提供能以高的精度检测半导体晶片的温度的温度检测装置。控制器在将光检测器中测定的光的光谱归一化时，将相当于绝对零度下的半导体的带隙能量的波长设为极小波长，将与极小波长相比短波长区域中的光强度的最小值确定为极小值，将相当于设想为温度测定范围的最高温度下的半导体的带隙能量与热能的差的波长设为第1最大波长，将从与第1最大波长相比短波长区域中的光强度的最大值取极小值的差分而得到的值确定为极大值，通过在对所测定的光的光谱进行与极小值的差分处理的基础上除以极大值，来进行归一化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测半导体晶片的温度的方法以及装置，特别涉及以在配置于真空容器内部的处理室内的样品台上表面载置半导体晶片的状态检测该半导体晶片的温度的方法以及装置、或者具备这样的温度检测机构的半导体处理装置。
技术介绍
1、伴随智能手机等移动设备的普及、云技术的进展，在世界上正在推进半导体器件的高集成化，强烈谋求附随的高难度的半导体的加工技术。半导体的加工技术中包含蚀刻技术、曝光技术等多方面的技术，例如进行结晶化、原子扩散的加热技术成为一个重要的
2、为了实现半导体的稳定的加工工艺，用于在处理中将处理对象维持在合适的温度范围内的温度控制的技术很重要。但使用热电偶测定温度的现有技术并不适合在量产半导体器件的半导体晶片的处理工序中采用。因此，谋求对半导体晶片非接触或非侵入地检测温度的技术。
3、作为这样的技术，考虑使用探测从半导体晶片辐射的热量来检测温度的辐射温度计。但在对半导体晶片进行处理来制造器件的工序中，一般在种种材料的熔点等处受到制约。在当前实施的典型的制造半导体器件的工序中，将半导体晶片的温度管理在500℃前后的值或这以下的值。在这样的温度中，存在难以用辐射温度计进行温度的稳定的检测的问题。
4、作为使用这样的辐射温度计的技术的代替的技术，使用半导体所吸收的电磁波的频率(波长)域中的区域端的频率的温度依赖性来稳定地检测温度的带端(band edge)评价技术近年受到关注。该技术是通过测定透过半导体晶片或散射反射的光的光谱并评价该光谱的吸收端来检测半导体晶片的温度的技术。
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p>5、在此，光的光谱的吸收端依赖于温度是因为，半导体的带隙随着温度变高而变小，能激发更低能量的光子，由此，作为结果，吸收端向长的波长一侧移位。半导体的带隙已知在比器件温度近旁更高温下与温度大致成正比地变小。因此，若使用带端评价技术，在辐射温度计中难以进行稳定的检测的500℃以下的温度域，也能相对以高的精度检测半导体晶片的温度。6、在干式蚀刻装置等制造半导体器件的制造装置中，作为使用上述的带端评价技术以高的精度检测半导体晶片的温度的技术，已知jp特表2003-519380号公报(专利文献1)、jp特开2018-73962号公报(专利文献2)记载的技术。在专利文献1中，通过设置专用的红外线光源来评价带端。在专利文献2中，将加热处理对象的半导体晶片的红外光灯作为光源，来评价带端。
7、在使用来自半导体晶片的透过光进行评价的情况下，光源与加热源的干涉、装置空间等成为问题，此外，在使用散射反射光进行评价的情况下，由于需要用于同时进行投光和分光的大的孔，因此，会变得难以确保基板的温度均匀性。因此，通过使用专利文献2所示那样的以加热处理对象的半导体晶片的红外光灯为光源的结构，能稳定地检测半导体晶片的温度。
8、此外，在us9239265号公报(专利文献3)中，公开了如下方法：在进行通过用检测到的光谱除以仅光源的光谱来进行的归一化的基础上，使用一次微分等来决定带端。
9、现有技术文献
10、专利文献
11、专利文献1：jp特表2003-519380号公报
12、专利文献2：jp特开2018-73962号公报
13、专利文献3：美国专利第9239265号说明书
14、非专利文献
15、非专利文献1：w.e.hokeet al.，j.vac.sci.technol.b28，c3f5(2010)
技术实现思路
1、专利技术要解决的课题
2、但在上述的现有技术中，由于关于如下那样的点的考虑不充分，因此会出现问题。
3、即，在将为了加热半导体晶片(以后仅称作晶片)而照射的电磁波或光用在晶片的温度的检测中的情况下，该照射的光的强度、光谱会依赖于加热晶片的条件。因此，在现有技术的方法中，温度稳定的检测变得困难，有可能不能精度良好地检测晶片的温度。
4、此外，在现有技术的方法中，预先准备具备与成为温度测定的对象的晶片同等的结构的晶片，算出该晶片的温度与吸收端波长的相关数据、例如标定式。在此基础上，基于由从作为实际的对象的晶片检测到的数据得到的吸收端波长和先前的相关数据来检测温度。但在该技术中，需要按每个加热晶片的条件预先算出相关数据。
5、作为具体例，在使用1个半导体处理装置对多个种类的晶片进行处理的情况下，半导体处理装置的使用者需要按设想要利用的每个晶片的种类或不同的处理的条件预先以半导体处理装置能再利用的方式算出上述的相关数据，并进行存储。在该情况下，有可能会缩短半导体处理装置的用于半导体器件的制造的运转时间，或损害灵活的利用。
6、进而，上述现有技术例如在w.e.hoke et al.，j.vac.sci.technol.b 28，c3f5(2010).(非专利文献1)中公开了将所测定的光谱用光强度的最大值和最小值进行归一化。其中，在进行归一化时，光强度成为最大值的波长由于依赖于所照射的光的强度、晶片的基板电阻、形成于晶片上的膜等，因此，需要用某些方法来规定进行归一化时的波长的范围。但关于该波长的合适的范围，在上述现有技术中并未详细考虑。
7、作为这些的结果，在上述现有技术中，存在损害晶片的温度检测的精度、或晶片的处理的成品率降低这样的问题。或者，在半导体处理装置中，关于会损害用于对晶片进行处理来制造半导体器件的运转时间、损害处理的效率这样的问题点，则并未考虑。
8、本专利技术的目的之一在于，提供能以高的精度检测半导体晶片的温度的温度检测装置。或者，提供能提升处理的效率的半导体处理装置。
9、本专利技术的前述和其他目的以及新的特征会从本说明书的记述以及附图得以明确。
10、用于解决课题的手段
11、若简单地说明本申请中公开的专利技术当中的代表性的实施方式的概要，则如下那样。
12、本专利技术的代表性的实施方式的温度检测装置具备：光源，其对半导体晶片照射光；分光器，其将对应于光的照射而从半导体晶片产生的透过光或散射反射光分光；光检测器，其测定在分光器分光的光；和控制器，其通过对光检测器中得到的第1光谱进行数值处理来确定带端波长，从带端波长检测半导体晶片的温度。控制器执行归一化处理、带端确定处理和温度算出处理。在归一化处理中，控制器将相当于绝对零度下的半导体的带隙能量的波长设为极小波长，将与极小波长相比短波长区域中的光强度的最小值确定为极小值，将相当于设想为温度测定范围的最高温度下的半导体的带隙能量与热能的差的波长设为第1最大波长，将从与第1最大波长相比短波长区域中的光强度的最大值取极小值的差分而得到的值确定为极大值，通过在对第1光谱进行与极小值的差分处理的基础上除以极大值，来进行归一化。在带端确定处理中，控制器基于归一化处理中得到的第2光谱来确定带端波长。在温度算出处理中，控制器通过比较预先取得的温度与带端波长的值的相关数据和带端确定处理中确定的带端波长，来检测半导体晶片的温度。...
【技术保护点】
1.一种温度检测装置，具备：
2.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的温度检测装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的温度检测装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的温度检测装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的温度检测装置，其特征在于，
11.根据权利要求1～10中任一项所述的温度检测装置，其特征在于，
12.根据权利要求1～7中任一项所述的温度检测装置，其特征在于，
13.一种半导体处理装置，其特征在于，具备：
14.根据权利要求13所述的半导体处理装置，其特征在于，
15.根据权利要求14所述的半导体处理装置，其特征在于，
16.根据权利要求13所述的半导体处理装置，其特征在于，
17.根据权利要求13所述的半导体处理装置，其特征在于，
18.根据权利要求13～17中任一项所述的半导体处理装置，其特征在于，
...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种温度检测装置，具备：
2.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的温度检测装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的温度检测装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的温度检测装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的温度检测装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑崎洋辅，颜玮璘，前田贤治，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：
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