[发明专利]测温装置及工艺腔室

说明书

本发明提供了一种测温装置，测温装置包括红外测温传感器和遮光筒，遮光筒包括筒状本体，还包括降温部件和/或隔离部件；降温部件设置在筒状本体上，用于将筒状本体降至设定的温度范围，并保持在所述温度范围；隔离部件设置在筒状本体和热源之间，用于将筒状本体与热源隔离。本发明还提供了一种工艺腔室，包括本发明提供的测温装置。本发明提供的测温装置提高了红外测温传感器测量的精确性；根据本发明的工艺腔室，在采用热电偶对托盘进行PID温度控制，红外测温传感器进行监控的情况下，可以使红外测温传感器测量的温度与热电偶测量的温度相差不大，甚至相同。

技术领域

本发明属于半导体设备制造技术领域，具体涉及一种测温装置及工艺腔室。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)技术被广泛应用于镀膜行业，磁控溅射属于物理气相沉积的一种实现方式，工艺环境一般是真空环境，在腔室内设置有承载基片的基座，在腔室内顶部与基座相对的位置设置靶材，磁铁安装在靶材背面，通过磁场增强束缚电子的能力，在衬底和靶材之间通入氩气等气体，对靶材施加负电压，使得气体电离产生等离子体，氩离子撞击靶材产生靶材材料的原子或离子沉积在衬底上形成薄膜。

在某些材料的沉积工艺中，为了获得良好的工艺结果，工艺温度一般设置较高，例如，沉积氮化铝薄膜的工艺温度在500℃以上。另外，在LED领域应用中，基片通常为2英寸或4英寸的蓝宝石片基片，为了获得更大的产出率，通常使用较大的托盘承载基片，以同时对多片基片进行工艺。由于需要快速地将托盘的温度升温到工艺所需的温度，通常使用红外灯作为加热器。由于托盘为一个运动部件，因此，使用非接触式的红外测温传感器测量托盘的温度，由于红外灯本身是一种红外发射器，为了避免红外灯的光线对红外测温传感器造成直接影响，因此，需要一种遮光结构对红外灯的光线进行遮挡。

图1为现有的红外灯和红外测温传感器的安装在腔室上的结构示意图；请参阅图1，红外测温传感器101处于大气端；在冷却基板102上设置有通孔103；在通孔103的外侧端面上设置有过滤视窗片104，用于允许有效波段的光谱能够完全透过且保证真空环境和大气环境隔离；多个红外灯105在靠近冷却基板102的位置处间隔设置，用于加热位于其上方的托盘106；遮光筒107穿过两个相邻红外灯105之间的间隙固定在冷却基板102上，如图1和图2所示，带有法兰的遮光筒107套置在通孔103上，并且，遮光筒107的高度满足在较近范围地接近托盘106；遮光筒107用于减少红外灯的直接辐射对红外测温传感器的影响。

由于遮光筒107也被红外灯105加热到较高温度，因此，遮光筒也辐射出红外波段影响红外测温，故，红外测温传感器101所感应的辐射强度＝托盘106的辐射强度+遮光筒107的辐射强度，并且，由于没有其它的加热源，遮光筒107与托盘106的辐射值存在正比关系，因此，可通过调整红外测温传感器101的红外传感器的参数获得较准确的托盘106的温度。

但是，在实际应用中发现：在诸如PVD等薄膜沉积工艺过程中，沉积物会沉积到托盘106上会给托盘106带来大量的热量，因此，托盘106的温度会升高。若采用热电偶对托盘106进行PID温度控制，而红外测温传感器101做监控的情况下，可以看到为了维持托盘106的温度，温控器会降低红外灯105的输出功率，如此情况下，遮光筒107的温度也会相应降低，而托盘106的温度基本保持不变，这样的话，红外传感器接受到的总辐射强度将变小，其结果是红外测温传感器101测量的温度值相对热电偶测量的温度值低50℃以上，如图3所示。因此存在红外传感器测量温度不准确的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种测温装置及工艺腔室，解决了在采用热电偶对托盘进行PID温度控制而红外测温传感器做监控的情况下，红外测温传感器测量的温度不准确的问题。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种测温装置，所述测温装置包括红外测温传感器和遮光筒，所述遮光筒包括筒状本体，所述遮光筒还包括：