JPH1179887A - 基板の温度測定方法 - Google Patents
基板の温度測定方法Info
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- JPH1179887A JPH1179887A JP23942197A JP23942197A JPH1179887A JP H1179887 A JPH1179887 A JP H1179887A JP 23942197 A JP23942197 A JP 23942197A JP 23942197 A JP23942197 A JP 23942197A JP H1179887 A JPH1179887 A JP H1179887A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転式サセプタを用いた気相成長装置におい
て、各基板の中心などの特定位置における温度を正確に
測定することのできる基板の温度測定方法を提供する。 【解決手段】反応炉内の回転式サセプタ上に複数の基板
を載置して、各基板上に薄膜の結晶を気相成長させる場
合において、前記回転式サセプタ上の各基板の位置検出
信号と、基板の配置パターンおよび回転数に関する情報
とに基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定し
て、基板面の特定位置の温度を測定するようにした。
て、各基板の中心などの特定位置における温度を正確に
測定することのできる基板の温度測定方法を提供する。 【解決手段】反応炉内の回転式サセプタ上に複数の基板
を載置して、各基板上に薄膜の結晶を気相成長させる場
合において、前記回転式サセプタ上の各基板の位置検出
信号と、基板の配置パターンおよび回転数に関する情報
とに基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定し
て、基板面の特定位置の温度を測定するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応炉内の回転式
サセプタ上に複数の基板を載置して、各基板上に単結
晶、多結晶、あるいはアモルファスの薄膜を気相成長さ
せる場合における基板の温度測定方法に関するものであ
る。
サセプタ上に複数の基板を載置して、各基板上に単結
晶、多結晶、あるいはアモルファスの薄膜を気相成長さ
せる場合における基板の温度測定方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】基板上に薄膜を形成させるエピタキシャ
ル成長法の一種である気相成長において、膜厚分布，比
抵抗値分布等が均一な高品質の結晶を成長させるため
に、基板上の成長温度は重要なパラメータの一つであ
る。
ル成長法の一種である気相成長において、膜厚分布，比
抵抗値分布等が均一な高品質の結晶を成長させるため
に、基板上の成長温度は重要なパラメータの一つであ
る。
【０００３】気相成長法には、原料ガスの濃度や流れが
複数の基板表面で均一となるように、反応炉内に回転機
構を有する回転式サセプタを設け、このサセプタ上に複
数の基板を載置して、回転させながら均質な薄膜結晶を
成長させる方法がある。
複数の基板表面で均一となるように、反応炉内に回転機
構を有する回転式サセプタを設け、このサセプタ上に複
数の基板を載置して、回転させながら均質な薄膜結晶を
成長させる方法がある。
【０００４】かかる気相成長法においても、成長温度を
如何に制御するかが、成長結晶の品質に重大な影響を与
えるため、各基板表面の温度状態をできるだけ正確に把
握したいという要請がある。
如何に制御するかが、成長結晶の品質に重大な影響を与
えるため、各基板表面の温度状態をできるだけ正確に把
握したいという要請がある。
【０００５】特に、基板表面全体の温度分布等を予測す
るためにも各基板の中心などの特定位置における温度を
正確に測定したいという要望がある。
るためにも各基板の中心などの特定位置における温度を
正確に測定したいという要望がある。
【０００６】即ち、例えば基板の中心は、サセプタが回
転した場合に回転速度の如何に関わらず所定の軌跡を通
過すると共に、基板の平均的な温度を具現するので、反
応炉内の温度分布や基板の表面温度の分布を推測する上
で最適な測定点の一つであるといえるからである。
転した場合に回転速度の如何に関わらず所定の軌跡を通
過すると共に、基板の平均的な温度を具現するので、反
応炉内の温度分布や基板の表面温度の分布を推測する上
で最適な測定点の一つであるといえるからである。
【０００７】従来、回転式サセプタを用いた気相成長装
置において基板の表面温度を測定する方法としては、熱
放射温度計による方法があった。
置において基板の表面温度を測定する方法としては、熱
放射温度計による方法があった。
【０００８】この熱放射温度計によって反応炉内の回転
サセプタ上に載置した複数の基板の温度を測定する方法
としては、熱放射温度計の位置を固定し、次の二通りの
測定モードで測定することが一般的であった。
サセプタ上に載置した複数の基板の温度を測定する方法
としては、熱放射温度計の位置を固定し、次の二通りの
測定モードで測定することが一般的であった。
【０００９】一つは、サセプタの回転により刻々と位置
が変わる基板表面温度を固定位置で連続的に計測する所
謂連続モードによる温度測定であり、他方は、測定した
基板表面温度から最高温度を抽出して、その最高温度の
みを表示する所謂最高温度表示モードによる温度測定で
ある。
が変わる基板表面温度を固定位置で連続的に計測する所
謂連続モードによる温度測定であり、他方は、測定した
基板表面温度から最高温度を抽出して、その最高温度の
みを表示する所謂最高温度表示モードによる温度測定で
ある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
連続モードによる温度測定法では、測定温度の記録が経
過時間に沿って細かく変動するため、各基板の表面温度
の状態を正確に把握することができないという難点があ
った。
連続モードによる温度測定法では、測定温度の記録が経
過時間に沿って細かく変動するため、各基板の表面温度
の状態を正確に把握することができないという難点があ
った。
【００１１】即ち、例えば図１に示すように、回転サセ
プタ３１上に４枚の基板ａ，ｂ，ｃ，ｄを９０度毎に所
定間隔で載置し、それらの基板の中心が通過する円周上
の鉛直方向に熱電対等の温度測定手段３２が設けられた
場合において、連続モードで温度測定を行うと、図２の
ような測定結果が得られる。
プタ３１上に４枚の基板ａ，ｂ，ｃ，ｄを９０度毎に所
定間隔で載置し、それらの基板の中心が通過する円周上
の鉛直方向に熱電対等の温度測定手段３２が設けられた
場合において、連続モードで温度測定を行うと、図２の
ような測定結果が得られる。
【００１２】図２は、横軸に経過時間，縦軸に温度をと
ったグラフであるが、その測定結果は基板ａ〜ｄに対応
する４つの大きなピークを示す正弦波状にはなるもの
の、微視的には時間毎に細かく測定温度が変動してお
り、各基板の中心など特定位置における正確な温度情報
を得ることは困難であった。
ったグラフであるが、その測定結果は基板ａ〜ｄに対応
する４つの大きなピークを示す正弦波状にはなるもの
の、微視的には時間毎に細かく測定温度が変動してお
り、各基板の中心など特定位置における正確な温度情報
を得ることは困難であった。
【００１３】また、最高温度表示モードによる温度測定
法では、サセプタが一回転する中での最高の温度を知る
ことはできるが、各基板の中心や特定位置における温度
を知得することは不可能であった。
法では、サセプタが一回転する中での最高の温度を知る
ことはできるが、各基板の中心や特定位置における温度
を知得することは不可能であった。
【００１４】本発明は、上述のような従来技術の問題点
を解決すべく案出されたものであり、回転式サセプタを
用いた気相成長装置において、各基板の中心などの特定
位置における温度を正確に測定することのできる基板の
測定方法を提供することを目的としている。
を解決すべく案出されたものであり、回転式サセプタを
用いた気相成長装置において、各基板の中心などの特定
位置における温度を正確に測定することのできる基板の
測定方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、反応炉内の回転式サセプタ上に複数の基
板を載置して、各基板上に薄膜を気相成長させる場合に
おいて、前記回転式サセプタ上の各基板の位置検出信号
と、基板の配置パターンおよび回転数に関する情報とに
基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定して、基
板面の特定位置の温度を測定するようにしたものであ
る。
に、本発明は、反応炉内の回転式サセプタ上に複数の基
板を載置して、各基板上に薄膜を気相成長させる場合に
おいて、前記回転式サセプタ上の各基板の位置検出信号
と、基板の配置パターンおよび回転数に関する情報とに
基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定して、基
板面の特定位置の温度を測定するようにしたものであ
る。
【００１６】即ち、本来、回転式サセプタ上の各基板の
中心等の特定位置が測定位置に到来した時に測定を行え
ば、その位置における温度を測定できる筈であるが、基
板を反応炉内に搬送してサセプタ上に載置する際の位置
決め精度が、基板表面の正確な温度測定に必要な精度と
一致しない場合がある。
中心等の特定位置が測定位置に到来した時に測定を行え
ば、その位置における温度を測定できる筈であるが、基
板を反応炉内に搬送してサセプタ上に載置する際の位置
決め精度が、基板表面の正確な温度測定に必要な精度と
一致しない場合がある。
【００１７】そこで、本発明は、ズレがないと仮定した
場合の測定タイミングを決定した後、基板の載置位置と
測定位置との微妙なズレに基づく測定温度の変動等の不
具合を、測定するタイミングを適当に変移させることに
よって修正し、各基板の中心等の特定位置における正確
な温度測定を可能にしたものである。
場合の測定タイミングを決定した後、基板の載置位置と
測定位置との微妙なズレに基づく測定温度の変動等の不
具合を、測定するタイミングを適当に変移させることに
よって修正し、各基板の中心等の特定位置における正確
な温度測定を可能にしたものである。
【００１８】タイミングの変移はマイクロコンピュータ
やタイマ等を備える制御装置を用いて、測定時期を遅延
させり、早めたりすることにより行うことができ、変移
させる時間は、各基板の位置検出信号と、基板の配置パ
ターンおよび回転数に関する情報とに基づいて適当な演
算処理や計時処理を行うことによって決定することがで
きる。
やタイマ等を備える制御装置を用いて、測定時期を遅延
させり、早めたりすることにより行うことができ、変移
させる時間は、各基板の位置検出信号と、基板の配置パ
ターンおよび回転数に関する情報とに基づいて適当な演
算処理や計時処理を行うことによって決定することがで
きる。
【００１９】また、各基板の位置検出信号の発生手段と
しては、基板を反応炉内に搬送してサセプタ上に載置す
る際の位置検出手段を流用しても良いし、あるいは別途
光電センサ等の位置検出装置を設けるようにしてもよ
い。
しては、基板を反応炉内に搬送してサセプタ上に載置す
る際の位置検出手段を流用しても良いし、あるいは別途
光電センサ等の位置検出装置を設けるようにしてもよ
い。
【００２０】また、上記方法によって測定した基板面の
特定位置の温度に基づいて、前記反応炉内における温度
を制御するようにしてもよく、その場合には、膜厚分
布，比抵抗値分布等が均一な高品質の薄膜を成長させる
ことが期待できる。
特定位置の温度に基づいて、前記反応炉内における温度
を制御するようにしてもよく、その場合には、膜厚分
布，比抵抗値分布等が均一な高品質の薄膜を成長させる
ことが期待できる。
【００２１】このように本発明によれば、回転式サセプ
タ上に載置された各基板の中心等の特定位置の温度を正
確に測定することが可能となり、各基板表面の温度分布
等を把握するための重要な温度情報を得ることができる
ようになるため、膜厚分布，比抵抗値分布等が均一なよ
り高品質の薄膜を気相成長させることに貢献することが
できる。
タ上に載置された各基板の中心等の特定位置の温度を正
確に測定することが可能となり、各基板表面の温度分布
等を把握するための重要な温度情報を得ることができる
ようになるため、膜厚分布，比抵抗値分布等が均一なよ
り高品質の薄膜を気相成長させることに貢献することが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の実施形態の一例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
【００２３】図３は、本発明に係る基板の温度測定方法
を有機金属気相成長方法（MetalOrganic Chemical Vapo
r Deposition：ＭＯＣＶＤ法)によるエピタキシャル成
長に適用した場合の概略説明図である。
を有機金属気相成長方法（MetalOrganic Chemical Vapo
r Deposition：ＭＯＣＶＤ法)によるエピタキシャル成
長に適用した場合の概略説明図である。
【００２４】サセプタ３１上に置かれたＧａＡｓなどの
化合物半導体基板ａ，ｂ，ｃ，ｄを図示しない加熱手段
で所定温度に加熱し、基板表面に原料の有機金属や水素
化物のガスを供給し、化学反応させて所望のＩｎＧａＡ
ｓなどの化合物半導体単結晶薄膜を成長させる。
化合物半導体基板ａ，ｂ，ｃ，ｄを図示しない加熱手段
で所定温度に加熱し、基板表面に原料の有機金属や水素
化物のガスを供給し、化学反応させて所望のＩｎＧａＡ
ｓなどの化合物半導体単結晶薄膜を成長させる。
【００２５】本実施形態では、サセプタ３１を回転させ
ることにより成長薄膜の厚さの均一化を図っている。な
お、さらなる均一化を図るために基板自体を回転させる
ようにしてもよい。
ることにより成長薄膜の厚さの均一化を図っている。な
お、さらなる均一化を図るために基板自体を回転させる
ようにしてもよい。
【００２６】本実施形態においては、サセプタ３１の回
転軸にサセプタ３１と平行に取り付けた円盤１１に位置
検出用の穴１２を設け、発光素子１３と受光素子１４と
からなる位置検出手段を設けた。
転軸にサセプタ３１と平行に取り付けた円盤１１に位置
検出用の穴１２を設け、発光素子１３と受光素子１４と
からなる位置検出手段を設けた。
【００２７】位置検出用穴１２は、基板の中心より回転
方向の手前の所定の距離に設けられており、受発光素子
でその位置を検出し、そのときのサセプタ３１の回転数
に基づいて算出される時間を経過した時点で、熱放射温
度計３２により各基板の中心の温度測定を行うように構
成されている。
方向の手前の所定の距離に設けられており、受発光素子
でその位置を検出し、そのときのサセプタ３１の回転数
に基づいて算出される時間を経過した時点で、熱放射温
度計３２により各基板の中心の温度測定を行うように構
成されている。
【００２８】また、各基板の中心温度の測定は、熱放射
温度計をホールドモードにし、４回の測定の平均値で表
示するようになされている。
温度計をホールドモードにし、４回の測定の平均値で表
示するようになされている。
【００２９】本発明によれば、基板の温度を従来より精
度良く制御できるようになったので、成長した化合物半
導体単結晶薄膜の組成を所望の範囲内に歩留まり良く製
造することができる。
度良く制御できるようになったので、成長した化合物半
導体単結晶薄膜の組成を所望の範囲内に歩留まり良く製
造することができる。
【００３０】なお、本実施形態では、化合物半導体基板
上に化合物半導体単結晶薄膜を成長させる例について説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
Ｓｉ基板，ガラス基板，セラミック基板などに化合物半
導体以外の半導体や、半導体以外の酸化物や金属などの
薄膜を成長させる場合にも適用可能である。
上に化合物半導体単結晶薄膜を成長させる例について説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
Ｓｉ基板，ガラス基板，セラミック基板などに化合物半
導体以外の半導体や、半導体以外の酸化物や金属などの
薄膜を成長させる場合にも適用可能である。
【００３１】また、気相成長方法としてＭＯＣＶＤ法を
例にとったが、これに限定されるものではなく、クロラ
イドＣＶＤ，ハライドＣＶＤ，蒸着，分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）などの気相成長方法にも適用可能である。
例にとったが、これに限定されるものではなく、クロラ
イドＣＶＤ，ハライドＣＶＤ，蒸着，分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）などの気相成長方法にも適用可能である。
【００３２】また、位置検出手段は、上記のような光透
過型に限定されず他の方式も適用可能であるが、非接触
方式のものが望ましい。
過型に限定されず他の方式も適用可能であるが、非接触
方式のものが望ましい。
【００３３】また、サセプタに載置される基板の枚数や
配置パターンも上記実施形態のように４枚を９０度毎に
配置するものに限られるものではなく、任意の枚数を所
定のパターンで配置して結晶の気相成長を行う場合にも
本発明を適用することができる。
配置パターンも上記実施形態のように４枚を９０度毎に
配置するものに限られるものではなく、任意の枚数を所
定のパターンで配置して結晶の気相成長を行う場合にも
本発明を適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、反応炉内の回転式サセ
プタ上に複数の基板を載置して、各基板上に薄膜を気相
成長させる場合において、前記回転式サセプタ上の各基
板の位置検出信号と、基板の配置および回転数に関する
情報とに基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定
して、基板面の特定位置の温度を測定するようにしたの
で、各基板表面の温度分布等を把握するための重要な温
度情報を得ることができるようになり、膜厚分布，比抵
抗値分布等が均一なより高品質の薄膜を気相成長させる
ことが可能となるという優れた効果がある。
プタ上に複数の基板を載置して、各基板上に薄膜を気相
成長させる場合において、前記回転式サセプタ上の各基
板の位置検出信号と、基板の配置および回転数に関する
情報とに基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定
して、基板面の特定位置の温度を測定するようにしたの
で、各基板表面の温度分布等を把握するための重要な温
度情報を得ることができるようになり、膜厚分布，比抵
抗値分布等が均一なより高品質の薄膜を気相成長させる
ことが可能となるという優れた効果がある。
【図１】従来における基板の温度測定方式を示す概略図
である。
である。
【図２】従来における温度測定方式の連続モードによる
温度測定結果を示すグラフである。
温度測定結果を示すグラフである。
【図３】本発明に係る基板の温度測定方法をＭＯＣＶＤ
法によるエピタキシャル成長に適用した場合の概略説明
図である。
法によるエピタキシャル成長に適用した場合の概略説明
図である。
１１ 位置検出用円盤 １２ 位置検出用穴 １３ 発光素子 １４ 受光素子 ３１ サセプタ ３２ 熱放射温度計
Claims (2)
- 【請求項１】反応炉内の回転式サセプタ上に複数の基板
を載置して、各基板上に薄膜を気相成長させる場合にお
いて、前記回転式サセプタ上の各基板の位置検出信号
と、基板の配置パターンおよび回転数に関する情報とに
基づいて温度を測定するタイミングを適宜決定して、基
板面の特定位置の温度を測定するようにしたことを特徴
とする基板の温度測定方法。 - 【請求項２】前記温度を測定するタイミングは、前記回
転式サセプタ上の各基板の位置検出信号、基板の配置パ
ターンおよび回転数に関する情報とに基づいて、演算手
段，計時手段等を備える制御装置によって決定されるこ
とを特徴とする請求項１記載の基板の温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23942197A JPH1179887A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 基板の温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23942197A JPH1179887A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 基板の温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1179887A true JPH1179887A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17044531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23942197A Pending JPH1179887A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 基板の温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1179887A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100914A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 気相成長装置の基板温度測定方法 |
| KR101207234B1 (ko) * | 2011-02-07 | 2012-12-03 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 화학기상증착장치 및 이의 온도제어방법 |
| WO2021021357A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Applied Materials, Inc. | Temperature profile measurement and synchronized control on substrate and susceptor in an epitaxy chamber |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23942197A patent/JPH1179887A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100914A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 気相成長装置の基板温度測定方法 |
| KR101207234B1 (ko) * | 2011-02-07 | 2012-12-03 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 화학기상증착장치 및 이의 온도제어방법 |
| WO2021021357A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Applied Materials, Inc. | Temperature profile measurement and synchronized control on substrate and susceptor in an epitaxy chamber |
| US12196617B2 (en) | 2019-07-26 | 2025-01-14 | Applied Materials, Inc. | Temperature profile measurement and synchronized control on substrate and susceptor in an epitaxy chamber |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060425 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060919 |