用于沉積半導(dǎo)體層如iii-iv族半導(dǎo)體層的裝置，具有：反應(yīng)器殼體；布置在該反應(yīng)器殼體中的基座，例如由石墨或經(jīng)涂覆的石墨構(gòu)成；布置在該基座下方的加熱裝置，例如紅外線加熱裝置、射頻加熱裝置或燈管加熱裝置；進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，其布置在所述基座上方并且用該進(jìn)氣機(jī)構(gòu)將工藝氣體導(dǎo)入處理腔室；以及一個(gè)或多個(gè)溫敏傳感器，以確定擱置在基座上的基板的表面溫度，并將該表面溫度提供給調(diào)節(jié)裝置，用所述調(diào)節(jié)裝置可這樣來(lái)調(diào)節(jié)所述加熱裝置，使得所述表面溫度保持為預(yù)定值。這類裝置例如描述于de102012101717a1中。結(jié)合多個(gè)傳感器和多區(qū)加熱裝置，所述調(diào)節(jié)裝置可對(duì)基座以及由此對(duì)基板上的溫度分布和從基板到基板的溫度分布進(jìn)行調(diào)節(jié)。

de102004007984a1描述了一種cvd反應(yīng)器，其具有布置在反應(yīng)器殼體中的處理腔室。該處理腔室的底部由基座形成，該基座承載待處理(特別地待涂覆)的基板。處理腔室頂部由進(jìn)氣機(jī)構(gòu)形成，該進(jìn)氣機(jī)構(gòu)具有進(jìn)氣口，工藝氣體可通過(guò)該進(jìn)氣口進(jìn)入處理腔室?；路皆O(shè)有加熱裝置，以將基座加熱至處理溫度。借助于多個(gè)測(cè)溫傳感器測(cè)量基座的表面溫度。此外，us6492625b1、ep1481117b1、de102007023970a1也屬于現(xiàn)有技術(shù)。

通常用高溫計(jì)測(cè)量基板表面的溫度。高溫計(jì)在用作測(cè)溫儀前必須校準(zhǔn)。ep2251658b1和ep2365307b1描述了一種使用模擬“普朗克輻射器”的光源來(lái)校準(zhǔn)高溫計(jì)的方法。光源在校準(zhǔn)時(shí)用經(jīng)調(diào)節(jié)的參照(基準(zhǔn))輻射流量照射高溫計(jì)，該參照輻射流量在相對(duì)有限的光譜波長(zhǎng)范圍內(nèi)與黑體輻射等效，且對(duì)應(yīng)于高溫計(jì)中的經(jīng)預(yù)先校準(zhǔn)的參照(基準(zhǔn))溫度。

這種具有多個(gè)光源的裝置描述于us2013/0294476a1中。

前述文獻(xiàn)分別描述了窄帶高溫計(jì)的校準(zhǔn)方法。這種高溫計(jì)例如對(duì)950nm的波長(zhǎng)是靈敏的，其中帶寬<10nm。用這種窄帶高溫計(jì)所測(cè)量的強(qiáng)度與溫度t大致如下相關(guān)：i＝a*exp(-b/t)，其中a和b為在校準(zhǔn)方法中待測(cè)定的常數(shù)。基本上，測(cè)定參數(shù)a，其與從測(cè)量點(diǎn)到傳感器的光路的品質(zhì)相關(guān)，即，特別地與窗口的透射率或臨界孔徑的大小相關(guān)。若高溫計(jì)經(jīng)基本校準(zhǔn)，則參數(shù)b通常在制造時(shí)被設(shè)定。這在使用黑體輻射器的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地對(duì)于窄帶高溫計(jì)而言，參數(shù)b由如下的波長(zhǎng)來(lái)確定，在該波長(zhǎng)下高溫計(jì)是敏感的，并且常常通過(guò)選擇確定傳感器中的波長(zhǎng)和波長(zhǎng)帶寬的濾波器來(lái)設(shè)立。

此外，以下有關(guān)于高溫計(jì)的校準(zhǔn)的文獻(xiàn)也屬于現(xiàn)有技術(shù)：us6,398，406、ep0490290bl、us6,151,446、us8,296,091、us6,963,816、wo2004/00184、us6,379,038、wo0054017、us2002/066859、wo99/13304、wo98/04892、ep0801292、wo97/11340、wo98/53286、us5,249,142、us4,979,134、us4,979,133、ep0317653、us4,708,474和us4,222,663。

用窄帶高溫計(jì)測(cè)量基板表面溫度，如在現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的那樣，缺點(diǎn)在于，由此無(wú)法對(duì)加熱裝置進(jìn)行可靠調(diào)節(jié)。例如在層生長(zhǎng)過(guò)程中，溫度測(cè)量值受法布理-珀羅效應(yīng)(fabry-perot-effekt)影響。由于強(qiáng)度低，窄帶高溫計(jì)的測(cè)量值遭受較大的信噪比。為避免傳感器溫度變化引起傳感器漂移，對(duì)窄帶高溫計(jì)使用濾波器。當(dāng)光路所穿過(guò)的窗口被覆蓋或涂覆(belegung)時(shí)，也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。

除窄帶高溫計(jì)(帶寬<20nm，優(yōu)選地<10nm)外，還使用寬帶高溫計(jì)(帶寬>100nm，優(yōu)選地>200nm)。這種高溫計(jì)因其較大的帶寬而能從待測(cè)量的表面接收到強(qiáng)度顯著更大的光信號(hào)。其對(duì)溫度漂移是較不靈敏的。高溫計(jì)的帶寬越大，溫度測(cè)量值對(duì)薄膜干涉效應(yīng)(法布理-珀羅效應(yīng))的靈敏度越低，以及在結(jié)構(gòu)化基板的情況下對(duì)波長(zhǎng)相關(guān)的散射的靈敏度越低。然而，在此，其因缺少濾波器而出現(xiàn)顯著的溫度漂移。

出于多方面原因，上述的校準(zhǔn)窄帶高溫計(jì)的方法無(wú)法應(yīng)用于寬帶高溫計(jì)。一方面，上述的參照輻射源具有限定的輻射流量，該輻射流量對(duì)應(yīng)于經(jīng)校準(zhǔn)的輻射溫度，并且具有黑體輻射器的光譜特性，實(shí)際上不適用于較大的帶寬(例如>10nm)。另一方面，關(guān)系式i＝a*exp(-b/t)不適用于較大的光譜范圍，因?yàn)樗玫墓鈾z測(cè)器的靈敏度與波長(zhǎng)相關(guān)。針對(duì)光譜輻射強(qiáng)度的關(guān)系式，即普朗克方程式為：其中當(dāng)檢測(cè)器靈敏度與波長(zhǎng)相關(guān)時(shí)，常數(shù)c1可與波長(zhǎng)相關(guān)。由此，關(guān)系式i＝a*exp(-b/t)整體上(integriert)不再適用于整個(gè)光譜范圍，而是在log(i)相對(duì)于1/t所繪的圖(曲線)中呈非線性走向。由于這種非線性，無(wú)法再由兩個(gè)校準(zhǔn)常數(shù)a和b來(lái)表示檢測(cè)器中的信號(hào)強(qiáng)度與測(cè)量對(duì)象的溫度之間的關(guān)系。因此，往往普遍使用黑體輻射源來(lái)校準(zhǔn)寬帶高溫計(jì)。其為被加熱至相應(yīng)輻射溫度的空腔輻射爐空腔輻射爐通常用于高溫計(jì)的首次出廠校準(zhǔn)，但因過(guò)于龐大而無(wú)法在設(shè)備上用來(lái)對(duì)高溫計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)或不定期的再校準(zhǔn)，并且因溫度穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)而過(guò)于耗時(shí)。

已知多種方法能足夠精確地描述或近似針對(duì)測(cè)量方法的關(guān)系式，例如通過(guò)在log(i)相對(duì)1/t所繪的曲線中的非線性曲線的高階擬合函數(shù)或通過(guò)分段線性化，使得關(guān)系式i＝a*exp(-b/t)適用于特定的溫度段1，2，3，…，其具有校準(zhǔn)參數(shù)a1，a2，a3，...，bl，b2，b3，...，或二者的結(jié)合，即分段高階近似(逼近)。出發(fā)點(diǎn)分別為沿高溫計(jì)的以log(i)相對(duì)1/t所繪的曲線的數(shù)量足夠多的參考點(diǎn)(采樣點(diǎn)，stützstellen)的可用性。

到達(dá)高溫計(jì)的光量可與其它幾何效應(yīng)相關(guān)，例如與窗口覆蓋層相關(guān)。若針對(duì)不同的波長(zhǎng)窗口覆蓋層對(duì)窗口的透射率有不同程度影響，則可使用多個(gè)對(duì)不同波長(zhǎng)靈敏的高溫計(jì)。為確定表面溫度，不僅使用絕對(duì)強(qiáng)度值，而且還使用兩個(gè)強(qiáng)度值的比。

到達(dá)高溫計(jì)的光量可與幾何效應(yīng)相關(guān)，但也可與高溫測(cè)量對(duì)象的未知發(fā)射率相關(guān)，尤其可與在加工中經(jīng)涂覆的基板的未知發(fā)射率相關(guān)。未知的或有錯(cuò)誤地己知的發(fā)射率會(huì)在通過(guò)高溫計(jì)測(cè)定溫度時(shí)造成誤差，其中通過(guò)普朗克輻射方程使到達(dá)傳感器的輻射量與發(fā)射輻射的對(duì)象的溫度相關(guān)聯(lián)。有以下幾種已知的技術(shù)方案可用來(lái)處理該技術(shù)問(wèn)題：a)在測(cè)量溫度的過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量光信號(hào)在使高溫計(jì)的檢測(cè)器靈敏的波長(zhǎng)下的反射率來(lái)測(cè)定發(fā)射率，b)在高溫計(jì)裝置中使用兩個(gè)或多個(gè)在不同波長(zhǎng)下具有靈敏性的檢測(cè)器，并且通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)強(qiáng)度值的比值來(lái)測(cè)定對(duì)象的表面溫度，即所謂的商數(shù)高溫計(jì)(quotientenpyrometer)。技術(shù)方案a)存在諸多不足之處，例如，反射信號(hào)在結(jié)構(gòu)化的基板上或在粗糙的基座的非基板表面的表面上的散射會(huì)造成反射率被低估，而發(fā)射率(e＝l-r)被高估，對(duì)于部分透明的基板如藍(lán)寶石，e＝l-r不再適合，并且反射信號(hào)的光譜分布必須與檢測(cè)器的靈敏度的光譜分布相匹配，在實(shí)踐中，這僅對(duì)相對(duì)窄的帶寬(<50nm，往往僅<20nm)是可實(shí)現(xiàn)的，在此情況下，上述的寬帶測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)無(wú)法與這種類型的發(fā)射率校正相結(jié)合。技術(shù)方案b)規(guī)避了解決方案a)的這種局限，因?yàn)槠洳槐販y(cè)量反射率，并由此能以簡(jiǎn)單的方式使用從測(cè)量對(duì)象(基板、基座)發(fā)射的輻射的寬帶檢測(cè)。藉由解決方案b)，即寬帶商數(shù)高溫計(jì)，可將對(duì)薄膜干涉效應(yīng)(法布理-珀羅效應(yīng))的不靈敏性與在粗糙表面或結(jié)構(gòu)化地基板上的使用相結(jié)合，并且與在低的信號(hào)強(qiáng)度下的使用相結(jié)合，使得信噪比優(yōu)于窄帶檢測(cè)器的情況下的信噪比。通過(guò)求不同波長(zhǎng)下的強(qiáng)度比來(lái)精確地測(cè)定溫度的限制性條件為，在可實(shí)現(xiàn)的溫度測(cè)量精度范圍內(nèi)，測(cè)量對(duì)象在兩個(gè)波長(zhǎng)下的發(fā)射率近似于恒定。在此情況下，求商時(shí)消去發(fā)射率。在有關(guān)測(cè)量的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，藍(lán)寶石和gan以及基座材料石墨相當(dāng)好地滿足所述條件(仍是在該方法的可實(shí)現(xiàn)的精度范圍內(nèi))。發(fā)射率所受到的與波長(zhǎng)強(qiáng)烈相關(guān)的影響如法布理-珀羅效應(yīng)被所述檢測(cè)的寬帶性能充分地削弱。使用商數(shù)高溫計(jì)的另一優(yōu)點(diǎn)在于，沿光程發(fā)生的幾何變化或例如由于光學(xué)窗的霧度或覆蓋層而沿光路發(fā)生的透光率變化以與測(cè)量對(duì)象的發(fā)射率相類似的方式在求商時(shí)被消去，只要這種變化針對(duì)不同波長(zhǎng)均勻地作用于檢測(cè)器的位置處的強(qiáng)度，在寬帶檢測(cè)器的情況下在整個(gè)相關(guān)的光譜范圍內(nèi)皆均勻地作用于檢測(cè)器的位置處的強(qiáng)度。

但解決方案b)會(huì)產(chǎn)生特定的技術(shù)問(wèn)題：在從測(cè)量對(duì)象到檢測(cè)器的光徑上的光學(xué)窗的覆蓋層或霧度可以波長(zhǎng)相關(guān)的方式改變輻射傳輸。由此造成溫度測(cè)量結(jié)果存在誤差，測(cè)得的溫度相對(duì)于測(cè)量對(duì)象的實(shí)際溫度發(fā)生漂移。因此，在長(zhǎng)期使用高溫計(jì)裝置的情況下，例如在半導(dǎo)體制造中要求在常規(guī)的維護(hù)周期的范圍內(nèi)對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行再校準(zhǔn)。已知的校準(zhǔn)方法基于在整個(gè)相關(guān)的光譜范圍內(nèi)使用具有空腔輻射的爐產(chǎn)生的黑體輻射。然而，這種爐由于其尺寸和長(zhǎng)的溫度穩(wěn)定時(shí)間，實(shí)際不適合用于被安裝在處理腔室上或處理腔室中的高溫計(jì)的再校準(zhǔn)。

因此，整體上，對(duì)于使用寬帶高溫計(jì)以在半導(dǎo)體處理設(shè)備中的所描述的應(yīng)用中測(cè)量溫度而言，目的在于找到如下的校準(zhǔn)方法，該校準(zhǔn)方法不具有已知的校準(zhǔn)方法的缺點(diǎn)，并且不限于帶寬足夠窄的高溫計(jì)。

本發(fā)明的目的在于提供校準(zhǔn)寬帶高溫計(jì)的方法。

該目的通過(guò)在權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述校準(zhǔn)，使用如下的高溫計(jì)裝置，其由第一窄帶高溫計(jì)和至少一個(gè)第二寬帶高溫計(jì)組成，所述第一窄帶高溫計(jì)在特定的光譜范圍內(nèi)具靈敏性，所述第二寬帶高溫計(jì)具有不同于所述第一高溫計(jì)的光譜范圍，該光譜范圍大于所述第一高溫計(jì)的光譜范圍。兩個(gè)高溫計(jì)優(yōu)選地對(duì)準(zhǔn)同一測(cè)量位置。其可具有同一光路，但備選地，也可具有不同光路。備選地，在旋轉(zhuǎn)式基座的情況下，兩個(gè)高溫計(jì)也可位于同一半徑上的不同位置處。所述第二高溫計(jì)也可由商數(shù)高溫計(jì)構(gòu)成，其中使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的寬帶高溫計(jì)或檢測(cè)器由強(qiáng)度比來(lái)測(cè)定溫度。使用寬帶高溫計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)際的溫度測(cè)量，窄帶高溫計(jì)具有用于校準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)寬帶高溫計(jì)的輔助功能。在設(shè)備制造期間進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，窄帶高溫計(jì)完全不用于溫度調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的校準(zhǔn)方法例如基本上以下列預(yù)備步驟開(kāi)始：

-提供高溫計(jì)裝置，其高溫計(jì)單獨(dú)地經(jīng)歷過(guò)利用黑體爐的出廠校準(zhǔn)，從而通過(guò)下述步驟，能夠在安裝時(shí)適應(yīng)處理腔室中的實(shí)際的幾何條件，或適應(yīng)由長(zhǎng)期操作、窗口不透明、檢測(cè)器或電子設(shè)備的老化造成的校準(zhǔn)錯(cuò)誤。

-提供cvd或pvd反應(yīng)器，其具有用于容納基板的基座，

-提供第一高溫計(jì)，其在第一光譜范圍內(nèi)、特別地窄帶的第一光譜范圍內(nèi)對(duì)第一波長(zhǎng)是靈敏的，

-提供第二高溫計(jì)，其在第二光譜范圍內(nèi)、特別地寬帶的第二光譜范圍內(nèi)對(duì)第二波長(zhǎng)是靈敏的。

首先，在第一步驟中校準(zhǔn)第一高溫計(jì)。這使用前述文獻(xiàn)中所描述的校準(zhǔn)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，例如使用被加熱至不同溫度的參照物體。由于第一高溫計(jì)為窄帶高溫計(jì)，原則上經(jīng)提高的溫度足以測(cè)定在以log(i)相對(duì)1/t所繪的圖中呈直線的特性曲線的位置。還可使用如下的校準(zhǔn)工具進(jìn)行校準(zhǔn)，該校準(zhǔn)工具實(shí)質(zhì)上為光源，該光源模擬經(jīng)加熱的參照物體在實(shí)際相當(dāng)窄的特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光發(fā)射，并且其中通過(guò)出廠校準(zhǔn)使該光發(fā)射的輻射功率對(duì)應(yīng)一個(gè)固定溫度。在隨后的步驟中，使基座或使代替基板被擱置在基座上的校準(zhǔn)體達(dá)到一個(gè)校準(zhǔn)溫度或多個(gè)不同的校準(zhǔn)溫度。這特別地通過(guò)加熱基座(該基座可為校準(zhǔn)體)或擱置在基座上的校準(zhǔn)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。用已校準(zhǔn)過(guò)的第一高溫計(jì)測(cè)量校準(zhǔn)溫度。通過(guò)已校準(zhǔn)的窄帶高溫計(jì)測(cè)量溫度獲得的測(cè)量值被用作第二高溫計(jì)的特性曲線的參考點(diǎn)。高溫計(jì)的特性曲線是指溫度與信號(hào)強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其往往以log(i)對(duì)1/t的形式來(lái)繪制。從該特性曲線可獲得用于對(duì)應(yīng)的高溫計(jì)的校準(zhǔn)參數(shù)，該校準(zhǔn)參數(shù)被儲(chǔ)存在高溫計(jì)的控制單元上，并且在接下來(lái)用于對(duì)溫度未知和/或發(fā)射率未知的測(cè)量對(duì)象進(jìn)行測(cè)量時(shí)，基于到達(dá)該高溫計(jì)的光譜輻射功率，使待測(cè)定的測(cè)量溫度對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的測(cè)得信號(hào)強(qiáng)度。該測(cè)量值還可被用來(lái)為寬帶高溫計(jì)測(cè)定用于實(shí)現(xiàn)分段線性逼近或分段高階逼近或整個(gè)溫度范圍內(nèi)的高階逼近的校準(zhǔn)參數(shù)。第二寬帶高溫計(jì)的特性曲線在阿利紐斯(arrhenius)作圖法中一般不為直線，而是曲線，其走向取決于傳感器的靈敏度譜與參照物體的發(fā)射光譜的差異性。本發(fā)明提出，兩個(gè)高溫計(jì)測(cè)量同一測(cè)量點(diǎn)所發(fā)射的光(紅外光)的強(qiáng)度。從測(cè)量點(diǎn)到高溫計(jì)的光路優(yōu)選地穿過(guò)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的排氣口并且穿過(guò)布置在進(jìn)氣機(jī)構(gòu)背面的窗口。該高溫計(jì)裝置可位于反應(yīng)器殼體的內(nèi)部。但其也可位于反應(yīng)器殼體的外部。然后，光路穿過(guò)另外的窗口?？稍O(shè)置分光器，用該分光器將光路分成至少兩個(gè)子光路，其中每個(gè)子光路均被引導(dǎo)至兩個(gè)高溫計(jì)中的一個(gè)。窄帶高溫計(jì)可對(duì)950nm的波長(zhǎng)具有靈敏性。帶寬優(yōu)選地低于50nm，優(yōu)選地在20nm、10nm或低于10nm的范圍內(nèi)。該寬帶高溫計(jì)可對(duì)同一波長(zhǎng)具有靈敏性。帶寬優(yōu)選地大于100nm。其可大于200nm。對(duì)于窄帶高溫計(jì)的校準(zhǔn)通常一個(gè)測(cè)量點(diǎn)就足夠了，而對(duì)于寬帶高溫計(jì)的校準(zhǔn)則在200℃和1300℃之間的溫度范圍內(nèi)優(yōu)選地測(cè)定至少三個(gè)測(cè)量點(diǎn)。由此產(chǎn)生兩個(gè)溫度范圍，其定義一條由兩個(gè)參考點(diǎn)構(gòu)成的基本特性曲線。在以log(i)相對(duì)l/t繪制的圖中，該基本特性曲線可由兩條直線或一條經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)的平滑曲線形成。對(duì)于三個(gè)以上的不同溫度，優(yōu)選地記錄三個(gè)以上的參考點(diǎn)?？墒褂锰沾审w作為該校準(zhǔn)體。特別地，使用石墨體、涂有sic的石墨體、硅基板、sic體或涂有sio2或si3n4的基板作為校準(zhǔn)體。該校準(zhǔn)體可為光學(xué)灰體。該校準(zhǔn)體的發(fā)射率必須對(duì)溫度與信號(hào)強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系是已知的。若該校準(zhǔn)體具有非恒定的發(fā)射率(即，非灰體)，則發(fā)射率與溫度和波長(zhǎng)的相關(guān)性必須是己知的。在本發(fā)明的進(jìn)一步方案中，高溫計(jì)裝置具有第三寬帶高溫計(jì)，其任務(wù)基本上與第二寬帶高溫計(jì)相同，即，在cvd或pvd裝置正常工作時(shí)，在特定位置上測(cè)量基座或基板的表面溫度。所述兩個(gè)寬帶高溫計(jì)在不同的光譜范圍內(nèi)是靈敏的，例如，其中一個(gè)寬帶高溫計(jì)可由sipin二極管形成。這種高溫計(jì)在400nm至1200nm的光譜范圍內(nèi)是靈敏的。第二寬帶高溫計(jì)可為ingaas檢測(cè)器。該高溫計(jì)在1100nm和1700nm之間的范圍內(nèi)是靈敏的。在使用兩個(gè)寬帶高溫計(jì)的測(cè)量值的情況下，在pvd或cvd裝置的正常工作中進(jìn)行溫度測(cè)定，其中不僅使用各絕對(duì)測(cè)量值，而且還使用兩個(gè)測(cè)量值的比(即商數(shù))。第三高溫計(jì)(即第二寬帶高溫計(jì))的校準(zhǔn)以類似于第一寬帶高溫計(jì)的校準(zhǔn)的方式，即在第二校準(zhǔn)步驟中進(jìn)行。兩個(gè)寬帶高溫計(jì)的校準(zhǔn)在相同的校準(zhǔn)溫度下且在使用同樣的校準(zhǔn)元件的情況下同時(shí)進(jìn)行，所述校準(zhǔn)元件可為校準(zhǔn)體或?qū)Ｓ没Ｕ瓗Ц邷赜?jì)對(duì)第一波長(zhǎng)λ1是靈敏的。第二高溫計(jì)對(duì)第二波長(zhǎng)λ2是靈敏的。第三高溫計(jì)對(duì)波長(zhǎng)λ3是靈敏的。第一波長(zhǎng)λ1、第二波長(zhǎng)λ2和第三波長(zhǎng)λ3可位于與寬帶高溫計(jì)中的一個(gè)的帶寬相當(dāng)?shù)念l帶內(nèi)。波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3可為相同的波長(zhǎng)，其也可彼此不同。兩個(gè)寬帶高溫計(jì)的帶寬可彼此不同。該帶寬也可彼此相同。所述帶寬可偏移一定的量，其中所述帶寬可重疊或不重疊。所述寬帶高溫計(jì)優(yōu)選地為商數(shù)高溫計(jì)，其具有硅檢測(cè)器，該硅檢測(cè)器基本上在450nm和1100nm之間的光譜范圍內(nèi)是靈敏的；以及ingaas檢測(cè)器，該ingaas檢測(cè)器基本上在1000nm和1700nm之間的特定范圍內(nèi)是靈敏的。由這些高溫計(jì)所提供的測(cè)量值為兩個(gè)檢測(cè)器的測(cè)量值之商。從其構(gòu)造看，第一高溫計(jì)為寬帶高溫計(jì)。但其上游連接窄帶濾波器，使得該高溫計(jì)僅接收由所述濾波器指定的波長(zhǎng)范圍的光。使用其中具有已知的發(fā)射率溫度變化的物體作為校準(zhǔn)元件。

以下結(jié)合所附圖式來(lái)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出了：

圖1為cvd反應(yīng)器的處理腔室的主要細(xì)節(jié)的剖面示意圖，該cvd反應(yīng)器具有第一實(shí)施例的高溫計(jì)裝置10、11、12、12'，

圖2為窄帶的第一高溫計(jì)11的校準(zhǔn)期間的根據(jù)圖1的視圖，

圖3為兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'的校準(zhǔn)期間的根據(jù)圖1的視圖，

圖4為第二實(shí)施例的根據(jù)圖1的視圖，

圖5為窄帶高溫計(jì)11的特性曲線的以log(i)相對(duì)1/t所繪制的圖；以及

圖6為寬帶高溫計(jì)的特性曲線的以log(i)相對(duì)1/t所繪制的圖，該特性曲線穿過(guò)四個(gè)在溫度tl、t2、t3、t4下測(cè)定的參考點(diǎn)s1、s2、s3、s4。

圖1和圖4示出cvd反應(yīng)器l的內(nèi)部。反應(yīng)器殼體未示出。具有排氣面的噴淋頭狀進(jìn)氣機(jī)構(gòu)2位于反應(yīng)器殼體內(nèi)部，該排氣面具有多個(gè)均勻分布在圓盤形面上的排氣口3、3'。處理腔室8位于進(jìn)氣機(jī)構(gòu)2的排氣面的下方，其底部由基座6形成，該基座由經(jīng)涂布的石墨構(gòu)成。待涂布的基板9擱置在基座6的面對(duì)處理腔室8的頂側(cè)。為清楚起見(jiàn)，圖1中僅示出一個(gè)基板9。加熱裝置7位于基座6的下方。該加熱裝置可為紅外線熱源。

進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的背面(即背離排氣面的那一面)具有窗口5、5'。窗口5、5'位于排氣口3的上方。從基板9上的測(cè)量點(diǎn)15出發(fā)的光路13被分光器14分成兩個(gè)光路13'、13"。第一高溫計(jì)11通過(guò)光路13、13'接收測(cè)量點(diǎn)15根據(jù)普朗克輻射定律所發(fā)射的光。第二高溫計(jì)12通過(guò)光路13、13"從測(cè)量點(diǎn)15接收紅外線范圍內(nèi)的熱輻射。

設(shè)有電子控制裝置10，其與兩個(gè)高溫計(jì)11、12配合作用并且能對(duì)加熱裝置7進(jìn)行調(diào)節(jié)。

第一高溫計(jì)11為窄帶高溫計(jì)，其對(duì)950+/-5nm的波長(zhǎng)是靈敏的。該高溫計(jì)可為硅光電二極管，其上游連接窄帶濾波器18，該窄帶濾波器僅供上述950nm的波長(zhǎng)透過(guò)。

第二高溫計(jì)12具有硅光電二極管。該硅光電二極管上游未連接帶通濾波器(bandpassfilter)。第二高溫計(jì)12為由兩個(gè)高溫計(jì)12、12'組成的高溫計(jì)裝置的組成部分。其由硅光電二極管形成。該高溫計(jì)為在硅光電二極管的整個(gè)光譜范圍內(nèi)工作的寬帶高溫計(jì)。此高溫計(jì)裝置可包含第三高溫計(jì)12'，該高溫計(jì)由ingaas二極管形成。此寬帶高溫計(jì)12'在ingaas二極管的相應(yīng)較寬的光譜范圍內(nèi)具有靈敏性。窄帶高溫計(jì)11和兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'通過(guò)同一個(gè)排氣口3和同一個(gè)窗口5從同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)15接收紅外光。代替兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'，也可僅使用一個(gè)寬帶高溫計(jì)12。

在圖4所示的實(shí)施例中，設(shè)有兩個(gè)具有相同構(gòu)造的高溫計(jì)裝置。兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'彼此分離且分別通過(guò)分光器14'獲得對(duì)應(yīng)的光。兩個(gè)傳感器裝置測(cè)量基座6的表面上的兩個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)處的光發(fā)射。兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)15、15'之間的區(qū)別主要在于其到中心軸a的徑向距離r1、r2?；?可繞此中心軸a旋轉(zhuǎn)。由此，使用所述傳感器裝置可測(cè)量不同徑向距離上的溫度。

在cvd反應(yīng)器工作期間，工藝氣體由供應(yīng)管線4導(dǎo)入進(jìn)氣機(jī)構(gòu)2，經(jīng)排氣口3、3'進(jìn)人處理腔室8并于該處在基板9的表面熱解以形成層，用第二高溫計(jì)12、12'測(cè)量測(cè)量點(diǎn)15、15'處的溫度。此溫度被提供給調(diào)節(jié)裝置10，該調(diào)節(jié)裝置能這樣來(lái)控制加熱裝置7，使得在測(cè)量點(diǎn)15處測(cè)得的溫度保持為恒定的值。

在使用分別具有兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'的高溫計(jì)裝置時(shí)，為調(diào)節(jié)溫度或確定溫度測(cè)量值，不僅需要評(píng)估兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'的絕對(duì)值。此外還需要求兩個(gè)絕對(duì)測(cè)量值的商數(shù)并評(píng)估該商數(shù)。通過(guò)該測(cè)量值的評(píng)估，可將從測(cè)量點(diǎn)發(fā)射的光所穿過(guò)的窗口的覆蓋層考慮在內(nèi)。

在未圖示的變化方案中，設(shè)有另外的高溫計(jì)裝置11、12、12'，其分別接收穿過(guò)不同排氣口3'的紅外光，以在不同的測(cè)量點(diǎn)處測(cè)定基座表面的溫度。所述高溫計(jì)裝置布置在其它徑向位置上。

對(duì)寬帶高溫計(jì)12或兩個(gè)寬帶高溫計(jì)12、12'的校準(zhǔn)包括以下步驟：

首先使用如前述ep2365307b1和ep2251658b1中所描述的校準(zhǔn)工具16。該校準(zhǔn)工具16模擬發(fā)熱的灰體或黑體且位于排氣口3的下方。校準(zhǔn)工具16所發(fā)出的光線射中窄帶高溫計(jì)的傳感器的表面。其可為具有定義光譜范圍的濾波器的硅pin二極管。窄帶高溫計(jì)11經(jīng)出廠預(yù)校準(zhǔn)，使得以1og(i)相對(duì)1/t所繪的圖中的特性曲線的斜率無(wú)需被改變。通過(guò)校準(zhǔn)，基本上僅確定特性曲線的垂直位置。使用校準(zhǔn)工具16測(cè)定圖4中所示的特性曲線，尤其是其高度(由雙向箭頭和平行虛線標(biāo)示)。

然而，備選地，也可將處理腔室內(nèi)部的校準(zhǔn)元件加熱至預(yù)設(shè)溫度。然后，用所述經(jīng)加熱的校準(zhǔn)元件的光校準(zhǔn)第一窄帶高溫計(jì)11。

隨后，從處理腔室取出校準(zhǔn)工具16或校準(zhǔn)元件。在處理腔室8中使用校準(zhǔn)體17。該校準(zhǔn)體可為硅基板或藍(lán)寶石基板或經(jīng)涂布的硅基板或經(jīng)涂布的藍(lán)寶石基板。其也可為設(shè)有g(shù)an或其它iii-v族層的硅基板或藍(lán)寶石基板。其可與校準(zhǔn)第一高溫計(jì)時(shí)所用的校準(zhǔn)元件為同一物體。其可為陶瓷板、石墨板或由金屬構(gòu)成的板。借助加熱裝置7將基座6先加熱至>200℃的校準(zhǔn)溫度。在校準(zhǔn)體17上的表面溫度穩(wěn)定后，用已經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的窄帶高溫計(jì)11測(cè)量第一溫度tl。將第二高溫計(jì)12在該溫度tl下測(cè)得的強(qiáng)度作為參考點(diǎn)s1繪于圖(圖5)中。在同一溫度tl下以相同方式校準(zhǔn)第三高溫計(jì)12'。

接著，將溫度提高至例如400℃。用第一高溫計(jì)11測(cè)量該溫度t2。將在該溫度t2下使用第二高溫計(jì)12所測(cè)得的強(qiáng)度作為參考點(diǎn)s2繪于圖5所示的圖中。在更高溫度，例如800℃的溫度t3和1200℃的溫度t4下進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。將對(duì)應(yīng)強(qiáng)度作為參考點(diǎn)s3和s4繪于圖5所示的圖中。也可以相同方式校準(zhǔn)第三高溫計(jì)12'。

隨后，分別為第二高溫計(jì)12和/或第三高溫計(jì)12'制作特性曲線。為此，穿過(guò)參考點(diǎn)繪制一條折線(圖5中的虛線)或者劃一條平滑的樣條線(spline)。

結(jié)果分別為一條基本特性曲線，使用該特性曲線，寬帶高溫計(jì)12或12'能通過(guò)校準(zhǔn)體的光學(xué)特性測(cè)定基板的溫度。由該基本特性曲線可為具有其它己知光學(xué)特性的基板推導(dǎo)出另外的特性曲線。

前述實(shí)施方案用于說(shuō)明本申請(qǐng)整體所包括的發(fā)明，其至少通過(guò)以下特征組合分別獨(dú)立構(gòu)成相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步方案：

一種方法，其特征在于，在第一步驟中校準(zhǔn)第一高溫計(jì)11，以及在第二步驟中將基座6或校準(zhǔn)元件17調(diào)溫至校準(zhǔn)溫度或依次調(diào)溫至多個(gè)彼此不同的校準(zhǔn)溫度tl、t2、t3、t4，用第一高溫計(jì)11測(cè)量所述校準(zhǔn)溫度，并將其用作參考點(diǎn)s1、s2、s3、s4以測(cè)定第二高溫計(jì)12的特性曲線。

一種方法，其特征在于，第一高溫計(jì)11的帶寬小于10nm，并且第二高溫計(jì)的帶寬為寬帶，特別地具有大于100nm、優(yōu)選地大于200nm的帶寬。

一種方法，其特征在于在第三寬帶光譜范圍內(nèi)具有靈敏性的第三高溫計(jì)12'，該第三高溫計(jì)在第二步驟中與第二高溫計(jì)12一起被校準(zhǔn)，并且與第二高溫計(jì)12形成具有不同光譜范圍的商數(shù)高溫計(jì)。

一種方法，其特征在于，用布置在cvd或pvd反應(yīng)器內(nèi)部的基座6或校準(zhǔn)元件17校準(zhǔn)第一高溫計(jì)11。

一種方法，其特征在于，借助具有已知的發(fā)射率溫度相關(guān)性的發(fā)光校準(zhǔn)工具16，例如經(jīng)調(diào)溫的參照物體或光源，進(jìn)行第一高溫計(jì)11的校準(zhǔn)。

一種方法，其特征在于，兩個(gè)或三個(gè)高溫計(jì)11、12、12'在校準(zhǔn)時(shí)評(píng)估同一測(cè)量點(diǎn)15發(fā)射的光的強(qiáng)度。

一種方法，其特征在于，兩個(gè)高溫計(jì)11、12接收從同一位置發(fā)射的光，并且特別地至少在部分距離上(übereineteilstrecke)使用同一光路。

一種方法，其特征在于，從測(cè)量點(diǎn)15到第一高溫計(jì)11以及到第二高溫計(jì)12或第三高溫計(jì)12'的光路13穿過(guò)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)2的布置在該進(jìn)氣機(jī)構(gòu)2的正面上的排氣口3并且穿過(guò)該進(jìn)氣機(jī)構(gòu)2的背面上的窗口5。

一種方法，其特征在于，分別在另外的溫度tl、t2、t3、t4下測(cè)定三個(gè)或更多個(gè)的參考點(diǎn)s1、s2、s4，特別地在200℃和1300℃之間的溫度范圍內(nèi)。

一種方法，其特征在于，參照物體或校準(zhǔn)元件17為僅用于校準(zhǔn)的基座，由陶瓷材料、石墨或半導(dǎo)體材料構(gòu)成的板，所述板代替基板布置在基座6上。

一種方法，其特征在于，在對(duì)基座6或校準(zhǔn)元件17進(jìn)行調(diào)溫時(shí)，校準(zhǔn)另外的高溫計(jì)裝置的第二或第三高溫計(jì)12、12'，所述另外的高溫計(jì)裝置分別評(píng)估從彼此不同的測(cè)量位置發(fā)射的光的強(qiáng)度。

一種方法，其特征在于，校準(zhǔn)元件17由屬于以下材料的組的材料構(gòu)成：sic、涂覆有sic的硅、石墨、涂覆有sic的石墨、硅、具有sio2或si3n4涂層的硅。

所有公開(kāi)的特征(單獨(dú)地或彼此組合地)均為本發(fā)明必不可少的。由此，還將相關(guān)/所附的優(yōu)先權(quán)文件(在先申請(qǐng)副本)的全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容中，為此目的，該文件的特征也一并納入本申請(qǐng)的權(quán)利要求中。從屬權(quán)利要求以其特征對(duì)本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)方案予以說(shuō)明，特別地目的在于在權(quán)利要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行分案申請(qǐng)。

附圖標(biāo)記

1cvd反應(yīng)器

2處理腔室

3排氣口

4供應(yīng)管線

5窗口

5'窗口

6基座

7加熱裝置

8處理腔室

9基板

10控制裝置/高溫計(jì)裝置

11高溫計(jì)/高溫計(jì)裝置

12高溫計(jì)/高溫計(jì)裝置

12'高溫計(jì)/高溫計(jì)裝置

13光路/光徑

13'光路/光徑

13"光路/光徑

14分光器

14'分光器

15測(cè)量點(diǎn)

16校準(zhǔn)工具

17校準(zhǔn)元件

18窄帶濾波器

a中心軸