專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)高溫計(jì)和使用該光學(xué)高溫計(jì)處理半導(dǎo)體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種光學(xué)高溫計(jì)和一種使用該光學(xué)高溫計(jì)處理半導(dǎo)體的設(shè)備，更具體地講，涉及一種改進(jìn)了接收部的結(jié)構(gòu)的光學(xué)高溫計(jì)和一種使用該光學(xué)高溫計(jì)處理半導(dǎo)體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體處理設(shè)備中，對(duì)半導(dǎo)體的處理通常需要熱處理。例如，在化學(xué)氣相沉積設(shè)備中，有機(jī)化合物的外延生長(zhǎng)是熱化學(xué)反應(yīng)。在熱處理中，機(jī)械地準(zhǔn)確測(cè)量并控制溫度對(duì)于品質(zhì)和可靠的膜形成是必需的。在半導(dǎo)體處理設(shè)·備中，用于測(cè)量來(lái)自熱源(例如，被加熱的晶片或被加熱的晶片支持物)照射的光的溫度的光學(xué)高溫計(jì)用作用于測(cè)量溫度的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種光學(xué)高溫計(jì)和一種使用該光學(xué)高溫計(jì)處理半導(dǎo)體的設(shè)備，該光學(xué)高溫計(jì)具有減少接收部的污染的結(jié)構(gòu)。其他方面將在下面的描述中部分地進(jìn)行闡述，并且部分地通過(guò)該描述將是清楚的，或者可以通過(guò)給出的示例性實(shí)施例的實(shí)施而明了。根據(jù)本公開(kāi)的一方面，光學(xué)高溫計(jì)包括:接收部，具有用于接收加熱單元的光輻射的接收端；和殼部，覆蓋除接收部的接收端以外的接收部，其中，接收部的接收端的與接收部的接收端的縱向垂直的截面的面積朝接收部的接收端的端部減小。接收部的接收端可以具有半球形形狀、錐形形狀、圓錐形形狀、截圓錐形形狀、多棱錐形形狀和截多棱錐形形狀中的任意一種。光學(xué)高溫計(jì)還可以包括用于將凈化氣體注入接收部和殼部之間的凈化氣體注入部。通過(guò)凈化氣體注入部注入的凈化氣體的流率可以設(shè)置成使得在接收部的接收端處產(chǎn)生的渦流為最大的值。 接收部可以包括用于傳輸光的導(dǎo)光管。接收部可以由透明材料形成。殼部的端部可以相對(duì)于接收部的接收端的端部突出。接收部的接收端可以布置成鄰近加熱單元。根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，半導(dǎo)體處理設(shè)備包括:室，用于容納基底，所述基底用來(lái)處理半導(dǎo)體；加熱單元，用于加熱室的內(nèi)部；和高溫計(jì)，用于檢測(cè)室的內(nèi)部的溫度，所述高溫計(jì)包括接收部和殼部，接收部具有接收端，接收端用于接收加熱單元的光輻射，殼部覆蓋除接收部的接收端以外的接收部，其中，接收部的接收端的與接收部的接收端的縱向垂直的截面的面積朝接收部的接收端的端部減小。接收部的接收端可以具有半球形形狀、錐形形狀、圓錐形形狀、截圓錐形形狀、多棱錐形形狀和截多棱錐形形狀中的任意一種。半導(dǎo)體處理設(shè)備還可以包括用于將凈化氣體注入接收部和殼部之間的凈化氣體注入部。通過(guò)凈化氣體注入部注入的凈化氣體的流率可以設(shè)置成使得在接收部的接收端處產(chǎn)生的渦流為最大的值。接收部可以包括用于傳輸光的導(dǎo)光管。接收部可以由透明材料形成。殼部的端部可以相對(duì)于接收部的接收端的端部突出。接收部的接收端可以布置成鄰近加熱單元。半導(dǎo)體處理設(shè)備可以是有機(jī)化學(xué)沉積設(shè)備。半導(dǎo)體處理設(shè)備還可以包括被加熱單元加熱并用于支持室中的基底的支持物，其中，接收部的接收端布置成鄰近支持物。支持物可以是用于支持基底的襯托器。 根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，光學(xué)高溫計(jì)包括:殼部，包括空心管，所述空心管具有敞開(kāi)的端部；和具有接收端的接收部，所述接收部布置在空心管的內(nèi)部使得接收端鄰近所述敞開(kāi)的端部，其中，接收端的截面積沿縱向朝接收端的端部減小。接收部的接收端可以具有半球形形狀、錐形形狀、圓錐形形狀、截圓錐形形狀、多棱錐形形狀和截多棱錐形形狀中的任意一種。光學(xué)高溫計(jì)可以包括用于將凈化氣體注入接收部和殼部之間的凈化氣體注入部。通過(guò)凈化氣體注入部注入的凈化氣體的流率可以設(shè)置成使得在接收部的接收端處產(chǎn)生的渦流為最大的值。接收部可以包括用于傳輸光的導(dǎo)光管。殼部的敞開(kāi)的端部可以相對(duì)于接收部的接收端的端部突出。


由下面結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施例的描述，這些和/或其他方面將變得清楚并且更加容易理解，其中:圖1是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高溫計(jì)的示意性剖視圖；圖2示出了在圖1的高溫計(jì)中接收部的接收端的結(jié)構(gòu)的示例；圖3A和圖3B示出了在圖1的高溫計(jì)中接收部的接收端的結(jié)構(gòu)的其他示例；圖4示出了在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高溫計(jì)中接收部的接收端附近觀察到的凈化氣體的流動(dòng)；圖5示出了在根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)中接收部的接收端附近觀察到的凈化氣體的流動(dòng)；圖6是示出了在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高溫計(jì)和根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)中接收部的接收端處測(cè)量的污染量的曲線圖；以及
圖7是使用圖1的高溫計(jì)的半導(dǎo)體處理設(shè)備的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地參照示例性實(shí)施例,在附圖中示出了示例性實(shí)施例的示例,其中,相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。在這方面，給出的示例性實(shí)施例可以具有不同的形式并且不應(yīng)被解釋為局限于這里闡述的描述。因此，以下通過(guò)參照附圖來(lái)僅描述這些實(shí)施例以解釋本公開(kāi)的多個(gè)方面。當(dāng)諸如“中的至少一種(個(gè))(者)”的表述在一系列元件之后時(shí)，是修飾整個(gè)系列的元件，而不是修飾該系列中的個(gè)別元件。圖1是根據(jù)本公開(kāi)示例性實(shí)施例的高溫計(jì)100的示意性剖視圖。圖2示出了在圖1的高溫計(jì)100中接收部110的接收端IlOa的結(jié)構(gòu)的示例。參照?qǐng)D1和圖2，根據(jù)本實(shí)施例的高溫計(jì)100包括:接收部110，用于接收加熱體照射的光；殼部120，用于保護(hù)接收部110 ;和外殼130，用于結(jié)合接收部110和殼部120。接收部110由透明材料形成，且可以是例如導(dǎo)光管。接收部110的一端是用于接收光的接收端110a，而接收部110的另一端連接到光接收裝置(未示出)。殼部120可以具有空心管的形狀。殼部120的端部可以比接收部110的接收端IlOa稍長(zhǎng)地延伸。用于將接收部110的另一端連接到光電檢測(cè)器(未示出)的光纜插入在套圈組件140中。在一些情況下，光接收裝置可以直接附于接收部110的另一端。 可以提供用于將凈化氣體注入到接收部110和殼部120之間的空間中的凈化氣體注入部150。凈化氣體注入部150連接到凈化氣體供給源(未示出)。凈化氣體可以是惰性氣體或?qū)嵸|(zhì)上不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的諸如氮的非反應(yīng)性氣體。凈化氣體注入到接收部110和殼部120之間的空間中，向著接收部110的接收端IlOa射出。凈化氣體限制接收部110和填充室(參照?qǐng)D7的210)的內(nèi)部的反應(yīng)性氣體之間的接觸，因此可以減少或防止反應(yīng)性氣體對(duì)接收部110的污染。參照?qǐng)D2，接收部110的接收端IlOa可以具有半球形形狀。由于接收端IlOa具有半球形形狀，因此通過(guò)接收部110和殼部120之間的間隙噴射的凈化氣體可以有效地產(chǎn)生渦流，使得接收部110的接收端IlOa可以有效地被凈化氣體覆蓋。使用高溫計(jì)100的半導(dǎo)體處理設(shè)備的室中的反應(yīng)性氣體污染的接收端IlOa可能產(chǎn)生不良影響，當(dāng)凈化氣體覆蓋接收端IlOa時(shí)，可以防止所述不良影響。根據(jù)本實(shí)施例的接收端IlOa的半球形形狀僅僅是垂直于其縱向的接收端截面的面積朝端部減小的形狀的示例，而本公開(kāi)不限于此。例如，如圖3A所示，接收部110'的接收端110' a可以具有端部逐漸變尖銳的錐形形狀，例如圓錐形形狀或多棱錐形形狀。參照?qǐng)D3B，接收端110" a具有上表面平坦的截圓錐形形狀或截多棱錐形形狀。截圓錐形形狀或截多棱錐形形狀可以被修改為具有圓形上表面。具有垂直于其縱向的接收端截面的面積朝端部減小的形狀的任何接收端可以產(chǎn)生上述的渦流。圖4示出了在根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的高溫計(jì)中接收部的接收端附近觀察到的凈化氣體的流動(dòng)。圖5示出了在根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)中接收部的接收端附近觀察到的凈化氣體的流動(dòng)。參照?qǐng)D4，根據(jù)本示例性實(shí)施例的高溫計(jì)100的接收部110的接收端IlOa具有半球形形狀。因此，通過(guò)接收部110和殼部120之間的間隙噴射的凈化氣體不僅具有直流F1，而且還具有在鄰近接收端IlOa的區(qū)域“A”中由于接收端IlOa的半球形形狀而產(chǎn)生的渦流F2。凈化氣體的渦流F2使得區(qū)域“A”成為被凈化氣體圍繞的封閉體系，因此可以防止接收端IlOa受填充接收部110所處的空間(例如，室的內(nèi)部)的反應(yīng)性氣體的污染。另外，使用高溫計(jì)100的半導(dǎo)體處理設(shè)備在幾百度以上的高溫下發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)。因此，通過(guò)限制接收端IlOa的溫度的升高，可以限制反應(yīng)性氣體對(duì)接收端IlOa的污染。S卩，在根據(jù)本實(shí)施例的高溫計(jì)100中，凈化氣體可以防止接收端IlOa與加熱到高溫的反應(yīng)性氣體接觸，因此可以限制接收端IlOa的溫度的升高。因此，可以限制反應(yīng)性氣體對(duì)接收端IlOa的污染。參照?qǐng)D5，在根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)中，接收部310的接收端310a具有平坦表面。在這種情況下，通·過(guò)接收部310和殼部120之間的間隙噴射的凈化氣體的流動(dòng)F3直行的傾向性更強(qiáng)。因此，凈化氣體對(duì)加熱體S的區(qū)域“B”進(jìn)行碰撞并且向接收端310a返回。在凈化氣體的流動(dòng)過(guò)程中，凈化氣體與填充空間(諸如接收部310所處的室的內(nèi)部)的反應(yīng)性氣體的一部分混合，因此接收端310a可能被反應(yīng)性氣體污染。另外，由于凈化氣體與加熱到高溫的反應(yīng)性氣體混合，因此接收端310a被加熱到高溫，使得反應(yīng)性氣體產(chǎn)生的污染可能變得更嚴(yán)重。圖6是示出在根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的高溫計(jì)100和根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)中接收部的接收端處測(cè)量的污染量的曲線圖。反應(yīng)性氣體是通常在有機(jī)化學(xué)沉積設(shè)備中使用的三甲基鎵(TMGa)。在接收端處積累的TMGa的濃度(B卩，污染量)根據(jù)注入的凈化氣體的流率來(lái)變化。如圖6中看到的，隨著凈化氣體的流率增大，對(duì)根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)測(cè)得的TMGa的污染量趨向于增加。相反，當(dāng)凈化氣體的流率是0.5SLM時(shí)，對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的高溫計(jì)100測(cè)得的污染量具有最小值，并且所述污染量比根據(jù)對(duì)比示例的高溫計(jì)的污染量小得多。在本實(shí)施例中，污染量最大時(shí)的凈化氣體的流率可以被理解成在圖2的接收端IlOa處形成的潤(rùn)流的量最小時(shí)的流率。圖7是使用圖1的高溫計(jì)100的半導(dǎo)體處理設(shè)備200的示意性剖視圖。在圖7中，使用圖1的高溫計(jì)100的半導(dǎo)體處理設(shè)備200是化學(xué)氣相沉積設(shè)備。參照?qǐng)D7，根據(jù)本示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體處理設(shè)備200包括:室210，用于容納晶片；加熱單元220，用于加熱室210的內(nèi)部；和高溫計(jì)100，用于測(cè)量室210的內(nèi)部的溫度。容納有晶片的襯托器230和反應(yīng)性氣體注入部250的噴嘴255位于室210中。另外，高溫計(jì)100的接收部110的接收端(參見(jiàn)圖1的IlOa)布置在室210中，從而靠近襯托器230。例如，高溫計(jì)100布置在室210的下部，同時(shí)高溫計(jì)100的接收部110穿過(guò)室210的下表面，使得接收部110的端部可以布置成鄰近襯托器230的背表面。高溫計(jì)100測(cè)量由加熱單元220加熱的襯托器230的溫度。如上所述，接收部110的接收端IlOa可以具有半球形形狀、錐形形狀、圓錐形形狀、截圓錐形形狀、多棱錐形形狀或截多棱錐形形狀以防止被反應(yīng)性氣體G2污染。另外，為了防止接收部110的接收端IlOa的污染，在室210中執(zhí)行沉積工藝的過(guò)程中凈化氣體Gl被注入到高溫計(jì)100中。室210在沉積工藝期間是密閉的，并且室210可以是敞開(kāi)的以改變待沉積的物體。多個(gè)袋231設(shè)置在襯托器230的上表面上。每個(gè)袋231是從襯托器230的上表面以預(yù)定深度形成的凹陷。具有圓盤(pán)型的衛(wèi)星盤(pán)232容納在每個(gè)袋231中。進(jìn)行沉積的晶片放置在衛(wèi)星盤(pán)232上。當(dāng)用于支持襯托器230的支持部組件240因電機(jī)260而旋轉(zhuǎn)時(shí)，襯托器230可以旋轉(zhuǎn)以均勻地沉積。用于將流動(dòng)氣體G3向袋231供應(yīng)的氣體流路235可以形成在襯托器230和支持襯托器230的支持部組件240中。由于流動(dòng)氣體G3的緩沖作用，在衛(wèi)星盤(pán)232的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中衛(wèi)星盤(pán)232和每個(gè)袋231的底部之間的摩擦力可以被充分地減小，從而可被忽略。加熱單元220布置在襯托器230的背表面上，并且將襯托器230加熱到預(yù)定的溫度。例如，當(dāng)將要形成GaN基生長(zhǎng)層時(shí)，加熱單元220可以將襯托器230加熱到大約500°C至1500°C的溫度。加熱單元220可以是對(duì)其施加高頻電流的線圈。在這種情況下，襯托器230可以通過(guò)感應(yīng)加熱法來(lái)加熱。在另一示例中，加熱單元220可以是電阻加熱的導(dǎo)線。反應(yīng)性氣體注入部250是用于供應(yīng)包括源氣和載氣的反應(yīng)性氣體G2以用于對(duì)待沉積的物體進(jìn)行沉積的裝置。反應(yīng)性氣體注入部250的噴嘴255暴露于室210的內(nèi)部并且噴射反應(yīng)性氣體G2。排氣部270將包括凈化氣體Gl、反應(yīng)性氣體G2和流動(dòng)氣體G3的廢氣G4排到室210的外面。由于加熱到高溫的襯托器230，因此待沉積的物體可以維持高溫。待沉積的物體的上表面接觸反應(yīng)性氣體G2并且執(zhí)行化學(xué)沉積反應(yīng)。化學(xué)沉積反應(yīng)使諸如GaN基化合物晶體的預(yù)定材料在諸如晶片的待沉積的物體上生長(zhǎng)。通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)生長(zhǎng)有機(jī)化合物晶體的化學(xué)氣相沉積設(shè)備需要機(jī)械地準(zhǔn)確測(cè)量并控制溫度，以形成優(yōu)異的且可靠的薄膜。在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體處理設(shè)備200中，由于改進(jìn)了高溫計(jì)100的接收部110的結(jié)構(gòu)，因此可以防止接收部110被反應(yīng)性氣體G2污染，從而可以形成在機(jī)械地準(zhǔn)確測(cè)量并控制溫度方面優(yōu)異的且可靠的薄膜。 如上所述，在根據(jù)本公開(kāi)的光學(xué)高溫計(jì)和使用該光學(xué)高溫計(jì)的半導(dǎo)體處理設(shè)備中，可以減少因污染而引起的溫度測(cè)量誤差，因此可以提高溫度測(cè)量的可靠性。另外，由于可以延長(zhǎng)高溫計(jì)的接收部的更換周期，因此可以減少管理和維修費(fèi)用。應(yīng)該理解的是，這里描述的示例性實(shí)施例應(yīng)該僅以描述性含義被考慮，而不出于限制的目的。在每個(gè)實(shí)施例中的多個(gè)特征或方面的描述通常應(yīng)當(dāng)被看作可適用于其他實(shí)施例中的其他相似特征或方面。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)高溫計(jì)，包括: 具有接收端的接收部，接收端用于接收加熱單元的光輻射；以及 殼部，覆蓋除接收部的接收端以外的接收部， 其中，接收部的接收端的與接收部的接收端的縱向垂直的截面的面積朝接收部的接收端的端部減小。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，接收部的接收端具有半球形形狀、錐形形狀、截圓錐形形狀和截多棱錐形形狀中的任意一種。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，錐形形狀包括圓錐形形狀和多棱錐形形狀中的任意一種。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)高溫計(jì)，所述光學(xué)高溫計(jì)還包括用于將凈化氣體注入接收部和殼部之間的凈化氣體注入部。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，通過(guò)凈化氣體注入部注入的凈化氣體的流率被設(shè)置成使得在接收部的接收端處產(chǎn)生的渦流為最大的值。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，接收部包括用于傳輸光的導(dǎo)光管。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，殼部的端部相對(duì)于接收部的接收端的端部突出。
8.一種半導(dǎo)體處理設(shè)備，包括: 用于容納基底的室，所述基底用于處理半導(dǎo)體； 加熱單元，用于加熱室的內(nèi)部；以及 高溫計(jì)，用于檢測(cè)室的內(nèi)部的溫度，所述高溫計(jì)包括接收部和殼部，接收部具有接收端，接收端用于接收加熱單元的光輻射，殼部覆蓋除接收部的接收端以外的接收部， 其中，接收部的接收端的與接收部的接收端的縱向垂直的截面的面積朝接收部的接收端的端部減小。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其中，接收部的接收端具有半球形形狀、錐形形狀、截圓錐形形狀和截多棱錐形形狀中的任意一種。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其中，錐形形狀包括圓錐形形狀和多棱錐形形狀中的任意一種。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其中，所述高溫計(jì)還包括用于將凈化氣體注入接收部和殼部之間的凈化氣體注入部。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備,其中,通過(guò)凈化氣體注入部注入的凈化氣體的流率被設(shè)置成使得在接收部的接收端處產(chǎn)生的渦流為最大的值。
13.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其中，接收部包括用于傳輸光的導(dǎo)光管。
14.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其中，殼部的端部相對(duì)于接收部的接收端的立而部關(guān)出。
15.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其中，半導(dǎo)體處理設(shè)備是有機(jī)化學(xué)沉積設(shè)備。
16.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，所述半導(dǎo)體處理設(shè)備還包括被加熱單元加熱并用于支持室中的基底的支持物，其中，接收部的接收端被布置成鄰近支持物。
17.一種光學(xué)高溫計(jì)，包括:殼部，包括空心管，所述空心管具有敞開(kāi)的端部；以及 接收部，具有接收端，所述接收部布置在空心管的內(nèi)部使得接收端鄰近所述敞開(kāi)的端部， 其中，接收端的截面積沿縱向朝接收端的端部減小。
18.如權(quán)利要求17所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，接收部的接收端具有半球形形狀、錐形形狀、截圓錐形形狀和截多棱錐形形狀中的任意一種。
19.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，錐形形狀包括圓錐形形狀和多棱錐形形狀中的任意一種。
20.如權(quán)利要求17所述的光學(xué)高溫計(jì)，所述光學(xué)高溫計(jì)還包括用于將凈化氣體注入接收部和殼部之間的凈化氣體注入部。
21.如權(quán)利要求20所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，通過(guò)凈化氣體注入部注入的凈化氣體的流率被設(shè)置成使得在接收部的接收端處產(chǎn)生的渦流為最大的值。
22.如權(quán)利要求17所述的光學(xué)高溫計(jì),其中,接收部包括用于傳輸光的導(dǎo)光管。
23.如權(quán)利要求17所述的光學(xué)高溫計(jì)，其中，殼部的敞開(kāi)的端部相對(duì)于接收部的接收立而的纟而部關(guān)出 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)高溫計(jì)和一種使用該光學(xué)高溫計(jì)處理半導(dǎo)體的設(shè)備，所述光學(xué)高溫計(jì)包括具有接收端的接收部，接收端用于接收加熱單元的光輻射；和殼部，覆蓋除接收部的接收端以外的接收部，其中，接收部的接收端的與接收部的接收端的縱向垂直的截面的面積朝接收部的接收端的端部減小。
文檔編號(hào)H01L21/67GK103226043SQ201310035480
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者許寅會(huì), 申?yáng)|明, 洪鐘波, 金秋浩, 池元秀, 金俊佑 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社