JPH0640027B2 - Method for measuring the temperature of an object to be heated in an optical heat treatment apparatus - Google Patents

Method for measuring the temperature of an object to be heated in an optical heat treatment apparatus

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JPH0640027B2
JPH0640027B2 JP60250245A JP25024585A JPH0640027B2 JP H0640027 B2 JPH0640027 B2 JP H0640027B2 JP 60250245 A JP60250245 A JP 60250245A JP 25024585 A JP25024585 A JP 25024585A JP H0640027 B2 JPH0640027 B2 JP H0640027B2
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temperature
radiation thermometer
heat treatment
process tube
heated
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朝彦 松下
順一 竹岡
善雅 松田
靖 長嶋
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光洋リンドバ−グ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、石英製プロセスチューブ内に入られた被加
熱処理物、たとえば半導体ウエハを光照射式加熱手段に
よって加熱処理する光加熱処理装置において被加熱処理
物の温度を測定する方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating an object to be heat-treated, such as a semiconductor wafer, contained in a quartz process tube by a light irradiation type heating means. The present invention relates to a method for measuring the temperature of a processed material.

従来の技術 近年、イオン注入した半導体ウエハのアニールに、急速
加熱および冷却が可能なランプアニール装置が使用され
ている。このランプアニール装置は石英製プロセスチュ
ーブ内に入れられたウエハをハロゲンランプの光照射に
より加熱するものであり、被加熱処理物であるウエハの
温度管理が重要であるが、次に説明するように、プロセ
スチューブ内のウエハの温度を処理中に直接測定するこ
とは困難であり、したがって、ウエハの温度を精度良く
管理することも困難である。
2. Description of the Related Art In recent years, a lamp annealing device capable of rapid heating and cooling has been used for annealing an ion-implanted semiconductor wafer. This lamp annealing apparatus heats a wafer placed in a quartz process tube by irradiating light from a halogen lamp, and it is important to control the temperature of the wafer to be heated, but as described below. However, it is difficult to directly measure the temperature of the wafer in the process tube during processing, and thus it is also difficult to accurately control the temperature of the wafer.

温度の測定には熱電対を使用するのが一般的であるが、
熱電対を露出したままプロセスチューブ内に入れること
は、プロセスチューブが汚染されるため、不可能であ
る。プロセスチューブの汚染を防止するには熱電対を石
英管などで被覆して挿入すればよいが、この場合には、
被覆管の影響を受けて熱電対による測定値が実際のウエ
ハの温度よりかなり低くなり、応答性も悪い。一般的
に、ウエハの温度が1000℃程度の場合、測定値は1
00〜200℃位低くなる。このように、熱電対では、
プロセスチューブ内のウエハの温度を処理中に直接測定
することは困難である。
It is common to use a thermocouple to measure temperature,
Placing the thermocouple exposed in the process tube is not possible because the process tube is contaminated. To prevent contamination of the process tube, the thermocouple should be covered with a quartz tube and inserted, but in this case,
Due to the influence of the cladding tube, the value measured by the thermocouple becomes much lower than the actual wafer temperature, and the response is poor. Generally, when the wafer temperature is about 1000 ° C, the measured value is 1.
It becomes lower by about 00 to 200 ° C. Thus, with thermocouples,
It is difficult to directly measure the temperature of the wafer in the process tube during processing.

温度の測定には、放射温度計も使用される。ところが、
ハロゲンランプの出力波長は0.6〜4.0μmである
から、放射温度計の検出波長が4μm以下の場合は、ラ
ンプの出力波長の影響を受けて、測定が困難である。ま
た、温度検出波長が4μmより長い場合は、ランプの出
力波長の影響はなくなるが、石英製プロセスチューブに
よって放射エネルギがほとんど吸収されてしまうため、
プロセスチューブの外から温度を測定することは不可能
である。このように、放射温度計でも、プロセスチュー
ブ内のウエハの温度を処理中に直接することは困難であ
る。
A radiation thermometer is also used to measure the temperature. However,
Since the output wavelength of the halogen lamp is 0.6 to 4.0 μm, when the detection wavelength of the radiation thermometer is 4 μm or less, the measurement is difficult due to the influence of the output wavelength of the lamp. When the temperature detection wavelength is longer than 4 μm, the output wavelength of the lamp has no effect, but the radiant energy is almost absorbed by the quartz process tube.
It is not possible to measure temperature from outside the process tube. Thus, even with a radiation thermometer, it is difficult to directly control the temperature of the wafer in the process tube during processing.

このため、従来のアンプアニール装置では、次のように
してウエハの温度管理を行なっていた。すなわち、ま
ず、製品となる実ウエハを処理する前に、ダミーウエハ
をプロセスチューブに入れて実ウエハの場合と同様の処
理を行なう。このとき、プロセスチューブ内に挿入した
露出状態の熱電対をダミーウエハの表面に直接接触させ
て温度を測定し、ダミーウエハが設定温度になるように
温度の測定値に基いてランプ出力を調整する。このあ
と、プロセスチューブを洗浄し、これに実ウエハを入れ
てダミーウエハの場合と同じ条件で処理を行なう。この
とき、前記のように処理中の実ウエハの温度を直接測定
することは困難であるから、温度測定を行なわずに、ダ
ミーウエハの場合と同じ条件で処理を行なうことによ
り、実ウエハが設定温度となるようにしている。このた
め、温度制御が開ループ制御になり、ランプの劣化によ
る出力低下、ランプ反射板の反射率の変化などの外乱の
影響により、実ウエハの温度にばらつきが生じ、精度の
高い温度管理が困難である。
Therefore, in the conventional amplifier annealing apparatus, the temperature control of the wafer is performed as follows. That is, first, before processing an actual wafer to be a product, a dummy wafer is put into a process tube and the same processing as that for the actual wafer is performed. At this time, the exposed thermocouple inserted in the process tube is brought into direct contact with the surface of the dummy wafer to measure the temperature, and the lamp output is adjusted based on the measured value of the temperature so that the dummy wafer reaches the set temperature. After that, the process tube is washed, an actual wafer is put in the process tube, and processing is performed under the same conditions as in the case of the dummy wafer. At this time, since it is difficult to directly measure the temperature of the actual wafer being processed as described above, the actual wafer is set to the set temperature by performing the processing under the same conditions as those of the dummy wafer without measuring the temperature. I am trying to become. For this reason, the temperature control becomes open-loop control, and the actual wafer temperature varies due to the influence of disturbances such as output deterioration due to lamp deterioration and changes in the reflectance of the lamp reflector, making it difficult to perform accurate temperature control. Is.

発明が解決しようとする問題点 上記のように、従来の加熱処理装置では、熱電対や放射
温度計を使用しても、プロセスチューブ内の被加熱処理
物の温度を加熱処理中に直接測定することは困難であ
り、したがって、被加熱処理物の温度を精度良く管理す
ることが困難である。
Problems to be Solved by the Invention As described above, in the conventional heat treatment apparatus, even if a thermocouple or a radiation thermometer is used, the temperature of the heat treatment object in the process tube is directly measured during the heat treatment. Therefore, it is difficult to accurately control the temperature of the object to be heated.

この発明は、このような問題を解決し、プロセスチュー
ブ内の被加熱処理物の温度を加熱処理中に直接にかつ正
確に測定できる方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a method capable of directly and accurately measuring the temperature of an object to be heat-treated in a process tube during heat treatment.

問題点を解決するための手段 この発明の方法は、石英製プロセスチューブ内に入れら
れた被加熱処理物を光照射式加熱手段によって加熱処理
する光加熱処理装置において、プロセスチューブの壁に
あけられた穴の外側に石英製赤外線導出管を設け、赤外
線の導出管の内部および穴を通してプロセスチューブ内
の被加熱処理物に面するように検出部が配置される放射
温度計によって被加熱処理物の温度を測定する方法であ
って、 上記放射温度計として検出波長が光照射式加熱手段の出
力光の波長よりも長いものを用い、 上記加熱処理装置または上記加熱処理装置と温度測定環
境が等価な加熱装置に上記検出部を取り付け、内部に上
記被加熱処理物と同種のダミー被加熱処理物を入れると
ともに、上記ダミー被加熱処理物の温度を測定するため
の熱電対を設け、上記放射温度計に設定される放射率を
パラメータとして、上記放射温度計の指示温度に対する
上記熱電対によって測定した実温度の温度較正用データ
を少なくとも一種類あらかじめ作成しておき、 上記被加熱処理物を上記光加熱処理装置内で加熱すると
きに、上記赤外線検出部を上記光加熱装置に取り付ける
とともにあらかじめ作成された温度較正用データのパラ
メータの値に上記放射温度計の放射率を設定し、上記放
射温度計に設定された放射率をパラメータとしてあらか
じめ作成された温度較正用データにもとづいて上記放射
温度計の指示温度から実温度を求めることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems The method of the present invention is applied to a process tube wall in a light heat treatment apparatus for heat-treating an object to be heat-treated placed in a quartz process tube by a light irradiation type heating means. The infrared radiation tube made of quartz is provided on the outside of the hole, and the detection unit is arranged inside the infrared radiation tube and through the hole to face the object to be heated in the process tube. A method of measuring temperature, wherein the radiation thermometer having a detection wavelength longer than the wavelength of the output light of the light irradiation type heating means is used, and the heat treatment apparatus or the heat treatment apparatus and the temperature measurement environment are equivalent. In order to measure the temperature of the dummy heat-treated product while attaching the above-mentioned detection part to the heating device and putting the same dummy heat-treated product as the above-mentioned heat-treated product inside. A thermocouple is provided, with the emissivity set in the radiation thermometer as a parameter, at least one kind of temperature calibration data of the actual temperature measured by the thermocouple with respect to the indicated temperature of the radiation thermometer is created in advance, When heating the object to be heated in the light heating apparatus, the infrared detection unit is attached to the light heating apparatus and the emissivity of the radiation thermometer is set to the parameter value of the temperature calibration data created in advance. Is set, and the actual temperature is obtained from the indicated temperature of the radiation thermometer based on the temperature calibration data created in advance using the emissivity set in the radiation thermometer as a parameter.

実施例 第1図は光加熱処理装置を示している。この光加熱処理
装置(10)は、横断面矩形のケーシング(11)と、ケーシン
グ(11)内に設けられた横断面矩形の石英製プロセスチュ
ーブ(12)と、プロセスチューブ(12)とケーシング(11)と
の間に設けられた複数のハロゲンランプ(13)と、プロセ
スチューブ(12)の下壁中央部にあけられた穴(14)に一端
が接続されかつ他端がケーシング(11)の下方までのびた
石英製赤外線導出管(15)と、ケーシング(11)の下壁外面
に取り付けられかつ赤外線導出管(15)と同心の貫通孔(1
6)が形成された取付台(17)と、プロセスチューブ(12)内
に設けられた石英製サセプタ(18)上に穴(14)に面するよ
うに載せられた半導体ウエハ(19)からの赤外線を、穴(1
4)および赤外線導出管(15)を介して受光しうるように取
付台(17)に取付けられた検出部(20)を有する放射温度計
とを備えている。
Example FIG. 1 shows a light heat treatment apparatus. This light heat treatment apparatus (10) is a casing (11) having a rectangular cross section, a quartz process tube (12) having a rectangular cross section provided in the casing (11), a process tube (12) and a casing ( 11) a plurality of halogen lamps (13) provided between and one end is connected to the hole (14) formed in the central portion of the lower wall of the process tube (12) and the other end of the casing (11). A quartz infrared ray guide tube (15) extending to the lower side and a through hole (1) attached to the outer surface of the lower wall of the casing (11) and concentric with the infrared ray guide tube (15).
6) the mounting base (17) and the semiconductor wafer (19) mounted on the quartz susceptor (18) provided in the process tube (12) facing the hole (14). Infrared, hole (1
4) and a radiation thermometer having a detection unit (20) mounted on a mounting base (17) so as to be able to receive light via an infrared ray guiding tube (15).

ケーシング(11)の上壁および下壁は、内部に冷水通路
(図示略)が形成されている水冷式の反射板(21)で形成
されている。ケーシング(11)およびプロセスチューブ(1
2)の前端は開口している。そしてプロセスチューブ(12)
の前端部はケーシング(11)の前端開口から前方に突出し
ており、プロセスチューブ(12)の前端開口は蓋(22)によ
って閉鎖されている。プロセスチューブ(12)の後端壁に
は、ガス供給口(23)とガス排出口(24)とが設けられてい
る。
The upper wall and the lower wall of the casing (11) are formed by a water-cooled reflection plate (21) having a cold water passage (not shown) formed therein. Casing (11) and process tube (1
The front end of 2) is open. And process tubes (12)
The front end of the process tube (12) projects forward from the front end opening of the casing (11), and the front end opening of the process tube (12) is closed by a lid (22). A gas supply port (23) and a gas discharge port (24) are provided on the rear end wall of the process tube (12).

プロセスチューブ(12)の穴(14)の内がわに筒状の導出管
接続部(25)が設けられている。導出管接続部(25)の内周
面は、上方にいくほど径が小さくなるテーパ面(25a) に
形成されている。赤外線導出管(15)の一端部の外周面は
導出管接続部(25)の内周テーパ面(25a) と合致するテー
パ面(15a) に形成されており、赤外線導出管(15)の一端
部が導出管接続部(25)に嵌入されている。
The hole (14) of the process tube (12) is provided with a crocodile tubular lead-out pipe connection (25). The inner peripheral surface of the outlet pipe connecting portion (25) is formed into a tapered surface (25a) whose diameter becomes smaller as it goes upward. The outer peripheral surface of one end of the infrared lead-out pipe (15) is formed into a tapered surface (15a) that matches the inner peripheral tapered surface (25a) of the lead-out pipe connecting part (25). The part is fitted in the outlet pipe connecting part (25).

プロセスチューブ(12)の上壁とケーシング(11)の上壁と
の間の空間部およびプロセスチューブ(12)の下壁とケー
シング(11)の下壁との間の空間部内に、前後方向に等間
隔おきにかつ互いに平行に複数のハロゲンランプ(13)が
配置されているとともに左右方向に等間隔おきかつ互い
に平行に複数のハロゲンランプ(13)が配置されている。
In the space between the upper wall of the process tube (12) and the upper wall of the casing (11) and in the space between the lower wall of the process tube (12) and the lower wall of the casing (11), A plurality of halogen lamps (13) are arranged at equal intervals and in parallel with each other, and a plurality of halogen lamps (13) are arranged in the left-right direction at equal intervals and parallel to each other.

放射温度計としては、赤外線検出波長がハロゲンランプ
(13)の出力波長0.6〜4.0μmよりも長いもの、こ
の例では赤外線検出波長から5〜8μmのもが用いられ
ている。放射温度計の検出部(20)は、横断面円形の外ケ
ース(20a) と、外ケース(20a) 内から前端部が突出しか
つ対物レンズ、赤外線検出素子(図示略)等が内蔵され
た横断面円形の内ケース(20b) と、内ケース(20b) の前
端部の基部に嵌め合わされかつ外ケース(20a) の前面に
固定された検出部取付ねじ(20c) とを備えている。
As a radiation thermometer, the infrared detection wavelength is a halogen lamp
The output wavelength of (13) longer than 0.6 to 4.0 μm, in this example, the wavelength of 5 to 8 μm from the infrared detection wavelength is used. The detection part (20) of the radiation thermometer consists of an outer case (20a) with a circular cross section, and a cross section with a front end protruding from the inside of the outer case (20a) and containing an objective lens, an infrared detection element (not shown), etc. The inner case (20b) has a circular surface shape, and the detection section mounting screw (20c) fitted to the base of the front end of the inner case (20b) and fixed to the front surface of the outer case (20a).

取付台(17)としては、内部に冷水通路(図示略)を有す
る水冷式のものが用いられている。取付台(17)の貫通孔
(16)は、ケーシング(11)がわの一端面からあけられかつ
赤外線導出管(15)の他端部が挿入された導出管挿入部(1
6a) と、取付台(17)の他端面がわにあけられかつ内径が
検出部(20)の取付けねじ(20c) の外径とほぼ等しいねじ
孔部(16c) と、導出管挿入部(16a) とねじ孔部(16c) と
の間に形成されかつ内径が導出管挿入部(16a) の内方端
よりも大きくねじ孔部(16c) よりも小さいフィルタ収納
部(16b) とからなる。
As the mount (17), a water-cooled type having a cold water passage (not shown) inside is used. Through hole in mounting base (17)
(16) is a lead-out tube insertion portion (1) in which the casing (11) is opened from one end surface of the hollow and the other end of the infrared lead-out tube (15) is inserted.
6a), a screw hole (16c) in which the other end surface of the mounting base (17) is drilled and the inner diameter is approximately the same as the outer diameter of the mounting screw (20c) of the detection part (20), and the lead-out tube insertion part ( 16a) and the screw hole (16c), and the filter housing (16b) whose inner diameter is larger than the inner end of the lead-out tube insertion part (16a) and smaller than the screw hole (16c). .

導出管挿入部(16a) の内周面と赤外線導出管(15)との間
にはOリング(26)が介在している。フィルタ収納部(16
b) には、Oリング(27)、赤外線透過フィルタ(28)およ
び環状の不透明テフロン製フィルタ押え(29)が順次嵌め
込まれている。そしてねじ孔部(16c) に環状のフィルタ
押え押付部材(30)がねじ込まれることによって、赤外線
透過フィルタ(28)がOリング(27)をフィルタ収納部(16
b) と導出管挿入部(16a) との間の環状段部に押し付け
た状態で固定されている。
An O-ring (26) is interposed between the inner peripheral surface of the lead-out tube insertion portion (16a) and the infrared lead-out tube (15). Filter storage (16
An O-ring (27), an infrared transmission filter (28), and an annular opaque Teflon filter holder (29) are sequentially fitted in b). Then, the ring-shaped filter pressing member (30) is screwed into the screw hole portion (16c), so that the infrared transmission filter (28) causes the O-ring (27) to pass through the filter storage portion (16
It is fixed while being pressed against the annular stepped portion between b) and the lead-out pipe insertion portion (16a).

赤外線透過フィルタ(28)としては、ハロゲンランプ(13)
から出力される赤外線を遮光しかつ放射温度計の検出波
長の赤外線を透過するもの、この例では5〜8μmの波
長の赤外線を透過するものが用いられている。
As the infrared transmission filter (28), the halogen lamp (13)
The one which shields the infrared light output from the device and transmits the infrared light having the detection wavelength of the radiation thermometer, in this example, the one which transmits the infrared light having a wavelength of 5 to 8 μm is used.

検出部(20)は、取付ねじ(20c) がねじ孔部(16c) にねじ
込まれることによって取付台(17)に取り付けられてい
る。この状態においては、検出部(20)の内ケース(20b)
の前端部がフィルタ押え押付け部材(30)に嵌まり込んで
いる。
The detection unit (20) is attached to the mounting base (17) by screwing the mounting screw (20c) into the screw hole (16c). In this state, the inner case (20b) of the detection unit (20)
The front end of the filter is fitted into the filter retainer pressing member (30).

上記光加熱処理装置(10)は次のような利点を有してい
る。検出部(20)に入射する赤外線は、穴(14)および赤外
線導出管(15)の内部を通るため、プロセスチューブ(12)
や赤外線導出管(15)によって吸収されることはない。ま
た、放射温度計の検出波長が5〜8μmであるから、ハ
ロゲンランプ(13)の出力光(波長0.6〜4.0μm)
の影響を受けることがない。また、赤外線透過フィルタ
(28)によってハロゲンランプ(13)の出力光のほとんどが
遮光されるとともに、ハロゲンランプ(13)からの出力光
のうちフィルタ(28)を通過した光のほとんどは第1図に
鎖線で示すようにフィルタ押え(29)によって遮光される
ので、検出部(20)にハロゲンランプ(13)の出力光が直接
入射されるのを防止できる。このためハロゲンランプ(1
3)の出力光によって検出部(20)が故障するといったこと
がない。
The light heat treatment device (10) has the following advantages. Infrared rays incident on the detection section (20) pass through the inside of the hole (14) and the infrared emission tube (15), so the process tube (12)
It is not absorbed by or the infrared discharge tube (15). Moreover, since the detection wavelength of the radiation thermometer is 5 to 8 μm, the output light of the halogen lamp (13) (wavelength 0.6 to 4.0 μm)
Not affected by. Also, infrared transmission filter
Most of the output light from the halogen lamp (13) is blocked by (28), and most of the output light from the halogen lamp (13) that has passed through the filter (28) is as shown by the chain line in FIG. Since the light is blocked by the filter retainer (29), it is possible to prevent the output light of the halogen lamp (13) from directly entering the detector (20). Therefore, the halogen lamp (1
The output light of 3) does not damage the detection unit (20).

さらに、赤外線導出管(15)に連通している貫通孔(16)
が、Oリング(26)(27)および赤外線透過フィルタ(28)に
よって密封されているので、プロセスチューブ(12)内の
気体が導出管(15)および貫通孔(16)を通って外部に漏れ
てしまうのを防止できる。このため、プロセスチューブ
(12)内に所定の気体を閉じ込めた状態やプロセスチュー
ブ(12)内を真空にした状態で、半導体ウエハ(19)の加熱
処理を行なうことができるようになる。
Furthermore, a through hole (16) communicating with the infrared lead-out pipe (15)
Is sealed by the O-rings (26) (27) and the infrared transmission filter (28), the gas inside the process tube (12) leaks to the outside through the outlet pipe (15) and the through hole (16). It is possible to prevent it. Because of this, the process tube
The heat treatment of the semiconductor wafer (19) can be performed in a state where a predetermined gas is confined in the (12) or the process tube (12) is evacuated.

第2図は温度較正装置を示している。温度較正装置(40)
は、前面が開口した横断面矩形のケーシング(41)と、ケ
ーシング(41)内に収められかつ前面が開口した横断面略
矩形の恒温槽(43)と、恒温槽(43)内に設けられかつ前面
が開口した横断面矩形の石英製プロセスチューブ(44)
と、ケーシング(41)の開口端に嵌め込まれかつ着脱可能
にケーシング(41)に取り付けられた枠部材(45)と、枠部
材(45)に嵌め込まれかつ固定された反射板(46)と、反射
板(46)の中央部を貫通した水平状の赤外線導出管(47)
と、反射板(46)の外面に取り付けられかつ赤外線導出管
(47)と同心の貫通孔(48)を有する取付台(49)とを備えて
いる。
FIG. 2 shows a temperature calibration device. Temperature Calibration Device (40)
The casing is provided with a casing (41) having a rectangular cross-section with an open front surface, a constant temperature bath (43) having a substantially rectangular cross-section with an open front face and being housed in the casing (41), and a constant temperature bath (43). And a quartz process tube with a rectangular cross section and an open front (44)
A frame member (45) fitted to the open end of the casing (41) and detachably attached to the casing (41), and a reflector plate (46) fitted and fixed to the frame member (45). Horizontal infrared lead-out tube (47) that penetrates the center of the reflector (46)
And an infrared guide tube attached to the outer surface of the reflector (46).
(47) and a mounting base (49) having a through hole (48) concentric with each other.

プロセスチューブ(44)の後端壁には気体供給口(50)およ
び排出口(50)(一方のみ図示されている)が設けられて
いる。プロセスチューブ(44)内には反射板(46)に支持さ
れた石英製ウエハ支持部材(51)が配置されている。この
支持部材(51)には、後述するようにダミー・ウエハ(52)
が前向きにかつ垂直に取り付けられる。
A gas supply port (50) and a discharge port (50) (only one of which is shown) are provided on the rear end wall of the process tube (44). A quartz wafer supporting member (51) supported by a reflecting plate (46) is arranged in the process tube (44). This support member (51) has a dummy wafer (52) as described later.
Mounted forward and vertically.

反射板(46)は、光加熱処理装置(10)に用いられる反射板
(21)と同じ構造の水冷式のものである。赤外線導出管(4
7)の内端は、反射板(46)の内面とほぼ面一となってお
り、赤外線導出管(47)の外端部は反射板(46)から外方に
突出している。取付台(49)は、光加熱処理装置(10)に用
いられている取付台(17)と同じものである。したがっ
て、貫通孔(48)は、導出管挿入部(48a) 、フィルタ収納
部(48b) およびねじ孔部(48c) とからなる。導出管挿入
部(48a) には赤外線導出管(47)の外端部が挿入されてお
り、導出管挿入部(48a) の内周面と赤外線導出管(47)と
の間にOリング(53)が介在している。またフィルタ収納
部(48b) にはOリング(54)、光加熱処理装置(10)に用い
られているものと同じ赤外線透過フィルタ(55)およびフ
ィルタ押え(56)が順次嵌め込まれかつねじ孔部(48c) に
ねじ込まれたフィルタ押え押付部材(57)によって固定さ
れている。
The reflector (46) is a reflector used in the light heat treatment device (10).
It is a water-cooled type with the same structure as (21). Infrared discharge tube (4
The inner end of 7) is substantially flush with the inner surface of the reflecting plate (46), and the outer end of the infrared ray guiding tube (47) projects outward from the reflecting plate (46). The mount (49) is the same as the mount (17) used in the light heat treatment device (10). Therefore, the through hole (48) includes the lead-out tube insertion portion (48a), the filter storage portion (48b), and the screw hole portion (48c). The outer end portion of the infrared lead-out tube (47) is inserted into the lead-out tube insertion section (48a), and an O-ring (between the inner peripheral surface of the lead-out tube insert section (48a) and the infrared lead-out tube (47) is provided. 53) is intervening. Further, the O-ring (54), the infrared transmission filter (55) and the filter retainer (56) which are the same as those used in the light heat treatment device (10) are sequentially fitted into the filter housing portion (48b) and the screw hole portion is formed. It is fixed by a filter retainer pressing member (57) screwed into (48c).

取付台(49)には、後述するように光加熱処理装置(10)に
用いられるべき放射温度計の検出部(20)が取り付けられ
る。検出部(20)が取り付けられた際に、検出部(20)の前
端面とダミー・ウエハ(52)との間隔lが、光加熱処理装
置(10)の取付台(17)に検出部(20)が取り付けられている
状態における検出部(20)の前端面とウエハ(49)との間隔
L(第1図参照)に等しくなるようにダミー・ウエハ(5
2)の取付位置等が設定されている。
The mounting base (49) is mounted with a detection unit (20) of a radiation thermometer to be used in the light heating treatment device (10) as described later. When the detection unit (20) is attached, the distance l between the front end face of the detection unit (20) and the dummy wafer (52) is set to the attachment unit (17) of the light heat treatment device (10). The dummy wafer (5) is set so as to be equal to the distance L (see FIG. 1) between the wafer (49) and the front end face of the detection section (20) when the wafer (20) is attached.
The mounting position of 2) is set.

この温度較正装置(40)には、恒温槽(43)の温度制御のた
めに用いられる恒温槽温度検出用熱電対(58)と、ダミー
・ウエハ温度検出用熱電対(59)とが設けられている。
This temperature calibrating device (40) is provided with a thermocouple (58) for detecting the temperature of the constant temperature chamber used for controlling the temperature of the constant temperature chamber (43) and a thermocouple (59) for detecting the temperature of the dummy wafer. ing.

光加熱処理装置(10)で半導体ウエハ(19)を加熱処理する
前に、較正装置(40)を用いて次のようにして温度較正用
データを作成する。まず、光加熱処理装置(10)で加熱処
理しようとする半導体ウエハ(19)と同じ材質のダミー・
ウエハ(52)を支持部材(51)に取り付ける。次に、取付台
(49)に、光加熱処理装置(10)で使用する放射温度計の検
出部(20)を取り付ける。そして、放射温度計に付いてい
る放射率調整用つまみによって放射率εを適当な値に設
定する。こののち、恒温槽(43)の温度を段階的に上げて
いき、各段階ごとに、各段階で温度が安定したのちに放
射温度計の指示温度とダミー・ウエハ温度検出用熱電対
(59)によって測定された実温度とをそれぞれ求める。そ
して、放射温度計の指示温度に対する熱電対(59)によっ
て測定された実温度の温度較正用データを作成する。放
射率設定値を変えて、上記と同様な方法でデータを作成
する。そして放射温度計に設定される放射率をパラメー
タとして複数の温度較正用データを作成する。
Before the semiconductor wafer (19) is heat-treated by the light heat treatment device (10), the calibration device (40) is used to prepare temperature calibration data as follows. First, a dummy wafer made of the same material as the semiconductor wafer (19) to be heat-treated by the light heat treatment device (10)
The wafer (52) is attached to the support member (51). Next, the mounting base
The detector (20) of the radiation thermometer used in the light heat treatment device (10) is attached to (49). Then, the emissivity ε is set to an appropriate value by the emissivity adjusting knob attached to the radiation thermometer. After that, the temperature of the constant temperature bath (43) is raised in stages, and after each stage the temperature stabilizes, the temperature indicated by the radiation thermometer and the thermocouple for detecting the dummy wafer temperature are detected.
The actual temperature measured by (59) and the actual temperature are obtained. Then, the temperature calibration data of the actual temperature measured by the thermocouple (59) for the temperature indicated by the radiation thermometer is created. Change the emissivity setting value and create data in the same way as above. Then, a plurality of temperature calibration data is created using the emissivity set in the radiation thermometer as a parameter.

第3図および第4図は上記のようにして作成された温度
較正用データを示している。第3図はダミー・ウエハ(5
2)としてシリコンが用いられた場合のものを、第4図は
ダミー・ウエハ(52)としてガリウム砒素が用いられた場
合のものをそれぞれ示している。
FIGS. 3 and 4 show the temperature calibration data created as described above. Figure 3 shows a dummy wafer (5
FIG. 4 shows the case where silicon is used as 2) and FIG. 4 shows the case where gallium arsenide is used as the dummy wafer (52).

以上のようにして、温度較正用データを作成したのち
に、光加熱処理装置(10)による半導体ウエハ(19)の加熱
処理を次のようにして行なう。まず、加熱処理しようと
する半導体ウエハ(19)を光加熱処理装置(10)のサセプタ
(18)にセットする。温度較正装置(40)に取付けられてい
た検出部(20)を光加熱処理装置(10)の取付台(17)に取り
付ける。
After the temperature calibration data is created as described above, the heat treatment of the semiconductor wafer (19) by the light heat treatment apparatus (10) is performed as follows. First, the semiconductor wafer (19) to be heat-treated is processed by the susceptor of the optical heat treatment device (10).
Set to (18). The detection unit (20) attached to the temperature calibration device (40) is attached to the attachment base (17) of the light heating treatment device (10).

つぎに、温度較正用データから、放射温度計の指示温度
と実温度とがほぼ1:1に対応している場合の放射率を
求め、放射温度計にその放射率を設定する。たとえば、
加熱処理しようとするウエハがシリコンである場合に
は、放射率を0.7に設定し、加熱処理しようとするウ
エハがガリウム砒素である場合には、放射率を0.65
に設定する。
Next, the emissivity when the indicated temperature of the radiation thermometer and the actual temperature correspond to approximately 1: 1 is obtained from the temperature calibration data, and the emissivity is set in the radiation thermometer. For example,
If the wafer to be heat treated is silicon, the emissivity is set to 0.7, and if the wafer to be heat treated is gallium arsenide, the emissivity is 0.65.
Set to.

こののち、ハロゲンランプ(13)によって半導体ウエハ(1
9)を加熱する。この際、放射温度計によって半導体ウエ
ハ(19)の温度を管理する。この場合、放射温度計の指示
温度は、実温度となる。
After this, the halogen lamp (13) was used to
9) Heat. At this time, the temperature of the semiconductor wafer (19) is controlled by a radiation thermometer. In this case, the temperature indicated by the radiation thermometer is the actual temperature.

上記実施例では、放射温度計の指示温度と実温度とがほ
ぼ1:1に対応している温度較正用データのパラメータ
の値(放射率)に、放射温度計の放射率を設定している
が、他の温度較正用データのパラメータの値(放射率)
に放射温度計の放射率を設定するようにしてもよい。こ
の場合には、ウエハ(19)の加熱処理時において、放射温
度計に設定された放射率をパラメータとする温度較正用
データにもとづいて放射温度計の指示温度から、ウエハ
(19)の実温度を求めるようにする。
In the above embodiment, the emissivity of the radiation thermometer is set to the parameter value (emissivity) of the temperature calibration data in which the indicated temperature of the radiation thermometer and the actual temperature correspond to approximately 1: 1. However, the value of other temperature calibration data parameters (emissivity)
Alternatively, the emissivity of the radiation thermometer may be set. In this case, during the heat treatment of the wafer (19), based on the temperature calibration data having the emissivity set in the radiation thermometer as a parameter, the temperature indicated by the radiation thermometer
Try to find the actual temperature in (19).

また、一般に、放射温度計では、400℃以下の低温域
の温度を測定することは困難である。しかしながら、作
成された温度較正用データのうちのパラメータ(放射
率)の比較的小さい較正用データのパラメータ(放射
率)に、放射温度計の放射率を設定し、ウエハ(19)の加
熱処理時において、放射温度計に設定された放射率をパ
ラメータとする温度較正用データにもとづいて放射温度
計の指示温度から実温度を求めるようにすると、400
℃以下の低温域の温度をも設定することが可能となる。
たとえば、第3図を参照して、ウエハ(19)としてシリコ
ンが用いられている場合に、放射温度計に放射率0.3
を設定し、ウエハ(19)の加熱処理時に上記のようにして
実温度を求めると、300〜400℃の低温域の温度を
も測定することが可能となる。
Further, in general, it is difficult for a radiation thermometer to measure the temperature in a low temperature range of 400 ° C. or lower. However, the emissivity of the radiation thermometer is set to the parameter (emissivity) of the calibration data, which has a relatively small parameter (emissivity) in the created temperature calibration data, and the heat treatment of the wafer (19) is performed. When the actual temperature is calculated from the temperature indicated by the radiation thermometer based on the temperature calibration data in which the emissivity set in the radiation thermometer is used as a parameter,
It is also possible to set the temperature in the low temperature range of ℃ or less.
For example, referring to FIG. 3, when silicon is used as the wafer (19), the radiation thermometer has an emissivity of 0.3.
Is set and the actual temperature is obtained as described above during the heat treatment of the wafer (19), it becomes possible to measure the temperature in the low temperature range of 300 to 400 ° C.

上記実施例では、温度較正装置(40)を用いて温度較正用
データを作成しているが、光加熱処理装置(10)に、ダミ
ー・ウエハ(52)を入れるとともにダミー・ウエハ温度測
定用熱電対(59)を設け、加熱処理装置(10)によりダミー
・ウエハ(52)を加熱して温度較正用データを作成しても
よい。
In the above embodiment, the temperature calibration data is created using the temperature calibration device (40) .However, the dummy wafer (52) is placed in the light heating treatment device (10) and the thermoelectric device for measuring the dummy wafer temperature is used. A pair (59) may be provided, and the dummy wafer (52) may be heated by the heat treatment device (10) to create temperature calibration data.

発明の効果 この発明による光加熱処理装置における被加熱処理物温
度の測定方法では、被加熱処理物からの赤外線がプロセ
スチューブに吸収されることがない。また、放射温度計
の検出波長は光照射式加熱手段の出力光の波長よりも長
いから、放射温度計の指示温度に被加熱処理物を加熱す
るための赤外光の影響が表われない。そして、放射温度
計の指示温度と、温度較正用データとにもとづいて実温
度を求めているから、正確な温度測定を行なうことがで
きるようになる。また、比較的小さい放射率をパラメー
タとする温度較正用データを作成しておき、放射温度計
にその放射率を設定し、被加熱処理物の加熱処理時に、
上記温度較正用データにもとづいて放射温度計の指示温
度から実温度を求めるようにすると、放射温度計の温度
測定範囲以下の低温度をも測定することが可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION In the method for measuring the temperature of an object to be heat-treated in the light heat treatment apparatus according to the present invention, infrared rays from the object to be heat-treated are not absorbed by the process tube. Further, since the detection wavelength of the radiation thermometer is longer than the wavelength of the output light of the light irradiation type heating means, the influence of infrared light for heating the object to be heated to the temperature indicated by the radiation thermometer does not appear. Then, since the actual temperature is obtained based on the temperature indicated by the radiation thermometer and the temperature calibration data, accurate temperature measurement can be performed. Also, data for temperature calibration with a relatively small emissivity as a parameter is created, and the emissivity is set in the radiation thermometer, and at the time of heating the object to be heated,
When the actual temperature is obtained from the temperature indicated by the radiation thermometer based on the temperature calibration data, it becomes possible to measure a low temperature below the temperature measurement range of the radiation thermometer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は光加熱処理装置を示す縦断面図、第2図は温度
較正装置を示す縦断面図、第3図はダミー・ウエハとし
てシリコンが用いられた場合における温度較正用データ
を示すグラフ、第4図はダミー・ウエハとしてガリウム
砒素が用いられた場合における温度較正用データを示す
グラフである。 (10)……光加熱処理装置、(12)……プロセスチューブ、
(13)……ハロゲンランプ、(14)……穴、(15)……赤外線
導出管、(19)……半導体ウエハ、(20)……放射温度計の
検出部、(40)……温度較正装置、(52)……ダミー・ウエ
ハ、(59)……ダミー・ウエハ温度測定用熱電対。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an optical heat treatment device, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a temperature calibration device, and FIG. 3 is a graph showing temperature calibration data when silicon is used as a dummy wafer. FIG. 4 is a graph showing temperature calibration data when gallium arsenide is used as a dummy wafer. (10) …… Light heating treatment device, (12) …… Process tube,
(13) …… Halogen lamp, (14) …… Hole, (15) …… Infrared discharge tube, (19) …… Semiconductor wafer, (20) …… Radiation thermometer detector, (40) …… Temperature Calibrator, (52) …… Dummy wafer, (59) …… Dummy wafer temperature measurement thermocouple.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】石英製プロセスチューブ内に入れられた被
加熱処理物を光照射式加熱手段によって加熱処理する光
加熱処理装置において、プロセスチューブの壁にあけら
れた穴の外側に石英製赤外線導出管を設け、赤外線の導
出管の内部および穴を通してプロセスチューブ内の被加
熱処理物に面するように検出部が配置される放射温度計
によって被加熱処理物の温度を測定する方法であって、 上記放射温度計として検出波長が光照射式加熱手段の出
力光の波長よりも長いものを用い、 上記加熱処理装置または上記加熱処理装置と温度測定環
境が等価な加熱装置に上記検出部を取り付け、内部に上
記被加熱処理物と同種のダミー被加熱処理物を入れると
ともに、上記ダミー被加熱処理物の温度を測定するため
の熱電対を設け、上記放射温度計に設定される放射率を
パラメータとして、上記放射温度計の指示温度に対する
上記熱電対によって測定した実温度の温度較正用データ
を少なくとも一種類あらかじめ作成しておき、 上記被加熱処理物を上記光加熱処理装置内で加熱すると
きに、上記赤外線検出部を上記光加熱装置に取り付ける
とともにあらかじめ作成された温度較正用データのパラ
メータの値に上記放射温度計の放射率を設定し、上記放
射温度計に設定された放射率をパラメータとしてあらか
じめ作成された温度較正用データにもとづいて上記放射
温度計の指示温度から実温度を求める光加熱処理装置に
おける被加熱処理物の測定方法。
1. An optical heat treatment apparatus for heat-treating an object to be heat-treated placed in a quartz process tube by a light irradiation type heating means, and a quartz infrared ray is led to the outside of a hole formed in a wall of the process tube. A method of measuring the temperature of an object to be heated by a radiation thermometer, in which a detector is arranged so as to face an object to be heated in a process tube through a hole and an inside of an infrared ray guiding tube, As the radiation thermometer, the one whose detection wavelength is longer than the wavelength of the output light of the light irradiation type heating means is used, and the above-mentioned heat treatment device or the above heat treatment device is attached to the above detection unit in a heating device in which the temperature measurement environment is equivalent, A dummy heat treatment object of the same kind as the heat treatment object is put inside, and a thermocouple for measuring the temperature of the dummy heat treatment object is provided, and the radiation thermometer is provided. With the emissivity determined as a parameter, at least one kind of temperature calibration data of the actual temperature measured by the thermocouple with respect to the temperature indicated by the radiation thermometer is created in advance, and the object to be heated is subjected to the light heating treatment. When heating in the device, the infrared detection unit is attached to the optical heating device and the emissivity of the radiation thermometer is set to the value of the parameter of the temperature calibration data created in advance, and the radiation thermometer is set. A method for measuring an object to be heated in an optical heating apparatus for obtaining an actual temperature from a temperature indicated by the radiation thermometer on the basis of temperature calibration data created in advance using the generated emissivity as a parameter.
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JP5507102B2 (en) * 2009-03-19 2014-05-28 大日本スクリーン製造株式会社 Heat treatment apparatus and heat treatment method
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