KR101573055B1 - 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법 - Google Patents

Abstract

반응 챔버의 필름 온도 측정 방법이 제공된다. 본 방법은 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하는 샘플링 점 세트(sampling point set)의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻는 단계; 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계(0<α≤1, 0≤γ≤1); 제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 얻는 단계; 및 흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

Description

반응 챔버의 필름 온도 측정 방법{method for measuring temperature of film in reaction chamber}

본 출원은 반도체 제조 기술 분야에 관한 것으로서, 특히, 반응 챔버의 필름의 온도를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.

반도체 장치가 소형화됨에 따라, 다양한 반도체 필름들이 반도체 장치에 더 많이 사용되고, 반도체 필름의 파라미터 조건들이 점점더 엄격해 지고 있다. 파라미터들은 주로 반도체 필름의 두께, 온도, 및 반사율을 포함한다.

반도체 필름이 성장하는 동안, 보통 필름의 표면 온도를 측정할 필요가 있다. 현존 기술에서, 필름의 온도는 대개 다음 공식에 의해 측정 및 계산된다.

E = (1 - R)×L_b(λ,T) .....................................(1)

공식 (1)에서, E는 필름의 열복사값이고, R은 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 반사율이고, L_b(λ,T)는 온도(T)에서 반응 챔버 내부의 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 흑체 복사값이다.

그러나, 필름의 성장 동안, 필름 두께의 변화에 따라, 필름의 간섭 효과가 연속적으로 변동을 거듭하여, 광선을 위한 필름의 반사율(R) 역시 연속적으로 변화된다. 그러나, 반사율(R)의 변화는 공식 (1)에서 고려되지 않아서, 측정된 온도와 필름의 실제 온도 사이에 차이가 발생되어, 부정확한 측정 결과를 초래한다. 공식 (1)의 과도한 단순화 때문에, 공식 (1)로부터 계산된 결과는 저온 또는 낮은 측정 정밀도 조건에서는 수용될 수 있지만, 고온 및 높은 측정 정밀도 조건에서는 수용될 수 없고, 이러한 계산법은 실제 기술 조건들을 만족시키지 못한다. 예를 들어, 금속유기화학증착법(MOCVD)에서, 반응 챔버의 내부 온도는 1,000℃ 이상 및 심지어 1,200℃까지이다. 동시에, 0.5미터보다 더 큰 직경을 가진 공간에서 온도 차이는 1% 미만 즉, 대략 10℃ 미만이다. 이러한 조건에서, 몇몇 요인들은 복사값의 정확성의 감지에 영향을 미치고, 예를 들어, 배경 복사, 광 전송 손실 등과 같이, 반응 영역의 다른 주요 요인들은 감지된 온도의 왜곡을 발생시킬 수 있고, 업계의 적용 조건들을 만족시킬 수 없다. 따라서, 고온(≥300℃)에서 온도 측정을 위한 정밀도가 높은 방법이 필요하다.

이러한 과점에서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 정확한 측정 결과를 제공하여 고온에서 온도 측정의 정밀도를 높일 수 있는 반응 챔버의 필름의 온도 측정 방법이 제공된다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 반응 챔버의 필름의 온도 측정 방법은:

파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 샘플링 점 세트(sampling point set)의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻는 단계로서, 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고; 반사율 샘플링 데이터(R)는 R_(i)의 세트이고, 여기서, i는 양의 정수이고, 열복사값 샘플링 데이터(E)는 E_(i)의 세트이고, 여기서, R_(i)는 광선을 위한 i-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_(i)는 i-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_(i)와 E_(i)는 i-번째 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계, 여기서 0<α≤1이고, 0≤γ≤1이며;

제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 얻는 단계; 및

흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

바람직하게, 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계는:

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계; 및

비율(γ/α), 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계는:

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b)의 변화량을 계산하는 단계; 및

흑체 복사값(L_b)의 변화량을 최소화시키는 비율(γ/α)을 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 반사율 샘플링 데이터(R)가 얻어질 때 2마이크로초 미만이고; 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 열 복사값 샘플링 데이터(E)가 얻어질 때 2 마이크로초 미만이다.

바람직하게, 필름의 온도는 600℃ 보다 낮다.

바람직하게, 반응 챔버는 MOCVD 반응 챔버이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 반응 챔버의 필름의 온도 측정 방법은:

파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 제1 샘플링 점 세트의 제1 반사율 샘플링 데이터(R₁), 및 제1 샘플링 점 세트의 제1 열복사값 샘플링 데이터(E₁)를 얻는 단계로서, 제1 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고; 제1 반사율 샘플링 데이터(R₁)는 R_{1 (i)}의 세트이고(i는 양의 정수), 제1 열복사값 샘플링 데이터(E₁)는 E_{1 (i)}의 세트이고, 여기서, R_{1 (i)}는 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 i-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_{1 (i)}는 i-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_1(i)와 E_{1 (i)}는 i-번째 제1 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;

파장(λ₂)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 제2 샘플링 점 세트의 제2 반사율 샘플링 데이터(R₂), 및 제2 샘플링 점 세트의 제2 열복사값 샘플링 데이터(E₂)를 얻는 단계로서, 제2 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고; 제2 반사율 샘플링 데이터(R₂)는 R_{2 (j)}의 세트이고(j는 양의 정수), 제2 열복사값 샘플링 데이터(E₂)는 E_{2 (j)}의 세트이고, 여기서, R_{2 (j)}는 파장(λ₂)을 가진 광선을 위한 j-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_{2 (j)}는 j-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_2(j)와 E_{2 (j)}는 j-번째 제2 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;

제1 샘플링 데이터 그룹의 적어도 2개의 값들 및 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계, 여기서 0<α≤1이고, 0≤γ≤1이며;

제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b1)을 얻는 단계; 및

흑체 복사값(L_b1)과 파장(λ₁)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

바람직하게, 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹의 적어도 2개의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계는:

제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들 및 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계; 및

비율(γ/α), 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계는:

제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b1)의 변화량을 계산하고, 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b2)의 변화량을 계산하는 단계; 및

흑체 복사값(L_b1)의 변화량과 흑체 복사값(L_b2)의 변화량을 최소화시키는 비율(γ/α)을 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 반사율 샘플링 데이터(R₁)가 얻어질 때 2마이크로초 미만이고; 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 열 복사값 샘플링 데이터(E₁)가 얻어질 때 2 마이크로초 미만이고; 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 반사율 샘플링 데이터(R₂)가 얻어질 때 2마이크로초 미만이고; 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 열 복사값 샘플링 데이터(E₂)가 얻어질 때 2 마이크로초 미만이다.

바람직하게, 파장(λ₁)과 파장(λ₂) 사이의 차이는 10nm 내지 200nm의 범위이다.

바람직하게, 필름의 온도는 600℃ 이상이다.

또한, 본 발명의 또 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법은:

파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 i-번째 샘플링 점의 반사율(R_(i)), 및 i-번째 샘플링 점의 열복사값(E_(i))을 얻고(i는 정수), 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 다른 샘플링 점들의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 다른 샘플링 점들의 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻기 위해 필름의 감지 영역의 다수의 다른 샘플링 점들을 측정하는 단계로서, R_(i)와 E_(i)는 i-번째 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계, 여기서 0<α≤1이고, 0≤γ≤1이며;

제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 얻는 단계; 및

흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

바람직하게, 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계는:

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계; 및

비율(γ/α), 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들, 및 복사 방정식(E_i = [α(1-R_i)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계는:

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b1)의 변화량을 계산하는 단계; 및

서로 다른 샘플링 데이터 그룹들에서 동일한 흑체 복사값(L_b)을 얻도록 비율(γ/α)의 값을 선택하는 단계를 포함한다.

본 출원의 실시예들에 따르면, 반응 챔버의 필름의 온도를 측정하는 과정에서, 반사율, 열복사값, 광 시스템 효율, 흑체 복사값 등과 같은 여러 가지 파라미터들이 종합적으로 고려된다. 제1 정정 인자와 제2 정정 인자가 부가된다. 필름 성장 동안 다양한 파라미터들의 변화율은 제1 정정 인자와 제2 정정 인자에 의해 정정되어 정확하게 정정된 열복사값을 얻을 수 있고, 결과적으로 정확하게 측정된 필름의 온도가 얻어진다. 현존하는 기술과 비교하여, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예들에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법으로 얻어진 필름의 측정 온도들은 필름의 실제 온도에 더 가깝고 따라서, 측정 결과가 보다 더 정확해 진다.

본 발명의 실시예들의 기술적 해결책을 보다 더 잘 설명하기 위해, 실시예들의 상세한 설명을 위한 도면들이 첨부된다. 명백하게, 이어지는 상세한 설명의 도면들은 본 출원의 몇몇 실시예들이다. 당업자는 수고를 들이지 않고서도 이러한 도면들에 따라 다른 도면들을 얻을 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 기술적 해결책이 적용되는 MOCVD 반응 챔버의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 출원의 제1 실시예에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법의 플로우챠트이다.
도 3은 본 출원의 제2 실시예에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법의 플로우챠트이다.
도 4는 본 출원의 제3 실시예에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법의 플로우챠트이다.

본 발명의 목적, 기술적 해결책 및 실시예들의 장점들은 실시예들과 도면들의 결합에 의해 아래에서 분명하고 완전히 설명된다. 분명하게, 개시되는 실시예들은 모든 실시예들의 부분으로서만 이해되어야 한다. 본 출원의 실시예들에 근거하여, 당업자에 의해 얻어지는 모든 다른 실시예들은 본 출원의 보호 범위 내에서 큰 수고없이 얻어질 수 있다.

본 출원의 기술적 해결책은 MOCVD 반응 챔버, 또는 다른 CVD 반응 챔버 또는 고온(≥300℃)에서 매우 정밀하게 온도를 측정할 필요가 있는 오븐에 적용될 수 있다. 이어지는 실시예들에 있어서, 해결책은 하나의 예로서 MOCVD 장비를 이용하여 설명될 것이다.

도 1은 본 출원이 적용될 수 있는 MOCVD 반응기의 구조적 다이어그램이다. 도 1의 반응기는 반응 챔버(100)를 가진다. 회전 샤프트(14)에 의해 지지되는 트레이(104)는 반응 챔버(100) 내부에 마련된다. 다수의 기재들(105)은 트레이(104) 위에 배치된다. 다수의 가열 장치들(102)(103)은 트레이(104) 아래에 마련된다. 가스 분배 장치(101)는 반응 챔버(100)의 상측에서 트레이(104)에 면하도록 마련된다. 2개의 광 관측 시스템 요소들(11)(12)은 가스 분배 장치(101)에 마련된다. 가스 펌핑 장치(106)는 반응 후 가스를 외부로 배출시켜 반응 챔버(100)의 가스 압력을 요구되는 수준으로 유지하도록 구성된다. 회전 샤프트(14)는 트레이(104)를 구동하여 축(10) 주위로 고속으로 회전시킨다. 회전 샤프트의 회전 속도는 300rpm 또는 1,000rpm 이상일 수 있다.

실시예 1

제1 실시예에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법은 도 2에 설명된다. 본 실시예의 작동에 있어서, 특정 파장을 가진 광에 의해 필름을 방사능 처리할 필요가 있다. 본 실시예의 방법은 단계 S21 내지 S24를 포함한다.

단계 21은 파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 감지 영역의 샘플링 점 세트의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻는 단계를 포함할 수 있다.

샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함한다. 반사율 샘플링 데이터(R)는 R_(i)의 세트(i는 정수)이고, 열복사값 샘플링 데이터(E)는 E_(i)의 세트이고, 여기서, R_(i)는 광을 위한 i-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_(i)는 i-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_(i)와 E_(i)는 i-번째 샘플링 데이터 그룹을 구성한다.

본 출원의 실시예에 있어서, 샘플링 점 세트의 반사율 샘플링 데이터가 먼저 얻어지고, 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터가 나중에 얻어질 수 있다. 대안적으로, 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터가 먼저 얻어지고, 샘플링 점 세트의 반사율 샘플링 데이터가 나중에 얻어질 수도 있다. 대안적으로, 샘플링 점 세트의 반사율 샘플링 데이터와 열복사값 샘플림 데이터 모두는 동시에 얻어질 수도 있다. 즉, 반사율 샘플링 데이터와 열복사값 샘플링 데이터는 거의 동시에 샘플링될 수 있다. 예를 들어, 반사율 샘플링 데이터와 열복사값 샘플링 데이터는 동시에 샘플링될 수 있거나, 반사율 샘플링 데이터를 샘플링하기 위한 샘플링 점과 열복사값 샘플링 데이터를 샘플링하기 위한 샘플링 점이 샘플링될 때 시간 간격은 충분히 작아서(0.1ms 미만), 그들의 샘플링 점들이 실제로 동일한 온도 감지 영역이 되어 공통점을 가지는 것을 보장한다.

실시예들에 있어서, 파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 온도 감지 영역의 샘플링 점의 반사율 샘플링 데이터(R)는 반사율을 감지하기 위한 장치에 의해 직접적으로 감지될 수 있다. 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)는 열복사값을 감지하기 위한 전용 장치를 이용하여 감지될 수 있다. 알려진 기준 빛의 광선은 도 1의 광 관측 시스템 요소(11)를 통해 감지 영역의 표면으로 입사되고, 반사된 기준 빛은 예를 들어, 광 관측 시스템 요소(12)에 의해 다른 각도에서 수용된다. 감지 영역의 표면 평탄화 및 광 시스템의 반사된 빛의 에너지 손실과 같은 인자들의 효과들 때문에, 광 시스템 효율값(P)은 이러한 오차를 보상할 필요가 있다. 광 시스템 효율값(P)의 정확한 값은 금속유기화학증착(MOCVD) 반응기의 작동 과정의 시험에 의해 얻어질 수 있다. 따라서, 광 시스템 효율값(P)은 실험실에서 얻어질 수 있고, 광 시스템 효율값(P)은 0 내지 1의 범위이다. 이어지는 실시예들에 있어서, 모니터링 시스템에 적용되는 이러한 인자들의 영향은 광 시스템 효율값(P)에 의해 보상될 수 있다.

파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 온도 감지 영역의 샘플링 점의 반사율 샘플링 데이터(R)는, 반사율을 측정하기 위한 장치에 의해 반사율 샘플링 데이터를 감지하는 방법 이외의 다른 방식으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 열 평행 상태가 반응 챔버 내부에서 얻어진다고 가정하고, 열 평행 상태에서, 에너지 보존의 범칙에 따라:

R + τ + δ = 1 .................................... (2)

공식 (2)에서, R은 광을 위한 필름의 반사율이고, τ는 광을 위한 필름의 투과율이고, δ는 광을 위한 필름의 흡수율이다.

대부분의 경우들에 있어서, 필름은 균일한 성장율을 가진다. 필름이 불투명하고 편평한 면을 가진다고 가정하면,

R + δ = 1 .........................................(3)

즉, R = 1 - δ .......................................(4)

따라서, 광을 위한 필름의 흡수율(δ)은 측정에 의해 얻어질 수 있고, 광을 위한 필름의 반사율(R)은 계산에 의해 얻어질 수 있다.

필름의 성장 과정에 있어서, 특정 파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 반사율은 연속되는 두께 변화에 의해 연속적으로 변화된다. 따라서, 특정 파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 반사율은 정확하게 측정된 필름의 온도를 얻기 위해 여러 번 측정되어야만 한다. 여러 번 측정에 의해 얻어진 반사율, 각각의 측정 시간에서 얻어진 감지된 반사율 값들은 R_(i)이다(i는 정수).

본 출원의 일 실시예에 있어서, 파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 감지 영역의 샘플링 점 세트의 반사율 샘플링 데이터(R) 및 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)가 얻어질 때, 필름은 정적 상태일 수 있고, 따라서, 샘플링 점이 여러 번 측정되어 다수의 반사율(R_(i))을 얻는다.

또한, 파장(λ)을 가진 광을 위한 필름의 감지 영역의 샘플링 점 세트의 반사율 샘플링 데이터(R) 및 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)가 얻어질 때, 필름은 역시 이동 상태일 수 있다. 이동 상태는 직선을 따른 전방 이동 또는 축 주위의 회전일 수 있다. 본 출원의 구현예에 있어서, 예를 들어, MOCVD 반응 챔버에 있어서, 필름은 도 1의 기재들(105) 위에서 축(10) 주위를 고속으로 회전할 수 있다. 이 경우, 필름의 감지 영역 또한 축(10) 주위를 고속으로 회전한다. 따라서, 현재의 샘플링 점의 반사율 및/또는 복사값이 얻어진 후, 다음의 샘플링 점의 반사율 및/또는 복사값은 현재의 샘플링 점으로부터 약간 수평 이동된 샘플링 점의 값들을 실제적으로 나타낸다.

본 출원의 실시예에 있어서, 필름이 이동 상태일 때, 2개의 샘플링 점들 사이의 시간 간격은 충분히 작을 수 있어서, 여러 개의 인접한 샘플링 점들에서 획득되는 반사율의 일관성을 보장함으로써, 시간 간격 안에서 위치 변화 또는 온도 변화에 의해 야기될 수도 있는 2개의 인접한 샘플링 액션들 사이의 측정 위치 또는 필름의 두께 등의 극단적인 변화를 방지한다. 예를 들어, 2개의 인접한 샘플링 점들이 샘플링될 때, 시간 간격은 2마이크로초 미만이고, 이 경우 반사율 샘플링 데이터(R)가 얻어지고, 2개의 인접한 샘플링 점들이 샘플링될 때, 시간 간격은 2마이크로초 미만이고, 이 경우 열복사값 샘플링 데이터(E)가 얻어진다. 예를 들어, i-번째 샘플링 점이 샘플링되어 t1 순간에서 반사율(R_(i))이 획득되고, i+1-번째 샘플링 점이 샘플링되어 t2 순간에서 반사율(R_(i+1))이 획득되면, t2와 t1 사이의 시간 간격은 2마이크로초 미만이다. i-번째 샘플링 점이 샘플링되어 T1 순간에서 열복사값(E_(i))이 획득되고, i+1-번째 샘플링 점이 샘플링되어 T2 순간에서 열복사값(E_(i+1))이 획득되면, T2와 T1 사이의 시간 간격은 2마이크로초 미만이다. 시간당 샘플링 회수는 샘플 획득 주파수로서 정의된다. 따라서, 본 출원의 실시예에 있어서, 반사율 샘플링 데이터(R)를 획득하고 열복사값(E)을 획득하기 위한 샘플 획득 주파수들은 모두 50K(또는 100K 또는 200K 이상)보다 클 수 있다.

필름 성장 공정에 있어서, 필름의 두께가 연속적으로 변화될 때, 파장(λ)을 가진 광의 복사 하의 필름의 열복사값은 그에 상응하게 변화될 것이다. 따라서, 측정 동안, 반사율이 여러 번 측정될 필요가 있는 경우, 열복사값은 그에 상응하게 여러 번 측정될 필요가 있다.

단계 S22는 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계를 포함하고, 여기서 0<α≤1이고, 0≤γ≤1이다.

본 단계에서, 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)는 경험적 추론에 의해 획득될 수 있고, 아니면 전술한 단계 S21에서 얻어진 결과들에 따라 획득될 수 있다. 특히, 단계 S22는 다음과 같은 방식(단계 A 및 단계 B를 포함)에 의해 수행될 수 있다.

단계 A는 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 획득하는 단계를 포함한다.

단계 B는 비율(γ/α), 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함한다.

광 시스템 효율(P)을 고려하여, 복사 방정식은 E = P[α(1-R)+γ]×L_b(λ,T)로 변환될 수 있고, 0<P≤1이다.

따라서, 단계 A는 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다.

흑체 복사값(L_b)의 변화량은 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 계산된다. 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))은 E = P[α(1-R)+γ]×L_b(λ,T)로 변환될 수 있다. 여기서, 0<P≤1이다.

그러면, 비율(γ/α)은 흑체 복사값(L_b)의 변화량을 최소화시키도록 계산된다.

단계 S23은 제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라, 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 획득하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 흑체 복사값(L_b)은 다음과 같은 공식에 따라 얻어진다.

E = P[α(1-R)+γ]×L_b(λ,T) ..........................(5)

여기서, L_b는 측정될 파장(λ)과 온도(T)의 함수이다.

전술한 단계들 S21 내지 S23에서 모두 얻어진, 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 반사 샘플링 데이터(R)와 열복사 샘플링 데이터(E), 광 시스템 효율(P), 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)로부터 나온 다수의 샘플링 값들(R_(i), E_(i))을 공식 (5)에 대입하여, 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)이 계산될 수 있다.

단계 S24는 흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따라 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

이러한 방법으로 반응 챔버의 필름의 온도를 측정하는 동안, 반사율, 열복사값, 광 시스템 효율, 흑체 복사값 등과 같은 다양한 파라미터들이 종합적으로 고려된다. 제1 정정 인자와 제2 정정 인자가 추가된다. 필름 성장 동안 다양한 파라미터들의 변화는 제1 정정 인자와 제2 정정 인자에 의해 정정되어 정확하게 정정된 열복사값이 얻어지고, 정확하게 측정된 필름의 온도가 최종적으로 획득된다. 현존 기술과 비교하여, 바람직한 예시적 실시예에 따라 발명된 방법에 의해 획득된 필름의 측정 온도는 필름의 실제 온도에 더 근접하게 된다. 즉, 측정 결과가 보다 더 정확해 진다. 현존 기술과 비교하여, 하나의 파장을 위한 다수의 샘플링 데이터 그룹들을 채택함으로써 온도가 보다 정확하게 측정될 수 있다.

전술한 실시예 1은 하나의 예로서 MOCVD 반응 챔버를 선택하여 단지 설명되었음을 유의해야 한다. 또한, 실시예 1은 본 명세서에서는 설명되지는 않았지만 다른 형태의 반응 챔버들에도 역시 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 필름의 온도가 600℃ 미만일 때, 단일 파장을 가진 광이 필름에 빛을 내뿜어 필름의 감지 영역의 보다 정확하게 측정된 온도를 얻을 수 있다. 필름의 온도가 600℃ 이상일 때, 2개 또는 그 이상의 파장을 가진 광을 필름에 조사하여 필름의 감지 영역에서 정확하게 측정된 온도를 얻을 수 있다. 이어지는 해결책은 예로서 2개의 파장들을 가진 광의 조사를 취하여 설명될 것이다.

실시예 2

본 출원의 제2 실시예에 따르면 반응 챔버 내부의 필름 온도를 측정하기 위한 방법이 개시된다. 본 실시예의 방법은 필름의 온도가 600℃ 이상인 경우에, 필름의 감지 영역의 온도의 측정에 적용될 수 있다. 측정될 필름의 영역은 감지 영역으로서 선택된다. 2개의 샘플링 점 세트들이 감지 영역에서 선택된다. 각각의 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함한다. 이러한 2개의 샘플링 점 세트들의 샘플링 점들은 다를 수 있거나 부분적으로 중첩될 수 있다. 도 3은 이러한 방법의 플로우챠트를 도시한다. 이러한 방법은 단계 S31 내지 S35를 포함한다.

단계 S31은 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 제1 샘플링 점 세트로부터 제1 반사율 샘플링 데이터(R₁)를 얻고, 제1 샘플링 점 세트의 제1 열복사값 데이터(E₁)를 얻는 단계를 포함하고, 제1 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고, 제1 반사율 샘플링 데이터(R₁)는 R_{1 (i)}의 세트이고(i는 양의 정수), 제1 열복사값 샘플링 데이터(E₁)는 E_{1 (i)}의 세트이고, 여기서, R_{1 (i)}는 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 i-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_{1 (i)}는 i-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_{1 (i)}와 E_{1 (i)}는 i-번째 제1 샘플링 데이터 그룹을 구성한다.

본 단계는 전술한 제1 실시예의 단계 S21과 유사하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

단계 S32는 파장(λ₂)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 제2 샘플링 점 세트로부터 제2 반사율 샘플링 데이터(R₂)를 얻고 제2 샘플링 점 세트로부터 제2 열복사값 데이터(E₂)를 얻는 단계를 포함하고, 제2 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고, 제2 반사율 샘플링 데이터(R₂)는 R_{2 (j)}의 세트이고(j는 양의 정수), 제2 열복사값 샘플링 데이터(E₂)는 E_{2 (j)}의 세트이고, 여기서, R_{2 (j)}는 파장(λ₂)을 가진 광선을 위한 j-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_{2 (j)}는 j-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_{2 (j)}와 E_{2 (j)}는 j-번째 제2 샘플링 데이터 그룹을 구성한다.

본 단계는 전술한 제1 실시예의 단계 S21과 유사하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 출원의 실시예에 있어서, 필름이 이동 상태일 때, 2개의 샘플링 액션들 사이의 시간 간격은 충분히 작아서, 다양한 인접한 샘플링 점들에서 감지된 반사율 값들이 서로 일관성을 갖도록 함으로써, 시간에 따른 위치 변화 또는 온도 변화에 의해 야기될 수 있는 2개의 샘플링 액션들 사이의 측정 위치 또는 필름의 두께가 심하게 변화되는 것을 방지해야만 한다. 예를 들어, 제1/제2 반사율 샘플링 데이터(R₁/R₂)를 얻는 단계에서, 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 2마이크로초 미만이어야 하고, 제1/제2 열복사값 샘플링 데이터(E₁/E₂)를 얻는 단계에 있어서, 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 2마이크로초 미만이어야 한다. 단위 시간(초)당 샘플링 회수는 샘플 획득 주파수로서 정의된다. 따라서, 본 출원의 실시예에 있어서, 반사율 샘플링 데이터를 얻고 열복사값 데이터를 얻기 위한 샘플 획득 주파수들 모두는 50K(또는 심지어 100K 또는 200K 이상)보다 더 클 수 있다.

단계 S31과 단계 S32의 순서는 바뀔 수 있다. 즉, 단계 S32가 먼저 수행된 후 단계 S31이 수행될 수 있고, 이것은 본 명세서에서 한정되지 않는다.

필름의 감지 영역의 최종 온도(T)는 제1 샘플링 데이터 그룹과 제2 샘플링 데이터 그룹의 협력에 의해 획득되고, 여기서, 제1 샘플링 데이터 그룹은 파장(λ₁)을 가진 광선의 조사에 의해 얻어진 반사율과 열복사값을 포함하고, 제2 샘플링 데이터 그룹은 파장(λ₂)을 가진 광선의 조사에 의해 얻어진 반사율과 열복사값을 포함한다.

단계 S33은 제1 샘플링 데이터 그룹의 적어도 2개의 값들 및 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계를 포함하고, 여기서 0<α≤1이고, 0≤γ≤1이다.

단계 S33은 다음과 같은 방식(단계 A와 단계 B를 포함)으로 수행될 수 있다.

단계 A는 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 획득하는 단계를 포함한다.

단계 B는 비율(γ/α), 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함한다. 광 시스템 효율(P)을 고려하여, 복사 방정식은 E = P[α(1-R)+γ]×L_b(λ,T)로 변환될 수 있고, 0<P≤1이다.

특히, 단계 A는 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다.

제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b1)의 변화량과 흑체 복사값(L_b2)의 변화량이 우선 계산된다.

이어서, 흑체 복사값(L_b1)의 변화량과 흑체 복사값(L_b2)의 변화량을 최소화시키도록 비율(γ/α)이 계산된다.

단계 S34는 제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b1)을 얻는 단계를 포함한다.

본 단계는 전술한 제1 실시예의 단계 S23과 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

단계 S35는 흑체 복사값(L_b1)과 파장(λ₁)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

단일 파장을 이용한 감지에 의해 야기되는 에러는 2개의 다른 파장들을 가진 광선을 위한 샘플링 데이터 그룹들을 이용한 온도 측정에 의해 감소될 수 있다. 유사하게, 더 많은 파장들 예컨대, 3개의 파장을 가진 광선을 위한 샘플링 데이터 그룹들 역시 본 출원에 적용될 수 있다.

본 출원의 실시예에 있어서, 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)는 다음과 같은 방식에 의해 단계 S33에서 얻어질 수 있음을 유의해야 한다. 본 실시예에서, 높은 샘플링 주파수 덕분에, 모든 샘플링 점들은 서로 매우 가깝고, R_{1 (i)}와 E_1(i)의 각각의 샘플링 데이터 그룹의 샘플링 시간은 거의 동기화된다. 따라서, 트레이는 여러 개의 인접한 샘플링 데이터 그룹들의 샘플링 시간들에서 짧은 간격 내에서 회전된다. 이러한 방식에서, 이러한 여러 개의 샘플링 데이터 그룹들에 상응하는 샘플링된 위치들은 동일한 온도를 가진다. 즉, 여러 개의 샘플링 점들은 동일한 온도를 가진 감지 영역들에 위치되는 것으로 간주된다. 공식 E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T)로부터, 흑체 복사값(L_b)은 파장(λ)과 온도(T)에 종속된다. 동일한 파장(λ)과 동일한 온도(T)를 이용하여, 여러 개의 인접한 샘플링 점들은 명백히 동일한 흑체 복사값(L_b)을 가진다. 만약, 광 시스템 효율(P)이 알려져 있으면, 변수 α,γ, R₁, E₁을 가진 L_b1(α,γ, R₁, E₁)의 함수인, E₁ = [α(1-R₁)+γ]×L_b1(λ,T)의 유도에 의해 L_b1이 얻어진다. 여러 개의 인접한 샘플링 점들은 동일한 L_b1을 가지기 때문에, 전술한 L_b1(α,γ, R₁, E₁)의 변화량은 영(zero)과 동일해야만 한다. L_b1(α,γ, R₁, E₁)의 변화량 계산을 위한 함수는 V(α,γ, R₁, E₁)이다. V(α,γ, R₁, E₁)은 실제로 영과 동일하므로, γ와 α 사이의 관계는 V(α,γ, R₁, E₁)가 가능한 한 영에 가깝게 되도록 얻어질 수 있다. 예를 들어, α에 대한 γ의 비율은 아래의 방정식에 따라 얻어질 수 있다.

여기서,

(7)

전술한 공식 (6)과 (7)로부터, 샘플링 데이터 그룹들이 더 많을수록, α에 대한 γ의 비율이 더 정확해진다. 그러나, 너무 많은 샘플링 데이터 그룹들이 당연한 것은 아니다. 너무 많은 샘플링 데이터 그룹들은 계산의 부담을 증가시킬 뿐만 아니라, 제1 샘플링 점과 최종 샘플링 점 사이의 간격을 멀어지게 함으로써, 실제 온도와 편차가 발생되고, 서로 다른 점들은 동일한 흑체 복사를 가진다는 근간을 붕괴시킨다.

α에 대한 γ의 비율 역시 다른 방법들에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, α에 대한 γ의 비율은 2개의 샘플링 데이터 그룹들에 따른 연립 방정식, L_b(α,γ, R₁₍₁₎, E_{1 (1)})=L_b(α,γ, R_{1 (2)}, E_{1 (2)})에 의해 얻어질 수 있다.

공식 (8)의 샘플링 점들이 공식 (6)의 그것들보다 더 적기 때문에, 얻어진 정정 인자들의 정밀도가 다르다. 알고리즘은 다양한 적용들의 필요에 따라 선택될 수 있다.

미지의 변수 R₁과 E₁은 샘플링에 의해 얻어지며, α에 대한 γ는 이미 알고 있고, α, γ, 및 L_b의 값들은 다수의 샘플링 데이터 그룹을 연립 방정식 (5)에 대입하여 얻을 수 있다. 이러한 실시예에 도입된 정정 인자들(α)(γ) 때문에, 측정된 온도의 보다 나은 정밀도가 얻어져서 적용되는 측정 온도의 고정밀도 조건을 만족시킬 수 있다. 제1 정정 인자(α)는 반응 챔버의 광 전송 손실을 나타내고, 제2 정정 인자(γ)는 반응 챔버의 배경 복사를 나타낸다.

또한, 정확한 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻기 위해, 본 실시예에 있어서, 다음과 같은 하나 또는 그 이상의 조건들이 만족될 수 있다.

A. 파장(λ₁)과 파장(λ₂) 사이의 차이는 예를 들어, 10nm, 50nm, 110nm, 200nm 등과 같이, 10nm 내지 200nm의 범위로서, 가능한 한 필름의 측정된 온도의 정확도를 보장한다.

본 출원의 구현예에 있어서, 파장(λ₂)는 940nm일 수 있고, 파장(λ₁)은 1050nm일 수 있다.

샘플링 데이터 그룹들이 얻어진 후에는 많은 알고리즘들이 존재한다. 실시예에 있어서, 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ) 사이의 관계가 먼저 계산된 후, 다수의 샘플링 데이터 그룹들이 관계에 대입되어 α값, γ값, 및 최종 온도값을 얻게 된다. 본 실시예의 측정 방법을 사용하면, 측정된 온도의 높은 정밀도가 얻어질 수 있다. 또한, 본 실시예의 방법은 높은 적응성을 가지며, 다양한 형태의 반응 챔버들에 적용될 수 있다. 전통적 기술이 다른 반응 챔버들에 적용될 때, 각각의 챔버들에 대한 실험을 수행하여 그 광 시스템 효율을 얻어서 기록할 필요가 있다. 그러면, 공식적인 운전 동안, 광 시스템 효율이 룩업 테이블로부터 얻어진다. 반응 챔버들 내부의 조건들은 운전 주기 후에 변경될 수 있기 때문에 광 시스템 효율은 다시 정정될 필요가 있다. 본 실시예에 있어서, 광 시스템 효율은 다수의 샘플링 데이터 그룹들의 간단한 계산에 의해 직접 얻어질 수 있고, 반응 챔버의 다른 조건들에 자동적으로 맞도록 하여 장기적인 광 시스템 효율의 적정값을 얻을 수 있다.

본 실시예에서의 공식 (5)에 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)가 도입된다. 또한, α와 γ 이외의 다른 2개의 정정 인자들이 공식 (5)에 도입될 수 있고, 공식 (5)에서 α와 γ와 다른 물리적 정의와 수학적 관계를 가질 수 있다. 본 실시예의 방법에 있어서, 다수의 샘플링 데이터 그룹들이 얻어지고 다수의 인접한 샘플링 점들이 동일한 온도를 가진다는 2개의 기본적인 조건 하에서 온도는 정밀하게 계산될 수 있다.

실시예 3

본 출원의 제3 실시예에 따른 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법이 제공된다. 도 4는 이러한 방법의 플로우챠트이다. 본 실시예의 방법은 단계 S41 내지 단계 S44를 포함한다.

단계 S41은 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 i-번째 샘플링 점의 반사율(R_i), 및 샘플링 점의 열복사값(E_(i))을 얻고(i는 정수), 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 다른 샘플링 점들의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 다른 샘플링 점들의 열복사값들(E)을 얻기 위해 필름의 감지 영역의 다수의 다른 샘플링 점들을 측정하는 단계를 포함하고, 여기서 R_(i)와 E_(i)는 i-번째 샘플링 데이터 그룹을 구성한다.

본 실시예에 있어서, 필름이 이동 상태일 때, 2개의 샘플링 사이의 시간 간격은 충분히 작아서, 여러 개의 인접한 샘플링 점들에서 얻어지는 반사율의 일관성을 보장함으로써 시간이 흐름에 따른 위치 변화 또는 온도 변화에 의해 발생할 수도 있는 2개의 인접된 샘플링들 사이에서 측정 위치 또는 필름의 두께 변화의 급격해화를 방지하는 것을 주목해야 한다. 2개의 샘플링 사이의 시간 간격은 충분히 작다. 예를 들어, 반사율 샘플링 데이터(R) 또는 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻는 단계에서, 2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 2마이크로초 미만이어야 한다. 단위 시간(초)당 샘플링 회수는 샘플 획득 주파수로 정의된다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 반사율 샘플링 데이터(R)를 얻고 열복사값(E)을 얻기 위한 샘플 획득 주파수 모두는 50K(또는 심지어 100K 또는 200K 상회)보다 더 클 수 있다.

단계 S42는 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계를 포함하고, 여기서 0<α≤1이고, 0≤γ≤1이다.

본 단계는 다음(단계 A와 단계 B를 포함)과 같이 수행될 수 있다.

단계 A는 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계를 포함한다.

단계 B는 비율(γ/α), 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들, 및 복사 방정식(E_i = [α(1-R_i)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함한다.

단계 A는 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다.

적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들과 복사 방정식(E_i = [α(1-R_i)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b)의 변화량을 먼저 계산한다.

이어서, 비율(γ/α)이 선택되어 다른 샘플링 데이터 그룹들에서 동일한 흑체 복사값(L_b)을 얻는다.

단계 S43은 제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 얻는 단계를 포함한다.

단계 S44는 흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따른 룩업 테이블(look-up table)에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함한다.

전술한 상세한 설명은 단지 본 출원의 바람직한 실시예들일 뿐이다. 따라서, 당업자라면, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않은 본 발명의 다양한 변형과 개조를 할 수 있음을 유의해야 한다.

14...회전 샤프트
100...반응 챔버
101...가스 분배 장치
102,103...가열 장치
104...트레이
105...기재
106...가스 펌핑 장치

Claims (15)

1. 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하는 샘플링 점 세트(sampling point set)의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 샘플링 점 세트의 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻는 단계로서, 반사율 샘플링 데이터(R)는 R_(i)의 세트(i는 양의 정수)이고, 열복사값 샘플링 데이터(E)는 E_(i)의 세트이고, R_(i)는 광선을 위한 i-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_(i)는 i-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_(i)와 E_(i)는 i-번째 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;
   적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계(0<α≤1, 0≤γ≤1);
   제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 얻는 단계; 및
   흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계는:
   적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계; 및
   비율(γ/α), 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계는:
   적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b)의 변화량을 계산하는 단계; 및
   흑체 복사값(L_b)의 변화량을 최소화시키는 비율(γ/α)을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은, 반사율 샘플링 데이터(R)가 얻어질 때, 2마이크로초 미만이고;
   2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은, 열 복사값 샘플링 데이터(E)가 얻어질 때, 2 마이크로초 미만인 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   필름의 온도는 600℃ 보다 낮은 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   반응 챔버는 MOCVD 반응 챔버인 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
7. 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 제1 샘플링 점 세트의 제1 반사율 샘플링 데이터(R₁), 및 제1 샘플링 점 세트의 제1 열복사값 샘플링 데이터(E₁)를 얻는 단계로서, 제1 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고; 제1 반사율 샘플링 데이터(R₁)는 R_1(i)의 세트이고(i는 양의 정수), 제1 열복사값 샘플링 데이터(E₁)는 E_1(i)의 세트이고, 여기서, R_1(i)는 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 i-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_1(i)는 i-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_1(i)와 E_1(i)는 i-번째 제1 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;
   파장(λ₂)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 제2 샘플링 점 세트의 제2 반사율 샘플링 데이터(R₂), 및 제2 샘플링 점 세트의 제2 열복사값 샘플링 데이터(E₂)를 얻는 단계로서, 제2 샘플링 점 세트는 적어도 2개의 샘플링 점들을 포함하고; 제2 반사율 샘플링 데이터(R₂)는 R_2(j)의 세트이고(j는 양의 정수), 제2 열복사값 샘플링 데이터(E₂)는 E_2(j)의 세트이고, 여기서, R_2(j)는 파장(λ₂)을 가진 광선을 위한 j-번째 샘플링 점의 반사율이고, E_2(j)는 j-번째 샘플링 점의 열복사값이고, R_2(j)와 E_2(j)는 j-번째 제2 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;
   제1 샘플링 데이터 그룹의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계(0<α≤1이고, 0≤γ≤1);
   제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 파장(λ₁)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b1)을 얻는 단계; 및
   흑체 복사값(L_b1)과 파장(λ₁)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹의 적어도 2개의 값들에 따른 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계는:
   제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계; 및
   비율(γ/α), 제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들, 및 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계는:
   제1 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b1)의 변화량을 계산하고, 제2 샘플링 데이터 그룹들의 적어도 2개의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b2)의 변화량을 계산하는 단계; 및
   흑체 복사값(L_b1)의 변화량과 흑체 복사값(L_b2)의 변화량을 최소화시키는 비율(γ/α)을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
   
10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은, 반사율 샘플링 데이터(R₁)가 얻어질 때, 2마이크로초 미만이고;
    2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은, 열 복사값 샘플링 데이터(E₁)가 얻어질 때, 2 마이크로초 미만이고;
    2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은, 반사율 샘플링 데이터(R₂)가 얻어질 때, 2마이크로초 미만이고;
    2개의 인접한 샘플링 점들 사이의 샘플링 시간 간격은 열 복사값 샘플링 데이터(E₂)가 얻어질 때 2 마이크로초 미만인 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
    
11. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    파장(λ₁)과 파장(λ₂) 사이의 차이는 10nm 내지 200nm의 범위인 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
    
12. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    필름의 온도는 600℃ 이상인 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
    
13. 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 i-번째 샘플링 점의 반사율(R_(i)), 및 i-번째 샘플링 점의 열복사값(E_(i))을 얻고(i는 정수), 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 다른 샘플링 점들의 반사율 샘플링 데이터(R), 및 다른 샘플링 점들의 열복사값 샘플링 데이터(E)를 얻기 위해 필름의 감지 영역의 다수의 다른 샘플링 점들을 측정하는 단계로서, R_(i)와 E_(i)는 i-번째 샘플링 데이터 그룹을 구성하며;
    적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계(0<α≤1이고, 0≤γ≤1);
    제1 정정 인자(α), 제2 정정 인자(γ), 및 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 파장(λ)을 가진 광선을 위한 필름의 감지 영역의 흑체 복사값(L_b)을 얻는 단계; 및
    흑체 복사값(L_b)과 파장(λ)에 따른 룩업 테이블에 의해 감지 영역의 온도(T)를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 얻는 단계는:
    적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계; 및
    비율(γ/α), 적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들, 및 복사 방정식(E_i = [α(1-R_i)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 제1 정정 인자(α)와 제2 정정 인자(γ)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들에 따라 제1 정정 인자(α)에 대한 제2 정정 인자(γ)의 비율(γ/α)을 얻는 단계는:
    적어도 2개의 샘플링 데이터 그룹들의 값들과 복사 방정식(E = [α(1-R)+γ]×L_b(λ,T))에 따라 흑체 복사값(L_b1)의 변화량을 계산하는 단계; 및
    서로 다른 샘플링 데이터 그룹들에서 동일한 흑체 복사값(L_b)을 얻도록 비율(γ/α)의 값을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버의 필름 온도 측정 방법.
    

Images