KR20180129583A - 저온 투과 고온측정을 위한 검출기 - Google Patents

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Abstract

기판을 처리하는 장치 및 방법은 챔버 바디 내의 처리 영역 부근으로부터의 복사를 검출하기 위한 검출기 매니폴드; 검출기 매니폴드에 광학적으로 결합된 복사 검출기; 및 스펙트럼 멀티 노치 필터를 포함한다. 기판을 처리하는 장치 및 방법은 챔버 바디 내의 기판의 방출 표면으로부터 투과된 복사를 검출하는 단계; 검출된 복사의 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 광검출기에 전달하는 단계; 및 기판의 추론된 온도를 결정하기 위해, 적어도 하나의 스펙트럼 대역 내에서 검출된 복사를 분석하는 단계를 포함한다.

Description

저온 투과 고온측정을 위한 검출기{DETECTOR FOR LOW TEMPERATURE TRANSMISSION PYROMETRY}
본 명세서에 설명된 실시예들은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 장치 및 방법은 복사 투과(radiation transmission)에 의한 온도 측정에 관한 것이다.
어닐링의 새로운 경향은 램프 기반 어닐링 챔버에서의 처리를 특징으로 한다. 그러한 처리는 저온에서의 정확한 온도 평가(temperature assessment)를 필요로 한다. 단순한 복사 방출 측정을 이용한 온도 평가는 낮은 신호-대-잡음 비로 인해 약 400℃ 미만의 온도에서는 정확하지 않을 수 있다. 투과 고온측정(transmission pyrometry)은 필요한 정확도 및 정밀도를 제공할 수 있다.
투과 고온측정은 기판(예를 들어, 실리콘 기판)의 열적 상태(thermal state)를 평가하는 흔한 방식이다. 열 처리 챔버는 통상적으로 기판, 즉 기판 전체, 또는 기판의 일부 또는 표면 영역의 온도를 상승시키기 위해 기판을 강력한 비간섭성(non-coherent) 또는 간섭성(coherent) 복사에 노출시킨다. 기판을 가열하기 위해 이용되는 복사는 챔버 내에 강한 배경 복사 환경을 만들어낸다.
기판의 열적 상태를 평가하기 위해 고전력 복사(high power radiation)가 이용되는데, 왜냐하면 고전력 복사가 챔버 내의 배경 복사로부터 구별될 수 있기 때문이다. 레이저들이 전형적으로 이용되는데, 왜냐하면 레이저들은 고전력을 제공하고, 기판에 가장 적합한 특정 파장을 선택할 기회를 제공해주기 때문이다. 레이저들은 기판을 통과하여 투과될 때 온도로서 기록될 수 있는 기판의 열적 상태를 나타낼 수 있는 간섭성 복사를 생성한다. 투과된 복사는 고온계(pyrometer)에 의해 검출되어 소스 복사와 비교될 수 있으며, 결과가 상관되어 기판의 열적 상태를 추론한다. 지금까지, 소스 복사는 일반적으로 적은 수(예를 들어, 1개 또는 2개)의 좁은 파장 대역들에 있도록 선택되었다. 마찬가지로, 투과된 복사는 적은 수(예를 들어, 1개 또는 2개)의 좁은 파장 대역들에서만 분석되었다.
신뢰할 수 있는 투과 고온측정이 필요하다. 검출기는 높은 복사 잡음의 환경에서도 동작가능해야 한다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 장치 및 방법은 복사 투과에 의한 온도 측정에 관한 것이다.
실시예에서, 투과 고온측정 검출기(transmission pyrometry detector)는 챔버 바디 내의 처리 영역 부근으로부터의 복사를 검출하기 위한 검출기 매니폴드(detector manifold); 검출기 매니폴드에 광학적으로 결합된 복사 검출기; 및 스펙트럼 멀티 노치 필터(spectral multi-notch filter)를 포함한다.
실시예에서, 방법은 챔버 바디 내의 기판의 방출 표면으로부터 투과된 복사를 검출하는 단계; 검출된 복사의 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 광검출기(photodetector)에 전달(conveying)하는 단계; 및 기판의 추론된 온도(inferred temperature)를 결정하기 위해, 적어도 하나의 스펙트럼 대역 내에서 검출된 복사를 분석하는 단계를 포함한다.
위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 예시적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 급속 열 처리 챔버의 부분 사시도를 도시한다.
도 2는 실리콘 기판에 의해 투과되는 복사의 예시적인 그래프를 기판의 온도 및 소스 복사의 파장의 함수로서 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 예시적인 처리 챔버 및 검출기를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 검출 어셈블리를 도시한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 예시적인 검출기를 도시한다.
도 5는 도 4의 검출기에 의해 발생되는 예시적인 전력 스펙트럼을 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이도 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있을 것으로 예상된다.
투과 고온측정 검출기(TPD: transmission pyrometry detector)는 일반적으로, 기판의 온도를 추론하기 위해 특정 범위의 파장들(단 1개 또는 2개보다 많은 주요 파장)에서 기판(예를 들어, 실리콘 기판)의 복사 스펙트럼을 측정한다. TPD는 적어도 2개의 스펙트럼 대역에서 투과된 복사를 신뢰가능하게 검출할 수 있다. 일반적으로, 스펙트럼 대역들은 각각의 대역에서의 복사 강도를 분해하는데 있어서 정확성을 제공하기 위해 서로로부터 분리될 수 있다(예를 들어, 대역들 사이에서 적어도 10nm 분리, 또는 중심 파장 사이에서 적어도 25nm 분리). TPD는 선택된 스펙트럼 대역들 내의 복사에 민감할 수 있는 동시에, 다른 파장들의 복사는 필터링할 수 있다. 예를 들어, TPD는 1030nm 주위에 중심이 놓인 약 10nm - 15nm 폭의 스펙트럼 대역을 검출할 수 있고, TPD는 또한 1080nm 주위에 중심이 놓인 약 10nm - 15nm 폭의 스펙트럼 대역을 검출할 수 있다. TPD는 다른 파장들을 예를 들어 약 3.0의 광학 밀도("OD3")로 필터링할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스펙트럼 대역들은 더 긴 파장들(예를 들어, 1080nm 초과)에 있을 수 있다.
도 1은 종래 기술의 급속 열 처리(RTP) 챔버(300)의 부분 사시도이다. 챔버(300)는 일반적으로 램프 어셈블리(310), 챔버 바디(320), 및 기판 지지 어셈블리(330)로 이루어진다. 명확성을 위해, 챔버(300)는 단면으로 되어 있고, 챔버 바디(320)의 상측 부분만이 도 1에 도시되어 있다.
램프 어셈블리(310)는 복수의 램프(311)를 포함하고, 복수의 램프 각각은 반사성 광 파이프(312) 내부에 위치된다. 램프들은 텅스텐 할로겐과 같은 백열 램프들, 또는 방전 램프들과 같은 다른 고출력 램프들일 수 있다. 이와 함께, 반사성 광 파이프들(312)은 수냉식 하우징(314) 내부에 벌집형 어레이(313)를 형성한다. 매우 얇은 석영 윈도우(315)가 램프 어셈블리(310)의 최하부면을 형성하여, 램프 어셈블리(310)를 챔버(300) 내에 통상적으로 존재하는 진공으로부터 분리한다. 전형적으로, 석영 윈도우(315)에 대해 석영이 이용되는데, 왜냐하면 석영은 적외선 광에 투명하기 때문이다. 램프 어셈블리(310)는 챔버 바디(320)의 상측 표면에 진공 밀폐 방식으로 부착된다.
챔버 바디(320)는 기판 개구(321) 및 배기 개구(322)뿐만 아니라, 챔버(300)의 벽들 및 바닥을 포함한다. 기판들은 기판 개구(321)를 통해 챔버(300) 내로 전달되고 챔버로부터 제거되며, 진공 펌프(도시되지 않음)는 배기 개구(322)를 통해 챔버(300)를 비운다. 필요한 경우, 기판 개구(321) 및 배기 개구(322)를 밀봉하기 위해, 슬릿 또는 게이트 밸브(도시되지 않음)가 이용될 수 있다.
기판 지지 어셈블리(330)는 챔버 바디(320) 내부에 포함되고, 에지 링(331), 회전 석영 실린더(332), 반사기 평판(333), 및 광 프로브들(photo probes)(334)(예를 들어, 광 섬유들)의 어레이를 포함한다. 에지 링(331)은 회전 석영 실린더(332) 상에 놓인다. 기판 처리 동안, 에지 링(331)은 석영 윈도우(315)보다 대략 25mm 아래에서 기판(명확성을 위해 도시되지 않음)을 지지한다. 회전 석영 실린더(332)는 챔버(300) 내에서의 열 비대칭이 기판에 미치는 효과를 최소화함으로써 처리 동안의 기판 온도 균일성을 최대화하기 위해, 기판 처리 동안 약 50rpm 내지 약 300rpm으로 회전한다. 반사기 평판(333)은 기판보다 약 5mm 아래에 위치된다. 광 프로브들(334)은 반사기 평판(333)을 관통하고, 열 처리 동안 기판의 최하부로 지향된다. 광 프로브들(334)은 열 처리 동안의 기판 온도, 기판 정면측 복사율(substrate front side emissivity), 및/또는 반사율을 결정하기 위해, 기판으로부터의 복사 에너지를 하나 이상의 광검출기(337)에 전송한다. 램프들(311)이 백열 램프들일 때, 고온계들은 전형적으로 선택된 파장 범위(예를 들어, 약 200nm 내지 약 5000nm의 파장)에서 기판의 후면측으로부터의 광대역 방출들을 측정하도록 적응된다.
광 검출기(337)는 약 100℃ 내지 약 350℃의 기판 온도들에서 흡수 갭(absorption gap)의 파장에 민감한 스펙트럼 응답을 제공할 수 있는 필터를 포함할 수 있다. 약 350℃ 미만의 온도들에 대해, 광검출기(337)는 실리콘 광검출기일 수 있는데, 왜냐하면 실리콘의 흡수 갭은 실온 내지 350℃의 온도에 대해 약 1000nm로부터 약 1200nm까지 변화하기 때문이다. 실리콘 광검출기는 약 1100nm를 초과하는 파장을 갖는 복사에 둔감할 수 있다. 약 350℃보다 높은 온도들에 대해, 흡수 에지는 실리콘 광검출기의 검출 한계를 넘어설 수 있고, 따라서 흡수 에지 파장에서의 어떠한 추가의 증가도 쉽게 검출되지 않을 수 있다.
투과 고온측정은 일반적으로 중적외선 복사(mid-infrared radiation)(예를 들어, 약 1000nm 내지 약 1500nm 파장 범위)를 발생시키는 복사 소스를 이용한다. 소스는 고도로 시준된 복사를 생성할 수 있다. 시준된 복사는 빔 가이드(예를 들어, 싱글 모드 광 섬유)를 통해 실리콘 기판 상으로 투과될 수 있다. 시준된 복사의 일부분은 기판을 통해 투과할 수 있다. 투과된 복사의 진폭은 기판의 온도 및 소스 복사의 파장의 함수일 수 있다. 고온계 프로브(예를 들어, 광 파이프)는 투과된 복사를 수용하도록 정렬될 수 있다. 예를 들어, 고온계 프로브는 빔 가이드와 정렬될 수 있다. 고온계 프로브는 투과된 복사를 하나 이상의 투과 고온계에 지향시킬 수 있다. 투과 고온계들은 필터들, 회절 격자들, 실린더 렌즈들, 광검출기들, 및/또는 분광계들과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고온계 프로브는 투과된 복사를 스펙트럼 대역 필터에 지향시킬 수 있다. 스펙트럼 대역 필터는 선택된 스펙트럼 대역들에서의 복사의 투과만을 허용할 수 잇다. 필터링되지 않은 복사는 회절 격자에 지향될 수 있다. 회절 격자는 투과된 복사를 파장의 함수로서 상이한 방향들로 분리할 수 있다. 시준 렌즈는 회절된 복사를 하나 이상의 초점에 포커싱할 수 있다. 다음으로, 하나 이상의 광검출기는 방향의 함수로서 복사를 측정할 수 있고, 따라서 복사는 파장의 함수이다. 예를 들어, 전력을 파장의 함수로서 측정하기 위해, 인듐 갈륨 아세나이드 선형 어레이가 시준 렌즈의 후초점면(back focal plane)에 위치될 수 있다. 선택된 스펙트럼 대역들에서 투과된 복사의 (파장의 함수로서의) 전력 스펙트럼은 소스 복사의 전력 스펙트럼에 비교될 수 있다. 기판의 투과를 파장의 함수로서 계산하기 위해 2개의 전력 스펙트럼이 이용될 수 있다. 다음으로, 이것은 기판의 온도를 추론하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판의 구역들이 식별될 수 있고, 기판의 온도 맵을 생성하기 위해 각각의 구역 상에서 투과 고온측정이 행해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 소스 복사의 더 긴 파장들(예를 들어, 1080nm 초과)이 이용될 수 있다.
실리콘 기판에 의해 투과되는 복사의 예시적인 그래프가 소스 복사의 파장 및 기판의 온도의 함수로서 도 2에 도시되어 있다. 16개의 상이한 선은 16개의 상이한 소스 파장(nm 단위)에 대한 온도의 함수로서 투과 P(λ)를 보여준다. 온도 의 함수로서의 흑체 복사 P(bb)도 도시되어 있다. 흑체 복사로부터의 잡음이 증가함에 따라, 검출된 신호가 열화한다는 점을 이해해야 한다. 결과적으로, 소스 파장들은 적절한 신호-대-잡음 비를 제공하도록 선택될 수 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 약 1030nm의 소스 파장은 약 10℃ 내지 약 275℃의 온도 대역 T(1030)에서 적절한 신호-대-잡음 비를 가질 수 있고; 약 1080nm의 소스 파장은 약 125℃ 내지 약 375℃의 온도 대역 T(1080)에서 적절한 신호-대-잡음 비를 가질 수 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 소스 복사의 더 긴 파장들은 더 높은 온도 측정값들을 허용할 수 있다.
투과 고온측정에 적합한 챔버(300)가 도 3a에 도시되어 있다. 앞에서와 같이, 챔버(300)는 램프 어셈블리(310), 챔버 바디(320), 및 기판 지지 어셈블리(330)를 포함한다. 기판 지지 어셈블리(330)는 처리 영역(335)을 정의할 수 있고, 동작들 동안, 기판은 전형적으로 처리 영역 부근에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 복사 소스(400)는 챔버(300)의 외부에 위치된다. 다른 실시예들은 램프 어셈블리(310)의 내부에 있거나, 램프 어셈블리(310)에 부착되거나, 램프 어셈블리(310)의 바로 바깥에 있거나, 동작 규격들에 맞도록 다르게 위치된 복사 소스(400)를 가질 수 있다. 소스(400)는 소스 매니폴드(410)에 입력될 복사를 발생시키도록 구성된다. 소스 복사는 소스 매니폴드(410)를 통해 이동할 수 있고, 궁극적으로는 기판의 수용 표면의 입사 영역에[즉, 처리 영역(335)의 부근에] 도달할 수 있다. 예를 들어, 소스 매니폴드(410)는 반사성 광 파이프들(312) 사이에 산재된 복수의 빔 가이드(415)를 포함할 수 있다. 시준 렌즈(420)는 빔 가이드(415)의 단부에 위치될 수 있다. 시준 렌즈(420)는 소스 복사를 기판의 수용 표면의 입사 영역 상으로[즉, 처리 영역(335) 부근으로] 지향시킬 수 있다. 각각의 빔 가이드(415)로부터의 소스 복사의 부분은 기판의 수용 표면으로부터, 반대되는 기판의 방출 표면으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 소스 복사는 입사 영역에서 기판의 수용 표면 상으로 입사할 수 있고, 투과된 복사는 방사 영역(emanating area)에서 기판의 방출 표면을 빠져나갈 수 있다. 그에 의해, 입사 영역은 방사 영역에 대향할 수 있다.
일부 실시예들에서, 소스(400)는 소스 복사가 배경 복사에 우선하여 선택될 수 있고/있거나 배경 복사로부터 구별될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 소스(400)는 비교 시에 임의의 배경 복사가 무시될 수 있도록 밝은 소스일 수 있다. 다른 예로서, 소스(400)는 교정(calibration) 및/또는 정규화를 위해 배경 복사를 샘플링하기 위해 주기적으로 턴오프될 수 있다. 일부 실시예에서, 소스(400)는 고전력 복사 소스, 예를 들어 레이저 및/또는 LED와 같은 양자 소스들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 소스(400)는 TPD의 스펙트럼 특성들과 일치하거나 TPD의 스펙트럼 특성을 다르게 보완하도록 선택된 파장들에서 방출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 소스(400)는 기판을 통해 TPD에 의해 수용되도록 복사를 지향시키기 위한 지향성 복사 소스, 예를 들어 시준된 또는 부분적으로 시준된 소스일 수 있다. 시준은 복사를 TPD의 개구수(numerical aperture)에 일치시키도록 선택될 수 있고, 그에 의해 시스템의 소스-대-잡음 비를 개선할 수 있다.
TPD(500)는 투과된 복사를 검출할 수 있다. TPD(500)는 검출기 매니폴드(530), 하나 이상의 복사 검출기(537), 및 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)(도 4 참조)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 복사 검출기들(537)은 챔버(300)의 외부에 위치된다. 다른 실시예들은 챔버 바디(320)의 내부에 있거나, 챔버 바디(320)에 부착되거나, 챔버 바디(320)의 바로 바깥에 있거나, 동작 규격들에 맞도록 다르게 위치된 복사 검출기들(537)을 가질 수 있다. 검출기 매니폴드(530)는 복수의 고온계 프로브(534)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 고온계 프로브(534)는 투과된 복사를 검출하기 위해 빔 가이드(415)와 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 소스 매니폴드(410)의 각각의 빔 가이드(415)는 정렬된 고온계 프로브(534)를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 고온계 프로브들(534)보다 더 많은 빔 가이드들(415)이 존재할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 빔 가이드들(415)보다 더 많은 고온계 프로브들(534)이 존재할 수 있다.
투과된 복사는 검출기 매니폴드(530)를 통해 이동할 수 있고, 궁극적으로는 하나 이상의 복사 검출기(537)에 도달할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일의 복사 검출기(537)가 고온계 프로브들(534) 전부로부터 투과된 복사를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 복사 검출기(537)가 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기 매니폴드(530)는 고온계 프로브들(534)의 부분집합을 각각의 복사 검출기(537)와 연결한다. 일부 실시예들에서, 검출기 매니폴드(530)는 단일의 고온계 프로브(534)를 각각의 복사 검출기(537)와 연결한다. 일부 실시예들에서, 검출기 매니폴드(530)는 투과된 복사를 하나의 고온계 프로브(534)로부터 복수의 복사 검출기(537)로 전달하기 위해 광학 분할기들을 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기 매니폴드(530)는 투과된 복사를 복수의 고온계 프로브(534)로부터 단일의 복사 검출기(537)로 전달하기 위해 광학 결합기들을 이용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 광검출기(337)(도 1) 및 복사 검출기(537)(도 3a) 둘 다는 처리 동안 기판의 온도를 측정하기 위해 이용되고, 검출 어셈블리는 프로브(534)(또는 334)로부터의 복사를 광검출기(337) 및 복사 검출기(537)로 분리하기 위해 이용된다. 도 3b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 검출 어셈블리(360)의 개략적 측면도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 검출 어셈블리(360)는 반사기(362), 광검출기(337), 및 복사 검출기(537)를 포함한다. 제1 복사(364) 및 제2 복사(366)는 프로브(534)(또는 334)를 빠져나간다. 제1 복사(364)는 기판으로부터 방출된 복사이고, 시준되어 있지 않다(un-collimated). 따라서, 제1 복사(364)는 큰 개구수를 갖는다. 제2 복사(366)는 시준된 복사로부터의 투과된 복사이고, 시준되어 있다. 따라서, 제2 복사(366)는 작은 개구수를 갖는다. 반사기(362)는 복사를 재지향시킬 수 있는 임의의 적절한 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 반사기(362)는 거울이다. 반사기(362)는 제2 복사(366)의 경로를 따라 배치되고, 반사기(362)는 제2 복사(366)의 전부 또는 상당 부분을 복사 검출기(537)에 반사시킨다. 따라서, 반사기(362)는 프로브(534) 및 복사 검출기(537) 둘 다와 정렬된다. 일 실시예에서, 프로브(534)는 복사 검출기(537)의 주축에 실질적으로 수직한 축을 따라 배치된다. 제2 복사(366)는 고도로 시준되므로, 복사 검출기(537)의 검출 표면 및 반사기(362)의 크기는 비교적 작을 수 있다. 제1 복사(364)는 광검출기(337)에 투과된다. 제1 복사(364)는 시준되어 있지 않으므로, 광검출기(337)의 검출 표면은 복사 검출기(537)의 검출 표면과 비교하여 도시된 바와 같이 비교적 크다. 또한, 반사기(362)가 제1 복사(364)의 경로를 따라 배치되더라도, 반사기(362)의 비교적 작은 크기로 인해, 반사기(362)는 광검출기(337)에 투과되는 복사의 양을 상당히 변화시키지는 않는다. 검출 어셈블리(360)는 복사들(364, 366)의 개구수에 기초하여 제1 복사(364) 및 제2 복사(366)를 분리하기 위해 이용된다.
예시적인 TPD(500)가 도 4에 도시되어 있다. 투과된 복사는 검출기 매니폴드(530)로부터 복사 검출기(537)에 진입할 수 있다. 투과된 복사는 회절 격자(531) 및/또는 실린더 렌즈(532)를 통해 이동하여, 파장 λn에 따라 다양한 방향들로 분할될 수 있다. 따라서, 분할된 복사가 초점 평면(533)에 입사할 수 있다. 검출기 어레이(535)(예를 들어, 인듐 갈륨 아세나이드 선형 검출기 어레이)는 초점 평면(533)에서 복사를 수용하고 파장의 함수로서 전력 P(λn)을 측정하도록 배열된다.
TPD(500)는 하나 이상의 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 검출기 매니폴드(530)의 하나 이상의 고온계 프로브(534)에 통합될 수 있다. 그에 의해, 투과된 복사는 챔버 바디(320) 내의 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)에 의해 필터링될 수 있다. 다른 예로서, 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 검출기 매니폴드(530)와 복사 검출기(537) 사이의 광학적 결합에 통합될 수 있다. 다른 예로서, 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 복사 검출기(537)의 컴포넌트일 수 있다. 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 적어도 약 80%의 효율로 복수의(예를 들어, 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의) 스펙트럼 대역을 전달할 수 있다. 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 다른 파장들의 복사를 예를 들어 OD3로 필터링, 제거, 또는 감소시킬 수 있다. 스펙트럼 대역들 각각은 약 10nm - 15nm의 대역폭을 가질 수 있다. 일반적으로, 스펙트럼 대역들 각각은 서로로부터 분리될 수 있다(예를 들어, 대역들 사이에서 적어도 10nm 분리, 또는 중심 파장들 사이에서 적어도 25nm 분리). 예를 들어, 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 1030nm 주위에 중심이 놓인 약 10nm - 15nm 폭의 스펙트럼 대역을 전달할 수 있고, 스펙트럼 멀티 노치 필터(536)는 또한 1080nm 주위에 중심이 놓인 약 10nm - 15nm 폭의 스펙트럼 대역을 전달할 수 있다.
일부 실시예들에서, 스캐닝 광검출기는 검출기 어레이(535)와 함께 또는 검출기 어레이를 대신하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 광검출기는 초점 평면(533)을 따라 알려진 속도로 이동하는 광학 윈도우를 가질 수 있다. 광학 윈도우가 이동함에 따라, 스캐닝 광검출기는 시간의 함수로서의 전력 P(tn)을 측정하고, 이는 광학 윈도우의 속도에 기초하여 파장의 함수으로서의 전력 P(λn)으로 변환될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복사 검출기(537)는 하나 이상의 광 섬유 분광계일 수 있다.
일부 실시예들에서, 검출기 매니폴드(530)는 하나 이상의 광학 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 스위치는 고온계 프로브들(534)의 부분집합으로 식별될 수 있다. 광학 스위치가 "온"일 때, 검출기 매니폴드(530)는 고온계 프로브들(534)의 해당 부분집합으로부터의 복사를 복사 검출기(537)에 지향시킬 수 있다. 광학 스위치가 "오프"일 때, 검출기 매니폴드(530)는 고온계 프로브들(534)의 해당 부분집합으로부터의 복사가 복사 검출기(537)에 도달하는 것을 허용하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 광학 스위치로 식별되는 고온계 프로브들의 부분집합은 기판의 구역들을 격리시키도록 선택될 수 있다. 이에 의해, 투과 고온측정은 추가의 복사 검출기들(537)을 필요로 하지 않고서 각각의 구역 상에서 행해질 수 있다.
도 5는 TPD(500)에 의해 발생되는 전력 스펙트럼(600)의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전력 스펙트럼(600)은 2개의 피크 대역(610, 620)을 갖는다. 피크 대역(610)은 약 1033nm에 중심이 맞춰지는 한편, 피크 대역(620)은 약 1081nm에 중심이 놓인다. 피크 대역(610)의 폭은 약 15nm인 한편, 피크 대역(620)의 폭은 약 20nm이다. 각각의 피크 대역(610, 620) 내의 신호는 파장의 함수로서 변화한다. 전력 스펙트럼(600)은 기판의 투과를 파장의 함수로서 계산하기 위해 소스 복사의 전력 스펙트럼에 비교될 수 있다. 다음으로, 이것은 기판의 온도를 추론하기 위해 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전력 스펙트럼(600)은 2개보다 많은 피크 대역(예를 들어, 3개의 피크 대역)을 가질 수 있다. 예를 들어, 소스 복사는 1080nm보다 긴 파장(예를 들어, 1120nm)을 가질 수 있다. 따라서, TPD(500)는 약 1000nm 내지 1500nm의 파장을 갖는 복사에 민감할 수 있다.

Claims (17)

  1. 투과 고온측정 검출기(transmission pyrometry detector)로서,
    챔버 바디 내의 처리 영역 부근으로부터의 복사를 검출하기 위한 검출기 매니폴드(detector manifold);
    상기 검출기 매니폴드에 광학적으로 결합된 복사 검출기; 및
    스펙트럼 멀티 노치 필터(spectral multi-notch filter)
    를 포함하는 투과 고온측정 검출기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출기 매니폴드는 상기 챔버 바디 내에 복수의 고온계 프로브(pyrometer probes)를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검출기 매니폴드는 복수의 광학 스위치를 포함하고, 상기 복수의 고온계 프로브의 부분집합은 각각의 광학 스위치에 광학적으로 결합되는, 투과 고온측정 검출기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복사 검출기는 상기 챔버 바디에 부착되는, 투과 고온측정 검출기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스펙트럼 멀티 노치 필터는 2개의 스펙트럼 대역에서 복사를 투과시키고, 상기 2개의 스펙트럼 대역 각각은 10nm 내지 15nm의 대역폭을 갖는, 투과 고온측정 검출기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복사 검출기는,
    회절 격자;
    실린더 렌즈; 및
    검출기 어레이
    를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 검출기 어레이는 인듐 갈륨 아세나이드 선형 검출기 어레이를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복사 검출기는 스캐닝 광검출기(scanning photodetector)를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복사 검출기는 광섬유 분광계(fiber optic spectrometer)를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 검출기 매니폴드는 상기 처리 영역에 근접하며 상기 처리 영역에 걸쳐서 분산된 복수의 복사 유입구를 갖는, 투과 고온측정 검출기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 검출기 매니폴드에 광학적으로 결합된 복수의 복사 검출기를 더 포함하는 투과 고온측정 검출기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스펙트럼 멀티 노치 필터는 상기 처리 영역과 상기 검출기 매니폴드 사이에 있는, 투과 고온측정 검출기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 검출기 매니폴드는 광학 분할기(optical splitter) 및 광학 결합기(optical combiner) 중 적어도 하나를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  14. 제1항에 있어서, 상기 검출기 매니폴드는 복수의 고온계 프로브 및 상기 고온계 프로브들 각각에 대한 분광계를 포함하는, 투과 고온측정 검출기.
  15. 챔버 바디 내의 기판의 방출 표면으로부터 투과된 복사를 검출하는 단계;
    검출된 복사의 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 광검출기에 전달(conveying)하는 단계; 및
    상기 기판의 추론된 온도(inferred temperature)를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 스펙트럼 대역 내에서 검출된 복사를 분석하는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 검출된 복사를 분석하는 단계는 상기 검출된 복사의 파장의 함수로서 전력을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 검출된 복사의 파장의 함수로서 전력을 측정하기 위해 적어도 하나의 분광계가 이용되는, 방법.
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