專利名稱：化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及非接觸紅外測(cè)溫領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MetalOrganic Chemical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱MOCVD)集精密機(jī)械、半導(dǎo)體材料、真空電子、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)多學(xué)科為一體，是一種自動(dòng)化程度高、價(jià)格昂貴、技術(shù)集成度高的高端半導(dǎo)體材料、光電子專用設(shè)備。MOCVD是一種非平衡生長(zhǎng)技術(shù)，其工作機(jī)理是通過源氣體傳輸，使得III族烷基化合物(TMGa、TMIn、TMA1、二茂鎂等)與V族氫化物(AsH3、PH3、NH3等)在反應(yīng)腔內(nèi)的襯底上進(jìn)行熱裂解反應(yīng)。外延材料的生長(zhǎng)速率比較適中，可較精確地控制膜厚。它的組分和生長(zhǎng)速率均由工藝溫度、各種不同成分的氣流和精確控制的源流量決定的。其中溫度相差I(lǐng)攝氏度，會(huì)使光電器件的中心波長(zhǎng)漂移I納米左右，所以對(duì)于生產(chǎn)型MOCVD設(shè)備來說，整個(gè)載片臺(tái)溫度均勻性很重要。而只有能精確測(cè)量多點(diǎn)載片盤表面的溫度，才能通過調(diào)節(jié)使載片臺(tái)溫度達(dá)到均勻。在現(xiàn)有的金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備中的紅外輻射測(cè)溫方法是大部分是采用單波長(zhǎng)測(cè)量，這種測(cè)量方式對(duì)測(cè)試儀器的安裝精度要求較高，而且需要測(cè)量或者知道目標(biāo)測(cè)試表明的發(fā)射率，這也會(huì)帶來較大難度，所以測(cè)量準(zhǔn)確性較差。為準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)射率來校準(zhǔn)溫度測(cè)試儀器，美國(guó)專利US7275861B2中提到一種采用在校準(zhǔn)圓片(calibration wafer)上設(shè)置參考區(qū)(reference region)和非參考區(qū)(non-reference region),在參考區(qū)中使用鋁(Al)或銀(Ag)的共晶體，利用其已知的熔點(diǎn)和發(fā)射率以及非參考區(qū)測(cè)定的溫度值來校準(zhǔn)溫度測(cè)試儀。在專利文件CN 102455222A中也披露了在金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備中使用的一種雙波長(zhǎng)的溫度測(cè)試方法和裝置，該方法簡(jiǎn)化掉普通單波長(zhǎng)光學(xué)測(cè)溫計(jì)算中需要標(biāo)定發(fā)射率的步驟，消除了接收探測(cè)器立體角的變化和探測(cè)器與被測(cè)物距離變化所帶來的誤差，極大提高了測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性。雖然上面披露的兩種方法可以在一定程度上提高單點(diǎn)測(cè)溫的準(zhǔn)確性，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然無法滿足金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備中多點(diǎn)溫度監(jiān)控對(duì)相對(duì)溫度測(cè)量準(zhǔn)確性的要求，而且操作起來有時(shí)很不方便。因?yàn)闇y(cè)量獲得的紅外輻射能力與測(cè)試儀的安裝位置與輻射光的光學(xué)檢測(cè)口的結(jié)構(gòu)、光學(xué)窗口材料、制造、裝配誤差有關(guān)，這些誤差會(huì)導(dǎo)致相同的溫度，各個(gè)測(cè)試口讀出的數(shù)據(jù)不一樣，即各個(gè)測(cè)試儀的相對(duì)溫度讀數(shù)不準(zhǔn)確，這種不準(zhǔn)確的反饋結(jié)果將影響載片盤的溫度均勻性調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置，本實(shí)用新型的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置包括紅外輻射溫度測(cè)試儀4、光學(xué)檢測(cè)孔3、黑體爐10、光纖或光線束8，檢測(cè)孔端夾具7及黑體爐端夾具9，其特征在于光學(xué)檢測(cè)孔3為可以透光的，光學(xué)檢測(cè)孔3設(shè)置在噴淋盤I中，紅外輻射溫度測(cè)試儀4與設(shè)置在噴淋盤I中的可以透光的光學(xué)檢測(cè)孔3對(duì)應(yīng)設(shè)置，光纖或光線束8通過黑體爐端夾具9和檢測(cè)孔端夾具7固定并連接在黑體爐10和光學(xué)檢測(cè)孔3之間。所述紅外輻射溫度測(cè)試儀4和光學(xué)檢測(cè)孔3對(duì)應(yīng)設(shè)置為2個(gè)以上。紅外輻射溫度測(cè)試儀4中至少有一臺(tái)具有發(fā)射率修正溫度或消除發(fā)射率影響溫度的功能。上述裝置的紅外輻射溫度測(cè)試儀，可以設(shè)置為單波長(zhǎng)紅外輻射溫度測(cè)試儀或者雙波長(zhǎng)紅外輻射溫度測(cè)試儀或者多波長(zhǎng)紅外輻射溫度測(cè)試儀，用于目標(biāo)區(qū)域溫度檢測(cè)并輸出或顯示；光學(xué)檢測(cè)孔，設(shè)置在噴淋盤中的光學(xué)透光通孔，在噴淋盤不同的半徑位置處設(shè)置多個(gè)，用作紅外輻射溫度測(cè)試儀與檢測(cè)信號(hào)的傳輸通道；黑體爐，作為標(biāo)準(zhǔn)輻射源，進(jìn)行溫度標(biāo)定和修正；光纖或光纖束，用于將黑體爐的設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射信號(hào)傳輸?shù)焦鈱W(xué)檢測(cè)孔，最終進(jìn)入紅外輻射溫度測(cè)試儀；檢測(cè)孔端夾具，用于光纖或光線束的在噴淋盤的定位和固定，以使其對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行紅外輻射溫度測(cè)試儀校準(zhǔn)的光學(xué)檢測(cè)孔。使用上述金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法為將將黑體爐設(shè)置某一特定溫度，分別通過光纖或光線束將標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射信號(hào)傳輸?shù)礁鱾€(gè)光學(xué)檢測(cè)孔，紅外輻射溫度測(cè)試儀對(duì)載片盤或者襯底表面進(jìn)行溫度測(cè)量，由于各個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔及其上面的紅外輻射溫度測(cè)試儀的制造、裝配差異，有可能導(dǎo)致各個(gè)紅外輻射溫度測(cè)試儀檢測(cè)到的溫度不一樣，這樣就可以測(cè)得各個(gè)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀之間與所設(shè)定溫度輻射信號(hào)測(cè)得的溫度差異，進(jìn)而可以將其中一個(gè)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的具有消除發(fā)射率影響紅外輻射溫度測(cè)試儀檢測(cè)的溫度作為標(biāo)準(zhǔn)值，其他光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀根據(jù)各自測(cè)得的溫度值減去標(biāo)準(zhǔn)值得到溫度差值。然后將黑體爐設(shè)置的特定溫度、標(biāo)準(zhǔn)值和溫度差值以最小二乘法進(jìn)行擬合，得到各個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀測(cè)得的溫度差值曲線，再根據(jù)該溫度差值曲線對(duì)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀實(shí)測(cè)的溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。在金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備工藝過程中，使用紅外輻射溫度測(cè)試儀對(duì)載片盤或者襯底表面進(jìn)行溫度測(cè)量，根據(jù)前述黑體爐標(biāo)定得到的溫度差值曲線對(duì)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀實(shí)測(cè)的溫度進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除由于紅外輻射測(cè)溫儀系統(tǒng)的制造、裝配因素導(dǎo)致的溫度差異，使得各個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀測(cè)得的相對(duì)溫度值較為準(zhǔn)確，以便載片盤表面的溫度均勻性調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備工藝過程中本實(shí)用新型可以消除由于紅外輻射測(cè)溫儀系統(tǒng)的制造、裝配因素導(dǎo)致的溫度差異，使各個(gè)紅外輻射測(cè)溫儀測(cè)試的相對(duì)溫度更為準(zhǔn)確，以便載片盤表面的溫度均勻性調(diào)節(jié)，另外設(shè)定其中一臺(tái)紅外輻射溫度測(cè)試儀具有消除發(fā)射率影響溫度的功能，比如比色紅外溫度測(cè)試儀，多波長(zhǎng)紅外溫度測(cè)試儀，通過這個(gè)校準(zhǔn)裝置可以進(jìn)一步修正溫度，使得溫度測(cè)試更進(jìn)一步接近真實(shí)溫度。

圖1為本實(shí)用新型紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖1中，I是噴淋盤、2是噴淋孔、3是光學(xué)檢測(cè)孔，其中3a光學(xué)檢測(cè)孔一、3b光學(xué)檢測(cè)孔二、3c光學(xué)檢測(cè)孔三、3d光學(xué)檢測(cè)孔四、3e光學(xué)檢測(cè)孔五、4是紅外輻射溫度測(cè)試儀，其中4a紅外輻射溫度測(cè)試儀一、4b紅外輻射溫度測(cè)試儀二、4c紅外輻射溫度測(cè)試儀三、4d紅外輻射溫度測(cè)試儀四、4e紅外輻射溫度測(cè)試儀五，5是載片盤、6是襯底、7是檢測(cè)孔端夾具、8是光纖或光纖束、9是黑體爐端夾具、10是黑體爐。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例實(shí)施例一參見圖1，本實(shí)用新型的本實(shí)用新型的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置包括紅外輻射溫度測(cè)試儀4、光學(xué)檢測(cè)孔3、黑體爐10、光纖或光線束8，檢測(cè)孔端夾具7及黑體爐端夾具9。光學(xué)檢測(cè)孔3為可以透光的通孔，本實(shí)施咧的光學(xué)檢測(cè)孔3有五個(gè)，分別設(shè)置在噴淋盤I中，為光學(xué)檢測(cè)孔一 3a、光學(xué)檢測(cè)孔二 3b、光學(xué)檢測(cè)孔三3c、光學(xué)檢測(cè)孔四3d、光學(xué)檢測(cè)孔五3e,紅外輻射溫度測(cè)試儀4也設(shè)有四個(gè)，為紅外輻射溫度測(cè)試儀一 4a、紅外輻射溫度測(cè)試儀二 4b、紅外輻射溫度測(cè)試儀三4c、紅外輻射溫度測(cè)試儀四4d、紅外輻射溫度測(cè)試儀五4e，五個(gè)紅外輻射溫度測(cè)試儀分別與設(shè)置在噴淋盤I中的可以透光的五個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔3對(duì)應(yīng)，光纖或光線束8通過黑體爐端夾具9和檢測(cè)孔端夾具7固定并連接在黑體爐10和光學(xué)檢測(cè)孔3之間。所述的紅外輻射溫度測(cè)試儀4可以設(shè)置為單波長(zhǎng)紅外輻射溫度測(cè)試儀或者雙波長(zhǎng)紅外輻射溫度測(cè)試儀或者多波長(zhǎng)紅外輻射溫度測(cè)試儀，于目標(biāo)區(qū)域溫度檢測(cè)并輸出或顯不O使用本實(shí)施例的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法如下將黑體爐10設(shè)置某一特定溫度，分別通過光纖或光線束8將標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射信號(hào)傳輸?shù)焦鈱W(xué)檢測(cè)孔一 3a、光學(xué)檢測(cè)孔二 3b、光學(xué)檢測(cè)孔三3c、光學(xué)檢測(cè)孔四3d何光學(xué)檢測(cè)孔五3e，由于各個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔及其上面的紅外輻射溫度測(cè)試儀的制造、裝配差異，有可能導(dǎo)致紅外輻射溫度測(cè)試儀一 4a、紅外輻射溫度測(cè)試儀二 4b、紅外輻射溫度測(cè)試儀三4c、紅外輻射溫度測(cè)試儀四4d和紅外輻射溫度測(cè)試儀五4e檢測(cè)到的溫度不一樣。將光學(xué)檢測(cè)孔一 3a對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀一 4a檢測(cè)的溫度作為標(biāo)準(zhǔn)值，光學(xué)檢測(cè)孔二 3b、光學(xué)檢測(cè)孔三3c、光學(xué)檢測(cè)孔四3d何光學(xué)檢測(cè)孔五3e分別對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀二 4b、紅外輻射溫度測(cè)試儀三4c、紅外輻射溫度測(cè)試儀四4d和紅外輻射溫度測(cè)試儀五4e用測(cè)得的溫度值減去標(biāo)準(zhǔn)值得到溫度差值。同樣地，將黑體爐10設(shè)置一系列的特定溫度，可以得到一系列的標(biāo)準(zhǔn)值和溫度差值。將這一系列的溫度差值進(jìn)行擬合，如最小二乘法擬合，得到各個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀測(cè)得的溫度差值曲線。在金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備工藝過程中，使用紅外輻射溫度測(cè)試儀對(duì)載片盤5或者襯底6表面進(jìn)行溫度測(cè)量，根據(jù)前述黑體爐10標(biāo)定得到的溫度差值曲線對(duì)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀實(shí)測(cè)的溫度進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除由于紅外輻射測(cè)溫儀系統(tǒng)的制造、裝配因素導(dǎo)致的溫度差異，使得各個(gè)光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)的紅外輻射溫度測(cè)試儀測(cè)得的相對(duì)溫度值較為準(zhǔn)確，以便載片盤表面的溫度均勻性調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置，包括紅外輻射溫度測(cè)試儀(4)、光學(xué)檢測(cè)孔(3)、黑體爐(10)、光纖或光線束(8)，檢測(cè)孔端夾具(7)及黑體爐端夾具(9)，其特征在于光學(xué)檢測(cè)孔(3)為可以透光的，光學(xué)檢測(cè)孔(3)設(shè)置在噴淋盤(I)中，紅外輻射溫度測(cè)試儀(4)與設(shè)置在噴淋盤(I)中的可以透光的光學(xué)檢測(cè)孔(3)對(duì)應(yīng)設(shè)置，光纖或光線束(8)通過黑體爐端夾具(9)和檢測(cè)孔端夾具(7)固定并連接在黑體爐(10)和光學(xué)檢測(cè)孔(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述紅外輻射溫度測(cè)試儀(4)和光學(xué)檢測(cè)孔(3)對(duì)應(yīng)設(shè)置為2個(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述紅外輻射溫度測(cè)試儀(4)中至少有一臺(tái)具有發(fā)射率修正溫度或消除發(fā)射率影響溫度的功能。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備的紅外輻射測(cè)溫校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)裝置的可以透光的光學(xué)檢測(cè)孔設(shè)置在噴淋盤中，紅外輻射溫度測(cè)試儀與設(shè)置在噴淋盤中的光學(xué)檢測(cè)孔對(duì)應(yīng)設(shè)置，光纖或光線束通過黑體爐端夾具和檢測(cè)孔端夾具固定并連接在黑體爐和光學(xué)檢測(cè)孔之間。通過光纖或光纖束將黑體爐的紅外輻射引入金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的噴淋盤的光學(xué)檢測(cè)口，對(duì)噴淋盤上方的紅外輻射測(cè)溫儀進(jìn)行在線標(biāo)定校準(zhǔn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可消除由于紅外輻射測(cè)溫儀系統(tǒng)本身的系統(tǒng)誤差、裝配因素導(dǎo)致的溫度差異，使各個(gè)紅外輻射測(cè)溫儀測(cè)試的相對(duì)溫度更為準(zhǔn)確，以便載片盤表面的溫度均勻性調(diào)節(jié)。解決了金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積設(shè)備的溫度校準(zhǔn)難題。
文檔編號(hào)G01J5/08GK202903332SQ201220516069
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者甘志銀, 胡少林, 潘建秋, 蔣小敏, 植成楊, 劉玉貴 申請(qǐng)人:甘志銀