JPH0599751A - 赤外線放射温度測定方法 - Google Patents
赤外線放射温度測定方法Info
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- JPH0599751A JPH0599751A JP3256872A JP25687291A JPH0599751A JP H0599751 A JPH0599751 A JP H0599751A JP 3256872 A JP3256872 A JP 3256872A JP 25687291 A JP25687291 A JP 25687291A JP H0599751 A JPH0599751 A JP H0599751A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外線放射温度測定方法に関し、測定精度の
向上を目的とする。 【構成】 基板２からの放射光31を可視域光32と赤外域
光33とに分光し、可視域光32の減衰量によって、フード
15に設けた反射鏡29の反射率を評価し、そのことで、赤
外域光33を利用した基板温度を補正し、反射鏡29の汚染
状態を管理する。フード15の開口部を開閉するシャッタ
ー30を設け、該開口部を閉じたシャッター30で反射した
参照光を利用し、フード15に設けた反射鏡29の反射率の
変動を測定し、その情報に基づき放射光31を利用した基
板温度を補正し、反射鏡29の汚染状態を管理する。
向上を目的とする。 【構成】 基板２からの放射光31を可視域光32と赤外域
光33とに分光し、可視域光32の減衰量によって、フード
15に設けた反射鏡29の反射率を評価し、そのことで、赤
外域光33を利用した基板温度を補正し、反射鏡29の汚染
状態を管理する。フード15の開口部を開閉するシャッタ
ー30を設け、該開口部を閉じたシャッター30で反射した
参照光を利用し、フード15に設けた反射鏡29の反射率の
変動を測定し、その情報に基づき放射光31を利用した基
板温度を補正し、反射鏡29の汚染状態を管理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空処理する基板の温度
管理、特に、真空成膜プロセスにおける基板温度を管理
するための赤外線放射温度測定方法に関する。
管理、特に、真空成膜プロセスにおける基板温度を管理
するための赤外線放射温度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】数年前から成膜プロセスの基板温度測定
方法として、赤外線放射温度測定方法が利用されるよう
になった。特に、最近開発された放射温度計として特開
平１−１０７１２０号公報の真空内測定装置，特開平２
−３０７０２６号公報の温度計測装置がある。
方法として、赤外線放射温度測定方法が利用されるよう
になった。特に、最近開発された放射温度計として特開
平１−１０７１２０号公報の真空内測定装置，特開平２
−３０７０２６号公報の温度計測装置がある。
【０００３】図８は特開平１−１０７１２０号公報にお
ける真空内測定装置の原理図であり、１は真空室、２は
真空室１内で真空処理（成膜）される基板、３は赤外線
検出用プローブ、４は赤外線放射温度計、５はプローブ
３を移動させるアーム、６は一端がプローブ３に気密接
合する可撓性金属管（蛇腹管）、７は一端がプローブ３
に接続する光ファイバー、８は金属管６の中間部に接合
した金具、９は真空室１の外壁と金具８とを気密接合さ
せるＯリングである。
ける真空内測定装置の原理図であり、１は真空室、２は
真空室１内で真空処理（成膜）される基板、３は赤外線
検出用プローブ、４は赤外線放射温度計、５はプローブ
３を移動させるアーム、６は一端がプローブ３に気密接
合する可撓性金属管（蛇腹管）、７は一端がプローブ３
に接続する光ファイバー、８は金属管６の中間部に接合
した金具、９は真空室１の外壁と金具８とを気密接合さ
せるＯリングである。
【０００４】かかる装置は、赤外線透過性のよい光ファ
イバー７にてプローブ３と赤外線放射温度計４とを接続
し、基板２の温度測定時にプローブ３を基板２に接近さ
せることができるため、基板２の温度測定がそれ以前の
装置より正確となり、かつ、成膜飛散粒子によるプロー
ブ３の汚染が少なくて済む。さらに、その実施例に記載
された如くプローブ３の先端にＬ形のフードを設け、該
フードの屈曲部に反射鏡を設け、基板２の放射赤外線が
該反射鏡で反射しプローブ３に入るようにすれば、プロ
ーブ３の汚染は一層少なくなる。
イバー７にてプローブ３と赤外線放射温度計４とを接続
し、基板２の温度測定時にプローブ３を基板２に接近さ
せることができるため、基板２の温度測定がそれ以前の
装置より正確となり、かつ、成膜飛散粒子によるプロー
ブ３の汚染が少なくて済む。さらに、その実施例に記載
された如くプローブ３の先端にＬ形のフードを設け、該
フードの屈曲部に反射鏡を設け、基板２の放射赤外線が
該反射鏡で反射しプローブ３に入るようにすれば、プロ
ーブ３の汚染は一層少なくなる。
【０００５】特開平２−３０７０２６号公報における温
度計測装置は、物体（基板）から放射される赤外線を集
光し、その集光赤外線を光ファイバーにより真空室外へ
導く装置構成において、室温付近の低い温度の計測がで
きるように、光ファイバーとしてゲルマニウム，砒素，
セレン、テルルを組成物とするカルコゲンファイバーを
用い、測定器内に配置する検出器に水銀，カドミウム，
テルルを組成物として用いることを特徴とする。
度計測装置は、物体（基板）から放射される赤外線を集
光し、その集光赤外線を光ファイバーにより真空室外へ
導く装置構成において、室温付近の低い温度の計測がで
きるように、光ファイバーとしてゲルマニウム，砒素，
セレン、テルルを組成物とするカルコゲンファイバーを
用い、測定器内に配置する検出器に水銀，カドミウム，
テルルを組成物として用いることを特徴とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】成膜基板から放射する
赤外線を検出し、成膜特性に係わる該基板の温度を検出
する従来技術において、基板温度測定時のみに赤外線検
出用プローブを基板に接近させる、さらに屈曲部に反射
鏡が設けられたＬ形フードをプローブに設けることによ
って、赤外線検出用プローブ（レンズ）は、成膜飛散粒
子によって汚染され難くなる。
赤外線を検出し、成膜特性に係わる該基板の温度を検出
する従来技術において、基板温度測定時のみに赤外線検
出用プローブを基板に接近させる、さらに屈曲部に反射
鏡が設けられたＬ形フードをプローブに設けることによ
って、赤外線検出用プローブ（レンズ）は、成膜飛散粒
子によって汚染され難くなる。
【０００７】図９に示す如く、成膜中のプローブの温度
上昇による影響を避けるため、プローブの冷却を行って
いるインライン型両面スパッタリング装置を例にとる
と、図８と共通部分に同一符号を使用した図９におい
て、10は基板２の中心部を挟持するホルダー、11は 180
度回転するアーム、12はアーム11を回転させる機構部、
13はスパッタ用ターゲット、14はターゲット13を冷却さ
せる機構部、15はプローブ３の先端に設けたＬ形フー
ド、16はプローブ３およびフード15を冷却するための冷
却管、17は冷却管16を流れる冷媒冷却機、18は光ファイ
バー７および冷却管16が挿通する可撓性金属管（蛇
腹）、19はプローブ３および回転機構部12に成膜粒子が
被着しないようにするシールド板である。プローブ３を
冷却する冷却管16の一部はフード15に巻回し、フード15
とフード15内の反射鏡 (図示せず) を冷却する。
上昇による影響を避けるため、プローブの冷却を行って
いるインライン型両面スパッタリング装置を例にとる
と、図８と共通部分に同一符号を使用した図９におい
て、10は基板２の中心部を挟持するホルダー、11は 180
度回転するアーム、12はアーム11を回転させる機構部、
13はスパッタ用ターゲット、14はターゲット13を冷却さ
せる機構部、15はプローブ３の先端に設けたＬ形フー
ド、16はプローブ３およびフード15を冷却するための冷
却管、17は冷却管16を流れる冷媒冷却機、18は光ファイ
バー７および冷却管16が挿通する可撓性金属管（蛇
腹）、19はプローブ３および回転機構部12に成膜粒子が
被着しないようにするシールド板である。プローブ３を
冷却する冷却管16の一部はフード15に巻回し、フード15
とフード15内の反射鏡 (図示せず) を冷却する。
【０００８】しかし、かかる装置は基板２の交換時やプ
リスパッタ等において基板２がセットされてない時、タ
ーゲット13からの飛散粒子がフード15内に入り、フード
15内の反射鏡は汚染され寿命が短くなるという問題点が
あった。
リスパッタ等において基板２がセットされてない時、タ
ーゲット13からの飛散粒子がフード15内に入り、フード
15内の反射鏡は汚染され寿命が短くなるという問題点が
あった。
【０００９】また、従来方法では酸化物等の透明膜がフ
ード内の反射鏡に被着し、該反射鏡の反射率低下が不可
避である。そこで、反射率の低い成膜反射鏡を使用する
と、100℃程度以下の低温域の測定に際し、反射鏡によ
る赤外線量の減少によって測定精度に非常に大きな影響
を受けるという問題点があった。
ード内の反射鏡に被着し、該反射鏡の反射率低下が不可
避である。そこで、反射率の低い成膜反射鏡を使用する
と、100℃程度以下の低温域の測定に際し、反射鏡によ
る赤外線量の減少によって測定精度に非常に大きな影響
を受けるという問題点があった。
【００１０】しかも、従来は前記反射鏡の汚染状況を調
べるには、装置を停止して反射鏡を取り外して調査しな
ければならず、かつ、交換時期については経験に頼ると
いう不確実性があった。
べるには、装置を停止して反射鏡を取り外して調査しな
ければならず、かつ、交換時期については経験に頼ると
いう不確実性があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は本発明方法の第１
の基本図(イ) と第２の基本図(ロ) である。図１におい
て、２は成膜基板、３は赤外線検出プローブ、７はプロ
ーブ３から導出された光ファイバー、15はプローブ３の
先端に設けたＬ形フード、29はＬ形フードに設けた反射
鏡、20は分光器、21は可視域光用検出器、22は赤外域光
用検出器、23は温度変換器、24はコントローラ、25はコ
リメータレンズ、26は光路切替え用反射鏡、27は参照光
装置である。
の基本図(イ) と第２の基本図(ロ) である。図１におい
て、２は成膜基板、３は赤外線検出プローブ、７はプロ
ーブ３から導出された光ファイバー、15はプローブ３の
先端に設けたＬ形フード、29はＬ形フードに設けた反射
鏡、20は分光器、21は可視域光用検出器、22は赤外域光
用検出器、23は温度変換器、24はコントローラ、25はコ
リメータレンズ、26は光路切替え用反射鏡、27は参照光
装置である。
【００１２】光学系の途中に設けた反射鏡 (図１(ロ) の
29) を介し、成膜基板２から放射する放射光の光量（基
板２の温度）を測定するとき、反射鏡の汚染に伴って生
じる反射鏡の反射率低下を、放射光に含まれる赤外光の
減少より放射光に含まれる可視光の減少が著しいことを
利用した図１(イ) において、光ファイバー７より出射し
た検出光 (基板からの放射光) 31は、分光器20によって
可視光32と赤外光33に分光される。
29) を介し、成膜基板２から放射する放射光の光量（基
板２の温度）を測定するとき、反射鏡の汚染に伴って生
じる反射鏡の反射率低下を、放射光に含まれる赤外光の
減少より放射光に含まれる可視光の減少が著しいことを
利用した図１(イ) において、光ファイバー７より出射し
た検出光 (基板からの放射光) 31は、分光器20によって
可視光32と赤外光33に分光される。
【００１３】可視光32を検出する検出器21はコントロー
ラ24に接続する。赤外光33を検出する検出器22は、赤外
光33の光量を温度に変換する温度変換器23に接続し、変
換器23はコントローラ24に接続する。例えばパーソナル
コンピュータを利用したコントローラ24は、検出器21か
らの信号変化によって反射鏡の汚染状態を算出し、反射
鏡の汚染状態 (反射率低下) に基づいて基板温度を補正
する。
ラ24に接続する。赤外光33を検出する検出器22は、赤外
光33の光量を温度に変換する温度変換器23に接続し、変
換器23はコントローラ24に接続する。例えばパーソナル
コンピュータを利用したコントローラ24は、検出器21か
らの信号変化によって反射鏡の汚染状態を算出し、反射
鏡の汚染状態 (反射率低下) に基づいて基板温度を補正
する。
【００１４】反射鏡の反射率を検知するため参照光を利
用する図１(ロ) において、プローブ３の先端に接合した
フード15はＬ形であり、その屈曲部に反射鏡29を設け、
基板２とフード15との間にはフード15の開口端を開閉可
能なシャッター30を設ける。光ファイバー７の導出端
(右端) にはコリメータレンズ25が対向する。
用する図１(ロ) において、プローブ３の先端に接合した
フード15はＬ形であり、その屈曲部に反射鏡29を設け、
基板２とフード15との間にはフード15の開口端を開閉可
能なシャッター30を設ける。光ファイバー７の導出端
(右端) にはコリメータレンズ25が対向する。
【００１５】基板２より放射した放射光31より基板２の
温度を測定するとき、回動可能な反射鏡26とシャッター
30は開いた状態であり、従って放射光31は赤外光検出器
22に入り、検出器22より出力した光量によって温度変換
器23は、基板２の温度を出力する。
温度を測定するとき、回動可能な反射鏡26とシャッター
30は開いた状態であり、従って放射光31は赤外光検出器
22に入り、検出器22より出力した光量によって温度変換
器23は、基板２の温度を出力する。
【００１６】他方、反射鏡29の汚染 (反射率) 調査時に
は、実線で図示する如く反射鏡26とシャッター30が閉
じ、参照光装置27の光源28a より出射した参照光34は、
反射鏡26で反射し、コリメータレンズ25, 光ファイバー
７, プローブ３, フード15を通り、反射鏡29で反射しシ
ャッター30に照射する。シャッター30にて反射した参照
光34は、反射鏡29で反射し、フード15, プローブ３, 光
ファイバー７, コリメータレンズ25を通って反射鏡26で
反射し、参照光装置27の反射率測定器28b に入り、反射
鏡29の反射率が測定されるようになる。
は、実線で図示する如く反射鏡26とシャッター30が閉
じ、参照光装置27の光源28a より出射した参照光34は、
反射鏡26で反射し、コリメータレンズ25, 光ファイバー
７, プローブ３, フード15を通り、反射鏡29で反射しシ
ャッター30に照射する。シャッター30にて反射した参照
光34は、反射鏡29で反射し、フード15, プローブ３, 光
ファイバー７, コリメータレンズ25を通って反射鏡26で
反射し、参照光装置27の反射率測定器28b に入り、反射
鏡29の反射率が測定されるようになる。
【００１７】
【作用】図１(イ) に示す本発明方法の第１の上記手段
は、真空処理基板からの放射光を可視域光と赤外域光と
に分けたとき、光路中間の反射鏡の反射率変化が赤外域
光より可視域光で顕著となることに鑑みたものであり、
可視光を用いて反射鏡の反射率低下を検知することによ
って、赤外光を用いて反射鏡の反射率低下を検知する方
法より正確に、反射鏡の交換時期を知ることができると
共に、反射鏡の反射率低下によって基板温度測定値の補
正を可能とし、反射鏡の反射率測定は従来よりも高精度
化され、かつ、温度測定を行いながら反射率測定ができ
る。
は、真空処理基板からの放射光を可視域光と赤外域光と
に分けたとき、光路中間の反射鏡の反射率変化が赤外域
光より可視域光で顕著となることに鑑みたものであり、
可視光を用いて反射鏡の反射率低下を検知することによ
って、赤外光を用いて反射鏡の反射率低下を検知する方
法より正確に、反射鏡の交換時期を知ることができると
共に、反射鏡の反射率低下によって基板温度測定値の補
正を可能とし、反射鏡の反射率測定は従来よりも高精度
化され、かつ、温度測定を行いながら反射率測定ができ
る。
【００１８】図１(ロ) に示す本発明方法の第２の上記手
段は、真空処理基板よりも条件が一定化可能なシャッタ
ーでフードの開口部を塞ぎ、反射率の高い該シャッター
と参照光装置とを利用し、光路中間の反射鏡の反射率を
測定するものであり、高反射率シャッターを使用するこ
とで反射鏡の反射率測定は、処理基板からの放射光を利
用する方法より安定化し、高精度化できる。
段は、真空処理基板よりも条件が一定化可能なシャッタ
ーでフードの開口部を塞ぎ、反射率の高い該シャッター
と参照光装置とを利用し、光路中間の反射鏡の反射率を
測定するものであり、高反射率シャッターを使用するこ
とで反射鏡の反射率測定は、処理基板からの放射光を利
用する方法より安定化し、高精度化できる。
【００１９】
【実施例】図２は本発明の第１の実施例に係わる成膜装
置の概略構成図であり、前出図と共通部分に同一符号を
使用した図２において、インライン型両面スパッタリン
グ装置は、20枚の基板が入ったトレー (図示せず) か
ら、ハンドリングアーム (図示せず) によって、１枚ず
つ基板２が左側のホルダー10に運ばれ挟持されるように
なる。
置の概略構成図であり、前出図と共通部分に同一符号を
使用した図２において、インライン型両面スパッタリン
グ装置は、20枚の基板が入ったトレー (図示せず) か
ら、ハンドリングアーム (図示せず) によって、１枚ず
つ基板２が左側のホルダー10に運ばれ挟持されるように
なる。
【００２０】次いで、アーム11が 180度回転すると、左
側のホルダー10に挟持されていた基板２は、一対のター
ゲット13の対向間に位置するようになり、その表面に所
定膜が形成される。ホルダー10は基板２を挟持した状態
で回転可能であり、従って、基板２の表面に被着した膜
は均一厚さになる。
側のホルダー10に挟持されていた基板２は、一対のター
ゲット13の対向間に位置するようになり、その表面に所
定膜が形成される。ホルダー10は基板２を挟持した状態
で回転可能であり、従って、基板２の表面に被着した膜
は均一厚さになる。
【００２１】ターゲット13はターゲット冷却機構14によ
って冷却し、成膜が終了した基板２は、アーム11がさら
に 180度回転し、前記ハンドリングアームによってトレ
ーに戻される。
って冷却し、成膜が終了した基板２は、アーム11がさら
に 180度回転し、前記ハンドリングアームによってトレ
ーに戻される。
【００２２】真空室１の外には、光ファイバー７を介し
てプローブ３に接続し赤外光検出器, 可視光検出器を内
蔵する分光器20と、分光器20に接続する温度変換器 (赤
外線温度計) 23と、分光器20と変換器23とに接続するコ
ントローラ24および、プローブ３とフード15を冷却する
冷却機17を設ける。なお、図中において、８は金属管18
を気密接合した金具、９は真空室１の外壁と金具８との
気密性を確保するＯリングである。
てプローブ３に接続し赤外光検出器, 可視光検出器を内
蔵する分光器20と、分光器20に接続する温度変換器 (赤
外線温度計) 23と、分光器20と変換器23とに接続するコ
ントローラ24および、プローブ３とフード15を冷却する
冷却機17を設ける。なお、図中において、８は金属管18
を気密接合した金具、９は真空室１の外壁と金具８との
気密性を確保するＯリングである。
【００２３】図３は前記第１の実施例装置における測定
温度の補正方法を説明する構成図、図４はＣo Ｃr スパ
ッタによって被膜（汚染）されたアルミニウム製反射鏡
の反射率を分光分析器で測定したデータ、図５は可視光
の反射鏡反射率変動と赤外光の反射鏡反射率変動との関
連図であり、図３〜図５を用い図２に示す装置における
測定温度の補正方法を説明する。
温度の補正方法を説明する構成図、図４はＣo Ｃr スパ
ッタによって被膜（汚染）されたアルミニウム製反射鏡
の反射率を分光分析器で測定したデータ、図５は可視光
の反射鏡反射率変動と赤外光の反射鏡反射率変動との関
連図であり、図３〜図５を用い図２に示す装置における
測定温度の補正方法を説明する。
【００２４】前出図と共通部分に同一符号を使用した図
３において、２は成膜基板、３はプローブ、15はＬ形フ
ード、29はフード15の屈曲部に設けた反射鏡、７は光フ
ァイバー、25はコリメータレンズ、20′は分光プリズ
ム、35は可視域光フィルター、36は赤外域光フィルタ
ー、21は可視光検出器、22は赤外光検出器、23は赤外光
の光量を温度に変換する温度変換器、24は温度補正等の
演算処理を行って基板の補正済み温度を出力するコント
ローラである。プリズム20′とフィルター35,36 と検出
器21,22 は、図２において分光器20に収容されている。
３において、２は成膜基板、３はプローブ、15はＬ形フ
ード、29はフード15の屈曲部に設けた反射鏡、７は光フ
ァイバー、25はコリメータレンズ、20′は分光プリズ
ム、35は可視域光フィルター、36は赤外域光フィルタ
ー、21は可視光検出器、22は赤外光検出器、23は赤外光
の光量を温度に変換する温度変換器、24は温度補正等の
演算処理を行って基板の補正済み温度を出力するコント
ローラである。プリズム20′とフィルター35,36 と検出
器21,22 は、図２において分光器20に収容されている。
【００２５】図４において、縦軸は反射鏡の反射率
（％）、横軸は波長(nm)、図中に実線で示す曲線Ａはア
ルミニウム製反射鏡の反射率特性、図中に破線で示す曲
線Ｂは、アルミニウム製反射鏡がＣo Ｃr スパッタリン
グによって厚さ数10Å被膜したときの反射率特性であ
る。
（％）、横軸は波長(nm)、図中に実線で示す曲線Ａはア
ルミニウム製反射鏡の反射率特性、図中に破線で示す曲
線Ｂは、アルミニウム製反射鏡がＣo Ｃr スパッタリン
グによって厚さ数10Å被膜したときの反射率特性であ
る。
【００２６】特性ＡとＢを比較する、光の波長が1500nm
程度以上の赤外域では差が僅かでありほぼ重なるように
なるが、1500nm程度以下特に 800nm程度以下の可視域で
は差が明瞭になる。従って、 800nm程度以下の可視域波
長で反射鏡の反射率を測定すれば、赤外光を使用した測
定では検知困難な反射率変動が検知可能になる。
程度以上の赤外域では差が僅かでありほぼ重なるように
なるが、1500nm程度以下特に 800nm程度以下の可視域で
は差が明瞭になる。従って、 800nm程度以下の可視域波
長で反射鏡の反射率を測定すれば、赤外光を使用した測
定では検知困難な反射率変動が検知可能になる。
【００２７】図５において、縦軸はアルミニウム製反射
鏡に対する赤外域光（λ2)の反射率の変化率、横軸はア
ルミニウム製反射鏡に対する可視域光（λ1)の反射率の
変化率であり、反射鏡29の汚染状態による反射率変動に
ついて予め調査した測定データである。ただし、クリー
ンな反射鏡に対する可視域光の反射率をσ1,クリーンな
反射鏡に対する赤外域光の反射率σ2 で表し、或る被膜
が被着し汚染された反射鏡に対する可視域光の反射率を
σ11, 同じく汚染された反射鏡に対する赤外域光の反射
率σ12としたとき、赤外域光の反射率変化はσ12／σ2,
可視域光の反射率変化はσ11／σ1 となる。
鏡に対する赤外域光（λ2)の反射率の変化率、横軸はア
ルミニウム製反射鏡に対する可視域光（λ1)の反射率の
変化率であり、反射鏡29の汚染状態による反射率変動に
ついて予め調査した測定データである。ただし、クリー
ンな反射鏡に対する可視域光の反射率をσ1,クリーンな
反射鏡に対する赤外域光の反射率σ2 で表し、或る被膜
が被着し汚染された反射鏡に対する可視域光の反射率を
σ11, 同じく汚染された反射鏡に対する赤外域光の反射
率σ12としたとき、赤外域光の反射率変化はσ12／σ2,
可視域光の反射率変化はσ11／σ1 となる。
【００２８】再び図３に戻って、温度Ｔ1 の基板２から
の放射光31は、反射鏡29に反射されプローブ３で検出さ
れ光ファイバー７を通りプリズム20′に入る。プリズム
20′は放射光31を可視域光32と赤外域光33とに分け、フ
ィルター35を透過した可視域光32は検出器21に入り、フ
ィルター36を透過した赤外域光33は検出器22に入り、検
出器22が接続する温度変換器23によって温度が出力さ
れ、基板２の放射率を設定することでＴ1 が得られる。
の放射光31は、反射鏡29に反射されプローブ３で検出さ
れ光ファイバー７を通りプリズム20′に入る。プリズム
20′は放射光31を可視域光32と赤外域光33とに分け、フ
ィルター35を透過した可視域光32は検出器21に入り、フ
ィルター36を透過した赤外域光33は検出器22に入り、検
出器22が接続する温度変換器23によって温度が出力さ
れ、基板２の放射率を設定することでＴ1 が得られる。
【００２９】そこで、検出器21からの可視光出力をPc，
検出器22からの赤外光出力をpcとし、或る時点における
基板２の温度をＴ2,そのとき変換器23の出力をＴ2 ′,
可視光の出力をpc, 赤外光の出力をpiとすると、それら
の間には下記の如き関係がある。
検出器22からの赤外光出力をpcとし、或る時点における
基板２の温度をＴ2,そのとき変換器23の出力をＴ2 ′,
可視光の出力をpc, 赤外光の出力をpiとすると、それら
の間には下記の如き関係がある。
【００３０】
【数１】
【００３１】
【数２】 ここで、式と式の比率が等しいとすると、
【００３２】
【数３】 が成立し、このことは図５から、
【００３３】
【数４】 であることを示している。つまり、式と式の比率が
等しいということは、反射鏡29にその反射率を損なう被
膜がないことを表すと共に、式より、
等しいということは、反射鏡29にその反射率を損なう被
膜がないことを表すと共に、式より、
【００３４】
【数５】 となるから、温度計の表示Ｔ2 が正しいことになる。他
方、反射鏡29にその反射率を損なう被膜が被着している
とすると、
方、反射鏡29にその反射率を損なう被膜が被着している
とすると、
【００３５】
【数６】 であるから、式，式より、
【００３６】
【数７】 が成立する。式において、左辺が測定によって求まる
と右辺の反射率比が分かり、図５より各々の値が決定さ
れ、σ11／σ1 ，σ12／σ2 が求まると式より、真の
基板温度Ｔ2 は、
と右辺の反射率比が分かり、図５より各々の値が決定さ
れ、σ11／σ1 ，σ12／σ2 が求まると式より、真の
基板温度Ｔ2 は、
【００３７】
【数８】 で表される。コントローラ (例えばパーソナルコンピュ
ータ)24 による前記温度補正の繰り返しによって、連続
的に高精度な温度測定および、反射鏡29の反射率の経時
変化が検知可能であり、それらの情報に基づいて反射鏡
29の交換時期を決定することができる。
ータ)24 による前記温度補正の繰り返しによって、連続
的に高精度な温度測定および、反射鏡29の反射率の経時
変化が検知可能であり、それらの情報に基づいて反射鏡
29の交換時期を決定することができる。
【００３８】図６は本発明の第２の実施例に係わる成膜
装置の概略構成図、図７は前記第２の実施例装置におけ
る反射鏡の反射率測定方法を説明する構成図である。前
出図と共通部分に同一符号を使用した図６において、イ
ンライン型両面スパッタリング装置は、20枚の基板が入
ったトレー (図示せず) から、ハンドリングアーム (図
示せず) によって、１枚ずつ基板２が左側のホルダー10
に運ばれ挟持されるようになる。
装置の概略構成図、図７は前記第２の実施例装置におけ
る反射鏡の反射率測定方法を説明する構成図である。前
出図と共通部分に同一符号を使用した図６において、イ
ンライン型両面スパッタリング装置は、20枚の基板が入
ったトレー (図示せず) から、ハンドリングアーム (図
示せず) によって、１枚ずつ基板２が左側のホルダー10
に運ばれ挟持されるようになる。
【００３９】次いで、アーム11が 180度回転すると、左
側のホルダー10に挟持されていた基板２は、一対のター
ゲット13の対向間に位置するようになり、その表面に所
定膜が形成される。ホルダー10は基板２を挟持した状態
で回転可能であり、従って、基板２の表面に被着した膜
は均一厚さになる。
側のホルダー10に挟持されていた基板２は、一対のター
ゲット13の対向間に位置するようになり、その表面に所
定膜が形成される。ホルダー10は基板２を挟持した状態
で回転可能であり、従って、基板２の表面に被着した膜
は均一厚さになる。
【００４０】ターゲット13はターゲット冷却機構14によ
って冷却し、成膜が終了した基板２は、アーム11がさら
に 180度回転し、前記ハンドリングアームによってトレ
ーに戻される。
って冷却し、成膜が終了した基板２は、アーム11がさら
に 180度回転し、前記ハンドリングアームによってトレ
ーに戻される。
【００４１】真空室１の外には、光ファイバー７を介し
てプローブ３に接続した参照光装置27, 放射光によって
基板２の温度を検出する温度変換器 (赤外線温度計) 2
3, コントローラ24および、プローブ３とフード15を冷
却する冷却機17を設ける。なお、図中において、８は金
属管18を気密接合した金具、９は真空室１の外壁と金具
８との気密性を確保するＯリングである。
てプローブ３に接続した参照光装置27, 放射光によって
基板２の温度を検出する温度変換器 (赤外線温度計) 2
3, コントローラ24および、プローブ３とフード15を冷
却する冷却機17を設ける。なお、図中において、８は金
属管18を気密接合した金具、９は真空室１の外壁と金具
８との気密性を確保するＯリングである。
【００４２】前出図と共通部分に同一符号を使用した図
７において、シャッター30がフード15の開口面を塞ぐと
共に、回動可能な反射鏡26は実線で示す如く45度に傾斜
し放射光検出部40を遮断する。放射光検出部40は、温度
変換器23とチョッパー23a とフィルター23b を備えてな
る。
７において、シャッター30がフード15の開口面を塞ぐと
共に、回動可能な反射鏡26は実線で示す如く45度に傾斜
し放射光検出部40を遮断する。放射光検出部40は、温度
変換器23とチョッパー23a とフィルター23b を備えてな
る。
【００４３】参照光装置27は、光源28a と反射率測定器
28bとビームスプリッタ28c ととシャッター26を備え、
光源28a が出射する参照光34は、ビームスプリッタ28c,
反射鏡26, 反射鏡29で反射し、シャッター30に照射す
る。
28bとビームスプリッタ28c ととシャッター26を備え、
光源28a が出射する参照光34は、ビームスプリッタ28c,
反射鏡26, 反射鏡29で反射し、シャッター30に照射す
る。
【００４４】シャッター30に照射し反射された参照光34
は、反射鏡29, 反射鏡26で反射し、ビームスプリッタ28
cを透過して反射率測定器28b に入る。そこで、反射鏡2
9がクリーンな状態のときの反射率測定器28b の出力を
Ｐ1 とし、反射鏡29が或る程度汚染されたときの反射率
測定器28b の出力をＰ2 とすると、反射鏡29の反射率の
低下割合は（Ｐ2 ／Ｐ1)1/2 で表される。
は、反射鏡29, 反射鏡26で反射し、ビームスプリッタ28
cを透過して反射率測定器28b に入る。そこで、反射鏡2
9がクリーンな状態のときの反射率測定器28b の出力を
Ｐ1 とし、反射鏡29が或る程度汚染されたときの反射率
測定器28b の出力をＰ2 とすると、反射鏡29の反射率の
低下割合は（Ｐ2 ／Ｐ1)1/2 で表される。
【００４５】反射鏡29の反射率が低下すると基板２の温
度測定に誤差が生じ、その補正が必要になるため、放射
率をε，反射鏡29の反射率の変化σ′（＝（Ｐ2 ／Ｐ1)
1/2)とすると、補正した放射率ε′は、
度測定に誤差が生じ、その補正が必要になるため、放射
率をε，反射鏡29の反射率の変化σ′（＝（Ｐ2 ／Ｐ1)
1/2)とすると、補正した放射率ε′は、
【００４６】
【数９】 で表される。この補正放射率ε′をコントローラ24で温
度変換器23にフィードバックすることで、高精度な温度
測定値が得られるようになる。
度変換器23にフィードバックすることで、高精度な温度
測定値が得られるようになる。
【００４７】そこで、反射鏡29がクリーンな状態のとき
の反射率測定器28b の出力をＰ1 とし、反射鏡29が或る
程度汚染されたときの反射率測定器28b の出力をＰ2 と
し、反射鏡29の反射率がσ1 →σ2 に変化したとする
と、それらの間には次の関係が成立する。
の反射率測定器28b の出力をＰ1 とし、反射鏡29が或る
程度汚染されたときの反射率測定器28b の出力をＰ2 と
し、反射鏡29の反射率がσ1 →σ2 に変化したとする
と、それらの間には次の関係が成立する。
【００４８】
【数10】 そこで、反射鏡29の汚染によって、基板２から放出され
る赤外線が変換器23に入り込むエネルギ量がＥ1 →Ｅ2
になったとすると、反射鏡29の反射率の低下分だけＥ1
が変化するわけであるから、式より式は、
る赤外線が変換器23に入り込むエネルギ量がＥ1 →Ｅ2
になったとすると、反射鏡29の反射率の低下分だけＥ1
が変化するわけであるから、式より式は、
【００４９】
【数11】 となる。次いで、放射輝度がＬ1(λ, Ｔ1)→Ｌ2(λ, Ｔ
2)に変わったとすると、Ｅ1 とＥ2 は、クリーンな反射
鏡29を使用したときの基板の放射率をε1 としたとき、
2)に変わったとすると、Ｅ1 とＥ2 は、クリーンな反射
鏡29を使用したときの基板の放射率をε1 としたとき、
【００５０】
【数12】 となる。変換器23に入り込むエネルギ量がＥ2 のときの
表示温度をＴ1 に補正した放射率をε2 とすると、
表示温度をＴ1 に補正した放射率をε2 とすると、
【００５１】
【数13】 が成立する。依って、新しく設定する放射率は式と
式より、
式より、
【００５２】
【数14】 で表されることになる。従って、反射鏡29の反射率が低
下すると基板２の温度測定に誤差が生じ、その補正が必
要になるため、放射率をε，反射鏡29の反射率の変化σ
2 ／σ1 ＝σ′とすれば補正放射率ε2 は式より、
下すると基板２の温度測定に誤差が生じ、その補正が必
要になるため、放射率をε，反射鏡29の反射率の変化σ
2 ／σ1 ＝σ′とすれば補正放射率ε2 は式より、
【００５３】
【数15】 で表され、この補正放射率ε2 をコントローラ24で温度
変換器23にフィードバックすることで、高精度な温度測
定値が得られるようになる。
変換器23にフィードバックすることで、高精度な温度測
定値が得られるようになる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、処理基板の放射光から分光させた可視域光または、
処理基板からの放射光とは別の参照光を使用して、フー
ドに設けた反射鏡の反射率低下を測定することによっ
て、反射鏡の反射率変動による基板温度測定値の補正を
可能とし、従来方法では反射鏡の被膜 (汚染) と共に増
加していた測定誤差を±３℃以下に維持することができ
るようになり、さらに、該反射鏡の更新時期が予測可能
となり、メンテナンスを容易ならしめた効果がある。
ば、処理基板の放射光から分光させた可視域光または、
処理基板からの放射光とは別の参照光を使用して、フー
ドに設けた反射鏡の反射率低下を測定することによっ
て、反射鏡の反射率変動による基板温度測定値の補正を
可能とし、従来方法では反射鏡の被膜 (汚染) と共に増
加していた測定誤差を±３℃以下に維持することができ
るようになり、さらに、該反射鏡の更新時期が予測可能
となり、メンテナンスを容易ならしめた効果がある。
【図１】 本発明方法の第１，第２の基本図である。
【図２】 本発明の第１の実施例に係わる成膜装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図３】 第１の実施例装置における測定温度の補正方
法を説明する構成図である。
法を説明する構成図である。
【図４】 Ｃo Ｃr スパッタによって被膜されたアルミ
ニウム製反射鏡の反射率を分光分析器で測定したデータ
である。
ニウム製反射鏡の反射率を分光分析器で測定したデータ
である。
【図５】 可視光と赤外光に係わる反射鏡反射率変動の
関連図である。
関連図である。
【図６】 本発明の第２の実施例に係わる成膜装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図７】 第２の実施例装置における反射鏡の反射率測
定方法を説明する構成図である。
定方法を説明する構成図である。
【図８】 従来技術による真空室内基板温度測定装置の
原理図である。
原理図である。
【図９】 プローブ冷却手段を備えた従来の成膜装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
２は真空処理基板（成膜基板） ３は放射光検出プローブ ７は光ファイバー 15はＬ形フード 21,22 は光量検出器 23は光量を温度に変換する温度変換器 24はコントローラ 26は光路切替え用可動反射鏡 27は参照光装置 28a は参照光光源 28b は反射参照光測定器 29はフードに設けた反射鏡 30はフード用シャッター 31は基板からの放射光 32は可視域光 33は赤外域光 34は参照光
Claims (4)
- 【請求項１】 真空室内で処理される基板(2) から放射
される放射光(31)を、該真空室内に設けた放射光検出プ
ローブ(3),該放射光検出プローブ(3) に接続し該放射光
(31)を該放射光検出プローブ(3) に向けて反射させる反
射鏡(29)を有するフード(15), 該放射光検出プローブ
(3) に接続し該真空室から導出された光ファイバー(7)
にて該真空室の外に取り出し、該光ファイバー(7) の外
端面より送出された該放射光(31)を可視域光(32)と赤外
域光(33)とに分光し、該赤外域光(33)の光量を検出して
該基板の温度を測定し、該可視域光(32)の光量を検出し
その減衰量によって該反射鏡(29)の反射率の低下を評価
することを特徴とする赤外線放射温度測定方法。 - 【請求項２】 前記反射鏡(29)の反射率の低下によっ
て、前記赤外域光(33)を利用した前記基板(2) の温度測
定値の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の赤外
線放射温度測定方法。 - 【請求項３】 真空室内で処理される基板(2) から放射
される放射光(31)を、該真空室内に設けた放射光検出プ
ローブ(3),該放射光検出プローブ(3) に接続し該放射光
(31)を該放射光検出プローブ(3) に向けて反射させる反
射鏡(29)を有するフード(15)，該放射光検出プローブ
(3) に接続し該真空室から導出された光ファイバー(7),
該光ファイバー(7) を介して該真空室の外に取り出し、
該放射光(31)より該基板(2) の温度を測定する装置にお
いて、該基板(2) に対向する該フード(15)の開口部を開
閉するシャッター(30)と、該光ファイバー(7) と該プロ
ーブ(3) とを介して該開口部を閉じた該シャッター(30)
に参照光(34)を照射する参照光装置(27)とを設け、該参
照光装置(27)には該参照光(34)を出射する光源(28a) と
該シャッター(30)に該参照光(34)を照射したときの反射
光量を測定する反射光測定部(28b) とを設け、該参照光
(34)の反射光の減衰量によって該反射鏡(29)の反射率の
低下を評価することを特徴とする赤外線放射温度測定方
法。 - 【請求項４】 前記参照光(34)の反射光の低下によっ
て、前記基板(2) の放射光(31)を利用した基板温度測定
値の補正を行うことを特徴とする請求項３記載の赤外線
放射温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256872A JPH0599751A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 赤外線放射温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256872A JPH0599751A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 赤外線放射温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599751A true JPH0599751A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17298590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256872A Pending JPH0599751A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 赤外線放射温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0599751A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001153727A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-06-08 | Applied Materials Inc | 熱処理基板 |
| JP2018096774A (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 温度センサ装置 |
| WO2020105344A1 (ja) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の温度測定方法 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3256872A patent/JPH0599751A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001153727A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-06-08 | Applied Materials Inc | 熱処理基板 |
| JP4689010B2 (ja) * | 1999-07-06 | 2011-05-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 熱処理基板 |
| JP2018096774A (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 温度センサ装置 |
| WO2020105344A1 (ja) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の温度測定方法 |
| JPWO2020105344A1 (ja) * | 2018-11-22 | 2021-10-07 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の温度測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001003 |