JPH11237281A - 電磁放射の測定方法 - Google Patents
電磁放射の測定方法Info
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- JPH11237281A JPH11237281A JP10348407A JP34840798A JPH11237281A JP H11237281 A JPH11237281 A JP H11237281A JP 10348407 A JP10348407 A JP 10348407A JP 34840798 A JP34840798 A JP 34840798A JP H11237281 A JPH11237281 A JP H11237281A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Radiation Pyrometers (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物に対し放射源から送出される電磁放射
が照射され、放射源から送出された放射は第１の検出器
により検出され、照射された対象物から発せられた放射
は第２の検出器により検出されるような電磁放射の測定
方法において、電磁放射の測定ならびにこの測定により
導出されたパラメータおよび値の算出を簡単にしかもい
っそう精確に実行できるようにする。 【解決手段】 放射源から送出される放射を、特性パラ
メータを用いて能動的に変調する。対象物から反射した
放射源の放射を補償するため、第２の検出器により検出
された放射源からの放射を、第１の検出器により検出さ
れた放射によって補正する。
が照射され、放射源から送出された放射は第１の検出器
により検出され、照射された対象物から発せられた放射
は第２の検出器により検出されるような電磁放射の測定
方法において、電磁放射の測定ならびにこの測定により
導出されたパラメータおよび値の算出を簡単にしかもい
っそう精確に実行できるようにする。 【解決手段】 放射源から送出される放射を、特性パラ
メータを用いて能動的に変調する。対象物から反射した
放射源の放射を補償するため、第２の検出器により検出
された放射源からの放射を、第１の検出器により検出さ
れた放射によって補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に対し少な
くとも１つの放射源から送出される電磁放射が照射さ
れ、放射源から送出された放射は、少なくとも１つの第
１の検出器により検出され、照射された対象物から発せ
られた放射は、放射を測定する少なくとも１つの第２の
検出器により検出される形式の、電磁放射の測定方法に
関する。
くとも１つの放射源から送出される電磁放射が照射さ
れ、放射源から送出された放射は、少なくとも１つの第
１の検出器により検出され、照射された対象物から発せ
られた放射は、放射を測定する少なくとも１つの第２の
検出器により検出される形式の、電磁放射の測定方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は、たとえばアメリカ合衆
国特許 US-5 490 728 A から、反応室における半導体基
板の製造に関連して知られている。その際、放射源から
送出される電磁放射には必然的に、電源電圧の変動によ
りあるいは導通角制御に起因して不所望に発生するリプ
ルが重畳される。しかしこのリプルに対してはいかなる
作用も及ぼすことができず、さらにこのリプルを意図的
に選択することもできない。したがってこのようなリプ
ルは、放射源から送出される放射の特性として意図的に
利用するためには、とにかく条件付きでなければ役に立
たない。
国特許 US-5 490 728 A から、反応室における半導体基
板の製造に関連して知られている。その際、放射源から
送出される電磁放射には必然的に、電源電圧の変動によ
りあるいは導通角制御に起因して不所望に発生するリプ
ルが重畳される。しかしこのリプルに対してはいかなる
作用も及ぼすことができず、さらにこのリプルを意図的
に選択することもできない。したがってこのようなリプ
ルは、放射源から送出される放射の特性として意図的に
利用するためには、とにかく条件付きでなければ役に立
たない。
【０００３】さらにドイツ連邦共和国特許出願 DE-A-26
27 753 によれば、真空被膜装置において光学的に有効
な薄膜を、その製造中に厚さ測定ならびに制御するため
の装置が開示されている。その際、測定ならびに制御は
次のようにして行われる。すなわち、実質的に単色であ
る利用される測定光の波長の端数と数倍の間で層厚の反
射ないしは透過特性を測定し、所定の層厚に到達すると
被膜プロセスが中止される。この装置は、フォーカシン
グされた測定光ビームのための測定光源と、チョッパ装
置と、測定光ビームの軸に４５゜の角度で配置されたビ
ームスプリッタと、測定光受光器およびその前に接続さ
れたモノクロメータと、測定信号のための微分装置と、
被膜プロセスに対する遮断装置によって構成されてい
る。
27 753 によれば、真空被膜装置において光学的に有効
な薄膜を、その製造中に厚さ測定ならびに制御するため
の装置が開示されている。その際、測定ならびに制御は
次のようにして行われる。すなわち、実質的に単色であ
る利用される測定光の波長の端数と数倍の間で層厚の反
射ないしは透過特性を測定し、所定の層厚に到達すると
被膜プロセスが中止される。この装置は、フォーカシン
グされた測定光ビームのための測定光源と、チョッパ装
置と、測定光ビームの軸に４５゜の角度で配置されたビ
ームスプリッタと、測定光受光器およびその前に接続さ
れたモノクロメータと、測定信号のための微分装置と、
被膜プロセスに対する遮断装置によって構成されてい
る。
【０００４】さらにドイツ連邦共和国特許出願 DE-A-42
24 435 には、曇り止めガラスを赤外線監視するための
光学的インタフェースについて記載されており、この場
合、赤外線ビーム源の光は光導波体を介してインタフェ
ース内部へ案内され、そこにおいてガラス表面に光を当
てるために照射される。監視すべきガラスにおいて反射
したビームは、他の光導波体の入力端により受け取ら
れ、その光導波体を通り自然光フィルタを介してホト検
出器へと導かれる。
24 435 には、曇り止めガラスを赤外線監視するための
光学的インタフェースについて記載されており、この場
合、赤外線ビーム源の光は光導波体を介してインタフェ
ース内部へ案内され、そこにおいてガラス表面に光を当
てるために照射される。監視すべきガラスにおいて反射
したビームは、他の光導波体の入力端により受け取ら
れ、その光導波体を通り自然光フィルタを介してホト検
出器へと導かれる。
【０００５】さらにアメリカ合衆国特許 US-A-5 270, 2
22 には、半導体装置製造時の診断ならびに予測のため
の方法および装置が開示されている。この装置は診断お
よび予測のためのセンサを有しており、このセンサによ
り半導体ウェハにおける種々の光学的特性が測定され
る。その際、このセンサは、コヒーレントな電磁的また
は光学的なエネルギーを半導体ウェハの方向へ導くため
に、センサアームと光電的制御ボックスを有している。
22 には、半導体装置製造時の診断ならびに予測のため
の方法および装置が開示されている。この装置は診断お
よび予測のためのセンサを有しており、このセンサによ
り半導体ウェハにおける種々の光学的特性が測定され
る。その際、このセンサは、コヒーレントな電磁的また
は光学的なエネルギーを半導体ウェハの方向へ導くため
に、センサアームと光電的制御ボックスを有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の方法において、電磁放射の測定ならびに
この測定により導出されたパラメータおよび値の算出を
簡単にしかもいっそう精確に実行できるようにすること
である。
で述べた形式の方法において、電磁放射の測定ならびに
この測定により導出されたパラメータおよび値の算出を
簡単にしかもいっそう精確に実行できるようにすること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、少なくとも１つの放射源から送出される放射を、少
なくとも１つの特性パラメータを用いて能動的に変調
し、第２の検出器により検出された放射を、対象物から
反射した放射源の放射を補償するため、第１の検出器に
より検出された放射によって補正することにより解決さ
れる。
は、少なくとも１つの放射源から送出される放射を、少
なくとも１つの特性パラメータを用いて能動的に変調
し、第２の検出器により検出された放射を、対象物から
反射した放射源の放射を補償するため、第１の検出器に
より検出された放射によって補正することにより解決さ
れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】この場合、放射源は有利には加熱
ランプであり、照射される対象物は有利には熱処理を受
ける半導体基板である。
ランプであり、照射される対象物は有利には熱処理を受
ける半導体基板である。
【０００９】特性パラメータを用いて意図的、能動的で
ありそれゆえ既知である放射源の変調ゆえに、対象物の
特性を求めるのに必要とされる対象物自体から発せられ
た放射を、より厳密には対象物から反射した放射源の放
射を区別することができる。このようにすることで、対
象物の特性たとえば温度、放射率、透過率、反射率、あ
るいは対象物上における対象物材料とは異なる材料によ
る層の厚さや特性を、いっそう精確かつリアルタイムに
求めることができる。
ありそれゆえ既知である放射源の変調ゆえに、対象物の
特性を求めるのに必要とされる対象物自体から発せられ
た放射を、より厳密には対象物から反射した放射源の放
射を区別することができる。このようにすることで、対
象物の特性たとえば温度、放射率、透過率、反射率、あ
るいは対象物上における対象物材料とは異なる材料によ
る層の厚さや特性を、いっそう精確かつリアルタイムに
求めることができる。
【００１０】本発明の有利な実施形態によれば、放射源
から送出される放射の能動的な変調が、第２の検出器に
より求められた放射の補正にあたりその特性決定に利用
される。放射源から送出される放射の能動的でありした
がって既知である変調により、この放射の特性決定つま
りはこの放射と対象物から発せられた本来測定すべき放
射とを、きわめて簡単に高い信頼性を伴って量的に精確
に区別することができる。
から送出される放射の能動的な変調が、第２の検出器に
より求められた放射の補正にあたりその特性決定に利用
される。放射源から送出される放射の能動的でありした
がって既知である変調により、この放射の特性決定つま
りはこの放射と対象物から発せられた本来測定すべき放
射とを、きわめて簡単に高い信頼性を伴って量的に精確
に区別することができる。
【００１１】放射源から発せられる放射は有利には、振
幅変調、周波数変調および／または位相変調される。与
えられた条件や必要性に応じて変調形式を選択可能であ
り、この場合、変調形式はたとえば変調手法の簡便性や
信頼性を考慮して選択することもできるが、評価手法や
検出手法の簡便性や信頼性を考慮して選択することもで
きる。ここで振幅変調とは変調振幅の変調のことである
が、振幅が調整されるのではなく場合によってゆっくり
と変化させる強度変調によって作動させる。
幅変調、周波数変調および／または位相変調される。与
えられた条件や必要性に応じて変調形式を選択可能であ
り、この場合、変調形式はたとえば変調手法の簡便性や
信頼性を考慮して選択することもできるが、評価手法や
検出手法の簡便性や信頼性を考慮して選択することもで
きる。ここで振幅変調とは変調振幅の変調のことである
が、振幅が調整されるのではなく場合によってゆっくり
と変化させる強度変調によって作動させる。
【００１２】変調形式のほかに変調の各信号波形を利用
することもできる。しかし殊に有利であるのは、振幅変
調においてできるかぎり急峻な信号経過特性の信号波形
を利用することである。このことの利点は、フーリエ変
換によっても高い周波数が実質的に発生せず、したがっ
て検出にあたりまたは検出された信号の処理にあたり単
位時間あたりのサンプリング数を低く抑えることがで
き、その結果、簡単な評価手法でありながら良好かつ精
確な測定を実行できるようになる。
することもできる。しかし殊に有利であるのは、振幅変
調においてできるかぎり急峻な信号経過特性の信号波形
を利用することである。このことの利点は、フーリエ変
換によっても高い周波数が実質的に発生せず、したがっ
て検出にあたりまたは検出された信号の処理にあたり単
位時間あたりのサンプリング数を低く抑えることがで
き、その結果、簡単な評価手法でありながら良好かつ精
確な測定を実行できるようになる。
【００１３】一般に、特性パラメータの変調を周期的ま
たは非周期的な信号によって行うことができる。非周期
的な変調はたとえば、特性パラメータをランダムメカニ
ズムを用いて形成される正または負の増分値と結合演算
（たとえば加算、乗算またはルックアップテーブルを用
いた結合）によって結合することにより得ることができ
る。この場合、増分量は所定の時間インターバル経過
後、ランダム方式に従ってそのつど新たに求められる。
ここで時間インターバル自体は一定とすることができる
し、まえもって定められた関数に従って、あるいはやは
りランダム方式に従って求めることもできる。非周期的
な変調において重要であるのは、ランダム方式により求
められたパラメータ（増分量および／または時間インタ
ーバル）は既知であり、評価装置または評価プロセスに
おいて信号分析に利用できることである。ランダム方式
により求められたパラメータ（増分量および／または時
間インターバル）は、まえもって任意に定められた分布
関数で十分である。これはたとえば均等な分布、ガウス
分布あるいはポアソン分布とすることができ、これによ
りパラメータの個々の期待値もまえもって定められてい
る。非周期的変調の利点は、それにより周期的な障害作
用を抑圧できることである。
たは非周期的な信号によって行うことができる。非周期
的な変調はたとえば、特性パラメータをランダムメカニ
ズムを用いて形成される正または負の増分値と結合演算
（たとえば加算、乗算またはルックアップテーブルを用
いた結合）によって結合することにより得ることができ
る。この場合、増分量は所定の時間インターバル経過
後、ランダム方式に従ってそのつど新たに求められる。
ここで時間インターバル自体は一定とすることができる
し、まえもって定められた関数に従って、あるいはやは
りランダム方式に従って求めることもできる。非周期的
な変調において重要であるのは、ランダム方式により求
められたパラメータ（増分量および／または時間インタ
ーバル）は既知であり、評価装置または評価プロセスに
おいて信号分析に利用できることである。ランダム方式
により求められたパラメータ（増分量および／または時
間インターバル）は、まえもって任意に定められた分布
関数で十分である。これはたとえば均等な分布、ガウス
分布あるいはポアソン分布とすることができ、これによ
りパラメータの個々の期待値もまえもって定められてい
る。非周期的変調の利点は、それにより周期的な障害作
用を抑圧できることである。
【００１４】本発明の別の有利な実施形態によれば、信
号源は複数の個別放射源から成り、たとえば複数のラン
プから成り、それらは１つまたは複数のランプバンクに
まとめることができる。複数のランプから成る放射源と
関連した有利な実施形態によれば、それらのランプのう
ちの少なくとも１つがその放射に関して変調される。た
だ１つのランプの変調によれば測定手法の汎用性に関す
る制約を伴うだけでそもそも有用な結果が得られるのだ
が、本発明による方法の利点を達成するために１つのラ
ンプの放射の変調でそれ自体十分である。また、少なく
とも２つのランプまたはすべてのランプをその放射に関
して均等に変調することで、ただ１つの電力スイッチに
よる格別簡単なランプ制御が行われるようになる。望ま
しくない反射を避けるため、１つまたは数個のランプだ
けの放射を変調するのが有利である。
号源は複数の個別放射源から成り、たとえば複数のラン
プから成り、それらは１つまたは複数のランプバンクに
まとめることができる。複数のランプから成る放射源と
関連した有利な実施形態によれば、それらのランプのう
ちの少なくとも１つがその放射に関して変調される。た
だ１つのランプの変調によれば測定手法の汎用性に関す
る制約を伴うだけでそもそも有用な結果が得られるのだ
が、本発明による方法の利点を達成するために１つのラ
ンプの放射の変調でそれ自体十分である。また、少なく
とも２つのランプまたはすべてのランプをその放射に関
して均等に変調することで、ただ１つの電力スイッチに
よる格別簡単なランプ制御が行われるようになる。望ま
しくない反射を避けるため、１つまたは数個のランプだ
けの放射を変調するのが有利である。
【００１５】しかし適用事例や与えられた条件に応じ
て、各ランプの放射を種々多様に変調するもの有利であ
って、たとえばこれは、ランプ放射を各ランプの位置や
それぞれ特有のランプに依存して、他のランプの放射ま
たは他のランプとは異ならせるようにする場合である。
て、各ランプの放射を種々多様に変調するもの有利であ
って、たとえばこれは、ランプ放射を各ランプの位置や
それぞれ特有のランプに依存して、他のランプの放射ま
たは他のランプとは異ならせるようにする場合である。
【００１６】有利には個々のランプの放射源による放射
の変調は、各ランプのうち少なくともいくつかについて
時間的に同期させて、あるいは互いに一定の時間を割り
当てて行われる。とはいうものの、特定の適用事例では
時間的に同期していない放射変調が有利である場合もあ
る。
の変調は、各ランプのうち少なくともいくつかについて
時間的に同期させて、あるいは互いに一定の時間を割り
当てて行われる。とはいうものの、特定の適用事例では
時間的に同期していない放射変調が有利である場合もあ
る。
【００１７】本発明の１つのきわめて有利な実施形態に
よれば、放射源から送出される放射の変調度殊に変調深
さ（これは場合によっては放射源ごとに異なる）は、送
出されるランプ強度には依存しない。つまりこのような
いわゆる絶対変調は、放射源またはランプを制御する基
本レベルあるいは直流信号とは無関係である。本発明の
このような実施形態による利点は、場合によっては迅速
に行うべき放射源の強度上昇中に完全な制御を利用で
き、過度に大きな変調によりその強度が制限されていな
いことである。
よれば、放射源から送出される放射の変調度殊に変調深
さ（これは場合によっては放射源ごとに異なる）は、送
出されるランプ強度には依存しない。つまりこのような
いわゆる絶対変調は、放射源またはランプを制御する基
本レベルあるいは直流信号とは無関係である。本発明の
このような実施形態による利点は、場合によっては迅速
に行うべき放射源の強度上昇中に完全な制御を利用で
き、過度に大きな変調によりその強度が制限されていな
いことである。
【００１８】しかし別の適用事例の場合、変調度または
変調深さが放射源の送出される強度に依存する方が有利
である。このような相対変調の場合、たとえば交流制御
信号の強度は放射源の直流制御信号の強度に依存してお
り、あるいはそれに比例しているが、その利点とは、相
対的な変調度が一定であるかまたはほとんど変化しない
ことであり、このことで変調の検出ならびに評価がいっ
そう容易になり、いっそう簡単な装置を用いて実行でき
るようになる。
変調深さが放射源の送出される強度に依存する方が有利
である。このような相対変調の場合、たとえば交流制御
信号の強度は放射源の直流制御信号の強度に依存してお
り、あるいはそれに比例しているが、その利点とは、相
対的な変調度が一定であるかまたはほとんど変化しない
ことであり、このことで変調の検出ならびに評価がいっ
そう容易になり、いっそう簡単な装置を用いて実行でき
るようになる。
【００１９】本発明の別の実施形態によれば、変調度ま
たは変調深さが制御され、あるいは能動的にも調整され
る。
たは変調深さが制御され、あるいは能動的にも調整され
る。
【００２０】本発明の別の著しく有利な実施形態によれ
ば、ランプ強度および／または変調自体がパルス幅変調
される。本発明の択一的または付加的な実施形態によれ
ば、放射源の放射はテーブル値を利用してデータ処理プ
ログラムにより行われる。本発明のさらに別の格別有利
な実施形態によれば、パルス幅変調のために発生器のカ
ウンタ周波数を変化させることで放射の変調が行われ
る。
ば、ランプ強度および／または変調自体がパルス幅変調
される。本発明の択一的または付加的な実施形態によれ
ば、放射源の放射はテーブル値を利用してデータ処理プ
ログラムにより行われる。本発明のさらに別の格別有利
な実施形態によれば、パルス幅変調のために発生器のカ
ウンタ周波数を変化させることで放射の変調が行われ
る。
【００２１】ランプ出力はパルス幅変調により変えられ
る。この場合、放射強度はフィラメント温度の関数であ
るが、これは定常化された状態においてランプ出力にダ
イレクトに対応するものである。
る。この場合、放射強度はフィラメント温度の関数であ
るが、これは定常化された状態においてランプ出力にダ
イレクトに対応するものである。
【００２２】放射源の放射の変調は有利には、制御信号
の変調つまり放射源ないしはランプのための制御信号の
変調により行われる。以下で詳細に説明するように、制
御信号が信号形成において変調される場所は、必要性や
与えられた条件に従って選べる。その際に殊に有利であ
るのは、制御信号はその形成直後、放射源またはランプ
へ供給される前に変調される。
の変調つまり放射源ないしはランプのための制御信号の
変調により行われる。以下で詳細に説明するように、制
御信号が信号形成において変調される場所は、必要性や
与えられた条件に従って選べる。その際に殊に有利であ
るのは、制御信号はその形成直後、放射源またはランプ
へ供給される前に変調される。
【００２３】本発明は、対象物の温度、反射率および／
または透過率を求めるのにきわめて有利に利用でき、た
とえば実例として加熱炉内での基板の熱処理に関連して
きわめて有利に利用できる。その場合、加熱炉内におい
て、基板は迅速かつできりかぎり精確な所定の温度経過
特性で加熱され冷却される。
または透過率を求めるのにきわめて有利に利用でき、た
とえば実例として加熱炉内での基板の熱処理に関連して
きわめて有利に利用できる。その場合、加熱炉内におい
て、基板は迅速かつできりかぎり精確な所定の温度経過
特性で加熱され冷却される。
【００２４】したがって本発明によれば、少なくとも１
つの放射源たとえば加熱ランプから送出された放射と被
加熱対象物からの放射とが求められ、この場合、対象物
から発した放射と対象物において反射した放射は合成さ
れている。これら両方の測定により、対象物から反射し
た放射源の放射を補正することができ、つまりは発せら
れた放射すなわち対象物の熱放射を求めることができ
る。対象物は一般にそしてウェハの場合も黒体放射体で
はない。このような対象物の放射率が既知であるなら
ば、黒体の放射を逆算することができる。
つの放射源たとえば加熱ランプから送出された放射と被
加熱対象物からの放射とが求められ、この場合、対象物
から発した放射と対象物において反射した放射は合成さ
れている。これら両方の測定により、対象物から反射し
た放射源の放射を補正することができ、つまりは発せら
れた放射すなわち対象物の熱放射を求めることができ
る。対象物は一般にそしてウェハの場合も黒体放射体で
はない。このような対象物の放射率が既知であるなら
ば、黒体の放射を逆算することができる。
【００２５】本発明によれば、対象物用の放射検出器と
放射源用の放射検出器により測定され交流電流成分また
は交流電圧成分（ＡＣ）とも呼ばれる変調された各成分
の振幅が対比される。このような振幅の対比により生じ
た数値は、１次の近似において対象物たとえばウェハの
反射率に比例する。そしてこの数値は後続評価のために
２回、利用される。この数値は最初、対象物から発する
放射すなわち対象物の熱放射を、対象物において反射し
た放射源の放射と区別するために用いられる。２回目と
してこの数値は、対象物から発した放射すなわち熱放射
を、同じ温度の黒体の放射について推定してスケーリン
グするために用いられる。このようにして得られた推定
されスケーリングされた温度値を、逆にされたプランク
の放射式に代入することにより、一義的に温度が求めら
れる。このように既述の変調の振幅比は評価に際して２
回利用されるので、対象物の温度の評価や算出にあたり
精確な値が得られるようにするためには、そのような振
幅比をできるかぎり精確に測定する必要がある。本発明
による方法によれば、この振幅比を著しく精確に求める
ことができる。それというのも、各加熱状態に対する変
調パラメータがまえもって最適に与えられているからで
あり、変調もその評価も著しく簡単にされるからであ
る。
放射源用の放射検出器により測定され交流電流成分また
は交流電圧成分（ＡＣ）とも呼ばれる変調された各成分
の振幅が対比される。このような振幅の対比により生じ
た数値は、１次の近似において対象物たとえばウェハの
反射率に比例する。そしてこの数値は後続評価のために
２回、利用される。この数値は最初、対象物から発する
放射すなわち対象物の熱放射を、対象物において反射し
た放射源の放射と区別するために用いられる。２回目と
してこの数値は、対象物から発した放射すなわち熱放射
を、同じ温度の黒体の放射について推定してスケーリン
グするために用いられる。このようにして得られた推定
されスケーリングされた温度値を、逆にされたプランク
の放射式に代入することにより、一義的に温度が求めら
れる。このように既述の変調の振幅比は評価に際して２
回利用されるので、対象物の温度の評価や算出にあたり
精確な値が得られるようにするためには、そのような振
幅比をできるかぎり精確に測定する必要がある。本発明
による方法によれば、この振幅比を著しく精確に求める
ことができる。それというのも、各加熱状態に対する変
調パラメータがまえもって最適に与えられているからで
あり、変調もその評価も著しく簡単にされるからであ
る。
【００２６】本発明の殊に有利な実施形態によれば、第
１の検出器は放射検出器であり、これは簡単かつ高い信
頼性で放射源から送出される放射を測定する。その際、
放射源から発せられた放射は、有利には光導体または光
チャネルを介して放射検出器へ案内される。精確な測定
を保証するため、放射源ならびに光導体または光チャネ
ルは、フィラメント保持装置あるいは放射源の放射流ま
たは放射温度を損なうその他の手段に束縛されない信号
を第１の放射検出器が発生するよう、互いに相対的に配
置されている。
１の検出器は放射検出器であり、これは簡単かつ高い信
頼性で放射源から送出される放射を測定する。その際、
放射源から発せられた放射は、有利には光導体または光
チャネルを介して放射検出器へ案内される。精確な測定
を保証するため、放射源ならびに光導体または光チャネ
ルは、フィラメント保持装置あるいは放射源の放射流ま
たは放射温度を損なうその他の手段に束縛されない信号
を第１の放射検出器が発生するよう、互いに相対的に配
置されている。
【００２７】本発明の他の実施形態によれば、第１の検
出器はたとえば熱電素子などの温度センサとすることが
でき、これによってランプ温度つまりは照射された強度
を求めることができる。
出器はたとえば熱電素子などの温度センサとすることが
でき、これによってランプ温度つまりは照射された強度
を求めることができる。
【００２８】本発明のさらに別の実施形態によれば第１
の検出器は、放射源から送出される放射と関連する任意
のパラメータを測定する。したがって実例としてこのよ
うな強度を、ランプフィラメントのインピーダンス（た
とえば抵抗）を測定するインピーダンス測定装置によっ
て求めることができる。たとえば加熱ランプなどの放射
源についてインピーダンスと強度との関係が既知であれ
ば、適切な処理ユニットによりそのような放射源の強度
またはそれに比例するパラメータを求めることができ
る。
の検出器は、放射源から送出される放射と関連する任意
のパラメータを測定する。したがって実例としてこのよ
うな強度を、ランプフィラメントのインピーダンス（た
とえば抵抗）を測定するインピーダンス測定装置によっ
て求めることができる。たとえば加熱ランプなどの放射
源についてインピーダンスと強度との関係が既知であれ
ば、適切な処理ユニットによりそのような放射源の強度
またはそれに比例するパラメータを求めることができ
る。
【００２９】次に、図面を参照しながら半導体ウェハ加
熱装置の実例に基づき、本発明について詳細に説明す
る。
熱装置の実例に基づき、本発明について詳細に説明す
る。
【００３０】
【実施例】図１と図２に示されている半導体ウェハ２を
処理するための高速加熱炉に関する実施形態によれば、
石英ガラスから成る反応室１が設けられており、この中
に半導体ウェハ２がおかれている。反応室１はケーシン
グ３により取り囲まれており、これは上方と下方にそれ
ぞれランプ４，５を有しており、このランプの放射は反
応室１へ向けて配向されている。
処理するための高速加熱炉に関する実施形態によれば、
石英ガラスから成る反応室１が設けられており、この中
に半導体ウェハ２がおかれている。反応室１はケーシン
グ３により取り囲まれており、これは上方と下方にそれ
ぞれランプ４，５を有しており、このランプの放射は反
応室１へ向けて配向されている。
【００３１】有利には反応室１は主として、ランプ放射
に対し実質的に透過性の材料から成り、これは高温計ま
たは使用される放射検出器の測定波長または測定波長ス
ペクトルに関しても透過性である。ランプのスペクトル
に関して平均化された約０．１ １／ｃｍ 〜 ０．００
１ １／ｃｍの吸収係数をもつ石英ガラスおよび／また
はサファイアを用いることで、高速加熱システムに適し
た反応室を構築することができ、この場合、反応室の壁
の厚さを１ｍｍ〜数ｃｍの間たとえば５ｃｍとすること
ができる。反応室の壁の厚さに応じて、吸収係数の点に
関して材料の選択を行うことができる。
に対し実質的に透過性の材料から成り、これは高温計ま
たは使用される放射検出器の測定波長または測定波長ス
ペクトルに関しても透過性である。ランプのスペクトル
に関して平均化された約０．１ １／ｃｍ 〜 ０．００
１ １／ｃｍの吸収係数をもつ石英ガラスおよび／また
はサファイアを用いることで、高速加熱システムに適し
た反応室を構築することができ、この場合、反応室の壁
の厚さを１ｍｍ〜数ｃｍの間たとえば５ｃｍとすること
ができる。反応室の壁の厚さに応じて、吸収係数の点に
関して材料の選択を行うことができる。
【００３２】反応室１内で（超高真空に及ぶ）負圧ある
いは正圧を発生させようとするならば、ｃｍの範囲の反
応室の壁の厚さが必要となる。たとえば反応室の直径が
約３００ｍｍであれば、約１２ｍｍ〜２０ｍｍの石英ガ
ラスの厚さで反応室１の十分な機械的安定性が得られ、
したがって真空排気が可能となる。反応室の壁の厚さ
は、壁の材料、反応室の大きさ、ならびに圧力負荷状態
に応じて選定される。
いは正圧を発生させようとするならば、ｃｍの範囲の反
応室の壁の厚さが必要となる。たとえば反応室の直径が
約３００ｍｍであれば、約１２ｍｍ〜２０ｍｍの石英ガ
ラスの厚さで反応室１の十分な機械的安定性が得られ、
したがって真空排気が可能となる。反応室の壁の厚さ
は、壁の材料、反応室の大きさ、ならびに圧力負荷状態
に応じて選定される。
【００３３】大きな入射角をもつ略示された高温計６
（殊に図２を参照）により、半導体ウェハ２から送出し
た放射と、半導体ウェハ２において反射したランプ５の
放射が測定され、この実施例ではランプは直管形ランプ
として構成されている。この種の配置構成は公知であ
り、DE 44 37 361 C または同じ出願人による非公開の
DE197 37 802 A に記載されており、したがって重複を
避けるためこれらを参照されたい。なお、それらの刊行
物は本願の参考文献とする。
（殊に図２を参照）により、半導体ウェハ２から送出し
た放射と、半導体ウェハ２において反射したランプ５の
放射が測定され、この実施例ではランプは直管形ランプ
として構成されている。この種の配置構成は公知であ
り、DE 44 37 361 C または同じ出願人による非公開の
DE197 37 802 A に記載されており、したがって重複を
避けるためこれらを参照されたい。なお、それらの刊行
物は本願の参考文献とする。
【００３４】直管形ランプとして有利には、少なくとも
部分的に螺旋構造をもつフィラメントを備えたハロゲン
ランプが使用される。少なくとも部分的な螺旋構造によ
り有利には、まえもって規定されたランプの幾何学的な
およびスペクトルに関するランプ放射プロフィルを達成
することができる。ここではランプのフィラメントをた
とえば、螺旋形にされたフィラメント部分と螺旋形にさ
れていないフィラメント部分を交互に有するように構成
することができる。この場合、放射プロフィル（幾何学
的プロフィルおよびスペクトルに関するプロフィル）は
実質的に、螺旋形にされた隣り合うフィラメント部分の
間隔により決定される。ランプ放射プロフィルを規定す
ることのできる別のやり方はたとえば、フィラメント構
造の密度（たとえば螺旋密度）をフィラメントに沿って
変化させることである。
部分的に螺旋構造をもつフィラメントを備えたハロゲン
ランプが使用される。少なくとも部分的な螺旋構造によ
り有利には、まえもって規定されたランプの幾何学的な
およびスペクトルに関するランプ放射プロフィルを達成
することができる。ここではランプのフィラメントをた
とえば、螺旋形にされたフィラメント部分と螺旋形にさ
れていないフィラメント部分を交互に有するように構成
することができる。この場合、放射プロフィル（幾何学
的プロフィルおよびスペクトルに関するプロフィル）は
実質的に、螺旋形にされた隣り合うフィラメント部分の
間隔により決定される。ランプ放射プロフィルを規定す
ることのできる別のやり方はたとえば、フィラメント構
造の密度（たとえば螺旋密度）をフィラメントに沿って
変化させることである。
【００３５】ランププロフィルを制御可能にすべき場
合、有利にはランプたとえば直管形ランプに個別制御可
能な複数のフィラメントを設けて組み込むことができ
る。制御可能なランププロフィルをもつランプは殊に、
たとえば３００ｍｍ半導体ウェハのように大面積の基板
を熱処理するための高速加熱装置の場合に有利である。
なぜならば、このようなランプおよび適切なランプ制御
装置によれば、基板表面に沿って著しく均一な温度プロ
フィルを達成することができるからである。各フィラメ
ントの個別放射プロフィルを重ね合わせることで、広範
囲にわたり調整可能なランプの全体的な放射プロフィル
が得られる。最も簡単な事例の場合、たとえばハロゲン
ランプは２つのフィラメントを有しており、それらはそ
れぞれ螺旋構造を備えあるいは少なくとも部分的に螺旋
構造を備えている。その際、第１のフィラメントにおけ
る螺旋密度および／または螺旋構造にされた各フィラメ
ント間隔は、ランプの一方の端部から他方の端部へ向か
って増加し、第２のフィラメントにおける螺旋密度およ
び／または螺旋構造にされた各フィラメント間の間隔
は、相応にこれとは逆にランプの一方の端部から他方の
端部へ向かって減少するように構成されている。このよ
うにすることで、両方のフィラメント中の電流強度の選
定により放射プロフィル全体を広範囲にわたり変化させ
ることができる。制御可能な放射プロフィルを有するラ
ンプの別の実施形態として、ランプのフィラメントが少
なくとも３つの電気的端子を有するように構成され、こ
の場合、各端子の間にそれぞれ異なる動作電圧が印加さ
れる。これにより部分的にフィラメントの温度つまりは
ランプの放射特性を、フィラメントに沿って制御するこ
とができる。
合、有利にはランプたとえば直管形ランプに個別制御可
能な複数のフィラメントを設けて組み込むことができ
る。制御可能なランププロフィルをもつランプは殊に、
たとえば３００ｍｍ半導体ウェハのように大面積の基板
を熱処理するための高速加熱装置の場合に有利である。
なぜならば、このようなランプおよび適切なランプ制御
装置によれば、基板表面に沿って著しく均一な温度プロ
フィルを達成することができるからである。各フィラメ
ントの個別放射プロフィルを重ね合わせることで、広範
囲にわたり調整可能なランプの全体的な放射プロフィル
が得られる。最も簡単な事例の場合、たとえばハロゲン
ランプは２つのフィラメントを有しており、それらはそ
れぞれ螺旋構造を備えあるいは少なくとも部分的に螺旋
構造を備えている。その際、第１のフィラメントにおけ
る螺旋密度および／または螺旋構造にされた各フィラメ
ント間隔は、ランプの一方の端部から他方の端部へ向か
って増加し、第２のフィラメントにおける螺旋密度およ
び／または螺旋構造にされた各フィラメント間の間隔
は、相応にこれとは逆にランプの一方の端部から他方の
端部へ向かって減少するように構成されている。このよ
うにすることで、両方のフィラメント中の電流強度の選
定により放射プロフィル全体を広範囲にわたり変化させ
ることができる。制御可能な放射プロフィルを有するラ
ンプの別の実施形態として、ランプのフィラメントが少
なくとも３つの電気的端子を有するように構成され、こ
の場合、各端子の間にそれぞれ異なる動作電圧が印加さ
れる。これにより部分的にフィラメントの温度つまりは
ランプの放射特性を、フィラメントに沿って制御するこ
とができる。
【００３６】これまで説明してきたランプの代案とし
て、プラズマランプまたはアークランプを使用すること
ができ、この場合も放射プロフィルを調整可能である。
したがってたとえばランプスペクトルを電流密度に関し
て、ＵＶ領域から近赤外線まで調整することができる。
アークランプは能動的な変調に関して、いっそう高い変
調周波数で駆動可能であるという利点を有している。こ
れにより、信号処理エレクトロニクスも評価プロセスも
簡単になる。
て、プラズマランプまたはアークランプを使用すること
ができ、この場合も放射プロフィルを調整可能である。
したがってたとえばランプスペクトルを電流密度に関し
て、ＵＶ領域から近赤外線まで調整することができる。
アークランプは能動的な変調に関して、いっそう高い変
調周波数で駆動可能であるという利点を有している。こ
れにより、信号処理エレクトロニクスも評価プロセスも
簡単になる。
【００３７】別の高温計７へ光学式線路つまり光チャネ
ル８を介して、ランプ５から放射される光がダイレクト
に案内される。この場合、放射源および／または光チャ
ネルは有利には、ランプ区間またはフィラメント区間か
らランプ高温計信号が生じるように配置されている。そ
の際、この区間はフィラメント保持装置に束縛されない
ものであり、あるいは、光チャネルにより観測されるフ
ィラメント区間ないしランプ区間の放射流または温度を
損なう他の手段に束縛されないものである。ランプ高温
計７およびランプ５の光をランプ高温計７へ照射する装
置構成について繰り返し述べるのを避けるため、同じ出
願人による同じ出願日のドイツ連邦共和国特許出願 DE
197 54 385 を参照されたい。
ル８を介して、ランプ５から放射される光がダイレクト
に案内される。この場合、放射源および／または光チャ
ネルは有利には、ランプ区間またはフィラメント区間か
らランプ高温計信号が生じるように配置されている。そ
の際、この区間はフィラメント保持装置に束縛されない
ものであり、あるいは、光チャネルにより観測されるフ
ィラメント区間ないしランプ区間の放射流または温度を
損なう他の手段に束縛されないものである。ランプ高温
計７およびランプ５の光をランプ高温計７へ照射する装
置構成について繰り返し述べるのを避けるため、同じ出
願人による同じ出願日のドイツ連邦共和国特許出願 DE
197 54 385 を参照されたい。
【００３８】高温計６，７の出力信号は図示されていな
い評価回路へ導かれ、その評価回路は半導体ウェハ２か
ら発せられた放射を次のようにして求める。すなわち、
高温計６に投射された放射が高温計７により求められた
放射と関連づけられ、それによって半導体ウェハ２から
発した放射が求められるように構成されている。このこ
とが可能である理由は、ランプ５から発した放射が能動
的であり、規定されたように変調されているからであ
る。この変調はウェハ高温計６により受け取られる放射
にも含まれており、したがって高温計６と７により受け
取られた放射の変調度または変調深さを比較あるいは関
連づけることで、ウェハ高温計６により捕捉された放射
において半導体ウェハ２から反射したランプ放射の補償
ないし相殺が可能となり、このことで半導体ウェハ２か
ら発せられた放射つまりはその温度、反射率、透過率お
よび／または放射率を精確に測定することができる。
い評価回路へ導かれ、その評価回路は半導体ウェハ２か
ら発せられた放射を次のようにして求める。すなわち、
高温計６に投射された放射が高温計７により求められた
放射と関連づけられ、それによって半導体ウェハ２から
発した放射が求められるように構成されている。このこ
とが可能である理由は、ランプ５から発した放射が能動
的であり、規定されたように変調されているからであ
る。この変調はウェハ高温計６により受け取られる放射
にも含まれており、したがって高温計６と７により受け
取られた放射の変調度または変調深さを比較あるいは関
連づけることで、ウェハ高温計６により捕捉された放射
において半導体ウェハ２から反射したランプ放射の補償
ないし相殺が可能となり、このことで半導体ウェハ２か
ら発せられた放射つまりはその温度、反射率、透過率お
よび／または放射率を精確に測定することができる。
【００３９】別の実施形態によれば、図１と図２に示し
た先に説明したような相応のランプ高温計において、上
方のランプ４のランプ放射を測定するためケーシング３
の他方の側にも相応の光導体または光ダクトを設けるこ
とができる。この場合、上方のランプ高温計はその機能
の点で下方のランプ高温計７と対応しており、つまり上
方のランプ高温計は上方のランプ４に関する放射ならび
にその強度を測定する。ここで殊に有利であるのは、上
方のランプバンクにおけるランプの変調形式または変調
度が下方のランプバンクにおける変調形式または変調度
とは異なるようにすることである。さらに図示されてい
ない評価ユニットにおいて、ウェハ高温計６により受け
取られた光またはその変調形式または変調度を、上方の
ランプ高温計により求められた強度の変調形式または変
調度と比較することによって、半導体ウェハ２の透過率
も求めることができ、さらにそこからウェハ２の温度、
放射率および／または反射率を求めることができる。
た先に説明したような相応のランプ高温計において、上
方のランプ４のランプ放射を測定するためケーシング３
の他方の側にも相応の光導体または光ダクトを設けるこ
とができる。この場合、上方のランプ高温計はその機能
の点で下方のランプ高温計７と対応しており、つまり上
方のランプ高温計は上方のランプ４に関する放射ならび
にその強度を測定する。ここで殊に有利であるのは、上
方のランプバンクにおけるランプの変調形式または変調
度が下方のランプバンクにおける変調形式または変調度
とは異なるようにすることである。さらに図示されてい
ない評価ユニットにおいて、ウェハ高温計６により受け
取られた光またはその変調形式または変調度を、上方の
ランプ高温計により求められた強度の変調形式または変
調度と比較することによって、半導体ウェハ２の透過率
も求めることができ、さらにそこからウェハ２の温度、
放射率および／または反射率を求めることができる。
【００４０】図３のａとｂにはそれぞれ、放射源の強度
Ｉが時間軸上に描かれている。図３のａに示されている
実施例の場合、変調度ないし変調深さは実質的に一定で
あり、これは放射源から送出される放射強度とは無関係
であるのに対し、図３のｂに示されている実施例では変
調度または変調深さは、放射源から放射された強度つま
りその制御信号の大きさに依存しており、この場合、そ
の信号に比例している。
Ｉが時間軸上に描かれている。図３のａに示されている
実施例の場合、変調度ないし変調深さは実質的に一定で
あり、これは放射源から送出される放射強度とは無関係
であるのに対し、図３のｂに示されている実施例では変
調度または変調深さは、放射源から放射された強度つま
りその制御信号の大きさに依存しており、この場合、そ
の信号に比例している。
【００４１】図３のａによるいわゆる絶対変調の有する
利点は、半導体ウェハ２つまり反応室１の高温加熱中、
変調による加熱出力は実質的に無視され、したがって強
度すべてが急速加熱に利用されることである。これに対
し、図３のｂによるいわゆる相対変調の有する利点は、
放射源の放射出力が高くなればなるほど変調度または変
調深さが強くなることである。この場合、変調深さの制
御または能動的な調整も可能である。
利点は、半導体ウェハ２つまり反応室１の高温加熱中、
変調による加熱出力は実質的に無視され、したがって強
度すべてが急速加熱に利用されることである。これに対
し、図３のｂによるいわゆる相対変調の有する利点は、
放射源の放射出力が高くなればなるほど変調度または変
調深さが強くなることである。この場合、変調深さの制
御または能動的な調整も可能である。
【００４２】図４には、放射つまり所定のウェハ温度に
関する放射経過特性あるいは所定の温度経過特性を発生
させる放射源すなわちランプを制御するための回路装置
が示されており、この装置によればウェハ２が加熱さ
れ、ないしはランプ強度の相応の遮断または低減により
ウェハ２が冷却される。
関する放射経過特性あるいは所定の温度経過特性を発生
させる放射源すなわちランプを制御するための回路装置
が示されており、この装置によればウェハ２が加熱さ
れ、ないしはランプ強度の相応の遮断または低減により
ウェハ２が冷却される。
【００４３】比較器１１において、ウェハ高温計６によ
り間接的に測定されたウェハ温度（端子１３）がそれぞ
れ目標温度１４と比較されて、比較信号が調整器１５へ
導かれ、さらに調整器の出力側において制御信号が操作
部材１６，１７に従って両方のランプまたはランプバン
クへ分配される。その後、制御信号は分配器１８，１９
を介してランプバンクにおける個々のランプ４，５に分
配される。なお、ここでは見やすくするため、制御信号
をランプ４または５へ送出する分配器１８，１９だけし
か具体的に描かれていない。
り間接的に測定されたウェハ温度（端子１３）がそれぞ
れ目標温度１４と比較されて、比較信号が調整器１５へ
導かれ、さらに調整器の出力側において制御信号が操作
部材１６，１７に従って両方のランプまたはランプバン
クへ分配される。その後、制御信号は分配器１８，１９
を介してランプバンクにおける個々のランプ４，５に分
配される。なお、ここでは見やすくするため、制御信号
をランプ４または５へ送出する分配器１８，１９だけし
か具体的に描かれていない。
【００４４】殊に有利であるのは、制御信号をランプ４
または５の直前に変調することである。なぜならばこの
ようにすれば、ランプ制御回路により引き起こされる可
能性のある歪みを避けることができるからである。した
がってこの場合、変調は回路点２０ないし２１において
図示されていない変調装置により、たとえばプログラミ
ング可能な曲線経過特性、振幅経過特性、および／また
は周波数経過特性によって行われる。
または５の直前に変調することである。なぜならばこの
ようにすれば、ランプ制御回路により引き起こされる可
能性のある歪みを避けることができるからである。した
がってこの場合、変調は回路点２０ないし２１において
図示されていない変調装置により、たとえばプログラミ
ング可能な曲線経過特性、振幅経過特性、および／また
は周波数経過特性によって行われる。
【００４５】しかし、図４による制御回路内の別の個所
で変調を行うことも可能であり、たとえば回路点２２あ
るいは回路点２３において調整器１５の前または後ろで
行うこともできる。とはいうもののこの場合、共通の出
力信号の変調が統一的に行われるので、それぞれ１つの
ランプごとに制御信号を個別に変調するのは不可能であ
る。
で変調を行うことも可能であり、たとえば回路点２２あ
るいは回路点２３において調整器１５の前または後ろで
行うこともできる。とはいうもののこの場合、共通の出
力信号の変調が統一的に行われるので、それぞれ１つの
ランプごとに制御信号を個別に変調するのは不可能であ
る。
【００４６】そしてこの変調は、それ相応のデータ処理
プログラムを用いることで簡単に実行可能である。ソフ
トウェアテーブルにより実質的にすべての曲線形態や周
波数を自由にプログラミングすることができ、その際、
テーブルの長さにより周波数が決まる。なぜならばテー
ブルは一定の時間ベース（たとえば１ｍｓ）で実行可能
であり、テーブル終端に達した後で任意に何度も繰り返
すことができるからである。テーブルはたとえば２8 ＝
２５６のベースとすることができ、その際、変調のため
のアルゴリズムはたとえば以下のとおりである： Ｃｍｏｄ ＝ ＣDC ・（Ｔ（ｎ）／２Basis) ここでＣｍｏｄは変調度であり、ＣDC は変調されてい
ないつまり基本の強度または振幅の値であり、Ｔ（ｎ）
は個々の離散的なテーブル値である。
プログラムを用いることで簡単に実行可能である。ソフ
トウェアテーブルにより実質的にすべての曲線形態や周
波数を自由にプログラミングすることができ、その際、
テーブルの長さにより周波数が決まる。なぜならばテー
ブルは一定の時間ベース（たとえば１ｍｓ）で実行可能
であり、テーブル終端に達した後で任意に何度も繰り返
すことができるからである。テーブルはたとえば２8 ＝
２５６のベースとすることができ、その際、変調のため
のアルゴリズムはたとえば以下のとおりである： Ｃｍｏｄ ＝ ＣDC ・（Ｔ（ｎ）／２Basis) ここでＣｍｏｄは変調度であり、ＣDC は変調されてい
ないつまり基本の強度または振幅の値であり、Ｔ（ｎ）
は個々の離散的なテーブル値である。
【００４７】これによれば、任意の変調度または変調深
さ、曲線形態および周波数を簡単にプログラミングする
ことができる。
さ、曲線形態および周波数を簡単にプログラミングする
ことができる。
【００４８】たとえば１２５Ｈｚにおける１００％の変
調により、 ２５６，４３５，５１２，４３５，２５６，７６，０，
７６ という離散的なテーブル値となる。
調により、 ２５６，４３５，５１２，４３５，２５６，７６，０，
７６ という離散的なテーブル値となる。
【００４９】この場合、テーブル値の平均値は除数（分
母）に対応していなければならず、これは結果として生
じる積分出力が変化しないまま保持されるようにするた
めである。
母）に対応していなければならず、これは結果として生
じる積分出力が変化しないまま保持されるようにするた
めである。
【００５０】１２５Ｈｚによる１０％の変調の場合には
テーブル値は、 ２５６，２７４，２８２，２７４，２５６，２３８，２
３０，２３８ となる。
テーブル値は、 ２５６，２７４，２８２，２７４，２５６，２３８，２
３０，２３８ となる。
【００５１】分解能すなわち単位時間あたりのテーブル
値の個数は、別のベースを採用することで変化させるこ
とができる。
値の個数は、別のベースを採用することで変化させるこ
とができる。
【００５２】このような制御ないし変調の手法の有する
利点とは、除数がベース２の数値であれば、シフト命令
と乗算命令しか必要ないことである。
利点とは、除数がベース２の数値であれば、シフト命令
と乗算命令しか必要ないことである。
【００５３】これまで本発明を有利な実施形態に基づき
説明してきた。しかし当業者であれば、本発明の技術思
想から逸脱することなく種々の実施形態や変形を実現可
能である。たとえば本発明による方法を、これまで説明
してきたものとは異なる装置や測定プロセスと結びつけ
て使用することも可能であり、このことで簡単な手段に
より信頼性の高い再現可能な測定結果を得ることがで
き、さらにその結果から対象物の温度、透過率、放射率
および／または反射率を高い精度で求めることができ
る。
説明してきた。しかし当業者であれば、本発明の技術思
想から逸脱することなく種々の実施形態や変形を実現可
能である。たとえば本発明による方法を、これまで説明
してきたものとは異なる装置や測定プロセスと結びつけ
て使用することも可能であり、このことで簡単な手段に
より信頼性の高い再現可能な測定結果を得ることがで
き、さらにその結果から対象物の温度、透過率、放射率
および／または反射率を高い精度で求めることができ
る。
【００５４】本発明による方法を、これまで示してきた
既述のランプ高温計以外の検出器を用いても適用するこ
とができる。したがってたとえば、ランプから発せられ
た放射を求める目的で、ランプ高温計の代わりに熱電素
子などの温度センサを使用することができる。さらにま
た、ランプフィラメントのインピーダンス測定し測定値
を続いて処理することによって、ランプから発せられた
放射を求めることができる。インピーダンスとランプ強
度との関係に基づき、ランプから発せられた強度を求め
ることができる。
既述のランプ高温計以外の検出器を用いても適用するこ
とができる。したがってたとえば、ランプから発せられ
た放射を求める目的で、ランプ高温計の代わりに熱電素
子などの温度センサを使用することができる。さらにま
た、ランプフィラメントのインピーダンス測定し測定値
を続いて処理することによって、ランプから発せられた
放射を求めることができる。インピーダンスとランプ強
度との関係に基づき、ランプから発せられた強度を求め
ることができる。
【図１】半導体ウェハを処理するための高速加熱装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に書き込まれたカットラインＩＩ−ＩＩに
沿って切断した断面図である。
沿って切断した断面図である。
【図３】放射源のベース強度に依存するまたは依存しな
い変調度ないし変調深さを説明するためのダイアグラム
である。
い変調度ないし変調深さを説明するためのダイアグラム
である。
【図４】本発明による方法に従って放射源つまりランプ
を制御するためのブロック回路図である。
を制御するためのブロック回路図である。
１ 反応室 ２ 半導体ウェハ ３ ケーシング ４，５ ランプ ６，７ 高温計 ８ 光チャネル １１ 比較器 １５ 調整器 １６，１７ 操作部材 １８，１９ 分配器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインリッヒ ヴァルク ドイツ連邦共和国 アルメンディンゲン シュテークエッカーシュトラーセ ７ (72)発明者 ホルスト バルタザー ドイツ連邦共和国 ノイ−ウルム ブレス ラウアー シュトラーセ 18 (72)発明者 ウヴェ ミュラー ドイツ連邦共和国 アイベンスバッハ ミ ヒェルスベルクシュトラーセ 16
Claims (38)
- 【請求項１】 対象物に対し少なくとも１つの放射源か
ら送出される電磁放射が照射され、放射源から送出され
た放射は、少なくとも１つの第１の検出器により検出さ
れ、照射された対象物から発せられた放射は、放射を測
定する少なくとも１つの第２の検出器により検出される
形式の、電磁放射の測定方法において、 少なくとも１つの放射源から送出される放射を、少なく
とも１つの特性パラメータを用いて能動的に変調し、 第２の検出器により検出された放射を、対象物から反射
した放射源の放射を補償するため、第１の検出器により
検出された放射によって補正することを特徴とする、 電磁放射の測定方法。 - 【請求項２】 放射源から送出された放射の能動的な変
調を、第２の検出器により検出された放射の補正にあた
り特性決定に利用する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 少なくとも１つの放射源から送出される
放射は振幅変調、周波数変調および／または位相変調さ
れている、請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 振幅変調における信号形態は連続的な信
号経過特性を有する、請求項１〜３のいずれか１項記載
の方法。 - 【請求項５】 信号源は複数のランプから成る、請求項
１〜４のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記ランプは、少なくとも部分的に螺旋
形にされたフィラメント構造をもつ少なくとも１つのフ
ィラメントによって放射する、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記ランプのフィラメント構造により、
まえもって規定された幾何学的なおよびスペクトルに関
する照射プロフィルを達成させる、請求項６記載の方
法。 - 【請求項８】 前記ランプは、螺旋形にされたフィラメ
ント構造と螺旋形にされていないフィラメント構造を交
互に有するフィラメント部分によって放射する、請求項
６または７記載の方法。 - 【請求項９】 前記ランプは個別制御可能な２つのフィ
ラメントによって放射する、請求項６〜８のいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記ランプは少なくとも３つの電気的
な端子を備えたフィラメントによって放射する、請求項
６〜９のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 フィラメント構造の密度をフィラメン
トに沿って変化させる、請求項６〜１０のいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項１２】 ハロゲンランプにより放射を行わせ
る、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１３】 放射の少なくとも一部をアークランプ
により行わせる、請求項１〜１２のいずれか１項記載の
方法。 - 【請求項１４】 複数のランプのうち少なくとも１つの
放射は変調されている、請求項５〜１３のいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項１５】 すべてのランプの放射は同じ変調を受
ける、請求項５〜１４のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１６】 各ランプの放射は種々の変調を受け
る、請求項５〜１４のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１７】 複数のランプのうち少なくともいくつ
かに対する放射の変調を時間的に同期して行う、請求項
１４〜１６のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１８】 放射源から送出される放射の変調度ま
たは変調深さは送出されるランプ強度とは無関係であ
る、請求項１〜１７のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１９】 放射源から送出される変調度または変
調深さは送出されるランプ強度に依存する、請求項１〜
１８のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２０】 変調度または変調深さを制御する、請
求項１〜１９のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２１】 ランプ強度をパルス幅変調する、請求
項１〜２０のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２２】 テーブル値を利用してデータ処理プロ
グラムにより放射の変調を行う、請求項１〜２１のいず
れか１項記載の方法。 - 【請求項２３】 パルス幅変調のために発生器のカウン
タ周波数を変えることにより放射の変調を行う、請求項
１〜２１のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２４】 放射源のための制御信号の変調によ
り、放射源から送出される放射の変調を行う、請求項１
〜２３のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２５】 対象物の温度、反射率、透過率および
／または放射率を求めるために使用する、請求項１〜２
４のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２６】 半導体基板の熱処理に関連して使用す
る、請求項１〜２５のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２７】 反応室内で半導体基板の熱処理を行
い、前記反応室は実質的に、放射源の電磁放射および検
出器の測定波長のスペクトルに対し透過性の材料から成
る、請求項２６記載の方法。 - 【請求項２８】 前記透過性材料は石英ガラスおよび／
またはサファイアを有する、請求項２７記載の方法。 - 【請求項２９】 前記材料は、ランプスペクトルに関し
て平均化された０．００１ １／ｃｍと０．１ １／ｃ
ｍの間の吸収係数を有する、請求項２７または２８記載
の方法。 - 【請求項３０】 放射源の放射は、１ｍｍ〜５ｃｍの間
の反応室の壁厚を貫通照射する、請求項２７〜２９のい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項３１】 第１の検出器は放射検出器である、請
求項１〜３０のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３２】 前記第１の検出器は放射源から送出さ
れる放射を、光導体または光チャネルを介して受け取
る、請求項３１記載の方法。 - 【請求項３３】 前記第１の放射検出器に対する放射源
および光導体または光チャネルの配置により、フィラメ
ント保持装置あるいは放射源の放射流または放射温度を
損なう他の手段の影響に束縛されない信号を発生させ
る、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３４】 前記第１の検出器は温度センサであ
る、請求項１〜３１のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３５】 前記第１の検出器は、放射源から発せ
られた放射と関連するパラメータを測定する、請求項１
〜３０のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３６】 前記検出器は放射源のインピーダンス
を測定する、請求項３５記載の方法。 - 【請求項３７】 特性パラメータを周期的に変調する、
請求項１〜３６のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項３８】 特性パラメータを非周期的に変調す
る、請求項１〜３２のいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19754386 | 1997-12-08 | ||
| DE19852320 | 1998-11-12 | ||
| DE19855683.7 | 1998-12-02 | ||
| DE19855683A DE19855683A1 (de) | 1997-12-08 | 1998-12-02 | Verfahren zum Messen elektromagnetischer Strahlung |
| DE19852320.3 | 1998-12-02 | ||
| DE19754386.3 | 1998-12-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237281A true JPH11237281A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3403099B2 JP3403099B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=27217999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34840798A Expired - Lifetime JP3403099B2 (ja) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | 電磁放射の測定方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6191392B1 (ja) |
| EP (1) | EP0924500B1 (ja) |
| JP (1) | JP3403099B2 (ja) |
| DE (1) | DE59813773D1 (ja) |
| SG (1) | SG71178A1 (ja) |
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| JP2005527972A (ja) * | 2002-03-29 | 2005-09-15 | マットソン、テクノロジー、インコーポレーテッド | 加熱源の組み合わせを使用する半導体パルス加熱処理方法 |
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| JP2021529313A (ja) * | 2018-06-26 | 2021-10-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 温度を測定するための方法及び装置 |
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