JPS61176131A - 基板温度の測定方法 - Google Patents
基板温度の測定方法Info
- Publication number
- JPS61176131A JPS61176131A JP60018048A JP1804885A JPS61176131A JP S61176131 A JPS61176131 A JP S61176131A JP 60018048 A JP60018048 A JP 60018048A JP 1804885 A JP1804885 A JP 1804885A JP S61176131 A JPS61176131 A JP S61176131A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heater
- infrared
- diffraction grating
- infrared ray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
Landscapes
- Radiation Pyrometers (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、真空プロセス装置の基板温度モニタに係わり
、特に化合物半導体単結晶基板の温度を正確に測定する
方法に関するものである。
、特に化合物半導体単結晶基板の温度を正確に測定する
方法に関するものである。
例えば、基板に分子線エピタキシャル成長法により化合
物半導体単結晶を成長させる場合には、通常、基板の温
度を上げて行なわれ、基板の加熱は基板の裏面に配置さ
れたヒータ線によってなされる。
物半導体単結晶を成長させる場合には、通常、基板の温
度を上げて行なわれ、基板の加熱は基板の裏面に配置さ
れたヒータ線によってなされる。
従って、基板の温度を赤外線検知器で測定する場合は、
基板表面からの赤外線のみが必要であるが、化合物単結
晶半導体基板が例えばガリウム砒素基板であると、ガリ
ウム砒素基板は基板の裏面に配置されたヒータからの赤
外線を透過させるために、赤外線温度計には、基板の裏
面のヒータの温度が入力されて測定されてしまい、基板
の温度を正確に測定することが不可能であり、これの改
善が要望されている。
基板表面からの赤外線のみが必要であるが、化合物単結
晶半導体基板が例えばガリウム砒素基板であると、ガリ
ウム砒素基板は基板の裏面に配置されたヒータからの赤
外線を透過させるために、赤外線温度計には、基板の裏
面のヒータの温度が入力されて測定されてしまい、基板
の温度を正確に測定することが不可能であり、これの改
善が要望されている。
従来の基板温度の測定方法として、基板の近傍に熱電対
を当接させて測定する方法があるが、この場合には基板
温度の測定が難しい上に、基板表面の温度分布を正確に
測定するには多大の困難が伴う欠点がある。
を当接させて測定する方法があるが、この場合には基板
温度の測定が難しい上に、基板表面の温度分布を正確に
測定するには多大の困難が伴う欠点がある。
又、赤外線温度計により基板を観測する場合には、基板
が半導体結晶であると、赤外線検知器の検出波長帯の赤
外線を透過してしまうものが多く、このような場合基板
の裏面にあるヒータの温度を測定するとか、或いは基板
に接触している金属面の温度を測定してしまうことにな
る。
が半導体結晶であると、赤外線検知器の検出波長帯の赤
外線を透過してしまうものが多く、このような場合基板
の裏面にあるヒータの温度を測定するとか、或いは基板
に接触している金属面の温度を測定してしまうことにな
る。
第３図は、従来例として、分子線結晶成長装置における
基板温度の測定方法を説明するための模式断面図である
。
基板温度の測定方法を説明するための模式断面図である
。
分子線結晶成長装置の真空容器１があり、容器の内部に
基板２を保持するモリブデン製の基板ホルダ３と、基板
を載置するサファイヤ板４があって、サファイヤ板４の
裏面にヒータ５が配置され、それにより基板２が加熱さ
れる。
基板２を保持するモリブデン製の基板ホルダ３と、基板
を載置するサファイヤ板４があって、サファイヤ板４の
裏面にヒータ５が配置され、それにより基板２が加熱さ
れる。
結晶材料を充填した分子線源である坩堝６は、化合物の
種類毎に分類されていて、例えばガリウム砒素の化合物
であれは、ガリウムを充填した坩堝と砒素を充填した坩
堝が別個に設けてあって、それぞれ高温に加熱され、高
真空の容器内で基板上に蒸発が行われて、エピタキシャ
ル成長がなされる。
種類毎に分類されていて、例えばガリウム砒素の化合物
であれは、ガリウムを充填した坩堝と砒素を充填した坩
堝が別個に設けてあって、それぞれ高温に加熱され、高
真空の容器内で基板上に蒸発が行われて、エピタキシャ
ル成長がなされる。
基板温度はエピタキシャル成長の膜質に密接な関係があ
り、一般に４００℃〜８００℃の範囲に加熱されるが、
正確な温度管理が必要であるので、赤外線検知器７で観
測できるように、容器には観測用透過窓８が設けてあり
、基板温度が測定できるようになっている。
り、一般に４００℃〜８００℃の範囲に加熱されるが、
正確な温度管理が必要であるので、赤外線検知器７で観
測できるように、容器には観測用透過窓８が設けてあり
、基板温度が測定できるようになっている。
然しながら、この場合の赤外線温度針の検出領域の波長
は中心波長が約２μｍであり、この波長帯の赤外線は、
ＧａＡｓ基板及びサファイアなどを透過するために、ヒ
ータ又は裏面の加熱体から輻射される赤外線が基板を透
過して赤外線温度計に入射され、そのため赤外線温度計
はヒータの温度を測定していることになってしまい、基
板の温度が正確に測定できないという欠点がある。
は中心波長が約２μｍであり、この波長帯の赤外線は、
ＧａＡｓ基板及びサファイアなどを透過するために、ヒ
ータ又は裏面の加熱体から輻射される赤外線が基板を透
過して赤外線温度計に入射され、そのため赤外線温度計
はヒータの温度を測定していることになってしまい、基
板の温度が正確に測定できないという欠点がある。
上記の化合物単結晶半導体の基板温度を赤外線検知器で
温度測定をする場合には、化合物単結晶半導体基板が、
裏面にある加熱用ヒータ、又は加熱板からの赤外線の輻
射波長を透過することが問題点であり、そのために基板
の温度が正確に測定出来ないという不具合を生ずる。
温度測定をする場合には、化合物単結晶半導体基板が、
裏面にある加熱用ヒータ、又は加熱板からの赤外線の輻
射波長を透過することが問題点であり、そのために基板
の温度が正確に測定出来ないという不具合を生ずる。
本発明は、上記問題点を解消した基板の温度を正確に測
定する装置を提供するもので、その手段は、真空又は反
応ガス雰囲気中等で、半導体単結晶基板を裏面からヒー
タで加熱し、その表面に半導体単結晶をエピタキシャル
成長をさせる分子線結晶成長装置において、半導体単結
晶基板温度を赤外線温度計で測定する際に、半導体単結
晶基板温度に対応する赤外線波長帯のみを反射する回折
格子溝を設けた板状体を、該半導体単結晶基板と加熱ヒ
ータ間に配置した基板温度モニタによって達成できる。
定する装置を提供するもので、その手段は、真空又は反
応ガス雰囲気中等で、半導体単結晶基板を裏面からヒー
タで加熱し、その表面に半導体単結晶をエピタキシャル
成長をさせる分子線結晶成長装置において、半導体単結
晶基板温度を赤外線温度計で測定する際に、半導体単結
晶基板温度に対応する赤外線波長帯のみを反射する回折
格子溝を設けた板状体を、該半導体単結晶基板と加熱ヒ
ータ間に配置した基板温度モニタによって達成できる。
本発明は、赤外線温度計の検出波長帯に限定して、その
波長帯の輻射赤外線の透過を遮断する遮蔽板を、基板と
加熱ヒータ間に配置することにより、ヒータ側の温度的
影響を除去するものであって、その遮蔽板として、遮断
波長帯に対応する回折格子溝を設けた遮蔽板によって、
赤外線検知器から見た、基板の後方のヒータ温度の赤外
線波長を遮断し、正確な基板温度を赤外線検知器により
測定できるように考慮されたものである。
波長帯の輻射赤外線の透過を遮断する遮蔽板を、基板と
加熱ヒータ間に配置することにより、ヒータ側の温度的
影響を除去するものであって、その遮蔽板として、遮断
波長帯に対応する回折格子溝を設けた遮蔽板によって、
赤外線検知器から見た、基板の後方のヒータ温度の赤外
線波長を遮断し、正確な基板温度を赤外線検知器により
測定できるように考慮されたものである。
本発明は回折格子溝（グレーティング）の格子の幅によ
り、光が選択的に回折できることを利用して、基板と、
加熱ヒータとの間に回折格子溝を有して赤外線を遮蔽す
ることにより、基板加熱ヒータからの特定の光が赤外線
温度計に入射しないようにしたものである。
り、光が選択的に回折できることを利用して、基板と、
加熱ヒータとの間に回折格子溝を有して赤外線を遮蔽す
ることにより、基板加熱ヒータからの特定の光が赤外線
温度計に入射しないようにしたものである。
一般に、輻射波長λと回折格子の溝寸法については下記
の関係がある。
の関係がある。
λ−２４Ｓｉｎ θ （１）
ｄ： ＠のピンチ
θ ： 基板面となす溝の角度
ＧａＡｓ基板とヒータを内蔵する基板ホルダブロックと
の中間にあるサファイア板の表面に、赤外線が透過しな
い特定波長帯域を回折格子溝を形成することによって実
現するものである。
の中間にあるサファイア板の表面に、赤外線が透過しな
い特定波長帯域を回折格子溝を形成することによって実
現するものである。
第１図（ａ）は本発明の実施例である赤外線遮蔽用回折
格子溝を有する板の正面図であり、第１図山）はその側
面図である。
格子溝を有する板の正面図であり、第１図山）はその側
面図である。
基板載置板１１を材料としてサファイアを使用し、その
表面に回折格子１！（グレーテング）１２を形成したも
のであって、溝の寸法はピッチｄが１０μｍ程度であり
、溝の角度θは５．７４度が最適寸法である。
表面に回折格子１！（グレーテング）１２を形成したも
のであって、溝の寸法はピッチｄが１０μｍ程度であり
、溝の角度θは５．７４度が最適寸法である。
第２図は、サファイア板に回折格子溝を設けた場合の赤
外線の透過率特性と感度特性であるが、波長が２μｍを
最大にして±１μｍの範囲で透過率が減衰する゛ので、
この波長帯でのヒータ側からの赤外線は完全に遮断され
る。
外線の透過率特性と感度特性であるが、波長が２μｍを
最大にして±１μｍの範囲で透過率が減衰する゛ので、
この波長帯でのヒータ側からの赤外線は完全に遮断され
る。
又、赤外線検知器の検出感度特性は点線のようになり、
遮蔽板を使用することにより、赤外線検出器により基板
温度を４００度から８００℃の範囲で正確に測定するこ
とが可能になった。
遮蔽板を使用することにより、赤外線検出器により基板
温度を４００度から８００℃の範囲で正確に測定するこ
とが可能になった。
本発明では、回折格子溝を有する板としてサファイア板
用いたが、他に石英板等が高融点であるために使用され
ており、同様の赤外線波長−透過率特性があるので、本
発明は他の材料の場合でも通用できるものである。
用いたが、他に石英板等が高融点であるために使用され
ており、同様の赤外線波長−透過率特性があるので、本
発明は他の材料の場合でも通用できるものである。
以上詳細に説明したように、本発明の赤外線検知器を用
いた基板の表面温度の測定方法は、基板裏面にあるヒー
タ側からの温度の影響がないために、基板の温度を正確
に測定出来るために、分子線結晶成長装置をはじめ、極
めて高精度を要する真空装置などには、高範囲に採用す
ることができ、効果大なるものがある。
いた基板の表面温度の測定方法は、基板裏面にあるヒー
タ側からの温度の影響がないために、基板の温度を正確
に測定出来るために、分子線結晶成長装置をはじめ、極
めて高精度を要する真空装置などには、高範囲に採用す
ることができ、効果大なるものがある。
第１図（ａｌ及び第１図世）は、本発明の回折格子溝を
形成したサファイア板の正面図と側面図、第２図は、赤
外線の波長と透過率及び感度特性図、 第３図は、従来の分子線結晶成長装置の模式断面図、 図において、１１はサファイア板、１２は回折格子溝を
それぞれ示す。 第１図（０１第１図（ｂ） ５１４（μｍ〕 信り商 第３図
形成したサファイア板の正面図と側面図、第２図は、赤
外線の波長と透過率及び感度特性図、 第３図は、従来の分子線結晶成長装置の模式断面図、 図において、１１はサファイア板、１２は回折格子溝を
それぞれ示す。 第１図（０１第１図（ｂ） ５１４（μｍ〕 信り商 第３図
Claims (1)
- 半導体単結晶基板が裏面からヒータで加熱され、該半
導体単結晶基板の表面温度を赤外線温度計で測定する際
に、該半導体単結晶基板と加熱ヒータ間に、該赤外線検
知器の検出波長帯を反射する回折格子溝を有する板状体
を設けたことを特徴とする基板温度の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60018048A JPS61176131A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 基板温度の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60018048A JPS61176131A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 基板温度の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176131A true JPS61176131A (ja) | 1986-08-07 |
Family
ID=11960805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60018048A Pending JPS61176131A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 基板温度の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61176131A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105789A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Canon Inc | 温度計測装置及び露光装置 |
| WO2009119418A1 (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定装置、これを有する載置台構造及び熱処理装置 |
| JP2022123646A (ja) * | 2021-02-12 | 2022-08-24 | ウシオ電機株式会社 | 温度測定方法、光加熱方法及び光加熱装置 |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP60018048A patent/JPS61176131A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105789A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Canon Inc | 温度計測装置及び露光装置 |
| WO2009119418A1 (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定装置、これを有する載置台構造及び熱処理装置 |
| JP2022123646A (ja) * | 2021-02-12 | 2022-08-24 | ウシオ電機株式会社 | 温度測定方法、光加熱方法及び光加熱装置 |
| US12320706B2 (en) | 2021-02-12 | 2025-06-03 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Temperature measurement method, optical heating method, and optical heating device |
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