CN101842677A - 校准基板和校准方法 - Google Patents
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Abstract
公开一种可靠地确定基板的透射系数的系统和方法。通过例如确定校准基板的透射系数，温度测量装置能够得以校准。该方法和系统特别好地适合用于其中半导体晶片被制造以得到集成的电路芯片的热处理腔室中。
Description
技术领域
本发明涉及校准基板、用于圆盘形状基板的热处理的装置以及通过利用校准基板校准该装置中的温度测量装置的设备。而且，本发明涉及用于确定基板的多个透射-温度测量值的方法以及用于通过利用校准基板校准温度测量装置的方法。
背景技术
在半导体制造工艺中，用于热处理基板例如半导体晶片的高速加热系统即所谓的RTP系统是已知的。这样的设备的例子描述在美国专利US5,359,693和US 5,580,830中。高速加热系统被采用来热处理基板，特别地，通常由硅组成的晶片，也可以是由其它半导体材料组成的晶片，例如锗、SiGe、SiC或者化合物半导体例如GaAs或者InP。在高速加热系统中，晶片在不同的处理气体气氛中被进行热处理以便实现处理的预定结果，例如掺杂晶片或者涂布晶片。
在这样的工艺中，半导体晶片的温度在每个时间点上应当总是尽可能精确地对应给定温度是特别重要的。温度应当在整个晶片上尽可能地相同并且能够在每个时间点上尽可能精确地得以确定以便保证稳定的给定温度-时间特征。而且，温度测量不影响晶片的热处理也是重要的。因此，在许多情形下，仅将非接触式温度测量系统，例如高温计测量系统付诸应用。
高温计温度测量系统提供例如基板温度相对于其热发射的非接触式测量的优点。为了该目的，它们通常装备有窄带滤波器以使得仅狭窄限定的波长范围的辐射被检测。但是，为了从高温计检测到的辐射来推算基板的温度，必须热校准高温计。在该校准过程中，尤其是，基板安置在其中的腔室的属性扮演着重要的角色。一般地，高温计不仅接收来自其对着的基板的特征分量，还接收来自基板周围环境的直接或间接(反射或多次反射)辐射部分，例如来自腔室的反射的辐射分量。而且，高温计接收从加热基板的部件(灯、激光、电阻式加热元件等)发出的辐射以及来自相邻物体的辐射和反射的辐射分量。此外，基板的热辐射通过其进行测量的透明材料例如石英的吸收属性会影响高温计测量。而且，在透明和/或半透明基板的情形下，特别是在其透射属性取决于温度的基板例如硅晶片的情形下，从位于基板后面的基板的周围环境透射穿过基板的辐射分量同样被测量。如果没有精确地了解作为温度函数的基板的透射特征，那么由高温计检测到的辐射分量不能足够精确地与它们的原貌相关联，通常根本不可能关联。
高温计温度测量系统的校准通常通过布置在晶片上的具有已知温度-电压特征的一个或多个热电偶以特定于晶片和腔室类型的方式实施。通过采用例如卤素灯、弧光灯、激光或者电阻式加热部件来加热基板同时分接热电偶上的电压，并且测量高温计信号，能够形成检查表(查询表)，该查询表使得特定温度和特定高温计信号相关联。
但是，该校准方法是耗时的，并且仅在非旋转系统的情形下可行。该方法要求基板被热电偶接触，而热电偶必须与基板保持良好的热接触，并且这样的基板安装在腔室中。而且，通过高温测量技术在低温下对物体例如硅晶片的物体进行的温度测量由于基板的辐射热量与测得的背景辐射相比非常小而通常非常不准确。硅晶片可以是例如在用于传统的测量工艺的波长范围内在低温下实质上光学透明的。
用于确定将被热处理的基板的温度的可能替代方式是直接测量基板的透射性。这在基板对于光学辐射的透射性在给定波长上呈现一定的温度依赖性的情形下是可行的。这样的透射性测量应当在适当的测量波长下以及在特定角度下实施。为了测量圆盘形状基板的透射性，基板可以插入到发射光学辐射的源和用于测量例如光学辐射的强度的检测器之间的光路中。如果知道在基板上的辐射入射的强度I0，那么基板的透射因子可以从其与在基板后面测量的强度IT(透射辐射)的关系进行确定。透射辐射的测量强度相对于温度的校准可以通过例如热电偶或者已经热校准的高温计在适当的波长下实施。利用热校准的高温计的温度校准过程的优点在于，如果基板旋转，那么在处理腔室中的基板的透射性也能够容易地检测出。
特别适合作为用于透射测量的光源是单色的光源例如激光，其中一定光谱线被光学地耦合出来的排气灯或者弧光灯、或者设置有窄带滤波器的卤素灯。测得透射信号取决于腔室的属性以及辐射源的强度。
如果辐射源的强度I0仅在测量前一次性确定并且如果这然后被接受为在整个测量周期不变，那么从在热处理过程中作为晶片温度的函数的晶片上的透射测量结果将获得非常差的可再生性结果。这是由于这样的事实，即强度I0并不一定恒定，而是在热处理过程中通常是变化的。这样的变化出现在例如当使用激光光源进行透射测试时，因为它们的输出强度随着时间并不是恒定的。但是，来自用于透射测试的光源的光会穿过其的材料的透射特征的变化同样会引起下述事实，即，上次入射在晶片上的辐射I0是变化的。这样的例子是：例如将光导引到基板上的光导体装置的移动；腔室中的变化，其可以归因于例如热应力或者其在此期间改变其反射属性；基板反射率的变化，其可以起因于例如基板表面(涂层等)的变化；或者石英器皿中的温度变化(例如折射率和吸收率的变化)，透射光束通过该石英被导引到基板上。
利用半导体随着用于确定它们的温度的温度而变化的光学性质的原理是已知的。Christensen等人(US 4,136,566)已经在1977年描述了一种具有由半导体材料组成的集成基板的温度传感器，其中温度根据完全通过半导体材料的单色光的光学透射性的测量而确定。在这个方法中，可以由激光器或者激光二极管发出的单色光被固定到第一光学波导管的半导体材料构成的棱形基板导引。在另一个点上固定到半导体棱柱的第二光学波导管将从半导体再次出现的光传递到检测器例如一接收显示器上。安置在光源和第一波导管之间的辐射分离器(分光器)耦合出一部分来自光源的光并将其传递到参考检测器，用于确定辐射源的输出强度。这样，例如，光源的强度的波动能够得以补偿。
由硅晶片造成的红外辐射的光学吸收的过程的温度依赖性及其物理原因例如被Sturm等人描述过。(IEEE Transactionson Electron Devices，卷39，No.1，1992年1月，第81页及以后的页数)。
Amith等人(US 4,890,933)描述一种用于以非接触的方式检测由具有作为温度的函数而改变的带隙能量的薄GaAs组成的一块材料的温度的装置，其是通过测量具有接近于材料的带隙能量的能量的辐射的透射性的过程进行的。该方法是基于作为温度函数的光吸收系数的单调变化的，并建立在这样的事实上，即半导体的带隙随着温度升高而变窄。透射信号被测量，材料的温度取决于其强度确定。由适当的光源发出并用于布置在热处理腔室中的基板的透射性的测量的辐射在进入腔室之前被斩光器产生脉动并经由一镜子导向分光器。分光器耦合出一部分初级辐射并将其传递到参考检测器上用于确定光源强度目的。另一部分辐射被导引通过热处理腔室到位于其中的被测量的基板上。穿过基板的辐射然后再次离开热处理腔室并由腔室外面的第二检测器进行测量。两个信号在锁定放大器的帮助下彼此进行比较，从而确定基板的透射性。该测量方法的缺点在于参考光束在腔室外面前行。由于例如基板的周围环境中的变化所致的透射的变化没有被检测或者解释作为基板吸收性的变化。
在US 2003/0236642中，Timans公开用于校准例如热处理腔室中的温度测量仪器例如高温计的装置和方法。在此，为了校准的目的，使用一光源，该光源将光发射到安置在热处理腔室中的基板上。基板能够例如是具有防反射涂层的经过专门处理的硅晶片，该硅晶片包括由不同的材料覆盖的开口和/或具有原材料在该处更薄的部位。检测器然后检测由基板透射的光。检测到的光被利用于整个系统所用的温度测量仪器的校准。该装置和方法的缺点在于，没有用于检测由于例如基板的周围环境的变化所致的透射性变化的参考光束。结果，同样地，腔室属性的变化不能与基板的吸收性的变化区分开并相应地关联上。
发明内容
结果，本发明的目的是提供一种校准基板，其将允许其透射率以简单的方式被可靠地确定。因此，另一目的是提供用于确定该校准基板的多个透射-温度测量值的简单而可靠的方法以及用于通过利用校准基板校准温度测量装置的方法。还有另一目的是提供一种用于圆盘形状基板的热处理的装置，其允许根据本发明的方法得以实施。
为了实现该目的，提供一种圆盘形状基板用于校准处于用于半导体晶片的热处理的装置中的温度测量装置，其中该基板至少部分地由随着其温度而改变其透射特征的第一材料组成。至少一个通道开口设置在第一材料中，并且这至少在部分区域中形成光学辐射通过基板的自由通道。在这样的基板的帮助下，可以将光线导向通过基板材料到相对的检测器上，由此当基板旋转时光线能够沿着相同的光束路径以定相的方式自由地通过通道开口。因此，这使得能够在透射辐射和自由进入的辐射之间进行比较，所述两个辐射都穿过相同的光束路径，从而确定基板的透射率值。如果以这种方法确定的透射率值是每一个与特定温度相关联，其中所述值能够例如受到同时或者实质上同时的温度测量的影响，那么，可以采用这样的校准基板来校准不同热处理腔室中的热检测器。通过利用这样的基板来校准不同的热处理腔室，可以省却用热电偶来确定温度或者用高温计来确定基板的光学发射。因此，不同的校准基板能够被用于不同的温度范围。
因此，在基板中的至少一个通道开口优选地安置成与基板的中心点相隔距离r1并完全由第一材料围绕。特别地，至少一个通道开口为弧形的并位于与基板的中心点相隔距离r1的圆形线上。
在本发明的一个实施例中，第一材料是第一半导体晶片，特别地，其为具有良好的且已知的依从于温度的透射率的硅晶片。优选地，半导体晶片具有至少200毫米的直径，从而能够定位在基板保持装置上，所述基板保持装置当前通常安置在高速加热系统里。有利地，校准基板的尺度对应待处理的基板的尺度。在一个实施例中，第一半导体晶片为掺杂了至少5×1E17cm-3和至多1E16cm-3的杂质的硅晶片。
为了提供用于校准基板的不同的依从于温度的透射性特征，提供至少一个第二材料。第二材料优选地安置成与基板的中心点相隔距离r1。特别地，在第一材料中的至少一个通道开口在部分区域上能够被至少一个第二材料覆盖住。第二材料可以是完全不同的材料，或者可以由与第一材料相同的材料组成但是提供有例如涂层或者具有不同的掺杂(在半导体基础基板的情形下)，从而呈现偏离第一材料的透射性特征的透射性特征。优选地，至少一个第二材料具有与第一材料相比不同的依从于温度的透射性特征。因此，例如，依从于温度的透射性特征能够通过仅一个基板而被确定用于不同的温度范围。特别地，第二材料在相同温度下可以比第一材料对光学辐射更加透明。例如，至少一个第二材料选自以下化合物组：石墨、Si、Ge、SiGe、GaAs、SiC、InP和InSb。第二材料可以是第二半导体晶片，其优选地具有与第一半导体晶片相同的直径。在本发明的一个实施例中，第二半导体晶片为掺杂了至少5×1E17cm-3和至多1E16cm-3的杂质的硅晶片。优选地，至少一个第二材料由具有至多250μm厚度的单晶半导体材料组成。
在本发明的另一实施例中，在第一材料中设置至少一个第二通道开口，其在至少部分区域中形成用于光学辐射通过基板的自由通道并且其安置成与基板的中心点相隔距离r2。因此，为了使得透射性测量能够通过不同对的发射器-接收器(光源检测器)进行，优选应用关系r1≠r2。
本发明的另一目的还可通过用于确定用于上述类型的基板的多个透射-温度测量值的方法实现，因为当基板被加热和/或冷却下来时，光线被导向到基板。光线的强度在基板的相对侧进行测量，并且基板围绕旋转轴以每一转光线自由通过至少一个通道开口的方式旋转。基板的多个第一透射率值现在从当光线自由穿过至少一个通道开口时测量的光线强度与当光线通过第一材料时测量的光线强度之间的比较进行确定，由此该比较在每种情况下对落在特定时间间隔内的测量值进行。而且，在饿定时间间隔中的基板的温度被确定，其后，在该特定时间间隔内确定的第一透射率值和在各时间间隔内测量的温度之间的关系得以建立。这样，上面的方法得到校准基板的光学的依从于温度的透射性属性的测量结果，该校准基板因此能够用于热处理单元中的温度测量单元的校准。
光线优选地为一束光束，其具有小于至少一个通道开口的最小直径的光束直径，从而能够实现自由无障碍的通道。而且，光线优选地具有特定的偏振。特别地，光线可以是具有例如1310nm和/或者1550nm的特定波长的激光束。
在本发明的一个实施例中，光线以预定频率脉动，从而能够区别于通常与光线一起测量的背景辐射。因此，光线的脉冲频率位于例如100赫兹和10000赫兹之间，并实质上高于基板的旋转速度。优选地，光线的脉冲频率高于基板的旋转速度至少十倍。例如，基板每分钟旋转20至500转。
在本发明的一个实施例中，与用于确定透射值的光线强度相关的测量信号通过并不直接源于光线的部分进行修正。这能够通过其中没有光线被测量的至少一个测量信号的分量被从其中至少光线也被测量的测量信号中减去而实现。
优选地，基板温度的确定是通过朝向基板导引的辐射测量单元，特别地高温计，以非接触进行的方式进行的。例如，测量在基板表面上的环状区域内实施，用于确定基板温度的目的，由此通道开口位于环状区域内。由此，在通道开口附近的测量值优选地没有纳入确定基板温度的考量内。
为了在整个基板上提供尽可能均一的基板温度，对基板进行加热和/或冷却的过程优选地分别以小于10℃/s的加热和冷却速率实施。为了避免进行测量的各个时间周期中的温度波动，在一个实施例中特定时间间隔包括小于2秒的时间段。
为了提供例如不同温度范围的透射-温度测量值，本发明的一个实施例进一步提供基板的多个第二透射率值，其从当光线自由通过至少一个通道开口时测量的光线强度和当光线通过第二材料时测量的光线强度之间的比较得以确定，由此该比较在每种情形下对落在一定第二时间间隔内的测量值进行。基板的温度还在特定第二时间间隔内进行确定，并且在特定第二时间间隔内确定的第二透射率值和在各第二时间间隔内测量的温度的关系被绘图。
本发明的一个目的还通过一种用于校准温度测量装置的方法得以实现，该温度测量装置包括上述类型的基板，多个透射-温度测量值通过该基板而知晓，并且该基板能够例如通过上述方法确定。在该方法中，当基板被加热起来和/或冷却下去时光线被导向到基板上。当基板围绕旋转轴以使光线自由通过至少一个通道开口每转至少一次的方式旋转时光线的强度在基板的相对侧进行测量。基板的多个第一透射率值现在得以从当光线自由通过至少一个通道开口时测量的光线强度和当光线通过第一材料时测量的光线强度之间的比较而得以确定，由此，该比较在每种情形下对落在特定时间间隔内的测量值进行。与基板的温度相关的至少一个参数同样在特定时间间隔内被测量。温度值与基于基板的已知的多个透射-温度测量值确定的第一透射率值的每一个相关联。随后，与在特定时间间隔内确定的第一透射率值相关联的温度值和与基板的温度相关并在各个时间间隔内测量的至少一个参数之间的关系然后被绘图。借助于上述方法以及上述的校准基板，温度测量装置的校准能够以简单可靠的方式进行。
光线优选地为一束光线，其具有小于至少一个通道开口的最小直径的光束直径，从而使得能够自由地无障碍地通过。而且，光线优选地具有特定的偏振。特别地，光线能够为具有例如1310nm和/或1550nm的特定波长的激光光束。
在本发明的一个实施例中，光线以预定频率脉动，从而能够与通常和光线一起进行测量的背景辐射进行区别。因此，光线的脉冲频率位于例如100Hz和10000Hz之间并实质上高于基板的转速。优选地，光线的脉冲频率高于基板的转速的至少十倍。例如，基板每分钟旋转20至500转。
在本发明的一个实施例中，用于确定透射值并与光线强度相关的测量信号通过并非直接源于光线的部分进行修正。这可以通过其中没有光线被测量的至少一个测量信号的部分被从其中至少光线也被测量的测量信号中减去而实现。
优选地，与基板温度相关的参数的测量以非接触的方式通过朝向基板导引的辐射测量单元尤其是高温计进行。例如，在与基板温度相关的至少一个参数的测量过程中，测量在基板表面上的环状区域内进行，由此通道开口位于环状区域内。优选地，因此，来自通道开口附近的测量值在与基板温度相关的至少一个参数的测量过程中没有被纳入考虑。
为了在整个基板上提供尽可能均一的基板温度，加热和/或冷却基板的过程优选地分别以小于10℃/s的加热和冷却速率进行。为了避免在进行测量的各个时间周期内温度波动，在一个实施例中一定时间间隔占据小于2秒的时间周期。
而且，为了提供例如在不同温度范围的校准，本发明的一个实施例想到从当光线自由通过至少一个通道开口时测量的光线强度和当光线通过第二材料时测量的光线强度之间的比较确定基板的多个第二透射率值，由此该比较在每种情形下对落在一定第二时间间隔内的测量值进行。并且，与基板的温度相关的至少一个参数在一定第二时间间隔内进行确定，因此温度值基于基板的已知的多个透射-温度测量值而与确定的第二透射率值相关联。随后，对与在特定第二时间间隔内确定的第二透射率值相关联的温度值和与基板温度相关的并且在各个第二时间间隔内测量的至少一个参数之间的关系被绘图。
根据本发明，还提供一种用于热处理基板尤其是半导体晶片的装置，该装置包括：热处理腔室；基板保持装置，其限定用于将基板保持在处理腔室中的基板定位区域；旋转装置，其用于旋转基板保持装置；至少一个辐射源，其用于将加热辐射传递到处理腔室中；以及至少一个第一检测器，其朝着基板定位区域导向，从而检测当基板位于处理腔室中时来自基板的辐射。而且，该装置具有至少一个第二检测器、朝向第二检测器而被导向通过处理腔室和基板定位区域的至少一个第二辐射源，以及用于区分直接源于第二辐射源并被第二检测器检测到的辐射相对于由第二检测器检测到的其它辐射的装置。这样的装置例如适于实施根据本发明的方法并提供与此相关的优点。
在本发明的一个实施例中，提供用于机械地打开和关闭第二辐射源和基板定位平面之间的光束路径的至少一个装置。替代地和/或额外地，还可提供控制装置用于热处理期间第二辐射源的脉冲操作。
为了减少落在第二检测器上的并非源于第二辐射源的分量，可以在第二检测器和处理腔室之间提供朝向第二辐射源导向的长型光束通道。从而，光束通道的内表面可以由强烈吸光的材料构成和/或组成，从而仅让光基本直线地通过。为了保证在上述类型的不同装置中产生一致的透射测量结果，入射在基板上的源于第二辐射源的光线具有特定的偏振。优选地，第二辐射源发射特定波长的光，其可以有利于区别于背景辐射。因此，在一个实施例中第二辐射源是激光，特别地为发出例如1310nm和/或1550nm波长的光的激光二极管。为了减少落在第二检测器上的背景辐射，可以在第二检测器和处理腔室之间安置滤波器，其至少部分地过滤出具有在第二辐射源特定波长之外的波长的光。
在一个实施例中，第一检测器和第二辐射源朝向基板定位区域导向，与旋转装置的旋转轴相隔距离r1。优选地，热处理腔室为用于热处理半导体晶片的高速加热系统的处理腔室。可以提供多个辐射源用于传递加热辐射到处理腔室中，由此在每种情形中，至少一个辐射源设置在旋转装置下面，一个设置在上面。从而，用于递送加热辐射到处理腔室中的至少一个辐射源可以包括至少一个卤素灯和/或至少一个弧光灯。优选地，第一和/或第二检测器具有对着基板的辐射测量单元，特别地，为高温计。
根据本发明，还提供一种用于校准在用于热处理腔室的上述类型的装置中的温度测量装置的设备，其中上述类型的基板以这样的方式位于基板保持装置上，即在基板保持装置的旋转过程中，基板的通道开口进入第二辐射源和第二检测器之间的光束路径。
下面基于优选的示例性实施例参照附图更加详细地描述本发明。但是，本领域技术人员能够对这些例子进行衍变和修改，以及组合这些例子，而不超出权利要求所限定的本发明的精神和范围。
特别地，根据本发明的装置还可有利地应用到相关的在此描述之外的其它作业场合或者工艺。
附图说明
在附图中，在每种情形下示意性地示出：
图1是根据本发明的用于热高速加热系统中的圆盘形状基板的透射性测量的装置的截面视图。
图2a-2d是根据本发明的圆盘形状校准基板的平面视图；
图3a-3h是根据本发明的圆盘形状校准基板沿着弯曲半径的截面视图；
图4a是根据本发明的校准过程的温度-时间图；
图4b是根据本发明的来自辐射测量装置朝向校准基板导引的作为在旋转校准基板的情形下时间的函数的原始测量信号；
图4c是在从原始测量信号减去热背景辐射后根据图4b的修正的测量信号；
图5a是在基板转大约四转的过程中从图4c的透射性测量信号提取出的时间；
图5b是当校准基板的通道开口延伸通过辐射测量装置的视场时作为时间函数的图4c的测量信号的相对信号强度；
图6是作为各个基板的温度的函数的两个不同基板的测得透射性。
具体实施方式
图1示出通过热高速加热系统1的示意性截面视图。高速加热系统1提供用于圆盘形状基板例如半导体晶片的热处理。它具有框架形状的主体3，主体的上下端部被板状部件5、6覆盖，从而形成高速加热腔室7。在高速加热腔室7中，分别设置上下板状部件14和15，其将高速加热腔室7分隔为上灯腔室17、下灯腔室18和位于板状部件14、15之间的处理腔室19。板状部件14、15由光学透明材料例如石英或者蓝宝石组成。
多个加热元件22例如卤素灯或者弧光灯设置在上灯腔室17中。取决于应用场合，所有的加热灯22可以是相同类型的，或者也可以提供不同类型的。
同样地，多个加热灯23，其可以是与加热灯22相同类型的或者不同类型的，设置在下灯腔室18中。
能够通过门25关闭的入口/出口开口26设置在框架形状主体3的一侧从而将对象装载到处理腔室19中或者将对象从处理腔室19卸载。位于处理腔室中的基板30示出在图1中。基板30是校准基板并具有至少一个没有材料的部分32。围绕部分32的基板材料由具有随着基板温度变化的透射值的材料组成。基板30的结构在下面更详细地进行描述。位于用于热处理目的的处理腔室19中的基板通常不具有没有材料的部分32，但是，同样地，它们通常具有依从于温度的透射特征。
基板30通过基板保持装置保持在处理腔室19中，基板保持装置包括基板锁定销35。基板锁定销35限定多点基板定位装置，其刚性连接到至少部分地安置在处理腔室19中的旋转装置38。但是，替代示出的基板锁定销35，基板保持装置可以包括连接到旋转装置的其它的保持部件。因此，位于腔室中的基板30被保持为使得没有材料的部分32距离优选地延伸通过基板的中心点的旋转轴40为距离r1。没有材料的部分32这样能够在圆形线路上旋转，该圆形线路在此及后称作测量圆39。基板30围绕其基板中心点旋转以使得当基板旋转时没有材料的部分32总是围绕这基板中心点以相同距离旋转。
在高速加热腔室7之外，辐射源41安置为以使得由此发出的光线46通过板状部件5中的开口进入高速加热腔室7。光线46优选地为向着与板状部件5中的开口相对地定位的板状部件6中的第一开口被导向通过高速加热腔室7的特定波长的一束光线。光线46与由基板锁定销35限定的基板定位平面大致成直角地相交。在板状部件6中的第一开口的远离高速加热腔室7的那侧上，安置有检测器51，检测器51因此同样位于高速加热腔室7的外面。尽管板状部件6的第一开口示出为有限长度的简单的通道开口的形式，但是其还可以是长型通道的形式，其中长型通道的内表面由吸光材料构成和/或形成以使得基本沿着直线通过通道的光将落在第一检测器51上。
另一检测器52，其同样安置在高速加热腔室7的外面，通过板状部件6中的第二开口对着基板30。板状部件中的第二开口可以也为上述的长型通道的形式。第二检测器具有包括基板定位平面的视场，其在此及后称作测量斑点57。如图1所示，先前描述的测量圆39与测量点57相交，尽管这不是绝对必须的。
辐射源41可以通过没有详细示出的控制装置以脉动方式进行操作，也就是使得它以某脉冲频率交替地打开和关闭。辐射源41是例如激光器或者激光二极管，其以例如1310nm和/或1550nm的特定波长发射。以互补的方式，可以设置一滤波器，特别地在检测器51和高速加热腔室7之间，其实质上仅让辐射源41的特定波长的辐射通过。但是，辐射源41可以是卤素灯或者弧光灯，其光线同样可以通过例如移动通过例如光束路径的机械部件的方式进行脉动，这也称为斩波器。或者，光线可以关于其强度或者一些其它特征进行调整，从而使得能够区别于例如发生在高速加热腔室7内并可能入射在检测器51上的其它辐射。
检测器51和另一检测器52优选地每个都是测量入射到其上的光辐射的强度的辐射测量装置，例如高温计。因此，另一检测器52如果在高速加热装置1的情形下与所谓的参考腔室相关的话优选地热校准，或者，其可以通过利用校准基板来热校准，如在下面将更详细地描述的。另一检测器被提供，从而检测基板30在测量点57中发出的辐射。在旋转基板的情形下，位于测量圆39上的环状区域发出的辐射由此被检测。
在下面，参照将基板30的多个透射值确定为基板温度的函数来解释上面描述的装置的操作，由此假定高速加热装置1是参考装置，其中另一检测器52被热校准。首先，基板30通过开口26插入处理腔室19内部并放置在基板锁定销35上。开口26通过门25关闭。基板30通过旋转装置38设置为旋转并通过加热部件22、23慢慢加热。加热过程优选地以小于10℃每秒，优选小于3℃每秒的加热速率实施超过数分钟。或者，可以以台阶的形式加热基板，其中温度逐渐升高并保持在一温度一定时间。基板30在热处理过程中进行旋转。基板30例如每分钟旋转20至500转，从而保证基板在下面描述的每个温度测量中处于热平衡。
对于在加热过程期间中确定基板在一时间点t1的第一透射值，由辐射源41发出并穿过旋转基板30的光束46通过基板材料由检测器51进行测量。这得到第一测量值，其与当第一光线46穿过基板30的没有材料的部分32时测量的检测器51的第二测量值进行比较。从这两个测量值之间的关系，现在能够确定第一透射值并将其存储。用于确定第一透射值的来自第一检测器的测量值优选地通过并非直接源于光线46的分量进行修正。在脉冲光线46的情形下，这可以例如通过来自其中没有光线46被测量(光线关闭)的检测器51的至少一个另一测量值的分量而被从其中至少光线46也被测量(光线打开)的测量值减去而实现。
与时间点t1同时或者几乎同时，从基板30发出的辐射热通过已经被热校准的另一检测器52测量。基板的温度t1现在从该测量的热值得以确定(检测器52被热校准)并以类似的方式存储。因此，从测量的热值确定的温度并不绝对必须精确地对应绝对温度。而是，参考温度被表明，这用于在其它高速加热腔室中的随后的其它检测器的校准处理过程中。在参考腔室中成功测试的热处理能够然后转换到这些其它腔室，因为每个检测器调整适应于参考检测器，从而保证热处理的类似的温度控制。
这样确定的第一透射值现在能够与温度T1相关。上面的测量在多个时间点重复，从而提供在基板不同温度的多个透射值。这些值，或者透射值和温度对然后存储在用于这样测量的基板的表中。自然地，还可以从上面的值提取出作为基板温度函数的各透射值曲线，而不是利用表格形式的离散的单独的值。各个测量能够在基板的加热阶段期间和冷却阶段期间实施。基板30以上面描述的方式相对于其依从于温度的透射特征而进行测量，正如其本身也是这样一样。
这样的基板现在可以应用于上面类型的任何高速加热装置，从而热校准布置在那里的第二检测器。因此，实质上以与上述方法相同的方法进行，但是，由此分别确定的透射值现在根据表(或者曲线)而与温度值相关联。该温度值现在与另一检测器52的测量值相关联，从而校准它。因此，如上面提及的，从表确定的温度值并不必须完全精确地对应绝对温度(尽管这优选地应当通常如此)。而且，另一检测器52与在测量周期中使用的另一检测器52相同的方法进行设置。关于不同的高速加热系统之间的热处理控制的差异因此能够得以防止或者至少得以降低。
因为基板30的没有材料的部分32以定相的方式位于光线46的光束路径中，所以通过腔室测量的辐射源41的强度通过检测器51在相同的光学辐射路径上进行检测作为通过基板测量的透射辐射并可以用作参考值(第二测量值)，从而如上所述地确定透射值。通过比较参考值和第一测量值，腔室属性的变化以及背景辐射的变化可以被检测，以使得通过基板30的透射辐射相对于参考值被归一化，并反映基板的实际透射属性，即使会改变腔室属性并改变辐射源41的强度。
光束的背景辐射(也就是，没有落在检测器51上并源于辐射源41的背景辐射)可以得以确定并有利地如上所述地被修正。因此，辐射源41以例如脉冲的方式进行操作并且检测器51检测当辐射源41关闭时的辐射背景。从辐射源41测量的(通过基板的)透射辐射的分量因此能够从由检测器51检测的辐射在减去背景辐射后精确地确定。辐射源41的脉冲频率优选地位于100Hz和10kHz之间并因此有利地为基板旋转频率的至少十倍。但是，可以利用其它能够在透射辐射和背景辐射之间进行区别的测量。
借助于图2a)-2d)，现在更加详细地描述能够应用于上面的方法的圆盘形状的基板30的不同实施例。所述附图每个示出基板30的示意性平面图。在图2a)-2d)中使用相同的附图标记来表示相同或者等效的部件。
基板30每个包括第一半导体晶片101，第一半导体晶片101具有距离半导体晶片101的中心点预定距离的通道开口。在上面类型的高速加热系统1中，基板优选地安置在中央以使得第一半导体晶片101的中心点与旋转轴40重合，并且通道开口102落在测量圆39中，测量圆39在图2a)-2d)的每一个中示意性地标出。半导体晶片101的材料是呈现依从于温度的透射特征的材料。因此，该材料被选取为使得其在多个热周期例如上面描述的测量和校准周期中呈现出恒定的类似的依从于温度的透射属性。为了实现该目的，各个测量和校准周期应当在不改变半导体晶片101属性的受控过程气氛例如惰性气体和/或真空中实施。而且，在测量和校准周期之间，半导体晶片应当尽可能地存储在受控气氛中，从而防止其属性变化。
图2a)示出简单形式的圆盘形状的基板(校准基板)30，其由第一半导体晶片101组成，该第一半导体晶片101具有能够安置在测量圆39上的弧形通道开口102。尽管通道开口102示出为弧状，但是它并不是必须为弧状形式。而且，它安置在基板上以使得通道开口102的中央弧半径具有与测量圆39相同的半径并因此沿着测量环39延伸。在该实施例中，通道开口102对应图1所示的基板30的部分32。
图2b)示出类似于图2a的示例性实施例，但是其中通道开口102部分地被另一基板103覆盖。因此，在测量圆半径39上形成仅被半导体晶片101覆盖的第一区域、没有材料的区域(对应图1所示的基板30的部分32)、仅被基板103覆盖的另一区域以及被半导体晶片101和基板103覆盖的第四区域。
这样的基板可以例如用于700至1100摄氏度之间范围的透射性的测量。因此，第一半导体晶片是任意掺杂的，但有利地为由硅制成的稍微掺杂的半导体晶片，具有从700μm至800μm的厚度，并具有至多1E16cm-3的杂质掺杂。通道开口102优选地为测量半径上的弧形通孔，其优选地为大约3至7毫米宽。附于通孔并部分地覆盖通孔的是优选地由晶片材料例如硅组成的并有利地同样具有至多1E16cm-3的一点掺杂物并优选地厚度在20和200μm之间，特别地在30和70μm之间的基板103。
圆盘形状的基板30可以例如如下地进行制造：基本的原材料可以是具有小于1E16cm-3的掺杂浓度的标准厚度775μm的稍微掺杂的晶片101。围绕晶片中心点延伸超过大约120度的弧形块从该晶片沿着测量圆线39磨削从而得到大约3至7毫米宽的弧状通孔102。在第二步骤中，大约40至60μm厚并且同样为稍微掺杂的具有小于1E16cm-3的掺杂浓度的一块硅晶片103固定在通孔上以使得一部分通孔被覆盖而另一部分通孔没有被覆盖。这样制造的基板30特别适于在700摄氏度直到1100摄氏度的温度范围中的校准周期，因为具有大约40至60μm厚度的稍微掺杂的晶片对于IR辐射在高达1100摄氏度温度下能够仍然为透射的，而标准厚度775μm的稍微掺杂的晶片的透射已经在大约800摄氏度以上实际为零。
这样，在此，尤其是，第一半导体晶片101用作基础基板并还用以稳定基板103。当半导体材料都对于它们的透射特征在相应的测量周期进行测量时，有意义的依从于温度的透射特征能够得以确定而所处的温度范围然后能够根据需要延展。应当注意到，如果需要，每一个具有不同的依从于温度的透射特性的其它区域也能够形成在测量圆39上。
在上述制造工艺的替代方案中，在图2b)中制造的基板还能够仅有一个半导体晶片101组成，该半导体晶片101在区域103具有与在其它区域不同的掺杂。因此，掺杂物能够例如从上面产生。随后，在测量圆39中的通道开口102现形成为使得其相对末端的每一个接触不同的掺杂区域。而且，继续通道开口102的弧形状的凹陷形成在区域103中的基板的底面上。因此，提供与通道开口102相邻的减小厚度的一部分区域103，也就是以与由两个单独的半导体片结合在一起的基板30的结构相似的方式。
图2c示出校准基板30的一个例子，其中没有被覆盖的通道开口102位于测量圆39上，以及另一通道开口104完全被第二基板103覆盖。在这个例子中，通道开口102对应根据图1的没有材料的部分32。再者，例如，可以由具有不同的掺杂区域的一件式半导体晶片形成基板，所述不同的掺杂区域一方面是通孔，另一方面是非连续的凹陷。
图2d)示出一个实施例，其中基板103是牢固地连接到第一半导体晶片101的另一半导体晶片，使得两个半导体晶片的中心点有利地一个位于另一个上面。第一半导体晶片101具有第一通道开口102，其安置在第一半导体晶片101上，以使得围绕半导体晶片101的中心点的测量圆39的边缘至少部分地被第一通道开口102覆盖。第二半导体晶片103具有安置在第二半导体晶片103上的另一通道开口106以使得围绕第二半导体晶片103的中心点的圆的边缘具有与测量圆39的半径相同的半径，并且至少部分地被另一通道开口106覆盖。在这种情形下，通道开口106现在对应图1所示的没有材料的基板30的部分32。
两个半导体晶片101和103牢固地彼此连接，由此第一半导体晶片的外边缘和第二半导体晶片的外边缘重合。因此，两个半导体晶片通过粘接有利地连接在一起。但是，它们还可以通过胶粘剂粘在一起或者通过螺栓或者其它固定装置连接在一起。优选地，两个半导体晶片连接在一起以使得第一通道开口102和第二通道开口106至少部分地重叠以使得当它们连接在一起时它们包括共同的没有材料的投射区域用于来自透射光源的光学辐射的通过。
对于400和700摄氏度之间的温度测量，第一半导体晶片优选地重掺杂有至少5×1E17cm-3的杂质掺杂物并有利地具有700μm至800μm之间的厚度。第二半导体晶片稍微掺杂有至多1E16cm-3的杂质掺杂物并优选地具有500μm和800μm之间的厚度。半导体晶片由例如硅材料、GaAs、SiC、InP或者另一半导体材料化合物组成。
例如，圆盘形状基板30可以由具有至少1E17cm-3掺杂浓度的标准厚度的重掺杂晶片制造，弧形状块沿着围绕晶片中心点的测量圆线39磨削出超过大约120度，所述块具有大约3至7毫米的宽度以使得形成大约5毫米宽的弧形状通孔102。在第二步骤中，相同尺寸的并且具有例如775μm的标准厚度的稍微掺杂的晶片103在测量圆线39上设置一孔，所述孔的直径与高掺杂的晶片中的弧形状通孔的宽度等宽，由此稍微掺杂的晶片具有小于1E16cm-3的掺杂浓度。两个晶片101和103现在一个布置在另一个上以使得稍微掺杂的晶片中的孔位于重掺杂晶片的扩孔(reaming)上，随后它们牢固地连接在一起。通常，还能想到在数个测量半径上具有孔的变化形式，例如数个高温计将被同时校准和/或数个透射测量单元将同时被操作。如果数个高温计将被同时校准，但是，如果这些高温计位于相同的测量半径上也同样是有利的。
图3a)至3h)示出在0和2π之间的弧度测量中沿着测量圆的截面形式的圆盘形状的基板30的另一实施例。在图3a)-3h)中，相同的附图标记用于表示相同或者等效的部件。
图3a)示出沿着测量圆的弧度测量的截面形式的第一半导体晶片101，该第一半导体晶片101具有部分地被一块基板103覆盖的通道开口102。
图3b)示出其中基板103块并没有被通道开口102覆盖的另一例子。
图3c)示出其中第一半导体晶片101包括通道开口102以及形成为半导体晶片101的区域的另一材料的基板103的例子。这类实施例能够例如形成为半导体晶片材料101在这个点上设置有另一掺杂层，或者设置有例如反射或者非反射层(例如金属涂层)。优选地，在此，半导体晶片101的至少一个表面和区域103的表面一起形成各平面表面，但是，如上所述，其可以例如邻近通道开口102处具有减小的厚度。
图3d)公开基板30，其由具有第一通道开口102和与其间隔开的第二通道开口104的半导体晶片101组成。第一和第二通道开口102、104具有沿着弧长度的不同的尺寸，尽管并不是必须这样。因此，第一通道开口102部分地被基板103覆盖，而第二通道开口没有被覆盖。
图3e)示出包括第一和第二通道开口102、104的类似于图3d的例子。但是，这次，第二通道开口104完全被基板材料103覆盖，而第一通道开口102没有被覆盖。
图3f)和3g)示出基板103，该基板具有部分地覆盖第一半导体晶片101中的通道开口102的通道开口106的。因此，基板103可以为圆盘形状基板的形式，其直到通道开口106采取与第一半导体晶片101相同的形式。优选地，基板103为第二半导体晶片。
最后，图3h)示出其中基板30由具有通道开口102、104的半导体晶片101以及由两种其它材料组成的例子。因此，半导体晶片101优选地牢固地连接到第二半导体晶片103。第二半导体晶片103具有通道开口106和另一通道开口108。通道开口106和108安置为以使得它们部分地覆盖第一半导体晶片101的各通道开口102和104。第二半导体晶片103连接到另一圆盘形状基板109，优选地连接到相同尺寸的第三半导体晶片，第三半导体晶片具有通道开口110，通道开口110安置为以使得它覆盖通道开口102和106以使得留有光学辐射能够自由通过的至少一个区域。
图4a示出在高速加热腔室中旋转的圆盘形状基板(30)上进行的校准处理的温度-时间图。用于该测量的圆盘形状基板(30)根据图2b的实施例进行构建：基本的原材料是具有小于1E16cm-3的硼掺杂浓度的标准厚度775μm的稍微掺杂的晶片101。从该晶片，弧形状块沿着关于晶片中心点的测量圆形线39以超过大约120度进行磨削，从而产生大约5毫米宽的弧形状的通孔102。在第二步骤中，54μ厚的同样稍微掺杂的一块晶片103由硅组成并具有小于1E16cm-3磷掺杂浓度，该晶片103被固定到通孔以使得一部分通孔被覆盖而一部分通孔没有被覆盖。
在这个例子中，透射测量在开环加热顺序中进行。首先，基板30被加热大约250秒。随后，它被冷却下来大约80秒。从而，圆盘形状基板在设置有用于加热基板的卤素灯的高速加热系统中被慢慢加热。圆盘形状基板的温度通过热校准的高温计进行测量并作为时间的函数以曲线200的形式绘制。
图4b示出来自光源41通过旋转的基板30的示例性信号210，其在校准过程期间由检测器51进行记录。当光源41被调制时，信号采取作为时间函数的检测器51的信号电压的形式。如能够认识到的，因而产生多个描述上面的曲线212并对应当来自光源41的光线自由通过基板中的通道开口时的信号电压的多个上测量值。如能够认识到的，因而还产生描述中间曲线214并对应当来自光源41的光线通过基板的薄的半导体材料时的信号电压的多个中间测量值。曲线214如所预期地随着温度升高而下降，因为基板的透射率在更高温度时降低。
作为光源41，使用具有1550nm的发射波长的IR激光二极管，其在500Hz脉动。检测器51检测激光二极管的辐射以及来自卤素灯的外界辐射部分(灯辐射)，该外界辐射部分是用于加热基板30并且也是基板的自我辐射的部分(晶片辐射)。这可以容易地通过这样的事实认识到，即上测量值描述对应温度升高的曲线，尽管光源41的最大辐射强度不应随着时间改变。这些外界辐射部分(背景辐射)的总和可以通过当激光二极管关闭时由检测器51测量的信号被测量并且该值被从当激光二极管打开时由检测器51测量的信号电压减去而确定。
图4c中的曲线220示出已经针对背景辐射被修正的信号。再者，上曲线212和下曲线214能够被观察到。但是，现在，如所预期的，上曲线212是平的，而下曲线随着温度升高而向着零延伸。从曲线212和214的测量值之间的关系，基板的依从于温度的透射特征能够现在得以确定。顺便说的是，在右手端，可以看到下曲线随着温度下降而在此升高。微分电压相对于时间以伏为单位进行绘图。
图5a示出在高速加热腔室中基板30转大约四转过程中曲线220的形状。曲线220的最大值221表示当光源41通过基板30中的孔遇到检测器51时的透射信号的电平(level)并能够用作光源41的输出强度I0的参考。弯曲220的平稳阶段222表示穿过稍微掺杂的一块薄晶片103时光源41的传输信号的电平。平稳阶段223表示通过稍微掺杂的厚晶片101时透射辐射的电平。如能够从曲线的这个部分推出的，晶片101在大约660摄氏度的晶片温度下(从图4a推出)对于在此使用IR激光的1550nm测量波长仍然是光学透明的，因为沿着y轴绘制的差分电压达到大约03伏。最后，曲线220的最小值224表示通过厚晶片和薄晶片的光源41的透射信号的电平。
图5b示出当IR激光通过基板30中的孔时在244.36秒和244.42秒之间的曲线220的形状截取出的窄的部分。在这个时间点上，基板已经达到大约1050摄氏度的温度。单个测量示出为点225。从测量的波形可以看出，在通过孔后，来自IR激光的透射信号不能再被测量。这是由于这样的事实，即在1050摄氏度的温度下，薄晶片对于IR激光的IR辐射几乎不再是透明的。
图6示出对于稍微掺杂的薄晶片作为温度函数的以对数刻度的透射系数310的波形以及对于稍微掺杂的厚晶片作为温度函数的对数刻度的透射系数320的波形。
对本发明的构思没有任何限制，形成基板30的材料101、103和109可以是例如相同或者不同的金属或者半导体。基板30可以由半导体材料例如Si、GaAs、InP、SiC或者其它的化合物半导体材料组成并设置有局部的不同的掺杂材料和掺杂浓度。例如在硅的情形下，B、As、P或者Sb能够用作掺杂材料。形成基板30的材料101、103和109不管是局部地还是作为整体都可以具有相同或者不同的反射属性。它们可以具有反射和非反射区域，以及在局部区域被不同地涂布。
Claims (76)
1.一种用于校准半导体晶片的热处理装置中的温度测量装置的盘状基板(30)，其中，所述基板(30)至少部分地由第一材料组成，该第一材料取决于温度而改变其透射特征，其特征在于，在所述第一材料中的至少一个通道开口(32)形成光学辐射在至少部分区域中通过所述基板的自由通道。
2.如权利要求1所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个通道开口(32)安置成与所述基板的中心点相隔距离r1。
3.如权利要求1或2所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个通道开口(32)被所述第一材料完全围绕。
4.如权利要求1或2所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个通道开口(32)是弧形的并位于与所述基板的中心点相隔距离r的圆线上。
5.如权利要求1所述的基板(30)，其特征在于，所述第一材料为第一半导体晶片(101)。
6.如权利要求5所述的基板(30)，其特征在于，所述第一半导体晶片(101)是硅晶片。
7.如权利要求5或6所述的基板(30)，其特征在于，所述第一半导体晶片(101)具有至少200毫米的直径。
8.如权利要求5-7任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述第一半导体晶片是具有至少5×1E17cm-3的杂质掺杂物的硅晶片。
9.如权利要求5-7任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述第一半导体晶片是具有至多1E16cm-3的杂质掺杂物的硅制成的半导体晶片。
10.如权利要求2-9中任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述基板包括至少第二材料，该第二材料安置成与所述基板的中心点相隔距离r。
11.如权利要求10所述的基板(30)，其特征在于，所述第一材料中的所述至少一个通道开口(32)在部分区域上被所述至少一个第二材料覆盖。
12.如权利要求10或11所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个第二材料具有与所述第一材料不同的透射特征。
13.如权利要求10-12任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个第二材料取决于其温度而改变其透射特征。
14.如权利要求10-13任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个第二材料是来自以下化合物组的材料：石墨、Si、Ge、SiGe、GaAs、SiC、InP、InSb。
15.如权利要求10-14任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述第二材料在相同的温度下比所述第一材料相对于光学辐射更加透明。
16.如权利要求10-15任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述第二材料是第二半导体晶片。
17.如权利要求16结合权利要求5-15之一的基板(30)，其特征在于，所述第二半导体晶片具有与所述第一半导体晶片相同的直径。
18.如权利要求16或17所述的基板(30)，其特征在于，所述第二半导体晶片是具有至少5×1E17cm-3的杂质掺杂物的硅晶片。
19.如权利要求16或17所述的基板(30)，其特征在于，所述第二半导体晶片是具有至多1E16cm-3的杂质掺杂物的硅组成的半导体晶片。
20.如权利要求10-19任一项所述的基板(30)，其特征在于，所述至少一个第二材料由具有至多250μm厚度的单晶半导体材料组成。
21.如前述任一项权利要求所述的基板(30)，其特征在于，在所述第一材料中至少在部分区域中设置至少一个第二通道开口，该通道开口形成光学辐射通过所述基板的自由通道并安置成与所述基板的中心点相隔距离r2。
22.如权利要求21所述的基板(30)，其中，r1≠r2。
23.一种用于确定前述任一权利要求所述的基板(30)的多个透射-温度测量值的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a)将光线(46)导向到所述基板(30)上；
b)加热和/或冷却所述基板(30)；
c)在所述基板(30)的相对侧测量所述光线(46)的强度；
d)围绕旋转轴(40)旋转所述基板(30)以使得所述光线(46)在每一转自由地通过所述至少一个通道开口(32)；
e)从当光线(46)自由通过所述至少一个通道开口(32)时测量的光线(46)的强度和当光线(46)通过所述第一材料时测量的光线(46)的强度之间的比较确定基板(30)的多个第一透射率值，由此该比较在每种情况下相应于落在特定时间间隔中的测量值进行；
f)在所述特定时间间隔内确定所述基板(30)的温度；以及
g)对在所述特定时间间隔内确定的第一透射率值和在所述各个时间间隔内测量的温度之间的关系进行绘图。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述光线(46)是一束光(46)。
25.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述光线的光束直径小于所述至少一个通道开口(32)的最小直径。
26.如权利要求23-25的任一项所述的方法，其特征在于，所述光线(46)是激光束。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述光线(46)具有1310nm和/或1550nm的波长。
28.如权利要求22-27任一项所述的方法，其特征在于，所述光线(46)具有特定的偏振。
29.如权利要求23-28任一项所述的方法，其特征在于，所述光线(46)以预定频率脉动。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述光线的脉冲频率位于100赫兹和10000赫兹之间。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述光线(46)的脉冲频率高于所述基板的转速的至少十倍。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述基板(30)每分钟旋转20至500转。
33.如权利要求23-32任一项所述的方法，其特征在于，与用于确定透射值的光线(46)的强度相关的测量信号通过并非直接源于光线(46)的分量进行修正，其中没有光线(46)被测量的至少一个测量信号的分量被从其中至少光线(46)也被测量的测量信号减去。
34.如权利要求23-33任一项所述的方法，其特征在于，确定所述基板(30)的温度是以非接触的方式实施的。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，确定所述基板(30)的温度通过朝向基板导引的辐射测量单元实施，特别是，高温计。
36.如权利要求34或者35所述的方法，其特征在于，确定所述基板(30)的温度是在基板表面上的环状区域内实施的，由此所述通道开口(32)位于所述环状区域中。
37.如权利要求23-36任一项所述的方法，其特征在于，在所述通道开口(32)附近的测量值没有纳入确定所述基板(30)温度的考虑中。
38.如权利要求23-37任一项所述的方法，其特征在于，所述基板(30)的加热和/或冷却分别以小于10℃/s的加热和冷却率实现。
39.如权利要求23-38任一项所述的方法，其特征在于，所述特定时间间隔包括小于2秒的时间段。
40.如权利要求23-29任一项所述的方法，其特征在于，进一步提供以下步骤：
h)从当光线自由通过至少一个通道开口(32)时测量的光线强度与当光线通过第二材料时测量的光线强度之间的比较确定基板(30)的多个第二透射系数值，由此该比较在每种情形下相应于落入特定第二时间间隔中的测量值而实现；
i)在所述特定第二时间间隔内确定基板(30)的温度；以及
j)对在所述特定第二时间间隔内确定的第二透射系数值和在所述各个第二时间间隔内测量的温度之间的关系进行绘图。
41.一种用于校准温度测量装置的方法，该温度测量装置包括如权利要求1-22任一项所述的基板(30)，对于该基板来说，多个透射-温度测量值是已知的，其中该方法包括下面的步骤：
a)将光线(46)导向所述基板(30)；
b)加热和/或冷却所述基板(30)；
c)在所述基板(30)的相对侧测量所述光线(46)的强度；
d)围绕旋转轴(40)旋转所述基板(30)以使得每一转所述光线(46)自由通过所述至少一个通道开口(32)；
e)从当光线(46)自由通过至少一个通道开口(32)时测量的光线(46)的强度和当光线(46)通过第一材料时测量的光线(46)的强度之间的比较确定基板(30)的多个第一透射系数值，由此所述比较在每种情形下相应于落在特定时间间隔内的测量值而实现；
f)在所述特定时间间隔内测量与基板(30)的温度相关的至少一个参数；
g)基于基板的已知的多个透射-温度测量值将各个温度值与所确定的第一透射系数值相关联；以及
h)将与在所述特定时间间隔内确定的第一透射系数值相关联的温度值和与所述基板的温度相关并且在各个时间间隔内测量的至少一个参数之间的关系进行绘图。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述光线(46)是一束光线(46)。
43.如权利要求41或42所述的方法，其特征在于，所述光线(46)的光束直径小于所述至少一个通道开口(32)的最小直径。
44.如权利要求41-43任一项所述的方法，其特征在于，所述光线(46)是激光束。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述光线(46)具有1310nm和/或1550nm的波长。
46.如权利要求41-45任一项所述的方法，其特征在于，所述光线(46)具有特定的偏振。
47.如权利要求41-46任一项所述的方法，其特征在于所述光线(46)以预定频率脉动。
48.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述光线的脉冲频率位于100赫兹和10000赫兹之间。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于，所述光线(46)的脉冲频率高于所述基板的转速的至少十倍。
50.如权利要求41-49任一项所述的方法，其特征在于，所述基板(30)每分钟旋转20至500转。
51.如权利要求41-50任一项所述的方法，其特征在于，用于确定透射值并与光线(46)的强度相关的测量信号通过并非直接源于光线(46)的分量进行修正，其中没有光线(46)被测量的至少一个测量信号的分量被从其中至少光线(46)也被测量的测量信号减去。
52.如权利要求41-51任一项所述的方法，其特征在于，与所述基板(30)的温度相关的所述参数的测量是以非接触的方式实施。
53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，与所述基板(30)的温度相关的所述参数的测量通过朝向所述基板导引的辐射测量单元特别地高温计而实现。
54.如权利要求52或53所述的方法，其特征在于，与所述基板(30)的温度相关的所述至少一个参数的测量是在基板表面上的环状区域内进行，由此所述通道开口(32)位于所述环状区域中。
55.如权利要求41-54任一项所述的方法，其特征在于，在与所述基板(30)的温度相关的所述至少一个参数的测量过程中，在所述通道开口(32)附近的测量值没有纳入考虑。
56.如权利要求41-55任一项所述的方法，其特征在于，所述加热和/或冷却基板(30)的过程是以低于10℃/s的加热或者冷却速率进行的。
57.如权利要求41-56任一项所述的方法，其特征在于，所述特定时间间隔包括小于2秒的时间段。
58.如权利要求41-57任一项所述的方法，其特征在于，进一步提供以下的步骤：
i)从当光线自由通过至少一个通道开口(32)时测量的光线强度和当光线(46)通过第二材料时测量的光线(46)强度之间的比较确定基板(30)的多个第二透射系数值，由此该比较在每种情形下相应于落在所述特定第二时间间隔内的测量值进行。
j)在所述特定第二时间间隔内测量与所述基板(30)的温度相关的至少一个参数；
k)基于基板的已知的多个透射-温度测量值将各个温度值与所确定的第二透射系数值相关联；以及
l)对温度值和与基板温度相关的在所述特定第二时间间隔内测量的参数确定的第二透射系数值之间的关系进行绘图。
59.一种用于热处理基板特别地半导体晶片的装置，包括
热处理腔室；
基板保持装置，其限定用于将所述基板保持在所述处理腔室中的基板定位区域；
旋转装置，用于旋转所述基板保持装置；
至少一个辐射源，用于递送加热辐射到所述处理腔室中；
至少第一检测器，其朝向所述基板定位区域导引从而当所述基板定位在所述处理腔室中时检测来自所述基板的辐射；
其特征在于，
提供至少一个第二检测器，
提供至少一个第二辐射源，所述第二源朝向所述第二检测器被导向通过所述处理腔室和所述基板保持区域；以及
提供用于区分直接源于所述第二辐射源并由所述第二检测器检测的辐射相对于由所述第二检测器检测的其它辐射的装置。
60.如权利要求59所述的装置，其特征在于，至少一个装置被提供用于机械地打开和关闭所述第二辐射源和所述基板定位平面之间的光束路径。
61.如权利要求59或60所述的装置，其特征在于，提供一控制装置用于在热处理期间所述第二辐射源的脉冲操作。
62.如权利要求59-61任一项所述的装置，其特征在于，在所述第二检测器和所述处理腔室之间有一长型光束通道，该长型光束通道朝向所述第二辐射源导向。
63.如权利要求62所述的装置，其特征在于，所述光束通道的内表面被构造为仅让大致成直线导向的光线通过。
64.如权利要求62或63所述的装置，其特征在于，所述光束通道的内表面是由强吸光材料组成，从而仅让大致成直线导向的光线通过。
65.如权利要求59-64任一项所述的装置，其特征在于，入射在所述基板上的来自所述第二辐射源的光线具有特定的偏振。
66.如权利要求59-65任一项所述的装置，其特征在于，所述第二辐射源发出特定波长的光。
67.如权利要求59-66所述的装置，其特征在于，所述第二辐射源是激光器。
68.如权利要求67所述的装置，其特征在于，所述激光器是激光二极管。
69.如权利要求66-68任一项所述的装置，其特征在于，所述第二辐射源发出1310nm和/或1550nm波长的光。
70.如权利要求66-69任一项所述的装置，其特征在于，在所述第二检测器和所述处理腔室之间安置有一滤波器，该滤波器至少部分地过滤出具有在特定波长之外的波长的光。
71.如权利要求59-70任一项所述的装置，其特征在于，所述第一检测器朝向所述基板定位区域导向，与所述旋转装置的旋转轴相隔距离r1，所述第二辐射源朝向所述基板定位区域导向，与所述旋转装置的旋转轴相隔距离r1。
72.如权利要求59-71所述的装置，其特征在于，所述热处理腔室(19)是用于热处理半导体晶片的高速加热系统(1)的处理腔室。
73.如权利要求59-72任一项所述的装置，其特征在于，提供多个辐射源用于递送加热辐射到所述处理腔室中，由此在每种情形下，在所述旋转装置(38)之上提供至少一个辐射源(22，23)，在所述旋转装置(38)下面提供一个辐射源。
74.如权利要求59-73任一项所述的装置，其特征在于，用于将加热辐射递送到所述处理腔室中的至少一个辐射源包括至少一个卤素灯和/或至少一个弧光灯。
75.如权利要求59-74任一项所述的装置，其特征在于，所述第一和/或第二检测器包括朝向所述基板导引的辐射测量单元，特别地，高温计。
76.一种用于校准在如权利要求59-75任一项所述的用于热处理基板的装置中的温度测量装置的设备，其中，如权利要求1-22任一项所述的基板定位在基板保持装置上以使得在所述基板保持装置的旋转过程中，通道开口(32)进入第二辐射源和第二检测器之间的光束路径。
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