成膜装置以及温度测量方法制造方法及图纸

技术编号:13895230 阅读:97 留言:0更新日期:2016-10-24 23:17
本发明专利技术的实施方式提供一种能够抑制温度测量精度降低的同时能够降低可测量的下限温度的成膜装置以及温度测量方法。实施方式的成膜装置包括:支承部,用于支承基板;旋转部,通过所述支承部使所述基板以基板的中心为旋转中心朝面内方向旋转;气体供应部,向基板上供应工艺气体;排气部,排出含有反应后的工艺气体的气体;加热部,用于加热基板;辐射温度计,用于测量基板表面的温度。辐射温度计具备:照射光的光源,向基板的表面照射;第一受光部,接收来自第一测量区域的反射光,该第一测量区域距离基板表面的旋转中心规定距离;第二受光部,接收来自第二测量区域的热辐射光,该第二测量区域在从基板表面的旋转中心相隔规定距离处朝基板的旋转方向延伸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及一种成膜装置以及温度测量方法
技术介绍
辐射温度计是通过测量从待测量对象辐射的热辐射光强度(热辐射强度)来求出待测量对象的温度的。该辐射温度计具有以非接触的方式在比较短的时间内能够测量待测量对象的温度的特征,因此,产业价值大。特别是,当测量温度以及压力、气氛等处于与外界大大不同的条件下的待测量对象的温度时,能够有效发挥上述特征。进而,当待测量对象移动时,作为辐射温度计的特征的非接触式尤为重要。作为使用辐射温度计的工业应用的例子,可以举出半导体的制造以及含氮化物类的化合物半导体的制造等。为了以高纯度制造高品质的半导体,几乎都是将制造装置的内部与外部隔离,并以高温对保持在制造装置内部的基板进行加热。特别是,已知有暴露于化学活性原料气体中并在基板上进行成膜的有机金属化学气相沉积法(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)或者在高真空条件下使半导体的构成元素蒸发而在基板上成膜的分子束外延法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)。对于这些半导体制造装置(成膜装置的一例)来说,为了良好地保持所制造的半导体的均匀性以及再现性,需要非常精确的温度测量。作为具体例,待测量对象(成膜对象)的温度在500℃至1200℃的范围内,测量精度小于等于±2℃。实际上,在将由InGaN(氮化镓铟)和GaN(氮化镓)构成的多量子阱作为发光层的发光元件的制造中,在该发光层的制造过程中,基板保持大致700℃至800℃范围内的由其他制造条件决定的特定温度。该特定温度对发光元件的发光波长影响很大,因此,为了实现较高的发光波长均匀性以及再现性,需要如上所述的精确的温度测量。另一方面,为了使用辐射温度计准确地测量待测量对象的温度,需要待
测量对象的辐射率的值。随着物体温度上升,来自物体的热辐射光强度增大,因此,通过测量来自物体的热辐射光强度,就能够测量物体的温度。但是,一般来自物体的热辐射光强度小于来自相同温度的黑体的热辐射光强度。将来自一定温度的物体的热辐射光强度除以来自处于相同温度的黑体的热辐射光强度即为辐射率。因此,测量来自物体的热辐射光强度,并且将该热辐射光强度除以该物体的辐射率,以求出与该物体相同温度的黑体辐射的热辐射光强度,并从该热辐射光强度能够计算出物体的温度。采用这里描述的原理的辐射温度计,在宽温度范围内不进行使用黑体的校准,对于辐射温度计至待测量对象之间各种结构的光学部件的变更,通过进行适当温度下的校准就能够应对。在各种材料中测量辐射率,并且公开发表于各种文献等中。一般,辐射温度计存储有辐射率,并且大多具有使用该辐射率来校正来自物体的热辐射光强度的功能,若能在文献值等中查到待测量对象的材料的辐射率,则能够将其存储在辐射温度计中加以使用。但是,辐射率不仅依赖于待测量对象的材质,还依赖于表面状态以及温度。这就意味着,所公开发表的辐射率难以用于精确的温度测量。另一方面,在某些有限的条件下,能够测量辐射率。也就是说,在用于测量热辐射光强度的光的波长范围内,光不透射待测量对象且照射到待测量对象表面的光不散射的情况下,若将待测量对象表面的光的反射率为R,则辐射率ε能够用式ε=1-R表示。因此,在用于测量热辐射光强度的光的波长范围内,待测量对象的表面具有足够的镜面性,并且能够使用外部的光源来测量待测量对象的反射率,并且待测量对象吸收光时,能够与待测量对象的表面状态以及温度无关地求出辐射率。为了使用该方法高精度地测量待测量对象的温度,重要的是,以预先设定的波长准确地求出来自待测量对象的热辐射光强度以及反射率。如上所述,求出待测量对象的辐射率的同时测量温度的辐射温度计,对于在基板上形成薄膜时的基板温度测量来说特别重要。在基板上形成薄膜的过程中,会发生薄膜引起的光的干扰,随着成膜的推进(膜变厚),包含薄膜的基板的辐射率不断变化。由于该辐射率的变化,即使待测量对象的温度恒定,来自待测量对象的热辐射光强度也变化。即使在这种情况下,在满足上
述条件的情况下,通过使用外部的光源正确地测量反射率,就能够进行辐射率的校正。然而,就现有的辐射温度计而言,为了在成膜过程中精确地测量热辐射光强度,测量来自待测量对象上的狭窄区域的热辐射光强度。这是因为,在形成于上述待测量对象表面的薄膜的膜厚分布等中,当存在根据测量位置的不均匀性时,由于该薄膜的不均匀性的影响,不能精确地测量热辐射光强度或反射率。另一方面,若测量热辐射光强度的测量区域狭窄,则热辐射光的信号强度降低,噪声增大,从而可测量的下限温度提高。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种成膜装置以及温度测量方法,能够抑制温度测量精度降低的同时,能够降低可测量的下限温度。实施方式的成膜装置包括:支承部,用于支承基板;旋转部,通过所述支承部以使所述基板以所述基板的中心为旋转中心朝面内方向旋转;气体供应部,向所述基板供应工艺气体;排气部,排出含有反应后的所述工艺气体的气体;加热部,用于加热所述基板;以及辐射温度计,用于测量所述基板表面的温度。所述辐射温度计具备:照射光的光源,向所述基板的表面照射;第一受光部,接收来自第一测量区域的反射光,该第一测量区域从所述基板表面的所述旋转中心相隔规定距离;第二受光部,接收来自第二测量区域的热辐射光,该第二测量区域在从所述基板表面的所述旋转中心相隔所述规定距离处朝所述基板的旋转方向延伸。附图说明图1是示出第一实施方式涉及的成膜装置的概略结构的示意图。图2是示出第一实施方式涉及的辐射温度计的概略结构的示意图。图3是示出第一实施方式涉及的热辐射光和反射光的光路的示意图。图4是用于说明计算第一实施方式涉及的第一温度的图。图5是用于说明计算第一实施方式涉及的第二温度的图。图6是示出第一实施方式涉及的光阑的示意图。图7A是将第一实施方式涉及的光阑的结构的一例作为第一方法示出的
图。图7B是将第一实施方式涉及的受光部的结构的一例作为第二方法示出的图。图7C是将第一实施方式涉及的受光部的结构的一例作为第二方法的另一例示出的图。图7D是示出基于第一实施方式涉及的第三方法的结构的示意图。图8是示出第一实施方式涉及的光阑的比较例的示意图。图9是示出第二实施方式涉及的辐射温度计的概略结构的示意图。具体实施方式第一实施方式:参照第一至图8,对第一实施方式进行说明。如图1所示,第一实施方式涉及的成膜装置1具备:腔室2,进行在基板W(例如,晶片等半导体基板)上成膜;气体供应部3,向该腔室2内的基板W供应气体(原料气体);原料排放部4,位于腔室2的上部;基座5,在腔室2内支承基板W;旋转部6,保持该基座5,并朝其面内方向旋转基板W;加热器7,用于加热基板W;气体排出部8,排出腔室2内的气体;排气机构9,从这些气体排出部8排出气体;辐射温度计10,测量基板W的温度;控制部11,对各部分进行控制。腔室2形成为圆筒状等箱形,能够收纳作为成膜对象的基板W,在其内部收容有基座5以及加热器7、旋转部6的一部分等。气体供应部3具备:多个气体存储部3a,分别存储气体;气体管道3b,用于连接这些气体存储部3a和原料排放部4;气体阀3c,改变在这些气体管道3b流动的气体的流量。在使用多个气体管道3b时,这本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种成膜装置,其特征在于,包括:支承部,用于支承基板;旋转部,通过所述支承部使所述基板以所述基板的中心为旋转中心朝面内方向旋转;气体供应部,向所述基板上供应工艺气体;排气部,排出含有反应后的所述工艺气体的气体;加热部,用于加热所述基板;以及辐射温度计,用于测量所述基板表面的温度,所述辐射温度计具备:照射光的光源,向所述基板的表面照射;第一受光部,接收来自第一测量区域的反射光,所述第一测量区域从所述基板表面的所述旋转中心相隔规定距离;第二受光部,接收来自第二测量区域的热辐射光,所述第二测量区域在从所述基板表面的所述旋转中心相隔所述规定距离处朝所述基板的旋转方向延伸。

【技术特征摘要】
2015.03.27 JP 2015-0657291.一种成膜装置,其特征在于,包括:支承部,用于支承基板;旋转部,通过所述支承部使所述基板以所述基板的中心为旋转中心朝面内方向旋转;气体供应部,向所述基板上供应工艺气体;排气部,排出含有反应后的所述工艺气体的气体;加热部,用于加热所述基板;以及辐射温度计,用于测量所述基板表面的温度,所述辐射温度计具备:照射光的光源,向所述基板的表面照射;第一受光部,接收来自第一测量区域的反射光,所述第一测量区域从所述基板表面的所述旋转中心相隔规定距离;第二受光部,接收来自第二测量区域的热辐射光,所述第二测量区域在从所述基板表面的所述旋转中心相隔所述规定距离处朝所述基板的旋转方向延伸。2.根据权利要求1所述的成膜装置,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:家近泰秋田征人
申请(专利权)人:纽富来科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:日本;JP

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