[发明专利]校准CVD或PVD反应器的高温计装置的方法

说明书

本发明涉及校准高温计装置的方法，该高温计装置用于测量搁置在CVD或PVD反应器的基座上的基板的表面温度，其中该高温计装置具有第一高温计，其在带宽小于20nm的窄谱范围内是灵敏的，且经出厂预校准或在预校准步骤中被预校准；和至少一个第二高温计，其在带宽大于100nm的第二宽带谱范围内是灵敏的，其中在第一步骤中校准所述第一高温计，并在第二步骤中将基座或校准元件调温至校准温度，或依次调温至多个不同的校准温度(Tl、T2、T3、T4)，用所述第一高温计测量该校准温度，并将该温度用作参考点(Sl、S2、S3、S4)来测定所述第二高温计的特性曲线。

用于沉积半导体层如III-IV族半导体层的装置，具有：反应器壳体；布置在该反应器壳体中的基座，例如由石墨或经涂覆的石墨构成；布置在该基座下方的加热装置，例如红外线加热装置、射频加热装置或灯管加热装置；进气机构，其布置在所述基座上方并且用该进气机构将工艺气体导入处理腔室；以及一个或多个温敏传感器，以确定搁置在基座上的基板的表面温度，并将该表面温度提供给调节装置，用所述调节装置可这样来调节所述加热装置，使得所述表面温度保持为预定值。这类装置例如描述于DE 10 2012 101 717 A1中。结合多个传感器和多区加热装置，所述调节装置可对基座以及由此对基板上的温度分布和从基板到基板的温度分布进行调节。

DE 10 2004 007 984A1描述了一种CVD反应器，其具有布置在反应器壳体中的处理腔室。该处理腔室的底部由基座形成，该基座承载待处理(特别地待涂覆)的基板。处理腔室顶部由进气机构形成，该进气机构具有进气口，工艺气体可通过该进气口进入处理腔室。基座下方设有加热装置，以将基座加热至处理温度。借助于多个测温传感器测量基座的表面温度。此外，US 6 492 625 B1、EP 1 481 117 B1、DE 10 2007 023 970 A1也属于现有技术。

通常用高温计测量基板表面的温度。高温计在用作测温仪前必须校准。EP 2 251658 B1和EP 2 365 307 B1描述了一种使用模拟“普朗克辐射器”的光源来校准高温计的方法。光源在校准时用经调节的参照(基准)辐射流量照射高温计，该参照辐射流量在相对有限的光谱波长范围内与黑体辐射等效，且对应于高温计中的经预先校准的参照(基准)温度。

这种具有多个光源的装置描述于US 2013/0294476 A1中。

前述文献分别描述了窄带高温计的校准方法。这种高温计例如对950nm的波长是灵敏的，其中带宽<10nm。用这种窄带高温计所测量的强度与温度T大致如下相关：I＝A*exp(-B/T)，其中A和B为在校准方法中待测定的常数。基本上，测定参数A，其与从测量点到传感器的光路的品质相关，即，特别地与窗口的透射率或临界孔径的大小相关。若高温计经基本校准，则参数B通常在制造时被设定。这在使用黑体辐射器的情况下来实现。特别地对于窄带高温计而言，参数B由如下的波长来确定，在该波长下高温计是敏感的，并且常常通过选择确定传感器中的波长和波长带宽的滤波器来设立。

此外，以下有关于高温计的校准的文献也属于现有技术：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。

用窄带高温计测量基板表面温度，如在现有技术中常见的那样，缺点在于，由此无法对加热装置进行可靠调节。例如在层生长过程中，温度测量值受法布理-珀罗效应(Fabry-Perot-Effekt)影响。由于强度低，窄带高温计的测量值遭受较大的信噪比。为避免传感器温度变化引起传感器漂移，对窄带高温计使用滤波器。当光路所穿过的窗口被覆盖或涂覆(Belegung)时，也会影响测量结果。