JPS63217238A - 温度測定装置 - Google Patents
温度測定装置Info
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- JPS63217238A JPS63217238A JP62051480A JP5148087A JPS63217238A JP S63217238 A JPS63217238 A JP S63217238A JP 62051480 A JP62051480 A JP 62051480A JP 5148087 A JP5148087 A JP 5148087A JP S63217238 A JPS63217238 A JP S63217238A
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、半導体製造工程に用いられるランプアニール
装置等の光照射装置に用いて好適な温度測定装置に関す
る。
装置等の光照射装置に用いて好適な温度測定装置に関す
る。
Ｂ、従来の技術
近年、半導体の製造工程に光の熱作用および化学作用を
利用した光照射装置の開発が進められている。このよう
な光照射装置においては、（イ） 高い照射エネルギを
持つこと、（ロ） 被照射物体（以下、半導体ウェハと
する）の全面を均一に加熱しあるいは均一に化学反応さ
せ得ること。
利用した光照射装置の開発が進められている。このよう
な光照射装置においては、（イ） 高い照射エネルギを
持つこと、（ロ） 被照射物体（以下、半導体ウェハと
する）の全面を均一に加熱しあるいは均一に化学反応さ
せ得ること。
（ハ） 光照射エネルギを微妙に制御できること。
等が要求されている。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
ところで、この種の光照射装置として、棒状の光源を複
数並設し実質的に矩形の面光源を形成して半導体ウェハ
を照射するものが従来から知られている。しかし、照射
光の均一化が難しく光照射装置として実験装置の域を出
ていない。
数並設し実質的に矩形の面光源を形成して半導体ウェハ
を照射するものが従来から知られている。しかし、照射
光の均一化が難しく光照射装置として実験装置の域を出
ていない。
そこで本出願人は先に、この棒状光源による欠点を解消
するため、特願昭６１−２１１２０８号の明細書に、半
導体ウェハの回転中心軸と同軸で同心状に複数の環状光
源を配置した光照射装置を提案した。これによれば、各
環状光源のパワーを個別に制御するだけで照射エネルギ
ーを回転軸対称に制御できるので、棒状光源によるもの
と比べて、半導体ウェハを均一に加熱可能となる。
するため、特願昭６１−２１１２０８号の明細書に、半
導体ウェハの回転中心軸と同軸で同心状に複数の環状光
源を配置した光照射装置を提案した。これによれば、各
環状光源のパワーを個別に制御するだけで照射エネルギ
ーを回転軸対称に制御できるので、棒状光源によるもの
と比べて、半導体ウェハを均一に加熱可能となる。
この環状光源による光加熱装置では、加熱中に半導体ウ
ェハ全面の温度を実時間で測定して環状光源のパワーを
フィードバックする。この温度測定装置は、ガルバノミ
ラ−に代表される一次元スキャナを傾斜可能なジンバル
内に配置して二次元スキャナとしたり、あるいは、チル
１−ポリゴンミラーにより二次元スキャナを構成したり
し、半導体ウェハ上を第４図に示すように走査し、半導
体ウェハからの赤外放射光を放射温度計に導いて測温し
ている。しかし、半導体ウェハの温度分布が回転軸対称
となる上、環状光源の照射エネルギも回転軸対称である
から、第４図に示すスキャンにより得られた測温データ
により照射パワーをフィードバックする際の手順が煩雑
であり、効率が悪かった。
ェハ全面の温度を実時間で測定して環状光源のパワーを
フィードバックする。この温度測定装置は、ガルバノミ
ラ−に代表される一次元スキャナを傾斜可能なジンバル
内に配置して二次元スキャナとしたり、あるいは、チル
１−ポリゴンミラーにより二次元スキャナを構成したり
し、半導体ウェハ上を第４図に示すように走査し、半導
体ウェハからの赤外放射光を放射温度計に導いて測温し
ている。しかし、半導体ウェハの温度分布が回転軸対称
となる上、環状光源の照射エネルギも回転軸対称である
から、第４図に示すスキャンにより得られた測温データ
により照射パワーをフィードバックする際の手順が煩雑
であり、効率が悪かった。
本発明の目的は、半導体ウェハ等の測温対象を極座標走
査して測温することにより上述した問題点を解消した温
度測定装置を提供することにある。
査して測温することにより上述した問題点を解消した温
度測定装置を提供することにある。
Ｄ０問題点を解決するための手段
一実施例を示す第１図により説明すると、本発明は、測
温対象Ｗを走査し、この測温対象Ｗ上の微小領域の温度
に関する光像を結像光学系２０により温度検出手段５に
結像させて測温する温度測定装置であって、温度検出手
段５上の光像に対応する微小領域を測温対象Ｗ上で１次
元走査する１次元走査手段２５と、温度検出手段５上の
光像に対応する微小領域を測温対象上で結像光学系２０
の光軸ＯＸを中心として回転走査する像回転手段ＭＢ、
６とを具備し、極座標走査可能に構成される。
温対象Ｗを走査し、この測温対象Ｗ上の微小領域の温度
に関する光像を結像光学系２０により温度検出手段５に
結像させて測温する温度測定装置であって、温度検出手
段５上の光像に対応する微小領域を測温対象Ｗ上で１次
元走査する１次元走査手段２５と、温度検出手段５上の
光像に対応する微小領域を測温対象上で結像光学系２０
の光軸ＯＸを中心として回転走査する像回転手段ＭＢ、
６とを具備し、極座標走査可能に構成される。
Ｅ６作用
一次元走査手段２５により測温対象Ｗを一次元走査する
と測温対象Ｗ上の微小領域の温度に関する光像が結像光
学系２０により温度検出手段５に結像される。そして、
像回転手段ＭＢ、６により。
と測温対象Ｗ上の微小領域の温度に関する光像が結像光
学系２０により温度検出手段５に結像される。そして、
像回転手段ＭＢ、６により。
上記光像を結像光学系２０の光軸ＯＸの回りに回転させ
ると、前回の一次元走査とある角度だけ回転した放射線
上で一次元走査ができ、従って、極座標走査により、測
温対象Ｗ上の全面を測温できる。
ると、前回の一次元走査とある角度だけ回転した放射線
上で一次元走査ができ、従って、極座標走査により、測
温対象Ｗ上の全面を測温できる。
Ｆ、実施例
第１図〜第３図により本発明の一実施例を説明する。
第１図において、石英にて円筒状に形成されたチャンバ
１内には載置台２が設けられ、半導体基板Ｗが載置され
る。ハロゲンランプやキセノンランプ等の３本の環状光
源３ａ〜３ｃが、チャンバ１の上面に沿って半導体基板
Ｗの回転軸中心入と同軸で第２図に示す如く同心円状に
配置されている。チャンバ下面に沿っても同様に３本の
環状光＠４ａ〜４ｃが配置されている。なお、ハロゲン
ランプの発光スペクトルは波長１μｍ近傍にピークをも
ち、キセノンランプの発光スペクトルは波長０．８μｍ
にピークをもつ。チャンバを構成する石英は４μｍ以上
の波長をカットし、シリコン等の半導体基板Ｗは１．１
μｍ以下の波長を吸収する。したがって、環状光源３ａ
〜３Ｃ１４ａ〜４ｃからの光エネルギの大半は半導体基
板Ｗに到達して加熱に供される。
１内には載置台２が設けられ、半導体基板Ｗが載置され
る。ハロゲンランプやキセノンランプ等の３本の環状光
源３ａ〜３ｃが、チャンバ１の上面に沿って半導体基板
Ｗの回転軸中心入と同軸で第２図に示す如く同心円状に
配置されている。チャンバ下面に沿っても同様に３本の
環状光＠４ａ〜４ｃが配置されている。なお、ハロゲン
ランプの発光スペクトルは波長１μｍ近傍にピークをも
ち、キセノンランプの発光スペクトルは波長０．８μｍ
にピークをもつ。チャンバを構成する石英は４μｍ以上
の波長をカットし、シリコン等の半導体基板Ｗは１．１
μｍ以下の波長を吸収する。したがって、環状光源３ａ
〜３Ｃ１４ａ〜４ｃからの光エネルギの大半は半導体基
板Ｗに到達して加熱に供される。
チャンバ上面の中央部にはガス吸気口１ａが穿設され、
チャンバ１の適所に図示しない排気口が形成されている
。以上により環状光源を用いた光加熱装置が構成される
。
チャンバ１の適所に図示しない排気口が形成されている
。以上により環状光源を用いた光加熱装置が構成される
。
チャンバ下面の中央部には孔１ｂが穿設され、その孔１
ｂに測温用結像光学系２０が設けられている。
ｂに測温用結像光学系２０が設けられている。
結像光学系２０は、２つの対物レンズ２１゜２２．２つ
のリレーレンズ２３，２４．−次元走査用ガルバノスキ
ャナ２５．３つの反射ミラー２６〜２８、結像レンズ２
９を有し、半導体基板Ｗ上の物点がディテクタ５に結像
される。測温用結像光学系２０の光軸ＯＸは、半導体基
板Ｗの中心位置における法１１ＡＸと一致される。また
、−次元走査手段であるガルバノスキャナ２５と３つの
反射ミラー２６〜２８は、例えばステップモータ６にて
図示のようにθ回転可能なミラーブロックＭＢとして一
体に設置されている。従って、ガルバノスキャナ２５に
よる一次走査とミラーブロックＭＢのθ回転により、極
座標走査が実現される。
のリレーレンズ２３，２４．−次元走査用ガルバノスキ
ャナ２５．３つの反射ミラー２６〜２８、結像レンズ２
９を有し、半導体基板Ｗ上の物点がディテクタ５に結像
される。測温用結像光学系２０の光軸ＯＸは、半導体基
板Ｗの中心位置における法１１ＡＸと一致される。また
、−次元走査手段であるガルバノスキャナ２５と３つの
反射ミラー２６〜２８は、例えばステップモータ６にて
図示のようにθ回転可能なミラーブロックＭＢとして一
体に設置されている。従って、ガルバノスキャナ２５に
よる一次走査とミラーブロックＭＢのθ回転により、極
座標走査が実現される。
ここで、ミラーブロックＭＢとステップモータ６とによ
り、像回転手段を構成する。
り、像回転手段を構成する。
このような実施例の動作を説明する。
基板取り出しロアから半導体基板Ｗをチャンバ１内に入
れ載置台２上に載置し、環状光源３ａ〜３ｃ、４ａ〜４
ｃを点灯して半導体基板Ｗを加熱する。半導体基板Ｗは
１．１μｍ以下の波長をよく吸収して５００℃〜１２０
０℃に加熱される。
れ載置台２上に載置し、環状光源３ａ〜３ｃ、４ａ〜４
ｃを点灯して半導体基板Ｗを加熱する。半導体基板Ｗは
１．１μｍ以下の波長をよく吸収して５００℃〜１２０
０℃に加熱される。
このとき、Ｐ １ａｎｃｋの式に従い５００°にでは６
μｍ、１２００’ Ｋでは２．５μｍの波長にピークを
持つ光エネルギを発する。
μｍ、１２００’ Ｋでは２．５μｍの波長にピークを
持つ光エネルギを発する。
ここで、半導体基板Ｗからの光束は、第１対物レンズ２
１により中間結像点Ｐ１に結像する。そして、第２対物
レンズ２２で瞳面をＰ２に作り、更に、第１リレーレン
ズ２３で物体共役面をＰ３に作り、第２リレーレンズ２
４を経てガルバノスキャナ２５が配置される位置に結像
光学系の瞳面が作られている。したがって、ガルバノス
キャナー２５のミラー面で反射される平行光束は、ミラ
ー２６〜２８を経て集光レンズ２９により物体共役面に
置かれたディテクタ５に結像する。ガルバノスキャナ２
５を振ると、第１図に示すように、まず半導体基板Ｗの
左端の破線Ω１で示される光束がディテクタ５に至り測
温され、その後、左端から実線Ｑ２で示される単導体基
板Ｗの中心までが同様に測温され、更に、その中心から
一点鎖線Ｑ３で示される半導体基板Ｗの右端に至るまで
が順次に測温される。また、ガルバノスキャナ２５が半
導体基板Ｗを放射状に１回走査するごとに、ミラーブロ
ックＭＢを光軸○Ｘを中心に図示のようにθ回転させる
と、第３図の破線８１〜Ｓ８に示すように、ガルバノス
キャナ２５により、半導体基板Ｗの全面をその回転軸心
Ｘに対して軸対称に走査できる。すなわち、ガルバノス
キャナ２５による１次走査とミラーブロックＭＢによる
像回転により、極座標走査ができる。
１により中間結像点Ｐ１に結像する。そして、第２対物
レンズ２２で瞳面をＰ２に作り、更に、第１リレーレン
ズ２３で物体共役面をＰ３に作り、第２リレーレンズ２
４を経てガルバノスキャナ２５が配置される位置に結像
光学系の瞳面が作られている。したがって、ガルバノス
キャナー２５のミラー面で反射される平行光束は、ミラ
ー２６〜２８を経て集光レンズ２９により物体共役面に
置かれたディテクタ５に結像する。ガルバノスキャナ２
５を振ると、第１図に示すように、まず半導体基板Ｗの
左端の破線Ω１で示される光束がディテクタ５に至り測
温され、その後、左端から実線Ｑ２で示される単導体基
板Ｗの中心までが同様に測温され、更に、その中心から
一点鎖線Ｑ３で示される半導体基板Ｗの右端に至るまで
が順次に測温される。また、ガルバノスキャナ２５が半
導体基板Ｗを放射状に１回走査するごとに、ミラーブロ
ックＭＢを光軸○Ｘを中心に図示のようにθ回転させる
と、第３図の破線８１〜Ｓ８に示すように、ガルバノス
キャナ２５により、半導体基板Ｗの全面をその回転軸心
Ｘに対して軸対称に走査できる。すなわち、ガルバノス
キャナ２５による１次走査とミラーブロックＭＢによる
像回転により、極座標走査ができる。
このようにして、半導体基板Ｗからの光エネルギが測温
用結像光学系２０を介してディテクタ５に入射され、半
導体基板Ｗの温度が測定される。
用結像光学系２０を介してディテクタ５に入射され、半
導体基板Ｗの温度が測定される。
この測温結果は中心軸対象の温度分布をそのまま示す。
そしてこの測温結果に基づいて、半導体基板Ｗの温度分
布が均一になるように環状光源の出力パワーを制御する
。例えば、中心部の温度が低ければ中心部の環状光源３
ａ、４ａの出力パワーを他に比べて相対的に高くし、周
辺部の温度が低ければ、周辺部の環状光源３ｃ、４ｃの
出力パワーを相対的に高くする。これにより、容易に均
一な温度分布が可能となる。
布が均一になるように環状光源の出力パワーを制御する
。例えば、中心部の温度が低ければ中心部の環状光源３
ａ、４ａの出力パワーを他に比べて相対的に高くし、周
辺部の温度が低ければ、周辺部の環状光源３ｃ、４ｃの
出力パワーを相対的に高くする。これにより、容易に均
一な温度分布が可能となる。
以上のように、測温結果が直ちに半導体基板Ｗの回転対
称温度分布を示すから、測温結果に基づく環状光源の出
力パワー制御が極めて容易となる。
称温度分布を示すから、測温結果に基づく環状光源の出
力パワー制御が極めて容易となる。
なお、像回転手段としてのミラーブロックＭＢの代りに
、第２対物レンズ２２とリレーレンズ２３との間等の光
路中にプリズムや反射鏡で構成される種々の像ローテー
タを設けてもよい。
、第２対物レンズ２２とリレーレンズ２３との間等の光
路中にプリズムや反射鏡で構成される種々の像ローテー
タを設けてもよい。
Ｇ０発明の効果
本発明によれば、測温対象を極座標走査して全面の温度
を回転対称データとして測定できるので。
を回転対称データとして測定できるので。
従来のような測温データの座標変換が不要となる。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図が概
略全体構成図、第２図が環状光源の平面図、第３図が極
座標走査を表す図である。 第４図は従来の一般的走査を表す図である。 １：チャンバ ２：載置台 ３ ａ〜３ ｃ、 ４ ａ〜４ ｃ ：環状光源５：デ
ィテクタ ６：ステップモータ ２０：測温用結像光学系 ２１．２２：対物レンズ ２３．２４：リレーレンズ ２５：ガルバノスキャナ ２６〜２８：ミラー ２９：結像レンズ 特許出願人 日本光学工業株式会社 代理人弁理士 永 井 冬 紀 第２図
略全体構成図、第２図が環状光源の平面図、第３図が極
座標走査を表す図である。 第４図は従来の一般的走査を表す図である。 １：チャンバ ２：載置台 ３ ａ〜３ ｃ、 ４ ａ〜４ ｃ ：環状光源５：デ
ィテクタ ６：ステップモータ ２０：測温用結像光学系 ２１．２２：対物レンズ ２３．２４：リレーレンズ ２５：ガルバノスキャナ ２６〜２８：ミラー ２９：結像レンズ 特許出願人 日本光学工業株式会社 代理人弁理士 永 井 冬 紀 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 測温対象を走査し、この測温対象上の微小領域の温度に
関する光像を結像光学系により温度検出手段に結像させ
て測温する温度測定装置において、 前記温度検出手段上の光像に対応する微小領域を前記測
温対象上で１次元走査する１次元走査手段と、 前記光像に対応する微小領域を前記測温対象上で前記結
像光学系の光軸を中心として回転走査する像回転手段と
を具備し、極座標走査可能としたことを特徴とする温度
測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051480A JPS63217238A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 温度測定装置 |
| US07/092,125 US4859832A (en) | 1986-09-08 | 1987-09-02 | Light radiation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051480A JPS63217238A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 温度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217238A true JPS63217238A (ja) | 1988-09-09 |
Family
ID=12888120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051480A Pending JPS63217238A (ja) | 1986-09-08 | 1987-03-06 | 温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63217238A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0612862A1 (en) * | 1993-02-24 | 1994-08-31 | Applied Materials, Inc. | Measuring wafer temperatures |
| JP2012248631A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Tokyo Electron Ltd | 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置 |
| JP2012248634A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Tokyo Electron Ltd | 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置 |
| JP2014182061A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 温度測定装置および熱処理装置 |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP62051480A patent/JPS63217238A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0612862A1 (en) * | 1993-02-24 | 1994-08-31 | Applied Materials, Inc. | Measuring wafer temperatures |
| JP2012248631A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Tokyo Electron Ltd | 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置 |
| JP2012248634A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Tokyo Electron Ltd | 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置 |
| JP2014182061A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 温度測定装置および熱処理装置 |
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