半導(dǎo)體層的溫度測定方法以及溫度測定裝置制造方法
【專利摘要】提供一種在對半導(dǎo)體層進(jìn)行蒸鍍而成膜時，能夠直接高精度地得知半導(dǎo)體層的溫度的測定裝置以及測定方法。對半導(dǎo)體層照射在第1溫度范圍（T3-T4）內(nèi)光的透射率衰減的第1波長的激光、和在第2溫度范圍（T5-T6）內(nèi)光的透射率衰減的第2波長的激光，由受光部接收透過了半導(dǎo)體層的光。在半導(dǎo)體層的溫度上升，而第1波長的激光的探測光量衰減了的時間點(diǎn)，能夠得知激光的透射率的衰減幅度（D4-D3）。在溫度進(jìn)一步上升而第2波長的激光的探測光量超過衰減起點(diǎn)（g）之后，能夠根據(jù)某測定時的探測光量（Db）和所述衰減幅度（D4-D3），計算半導(dǎo)體層的溫度。
【專利說明】半導(dǎo)體層的溫度測定方法以及溫度測定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠在通過蒸鍍法對發(fā)光二極管、其他半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜時，測定成膜中或者成膜后的半導(dǎo)體層的溫度、半導(dǎo)體層的表面粗糙度等的半導(dǎo)體層的溫度測定方法以及溫度測定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通過蒸鍍法形成41隊6&48、6&隊11^、5丨、5丨(:等半導(dǎo)體。作為蒸鍍法，使用了化學(xué)氣相生長法(CVD法)、分子束外延法(MBE法)等。在這些蒸鍍法中，在設(shè)定為真空狀態(tài)的腔內(nèi)設(shè)置基板，并在該基板上以原料氣體等的狀態(tài)供給原料分子而在基板的表面沉積結(jié)晶層而成膜。
[0003]在該種蒸鍍法中，為了以一定的沉積速度致密并且具有再現(xiàn)性地對無雜質(zhì)的半導(dǎo)體的結(jié)晶層進(jìn)行成膜，需要準(zhǔn)確地控制腔內(nèi)的基板的溫度。為此，設(shè)置對基板進(jìn)行加熱的加熱器，并且設(shè)置測定腔內(nèi)的基板的溫度的監(jiān)視器，能夠根據(jù)用該監(jiān)視器測定的溫度，控制所述加熱器的加熱溫度。[0004]如以下的專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2記載那樣，以往，作為所述監(jiān)視器，使用了監(jiān)視基板表面被加熱而產(chǎn)生的紅外線的高溫計。高溫計設(shè)置于在腔中設(shè)置的窗的外側(cè)，從基板的表面、成膜中的半導(dǎo)體層的表面發(fā)出的紅外線透過玻璃窗，并由高溫計檢測。但是，在基于高溫計的溫度測定中，存在以下那樣的問題。
[0005]在從被加熱的基板表面發(fā)出的紅外線通過成膜過程中的半導(dǎo)體層的內(nèi)部時，通過半導(dǎo)體層的光和在半導(dǎo)體層的內(nèi)部被反射的光發(fā)生干涉，高溫計的檢測輸出細(xì)微地變動，而且該干涉的程度追隨所成膜的半導(dǎo)體層的膜厚的變動而變化。以往，在腔外配置發(fā)光裝置，通過腔的玻璃窗對成膜中的半導(dǎo)體層照射激光，監(jiān)視透過了半導(dǎo)體層的激光，從而解決了該問題。與紅外線同樣地，通過半導(dǎo)體層的激光和在半導(dǎo)體層的內(nèi)部被反射的激光也發(fā)生干涉，所以能夠使用監(jiān)視激光時的干涉所致的輸出變動，實現(xiàn)使通過高溫計檢測的紅外線的干涉抵消或者降低的校準(zhǔn)。
[0006]但是，即便校準(zhǔn)了用高溫計檢測的紅外線的干涉，基于高溫計的溫度測定也是在遠(yuǎn)離基板的表面的地方進(jìn)行，一般是在腔的玻璃窗的外側(cè)進(jìn)行。在實際上發(fā)熱的基板的表面與測定部位之間介有長的空間，進(jìn)而介有玻璃窗，所以無法避免在通過高溫計測定的溫度與基板表面的實際的溫度之間產(chǎn)生誤差。
[0007]另外，在基板的表面生長中的半導(dǎo)體層透明的情況下，高溫計透過透明的半導(dǎo)體層來測定基板的表面的溫度。通過這樣使用高溫計的測定方法，難以直接準(zhǔn)確地得知成膜中的半導(dǎo)體層自身的溫度。
[0008]另外，在以下的專利文獻(xiàn)I中，記載了使用測定基板的背側(cè)的溫度的熱電偶監(jiān)視器。但是，熱電偶監(jiān)視器設(shè)置于基板的背側(cè)，所以無法準(zhǔn)確地測定實際的基板表面的溫度。另外，熱電偶監(jiān)視器的熱容量大，所以向腔內(nèi)的溫度變化的追隨性惡化，無法準(zhǔn)確地得知基板溫度。[0009]進(jìn)而，在以下的專利文獻(xiàn)3中，公開了對被測定體的晶片照射來自鹵素?zé)舻墓?，根?jù)光的透射率和光的反射率以及光的波長，計算晶片的表面溫度的技術(shù)。
[0010]但是，光的透射率和反射率根據(jù)晶片的表面的粗糙度等各種主要原因而大幅變化，所以僅通過單一的光的透射率和反射率，難以高精度地測定被測定物的溫度。
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-289714號公報
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-367907號公報
[0013]專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-122480號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0015]本發(fā)明解決上述以往的問題，其目的在于提供能夠高精度地檢測在基板表面成膜的過程中的半導(dǎo)體層的溫度、或者成膜后的半導(dǎo)體層的溫度，能夠?qū)Ω哔|(zhì)量的半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜的半導(dǎo)體層的溫度測定方法以及溫度測定裝置。
[0016]另外，本發(fā)明的目的在于，提供能夠測定半導(dǎo)體層的光的透射量的變化，即時地求出半導(dǎo)體層的溫度變化的半導(dǎo)體層的溫度測定方法以及溫度測定裝置。
[0017]進(jìn)而，本發(fā)明的目的在于，提供能夠根據(jù)對半導(dǎo)體層提供了不同的波長的光時的探測光量的變化，判定探測光量的變動是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致還是由其以外的主要原因所致的半導(dǎo)體層的溫度測定方法以及溫度測定裝置。
[0018]解決問題的技術(shù)手段
[0019]第I發(fā)明提供一種半導(dǎo)體層的溫度測定方法，該溫度測定方法測定在腔內(nèi)成膜的半導(dǎo)體層的溫度，其特征在于，
[0020]使用當(dāng)半導(dǎo)體層的溫度上升而達(dá)到第I范圍的溫度時針對所述半導(dǎo)體層的透射率衰減的第I波長的光、和當(dāng)所述半導(dǎo)體層的溫度達(dá)到比所述第I范圍高的第2范圍時針對所述半導(dǎo)體層的光的透射率衰減的第2波長的光，
[0021]沿著相同的路徑對所述半導(dǎo)體層提供第I波長的光和第2波長，并且通過與所述半導(dǎo)體對置的光檢測裝置探測所述第I波長的光和所述第2波長的光量，
[0022]在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減了之后，進(jìn)而第2波長的光的探測光量開始衰減之后的測定時，根據(jù)該測定時的第2波長的探測光量、和第I波長的光的探測光量的衰減幅度，計算半導(dǎo)體層的所述第2范圍內(nèi)的溫度。
[0023]在本發(fā)明的溫度測定方法中，能夠根據(jù)(第2范圍的極大值的溫度)+ (第2范圍的溫度差)X{(第2波長的光的探測光量的衰減起點(diǎn)至測定時的衰減量)/ (第I波長的光的探測光量的衰減幅度)}，計算所述半導(dǎo)體層的所述測定時的溫度。
[0024]另外，通過本發(fā)明的溫度測定方法，能夠根據(jù)在所述基板上對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜的過程中的所述測定時得到的第2波長的光的探測光量、和第I波長的光的探測光量的衰減幅度，計算成膜過程中的半導(dǎo)體層的溫度，并且以使該溫度為所述第2范圍內(nèi)的規(guī)定值的方式，控制所述基板的加熱溫度。
[0025]在本發(fā)明的溫度測定方法中，在對在所述腔內(nèi)設(shè)置的透明基板進(jìn)行加熱的同時，供給原料分子而在所述基板上對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜，[0026]對所述半導(dǎo)體層的表面提供第I波長的光和第2波長的光，通過與所述半導(dǎo)體層的表面對置的所述光檢測裝置，探測通過所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部的漫反射光和由所述半導(dǎo)體層的表面反射的漫反射光。
[0027]在本發(fā)明的溫度測定方法中，使用通過測定從半導(dǎo)體層發(fā)出的紅外線來測定半導(dǎo)體層的溫度的溫度變化測定裝置，通過在所述測定時計算得到的所述第2范圍內(nèi)的溫度，還能夠校準(zhǔn)所述溫度變化測定裝置的測定誤差。
[0028]第2發(fā)明提供一種半導(dǎo)體層的溫度測定方法，該溫度測定方法測定在腔內(nèi)成膜的半導(dǎo)體層的溫度，其特征在于，
[0029]使用當(dāng)半導(dǎo)體層的溫度上升而達(dá)到第I范圍的溫度時針對所述半導(dǎo)體層的透射率衰減的第I波長的光、和當(dāng)所述半導(dǎo)體層的溫度達(dá)到比所述第I范圍高的第2范圍則針對所述半導(dǎo)體層的光的透射率衰減的第2波長的光，
[0030]沿著相同的路徑對所述半導(dǎo)體層提供第I波長的光和第2波長，并且通過與所述半導(dǎo)體對置的光檢測裝置探測所述第I波長的光和所述第2波長的光量，
[0031]在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減之后，監(jiān)視第2波長的光的探測光量，如果第2波長的光的探測光量變化，則參照此時的第I波長的光的探測光量的變化，判定第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致還是由其以外的主要原因所致。
[0032]在本發(fā)明的溫度測定方法中，如果在第2波長的光的探測光量變化了時，第I波長的光探測光量也變化，則判定為第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化以外的主要原因所致。
[0033]在該情況下，還能夠根據(jù)第I波長的光的探測光量的變化和第2波長的光的探測光量的變化的至少一個，求出半導(dǎo)體層的表面粗糙度。
[0034]另外，在本發(fā)明的溫度測定方法中，在第2波長的光的探測光量變化時、且第I波長的光的探測光量未變化時，判定為第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致。
[0035]在本發(fā)明的溫度測定方法中，在對在所述腔內(nèi)設(shè)置的透明基板進(jìn)行加熱的同時，供給原料分子而在所述基板上對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜，
[0036]對所述半導(dǎo)體層的表面提供第I波長的光和第2波長的光，通過與所述半導(dǎo)體層的表面對置的所述光檢測裝置，探測通過所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部的漫反射光和由所述半導(dǎo)體層的表面反射的漫反射光。
[0037]第3發(fā)明提供一種半導(dǎo)體層的溫度測定裝置，該溫度測定裝置測定在腔內(nèi)成膜的半導(dǎo)體層的溫度，其特征在于，設(shè)置有:
[0038]發(fā)光裝置，提供當(dāng)半導(dǎo)體層的溫度上升而達(dá)到第I范圍的溫度時針對所述半導(dǎo)體層的透射率衰減的第I波長的光、和當(dāng)所述半導(dǎo)體層的溫度達(dá)到比所述第I范圍高的第2范圍時針對所述半導(dǎo)體層的光的透射率衰減的第2波長的光；以及
[0039]光檢測裝置，探測第I波長的光和第2波長的光，
[0040]所述發(fā)光裝置和所述光檢測裝置與半導(dǎo)體的表面對置，沿著相同的路徑對所述表面提供第I波長的光和第2波長的光，通過所述光檢測裝置探測通過所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部的漫反射光和來自所述表面的漫反射光，[0041]所述溫度測定裝置設(shè)置有控制裝置，該控制裝置根據(jù)通過所述光檢測裝置探測的第I波長的光的探測光量和第2波長的光的探測光量，計算所述半導(dǎo)體層的溫度。
[0042]例如，在本發(fā)明的溫度測定裝置中的所述控制裝置中，在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減了之后，進(jìn)而第2波長的光的探測光量開始衰減之后的測定時，根據(jù)該測定時的第2波長的探測光量、和第I波長的光的探測光量的衰減幅度，計算半導(dǎo)體層的所述第2范圍內(nèi)的溫度。
[0043]或者，在所述控制裝置中，在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減之后，監(jiān)視第2波長的光的探測光量，如果第2波長的光的探測光量變化，則參照此時的第I波長的光的探測光量的變化，判定第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致還是由其以外的主要原因所致。
[0044]另外，在所述控制部中，第2波長的光的探測光量和第I波長的光的探測光量都變化了時，
[0045]根據(jù)第I波長的光的探測光量的變化和第2波長的光的探測光量的至少一個，能夠計算半導(dǎo)體層的表面粗糙度。
[0046]發(fā)明效果
[0047]在本發(fā)明的溫度測定方法以及溫度測定裝置中，通過對成膜中或者成膜后的半導(dǎo)體層提供不同的波長的光，能夠即時測定半導(dǎo)體層的溫度。
[0048]另外，能夠根據(jù)對半導(dǎo)體層提供了不同的波長的光時的探測光量的變化，判定探測光量的變動是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致還是由其以外的主要原因所致。作為其結(jié)果，還能夠測定成膜中的半導(dǎo)體層的表面粗糙度是否變化、進(jìn)而測定表面粗糙度的大小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1是示出成膜裝置以及本發(fā)明的第I實施方式的溫度測定裝置的構(gòu)造的概略的說明圖。
[0050]圖2是詳細(xì)示出構(gòu)成溫度測定裝置的發(fā)光裝置的說明圖。
[0051]圖3是詳細(xì)示出構(gòu)成溫度測定裝置的光檢測裝置的說明圖。
[0052]圖4是示出成膜裝置的內(nèi)部的基板以及成膜中或者成膜后的半導(dǎo)體層的放大說明圖。
[0053]圖5是示出對半導(dǎo)體層提供的光的波長、光的透射率、以及半導(dǎo)體層的溫度的關(guān)系的線圖。
[0054]圖6是示出對半導(dǎo)體層提供的光的透射量與半導(dǎo)體層的溫度的關(guān)系的線圖。
[0055]圖7是示出對半導(dǎo)體層提供的2個波長的光的透射量與半導(dǎo)體層的溫度的關(guān)系的線圖。
[0056]圖8是示出進(jìn)行半導(dǎo)體層的溫度控制時的2個波長的光的透射率的變化的線圖。
[0057]圖9是示出半導(dǎo)體層的透射率由于溫度變化以外的主要原因而變化了的狀態(tài)的線圖。
[0058]圖10是示出起因于半導(dǎo)體層的溫度變化而透射率變化了的狀態(tài)的線圖。
[0059](符號說明)
[0060]1:成膜裝置；2:腔；3:工作臺；6:基板；7:半導(dǎo)體層；8:第I窗；9:第2窗；10:高溫計；11:受光部；13:第I受光元件；14:第2受光元件；15:波長濾波器；16:光檢測裝置；20:溫度測定裝置；21:發(fā)光裝置；22:第I激光光源；23:第2激光光源；L1:第I波長的激光；L2 --第2波長的激光；T3-T4:第I溫度范圍；Τ5-Τ6:第2溫度范圍；(e) (g):衰減起點(diǎn)；(f) (h):衰減終點(diǎn)。
【具體實施方式】
[0061]圖1是示出成膜裝置I以及本發(fā)明的第I實施方式的溫度測定裝置20的說明圖，圖2示出發(fā)光裝置的詳細(xì)情況，圖3示出光檢測裝置的詳細(xì)情況。
[0062]圖1是示出通過化學(xué)氣相生長法(CVD法)、分子束外延法(MBE法)對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜的成膜裝置I的示意圖。
[0063]成膜裝置I具有腔2，在成膜中內(nèi)部空間被設(shè)定為真空狀態(tài)。在腔2內(nèi)設(shè)置了工作臺3，在該工作臺3中內(nèi)置了作為加熱裝置的加熱器3a。對腔2連接了導(dǎo)入路4，從所述導(dǎo)入路4對工作臺3的表面提供包含用于對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜的元素(原料分子)的原料氣體5，在工作臺3上設(shè)置的基板6的表面對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜。
[0064]在腔2中設(shè)置了第I窗8和第2窗9。在第I窗8和第2窗9中嵌入了玻璃板等透明板，能夠通過該透明板觀察內(nèi)部，但腔2的內(nèi)部空間和外部空間被透明板遮擋。
[0065]在所述第I窗8的外側(cè)，作為溫度變化測定裝置的一個例子，設(shè)置了高溫計10。高溫計10具有受光部11和處理由受光部11接收到光而得到的受光輸出的處理電路部12。高溫計10的受光部11設(shè)置于第I窗8外，經(jīng)由在第I窗8中安裝的透明板與所述基板6的正上方對置。受光部11的中心位于從基板6的表面的中心垂直地延伸的垂線Lv上，在受光部11中設(shè)置的受光元件 的受光光軸沿著垂線Lv朝向所述基板6的表面。
[0066]如果通過加熱器3a對工作臺3和基板6進(jìn)行了加熱，則通過工作臺3的表面的熱產(chǎn)生的紅外線透過透明的基板6以及成膜中的半導(dǎo)體層7，并透過第I窗8而被受光部11接收。由受光部11接收到光而得到的受光輸出被提供給處理電路部12，根據(jù)所接收到的紅外線的波長等，測定基板6的表面溫度，準(zhǔn)確而言測定工作臺3的表面溫度。
[0067]在腔2外，設(shè)置了構(gòu)成本發(fā)明的實施方式的溫度測定裝置20的發(fā)光裝置21。發(fā)光裝置21從在腔2中設(shè)置的第2窗9的外側(cè)與所述基板6的表面對置。
[0068]如圖2所示，在發(fā)光裝置21中，設(shè)置了發(fā)出第I波長的激光LI的第I激光光源22、和發(fā)出第2波長的激光L2的第2激光光源23。從第I激光光源22發(fā)出的激光LI通過準(zhǔn)直透鏡22a變換為準(zhǔn)直光而透過半透半反鏡25。從第2光源23發(fā)出的激光L2通過準(zhǔn)直透鏡23a變換為準(zhǔn)直光，通過反射鏡24反射而提供給半透半反鏡25。
[0069]在發(fā)光裝置21中，第I激光光源22和第2激光光源23交替地點(diǎn)亮，第I波長的激光LI和第2波長的激光L2沿著相同的路徑Ld交替地被提供給基板6以及半導(dǎo)體層7。
[0070]所述基板6由藍(lán)寶石晶片等透明的材料形成。此處的透明意味著全部光線透射率是80%以上的光學(xué)特性，優(yōu)選為全部光線透射率是95%以上。如圖4所示，基板6的底面6a為形成了細(xì)微的凹凸的漫反射面。在半導(dǎo)體層7為光的透射率高的狀態(tài)時，沿著路徑Ld照射的激光透過半導(dǎo)體層7，并透過基板6而由所述底面6a漫反射。由底面6a漫反射了的漫反射光Rl透過基板6以及半導(dǎo)體層7，但漫反射光Rl中的朝向垂線Lv的分量被所述受光部11接收。[0071]沿著路徑Ld的激光以入射角Θ對半導(dǎo)體層7的表面7a進(jìn)行入射，所以以反射角Θ從表面7a正反射了的光不會被受光部11接收。但是，如果激光由半導(dǎo)體層7的表面7a漫反射，則其漫反射光R2中的朝向垂線Lv的分量被受光部11接收。
[0072]所述路徑Ld和所述垂線Lv所呈的角度Θ超過O度且小于90度。
[0073]所述受光部11被使用于作為高溫計10接收紅外線，并且還作為接收由底面6a和表面7a漫反射了的激光的光檢測裝置發(fā)揮功能。在受光部11中，在不同的時刻，交替檢測從加熱了的基板6、半導(dǎo)體層7發(fā)出的紅外線、和由基板6、半導(dǎo)體層7反射了的激光的漫反射光Rl、R2。進(jìn)而，與2個激光光源22、23的點(diǎn)亮的定時符合地，受光部11中的受光信號被進(jìn)行時間劃分，在不同的定時，探測第I波長的激光LI和第2波長的激光L2。因此，在受光部11中，不發(fā)生相互干涉而區(qū)分地探測紅外線以及第I波長的激光LI和第2波長的激光L2。
[0074]另外，也可以與接收紅外線的高溫計10的受光部11獨(dú)立地，設(shè)置接收激光的光檢測裝置16，在第I窗8外并排地配置受光部11和光檢測裝置16。
[0075]該情況下的光檢測裝置16能夠如圖3所示，構(gòu)成為具有第I受光元件13及向第I受光元件13會聚反射光的聚光透鏡13a、和第2受光元件14及向第2受光元件14會聚反射光的聚光透鏡14a、以及波長濾波器15。在該光檢測裝置16中，沿著垂線Lv入射了的漫反射光R1、R2被波長濾波器15分離，第I波長的激光LI的漫反射光被第I受光元件13接收，第2波長的激光的漫反射光被第2受光元件14接收。
[0076]在使用圖3所示的光檢測裝置16時，即使在圖2所示的發(fā)光裝置21中，使第I激光光源22和第2激光光源23同時連續(xù)發(fā)光地使用，也能夠通過波長濾波器15分離第I波長的激光LI的漫反射光和第2波長的激光L2的漫反射光，所以能夠通過第I受光元件13和第2受光元件14區(qū)分而接收各個波長的激光。
[0077]如圖1所示，成膜裝置I及高溫計10以及發(fā)光裝置21由中央控制裝置30控制。中央控制裝置30由微型計算機(jī)和存儲器等構(gòu)成。加熱控制裝置31接收來自所述中央控制裝置30的指令來控制向加熱器3a的通電，控制工作臺3的加熱溫度。激光發(fā)光控制裝置32接收來自所述中央控制裝置30的指令來控制發(fā)光裝置21。
[0078]高溫計10的檢測輸出被提供給溫度檢測裝置33。通過溫度檢測裝置33檢測從工作臺3發(fā)出的紅外線的探測輸出，根據(jù)紅外線的波長等測定工作臺3的表面溫度，該溫度信息被提供給中央控制裝置30。另外，通過受光部11或者圖3所示的光檢測裝置16接收由基板6的底面6a漫反射的激光的漫反射光Rl以及由半導(dǎo)體層7的表面7a漫反射的激光的漫反射光R2，與該探測光量有關(guān)的檢測輸出也被提供給溫度檢測裝置33，該信息被通知給中央控制裝置30。
[0079]接下來，說明使用了所述測定裝置20的半導(dǎo)體層的溫度測定方法的原理。
[0080]在圖1所示的成膜裝置I中，在由加熱器3a對工作臺3以及基板6進(jìn)行了加熱的狀態(tài)下，向腔2內(nèi)導(dǎo)入原料氣體5，如圖4所示，半導(dǎo)體層7在透明的基板6的表面生長。
[0081]在基板6的表面成膜的半導(dǎo)體層7用于形成發(fā)光二極管、其他半導(dǎo)體元件的分子層，該半導(dǎo)體層7例如是AIN、GaAs, GaN, InP、S1、SiC。
[0082]這些半導(dǎo)體層中的光的透射率依賴于光的波長和半導(dǎo)體層的溫度而變化。圖5中橫軸表不對半導(dǎo)體層提供的光的波長λ X，縱軸表不半導(dǎo)體層中的光的透射率。在圖5中，使相同的半導(dǎo)體層的溫度從Tl至T6階段性地變化(T1<T2<T3<T4<T5<T6)。如圖5所示，關(guān)于半導(dǎo)體層，在提供了相同的波長λ X的光時，如果溫度變高，則該光的透射率衰減。另外，在使半導(dǎo)體層的溫度上升了時，在哪個溫度下透射率衰減依賴于對半導(dǎo)體層提供的光的波長λ X。
[0083]在圖6中，作為用于與本發(fā)明的實施方式的溫度測定方法進(jìn)行比較的比較例，示出在成膜裝置I的基板6的表面對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜的過程中，沿著路徑Ld提供規(guī)定的波長λ I的單一的激光的溫度測定方法。在圖6中，橫軸表不半導(dǎo)體層7的溫度,縱軸表不由基板6的底面6a和半導(dǎo)體層7的表面7a漫反射了的激光被受光部11接收時的探測光量的變化。
[0084]圖6所示的變化線(i)表示假設(shè)了未發(fā)生半導(dǎo)體層7的表面7a的漫反射光R2等的大致理想的條件時的、半導(dǎo)體層7的溫度變化與受光部11中的探測光量的關(guān)系。
[0085]如變化線(i)所示，在半導(dǎo)體層7的溫度低時，半導(dǎo)體層7的光的透射率高，所以由圖4所示的基板6的底面6a漫反射了的漫反射光Rl以高的率透過半導(dǎo)體層7。因此，由受光部11接收的激光的漫反射光的光量大，且探測光量為D2。如果半導(dǎo)體層7的溫度上升而達(dá)到Tl，則半導(dǎo)體層7的光的透射率開始降低，所以由受光部11接收的漫反射光的光量從D2開始衰減。如果半導(dǎo)體層7的溫度上升至T2，則半導(dǎo)體層7的光的透射率達(dá)到最小，由受光部11接收的漫反射光的探測光量降低至D1。
[0086]在本說明書中，在半導(dǎo)體層7的溫度上升時，將受光部11中的漫反射光的探測光量開始減少的點(diǎn)(a)稱為衰減起點(diǎn)，將衰減起點(diǎn)(a)處的探測光量D2稱為極大值的探測光量。另外，將受光部11中的漫反射光的探測光量的衰減結(jié)束時的點(diǎn)(b)稱為衰減終點(diǎn)，將衰減終點(diǎn)(b)處的探測光量Dl稱為極小值的探測光量。
[0087]在實際的半導(dǎo)體層7的成膜工序中，基板6以及半導(dǎo)體層7的光學(xué)特性由于溫度條件等而易于變化，并且半導(dǎo)體層7的表面7a的面的朝向、面粗糙度也易于變化。進(jìn)而，在腔2內(nèi)設(shè)置基板6時，在基板6的表面6a與垂線Lv的對置角度中也易于產(chǎn)生誤差。如果由于這些各種條件而激光的漫反射特性變動，則即使在使用相同的波長λ I的激光來觀測相同的半導(dǎo)體層7的光的透射率時，由受光部11探測的探測光量的變化也不會沿著圖6所示的理想的變化線(i)，而是發(fā)生變動量S 1、δ 2而表現(xiàn)出虛線的變化線(ii)那樣的變化。
[0088]但是，即使來自基板6、半導(dǎo)體層7的激光的漫反射條件等變化，如圖5所示，關(guān)于光的波長與透射率的關(guān)系以及與此時的溫度的關(guān)系，只要是在向相同材料的半導(dǎo)體層照射相同波長的激光時則相同。因此，在變化線(i )為衰減起點(diǎn)(a)時、和變化線(ii )為衰減起點(diǎn)(c)時，半導(dǎo)體層7的溫度都是Tl，在變化線(i)為衰減終點(diǎn)(b)時、和變化線(ii)為衰減終點(diǎn)(d)時，半導(dǎo)體層7的溫度都是T2。
[0089]S卩，關(guān)于半導(dǎo)體層7的光的透射率，只要溫度和波長相同，則不會變化，但如果作為光的透射率以外的要素的漫反射條件等各種光學(xué)的條件變化，則受光部11中的激光的漫反射光的探測光量變動。
[0090]如圖6所示，在使用波長λ I的單一的激光的溫度測定方法中，如果能夠使所成膜的半導(dǎo)體層7的溫度一下子上升至比衰減終點(diǎn)的溫度Τ2高的值，而得到圖6所示的變化線，則之后，通過監(jiān)視探測光量Da，能夠計算半導(dǎo)體層7的Tl與T2之間的溫度。例如，如果是在使半導(dǎo)體層7的溫度上升至超過T2，而取得了變化線(i )中的極大值D2和極小值Dl與溫度T2、Tl的關(guān)系之后，則能夠根據(jù)探測光量的監(jiān)視值Da，通過下式計算此時的半導(dǎo)體層7的溫度Tx。
[0091]Tx=Tl+ (T2-T1) X { (D2_Da) / (D2-D1)}
[0092]但是，在未使溫度上升至T2，而未求解出(T2-T1)與(D2-D1)的關(guān)系的狀態(tài)下，無法根據(jù)成膜中的溫度的監(jiān)視值，計算T2與Tl之間的溫度Tx，無法進(jìn)行將半導(dǎo)體層7的溫度維持為上述溫度Tx的控制。
[0093]但是，在使用本發(fā)明的實施方式的測定裝置20的半導(dǎo)體層的溫度測定方法中，通過使用波長不同的至少2種激光，即使未使半導(dǎo)體層7的溫度上升至超過Τ2的值，也能夠根據(jù)受光部11中的激光的探測光量的監(jiān)視值，立即計算Τ2與Tl之間的溫度Tx。
[0094]在圖1所示的成膜裝置I中，從圖2所示的發(fā)光裝置21的第I激光光源22發(fā)出第I波長的激光LI，從第2光源23發(fā)出第2波長的激光L2，各個激光L1、L2通過相同的路徑Ld提供給半導(dǎo)體層7。
[0095]圖7的變化線(iii)表示將第I波長的激光LI提供給基板6上的半導(dǎo)體層7而由受光部11接收了漫反射光R1、R2時的、探測光量與半導(dǎo)體層7的溫度的關(guān)系，變化線(iv)表示將第2波長的激光L2提供給基板6上的半導(dǎo)體層7而由受光部11接收了漫反射光R1、R2時的、探測光量與半導(dǎo)體層7的溫度的關(guān)系。
[0096]關(guān)于第I波長的激光LI，以使衰減起點(diǎn)(e)時的導(dǎo)體層7的溫度成為T3，使衰減終點(diǎn)(f)時的溫度成為T4的方式，選擇其波長。關(guān)于第2波長的激光L2，以使衰減起點(diǎn)(g)處的溫度成為T5，使衰減終點(diǎn)(h)處的溫度成為T6的方式，選擇其波長。溫度T3至T4之間是第I波長的激光LI的光的透射量衰減的第I溫度范圍，T5至T6之間是第2波長的激光L2的光的透射量衰減的第2溫度范圍。第2溫度范圍為相比于第I溫度范圍而溫度更高的區(qū)域。
[0097]如圖5所示，關(guān)于半導(dǎo)體層7，針對其材料的每一種類，對于溫度的透射率與波長的關(guān)系是確定了的，所以能夠通過根據(jù)半導(dǎo)體層7的材料選擇第I波長的激光LI的波長，來設(shè)定第I溫度范圍，能夠通過根據(jù)材料選擇第2波長的激光L2的波長，來設(shè)定第2溫度范圍。
[0098]由于從相同的路徑Ld對半導(dǎo)體層7提供第I波長的激光LI和第2波長的激光L2，所以在第I波長的激光LI和第2波長的激光L2中同等地受到基板6的底面6a的漫反射面的影響、半導(dǎo)體層7的表面7a的面粗糙度的影響、進(jìn)而半導(dǎo)體層7的表面7a相對垂線Lv的對置角度的誤差等與光的透射、反射有關(guān)的影響。即，圖6所示的變動量δ?、δ2在探測光量中所占的比例在第I波長的激光LI和第2波長的激光L2中相同。
[0099]因此，如果發(fā)光裝置21中的第I波長的激光LI的發(fā)光強(qiáng)度和第2波長的激光L2的發(fā)光強(qiáng)度相等，且受光部11中的第I波長的激光LI的感光靈敏度和第2波長的激光L2的感光靈敏度相等，則應(yīng)如圖7所示，第I波長的激光LI的極大值的探測光量、和第2波長的激光L2的極大值的探測光量都為相同的D4，第I波長的激光LI的衰減量和第2波長的激光L2的衰減量都為相同的(D4-D3)。
[0100]但是，實際上，在2個激光中有發(fā)光強(qiáng)度的偏差，在各個激光的感光靈敏度中也產(chǎn)生偏差，所以在使成膜裝置I起動時需要進(jìn)行初始化操作。
[0101]作為初始化操作的一個例子，將預(yù)先對采樣用的半導(dǎo)體層進(jìn)行了成膜的基板6設(shè)置于腔2內(nèi)的工作臺3上，在用高溫計10監(jiān)視溫度的同時，使基板6和半導(dǎo)體層7的溫度逐漸上升，對采樣用的半導(dǎo)體層提供第I波長的激光LI和第2波長的激光L2。測定溫度超過第I溫度范圍(T3-T4)時的、第I波長的激光LI的探測光量的變化、和溫度超過第2溫度范圍(T5-T6)時的、第2波長的激光L2的探測光量的變化。根據(jù)該測定值，以使第I溫度范圍內(nèi)的第I波長的激光LI的探測光量的衰減幅度、與第2溫度范圍內(nèi)的第2波長的激光的探測光量的衰減幅度相同的方式，進(jìn)行電路上的調(diào)整，或者在軟件上進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0102]作為其他初始化操作，在腔2內(nèi)的透明的基板6中未對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜的狀態(tài)下，使圖2所示的第I激光光源22點(diǎn)亮，通過受光部11探測從基板6的底面6a、基板6的表面漫反射了的第I波長的激光LI。接下來，使第2激光光源23點(diǎn)亮，通過受光部11探測從基板6的底面6a、基板6的表面漫反射了的第2波長的激光L2。然后，也可以以使第I激光光源22點(diǎn)亮了時的探測光量、與使第2激光光源23點(diǎn)亮了時的探測光量為相同的水平的方式，在電路路上或者在軟件上進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0103]在進(jìn)行了所述初始化操作的成膜裝置I中，一次也不使半導(dǎo)體層7的溫度上升至比圖7所示的T6高的溫度，能夠根據(jù)受光部11中的激光的探測光量的監(jiān)視值，即時計算作為第2溫度范圍的溫度T5與溫度T6之間的溫度Ty。
[0104]如圖7所示，如果使半導(dǎo)體層7的溫度上升，則如變化線(iii)所示，第I波長的激光LI的探測光量超過衰減起點(diǎn)(e)而直至衰減終點(diǎn)(f)。在該時間點(diǎn),如變化線(iv)所示，第2波長的激光L2的探測光量沒有衰減。在第I波長的激光LI的探測光量超過衰減終點(diǎn)(f)時，通過在受光部11中具備的處理電路部12檢測第I波長的激光LI的探測光量的衰減量(D4-D3)，經(jīng)由溫度檢測裝置33送到中央控制裝置30并保持。
[0105]之后，如果提高半導(dǎo)體層7的溫度，則第2波長的激光L2的探測光量達(dá)到衰減起點(diǎn)(g)，之后，探測光量衰減。此時，已知第I波長的激光LI的探測光量的衰減幅度(D4-D3)，所以在中央控制裝置30中，能夠根據(jù)第2波長的激光L2的探測光量超過衰減起點(diǎn)(g)后并且達(dá)到衰減終點(diǎn)(h)前的監(jiān)視值Db、和第I波長的激光LI的衰減幅度(D4-D3)，通過以下的式計算半導(dǎo)體層7的溫度Ty。
[0106]Ty=T5+ (T6-T5) X { (D4_Db) / (D4-D3) }
[0107]即，能夠根據(jù)(第2范圍的極大值的溫度)+ (第2范圍的溫度差)X{(第2波長的光的透射量的衰減起點(diǎn)至測定時的衰減量)/ (與第I波長的光有關(guān)的探測光量的衰減幅度)}，計算半導(dǎo)體層7的測定時的溫度。
[0108]因此，在半導(dǎo)體層7的溫度上升時，通過監(jiān)視第2波長的激光L2超過衰減起點(diǎn)(g)之后的溫度，能夠?qū)雽?dǎo)體層7的溫度控制為T5至溫度T6之間的溫度Ty。
[0109]能夠按照半導(dǎo)體材料與激光L2的波長的關(guān)系，設(shè)定對半導(dǎo)體層7照射第2波長的激光L2時的、光的透射率與此時的溫度的關(guān)系。例如，在半導(dǎo)體層7是GaN (氮化鎵)的情況下，如果作為第2波長的激光L2的波長選擇了 445nm，則能夠?qū)⑺p起點(diǎn)(g)處的溫度T5設(shè)定為約800°C，將衰減終點(diǎn)(h)處的溫度T6設(shè)定為約900°C。在該情形下，能夠始終控制為使半導(dǎo)體層7的成膜溫度為800°C至900°C之間的規(guī)定的溫度。
[0110]另外，只要衰減終點(diǎn)(f)的溫度T4低于第2波長的激光L2的衰減起點(diǎn)(g)的溫度T5，就能夠從比較寬的選擇幅度中，確定第I波長的激光LI的波長。
[0111]在圖1所示的成膜裝置I中，作為溫度變化測定裝置的一個例子，通過高溫計10檢測從基板6以及半導(dǎo)體層7的表面發(fā)出的紅外線，紅外線的探測輸出被送到溫度檢測裝置33，而間接地測定半導(dǎo)體層7的溫度。能夠通過比較基于該紅外線的探測而得到的溫度信息、與使用第I波長的激光LI和第2波長的激光L2計算的溫度，來校準(zhǔn)通過紅外線的探測而得到的高溫計10的溫度信息。或者，通過使用利用第I波長的激光LI和第2波長的激光L2而計算的溫度、和通過紅外線的探測而得到的溫度信息這兩者，能夠進(jìn)行精度更高的溫度控制。
[0112]圖8示出在用成膜裝置I對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜的過程中，以使半導(dǎo)體層7的溫度為第2溫度范圍(T6-T5)內(nèi)的規(guī)定的溫度Ty的方式進(jìn)行控制的溫度控制方法。
[0113]在圖8中，用虛線T表示在基板6上成膜的半導(dǎo)體層7的溫度變化。用變化線(V)表示通過受光部11探測第I波長的激光LI的探測光量的變化，用變化線(Vi)表示通過受光部11探測第2波長的激光L2的探測光量的變化。
[0114]在腔2內(nèi)導(dǎo)入材料氣體5而對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜時，如果調(diào)整加熱器3a，則半導(dǎo)體層7的溫度T上升。在時刻τ a，第I波長的激光LI的探測光量達(dá)到衰減起點(diǎn)(k)，之后，達(dá)到衰減終點(diǎn)(m)，求出半導(dǎo)體層7的溫度超過第I溫度范圍時的第I波長的激光LI的衰減幅度(D6-D5)。
[0115]進(jìn)而，如果基板6以及半導(dǎo)體層7的溫度上升，而第2波長的激光L2的探測光量超過衰減起點(diǎn)(n)，則之后，能夠根據(jù)通過受光部11隨時探測的第2波長的激光L2的受光量的監(jiān)視值、和已經(jīng)測定了的第I波長的激光LI的衰減幅度(D6-D5)，立即計算半導(dǎo)體層7的實際的溫度。因此，在時刻τ b，第2波長的激光L2的探測光量達(dá)到D6與D5之間的Dc之后，只要通過加熱控制裝置31控制加熱器3a，使探測光量的監(jiān)視值維持Dc，就能夠?qū)雽?dǎo)體層7的溫度持續(xù)設(shè)定為最適合于成膜的第2溫度范圍(T5-T6)內(nèi)的溫度Ty。
[0116]如圖8所示，在測定了第I波長的激光LI的探測光量的衰減幅度(D6-D5)之后，通過監(jiān)視第2波長的激光L2的探測光量，即使不將半導(dǎo)體層7的溫度提高至超過第2溫度范圍，也能夠?qū)雽?dǎo)體層7的溫度設(shè)定為最適合于成膜的溫度Ty。
[0117]圖9和圖10示出在時刻τ b之后，以使半導(dǎo)體層7的溫度為最佳值Ty的方式進(jìn)行控制的過程中，在通過受光元件11探測的探測光量中產(chǎn)生了變化的情形。
[0118]在圖9所示的情形下，在時刻τ b之后的溫度控制動作中，第2波長的激光L2的探測光量不穩(wěn)定于Dc而如α所示地變動。此時，第I波長的激光LI的探測光量也不穩(wěn)定于極小值D5，發(fā)生與所述α同樣的變動β。這樣，在第I波長的激光LI的探測光量、和第2波長的激光L2的探測光量同樣地變動時，能夠判定為半導(dǎo)體層7的表面7a的面粗糙度變化而漫反射光R2變化等，從而向半導(dǎo)體層7的激光的入射條件、反射條件變化。
[0119]相對于此，如圖10所示，在第2波長的激光L2的探測光量中發(fā)生了變動α?xí)r，如果在第I波長的激光LI的探測光量超過衰減終點(diǎn)(m)之后不呈現(xiàn)大的變化，則能夠判定為如下結(jié)果:并非在對于2個波長的激光的光的透射條件、反射條件中有變化，而是在半導(dǎo)體層7的溫度中發(fā)生了變化Tz。
[0120]S卩，在第I波長的激光LI的探測光量超過衰減終點(diǎn)(m)之后，通過監(jiān)視第I波長的激光LI的探測光量、和第2波長的激光L2的探測光量這兩者，能夠判別是半導(dǎo)體層7的溫度產(chǎn)生了變化、還是在半導(dǎo)體層7中產(chǎn)生了光學(xué)性的變化。
[0121]例如，在對半導(dǎo)體層7進(jìn)行成膜的過程中，有時表面7a的一部分蒸發(fā)，面變得粗糙，而表面7a處的漫反射光R2增大，但能夠通過上述監(jiān)視知曉這樣的現(xiàn)象，通過控制原料氣體5的導(dǎo)入量、加熱溫度，能夠抑制產(chǎn)生表面7a的面粗糙?；蛘撸€能夠進(jìn)行故意使半導(dǎo)體層7的表面7a產(chǎn)生面粗糙的控制。
[0122]進(jìn)而，通過預(yù)先定量地掌握第I波長的激光LI的探測光量的變化α和第2波長的激光L2的探測光量的變化β的至少一個、與半導(dǎo)體層7的表面7a的面粗糙度的大小、面粗糙度的容許量等的關(guān)系，并將該函數(shù)保持于中央控制裝置30中，從而在出現(xiàn)了圖9所示那樣的探測光量的變化α、β時，能夠求出半導(dǎo)體層7的表面7a的面粗糙度。例如，能夠根據(jù)探測光量的極大值D6與變化α、β的大小的比例、或者探測光量的變動幅度(D6-D5)與變化α、β的大小的比例等，求出半導(dǎo)體層7的表面7a的面粗糙度的大小。由此，既能夠?qū)嶋H的面粗糙度的大小推測為數(shù)值，或者還能夠用于面粗糙度是否為容許值內(nèi)的比較粗略的判定。
[0123]另外，作為本發(fā)明的溫度測定裝置以及溫度測定方法，能夠設(shè)為使光檢測裝置10與圖1同樣地與基板6的表面?zhèn)葘χ茫鞘拱l(fā)出2個波長的激光L1、L2的發(fā)光裝置21與基板6的背面對置的構(gòu)造。在該情況下，第I波長的激光LI和第2波長的激光L2入射到基板6的底面6a并透過基板6進(jìn)而透過半導(dǎo)體層7而被受光部11接收。
[0124]即使在該情況下，通過與第I實施方式同樣地使用2個波長的激光L1、L2，也能夠消除半導(dǎo)體層7的表面的面粗糙度等半導(dǎo)體層的光的透射率的變化以外的光學(xué)性的變化，并隨時測定半導(dǎo)體層7的溫度。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體層的溫度測定方法，該溫度測定方法測定在腔內(nèi)成膜的半導(dǎo)體層的溫度，其特征在于， 使用當(dāng)半導(dǎo)體層的溫度上升而達(dá)到第I范圍的溫度時針對所述半導(dǎo)體層的透射率衰減的第I波長的光、和當(dāng)所述半導(dǎo)體層的溫度達(dá)到比所述第I范圍高的第2范圍時針對所述半導(dǎo)體層的光的透射率衰減的第2波長的光， 沿著相同的路徑對所述半導(dǎo)體層提供第I波長的光和第2波長，并且通過與所述半導(dǎo)體對置的光檢測裝置探測所述第I波長的光和所述第2波長的光量， 在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減了之后，進(jìn)而第2波長的光的探測光量開始衰減之后的測定時，根據(jù)該測定時的第2波長的探測光量、和第I波長的光的探測光量的衰減幅度，計算半導(dǎo)體層的所述第2范圍內(nèi)的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 根據(jù)(第2范圍的極大值的溫度)+ (第2范圍的溫度差)X {(第2波長的光的探測光量的衰減起點(diǎn)至測定時的衰減量)/ (第I波長的光的探測光量的衰減幅度)}，計算所述半導(dǎo)體層的所述測定時的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 根據(jù)在所述基板上對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜的過程中的所述測定時得到的第2波長的光的探測光量、和第I波長的光的探測光量的衰減幅度，計算成膜過程中的半導(dǎo)體層的溫度，以使該溫度為所述第 2范圍內(nèi)的規(guī)定值的方式，控制所述基板的加熱溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 在對在所述腔內(nèi)設(shè)置的透明基板進(jìn)行加熱的同時，供給原料分子而在所述基板上對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜， 對所述半導(dǎo)體層的表面提供第I波長的光和第2波長的光，通過與所述半導(dǎo)體層的表面對置的所述光檢測裝置，探測通過所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部的漫反射光和由所述半導(dǎo)體層的表面反射的漫反射光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 使用通過測定從半導(dǎo)體層發(fā)出的紅外線來測定半導(dǎo)體層的溫度的溫度變化測定裝置，通過在所述測定時計算得到的所述第2范圍內(nèi)的溫度，校準(zhǔn)所述溫度變化測定裝置的測定誤差。
6.一種半導(dǎo)體層的溫度測定方法，該溫度測定方法測定在腔內(nèi)成膜的半導(dǎo)體層的溫度，其特征在于， 使用當(dāng)半導(dǎo)體層的溫度上升而達(dá)到第I范圍的溫度時針對所述半導(dǎo)體層的透射率衰減的第I波長的光、和當(dāng)所述半導(dǎo)體層的溫度達(dá)到比所述第I范圍高的第2范圍時針對所述半導(dǎo)體層的光的透射率衰減的第2波長的光， 沿著相同的路徑對所述半導(dǎo)體層提供第I波長的光和第2波長，并且通過與所述半導(dǎo)體對置的光檢測裝置探測所述第I波長的光和所述第2波長的光量， 在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減之后，監(jiān)視第2波長的光的探測光量，如果第2波長的光的探測光量變化，則參照此時的第I波長的光的探測光量的變化，判定第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致還是由其以外的主要原因所致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 如果在第2波長的光的探測光量變化時，第I波長的光探測光量也變化，則判定為第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化以外的主要原因所致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 根據(jù)第I波長的光的探測光量的變化和第2波長的光的探測光量的變化的至少一個，求出半導(dǎo)體層的表面粗糙度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 在第2波長的光的探測光量變化時、且第I波長的光的探測光量未變化時，判定為第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任意一項所述的半導(dǎo)體層的溫度測定方法，其特征在于， 在對在所述腔內(nèi)設(shè)置的透明基板進(jìn)行加熱的同時，供給原料分子而在所述基板上對半導(dǎo)體層進(jìn)行成膜， 對所述半導(dǎo)體層的表面提供第I波長的光和第2波長的光，通過與所述半導(dǎo)體層的表面對置的所述光檢測裝置，探測通過所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部的漫反射光和由所述半導(dǎo)體層的表面反射的漫反射光。
11.一種半導(dǎo)體層 的溫度測定裝置，該溫度測定裝置測定在腔內(nèi)成膜的半導(dǎo)體層的溫度，其特征在于，設(shè)置有: 發(fā)光裝置，提供當(dāng)半導(dǎo)體層的溫度上升而達(dá)到第I范圍的溫度時針對所述半導(dǎo)體層的透射率衰減的第I波長的光、和當(dāng)所述半導(dǎo)體層的溫度達(dá)到比所述第I范圍高的第2范圍時針對所述半導(dǎo)體層的光的透射率衰減的第2波長的光；以及 光檢測裝置，探測第I波長的光和第2波長的光， 所述發(fā)光裝置和所述光檢測裝置與半導(dǎo)體的表面對置，沿著相同的路徑對所述表面提供第I波長的光和第2波長的光，通過所述光檢測裝置探測通過所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部的漫反射光和來自所述表面的漫反射光， 所述溫度測定裝置設(shè)置有控制裝置，該控制裝置根據(jù)通過所述光檢測裝置探測的第I波長的光的探測光量和第2波長的光的探測光量，計算所述半導(dǎo)體層的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體層的溫度測定裝置，其特征在于， 在所述控制裝置中，在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減了之后，進(jìn)而第2波長的光的探測光量開始衰減之后的測定時，根據(jù)該測定時的第2波長的探測光量、和第I波長的光的探測光量的衰減幅度，計算半導(dǎo)體層的所述第2范圍內(nèi)的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體層的溫度測定裝置，其特征在于， 在所述控制裝置中，在所述半導(dǎo)體層的溫度超過所述第I范圍并上升而第I波長的光的探測光量衰減之后，監(jiān)視第2波長的光的探測光量，如果第2波長的光的探測光量變化，則參照此時的第I波長的光的探測光量的變化，判定第2波長的光的探測光量的變化是由半導(dǎo)體層的溫度變化所致還是由其以外的主要原因所致。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體層的溫度測定裝置，其特征在于， 在所述控制部中，在第2波長的光的探測光量和第I波長的光的探測光量都變化了時， 根據(jù)第I波長的光的探測光量的變化和第2波長的光的探測光量的至少一個，計算半導(dǎo)體層的 表面粗糙度。
【文檔編號】H01L21/205GK103649702SQ201180071888
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月2日
【發(fā)明者】Y·拉克拉斯 申請人:瓦伊系統(tǒng)有限公司