(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配設された基板を支持するためのペデスタルと、
実質的に前記ペデスタルの縁部から生じる放射光を測定するための光学的な高温測定組立体であって、
受光器、および
光検出器
を含む光学的な高温測定組立体と
を備える基板処理システムであって、
前記光学的な高温測定組立体が、前記放射光の一部を受け取り、かつ、
前記ペデスタルの温度が、前記放射光の前記一部の少なくとも１つの波長の近くにおける強度から決定され、
前記ペデスタルが、１つまたは複数のフィーチャを該ペデスタルの前記縁部に有し、前記少なくとも１つの波長の近くで、前記１つまたは複数のフィーチャの近傍における見かけの光放射率を高める基板処理システム。
【請求項２】
前記受光器が、前記処理チャンバの中に配設される請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記処理チャンバの一部が、熱ランプからの光の一部が前記処理チャンバに入ることを可能にするように透過性である請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの波長の１つまたは複数が３μｍより大きい請求項３に記載の基板処理システム。
【請求項５】
被覆をさらに含み、前記被覆が前記受光器を越えて少なくとも０．００５インチ延びる請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記受光器が、前記ペデスタルの前記縁部の０．２００インチ以内に存在する請求項１に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般に半導体処理機器に関し、特に光学技術を用いて、比較的低い温度でペデスタルおよびサセプタの温度を測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理機器は、薄膜ならびに被覆物の堆積、パターン形成および処置に用いられる。従来の基板処理チャンバは、ペデスタル、または処理のために基板を支持するいくつかの同等の手段を提供する。抵抗性の機構を用いてペデスタルを加熱すること、または熱ランプを用いてペデスタルおよび基板を加熱することによって、基板に熱を与えることができる。ランプは通常、処理チャンバの外側に配置される。光は、石英など高い光透過性の材料で製造されたビューポートまたはドームを通して入ることができる。石英はまた、低い熱膨張係数および高い融解温度のために魅力的である。
【０００３】
高温プロセスは、基板の温度を処理温度まで迅速に上昇させるために、しばしば石英ドームおよび外部のランプを用いる。そのような構成を使用するプロセスおよび関連するプロセスチャンバの例示的な例は、エピタキシャル膜成長（しばしばＥＰＩと呼ばれる）および急速熱処理（ＲＴＰ）である。加熱のためにランプを用いるプロセスでは、ペデスタルは、しばしばサセプタと呼ばれる。こうしたプロセス、ならびに他のプロセスでは、処理される膜の特性（例えば、膜厚、密度、ドーパント密度など）が基板温度に敏感である可能性がある。
【０００４】
温度を決定する従来の方法は、処理チャンバの内側の様々な場所に取り付けられた熱電対を必要とする。熱電対に伴う問題点は、一部には熱電対の接合部の劣化または位置の変化による温度測定のドリフトを含む。基板温度は、パイロメータを一般的には上から、頂部の石英ドームを通して基板に向けることによってモニタすることができる。基板温度を測定する他の方法は、パイロメータを、処理チャンバの下面を形成する底部の石英ドームを通してサセプタの下面に向けることからなる。基板の温度は、ルックアップテーブル中のサセプタの温度、または相関係数もしくは他の計算を用いたサセプタの温度に相関させることができる。
【０００５】
従来の高温プロセスは、６５０℃から１１５０℃の範囲内の基板温度を伴う。３００℃から６５０℃の範囲内の基板温度を伴うプロセスも使用されており、または開発中である。そのような堆積プロセスの１つは、シリコン基板上に炭化シリコン層を形成することを含む。こうしたより低い温度でパイロメータを使用することは、基板またはサセプタから出る光の量がはるかに少ないため困難である。チャンバの他の領域から来る背景光、あるいは熱ランプから生じる反射光が、基板温度の読み取り値を不十分なものにする可能性がある。
【０００６】
したがって、低温でも基板温度を確実かつ迅速に測定するためのシステムおよび方法が求められている。
【発明の概要】
【０００７】
開示される実施形態は、光学的な高温測定法を用いて基板およびペデスタル（例えばサセプタ）の温度を、正確かつ再現可能に測定するためのシステムおよび方法に関する。方法におけるこれらのシステムを用いて、低い測定を行うことが可能になる。
【０００８】
基板処理システムが、処理チャンバと、（場合によっては、ペデスタルまたはサセプタ上の）処理チャンバ内に配置された基板と、実質的に基板の一部（頂部もしくは縁部など）またはペデスタルの一部（底部または縁部など）から生じる放射光を測定するために、処理チャンバに結合された光学的な高温測定組立体とを含む。光学的な高温測定組立体はさらに、受光器および光検出器を含む。受光器は、処理チャンバの中に存在することができる。光学的な高温測定組立体は放射光の一部を受け取り、サセプタ、ペデスタルまたは基板の温度が、その放射光の一部の少なくとも１つの波長の近くにおける強度から決定される。処理中の基板の温度を測定する方法は、基板または基板を支持するペデスタルの近くに光導体を配設すること、光導体の端部が光を主にペデスタルの縁部から受け取るように、光導体の端部を迷光から遮蔽すること、光導体の端部の汚染を低減するために、ガスを用いて光導体の端部をパージすること、基板またはペデスタルから放射され、光導体によって受け取られた光の一部を検出すること、および基板またはペデスタルからのその放射光の一部の、少なくとも１つの波長の近くにおける強度から基板の温度を決定することを含む。本明細書で使用するとき、迷光とは、基板またはペデスタル以外の供給源から生じる光を意味する。光は、例えばペデスタルから来ることがあるが、ペデスタルから生じるのではないことに留意されたい。これは、熱ランプから生じる光がペデスタルに反射する場合に起こり得る。
【０００９】
本開示の適用に関する他の領域は、以下に提示される詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の実施例は、様々な実施形態を示すが、説明のためのものにすぎず、必ずしも本開示の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。
【００１０】
本発明の本質および利点のさらなる理解は、以下に示す本明細書の残りの部分および図面を参照することによって得ることができる。各図は、本発明に関する詳細な説明の部分に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】開示される実施形態による光学的な高温測定組立体の断面図である。
【図２】開示される実施形態による、基板処理システムに取り付けられた光学的な高温測定組立体の斜視図である。
【図３Ａ】開示される実施形態によるパイロメータ組立体の断面図である。
【図３Ｂ】開示される実施形態によるパイロメータ組立体の断面図である。
【図３Ｃ】開示される実施形態によるパイロメータ組立体の断面図である。
【図３Ｄ】開示される実施形態によるパイロメータ組立体の断面図である。
【図３Ｅ】開示される実施形態によるパイロメータ組立体の断面図である。
【図４】２つの異なるタイプの石英での吸収に関するグラフである。
【図５】開示される実施形態による、パイロメータ組立体および幾何学的なフィーチャを備えたサセプタの概略図である。
【図６】その一部が開示される実施形態による高温測定組立体を用いて得られた、異なる温度測定のグラフである。
【図７】本発明の一実施形態による基板処理システムの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による基板処理システムの一部の上面図である。
【図９Ａ】開示される実施形態による基板処理システム内の基板の温度を決定するために用いることができる、例示的な方法を示す流れ図である。
【図９Ｂ】開示される実施形態による基板処理システム内の基板の温度を決定するために用いることができる、例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図では、同様の構成要素および／またはフィーチャは、同じ参照符号を有することがある。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照符号の後に、ダッシュおよび同様の構成要素の間で区別する第２の符号を付けることによって区別することがある。本明細書において第１の参照符号のみが用いられる場合、その説明は第２の参照符号に関係なく、同じ第１の参照符号を有する同様の構成要素の任意のものに適用することができる。
【００１３】
本明細書に開示される実施形態の態様を用い、基板処理システムにおける基板の温度の決定の精度および再現性を改善することによって、基板処理システムの性能を改善する。基板温度は、本明細書では、光学的な高温測定法の使用によって決定される。開示される実施形態は、光検出器に当たる迷光を低減し、光が生じる材料の放射率を管理することによって基板の温度の読み取り値を改善する。
【００１４】
本明細書ではしばしば、開示される実施形態の特性は、高温の基板およびペデスタルから大量の放射光が来るために従来から高温測定法を多用してきた、高温の基板処理システムとの特定の関連性と共に記載される。しかしながら、現在使われている他の処理機器、およびまだ開発されていない処理機器も、開示される実施形態の態様から利益を得ることができる。そうした態様によって、従来のシステムより低い温度で高温測定法を使用することが可能になる。
【００１５】
本明細書における実施形態を開示する伝達手段として、例示的なプロセスおよび関連するプロセスチャンバが用いられる。例示的なプロセスは、エピタキシャル膜成長（ＥＰＩとしても知られる）であり、ＥＰＩ処理チャンバは通常、完全に処理チャンバの外側に配置されたパイロメータを使用する。パイロメータは、しばしば基板より上に配置されるが、基板より下に（サセプタの方を見上げるように）配置されることもある。どちらの場所も、多くの場合には光が石英ドームの形である石英を通過した後、基板および／またサセプタから光を受け取るパイロメータによって決まる。
【００１６】
正確な高温測定法による測定では一般に、未知の温度の物体（基板、サセプタなど）の放射率が分かっている必要がある。残念ながら、放射率は一般に、温度、表面の状態、ドーパント密度および多くの他の変量に依存する。事実上の黒体および灰色体の外側では、放射率は波長によっても変化する。温度に応じた放射率の変化は、温度が未知であるため最も厄介である。高温測定法は、温度に対する放射率の変化がほとんどない物体に対して行われることが好ましい。また表面の放射率が高いほど、より正確な高温測定法による測定を可能にすることができる。
【００１７】
シリコン基板は、表面の状態、ならびにドーパントのタイプおよびレベルに応じて、低い基板温度において放射率が低くなり、放射率の波長に対する強い依存性を有することがある。シリコンの放射率は、約２５０℃より高い温度の場合、９４２ｎｍでは一様に高いが、２５０℃から６００℃では、１．５５μｍと３．３μｍで放射率が１桁変化する可能性があり、それによって、その２つのより長い波長での正確な読み取りが困難になる。基板からの高温測定法による測定を行うことに対する別法は、高温測定法をサセプタ（または一般的にペデスタル）に対して行うことである。
【００１８】
ＥＰＩおよび他のプロセスでは、１μｍ未満の波長でシリコンからの高温測定法による測定を行うことによって、基板温度に伴う放射率の変化による問題を回避することができるが、代わりに、熱ランプから生じる背景光信号に対して感度が高まることに関わる問題が起こる。ランプは、基板よりかなり温度が高いため、はるかに高い照度を発生させる。９００℃の基板は２１００℃のランプによって加熱することができ、４００℃の基板は１８００℃の熱ランプに対応する。９４２ｎｍの放射の場合、２１００℃のランプによって放射される強度は、９００℃の基板によって放射される強度よりほぼ２桁高い。しかしながら、１８００℃のランプによって放射される強度は、４００℃の基板によって放射される強度よりほぼ６桁高い。さらに長い波長では、この効果が低減される。３．３μｍの放射の場合、２１００℃のランプによって放射される強度は、９００℃の黒体によって放射される強度よりほぼ１桁高く、１８００℃のランプによって放射される強度は、９００℃の黒体によって放射される強度よりほぼ２桁高い。
【００１９】
特により短い波長では、ランプからの背景放射が高温測定法による測定にかなりの影響を及ぼす可能性がある。開示される実施形態によって、ランプの放射と基板の放射の強度比が高い場合に光学的な高温測定法を用いることが可能になる。開示されるこうした実施形態は、低い基板温度およびより短い波長に特に有用である。
【００２０】
図１は、開示される実施形態による光学的な高温測定組立体の断面図を示している。図１には、被覆支持体１１０から延びる被覆１０５の中に支持された光導体１００が示されている。フェルール１１５は、光導体１００に対する物理的なシールを構成することができる。光導体１００は、処理チャンバの外側へ（図の左に向かって）延びることができる。あるいは、光導体１００は、図示されるようにフェルール１１５の近くで終わってもよく、光は光導体１００を出た後に検出することができる。パイロメータのセンサを接続しやすくするために用いることができる、カプラ１２０も図示されている。被覆１０５は、プロセス温度に耐える材料から製造することができる。被覆は、炭化シリコン、炭化シリコンで被覆したグラファイト、窒化シリコンおよび窒化アルミニウムなど、耐熱性および／または光吸収性の材料から製造することができる。開示される実施形態において、光導体は、サファイアのロッド、反射材料で被覆されたサファイアのロッド、またはコアおよび一体化されたクラッドを備えた光ファイバケーブルとすることができる。
【００２１】
処理領域内へ（図の右に向かって）延びる光導体１００の端部をプロセス条件から保護するために、パージ接続部１２５を通してパージガスを流すことができる。パージガスは、処理チャンバ内のプロセスにほとんど、もしくは全く影響を及ぼさない１種類または複数種類のガスを含有することができる。実施形態において、ガスは水素、窒素および／またはアルゴンを含有することができる。パージガスの流量は、光導体の受け取り用の端部の堆積またはエッチングを抑制するのに十分なだけ高いが、過大なポンピング速度を必要とすることを回避するのに十分なだけ低く、約２００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）から８標準リットル毎分（ｓｌｍ）の間とすることができる。被覆は、炭化シリコン、窒化シリコン、または開示される異なる実施形態ではアルミナなどの他のセラミックスなど、光吸収性のセラミック材料とすることができる。支持および損傷または破損に対する保護を実現するために、より脆性が低い材料（ステンレス鋼など）から製造された第２の被覆が光吸収性の被覆を囲むようにしてもよい。第２の被覆は、その第２の被覆と処理チャンバの処理領域との間の距離を維持するように、被覆の長さに沿って部分的に延びてもよい。一部のプロセスは金属汚染によって悪影響を受けるため、この距離を維持することは金属の第２の被覆の場合に有用である。
【００２２】
図２は、基板処理システム２００に取り付けられた光学的な高温測定組立体の斜視図である。基板処理システム２００は、被覆支持体２０５と共に図示されている。被覆支持体２０５は、予熱リング２２０内に作られた孔またはスロットを貫通して延びる、光吸収性の被覆２１５を支持する。図２には光導体が示されていないが、光導体は光吸収性の被覆２１５の内側に配置される。例えば一実施形態では、光導体１００を光吸収性の被覆２１５の内側に配設することができる。光学的な高温測定組立体は、この図ではサセプタ２２５の縁部に向けるように示されているが、基板（図示せず）に向けることもできる。組立体は、基板の頂部、ペデスタルの底部、または基板もしくはペデスタルの任意の他の利用可能な部分に向けることもできる。
【００２３】
図３Ａ〜Ｅは、さらに詳しく示したパイロメータ組立体の断面図である。図３Ａは、被覆３０５の内側の光導体３１０を示している。実施形態において、被覆３０５は、高温測定法による測定に用いられる（１つまたは複数の）光波長の近くでは一部しか吸収することができない。被覆３０５は、被覆支持体３００によって支持される。受光器３２０−１は、この実施形態では、基板３１５に向かって延びる光導体の端部である。受光器３２０−１を基板３１５の近くに位置決めすることによって、光導体３１０が、基板３１５以外の供給源（例えば熱ランプ）から受け取る光の量が低減される。図３Ｂ〜Ｅに示す残りの開示される実施形態では、さらなる低減が得られる。図３Ｂは、受光器３２０−２が被覆３０５の内側に位置決めされるように、被覆３０５に対して引っ込められた光導体３１０を示している。被覆３０５は、基板３１５以外の供給源からの光が光導体３１０に入る可能性が低くなるように、光吸収性にすることができる。被覆３０５の端部と基板３１５の間の間隔、および受光器３２０と基板３１５の間の間隔は、基板３１５からの光の収集効率を調整し、かつ他の供給源からの光の阻止を促すように変更することができる。
【００２４】
図３Ｃは、光学的な高温測定組立体の他の実施形態を示している。開示されるこの実施形態では、基板３１５の縁部の領域から生じる光に対する光導体３１０の収集効率を高めるために、レンズ３２５が用いられる。レンズは、光導体３１０に入る（基板３１５以外の供給源からの）迷光の量を低減することもできる。この場合、受光器は、光導体３１０の表面ではなく、レンズの前部インターフェース３２０−３である。レンズ３２５は、被覆３０５に対して行われる物理的接続によって支持することができるが、別法としてまたは組合せとして、レンズ３２５を光導体３１０への物理的接続によって支持することもできる。光導体３１０またはレンズ３２５の収集効率に影響を及ぼす可能性があるプロセスの場合、表面を化学反応または堆積から保護するために、光導体３１０およびレンズ３２５の周りにパージガスが流れるようにしてもよい。レンズ３２５は、図示されるように被覆３０５の内径より小さくすること、またはより大きくして、実施形態における被覆３０５の内径にちょうど接触するようにすることができる。大きいレンズ３２５の場合、パージガスが流れるように、レンズの中に開口部またはノッチを作ることができる。
【００２５】
図３Ｄは、光学的な高温測定組立体の他の実施形態を示している。開示されるこの実施形態では、電気的フィードスルーが電気的接続部３３５を通り抜け、処理チャンバに入り、光学センサ３３０に至る。電気的接続部３３５は、電源、および検出された光の強度の示度を出力するための信号ラインを含むことができる。光学センサ３３０は、基板３１５の温度を計算する際に使用する１つまたは複数の波長あるいは波長範囲を選択するために用いられる、１つまたは複数のフィルタを含むことができる。基板３１５と光学センサ３３０の間の経路内に、レンズ３２５が図示されている。レンズ３２５を用いて、光学センサ３３０の収集効率を高めることができる。ここでもやはり、受光器はレンズの前部インターフェース３２０−４であり、光学センサ３３０の表面ではない。光学センサ３３０およびレンズ３２５は、被覆３０５の内径より小さい外径を有するように製造することができる。開示される他の実施形態では、光学センサ３３０およびレンズ３２５は、被覆３０５の内径とほぼ同じ外径を有することができる。いずれかの光学素子の外径が被覆の内径とほぼ同じであるとき、パージガスが図の左から右へ流れるように、素子内にノッチまた開口部を形成することができる。図３Ｅは、レンズのない関連する実施形態を示している。特に被覆３０５が光吸収性材料から製造されるときには、やはり被覆３０５によって迷光を抑えることができる。この場合、受光器は光学センサ３３０の前面３２０−５である。
【００２６】
約１μｍより高い波長でのシリコン基板の高温測定は、放射率の温度依存性、および放射率が１よりはるかに小さい可能性があるために問題となる。放射率の温度依存性は、軽くドープされたシリコンについて行われる測定に影響を及ぼし、ＥＰＩチャンバ内での一般的な基板の高温測定法による測定を、信頼性のないかつ／または再現性のないものにする。基板からの測定を行うことに対する別法は、高温測定組立体を、シリコン基板を支持するサセプタの側面に向けることである。開示される高温測定組立体を用いて、サセプタ温度ならびに他の基板ペデスタルの温度を測定することができる。サセプタはしばしば、より好都合の光学特性を有する材料から製造される。サセプタを製作するのに、炭化シリコンおよび炭化シリコンで被覆したグラファイトがしばしば用いられる。炭化シリコンの放射率は１近くに留まり、シリコンほど温度による影響を受けにくい。実際には、炭化シリコンは、０．８μｍから６μｍの範囲内の光波長では灰色体にかなり近くなる。パイロメータを炭化シリコンのサンプルに向けることによって、高温測定により高い波長を用いることが可能になる。
【００２７】
より高い波長で高温測定を行う利益は、図３に関連して論じている。その利益は、熱ランプから生じる光強度と、それより著しく低い温度で熱によってモニタされるサンプルから生じる光強度との比が低下することであった。さらなる利益は、受光器を処理チャンバの内側に配置する、開示される実施形態によって可能になる。熱ランプは、石英ドームによってチャンバ容積から分離された頂部および底部に配置される。石英ドームは、約４．５μｍより高い光をほとんど通さず、したがって、受光器を処理チャンバの内側に配置すると、こうした長波長で行われる高温測定法による測定のためのフィルタとして用いることができる。図４は、異なるタイプの石英に対する透過率のグラフである。ＥＰＩ処理チャンバでは、溶融石英がより一般的に用いられ、溶融石英に対する透過率の曲線４１０が図示してある。横軸４０５はミクロン（μｍ）単位の光波長であり、縦軸４００は１０ｍｍの材料を通過する透過光の割合である。３．０μｍ超または４．０μｍ超の波長をモニタすると、熱ランプから処理チャンバ内への光の透過が、それぞれ少なくとも約１０％または約５０％だけ低下する。例えば４．５μｍで光学的な高温測定を行うと、石英ドームに対して選択される厚さによって、ランプの迷光放射を４．５μｍ付近では約１０分の１に抑えることができ、また４．８μｍより上ではほとんど排除することができるため、さらに大きい利益がもたらされる。より長い波長まで依然として透過性である、合成石英に対する透過率の曲線４１５も図示してある。合成石英を用いると、同様の利益をもたらすのに５．０μｍより高い波長で光学的な高温測定を行うことが可能である。
【００２８】
基板の温度は、受光器の近くに迷光に関する最小限の遮蔽を設けた、または遮蔽を設けない状態で、サセプタまたは基板自体から来る光を検出することによって決定することができる。高温測定が基板から直接行われる１つの状況は、基板がサセプタ以外の機構によって支持されるときである。約６５０Ｃから１３００Ｃの間の温度では、放射された３μｍより大きい波長を有する光放射を用いて、サセプタまたは基板に対する高温測定を行うことができる。そうした測定では、受光器を基板処理チャンバの内側または外側に配置することができる。さらに長い（例えば、４μｍまたは４．５μｍより大きい）波長では、受光器を基板処理チャンバの内側に配置することが可能であり、石英ドームまたはビューポートの光吸収性によって十分な遮蔽を設けることができる。すべての波長に対して、基板またはサセプタから熱的に生成されたのではない光に対する遮蔽を設けるために、受光器の開口数を低減することができる。開口数は、異なる実施形態において、０．１、０．０５または０．０２５より小さくすることができる。石英によって設けられる吸収性の遮蔽、および被覆によって設けられる任意の遮蔽と組み合わせてまたはそれらの代わりに、低い開口数を用いることができる。
【００２９】
約３００Ｃから６５０Ｃの間の温度では、シリコン基板からの高温測定を行うとき、十分高い放射率を維持するために低波長（実施形態では、約１μｍまたは１．２μｍより小さい）が望ましい場合がある。こうした条件の下では、熱ランプから来る光が大量であり、かつ石英による光の吸収が低いため、遮蔽がより大きい値をもたらす。受光器の範囲を越えて延びる被覆によって、遮蔽を設けてもよい。また単独でもしくは被覆と組み合わせて、受光器の開口数を低減して遮蔽を設けてもよい。開口数は、異なる実施形態において、０．１、０．０５または０．０２５より小さくすることができる。基板処理チャンバの内側または外側の高温測定に、約２μｍから４μｍの範囲内の波長を用いることができ、光の遮蔽は、１μｍに近い波長を有する光放射の場合に用いられるものより少ない。
【００３０】
炭化シリコンの放射率は、シリコン基板より温度および波長に対してはるかに鈍感であるが、残る依存性に対応する誘因は持続する。サセプタを作るのに用いられる材料に関係なく放射率を制御する１つの方法は、光学的な高温測定が行われる領域に、高い内部表面積の幾何学的なフィーチャを作製することである。図５は、パイロメータ組立体５００、および縁部に沿った幾何学的なフィーチャ５１０を有するサセプタ５０５の概略図である。光学的なパイロメータが、１より小さい放射率を有する材料から形成された幾何学的なフィーチャの高温測定法による測定を行うと、同じ材料から製造されたフィーチャのない物体からよりも多くの光を検出する。幾何学的なフィーチャを形成するのに用いられる材料に関わらず、フィーチャの全内面積が光学的な入口全体の面積に比べて大きくなるにつれて、感知される放射率は高まり１に近付く。
【００３１】
開口部の直径より大きい内径を有する形状を作製することは難題であり、コストを増大させる。高い全内面積を有するが、比較的小さい光学的な入口全体の面積を有する幾何学的なフィーチャをサセプタ内に作製する１つの方法は、サセプタの中に深い孔をあけることである。炭化シリコンで被覆したグラファイト、炭化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、および他の高い放射性および光吸収性のセラミック材料から製造されたサセプタの中に深い孔を作ると、グラファイトの放射率によって特徴付けられる内面を有する円筒が得られる。０．８μｍから６μｍの間の波長ではグラファイトの放射率は１に極めて近く、したがって、黒体のフィーチャは比較的浅い孔でも高い放射率を有する。光学的な高温測定組立体がより高い放射率の領域から光を集めると、サセプタの縁部からの光信号はより高い強度の領域を示すようになる。ピーク（もしくはその統計上の表現）またはピークの近くの信号を、サセプタの温度の示度として用いることができる。
【００３２】
あるいは、サセプタの周縁の周りに溝を機械加工することが可能であり、その場合、パイロメータからの信号は、よりばらつきのないサセプタの温度を示す。溝により、有用なデータが孔をパイロメータの受光器と整列させる回転位置に限定されなくなるため、サセプタの温度をより高速に、またはより正確にモニタすることが可能になる。溝はしばしば、サセプタの作製プロセスの流れに組み込むことがより容易であり、さらにコストを低減する。
【００３３】
開示される実施形態をより適切に理解および認識するために、次に、段階的な温度の傾斜の間に得られるサセプタの異なる温度測定のグラフである、図６を参照する。４つのデータの並びのうちの３つは、光収集路内にレンズ（ＮＡ０．０５）を有する光導体を用いて得られた。受光器（レンズのサセプタ側）は、サセプタの縁部から０．１インチであった。被覆がサセプタのさらに近くまで延び、間隔は０．０７５インチであった。被覆は、０．０５０インチの内径および０．１１８インチの外径を有する炭化シリコンから製造された。光導体は、０．０３２インチの外径を有していた。４つのデータの並びのうちの１つは、サセプタの縁部に接触する予熱リングの内側に取り付けられた熱電対真空計を用いて得られた。
【００３４】
熱電対真空計を用いて行われた温度測定を表す曲線は、点線６１０によって表されるが、サセプタ（または基板）の温度の理想的な指標ではない可能性がある。しかしながら、熱電対の測定を用いて、異なる波長で高温測定組立体を動作させることの適合性について知ることができる。横軸６０５は秒単位の時間であり、縦軸６００は、セルシウス度単位の様々な方法に関する温度の読み取り値である。０．９４２μｍで動作するパイロメータを用いて行われた温度測定を表す曲線が、長い点線６１５として図示されている。データは、２つの他の波長で別々に取得して集められた。１．５５０μｍで動作するパイロメータを用いて行われた温度測定を表す曲線が、短い点線６２０として図示されている。２．３００μｍで動作するパイロメータを用いて行われた温度測定を表すもう１つの曲線が、実線６２５として図示されている。２２０秒で、熱ランプを停止させる。０．９４２μｍのパイロメータからの読み取り値６１５は、他の読み取り値よりはるかに迅速に反応し、その速さは、サセプタの質量と同様の質量を有する物体の冷却とは一致しない。０．９４２μｍで動作するパイロメータは、この特定の構成においてランプからの光を検出すると思われる。一貫して、４６０秒、５８０秒、７３０秒、８８０秒および１０４０秒における熱ランプの放射の不連続な増加によって、０．９４２μｍのパイロメータの信号に同じ迅速な上昇が引き起こされる。これは、パイロメータセンサで熱ランプの照度を検出していることを裏付けるものと思われる。
【００３５】
１．５５０μｍでのパイロメータの測定値６２０は、０．９４２μｍでのパイロメータの測定値と比べて、急な下降（２２０秒付近）または上昇（１０４０秒および８８０秒を含む複数の位置）をほとんど示さない。しかしながら、１．５５０μｍでのパイロメータの測定値６２０は、熱電対の測定値６１０と著しく異なる（４６０秒から７８０秒の間の領域に留意されたい）。この時間領域は、４００℃から６５０℃の間のサセプタ温度と相関関係がある。１．５５０μｍのパイロメータの測定値６２０と熱電対の測定値６１０の著しいずれは、４００℃から６５０℃の間では、熱ランプからの光強度とサセプタからの強度の比が依然として非常に高く、保護が不十分な被覆によってもたらされることを示している。波長が高くなるほど、その比は高温測定の助けとなる。２．３００μｍでのパイロメータの測定値６２５は、４００℃から６５０℃の間の温度範囲全体を通して熱電対の測定値６１０を厳密にたどっている。熱電対真空計は、（サセプタからある程度離れた）計器の熱負荷および場所のために、サセプタの温度を小さく示す可能性がある。こうした違いによって、２．３００μｍでのパイロメータの測定値６２５と熱電対の測定値６１０との間の残りの差異を説明することができる。
【００３６】
本明細書では、「光（ｌｉｇｈｔ）」、「光の（ｏｐｔｉｃａｌ）」および「光学（ｏｐｔｉｃｓ）」という用語の使用は、関係する電磁放射がスペクトルの可視部からのものでなければならないという意味を持つものではない。光は任意の波長のものとすることができる。
【００３７】
例示的なシステム
図７〜８は、本発明の実施形態による基板処理システムの実施例を示している。図７に示す処理装置７１０は堆積リアクタであり、上側ドーム７１４、下側ドーム７１６、および上側ドーム７１４と下側ドーム７１６の間の側壁７１８を有する堆積チャンバ７１２を含む。側壁７１８を通して冷却液（図示せず）を循環させ、ドーム７１４および７１６を側壁７１８に対して密閉するために用いられるＯリングを冷却することができる。上側ライナ７８２および下側ライナ７８４が、側壁７１８の内面に接するように取り付けられる。上側ドーム７１４および下側ドーム７１６は、加熱光が通過して堆積チャンバ７１２の中に入ることができるように、透過性材料で製造される。
【００３８】
チャンバ７１２の中には、ウェハを水平位置に支持するための平坦で円形のペデスタル７２０が存在する。ペデスタル７２０は、サセプタまたは他のウェハ支持構造とすることができ、側壁７１８のところで横方向にチャンバ７１２全体にわたって延在し、チャンバ７１２をペデスタル７２０より上の上側部分７２２と、ペデスタル７２０より下の下側部分７２４に分割する。ペデスタル７２０は、ペデスタル７２０の底部の中心から垂直に下方へ延びる軸７２６に取り付けられる。軸７２６は、軸７２６を回転させ、それによってペデスタル７２０を回転させるモータ（図示せず）に接続される。環状の予熱リング７２８が、その外側周縁部で下側ライナ７８４の内側周縁部に接続され、ペデスタル７２０の周りに延びる。予熱リング７２８はペデスタル７２０とほぼ同じ面を占め、予熱リング７２８の内側縁部は、ペデスタル７２０の外側縁部からギャップによって隔てられる。
【００３９】
チャンバ７１２の側壁７１８内に、入口マニホルド７３０が位置決めされ、タンク７４１ａ〜ｃなど１種類または複数種類のガスの供給源から、チャンバ７１２の中にガスを入れるように適合される。タンク７４１ａ〜ｃからのガスの流れは、手動の弁およびコンピュータによって制御される流れコントローラ７４２ａ〜ｃを用いて、独立に制御することが好ましい。出口ポート７３２が、チャンバ７１２の入口マニホルド７３０と正反対の側面に位置決めされ、堆積チャンバ７１２からガスを排出するように適合される。
【００４０】
複数の高強度ランプ７３４がチャンバ７１２の周りに取り付けられ、その光を、上側ドーム７１４および下側ドーム７１６を通してペデスタル７２０（および予熱リング７２８）に方向付け、ペデスタル７２０（および予熱リング７２８）を加熱する。ペデスタル７２０および予熱リング７２８は、炭化シリコン、ランプ７３４から放射された放射線を通さない被覆されたグラファイトなどの材料で製造され、したがって、それらをランプ７３４からの放射によって加熱することができる。上側ドーム７１４および下側ドーム７１６は、透明な石英などランプ７３４からの光に対して透過性の材料で製造される。石英は可視周波数とＩＲ周波数の両方の光に対して透過性であるため、上側ドーム７１４および下側ドーム７１６は一般に石英で製造される。石英は比較的高い構造強度を示し、堆積チャンバ７１２のプロセス環境において化学的に安定である。ランプは、堆積チャンバ７１２内のウェハを加熱するための好ましい手段であるが、抵抗加熱器およびＲＦ誘導加熱器など他の方法を用いることもできる。パイロメータなどの赤外温度センサ７３６が下側ドーム７１６の下に取り付けられ、下側ドーム７１６を通してペデスタル７２０の底面に面する。温度センサ７３６を用い、ペデスタル７２０から放射される赤外放射を受け取ることによって、ペデスタル７２０の温度をモニタする。開示されるいくつかの実施形態では、ウェハの温度を測定するための温度センサ７３７が存在してもよい。
【００４１】
上側締め付けリング７４８が、上側ドーム７１４の外面の周縁部の周りに延びる。下側締め付けリング７５０が、下側ドーム７１６の外面の周縁部の周りに延びる。上側ドーム７１４および下側ドーム７１６を側壁７１８に対して締め付けるように、上側締め付けリング７４８および下側締め付けリング７５０は一緒に固定される。
【００４２】
リアクタ７１０は、プロセスガスをチャンバ７１２内に送り込むためのガス入口マニホルド７３０を含む。ガス入口マニホルド７３０は、コネクタキャップ７３８、バッフル７７４、側壁７１８内に位置決めされた挿入プレート７７９、および上側ライナ７８２と下側ライナ７８４の間に形成された通路７６０を含む。通路７６０は、チャンバ７１２の上側部分７２２に接続される。ガスキャップ７３８からのプロセスガスは、バッフル７７４、挿入プレート７７９および通路７６０を通過して、チャンバ７１２の上側部分７２２に入る。
【００４３】
リアクタ７１０は、それだけに限らないが、水素（Ｈ２）および窒素（Ｎ２）などの不活性パージガスを堆積チャンバ７１２の下側部分７２４に送り込むために、独立した不活性ガス入口７６１も含む。図７に示すように、不活性パージガス入口７６１は、好ましい場合には、不活性ガスのためにバッフル７７４、挿入プレート７７９および下側ライナ７８４を通る物理的に離れた別個の通路７６１が設けられる限り、ガス入口マニホルド７３０に統合することができ、したがって、不活性パージガスをプロセスガスと独立に制御し、方向付けることが可能になる。不活性パージガス入口７６１は必ずしも、ガス入口マニホルド７３０と統合する、またはガス入口マニホルド７３０と共に位置決めする必要はなく、例えばリアクタ７１０上の、堆積ガス入口マニホルド７３０から９０°の角度のところに位置決めすることができる。
【００４４】
リアクタ７１０は、ガス出口７３２も含む。ガス出口７３２は、上側チャンバ部分７２２から側壁７１８の外径まで延びる排出通路７９０を含む。排出通路７９０は、上側ライナ７８２と下側ライナ７８４の間に形成され、上側チャンバ部分７２２と側壁７１８の内径の間に延びる上側通路７９２を含む。さらに排出通路７９０は、側壁７１８の中に位置決めされた挿入プレート７７９内に形成された排出チャネル７９４を含む。チャンバ７１２から材料を取り除くためのポンプ（図示せず）などの真空源が、出口パイプ７３３によって側壁７１８の外部の排出チャネル７９４に結合される。したがって、上側チャンバ部分７２２に送り込まれたプロセスガスは、上側通路７９２を通り、排出チャネル７９４を通って出口パイプ７３３の中に排出される。
【００４５】
図７に示す単一のウェハリアクタは、「コールドウォール」リアクタである。すなわち、側壁７１８、ならびに上側ライナ７８２および下側ライナ７８４はそれぞれ、処理中、予熱リング７２８およびペデスタル７２０（およびその上に配置されたウェハ）より実質的に低い温度になる。例えば、ウェハ上にエピタキシャルシリコンの膜を堆積させるプロセスでは、ペデスタルおよびウェハは５５０から１２００℃の間の温度まで加熱され、一方、側壁（およびライナ）は約４００から６００℃の温度になる。側壁およびライナは、反射体７３５のためにランプ７３４からの直接照射を受けず、かつ冷却液が側壁７１８を通して循環されるため、より低い温度になる。
【００４６】
ガス出口７３２は、下側チャンバ部分７２４から下側ライナ７８４を通り、排出通路７９０まで延びるベント７９６も含む。ベント７９６は、図７に示すように排出通路７９０の上側通路７９２と交わることが好ましい。不活性パージガスは、下側チャンバ部分７２４からベント７９６を通り、上側チャンバ通路７９２の一部を通り、排出チャネル７９４を通って出口パイプ７３３の中に排出される。ベント７９６によって、パージガスを、下側チャンバ部分から排出通路７９０へ直接排出することが可能になる。
【００４７】
本発明によれば、１種類または複数種類のプロセスガス７９８が、ガス入口マニホルド７３０から上側チャンバ部分７２２に送り込まれる。本発明によれば、プロセスガスは、チャンバ７１２内に配置されたウェハまたは基板上で、膜を取り除く、処置するまたは堆積させる働きをするガスまたはガス混合物として定義される。本発明によれば、シリコン表面を取り除き、滑らかにすることによってシリコン表面を処置するために、ＨＣｌ、およびＨ２などの不活性ガスを含むプロセスガスが使用される。本発明の一実施形態では、シリコン表面が処置された後、ペデスタル７２０上に配置されたウェハのシリコン表面の上にシリコンエピタキシャル層を堆積させるために、プロセスガスが使用される。プロセスガス７９８は一般に、それだけに限らないが、モノシラン、トリクロロシラン、ジクロロシランおよびテトラクロロシラン、メチルシランなどのシリコン源、ならびにそれだけに限らないが、とりわけホスフィン、ジボラン、ゲルマンおよびアルシンなどのドーパントガス源、ならびに酸素、メタン、アンモニアなどの他のプロセスガスを含む。堆積ガス流には、一般にＨ２などのキャリヤガスが含まれる。約５リットルの体積を有するプロセスチャンバの場合、３５から７５ｓｌｍの間の堆積プロセスガス流（キャリヤガスを含む）が、通常は上側チャンバ部分７２２に送り込まれ、ウェハ上にシリコンの層を堆積させる。プロセスガスの流れ７９８は本質的に、入口通路７６０から予熱リング７２８を横切り、ペデスタル７２０（およびウェハ）を横切り、予熱リング７２８の反対側を横切り、排出通路７９０から出る層流である。プロセスガスは、予熱リング７２８、ペデスタル７２０、および処理されるウェハによって、堆積温度またはプロセス温度まで加熱される。ウェハ上にエピタキシャルシリコン層を堆積させるプロセスでは、ペデスタル７２０および予熱リング７２８は、８００℃から１２００℃の間の温度まで加熱される。シリコンエピタキシャル膜は、低減された堆積圧力を用いることによって、シランの場合、５５０℃程度の低い温度で形成することができる。
【００４８】
さらに、プロセスガスが上側チャンバ部分に送り込まれるのと同時に、１種類または複数種類の不活性パージガス７９９が下側チャンバ部分７２４に独立に送り込まれる。不活性パージガスは、プロセス温度でチャンバのフィーチャおよび堆積チャンバ７１２内に配置されたウェハと実質的に反応しないガスとして定義される。不活性パージガスは、チャンバ７１２内にある間、予熱リング７２８およびペデスタル７２０によって、本質的にプロセスガスと同じ温度まで加熱される。不活性パージガス７９９は、上側チャンバ部分７２２におけるプロセスガスの圧力に対して、下側チャンバ部分７２４の中に正圧を生じさせる流量で下側チャンバ部分７２４に送り込まれる。したがって、プロセスガス７９８がギャップを通って下方へ漏れ、下側チャンバ部分７２４に入り、ペデスタル７２０の裏側に堆積することが防止される。
【００４９】
図８は、処理チャンバの上側区域にガスを供給するガス入口マニホルド７３０の一部を示している。図８の挿入プレート７７９は、内側区域８２８および外側区域８３０によって構成されるように示されている。本発明のこの実施形態によれば、内側区域８２８に流入するプロセスガスの組成は、外側区域８３０に流入するガスの組成とは独立に制御することができる。その上、内側区域８２８の２つの半分の部分８２８ａ、８２８ｂのどちらに対するガスの流量も、さらに互いに独立に制御することができる。これにより、半導体ウェハの異なる区域に対するプロセスガス混合物の組成を制御するために、ガス流の２段階の制御が提供される。
【００５０】
図７に示す処理装置７１０は、ガス流、基板温度およびチャンバ圧力の制御など、装置７１０の様々な動作を制御するシステムコントローラ７６２を含む。本発明の一実施形態では、システムコントローラ７６２は、ハードディスクドライブ（メモリ７６４）、フロッピーディスクドライブおよびプロセッサ７６６を含む。プロセッサは、シングルボードコンピュータ（ＳＢＣ）、アナログおよびデジタルの入力／出力ボード、インターフェースボード、ならびにステッパモータコントローラボードを包含する。処理装置７１０の様々な部分が、ボード、カードケージ、ならびにコネクタの寸法およびタイプを規定する、Ｖｅｒｓａ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｅｕｒｏｐｅａｎｓ（ＶＭＥ）規格を満たすことができる。ＶＭＥ規格は、１６ビットデータバスおよび２４ビットアドレスバスを有するバス構造も規定する。
【００５１】
システムコントローラ７６２は、装置７１０の働きを制御する。システムコントローラは、メモリ７６４などのコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータプログラムである、システム制御ソフトウェアを実行する。メモリ７６４はハードディスクドライブとすることができるが、メモリ７６４は他の種類のメモリでもよい。メモリ７６４は、これらの種類のメモリの１つまたは複数を組み合わせたものでもよい。コンピュータプログラムは、タイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、ランプの出力レベル、ペデスタルの位置、および特定のプロセスの他のパラメータを指示する命令の組を含む。もちろん、例えばフロッピーディスクまたは別の適当なドライブを含めた別のメモリデバイスに記憶されたものなど、他のコンピュータプログラムを用いてシステムコントローラ７６２を動作させることもできる。ユーザ、機器およびシステムコントローラ７６２の間でインターフェースをとるために、ＬＣＤモニタおよびキーボードなどの入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス７６８が用いられる。
【００５２】
本発明に従って基板温度を測定および調整するためのプロセスは、メモリ７６４に記憶され、プロセッサ７６６によって実行されるコンピュータプログラム製品を用いて実施することができる。コンピュータプログラムコードは、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ、Ｆｏｒｔｒａｎまたは他のものなど、任意のコンピュータ可読のプログラミング言語で書くことができる。適切なプログラムコードは、プログラムエディタを用いて単一のファイルまたは複数のファイルに入力され、コンピュータのメモリシステムなどコンピュータが利用可能な媒体に記憶される、または組み入れられる。編集されたコードが高級言語であるときには、コードをコンパイルすることができ、次いで、結果として生じるコンパイル済みのコードが、あらかじめコンパイルされたライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクされる。リンクされたコンパイル済みのオブジェクトコードを実行するために、システムのユーザはオブジェクトコードを呼び出し、コンピュータシステムにメモリ内のコードをロードさせ、ＣＰＵがメモリからコードを読み込み実行して、プログラムで識別されるタスクを行う。メモリ７６４には、本発明に従って測定および調整を行うのに必要である、プロセスガスの流量（例えば、Ｈ２およびＨＣｌの流量）、プロセス温度およびプロセス圧力などのプロセスパラメータも記憶される。
【００５３】
図９Ａ〜Ｂは、開示される実施形態による基板処理システムにおいて、基板の温度を決定するために使用することができる例示的な方法を示す流れ図である。図９Ａでは、回転していることがあるペデスタルの近くに光導体が位置決めされる（ステップ９０５）。光導体の端部は、ペデスタルおよびペデスタル上にある基板の温度決定の精度および／または精密度を改善するために、迷光から遮蔽される（ステップ９１０）。ステップ９１５では、温度決定に影響を及ぼす恐れがある汚染を低減するために、光導体の端部の近くに不活性ガスが流される。ペデスタルから来る長波長（例えば＞４．５μｍ）の光が検出され（ステップ９２０）、その光を用いてペデスタル温度を決定する（ステップ９２５）。次いでステップ９３０では、ペデスタル温度を用いて基板の温度を決定することができる。
【００５４】
図９Ｂでは、回転していることがある基板の近くに光導体が位置決めされる（ステップ９５５）。光導体の端部は、基板の温度決定の精度および／または精密度を改善するために、迷光から遮蔽される（ステップ９６０）。ステップ９６５では、温度決定に影響を及ぼす恐れがある汚染を低減するために、光導体の端部の近くに不活性ガスが流される。基板から来る短波長（例えば＜１．２μｍ）の光が検出され（ステップ９７０）、その光を用いて基板温度を決定する（ステップ９７５）。
【００５５】
一実施形態では、基板処理システムは、処理チャンバと、処理チャンバ内に配設された基板を支持するためのペデスタルと、実質的にペデスタルの縁部から生じる放射光を測定するために、処理チャンバに結合された光学的な高温測定組立体とを含む。光学的な高温測定組立体はさらに、受光器および光検出器を含む。受光器は処理チャンバの中に存在することができる。光学的な高温測定組立体は放射光の一部を受け取り、ペデスタルの温度が、その放射光の一部の少なくとも１つの波長の近くにおける強度から決定される。
【００５６】
他の実施形態では、熱ランプからの光の一部が処理チャンバに入ることを可能にするために、処理チャンバの一部は透過性である。
【００５７】
さらに他の実施形態では、温度測定に対する処理チャンバの外側からの迷光の影響を低減するために、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は３μｍより大きい。
【００５８】
さらに他の実施形態では、温度測定に対する処理チャンバの外側からの迷光の影響を低減するために、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は４．５μｍより大きい。
【００５９】
さらに他の実施形態では、受け取られる放射光の一部は、第１の強度を有する第１の波長の光、および第２の強度を有する第２の波長の光を含む。ペデスタルの温度は、第１の強度と第２の強度の比から決定される。
【００６０】
さらに他の実施形態では、受光器の開口数は、約０．１、０．５または０．０２５より小さい。
【００６１】
さらに他の実施形態では、光学的な高温測定組立体はさらに被覆を含み、被覆は、受光器に入る迷光の量を低減するために、受光器を越えて少なくとも０．００５インチ延びる。
【００６２】
さらに他の実施形態では、受光器はペデスタルの縁部の０．２００インチ以内に存在する。
【００６３】
さらに他の実施形態では、基板処理システムは、処理チャンバと、実質的に基板の一部から生じる放射光を測定するために、処理チャンバに結合された光学的な高温測定組立体とを含む。光学的な高温測定組立体は、受光器および光検出器を含む。受光器は、処理チャンバの中に存在する。光学的な高温測定組立体は放射光の一部を受け取り、基板の温度が、その放射光の一部の少なくとも１つの波長の近くにおける強度から決定される。
【００６４】
さらに他の実施形態では、基板の温度はセ氏約６５０度より低い。
【００６５】
さらに他の実施形態では、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は約１．２μｍより小さい。
【００６６】
さらに他の実施形態では、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は約１．０μｍより小さい。
【００６７】
さらに他の実施形態では、受光器の開口数は、約０．１、０．５または０．０２５より小さい。
【００６８】
さらに他の実施形態では、熱ランプからの光の一部が処理チャンバに入ることを可能にするために、処理チャンバの一部は透過性である。
【００６９】
さらに他の実施形態では、温度測定に対する処理チャンバの外側からの迷光の影響を低減するために、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は３μｍより大きい。
【００７０】
さらに他の実施形態では、温度測定に対する処理チャンバの外側からの迷光の影響を低減するために、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は４．５μｍより大きい。
【００７１】
さらに他の実施形態では、受け取られる放射光の一部は、第１の強度を有する第１の波長の光、および第２の強度を有する第２の波長の光を含む。基板の温度は、第１の強度と第２の強度の比から決定される。
【００７２】
さらに他の実施形態では、受光器は、ペデスタルまたは基板の縁部の０．２００インチ以内に存在する。
【００７３】
さらに他の実施形態では、基板処理システムはさらに、受光器に入る迷光の量を低減するために、受光器を越えて少なくとも０．００５インチ延びる被覆を含む。
【００７４】
さらに他の実施形態では、基板の一部は基板の縁部を含む。
【００７５】
さらに他の実施形態では、基板処理システムは、処理チャンバと、処理チャンバ内に配設された基板を支持するためのペデスタルであって、１つまたは複数のフィーチャをその一部に有し、少なくとも１つの波長の近くで、１つまたは複数のフィーチャの近傍における光放射率を高めるペデスタルと、実質的にペデスタルの一部から生じる放射光を測定するために、処理チャンバに結合された光学的な高温測定組立体とを含む。光学的な高温測定組立体はさらに、光導体の第１の端部に結合された受光器を含む。光学的な高温測定組立体は、放射光の一部を検出するために受光器に結合された光検出器も含む。ペデスタルの温度は、その放射光の一部の少なくとも１つの波長の近くにおける強度から決定される。
【００７６】
さらに他の実施形態では、受光器は実質的にペデスタルの一部と整列され、１つまたは複数のフィーチャから出る光を受け取る。
【００７７】
さらに他の実施形態では、光学的な高温測定組立体はさらに、光導体に入る迷光を低減するために、受光器の端部の近くに配設された被覆を含む。
【００７８】
さらに他の実施形態では、被覆は光導体の端部を越えて延びるが、光がペデスタルの一部と受光器の間を伝わるのを妨げない。
【００７９】
さらに他の実施形態では、被覆は光導体の端部を越えて延びるが、光導体の端部にある開口を覆わない。
【００８０】
さらに他の実施形態では、ペデスタルの一部はペデスタルの縁部を含む。
【００８１】
さらに他の実施形態では、光学的な高温測定組立体はさらに、光導体の第２の端部の近くに配設されたガス入口を含む。ガス入口は光導体内のチャネルに結合され、ガス入口に供給されるガスは、チャネルを通り、光導体の第１の端部に向かい、ガスを用いて光導体の第１の端部をパージするチャンバに流入する。
【００８２】
さらに他の実施形態では、ガスは、水素、窒素およびアルゴンの少なくとも１つを含む。
【００８３】
さらに他の実施形態では、ガスの流量は、約２００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）から８標準リットル毎分（ｓｌｍ）の間である。
【００８４】
さらに他の実施形態では、ペデスタルの縁部上の１つまたは複数のフィーチャは、ペデスタルの縁部の周りの溝を含む。
【００８５】
さらに他の実施形態では、ペデスタルの縁部上の１つまたは複数のフィーチャは、ペデスタル内に穿孔された孔を含み、孔の少なくとも１つは、孔の開口全体の面積の少なくとも２倍の全内面積を有する。
【００８６】
さらに他の実施形態では、処理中の基板の温度を測定する方法は、ペデスタルまたは基板の一部の近くに光導体を配設すること、光導体の端部がペデスタルまたは基板の一部から光を受け取るように、光導体の端部を迷光から遮蔽すること、光導体の端部の汚染を低減するために、ガスを用いて光導体の端部をパージすること、ペデスタルまたは基板から放射され、光導体によって受け取られた光の一部を検出すること、およびペデスタルまたは基板からのその放射光の一部の、少なくとも１つの波長の近くにおける強度から基板の温度を決定することを含む。
【００８７】
さらに他の実施形態では、方法はさらに、温度を測定する間、ペデスタルおよび／または基板を回転させることを含む。
【００８８】
さらに他の実施形態では、方法はさらに、水素、窒素およびアルゴンの少なくとも１つを含むガスを用いて、光導体の端部をパージすることを含む。
【００８９】
さらに他の実施形態では、方法はさらに、光導体の端部をパージするために、約２００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）から８標準リットル毎分（ｓｌｍ）の間のガスを流すことを含む。
【００９０】
さらに他の実施形態では、ペデスタルは、ペデスタルの縁部上に１つまたは複数のフィーチャを有し、少なくとも１つの波長の近くで、１つまたは複数のフィーチャの近傍における見かけの光放射率を高め、またペデスタルから放射された光の一部を検出するステップは、フィーチャからの放射光を検出することをさらに含む。
【００９１】
さらに他の実施形態では、温度測定に対する迷光の影響を低減するために、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は３μｍより大きい。
【００９２】
さらに他の実施形態では、温度測定に対する迷光の影響を低減するために、少なくとも１つの波長の１つまたは複数は４．５μｍより大きい。
【００９３】
これまで本発明を好ましい実施形態に関して説明してきたが、本発明はそうした実施形態に限定されないことが、当業者にはやはり認識されるであろう。前述の本発明の様々な特徴および態様は、別個にまたは一緒に用いることができる。さらに、本発明を特定の環境における特定の用途に対するその実装形態の文脈で説明してきたが、本発明の有用性はそうした実装形態に限定されず、また本発明を任意の数の環境および実装形態に利用することが可能であることが当業者には認識されるであろう。
【図１】
0005743896.tif 000002
【図２】
0005743896.tif 000003
【図３Ａ】
0005743896.tif 000004
【図３Ｂ】
0005743896.tif 000005
【図３Ｃ】
0005743896.tif 000006
【図３Ｄ】
0005743896.tif 000007
【図３Ｅ】
0005743896.tif 000008
【図４】
0005743896.tif 000009
【図５】
0005743896.tif 000010
【図６】
0005743896.tif 000011
【図７】
0005743896.tif 000012
【図８】
0005743896.tif 000013
【図９Ａ】
0005743896.tif 000014
【図９Ｂ】
0005743896.tif 000015