圖1所示，沉積系統(tǒng)，例如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，包含承載盤(pán)18及晶片承載器16，兩者分別進(jìn)行公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)。圖示僅顯示沉積系統(tǒng)的一半，另一半對(duì)稱分布于中心軸15的另一側(cè)。承載盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100帶動(dòng)承載盤(pán)18繞著中心軸15進(jìn)行公轉(zhuǎn)。晶片承載器16承載晶片。晶片承載器16的正面或下方一定距離處，具有對(duì)向板13，而對(duì)向板13與晶片承載器16之間，具有工藝區(qū)域11。工藝氣體12通過(guò)工藝區(qū)域11，經(jīng)加熱反應(yīng)后，部分反應(yīng)生成物沉積在晶片10表面上形成薄膜，其余則通過(guò)排氣區(qū)14排出。此外，晶片承載器16的背面具有加熱器8，例如均熱板8，用于加熱晶片10。晶片承載器16與均熱板8之間，可具有(空氣)間隙9。
[0052]如圖1所示，均熱板8上方一固定距離處，具有一個(gè)或多個(gè)溫度測(cè)量器20(包含21/22/23)，例如遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器20，用于測(cè)量均熱板背面(上方)的溫度。在本實(shí)施例，均熱板上方具有三個(gè)遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器21/22/23，分別通過(guò)三個(gè)視窗201/202/203，測(cè)量均熱板上方，也就是于晶片相反側(cè)的表面的內(nèi)圈301、中圈302，以及外圈303的溫度。此處內(nèi)圈、中圈，以及外圈是指承載盤(pán)18公轉(zhuǎn)時(shí)，與中心軸的距離。
[0053 ]通過(guò)以上機(jī)制，當(dāng)承載盤(pán)18旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，可得到均熱板上方的一個(gè)或多個(gè)溫度，例如內(nèi)圈301、中圈302、外圈303溫度。再通過(guò)取樣，可得到各晶片位置的均熱板上方溫度，并通過(guò)演算法取得單點(diǎn)溫度、多點(diǎn)平均溫度，或多點(diǎn)個(gè)別溫度。
[0054]如圖1所示，均熱板8下方一固定距離處，具有一個(gè)或多個(gè)溫度測(cè)量器30(可包含31/32/33)，例如遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器30，用于測(cè)量晶片端溫度。
[0055]晶片端溫度，例如，晶片表面上多晶薄膜的溫度，是需要被及時(shí)監(jiān)控的參數(shù)。依據(jù)晶片10基板的種類與測(cè)量波長(zhǎng)等因素，遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器30所測(cè)得的晶片端溫度不同，說(shuō)明如下。如果晶片10的基板對(duì)于溫度測(cè)量器30為透明，例如，晶片10基板為藍(lán)寶石基板，則溫度測(cè)量器30看穿藍(lán)寶石基板，測(cè)量的是均熱板8的下表面溫度。如果晶片10的基板對(duì)于溫度測(cè)量器30為不透明，例如，晶片10基板為硅基板，則溫度測(cè)量器30測(cè)量的是晶片10的(下)表面溫度。
[0056]如果溫度測(cè)量器30采用特定波長(zhǎng)來(lái)量取熱輻射信號(hào)，且多晶薄膜材料對(duì)于此波長(zhǎng)可全部吸收，則測(cè)量的是晶片10上多晶薄膜的表面溫度。例如，在一實(shí)施例，溫度測(cè)量器30的波長(zhǎng)范圍為450至400nm，使得溫度測(cè)量器30可測(cè)量晶片10上多晶薄膜的表面溫度。
[0057]在一實(shí)施例，均熱板8下方具有三個(gè)遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器31/32/33，分別通過(guò)三個(gè)視窗211/212/213，測(cè)量均熱板下方表面的內(nèi)圈溫度311、中圈溫度312，以及外圈溫度313。通過(guò)以上機(jī)制，當(dāng)承載盤(pán)18旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，可得到均熱板下方的一個(gè)或多個(gè)溫度，例如內(nèi)圈溫度311、中圈溫度312、外圈溫度313。再通過(guò)取樣，可得到各晶片位置的均熱板下方溫度，并通過(guò)演算法取得單點(diǎn)溫度、多點(diǎn)平均溫度，或多點(diǎn)個(gè)別溫度。
[0058]在一實(shí)施例，均熱板8下方具有三個(gè)遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器31/32/33，分別通過(guò)三個(gè)視窗211/212/213，測(cè)量晶片(下方)表面的內(nèi)圈溫度321、中圈溫度322，以及外圈溫度323。通過(guò)以上機(jī)制，當(dāng)承載盤(pán)18旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，可得到各晶片下方的一個(gè)或多個(gè)溫度，例如內(nèi)圈溫度321、中圈溫度322、外圈溫度323。再通過(guò)取樣，可得到各晶片位置的晶片下方表面溫度，并通過(guò)演算法取得單點(diǎn)溫度、多點(diǎn)平均溫度，或多點(diǎn)個(gè)別溫度。
[0059]每個(gè)加熱器，例如內(nèi)圈、外圈、中圈加熱器1/2/3，可連接熱源7，例如，熱電偶或光管4/5/6。加熱器1/2/3分別連接熱電偶或光管4/5/6，其連接溫度控制系統(tǒng)70。溫度控制系統(tǒng)70包含內(nèi)圈熱電偶PID 71 (proport1nal-1ntegral-derivative controller，比例積分微分控制器)、中圈熱電偶PID 72、中圈遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器PID73、外圈熱電偶PID74、全部熱電偶PID75，以及或全部遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器PID76。此外，一個(gè)或多個(gè)電源供應(yīng)器，例如內(nèi)圈電源供應(yīng)器81、中圈電源供應(yīng)器82、外圈電源供應(yīng)器83，分別提供電流至內(nèi)圈加熱器I，中圈加熱器2，外圈加熱器3。
[0060]如果工藝氣體12含有氨氣，且加熱器1/2/3無(wú)任何保護(hù)鍍膜或未使用非金屬材質(zhì)制造，則加熱器1/2/3會(huì)被氨氣攻擊，而降低使用壽命。在本實(shí)施例，透明遮板50可存在于加熱器1/2/3及承載盤(pán)18之間；加熱時(shí)，加熱器1/2/3的熱輻射穿過(guò)透明遮板50。透明遮板50可為藍(lán)寶石材質(zhì)，為一體式結(jié)構(gòu)或是多片組裝而成，用于保護(hù)加熱器1/2/3在工藝中不被氨氣所攻擊。但在另一實(shí)施例中，加熱器1/2/3的材質(zhì)可保護(hù)免于遭受氨氣攻擊，因而不需要透明遮板50 ο加熱時(shí)，加熱器1/2/3發(fā)出熱輻射穿透透明遮板50，傳至均熱板8上方，接著再熱傳導(dǎo)至均熱板8下方，再透過(guò)空氣間隙9加熱到加熱目標(biāo)晶片10。
[0061 ]當(dāng)加熱器與被加熱目標(biāo)物距離愈遠(yuǎn)時(shí)，則要控制被加熱目標(biāo)物愈困難，以及被加熱目標(biāo)物會(huì)因?yàn)楣に嚄l件的影響產(chǎn)生溫度讀值的變異性。例如，沉積多晶氮化鎵(GaN)薄膜時(shí)，此時(shí)熱輻射的信號(hào)，會(huì)因?yàn)椴煌壉∧ず穸榷a(chǎn)生干涉現(xiàn)象，使得溫度讀值有所變化，此可通過(guò)下列方式校正:(1)通過(guò)晶片端溫度測(cè)量器30的放射率校正來(lái)校準(zhǔn)溫度；(2)利用450至400nmUV波段的溫度測(cè)量器測(cè)量GaN薄膜表面溫度；(3)通過(guò)白光光源測(cè)量不同波長(zhǎng)的穿透率的位移以得到薄膜的表面溫度。
[0062]然而，在工藝調(diào)整參數(shù)過(guò)程，當(dāng)有塵?；蚴潜砻嬉蚬に囮P(guān)系而變得粗糙，皆會(huì)影響晶片的溫度讀值。而本發(fā)明以均熱板8上方溫度做回授控制，可避免這個(gè)缺失。
[0063]由于遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器20所測(cè)得均熱板上方溫度，與晶片端溫度測(cè)量器30所測(cè)晶片端溫度存在溫度差A(yù)T。在進(jìn)行工藝之前，先取得均熱板上方溫度與晶片端溫度測(cè)量器30所測(cè)得的晶片溫度，接著將反應(yīng)爐的工藝參數(shù)調(diào)整至工藝條件，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，進(jìn)行溫度校正，此時(shí)會(huì)得到遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器20所測(cè)均熱板上方溫度Tl和晶片端溫度測(cè)量器30所測(cè)晶片端溫度T2。
[0064]做溫度控制時(shí)，溫度Tl可分成四種模式，以內(nèi)圈為例，說(shuō)明如下:(I)當(dāng)晶片10移動(dòng)經(jīng)過(guò)視窗201時(shí)可由遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器量21到均熱板8上方的301內(nèi)圈溫度，并即時(shí)輸出相對(duì)應(yīng)晶片10的均熱板8上部的內(nèi)圈溫度301。假設(shè)承載盤(pán)18共有11個(gè)晶片，則承載盤(pán)18公轉(zhuǎn)一圈時(shí)會(huì)輸出11片相對(duì)應(yīng)晶片10的均熱板8上方的內(nèi)圈溫度301。( 2)當(dāng)晶片10移動(dòng)經(jīng)過(guò)視窗201時(shí)可由遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器21量到均熱板8上方的內(nèi)圈溫度301，并即時(shí)輸出每一片相對(duì)應(yīng)晶片10的均熱板8上方的內(nèi)圈溫度301的平均溫度。假設(shè)承載盤(pán)18共有11片晶片1，則承載盤(pán)18公轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)晶片1移動(dòng)至視窗201時(shí)，會(huì)輸出此11片晶片1的均熱板8上方的內(nèi)圈溫度301的平均溫度。(3)當(dāng)承載盤(pán)18公轉(zhuǎn)移動(dòng)經(jīng)過(guò)視窗201時(shí)可由遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器21量到承載盤(pán)18上表面溫度，并即時(shí)輸出相對(duì)應(yīng)承載盤(pán)18上表面溫度；(4)當(dāng)承載盤(pán)18公轉(zhuǎn)移動(dòng)經(jīng)過(guò)視窗201時(shí)可由遠(yuǎn)紅外線溫度測(cè)量器量21到承載盤(pán)18上表面溫度，并即時(shí)輸出相對(duì)應(yīng)各個(gè)位置的承載盤(pán)18上表面溫度的平均溫度。在本實(shí)施例，采用(I)模式，即時(shí)測(cè)量均熱板8上方的內(nèi)圈溫度301、中圈溫度302、以及外圈溫度303。
[0065]類似Tl，做溫度控制時(shí)，溫度T2可分成四種模式，以內(nèi)圈為例，并假設(shè)晶片相對(duì)于晶片端溫度測(cè)量器30為透明(如藍(lán)寶石基板)，說(shuō)明如下:(I)當(dāng)晶片10移動(dòng)經(jīng)過(guò)視窗211時(shí)，由晶片端溫度測(cè)量器31量到均熱板8下方(下表面)的內(nèi)圈溫度311，并即時(shí)輸出相對(duì)應(yīng)晶片10的均熱板8下方的內(nèi)圈溫度311。假設(shè)承載盤(pán)18共有11片晶片10，則承載盤(pán)18公轉(zhuǎn)一圈時(shí)會(huì)輸出11片相對(duì)應(yīng)晶片10的均熱板8下部的內(nèi)圈溫度311。( 2)當(dāng)晶片10移動(dòng)經(jīng)過(guò)視窗211時(shí)可由晶片端溫度測(cè)量器31量到均熱板8下方的內(nèi)圈溫度311，并即時(shí)輸出所有晶片10的均熱板8下方