JPH0675009B2 - 物体表面の温度制御方法 - Google Patents
物体表面の温度制御方法Info
- Publication number
- JPH0675009B2 JPH0675009B2 JP2016381A JP1638190A JPH0675009B2 JP H0675009 B2 JPH0675009 B2 JP H0675009B2 JP 2016381 A JP2016381 A JP 2016381A JP 1638190 A JP1638190 A JP 1638190A JP H0675009 B2 JPH0675009 B2 JP H0675009B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- black body
- measured
- radiation thermometer
- emissivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、物体からの輻射を利用した温度計測に基づ
く、物体表面の温度制御方法に関する。
く、物体表面の温度制御方法に関する。
（従来の技術） 物体からの輻射を利用した温度計測は、黒体に対するス
テファン・ボルツマンの法則に基づいている。黒体は人
工的に再現することは可能であるが、通常の被測温物体
は黒体ではない。したがって、被測温物体の輻射率を正
確に把握し、測定値を輻射率によって補正する必要があ
る。しかし、現実には輻射率を正確に把握することは難
しい。特に、特々刻々被測温物体の輻射率が変化する場
合、即時に輻射率を測定して補正することは困難であ
る。
テファン・ボルツマンの法則に基づいている。黒体は人
工的に再現することは可能であるが、通常の被測温物体
は黒体ではない。したがって、被測温物体の輻射率を正
確に把握し、測定値を輻射率によって補正する必要があ
る。しかし、現実には輻射率を正確に把握することは難
しい。特に、特々刻々被測温物体の輻射率が変化する場
合、即時に輻射率を測定して補正することは困難であ
る。
そこで、輻射率の影響を受けずに輻射を利用して温度を
測定する方法として、二色温度計が考案されている。こ
れは、異なる二波長における輻射エネルギーの比から温
度を推定するものである。
測定する方法として、二色温度計が考案されている。こ
れは、異なる二波長における輻射エネルギーの比から温
度を推定するものである。
（発明が解決しようとする課題） 上記温度計による温度測定では、輻射率が波長によらず
一定、すなわち被測温物体が灰色体であるという前提を
必要とする。灰色体も黒体同様現存しない。したがっ
て、二色温度計も輻射率の影響を受けることに変わりは
ない。
一定、すなわち被測温物体が灰色体であるという前提を
必要とする。灰色体も黒体同様現存しない。したがっ
て、二色温度計も輻射率の影響を受けることに変わりは
ない。
したがって、この二色温度計によっても被温度制御物の
輻射率が時々変化する場合には、この物体の温度を計測
し、温度制御することは困難である。このため、例えば
真空蒸着においては、成膜表面の温度管理が、成膜され
た膜の性質、あるいは基板との密着性の上で、極めて重
要な技術課題であるが、成膜の進行とともに、輻射率の
値が時々刻々変化するため、従来膜表面の温度を直接計
測して、制御することができないという問題がある。
輻射率が時々変化する場合には、この物体の温度を計測
し、温度制御することは困難である。このため、例えば
真空蒸着においては、成膜表面の温度管理が、成膜され
た膜の性質、あるいは基板との密着性の上で、極めて重
要な技術課題であるが、成膜の進行とともに、輻射率の
値が時々刻々変化するため、従来膜表面の温度を直接計
測して、制御することができないという問題がある。
本発明は、斯る従来の問題点を課題としてなされたもの
で、物体からの輻射を利用した温度計測手段を用いた温
度制御において、時々刻々変化する輻射率を補正し、正
確な温度制御を可能とする物体表面の温度制御方法を提
供することにある。
で、物体からの輻射を利用した温度計測手段を用いた温
度制御において、時々刻々変化する輻射率を補正し、正
確な温度制御を可能とする物体表面の温度制御方法を提
供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は、温度制御機能付
き黒体および放射温度計を、被測温物体表面上におけ
る、放射温度計の測定領域中心での法線に関して対称な
２本直線上にそれぞれの光軸が一致するように配置する
とともに、前記黒体の設定加熱温度を物体表面の目標加
熱温度とし、前記放射温度計による検出温度が、前記設
定加熱温度と一致するように、物体加熱手段を制御する
ようにした。
き黒体および放射温度計を、被測温物体表面上におけ
る、放射温度計の測定領域中心での法線に関して対称な
２本直線上にそれぞれの光軸が一致するように配置する
とともに、前記黒体の設定加熱温度を物体表面の目標加
熱温度とし、前記放射温度計による検出温度が、前記設
定加熱温度と一致するように、物体加熱手段を制御する
ようにした。
（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
第１図は、本発明に係る方法を適用した温度制御手段を
有する真空蒸着装置を示し、被測温制御物体である薄膜
２を成膜する基板１はるつぼ３およびその中の蒸着材料
４からなる蒸着源５の上方に配置してある。基板１は電
熱ヒータ等の物体加熱手段６により所定温度に加熱され
る。成膜２表面状の放射温度計７の測定領域の中心にお
ける法線Ａに関して対称な２本の直線上に放射温度計７
および黒体８がそれぞれの光軸が前記直線と一致するよ
うに配置してあり、黒体８の輻射が薄膜２表面で反射
し、放射温度計７に入射するようになっている。そし
て、黒体８は電熱ヒータ等の黒体加熱手段９により加熱
可能となっており、この黒体８の温度は熱電対10で測定
するようになっている。
有する真空蒸着装置を示し、被測温制御物体である薄膜
２を成膜する基板１はるつぼ３およびその中の蒸着材料
４からなる蒸着源５の上方に配置してある。基板１は電
熱ヒータ等の物体加熱手段６により所定温度に加熱され
る。成膜２表面状の放射温度計７の測定領域の中心にお
ける法線Ａに関して対称な２本の直線上に放射温度計７
および黒体８がそれぞれの光軸が前記直線と一致するよ
うに配置してあり、黒体８の輻射が薄膜２表面で反射
し、放射温度計７に入射するようになっている。そし
て、黒体８は電熱ヒータ等の黒体加熱手段９により加熱
可能となっており、この黒体８の温度は熱電対10で測定
するようになっている。
したがって、放射温度計７には、黒体８の温度T0に対応
した黒体輻射エネルギーｅ（T0）に被測温物体の輻射率
εによって決まる反射率（１−ε）を乗じた（１−ε）
Ｅ（T0）に、被測温物体の温度Ｔに対応した被測温物体
からの輻射エネルギーεＥ（Ｔ）の和が入射することに
なり、その入射エネルギーEinは、次式のようになる。
した黒体輻射エネルギーｅ（T0）に被測温物体の輻射率
εによって決まる反射率（１−ε）を乗じた（１−ε）
Ｅ（T0）に、被測温物体の温度Ｔに対応した被測温物体
からの輻射エネルギーεＥ（Ｔ）の和が入射することに
なり、その入射エネルギーEinは、次式のようになる。
Ein＝（１−ε）Ｅ（T0）＋εＥ（Ｔ） ……（１） ここで、被測温物体の温度Ｔが黒体の温度T0に等しけれ
ば、 Ｅ（Ｔ）＝Ｅ（T0） ……（２） となるので、式（１）は次式のようになる。
ば、 Ｅ（Ｔ）＝Ｅ（T0） ……（２） となるので、式（１）は次式のようになる。
Ein＝（１−ε）Ｅ（T0）＋εＥ（T0） ＝Ｅ（T0） ……（３） なお、被測温物体の温度Ｔが黒体の温度T0より低い場合
は、 Ein＝（１−ε）Ｅ（T0）＋εＥ（Ｔ）＜Ｅ（T0） ……（４） となり、被測温物体の温度Ｔが黒体の温度T0より高い場
合は、 Ein＝（１−ε）Ｅ（T0）＋εＥ（Ｔ）＞Ｅ（T0） ……（５） となる。
は、 Ein＝（１−ε）Ｅ（T0）＋εＥ（Ｔ）＜Ｅ（T0） ……（４） となり、被測温物体の温度Ｔが黒体の温度T0より高い場
合は、 Ein＝（１−ε）Ｅ（T0）＋εＥ（Ｔ）＞Ｅ（T0） ……（５） となる。
すなわち、前記黒体の温度を被測定物体の目標加熱温度
に制御し、放射温度計に入射する輻射エネルギーから算
出される検出温度が、前記黒体の温度と一致するように
被測温物体の加熱手段を調節すれば、被測温物体の輻射
率によらず、被測温物体の温度を正確に制御できること
を示している。
に制御し、放射温度計に入射する輻射エネルギーから算
出される検出温度が、前記黒体の温度と一致するように
被測温物体の加熱手段を調節すれば、被測温物体の輻射
率によらず、被測温物体の温度を正確に制御できること
を示している。
そこで、本発明に係る方法では、黒体８の温度を検出す
る熱電対10による黒体温度と被測温物体の目標加熱温度
T0である設定温度とを比較して、加熱手段９の出力を制
御することによって、黒体８の温度を被測温制御物体で
ある薄膜２の目標加熱温度T0に保持する。一方、放射温
度計７に入射した輻射エネルギーEinに基づき算出され
る物体表面温度T0′と、目標加熱温度（黒体４の温度）
T0とを比較する。
る熱電対10による黒体温度と被測温物体の目標加熱温度
T0である設定温度とを比較して、加熱手段９の出力を制
御することによって、黒体８の温度を被測温制御物体で
ある薄膜２の目標加熱温度T0に保持する。一方、放射温
度計７に入射した輻射エネルギーEinに基づき算出され
る物体表面温度T0′と、目標加熱温度（黒体４の温度）
T0とを比較する。
１）基板１上の蒸着薄膜２の温度T0′が目標加熱温度T0
より低ければ、式（４）に示したように、放射温度計７
に入射するエネルギーEinは温度T0の黒体の輻射エネル
ギーＥ（T0）より小さくなるので、T0′＜T0となる。
より低ければ、式（４）に示したように、放射温度計７
に入射するエネルギーEinは温度T0の黒体の輻射エネル
ギーＥ（T0）より小さくなるので、T0′＜T0となる。
２）基板１上の蒸着薄膜２の温度T0′が目標加熱温度T0
より低ければ、式（５）に示したように、放射温度計７
に入射するエネルギーEinは温度T0の黒体の輻射エネル
ギーＥ（T0）より大きくなるので、T0′＞T0となる。
より低ければ、式（５）に示したように、放射温度計７
に入射するエネルギーEinは温度T0の黒体の輻射エネル
ギーＥ（T0）より大きくなるので、T0′＞T0となる。
したがって、T0′とT0を比較することによって、薄膜２
に対する加熱の要，不要が判定でき、T0′＝T0となるよ
うに物体加熱手段６の出力を制御する。これによって、
薄膜２の輻射率の変化に拘らず、薄膜２の温度を目標加
熱温度T0に制御することができる。
に対する加熱の要，不要が判定でき、T0′＝T0となるよ
うに物体加熱手段６の出力を制御する。これによって、
薄膜２の輻射率の変化に拘らず、薄膜２の温度を目標加
熱温度T0に制御することができる。
蒸着の進行にともなう膜厚２の変化により輻射物性が特
々刻々変化するが、本発明の適用により、膜の密着性あ
るいは膜の強度を決定する成膜中の蒸着薄膜表面の温度
を正確に把握し、それに基づいて蒸着薄膜表面の温度を
調整できるため、より性能に優れた蒸着処理が可能とな
る。
々刻々変化するが、本発明の適用により、膜の密着性あ
るいは膜の強度を決定する成膜中の蒸着薄膜表面の温度
を正確に把握し、それに基づいて蒸着薄膜表面の温度を
調整できるため、より性能に優れた蒸着処理が可能とな
る。
なお、第１図の蒸着源５の上部に、イオン化のための手
段としては例えばコイル電極を備え、蒸着源５と基板１
の間にバイアス電圧を与えると、イオンプレーティング
となるが、本発明はこの場合にも適用されるもので、前
記実施例に限定されるものではない。
段としては例えばコイル電極を備え、蒸着源５と基板１
の間にバイアス電圧を与えると、イオンプレーティング
となるが、本発明はこの場合にも適用されるもので、前
記実施例に限定されるものではない。
この他、本発明はイオンビームスパッター、イオン注
入、スパッタリング蒸着等のあらゆる成膜、あるいはイ
オンビームエッチング、スパッターエッチング等表面が
時々刻々更新されるあらゆるプロセス、また焼鈍、左成
等のあらゆる熱処理、さらにランプアニール、レーザー
アニール等の表面熱処理なども適用対象に含むものであ
る。
入、スパッタリング蒸着等のあらゆる成膜、あるいはイ
オンビームエッチング、スパッターエッチング等表面が
時々刻々更新されるあらゆるプロセス、また焼鈍、左成
等のあらゆる熱処理、さらにランプアニール、レーザー
アニール等の表面熱処理なども適用対象に含むものであ
る。
（発明の効果） 以上説明より明らかなように、本発明によれば、輻射率
を補正した正確な温度を非接触の状態で測定できるの
で、特に時々刻々輻射率が変化するプロセスにおける温
度測定に適用することによって、高精度の温度制御が可
能になるという効果を奏する。
を補正した正確な温度を非接触の状態で測定できるの
で、特に時々刻々輻射率が変化するプロセスにおける温
度測定に適用することによって、高精度の温度制御が可
能になるという効果を奏する。
第１図は本発明に係る方法を適用した温度制御手段を有
する真空蒸着装置の全体構成図である。 １……基板、６……加熱手段、７……放射温度計、８…
…黒体、９……加熱装置、10……熱電対、Ａ……法線。
する真空蒸着装置の全体構成図である。 １……基板、６……加熱手段、７……放射温度計、８…
…黒体、９……加熱装置、10……熱電対、Ａ……法線。
Claims (1)
- 【請求項１】温度制御機能付き黒体および放射温度計
を、被測温物体表面上における、放射温度計の測定領域
中心での法線に関して対称な２本の直線上にそれぞれの
光軸が一致するように配置するとともに、前記黒体の設
定加熱温度を物体表面の目標加熱温度とし、前記放射温
度計による検出温度が、前記設定加熱温度と一致するよ
うに、物体加熱手段を制御することを特徴とする物体表
面の温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016381A JPH0675009B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 物体表面の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016381A JPH0675009B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 物体表面の温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221821A JPH03221821A (ja) | 1991-09-30 |
| JPH0675009B2 true JPH0675009B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=11914704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016381A Expired - Lifetime JPH0675009B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 物体表面の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675009B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9482468B2 (en) | 2005-09-14 | 2016-11-01 | Mattson Technology, Inc. | Repeatable heat-treating methods and apparatus |
| WO2008131513A1 (en) | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Mattson Technology Canada, Inc. | Irradiance pulse heat-treating methods and apparatus |
| US9279727B2 (en) | 2010-10-15 | 2016-03-08 | Mattson Technology, Inc. | Methods, apparatus and media for determining a shape of an irradiance pulse to which a workpiece is to be exposed |
| US20140369387A1 (en) * | 2011-09-15 | 2014-12-18 | Oerlikon Trading Ag, Trubbach | Method for the temperature measurement of substrates in a vacuum chamber |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221869Y2 (ja) * | 1971-05-08 | 1977-05-19 | ||
| JPS577530A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-14 | Nippon Steel Corp | Method of measuring surface temperature of object |
| JPH0367137A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-22 | Chino Corp | 表面温度制御装置 |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP2016381A patent/JPH0675009B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03221821A (ja) | 1991-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100564788B1 (ko) | 기판 온도 측정 시스템 및 온도 측정값 조절 방법 | |
| US5564830A (en) | Method and arrangement for determining the layer-thickness and the substrate temperature during coating | |
| US6064799A (en) | Method and apparatus for controlling the radial temperature gradient of a wafer while ramping the wafer temperature | |
| US7182976B2 (en) | Process for forming a thin film and apparatus therefor | |
| US5783804A (en) | Reflectance method for accurate process calibration in semiconductor substrate heat treatment | |
| US20100166947A1 (en) | Substrate processing apparatus, deposition method, and electronic device manufacturing method | |
| US20100292950A1 (en) | Radiation thermometry and radiation thermometry system | |
| JPH0675009B2 (ja) | 物体表面の温度制御方法 | |
| EP1094344B1 (en) | Thin film forming method and apparatus | |
| WO2000008428A9 (en) | Apparatus and methods for measuring substrate temperature | |
| KR20150056269A (ko) | 기판 처리 장치 및 처리 방법과 이를 이용한 레이저 열처리 장치 및 레이저 열처리 방법 | |
| JPH0341399A (ja) | 多層膜反射鏡の製造方法 | |
| JP2000256848A (ja) | 成膜方法及び装置 | |
| JP2860144B2 (ja) | 板状体の温度測定装置 | |
| US5902504A (en) | Systems and methods for determining semiconductor wafer temperature and calibrating a vapor deposition device | |
| US7169717B2 (en) | Method of producing a calibration wafer | |
| TWI839900B (zh) | 成膜控制裝置、成膜裝置及成膜方法 | |
| KR20000071553A (ko) | 하이브리드 광 온도측정기 시스템을 이용한 실리콘공정소재들의 처리 방법 | |
| US5624190A (en) | Method and apparatus for measuring the temperature of an object, in particular a semiconductor, by ellipsometry | |
| WO2002075264A1 (en) | Temperature measuring method and apparatus and semiconductor heat treatment apparatus | |
| JP3926073B2 (ja) | 薄膜形成方法及び装置 | |
| US6169271B1 (en) | Model based method for wafer temperature control in a thermal processing system for semiconductor manufacturing | |
| Mackowski et al. | Different approaches to improve the wavefront of low-loss mirrors used in the Virgo gravitational wave antenna | |
| JPS62111485A (ja) | 薄膜製造装置 | |
| JP2000218151A (ja) | 真空装置 |