JP2002522912A - 基板温度測定システムのチューニング - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱処理チャンバにおける温度センサの読取値を調整する技術およびシステム
【解決手段】基板の測定値に基づいて基板の実際の温度プロファイルを決定することが含まれる。チャンバに関連する１以上の温度センサのそれぞれの仮の温度補正値を用いて、基板のシミュレーションされた温度プロファイルが計算される。基板にある複数の放射源からの熱寄与のガウス状の分布を用いて、温度プロファイルのシミュレーションを行う。シミュレーションされた温度プロファイルと実際の温度プロファイルが組み合わされて、予想温度プロファイルを形成する。予想温度プロファイルを基板の表面にわたって実質的に均一にする最適化アルゴリズムを用いて、各それぞれの温度補正値の最終値が決定される。各最終温度補正値が、対応する温度センサから引き続き求めた温度測定値のオフセットとして用いられる。
Description
【０００１】
本発明は、半導体その他の基板の改良された非接触温度測定を行うための手法
に関する。
に関する。
【０００２】
多くの半導体素子製造工程では、処理時に基板（例えば半導体ウエハ）の温度
が厳格に制御されれば、要求される高いレベルの素子性能、歩留り、プロセス再
現性が達成できる。このようなレベルの制御を達成するために、予期しない如何
なる温度変化も即座に検出して修正できるように、基板温度をその場でリアルタ
イムに測定することが必要になる場合が多い。
が厳格に制御されれば、要求される高いレベルの素子性能、歩留り、プロセス再
現性が達成できる。このようなレベルの制御を達成するために、予期しない如何
なる温度変化も即座に検出して修正できるように、基板温度をその場でリアルタ
イムに測定することが必要になる場合が多い。
【０００３】 例えば迅速アニール処理（ＲＴＡ：ランプ・アニール）、迅速熱洗浄（ＲＴＣ
），迅速熱化学蒸着（ＲＴＣＶＤ）、迅速熱酸化（ＲＴＯ）、迅速熱窒化（ＲＴ
Ｎ）を含む幾つかの異なる製造プロセスのために使われる迅速熱処理（ＲＴＰ）
を考えてみる。ＲＴＯまたはＲＴＮによるＣＭＯＳゲートの誘電体形成といった
特定の用途では、ゲート誘電体の厚さと成長温度と均一性は、全体の装置性能と
製造歩留りとに影響する重要なパラメータである。現在、ＣＭＯＳ素子は、僅か
６０から８０Åの厚さの誘電体層で作られており、その厚さの均一性は、±２オ
ングストローム（Å）以内に維持しなくてはならない。このレベルの均一性は、
高温処理時の基板の温度変化が摂氏温度（℃）の数度を超えないことを必要とす
る。
），迅速熱化学蒸着（ＲＴＣＶＤ）、迅速熱酸化（ＲＴＯ）、迅速熱窒化（ＲＴ
Ｎ）を含む幾つかの異なる製造プロセスのために使われる迅速熱処理（ＲＴＰ）
を考えてみる。ＲＴＯまたはＲＴＮによるＣＭＯＳゲートの誘電体形成といった
特定の用途では、ゲート誘電体の厚さと成長温度と均一性は、全体の装置性能と
製造歩留りとに影響する重要なパラメータである。現在、ＣＭＯＳ素子は、僅か
６０から８０Åの厚さの誘電体層で作られており、その厚さの均一性は、±２オ
ングストローム（Å）以内に維持しなくてはならない。このレベルの均一性は、
高温処理時の基板の温度変化が摂氏温度（℃）の数度を超えないことを必要とす
る。
【０００４】 ウエハ自身は、高温処理時の小さな温度差を許容できないことが多い。もし温
度差が１０００℃を中心とした温度で１から２℃／ｃｍを超えることが許されれ
ば、その結果発生する応力は、シリコン結晶内にスリップを引き起こす可能性が
ある。その結果発生するスリップ面は、それらの面が貫通する如何なる素子をも
破壊するであろう。前記のレベルの温度均一性を達成するためには、閉ループ温
度制御のための高信頼度でリアルタイムのマルチポイント温度測定が必要となる
。
度差が１０００℃を中心とした温度で１から２℃／ｃｍを超えることが許されれ
ば、その結果発生する応力は、シリコン結晶内にスリップを引き起こす可能性が
ある。その結果発生するスリップ面は、それらの面が貫通する如何なる素子をも
破壊するであろう。前記のレベルの温度均一性を達成するためには、閉ループ温
度制御のための高信頼度でリアルタイムのマルチポイント温度測定が必要となる
。
【０００５】 ＲＴＰシステムにおける温度測定のために、光学的高温測定法が広く使われて
いる。高温測定法は、物体の一般的性質、すなわち物体はその温度の特性である
特定のスペクトル的内容と強度とを有する輻射熱を発するという性質を利用する
。このように、放射される輻射熱を測定することによって、物体の温度が決定で
きる。高温計は、放射される輻射熱の強度を測定し、適当な変換を行って温度を
得ている。
いる。高温測定法は、物体の一般的性質、すなわち物体はその温度の特性である
特定のスペクトル的内容と強度とを有する輻射熱を発するという性質を利用する
。このように、放射される輻射熱を測定することによって、物体の温度が決定で
きる。高温計は、放射される輻射熱の強度を測定し、適当な変換を行って温度を
得ている。
【０００６】
ＲＴＰシステムにおいて基板温度を測定するために高温計を使用する際に遭遇
する一つの困難は、個々の温度センサ間のバラツキとチャンバ内のある特定の基
板に関するセンサ位置の違いとが温度測定の精度に影響を与える可能性があると
いうことである。したがって各センサから得られた基板温度の測定値は、このよ
うなバラツキによる未知の誤差成分を持っている可能性がある。これらのバラツ
キは、例えばこれらのセンサが閉ループ温度制御の一部として使われるので基板
表面に堆積された層の厚さの差として現れる。
する一つの困難は、個々の温度センサ間のバラツキとチャンバ内のある特定の基
板に関するセンサ位置の違いとが温度測定の精度に影響を与える可能性があると
いうことである。したがって各センサから得られた基板温度の測定値は、このよ
うなバラツキによる未知の誤差成分を持っている可能性がある。これらのバラツ
キは、例えばこれらのセンサが閉ループ温度制御の一部として使われるので基板
表面に堆積された層の厚さの差として現れる。
【０００７】 このような誤差に取り組むための一つの方法は、温度偏差の位置で温度のずれ
（オフセット）を減少または増加させることである。もし温度偏差の位置が温度
プローブの位置と一致すれば、この偏差を修正するために必要な温度変化の量は
、堆積された層の厚さの偏差量にほぼ比例する。しかしながら、このような手法
は、熱源からの局所化された加熱を前提としている。しかしながら、ランプ・ゾ
ーン間の相互連結と、基板エッジにおける熱的不連続性と、各プローブの観察角
のために、このような仮定は一般に妥当でない。こうして、基板表面上に均一な
処理条件を与える精確な基板温度の測定値を得るための別の手法が必要とされ ている。
（オフセット）を減少または増加させることである。もし温度偏差の位置が温度
プローブの位置と一致すれば、この偏差を修正するために必要な温度変化の量は
、堆積された層の厚さの偏差量にほぼ比例する。しかしながら、このような手法
は、熱源からの局所化された加熱を前提としている。しかしながら、ランプ・ゾ
ーン間の相互連結と、基板エッジにおける熱的不連続性と、各プローブの観察角
のために、このような仮定は一般に妥当でない。こうして、基板表面上に均一な
処理条件を与える精確な基板温度の測定値を得るための別の手法が必要とされ ている。
【０００８】
一般に、一態様によれば、熱処理チャンバにおける温度センサの読取値の調整
方法には、基板の測定値に基づいて基板の実際の温度プロファイルまたは基板の
温度関連量の実際のプロファイルを決定するステップが含まれる。チャンバに関
連する１以上の温度センサのそれぞれの仮の温度補正値を用いて、基板のシミュ
レーションされた温度プロファイルが計算される。シミュレーションされた温度
プロファイルと実際のプロファイルが組み合わされて、予想プロファイルを形成
する。予想温度プロファイルを基板の表面にわたって実質的に均一にする最適化
アルゴリズムを用いて、各それぞれの温度補正値の最終値が決定される。各最終
温度補正値が、対応する温度センサから引き続き求めた温度測定値のオフセット
として用いられる。
方法には、基板の測定値に基づいて基板の実際の温度プロファイルまたは基板の
温度関連量の実際のプロファイルを決定するステップが含まれる。チャンバに関
連する１以上の温度センサのそれぞれの仮の温度補正値を用いて、基板のシミュ
レーションされた温度プロファイルが計算される。シミュレーションされた温度
プロファイルと実際のプロファイルが組み合わされて、予想プロファイルを形成
する。予想温度プロファイルを基板の表面にわたって実質的に均一にする最適化
アルゴリズムを用いて、各それぞれの温度補正値の最終値が決定される。各最終
温度補正値が、対応する温度センサから引き続き求めた温度測定値のオフセット
として用いられる。
【０００９】 別の態様によれば、基板温度を測定する複数の温度センサ調整システムには、
基板の実際の温度プロファイルまたは基板の温度関連量の実際のプロファイルを
求めるように配置されたプロセッサが含まれる。プロセッサは、（ａ）複数の温
度センサのそれぞれの仮の温度補正値に基づいて、基板のシミュレーションされ
た温度プロファイルを計算し、（ｂ）シミュレーションされた温度プロファイル
と実際の温度プロファイルを算術的に組み合わせて、予想プロファイルを形成し
、（ｃ）予想温度プロファイルが基板の表面にわたって実質的に均一になるまで
ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すことにより、各それぞれの温度補正値の
最終値を決定し、（ｄ）温度センサの対応する１つから引き続き求めた温度測定
値のオフセットとして各最終値を用いる機能を実行するように構成される。
基板の実際の温度プロファイルまたは基板の温度関連量の実際のプロファイルを
求めるように配置されたプロセッサが含まれる。プロセッサは、（ａ）複数の温
度センサのそれぞれの仮の温度補正値に基づいて、基板のシミュレーションされ
た温度プロファイルを計算し、（ｂ）シミュレーションされた温度プロファイル
と実際の温度プロファイルを算術的に組み合わせて、予想プロファイルを形成し
、（ｃ）予想温度プロファイルが基板の表面にわたって実質的に均一になるまで
ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すことにより、各それぞれの温度補正値の
最終値を決定し、（ｄ）温度センサの対応する１つから引き続き求めた温度測定
値のオフセットとして各最終値を用いる機能を実行するように構成される。
【００１０】 いくつかの実施形態では、以下の特徴のうちの１以上の特徴がある。シミュレ
ーションされた温度プロファイルを計算するために、チャンバにある複数の放射
源からの熱寄与のベル形分布が用いられてよい。本発明の目的により、ベル形分
布には、正規分布を含むピヤソン分布と共に、ガウス分布およびガウス状の分布
が含まれるが、これに限定されるものではない。各放射源のピーク増幅は、放射
減に対応する放射状の位置に配置されるものと仮定してよい。放射源の各々から
の温度プロファイルは、各放射源からの個々の寄与を足すことにより決定されて
よい。
ーションされた温度プロファイルを計算するために、チャンバにある複数の放射
源からの熱寄与のベル形分布が用いられてよい。本発明の目的により、ベル形分
布には、正規分布を含むピヤソン分布と共に、ガウス分布およびガウス状の分布
が含まれるが、これに限定されるものではない。各放射源のピーク増幅は、放射
減に対応する放射状の位置に配置されるものと仮定してよい。放射源の各々から
の温度プロファイルは、各放射源からの個々の寄与を足すことにより決定されて
よい。
【００１１】 実際のプロファイルを決定するためには、温度関連量が測定されてよく、温度
関連量が、実際の温度プロファイルに変換されてよい。温度関連量は、例えば、
熱プロセス中に基板上に堆積される層厚の測定値または抵抗率の測定値であって
よい。測定された量と基板温度間の関係が分かっていれば、他の温度関連量の測
定値が用いられてもよい。
関連量が、実際の温度プロファイルに変換されてよい。温度関連量は、例えば、
熱プロセス中に基板上に堆積される層厚の測定値または抵抗率の測定値であって
よい。測定された量と基板温度間の関係が分かっていれば、他の温度関連量の測
定値が用いられてもよい。
【００１２】 一実施形態において、例えば、実際の温度プロファイルとシミュレーションさ
れた温度プロファイルの合計を計算することによって、シミュレーションされた
温度プロファイルと実際のプロファイルが算術的に組み合わされてよい。各それ
ぞれの温度補正値の最終値を決定するステップには、予想温度プロファイルの標
準偏差の関数であり、放射状の位置に従って加重された基板上の点の予想温度プ
ロファイルの偏差の関数である値を最小限に抑えるステップが含まれてよい。
れた温度プロファイルの合計を計算することによって、シミュレーションされた
温度プロファイルと実際のプロファイルが算術的に組み合わされてよい。各それ
ぞれの温度補正値の最終値を決定するステップには、予想温度プロファイルの標
準偏差の関数であり、放射状の位置に従って加重された基板上の点の予想温度プ
ロファイルの偏差の関数である値を最小限に抑えるステップが含まれてよい。
【００１３】 調整手順は簡潔で、通常、所与のチャンバ構造に対して一回実行する必要があ
るのみである。基板処理中、個々の温度センサ間の変動と特定の基板に対するそ
れぞれの位置の差に補正を行うことにより、より精度の高い温度測定値が得られ
る。温度の読取値の精度が高まると、チャンバにおいて処理される基板上の層が
より均一になる。したがって、本発明により、再現性および均一性が優れた高信
頼性の温度測定が可能となる。
るのみである。基板処理中、個々の温度センサ間の変動と特定の基板に対するそ
れぞれの位置の差に補正を行うことにより、より精度の高い温度測定値が得られ
る。温度の読取値の精度が高まると、チャンバにおいて処理される基板上の層が
より均一になる。したがって、本発明により、再現性および均一性が優れた高信
頼性の温度測定が可能となる。
【００１４】 他の特徴および利点は、以下の詳細な記載、添付の図面および請求項から明ら
かになるであろう。
かになるであろう。
【００１５】
図１に示すように、迅速熱処理（ＲＴＰ）システムは、直径８インチ（２００
ｍｍ）の円板型シリコン基板１０６を処理するためのプロセス・チャンバ１００
を含んでいる。基板１０６は、チャンバ内で基板支持構造体１０８上に取り付け
られ、基板の真上に配置された加熱要素１１０によって加熱される。この加熱要
素１１０は、基板の上方の水冷式石英窓組立てを通してプロセス・チャンバ１０
０に入る輻射熱１１２を発生させる。基板１０６の下方には、水冷式のステンレ
ス鋼のベース１１６上に取り付けられた反射板１０２が在る。この反射板１０２
はアルミニウムで作られており、高度に反射性の表面コーティング（被覆）１２
０を持っている。基板１０６の下面と反射板１０２の上面とは、基板の有効放射
率を向上させるための反射空洞１１８を形成している。
ｍｍ）の円板型シリコン基板１０６を処理するためのプロセス・チャンバ１００
を含んでいる。基板１０６は、チャンバ内で基板支持構造体１０８上に取り付け
られ、基板の真上に配置された加熱要素１１０によって加熱される。この加熱要
素１１０は、基板の上方の水冷式石英窓組立てを通してプロセス・チャンバ１０
０に入る輻射熱１１２を発生させる。基板１０６の下方には、水冷式のステンレ
ス鋼のベース１１６上に取り付けられた反射板１０２が在る。この反射板１０２
はアルミニウムで作られており、高度に反射性の表面コーティング（被覆）１２
０を持っている。基板１０６の下面と反射板１０２の上面とは、基板の有効放射
率を向上させるための反射空洞１１８を形成している。
【００１６】 基板１０６の局所化された領域１０９における温度は、それぞれ高温計１２８
に連結された多数の温度プローブ１２６（図１では３個だけ図示している）によ
って測定される。温度プローブ１２６は、ベース１１６の裏面から反射板１０２
の上面を通って延びるそれぞれの導管１２４を貫通するサファイヤのライトパイ
プである。サファイヤのライトパイプは、比較的小さな散乱係数を持ち、より大
きな横方向の光を排除する機能を持つ傾向があり、したがってより大きな測定局
所化機能を備えているので、一般に好まれている。しかしながらこれらのライト
パイプは、サンプリングされた（標本化された）輻射熱を高温計に伝達できる、
例えば石英といった適当な耐熱性で耐蝕性の材料であれば、如何なる材料で作っ
てもよい。適当な石英ファイバのライトパイプとサファイヤ結晶のライトパイプ
とライトパイプ・導管の継ぎ手とは、カリフォルニア州サンタクララのＬｕｘｔ
ｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ−ＡｃｃｕＦｉｂｅｒ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから
入手可能である。その代替として、輻射熱サンプリング（標本化）システムは、
反射板１０２に取り付けられた小さな半径の対物レンズと、これらのレンズによ
って集められた輻射熱を高温計に伝達するミラーとレンズからなるシステムとを
含む光学系であってもよい。このような手法は、もし適当な既製の光学部品が入
手可能であればサファイヤのライトパイプより低価格になる可能性がある。代替
としてライトパイプは、高度に磨かれた反射性の内面を有する管から作ることも
できる。上述の実施例では高温計１２８は、約９５０ｎｍに位置決めされた狭い
帯域幅（例えば約４０ｎｍ）を持っている。適当な高温計もまた、カリフォルニ
ア州サンタクララのＬｕｘｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ−ＡｃｃｕＦｉｂ
ｅｒ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手可能である。
に連結された多数の温度プローブ１２６（図１では３個だけ図示している）によ
って測定される。温度プローブ１２６は、ベース１１６の裏面から反射板１０２
の上面を通って延びるそれぞれの導管１２４を貫通するサファイヤのライトパイ
プである。サファイヤのライトパイプは、比較的小さな散乱係数を持ち、より大
きな横方向の光を排除する機能を持つ傾向があり、したがってより大きな測定局
所化機能を備えているので、一般に好まれている。しかしながらこれらのライト
パイプは、サンプリングされた（標本化された）輻射熱を高温計に伝達できる、
例えば石英といった適当な耐熱性で耐蝕性の材料であれば、如何なる材料で作っ
てもよい。適当な石英ファイバのライトパイプとサファイヤ結晶のライトパイプ
とライトパイプ・導管の継ぎ手とは、カリフォルニア州サンタクララのＬｕｘｔ
ｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ−ＡｃｃｕＦｉｂｅｒ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから
入手可能である。その代替として、輻射熱サンプリング（標本化）システムは、
反射板１０２に取り付けられた小さな半径の対物レンズと、これらのレンズによ
って集められた輻射熱を高温計に伝達するミラーとレンズからなるシステムとを
含む光学系であってもよい。このような手法は、もし適当な既製の光学部品が入
手可能であればサファイヤのライトパイプより低価格になる可能性がある。代替
としてライトパイプは、高度に磨かれた反射性の内面を有する管から作ることも
できる。上述の実施例では高温計１２８は、約９５０ｎｍに位置決めされた狭い
帯域幅（例えば約４０ｎｍ）を持っている。適当な高温計もまた、カリフォルニ
ア州サンタクララのＬｕｘｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ−ＡｃｃｕＦｉｂ
ｅｒ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手可能である。
【００１７】 前記の実施形態は実際には、この基板１０８の異なる半径上で温度を測定する
ために使用できる、反射板上に分散配置された８個の測定プローブを持っている
。熱処理時に支持構造体１０８は、毎分約９０回転（約９０ＲＰＭ）で回転する
。このようにして各プローブは実際に、基板上の対応する環状リング領域の温度
プロファイルをサンプリングする。幾つかの実施形態では、これらすべてより少
ないプローブが使われる。
ために使用できる、反射板上に分散配置された８個の測定プローブを持っている
。熱処理時に支持構造体１０８は、毎分約９０回転（約９０ＲＰＭ）で回転する
。このようにして各プローブは実際に、基板上の対応する環状リング領域の温度
プロファイルをサンプリングする。幾つかの実施形態では、これらすべてより少
ないプローブが使われる。
【００１８】 基板を回転させる支持構造体は、基板の外周の周りで基板に接触する支持リン
グ１３４を含んでおり、それによって外周の周りの小さな環状領域を除いて、基
板の下面のすべてを露出させている。処理時に基板１０６のエッジに発生するで
あろう熱的不連続部を最小にするために支持リング１３４は、基板と同じまたは
類似の材料、例えばシリコンまたは炭化シリコンで作られる。
グ１３４を含んでおり、それによって外周の周りの小さな環状領域を除いて、基
板の下面のすべてを露出させている。処理時に基板１０６のエッジに発生するで
あろう熱的不連続部を最小にするために支持リング１３４は、基板と同じまたは
類似の材料、例えばシリコンまたは炭化シリコンで作られる。
【００１９】 支持リング１３４は、高温計の周波数範囲では不透明になるようにシリコンで
コーティングされた回転可能な管状石英シリンダ１３６上に在る。石英シリンダ
上のシリコン・コーティングは、強度測定を汚染するおそれのある外部発生源か
らの輻射熱を遮断するバッフルとして機能する。石英シリンダの底は、複数のボ
ールベアリング１３７上に在る環状の上部ベアリング・レース１４１によって保
持されており、これらのボールベアリングは今度は、静止した環状の下部ベアリ
ング・レース１３９内に保持される。ボールベアリング１３７は、鋼製であって
、運転中の粒子の形成を減少させるために窒化シリコンでコーティングされてい
る。上部ベアリング・レース１４１は、熱処理時に約９０ＲＰＭでシリンダ１３
６と支持リング１３４と基板１０６とを回転させるアクチュエータ（図示せず）
に磁気的に連結されている。支持リング１３４は、石英シリンダ１３６との間で
光を通さない密閉シールを作るように設計されている。チャンバ本体に嵌め込ま
れたパージ・リング１４５は、石英シリンダを取り巻いている。パージ・リング
１４５は、上部ベアリング・レース１４１の上方の領域にまで開いた内部環状空
洞を持っている。この内部空洞は、通路１４７を介してガス供給源（図示せず）
に接続されている。処理時に、パージ・ガスはパージ・リング１４５を介してチ
ャンバ内に流し込まれる。
コーティングされた回転可能な管状石英シリンダ１３６上に在る。石英シリンダ
上のシリコン・コーティングは、強度測定を汚染するおそれのある外部発生源か
らの輻射熱を遮断するバッフルとして機能する。石英シリンダの底は、複数のボ
ールベアリング１３７上に在る環状の上部ベアリング・レース１４１によって保
持されており、これらのボールベアリングは今度は、静止した環状の下部ベアリ
ング・レース１３９内に保持される。ボールベアリング１３７は、鋼製であって
、運転中の粒子の形成を減少させるために窒化シリコンでコーティングされてい
る。上部ベアリング・レース１４１は、熱処理時に約９０ＲＰＭでシリンダ１３
６と支持リング１３４と基板１０６とを回転させるアクチュエータ（図示せず）
に磁気的に連結されている。支持リング１３４は、石英シリンダ１３６との間で
光を通さない密閉シールを作るように設計されている。チャンバ本体に嵌め込ま
れたパージ・リング１４５は、石英シリンダを取り巻いている。パージ・リング
１４５は、上部ベアリング・レース１４１の上方の領域にまで開いた内部環状空
洞を持っている。この内部空洞は、通路１４７を介してガス供給源（図示せず）
に接続されている。処理時に、パージ・ガスはパージ・リング１４５を介してチ
ャンバ内に流し込まれる。
【００２０】 適当な加熱要素１１０は、参考のためにここに組み入れてある米国特許第５，
１５５，３３６号に開示されている。この加熱要素は、タングステンハロゲンラ
ンプからの高度に平行化された輻射熱をプロセス・チャンバ１００に供給するた
めに１８７個のライトパイプを使用している。加熱要素１１０内の各ランプは、
インデックス（ｕ，ｖ）によって識別できる（図２を参照のこと）。これらのラ
ンプは、放射状に対称に配置された１２グループ（１から１２）に分けられてい
る。特定の配置はチャンバの構成に依存するが、これら１２のグループは、６個
の制御ゾーン（図６）を備えるように纏めることができる。このようにして例え
ば、インデックス（−１、０）によって識別される中心のランプは、ゾーンｚ１
内のグループ１に位置決めされる。これらのゾーンは、基板１０６の異なる領域
の輻射加熱を制御するために個別に調整できる。
１５５，３３６号に開示されている。この加熱要素は、タングステンハロゲンラ
ンプからの高度に平行化された輻射熱をプロセス・チャンバ１００に供給するた
めに１８７個のライトパイプを使用している。加熱要素１１０内の各ランプは、
インデックス（ｕ，ｖ）によって識別できる（図２を参照のこと）。これらのラ
ンプは、放射状に対称に配置された１２グループ（１から１２）に分けられてい
る。特定の配置はチャンバの構成に依存するが、これら１２のグループは、６個
の制御ゾーン（図６）を備えるように纏めることができる。このようにして例え
ば、インデックス（−１、０）によって識別される中心のランプは、ゾーンｚ１
内のグループ１に位置決めされる。これらのゾーンは、基板１０６の異なる領域
の輻射加熱を制御するために個別に調整できる。
【００２１】 図３は、基板を所望の温度に加熱するための制御ループを示す。これは、温度
センサ１９０（すなわち高温計１２８とライトパイプ１２６）からのサンプリン
グされた出力を使用する。加熱要素１１０は、放射状のゾーンに配置された１８
７個のタングステンハロゲンランプを含んでいる。ランプの各ゾーンは、マルチ
ゾーン・ランプ・ドライバ１９４によって別々に付勢され、このドライバは今度
は、マルチ入力・マルチ出力のコントローラ１９２によって制御される。基板は
約９０ｒｐｍで回転し、温度測定は基板１０６の裏面の半径方向の異なる位置で
行われるので、各温度センサは、この基板の異なる環状領域上の平均温度を生成
する。これらの環状領域は、加熱ランプの放射状ゾーンと一致する。
センサ１９０（すなわち高温計１２８とライトパイプ１２６）からのサンプリン
グされた出力を使用する。加熱要素１１０は、放射状のゾーンに配置された１８
７個のタングステンハロゲンランプを含んでいる。ランプの各ゾーンは、マルチ
ゾーン・ランプ・ドライバ１９４によって別々に付勢され、このドライバは今度
は、マルチ入力・マルチ出力のコントローラ１９２によって制御される。基板は
約９０ｒｐｍで回転し、温度測定は基板１０６の裏面の半径方向の異なる位置で
行われるので、各温度センサは、この基板の異なる環状領域上の平均温度を生成
する。これらの環状領域は、加熱ランプの放射状ゾーンと一致する。
【００２２】 コントローラ１９２は、温度センサ１９０が発生させた温度測定値を受信し、
温度修正アルゴリズムに基づいてこれらの温度を修正し、コントローラ１９２に
供給された、予め定義された温度サイクル・プロファイル１９６によって指定さ
れる基板温度を達成するように、加熱ランプのパワー・レベルを調整する。加熱
ランプのパワー・レベルを決定するためにコントローラ１９２は、特定のゾーン
のランプに供給されるパワーの所望の変化と、対応する温度変化との間の数学的
関係を記述したマトリックスＧを使用する。更に正確には、言い換えれば、この
マトリックスＧは、ランプ電圧の変化と、対応する温度変化との間の関係：
温度修正アルゴリズムに基づいてこれらの温度を修正し、コントローラ１９２に
供給された、予め定義された温度サイクル・プロファイル１９６によって指定さ
れる基板温度を達成するように、加熱ランプのパワー・レベルを調整する。加熱
ランプのパワー・レベルを決定するためにコントローラ１９２は、特定のゾーン
のランプに供給されるパワーの所望の変化と、対応する温度変化との間の数学的
関係を記述したマトリックスＧを使用する。更に正確には、言い換えれば、この
マトリックスＧは、ランプ電圧の変化と、対応する温度変化との間の関係：
【００２３】
【数１】
【００２４】 を記述しており、ここでｄＶnはランプ・ゾーンｎにおける電圧変化であり、ｄ
Ｔnは温度プローブｎの半径方向の位置における温度変化であり、ここでｎはこ
れらのセンサのインデックスである。マトリックスＧの特定の詳細事項は、シス
テムによって変わるであろうが、実験的に導き出すことが出来る。
Ｔnは温度プローブｎの半径方向の位置における温度変化であり、ここでｎはこ
れらのセンサのインデックスである。マトリックスＧの特定の詳細事項は、シス
テムによって変わるであろうが、実験的に導き出すことが出来る。
【００２５】 温度修正アルゴリズムは、センサ１９０から得られた温度測定値にある一定の
調整を行う。一般に、センサ１９０から得られた温度と実際の基板温度との間に
は僅かな不一致が存在するので、このような調整が必要となる。プロセス・サイ
クルを通じて、コントローラは、所望の温度プロファイルからの如何なる温度偏
差も修正するように、異なるランプ・ゾーンに伝達されるパワー・レベルを自動
的に調整する。
調整を行う。一般に、センサ１９０から得られた温度と実際の基板温度との間に
は僅かな不一致が存在するので、このような調整が必要となる。プロセス・サイ
クルを通じて、コントローラは、所望の温度プロファイルからの如何なる温度偏
差も修正するように、異なるランプ・ゾーンに伝達されるパワー・レベルを自動
的に調整する。
【００２６】 更に詳細に温度修正値を計算する手法を説明する前に、熱処理システムのため
の感度ｓを定義しておくことは有益である。感度ｓは、その値がプロセス・チャ
ンバ１００内において異なる温度で酸化処理といった熱処理を繰り返し行うこと
によって確立できる、実験的に決定されるパラメータである。各温度ごとに、酸
化物の厚さの平均厚さが測定される。平均厚さ対温度の傾斜は、摂氏温度当たり
のオングストローム（Å／℃）で表したシステム感度ｓという指標である。代替
として、チャンバ１００内で熱処理を繰り返し行った後に、堆積された層の抵抗
率といった他の温度依存性の量が測定される。平均抵抗率対温度の傾斜は、摂氏
温度当たりのオームで表した感度ｓを与える。
の感度ｓを定義しておくことは有益である。感度ｓは、その値がプロセス・チャ
ンバ１００内において異なる温度で酸化処理といった熱処理を繰り返し行うこと
によって確立できる、実験的に決定されるパラメータである。各温度ごとに、酸
化物の厚さの平均厚さが測定される。平均厚さ対温度の傾斜は、摂氏温度当たり
のオングストローム（Å／℃）で表したシステム感度ｓという指標である。代替
として、チャンバ１００内で熱処理を繰り返し行った後に、堆積された層の抵抗
率といった他の温度依存性の量が測定される。平均抵抗率対温度の傾斜は、摂氏
温度当たりのオームで表した感度ｓを与える。
【００２７】 図４は各センサ１９０（すなわちパイロメーターおよび光ガイド）から得られ
る温度用補正値ΔＴnを計算する技術を例示する。まず、ステップ２００に示す
ように、未使用のウエハもしくは基板を加工チャンバ１００内に配置し、温度依
存処理を行う。温度依存処理には例えば酸化処理または移植アニール処理が含ま
れる。しかしながら、一般には薄膜厚または比抵抗のような、基板温度とその他
の測定可能量の間での公知の相関関係を生じるいかなる温度依存処理も利用する
ことができる。好適には、温度と測定可能量の間の関係は実質的には比例する。
る温度用補正値ΔＴnを計算する技術を例示する。まず、ステップ２００に示す
ように、未使用のウエハもしくは基板を加工チャンバ１００内に配置し、温度依
存処理を行う。温度依存処理には例えば酸化処理または移植アニール処理が含ま
れる。しかしながら、一般には薄膜厚または比抵抗のような、基板温度とその他
の測定可能量の間での公知の相関関係を生じるいかなる温度依存処理も利用する
ことができる。好適には、温度と測定可能量の間の関係は実質的には比例する。
【００２８】 温度依存処理が行われると、基板はチャンバ１００から除去されて、測定装置
１９９を使用して基板の半径全体で温度関連量Ｍ（ｋ）の測定が行われる（ステ
ップ２０２）。例えば、ステップ２００で酸化処理を行うと、次に酸化被膜の厚
さ測定ができる。厚さ測定には例えば偏光解析器を使用することができる。また
、ステップ２００で珪素化合物化処理を行うと、次に比抵抗測定を実施すること
ができる。比抵抗測定には四点プローブのような薄膜比抵抗測定装置を使用する
ことができる。温度関連量の測定結果を得るために、その他の技術および測定装
置を使用することもできる。
１９９を使用して基板の半径全体で温度関連量Ｍ（ｋ）の測定が行われる（ステ
ップ２０２）。例えば、ステップ２００で酸化処理を行うと、次に酸化被膜の厚
さ測定ができる。厚さ測定には例えば偏光解析器を使用することができる。また
、ステップ２００で珪素化合物化処理を行うと、次に比抵抗測定を実施すること
ができる。比抵抗測定には四点プローブのような薄膜比抵抗測定装置を使用する
ことができる。温度関連量の測定結果を得るために、その他の技術および測定装
置を使用することもできる。
【００２９】 ある方法では、基板の半径に沿って異なる点ｋで、複数の温度関連量の測定が
行われる。例えば、基板の中央からその縁への２５箇所の点ｋで温度関連量の測
定が行われる。その他の方法では、基板の中央で一度測定が行われ、基板の中央
と縁の間の他の２４ラジアル距離の各々で二度以上の測定が行われる。各ラジア
ル距離に対する平均測定結果を得るために、中央から所定のラジアル距離で行わ
れる測定を併用することができる。分布Ｍ（ｋ）は基板表面全体での測定量、む
しろ絶対測定値における変化を表していなければならず、基板の半径に沿って一
次元分布を表す。
行われる。例えば、基板の中央からその縁への２５箇所の点ｋで温度関連量の測
定が行われる。その他の方法では、基板の中央で一度測定が行われ、基板の中央
と縁の間の他の２４ラジアル距離の各々で二度以上の測定が行われる。各ラジア
ル距離に対する平均測定結果を得るために、中央から所定のラジアル距離で行わ
れる測定を併用することができる。分布Ｍ（ｋ）は基板表面全体での測定量、む
しろ絶対測定値における変化を表していなければならず、基板の半径に沿って一
次元分布を表す。
【００３０】 温度関連量Ｍ（ｋ）の測定値は、測定量および温度間の公知の関係を利用して
温度分布Ｐ（ｋ）に変換される（ステップ２０４）。換言すれば、チャンバ１０
０の総合感度は、測定量Ｍ（ｋ）（例えば酸化物厚または比抵抗）を方程式ＥＱ
２に従ってそれに相当する温度分布Ｐ（ｋ）へ変換するために使用される。
温度分布Ｐ（ｋ）に変換される（ステップ２０４）。換言すれば、チャンバ１０
０の総合感度は、測定量Ｍ（ｋ）（例えば酸化物厚または比抵抗）を方程式ＥＱ
２に従ってそれに相当する温度分布Ｐ（ｋ）へ変換するために使用される。
【００３１】
【数２】
【００３２】 Ｐ0（Ｍmean）はＭmeanに相当する温度であり、ｋは点分解である（例えばｋ＝
［０，１，２，・・・，２４］。
［０，１，２，・・・，２４］。
【００３３】 コントローラ１９２や単独汎用コンピュータまたはプロセッサ１９８のような
プロセッサは、自動的に変換を行うために形成されてプログラムされる。温度分
布Ｐ（ｋ）は温度変化を表し、基板の半径に沿って一次元温度分布を表す。
プロセッサは、自動的に変換を行うために形成されてプログラムされる。温度分
布Ｐ（ｋ）は温度変化を表し、基板の半径に沿って一次元温度分布を表す。
【００３４】 ある方法では、例えば、測定分布Ｍ（ｋ）を例えばキーボードを使用してプロ
セッサ１９８に入力する。また、分布Ｍ（ｋ）用データは磁気、光学またはその
他の記憶媒体上に記憶され、その後プロセッサ１９８へと移送される。その他の
方法では、測定分布Ｍ（ｋ）は測定装置１９９からプロセッサ１９８によって自
動的に得られるか受信される。
セッサ１９８に入力する。また、分布Ｍ（ｋ）用データは磁気、光学またはその
他の記憶媒体上に記憶され、その後プロセッサ１９８へと移送される。その他の
方法では、測定分布Ｍ（ｋ）は測定装置１９９からプロセッサ１９８によって自
動的に得られるか受信される。
【００３５】 プロセッサ１９８が測定分布Ｍ（ｋ）を得るか受信すると、補正値ΔＴnは以
下の説明のようにプロセッサ１９８により算出されてコントローラ１９２内に入
力される。その他の方法では、温度補正値ΔＴnを得る装置が、コントローラ１
９２のような単一の総合温度プロセッサの一部として形成されている。 一般に、プロセッサ１９８は基板平面全体にわたる擬似温度補正分布ｄＴ（ｋ）
用プログラムを実行し、センサ１９０用の一組の最適な温度補正値ΔＴnを決定
する。擬似温度分布ｄＴ（ｋ）は一連の差動分布であり、以下により詳細に述べ
る。各センサ１９０用の温度補正値は互いに変化し、正、負、またはゼロ値を有
する場合もある。
下の説明のようにプロセッサ１９８により算出されてコントローラ１９２内に入
力される。その他の方法では、温度補正値ΔＴnを得る装置が、コントローラ１
９２のような単一の総合温度プロセッサの一部として形成されている。 一般に、プロセッサ１９８は基板平面全体にわたる擬似温度補正分布ｄＴ（ｋ）
用プログラムを実行し、センサ１９０用の一組の最適な温度補正値ΔＴnを決定
する。擬似温度分布ｄＴ（ｋ）は一連の差動分布であり、以下により詳細に述べ
る。各センサ１９０用の温度補正値は互いに変化し、正、負、またはゼロ値を有
する場合もある。
【００３６】 差動温度補正分布ｄＴ（ｋ）を得るには、各センサ１９０用に初期温度補正値
ΔＴn0が設定される（ステップ２０６）。初期温度補正値ΔＴn0はゼロに設定可
能であり、また実際の測定から得られる温度分布Ｐ（ｋ）に基づいて根拠のある
推測を表す数値に設定することも可能である。例えば、初期補正値は±１または
±２℃であってもよい。また、初期温度補正値ΔＴn0を選択するために以下の技
術を使用することもできる。各センサ１９０用として、特定のセンサの位置付近
に集中する所定の数の点を使用して平均温度を算出する。例えば、各プローブの
視覚が約１ｃｍの直径を有する領域であれば、該プローブ用平均温度値Ｔn:mean を得るために、各特定プローブ付近にある基板上の等間隔の５点を使用すること
ができる。換言すれば、
ΔＴn0が設定される（ステップ２０６）。初期温度補正値ΔＴn0はゼロに設定可
能であり、また実際の測定から得られる温度分布Ｐ（ｋ）に基づいて根拠のある
推測を表す数値に設定することも可能である。例えば、初期補正値は±１または
±２℃であってもよい。また、初期温度補正値ΔＴn0を選択するために以下の技
術を使用することもできる。各センサ１９０用として、特定のセンサの位置付近
に集中する所定の数の点を使用して平均温度を算出する。例えば、各プローブの
視覚が約１ｃｍの直径を有する領域であれば、該プローブ用平均温度値Ｔn:mean を得るために、各特定プローブ付近にある基板上の等間隔の５点を使用すること
ができる。換言すれば、
【００３７】
【数３】
【００３８】 ここでは、ｋｎはプローブｎ用の視覚の開始を表す。必要であれば、基板の縁へ
向かう点の温度値を決定するために外挿法を使用することもできる。次に、基板
中央に配置されるプローブ用の平均温度値Ｔ1:meanから特定プローブｎ用の平均
値Ｔn(mean)を引くことにより、特定プローブｎ用の初期温度値ΔＴn0を算出す
る（すなわち、ｎ＝１）。
向かう点の温度値を決定するために外挿法を使用することもできる。次に、基板
中央に配置されるプローブ用の平均温度値Ｔ1:meanから特定プローブｎ用の平均
値Ｔn(mean)を引くことにより、特定プローブｎ用の初期温度値ΔＴn0を算出す
る（すなわち、ｎ＝１）。
【００３９】
【数４】
【００４０】 初期温度補正値ΔＴn0の各々をランプ電圧ｄＶuv内のそれに相当する関連変化
へと変換させるために逆行列Ｇ−１が使用され、ここではｄＶuvはパーセンテー
ジで表される（ステップ２０８）。特に、
へと変換させるために逆行列Ｇ−１が使用され、ここではｄＶuvはパーセンテー
ジで表される（ステップ２０８）。特に、
【００４１】
【数５】
【００４２】 であり、個々のランプ電圧ｄＶｕ、ｖは図５、図６の情報に基づいて得られる。
このように、例えば、ｄＶ１＝ｄＶ-1,0＝ｄＶ0,0であり、ｄＶ3＝ｄＶ2,0＝ｄ
Ｖ1,1＝ｄＶ0,2である。
このように、例えば、ｄＶ１＝ｄＶ-1,0＝ｄＶ0,0であり、ｄＶ3＝ｄＶ2,0＝ｄ
Ｖ1,1＝ｄＶ0,2である。
【００４３】 一連の差動温度分布ｄＴ（ｋ）を模倣するには（ステップ２１０）、加熱素子
１１０内の各ランプの温度貢献が、ピーク振幅を有してピークの両側上でゼロへ
向かって減少する対称分布によって形状化される。このように、例えば各ランプ
の温度貢献がベル型分布によって形状化される場合もあり、本発明の目的のため
には、ガウスおよびガウス様分布と同様に通常分布を含むピアソン分布を含むも
のとして定義される。次に各ランプから温度分布の合計を算出することにより全
温度分布を決定することが可能である。ランプの形状は左右対称であるため、（
−１，０）に位置する中央ランプと残りのランプの１／６のみを特に考慮する必
要があり（図２、図５参照）、中央から特定のラジアル距離に位置するその他の
ランプはそれらランプの数を掛けた単一分布を使用することにより考慮される。
このような技術は必要なメモリー量を減少させ、アルゴリズムを行う速度を上げ
ることができる。
１１０内の各ランプの温度貢献が、ピーク振幅を有してピークの両側上でゼロへ
向かって減少する対称分布によって形状化される。このように、例えば各ランプ
の温度貢献がベル型分布によって形状化される場合もあり、本発明の目的のため
には、ガウスおよびガウス様分布と同様に通常分布を含むピアソン分布を含むも
のとして定義される。次に各ランプから温度分布の合計を算出することにより全
温度分布を決定することが可能である。ランプの形状は左右対称であるため、（
−１，０）に位置する中央ランプと残りのランプの１／６のみを特に考慮する必
要があり（図２、図５参照）、中央から特定のラジアル距離に位置するその他の
ランプはそれらランプの数を掛けた単一分布を使用することにより考慮される。
このような技術は必要なメモリー量を減少させ、アルゴリズムを行う速度を上げ
ることができる。
【００４４】 所定のランプからのピーク振幅はランプの特定のラジアル位置にあると仮定さ
れる。ピークの振幅はランプ電圧に基づく。擬似温度分布ｄＴ（ｋ）は種々のラ
ンプからの貢献を考慮にいれる。ある特定の方法では、
れる。ピークの振幅はランプ電圧に基づく。擬似温度分布ｄＴ（ｋ）は種々のラ
ンプからの貢献を考慮にいれる。ある特定の方法では、
【００４５】
【数６】
【００４６】 であり、ここではｄＴ（ｋ）は摂氏（℃）で表され、（ＥＱ３）の各種項目は以
下のとおりである。 ｕ，ｖ インデックス識別ランプ Ｃ 変換定数（℃） ｒu,v 中心からの半径方向距離あたりのランプ数で、 ｒu,v＝ｕ＋ｖ＋１、ｕ，ｖ＞＝０、ｒ＝２ ｄＶu,v 係数（ｕ，ｖ）で特定されるランプに対する相対電圧変化 ｘ（ｋ） ランプ配列の中央からの点ｋの半径距離（ｍｍ） Lu,v 係数（ｕ，ｖ）により特定されるランプの配列中心からの距離 Δｗ シングルランプからのガウス温度分布幅 ｋ 点分解（例えば、ｋ＝（０，１，２・・・・，２４） 変換定数Ｃおよび温度分布Δｗを求める数値は実験に基づいて得られる。これ
らの数値を決定する一技術としては、チャンバ内の第一試験基板上に迅速な熱酸
化処理を行い、例えば加工基板の酸化物厚分布を測定する方法がある。次に一温
度センサ１９０用として任意の非ゼロ温度補正を導入し、チャンバ内の第二試験
基板に酸化処理を行う。温度補正は例えば＋１℃である。第二試験基板の酸化物
厚分布を決定するために測定を行い、第一および第二基板用の酸化物厚分布間の
差を算出する。次に酸化物厚差をそれに相当する温度差に変換する。次に異なる
一温度センサ１９０用に温度補正を導入し、処理を繰り返す。何度も処理を繰り
返すと、異なる一温度センサ１９０用補正は、処理を繰り返す度に変化する。次
に、方程式ＥＱ１およびＥＱ６に関連して、変換定数Ｃおよび温度分布Δｗに適
応する数値を決定するために、実験的に導き出されるデータを使用することがで
きる。例えば、アプライドマテリアルズ社製造のＲＴＰセンチュラＴＭおよびＲ
ＴＰセンチュラＸＥＴＭに関しては、約９００から１１００℃の間の温度では、
変換定数は３．８に設定され、分布幅Δｗは２８ｍｍに設定されることが分かっ
ている。
下のとおりである。 ｕ，ｖ インデックス識別ランプ Ｃ 変換定数（℃） ｒu,v 中心からの半径方向距離あたりのランプ数で、 ｒu,v＝ｕ＋ｖ＋１、ｕ，ｖ＞＝０、ｒ＝２ ｄＶu,v 係数（ｕ，ｖ）で特定されるランプに対する相対電圧変化 ｘ（ｋ） ランプ配列の中央からの点ｋの半径距離（ｍｍ） Lu,v 係数（ｕ，ｖ）により特定されるランプの配列中心からの距離 Δｗ シングルランプからのガウス温度分布幅 ｋ 点分解（例えば、ｋ＝（０，１，２・・・・，２４） 変換定数Ｃおよび温度分布Δｗを求める数値は実験に基づいて得られる。これ
らの数値を決定する一技術としては、チャンバ内の第一試験基板上に迅速な熱酸
化処理を行い、例えば加工基板の酸化物厚分布を測定する方法がある。次に一温
度センサ１９０用として任意の非ゼロ温度補正を導入し、チャンバ内の第二試験
基板に酸化処理を行う。温度補正は例えば＋１℃である。第二試験基板の酸化物
厚分布を決定するために測定を行い、第一および第二基板用の酸化物厚分布間の
差を算出する。次に酸化物厚差をそれに相当する温度差に変換する。次に異なる
一温度センサ１９０用に温度補正を導入し、処理を繰り返す。何度も処理を繰り
返すと、異なる一温度センサ１９０用補正は、処理を繰り返す度に変化する。次
に、方程式ＥＱ１およびＥＱ６に関連して、変換定数Ｃおよび温度分布Δｗに適
応する数値を決定するために、実験的に導き出されるデータを使用することがで
きる。例えば、アプライドマテリアルズ社製造のＲＴＰセンチュラＴＭおよびＲ
ＴＰセンチュラＸＥＴＭに関しては、約９００から１１００℃の間の温度では、
変換定数は３．８に設定され、分布幅Δｗは２８ｍｍに設定されることが分かっ
ている。
【００４７】 図４に戻ると、方程式ＥＱ６を使用して擬似温度分布ｄＴ（ｋ）を算出すると
（ステップ２１０）、見積分布Ｅ（ｋ）を形成するには測定温度分布Ｐ（ｋ）と
算術上合算される（ステップ２１２）。
（ステップ２１０）、見積分布Ｅ（ｋ）を形成するには測定温度分布Ｐ（ｋ）と
算術上合算される（ステップ２１２）。
【００４８】
【数７】
【００４９】 見積分布Ｅ（ｋ）が実質的に均一であるように擬似温度分布ｄＴ（ｋ）を生じ
る温度補正値ΔＴnを決定するには最適化アルゴリズムを行う。特に、最適化ア
ルゴリズムは数値Ｚを最小にするセンサ１９０用温度補正値ΔＴnを決定する（
ステップ２１４）。
る温度補正値ΔＴnを決定するには最適化アルゴリズムを行う。特に、最適化ア
ルゴリズムは数値Ｚを最小にするセンサ１９０用温度補正値ΔＴnを決定する（
ステップ２１４）。
【００５０】
【数８】
【００５１】 ここでは、δＥ（ｋ）はＥ（ｋ）の標準偏差を表し、Ｄ（Ｅ（ｋ））はラジアル
位置によって加重される基板上の全点ｋ用のＥ（ｋ）の偏差を表す。特に、
位置によって加重される基板上の全点ｋ用のＥ（ｋ）の偏差を表す。特に、
【００５２】
【数９】
【００５３】
【数１０】
【００５４】 ここでは、ｘ（ｋ）はランプ配列中央からの点ｋのラジアル距離（ｍｍ）であり
、“ａ”はｋの最大値と同等もしくはそれ以下に設定される。例えば、“ａ”は
ｋが２４と等しい最大値を有する時は１０に設定される。方程式ＥＱ１０Ａに表
すように、偏差を加重することによって、等高線地図用として点の数がラジアル
位置とともに増加し、それにより、基板の縁により近い点の偏差が中央付近の点
よりも一層強く均一性に影響するという事実が考慮される。さらに特には、方程
式ＥＱ１０Ａは見積分布Ｅ（ｋ）における偏差を標準化するための技術を表す。
、“ａ”はｋの最大値と同等もしくはそれ以下に設定される。例えば、“ａ”は
ｋが２４と等しい最大値を有する時は１０に設定される。方程式ＥＱ１０Ａに表
すように、偏差を加重することによって、等高線地図用として点の数がラジアル
位置とともに増加し、それにより、基板の縁により近い点の偏差が中央付近の点
よりも一層強く均一性に影響するという事実が考慮される。さらに特には、方程
式ＥＱ１０Ａは見積分布Ｅ（ｋ）における偏差を標準化するための技術を表す。
【００５５】 最適化アルゴリズムを実行すると、温度補正値ΔＴn用の暫定値が決定され、
ＥＱ８に記載のＺ値が最小になるような温度補正値ΔＴnの最終値が得られるま
でステップ２０８、２１０、２１２が繰り返し行われる。最適化アルゴリズムを
実行するには、例えばマイクロソフト社から市販されているウインドウズ９５用
マイクロソフトエクセル、バージョン７． ０、アドインソルバー．ｘｌｓを使
用することができる。また、その他の市販のソフトウエア・パッケージも使用で
きる。
ＥＱ８に記載のＺ値が最小になるような温度補正値ΔＴnの最終値が得られるま
でステップ２０８、２１０、２１２が繰り返し行われる。最適化アルゴリズムを
実行するには、例えばマイクロソフト社から市販されているウインドウズ９５用
マイクロソフトエクセル、バージョン７． ０、アドインソルバー．ｘｌｓを使
用することができる。また、その他の市販のソフトウエア・パッケージも使用で
きる。
【００５６】 最適化アルゴリズムが最終温度補正値ΔＴnを決定すると、温度補正値ΔＴnは
基板加工中にセンサ１９０から得られる温度値を調整するための補正として使用
される（ステップ２１６）。特にチャンバ内で基板を加工する際に、コントロー
ラ１９２は、加熱ランプの出力レベルを調整する前にそれに相当する温度センサ
１９０の一つから得られる温度から各温度補正値ΔＴnを引く。システムによっ
ては、他の算出された温度補正に加えて、補正値ΔＴnが使用される場合もある
。
基板加工中にセンサ１９０から得られる温度値を調整するための補正として使用
される（ステップ２１６）。特にチャンバ内で基板を加工する際に、コントロー
ラ１９２は、加熱ランプの出力レベルを調整する前にそれに相当する温度センサ
１９０の一つから得られる温度から各温度補正値ΔＴnを引く。システムによっ
ては、他の算出された温度補正に加えて、補正値ΔＴnが使用される場合もある
。
【００５７】 上述の技術では、酸化物厚または比抵抗のような、測定温度関連量の分布Ｍ（
ｋ）はそれに相当する温度分布に変換される（ステップ２０４）。その他の実施
例では、ステップ２０４を実行するかわりに、見積分布Ｅ’（ｋ）を得るために
、測定温度関連量の分布Ｍ（ｋ）を擬似温度分布ｄＴ（ｋ）と算術上合算するこ
ともあり、その場合、
ｋ）はそれに相当する温度分布に変換される（ステップ２０４）。その他の実施
例では、ステップ２０４を実行するかわりに、見積分布Ｅ’（ｋ）を得るために
、測定温度関連量の分布Ｍ（ｋ）を擬似温度分布ｄＴ（ｋ）と算術上合算するこ
ともあり、その場合、
【００５８】
【数１１】
【００５９】 次に、上述のように、実質的に均一な見積分布Ｅ’（ｋ）を生じる最終温度補正
値ΔＴnを決定するために最適化アルゴリズムを実行する。方程式ＥＱ８、ＥＱ
９、ＥＱ１０Ａ、ＥＱ１０ＢはＥ（ｋ）を Ｅ’（ｋ）と置き換えることによっ
て使用されうる。
値ΔＴnを決定するために最適化アルゴリズムを実行する。方程式ＥＱ８、ＥＱ
９、ＥＱ１０Ａ、ＥＱ１０ＢはＥ（ｋ）を Ｅ’（ｋ）と置き換えることによっ
て使用されうる。
【００６０】 特定の熱加工システムの状況に関して前述の技術を述べてきたが、本技術は一
般に、加工中基板の正確な温度測定を得るために必要または好適なその他の熱加
工システムにも適用することができる。さらに、本技術はいかなる特定数の温度
センサに限定されるものではない。同様に、前述の技術は１５０ｍｍまたは３０
０ｍｍの直径を有する基板のような、２００ｍｍ以外の直径を有する基板にも使
用することができる。種々の方法において、本システムは一以上の温度センサ１
９０を含む。
般に、加工中基板の正確な温度測定を得るために必要または好適なその他の熱加
工システムにも適用することができる。さらに、本技術はいかなる特定数の温度
センサに限定されるものではない。同様に、前述の技術は１５０ｍｍまたは３０
０ｍｍの直径を有する基板のような、２００ｍｍ以外の直径を有する基板にも使
用することができる。種々の方法において、本システムは一以上の温度センサ１
９０を含む。
【００６１】 その他の方法もクレームに含まれる。
【図１】 迅速熱処理（ＲＴＰ）システムの断面側面図である。
【図２】 図１のシステムにおける加熱要素の例示的ランプ構成を示す図である。
【図３】 図１のシステムにおける基板を加熱するための制御ループを示す図である。
【図４】 図１のシステムにおける温度センサから得られた温度に関する修正値を計算す
る手法を示す図である。
る手法を示す図である。
【図５】 加熱要素のための例示的なランプ構成を更に詳細に示す図である。
【図６】 加熱要素のための例示的なランプ構成を更に詳細に示す図である。
１１０…加熱要素、１２８…高温計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マユール， アブヒラッシュ， ジェイ． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サリナス， カベルネ ウェイ 1950 (72)発明者 ノット， ピーター， エー． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン カルロス， ノーザム アヴェニュ ー 158 Ｆターム(参考） 2F056 XA01 XA07 2G066 AC11 AC16 BA11 BA38 BC15 CA01 CA16 CB03 4M106 AA01 CA70 DH02 DJ19 DJ20
Claims (26)
- 【請求項１】 熱処理チャンバにおける温度センサの読取値の調整方法であ
って、 （ａ）基板の測定値に基づいて基板の実際の温度プロファイルを決定すること
と、 （ｂ）前記チャンバに関連する少なくとも１つの温度センサのそれぞれの仮の
温度補正値に基づいて、基板のシミュレーションされた温度プロファイルを計算
することと、 （ｃ）前記シミュレーションされた温度プロファイルと実際の温度プロファイ
ルを算術的に組み合わせて、予想温度プロファイルを形成することと、 （ｄ）前記予想温度プロファイルが基板の表面にわたって実質的に均一になる
まで（ｂ）および（ｃ）を繰り返すことにより、各それぞれの温度補正値の最終
値を決定することと、 （ｅ）温度センサの対応する少なくとも１つから引き続き求めた温度測定値のオ
フセットとして各最終値を用いることとを備える方法。 - 【請求項２】 熱処理チャンバにおける温度センサの読取値の調整方法であ
って、 （ａ）基板の測定値に基づいて基板の温度関連量の実際のプロファイルを決定
することと、 （ｂ）前記チャンバに関連する少なくとも１つの温度センサのそれぞれの仮の
温度補正値を用いて、基板のシミュレーションされた温度プロファイルを計算す
ることと、 （ｃ）前記シミュレーションされた温度プロファイルと実際のプロファイルを
算術的に組み合わせて、予想プロファイルを形成することと、 （ｄ）前記予想プロファイルが基板の表面にわたって実質的に均一になるまで
（ｂ）および（ｃ）を繰り返すことにより、各それぞれの温度補正値の最終値を
決定することと、 （ｅ）温度センサの対応する少なくとも１つから引き続き求めた温度測定値のオ
フセットとして各最終値を用いることとを備える方法。 - 【請求項３】 シミュレーションされた温度プロファイルを計算することが
、前記チャンバにある複数の放射源のそれぞれからの熱寄与のベル形分布を用い
ることを含む請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 シミュレーションされた温度プロファイルを計算することが
、放射源のそれぞれからの温度プロファイルの合計を決定することを含む請求項
３記載の方法。 - 【請求項５】 シミュレーションされた温度プロファイルを計算することが
、各放射源の対応する放射状の位置に配置された各放射源のピーク振幅を用いる
ことを含む請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 シミュレーションされた温度プロファイルを計算することが
、各温度補正値を対応する電圧変化に変換することを含む請求項３記載の方法。 - 【請求項７】 実際の温度プロファイルを決定することが、 温度関連量を測定することと、 温度関連量を実際の温度プロファイルに変換することとを含む請求項１記載の
方法。 - 【請求項８】 実際の温度プロファイルを決定することが、熱プロセスによ
り基板上に堆積された層の厚みを測定することを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 実際の温度プロファイルを決定することが、厚みの測定値を
実際の温度プロファイルに変換することをさらに含む請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 実際の温度プロファイルを決定することが、熱プロセスに
より基板上に堆積された層の抵抗率を測定することを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 実際の温度プロファイルを決定することが、抵抗率の測定
値を実際の温度プロファイルに変換することをさらに含む請求項１０記載の方法
。 - 【請求項１２】 シミュレーションされた温度プロファイルと実際の温度プ
ロファイルを算術的に組み合わせることが、実際の温度プロファイルとシミュレ
ーションされた温度プロファイルの合計を計算することを含む請求項１記載の方
法。 - 【請求項１３】 各それぞれの温度補正値の最終値を決定することが、予想
温度プロファイルの標準偏差の関数である値を最小限に抑えることを含む請求項
１記載の方法。 - 【請求項１４】 最小化しようとする該値が、基板上の半径方向位置に応じ
て重みを付けた点についての予測温度プロファイルである請求項１３に記載の方
法。 - 【請求項１５】 温度プロファイルシミュレーションを計算する前記ステッ
プが、複数のセンサに対してそれぞれ初期温度補正値を計算するステップを有す
る請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項１６】 初期温度補正値を計算する前記ステップが、 各センサについて平均温度を、処理済み基板の測定に基づいて計算するステッ
プと、 特定のセンサの初期温度補正値を、当該センサの平均温度と参照温度の差に等
しくなるように設定するステップと を有し、該参照温度は該複数のセンサの一つについての平均温度に対応する請求
項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 熱処理チャンバの温度センサ読み出しをチューニングする
方法であって、 （ａ）基板の測定に基づき、基板に対して実際の温度プロファイルを得るステッ
プと、 （ｂ）チャンバに関連する複数の温度センサについてのそれぞれの暫定的な温度
補正値に基づいて、該基板の温度プロファイルシミュレーションを計算するステ
ップと、 （ｃ）該温度プロファイルシミュレーションと、該実際の温度プロファイルを代
数的に加えて、予測温度プロファイルを得るステップと、 （ｄ）予測温度プロファイルが基板表面全面にわたって実質的に均一となるまで
該ステップ（ｂ）と該ステップ（ｃ）を繰り返すことにより、それぞれの温度補
正値の最終値を得るステップと を有する方法。 - 【請求項１８】 基板温度を測定する複数の温度センサ調整システムであっ
て、 （ａ）複数の温度センサのそれぞれの仮の温度補正値に基づいて、基板のシミ
ュレーションされた温度プロファイルを計算し、 （ｂ）前記シミュレーションされた温度プロファイルと実際の温度プロファイ
ルを算術的に組み合わせて、予想温度プロファイルを形成し、 （ｃ）前記予想温度プロファイルが基板の表面にわたって実質的に均一になる
までこと（ａ）および（ｂ）を繰り返すことにより、各それぞれの温度補正値の
最終値を決定し、 （ｄ）温度センサの対応する１つから引き続き求めた温度測定値のオフセットと
して各最終値を用いる機能を実行するように構成され、基板の実際の温度プロフ
ァイルを求めるように配置されたプロセッサを備えるシステム。 - 【請求項１９】 基板を加熱するための複数の放射源をさらに含み、前記プ
ロセッサが、複数の放射源のそれぞれからの熱寄与のベル形分布を用いて、シミ
ュレーションされた温度プロファイルを計算するようにさらに構成される請求項
１８記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記プロセッサが、放射源の各々から温度プロファイルの
合計を決定するようにさらに構成される請求項１９記載のシステム。 - 【請求項２１】 前記プロセッサが、放射源の対応する放射状の位置に配置
された各放射減のピーク振幅を用いて、シミュレーションされた温度プロファイ
ルを計算するようにさらに構成される請求項２０記載のシステム。 - 【請求項２２】 基板から温度関連量の測定値を求める測定装置をさらに含
み、前記プロセッサが、温度関連量の測定値を受信し、温度関連量の測定値を実
際の温度プロファイルに変換するようにさらに構成される請求項１８記載のシス
テム。 - 【請求項２３】 基板の厚みの測定値を求める測定装置をさらに含み、前記
プロセッサが、厚みの測定値を受信し、厚みの測定値を実際の温度プロファイル
に変換するようにさらに構成される請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２４】 基板の抵抗率の測定値を求める測定装置をさらに含み、前
記プロセッサが、抵抗率の測定値を受信し、抵抗率の測定値を実際の温度プロフ
ァイルに変換するようにさらに構成される請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２５】 前記プロセッサが、実際の温度プロファイルとシミュレー
ションされた温度プロファイルの合計を計算して、予想温度プロファイルを求め
るように構成される請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２６】 前記プロセッサが、予想温度プロファイルの標準偏差の関
数である値を最小限に抑えて、各それぞれの温度補正値の最終値を求めるように
さらに構成される請求項１８記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/133,993 | 1998-08-14 | ||
| US09/133,993 US6164816A (en) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | Tuning a substrate temperature measurement system |
| PCT/US1999/018537 WO2000009976A1 (en) | 1998-08-14 | 1999-08-13 | Tuning a substrate temperature measurement system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002522912A true JP2002522912A (ja) | 2002-07-23 |
Family
ID=22461270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000565372A Pending JP2002522912A (ja) | 1998-08-14 | 1999-08-13 | 基板温度測定システムのチューニング |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6164816A (ja) |
| EP (1) | EP1116011B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002522912A (ja) |
| KR (1) | KR100564788B1 (ja) |
| AT (1) | ATE321999T1 (ja) |
| DE (1) | DE69930649T2 (ja) |
| TW (1) | TW440685B (ja) |
| WO (1) | WO2000009976A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006511963A (ja) * | 2002-12-19 | 2006-04-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 犠牲的な膜を成長させ除去することにより材料を平坦化するための方法及び装置 |
| JP2007116094A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Sumco Corp | エピタキシャル成長装置の温度管理方法 |
| US7718926B2 (en) | 2005-10-31 | 2010-05-18 | Panasonic Corporation | Film deposition apparatus, film deposition method, monitoring program for film deposition apparatus, and recording medium thereof |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3857623B2 (ja) * | 2001-08-07 | 2006-12-13 | 株式会社日立国際電気 | 温度制御方法及び半導体装置の製造方法 |
| US6637930B2 (en) * | 2001-10-02 | 2003-10-28 | International Rectifier Corporation | Method for calculating the temperature rise profile of a power MOSFET |
| JP4059694B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2008-03-12 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| US20040105485A1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-06-03 | Unaxis Usa, Inc. | Temperature compensation for acousto-optc devices |
| KR100491131B1 (ko) * | 2002-09-17 | 2005-05-27 | (주)세미뱅크 | 반도체 소자 테스트 장치 |
| US6993446B2 (en) * | 2003-03-17 | 2006-01-31 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for predicting the time to failure of electronic devices at high temperatures |
| US7857510B2 (en) * | 2003-11-08 | 2010-12-28 | Carl F Liepold | Temperature sensing circuit |
| US7147359B2 (en) * | 2004-06-25 | 2006-12-12 | Applied Materials, Inc. | Lamp assembly having flexibly positioned rigid plug |
| US7493242B1 (en) | 2004-11-10 | 2009-02-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mathematical model for predicting the thermal behavior of an item |
| JP4978001B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2012-07-18 | オムロン株式会社 | 温度制御方法、温度制御装置および熱処理装置 |
| WO2006098443A1 (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | 顕微鏡画像撮像装置 |
| US7195934B2 (en) * | 2005-07-11 | 2007-03-27 | Applied Materials, Inc. | Method and system for deposition tuning in an epitaxial film growth apparatus |
| US7951616B2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-05-31 | Lam Research Corporation | Process for wafer temperature verification in etch tools |
| US8206996B2 (en) * | 2006-03-28 | 2012-06-26 | Lam Research Corporation | Etch tool process indicator method and apparatus |
| US7549795B2 (en) * | 2006-06-30 | 2009-06-23 | Intel Corporation | Analog thermal sensor array |
| DE102008026002B9 (de) * | 2008-05-29 | 2013-05-16 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren zur Temperaturmessung an Substraten und Vakuumbeschichtungsanlage |
| US8109669B2 (en) * | 2008-11-19 | 2012-02-07 | Applied Materials, Inc. | Temperature uniformity measurement during thermal processing |
| TWI394941B (zh) * | 2009-04-03 | 2013-05-01 | China Steel Corp | Method of processing temperature measurement data |
| KR101031226B1 (ko) * | 2009-08-21 | 2011-04-29 | 에이피시스템 주식회사 | 급속열처리 장치의 히터블록 |
| JP5640894B2 (ja) * | 2011-05-26 | 2014-12-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置 |
| US9245768B2 (en) * | 2013-12-17 | 2016-01-26 | Applied Materials, Inc. | Method of improving substrate uniformity during rapid thermal processing |
| DE102013114412A1 (de) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Aixtron Se | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors unter Verwendung zweier Temperatursensoreinrichtungen |
| US9435692B2 (en) * | 2014-02-05 | 2016-09-06 | Lam Research Corporation | Calculating power input to an array of thermal control elements to achieve a two-dimensional temperature output |
| JP6479525B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2019-03-06 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 成膜装置及び温度測定方法 |
| CN106556462B (zh) * | 2016-12-06 | 2018-06-12 | 清华大学 | 一种基于多光谱测量的亚像元温度分布测量装置及方法 |
| US20180217005A1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-02 | Pervacio Inc | Device and components overheating evaluation |
| WO2019147405A1 (en) | 2018-01-23 | 2019-08-01 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for wafer temperature measurement |
| US10760976B2 (en) * | 2018-04-12 | 2020-09-01 | Mattson Technology, Inc. | Thermal imaging of heat sources in thermal processing systems |
| WO2020163173A1 (en) * | 2019-02-04 | 2020-08-13 | Applied Materials, Inc. | Temperature offset and zone control tuning |
| CN110220602B (zh) * | 2019-06-24 | 2020-08-25 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种开关柜过热故障识别方法 |
| WO2021087053A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | Mattson Technology, Inc. | Control system for adaptive control of a thermal processing system |
| CN113432737A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-09-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 晶圆卡盘温度量测及温度校准的方法和温度量测系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01302402A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-12-06 | Toshiba Corp | プロセス最適化制御装置 |
| JPH05142052A (ja) * | 1991-11-19 | 1993-06-08 | Kawasaki Steel Corp | プロセス材料の物性値・表面温度測定装置 |
| JPH1098084A (ja) * | 1996-05-01 | 1998-04-14 | Applied Materials Inc | 基板温度測定法及び基板温度測定装置 |
| JPH1114460A (ja) * | 1997-06-25 | 1999-01-22 | Anritsu Keiki Kk | 非接触式表面温度計による測温方法とその装置 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5234230B2 (ja) * | 1971-12-27 | 1977-09-02 | ||
| BE880666A (fr) * | 1979-12-17 | 1980-04-16 | Centre Rech Metallurgique | Dispositif et procede pour mesurer l'emissivite d'un produit |
| US4611930A (en) * | 1983-12-16 | 1986-09-16 | Exxon Research And Engineering Co. | Pyrometer measurements in the presence of intense ambient radiation |
| US4659234A (en) * | 1984-06-18 | 1987-04-21 | Aluminum Company Of America | Emissivity error correcting method for radiation thermometer |
| US4708474A (en) * | 1985-11-14 | 1987-11-24 | United Technologies Corporation | Reflection corrected radiosity optical pyrometer |
| US4881823A (en) * | 1988-03-29 | 1989-11-21 | Purdue Research Foundation | Radiation thermometry |
| US4919542A (en) * | 1988-04-27 | 1990-04-24 | Ag Processing Technologies, Inc. | Emissivity correction apparatus and method |
| US5188458A (en) * | 1988-04-27 | 1993-02-23 | A G Processing Technologies, Inc. | Pyrometer apparatus and method |
| KR960013995B1 (ko) * | 1988-07-15 | 1996-10-11 | 도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤 | 반도체 웨이퍼 기판의 표면온도 측정 방법 및 열처리 장치 |
| US4956538A (en) * | 1988-09-09 | 1990-09-11 | Texas Instruments, Incorporated | Method and apparatus for real-time wafer temperature measurement using infrared pyrometry in advanced lamp-heated rapid thermal processors |
| US5029117A (en) * | 1989-04-24 | 1991-07-02 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for active pyrometry |
| US5011295A (en) * | 1989-10-17 | 1991-04-30 | Houston Advanced Research Center | Method and apparatus to simultaneously measure emissivities and thermodynamic temperatures of remote objects |
| US5446825A (en) * | 1991-04-24 | 1995-08-29 | Texas Instruments Incorporated | High performance multi-zone illuminator module for semiconductor wafer processing |
| US5226732A (en) * | 1992-04-17 | 1993-07-13 | International Business Machines Corporation | Emissivity independent temperature measurement systems |
| EP0612862A1 (en) * | 1993-02-24 | 1994-08-31 | Applied Materials, Inc. | Measuring wafer temperatures |
| US5444815A (en) * | 1993-12-16 | 1995-08-22 | Texas Instruments Incorporated | Multi-zone lamp interference correction system |
| US5561612A (en) * | 1994-05-18 | 1996-10-01 | Micron Technology, Inc. | Control and 3-dimensional simulation model of temperature variations in a rapid thermal processing machine |
| US5660472A (en) * | 1994-12-19 | 1997-08-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for measuring substrate temperatures |
| DE19513951C2 (de) * | 1995-04-12 | 2002-04-11 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Verfahren für das Überwachen einer temperaturgeregelten Heizvorrichtung |
-
1998
- 1998-08-14 US US09/133,993 patent/US6164816A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-13 TW TW088113892A patent/TW440685B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-08-13 DE DE69930649T patent/DE69930649T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-13 WO PCT/US1999/018537 patent/WO2000009976A1/en active IP Right Grant
- 1999-08-13 JP JP2000565372A patent/JP2002522912A/ja active Pending
- 1999-08-13 AT AT99942198T patent/ATE321999T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-08-13 KR KR1020017001931A patent/KR100564788B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-08-13 EP EP99942198A patent/EP1116011B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01302402A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-12-06 | Toshiba Corp | プロセス最適化制御装置 |
| JPH05142052A (ja) * | 1991-11-19 | 1993-06-08 | Kawasaki Steel Corp | プロセス材料の物性値・表面温度測定装置 |
| JPH1098084A (ja) * | 1996-05-01 | 1998-04-14 | Applied Materials Inc | 基板温度測定法及び基板温度測定装置 |
| JPH1114460A (ja) * | 1997-06-25 | 1999-01-22 | Anritsu Keiki Kk | 非接触式表面温度計による測温方法とその装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006511963A (ja) * | 2002-12-19 | 2006-04-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 犠牲的な膜を成長させ除去することにより材料を平坦化するための方法及び装置 |
| JP2007116094A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Sumco Corp | エピタキシャル成長装置の温度管理方法 |
| US7718926B2 (en) | 2005-10-31 | 2010-05-18 | Panasonic Corporation | Film deposition apparatus, film deposition method, monitoring program for film deposition apparatus, and recording medium thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69930649D1 (de) | 2006-05-18 |
| ATE321999T1 (de) | 2006-04-15 |
| DE69930649T2 (de) | 2006-12-28 |
| WO2000009976A1 (en) | 2000-02-24 |
| US6164816A (en) | 2000-12-26 |
| EP1116011B1 (en) | 2006-03-29 |
| WO2000009976A9 (en) | 2005-07-07 |
| EP1116011A1 (en) | 2001-07-18 |
| KR20010090716A (ko) | 2001-10-19 |
| KR100564788B1 (ko) | 2006-03-28 |
| TW440685B (en) | 2001-06-16 |
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