JP2003106902A - 非接触温度測定方法及びその装置 - Google Patents
非接触温度測定方法及びその装置Info
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- JP2003106902A JP2003106902A JP2001298633A JP2001298633A JP2003106902A JP 2003106902 A JP2003106902 A JP 2003106902A JP 2001298633 A JP2001298633 A JP 2001298633A JP 2001298633 A JP2001298633 A JP 2001298633A JP 2003106902 A JP2003106902 A JP 2003106902A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プロセスチャンバ内に配置されている半導体ウ
エハの温度を窓の曇りに影響されずに高精度に測定する
こと。 【解決手段】プロセスチャンバ１内で半導体ウエハ３に
対するプロセス処理の開始前に、窓４の透過率を透過率
測定部１０により測定し、この測定された窓４の透過率
に基づいて半導体ウエハ３の放射率の補正係数を放射率
補正部２０により求め、次に、プロセスチャンバ１内に
おいて半導体ウエハ３に対するプロセス処理が開始され
た後、窓４を通して半導体ウエハ３の放射光強度を放射
光検出部２１により検出し、この検出された放射光強度
と上記放射率の補正係数とに基づいて半導体ウエハ３の
温度を温度算出部２２により算出する。
エハの温度を窓の曇りに影響されずに高精度に測定する
こと。 【解決手段】プロセスチャンバ１内で半導体ウエハ３に
対するプロセス処理の開始前に、窓４の透過率を透過率
測定部１０により測定し、この測定された窓４の透過率
に基づいて半導体ウエハ３の放射率の補正係数を放射率
補正部２０により求め、次に、プロセスチャンバ１内に
おいて半導体ウエハ３に対するプロセス処理が開始され
た後、窓４を通して半導体ウエハ３の放射光強度を放射
光検出部２１により検出し、この検出された放射光強度
と上記放射率の補正係数とに基づいて半導体ウエハ３の
温度を温度算出部２２により算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプロセスチ
ャンバ内で処理中の半導体ウエハの温度を非接触で測定
する非接触温度測定方法及びその装置に関する。
ャンバ内で処理中の半導体ウエハの温度を非接触で測定
する非接触温度測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５はかかるプロセスチャンバ内で処理
中の半導体ウエハの温度を非接触で測定する非接触温度
測定装置を示す構成図である。プロセスチャンバ１内に
は、ステージを兼ねたヒータ２が設けられ、このヒータ
２上に半導体ウエハ３が載置されている。このプロセス
チャンバ１の上部には、光透過性の窓４が設けられてい
る。
中の半導体ウエハの温度を非接触で測定する非接触温度
測定装置を示す構成図である。プロセスチャンバ１内に
は、ステージを兼ねたヒータ２が設けられ、このヒータ
２上に半導体ウエハ３が載置されている。このプロセス
チャンバ１の上部には、光透過性の窓４が設けられてい
る。
【０００３】このプロセスチャンバ１では、その内部に
プロセスガス等が流入されることにより半導体ウエハ３
に対してプロセス処理が行われる。
プロセスガス等が流入されることにより半導体ウエハ３
に対してプロセス処理が行われる。
【０００４】このようなプロセスチャンバ１内で処理中
の半導体ウエハ３の温度を非接触で測定するには、放射
温度計５が用いられる。この放射温度計５は、プロセス
チャンバ１に設けられた窓４を透過する半導体ウエハ３
からの放射光６を検出するものである。この放射温度計
５には、単色放射温度計又は２色放射温度計が用いられ
る。
の半導体ウエハ３の温度を非接触で測定するには、放射
温度計５が用いられる。この放射温度計５は、プロセス
チャンバ１に設けられた窓４を透過する半導体ウエハ３
からの放射光６を検出するものである。この放射温度計
５には、単色放射温度計又は２色放射温度計が用いられ
る。
【０００５】単色放射温度計は、半導体ウエハ３からの
放射光６のうち特定の波長の光を検出し、この光強度を
プランクの法則から温度に変換して温度測定を行なうも
のである。但し、プランクの法則は、物体（半導体ウエ
ハ３）が黒体の場合に成り立つので、真の温度は半導体
ウエハ３の放射率で補正して求める。
放射光６のうち特定の波長の光を検出し、この光強度を
プランクの法則から温度に変換して温度測定を行なうも
のである。但し、プランクの法則は、物体（半導体ウエ
ハ３）が黒体の場合に成り立つので、真の温度は半導体
ウエハ３の放射率で補正して求める。
【０００６】２色放射温度計は、半導体ウエハ３からの
放射光６のうち２波長の光の比から温度を算出するもの
で、原理的には光路の途中で放射光が減少しても、求め
る温度値は変化しないものとなっている。
放射光６のうち２波長の光の比から温度を算出するもの
で、原理的には光路の途中で放射光が減少しても、求め
る温度値は変化しないものとなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単色放
射温度計を用いての温度測定では、プロセス処理する半
導体ウエハ３の枚数が増加すると、プロセスチャンバ１
の窓４がプロセス処理により生じる反応生成物によって
曇り、この窓４を透過する放射光６の光量が減少し、測
定される半導体ウエハ３の温度が実際の温度よりも低く
算出されてしまい、測定誤差が大きくなってしまう。
射温度計を用いての温度測定では、プロセス処理する半
導体ウエハ３の枚数が増加すると、プロセスチャンバ１
の窓４がプロセス処理により生じる反応生成物によって
曇り、この窓４を透過する放射光６の光量が減少し、測
定される半導体ウエハ３の温度が実際の温度よりも低く
算出されてしまい、測定誤差が大きくなってしまう。
【０００８】一方、２色放射温度計を用いての温度測定
では、２波長の光の比から温度を算出するため、これら
２波長の減衰率が全く同じ場合に成り立ち、これら２波
長が少しでも異なると温度誤差は逆に大きくなってしま
う。上記プロセスチャンバ１のようにプロセスチャンバ
１の窓４に反応生成物（例えばデポ）が付着すると、こ
の反応生成物によって放射光の干渉や散乱が起こる。そ
して、これら放射光の干渉や散乱による放射光の減少は
波長依存性があるために、２色放射温度計を用いての温
度測定には適用できないものである。
では、２波長の光の比から温度を算出するため、これら
２波長の減衰率が全く同じ場合に成り立ち、これら２波
長が少しでも異なると温度誤差は逆に大きくなってしま
う。上記プロセスチャンバ１のようにプロセスチャンバ
１の窓４に反応生成物（例えばデポ）が付着すると、こ
の反応生成物によって放射光の干渉や散乱が起こる。そ
して、これら放射光の干渉や散乱による放射光の減少は
波長依存性があるために、２色放射温度計を用いての温
度測定には適用できないものである。
【０００９】そこで本発明は、プロセスチャンバ内に配
置されている半導体ウエハの温度を窓の曇りに影響され
ずに高精度に測定できる非接触温度測定方法及びその装
置を提供することを目的とする。
置されている半導体ウエハの温度を窓の曇りに影響され
ずに高精度に測定できる非接触温度測定方法及びその装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、容器内
に配置されている被測定体の温度を前記容器に設けられ
た光透過性の窓を通して測定する非接触温度測定方法に
おいて、前記容器内で前記被測定体に対する処理の開始
前に前記窓の透過率を測定する工程と、この測定された
前記窓の透過率に基づいて前記被測定体の放射率の補正
係数を求める工程と、前記容器内において前記被測定体
に対する処理が開始された後、前記窓を通して前記被測
定体の放射光強度を検出する工程と、この検出された前
記被測定体の放射光強度と前記被測定体の放射率の補正
係数とに基づいて前記被測定体の温度を算出する工程と
を有することを特徴とする非接触温度測定方法である。
に配置されている被測定体の温度を前記容器に設けられ
た光透過性の窓を通して測定する非接触温度測定方法に
おいて、前記容器内で前記被測定体に対する処理の開始
前に前記窓の透過率を測定する工程と、この測定された
前記窓の透過率に基づいて前記被測定体の放射率の補正
係数を求める工程と、前記容器内において前記被測定体
に対する処理が開始された後、前記窓を通して前記被測
定体の放射光強度を検出する工程と、この検出された前
記被測定体の放射光強度と前記被測定体の放射率の補正
係数とに基づいて前記被測定体の温度を算出する工程と
を有することを特徴とする非接触温度測定方法である。
【００１１】第２の本発明は、上記第１の本発明の非接
触温度測定方法において、前記窓の透過率測定は、前記
被測定体からの放射光の波長と同じ波長を含む測定光を
予め反射率が設定された基準反射体に照射したときの反
射光の強度を測定する工程と、前記測定光を予め反射率
が既知の前記被測定体に照射したときの反射光の強度を
測定する工程と、前記基準反射体からの反射光の強度と
前記被測定体からの反射光の強度とに基づいて前記窓の
透過率を算出する工程とを有することを特徴とする。
触温度測定方法において、前記窓の透過率測定は、前記
被測定体からの放射光の波長と同じ波長を含む測定光を
予め反射率が設定された基準反射体に照射したときの反
射光の強度を測定する工程と、前記測定光を予め反射率
が既知の前記被測定体に照射したときの反射光の強度を
測定する工程と、前記基準反射体からの反射光の強度と
前記被測定体からの反射光の強度とに基づいて前記窓の
透過率を算出する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】第３の本発明は、容器内に配置されている
被測定体の温度を前記容器に設けられた光透過性の窓を
通して測定する非接触温度測定装置において、前記容器
内で前記被測定体に対する処理の開始前に前記窓の透過
率を測定する透過率測定手段と、この透過率測定手段に
より測定された前記窓の透過率に基づいて前記被測定体
の放射率の補正係数を求める放射率補正手段と、前記容
器内において前記被測定体に対する処理が開始された
後、前記窓を通して前記被測定体の放射光強度を検出す
る放射光検出手段と、この放射光検出手段により検出さ
れた前記被測定体の放射光強度と前記放射率補正手段に
より求められた前記被測定体の放射率の補正係数とに基
づいて前記被測定体の温度を算出する温度算出手段とを
具備したことを特徴とする非接触温度測定装置である。
被測定体の温度を前記容器に設けられた光透過性の窓を
通して測定する非接触温度測定装置において、前記容器
内で前記被測定体に対する処理の開始前に前記窓の透過
率を測定する透過率測定手段と、この透過率測定手段に
より測定された前記窓の透過率に基づいて前記被測定体
の放射率の補正係数を求める放射率補正手段と、前記容
器内において前記被測定体に対する処理が開始された
後、前記窓を通して前記被測定体の放射光強度を検出す
る放射光検出手段と、この放射光検出手段により検出さ
れた前記被測定体の放射光強度と前記放射率補正手段に
より求められた前記被測定体の放射率の補正係数とに基
づいて前記被測定体の温度を算出する温度算出手段とを
具備したことを特徴とする非接触温度測定装置である。
【００１３】第４の本発明は、上記第３の本発明の非接
触温度測定装置において、前記透過率測定手段は、前記
窓を透過する前記放射光の光路上に対して移動自在に設
けられたことを特徴とする。
触温度測定装置において、前記透過率測定手段は、前記
窓を透過する前記放射光の光路上に対して移動自在に設
けられたことを特徴とする。
【００１４】第５の本発明は、上記第３の本発明の非接
触温度測定装置において、前記透過率測定手段は、前記
被測定体からの放射光の波長と同じ波長を含む測定光を
放出する光源と、入射光の光強度を検出する光検出器
と、前記光源から放射された前記測定光を予め反射率が
設定された基準反射体に照射したときの当該基準反射体
からの反射光を前記光検出器に導き、かつ前記測定光を
予め反射率が既知の前記被測定体に照射したときの当該
被測定体からの反射光を前記光検出器に導く光学系と、
前記光検出器により検出された前記基準反射体からの反
射光強度と前記被測定体からの反射光強度とに基づいて
前記窓の透過率を算出する透過率算出手段とを備えたこ
とを特徴とする。
触温度測定装置において、前記透過率測定手段は、前記
被測定体からの放射光の波長と同じ波長を含む測定光を
放出する光源と、入射光の光強度を検出する光検出器
と、前記光源から放射された前記測定光を予め反射率が
設定された基準反射体に照射したときの当該基準反射体
からの反射光を前記光検出器に導き、かつ前記測定光を
予め反射率が既知の前記被測定体に照射したときの当該
被測定体からの反射光を前記光検出器に導く光学系と、
前記光検出器により検出された前記基準反射体からの反
射光強度と前記被測定体からの反射光強度とに基づいて
前記窓の透過率を算出する透過率算出手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１５】第６の本発明は、上記第３の本発明の非接
触温度測定装置において、前記容器は、前記被測定体と
して半導体ウエハに対してプロセス処理を行なうプロセ
スチャンバであることを特徴とする。
触温度測定装置において、前記容器は、前記被測定体と
して半導体ウエハに対してプロセス処理を行なうプロセ
スチャンバであることを特徴とする。
【００１６】第７の本発明は、上記第６の本発明の非接
触温度測定装置において、前記基準反射体は、前記プロ
セスチャンバの外部、又は前記プロセスチャンバ内の前
記半導体ウエハを載置するステージに埋め込まれている
ことを特徴とする。
触温度測定装置において、前記基準反射体は、前記プロ
セスチャンバの外部、又は前記プロセスチャンバ内の前
記半導体ウエハを載置するステージに埋め込まれている
ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図５と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
いて図面を参照して説明する。なお、図５と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００１８】図１は非接触温度測定装置の構成図であ
る。透過率測定部１０は、プロセスチャンバ１内で半導
体ウエハ３に対するエッチング処理等のプロセス処理の
開始前に、プロセスチャンバ１に設けられた窓４の透過
率を測定する機能を有するものである。この窓４の透過
率の測定タイミングは、プロセス毎、例えば１枚の半導
体ウエハ３毎、半導体ウエハ３のロット毎に行われる。
る。透過率測定部１０は、プロセスチャンバ１内で半導
体ウエハ３に対するエッチング処理等のプロセス処理の
開始前に、プロセスチャンバ１に設けられた窓４の透過
率を測定する機能を有するものである。この窓４の透過
率の測定タイミングは、プロセス毎、例えば１枚の半導
体ウエハ３毎、半導体ウエハ３のロット毎に行われる。
【００１９】この透過率測定部１０は、透過率測定部移
動機構１１の動作によって、図２に示すように窓４の上
方に対して移動自在に設けられている。すなわち、この
透過率測定部１０は、プロセスチャンバ１内でのプロセ
ス処理の開始前に窓４の上方に配置され、かつプロセス
チャンバ１内でのプロセス処理中に窓４の上方から退避
するものとなっている。
動機構１１の動作によって、図２に示すように窓４の上
方に対して移動自在に設けられている。すなわち、この
透過率測定部１０は、プロセスチャンバ１内でのプロセ
ス処理の開始前に窓４の上方に配置され、かつプロセス
チャンバ１内でのプロセス処理中に窓４の上方から退避
するものとなっている。
【００２０】図３は透過率測定部１０の具体的な構成図
である。光源１２は、プロセスチャンバ１内に配置され
ている半導体ウエハ３からの放射光の波長と同じ波長を
含む測定光を放出するもので、例えばタングステンラン
プが用いられる。
である。光源１２は、プロセスチャンバ１内に配置され
ている半導体ウエハ３からの放射光の波長と同じ波長を
含む測定光を放出するもので、例えばタングステンラン
プが用いられる。
【００２１】光検出器１３は、入射光の光強度を検出し
て光電変換し、その電気信号を出力するものである。
て光電変換し、その電気信号を出力するものである。
【００２２】上記光源１２から放出される測定光の光路
上には、当該光源１２から放射された測定光を予め反射
率が設定された基準反射体１４に照射したときの当該基
準反射体１４からの反射光を光検出器１３に導き、かつ
光源１２から放出される測定光を予め反射率が既知の半
導体ウエハ（以下、基準ウエハと称する）３ａに照射し
たときの当該基準ウエハ３ａからの反射光を光検出器１
３に導く光学系が配置されている。
上には、当該光源１２から放射された測定光を予め反射
率が設定された基準反射体１４に照射したときの当該基
準反射体１４からの反射光を光検出器１３に導き、かつ
光源１２から放出される測定光を予め反射率が既知の半
導体ウエハ（以下、基準ウエハと称する）３ａに照射し
たときの当該基準ウエハ３ａからの反射光を光検出器１
３に導く光学系が配置されている。
【００２３】なお、基準反射体１４は、例えばアルミニ
ウム又は金をコーティングしたものが用いられる。
ウム又は金をコーティングしたものが用いられる。
【００２４】具体的な構成を説明すると、光源１２から
放出される測定光の光路上には、レンズ１５を介してハ
ーフミラー１６が設けられている。このハーフミラー１
６の透過光路上には、ミラー１７が設けられている。
放出される測定光の光路上には、レンズ１５を介してハ
ーフミラー１６が設けられている。このハーフミラー１
６の透過光路上には、ミラー１７が設けられている。
【００２５】このミラー１７は、ハーフミラー１６の透
過光路に沿って移動自在に設けられ、基準反射体１４と
基準ウエハ３ａとに対応する各位置、すなわち測定光を
基準反射体１４に導くと共に当該基準反射体１４からの
反射光をハーフミラー１６に戻す位置と、測定光を基準
ウエハ３ａに導くと共に当該基準ウエハ３ａからの反射
光をハーフミラー１６に戻す位置とにそれぞれ切り替わ
るものとなっている。
過光路に沿って移動自在に設けられ、基準反射体１４と
基準ウエハ３ａとに対応する各位置、すなわち測定光を
基準反射体１４に導くと共に当該基準反射体１４からの
反射光をハーフミラー１６に戻す位置と、測定光を基準
ウエハ３ａに導くと共に当該基準ウエハ３ａからの反射
光をハーフミラー１６に戻す位置とにそれぞれ切り替わ
るものとなっている。
【００２６】上記ハーフミラー１６の反射光路上には、
干渉フィルタ１８を介して上記光検出器１３が設けられ
ている。干渉フィルタ１８は、半導体ウエハ３からの放
射光の波長と同じ波長を透過させる特性を持っている。
干渉フィルタ１８を介して上記光検出器１３が設けられ
ている。干渉フィルタ１８は、半導体ウエハ３からの放
射光の波長と同じ波長を透過させる特性を持っている。
【００２７】透過率算出部１９は、光検出器１３から出
力される電気信号を入力し、当該光検出器１３により検
出された基準反射体１４からの反射光強度と基準ウエハ
３ａからの反射光強度とに基づいて窓４の透過率を算出
する機能を有している。
力される電気信号を入力し、当該光検出器１３により検
出された基準反射体１４からの反射光強度と基準ウエハ
３ａからの反射光強度とに基づいて窓４の透過率を算出
する機能を有している。
【００２８】なお、基準ウエハ３ａの代わりとして、プ
ロセスチャンバ１の外部に限らず、図４に示すようにプ
ロセスチャンバ内の半導体ウエハ３を載置するヒータ２
に基準反射体２３を埋め込むようにしてもよい。
ロセスチャンバ１の外部に限らず、図４に示すようにプ
ロセスチャンバ内の半導体ウエハ３を載置するヒータ２
に基準反射体２３を埋め込むようにしてもよい。
【００２９】放射率補正部２０は、透過率測定部１０に
より測定された窓４の透過率を受け取り、この透過率に
基づいて半導体ウエハ３の放射率の補正係数を求める機
能を有している。
より測定された窓４の透過率を受け取り、この透過率に
基づいて半導体ウエハ３の放射率の補正係数を求める機
能を有している。
【００３０】放射光検出部２１は、プロセスチャンバ１
の窓４を透過する半導体ウエハ３からの放射光６の光路
上に配置され、放射光６の光強度に応じた電気信号を出
力する機能を有している。
の窓４を透過する半導体ウエハ３からの放射光６の光路
上に配置され、放射光６の光強度に応じた電気信号を出
力する機能を有している。
【００３１】温度算出部２２は、放射光検出部２１から
出力される電気信号を入力し、放射光検出部２１により
検出された半導体ウエハ３の放射光強度と上記放射率補
正部２０により求められた基準ウエハ３ａの放射率の補
正係数とに基づいて半導体ウエハ３の温度を算出する機
能を有している。
出力される電気信号を入力し、放射光検出部２１により
検出された半導体ウエハ３の放射光強度と上記放射率補
正部２０により求められた基準ウエハ３ａの放射率の補
正係数とに基づいて半導体ウエハ３の温度を算出する機
能を有している。
【００３２】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３３】先ず、プロセスチャンバ１における窓４の
透過率が測定される。この窓４の透過率は、プロセス
毎、例えば、１枚の半導体ウエハ３毎、半導体ウエハ３
のロット毎に行われる。
透過率が測定される。この窓４の透過率は、プロセス
毎、例えば、１枚の半導体ウエハ３毎、半導体ウエハ３
のロット毎に行われる。
【００３４】この窓４の透過率測定時、透過率測定部１
０は、プロセスチャンバ１内でのプロセス処理の開始前
に、透過率測定部移動機構１１の動作によって、図１に
示すようにプロセスチャンバ１の窓４の上方に配置され
る。
０は、プロセスチャンバ１内でのプロセス処理の開始前
に、透過率測定部移動機構１１の動作によって、図１に
示すようにプロセスチャンバ１の窓４の上方に配置され
る。
【００３５】先ず、透過率測定部１０におけるミラー１
７は、図３に示すように基準反射体１４に対応する位置
に配置される。
７は、図３に示すように基準反射体１４に対応する位置
に配置される。
【００３６】光源１２から放出された測定光は、レンズ
１５からハーフミラー１６を透過し、ミラー１７で反射
して基準反射体１４に照射される。
１５からハーフミラー１６を透過し、ミラー１７で反射
して基準反射体１４に照射される。
【００３７】この基準反射体１４からの反射光は、測定
光の基準反射体１４への照射光路とは逆の光路を辿り、
ミラー１７で反射してハーフミラー１６に入射し、この
ハーフミラー１６で反射して干渉フィルタ１８に入射す
る。
光の基準反射体１４への照射光路とは逆の光路を辿り、
ミラー１７で反射してハーフミラー１６に入射し、この
ハーフミラー１６で反射して干渉フィルタ１８に入射す
る。
【００３８】この干渉フィルタ１８では、プロセス処理
を行なおうとする半導体ウエハ３からの放射光の波長と
同じ波長の反射光が透過する。そして、この干渉フィル
タ１８を透過した反射光は、光検出器１３に入射する。
を行なおうとする半導体ウエハ３からの放射光の波長と
同じ波長の反射光が透過する。そして、この干渉フィル
タ１８を透過した反射光は、光検出器１３に入射する。
【００３９】この光検出器１３は、入射した基準反射体
１４からの反射光強度に応じた電気信号を出力する。
１４からの反射光強度に応じた電気信号を出力する。
【００４０】次に、透過率測定部１０におけるミラー１
７は、図３に示すようにプロセスチャンバ１内の基準ウ
エハ３ａに対応する位置に切り替えられる。
７は、図３に示すようにプロセスチャンバ１内の基準ウ
エハ３ａに対応する位置に切り替えられる。
【００４１】光源１２から放出された測定光は、レンズ
１５からハーフミラー１６を透過し、ミラー１７で反射
してプロセスチャンバ１の窓４を透過て基準ウエハ３ａ
に照射される。
１５からハーフミラー１６を透過し、ミラー１７で反射
してプロセスチャンバ１の窓４を透過て基準ウエハ３ａ
に照射される。
【００４２】この基準ウエハ３ａからの反射光は、測定
光の基準ウエハ３ａへの照射光路とは逆の光路を辿り、
再びプロセスチャンバ１の窓４を透過し、ミラー１７で
反射してハーフミラー１６に入射し、このハーフミラー
１６で反射して干渉フィルタ１８に入射する。
光の基準ウエハ３ａへの照射光路とは逆の光路を辿り、
再びプロセスチャンバ１の窓４を透過し、ミラー１７で
反射してハーフミラー１６に入射し、このハーフミラー
１６で反射して干渉フィルタ１８に入射する。
【００４３】この干渉フィルタ１８では、プロセス処理
を行なおうとする半導体ウエハ３からの放射光の波長と
同じ波長の反射光が透過する。そして、この干渉フィル
タ１８を透過した反射光は、光検出器１３に入射する。
この光検出器１３は、入射した基準ウエハ３ａからの反
射光強度に応じた電気信号を出力する。
を行なおうとする半導体ウエハ３からの放射光の波長と
同じ波長の反射光が透過する。そして、この干渉フィル
タ１８を透過した反射光は、光検出器１３に入射する。
この光検出器１３は、入射した基準ウエハ３ａからの反
射光強度に応じた電気信号を出力する。
【００４４】透過率算出部１９は、光検出器１３から出
力される電気信号を入力し、当該光検出器１３により検
出された基準反射体１４からの反射光強度と基準ウエハ
３ａからの反射光強度とに基づいて窓４の透過率を算出
する。
力される電気信号を入力し、当該光検出器１３により検
出された基準反射体１４からの反射光強度と基準ウエハ
３ａからの反射光強度とに基づいて窓４の透過率を算出
する。
【００４５】次に、プロセスチャンバ１における窓４の
透過率が測定されると、プロセスチャンバ１では、その
内部にプロセスガス等が流入されることにより半導体ウ
エハ３に対してプロセス処理が行われる。
透過率が測定されると、プロセスチャンバ１では、その
内部にプロセスガス等が流入されることにより半導体ウ
エハ３に対してプロセス処理が行われる。
【００４６】このプロセス処理の進行によりプロセスチ
ャンバ１の窓４は、プロセス処理により生じる反応生成
物によって曇り、この窓４を透過する放射光６の光量が
減少するようになる。そうすると、半導体ウエハ３の温
度は、実際の温度よりも低く算出されてしまう。
ャンバ１の窓４は、プロセス処理により生じる反応生成
物によって曇り、この窓４を透過する放射光６の光量が
減少するようになる。そうすると、半導体ウエハ３の温
度は、実際の温度よりも低く算出されてしまう。
【００４７】ところが、本発明装置では、上記の如く１
枚の半導体ウエハ３毎又は半導体ウエハ３のロット毎に
プロセスチャンバ１における窓４の透過率を測定し、こ
の窓４の透過率を用いて補正を行なうので、窓４の曇り
の影響は受けなくなる。
枚の半導体ウエハ３毎又は半導体ウエハ３のロット毎に
プロセスチャンバ１における窓４の透過率を測定し、こ
の窓４の透過率を用いて補正を行なうので、窓４の曇り
の影響は受けなくなる。
【００４８】すなわち、プロセスチャンバ１でのプロセ
ス処理時、透過率測定部１０は、透過率測定部移動機構
１１の動作によって図２に示すようにプロセスチャンバ
１の窓４の上方から退避する。
ス処理時、透過率測定部１０は、透過率測定部移動機構
１１の動作によって図２に示すようにプロセスチャンバ
１の窓４の上方から退避する。
【００４９】放射光検出部２１は、プロセスチャンバ１
の窓４を透過する半導体ウエハ３からの放射光６を入射
し、この放射光６の光強度に応じた電気信号を出力す
る。
の窓４を透過する半導体ウエハ３からの放射光６を入射
し、この放射光６の光強度に応じた電気信号を出力す
る。
【００５０】温度算出部２２は、放射光検出部２１から
出力される電気信号を入力し、放射光検出部２１により
検出された半導体ウエハ３の放射光強度と上記放射率補
正部２０により求められた基準ウエハ３ａの放射率の補
正係数とに基づいて半導体ウエハ３の温度を算出する。
出力される電気信号を入力し、放射光検出部２１により
検出された半導体ウエハ３の放射光強度と上記放射率補
正部２０により求められた基準ウエハ３ａの放射率の補
正係数とに基づいて半導体ウエハ３の温度を算出する。
【００５１】このように上記一実施の形態においては、
プロセスチャンバ１内で半導体ウエハ３に対するプロセ
ス処理の開始前に、窓４の透過率を測定し、この測定さ
れた窓４の透過率に基づいて半導体ウエハ３の放射率の
補正係数を求め、次に、プロセスチャンバ１内において
半導体ウエハ３に対するプロセス処理が開始された後、
窓４を通して半導体ウエハ３の放射光強度を検出し、こ
の検出された放射光強度と上記放射率の補正係数とに基
づいて半導体ウエハ３の温度を算出するので、プロセス
処理する半導体ウエハ３の枚数が増加し、プロセスチャ
ンバ１の窓４がプロセス処理により生じる反応生成物に
よって曇り、この窓４を透過する放射光６の光量が減少
しても、この窓４の曇りに影響されずに高精度にプロセ
スチャンバ１内に配置されている半導体ウエハ３の温度
を測定できる。
プロセスチャンバ１内で半導体ウエハ３に対するプロセ
ス処理の開始前に、窓４の透過率を測定し、この測定さ
れた窓４の透過率に基づいて半導体ウエハ３の放射率の
補正係数を求め、次に、プロセスチャンバ１内において
半導体ウエハ３に対するプロセス処理が開始された後、
窓４を通して半導体ウエハ３の放射光強度を検出し、こ
の検出された放射光強度と上記放射率の補正係数とに基
づいて半導体ウエハ３の温度を算出するので、プロセス
処理する半導体ウエハ３の枚数が増加し、プロセスチャ
ンバ１の窓４がプロセス処理により生じる反応生成物に
よって曇り、この窓４を透過する放射光６の光量が減少
しても、この窓４の曇りに影響されずに高精度にプロセ
スチャンバ１内に配置されている半導体ウエハ３の温度
を測定できる。
【００５２】又、１枚の半導体ウエハ３毎又は半導体ウ
エハ３のロット毎にプロセスチャンバ１における窓４の
透過率を測定し、この窓４の透過率を用いて補正するの
で、プロセス処理する半導体ウエハ３の枚数の増加と共
に進行する窓４の曇りの度合いにも影響されずに、プロ
セス処理中の半導体ウエハ３の温度を測定できる。
エハ３のロット毎にプロセスチャンバ１における窓４の
透過率を測定し、この窓４の透過率を用いて補正するの
で、プロセス処理する半導体ウエハ３の枚数の増加と共
に進行する窓４の曇りの度合いにも影響されずに、プロ
セス処理中の半導体ウエハ３の温度を測定できる。
【００５３】次に、本発明の他の特徴とするところにつ
いて説明する。
いて説明する。
【００５４】第１の本発明は、光透過性の窓が形成され
たプロセスチャンバを備え、このプロセスチャンバ内部
に設けられたステージ上の被測定体に対してプロセス処
理を行なうプロセスチャンバ装置において、前記プロセ
スチャンバ内で前記被測定体に対する処理の開始前に前
記窓の透過率を測定する透過率測定手段と、この透過率
測定手段により測定された前記窓の透過率に基づいて前
記被測定体の放射率の補正係数を求める放射率補正手段
と、前記プロセスチャンバ内において前記被測定体に対
する処理が開始された後、前記窓を通して前記被測定体
の放射光強度を検出する放射光検出手段と、この放射光
検出手段により検出された前記被測定体の放射光強度と
前記放射率補正手段により求められた前記被測定体の放
射率の補正係数とに基づいて前記被測定体の温度を算出
する温度算出手段とを具備したことを特徴とするプロセ
スチャンバ装置である。
たプロセスチャンバを備え、このプロセスチャンバ内部
に設けられたステージ上の被測定体に対してプロセス処
理を行なうプロセスチャンバ装置において、前記プロセ
スチャンバ内で前記被測定体に対する処理の開始前に前
記窓の透過率を測定する透過率測定手段と、この透過率
測定手段により測定された前記窓の透過率に基づいて前
記被測定体の放射率の補正係数を求める放射率補正手段
と、前記プロセスチャンバ内において前記被測定体に対
する処理が開始された後、前記窓を通して前記被測定体
の放射光強度を検出する放射光検出手段と、この放射光
検出手段により検出された前記被測定体の放射光強度と
前記放射率補正手段により求められた前記被測定体の放
射率の補正係数とに基づいて前記被測定体の温度を算出
する温度算出手段とを具備したことを特徴とするプロセ
スチャンバ装置である。
【００５５】第２の本発明は、上記第１の本発明におい
て、前記透過率測定手段は、前記窓を透過する前記放射
光の光路上に対して移動自在に設けられたことを特徴と
するプロセスチャンバ装置である。
て、前記透過率測定手段は、前記窓を透過する前記放射
光の光路上に対して移動自在に設けられたことを特徴と
するプロセスチャンバ装置である。
【００５６】第３の本発明は、上記第１の本発明におい
て、前記透過率測定手段は、前記被測定体からの放射光
の波長と同じ波長を含む測定光を放出する光源と、入射
光の光強度を検出する光検出器と、前記光源から放射さ
れた前記測定光を予め反射率が設定された基準反射体に
照射したときの当該基準反射体からの反射光を前記光検
出器に導き、かつ前記測定光を予め反射率が既知の前記
被測定体に照射したときの当該被測定体からの反射光を
前記光検出器に導く光学系と、前記光検出器により検出
された前記基準反射体からの反射光強度と前記被測定体
からの反射光強度とに基づいて前記窓の透過率を算出す
る透過率算出手段とを備えたことを特徴とするプロセス
チャンバ装置である。
て、前記透過率測定手段は、前記被測定体からの放射光
の波長と同じ波長を含む測定光を放出する光源と、入射
光の光強度を検出する光検出器と、前記光源から放射さ
れた前記測定光を予め反射率が設定された基準反射体に
照射したときの当該基準反射体からの反射光を前記光検
出器に導き、かつ前記測定光を予め反射率が既知の前記
被測定体に照射したときの当該被測定体からの反射光を
前記光検出器に導く光学系と、前記光検出器により検出
された前記基準反射体からの反射光強度と前記被測定体
からの反射光強度とに基づいて前記窓の透過率を算出す
る透過率算出手段とを備えたことを特徴とするプロセス
チャンバ装置である。
【００５７】第４の本発明は、上記第３の本発明におい
て、前記基準反射体は、前記プロセスチャンバの外部、
又は前記プロセスチャンバ内の前記被測定体としての半
導体ウエハを載置するステージに埋め込まれていること
を特徴とするプロセスチャンバ装置である。
て、前記基準反射体は、前記プロセスチャンバの外部、
又は前記プロセスチャンバ内の前記被測定体としての半
導体ウエハを載置するステージに埋め込まれていること
を特徴とするプロセスチャンバ装置である。
【００５８】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。
されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。
【００５９】さらに、上記実施形態には、種々の段階の
発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に
おける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾
つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとす
る課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出できる。
発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に
おける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾
つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとす
る課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出できる。
【００６０】例えば、上記一実施の形態では、透過率測
定部１０と放射光検出部２１とを別々に設けているが、
これら透過率測定部１０と放射光検出部２１とを一体に
してユニット化してもよい。この場合、透過率測定部１
０は、放射光検出部２１に対してその検出光路上に挿脱
可能に設ければよい。
定部１０と放射光検出部２１とを別々に設けているが、
これら透過率測定部１０と放射光検出部２１とを一体に
してユニット化してもよい。この場合、透過率測定部１
０は、放射光検出部２１に対してその検出光路上に挿脱
可能に設ければよい。
【００６１】又、透過率測定部１０は、透過率測定部移
動機構１１によって移動自在に設けられているが、手動
により移動させるように構成してもよい。
動機構１１によって移動自在に設けられているが、手動
により移動させるように構成してもよい。
【００６２】又、上記一実施の形態では、プロセスチャ
ンバ１内の半導体ウエハ３の温度測定に適用した場合に
ついて説明したが、これに限らず、容器内の被測定体の
温度を容器に設けられた窓を通して測定する場合の全般
に適用できる。
ンバ１内の半導体ウエハ３の温度測定に適用した場合に
ついて説明したが、これに限らず、容器内の被測定体の
温度を容器に設けられた窓を通して測定する場合の全般
に適用できる。
【００６３】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、プ
ロセスチャンバ内に配置されている半導体ウエハの温度
を窓の曇りに影響されずに高精度に測定できる非接触温
度測定方法及びその装置を提供できる。
ロセスチャンバ内に配置されている半導体ウエハの温度
を窓の曇りに影響されずに高精度に測定できる非接触温
度測定方法及びその装置を提供できる。
【図１】本発明に係わる非接触温度測定装置の一実施の
形態を示す概略構成図。
形態を示す概略構成図。
【図２】本発明に係わる非接触温度測定装置の一実施の
形態における透過率測定部のプロセス処理中の移動を示
す図。
形態における透過率測定部のプロセス処理中の移動を示
す図。
【図３】本発明に係わる非接触温度測定装置の一実施の
形態における透過率測定部の具体的な構成図。
形態における透過率測定部の具体的な構成図。
【図４】本発明に係わる非接触温度測定装置の一実施の
形態における基準反射体をプロセスチャンバ内のヒータ
に埋め込んだ状態を示す図。
形態における基準反射体をプロセスチャンバ内のヒータ
に埋め込んだ状態を示す図。
【図５】従来の非接触温度測定装置を示す構成図。
１：プロセスチャンバ
２：ステージ
３：半導体ウエハ
３ａ：基準ウエハ
４：窓
１０：透過率測定部
１１：透過率測定部移動機構
１２：光源
１３：光検出器
１４：基準反射体
１５：レンズ
１６：ハーフミラー
１７：ミラー
１８：干渉フィルタ
１９：透過率算出部
２０：放射率補正部
２１：放射光検出部
２２：温度算出部
２３：基準反射体
Claims (7)
- 【請求項１】 容器内に配置されている被測定体の温度
を前記容器に設けられた光透過性の窓を通して測定する
非接触温度測定方法において、 前記容器内で前記被測定体に対する処理の開始前に前記
窓の透過率を測定する工程と、 この測定された前記窓の透過率に基づいて前記被測定体
の放射率の補正係数を求める工程と、 前記容器内において前記被測定体に対する処理が開始さ
れた後、前記窓を通して前記被測定体の放射光強度を検
出する工程と、 この検出された前記被測定体の放射光強度と前記被測定
体の放射率の補正係数とに基づいて前記被測定体の温度
を算出する工程と、を有することを特徴とする非接触温
度測定方法。 - 【請求項２】 前記窓の透過率測定は、前記被測定体か
らの放射光の波長と同じ波長を含む測定光を予め反射率
が設定された基準反射体に照射したときの反射光の強度
を測定する工程と、 前記測定光を予め反射率が既知の前記被測定体に照射し
たときの反射光の強度を測定する工程と、 前記基準反射体からの反射光の強度と前記被測定体から
の反射光の強度とに基づいて前記窓の透過率を算出する
工程と、を有することを特徴とする請求項１記載の非接
触温度測定方法。 - 【請求項３】 容器内に配置されている被測定体の温度
を前記容器に設けられた光透過性の窓を通して測定する
非接触温度測定装置において、 前記容器内で前記被測定体に対する処理の開始前に前記
窓の透過率を測定する透過率測定手段と、 この透過率測定手段により測定された前記窓の透過率に
基づいて前記被測定体の放射率の補正係数を求める放射
率補正手段と、 前記容器内において前記被測定体に対する処理が開始さ
れた後、前記窓を通して前記被測定体の放射光強度を検
出する放射光検出手段と、 この放射光検出手段により検出された前記被測定体の放
射光強度と前記放射率補正手段により求められた前記被
測定体の放射率の補正係数とに基づいて前記被測定体の
温度を算出する温度算出手段と、を具備したことを特徴
とする非接触温度測定装置。 - 【請求項４】 前記透過率測定手段は、前記窓を透過す
る前記放射光の光路上に対して移動自在に設けられたこ
とを特徴とする請求項３記載の非接触温度測定装置。 - 【請求項５】 前記透過率測定手段は、前記被測定体か
らの放射光の波長と同じ波長を含む測定光を放出する光
源と、 入射光の光強度を検出する光検出器と、 前記光源から放射された前記測定光を予め反射率が設定
された基準反射体に照射したときの当該基準反射体から
の反射光を前記光検出器に導き、かつ前記測定光を予め
反射率が既知の前記被測定体に照射したときの当該被測
定体からの反射光を前記光検出器に導く光学系と、 前記光検出器により検出された前記基準反射体からの反
射光強度と前記被測定体からの反射光強度とに基づいて
前記窓の透過率を算出する透過率算出手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項３記載の非接触温度測定装置。 - 【請求項６】 前記容器は、前記被測定体として半導体
ウエハに対してプロセス処理を行なうプロセスチャンバ
であることを特徴とする請求項３記載の非接触温度測定
装置。 - 【請求項７】 前記基準反射体は、前記プロセスチャン
バの外部、又は前記プロセスチャンバ内の前記半導体ウ
エハを載置するステージに埋め込まれていることを特徴
とする請求項６記載の非接触温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298633A JP2003106902A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 非接触温度測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298633A JP2003106902A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 非接触温度測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003106902A true JP2003106902A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19119507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001298633A Pending JP2003106902A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 非接触温度測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003106902A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007077413A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 成膜制御方法及び成膜制御装置並びに成膜装置 |
| US20150010038A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-08 | Exergen Corporation | Infrared Contrasting Color Temperature Measurement System |
| US20180286719A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Nuflare Technology, Inc. | Film forming apparatus and film forming method |
| JP2018166204A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 成膜装置および成膜方法 |
| KR20220055910A (ko) * | 2020-10-27 | 2022-05-04 | 에이피시스템 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판의 온도 측정방법 |
| KR20240014088A (ko) * | 2016-10-26 | 2024-01-31 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 반응 챔버들을 열적 교정하는 방법들 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001298633A patent/JP2003106902A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007077413A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 成膜制御方法及び成膜制御装置並びに成膜装置 |
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| US10704963B2 (en) | 2013-07-02 | 2020-07-07 | Exergen Corporation | Infrared contrasting color emissivity measurement system |
| KR20240014088A (ko) * | 2016-10-26 | 2024-01-31 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 반응 챔버들을 열적 교정하는 방법들 |
| KR102758137B1 (ko) | 2016-10-26 | 2025-01-21 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 반응 챔버들을 열적 교정하는 방법들 |
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| KR20220055910A (ko) * | 2020-10-27 | 2022-05-04 | 에이피시스템 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판의 온도 측정방법 |
| KR102556954B1 (ko) * | 2020-10-27 | 2023-07-19 | 에이피시스템 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판의 온도 측정방법 |
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