。
(第3實(shí)施方式)圖4所示是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的處理裝置及基板溫度測(cè)量裝置。此外，對(duì)與第1實(shí)施方式同樣的構(gòu)成部分賦予同樣的附圖標(biāo)記并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式中，端片16是由板狀的支撐部件22所支撐。如圖4所示，端片16安裝在支撐部件22的前端部。或者，也可安裝在支撐部件22前端部的表面(基板的對(duì)面)。支撐部件22與第1實(shí)施方式相同，由石英材料構(gòu)成。在支撐部件22中，安裝有端片16的前端部的相反側(cè)的端部，是由升降氣缸23的驅(qū)動(dòng)連桿23a懸垂(overhung)支撐。
升降氣缸23不僅具有升降功能，而且具有旋轉(zhuǎn)功能，在圖4中驅(qū)動(dòng)連桿23a能夠在上下方向進(jìn)行升降，同時(shí)還能繞軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
安裝有端片16的支撐部件22的前端部被放入載物臺(tái)14與基板13之間，在圖4中以將基板13的左端側(cè)從連桿狀的支撐部件15a稍微抬上的方式使端片16接觸在基板13的背面。既可以在這種狀態(tài)下進(jìn)行基板13的加熱處理及溫度測(cè)量，也可以在使驅(qū)動(dòng)連桿23a下降而基板13水平地被支撐在支撐部件15a上的狀態(tài)、且在端片16接觸于基板13背面的狀態(tài)下進(jìn)行加熱處理及溫度測(cè)量。由于圖4中所示的狀態(tài)，來自基板13的負(fù)載會(huì)對(duì)端片16施加壓力，因此可以穩(wěn)定地確保端片16與基板13之間的接觸面積。
(第4實(shí)施方式)圖5所示是本發(fā)明第4實(shí)施方式，在圓筒形的支撐部件24的上端部，經(jīng)由螺旋彈簧25支撐剖面為T字形的由石英材料構(gòu)成的支撐部件26，在該支撐部件26上面例如粘接并支撐端片16。支撐部件24是由不銹鋼材料所構(gòu)成。螺旋彈簧25纏繞在一體地設(shè)置于支撐部件26圓柱形的頭部26a的軸部26b(呈直徑比頭部26a小的圓柱形)的周圍。該螺旋彈簧25的下端被支撐部件24的上端部所支撐，螺旋彈簧25的上端則抵接在支撐部件26的頭部26a的下面。螺旋彈簧25構(gòu)成涉及本實(shí)施方式的推壓手段。
當(dāng)基板13的背面接觸于端片16使基板13的負(fù)載施加在支撐部件26上時(shí)，螺旋彈簧25被壓縮，而支撐部件26的軸部26b的下端側(cè)會(huì)沿著支撐部件24的中空孔24a下降。由于經(jīng)過壓縮的螺旋彈簧25的彈性恢復(fù)力會(huì)作為將端片16推壓于基板13上的力起作用，因此能增大端片16與基板13之間的接觸面積，從而可進(jìn)行無參差不齊的準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。特別是在因基板13翹曲或表面粗糙而無法確保端片16與基板13的穩(wěn)定的接觸面積的情形下更為有效。
(第5實(shí)施方式)圖6所示是本發(fā)明的第5實(shí)施方式，在圓筒形的支撐部件31的上端部，經(jīng)由螺旋彈簧43支撐有剖面為T字形的端片30，支撐部件31由石英材料所構(gòu)成，端片30與第1實(shí)施方式相同，由Al、Cu、Pt、Au、Ag中任何一種構(gòu)成。螺旋彈簧43纏繞在一體地設(shè)置于端片30的圓柱形頭部30a的軸部30b(呈直徑比頭部30a小的圓柱形)的周圍。該螺旋彈簧43下端是被支撐部件31的上端部所支撐，螺旋彈簧43的上端則抵接在端片30的頭部30a的下面。螺旋彈簧43構(gòu)成涉及本實(shí)施方式的推壓手段。
當(dāng)基板13的背面接觸于端片30的頭部30a而承受基板13的負(fù)載，則螺旋彈簧43會(huì)被壓縮，而端片30的軸部30b的下端側(cè)會(huì)沿著支撐部件31的中空孔31a下降。由于經(jīng)過壓縮的螺旋彈簧43的彈性恢復(fù)力會(huì)作為將端片30推壓在基板13上的力起作用，因此能增大端片30與基板13之間的接觸面積，從而可進(jìn)行無參差不齊的準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。特別是在因基板13翹曲或表面粗糙而無法確保端片30與基板13間穩(wěn)定的接觸面積的情形下更為有效。
另外，如果使支撐部件31及端片30的外周側(cè)用由SUS(不銹鋼)材料所構(gòu)成的管子(pipe)來包圍，則對(duì)于來自側(cè)面的應(yīng)力(stress)可使耐性提高，并可防止對(duì)端片30施加所需以上的負(fù)載。
(第6實(shí)施方式)圖7所示為第6實(shí)施方式，在由石英材料所構(gòu)成的支撐部件15b的上端部，經(jīng)由搖動(dòng)構(gòu)件33而支撐有圓柱形的端片32，端片32與第1實(shí)施方式相同，由Al、Cu、Pt、Au、Ag中任何一種構(gòu)成。
搖動(dòng)構(gòu)件33例如由因科內(nèi)爾(Inconel，鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金)所構(gòu)成，為用3支棒狀構(gòu)件33c連接直徑不同的2個(gè)環(huán)狀構(gòu)件33a、33b的構(gòu)造。小直徑的環(huán)狀構(gòu)件33a粘接在支撐部件15b的上端，而在比環(huán)狀構(gòu)件33a直徑大的環(huán)狀構(gòu)件33b上粘接并支撐著端片32。
由于上述構(gòu)造，使棒狀構(gòu)件33c彎曲或傾斜即可使端片32在支撐部件15b上搖動(dòng)。由此，即使在基板13上產(chǎn)生翹曲的情形下仍然能增大端片32與基板13之間的接觸面積，從而可進(jìn)行無參差不齊的準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。
(第7實(shí)施方式)圖8所示為第7實(shí)施方式。使用一對(duì)滾輪(roller)34a、34b作為將端片16對(duì)基板13進(jìn)行推壓的推壓手段。端片16是安裝在由石英材料所構(gòu)成的連桿狀的支撐部件39的前端部，支撐部件39將處理室10的底壁部42及基板支撐臺(tái)41在厚度方向上可以上下動(dòng)作地進(jìn)行配設(shè)。一對(duì)滾輪34a、34b被配置成夾持支撐部件39，通過滾輪34a、34b旋轉(zhuǎn)，支撐部件39被推往基板支撐臺(tái)41所支撐的基板13，而端片16則被推壓到基板13的背面。依靠控制使?jié)L輪34a、34b旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，就可用適當(dāng)?shù)慕佑|壓力使端片16接觸基板13。
以上，就本發(fā)明的各種實(shí)施方式進(jìn)行了說明，當(dāng)然，本發(fā)明并非限定在上述實(shí)施方式，也可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想作種種變形。
作為支撐端片的支撐部件的材料，并不僅限于石英，也可用其它熱傳導(dǎo)率低的材料。例如聚酰亞胺系樹脂或ZrO(氧化鋯)等陶瓷。但是，由于這些材料的紅外線吸收率較高，所以需要配置成從紅外線加熱器看過去隱藏在端片中的方式?；蛘撸部梢栽谶@些材料的表面涂敷氧化鋁、TiN(氮化鈦)、Au等紅外線反射材料后再使用。
另外，在圖5、圖6所示的實(shí)施方式中，如果增強(qiáng)螺旋彈簧的彈力，以使得螺旋彈簧不會(huì)因基板的負(fù)載而完全潰扁，則可以避免端片與支撐部件間的直接接觸，能夠在端片與支撐部件之間進(jìn)行隔熱。
端片形狀(變形前)并不僅限于圓筒，也可以是如圖11所示的端片36那樣為角筒。進(jìn)而，還可以是從側(cè)面看時(shí)為四方形的插入部36。另外，也可以是如圖12所示的端片37那樣，具有連結(jié)到端片37的插入部37a的、從側(cè)面看時(shí)呈ユ字型的形狀。再有，并不限于將2條熱電偶芯線一起插入的一個(gè)插入部，也可以是如圖13所示的端片那樣，具備插入各個(gè)熱電偶芯線的兩個(gè)插入部38a、38b。
另外，雖然在以上的實(shí)施方式中，是在載物臺(tái)14上形成空間14a，并在其中以可以升降的方式配設(shè)連桿狀的支撐部件15a、15b、15c，在此支撐部件之上設(shè)置端片16。但也可以取而代之，如圖16所示那樣在載物臺(tái)14上安裝由石英所構(gòu)成的平臺(tái)50，并在此平臺(tái)之上設(shè)置端片16?？?4a’將熱電偶芯線20a、20b引導(dǎo)至外部。
另外，雖然在以上的實(shí)施方式中，如圖1所明示那樣表示了利用紅外線加熱器11來加熱基板13的情況，但在測(cè)量并控制基板溫度的狀態(tài)下處理基板的情況，例如在通過濺射(sputtering)裸硅晶片來進(jìn)行成膜的情況下，就在基板上形成等離子體(plasma)。由于處于等離子體光或電磁波的氣氛中的裸硅晶圓容易穿透電磁波，因此難以準(zhǔn)確地測(cè)量制造過程中的基板溫度。即使在這種情況下，本發(fā)明也能進(jìn)行基板的溫度測(cè)量而不會(huì)受到等離子體光的影響。
權(quán)利要求
1.一種用來測(cè)量基板溫度的基板溫度測(cè)量裝置，其特征在于，具備由反射紅外線或電磁波的金屬材料構(gòu)成，且具有熱電偶芯線的插入部，并在對(duì)上述插入部插入了上述熱電偶芯線的狀態(tài)下，以壓扁上述插入部的方式加以變形后，與上述熱電偶芯線形成一體而接觸于上述基板的端片；以及由傳導(dǎo)率比上述端片小的材料構(gòu)成，用來支撐上述端片的支撐部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板溫度測(cè)量裝置，其特征在于，具備對(duì)上述基板推壓上述端片的推壓構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板溫度測(cè)量裝置，其特征在于，具備可使上述端片在上述支撐部件上搖動(dòng)的搖動(dòng)構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的基板溫度測(cè)量裝置，其特征在于上述端片由Al、Cu、Pt、Au、Ag中的任何一種材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的基板溫度測(cè)量裝置，其特征在于上述支撐部件由石英材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的基板溫度測(cè)量裝置，其特征在于上述插入部從上述端片的中心偏移，以使得上述端片與上述基板的接觸部和上述插入部之間的距離比上述端片與上述支撐部件對(duì)置的部分和上述插入部之間的距離更長(zhǎng)。
7.一種處理裝置，利用紅外線對(duì)上述基板進(jìn)行熱處理、或者在產(chǎn)生等離子體的環(huán)境下進(jìn)行處理，其特征在于，在設(shè)置有基板的處理室中，具備由反射紅外線或電磁波的金屬材料構(gòu)成，且具有熱電偶芯線的插入部，并在對(duì)上述插入部插入了上述熱電偶芯線的狀態(tài)下，以壓扁上述插入部的方式加以變形后，與上述熱電偶芯線形成一體而接觸于上述基板的端片；以及由傳導(dǎo)率比上述端片小的材料構(gòu)成，用來支撐上述端片的支撐部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理裝置，其特征在于，具備對(duì)上述基板推壓上述端片的推壓構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的處理裝置，其特征在于可使上述端片在上述支撐部件上搖動(dòng)的搖動(dòng)構(gòu)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的處理裝置，其特征在于上述端片由Al、Cu、Pt、Au、Ag中的任何一種材料構(gòu)成
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任意一項(xiàng)所述的處理裝置，其特征在于上述支撐部件由石英材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任意一項(xiàng)所述的處理裝置，其特征在于上述插入部從上述端片的中心偏移，以使得上述端片與上述基板的接觸部和上述插入部之間的距離比上述端片與上述支撐部件對(duì)置的部分和上述插入部之間的距離更長(zhǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12所述的任意一種處理處理裝置，其特征在于上述端片被配置成接觸于上述基板接受紅外線照射或電磁波的面的相反面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能提高熱電偶芯線的可靠性同時(shí)降低紅外線對(duì)端片的影響，從而穩(wěn)定、準(zhǔn)確地測(cè)量基板溫度的基板溫度測(cè)量裝置及處理裝置。所述基板溫度測(cè)量裝置具備由反射紅外線的金屬材料構(gòu)成并具有熱電偶芯線(20a、20b)的插入部(16a)的端片，和由熱傳導(dǎo)率比該端片(16)小的材料構(gòu)成并支撐端片(16)的支撐部件(15b、15c)。其中，該端片(16)在對(duì)其插入部(16a)插入了熱電偶芯線(20a、20b)的狀態(tài)下，以壓扁插入部(16a)的方式使之變形后與熱電偶芯線(20a、20b)形成一體而接觸于基板(13)。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1906469SQ20058000143
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者藤井佳詞 申請(qǐng)人:株式會(huì)社愛發(fā)科