EP4781164A1 - System und verfahren zur temperaturmessung sowie kalibrationsverfahren - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System (1) und ein Verfahren (100) zur Temperaturmessung in einer Prozesskammer (2) eines Hochtemperaturofens (50) zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, sowie ein Kalibrationsverfahren (200) für wenigstens ein Temperaturmessmittel (8) eines Hochtemperaturofens (50). Die Prozesskammer (2) weist dabei eine Öffnung (3) auf. Erfindungsgemäß ist eine vor der Öffnung (3) angeordnete Messvorrichtung (4) zur berührungslosen Ermittlung einer Temperatur (T) innerhalb der Prozesskammer (2) durch die Öffnung (3) hindurch vorgesehen.

Description

System und Verfahren zur Temperaturmessung sowie Kalibrationsverfahren

Die vorliegende Erfindung betri f ft ein System und ein Verfahren zur Temperaturmessung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halb- leiterprozessierung, sowie ein Kalibrationsverfahren für wenigstens ein Temperaturmessmittel eines Hochtemperaturofens .

Zur Behandlung von Werkstücken, insbesondere Halbleiterwafern, werden üblicherweise Hochtemperaturöf en mit einer behei zbaren, auch als „Rohr" bezeichneten Prozesskammer eingeset zt . Die Werkstücke werden mithil fe eines sogenannten „Boots" in der Prozesskammer angeordnet und dort dann, gegebenenfalls in einem Vakuum oder einer vorgegebenen Gasatmosphäre , auf Temperaturen von über 2000 ° C aufgehei zt . Dadurch können Prozesse wie Dif fusion, Trocken- oder Nassoxidation oder Annealing, beispielsweise mit Wasserstof f H2 , Argon Ar oder Stickstof f N2 , durchgeführt werden .

Um derartige Prozesse präzise anstoßen und steuern zu können, wird eine möglichst genaue Kontrolle der Temperatur in der Prozesskammer angestrebt . Da aufgrund der hohen Temperaturen und des Aufwands beim Anschluss in der gegebenenfal ls gasdicht verschlossenen Prozesskammer sowie einer potentiellen Kontamination der Prozesskammer durch Sensormaterialien die Anordnung von Temperatursensoren innerhalb der Prozesskammer im Regelbetrieb im Allgemeinen ausscheidet , werden üblicherweise Temperaturmessmittel zur indirekten Temperaturermittlung außerhalb der Prozesskammer vorgesehen . Solche externen Temperaturmessmittel , zum Beispiel in Form von Pyrometern oder Thermoelementen, messen von außen die Temperatur der Prozesskammerwandung oder einer Prozesskammerisolierung an einer beliebigen Stelle , d . h . die Außentemperatur der Prozesskammer, aus welcher die Innentemperatur der Prozesskammer abgeleitet wird . Dazu müssen die externen Temperaturmessmittel zuvor j edoch entsprechend kalibriert werden .

Die Kalibration externer Temperaturmessmittel wird üblicherweise mithil fe eines Thermoelements , welches durch eine im Regelbetrieb geschlossene Öf fnung in die Prozesskammer eingeführt wird, durchgeführt . Ein Problem hierbei ist , dass Thermoelemente insbesondere bei hohen Temperaturen von zum Beispiel 1500 ° C oder mehr zum Teil erhebliche Mess fehler erzeugen und/oder Stof fe enthalten können, welche bei diesen Temperaturen flüchtig sind und die Prozesskammer möglicherweise kontaminieren . Oberhalb von 1700 ° C kann auch eine erhöhte Aus fallwahrscheinlichkeit bestehen .

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorl iegenden Erfindung, eine Temperaturmessung in einer Prozesskammer und die Kalibration externer Temperaturmessmittel zu verbessern, insbesondere präziser zu machen und/oder zuverlässig auch bei Temperaturen oberhalb von 1700 ° C zu ermöglichen .

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System und ein Verfahren zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, sowie einem Kalibrationsverfahren für wenigstens ein Temperaturmessmittel eines Hochtemperaturofens gemäß den unabhängigen Ansprüchen .

Bevorzugte Aus führungs formen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung .

Ein System zur Temperaturermittlung in einer Prozes skammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine behei zbare Prozesskammer, insbesondere zur Aufnahme von zu prozessierenden Werkstücken . Die Prozesskammer weist eine Öf fnung auf . Erfindungsgemäß ist eine , insbesondere außerhalb der Prozesskammer, d . h . ausschließlich, vor der Öf fnung angeordnete Messvorrichtung zur berührungslosen Ermittlung einer Temperatur innerhalb der Prozesskammer durch die , gegebenenfalls verschlossene , Öf fnung hindurch vorgesehen .

Eine derartige Messvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Vorrichtung, die zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Wärme- bzw . Infrarotstrahlung, eingerichtet ist . Die Messvorrichtung kann beispielsweise als Pyrometer ausgebildet sein . Durch Erfassen der von einem Messobj ekt , insbesondere einem Bereich seiner Oberfläche , abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung kann die Messvorrichtung eine Temperatur des Messobj ekts ermitteln .

In der Prozesskammer ist zweckmäßigerweise ein Prozessvolumen definiert , in dem zu prozessierende Werkstücke anordenbar sind .

Eine Öf fnung einer Prozesskammer im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Zugang zum Prozessvolumen in der Prozesskammer, über den elektromagnetische Strahlung aus zumindest einem Wellenlängenbereich, beispielsweise im Infrarotbereich, in die Prozesskammer ein- und/oder aus der Prozesskammer heraus dringen kann . I st diese Öf fnung durch einen Verschluss , insbesondere hermetisch, z . B . gasdicht , verschließbar, weist diese zweckmäßigerweise ein Fenster auf . Vorzugsweise ist das Fenster dann für elektromagnetische Strahlung aus zumindest einem Wellenlängenbereich, beispielsweise im Infrarotbereich, durchlässig, um eine Temperatur in der Prozesskammer von außerhalb berührungslos messen zu können . Das Fenster definiert in diesem Sinne den Zugang zum Prozessvolumen .

Um eine Kontamination des Prozessvolumens in der Prozesskammer durch die Öf fnung vermeiden zu können, ist als Alternative zu einem Verschluss auch denkbar, das Prozessvolumen mittels eines in das Prozessvolumen eingeleiteten Schutzgases , zum Beispiel Argon, zu schützen . Auch durch ein Schutzgas hindurch ist eine Temperatur in der Prozesskammer dann berührungslos ermittelbar, da das Schutzgas zweckmäßigerweise elektromagnetische Strahlung transmittiert .

Ein Aspekt der Erfindung beruht auf dem Ansatz , eine berührungslose , strahlungsbasierte Temperaturmessung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, durchzuführen . Zu diesem Zweck ist bzw . wird eine entsprechende Messvorrichtung, zum Beispiel ein Pyrometer, vor einer Öf fnung der Prozesskammer angeordnet . Mittels dieser Messvorrichtung lässt sich eine Temperatur, insbesondere die Oberflächentemperatur eines Messobj ekts , innerhalb der Prozesskammer durch die gegebenenfalls verschlossene Öf fnung, etwa durch ein Fenster in einem Verschluss oder durch eine Schutzgasatmosphäre , hindurch ermitteln . Infolgedessen ist eine in-situ-Ermittlung der Temperatur von außerhalb der Prozesskammer möglich . Das Vorsehen einer Messvorrichtung vor der Prozesskammeröf fnung erlaubt insbesondere eine in-situ-Ref erenz zu einer beliebigen Temperaturskala . Insbesondere können auch Temperaturen über 1700 ° C in- situ zuverlässig erfasst werden .

Als problematisch bei einer solchen berührungslosen Temperaturermittlung durch die Prozesskammeröf fnung hindurch können sich die dadurch ergebenden geometrischen Beschränkungen des Sichtfelds der Messvorrichtung herausstellen . Insbesondere kann ein I solationsmittel , welches der thermischen I solation des Öf fnungsbereichs , etwa eines Prozesskammerverschlusses von einem Prozessvolumen in der Prozesskammer, dient , eine berührungslose Ermittlung der Temperatur innerhalb des Prozessvolumens erschweren, da nicht nur durch die Öf fnung, sondern auch durch einen sich an die Öf fnung anschließenden und in das Prozessvolumen mündenden engen Kanal im I solationsmittel gemessen werden muss .

In einer bevorzugten Aus führungs form ist daher eine Manipulationsvorrichtung zum Ausrichten eines Erfassungsbereichs der Messvorrichtung vorgesehen . Die Manipulationsvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, den Erfassungsbereich der Messvorrichtung relativ zur Prozesskammer und gegebenenfalls darin angeordneten Komponenten zu positionieren, d . h . die Lage des Erfassungsbereichs insbesondere relativ zu einer Längsachse der Prozesskammer zu ändern . Dadurch kann vermieden werden, dass Teile der Öf fnung oder ihres Verschlus ses und/oder Teile des I solationsmittels , insbesondere ein Teil der Kanalwandung, innerhalb des Erfassungsbereichs liegen . Insbesondere kann der Erfassungsbereich so auf ein Messobj ekt im Prozessvolumen, dessen Temperatur bestimmt werden soll , ausgerichtet werden .

Ein Erfassungsbereich im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Bereich, in dem die Messvorrichtung eine Temperatur bzw . die damit korrespondierende elektromagnetische Strahlung erfasst .

Eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs kann beispielsweise durch Manipulation des Strahlengangs der von der Messvorrichtung erfassten elektromagnetischen Strahlung erzielt werden . Daher ist es zweckmäßig, dass die Manipulationsvorrichtung als Optik ausgebildet ist oder zumindest eine Optik aufweist . Mithil fe der Optik kann elektromagnetische Strahlung aus dem Prozessvolumen in der Prozesskammer durch den Kanal im I solationsmittel und die Öf fnung auf die Messvorrichtung, insbesondere einen entsprechenden Sensor der Messvorrichtung, abgebildet werden .

Alternativ oder zusätzlich kann der Erfassungsbereich auf besonders einfache und aufwandsarme Weise durch Manipulation der Anordnung der Messvorrichtung vor der Prozesskammeröffnung, d . h . durch Änderung der Position und/oder Ausrichtung der Messvorrichtung relativ zur Prozesskammer, ausgerichtet werden . Daher weist die Manipulationsvorrichtung zweckmäßigerweise eine Positioniervorrichtung, zum Beispiel einen Aktor, zur Bewegung der Messvorrichtung relativ zur Prozesskammer auf . Durch die Bewegung mittels der Positioniervorrichtung ist hierbei insbesondere eine (Neu- ) Positionierung der Messvorrichtung, zum Beispiel an vorgegebenen Koordinaten, und eine (Neu- ) Ausrichtung der Messvorrichtung, zum Beispiel in eine vorgegebene Richtung, möglich . Gegenüber einer Opti k hat die Positioniervorrichtung den Vorteil , dass sie leichter realisierbar und robuster ist .

Um die Messvorrichtung optimal positionieren und ausrichten zu können, d . h . den Erfassungsbereich der Messvorrichtung auf ein Messobj ekt ausrichten und so beispielsweise eine Erfassung von elektromagnetischer Strahlung, die von der Kanaloberfläche des Kanals im I solationsmittel ausgeht , vermeiden zu können, ist die Positioniervorrichtung vorzugsweise zum Bewegen der Messvorrichtung in wenigstens zwei Freiheitsgraden eingerichtet . Besonders bevorzugt ist die Positioniervorrichtung i ) zum Positionieren der Messvorrichtung bezüglich wenigstens zwei Translations freiheitsgraden, insbesondere zur Trans lation der Messvorrichtung in einer Ebene parallel zur Öf fnung, und ii ) zum Ausrichten der Messvorrichtung bezüglich zwei Rotationsfreiheitsgraden, insbesondere zur Verkippung der Messvorrichtung relativ zu einer Längsachse der Prozesskammer, eingerichtet .

Nach einer derartigen Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung kann die mittels der Messvorrichtung ermittelte Temperatur zur Kalibration externer Temperaturmessmittel , insbesondere auch außerhalb des mittels konventioneller Thermoelemente erfassbaren Temperaturbereichs , eingesetzt werden . Beispielsweise kann einem Messwert wenigstens eines ( externen) Temperaturmessmittels die mittels der Messvorrichtung aufgrund ihrer zuvor erfolgten Ausrichtung präzise ermittelte Temperatur innerhalb der Prozesskammer zugeordnet werden . Zu diesem Zweck kann eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen sein .

Da die von der Messvorrichtung erfasste elektromagnetische Strahlung bei der Transmission durch die Öf fnung, etwa des Fensters im Verschluss , beeinflusst werden kann, ist es zweckmäßig, die Messvorrichtung ebenfalls zu kalibrieren, insbesondere vor der Kalibration der externen Temperaturmes smittel . Zu diesem Zweck ist vorzugsweise wenigstens ein innerhalb der Prozesskammer anordenbares , insbesondere zur Halterung durch ein in der Prozesskammer anordenbares Boot ausgebildetes , Temperaturreferenzmittel vorgesehen . Das Temperaturreferenzmittel ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet , dass eine Ermittlung seiner Temperatur über einen Temperaturbereich mittels der Messvorrichtung einen Rückschluss auf die tatsächlich herrschende Temperatur innerhalb der Prozesskammer erlaubt . Zum Beispiel kann das Temperaturreferenzmittel derart ausgebildet sein, dass ein durch im Wesentlichen kontinuierliche Ermittlung der Temperatur erhaltener Temperaturverlauf des Temperaturreferenzmittels bei stetig steigender Innentemperatur in der Prozesskammer ein charakteristisches Merkmal aufweist, das mit einer vorgegebenen Temperatur assoziiert ist.

Zu diesem Zweck kann das Temperaturreferenzmittel eine, beispielsweise auf einem Träger angeordnete, Schmelzprobe mit einer vordefinierten Schmelztemperatur aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, dass die Schmelzprobe derart von dem Träger gehalten ist, dass bei Anordnung des, insbesondere durch ein Boot gehaltenen, Trägers in der Prozesskammer eine Temperatur der Schmelzprobe mittels der Messvorrichtung durch die Öffnung hindurch ermittelbar ist. Folglich ist der Erfassungsbereich der Messvorrichtung zweckmäßigerweise auf die Schmelzprobe ausrichtbar, wenn der Träger in der Prozesskammer angeordnet ist oder wird.

Wird die Temperatur in der Prozesskammer über die Schmelztemperatur der Schmelzprobe angehoben, stagniert die Temperatur der Schmelzprobe aufgrund der Schmelzenthalpie so lange bei der Schmelztemperatur, bis diese im Wesentlichen vollständig geschmolzen ist. Das sich dadurch im mittels der Messvorrichtung ermittelten Temperaturverlauf der Schmelzprobe ergebende Temperaturplateau kann der Schmelztemperatur zugeordnet werden .

Das Material der Schmelzprobe kann in Abhängigkeit der gewünschten Temperatur, bei der kalibriert werden soll, gewählt werden. Soll die Kalibration beispielsweise im Bereich um 1400 °C erfolgen, ist es zweckmäßig, dass die Schmelzprobe Silizium aufweist, insbesondere daraus gefertigt ist (die Schmelztemperatur von Silizium beträgt 1410 °C) . Soll die Kalibration dagegen bei höheren Temperaturen beispielsweise im Bereich um 1900 °C erfolgen, ist es zweckmäßig, dass die Schmel zprobe Rutheniumkarbid aufweist , insbesondere daraus gefertigt ist ( die Schmel ztemperatur von Rutheniumkarbid beträgt 1954 ° C ) .

Der Träger ist dabei zweckmäßigerweise aus einem Material gefertigt , das eine höhere Schmel ztemperatur als die Schmel zprobe aufweist . In der Praxis hat sich ein aus Graphit gefertigter Träger als zweckdienlich erwiesen . Durch die chemische und physikalische Stabilität von Graphit können Verunreinigungen der Prozesskammer durch Einbringen des Trägers in die Prozesskammer bzw . durch Erhitzen des Trägers in der Prozesskammer vermieden werden . Zudem kann Graphit verhältnismäßig aufwandsarm bis zu einem hohen Reinheitsgrad gereinigt werden . Grundsätzlich sind aber auch aus Rheniumkarbid, Platinkarbid, Iridiumkarbid oder Rhodiumkarbid gefertigte Träger denkbar . Auch aus derartigen Materialien gefertigte Träger können eine ausreichende chemische und physikalische Stabilität für den Einsatz in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens aufweisen .

In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form ist ein in der Prozesskammer anordenbares Positionsreferenzmittel vorgesehen . Während das Temperaturreferenzmittel zweckmäßigerweise der Kalibration der Messvorrichtung im Hinblick auf die Messung der korrekten Temperatur dient , kann das Positionsreferenzmittel der optimalen Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung innerhalb der Prozesskammer dienen . Beispielsweise kann das Positionsreferenzmittel zur Bestimmung einer vorgegebenen Ausrichtung des Erfassungsbereichs eingesetzt werden . Anders gesagt kann das Positionsreferenzmittel zum Erzielen einer gewünschten Anordnung der Messvorrichtung außerhalb der Prozesskammer vor der Öf fnung, insbesondere zum Erz ielen einer gewünschten Positionierung und/oder Ausrichtung der Messvorrichtung relativ zur Prozesskammer, vorgesehen sein . Mittels des Positionsreferenzmittels kann beispielsweise eine Anordnung der Messvorrichtung vor der Öf fnung erzielt werden, in welcher der Erfassungsbereich der Messvorrichtung im Bereich der Längsachse der Prozesskammer liegt und/oder elektromagnetische Strahlung von der Messvorrichtung erfasst wird, die im Wesentlichen entlang der Längsachse propagiert . Folglich kann das Positionsreferenzmittel dabei hel fen, eine Beeinträchtigung des Messergebnisses der Messvorrichtung durch die Kanalwandung des Kanals im I solationsmittel zu vermeiden .

Grundsätzlich kann das Temperaturreferenzmittel auch als Positionsreferenzmittel eingesetzt werden . Beim Behei zen der Prozesskammer, beispielsweise auf eine Temperatur unterhalb der Schmel ztemperatur der Schmel zprobe , kann sich das Temperaturreferenzmittel stärker als das I solationsmittel , insbesondere die Wandung des Kanals im I solationsmittel , erhitzen . Der Erfassungsbereich der Messvorrichtung lässt sich dann, zum Beispiel durch ansprechende Bewegung der Messvorrichtung mittels der Positioniervorrichtung, auf den aus Sicht der Messvorrichtung heißesten, durch einen Abschnitt des Temperaturreferenzmittels definierten Bereich in der Prozesskammer ausrichten . In dieser Ausrichtung kann davon ausgegangen werden, dass der Strahlengang, entlang dem vom Temperaturreferenzmittel emittierte elektromagnetischen Strahlung zur Messvorrichtung propagiert , im Wesentlichen entlang der Längsachse der Prozesskammer verläuft . Die Messvorrichtung „sieht" folglich nur das als Positionsreferenzmittel eingesetzte Temperaturreferenzmittel .

Alternativ oder zusätzlich kann aber auch ein vom Temperaturreferenzmittel verschiedenes ( dedi ziertes ) Positionsreferenzmittel zum Erzielen einer gewünschten Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung vorgesehen sein oder eingesetzt werden . Dadurch ist es gegebenenfalls auch möglich, eine Längsposition in der Prozesskammer, d . h . eine oder mehrere Positionen entlang der Längsachse der Prozesskammer , zu refe- renzieren und gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt zur Temperaturmessung anzufahren .

Dazu weist das Positionsreferenzmittel wenigstens eine Lochscheibe auf . Vorzugsweise ist die Lochscheibe derart ausgebildet , dass bei Anordnung in der Prozesskammer eine Temperatur der Lochscheibe in einem Referenzbereich am Rande des Lochs mittels der Messvorrichtung durch die Öf fnung hindurch erfassbar ist . Beispielsweise kann das Loch in der Mitte der Lochscheibe angeordnet sein, sodass bei Anordnung der Lochscheibe in der Prozesskammer das Loch im Wesentlichen im Bereich der Längsachse der Prozesskammer positioniert ist .

Die Verwendung einer derartigen Lochscheibe hat den Vorteil , dass durch Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung auf den Referenzbereich einerseits die Temperatur der Lochscheibe und damit die Innentemperatur in der Prozesskammer an der Längsposition der Lochscheibe in der Prozess kammer ermittelbar ist . Andererseits kann durch das Loch hindurch prinzipiell auch die Temperatur an einer Längsposition hinter der Lochscheibe ermittelt werden .

Folglich ist es insbesondere im Hinblick auf eine e f fiziente Ref erenzierung von mehreren Längspositionen in der Prozesskammer besonders vorteilhaft , dass das Positionsreferenzmittel mehrere entlang einer Längsachse der Prozesskammer hintereinander anordenbare Referenzscheiben aufweist . Diese Referenzscheiben sind zweckmäßigerweise derart ausgebildet , dass zumindest in einer vorbestimmten Reihenfolge und/oder Ausrichtung der in der Prozesskammer angeordneten Referenz scheiben relativ zueinander die Temperatur in einem Referenzbereich j eder Temperaturreferenzscheibe mittels der Messvorrichtung durch die Öf fnung hindurch ermittelbar ist . Anders gesagt sind diese mehreren Referenzscheiben vorzugsweise derart ausgebildet , dass zumindest in der vorbestimmten Reihenfolge und/oder Ausrichtung höchstens ein Teil j eder Referenzscheibe durch eine oder mehrere der anderen Referenzscheiben abgedeckt wird . Die Referenzscheiben können dazu beispielsweise als Lochscheiben ausgebildet sein, deren Löcher bei Anordnung in der Prozesskammer, insbesondere im Bereich der Längsachse der Prozesskammer, miteinander fluchten . Mittels mehrerer solcher Referenzscheiben ist es möglich, die Temperatur in der Prozesskammer mittels der Messvorrichtung an unterschiedlichen Längs- positionen zu ermitteln, ohne dass ein einzelnes Positionsreferenzmittel dazu mehrmals neu positioniert werden muss .

Um insbesondere bei der Anordnung mehrerer Referenz scheiben entlang der Längsachse der Prozesskammer hintereinander an j eder dieser Scheiben eine Temperaturmessung vornehmen zu können, ist es bevorzugt , dass das Positionsreferenzmittel , insbesondere j ede der Referenzscheiben, einen Vorsprung aufweist . Der Vorsprung definiert zweckmäßigerweise einen Referenzbereich, in dem bei Anordnung des Positionsreferenzmittels in der Prozesskammer eine Temperatur des Positionsreferenzmittels mittels der Messvorrichtung durch die Öf fnung hindurch erfassbar ist , etwa indem der Vorsprung einen Teilbereich des Sichtfelds der Messvorrichtung aus füllt . Ein solcher Vorsprung kann beispielsweise als ein in das Loch einer Lochscheibe hineinragender Vorsprung ausgebildet sein .

Insbesondere beim Vorsehen mehrerer als Lochscheiben ausgebildeten Referenzscheiben sind die Löcher zweckmäßigerweise als im Wesentlichen kreisrunde Löcher mit einem sich zu Lochmitte hin erstreckenden Vorsprung ausgebildet . Diese Vorsprünge entsprechen vorzugsweise j eweils einem Kreissektor oder Kreisseg- ment . In bevorzugter Weise decken die Vorsprünge al ler Referenzscheiben zusammen dabei 360 ° ab . Bei drei Referenzscheiben erstrecken sich die Vorsprünge also beispielsweise über j eweils 120 ° .

Ein Temperaturmessverfahren für einen Hochtemperaturofen zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist folgende Schritte auf : i ) Anordnen einer Messvorrichtung zur berührungslosen Ermittlung einer Temperatur, insbesondere einer Oberflächentemperatur, vor einer verschließbaren Öf fnung einer behei zbaren Prozesskammer, insbesondere außerhalb der Prozesskammer, eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung; und ii ) Messen einer Temperatur innerhalb der Prozesskammer durch die , gegebenenfalls verschlossene , Öf fnung mittels der Messvorrichtung .

Mittels dieses Verfahrens ist eine in-situ-Ref erenz zu einer beliebigen Temperaturskala möglich . Das Verfahren i st grundsätzlich über einen großen Temperaturbereich einset zbar, insbesondere auch bei Temperaturen über 1700 °C . Das Verfahren kann beispielsweise eingesetzt werden, um wenigstens ein externes Temperaturmessmittel des Hochtemperaturofens zu kalibrieren .

Grundsätzlich kann die in dem Verfahren eingesetzte Messvorrichtung nacheinander vor Prozesskammern unterschiedlicher Hochtemperaturöf en angeordnet werden . Damit ist ein Vergleich von mehreren Hochtemperaturöf en, beispielsweise deren Innentemperatur bei gleicher Hei zleistung oder Temperaturhomogenität , prinzipiell über beliebige Zeiträume möglich, da die Messvorrichtung nicht den hohen Temperaturen in den Prozess- kammern ausgesetzt wird und folglich, im Gegensatz zu üblicherweise verwendeten Thermoelementen, keine damit verbundenen Alterungsef fekte auftreten .

Um sicherstellen zu können, dass mittels der Messvorrichtung ausschließlich eine Temperatur in der Prozesskammer , insbesondere in dem Prozessvolumen der Prozesskammer, ermittelt wird, wird vorzugsweise ein Erfassungsbereich der Messvorrichtung vor dem Ermitteln der Temperatur ausgerichtet . Zweckmäßigerweise erfolgt diese Ausrichtung mittels einer Manipulationsvorrichtung . Der Erfassungsbereich kann beispielsweise auf ein Sichtfeld ausgerichtet werden, das durch die Öf fnung, insbesondere das Fenster im Verschluss , und/oder ein innerhalb der Prozesskammer angeordnetes I solationsmittel zur thermischen I solation des Bereichs an der Prozesskammeröf fnung definiert ist . Insbesondere kann der Erfassungsbereich an der Längsachse der Prozesskammer ausgerichtet werden, sodass elektromagnetische Strahlung, die von einer Kanalwandlung des Kanals durch das I solationsmittel emittiert wird, nicht von der Messvorrichtung erfasst wird .

Eine derartige Ausrichtung des Messbereichs ist bei spielsweise durch eine gezielte Manipulation einer Optik, die elektromagnetische Strahlung aus der Prozesskammer, insbesondere dem Prozessvolumen, auf die Messvorrichtung abbildet , erreichbar . Insbesondere können zu diesem Zweck optische Eigenschaften der Optik gezielt geändert werden, etwa durch Bewegen von Linsen und/oder Blenden relativ zueinander, Ändern von Brechungsindizes optischer Elemente und/oder dergleichen .

Alternativ oder zusätzlich kann die Ausrichtung des Messbereichs auf besonders einfache und aufwandsarme Weise auch durch entsprechende Ansteuerung einer Positioniervorrichtung erfolgen . Mittels einer solchen Positioniervorrichtung wird die Messvorrichtung - und damit auch ihr Messbereich - zweckmäßigerweise bezüglich wenigstens zwei Freiheitsgraden ausgerichtet . Insbesondere kann die Messvorrichtung dadurch bezüglich zwei Translations freiheitsgraden positioniert , etwa durch Bewegung in einer Ebene parallel zur Öf fnung, und/oder bezüglich zwei Rotations freiheitsgraden ausgerichtet , etwa durch Verkippung der Messvorrichtung relativ zur Längsachse der Prozesskammer, werden .

Um mittels der Manipulationsvorrichtung, insbesondere der Positioniervorrichtung, eine optimale Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung erzielen zu können, bei der die Temperatur in der Prozesskammer zuverlässig bestimmt werden kann, wird vorzugsweise ein Positionsreferenzmittel mit einem Referenzbereich in der Prozesskammer angeordnet . Das Positionsreferenzmittel wird zweckmäßigerweise derart angeordnet und/oder ist derart ausgebildet , dass die Temperatur des Positionsreferenzmittels zumindest in einem Referenzbereich des Positionsreferenzmittels mittels der Messvorrichtung durch die Öffnung hindurch ermittelbar ist . Das Positionsreferenzmittel ist zweckmäßigerweise also derart anzuordnen, dass von ihm emittierte elektromagnetische Strahlung durch die Öf fnung hindurch von der Messvorrichtung erfassbar ist .

Das Positionsreferenzmittel wird in bevorzugter Wei se durch Behei zung der Prozesskammer erhitzt und eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung als eine Referenzausrichtung, in welcher die Messvorrichtung eine Temperatur im Referenzbereich erfasst , ermittelt . Dabei ist die Referenzausrichtung bevorzugt dadurch festgelegt , dass die in dieser Ausrichtung ermittelte Temperatur ein vorgegebenes Temperaturkriterium erfüllt . Ein solches Temperaturkriterium kann beispielsweise durch das Erreichen eines Temperaturmaximums gegeben sein . Die Referenzausrichtung liegt vorzugsweise also vor, wenn mittels der Messvorrichtung ein Temperaturmaximum oder zumindest ein Bereich, in dem die Temperatur höher ist als in einem angrenzenden Bereich, gefunden wird . In anderen Worten kann die optimale Ausrichtung des Erfassungsbereichs durch eine „Heißpunktsuche" gefunden werden (wobei unter dem „heißesten Punkt" in der Praxis ein Bereich zu verstehen ist ) . Durch die Erhitzung des Referenzmittels in der Prozesskammer kann dabei sichergestellt werden, dass das gefundene Temperaturmaximum bzw . der Bereich mit gegenüber dem Umfeld erhöhter Temperatur in der Prozesskammer, insbesondere im Prozessvolumen, liegt .

Grundsätzlich lassen sich mit diesem Ansatz in ef fi zienter Weise auch mehrere Referenzausrichtungen finden, die mit unterschiedlichen Längspositionen in der Prozesskammer korrespondieren . Dazu werden zweckmäßigerweise mehrere Re ferenzscheiben des Positionsreferenzmittels entlang der Längsachse der Prozesskammer hintereinander angeordnet . Die Anordnung erfolgt zweckmäßigerweise derart , dass die Temperatur j eder Referenzscheibe , insbesondere zumindest in einem Referenzbereich der j eweiligen Referenzscheibe , mittels der Messvorrichtung durch die Öf fnung erfassbar ist . Dann kann eine vorgegebene Temperaturverteilung in der Prozesskammer erzeugt werden, gegebenenfalls auch j eweils eine Temperaturverteilung für j ede der Referenzscheiben . In diesem Fall werden die Temperaturverteilungen zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der Längsposition der entsprechenden Referenzscheibe in der Prozesskammer vorgegeben . Folglich ist vorzugsweise j ede der Temperaturverteilungen charakteristisch für eine der Längspositionen .

Bei einer solchen Temperaturverteilung ändert sich die Temperatur zweckmäßigerweise entlang der Längsachse . Eine solche Temperaturverteilung kann beispielsweise durch entsprechendes Behei zen der Prozesskammer, etwa eine selektive Bestromung von Hei zelementen, erzeugt werden .

Für j ede der Referenzscheiben kann dann, insbesondere bei Erzeugung der ihrer Längsposition zugeordneten Temperaturverteilung, eine mit ihrer Längsposition in der Prozesskammer assoziierte Referenzausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung ermittelt werden . Dabei ist j ede Referenzausrichtung bevorzugt dadurch festgelegt , dass die in dieser Ausrichtung ermittelte Temperatur (bei entsprechender Temperaturverteilung in der Prozesskammer ) ein vorgegebenes Temperaturkriterium erfüllt .

Wird pro Referenzscheibe j eweils eine Temperaturverteilung erzeugt , ist es bevorzugt , dass für j ede der vorgegebenen Temperaturverteilungen j eweils eine der Referenzscheiben im Bereich eines Temperaturmaximums innerhalb der Prozesskammer angeordnet wird . Anders gesagt weist j ede der erzeugten Temperaturverteilungen ein Temperaturmaximum an einer der Längspositio- nen in der Prozesskammer auf , an der auch eine der Referenzscheiben angeordnet ist . Dazu wird die Prozesskammer zweckmäßigerweise für j ede der Referenzscheiben derart behei zt , dass sich das Temperaturmaximum im Bereich der j eweiligen Referenzscheibe ausbildet . Folglich ist es zweckmäßig, dass das Temperaturkriterium durch das Erreichen eines Temperaturmaximums erfüllt wird .

Andernfalls , wenn nur eine Temperaturverteilung erzeugt wird, wird das Temperaturkriterium zweckmäßigerweise nur für eine der Referenzscheiben durch Erreichen eines Temperaturmaximums erfüllt . Für die anderen Referenzscheiben können andere Temperaturkriterien gelten, zum Beispiel das Erreichen eines vorgegebenen Bruchteils des Temperaturmaximums . Mithil fe der derart identi fi zierten Referenzausrichtungen ist es möglich, die Temperaturhomogenität in der Prozes skammer zu prüfen . Dazu wird die Prozesskammer zweckmäßigerwei se möglichst homogen behei zt und die sich einstellenden Temperaturen der Referenzscheiben in den Referenzbereichen ermittelt . Über die Zuordnung der so ermittelten Temperaturen zur Position der Referenzscheiben in der Prozesskammer ergibt sich eine Temperaturverteilung entlang der Längsachse .

Unter Umständen kann zur Ermittlung einer solchen Temperaturverteilung auch auf eine Ermittlung von Referenzausrichtungen verzichtet werden . Dafür ist es zweckmäßig, die mehreren Referenzscheiben des Positionsreferenzmittels entlang der Längsachse in einer vorgegebenen Orientierung relativ zueinander anzuordnen . Durch die vorgegebene Orientierung ist die Lage der Referenzbereiche in einem mittels der Messvorrichtung aufgenommenen „Temperaturbild" bekannt . Ein derartiges Bild kann durch eine raumwinkelaufgelöste Ermittlung der Temperatur in der Prozesskammer mittels der Messvorrichtung erhalten werden, nachdem das Positionsreferenzmittel durch Behei zung der Prozesskammer erhitzt wurde .

Bei der raumwinkelaufgelösten Temperaturermittlung werden zweckmäßigerweise mehrere Temperaturmesswerte in verschiedenen Raumwinkeln erhalten . Dazu kann beispielsweise die Messvorrichtung bzw . ihr Erfassungsbereich mittels der Manipulationsvorrichtung auf die verschiedenen Raumwinkel ausgerichtet werden . Insbesondere kann so zumindest ein Teil des möglichen Sichtfeldes der Messvorrichtung „abgerastert" werden . Die mittels der raumwinkelaufgelösten Temperaturermittlung erhaltenen Temperaturmesswerte bilden also eine zweidimensionale Temperaturverteilung aus Sicht der Messvorrichtung . Alternativ ist es natürlich auch möglich, die raumwinkelaufgelöste Temperaturermittlung ( d . h . die Aufnahme eines „Temperaturbilds" ) mittels eines Sensorarrays einer entsprechend ausgebildeten Messvorrichtung, etwa einer ( Infrarot- ) Kamera, durchzuführen .

Die Temperaturmesswerte aus der raumwinkelaufgelösten Temperaturermittlung können dann direkt den Referenzbereichen der Referenzscheiben zugeordnet werden, da deren Lage im „Bild" durch die vorgegebene Orientierung der Referenzscheiben relativ zueinander j a bekannt ist . Über die Position der Referenzscheiben entlang der Längsachse lässt sich folglich die Temperaturverteilung entlang der Längsachse ableiten .

Um alternativ oder zusätzlich zur optimalen Ausrichtung auch eine Kalibrierung der Messvorrichtung vornehmen zu können, wird vorzugsweise ein Temperaturreferenzmittel innerhalb der Prozesskammer, insbesondere mittels eines Bootes , angeordnet . Zweckmäßigerweise wird das Temperaturreferenzmittel dann durch Behei zung der Prozesskammer erhitzt und dabei ein Verlauf der Temperatur des Temperaturreferenzmittels , insbesondere einer Schmel zprobe des Temperaturreferenzmittels , mittels der Messvorrichtung erfasst . Einer Temperatur aus dem Temperaturverlauf kann dann eine Schmel ztemperatur des Temperaturreferenzmittels , insbesondere der Schmel zprobe , zugeordnet werden .

Beispielsweise lässt sich ein Temperaturplateau im Temperaturverlauf ermitteln, welches durch die Schmel zenthalpie des Temperaturreferenzmittels , insbesondere der Schmel zprobe , bedingt ist und das Erreichen der Schmel ztemperatur kennzeichnet . Folglich kann dem Temperaturplateau die Schmel ztemperatur zugeordnet werden . Alternativ kann die Kalibration der Messvorrichtung auch mittels eines konventionellen Temperatursensors , etwa eines Thermoelements , erfolgen . Dazu wird wenigstens ein außerhalb der Prozesskammer angeordnetes , d . h . externes , Temperaturmessmittel kalibriert , indem eine Temperatur innerhalb der Prozesskammer mittels des zumindest abschnittsweise in die Prozesskammer eingeführten Temperatursensors ermittelt und Messdaten zugeordnet wird, die beim gleichzeitigen Messen einer Außentemperatur der Prozesskammer mittels des wenigstens einen Temperaturmessmittels erzeugt werden . Anschließend wird der Temperatursensor zweckmäßigerweise aus der Prozesskammer entfernt und die Messvorrichtung vor der Prozesskammeröf fnung angeordnet . Die Messvorrichtung kann nun kalibriert werden, indem gleichzeitig mit dem berührungslosen Messen der Temperatur in der Prozesskammer mittels der Messvorrichtung die Außentemperatur der Prozesskammer mittels dem wenigstens einen, nun kalibrierten, Temperaturmessmittel ermittelt wird . Die derartige Kalibration der Messvorrichtung hat den Vorteil , dass bereits etablierte , temperatursensitive Prozessierungsverf ahren in bestehenden Hochtemperaturöf en dann auch direkt durch die Messvorrichtung abgebildet werden können .

Dabei ist es vorteilhaft , wenn vor der Kalibration der Messvorrichtung eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs der Messvorrichtung mittels des Positionsreferenzmittels vorgenommen wird . Insbesondere kann die Kalibration der Messvorrichtung dann auch erfolgen, indem mittels der Messvorrichtung die Temperatur einer oder mehrerer, dann an verschiedenen Längsposi- tionen innerhalb der Prozesskammer angeordneter Referenzscheiben gemessen und gleichzeitig die Außentemperatur der Prozesskammer an den entsprechenden Längspositionen mittel s des wenigstens einen Temperaturmessmittels ermittelt wird . Das voranstehend beschrieben Messverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung lässt sich insbesondere zur Kalibration wenigstens eines externen Temperaturmessmittels eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halb- leiterprozessierung, verwenden .

Ein dritter Aspekt der Erfindung betri f ft daher ein Kalibrationsverfahren für wenigstens ein Temperaturmessmittel eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, mit den folgenden Schritten : i ) berührungsloses Ermitteln einer Temperatur innerhalb einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens für die Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, durch eine verschließbare , insbesondere verschlossene , Öf fnung der Prozesskammer mittels einer vor der Öf fnung angeordneten Messvorrichtung; und ii ) Kalibrieren wenigstens eines außerhalb der Prozesskammer angeordneten Temperaturmessmittels , welches zum Ermitteln einer Außentemperatur der Prozesskammer, insbesondere der Oberflächentemperatur der Prozesskammer in einem Bereich auf ihrer Außenfläche , eingerichtet ist , auf Grundlage der berührungslos ermittelten Temperatur .

Beispielsweise können in einem Schritt Messdaten des wenigstens einen außerhalb der Prozesskammer angeordneten Temperaturmessmittels empfangen werden . Diese Messdaten charakterisieren zweckmäßigerweise eine , vorzugsweise aber nicht zwingend berührungslos , gemessene Außentemperatur der Prozesskammer . In einem darauf folgenden Schritt kann die berührungslos ermittelte Temperatur innerhalb der Prozesskammer diesen externen Messdaten zugeordnet werden .

Damit kann die Temperatur in der Prozesskammer präz ise aus den Messdaten, d . h . aus der mittels dem wenigstens einen Temperaturmessmittel ermittelten Außentemperatur der Prozesskammer, abgeleitet werden . Auch bei Temperaturen von über 1700 ° C ist dieses Vorgehen noch zuverlässig anwendbar, da die Messvorrichtung - anders als konventionell eingesetzte Thermoelemente - in diesem Temperaturbereich keine relevanten Temperaturbeschränkungen aufweist .

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert . Soweit zweckdienlich, sind hierin gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Aus führungsbeispiele beschränkt - auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale . Die bisherige Beschreibung wie auch die nachfolgende Figurenbeschreibung enthalten zahlreiche Merkmale , die in den abhängigen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind . Diese Merkmale wie auch alle übrigen oben und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung o f fenbarten Merkmale wird der Fachmann j edoch auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen . Insbesondere sind alle genannten Merkmale j eweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem System gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und dem Kalibrationsverfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kombinierbar .

Es zeigen, zumindest teilweise schematisch :

Figur 1 ein Beispiel eines Systems zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung;

Figur 2 ein Beispiel eines Temperaturreferenzmittels ;

Figur 3A ein Beispiel eines ermittelten Verlaufs der Temperatur einer Schmel zprobe ; Figur 3B ein Beispiel eines umgekehrten Verlaufs der Temperatur einer Schmel zprobe ;

Figur 4 ein Beispiel eines Rasters aus Temperaturen, die mittels einer Messvorrichtung ermittelt wurden;

Figur 5 ein Beispiel eines Positionsreferenzmittels ;

Figur 6 ein Beispiel von mehreren in einer Prozesskammer angeordneten Referenzscheiben; und

Figur 7 ein Beispiel eines Verfahrens zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung .

Figur 1 zeigt ein Beispiel eines Systems 1 zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer 2 eines - vorliegend als Vertikalofen ausgebildeten - Hochtemperaturofens 50 zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung . Dazu ist eine vor einer verschließbaren Öf fnung 3 der Prozesskammer 2 angeordnete Messvorrichtung 4 vorgesehen, die mittels einer als Positioniervorrichtung 6 ausgebildeten Manipulationsvorrichtung 5 relativ zur Prozesskammer 2 bewegbar und zum berührungslosen Ermitteln einer Temperatur in der Prozesskammer 2 durch die Öf fnung 3 hindurch eingerichtet ist . Die Öf fnung 3 ist mittels eines Verschlusses 15 verschlossen, in den ein Fenster, etwa aus Saphir oder Quarz gefertigt , eingelassen ist . Der Verschluss 15 bildet einen Boden der bezüglich ihrer Längsachse L vertikal ausgerichteten Prozesskammer 2 . Die Positioniervorrichtung 6 ist durch eine Steuervorrichtung 20 ansteuerbar . Die Prozesskammer 2 ist mittels einer Hei zvorrichtung, zum Beispiel mehreren Hei zelementen 7 , behei zbar . Eine dadurch erzeugte Außentemperatur der Prozesskammer 2 ist mittels (externen) Temperaturmessmitteln 8 ermittelbar.

Das System 1 weist im vorliegenden Beispiel ein in der Prozesskammer 2, insbesondere in einem gepunktet dargestellten Prozessvolumen 9, anordenbares Temperaturreferenzmittel 10 auf, mit dem die Messvorrichtung 4 - wie im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 weiter unten ausführlicher beschrieben - kalibrierbar ist. Das Prozessvolumen 9 wird boden- bzw. verschlussseitig durch ein Isolationsmittel 11, hier beispielhaft aufweisend ein sogenanntes „Baffle" 12 und mehreren flach übereinander gestapelten Graphitscheiben 13, begrenzt. Um über die Öffnung 3, insbesondere das Fenster im Verschluss 15, einen Zugang zum Prozessvolumen 9 zu ermöglichen, sind die Graphitscheiben 13 in der Mitte gelocht. Zudem weist das Baffle 12 einen Bafflekanal auf, der mit den Löchern der Graphitscheiben 13 bei Anordnung in der Prozesskammer 2 fluchtet. Der Bafflekanal und die Löcher bilden somit einen Kanal 14 im Isolationsmittel 11, durch den hindurch mittels der Messvorrichtung 4 eine Temperatur im Prozessvolumen 9, beispielsweise die Temperatur des Temperaturreferenzmittels 10, ermittelt werden kann. Der Kanal 14 verläuft dabei zweckmäßigerweise entlang, insbesondere konzentrisch mit, der Längsachse L der Prozesskammer 2. Der Kanal 14 ist boden- bzw. verschlussseitig durch das Fenster begrenzt und mündet am anderen Ende in das Prozessvolumen 9.

Die Messvorrichtung 4 kann als Pyrometer oder anderes Strahlungsmessgerät, gegebenenfalls auch als (Infrarot-) Kamera ausgebildet sein. Sie weist zweckmäßigerweise wenigstens einen Sensor oder Sensorarray auf, mit dem elektromagnetische Strahlung, beispielsweise im Infrarotbereich, erfassbar ist. Diese von einem erhitzten Objekt ausgehende Strahlung ist charakteristisch für dessen Temperatur. Damit die Messvorrichtung 4 eine Temperatur des Temperaturreferenzmittels 10 zuverlässig erfassen kann, ist es wünschenswert , dass ein Erfassungsbereich 16 der Messvorrichtung 4 auf das Temperaturreferenzmittel 10 ausgerichtet ist . Insbesondere kann eine solche Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 verhindern, dass die ermittelte Temperatur durch einen Einfluss einer Wandung 17 des Kanals 14 im I solationsmittel 11 verfälscht wird . Beispielsweise kann durch eine solche Ausrichtung verhindert werden, dass von der Wandung 17 des Kanals 14 emittierte elektromagnetische Strahlung von der Messvorrichtung 4 erfasst wird .

Eine derartige Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 kann mittels der Positioniervorrichtung 6 vorgenommen werden . Beispielsweise kann eine entsprechende ( translatorische ) Positionierung und/oder eine entsprechende ( rotatorische ) Ausrichtung der Messvorrichtung 4 vorgenommen werden . Dies wird im Zusammenhang mit Figur 4 weiter unten aus führlicher erläutert .

Wie die Messvorrichtung 4 sind vorzugsweise auch die Temperaturmessmittel 8 zum berührungslosen, zum Beispiel strahlungsbasierten, Ermitteln der Außentemperatur, insbesondere einer Oberflächentemperatur auf der Außenseite der Prozes skammer 2 , eingerichtet . Die Temperaturmessmittel 8 können bei spielsweise , wie durch die gestrichelten Linien angedeutet , zwischen den Hei zelementen 7 hindurch propagierende , von der Außenfläche der Prozesskammer 2 emittierte elektromagnetische Strahlung erfassen . I st eine in Figur 1 nicht dargestellte I solationsschicht um die Prozesskammer 2 herum vorgesehen, weist diese zweckmäßigerweise Öf fnungen auf , um die Strahlung passieren zu lassen . Grundsätzlich sind aber auch andere Ausbil- düngen der Temperaturmessmittel 8 denkbar. Beispielsweise können die Temperaturmessmittel 8 alternativ als Thermoelemente ausgebildet sein.

Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Temperaturreferenzmittels 10. Das Temperaturreferenzmittel 10 weist einen Träger 18 und eine darauf angeordneten Schmelzprobe 19 auf. Der Träger 18 ist zur Anordnung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens, zum Beispiel mittels eines sogenannten „Boots", eingerichtet. Zu diesem Zweck kann der Träger 18 scheibenartig ausgebildet sein, insbesondere eine typische Waferform aufweisen.

Die Schmelzprobe 19 ist zweckmäßigerweise aus einem Material gefertigt, dass eine niedrigere Schmelztemperatur als das Trägermaterial aufweist. Dadurch kann, zum Beispiel durch Beheizen der Prozesskammer, die Schmelzprobe 19 gezielt zum Schmelzen gebracht werden, wie in Figur 3 gezeigt ist.

Figur 3A zeigt ein Beispiel eines Verlaufs 21 einer Temperatur T einer Schmelzprobe, die sich in einer Umgebung befindet, in der die Temperatur bis auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur Ts der Schmelzprobe erhöht wird. Im Verlauf der Zeit t, zum Beispiel innerhalb von einigen 100 ms nach Erhöhung der Umgebungstemperatur auf einen Wert oberhalb der Schmelztemperatur Ts, steigt die Temperatur T der Schmelzprobe bis auf die Schmelztemperatur Ts. Dort verharrt die Temperatur T der Schmelzprobe, bis die Schmelzprobe geschmolzen ist. Anders gesagt bildet der Verlauf 21, nämlich aufgrund der Schmelzenthalpie der Schmelzprobe, bei der Schmelztemperatur Ts ein Temperaturplateau 22 aus. Erst nach dem Schmelzen steigt die Temperatur T der (nun flüssigen) Schmelzprobe weiter an.

Figur 3B zeigt den umgekehrten Verlauf, nämlich zeigt ein Beispiel eines Verlaufs 21 einer Temperatur T einer Schmelzprobe, die sich in einer Umgebung befindet , in der die Temperatur von einer Temperatur oberhalb der Schmel ztemperatur Ts der Schmel zprobe auf eine Temperatur unterhalb der Schmel ztemperatur Ts gesenkt wird . Hierbei bildet sich das Temperaturplateau 22 aus , bis die Schmel zprobe vollständig erstarrt ist .

Die in Figur 1 gezeigte Messvorrichtung 4 lässt sich damit durch das Ermitteln eines solchen Temperaturverlauf s 21 , unmittelbar nachdem die Innentemperatur der Prozesskammer 2 auf eine Temperatur oberhalb einer Schmel ztemperatur Ts des Temperaturreferenzmittels 10 erhöht oder auf eine Temperatur unterhalb der Schmel ztemperatur Ts gesenkt wurde , kalibrieren . Zu diesem Zweck ist die Steuervorrichtung 20 vorzugsweise dazu eingerichtet , ein Temperaturplateau 22 in den beim Auf zeichnen des Temperaturverlaufs 21 erzeugten Messdaten der Messvorrichtung 4 zu identi fi zieren . Der mit der entsprechenden Plateautemperatur korrespondierenden Messdaten kann die Steuervorrichtung 20 dann die vorbekannte Schmel ztemperatur Ts des Temperaturreferenzmittels 10 , insbesondere der Schmel zprobe , zuzuordnen .

Mittels der derart kalibrierten Messvorrichtung 4 lassen sich die in Figur 1 gezeigten Temperaturmessmittel 8 besonders präzise kalibrieren . Zu diesem Zweck ist die Steuervorrichtung 20 vorzugsweise dazu eingerichtet , eine Temperatur in der behei zten Prozesskammer 2 mit der - zweckmäßigerweise kal ibrierten - Messvorrichtung 4 zu erfassen und Messdaten der Temperaturmessmittel 8 , die eigentlich eine Außentemperatur der Prozesskammer 2 charakterisieren, zuzuordnen . Im Regelbetrieb des Hochtemperaturofens 50 lässt sich dann die Innentemperatur der Prozesskammer 2 aus den Messdaten der Temperaturmes smittel 8 zuverlässig ableiten . Figur 4 zeigt ein Beispiel eines Rasters 23 aus ( als Schraf fur oder weiße Fläche angedeuteten) Temperaturen T , die berührungslos mittels einer Messvorrichtung durch eine Öf fnung einer Prozesskammer hindurch ermittelt werden . Das Raster 23 kommt zustande , indem die Messvorrichtung in zwei Freiheitsgraden x, y bewegt ( zum Beispiel translatiert und/oder geschwenkt ) wird . Durch die Bewegung der Messvorrichtung ändert sich auch die Lage eines ( als Kreis angedeuteten) Erfassungsbereichs 16 der Messvorrichtung, der einer ermittelten Temperatur T zugeordnet ist . Das Raster 23 zeigt folglich den räumlichen Temperaturverlauf aus Sicht der Messvorrichtung .

Die schraf fiert angedeuteten Temperaturen T sind im gezeigten Beispiel gegenüber den als weiße Fläche angedeuteten Temperaturen T geringer . Bei Änderung der Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 der Erfassungsvorrichtung der Messvorrichtung 4 aus Figur 1 können diese niedrigeren Temperaturen T zum Beispiel der Temperatur der Wandung 17 des Kanals 14 im I solationsmittel 11 zugeordnet werden . Die höheren Temperaturen T im Zentrum des dargestellten Rasters 23 können dagegen dem sich im Prozessvolumen 9 angeordneten Temperaturreferenzmittel 10 zugeordnet werden .

Durch Ändern der Anordnung der Messvorrichtung 4 relativ zur Prozesskammer 2 bezüglich wenigstens zwei Freiheitsgraden (x, y) , zum Beispiel zwei Translationfreiheitsgraden (Bewegung in einer Ebene parallel zur Öf fnung 3 ) und zwei Rotationsfreiheitsgraden (Verkippung relativ zur Längsachse L ) , kann so eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 identi fi ziert werden, in der die Temperatur T in der Prozesskammer 2 bzw . eines darin angeordneten Meßobj ekts , etwa des Temperaturreferenzmittels 10 , zuverlässig und ohne Einflüsse durch die Wandung 17 des Kanals 14 ermittelbar ist . Alternativ oder zusätzlich zum in Figur 1 gezeigten Temperaturreferenzmittel 10 kann diese „optimale" Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 grundsätzlich auch mittels eines anderen Meßobj ekts , etwa eines dedi zierten Positionsreferenzmittels , gefunden werden .

Zudem ist es ebenfalls denkbar, dass anstelle eines „Abrasterns" des durch die Öf fnung 3 zugänglichen Volumens in der Prozesskammer 2 durch Bewegen der Messvorrichtung 4 ein „Bild" mittels eines Sensorarrays einer entsprechend ausgebildeten Messvorrichtung 4 , etwa einer ( Infrarot- ) Kamera aufgenommen wird .

Figur 5 zeigt ein Positionsreferenzmittel 24 , dass als Lochscheibe 25 ausgebildet ist . Das Positionsreferenzmittel 24 weist einen Vorsprung 26 auf , der einen gestrichelt eingezeichneten Referenzbereich 27 definiert . Der Vorsprung 26 ragt in das Loch 28 hinein, insbesondere zu dessen Mitte hin . Folglich ist der Referenzbereich 27 in einem Bereich am Rand 29 des Lochs 28 angeordnet .

Damit kann bei Anordnung des Positionsreferenzmittels 24 in der Prozesskammer 2 aus Figur 1 , insbesondere anstelle des dort gezeigten Temperaturreferenzmittels 10 , eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 des der Messvorrichtung 4 auf den Referenzbereich 27 durch das im Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen Vorgehen gefunden werden .

Darüber hinaus erlaubt es die gezeigte Ausbildung des Positionsreferenzmittels 24 als Lochscheibe 25 zusätzlich auch, durch entsprechende Ausrichtung des Erfassungsbereichs 16 auch die Temperatur eines in der Prozesskammer 2 hinter dem Positionsreferenzmittel 24 angeordneten Obj ekts zu ermitteln . Dies kann ausgenutzt werden, um die Temperaturhomogenität in der Prozesskammer 2 zu untersuchen, wie im Zusammenhang mit Figur 6 näher erläutert ist .

Figur 6 zeigt ein Beispiel von mehreren, rein beispielhaft drei , Referenzscheiben 30 eines Positionsreferenzmittels 24 . Die Referenzscheiben 30 sind, zum Beispiel mittels eines nur ansatzweise gezeigten Boots 31 , in einer Prozesskammer 2 eines Hochtemperaturofens an unterschiedlichen Längsposit ionen PI , P2 und P3 in Bezug auf eine Längsachse L der Prozes skammer 2 angeordnet .

Jede der Referenzscheiben 30 ist als Lochscheibe ausgebildet , die einen zur Lochmitte hin aufweisenden Vorsprung 26 aufweist . Die Löcher 28 der Lochscheiben weisen, bis auf den hineinragenden Vorsprung 26 , eine im Wesentlichen krei srunde Form auf . In der Anordnung innerhalb der Prozesskammer 2 fluchten die Löcher 28 entlang der Längsachse L .

Die Referenzscheiben 30 sind entlang der Längsachse L derart hintereinander angeordnet , insbesondere relativ zueinander orientiert , dass die Temperatur einer j eden Referenzschreibe 30 mittels einer Messvorrichtung durch eine Öf fnung im Prozesskammerboden (vergleiche Figur 1 ) ermittelbar ist . Insbesondere sind die Referenzscheiben 30 derart angeordnet , insbesondere relativ zueinander orientiert , dass von den Vorsprüngen 26 emittierte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen entlang der Längsachse L durch die Öf fnung bis zur Messvorrichtung propagieren kann . Die Referenzscheiben 30 sind zweckmäßigerweise also derart angeordnet , insbesondere relativ zueinander orientiert , dass entlang der Längsachse L gesehen keiner der Vorsprünge 26 durch einen anderen Vorsprung 26 verdeckt ist bzw . selbst einen dahinterliegenden Vorsprung 26 verdeckt . Beispielsweise können die Vorsprünge 26 , wie bereits in Figur 5 erkennbar, die Form eines Kreissektors haben . Alle Vorsprünge 26 zusammen decken dabei zweckmäßigerweise 360 ° ab . Grundsätzlich sind j edoch auch andere Formen der Vorsprünge 26 denkbar, zum Beispiel Kreissegmente .

Dadurch, dass bei entsprechender Ausrichtung eines Erfassungsbereichs der Messvorrichtung auf den j eweiligen Vorsprung 26 bzw . den dadurch definierten Referenzbereich (vergleiche Figur 5 ) gezielt die Temperatur einer der an den unterschiedlichen Längspositionen Pl , P2 und P3 angeordneten Referenzscheiben 30 ermittelbar ist , kann auch eine Temperaturverteilung in der Prozesskammer 2 entlang der Längsachse L ermittelt werden .

Um die Temperaturen gezielt an den Längspositionen Pl , P2 und P3 ermitteln zu können, ist es zweckdienlich, im Vorfeld mit der Lage der Vorsprünge 26 korrespondierende Referenzausrichtungen für den Erfassungsbereich zu ermitteln . Durch „Anfahren" einer solchen Referenzausrichtung, d . h . Ausrichten des Erfassungsbereichs in eine solche Referenzausrichtung, kann dann die Temperatur der zugehörigen Referenzscheibe 30 ermittelt werden .

Die Referenzausrichtungen lassen sich ermitteln, indem zum Beispiel mittels gezielter Ansteuerung der in Figur 1 gezeigten Hei zelemente 7 durch die Steuervorrichtung 20 verschiedene Temperaturverteilungen in der Prozesskammer 2 erzeugt werden . Dabei befindet sich in j eder so erzeugten Temperaturverteilung zweckmäßigerweise ein Temperaturmaximum im Bereich einer der Referenzscheiben 30 . Bei den in Figur 6 gezeigten drei Referenzscheiben 30 kann beispielsweise eine Temperaturverteilung mit einem Maximum an der Längsposition PI , etwa in einem unteren Ende der Prozesskammer 2 oder zumindest des in Figur 1 gezeigten Prozessvolumens 9 , eine Temperaturverteilung mit einem Maximum an der Position P2 , etwa in der Mitte der Prozesskammer 2 oder zumindest in der Mitte des Prozessvolumens 9 , und eine Temperaturverteilung mit einem Maximum an der Längsposi- tion P3 , etwa an einem oberen Ende der Prozesskammer 2 , erzeugt werden . Dadurch wird zweckmäßigerweise einer der Vorsprünge 26 stärker erhitzt als die übrigen Vorsprünge 26 .

Für j ede dieser erzeugten Temperaturverteilungen kann dann, mit dem im Zusammenhang mit Figur 4 weiter oben bereits erläuterten Vorgehen, die Lage des am stärksten erhitzten Vorsprungs 26 ermittelt werden . Entsprechend kann diej enige Ausrichtung des Erfassungsbereichs als Referenzausrichtung für den entsprechenden Vorsprung 26 identi fi ziert werden, bei welcher die ermittelte Temperatur ein vorbestimmtes Temperaturkriterium erfüllt , zum Beispiel ein Temperaturmaximum erreicht .

I st die Ausrichtung der Referenzscheiben 30 , insbesondere der Vorsprünge 26 , in der Prozesskammer 2 vorgegeben oder bereits bekannt , kann eine Temperaturverteilung entlang der Längsachse L gegebenenfalls auch ohne expli zite Identi fi kation der Referenzausrichtungen ermittelt und das Verfahren damit abgekürzt werden . Dazu wird die Temperatur in der Prozesskammer zweckmäßigerweise raumwinkelaufgelöst , z . B . wie im Zusammenhang mit Figur 4 rasterartig, ermittelt . In dem sich ergebenden Bild, d . h . der zweidimensionalen Temperaturverteilung (vgl . Raster aus Figur 4 ) können die ermittelten Temperaturen dann, auf Grundlage ihrer Lage im Bild, den vorgegebenen bzw . bekannten Vorsprüngen 26 zugeordnet werden .

Unter Umständen lässt sich durch die Verwendung eines Positionsreferenzmittels 24 mit mehreren Referenzscheiben 30 auch eine besonders präzise Kalibration der in Figur 1 gezeigten Temperaturmessmittel 8 erreichen . Dazu sind oder werden die Referenzscheiben 30 zweckmäßigerweise innerhalb der Prozesskammer 2 auf gleicher Höhe mit j eweils einem Temperaturmessmittel 8 angeordnet . Durch Erzeugen entsprechender Temperaturverteilungen mit einem Temperaturmaximum an der Längsposi- tion PI , P2 , P3 j eweils einer der Referenzscheiben 30 kann dann eine mittels der Messvorrichtung 4 ermittelte Maximaltemperatur - welche der Temperatur der Referenzscheibe 30 , die dem Temperaturmaximum am nächsten ist , entspricht - Messwerten des damit korrespondierenden, d . h . auf gleicher Höhe liegenden, Temperaturmessmittels 8 zugeordnet werden . Folglich kann j edes Temperaturmessmittel 8 separat kalibriert werden, wobei sich insbesondere Temperaturinhomogenitäten in der Prozesskammer 2 berücksichtigen lassen .

Es ist allerdings auch hierbei denkbar, das Verfahren abzukürzen und eine vorgegebene bzw . bekannte Ausrichtung der Referenzscheiben 30 aus zunutzen, um die Kalibrierung der Temperaturmessmittel 8 in nur einem „Messdurchgang" , d . h . nur mit einer einzigen Temperaturverteilung in der Prozesskammer 2 , durchführen zu können . Die beim raumwinkelaufgelösten Ermitteln der Temperatur in der Prozesskammer 2 erhaltenen Temperaturmesswerte werden dabei zweckmäßigerweise auf Grundlage ihrer Lage im zweidimensionalen Raster (vgl . Figur 4 ) der entsprechenden Referenzscheibe 30 und dem damit korrespondierenden Temperaturmessmittel 8 zugeordnet .

Gegebenenfalls können außer den in Figur 6 gezeigten drei Referenzscheiben 30 noch weitere Lochscheiben ohne Vorsprung 26 in der Prozesskammer 2 angeordnet werden, um die thermische Last zu vergrößern . Die Temperatur dieser weiteren Lochscheiben wird zweckmäßigerweise nicht von der Messvorrichtung erfasst . Figur 7 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 100 zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer eines Hochtemperaturofens zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessie- rung .

In einem Verfahrensschritt S 1 wird ein Temperaturre ferenzmittel über eine Öf fnung in einer Prozesskammer, beispielsweise mithil fe eines Boots , angeordnet . Die Prozesskammer wird dann zweckmäßigerweise mit einem Prozesskammerverschluss , in den ein Fenster eingelassen ist , verschlossen .

In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird außerhalb der Prozesskammer eine Messvorrichtung zur berührungslosen Ermittlung einer Temperatur vor der (verschlossenen) Öf fnung, insbesondere vor dem Fenster, angeordnet . Zweckmäßigerweise wird die Messvorrichtung dabei derart angeordnet , dass mittels der Messvorrichtung eine Temperatur innerhalb der Prozesskammer, insbesondere des Temperaturreferenzmittels , berührungslos ermittelbar ist . Zusätzlich kann in Verfahrensschritt S2 die Prozesskammer behei zt werden . Vorzugsweise wird die Temperatur in der Prozesskammer dabei auf eine Temperatur, die geringer ist als eine Schmel ztemperatur einer Schmel zprobe des Temperaturreferenzmittels , erhöht .

In einem weiteren Verfahrensschritt S3 wird die Temperatur innerhalb der Prozesskammer, insbesondere des Temperaturreferenzmittels , mittels der Messvorrichtung durch die Öf fnung der Prozesskammer ermittelt .

Bevorzugt wird in einem weiteren Verfahrensschritt S4 geprüft , ob ein Abbruchkriterium erfüllt ist . Falls nicht , wird in Verfahrensschritt S5 die Ausrichtung eines Erfassungsbereichs der Messvorrichtung mittels einer Manipulationsvorrichtung verändert . Beispielsweise kann die Anordnung der Messvorrichtung relativ zur Prozesskammer mittels einer Positioniervorrichtung geändert werden, etwa indem die Messvorrichtung in einer Ebene parallel zur Öf fnung translatorischen bewegt und/oder relativ zu einer Längsachse der Prozesskammer verkippt wird . Anschließend wird wieder Verfahrensschritt S3 ausgeführt , d . h . erneut eine Temperatur ermittelt .

Ist das Abbruchkriterium dagegen erfüllt , wird mit Verfahrensschritt S 6 fortgefahren . Das Abbruchkriterium kann beispielsweise erfüllt sein, wenn auf Grundlage einer Viel zahl ermittelter Temperaturen eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs bzw . eine Anordnung der Messvorrichtung relativ zur Prozesskammer ermittelt wurde oder werden kann, in der ein vorgegebenes Temperaturkriterium erfüllt ist . Das Temperaturkriterium ist zweckmäßigerweise erfüllt , wenn ein Temperaturmaximum ermittelt ist oder zumindest ein Bereich, in dem die Temperatur höher ist als in einem angrenzenden Bereich, identi fi ziert ist .

Die Ausrichtung des Erfassungsbereichs bzw . die korrespondierende Anordnung der Messvorrichtung relativ zur Pro zesskammer kann als Referenzausrichtung gespeichert werden .

In Verfahrensschritt S 6 wird die Temperatur in der Prozesskammer vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb eines Schmel zpunktes der Schmel zprobe erhöht . Gleichzeitig oder zumindest unmittelbar danach wird mittels der Messvorrichtung ein Verlauf der Schmel zprobentemperatur ermittelt . In einem weiteren Verfahrensschritt S7 kann dann aus der Temperaturverteilung eine Plateautemperatur ermittelt werden, der die Schmel ztemperatur der Schmel zprobe zugeordnet wird . Mit der derart kalibrierten Messvorrichtung kann ein Kalibrationsverfahren 200 für wenigstens ein außerhalb der Prozesskammer angeordnetes Temperaturmessmittel zur Messung einer Außentemperatur der Prozesskammer durchgeführt werden . Dazu wird zweckmäßigerweise zunächst die Schmel zprobe aus der Prozesskammer entfernt und gegen ein anderes Messobj ekt , zum Beispiel ein Positionsreferenzmittel , ausgetauscht . Darauf folgend kann die Prozesskammer erneut behei zt und mittels der kalibrierten Messvorrichtung eine Temperatur in der Prozesskammer ermittelt werden . Vorzugsweise wird gleichzeitig eine Außentemperatur, beispielsweise eine Oberflächentemperatur, der Prozesskammer mittels des externen Temperaturmessmittels erfasst . Zur Kalibration wird die mittels der kalibrierten Messvorrichtung ermittelte Temperatur den zeitgleich erhaltenen Messdaten des Temperaturmessmittels zugeordnet .

Gegebenenfalls können zur Kalibration mehrerer externer, an unterschiedlichen Positionen längs der Prozesskammer angeordnete Temperaturmessmittel nach dem Austausch des Temperaturreferenzmittels gegen das Positionsreferenzmittel die Verfahrensschritte S3 bis S5 erneut durchgeführt werden . Dadurch lassen sich gegebenenfalls mehrere Referenzausrichtungen für den Erfassungsbereich bzw . die Messvorrichtung ermitteln, die mit den unterschiedlichen Längspositionen korrespondieren . Dadurch ist es nicht nur möglich, die Temperaturhomogenität in der Prozesskammer zu prüfen, sondern gegebenenfalls die mehreren Temperaturmessmittel einzeln zu kalibrieren . Bezugs zeichenliste

1 System

2 Prozesskammer

3 Öf fnung

4 Messvorrichtung

5 Manipulationsvorrichtung

6 Positioniervorrichtung

7 Hei zelement

8 Temperaturmessmittel

9 Prozessvolumen

10 Temperaturreferenzmittel

11 I solationsmittel

12 Baf fle

13 Graphitscheibe

14 Kanal

15 Verschluss

16 Erfassungsbereich

17 Wandung

18 Träger

19 Schmel zprobe

20 Steuervorrichtung

21 Temperaturverlauf

22 Temperaturplateau

23 Raster

24 Positionsreferenzmittel

25 Lochscheibe

26 Vorsprung

27 Referenzbereich

28 Loch

29 Rand

30 Referenzscheibe

31 Boot 50 Hochtemperaturofen

100 Verfahren

200 Kalibrationsverfahren

51 Anordnung Temperaturreferenzmittel in Prozesskammer

52 Anordnung Messvorrichtung vor Öf fnung

53 Ermittlung Temperatur in Prozesskammer

54 Prüfung, ob Abbruchkriterium erfüllt

55 Ändern der Ausrichtung des Erfassungsbereichs

56 Erhöhen der Temperatur und Ermitteln des Schmel zprobentemperaturverlaufs

57 Ermitteln der Plateautemperatur

L Längsachse

PI Längsposition

P2 Längsposition

P3 Längsposition

T Temperatur x, y Freiheitsgrad t Zeit

Ts Schmel ztemperatur

Claims

Patentansprüche

1. System (1) zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer (2) eines Hochtemperaturofens (50) zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, mit einer beheizbaren Prozesskammer (2) , die eine Öffnung (3) aufweist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine vor der Öffnung angeordnete Messvorrichtung (4) zur berührungslosen Ermittlung einer Temperatur (T) innerhalb der Prozesskammer (2) durch die Öffnung (3) hindurch.

2. System (1) nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Manipulationsvorrichtung (5) zum Ausrichten eines Erfassungsbereichs (16) der Messvorrichtung (4) .

3. System (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Manipulationsvorrichtung (5) eine Positioniervorrichtung (6) zur Bewegung der Messvorrichtung (4) relativ zur Prozesskammer (2) aufweist.

4. System (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Positioniervorrichtung (6) zum Bewegen der Messvorrichtung (4) in wenigstens zwei Freiheitsgraden (x, y) eingerichtet ist.

5. System (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens ein außerhalb der Prozesskammer (2) angeordnetes Temperaturmessmittel (8) zur Ermittlung einer Außentemperatur der Prozesskammer (2) und

- eine Steuervorrichtung (20) , die dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Temperaturmessmittel (8) auf Grundlage einer mittels der Messvorrichtung (4) ermittelten Temperatur (T) innerhalb der Prozesskammer (2) zu kalibrieren.

6. System (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens ein innerhalb der Prozesskammer (2) anordenbares Temperaturreferenzmittel (10) zur Kalibration der Messvorrichtung (4) .

7. System (1) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Temperaturreferenzmittel (10) eine von einem Träger (18) gehaltene Schmelzprobe (19) mit einer vordefinierten Schmelztemperatur (Ts) aufweist.

8. System (1) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schmelzprobe (19) Silizium oder Rutheniumkarbid aufweist und/oder der Träger (18) aus Graphit, Rheniumkarbid, Platinkarbid, Iridiumkarbid oder Rhodiumkarbid gefertigt ist.

9. System (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein in der Prozesskammer (2) anordenbares Positionsref e- renzmittel (24) zur Ausrichtung des Erfassungsbereichs (16) der Messvorrichtung (4) innerhalb der Prozesskammer ( 2 ) .

10. System (1) nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Positionsreferenzmittel (24) wenigstens eine Lochscheibe (25) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass bei Anordnung in der Prozesskammer (2) eine Temperatur (T) der Lochscheibe (25) in einem Referenzbereich (27) am Rande (29) des Lochs (28) mittels der Messvorrichtung (4) durch die Öffnung (3) hindurch ermittelbar ist.

11. System (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Positionsreferenzmittel (24) mehrere entlang einer Längsachse (L) der Prozesskammer (2) hintereinander anordenbare Positionsreferenzscheiben (30) aufweist, die derart ausgebildet sind, dass zumindest in einer vorbestimmten Reihenfolge und/oder Ausrichtung der in der Prozesskammer (2) angeordneten Referenzscheiben (30) relativ zueinander die Temperatur (T) in einem Referenzbereich (27) jeder Referenzscheibe (30) mittels der Messvorrichtung (4) durch die Öffnung (3) hindurch ermittelbar ist .

12. System (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Positionsreferenzmittel (24) einen Vorsprung (26) aufweist, der einen Referenzbereich (27) definiert, in dem bei Anordnung des Positionsreferenzmittels (24) in der Prozesskammer (2) eine Temperatur (T) des Positionsreferenzmittels (24) mittels der Messvorrichtung (4) durch die Öffnung (3) hindurch erfassbar ist.

13. Verfahren (100) zur Temperaturermittlung in einer Prozesskammer (2) eines Hochtemperaturofens (50) zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, aufweisend :

- Anordnen (S2) einer Messvorrichtung (4) zur berührungslosen Ermittlung einer Temperatur (T) vor einer Öffnung (3) einer beheizbaren Prozesskammer (2) eines Hochtemperaturofens (50) zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung; und

- Messen (S3) einer Temperatur (T) innerhalb der Prozesskammer (2) durch die Öffnung (3) hindurch mittels der Messvorrichtung (4) .

14. Verfahren (100) nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Erfassungsbereich (16) der Messvorrichtung (4) vor dem Ermitteln der Temperatur (T) mittels einer Manipulationsvorrichtung (5) auf ein Sichtfeld, das durch die Öffnung (3) und/oder ein innerhalb der Prozesskammer (2) angeordnetes Isolationsmittel (11) zur thermischen Isolation des Bereichs an der Öffnung (3) definiert ist, ausgerichtet wird (S5) .

15. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Messvorrichtung (4) mittels einer Positioniervorrichtung (6) relativ zur Prozesskammer (2) bezüglich wenigstens zwei Freiheitsgraden (x, y) ausgerichtet wird.

16. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - ein Positionsreferenzmittel (24) mit einem Referenzbereich (27) in der Prozesskammer (2) angeordnet wird,

- das Positionsreferenzmittel (24) durch Beheizung der Prozesskammer (2) erhitzt wird und

- eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs (16) der Messvorrichtung (4) als eine Referenzausrichtung, in welcher die Messvorrichtung (4) eine Temperatur (T) im Referenzbereich (27) erfasst, identifiziert wird, wenn die in dieser Ausrichtung ermittelte Temperatur (T) ein vorgegebenes Temperaturkriterium erfüllt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- mehrere Referenzscheiben (30) eines Positionsreferenzmittels (24) entlang einer Längsachse (L) der Prozesskammer (2) hintereinander angeordnet werden;

- eine vorgegebene Temperaturverteilung in der Prozesskammer (2) erzeugt wird, und

- für jede der Referenzscheiben (30) eine mit ihrer Längsposition (PI, P2, P3) in der Prozesskammer (2) assoziierte Referenzausrichtung des Erfassungsbereichs (16) der Messvorrichtung (4) ermittelt wird, bei der eine mittels der Messvorrichtung (4) ermittelte Temperatur (T) ein vorgegebenes Temperaturkriterium erfüllt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - mehrere Referenzscheiben (30) eines Positionsreferenzmittels (24) mit jeweils einem Referenzbereich (27) entlang einer Längsachse (L) der Prozesskammer (2) in einer vorgegebenen Orientierung relativ zueinander hintereinander angeordnet werden,

- das Positionsreferenzmittel (24) durch Beheizung der Prozesskammer (2) erhitzt wird,

- die Temperatur in der Prozesskammer (2) mittels der Messvorrichtung (4) raumwinkelaufgelöst ermittelt wird, sodass mehrere Temperaturmesswerte in verschiedenen Raumwinkeln ermittelt werden,

- eine Temperaturverteilung entlang der Längsachse (L) der Prozesskammer (2) auf Grundlage einer Zuordnung der Temperaturmesswerte zu den Referenzbereichen (27) der Referenzscheiben (30) ermittelt wird.

19. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- ein Temperaturreferenzmittel (10) zur Kalibration der Messvorrichtung (4) innerhalb der Prozesskammer (2) angeordnet wird (Sl) ,

- das Temperaturreferenzmittel (10) durch Beheizung der Prozesskammer (2) erhitzt und dabei ein Verlauf (21) der Temperatur (T) des Temperaturreferenzmittels (10) mittels der Messvorrichtung (4) erfasst wird (S6) und

- einer Temperatur (T) aus dem Temperaturverlauf (21) eine Schmelztemperatur (Ts) des Temperaturreferenzmittels (10) zugeordnet wird (S7) .

20. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- wenigstens ein außerhalb der Prozesskammer (2) angeordnetes Temperaturmessmittel (8) kalibriert wird, indem eine Temperatur innerhalb der Prozesskammer (2) mittels eines, zumindest abschnittsweise in die Prozesskammer (2) eingeführten Temperatursensors ermittelt und Messdaten zugeordnet wird, die beim gleichzeitigen Messen einer Außentemperatur der Prozesskammer (2) mittels des wenigstens einen Temperaturmessmittels (8) erzeugt werden, und

- die Messvorrichtung (4) kalibriert wird, indem die Außentemperatur der Prozesskammer (2) mittels dem wenigstens einen kalibrierten Temperaturmessmittel (8) gemessen und Messdaten zugeordnet wird, die beim gleichzeitigen berührungslosen Messen der Temperatur in der Prozesskammer (2) mittels der Messvorrichtung (4) erzeugt werden.

21. Kalibrationsverfahren (200) für wenigstens ein Temperaturmessmittel (8) eines Hochtemperaturofens (50) zur Werkstückverarbeitung, insbesondere Halbleiterprozessierung, aufweisend :

- berührungsloses Ermitteln einer Temperatur (T) innerhalb einer Prozesskammer (2) eines Hochtemperaturofens (50) für die Werkstückverarbeitung durch eine Öffnung (3) der Prozesskammer (2) hindurch mittels einer vor der Öffnung (3) angeordneten Messvorrichtung (4) ; und

- Kalibrieren wenigstens eines außerhalb der Prozesskammer (2) angeordneten Temperaturmessmittels (8) , welches zum Ermitteln einer Außentemperatur der Prozesskammer (2) eingerichtet ist, auf Grundlage der berührungslos ermittelten Temperatur (T) .