[發明專利]校準CVD或PVD反應器的高溫計裝置的方法

有效

• 申請號: 201580073149.5
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN107110709B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: B.R.范韋爾;P.J.蒂曼斯
• 申請（專利權）人: 艾克斯特朗歐洲公司
• 主分類號: G01J5/60
• 分類號: G01J5/60;G01J5/52;C23C16/52;C23C14/54
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及校準高溫計裝置的方法，該高溫計裝置用于測量擱置在CVD或PVD反應器的基座上的基板的表面溫度，其中該高溫計裝置具有第一高溫計，其在帶寬小于20nm的窄譜范圍內是靈敏的，且經出廠預校準或在預校準步驟中被預校準；和至少一個第二高溫計，其在帶寬大于100nm的第二寬帶譜范圍內是靈敏的，其中在第一步驟中校準所述第一高溫計，并在第二步驟中將基座或校準元件調溫至校準溫度，或依次調溫至多個不同的校準溫度(Tl、T2、T3、T4)，用所述第一高溫計測量該校準溫度，并將該溫度用作參考點(Sl、S2、S3、S4)來測定所述第二高溫計的特性曲線。

用于沉積半導體層如III-IV族半導體層的裝置，具有：反應器殼體；布置在該反應器殼體中的基座，例如由石墨或經涂覆的石墨構成；布置在該基座下方的加熱裝置，例如紅外線加熱裝置、射頻加熱裝置或燈管加熱裝置；進氣機構，其布置在所述基座上方并且用該進氣機構將工藝氣體導入處理腔室；以及一個或多個溫敏傳感器，以確定擱置在基座上的基板的表面溫度，并將該表面溫度提供給調節裝置，用所述調節裝置可這樣來調節所述加熱裝置，使得所述表面溫度保持為預定值。這類裝置例如描述于DE 10 2012 101 717 A1中。結合多個傳感器和多區加熱裝置，所述調節裝置可對基座以及由此對基板上的溫度分布和從基板到基板的溫度分布進行調節。

DE 10 2004 007 984A1描述了一種CVD反應器，其具有布置在反應器殼體中的處理腔室。該處理腔室的底部由基座形成，該基座承載待處理(特別地待涂覆)的基板。處理腔室頂部由進氣機構形成，該進氣機構具有進氣口，工藝氣體可通過該進氣口進入處理腔室。基座下方設有加熱裝置，以將基座加熱至處理溫度。借助于多個測溫傳感器測量基座的表面溫度。此外，US 6 492 625 B1、EP 1 481 117 B1、DE 10 2007 023 970 A1也屬于現有技術。

通常用高溫計測量基板表面的溫度。高溫計在用作測溫儀前必須校準。EP 2 251658 B1和EP 2 365 307 B1描述了一種使用模擬“普朗克輻射器”的光源來校準高溫計的方法。光源在校準時用經調節的參照(基準)輻射流量照射高溫計，該參照輻射流量在相對有限的光譜波長范圍內與黑體輻射等效，且對應于高溫計中的經預先校準的參照(基準)溫度。

這種具有多個光源的裝置描述于US 2013/0294476 A1中。

前述文獻分別描述了窄帶高溫計的校準方法。這種高溫計例如對950nm的波長是靈敏的，其中帶寬<10nm。用這種窄帶高溫計所測量的強度與溫度T大致如下相關：I＝A*exp(-B/T)，其中A和B為在校準方法中待測定的常數。基本上，測定參數A，其與從測量點到傳感器的光路的品質相關，即，特別地與窗口的透射率或臨界孔徑的大小相關。若高溫計經基本校準，則參數B通常在制造時被設定。這在使用黑體輻射器的情況下來實現。特別地對于窄帶高溫計而言，參數B由如下的波長來確定，在該波長下高溫計是敏感的，并且常常通過選擇確定傳感器中的波長和波長帶寬的濾波器來設立。

此外，以下有關于高溫計的校準的文獻也屬于現有技術：US 6,398，406、EP 0 490290 Bl、US 6,151,446、US 8,296,091、US 6,963,816、WO 2004/00184、US 6,379,038、WO0054017、US 2002/066859、WO 99/13304、WO 98/04892、EP 0 801292、WO 97/11340、WO 98/53286、US 5,249,142、US 4,979,134、US 4,979,133、EP 0 317 653、US 4,708,474和US 4,222,663。

用窄帶高溫計測量基板表面溫度，如在現有技術中常見的那樣，缺點在于，由此無法對加熱裝置進行可靠調節。例如在層生長過程中，溫度測量值受法布理-珀羅效應(Fabry-Perot-Effekt)影響。由于強度低，窄帶高溫計的測量值遭受較大的信噪比。為避免傳感器溫度變化引起傳感器漂移，對窄帶高溫計使用濾波器。當光路所穿過的窗口被覆蓋或涂覆(Belegung)時，也會影響測量結果。