JPH08285692A - Semiconductor processing technology including measurement ofradiated and heated main body by pyrometer and equipment forexecuting technology thereof - Google Patents

Semiconductor processing technology including measurement ofradiated and heated main body by pyrometer and equipment forexecuting technology thereof

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Publication number
JPH08285692A
JPH08285692A JP8083885A JP8388596A JPH08285692A JP H08285692 A JPH08285692 A JP H08285692A JP 8083885 A JP8083885 A JP 8083885A JP 8388596 A JP8388596 A JP 8388596A JP H08285692 A JPH08285692 A JP H08285692A
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JP
Japan
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probe
radiation
lamp
wafer
enclosure
Prior art date
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Pending
Application number
JP8083885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Anthony T Fiory
テー.フィオリー アンソニー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
AT&T IPM Corp
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Publication date
Priority claimed from US08/418,337 external-priority patent/US5624590A/en
Application filed by AT&T Corp, AT&T IPM Corp filed Critical AT&T Corp
Publication of JPH08285692A publication Critical patent/JPH08285692A/en
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  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate restriction on the arrangement of probe by locating two probes on the boundary of a processing chamber such that a first probe includes no lamp and a second probe includes the field of view of first probe and a lamp. SOLUTION: A wafer 120 is set in a processing chamber 160 while being surrounded by a quartz envelope 130 and a lamp 140 is disposed on the side bank of envelope. Two probes are mounted on one side of the chamber 160 while facing the openings closely each other. More specifically, inlet face of a wafer probe 100 is directed toward the wafer 120 which is included in the field of view Ω1 of an optical baffle 150 for limiting the field of view and the lamp 140 is excluded therefrom. A lamp probe 110 is arranged on a plane 170 and provided with a field of view Ω2 including the entirety of wafer 120 in the field of view Ω1 of probe 100 and the lamp 140 located on the side face of the field of view Ω1 . This arrangement eliminates restriction on the arrangement of probe, e.g. arranging and removing of prove.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高温測定の分野に関
し、より詳細には、高速熱処理のために設計された反応
器や炉の内部の放射加熱された半導体ウエハの高温測定
による観察に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the field of pyrometry, and more particularly to pyrometric observation of radiantly heated semiconductor wafers inside a reactor or furnace designed for rapid thermal processing.

【0002】[0002]

【関連出願の情報】本出願は、1993年4月2日出願
された、94年4月19日付けで米国特許第5、30
5、416号として付与された米国特許出願第08/0
42、028号の一部継続出願である、1994年4月
14日出願の米国特許出願第08/227、844号の
一部継続出願であり、これらの開示は参照されることに
よって組み込まれる。
[Related Application Information] This application was filed on April 2, 1993, and was filed on April 19, 1994 in US Pat.
US Patent Application No. 08 / 0,5,416
No. 42,028, a continuation-in-part of U.S. patent application Ser. No. 08 / 227,844, filed April 14, 1994, the disclosure of which is incorporated by reference.

【0003】[0003]

【従来の技術】高速熱処理(RTP)では、半導体ウエ
ハのような被加工物は、任意の複雑さの、特定の温度サ
イクルにさらされる。この理由から、RTPは、集積回
路の製造過程で、拡散やアニールのような、熱に依存す
る処理を実行する際有用である。しかし、こうした処理
の中には、±10゜C以下の範囲内の温度制御を必要と
するものがある。こうした精密な制御は、ウエハの温度
が、比較的高い精度で測定出来る場合にのみ可能であ
る。
In rapid thermal processing (RTP), workpieces such as semiconductor wafers are subjected to specific temperature cycles of arbitrary complexity. For this reason, RTP is useful in performing heat-dependent processes such as diffusion and annealing during integrated circuit manufacturing. However, some of these processes require temperature control within a range of ± 10 ° C or less. Such precise control is possible only when the temperature of the wafer can be measured with relatively high accuracy.

【0004】光高温測定は、RTPの間、ウエハの温度
を制御する有用な方法の1つである。高温測定技術の1
つが、1992年10月13日付けでC.W.Schi
etinger他に付与された米国特許第5、154、
512号に説明されている。この技術の概要は図1に示
される。この技術に従って、ウエハ20に面する入り開
口部を持つ第1光パイプ・プローブ10が供給され、向
かい合うランプの列40の一方に面する開口部を持つ第
2プローブ30が供給されるが、このランプの列は、通
常、処理チャンバ50の外に位置する水晶・タングステ
ン・ヨウ素ランプの直線の列である。第1プローブ10
は、ウエハによって発散、反射された放射のサンプルを
抽出し、抽出された放射のサンプルを検出器60に送
る。第2プローブ30は、ランプによって発散された放
射のサンプルを抽出し、抽出された放射のサンプルを検
出器に送る。プローブ30は、ランプからの直接の放射
と、反射器80からの反射による放射の両方を受け取
る。ウエハの放射率εはプローブの信号から推測される
ので、ウエハの温度は、ウエハの熱発散度、ウエハの放
射率、ウエハの温度Tに関するプランクの放射法則から
推測される。
Optical pyrometry is one useful method of controlling the temperature of the wafer during RTP. High temperature measurement technology 1
As of October 13, 1992, C.I. W. Schi
US Pat. No. 5,154, assigned to etinger et al.,
No. 512. An overview of this technique is shown in FIG. In accordance with this technique, a first light pipe probe 10 having an entrance opening facing the wafer 20 is provided and a second probe 30 having an opening facing one of the opposing row 40 of lamps is provided. The row of lamps is typically a straight row of quartz / tungsten / iodine lamps located outside the processing chamber 50. First probe 10
Extracts a sample of the radiation diverged and reflected by the wafer and sends the sample of the extracted radiation to detector 60. The second probe 30 extracts a sample of the radiation emitted by the lamp and sends the sample of the extracted radiation to the detector. The probe 30 receives both the direct radiation from the lamp and the reflected radiation from the reflector 80. Since the emissivity ε of the wafer is estimated from the signal of the probe, the temperature of the wafer is inferred from Planck's law of radiation regarding the heat dissipation rate of the wafer, the emissivity of the wafer, and the temperature T of the wafer.

【0005】上記のように、第1プローブの信号は発
散、反射された放射の総和である。交流によって点灯さ
れるランプからの発散は、「リプル」と呼ばれる交流成
分を持っているので、発散された成分と反射された成分
を区別するのに充分な情報が得られる。ウエハからの熱
発散は、有意の交流成分を持っていないので、ウエハの
反射率は、それぞれ第1、第2プローブの信号のリプル
振幅の比として見積もられる。この反射率は見積もられ
た後、産出されたウエハの熱発散の値を得るために訂正
される。
As mentioned above, the signal of the first probe is the sum of the divergent and reflected radiation. The divergence from a lamp lit by alternating current has an alternating component called "ripple", so that enough information is available to distinguish between the divergent and reflected components. Since the heat dissipation from the wafer has no significant AC component, the reflectivity of the wafer is estimated as the ratio of the ripple amplitudes of the signals of the first and second probes, respectively. This reflectivity is estimated and then corrected to obtain a value for the heat dissipation of the produced wafer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記で説明さ
れた技術はプローブの配置に望ましくない制約を供給す
る。プローブの交流信号が直接反射率を決定するために
使用されるので、一方のプローブはウエハだけを「見
て」いなければならず、もう一方のプローブはランプだ
けを「見て」いなければならない。図1の従来の技術の
高温計では、光パイプ・プローブ10はウエハ20だけ
を見るように構成・配置され、光パイプ・プローブ30
は光発生源40だけを見るように構成・配置される。こ
のことはプローブの配置にある制約を供給する。第1
に、図1に示すように、プローブ10、30は、チャン
バ内に突き出している。RTP処理の間粒子が発生し、
発生した粒子はプローブに付着する。その結果、プロー
ブは取り外して清掃しなければならないが、これは困難
で時間のかかるプロセスである。さらに、この処理はウ
エハとランプに対するプローブの位置に敏感なので、プ
ローブは、それらを取り外す前にあったのと全く正確に
同じ位置に再挿入しなければならない。さもなければ、
高温計を再調整しなければならない。また、RTPエン
クロージャ50の特別な制約のために、プローブ10、
30のためのスペースを供給することは困難である。
However, the techniques described above provide an undesirable constraint on probe placement. One probe must only "see" the wafer and the other probe only "see" the lamp, since the AC signal of the probe is used to directly determine the reflectivity. I won't. In the prior art pyrometer of FIG. 1, the light pipe probe 10 is constructed and arranged to look only at the wafer 20, and the light pipe probe 30
Is configured and arranged to look only at the light source 40. This provides some constraints on probe placement. First
First, as shown in FIG. 1, the probes 10 and 30 project into the chamber. Particles are generated during the RTP treatment,
The generated particles adhere to the probe. As a result, the probe must be removed and cleaned, which is a difficult and time consuming process. Furthermore, since this process is sensitive to the position of the probe relative to the wafer and lamp, the probe must be reinserted in exactly the same position it was in before it was removed. Otherwise,
The pyrometer must be readjusted. Also, due to the special constraints of the RTP enclosure 50, the probe 10,
Providing space for 30 is difficult.

【0007】その結果、プローブの配置に関する上記の
制約を持たない光高温測定処理と機器が望まれる。この
技術は、有用ではあるが、プローブが、ウエハの近く
か、最低限オーブン・エンクロージャの内部に位置する
ことを要求する。プローブは、ウエハで起こる放射と、
ウエハから反射する放射を収集するように方向付けられ
る。
As a result, there is a desire for an optical pyrometry process and instrument that does not have the above constraints on probe placement. While useful, this technique requires the probe to be located near the wafer, or at least inside the oven enclosure. The probe is designed to
Directed to collect the radiation reflected from the wafer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の処理と機器で
は、チャンバ内のウエハの加熱を制御する少なくとも2
つの光プローブを使用することによって、光高温測定が
行われる。第1プローブは、ウエハから発生する放射を
収集するように位置するが、加熱ランプからの直接の放
射は収集しない。第1プローブによって収集された放射
は、収集出来る放射を制限する方法で第1プローブを位
置決めすることによって制御される。一実施例では、第
1プローブは処理チャンバの境界に位置する。第1プロ
ーブは、ウエハが、第1プローブの視野を形成する角度
Ω1 に対するような視野を持つ。第1プローブは、ラン
プが、第1プローブとウエハの間の視野に入らないよう
に位置する。
SUMMARY OF THE INVENTION In the process and apparatus of the present invention, there are at least two controls for heating a wafer in a chamber.
Optical pyrometry is performed by using two optical probes. The first probe is positioned to collect the radiation emanating from the wafer, but not the direct radiation from the heating lamp. The radiation collected by the first probe is controlled by positioning the first probe in a manner that limits the radiation that can be collected. In one embodiment, the first probe is located at the boundary of the processing chamber. The first probe has a field of view such that the wafer is at an angle Ω 1 forming the field of view of the first probe. The first probe is positioned so that the lamp does not enter the field of view between the first probe and the wafer.

【0009】適当な方法でこのプローブの視野を制限す
るためには、第1プローブがチャンバの中に延びていな
ければ有利である。この実施例では、第1プローブはオ
ーブン・チャンバの内面に位置するアイリス絞りの背後
に位置する。アイリス絞りは、第1プローブ(この実施
例では、アイリス・プローブと呼ばれる)の視野を、ウ
エハの細長い部分と、ウエハとアイリス絞りの間に介在
する水晶のチューブの部分に制限する。第1プローブは
チャンバの境界の部分に位置し、プローブの放射を収集
する部分はチャンバ内にほとんど延びない。
In order to limit the field of view of this probe in a suitable manner, it is advantageous if the first probe does not extend into the chamber. In this embodiment, the first probe is located behind an iris diaphragm located on the inside surface of the oven chamber. The iris diaphragm limits the field of view of the first probe (referred to as the iris probe in this example) to the elongated portion of the wafer and the portion of the quartz tube interposed between the wafer and the iris diaphragm. The first probe is located at the boundary of the chamber and the radiation collecting part of the probe extends very little into the chamber.

【0010】第2プローブもチャンバの境界に位置す
る。しかし、このプローブは第1プローブより広い視野
を持つ。本発明の文脈では、視野が広いということは、
プローブ・チップとの角度Ω2 を形成する第2プローブ
の視野は、少なくとも第1プローブの視野と、第1プロ
ーブの視野Ω1 を照らすランプを含むということを意味
する。その結果、第2プローブによって収集された信号
は、ウエハ、水晶のチューブ、ランプ、チャンバ内面か
らの放射である。プローブの放射収集部分がチャンバ内
に延びなければ有利であるが、他の実施例では、プロー
ブの放射収集部分の少なくともいくつかは、チャンバの
壁からチャンバ内に延びる。本発明の1つの実施例で
は、Ω2 によって形成される視野は、ランプ・プローブ
によってサンプル抽出される。他の実施例では、ランプ
・プローブに近接しているチャンバの壁から反射され
る、Ω2 によって形成される視野のイメージをサンプル
抽出する。
The second probe is also located at the boundary of the chamber. However, this probe has a wider field of view than the first probe. In the context of the present invention, a wide field of view means
It is meant that the field of view of the second probe forming an angle Ω 2 with the probe tip includes at least the field of view of the first probe and the lamp illuminating the field of view Ω 1 of the first probe. As a result, the signals collected by the second probe are radiation from the wafer, quartz tube, lamp, and chamber interior surface. Advantageously, the radiation collecting portion of the probe does not extend into the chamber, but in other embodiments at least some of the radiation collecting portion of the probe extends from the wall of the chamber into the chamber. In one embodiment of the invention, the field of view formed by Ω 2 is sampled by a lamp probe. In another embodiment, the image of the field of view formed by Ω 2 reflected from the wall of the chamber in close proximity to the lamp probe is sampled.

【0011】第1、第2プローブは両方とも、加熱され
た対象の方向に向けられる。第2プローブの視野は第1
プローブの視野を含むので、プローブがお互いに近接し
て位置すれば、すなわち2つのプローブがチャンバ内で
お互いに近接していれば、有利である。この関係で、2
つのプローブがチャンバ内の同じ壁に固定されていれば
有利である。この改良によって、通常の処理温度で、ウ
エハ温度を±10℃以上の精度で普通に測定することが
可能になる。追加の改良点は、第1、第2プローブから
の信号のより正確な解釈に導く処理チャンバ内の放射環
境の詳細なモデル化である。
Both the first and second probes are directed towards the heated object. The field of view of the second probe is the first
Since it includes the field of view of the probe, it is advantageous if the probes are located close to each other, i.e. the two probes are close to each other in the chamber. In this relationship, 2
It is advantageous if the two probes are fixed to the same wall in the chamber. This improvement makes it possible to measure the wafer temperature normally at a normal processing temperature with an accuracy of ± 10 ° C. or higher. An additional refinement is the detailed modeling of the radiation environment within the processing chamber leading to a more accurate interpretation of the signals from the first and second probes.

【0012】従って、本発明の処理の1つの実施例は、
本体を、交流電流によって点灯された1つかそれ以上の
ランプからの電磁放射の制御可能なフラックスにさら
し、本体の表面温度を測定し、温度測定に反応して、電
磁放射のフラックスを制御することによって、本体を加
熱することを含む。温度測定は、部分的には、第1プロ
ーブで本体から伝幡する熱放射と反射されたランプの放
射の一部を収集し、第2プローブの方向に伝幡するラン
プの放射の一部を収集し、第1、第2放射信号に対応し
て、第1、第2プローブで収集された放射の少なくとも
一部を検出することによって実行される。温度測定は、
さらに、第1、第2信号の各々で、点灯電流の時間変化
による、時変成分の量を判定することを含む。温度測定
は、さらに、そこから温度が推測出来るような数式に従
って、少なくともこれらの量を結合することを含む。
Accordingly, one embodiment of the process of the present invention is
Exposing the body to a controllable flux of electromagnetic radiation from one or more lamps illuminated by an alternating current, measuring the surface temperature of the body, and controlling the flux of electromagnetic radiation in response to the temperature measurement. By heating the body. The temperature measurement collects, in part, the thermal radiation transmitted from the body by the first probe and a portion of the reflected lamp radiation, and a portion of the lamp radiation transmitted in the direction of the second probe. Performed by collecting and detecting at least a portion of the radiation collected by the first and second probes in response to the first and second radiation signals. The temperature measurement is
Furthermore, it includes determining the amount of the time-varying component due to the time change of the lighting current with each of the first and second signals. Measuring temperature further comprises combining at least these quantities according to a mathematical formula from which the temperature can be inferred.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図2に表されるのは、本発明の一
般に好適な実施例に従ってウエハ・プローブ100とラ
ンプ・プローブ110が配置されたRTP反応器であ
る。ウエハ120は、水晶のエンベロープ130を持つ
処理チャンバの内部に囲まれる。数字は、エンベロープ
130の外に位置する2つのプローブを示す。別の配置
では、1つまたは両方のプローブはエンベロープの中に
設置される。図示されるように、ランプ140は、エン
ベロープ130の2つの向かい合う側面のバンクに設置
される。(別の反応器の設計では、片側のランプのバン
クだけが使用される。)個々のランプは各々通常円筒形
で、ランプ140は図2で断面図で示される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Illustrated in FIG. 2 is an RTP reactor having a wafer probe 100 and a lamp probe 110 arranged in accordance with a generally preferred embodiment of the present invention. Wafer 120 is enclosed within a processing chamber having a quartz envelope 130. The numbers indicate the two probes located outside the envelope 130. In another arrangement, one or both probes are placed within the envelope. As shown, the lamps 140 are installed in banks of two opposite sides of the envelope 130. (In another reactor design, only a bank of lamps on one side is used.) Each individual lamp is typically cylindrical, and lamp 140 is shown in cross section in FIG.

【0014】ウエハ・プローブ100の入り口面150
は、ウエハの方向に向けられる。図示されるように、ウ
エハ・プローブ100は、ランプが、Ω1 とされる、そ
の視野にないように位置する。ウエハ・プローブ100
は、例えば、直径1.5mmで、アイリス絞りのよう
な、視野を制限する光バッフル150を持つ、光パイプ
・プローブである。ウエハ・プローブ100は、例え
ば、およそ幅1cm、長さ2cmの細長い領域である、
ウエハ120の表面の比較的小さい点からのウエハの放
射を捕らえる。ウエハ・プローブ100は、1つのラン
プのバンクの中の連続する1組のランプの間のギャップ
175の近くに位置するのが望ましい。
Entrance surface 150 of wafer probe 100
Are directed toward the wafer. As shown, the wafer probe 100 is positioned so that the lamp is not in its field of view, which is Ω 1 . Wafer probe 100
Is a light pipe probe with a field-limiting light baffle 150, such as an iris diaphragm, with a diameter of 1.5 mm. Wafer probe 100 is, for example, an elongated region approximately 1 cm wide and 2 cm long,
The emission of the wafer from a relatively small spot on the surface of the wafer 120 is captured. Wafer probe 100 is preferably located near gap 175 between a set of consecutive lamps in a bank of lamps.

【0015】ランプは横断面で表されているので、Ω
1 、Ω2 は、図2に表されるように、ランプ140に対
して実際に90゜回転している。すなわちΩ1 、Ω2
は、個々の円筒形のランプ140の方向と実際に平行で
ある。しかし、Ω1 、Ω2 への制約、すなわちΩ1 とΩ
1 にかかるウエハの部分に対するランプ140はなく、
少なくとも1つのランプがΩ2 に対するということは、
まだプローブ100、110の設置を支配している。
Since the lamp is represented in cross section, Ω
1 , Ω 2 is actually rotated 90 ° with respect to the lamp 140, as shown in FIG. That is, Ω 1 , Ω 2
Are actually parallel to the direction of the individual cylindrical lamps 140. However, a constraint on Ω 1 and Ω 2 , namely Ω 1 and Ω
Lamp 140 is not for the portion of such wafer 1,
At least one lamp for Ω 2 means
It still controls the placement of the probes 100, 110.

【0016】エンクロージャ160は、少なくとも部分
的に水晶のエンベロープ130とランプ140を囲んで
いる。このエンクロージャ160は内面170を持つ。
カリフォルニア州SunnyvaleのAG Asso
ciatesから購入可能な、Model4100 ヒ
ートパルス反応器は、適当な反応器の1例である。この
反応器の面170の大部分は、もとから供給されるよう
に、金でメッキされている。通常、面170は拡散的に
反射性である。しかし、他の実施例では、面170は鏡
面反射性である。
Enclosure 160 at least partially encloses a quartz envelope 130 and a lamp 140. The enclosure 160 has an inner surface 170.
AG Asso, Sunnyvale, CA
The Model 4100 Heat Pulse Reactor, available from Ciates, is one example of a suitable reactor. The majority of the reactor surface 170 is gold plated as originally supplied. Surface 170 is typically diffusely reflective. However, in other embodiments, surface 170 is specular.

【0017】ランプ・プローブ110は、好適には、面
170に位置する。プローブ110は、プローブ100
の視野Ω1 の中のウエハ120の全部分と、Ω1 の側面
に位置するランプ140の両方を含む視野Ω2 を持つ。
本発明の1つの実施例では、ランプ・プローブ110
は、Ω2 によって形成される視野からの放射を直接検出
する。他の実施例では、ランプ・プローブは、ランプ・
プローブ110に近接しているチャンバの壁170から
反射される視野Ω2 の中のイメージを検出することによ
って、間接的に放射を検出する。先行する技術とは異な
り、ランプ・プローブ110は、ウエハ・プローブ10
0と同じ方向から放射を収集し、ウエハ・プローブ10
0とランプ・プローブ110の間に介在するものはな
い。しかし、プローブ110は、チャンバ内でプローブ
100より広い視野を持つ。
The lamp probe 110 is preferably located on the surface 170. The probe 110 is the probe 100.
Has a field of view Ω 2 that includes both the entire portion of the wafer 120 within the field of view Ω 1 and the lamp 140 flanking Ω 1 .
In one embodiment of the invention, lamp probe 110
Directly detects the radiation from the field of view formed by Ω 2 . In another embodiment, the lamp probe is a lamp
The radiation is detected indirectly by detecting the image in the field of view Ω 2 that is reflected from the chamber wall 170 proximate to the probe 110. Unlike the prior art, the lamp probe 110 uses the wafer probe 10
Wafer probe 10 collecting radiation from the same direction as
There is nothing between 0 and the lamp probe 110. However, the probe 110 has a wider field of view within the chamber than the probe 100.

【0018】一般に好適な実施例では、プローブ110
は、直径1.5mmの拡散窓光パイプである。本発明の
文脈では、拡散窓は、光を伝送するが、必ずしもイメー
ジは伝送しない物質である。プローブ110がエンクロ
ージャ160の中にわずかな距離だけ延びれば有利であ
る。
In a generally preferred embodiment, the probe 110
Is a diffusion window light pipe with a diameter of 1.5 mm. In the context of the present invention, a diffusion window is a substance that transmits light but not necessarily images. It is advantageous if the probe 110 extends a short distance into the enclosure 160.

【0019】図3は、図2に表された200の部分をよ
り詳細に示す。図3に示すように、プローブ100は、
オーブン・エンクロージャの壁160にある開口部21
0の底に位置する。この開口部210はプローブ100
の視野を制限する。プローブ110はエンクロージャ1
60の壁にある開口部220に位置する。開口部220
の目的は、プローブ110のチップとオーブン・エンク
ロージャの壁160の接触を避けることである。プロー
ブ100、110は、それぞれ金メッキされたチャネル
211、212に光学的に接続される。金メッキされた
チャネル211、212は、対応する光フィルタ21
5、225を通じて、対応する光電検出器230、23
1に光学的に接続される。適当な光電検出器の例は、ペ
ンシルバニア州MontgomeryvilleのEG
&G Judsonから購入出来るヒ化インジウム(I
nAs)光電検出器である(部品番号420040)。
光電検出器230、231は水冷ヒート・シンク232
に設置され、プリント基盤233に電気的に接続され
る。図3に示すプリント基盤は2つのプリアンプ検出器
234とサーミスタ・プリアンプ235を装備してい
る。別のプリント基盤240が供給され、そこには2つ
のac/dc増幅器241と、信号をデータ・プロセッ
サ(図示せず)に伝送するための電気コネクタ245が
ある。光電検出器、フィルタ、プリント基盤は全て磁気
シールド250の中にある。
FIG. 3 shows in more detail the portion of 200 represented in FIG. As shown in FIG. 3, the probe 100
Opening 21 in wall 160 of the oven enclosure
Located at the bottom of 0. This opening 210 is used for the probe 100.
Limit the field of view. The probe 110 is the enclosure 1
Located in the opening 220 in the wall of 60. Opening 220
The purpose of is to avoid contact between the tip of the probe 110 and the wall 160 of the oven enclosure. The probes 100, 110 are optically connected to gold-plated channels 211, 212, respectively. The gold-plated channels 211, 212 have corresponding optical filters 21.
5, 225 through the corresponding photoelectric detectors 230, 23
Optically connected to 1. An example of a suitable photoelectric detector is the EG of Montgomeryville, PA.
& Indium arsenide (I
nAs) photoelectric detector (part number 420040).
Photoelectric detectors 230 and 231 are water-cooled heat sinks 232.
And is electrically connected to the print board 233. The printed board shown in FIG. 3 is equipped with two preamplifier detectors 234 and a thermistor preamplifier 235. Another printed circuit board 240 is provided, which has two ac / dc amplifiers 241 and an electrical connector 245 for transmitting signals to a data processor (not shown). The photodetector, filters, and printed circuit board are all within the magnetic shield 250.

【0020】本方法は、ウエハはランプの放射を伝送し
ないという事実を前提とする。この条件は、ウエハの温
度が600℃以上ならば合致し、またシリコン・ウエハ
基盤が、シリコンの抵抗性が約0.01Ωcm以下にな
るように、(例えば、ドーパントの濃度が少なくとも約
2×1015ドーパント原子/cm3 になるように)充分
にドーパントを混入される場合、この条件は合致する。
適当なドーパントの1つの例は、ボロンのようなp+ド
ーパントである。この条件はまた、ウエハがランプの放
射を透過しない金属フィルムでコーティングされるなら
ば合致する。チタンは、こうした金属フィルムの例であ
る。
The method is predicated on the fact that the wafer does not carry the radiation of the lamp. This condition is met if the temperature of the wafer is above 600 ° C., and the silicon wafer substrate is such that the resistivity of the silicon is below about 0.01 Ωcm (for example, the concentration of dopant is at least about 2 × 10 5). This condition is met if enough dopant is incorporated (to 15 dopant atoms / cm 3 ).
One example of a suitable dopant is a p + dopant such as boron. This condition is also met if the wafer is coated with a metal film that is opaque to the lamp radiation. Titanium is an example of such a metal film.

【0021】(ウエハ・プローブ100とランプ・プロ
ーブ110からの)プローブの信号は、チャンバ内のウ
エハの加熱を制御するために使用される。反応器の中の
ランプの放射の変動は、電源周波数の2倍である、単純
なリプル(すなわちランプの交流信号成分)よりも複雑
であることに注意すべきである。電源周波数の高調波の
変動に加えて、例えば、ウエハの温度を制御するフィー
ドバック回路によって起こるランプの電力の変動や、ラ
ンプの有限反応時間に起因する非高調波変動がある。そ
の結果、時間依存の第1、第2モーメントからこれらの
信号の交流成分を計算することが好適である。ウエハか
らの熱放射はほとんど交流成分を含んでいないので、こ
れらの信号の交流成分はウエハの交流成分を表す。すな
わち、プローブからの光信号はフォトダイオード増幅器
に向けられ、増幅器の出力はアナログ・デジタル変換器
(ADC)に供給されて、デジタル化された信号V1
(t)(ウエハ・プローブ100からの信号に対応す
る)、V2 (t)(ランプ・プローブ110からの信号
に対応する)を導く。サンプリング時間tは、通常、
0.2msである、間隔δである。増幅器はデジタル化
に伴う偽信号ノイズをカットするための約1msのアナ
ログ・フィルタを持つ。
The probe signals (from the wafer probe 100 and lamp probe 110) are used to control the heating of the wafer in the chamber. It should be noted that the variation of the lamp radiation in the reactor is more complex than the simple ripple (ie the AC signal component of the lamp), which is twice the power supply frequency. In addition to harmonic fluctuations in the power supply frequency, there are, for example, fluctuations in the power of the lamp caused by the feedback circuit controlling the temperature of the wafer and non-harmonic fluctuations due to the finite reaction time of the lamp. As a result, it is preferable to calculate the AC components of these signals from the time-dependent first and second moments. Since the thermal radiation from the wafer contains very little AC component, the AC component of these signals represents the AC component of the wafer. That is, the optical signal from the probe is directed to a photodiode amplifier and the output of the amplifier is fed to an analog-to-digital converter (ADC) for digitized signal V 1
Derive (t) (corresponding to the signal from the wafer probe 100) and V 2 (t) (corresponding to the signal from the lamp probe 110). The sampling time t is usually
The interval δ is 0.2 ms. The amplifier has an analog filter of about 1 ms to cut the spurious signal noise due to the digitization.

【0022】ウエハ・プローブ100からのデジタル化
信号V1 の1つの成分は、反射されたランプの放射(す
なわち、ウエハから反射されたランプの放射)である。
反射されたランプの放射はまた、ランプ・プローブ11
0からのデジタル化信号V2の比率Rでもある。これは
偏導関数として表される。
One component of the digitized signal V 1 from wafer probe 100 is the reflected lamp radiation (ie, the lamp radiation reflected from the wafer).
The reflected lamp radiation is also reflected by the lamp probe 11
It is also the ratio R of the digitized signal V 2 from zero. This is expressed as a partial derivative.

【数1】 普通、加熱ランプを点灯する交流電源は、1つ以上の相
またはグループを持つ。例えば、それぞれをA、B、C
とする3つの電源の相に接続された3つのランプのグル
ープがある場合、変動成分は、相の数によって分割され
る交流電源の第1高調波の周期の倍数によって、すなわ
ち、量
[Equation 1] Usually, the AC power source that lights the heating lamp has one or more phases or groups. For example, A, B, C
If there are groups of three lamps connected to the phases of the three power supplies, then the variation component is a multiple of the period of the first harmonic of the AC power supply divided by the number of phases, ie, a quantity

【数2】 の0、1または2倍によって時間毎にシフトされるが、
ここでfは電源周波数(例えば、米国では60Hz)で
ある。グループAのランプに起因するV1 (t)の比率
をA1 とし、残りの相に起因する比率をB1 、C1 とす
る。各相のランプに起因するV2 (t)の比率を同様に
2 、B2 、C2 とする。比率は、ランプのグループを
個別に選択的に点灯し、各グループについて、V1
(t)とV2 (t)の交流成分を測定することによって
判定される。
[Equation 2] Is shifted by 0, 1 or 2 times,
Here, f is a power supply frequency (for example, 60 Hz in the United States). The ratio of V 1 (t) due to the lamps of group A is A 1, and the ratios due to the remaining phases are B 1 and C 1 . Similarly, the ratios of V 2 (t) due to the lamps of each phase are A 2 , B 2 , and C 2 . The ratio is such that groups of lamps are selectively illuminated individually, and for each group V 1
It is determined by measuring the AC components of (t) and V 2 (t).

【0023】一般に、比率は、2つの検出器について同
じではない。すなわち、A1 /A2≠B1 /B2 ≠C1/
2 であるので、2つの検出器のための未加工の信号に
は異なった3相のパターンが現れる。従って、1つの相
に伴う周期性を含む信号をコンピュータで解析すること
によって、この差を抑制することが有利である。すなわ
ち、3つの相は、さらに計算するために、数学的に1つ
の相に解析される。これは、未加工の信号を、その瞬間
値と、τp と2τp によって遅延された2つの初期の時
間前の値の加重合計で置き換えることによって概算され
る。この解析信号は、V1’(t)とV2’(t)で表さ
れ、次の代数式によって与えられる。
In general, the ratios are not the same for the two detectors. That is, A 1 / A 2 ≠ B 1 / B 2 ≠ C 1 /
Since it is C 2 , different raw 3-phase patterns appear in the raw signals for the two detectors. Therefore, it is advantageous to suppress this difference by computer-analyzing the signal containing the periodicity associated with one phase. That is, the three phases are mathematically analyzed into one phase for further calculation. This is estimated by replacing the raw signal with its instantaneous value and a weighted sum of the two initial pre-time values delayed by τ p and 2τ p . This analytic signal is represented by V 1 '(t) and V 2 ' (t) and is given by the following algebraic expression.

【数3】 (Equation 3)

【数4】 [Equation 4]

【0024】加重係数a1 、b1 等は、ランプのグルー
プの比率A1 、B1 等の線形代数と行列反転によって決
定される。等式(3)の係数a1 、b1 、c1 の数式は
次式によって与えられる。
The weighting factors a 1 , b 1 etc. are determined by the matrix inversion and the linear algebra of the ratios A 1 , B 1 etc. of the groups of ramps. The equations for the coefficients a 1 , b 1 , c 1 of equation (3) are given by:

【数5】 (Equation 5)

【数6】 (Equation 6)

【数7】 この時、(Equation 7) This time,

【数8】 である。等式(4)の係数a2 、b2 、c2 は同様の方
法で決定される。
(Equation 8) Is. The coefficients a 2 , b 2 , c 2 of equation (4) are determined in a similar manner.

【0025】次のステップは、等式1で表現されたよう
な比率Rを計算するための、解析された信号の中の変動
成分の計算である。この比率は、まずV1 とV2 の区画
を構成することによって得られ、最小自乗の適合を使用
してこの関係の斜線が得られる。最小自乗の適合の各点
に与えられる統計的重みは、点が古くなるに連れて幾何
級数的に減少する。すなわち、古い点に与えられる統計
的重みは、新しい点よりも少ない。この計算を行う公式
が以下順次説明される。第1に、参照信号U1、U2
が、次の公式を使用して、入力信号V’1 、V’2 から
の回帰的ろ過法によって計算される。
The next step is the calculation of the variation components in the analyzed signal to calculate the ratio R as expressed in equation 1. This ratio is obtained by first constructing the partitions of V 1 and V 2 , and the least squares fit is used to obtain the diagonal lines of this relationship. The statistical weight given to each point of least-squares fit decreases exponentially as the point gets older. That is, the old points are given less statistical weight than the new points. The formulas for making this calculation will be described sequentially below. First, the reference signals U 1 , U 2
Is calculated by the recursive filtering method from the input signals V ′ 1 , V ′ 2 using the following formula.

【数9】 [Equation 9]

【数10】 公式9、10で、δ1 は、信号サンプルの間の時間であ
り、τ1 は、加熱ランプによって発生する交流放射の時
間とほぼ等しい時定数(普通1ms)である。これらの
数値は、τ1 >δ1 の関係にある。
[Equation 10] In formulas 9 and 10, δ 1 is the time between signal samples and τ 1 is a time constant (usually 1 ms) approximately equal to the time of the AC radiation produced by the heating lamp. These numerical values have a relation of τ 1 > δ 1 .

【0026】その後信号の変動成分は、入力信号と参照
信号の差として計算される。上記で説明したRの計算
は、4つの中間項が、直線、代数、交差項の移動平均で
ある斜線の最小自乗の適合を使用して行われる。
The fluctuation component of the signal is then calculated as the difference between the input signal and the reference signal. The calculation of R described above is performed using a least squares fit of the diagonals, where the four intermediate terms are the moving averages of the lines, algebra, and crossing terms.

【数11】 [Equation 11]

【数12】 (Equation 12)

【数13】 (Equation 13)

【数14】 上記の等式で、δ2 はδ1 にほぼ等しく、τ2 >τ1
ある。普通τ2 は約10msである。
[Equation 14] In the above equation, δ 2 is approximately equal to δ 1 and τ 2 > τ 1 . Normally, τ 2 is about 10 ms.

【0027】その後上記の項は、次の方法で結合され平
均される。
The above terms are then combined and averaged in the following way.

【数15】 (Equation 15)

【数16】 これらの等式では、δ3 はδ1 とほぼ等しく、τ3 >τ
2 である。次に傾斜は次式によって計算される。
[Equation 16] In these equations, δ 3 is approximately equal to δ 1, and τ 3 > τ
2 The slope is then calculated by

【数17】 ここでδ4 は、δ3 より大きいか等しく、τ4 はτ3
ほぼ等しく、τ4 >δ3である。
[Equation 17] Here, δ 4 is greater than or equal to δ 3 , τ 4 is approximately equal to τ 3, and τ 4 > δ 3 .

【0028】デジタル信号V1 、V2 の準直流成分は、
次のような帰納的公式を使用してろ過された平均値から
得られる。
The quasi DC components of the digital signals V 1 and V 2 are
Obtained from the averaged values filtered using the following inductive formula.

【数18】 (Equation 18)

【数19】 ここでτ5 はτ4 にほぼ等しい。デジタル化された信号
1 の準直流成分はS1で表され、デジタル化された信
号V2 の準直流成分はS2 で表される。その後、等式9
から19は、より大きな時定数、例えば、τ1’=1.
25τ1を使用して、数値u’、v’、w’X’を算出
するために再計算される。係数1.25は経験的に決定
される。
[Formula 19] Where τ 5 is almost equal to τ 4 . Quasi DC component of the digitized signal V 1 was expressed in S 1, the quasi-DC component of the digitized signal V 2 is represented by S 2. Then equation 9
To 19 are larger time constants, for example, τ 1 '= 1.
25τ 1 is used to recalculate the values u ′, v ′, w′X ′. The factor 1.25 is empirically determined.

【0029】次に、以下のようにwとw’の値は結合さ
れてRを決定し、XとX’の値は結合されてS1 、S2
を決定する。
Next, the values of w and w'are combined to determine R, and the values of X and X'are combined to form S 1 , S 2 as follows.
To decide.

【数20】 (Equation 20)

【数21】 [Equation 21]

【数22】 等式(20)、(21)、(22)の’のある項とない
項の組み合わせは、帰納的ろ過に固有の時間的遅延を補
正する。’のない項の係数2は、経験的に決定される。
[Equation 22] The combination of terms with and without'in equations (20), (21), (22) corrects for the time delay inherent in inductive filtering. The coefficient of 2 for the term without'is determined empirically.

【0030】上記の方法で正確に加熱された本体の温度
が判定されることを保証するために、高温計の目盛りが
調整される。ウエハ温度との関係は次式のように表され
る。
The pyrometer scale is adjusted to ensure that the temperature of the heated body is determined accurately in the manner described above. The relationship with the wafer temperature is expressed by the following equation.

【数23】 ここで、調整係数f1 とε(R)(有効放射量)は調整
によって決定され、λは検出器の波長、Tはウエハ温
度、h、c、kB はプランクの放射法則の基本定数であ
る。
(Equation 23) Here, the adjustment factors f 1 and ε (R) (effective radiation amount) are determined by the adjustment, λ is the wavelength of the detector, T is the wafer temperature, and h, c, k B are basic constants of Planck's radiation law. is there.

【0031】等式(23)は、ε(R)の定義を供給す
る。ε(R)とRの関係は0.3より大きなε(R)に
ついてほぼ直線で、次式のように表される。
Equation (23) provides the definition of ε (R). The relationship between ε (R) and R is almost a straight line for ε (R) larger than 0.3, and is expressed by the following equation.

【数24】 ここで、f2 は第2の調整係数である。調整係数f1
2 と、ε(R)とRの関数関係は、ランプによって加
熱された高速熱アニール・オーブンの中のテスト・ウエ
ハの温度を測定するための熱電対を使用することによっ
て得られる。異なったRの測定値を持ち、0.3より大
きいε(R)に対応する最小限度2つのウエハが、この
調整を行うために必要な係数f1、f2を決定するため
に使用される。一度ε(R)の関数として、センサの感
度が知られれば、センサはウエハの加熱を監視、制御す
るために使用される。
[Equation 24] Here, f 2 is the second adjustment coefficient. Adjustment factor f 1 ,
The functional relationship between f 2 and ε (R) and R is obtained by using a thermocouple to measure the temperature of the test wafer in a fast thermal anneal oven heated by a lamp. A minimum of two wafers with different R measurements and corresponding ε (R) greater than 0.3 are used to determine the coefficients f1, f2 needed to make this adjustment. Once the sensitivity of the sensor is known as a function of ε (R), the sensor is used to monitor and control the heating of the wafer.

【0032】低温では、ウエハから発散される放射は、
反射されるランプの放射と比較して無視出来るので、加
熱ランプが最初に点灯される時には、式S1 −RS2
ゼロに近くなる。しかし2つのセンサを使用する技術で
は、加熱ランプの出力の不均一などの欠陥によって、R
の計算の際誤差を発生する。こうした欠陥を補正するた
めに、Rに経験的要素Fを乗じる。Fはウエハが加熱さ
れる前に、次の公式によって決定される。
At low temperatures, the radiation emanating from the wafer is
The equation S 1 -RS 2 is close to zero when the heating lamp is first ignited, since it is negligible compared to the reflected lamp radiation. However, in the technology using two sensors, due to defects such as non-uniformity of the output of the heating lamp, R
There is an error in the calculation of. To correct these defects, R is multiplied by the empirical factor F. F is determined by the following formula before the wafer is heated.

【数25】 上記で説明したようにRを計算する際に、光電検出器に
よって検出される光の波長が約1μm〜約3μmであれ
ば有利である。約2μm〜約3μmの波長の放射を伝送
するフィルタが、プローブとその対応する検出器の間に
挿入されていれば有利である。例えば、フィルタが、約
2.4μm〜約2.5μmの伝送周波数帯を持ち、検出
器がその周波数帯の信号を検出すれば有利である。適当
な検出器の一例は、ヒ化インジウム・フォトダイオード
である。
(Equation 25) In calculating R as described above, it is advantageous if the wavelength of the light detected by the photoelectric detector is from about 1 μm to about 3 μm. It is advantageous if a filter transmitting radiation with a wavelength of about 2 μm to about 3 μm is inserted between the probe and its corresponding detector. For example, it is advantageous if the filter has a transmission frequency band of about 2.4 μm to about 2.5 μm and the detector detects signals in that frequency band. One example of a suitable detector is an indium arsenide photodiode.

【0033】この波長範囲の信号が含む、オーブンの加
熱ランプと水晶部品からの妨害は比較的少ない。約1μ
mより短い波長は、反射されるランプの放射からのノイ
ズを含む。約3μmより長い波長は、オーブンの水晶部
品による、この波長範囲の信号の吸収や発散によって影
響される。その結果、ウエハ・プローブとランプ・プロ
ーブが、この波長範囲の信号だけを対応するセンサに伝
送する光フィルタを装備していれば有利である。一つの
実施例では、ウエハ・プローブにはアイリス絞りを、ま
たランプ・プローブにはディフューザ開口部を通過する
放射は、この波長範囲に赤外線放射だけを加えるフィル
タへの光ガイドによって伝送される。信号がフィルタを
通じて伝送された後、例えば、約−30℃に冷却された
InAsフォトダイオードのような従来の検出器は、波
長範囲内の放射を電流に変換する。こうした電流は、さ
らにインピーダンス変換増幅器によって電圧信号に変換
される。交流信号の振幅を増大して、増幅された交流成
分の信号を直流信号と別にデジタル化するには、アナロ
グ回路を使用するのが有利である。その後、こうした電
圧信号は、上記で説明した計算を行うようプログラムさ
れたコンピュータに伝送される。
Signals in this wavelength range contain relatively little interference from oven heating lamps and quartz components. About 1μ
Wavelengths shorter than m contain noise from the reflected lamp radiation. Wavelengths longer than about 3 μm are affected by absorption and divergence of signals in this wavelength range by the quartz components of the oven. As a result, it is advantageous if the wafer probe and lamp probe are equipped with optical filters that transmit only signals in this wavelength range to the corresponding sensor. In one embodiment, the radiation that passes through the iris diaphragm for the wafer probe and the diffuser opening for the lamp probe is transmitted by a light guide to a filter that adds only infrared radiation to this wavelength range. After the signal has been transmitted through the filter, conventional detectors, such as InAs photodiodes cooled to about -30 ° C, convert radiation in the wavelength range into current. Such current is further converted into a voltage signal by the impedance conversion amplifier. To increase the amplitude of the AC signal and digitize the amplified AC component signal separately from the DC signal, it is advantageous to use analog circuits. These voltage signals are then transmitted to a computer programmed to carry out the calculations described above.

【0034】<例1>1組の、直径12.5cmのシリ
コン・ウエハが、約0.2から0.9の範囲に及ぶ放射
率を表すために、いろいろな異なった材料で作られたフ
ィルムでコーティングされた。フィルムは1つかそれ以
上の、ポリシリコン、2酸化シリコン、ケイ化チタンと
いった材料であった。熱電対は、ジルコニア・アルミナ
耐火セメントを使用して、ウエハの浅いくぼみに接着さ
れた。その後ウエハはオーブンに置かれ、前に説明した
ような2つのプローブのあるところで加熱された。熱電
対とプローブからのデータは、ウエハがアニール状態に
置かれた際に記録された。プローブは、2.4μm〜約
2.5μmの範囲の波長の放射だけが、光電検出器によ
って検出されるような赤外線フィルタを装備していた。
感度係数f1 、f2 は、等式(23)、(24)から計
算された温度と、熱電対温度の最上の適合から得られ
た。図4に示される実線は等式(24)によって与えら
れる直線関係である。
Example 1 A set of 12.5 cm diameter silicon wafers made of various different materials to exhibit emissivity ranging from about 0.2 to 0.9. Coated with. The film was one or more materials such as polysilicon, silicon dioxide, titanium silicide. Thermocouples were bonded to the shallow recesses of the wafer using zirconia-alumina refractory cement. The wafer was then placed in an oven and heated in the presence of the two probes as previously described. Data from thermocouples and probes were recorded when the wafers were annealed. The probe was equipped with an infrared filter so that only radiation in the wavelength range from 2.4 μm to about 2.5 μm was detected by the photoelectric detector.
The sensitivity factors f 1 , f 2 were obtained from the temperature calculated from equations (23), (24) and the best fit of the thermocouple temperature. The solid line shown in FIG. 4 is the linear relationship given by equation (24).

【0035】一度この調整カーブが特定のRTPシステ
ムについて得られると、調整カーブは、このシステムの
RTP処理を制御するために使用される。調整カーブの
直線領域は、0.3より大きいε(R)を持つウエハの
ために使用される。その後、調整された高温計が、前に
説明したような、上記の等式を使用する処理の間に、本
体の温度を制御するために使用される。
Once this tuning curve is obtained for a particular RTP system, the tuning curve is used to control the RTP processing of this system. The linear region of the adjustment curve is used for wafers with ε (R) greater than 0.3. The calibrated pyrometer is then used to control the temperature of the body during the process using the above equation, as previously described.

【0036】シリコン・ウエハ(135)は、チタンの
60nm厚さのフィルムでコーティングされ、約650
℃の温度で1分間アニールされた。ケイ化チタン・フィ
ルムの電気抵抗性は処理温度によって異なるので、フィ
ルムの電気抵抗性は、ウエハが処理される温度を判定す
るために、処理が完了してから測定された。ケイ化物の
抵抗性から判定された温度と異なる、本発明の方法を使
用して判定された温度の量は、図5の柱状グラフに見い
だされる。平均誤差は3.3℃であり、標準偏差は3.
6℃であった。図5に示すように、2つの技術の温度の
差は小さかった。
The silicon wafer (135) is coated with a 60 nm thick film of titanium, approximately 650.
Annealed at a temperature of ° C for 1 minute. Since the electrical resistance of titanium silicide films depends on the processing temperature, the electrical resistance of the film was measured after processing was completed to determine the temperature at which the wafer was processed. The amount of temperature determined using the method of the present invention that differs from the temperature determined from the resistance of the silicide is found in the bar graph of FIG. The average error is 3.3 ° C and the standard deviation is 3.
It was 6 ° C. As shown in Figure 5, the temperature difference between the two techniques was small.

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

【図1】先行する技術のRTPシステムの略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a prior art RTP system.

【図2】本発明による、1組の放射感知プローブを含む
RTPシステムの略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an RTP system including a set of radiation-sensitive probes according to the present invention.

【図3】図2の200の部分の詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of a portion 200 of FIG.

【図4】多様な背面放射率のウエハを使用することによ
って得られたRTPシステムの調整カーブである。
FIG. 4 is a tuning curve of an RTP system obtained by using wafers with various backside emissivity.

【図5】発明の方法に従う温度の判定を、加熱したウエ
ハの電気抵抗率から判定した温度と比較する一連の実験
によって判定された温度誤差の柱状グラフである。
FIG. 5 is a bar graph of temperature error determined by a series of experiments comparing temperature determination according to the method of the invention with temperature determined from the electrical resistivity of a heated wafer.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 本体を加熱するプロセスであって、時変
電流によって点灯される少なくとも1つの電磁放射の制
御可能なフラックスに本体を露出するステップと、本体
の表面温度を測定するステップと、温度測定に反応して
放射のフラックスを制御するステップとを含み、測定ス
テップが、 a)第1プローブで本体によって発散、反射される放射
を収集し、前記放射を検出して、V1 とされる第1プロ
ーブの信号を導くステップと、 b)第2プローブで本体と少なくとも1つのランプによ
って発散、反射される放射を収集し、前記放射を検出し
て、V2 とされる第2プローブの信号を導くステップ
と、 c)V1 とV2 の交流成分を判定するステップと、 d)V1 とV2 の直流成分を判定するステップと、 e)V1 とV2 の交流成分からRを判定するステップ
と、 f)本体の表面温度が計算されるように、Rからε
(R)を判定するステップと、 g)ステップ(a)で、第1プローブが、第1プローブ
の立体角Ω1 に対する本体の領域からの放射を有効にサ
ンプル抽出するステップと、 h)ステップ(b)で、第2プローブが、立体角Ω2
対する本体の領域と少なくとも1つのランプを含む、立
体角Ω2 に対する領域からの放射を有効にサンプル抽出
するステップと、を含むプロセス。
1. A process of heating a body, exposing the body to a controllable flux of at least one electromagnetic radiation lit by a time-varying current, measuring a surface temperature of the body, and temperature. Controlling the flux of radiation in response to the measurement, the measuring step comprising: a) collecting the radiation emitted and reflected by the body at the first probe and detecting said radiation to be V 1. Directing the signal of the first probe; b) collecting radiation emitted and reflected by the body and at least one lamp at the second probe, detecting said radiation, and making it the signal V 2 of the second probe. and directing a and determining the AC component of the c) V 1 and V 2, and determining the DC component of d) V 1 and V 2, the R from the AC component of e) V 1 and V 2 Judge And f) so that the surface temperature of the body is calculated from R to ε
(R) determining step; g) in step (a), the first probe effectively samples the radiation from the region of the body for the solid angle Ω 1 of the first probe; and h) step ( In b), the second probe effectively samples the radiation from the region for the solid angle Ω 2 including the region of the body for the solid angle Ω 2 and at least one lamp.
【請求項2】 ステップ(b)の放射が、ランプから第
2プローブに直接入射する放射を含む、請求項1に記載
のプロセス。
2. The process of claim 1 wherein the radiation of step (b) comprises radiation directly incident on the second probe from the lamp.
【請求項3】 本体が少なくとも第1の主要な面を持
ち、露出するステップで、ランプの放射が少なくとも第
1の主要な面に衝突し、拡散性の反射面が第1の主要な
面の近くに位置し、ランプは実質上、拡散性の反射面と
第1の主要な面の中間の平面の中に位置する、請求項1
に記載のプロセス。
3. The body has at least a first major surface, and in the step of exposing, the radiation of the lamp impinges on at least the first major surface and the diffusive reflective surface of the first major surface. 2. Located in close proximity, the lamp is located substantially in a plane intermediate the diffusive reflective surface and the first major surface.
The process described in.
【請求項4】 プローブがプロセスで使用される前に調
整される、請求項1に記載のプロセス。
4. The process of claim 1, wherein the probe is conditioned before being used in the process.
【請求項5】 プローブは、ε(R)の線形関数として
プローブの感度を判定することによって調整される、請
求項4に記載のプロセス。
5. The process of claim 4, wherein the probe is tuned by determining the sensitivity of the probe as a linear function of ε (R).
【請求項6】 プローブによって発散される放射は多相
で、信号V1 、V2は、これらの信号が比率Rを計算す
るために使用される前に解析される、請求項1に記載の
プロセス。
6. The radiation emitted by the probe is polyphase and the signals V 1 , V 2 are analyzed before these signals are used to calculate the ratio R. process.
【請求項7】 Rが、解析された信号V1 、V2 の線形
関数依存性を計算することによって判定される、請求項
6に記載のプロセス。
7. The process of claim 6, wherein R is determined by calculating the linear function dependence of the analyzed signals V 1 , V 2 .
【請求項8】 プローブが、後にS1、S2、Rの関数
としてε(R)を計算するために使用される、少なくと
も1つの調整係数を確立するために、少なくとも1つの
ランプを含むオーブンの中のテスト・ウエハの温度を測
定することによって調整される、請求項5に記載のプロ
セス。
8. An oven containing at least one lamp for establishing at least one adjustment factor, wherein the probe is later used to calculate ε (R) as a function of S1, S2, R. The process of claim 5, wherein the process is adjusted by measuring the temperature of the test wafer.
【請求項9】 本体を加熱するための機器であって、 エンクロージャと、 エンクロージャの中に配置された水晶のエンベロープ
と、 水晶のエンベロープの中に配置された、加熱される本体
を受けるために適用される設置面と、 エンクロージャの内面と水晶のエンベロープの間に配置
された複数のランプと、 実質上エンクロージャの内部に延びず、本体の一部はΩ
1 に対するが、ランプにはΩ1 に対する部分はないよう
に位置する、エンクロージャの壁の第1通路に設置され
た、立体角Ω1 によって定義される視野を持つ第1放射
プローブと、 実質上エンクロージャの内部に延びず、Ω1 に対する本
体の一部と少なくとも2つのランプがΩ2 に対するよう
に位置する、エンクロージャの壁の第2通路に設置され
た、立体角Ω2 によって定義される視野を持つ第2プロ
ーブと、 エンクロージャの内部で温度を上昇させる手段と、 第1、第2プローブからの信号を検出する検出手段と、
を含む機器。
9. An apparatus for heating a body, comprising: an enclosure, a quartz envelope disposed within the enclosure, and a receiving body disposed within the quartz envelope for receiving a heated body. Mounting surface, multiple lamps located between the inner surface of the enclosure and the quartz envelope, and does not extend into the enclosure substantially,
Although against 1, the lamp positioned so as not part for Omega 1, installed in the first passage of the enclosure wall, a first radiation probe having a field of view defined by the solid angle Omega 1, substantially the enclosure Has a field of view defined by the solid angle Ω 2 installed in the second passage of the wall of the enclosure, which does not extend into the interior of the enclosure, but is located in the part of the body for Ω 1 and at least two lamps as for Ω 2 . A second probe; a means for raising the temperature inside the enclosure; a detection means for detecting the signals from the first and second probes;
Equipment including.
【請求項10】 2つのプローブが、約1μmから約3
μmの範囲外の波長の信号を検出器に伝送しないように
する光フィルタを装備している、請求項9に記載の機
器。
10. The two probes are from about 1 μm to about 3 μm.
10. The device according to claim 9, which is equipped with an optical filter that blocks the transmission of signals with wavelengths outside the μm range to the detector.
【請求項11】 第1プローブの視野が、光バッフルに
よって制限される、請求項9に記載の機器。
11. The instrument of claim 9, wherein the field of view of the first probe is limited by a light baffle.
【請求項12】 光バッフルがアイリス絞りである、請
求項11に記載の機器。
12. The device of claim 11, wherein the light baffle is an iris diaphragm.
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