CN116034255A - 温度测量装置和多个辐射源之间的同步 - Google Patents

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CN116034255A CN202180055720.6A CN202180055720A CN116034255A CN 116034255 A CN116034255 A CN 116034255A CN 202180055720 A CN202180055720 A CN 202180055720A CN 116034255 A CN116034255 A CN 116034255A
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Abstract

方法、系统、装置和设备通过在激活状态和非激活状态之间切换一个或多个源来测量基板的温度。当处于激活状态时，所述一个或多个源加热基板的至少一部分。当处于非激活状态时，所述一个或多个源基本上不引起辐射或引起产生的可忽略的辐射量。温度测量装置与所述激活状态和非激活状态之间的切换同步，使得温度测量装置基本上仅在所述一个或多个源处于非激活状态时测量所述基板的至少一部分的温度。

Description

温度测量装置和多个辐射源之间的同步
相关申请
本申请案主张2020年8月13日提交的美国临时专利申请第63/064,968号的优先权，其公开内容通过引用完整并入本文。
发明领域
本发明涉及工件(例如半导体晶圆和基板)的处理和/或加工。
背景技术
在半导体装置的加工制造中，执行各种加工步骤，其中晶圆在几秒或更短的时间尺度上通过热源加热到所需温度，热源可以是高强度辐射源的形式，例如LED、激光或灯。在某些情况下，晶圆经过热加工以执行各种制造步骤，包括例如掺杂剂激活、热氧化、金属回流和化学气相沉积。在其他情况下，晶圆可以作为某些加工操作的副产品被加热，例如由于暴露于等离子体而加热晶圆。晶圆温度被监视/测量，例如使用辐射温度计，以便在加工期间跟踪晶圆的温度分布。
发明内容
本发明是一种用于测量/监测工件/基板的参数的方法、设备、装置和系统，包括所述工件/基板的温度以及所述工件/基板的反射率和/或发射率。
在某些实施例中，所述设备包括一装置和/或一个或多个传感器，所述传感器被配置为通过测量由多个辐射源加热的基板或工件所发出的热辐射来测量温度。所述装置和/或多个传感器与多个辐射源同步操作，多个辐射源在第一(“激活”)状态和第二(“非激活”)状态之间切换，在第一(“激活”)状态中，多个辐射源照射基板以加热基板；在第二(“非激活”)状态中，多个辐射源不发射辐射或发射可忽略的辐射量，使得多个辐射源发射的任何此类辐射未被所述装置(和/或传感器)检测到或者不足以可测量地影响由所述装置(和/或传感器)所执行的测量。在优选实施例中，所述装置(和/或传感器)与多个辐射源的同步使得所述装置和/或传感器仅在多个辐射源处于非激活状态时测量温度(或热辐射)，并且更优选地在多个辐射源从激活状态被切换到非激活状态时开始/开始(start/begin)精确地执行这种温度/热辐射测量，并且在多个辐射源从非激活状态被切换到激活状态时停止精确地执行所述基板/工件的温度/热辐射测量。在特别优选的实施例中，当多个辐射源被切换到非激活状态时，所述装置和/或传感器精确地开始测量基板温度/热辐射，并且当所述装置和/或传感器停止测量基板温度和/或热辐射时，多个辐射源被准确地/精确地切换回激活状态。
在某些实施例中，第一传感器与多个辐射源同步操作以监测/测量一强度参数，所述强度参数在多个辐射源处于非激活状态时段期间随基板发出的热辐射的强度而变化，并产生对应于所述强度参数的一温度指示电子信号。在一些实施例中，所述同步是由一控制器提供，所述控制器控制多个辐射源在两个状态之间的切换。在其他实施例中，所述同步是由一第二传感器提供，所述第二传感器被配置为测量/监测一强度参数，所述强度参数随多个辐射源发射的辐射的强度而变化，并产生对应于所述强度参数的一强度指示电子信号。在某些实施例中，强度指示信号的下降被用于使由第一传感器所执行的测量与多个辐射源在两个状态之间的切换同步。
在进一步的实施例中，所述装置(和/或传感器)在多个辐射源被切换到激活状态的时段期间额外地测量辐射，以便捕获响应于被多个辐射源照射而由基板所反射的辐射。在这样的实施例中，捕获的反射辐射可以被使用来测量或计算所述基板的反射率和/或发射率。
根据本发明一实施例的教示，提供了一种用于测量一基板的温度的方法。所述方法包括：在以下之间切换一个或多个源：一激活状态，其中所述一个或多个源加热所述基板的至少一部分，以及一非激活状态，其中所述一个或多个源基本上不引起辐射或者引起产生的可忽略的辐射量；以及使用一温度测量装置测量温度，所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述温度测量装置基本上仅在所述一个或多个源处于所述非激活状态时测量所述基板的所述至少一部分的温度。
可选地，所述一个或多个源在所述激活状态期间照射所述基板以加热所述基板。
可选地，所述一个或多个源包括多个发光二极管或多个激光源，所述多个发光二极管或所述多个激光源被配置以照射所述基板。
可选地，所述一个或多个源包括等离子体，所述等离子体被配置以在所述激活状态期间用多个带电粒子轰击所述基板。
可选地，所述温度测量装置经由一同步信号而与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，所述同步信号对应于以下至少之一：所述非激活状态、从所述激活状态到所述非激活状态的转变、或从所述非激活状态到所述激活状态的转变。
可选地，所述同步信号由一强度传感器提供，所述强度传感器被配置以感测由所述一个或多个源所发射的辐射。
可选地，所述同步信号由与所述一个或多个源相关联的一控制器提供，所述控制器控制所述一个或多个源在所述激活状态和所述非激活状态之间的切换。
可选地，所述温度测量装置包括一传感器，所述传感器感测由所述源所发射的辐射，并且通过识别与所述非激活状态的启动相对应的所述发射的辐射的下降而与所述一个或多个源在所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步。
可选地，所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述激活状态切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
可选地，所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得当所述温度测量装置停止执行温度测量时，所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态。
可选地，所述激活状态与至少一个照射时间间隔相关联，并且所述至少一个照射时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源在整个的所述时间间隔内以一输出功率或平均输出功率发射辐射，所述输出功率或平均输出功率是足够高的，以加热所述基板；以及所述非激活状态与至少一个测量时间间隔相关联，并且所述至少一个测量时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源不发射辐射，或者以足够低以至于对于所述温度测量装置可以忽略的一输出功率发射辐射。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种用于测量一基板的温度的系统。所述系统包括：一个或多个源，所述一个或多个源被配置与所述基板相关联，所述一个或多个源可在以下状态之间切换：一激活状态，其中所述一个或多个源加热所述基板的至少一部分，以及一非激活状态，其中所述一个或多个源基本上不引起辐射或者引起产生的可忽略的辐射量；一控制器，所述控制器包括至少一个处理器并被配置为在所述激活状态和所述非激活状态之间切换所述一个或多个源；以及一温度测量装置，所述温度测量装置被配置以测量所述基板的所述至少一部分的一温度，所述温度测量装置以及所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换是彼此同步的，使得所述温度测量装置基本上仅在所述一个或多个源处于所述非激活状态时测量所述基板的所述至少一部分的温度。
可选地，所述至少一个温度测量装置经由一同步信号与所述一个或多个源的切换同步，所述同步信号对应于以下至少之一：所述非激活状态、从所述激活状态到所述非激活状态的转变、或从所述非激活状态到所述激活状态的转变。
可选地，所述同步信号通过所述控制器被提供至所述至少一个温度测量装置。
可选地，所述系统还包括：至少一个强度传感器，被配置以感测由所述一个或多个源所发射的辐射。
可选地，所述至少一个强度传感器提供所述同步信号至所述至少一个温度测量装置。
可选地，所述至少一个温度测量装置测量辐射，并且通过识别与所述非激活状态的启动相对应的辐射测量中的下降而与所述一个或多个源的切换同步。
可选地，所述一个或多个源在所述激活状态期间照射所述基板以加热所述基板。
可选地，所述一个或多个源包括多个发光二极管或多个激光源。
可选地，所述一个或多个源包括等离子体，所述等离子体被配置以在所述激活状态期间用多个带电粒子轰击所述基板。
可选地，所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述激活状态切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
可选地，所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换与所述温度测量装置同步，使得当所述温度测量装置停止执行温度测量时，所述控制器将所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态。
可选地，所述激活状态与至少一个照射时间间隔相关联，并且所述至少一个照射时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源在整个的所述时间间隔内以一输出功率或平均输出功率发射辐射，所述输出功率或平均输出功率是足够高的，以加热所述基板；以及所述非激活状态与至少一个测量时间间隔相关联，并且所述至少一个测量时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源不发射辐射，或者以足够低以至于对于所述温度测量装置可以忽略的一输出功率发射辐射。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种方法，其包括：在以下之间切换一个或多个源：一激活状态，其中所述一个或多个源加热所述基板，以及一非激活状态，其中所述一个或多个源基本上不引起辐射或者引起产生的可忽略的辐射量；以及使用与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步的一装置来测量由所述基板所发出的热辐射，使得所述装置基本上仅在所述一个或多个源处于所述非激活状态时测量由所述基板所发出的所述热辐射。
可选地，所述方法还包括：基于所述测量的热辐射计算所述基板的温度。
可选地，所述装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述装置在所述一个或多个源从所述激活状态被切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行热辐射测量，并且所述装置在所述一个或多个源从所述非激活状态被切换到所述激活状态的时间或之前停止执行热辐射测量。
可选地，所述装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得当所述装置停止执行热辐射测量时，所述一个或多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种用于测量由多个辐射源周期性照射的一基板的温度的方法，所述多个辐射源可在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量。所述方法包括：根据由一温度测量装置接收的一同步信号，在所述多个辐射源处于一失去激活状态的时段期间内，通过所述温度测量装置对所述基板的至少一部分执行一温度测量，所述同步信号指示以下至少一个：i)所述多个辐射源处于所述激活状态的时段、ii)所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段、iii)所述多个辐射源从所述激活状态转变为所述非激活状态、或iv)所述多个辐射源从所述非激活状态转变为所述激活状态，使得所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述激活状态被切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
可选地，所述方法还包括：在所述多个辐射源处于所述激活状态的时段期间内终止通过所述温度测量装置的所述温度测量。
可选地，所述温度测量装置包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的辐射产生一温度指示信号，并且所述方法还包括：在所述多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态之前或之时，从所述至少一个传感器解耦(de-coupling)信号放大电子器件。
可选地，所述同步信号通过一控制器被提供至所述温度测量装置，所述控制器在激活状态和非激活状态之间切换所述多个辐射源。
可选地，所述同步信号由一强度传感器提供，所述强度传感器被配置以感测由所述多个辐射源所发射的辐射。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种用于测量由多个辐射源周期性照射的一基板的温度的温度测量装置，所述多个辐射源可在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量。所述温度测量装置包括：一传感器，所述传感器根据由所述温度测量装置接收的一同步信号，在所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段期间内感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的热辐射产生一温度指示信号，所述同步信号指示以下至少一个：i)所述多个辐射源处于所述激活状态的时段、ii)所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段、iii)所述多个辐射源从所述激活状态转变为所述非激活状态、或iv)所述多个辐射源从所述非激活状态转变为所述激活状态，使得所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述激活状态被切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种用于测量由多个辐射源周期性照射的一基板的温度的温度测量装置，所述多个辐射源被配置为在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量。所述温度测量装置包括：一传感器，所述传感器感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的热辐射产生一温度指示信号，其中所述温度测量装置与所述多个辐射源在所述激活状态和所述非激活状态之间的切换同步，使得所述传感器仅在所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段期间内产生所述温度指示信号。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种设备，所述设备被配置为与用于处理一基板的一热处理系统一起操作或被配置为作为用于处理一基板的一热处理系统的一部分操作，所述热处理系统具有多个可切换的辐射源，所述多个可切换的辐射源被配置为在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量。所述设备包括：一第一传感器，用于感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的热辐射产生一温度指示信号；一第二传感器，用于感测由所述多个辐射源所发射的辐射，并产生与所述非激活状态相对应的一同步信号；一放大器电路；以及一可控开关，所述可控开关与所述第一传感器和所述放大器电路相关联，并且被配置为基于所述同步信号在以下之间切换：一打开位置，其中所述放大器电路与所述第一传感器解耦，以及一关闭位置，其中所述放大器电路仅在所述多个辐射源处于所述非激活模式的时段期间与所述第一传感器进行信号通信。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种设备，所述设备被配置为与处理一基板的一热处理系统一起操作或被配置为作为处理一基板的一热处理系统的一部分操作，所述热处理系统具有多个可切换的辐射源，所述多个可切换的辐射源被配置为在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量。所述设备包括：一温度测量装置，所述温度测量装置包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测热辐射，产生与感测的热辐射相对应的一信号，检测与所述多个辐射源从所述激活状态转变到所述非激活状态的时段相对应的所述信号的下降，以及基于感测的热辐射和检测的所述信号的下降来引起所述基板的所述至少一部分的一温度测量。
根据本发明的教示的一实施例，还提供了一种方法，其包括：在以下之间切换一个或多个辐射源：一激活状态，其中所述一个或多个辐射源照射一基板以加热所述基板，以及一非激活状态，其中所述一个或多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量；通过与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步的一装置来执行：在所述非激活状态期间的一第一辐射测量，所述第一辐射测量包括与所述基板的热发射相对应的辐射，以及在所述激活状态期间的一第二辐射测量，所述第二辐射测量包括：与所述基板的热发射相对应的辐射；以及由所述基板反射的辐射，响应于由所述一个或多个辐射源所发射的辐射；以及基于所述第一辐射测量和所述第二辐射测量，计算所述基板的一反射率或所述基板的一发射率中的至少一个。
除非本文另有定义，本文使用的所有技术和/或科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。尽管在本发明的数个范例的实践或测试中可以使用与本文所述的那些方法和材料相似或等效的数个方法和数个材料，但下文描述了示例性方法和/或材料。如有冲突，以专利说明书(包括定义)为准。此外，数个材料、数个方法和数个范例仅是说明性的，并不旨在进行必要的限制。
附图说明
本发明的一些实施例在此仅通过示例并参考附图来说明。具体详细地参考附图，强调所显示的细节是通过示例的方式并且出于对本发明的数个实施例的说明性讨论的目的。在这点上，结合附图的描述使本领域技术人员清楚可以如何实践本发明的实施例。
现在将注意力转向附图，其中类似的参考数字或字符表示相应的或类似的部件。在所述附图中：
图1是具有测量装置的系统的示意图，所述测量装置具有用于测量/监测/跟踪基板的热辐射和温度的传感器，由可切换的辐射源加热，所述辐射源可在激活状态和非激活状态之间切换，并且同步至根据本发明的实施例，辐射源在激活状态和非激活状态之间切换，其中同步由控制辐射源切换的控制器提供；
图2是图1的控制器的框图；
图3是图1的测量装置的示意图；
图4是示出示例辐射源发射用于加热基板的辐射的波长以及测量装置对其敏感的辐射波长的曲线图；
图5是示出示例性窄带辐射源发射用于加热基板的辐射的波长以及测量装置对其敏感的辐射波长的曲线图；
图6是图5的低辐射区域的特写视图，显示了辐射源发射的一些低强度宽带辐射与测量装置敏感的波长之间的重叠，以及当加热到各种示例温度时，与基板发射热辐射的波长重叠；
图7是辐射源的激活和非激活切换状态随时间变化的图，以及激活状态下被辐射源加热的基板的温度分布趋势图；
图8是根据另一实施例的具有测量装置的系统的示意图，所述测量装置具有用于测量/监测基板的热辐射和温度的传感器，由可切换的辐射源加热，其与辐射源的切换同步本发明的同步由测量辐射源的辐射强度的强度传感器提供；
图9是类似于图8的系统的示意图，其中强度传感器集成为测量装置的一部分；
图10是类似于图1的系统的示意图，但是其中测量装置包括放大器和传感器与放大器之间的开关，并且其中开关的打开和闭合与传感器的切换同步。激活和非激活状态之间的辐射源；
图11是可用于提供测量装置与辐射源切换之间的同步的同步信号的非限制性示例；
图12是示出根据本发明的实施例的用于测量/监控基板温度的过程的流程图；
图13A和13B是本公开的控制器可以用来控制辐射源的脉宽调制(PWM)电压波形的示意图；以及
图14是类似于图1的系统的示意图，其中所述装置通过在辐射源处于非激活状态时测量基板的热辐射来测量基板的反射率和/或发射率，并且热当辐射源处于激活状态时，基板的辐射和从基板反射的辐射。
具体实施方式
本发明是一种用于测量/监控工件/基板的温度的方法、设备、装置和系统。
参照所附数个图式及所附说明可以更好地理解根据本发明的方法、设备、装置和系统的数个原理及操作。
在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明的应用并不一定限于以下描述中所阐述的和/或在附图和/或示例中说明的部件和/或方法的构造和排列的细节。本发明能够具有其他实施例，或者能够以各种方式被实践或执行。
现在参考附图，图1-3示出了根据本公开的各个方面构造和操作的工件处理系统的各个方面，所述系统总体上指定为10。一般而言，工件处理系统(以下称为“系统”)10，例如当实施为热处理系统时，其可以部署在热处理室中或作为热处理室的一部分，包括用于在工件12的处理期间提供温度监控/测量的设备。一般而言，工件12可为任何薄板状材料基板，例如半导体晶圆、半导体基板或玻璃基板。在不失一般性的情况下，工件在下文中将可互换地称为基板12。
系统10通常包括一个或多个可控源14，其被部署以可切换地激活从而选择性地加热基板、用于控制源14的控制器24、以及基于发射的辐射测量基板12的一个或多个参数的测量装置16或者响应于源14的照射和/或加热而被基板12反射。根据本公开的第一方面，装置16被配置为基于基板12发出的热辐射来测量基板12的温度。在根据本公开的第一方面的实施例中，装置16也可互换地称为“温度测量装置”。根据本公开的第二方面，装置16测量由基板发射的热辐射以及从基板反射的辐射以便能够确定基板12的反射率和/或发射率。
根据某些优选但非限制性的实施例，一个或多个源14是多个电子可控和可切换的辐射源14a-14j，统称为辐射源14，其在某些实施例中可以实现为阵列辐射源的数量，部署以照射基板12以加热基板12。尽管出于示例的目的在此示出了十个辐射源，但是系统10可以包括少于十个源或多于十个源，这取决于热处理应用。在这样的实施例中，辐射源14也可互换地称为“源”或“热源”。热源14优选地被配置为根据应用将基板12的至少一部分或整个基板12加热到期望的温度，例如可以是175℃或更高，并且在某些情况下是200℃或更高，在其他情况下为300℃或更高。当在快速热处理系统的情况下使用时，辐射源14可以被配置为将基板12加热到甚至更高的温度，包括1000℃或更高。
顺便说一下，尽管源14被实现为用于照射基板12的辐射源以加热基板12，本文设想了其他实施例，其中源14产生的辐射与基板12的加热之间不一定存在因果关系。例如，如将在本公开的后续部分中讨论的，某些类型的源可以被可切换地激活以加热基板12并且作为源14激活的副作用或附带结果可以引起辐射的产生(即辐射发射)，这不是基板加热的原因。在本公开的大部分其余部分中，源14将在作为用于照射基板12的辐射源的上下文中进行描述，并且在适用的情况下将更一般地描述为通常被配置为被激活以加热基板的源12。
考虑到上述情况，辐射源14通常被配置为在两种状态下的操作之间切换，即辐射源14照射基板12以加热基板12的激活状态，以及辐射源14照射基板12以加热基板12的非激活状态。辐射源14不照射基板，或者通过不发射辐射或者通过在辐射源14处于非激活状态的持续时间内发射可忽略的辐射量。在某些非限制性实施方式中，源14发射的强度(即功率)可以在最小强度/功率值和最大强度/功率值之间变化，从而结合辐射源发射的时间量14以最小和最大强度发射辐射，基板12的期望温度的受控可变性。最小强度/功率值可以是例如0Watts/cm2，并且最大强度/功率值可以是例如20Watts/cm2。这些最小值和最大值可能因应用而异。
在本文件的上下文中，术语“激活状态(active state)”可与术语“激活的状态(activated state)”、“激活(active)”和“激活的(activated)”互换使用，并且通常指源14加热基板12的状态。在源14是辐射源的特别优选但非限制性的实施例中，激活状态是指辐射源通过在给定时间段内发射足够高的辐射来照射基板12的状态，所述辐射足够高以加热基板12。在这样的实施例中，激活状态对应于时间间隔或时间段，在所述时间间隔或时间段期间辐射源14以足够高的输出功率或平均输出功率(在整个时间间隔/时间段内)发射辐射，以便以可测量地加热基板(最好根据所需的温度曲线)。辐射源14处于激活状态期间的时间间隔(即，时间段)可互换地称为“照射时间间隔”或“照射周期”。在源14不照射基板但在激活状态时仍然加热基板的一般情况下，源14处于激活状态期间的时间间隔可以等效地称为“激活状态时间间隔”或“激活状态周期”以及与术语“时间间隔”或“周期”结合使用的“激活状态”的任何其他可互换术语。
类似地，在本文件的上下文中，术语“非激活状态”可与术语“去激活的状态”、“非激活”和“去激活的”互换使用，并且通常指辐射源14不照射的状态基板12，或者在更一般的情况下基本上不引起辐射或引起产生的可忽略的辐射量。在源14是在激活状态期间照射基板12的辐射源的实施例中，当处于非激活状态时，辐射源14不(即，停止)发射辐射，或发射可忽略的辐射量(来自装置16的透视图)，或在从激活状态切换到非激活状态后的短时间内立即发出残留的低水平辐射。在此类实施例中，非激活状态对应于时间间隔或时间段，在所述时间间隔或时间段期间辐射源14以输出功率或平均输出功率(在整个时间间隔/时间段内)发射辐射，所述输出功率或平均输出功率为零(即，辐射源14不发射任何辐射)或足够低使得辐射源14发射可忽略的辐射量(即非常低的非零输出功率量，例如<<1Watt/cm2)。辐射源14处于非激活状态期间的时间间隔可互换地称为“测量时间间隔”或“测量周期”。在源14不照射基板但是当处于激活状态时仍然加热基板的一般情况下，源14处于非激活状态期间的时间间隔可以等效地称为“非激活状态时间间隔”或“非激活状态周期”以及用于“非激活状态”的任何其他可互换术语与术语“时间间隔”或“周期”结合使用。
单个测量时间间隔对应于第一时间实例和第二时间实例之间的时间段，其中第一时间实例是辐射源14呈现非激活状态的时间实例，而第二时间实例是辐射源14在呈现不激活状态之后连续呈现激活状态的时间实例。
在本文件的上下文中，术语“可忽略的辐射量”通常指的是温度测量装置16或检测不到的任何辐射量不足以显着影响由温度测量装置16执行的基板12的温度测量。
控制器24与辐射源14电连接，用于驱动辐射源14开启和关闭，以控制辐射源14以合适的切换速率在激活状态和非激活状态之间切换。在某些实施例中，切换速率可以是静态的/恒定的，并且可以被预编程到控制器24中。在其他实施例中，切换率可以是动态的。切换速率可取决于加热速率和基板12将被加热到的期望温度，这可取决于特定的热处理应用。控制器24优选地还被配置成当处于激活状态时调节由辐射源14发射的辐射的强度/功率。此外，如将在本公开的后续部分中进一步详细讨论的，控制器24可以采用各种技术来控制激活状态和非激活状态之间的切换，以及辐射源14的辐射强度输出。在优选但非限制性实施方式中，控制器24采用脉冲宽度调制(PWM)来控制辐射源14的切换和辐射强度输出。
图2是控制器24的示意框图，示出了处理器26，其可以是耦合到计算机存储介质的一个或多个计算机处理器(例如，微处理器、微控制器、信号处理器等)，示意性地表示为存储器28。这样的处理器包括或可以与计算机可读介质(例如存储器28)通信，其存储计算机程序代码或指令集，当由处理器执行时，这些计算机程序代码或指令集使处理器执行动作。计算机可读介质的类型包括但不限于能够为处理器提供计算机可读指令的电子、光学、磁性或其他存储或传输装置。存储器28可以是用于存储数据和信息的任何类型的存储器，并且还可以存储计算机程序代码或指令集以供处理器26执行。
在某些实施例中，单独的辐射源14a-14j可由控制器24独立控制，使得控制器24可独立且选择性地打开和关闭每个辐射源。在其他实施例中，辐射源14由控制器24共同开启和关闭，使得当控制器24发出“开启”控制命令时，所有辐射源14同时开启，并且当控制器24发出“开启”控制命令时，所有辐射源14同时开启。“关闭”控制命令，所有辐射源14同时关闭。
温度测量装置16(也称为“温度测量装置”或简称为“装置”)用于测量基板12的部分温度，其可以是基板12的一部分或基板12的整体。在某些实施例中，温度测量装置16被实现为辐射温度计，例如温度探头，其可以是独立于系统10的辐射源14和控制器24的独立组件，或者可以与系统的其他组成部分10。
在某些优选实施例中，辐射源14相对于基板12展开以便从宽范围的角度照射基板12，使得整个基板12被加热。在这样的实施例中，辐射源14可以配置为热源阵列。
在一组特别优选但非限制性的实施方式中，源14被实施为多个电子可切换的发光二极管(LED)(可选地部署在阵列中)，或者被实施为激光源的布置，被配置为发射辐射在特定的波长范围并且优选地从宽范围的角度，以便将基板12加热到期望的温度。与白炽灯和其他类型的灯相比，LED和激光器在热加工方面具有多项优势，特别是LED和激光器的电子控制精度。此外，LED和激光器可以快速打开和关闭，使LED可以在几分之一秒内从发射零功率变为全功率(反之亦然)。
然而，要注意的是，LED、激光器或其他辐射源的辐射输出可以至少部分地与用于由温度测量装置16测量基板12的温度的特别期望的波长范围重叠。这可以在图4所示的示例中看出，其中温度测量装置16在大约950nm处操作，并且源在大约870nm处发射峰值辐射但也发射高达950nm的辐射。因此，LED/激光器/光源发出的辐射——当开启时——会干扰基板12的温度测量。即使在远离温度探头工作波长带(例如接近500nm)工作的LED和激光热源仍会发出宽带辐射，尽管通常较弱，但仍会与在附近较长波长下工作的温度测量装置16重叠和干扰，例如，950nm附近。这在图5中示出，其中辐射源14发射接近500nm的窄带峰值辐射，但仍然发射足够强以干扰低热信号水平的宽带辐射(在图6的特写视图中示出)当加热到各种示例温度水平(在本示例中为175℃、200℃和300℃)时，其强度足以干扰由基板12发射的低热信号水平。因此，在辐射源14处于激活状态期间执行的温度测量会模糊基板12的温度读数。
为了防止来自辐射源14的辐射模糊基板12的温度读数，根据本公开的实施例的温度测量装置16与辐射源14在激活状态和非激活状态之间的切换同步，使得温度测量装置16在源14从激活状态切换到非激活状态的同时或在所述时间之后的少量时间开始执行温度测量，并且使得温度测量装置16停止在源14从非激活状态切换到激活状态的同时或之前的少量时间执行基板12的温度测量。以这种方式，在辐射源14处于非激活状态的时段期间执行由温度测量装置16执行的唯一有意义的温度测量。请注意，在非激活状态开始和/或结束时，装置16不测量温度的“少量时间”通常被选择为足够长的时间间隔，以考虑同步信号和源14转换到/从非激活状态的确切时间。在装置16不测量时在非激活状态的开始和/或结束处添加这些小间隔是为了确保即使面对转换到/从非激活状态的精确时间的不确定性，仅当源14处于非激活状态时，装置16仍将始终进行测量。此外，在装置16需要某个最小量的时间来完成温度测量的典型情况下，可以考虑允许以确保当装置16在中间这样测温。(因此，实际上，如果在源14的下一次非激活到激活转变之前有足够的时间完成所述测量，则可以仅允许装置16开始温度测量)。
每次将辐射源置于非激活状态时，基板12的温度都会下降，从而导致加热曲线定性地类似于图7中示意性地示出的加热曲线。在需要严格控制温度分布的情况下，和/或在非激活状态时间间隔期间基板快速冷却的情况下，通常希望将辐射的时间间隔减少到最小值源14处于非激活状态，以便减少在非激活状态时间间隔期间发生的温度下降的幅度。为此，辐射源14可以优选地实施为LED、激光器或具有快速响应时间的其他辐射源。(LED和激光器的上升/下降时间通常在1微秒或更快的数量级)。使用快速响应时间辐射源允许在非激活状态开始后几乎立即开始温度测量，并允许在温度测量完成后几乎立即重新建立激活状态。这不同于具有较慢响应时间的辐射源，例如白炽辐射源，其上升/下降时间大约为几0.1秒或更长。这种响应时间较慢的辐射源需要延迟温度测量的开始，直到来自慢响应时间源的辐射水平衰减到不再干扰温度测量的程度。类似地，慢响应时间辐射源在非激活状态温度测量完成后需要一些时间来完全返回激活状态。因此，通过使用LED、激光或其他快速响应时间辐射源，可以使非激活状态时间间隔期间的温度下降幅度更小。
在某些优选但非限制性的实施方式中，脉宽调制(PWM)控制方法可用于改变施加到辐射源的平均功率。图13A和13B显示了用于PWM控制的示例性PWM电压波形。当使用PWM控制方法时，温度探头和辐射源之间有两种可能的同步方式：
a)当温度探头测量时间相对于PWM周期时间T较长时，需要将辐射源置于一个或多个整个PWM周期的非激活状态，以便捕获温度测量值。这种情况在图13A中示出，其示出了一个非激活状态(测量时间间隔)，其之前和之后是激活状态间隔，其中更高的平均功率被施加到辐射源。
b)当温度探头测量时间相对于PWM周期时间T较短时，可以在每个PWM周期期间固有存在的低电压间隔内进行温度测量(每当PWM占空比-循环<100％)。在此实现中，非激活状态自然发生在PWM周期内，无需在PWM电压脉冲之间插入特殊的非激活状态测量间隔。这种方法在图13B中示意性地示出。所述图中所示的方法不仅需要快速的温度测量时间(<<T)，还需要在激活和非激活状态之间快速切换。如前所述，LED和激光辐射源特别适合这种需要快速切换的情况。
应当理解，实现非激活状态不需要对辐射源施加精确的零电压、电流、功率或其他适当的激励，而是只需要施加足够低的激励以确保辐射源以一定水平发射低于会干扰温度探头测量的值。
现在将更详细地讨论激活时间间隔和测量时间间隔。为了说明清楚起见，将在源14是辐射源的非限制性上下文中描述时间间隔，由此激活时间间隔等效地称为照射时间间隔。显而易见的是，照射时间间隔和测量时间间隔均可以包括多个间隔。通常，照射时间间隔与对应于辐射源14的激活/非激活状态切换的测量时间间隔交替，使得辐射源14经历连续交替的激活和非激活状态循环，并且使得在它们之间存在交错辐照时间间隔和测量时间间隔。图7示出了当辐射源14在激活状态和非激活状态之间循环时辐射源14随时间的状态的示例，以及由切换导致的基板12的温度分布的趋势。从图7所示的示例中可以看出，基板12的温度在辐射源14处于激活状态期间升高(即，基板12“升温”)，并且降低(即，在辐射源14处于非激活状态期间，基板12“冷却”)。在所示示例中，基板12温度在每个照射时间间隔期间根据关于时间的非线性函数增加。
每个照射时间间隔都足够长，以便为基板12提供足够的时间来加热到合适的温度。已发现在0.25到10秒范围内的照射时间间隔对于加热半导体晶圆特别有效，但是间隔长度可以根据特定的热处理应用而变化。此外，每个测量时间间隔优选地短于照射时间间隔，并且还优选地足够短使得与辐射源14的切换时间的同步兼容，基板12的温度是(由温度测量装置16)测量，同时对随时间变化的温度曲线具有最小的影响。已发现0.01至0.1秒范围内的测量时间间隔对于测量以0.25至10秒的间隔加热的半导体晶圆的温度特别有效，但是测量时间间隔长度可能会有所不同，具体取决于特定的处理应用程序。
在某些优选实施例中，装置16在测量时间间隔的整个持续时间内连续或几乎连续地测量由基板12发出的温度(和/或热辐射)。
附带地，注意到辐照时间间隔不一定需要等长。类似地，测量时间间隔也不一定需要等长。例如，辐照时间间隔可以在基板热处理的整个持续期间连续增加或减少，并且测量时间间隔可以保持恒定或可以基于例如每个在前辐照时间间隔的长度而变化。
根据本公开的某些实施例的温度测量装置16的示意图。在所示实施例中，温度测量装置16包括耦合到处理器18的传感器20。处理器18可以是一个或多个计算机处理器(例如，微处理器、微控制器、信号处理器等)。传感器20被配置为检测/感测/测量由基板12发出的辐射(热辐射，辐射强度)并且响应于感测到的热辐射产生指示温度的电信号。传感器20优选地对特定波长范围内的辐射敏感，所述特定波长范围被选择以提供对基板12的温度变化的高灵敏度，基板12将被辐射源14加热到期望的处理温度的预期范围内。在一个非限制性示例中，传感器20对波长等于或接近1000nm的辐射敏感。传感器20可以是多于一个的传感器，例如传感器阵列。传感器20可以基于Stefan-Boltzmann定律、Planck函数给出的热辐射(辐照度)和温度之间的关系或者使用查找表(可以存储在存储器中)来测量基板12的温度(其可以存储在与处理器18相关联的存储器中)。
在所示实施例中，温度测量装置16还包括光学器件23，由透镜23示意性地表示(其可以是透镜的组件，其可以是折射的或反射的)，用于将来自场景的热辐射导向传感器20。备选地，光学器件23可以实施为一根或多根光纤(例如，光纤束)或者实施为光管。光学器件23被部署以限定对应于热辐射将从其到达的区域的视场。当装置16被部署以测量基板12的温度/热辐射时，装置16被定位成使得基板12的待测量的部分在由以下定义的场景/区域的视野中光学23。根据装置16相对于基底12的部署配置，“基底的一部分”可以包括基底12的一个或多个部分或者可以包括基底12的整体。
在某些实施例中，处理器18、传感器20和光学器件23保持在单个外壳或机械体内。
顺便说一下，基板12发出的热辐射通常很弱，因此传感器20响应于感测热辐射，可能会生成一个比例较弱的温度指示信号，所述信号需要放大器电路进行一些放大。因此，虽然未在附图中示出，但传感器20的输出优选地耦合到放大由传感器20产生的信号的放大器电路(例如，前置放大器)。
可以以各种方式提供温度测量装置16与辐射源14的切换之间的同步。根据一组非限制性实施方式，如图1所示，控制器24与温度测量装置16电关联(即，电连接)，并向温度测量装置16提供对应于辐照的同步信号时间间隔和/或测量时间间隔。如将要讨论的，同步信号可以对应于非激活状态，和/或从激活状态到非激活状态的转变，和/或从非激活状态到激活状态的转变。由于控制器24控制辐射源14的切换速率，因此控制器24还可以例如以同步信号的形式向温度测量装置16提供定时信息，使得温度测量装置16仅测量温度在对应于测量时间间隔的时间段期间基板12的变化。处理器18可以接收同步信号，并控制传感器20的定时，使得传感器20仅在测量时间间隔期间测量热辐射。在其他实施方式中，传感器20连续测量热辐射强度，并且处理器18控制将传感器20可切换地耦合到放大器电路的开关以仅在测量时间间隔期间闭合开关，使得传感器20输出信号仅在测量时间间隔期间与放大器电路通信，并且在辐照时间间隔期间不与放大器电路进行信号通信。将在本公开的后续部分中参考图10讨论所述实现的变体。
在另一组非限制性实施方式中，传感器对由辐射源14和基板12发出的辐射敏感，并且连续感测/测量热辐射强度。在这样的实施方式中，处理器18可以被编程为处理由传感器20生成的信号，以便识别指示测量的辐射强度下降的信号突然下降。这种下降通常对应于辐射源14过渡到非激活状态的时期。因此，处理器18可以仅产生、输出和/或存储或写入存储器(例如，写入链接到处理器18的计算机存储器)在检测到的突然信号下降(其对应于测量时间间隔，即，当辐射源14处于非激活状态时)，使得温度测量装置16仅输出测量时间间隔期间的温度测量。处理器18可以类似地被编程为当检测到突然的信号增加时停止记录测量数据，对应于辐射源到激活状态的转变。因此，本发明的设备基于感测到的辐射和检测到的所述感测到的辐射强度的突然下降和增加来产生基板12的温度测量。或者，不是基于测量信号的变化(突然增加和减少)来识别非激活状态(应该记录其数据)，处理器18可以在感测到的辐射信号下降到特定阈值以下时识别非激活状态信号电平。
现在参考图8和图9，根据本公开的进一步实施例的在温度测量装置16和辐射源14的切换之间提供同步的系统和设备，其中附加传感器是用于感测由辐射源14发出的辐射。首先看图8，强度传感器30(可以是一个以上的强度传感器)用于感测辐射源14发出的辐射并且与温度测量装置16电关联。强度传感器对由辐射源14发射的特定波长范围内的辐射敏感，并且传感器20对在被源14加热时由基板12发射的特定波长范围内的辐射敏感。尽管未示出，但是强度传感器30可以与用于将来自场景(在这种情况下包括辐射源14)的辐射导向传感器30的光学器件相关联。备选地，传感器30可以与将来自辐射源14的辐射导向传感器30的专用光学器件相关联。
强度传感器30基于检测/感测相关波长范围内的辐射产生同步信号，具体地检测/感测由辐射源14发射的辐射。在某些非限制性实施方式中，强度传感器30在检测/感测到由辐射源14发射的辐射时生成同步信号。在其他非限制性实施方式中，如果强度传感器30没有检测到/感测到相关波长范围内的辐射，则强度传感器30生成同步信号。
强度传感器30将同步信号提供给温度测量装置16，温度测量装置16根据同步信号进行热辐射测量(通过传感器20)，使得传感器20仅在测量期间测量热辐射(由基板12发出)。测量时间间隔(对应于辐射源14的非激活期)。例如，温度测量装置16的处理器18可以响应于从强度传感器30接收到同步信号而命令传感器20执行热辐射测量。
图9示出类似于图8的替代配置，但是其中强度传感器30集成为温度测量装置16的一部分，使得传感器20、30都部署在单个外壳或机械主体内。这里，正如在图8中，强度传感器30检测/感测/测量由辐射源14发射的辐射以确定辐射源14何时处于非激活状态(对应于测量时间间隔)和/或者当辐射源14处于激活状态时(对应于照射时间间隔)。传感器20和30中的每一个都可以具有单独的光学器件(即，传感器20可以与图3中的光学器件23相关联，并且传感器30可以具有单独的光学器件，如上面参考图8所提到的)。或者，传感器20和30可以共享光学器件(例如，图3中的光学器件23)，其可以被部署以将来自辐射源14和基板12的辐射导向传感器20和30。
在图9所示的实施例中，处理器18可以从强度传感器30接收同步信号并且可以命令传感器20基于接收到的同步信号执行热辐射测量。
图10是与图1类似的另一实施例，不同之处在于温度测量装置16还包括放大器电路22，用于放大传感器20产生的温度指示信号，以及开关21，用于选择性地放置传感器20。进入与放大器22的信号通信。传感器20还连续测量热辐射强度，并且除了对当被源14加热时基板12发射的特定波长范围内的辐射敏感之外，还可以对由辐射源14发射的特定波长范围内的辐射敏感。名义上，开关21可以处于断开位置，使得传感器20与放大器22解耦(即，不与放大器22信号通信)。因此，当开关21处于断开位置时，传感器20响应于任何辐射测量而生成的输出信号未被放大。当开关21处于闭合位置时，传感器20被置于与放大器22信号连通，使得传感器20响应于任何热辐射测量而产生的输出信号被放大器22放大。开关21在打开和关闭位置之间的切换由以同步信号的形式从控制器24接收的控制输入控制，使得放大器22在辐射源14从非激活状态切换到激活状态的时间或之前的时间量(少量)与传感器20解耦。在所示示例中，处理器18充当继电器，其基于从控制器24接收到的同步致动开关21打开和闭合。控制器24提供与辐射源14在激活状态和非激活状态之间的切换相对应的同步信号，使得当辐射源14处于激活状态时，开关21处于打开位置以便解耦来自传感器20的放大器22，并且当辐射源14处于非激活状态时，开关21处于闭合位置。因此，开关21在测量时间间隔期间主要闭合，使得放大器22仅在测量时间间隔期间放大由传感器20产生的信号，并且开关21在照射时间间隔期间主要打开，使得热由传感器20执行的辐射强度测量没有被放大并且由装置16执行的温度测量被有效地中断/终止。
本公开的实施例中使用的同步信号可以采用多种形式，包括例如在指定持续时间上连续的时变信号、一个或多个脉冲或阶跃信号、一个或多个可以包括脉冲/阶跃信号或数字信号的触发型信号。在一个非限制性示例中，同步信号是脉冲或阶跃，其在辐射源14处于激活状态时呈现高值或低值，并且在辐射源14处于激活状态时呈现低值或高值。14个处于非激活状态。在这样的示例中，温度测量装置16在同步信号具有低值或高值(对应于非激活时间间隔)的时间间隔期间测量温度(经由传感器20感测的热辐射)。
在另一个非限制性示例中，对于每个非激活时间间隔，同步信号可以包括指示非激活时间间隔开始的开始触发脉冲和指示非激活时间间隔结束的结束触发脉冲。在这样的示例中，温度测量装置16在接收到开始触发脉冲时开始测量温度并且继续测量温度直到接收到结束触发脉冲。在另一个类似的非限制性示例中，对于激活时间间隔中的每一个，同步信号可以包括指示激活时间间隔开始的开始触发脉冲和指示激活时间结束的结束触发脉冲-间隔。在这样的示例中，温度测量装置16在接收到结束触发脉冲(与一个激活时间间隔的结束相关联)时开始测量温度并且继续测量温度直到接收到开始触发脉冲(与激活时间间隔的开始相关联)下一个激活时间间隔)。在另一个类似的非限制性示例中，单个触发脉冲可用于指示辐射源向非激活状态的转变，其中非激活状态被预编程为持续等于或略长于所需时间的持续时间用于温度探头进行单次测量。在这个预编程的时间间隔结束时，辐射源自动返回到激活状态，而不发送触发脉冲来指示这个转变。
显然，本文也考虑了上述的组合。例如，同步信号可以包括分别指示有效时间间隔的开始和结束的高值或低值的开始和结束触发脉冲，并且可以包括指示开始和结束的低值或高值的开始和结束触发脉冲。分别结束一个非激活的时间间隔。
在某些非限制性实施方式中，同步信号可以作为触发温度测量装置16开始测量基板12的温度的触发信号，而在其他实施方式中，同步信号可以作为触发温度的触发信号。测量装置16停止测量基板12的温度。在其他非限制性实施方式中，同步信号的接收(通过温度测量装置16)触发温度测量装置16测量基板12的温度，而在其他实施方式中没有接收到同步信号触发温度测量装置16测量基板12的温度。
继续参考图4-10，现请参考图11，其图示了可以用于提供温度测量装置16与辐射源14在激活和非激活之间的切换之间的同步的同步信号的示例状态。这里，当信号从“低”信号电平(指定为AL)增加到“高”信号电平(指定为AH)。这些实例有时会在图中标记为TINAC。测量装置16与所述上升信号同时启动其温度测量，并在预定时间间隔(在图11中指定为TMEAS)内完成温度测量，之后辐射源14有时自动返回激活状态图中标记为TAC。因此，温度测量装置16能够仅在测量时间间隔期间，即，在辐射源14处于非激活状态期间，测量基板12的温度。
例如，同步信号可以实现为电信号，其中“高”和“低”幅度值对应于用于生成信号的高电压和低电压，例如，5伏表示“高”，0伏表示“低”。
温度测量装置16与辐射源14在激活状态和非激活状态之间的切换之间的同步，特别是当实施为LED或激光源时，通过启用温度测量装置16提供优于传统基板温度监测解决方案的显着优势仅在辐射源14处于非激活状态期间测量温度/热辐射(并且优选地在辐射源14处于非激活状态的整个时段的期间)。通过这样做，温度测量装置不会受到强得多的热辐射源的眩光影响，这通常会阻碍温度探头能够准确检测从基板12发出的典型数量级较小的热辐射信号的能力。
在特别优选的同步实现中，同步使装置16能够恰好在辐射源14切换到非激活状态的时刻开始温度测量，并且恰好在温度探头完成的时刻将辐射源返回到激活状态它的温度测量。这样的同步实施将非激活状态的持续时间减少到最小，从而减少在非激活状态间隔期间发生的基板12的不受控制的冷却，如图7中示意性地所示。此外，将非激活状态时间间隔减少到绝对最小值，可以允许将更频繁的非激活状态测量间隔插入到加热曲线中，这在与闭环温度控制方案结合使用时尤为重要，其中更频繁的温度测量允许温度控制器更频繁地进行控制校正，从而实现更严格、更稳健的温度控制。
然而，需要注意的是，本文公开的测量和同步方案也可以适用于不需要精确闭环控制的情况，例如用于数据记录或收集目的，或者发出警报或警告的情况，如果测得的温度超出了优选的温度范围。
根据所公开主题的实施例的用于测量/监控基板温度的过程(即，方法)1200的流程图。还参考图1-11。图12的过程和子过程由源14、温度测量装置16及其相关组件执行，包括传感器20和可选的传感器30。图12的一些过程和子过程是由控制器24和/或处理器18执行的计算机化过程。前述过程和子过程例如是自动执行的并且优选地实时执行。假定在执行图12的工艺之前，基板12已经部署在基板处理系统中，例如热处理室，其包括热源和/或辐射源(例如，源14)，在某些实施例中，其被部署用于照射基板12以加热基板，和计算机控制装置(例如，控制器24)，用于打开和关闭源以控制激活状态和非激活状态之间的切换，以及在某些实施例中控制源在激活状态时发射的辐射强度水平状态。
过程1200开始于步骤1202，其中控制器24将源14切换到激活状态，使得源14加热基板12。在热处理的背景下，源14是辐射源，当在步骤1202中切换到激活状态时辐射源照射基板12，从而在辐射时间间隔期间加热基板12。在步骤1204，控制器24将源14切换到非激活状态，使得源14不引起辐射或引起产生的可忽略的辐射量。在热处理的背景下，当在步骤1204切换到非激活状态时，源14不再照射基板12，使得源14不发射辐射或发射可忽略的辐射量。源12在测量时间间隔期间保持在非激活状态。在步骤1206，部署在基板12附近的温度测量装置16开始测量周围环境的温度，以便在测量时间间隔开始时(即结束时)测量基板12的温度。照射时间间隔)。在温度测量完成之后，过程1200然后移动到步骤1208-这通常与步骤1202相同-在所述步骤中控制器24将源14切换到激活状态使得源14加热基板12。由于温度测量装置16与源14在激活状态和非激活状态之间的切换之间的同步，温度测量装置停止测量周围环境的温度，使得没有热辐射由基板发射并且没有引起辐射(并且在热处理的情况下，由源14发出的)被温度测量装置16捕获。过程1200然后返回到步骤1204并且自身重复直到温度监测终止。
在某些实施例中，过程1200包括额外的步骤1210，其中向温度测量装置16提供同步信号(通过控制器24或通过部署以测量由辐射源14发射的辐射强度的强度传感器30)，这指示辐射源14何时处于激活状态和非激活状态，使得温度测量装置16可以与激活状态和非激活状态之间的切换同步地开始和停止温度测量。
尽管到目前为止已经将本公开的实施例描述为具有与源14的切换速率同步的温度测量装置16，源14由与温度测量装置16分开的专用控制器24电子控制，但是其他实施例是可能的其中控制器集成为温度测量装置的一部分。当温度测量装置被实现为集成为热处理系统的一部分的温度探头时，这样的实施例可能具有特别的价值。在这样的实施例中，温度监测装置的处理器可以被配置为执行上述控制器24的功能(例如参照图1和图2)，并且控制器24本身可以被移除。因此，温度测量装置的处理器，例如处理器18，可以控制辐射源14在激活状态和非激活状态之间的切换并向传感器20(或放大器开关，例如图10中的开关21)提供同步。
尽管本公开的温度控制/监测/测量方法、设备和装置特别适合与实施为多个电子可控和可切换LED或激光器的辐射源14一起使用，但是当与实施为灯或其他白炽源的辐射源一起部署时，所述方法、设备和装置也是有用的。在这样的实施方式中，可能有利的是将时间延迟添加到测量时间间隔开始时间以考虑在灯或其他白炽源被关闭之后剩余辐射发射消散所花费的时间。所述延迟可以动态地包括在同步信号中，或者可以被编程到温度测量装置16的处理器18中。将这种延迟时间添加到测量间隔开始时间也可用于补偿除了辐射源本身之外由系统的其他元件引入的延迟，但是这会导致辐射所需时间的延迟源将其辐射输出降低到可以忽略不计的水平。例如，辐射源电源还可以引入延迟或时间动态以减少辐射源的辐射输出，并且这些延迟和时间动态也可以通过添加时间延迟来补偿测量间隔开始时间。
本文描述的各种传感器是电磁辐射传感器，其可以对电磁波谱的特定波段或波长区域中的辐射敏感。这些传感器也可以称为“检测器”，并且可以以各种方式实现，包括例如光电探测器、光电传感器、光电二极管或可以将感测到的电磁辐射转换成电流或的任何其他类型的感测装置其他类型的信息承载信号。在某些实施例中，传感器20和/或传感器30响应于感测到的辐射产生/产生模拟信号，而在其他实施例中传感器20和/或传感器30响应于感测到的辐射产生/产生数字信号。在其中模拟信号由传感器生成的实施例中，模数转换电路优选地与传感器信号通信以便将模拟信号转换为数字信号。
如所提到的，根据本文公开的实施例，辐射源(例如，LED、激光器)具有峰值发射波长，其可以不同于温度测量装置工作的波长。在利用传感器来检测由辐射源(例如，强度传感器30)发射的辐射(在相关波长范围内)的存在或不存在以生成同步信号的实施例中，应当理解，这样的传感器最优选地在辐射源的峰值发射波长处或附近工作。此外，应当理解，上述和附图中所示的波长值和范围仅是示例性的，并且通常被提供以便更清楚地展示本公开的实施例的温度测量/监控方法。根据本公开的实施例的教示可以应用于其他波长值和范围的辐射发射和测量，这对本领域普通技术人员来说应该是显而易见的。
如上所述，根据本公开的第二方面，装置16还被配置成测量辐射以便能够确定基板12的反射率和/或发射率。如上所述，装置16通常被配置为测量来自基板12(以及基板12周围的环境)的辐射，因此可以结合上述同步方法用于确定和/或计算和/或监测和/或测量基板12的除温度之外的一个或多个参数，具体包括基板12的反射率和/或发射率。以下段落描述了根据本公开的所述方面的用于确定基板12的反射率和/或发射率的方法，继续参考图1-13B，并且特别参考图14。
作为介绍，基板的反射率和透射率可用于通过以下关系确定基板12的发射率(作为热力学第一和第二定律的结果)：发射率＝1-反射率-透射率。
对于测量装置在基板的透射率实际上为零的波段(基板不透明的波段)中运行的特殊情况，可以通过单独测量基板反射率来确定发射率(因为透射率几乎是零)。
因此，如果基板12的反射率可以在基板有效不透明的波段内确定，则可以容易地从所述波段内计算基板12的发射率。根据本公开的第二方面的某些实施例，首先确定基板12的反射率，随后基于确定的反射率计算基板12的发射率。
根据某些实施例，基板12的反射率基于在辐射源14处于非激活状态和激活状态时进行的测量(由装置16执行)来确定。以下段落描述了一种特定的示例性方法，通过所述方法可以从非激活和激活状态测量中确定基板反射率。
参考图14，当辐射源处于非激活状态时，测量装置16收集来自基板12的热辐射。所述辐射由波浪箭头32表示。当辐射源切换到激活状态时，测量装置16继续收集基板12发出的热辐射，并且另外收集(a)在基板12反射之后由辐射源14发出的辐射，如由粗虚线箭头34，以及(b)由辐射源14发射的辐射，其撞击测量装置16而没有首先从基板12反射，如细虚线箭头35所示。应当理解，图14中所示的箭头仅表示本段中描述的每一类辐射可以采用的示例性路径。
令Iinactive为当辐射源14处于非激活状态时入射在装置16上的辐射强度，并且Iactive是当辐射源处于具有特定功率设置的激活状态时入射在装置16上的辐射强度，我们将其称为功率Preflectivity。请注意，这两个信号之间的差异Idifference＝Iactive-Iinactive，不依赖于基板12发出的热自发射的强度，但确实包含关于从基板12反射的辐射强度34的信息。
为了将Idifference转换为代表基板12的反射率的反射率值，需要执行校准程序。有许多可能的方法来校准此测量，这里描述了一种示例性方法如下：
衡量Idifference当已知反射率ρref1和ρref2的两个基板12分别放置在系统10中时。这两个基板的两个Idifference称为Idiff1和Idiff2(分别对应于反射率ρref1和ρref2的基板的测量值)。例如，通常在半导体加工应用中，裸硅晶圆可用作参考基板之一，在950nm波长和30℃下具有已知的反射率ρref1＝0.32。另一个参考反射率可以是，例如，系统10其中基板12已被完全移除，导致ρref2＝0。(请注意，在这种情况下，在某些系统设计中可能有必要还移除紧接在基板12后面的任何反射表面，即使在没有基板16的情况下)。然后放置在系统10中的任何基板的一般反射率ρ可以计算为：
＝C1Idifference+C2
其中常数C1和C2根据校准测量给出：
Figure BDA0004113273420000311
C2＝ρref1-C1Idiff1
上述等式适用于由测量装置16收集的反射辐射34在撞击到测量装置16之前通常仅经历来自基板12的一次反射的情况。在系统10的几何形状使得反射辐射34的显着强度在撞击到测量装置16之前经历基板12的多次反射的情况下，需要修改以上等式以说明这些多次反射的影响。这些多重反射效应被称为“空腔效应”，并且用于修改上述方程以说明这些效应的公式是本领域普通技术人员所熟知的。
现在考虑在处理给定基板12时需要执行以下所有三个动作的一般情况：(a)将基板加热到期望的温度分布，(b)测量基板温度(或热自发射)(c)测量基板反射率(以及不透明基板的发射率)，所需的动作分别为：(a)将辐射源置于处于激活状态的某个功率设置，所述功率设置预期给出期望的基板加热分布，(b)定期将辐射源置于非激活状态以测量温度(并且Iinactive用于反射率测量)，以及(c)定期将辐射源置于激活状态，功率设置Preflectivity以测量用于反射率测量的Iactive。
请注意，预计基板发射率(和反射率)相对于基板温度的变化非常缓慢，因此上一段中描述的三个测量不需要以相同的频率执行。通常，预计大部分(>80％)的处理时间将分配给(a)将晶圆加热到所需的温度分布。剩余的<20％的处理时间将分配给测量基板12的温度(热自发射)和发射率(反射率)，温度测量比发射率测量执行得更频繁。例如，如果基板的发射率被认为仅作为温度的函数而非常微弱地变化，则在基板进入处理系统10时仅测量一次发射率可能是有利的，并且之后仅加热基板基板12并测量其温度，而无需在处理所述基板的过程中重复反射率测量。或者，可以在处理基板的过程中测量基板12的发射率，例如，每10次温度测量一次。
尽管已经在用于加热和处理基板的热处理系统的上下文中描述了本发明，但是本文描述的温度测量/监测/跟踪方法适用于需要测量工件温度的任何热处理过程/在被一个或多个来源加热时至少间歇或周期性地被监控/跟踪。
如前所述，在某些晶圆处理系统中，源14引起基板12的加热并引起辐射的产生，但是当源14处于激活状态时产生的辐射与基板12的加热之间没有因果关系。换句话说，在某些情况下，源14本身不是照射基板12以加热基板12的辐射源，并且由于源14在激活状态不是基板加热的原因，而是晶圆工艺某些其他方面的附带结果或副作用。等离子体蚀刻或等离子体沉积系统是此类工艺的一个示例，其中由于等离子体中的带电粒子对晶圆的物理轰击而加热晶圆。这些粒子相互碰撞和晶圆碰撞也会产生辐射(即辐射的发射)，这会干扰晶圆温度测量。然而，产生的辐射并不是晶圆加热的原因，而是粒子轰击的附带结果。然而，为了准确测量/感测晶圆热发射，能够关闭等离子体以消除晶圆温度测量期间的干扰等离子体辐射可能是有用的。
因此，并且如前所述，根据本公开的实施例的源14不一定限于照射基板的辐射源，而是通常是当处于激活状态时导致基板12加热的源。此外，非激活状态更一般地对应于源14基本上不引起辐射或产生可忽略的辐射量以便不干扰基板温度测量的状态。在某些特别优选的实施例中，源14是例如为LED或激光的辐射源，其照射基板从而加热基板，并且还可以被控制以快速打开和关闭使得辐射源不发射辐射或发射可忽略的量处于非激活状态时的辐射。在其他实施例中，源14在处于激活状态时引起基板的加热，例如当在等离子体蚀刻或等离子体沉积系统的情况下实施为等离子体时。在这样的实施例中，当源处于非激活状态时，源14基本上不引起辐射或引起产生的可忽略的辐射量，在源是等离子体的示例中，其指的是没有带电粒子轰击晶圆的状态，使得带电粒子不会彼此碰撞或碰撞晶圆，从而导致不产生辐射或导致产生的可忽略的辐射量。
出于说明的目的，已经呈现了对本公开的各种实施例的描述，但是这些描述并不旨在穷举或限于所公开的实施例。在不脱离所述实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场上找到的技术的技术改进，或者使本领域的其它普通技术人员能够理解本文公开的实施例。
如本文中所使用的单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”以及“所述/该(the)”包含复数指代物，除非文中另有明确规定。
本文使用的词“示例性的”指“用作实例、例子或例证”。描述为“示例性的”任何实施方案不必然被解释为优选的或比其他实施方案更具优势和/或排除来自其他实施方案的特征的并入。
应理解的是，为了清楚起见，在各个实施例的背景下描述的本发明的某些特征，也可在单一实施例中组合提供。相反，出于简洁起见，在单一实施例的背景下描述的本发明的不同特征，也可单独提供或以任何合适的亚组合提供或适用于本发明的任何其它描述的实施例。在不同实施例的情况下描述的某些特征不视为所述实施例的必需特征，除非该实施例在无所述要素时是无效的。
所附的权利要求撰写没有包含多重附属的范围，这仅是为了符合在司法管辖权的形式要求上不允许多重附属。应该注意的是，通过使得权利要求多重附属而暗示的所有可能特征组合都被明确地设想过并且应该被认为是本发明的一部分。
尽管已经结合本发明的特定实施例来描述本发明，但是显然地，对于本领域技术人员而言，许多替代、修改及变化将是显而易见的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求书的精神及广泛范围内的所有这样的替代、修改及变化。

Claims (37)

1.一种用于测量一基板的温度的方法，其特征在于，所述方法包括：
在以下之间切换一个或多个源：
一激活状态，其中所述一个或多个源加热所述基板的至少一部分，以及一非激活状态，其中所述一个或多个源基本上不引起辐射或者引起产生的可忽略的辐射量；以及
使用一温度测量装置测量温度，所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述温度测量装置基本上仅在所述一个或多个源处于所述非激活状态时测量所述基板的所述至少一部分的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个源在所述激活状态期间照射所述基板以加热所述基板。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个源包括多个发光二极管或多个激光源，所述多个发光二极管或所述多个激光源被配置以照射所述基板。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个源包括等离子体，所述等离子体被配置以在所述激活状态期间用多个带电粒子轰击所述基板。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述温度测量装置经由一同步信号而与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，所述同步信号对应于以下至少之一：所述非激活状态、从所述激活状态到所述非激活状态的转变、或从所述非激活状态到所述激活状态的转变。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述同步信号由一强度传感器提供，所述强度传感器被配置以感测由所述一个或多个源所发射的辐射。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述同步信号由与所述一个或多个源相关联的一控制器提供，所述控制器控制所述一个或多个源在所述激活状态和所述非激活状态之间的切换。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述温度测量装置包括一传感器，所述传感器感测由所述源所发射的辐射，并且通过识别与所述非激活状态的启动相对应的所述发射的辐射的下降而与所述一个或多个源在所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述激活状态切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得当所述温度测量装置停止执行温度测量时，所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述激活状态与至少一个照射时间间隔相关联，并且其中所述至少一个照射时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源在整个的所述时间间隔内以一输出功率或平均输出功率发射辐射，所述输出功率或平均输出功率是足够高的，以加热所述基板；以及所述非激活状态与至少一个测量时间间隔相关联，并且其中所述至少一个测量时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源不发射辐射，或者以足够低以至于对于所述温度测量装置可以忽略的一输出功率发射辐射。
12.一种用于测量一基板的温度的系统，其特征在于，所述系统包括：
一个或多个源，所述一个或多个源被配置与所述基板相关联，所述一个或多个源可在以下状态之间切换：一激活状态，其中所述一个或多个源加热所述基板的至少一部分，以及一非激活状态，其中所述一个或多个源基本上不引起辐射或者引起产生的可忽略的辐射量；
一控制器，所述控制器包括至少一个处理器并被配置为在所述激活状态和所述非激活状态之间切换所述一个或多个源；以及
一温度测量装置，所述温度测量装置被配置以测量所述基板的所述至少一部分的一温度，
其中所述温度测量装置以及所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换是彼此同步的，使得所述温度测量装置基本上仅在所述一个或多个源处于所述非激活状态时测量所述基板的所述至少一部分的温度。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述至少一个温度测量装置经由一同步信号与所述一个或多个源的切换同步，所述同步信号对应于以下至少之一：所述非激活状态、从所述激活状态到所述非激活状态的转变、或从所述非激活状态到所述激活状态的转变。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于：所述同步信号通过所述控制器被提供至所述至少一个温度测量装置。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：至少一个强度传感器，被配置以感测由所述一个或多个源所发射的辐射。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：所述至少一个强度传感器提供所述同步信号至所述至少一个温度测量装置。
17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述至少一个温度测量装置测量辐射，并且通过识别与所述非激活状态的启动相对应的辐射测量中的下降而与所述一个或多个源的切换同步。
18.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述一个或多个源在所述激活状态期间照射所述基板以加热所述基板。
19.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述一个或多个源包括多个发光二极管或多个激光源。
20.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述一个或多个源包括等离子体，所述等离子体被配置以在所述激活状态期间用多个带电粒子轰击所述基板。
21.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述温度测量装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述激活状态切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
22.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换与所述温度测量装置同步，使得当所述温度测量装置停止执行温度测量时，所述控制器将所述一个或多个源从所述非激活状态切换到所述激活状态。
23.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述激活状态与至少一个照射时间间隔相关联，并且其中所述至少一个照射时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源在整个的所述时间间隔内以一输出功率或平均输出功率发射辐射，所述输出功率或平均输出功率是足够高的，以加热所述基板；以及所述非激活状态与至少一个测量时间间隔相关联，并且其中所述至少一个测量时间间隔中的每一个是一个时间间隔，在所述时间间隔期间，所述一个或多个源不发射辐射，或者以足够低以至于对于所述温度测量装置可以忽略的一输出功率发射辐射。
24.一种方法，其特征在于，所述方法包括：
在以下之间切换一个或多个源：
一激活状态，其中所述一个或多个源加热所述基板，以及
一非激活状态，其中所述一个或多个源基本上不引起辐射或者引起产生的可忽略的辐射量；以及
使用与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步的一装置来测量由所述基板所发出的热辐射，使得所述装置基本上仅在所述一个或多个源处于所述非激活状态时测量由所述基板所发出的所述热辐射。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：基于所述测量的热辐射计算所述基板的温度。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：所述装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得所述装置在所述一个或多个源从所述激活状态被切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行热辐射测量，并且所述装置在所述一个或多个源从所述非激活状态被切换到所述激活状态的时间或之前停止执行热辐射测量。
27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：所述装置与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步，使得当所述装置停止执行热辐射测量时，所述一个或多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态。
28.一种用于测量由多个辐射源周期性照射的一基板的温度的方法，所述多个辐射源可在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量，其特征在于，所述方法包括：
根据由一温度测量装置接收的一同步信号，在所述多个辐射源处于一失去激活状态的时段期间内，通过所述温度测量装置对所述基板的至少一部分执行一温度测量，所述同步信号指示以下至少一个：i)所述多个辐射源处于所述激活状态的时段、ii)所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段、iii)所述多个辐射源从所述激活状态转变为所述非激活状态、或iv)所述多个辐射源从所述非激活状态转变为所述激活状态，
使得所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述激活状态被切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：在所述多个辐射源处于所述激活状态的时段期间内终止通过所述温度测量装置的所述温度测量。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述温度测量装置包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的辐射产生一温度指示信号，并且其中所述方法还包括：在所述多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态之前或之时，从所述至少一个传感器解耦信号放大电子器件。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述同步信号通过一控制器被提供至所述温度测量装置，所述控制器在激活状态和非激活状态之间切换所述多个辐射源。
32.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述同步信号由一强度传感器提供，所述强度传感器被配置以感测由所述多个辐射源所发射的辐射。
33.一种用于测量由多个辐射源周期性照射的一基板的温度的温度测量装置，所述多个辐射源可在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量，其特征在于，所述温度测量装置包括：
一传感器，所述传感器根据由所述温度测量装置接收的一同步信号，在所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段期间内感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的热辐射产生一温度指示信号，所述同步信号指示以下至少一个：i)所述多个辐射源处于所述激活状态的时段、ii)所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段、iii)所述多个辐射源从所述激活状态转变为所述非激活状态、或iv)所述多个辐射源从所述非激活状态转变为所述激活状态，
使得所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述激活状态被切换到所述非激活状态的时间或之后开始执行温度测量，并且所述温度测量装置在所述一个或多个辐射源从所述非激活状态被切换到所述激活状态的时间或之前停止执行所述基板的温度测量。
34.一种用于测量由多个辐射源周期性照射的一基板的温度的温度测量装置，所述多个辐射源被配置为在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量，其特征在于，所述温度测量装置包括：
一传感器，所述传感器感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的热辐射产生一温度指示信号，其中所述温度测量装置与所述多个辐射源在所述激活状态和所述非激活状态之间的切换同步，使得所述传感器仅在所述多个辐射源处于所述非激活状态的时段期间内产生所述温度指示信号。
35.一种设备，所述设备被配置为与用于处理一基板的一热处理系统一起操作或被配置为作为用于处理一基板的一热处理系统的一部分操作，所述热处理系统具有多个可切换的辐射源，所述多个可切换的辐射源被配置为在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量，其特征在于，所述设备包括：一第一传感器，用于感测由所述基板所发出的热辐射，并响应于感测的热辐射产生一温度指示信号；
一第二传感器，用于感测由所述多个辐射源所发射的辐射，并产生与所述非激活状态相对应的一同步信号；
一放大器电路；以及
一可控开关，所述可控开关与所述第一传感器和所述放大器电路相关联，并且被配置为基于所述同步信号在以下之间切换：
一打开位置，其中所述放大器电路与所述第一传感器解耦，以及
一关闭位置，其中所述放大器电路仅在所述多个辐射源处于所述非激活模式的时段期间与所述第一传感器进行信号通信。
36.一种设备，所述设备被配置为与处理一基板的一热处理系统一起操作或被配置为作为处理一基板的一热处理系统的一部分操作，所述热处理系统具有多个可切换的辐射源，所述多个可切换的辐射源被配置为在一激活状态和一非激活状态之间切换，在所述激活状态中，所述多个辐射源照射所述基板以加热所述基板的至少一部分；在所述非激活状态中，所述多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量，其特征在于，所述设备包括：
一温度测量装置，所述温度测量装置包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测热辐射，产生与感测的热辐射相对应的一信号，检测与所述多个辐射源从所述激活状态转变到所述非激活状态的时段相对应的所述信号的下降，以及基于感测的热辐射和检测的所述信号的下降来引起所述基板的所述至少一部分的一温度测量。
37.一种方法，其特征在于，所述方法包括：
在以下之间切换一个或多个辐射源：
一激活状态，其中所述一个或多个辐射源照射一基板以加热所述基板，以及
一非激活状态，其中所述一个或多个辐射源基本上不发射辐射或发射可忽略的辐射量；
通过与所述激活状态和所述非激活状态之间的所述切换同步的一装置来执行：在所述非激活状态期间的一第一辐射测量，所述第一辐射测量包括与所述基板的热发射相对应的辐射，以及
在所述激活状态期间的一第二辐射测量，所述第二辐射测量包括：与所述基板的热发射相对应的辐射；以及由所述基板反射的辐射，响应于由所述一个或多个辐射源所发射的辐射；以及
基于所述第一辐射测量和所述第二辐射测量，计算所述基板的一反射率或所述基板的一发射率中的至少一个。
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