KR102539074B1 - 자화율로 인한 파들의 속도의 변화 및 굴절에 의해 온도를 측정하기 위한 방법 - Google Patents

자화율로 인한 파들의 속도의 변화 및 굴절에 의해 온도를 측정하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

진공 챔버에서 열 센서로 기판의 온도를 인-시튜로 결정하기 위한 방법들 및 장치들이 본원에서 설명된다. 일 실시예에서, 열 센서는, 전자기 파들을 송신하도록 구성된 송신기, 전자기 파들을 수신하도록 구성된 수신기, 및 송신기 및 수신기를 제어하도록 구성된 제어기를 갖고, 여기에서, 제어기는 송신된 전자기 파와 수신된 전자기 파 사이의 차이로부터 온도를 결정한다.

Description

자화율로 인한 파들의 속도의 변화 및 굴절에 의해 온도를 측정하기 위한 방법{METHOD FOR MEASURING TEMPERATURE BY REFRACTION AND CHANGE IN VELOCITY OF WAVES WITH MAGNETIC SUSCEPTIBILITY}
[0001] 본 발명의 실시예들은 반도체 디바이스들의 제조에 관한 것이다. 더 상세하게는, 실시예들은 제조 동안에 반도체 디바이스들의 온도를 측정하는 것에 관한 것이다.
[0002] 급속 열 프로세싱(또는 RTP)는, 수 초 또는 그 미만의 타임스케일 상에서 실리콘 웨이퍼들을 높은 온도들(최대 1,200 ℃ 또는 그 초과)로 신속하게 가열하는 반도체 제조 프로세스를 지칭한다. 그러나, 냉각 동안에, 웨이퍼 온도들은 열 쇼크로 인한 웨이퍼 파괴 및 전위들을 방지하기 위해 느리게 하락되어야만 한다. 급속한 가열 레이트들은 종종, 고 강도 램프들 또는 레이저들에 의해 달성된다. RTP는 더펀트 활성화, 열 산화, 금속 리플로우(reflow), 및 화학 기상 증착을 포함하는, 반도체 제조에서의 매우 다양한 애플리케이션들에 대해 사용된다.
[0003] 프로세스 온도를 측정하는 것은, RTP 툴에서 프로세싱되는 실리콘 웨이퍼들에 대한 손상을 방지하기 위해, RTP 툴에서의 급속한 가열 및 냉각 레이트들을 제어하는 것에 있어서 중요하다. 따라서, RTP 툴은 신속한 응답을 갖고, 정확하고, 약 250 ℃ 내지 1100 ℃의 온도 범위에서 정확하게 온도들을 측정할 수 있는 온도 측정 디바이스를 요구한다. 종종, RTP 툴이 온도 범위의 하나의 단부에 대해 비교적 낮은-비용으로 신속하고 정확하게 기판의 온도를 측정하는 능력은 온도 범위의 다른 단부에서 온도를 측정하는 능력을 손상시킨다.
[0004] 따라서, 개선된 온도 측정 디바이스에 대한 필요성이 존재한다.
[0005] 진공 챔버에서 열 센서로 기판의 온도를 인-시튜(in-situ)로 결정하기 위한 방법들 및 장치들이 본원에서 설명된다. 일 실시예에서, 열 센서는, 전자기 파들을 송신하도록 구성된 송신기, 전자기 파들을 수신하도록 구성된 수신기, 및 송신기 및 수신기를 제어하도록 구성된 제어기를 갖고, 여기에서, 제어기는 송신된 전자기 파와 수신된 전자기 파 사이의 차이로부터 온도를 결정하도록 동작가능하다.
[0006] 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버가 제공된다. 프로세싱 챔버는 챔버 바디(body), 및 챔버 바디의 내부 볼륨에 배치된 기판 지지부를 포함한다. 송신기는 기판 지지부 상에 배치된 기판을 통해 전자기 파들을 송신하도록 배향된다(oriented). 수신기는 송신기에 의해 방출된 전자기 파들을 수신하도록 배향된다. 제어기는 송신기 및 수신기를 제어하도록 구성된다. 제어기는 송신된 전자기 파와 수신된 전자기 파의 자기장 변동으로부터 온도를 결정하도록 동작가능하다.
[0007] 또 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버에 배치된 기판의 온도의 비-접촉 측정을 위한 방법이 제공된다. 방법은, 프로세싱 챔버 내로 기판을 이송하는 단계, 프로세싱 챔버에 배치된 기판을 통해 전자기 파를 지향시키는 단계, 기판을 통해 통과된 후에 전자기 파를 수신하는 단계, 및 지향된 전자기 파와 수신된 전자기 파 사이의 변화를 표시하는 메트릭에 기초하여 기판의 온도를 결정하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 열 센서를 갖는 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0010] 도 2는 도 1의 프로세싱 챔버에서 도시된 열 센서의 개략적인 단면도이다.
[0011] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에서 개시된 엘리먼트들이 구체적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0012] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 급속한 및 극심한 온도 변화들을 갖는 챔버에서의 프로세싱을 받는 기판 상의 온도들을 신속하게 측정하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 온도 측정 디바이스는, 기판 프로세싱 동안에 기판을 손상시킬 수 있는 열 쇼크의 경우들 및 과열로 인한 손상을 최소화하도록, 기판 온도를 제어하는 것을 보조할 수 있다. 일 실시예에서, 온도 제어 디바이스는 기판 온도를 신속하고 정확하게 측정하기 위해 라디오 파(radio wave) 회절을 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 온도 제어 디바이스는 기판 온도를 신속하고 정확하게 측정하기 위해 전자기 파들을 사용할 수 있다.
[0013] 도 1은 일 실시예에 따른 열 센서(190)를 갖는 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 프로세싱 챔버(100)는 도 1에서 도시된 기판(108)의 상측 표면(116)과 같은, 기판의 상측 표면 상의 재료의 증착을 포함하여, 하나 또는 그 초과의 기판들을 프로세싱하기 위해 사용될 수 있다. 프로세싱 챔버(100)는 상측 돔(128)과 하측 돔(114)에 연결된 챔버 바디(101)를 포함한다. 일 실시예에서, 상측 돔(128)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 버블 석영(bubble quartz)(예컨대, 유체 함유물(inclusion)들을 갖는 석영)을 포함하는 석영을 포함하는 세라믹들, 알루미나, 이트리아, 또는 사파이어와 같은 재료로 제작될 수 있다. 상측 돔(128)은 또한, 코팅된 금속들 또는 세라믹들로 형성될 수 있다. 하측 돔(114)은 광학적으로 투명한 또는 반투명한 재료, 예컨대 석영으로 형성될 수 있다. 하측 돔(114)은 챔버 바디(101)에 커플링되거나, 또는 챔버 바디(101)의 일체형 부분이다. 챔버 바디(101)는 상측 돔(128)을 지지하는 베이스 플레이트(160)를 포함할 수 있다.
[0014] 복사 가열 램프들(102)의 어레이가, 다른 컴포넌트들 중에, 프로세싱 챔버(100) 내에 배치된 기판 지지부(107)의 배면(104)을 가열하기 위해, 하측 돔(114) 아래에 배치된다. 대안적으로, 복사 가열 램프들(102)의 어레이는, 다른 컴포넌트들 중에, 프로세싱 챔버(100) 내에 배치된 기판(108)의 상측 표면(116)을 가열하기 위해, 상측 돔(128) 위에 배치된다. 증착 동안에, 기판(108)은, 로딩 포트(103)를 통해, 프로세싱 챔버(100) 내로 운반될 수 있고, 기판 지지부(107) 상에 위치될 수 있다. 램프들(102)은, 기판(108)의 상측 표면(116) 상에 재료를 증착하기 위해, 프로세싱 챔버 내로 공급되는 프로세스 가스들의 열 분해를 용이하게 하도록, 기판(108)을 미리 결정된 온도로 가열하도록 적응된다. 일 예에서, 기판(108) 상에 증착되는 재료는 III 족, IV 족 및/또는 V 족 재료, 또는 III 족, IV 족 및/또는 V 족 도펀트를 포함하는 재료일 수 있다. 예컨대, 증착되는 재료는 갈륨 비소, 갈륨 질화물, 또는 알루미늄 갈륨 질화물 중 하나 또는 그 초과일 수 있다. 램프들(102)은 기판(108)을 섭씨 약 300 도 내지 섭씨 약 1200 도, 예컨대 섭씨 약 300 도 내지 섭씨 약 950 도의 온도로 급속하게 가열하도록 적응될 수 있다.
[0015] 램프들(102)은, 기판(108)의 상측 표면(116) 상으로의 재료의 증착을 용이하게 하기 위해, 프로세스 가스가 기판(108) 위로 지나가는 동안에 기판(108)을 가열하도록, 하측 돔(114) 근처에 그리고 아래에 배치된 선택적인 리플렉터(143)에 의해 둘러싸인 벌브들(141)을 포함할 수 있다. 램프들(102)은 기판 지지부(107)의 샤프트(132)를 중심으로 반경이 증가되는 환상 그룹들로 배열된다. 샤프트(132)는 석영으로 형성되고, 그러한 샤프트(132) 내에 중공 부분 또는 공동을 포함하고, 그러한 중공 부분 또는 공동은 기판(108)의 중앙 근처에서 복사 에너지의 측방향 변위를 감소시킴으로써, 기판(108)의 균일한 조사를 용이하게 한다.
[0016] 일 실시예에서, 각각의 램프(102)는 전력 분배 보드(미도시)에 커플링되고, 그러한 전력 분배 보드를 통해 각각의 램프(1020에 전력이 공급된다. 램프들(102)은, 예컨대, 램프들(102) 사이에 위치된 채널들(149) 내로 도입되는 냉각 유체에 의해, 프로세싱 동안에 또는 후에 냉각될 수 있는 램프헤드(145) 내에 위치된다. 램프헤드(145)는 램프헤드(145)가 하측 돔(114)에 인접한 것에 부분적으로 기인하여, 하측 돔(114)을 전도성으로 냉각시킨다. 램프헤드(145)는 또한, 램프 벽들 및 리플렉터들(143)의 벽들을 냉각시킬 수 있다. 원하는 경우에, 램프헤드들(145)은 하측 돔(114)과 접촉할 수 있다.
[0017] 기판 지지부(107)는 상승된 프로세싱 위치에 있는 것으로 도시되지만, 리프트 핀들(105)이 하측 돔(114)과 접촉하게 허용하도록 프로세싱 위치 아래의 로딩 위치로 액추에이터(미도시)에 의해 수직으로 이동될 수 있다. 리프트 핀들(105)은 기판 지지부(107)에서의 홀들(111)을 통과하고, 기판 지지부(107)로부터 기판(108)을 상승시킨다. 그 후에, 로봇(미도시)이 기판(108)과 맞물리고 로딩 포트(103)를 통해 프로세싱 챔버(100)로부터 기판(108)을 제거하기 위해, 프로세싱 챔버(100)에 진입할 수 있다. 새로운 기판이 기판 지지부(107) 상에 배치되고, 그 후에, 그러한 기판 지지부(107)는, 디바이스들이 위에 주로 형성되는 상측 표면(116)을 위로 향하는 상태로 기판(108)을 기판 지지부(107)의 전방 측(110)과 접촉하도록 배치하기 위해, 프로세싱 위치로 상승될 수 있다.
[0018] 프로세싱 챔버(100)에 배치된 기판 지지부(107)는 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨을 (기판 지지부(107)의 전방 측(110) 위의) 프로세스 가스 구역(156) 및 (기판 지지부(107) 아래의) 퍼지 가스 구역(158)으로 분할한다. 기판 지지부(107)는, 프로세싱 챔버(100) 내의 열적 및 프로세스 가스 유동 공간적 불-균일성들의 영향들을 최소화하고, 그에 따라, 기판(108)의 균일한 프로세싱을 용이하게 하기 위해, 프로세싱 동안에 중앙 샤프트(132)에 의해 회전된다. 기판 지지부(107)는 중앙 샤프트(132)에 의해 지지되고, 그러한 중앙 샤프트(132)는 기판(108)의 로딩 및 언로딩 동안에, 그리고 몇몇 경우들에서는, 기판(108)의 프로세싱 동안에 위 및 아래 방향(134)으로 기판(108)을 이동시킨다. 기판 지지부(107)는, 기판 지지부(107)에 의해 흡수되고 방출되는 에너지가 최소화되도록, 낮은 열적 질량(thermal mass) 또는 낮은 열 용량을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 기판 지지부(107)는, 램프들(102)로부터 복사 에너지를 흡수하고 복사 에너지를 기판(108)으로 급속하게 전도하기 위해, 실리콘 탄화물, 또는 실리콘 탄화물로 코팅된 흑연으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지부(107)는 램프들(102)에 의해 생성되는 열 복사에 대한 기판의 중앙의 노출을 용이하게 하기 위해, 중앙 개구를 갖는 링으로서 도 1에서 도시되어 있다. 기판 지지부(107)는 기판(108)의 에지로부터 기판(108)을 지지할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판 지지부(107)는 또한, 중앙 개구를 갖지 않는 디스크 부재일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기판 지지부(107)는 또한, 디스크-형 또는 플래터(platter)-형 기판 지지부, 또는 예컨대 3개의 핀들 또는 5개의 핀들과 같은, 각각의 핑거로부터 연장된 복수의 핀들일 수 있다.
[0019] 일 실시예에서, 상측 돔(128) 및 하측 돔(114)은 석영과 같은 광학적으로 투명한 또는 반투명한 재료로 형성된다. 상측 돔(128) 및 하측 돔(114)은 열 메모리(thermal memory)를 최소화하기 위해 얇다. 일 실시예에서, 상측 돔(128) 및 하측 돔(114)은 약 3 mm 내지 약 10 mm, 예컨대 약 4 mm의 두께를 가질 수 있다. 상측 돔(128)은, 입구 포털(126)을 통해 열 제어 공간(136) 내로 냉각 가스와 같은 열 제어 유체를 도입하고 출구 포털(130)을 통해 열 제어 유체를 인출함으로써, 열적으로 제어될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 열 제어 공간(136)을 통해 순환하는 냉각 유체는 상측 돔(128)의 내측 표면 상의 증착을 감소시킬 수 있다.
[0020] 라이너 어셈블리(162)가 챔버 바디(101) 내에 배치될 수 있고, 베이스 플레이트(160)의 내측 둘레에 의해 둘러싸인다. 라이너 어셈블리(162)는 프로세스-저항성 재료로 형성될 수 있고, 일반적으로, 챔버 바디(101)의 금속성 벽들로부터 프로세싱 볼륨(즉, 프로세스 가스 구역(156) 및 퍼지 가스 구역(158))을 차폐한다. 슬릿 밸브와 같은 개구(170)가 라이너 어셈블리(162)를 통해 배치될 수 있고, 기판(108)의 통과를 허용하도록 로딩 포트(103)와 정렬될 수 있다.
[0021] 프로세스 가스 공급 소스(173)로부터 공급되는 프로세스 가스는 베이스 플레이트(160)의 측벽에 형성된 프로세스 가스 입구 포트(175)를 통해 프로세스 가스 구역(156) 내로 도입된다. 부가적인 개구들(미도시)이 또한, 그러한 부가적인 개구들을 통해 가스가 유동하게 허용하도록 라이너 어셈블리(162)에 형성될 수 있다. 프로세스 가스 입구 포트(175)는 대체로 방사상 내측의 방향으로 프로세스 가스를 지향시키도록 구성된다. 막 형성 프로세스 동안에, 기판 지지부(107)는, 프로세스 가스 입구 포트(175) 근처에 있고 프로세스 가스 입구 포트(175)와 대략 동일한 높이에 있는 프로세싱 위치에 위치되고, 그에 의해, 기판(108)의 상측 표면(116)에 걸쳐 정의되는 유동 경로(169)를 따라 프로세스 가스가 유동하게 허용한다. 프로세스 가스는 프로세스 가스 입구 포트(175)에 관하여 프로세스 챔버(100)의 대향 측 상에 위치된 가스 배출구 포트(178)를 통해 (유동 경로(165)를 따라) 프로세스 가스 구역(156)에서 빠져나간다. 가스 배출구 포트(178)를 통한 프로세스 가스의 제거는 그러한 가스 배출구 포트(178)에 커플링된 진공 펌프(180)에 의해 용이하게 될 수 있다. 프로세스 가스 입구 포트(175)와 가스 배출구 포트(178)가 서로 정렬되고, 대략 동일한 높이로 배치되므로, 그러한 평행한 배열이 기판(108)에 걸쳐 대체로 평탄하고 균일한 가스 유동을 가능하게 할 것으로 생각된다. 추가로, 방사상 균일성이 기판 지지부(107)를 통한 기판(108)의 회전에 의해 제공될 수 있다.
[0022] 퍼지 가스 소스(163)로부터 공급되는 퍼지 가스는 베이스 플레이트(160)의 측벽에 형성된 퍼지 가스 입구 포트(164)를 통해 퍼지 가스 구역(158)에 도입된다. 퍼지 가스 입구 포트(164)는 프로세스 가스 입구 포트(175) 아래의 높이에 배치된다. 퍼지 가스 입구 포트(164)는 대체로 방사상 내측의 방향으로 퍼지 가스를 지향시키도록 구성된다. 원하는 경우에, 퍼지 가스 입구 포트(164)는 상방 방향으로 퍼지 가스를 지향시키도록 구성될 수 있다. 막 형성 프로세스 동안에, 기판 지지부(107)는 퍼지 가스가 기판 지지부(107)의 배면(104)에 걸쳐 유동 경로(161)를 따라 유동하도록 하는 위치에 위치된다. 임의의 특정한 이론에 의해 구속되지 않으면서, 퍼지 가스의 유동은 프로세스 가스의 유동이 퍼지 가스 구역(158) 내로 진입하는 것을 방지하거나 또는 실질적으로 피하게 하거나, 또는 퍼지 가스 구역(158)(즉, 기판 지지부(107) 아래의 구역)에 진입하는 프로세스 가스의 확산을 감소시키는 것으로 생각된다. 퍼지 가스는 (유동 경로(166)를 따라) 퍼지 가스 구역(158)에서 빠져나가고, 퍼지 가스 입구 포트(164)에 관하여 프로세싱 챔버(100)의 대향 측 상에 위치된 가스 배출구 포트(178)를 통해 프로세스 챔버 밖으로 배기된다.
[0023] 유사하게, 퍼징 프로세스 동안에, 기판 지지부(107)는 퍼지 가스가 기판 지지부(107)의 배면(104)에 걸쳐 측방향으로 유동하게 허용하도록 상승된 위치에 위치될 수 있다. 프로세스 가스 입구 포트, 퍼지 가스 입구 포트, 및 가스 배출구 포트가 예시적인 목적들을 위해 도시된 것이라는 것이 당업자에 의해 인식되어야 하고, 이는 가스 입구들 또는 배출구 포트 등의 위치, 사이즈, 또는 수가 기판(108) 상의 재료의 균일한 증착을 더 용이하게 하도록 조정될 수 있기 때문이다.
[0024] 리플렉터(122)가, 기판(108)으로부터 복사되고 있거나 또는 기판(108)에 의해 송신되는 적외선 광을 기판(108) 상으로 반사시키기 위해, 상측 돔(128) 또는 하측 돔(114) 외부에 선택적으로 배치될 수 있다. 반사된 적외선 광으로 인해, 그렇지 않으면 프로세싱 챔버(100)로부터 벗어나게 될 수 있는 열을 포함함으로써, 가열의 효율이 개선될 것이다. 리플렉터(122)는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 리플렉터(122)는 리플렉터(122)를 냉각시키기 위한 물과 같은 유체의 유동을 운반하기 위해 입구 포털(126) 및 출구 포털(130)을 가질 수 있다. 원하는 경우에, 금 코팅과 같은 고도로 반사적인 코팅으로 리플렉터 영역을 코팅함으로써, 반사 효율이 개선될 수 있다.
[0025] 하나 또는 그 초과의 열 센서들(190)이 기판(108)의 열 방출들을 측정하기 위해 램프헤드(145) 및 상측 돔(128)에 배치될 수 있다. 각각의 열 센서(190)는 송신기(191) 및 수신기(192)를 포함하고, 적어도 하나의 센서 제어기(194)에 커플링된다. 열 센서들(190)은 프로세싱 동안에 기판(108)의 상이한 위치들을 뷰잉(viewing)하는 것(즉, 감지하는 것)을 용이하게 하기 위해 램프헤드(145)에서의 상이한 위치들에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 열 센서들(190)은 램프헤드(145) 아래의 챔버 바디(101)의 부분 상에 배치된다. 기판(108)의 상이한 위치들로부터 온도를 감지하는 것은 온도 이상들 또는 불-균일성들이 존재하는지를 결정하는 것을 용이하게 한다. 그러한 온도 불-균일성들은 두께 및 조성과 같은 막 형성에서의 불-균일성들을 초래할 수 있다. (송신기(191) 및 수신기(192)를 포함하는) 하나의 열 센서(190)가 도 1에서 예시되어 있지만, 하나 또는 그 초과의 부가적인 열 센서들(190)이 기판(108)의 에지 대 에지 온도 프로파일을 획득하기 위해 활용될 수 있다. 열 센서들(190)이 기판(108)의 복수의 미리 정의된 위치들에서 온도를 결정하도록 배열될 수 있다는 것이 고려된다.
[0026] 예컨대, 각각의 열 센서(190)는, 기판(108)의 구역을 뷰잉하고 그러한 구역의 열 상태를 감지하도록 위치 및/또는 배향될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판(108)의 구역들은 방사상으로 배향될 수 있다. 예컨대, 기판(108)이 회전되는 실시예들에서, 열 센서들(190)은 기판(108)의 중앙과 실질적으로 동일한 중앙을 갖는 기판(108)의 중앙 부분에서 중앙 구역을 뷰잉 또는 정의할 수 있고, 하나 또는 그 초과의 구역들이 중앙 구역을 둘러싸고, 그러한 중앙 구역과 동심적이다. 그러나, 구역들이 동심적이거나 또는 방사상으로 배향되는 것이 요구되지는 않는다. 몇몇 실시예들에서, 구역들은, 비-방사상 방식으로, 예컨대 데카르트 격자 배열로 기판(108)의 상이한 위치들에서 배열될 수 있다.
[0027] 열 센서들(190)의 송신기(191)는, 램프들(102) 사이에, 예컨대 채널들(149)에 배치될 수 있고, 기판(108)의 상측 표면(116)에 대해 실질적으로 비스듬히 배향된다. 몇몇 실시예들에서, 송신기(191) 및 수신기(192)는 실질적으로 유사한 각도로 기판(108)에 대해 비스듬히 배향된다. 다른 실시예들에서, 송신기(191) 및 수신기(192)는 서로 약간 벗어나도록 배향될 수 있다. 예컨대, 송신기(191) 및 수신기(192)는 서로에 대해 약 5° 내의 배향 각도를 가질 수 있다.
[0028] 프로세싱 동안에, 제어기(182)는 열 센서들(190)로부터(또는 센서 제어기(194)로부터) 온도를 표시하는 메트릭을 수신하고, 메트릭에 기초하여, 각각의 램프(102), 또는 램프들 또는 램프 구역들의 별개의 그룹들에 전달되는 전력을 개별적으로 조정한다. 제어기(182)는 다양한 램프들(102) 또는 램프 구역들에 독립적으로 전력공급하는 전력 공급부(184)를 포함할 수 있다. 제어기(182)는 또한, 센서 제어기(194)를 포함할 수 있다. 제어기(182)는 기판(108) 상의 원하는 온도 프로파일을 생성하도록 구성될 수 있고, 미리 정의된 온도 프로파일 또는 타겟 세트 포인트와 열 센서들(190)로부터 수신된 메트릭을 비교하는 것에 기초하여, 제어기(182)는 원하는 온도 프로파일과 기판의 측방향 온도 프로파일을 표시하는 관찰된(즉, 감지된) 열 정보를 일치시키기 위해 램프들 및/또는 램프 구역들로의 전력을 조정할 수 있다. 제어기(182)는 또한, 시간에 걸친 챔버 성능 드리프트를 방지하기 위해, 하나의 기판의 열 처리를 다른 기판의 열 처리와 일치시키도록, 램프들 및/또는 램프 구역들로의 전력을 조정할 수 있다.
[0029] 열 센서(190)는 기판(108) 상의 온도를 검출하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 센서 제어기(194)는 송신된 신호(146)를 전달하도록 송신기(191)에 명령할 수 있다. 송신된 신호(146)는 기판(108) 또는 다른 바디들과 상호작용할 수 있고, 이는 송신된 신호(146)를 변형, 감쇠, 또는 변경할 수 있다. 수신된 신호(147)(변경된 송신된 신호(146))는 기판(108)으로부터 수신기(192)로 지향된다. 그 후에, 수신기(192)는 수신된 신호(147)를 센서 제어기(194)에 전달한다. 센서 제어기(194)는 온도를 결정하기 위해, 수신된 신호(147)와 송신된 신호(146)를 비교할 수 있다. 열 센서(190)가 도 2에서 더 상세히 논의된다.
[0030] 도 2는 도 1의 프로세싱 챔버에서 도시된 열 센서(190)의 개략적인 단면도이다. 하나 또는 그 초과의 송신기들(191)이 기판(108)의 상측 표면(116), 기판(108)의 하측(208), 또는 이들의 조합에서 하나 또는 그 초과의 송신된 신호들(146)을 지향시킬 수 있지만, 메커닉(mechanic)들은 유사하고, 논의는 단일 송신기를 참조할 것이다. 즉, 송신기(191)는 수직 각도(210, 220)로부터 기판(108)의 하측(208)으로의 제 1 각도(222)로, 기판(108)의 하측(208)에서, 송신된 신호(146)를 지향시킨다. 송신된 신호(146)는, 기판(108)을 통해 전파하는 중간 신호(240)에 의해 도시된 바와 같이, 예컨대, 회절에 의해 신호의 제 1 각도(222)를 중간 각도(218)로 변화시킴으로써, 기판(108)에 의해 변경된다. 중간 각도(218)는 기판(108)의 특성들, 뿐만 아니라, 기판(108)의 온도에 따라 좌우될 수 있다. 중간 각도(218)과 함께 기판의 특성들은 신호들(146, 147)의 변위(216)를 생성한다. 중간 신호(240)는 기판(108)의 상측 표면(116)을 빠져나가고, 여기에서, 그러한 중간 신호(240)는 다시, 수신된 신호(147)로서 제 2 각도(212)로 회절될 수 있고, 그 후에, 그러한 수신된 신호(147)는 수신기(192)에 의해 검출된다. 일 실시예에서, 제 1 각도(222) 및 제 2 각도(212)는 실질적으로 유사하다. 제 2 실시예에서, 제 1 각도(222) 및 제 2 각도(212)는 유사하지 않다.
[0031] 열 센서(190)는 전자기 파들의 송신과 연관된 하나 또는 그 초과의 원리들 상에서 작동할 수 있다. 열 센서(190)는 송신된 신호(146)에서 변화를 발생시키기 위해 기판(108)의 특성들을 활용할 수 있다. 특성들은 온도 의존적인, 송신된 신호(146)로부터 수신된 신호(147)로의 변위(216)를 생성하고, 그에 따라, 기판(108)의 온도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(108)의 온도는 기판(108)의 밀도 및 굴절에서의 변화에 따라 검출될 수 있다. 예컨대, 실리콘은 0 ℃에서의 약 2.3290 g·cm3 및 1414 ℃에서의 약 2.57 g·cm3의 밀도를 갖는다. 전자기 파들은, 파들이 기판(108)과 같은 매체를 통과하는 경우에, 속도 및 굴절이 변화되고, 기판(108)의 동적 밀도에 따라 변화된다. 따라서, 송신 신호에서의 변화는 기판(108)의 밀도에서의 변화를 표시할 수 있고, 이는 그 후에, 기판(108)의 온도와 상관될 수 있다. 부가적으로, 송신된 신호(146)가 기판(108)을 통해 전파하면서, 기판(108)의 밀도에 의해 영향을 받은 송신된 신호(146)의 속력을 측정하는 것이 또한, 기판(108)의 온도에 관한 정보를 산출하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 전자기 파들은 기판(108)의 전자기장을 결정할 수 있다. 기파느이 전자기장에서의 변화들은 기판(108)의 온도에서의 변화들과 상관된다.
[0032] 열 센서들(190)은 동일한 파장 또는 스펙트럼, 또는 상이한 파장들 또는 스펙트럼들에 동조될 수 있다. 예컨대, 프로세싱 챔버(100)에서 사용되는 기판들은 조성적으로 동질적(homogeneous)일 수 있고, 이들은 피처 위치들과 같은 상이한 조성들의 도메인들을 가질 수 있다. 상이한 파장들에 동조된 열 센서들(190)을 사용하는 것은, 상이한 조성 및 열 에너지에 대한 상이한 방출 응답들을 갖는 기판 도메인들의 모니터링을 허용할 수 있다.
[0033] 음파들은 진공을 통해 이동하지 않지만, 라디오 파들은 진공을 통해 이동할 수 있는 전자기 파들이다. 음향은 공기 또는 물과 같은 물질에서의 압력 변동들로 구성되고, 그에 따라, 진공을 통해 이동하지 않을 것이다. 그러나, 가시 광, 적외선, 자외선, X-선들, 및 감마 선들과 같은 라디오 파들은 진공을 통해 쉽게 이동하는 전자기 파들이고, 이는 라디오 파들이 플라즈마 프로세싱 챔버 등과 같은 진공 환경들에 대해 우수하게 적합하도록 한다.
[0034] 일 실시예에서, 열 센서들(190)은 700 나노미터 내지 1 mm, 예컨대 약 3 μm와 같은 적외선 파장들에 동조된다. 열 센서들(190)은 정현파와 같은 연속적인 파를 생성할 수 있다. 그러나, 펄싱 파와 같은 임의의 적합한 파가 생성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 펄싱 파들은 유익하게 더 적은 노이즈를 가질 수 있고, 이는 펄싱 파들이 열 센서(190)에서 사용하는데 바람직하게 한다. 예컨대, 펄스 파는 펄스 파에 대해 송신기로부터 수신기로의 시간 변동을 측정할 수 있고, 다양한 기판 온도들에 대하여 시간 변동들을 비교할 수 있다.
[0035] 재료 매체를 통하는 전자기 파의 실제 속력은 그러한 매체의 밀도에 따라 좌우된다. 상이한 재료들은 전자기 파의 흡수 및 재방출 프로세스로 인해 상이한 양의 지연을 야기한다. 상이한 재료들은 더 밀접한 원자들을 갖고, 따라서, 원자들 사이의 거리의 양이 또한 더 작다. 기판(108)에 대한 밀도의 변동은 기판(108)의 온도와 같은 특정한 특성들, 뿐만 아니라, 재료의 성질에 따라 좌우된다. 부가적으로, 전자기 파의 속력은 재료, 및 전자기파가 이동하는 재료의 밀도에 따라 좌우된다. 전자기 파의 속력은 주어진 거리에 걸쳐 점진적으로 변화된다. 따라서, 전자기 파의 입력으로부터 출력으로의 변동을 분석함으로써, 기판(108)의 굴절 및 밀도에서의 변화에 따라 온도를 검출할 수 있다. 온도는 온도에 따른 굴절과 함께 속력 및 주파수의 변화를 비교함으로써, 특정한 포인트에서 검증될 수 있다.
[0036] 예컨대, 음파의 속력은 20 ℃에서 유지되는 건조 공기에서 약 767 mph 또는 약 343 m/s이다. 파의 속력은 매체, 즉, 공기 또는 기판의 온도에 따라 좌우된다. 음향의 속력은: v = 331 m/s + 0.6 T 로서 표현될 수 있고, 여기에서, v는 파의 속도이고, T는 섭씨 도 단위의 공기의 온도이고, 331 m/s는 0 ℃에서의 건조 공기에서의 음향의 속력이고, 0.6은 상수이다. 온도가 증가됨에 따라, 음향은 속력은 각각의 섭씨 도에 대해 0.6 m/s의 레이트가 된다. 음향의 속력은 또한, 매체의 관성 및 압축성에 따라 좌우된다. 매체의 압축성으로 인한 속력에 대한 변동은 v2 = (탄성 특성 / 관성 특성)으로서 표현될 수 있다. 탄성 특성이 일반적으로 매체의 체적 탄성률 또는 영률인 경우에, 관성 특성은 매체의 밀도이다. 그러한 동일한 원리들이 진공 분위기에서 기판의 온도를 측정하기 위해 전자기 파들에 적용될 수 있다.
[0037] 다른 실시예에서, 기판(108)의 온도는 자화율을 검출하도록 구성된 센서(190)를 사용하여 결정될 수 있다. 퀴리-바이스의 법칙을 사용하여, 자기장 변동이 기판(108)의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 자화율은 자기장이 측정되는 기판의 온도에 반비례한다. 따라서, 기판(108)에서 자기장을 측정하는 것은 측정된 온도를 표시한다.
[0038] 일 실시예에서, 송신기(191)는 기판 아래에 배치된 자석들의 형태일 수 있다. 일 실시예에서, 수신기들(192)은 송신기(191)에 의해 제공되는 필드를 사용하여, 기판(108)의 자화율을 측정하기 위한 센서의 형태일 수 있다. 자석들(즉, 송신기들(191))은 리플렉터 플레이트에 또는 그 아래에 배치될 수 있고, 기파느이 자기장에 대하여 격리될 수 있다. 기판(108) 자기장에서의 변화들은 퀴리의 법칙, 즉, χ = M/H = Mμ0/B = C/T를 사용하여 온도의 함수로서 표현될 수 있다. χ는 기판(108)에 대한 가해지는 자기장의 영향인 자화율이고; M은 단위 볼륨 당 자기 모멘트이고, H는 거시적인 자기장이고, μ0는 자유 공간의 투자율이고; B는 자기장이고; C는 재료-특정 퀴리 상수이고; 그리고 T는 (기판의) 온도이다.
[0039] 열 센서들(190)은 상이한 온도 범위들 및 동작 조건들에 대해 상이한 실시예들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 열 센서(190)는 일반적인 목적들을 위해 구성될 수 있고, 약 250 ℃(500 ℉) 내지 약 2500 ℃(4500 ℉)의 온도들에서 동작가능할 수 있다. 일반적인 목적 열 센서는 약 0.65 μm; 또는 약 0.7 μm 내지 약 1.1 μm; 또는 약 0.9 μm 내지 약 1.9 μm의 파장들에서 동작하는 좁은 스펙트럼 대역 복사 온도계들로 구성될 수 있다. 일반적인 목적 열 센서들은 특히 Si 또는 Ge와 같은 고체-상태 광전자 검출기들, 약 0.9 mm 직경의 광학 분해능, 및 약 250:1의 거리-비율(D-비율)을 가질 수 있다.
[0040] 다른 실시예에서, 열 센서(190)는 2-컬러 비율 고온계를 갖는 고-정밀 열 센서일 수 있다. 2개의 컬러들은 열 측정을 위해 사용되는 2개의 별개의 파장들을 표현한다. 고-정밀 열 센서는 약 650 ℃(1200 ℉) 내지 약 2500 ℃(4500 ℉)의 온도들을 위해 사용될 수 있다. 고-정밀 열 센서는 약 0.8 μm 내지 약 0.9 μm의 2개의 컬러들을 위한 스펙트럼 대역들로 동작할 수 있다. 유리하게, 고-정밀 열 센서는 복사율, 요동들, 및/또는 시야 경로 방해들과 독립적이고, 이동하는 타겟들에 대해 자동적으로 보상한다.
[0041] 또 다른 실시예에서, 열 센서(190)는 프로그래밍가능/고-성능 열 센서일 수 있다. 프로그래밍가능/고-성능 열 센서는 약 100 ℃(212 ℉) 내지 약 2500 ℃(4500 ℉)의 온도들을 위해 사용될 수 있다. 프로그래밍가능/고-성능 온도계는 빌트-인 신호 컨디셔닝 및 디지털 컴퓨팅, 약 2 μm 내지 약 20 μm의 넓은 또는 좁은 대역들에서의 스펙트럼 대역 선택들, 양방향성 인터페이스, 최대/최소/차이/홀드와 같은 복수의 프로그래밍가능 기능들, 복수의 상이한 재료 조성들을 위한 프로그래밍가능한 주변 온도들, 및 LED 또는 레이저와 같은 스루-렌즈-사이팅(through-lens-sighting)의 선택을 가질 수 있다.
[0042] 또 다른 실시예에서, 열 센서(190)는 고온 일반적인 목적 열 센서일 수 있다. 고온 일반적인 목적 열 센서는 약 250 ℃(500 ℉) 내지 약 2500 ℃(4500 ℉)의 온도들을 위해 사용될 수 있다. 고온 일반적인 목적 열 센서는 약 0.65 μm; 또는 약 0.7 내지 1.1 μm; 또는 약 0.9 내지 1.9 μm와 같은 좁은 스펙트럼 대역에서 동작할 수 있다. 고온 일반적인 목적 열 센서는 Si 또는 Ge와 같은 고체-상태 광전자 검출기들, 0.9 mm 직경의 광학 분해능, 및 약 250:1의 D-비율을 가질 수 있다.
[0043] 또 다른 실시예에서, 열 센서(190)는 고-안정성 열 센서일 수 있다. 고-안정성 열 센서는 약 300 ℃(600 ℉) 내지 약 2500 ℃(4500 ℉)의 온도들에서 복잡한 애플리케이션들에 대해 동작가능할 수 있다. 고-안정성 열 센서는 하나 또는 그 초과의 좁은 스펙트럼 대역 복사 온도계들로 구성될 수 있다. 예컨대, 고-안정성 열 센서는, 다른 선택되는 스펙트럼 대역들 중에서; 글래스에 대해 또는 고온 가스를 통해 약 3.9 μm의 스펙트럼 대역에서, 글래스 표면들에 대해 약 5.0 μm의 스펙트럼 대역에서, 연소 가스들에 대해 약 4.2 μm 내지 약 5.3 μm의 스펙트럼 대역에서 동작할 수 있다. 고-안정성 열 센서는 초전기 검출기를 가질 수 있고, 촙퍼 안정화되고, 100:1의 D-비율로서 1 mm 타겟에 대해 적합한 광학 분해능을 가질 수 있다. 고-안정성 열 센서는 약 30 msec의 응답 시간을 갖고, 약 4 mA 내지 약 20 mA의 아날로그 출력을 가질 수 있다.
[0044] 또 다른 실시예에서, 열 센서(190)는 고속 2-컬러 비율 열 센서일 수 있다. 고속 2-컬러 비율 열 센서는 약 150 ℃(300 ℉) 내지 약 2500 ℃(4500 ℉)의 온도들에서 동작가능할 수 있다. 고속 2-컬러 비율 온도계는, 예컨대, 제 1 대역에 대해 약 0.8 μm 내지 약 2.1, 제 2 대역에 대해 약 0.9 μm 내지 약 2.4 μm의 좁은 스펙트럼 대역들을 가질 수 있다. 고속 2-컬러 비율 열 센서는 부가적으로, 내부 교정 체크를 가질 수 있다. 유리하게, 고속 2-컬러 비율 열 센서는 복사율, 요동들, 및/또는 시야 경로 방해들과 크게 무관하고, 이동하는 타겟들에 대해 자동적으로 보상한다.
[0045] 전술한 바가 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있다.

Claims (15)

  1. 열 센서로서,
    기판의 가까운 측(near side)으로 전자기 파들을 송신하기 위해 전자기 파들을 송신하도록 구성된 송신기;
    기판의 먼 측(far side)로부터 기판 내부 및 기판을 통해 굴절된 전자기 파들을 수신하도록 구성된 수신기 ― 수신된 전자기 파들은 송신된 전자기 파들로부터 변위를 가짐 ― ; 및
    상기 송신기 및 상기 수신기를 제어하도록 구성된 제어기
    를 포함하며,
    상기 제어기는 송신기가 제1 위치에서 기판의 상기 가까운 측을 향해 전자기 파들을 송신하게 하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 제1 위치에 대한 제2 위치에서 기판의 상기 먼 측으로부터 상기 수신기로부터 수신된 굴절된 전자기 파들의 변위를 측정하도록 추가로 구성되고, 상기 제어기는 송신된 전자기 파들과 수신된 굴절된 전자기 파들 사이의 측정된 변위로부터 온도를 결정하도록 동작가능한,
    열 센서.
  2. 프로세싱 챔버로서,
    챔버 바디(body);
    상기 챔버 바디의 내부 볼륨에 배치된 기판 지지부;
    상기 기판 지지부 상에 배치된 기판의 가까운 측을 통해 전자기 파들을 송신하도록 배향된(oriented) 송신기;
    상기 송신기에 의해 방출되고 기판의 먼 측으로부터 기판 내부 및 기판을 통해 굴절된 전자기 파들을 수신하도록 배향된 수신기 ― 수신된 전자기 파들은 송신된 전자기 파들로부터 변위를 가짐 ― ;
    상기 송신기 및 상기 수신기를 제어하도록 구성된 제어기
    를 포함하며,
    상기 제어기는 송신기가 제1 위치에서 기판의 상기 가까운 측을 향해 전자기 파들을 송신하게 하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 제1 위치에 대한 제2 위치에서 기판의 상기 먼 측으로부터 상기 수신기로부터 수신된 굴절된 전자기 파들의 변위를 측정하도록 추가로 구성되고, 상기 제어기는 송신된 전자기 파 및 수신된 전자기 파의 자기장 변동(magnetic fielded variation)으로부터 온도를 결정하도록 동작가능한,
    프로세싱 챔버.
  3. 프로세싱 챔버에 배치된 기판의 온도의 비-접촉 측정을 위한 방법으로서,
    기판을 프로세싱 챔버로 이송하는 단계;
    상기 프로세싱 챔버에 배치된 제1 위치에서 기판의 가까운 측을 통해 전자기 파를 지향시키는 단계;
    지향된 전자기 파가 상기 제1 위치에 대한 제2 위치에서 기판의 먼 측으로부터 기판 내에서 그리고 기판을 통해 굴절된 후 전자기 파를 수신하는 단계; 및
    지향된 전자기 파와 굴절된 수신된 전자기 파 사이의 변화를 나타내는 메트릭(metric)에 기초하여 기판의 온도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 변화는 지향된 전자기 파와 굴절된 수신된 전자기 파 사이의 상기 제1 위치에 대한 상기 제2 위치의 측정된 변위인,
    프로세싱 챔버에 배치된 기판의 온도의 비-접촉 측정을 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 송신된 전자기 파와 상기 수신된 전자기 파 사이의 차이를 결정하는 경우에, 상기 수신된 전자기 파의 속력에서의 변화에 따라 온도를 결정하도록 동작가능한,
    열 센서.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 바디는,
    하측 돔;
    상측 돔; 및
    상기 하측 돔을 통해 상기 기판 지지부 상에 배치된 기판을 가열하도록 배열된 복사 가열 램프들의 어레이
    를 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 및 상기 수신기는 상기 기판 지지부의 기판 지지 표면에 대해 비스듬히 배향되는,
    프로세싱 챔버.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 및 상기 수신기는 서로로부터 5 도 내에 배향되는,
    프로세싱 챔버.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버에서 기판을 가열하는 단계; 또는
    III 족 재료, IV 족 재료, V 족 재료, 및 III 족 재료 도펀트, IV 족 재료 도펀트, V 족 재료 도펀트를 포함하는 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 기판 상에 증착하는 단계를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버에 배치된 기판의 온도의 비-접촉 측정을 위한 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2543048B (en) 2015-10-05 2022-06-08 Equinor Energy As Estimating flow rate at a pump
JP6869101B2 (ja) * 2017-05-12 2021-05-12 株式会社ダイセル 接着剤層形成装置、半導体チップ製造ライン、及び積層体の製造方法
TWI717176B (zh) * 2019-12-26 2021-01-21 陳瑞凱 一種高溫磁性溫度計之校正方法
US11942345B2 (en) * 2022-07-15 2024-03-26 Applied Materials, Inc. Automated substrate placement to chamber center

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140199785A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 Joseph M. Ranish Multizone control of lamps in a conical lamphead using pyrometers

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4072055A (en) * 1975-03-17 1978-02-07 Elliott Stanley B Visual-type temperature-responsive device
US4201446A (en) * 1978-10-20 1980-05-06 Honeywell Inc. Fiber optic temperature sensor using liquid component fiber
US4215576A (en) * 1979-01-22 1980-08-05 Rockwell International Corporation Optical temperature sensor utilizing birefringent crystals
US5560712A (en) * 1982-08-06 1996-10-01 Kleinerman; Marcos Y. Optical systems for sensing temperature and thermal infrared radiation
US4756627A (en) * 1984-08-17 1988-07-12 Sperry Corporation Optical temperature sensor using photoelastic waveguides
US4890245A (en) * 1986-09-22 1989-12-26 Nikon Corporation Method for measuring temperature of semiconductor substrate and apparatus therefor
US4839515A (en) * 1987-03-13 1989-06-13 I.V.P. Co. Fiber optic transducer with fiber-to-fiber edge coupling
US5052820A (en) * 1987-06-08 1991-10-01 Electric Power Research Institute, Inc. Thermal refractive materials for optical sensor application
US5258602A (en) * 1988-02-17 1993-11-02 Itt Corporation Technique for precision temperature measurements of a semiconductor layer or wafer, based on its optical properties at selected wavelengths
US4891499A (en) * 1988-09-09 1990-01-02 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for real-time wafer temperature uniformity control and slip-free heating in lamp heated single-wafer rapid thermal processing systems
US4956538A (en) * 1988-09-09 1990-09-11 Texas Instruments, Incorporated Method and apparatus for real-time wafer temperature measurement using infrared pyrometry in advanced lamp-heated rapid thermal processors
JPH0727425B2 (ja) * 1988-12-28 1995-03-29 株式会社東芝 電圧発生回路
US5229303A (en) * 1989-08-29 1993-07-20 At&T Bell Laboratories Device processing involving an optical interferometric thermometry using the change in refractive index to measure semiconductor wafer temperature
US5049816A (en) 1990-05-31 1991-09-17 Texas Instruments Incorporated Semiconductor substrate minority carrier lifetime measurements
AU8722491A (en) * 1990-08-06 1992-03-02 J. Alan Schier Sensing apparatus
US5377126A (en) * 1991-09-13 1994-12-27 Massachusetts Institute Of Technology Non-contact temperature measurement of a film growing on a substrate
JPH0618433A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Mitsubishi Electric Corp ボンディング装置及び方法
WO1994002832A1 (en) * 1992-07-15 1994-02-03 On-Line Technologies, Inc. Method and apparatus for monitoring layer processing
US5263776A (en) * 1992-09-25 1993-11-23 International Business Machines Corporation Multi-wavelength optical thermometry
US5660472A (en) * 1994-12-19 1997-08-26 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for measuring substrate temperatures
JP3563224B2 (ja) * 1996-03-25 2004-09-08 住友電気工業株式会社 半導体ウエハの評価方法、熱処理方法、および熱処理装置
KR970073700A (ko) * 1996-05-13 1997-12-10 제임스 조셉 드롱 반응 챔버에 대한 온도 조절 방법 및 장치
US6090210A (en) * 1996-07-24 2000-07-18 Applied Materials, Inc. Multi-zone gas flow control in a process chamber
US6395363B1 (en) * 1996-11-05 2002-05-28 Applied Materials, Inc. Sloped substrate support
US6116779A (en) * 1997-03-10 2000-09-12 Johnson; Shane R. Method for determining the temperature of semiconductor substrates from bandgap spectra
US6123766A (en) * 1997-05-16 2000-09-26 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for achieving temperature uniformity of a substrate
US6062729A (en) * 1998-03-31 2000-05-16 Lam Research Corporation Rapid IR transmission thermometry for wafer temperature sensing
JP2000058423A (ja) * 1998-08-12 2000-02-25 Toshiba Corp 熱処理方法及び熱処理装置
US6304328B1 (en) * 1998-08-14 2001-10-16 Research Foundation Of State University Of New York, The Office Of Technology Licensing, Suny Non-contact temperature and concentration measurement on liquid surfaces
US6905542B2 (en) 2001-05-24 2005-06-14 Arkadii V. Samoilov Waveguides such as SiGeC waveguides and method of fabricating the same
US6770134B2 (en) 2001-05-24 2004-08-03 Applied Materials, Inc. Method for fabricating waveguides
US7734439B2 (en) * 2002-06-24 2010-06-08 Mattson Technology, Inc. System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers
US7778533B2 (en) * 2002-09-12 2010-08-17 Applied Materials, Inc. Semiconductor thermal process control
US6768084B2 (en) * 2002-09-30 2004-07-27 Axcelis Technologies, Inc. Advanced rapid thermal processing (RTP) using a linearly-moving heating assembly with an axisymmetric and radially-tunable thermal radiation profile
DE10301416B3 (de) * 2003-01-16 2004-07-15 Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH Verfahren und Vorrichtung zur kontaktlosen Temperaturüberwachung und -regelung
US8658945B2 (en) * 2004-02-27 2014-02-25 Applied Materials, Inc. Backside rapid thermal processing of patterned wafers
KR100601956B1 (ko) * 2004-06-28 2006-07-14 삼성전자주식회사 자기장의 변화를 이용한 온도측정장치
NZ534673A (en) * 2004-08-12 2006-03-31 Agres Ltd Non-invasive sensor and method of use for measuring the temperature and composition of frozen food products
US8419272B2 (en) 2005-07-05 2013-04-16 Hiroshima University Temperature measuring device, thermal treatment device using the same, temperature measuring method
JP2009500851A (ja) * 2005-07-05 2009-01-08 マットソン テクノロジー インコーポレイテッド 半導体ウェハの光学的特性を求めるための方法およびシステム
US7543981B2 (en) * 2006-06-29 2009-06-09 Mattson Technology, Inc. Methods for determining wafer temperature
FR2910621B1 (fr) * 2006-12-21 2009-02-06 Renault Sas Procede et dispositif de controle de la qualite d'un cordon de soudure
US7976216B2 (en) * 2007-12-20 2011-07-12 Mattson Technology, Inc. Determining the temperature of silicon at high temperatures
US8042996B2 (en) * 2008-06-09 2011-10-25 Black & Decker Inc. Non-contact thermometer
US7997121B2 (en) * 2008-07-11 2011-08-16 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Milliwave melter monitoring system
CN201464075U (zh) * 2009-05-15 2010-05-12 武汉烽火富华电气有限责任公司 长程声表面波温度传感系统
CN101644608B (zh) * 2009-05-20 2013-05-29 中国科学院声学研究所 一种集成式的声表面波无线温度传感器
US20110150035A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Hanson Ronald K Non-intrusive method for sensing gas temperature and species concentration in gaseous environments
US8543357B1 (en) * 2010-07-30 2013-09-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy RF power density and field characterization technique
US8967860B2 (en) 2011-02-07 2015-03-03 Applied Materials, Inc. Low temperature measurement and control using low temperature pyrometry
CN102353473A (zh) * 2011-06-23 2012-02-15 成都赛康信息技术有限责任公司 基于声表面波的无线传感器网络远程温度在线监测系统
US20130130184A1 (en) 2011-11-21 2013-05-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and Method for Controlling Wafer Temperature
CN102708394B (zh) * 2012-04-17 2016-02-17 重庆大学 基于saw的无源温度标签及其阅读器
CN202631151U (zh) * 2012-06-28 2012-12-26 河南省电力公司驻马店供电公司 无源无线开关柜温度在线监测系统
US9568377B1 (en) * 2013-02-12 2017-02-14 U.S. Department Of Energy Nanocomposite thin films for optical temperature sensing
US9677949B1 (en) * 2013-10-29 2017-06-13 Nutech Ventures Fiber-optic sensor for strain-insensitive temperature measurements
WO2015081210A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 New York University System and method for providing magnetic resonance temperature measurement for radiative heating applications
US20150221535A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Andrew Nguyen Temperature measurement using silicon wafer reflection interference
US10042083B2 (en) * 2014-07-16 2018-08-07 Elwha Llc Systems and methods for microwave sensing of object properties

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140199785A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 Joseph M. Ranish Multizone control of lamps in a conical lamphead using pyrometers

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