TWI390635B - 快速熱處理過程中之溫度均一性量測方法及設備 - Google Patents

快速熱處理過程中之溫度均一性量測方法及設備 Download PDF

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TWI390635B
TWI390635B TW096128084A TW96128084A TWI390635B TW I390635 B TWI390635 B TW I390635B TW 096128084 A TW096128084 A TW 096128084A TW 96128084 A TW96128084 A TW 96128084A TW I390635 B TWI390635 B TW I390635B
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Description

快速熱處理過程中之溫度均一性量測方法及設備
本發明是關於電子裝置(如半導體裝置)的製造，且特別是關於快速熱處理過程的溫度均一性測量。
為改善快速熱處理(RTP)過程的膜層均一性，可在RTP工具內處理一般被歸類為”監測”基材的測試基材，並加以分析。例如，橢圓儀或片電阻測量工具等獨立的度量衡工具可用來測量膜厚或片電阻的均一性。涉及類似快速熱處理的製程假定具有相似的膜厚或片電阻均一性。故利用監測基材的分析資訊可最佳化RTP工具的製程，然後將最佳化製程應用於製造。
然使用監測基材耗時且昂貴；在最佳化製程前，處理及分析監測基材佔用工具許多時間。因此，需要不使用監測基材也能判斷製程均一性的方法和設備。
根據本發明之一些態樣，提出測量基材均一性的方法。方法包括放置基材至熱處理室中、轉動基材並同時加熱基材、於基材旋轉時測量基材上複數個徑向位置的溫度、將溫度測量與基材位置關聯在一起、以及依據已關聯的溫度測量來產生基材的等溫線圖。
根據本發明之其他態樣，提出測量基材均一性的設備。設備包括(1)熱處理室，具有(i)含旋轉構件的中央構件，用以支撐及轉動基材；(ii)熱源，用以供應基材熱量；和(iii)對應中央構件設置的複數個溫度探針，以於基材旋轉時測量基材上複數個徑向位置的溫度。設備還包括(2)溫度測量控制器，用以將溫度測量與基材位置關聯在一起及依據已關聯的溫度測量來產生基材的等溫線圖。
本發明之其他特徵和態樣在參閱以下詳細說明、申請專利範圍和所附圖式後，將變得更明顯易懂。
本發明提出用以判斷RTP工具進行之製程均一性的方法及設備。例如，膜厚和片電阻的差異與整個基材的溫度變化有關。本發明之實施例可依據RTP工具提供的數據來監測RTP工具所處理之基材的溫度均一性(例如，不需使用諸如橢圓儀或片電阻測量工具等單獨或其他度量衡工具分析基材)。例如，RTP工具處理基材時所產生的溫度數據可於處理過程產生基材的溫度映像，如等溫線圖。此溫度數據亦可用來識別製程均一性問題、工具問題及/或錯誤等。
在一些實施例中，溫度數據分析可即時進行，及/或可於基材處理期間進行。溫度數據分析也可於處理後進行。
因採用RTP工具現有的溫度數據，故施行本發明的費用不高且不需使用監測基材。例如，仿製(dummy)基材或生產基材的溫度數據可用於判斷製程均一性。
第1圖為根據本發明一實施例之快速熱處理(RTP)工具100的示意圖。RTP工具100的基礎例如為可從美國加州聖克拉拉之應用材料公司(Applied Materials,Inc.)取得的300毫米Vantage處理室、或其他適合的RTP系統。
參照第1圖，RTP工具100包括處理室102，處理室102包括中央構件104、和設於中央構件104外緣附近的磁浮(meglev)旋轉構件106。磁浮旋轉構件106包括邊環108，用以接觸基材110並支撐及轉動基材110於中央構件104上方。雖圖中未繪出，然也可使用其他構件來轉動基材110。
中央構件104包括複數個溫度測量探針，例如高溫計112A－G，其沿著中央構件104徑向設置以測量基材110上不同徑向位置的溫度。在一些實施例中，可沿著中央構件104頂面設置熱反射器(未繪示)，以將基材110散發的熱量反射回基材110；另可冷卻中央構件104(例如進而冷卻反射器)。
頂端照燈114可設置在基材110與中央構件104上方，以於RTP處理室102進行快速熱處理期間加熱基材110。控溫器116可耦接高溫計112A－G及接收其溫度資訊，並利用溫度資訊調節頂端照燈114(藉以調節整個基材110的溫度)。
磁浮控制器118可用來控制磁浮旋轉構件106的運作。例如，磁浮控制器118可控制基材110置離中央構件104的距離、基材110的轉速等。另一包括中央構件104與磁浮旋轉構件106的處理室102實施例描述於美國專利證書號6,157,106，其一併引用於此供作參考。
如第1圖所示，RTP工具100包括測溫控制器120，用以接收來自控溫器116和磁浮控制器118的資訊。依據控溫器116與磁浮控制器118的資訊，測溫控制器120可測定諸如基材110之等溫線圖的溫度曲線，此將進一步說明於下。控溫器116、磁浮控制器118、及/或測溫控制器120可內設成單一控制器或設成多個控制器。各控制器可包括一或多個適當程式化的微處理器或微控制器、記憶裝置、專用硬體、及/或其組合物。
運作時，基材110為放入處理室102且放到磁浮旋轉構件106的邊環108上。邊環108撐托基材110於中央構件104上方，並在磁浮控制器118的控制下轉動基材110(例如利用磁浮轉動滾筒/轉子(未繪示))。在至少一實施例中，基材110以約4赫茲或240RPM(如每秒4周)的速率旋轉通過約32個均分的轉子位置，但也可採行其他轉速及/或轉子位置數。霍耳(Hall)或類似感測器(未繪示)可用來監測旋轉/位置，而磁浮控制器118可測量基材位置(如θ(t)，其中θ為基材相對諸如凹口(notch)等參考點的角度位置，t為時間)。
控溫器116指示頂端照燈114加熱基材110達預定溫度，及例如利用高溫計112A－G監測基材溫度。在一或多個實施例中，高溫計112A－G的取樣速率為約100赫茲，但也可採行其他取樣速率。如此可測得各高溫計112A－G中溫度與時間的關係(如Tn(t)，其中n代表一特定高溫計)。依據高溫計112A－G提供的資訊，控溫器116可調節頂端照燈114而改善整個基材110的溫度均一性。
處理完後，控溫器116關閉頂端照燈114，磁浮控制器118則停止轉動基材110。基材110接著可移出處理室102進行其他製程。
控溫器116的基材溫度資訊和磁浮控制器118的基材角度位置資訊亦可傳送給測溫控制器120(於處理期間或之後)。例如，磁浮控制器118提供的θ(t)與控溫器116提供的Tn(t)可傳送給測溫控制器120。
依據基材角度位置與時間的關係(θ(t))和各高溫計的溫度資訊(Tn(t))，可測定熱處理過程中任一時間視窗(window)內的基材溫度映象。測定基材之溫度映象的實施例將參照第2至11圖說明於下。
在至少一實施例中，基材的座標位置可測定用於溫度測量。例如，控溫器116可以約100赫茲的速率提供探針(如高溫計112A－G)的溫度數據，其代表周圍溫度資訊。合併7個探針資訊可提出以時間為基礎的基材映像。結合基材110的旋轉位置和已知的探針x/y位置，可清楚得知探針之特定溫度數據對應基材上的位置。藉此可提出製程進行時所測量與預測之基材溫度隨時間變化的關係。例如，計算值可表示成整個基材110的等溫線圖。等溫線圖顯示的資訊包括：(1)溫度均一性；(2)最高溫度；(3)超過溫度的時間；及/或(4)溫度梯度(旋轉均一性)。
在一或多個實施例中，測溫控制器120可執行軟體，以將控溫器116的溫度數據與磁浮控制器118的轉子(旋轉)數據擴展成基材(例如晶圓)的等溫數據。例如，控溫器116提供的輸入數據可具有一或多個時間標記陣列，用以指出探針測量溫度的時間。在一些實施例中，提供數據的頻率為約100赫茲，但也可採行其他速率。
磁浮轉速例如為約0.1赫茲至約10赫茲。在至少一實施例中，轉速為約240RPM(4赫茲)。然加速期間或轉動控制差異可能會產生誤差。另外，彈性調整轉速可用於疑難排解(如轉速低於4赫茲)及用於製程改善(如轉速高於4赫茲)。雖然也可採用其他的角度精確值，但基材上之座標點的角度精確值最好優於1.5度。
諸如高溫計112A－G的探針/感測器僅在轉速下測量基材上各點，然因特定半徑內的差異為時間的緩慢移動函數(slowly moving function)，故先前資訊將適用於預測稍後的溫度。一般而言，所有徑向位置和取樣速率相關之緩慢移動函數的基本溫度曲線皆相似。在一些實施例中，可不使用任一特定x/y位置的最大值來計算最高溫度。例如，可採用預測最高溫度與斜率變化的平滑函數(smoothing function)。
現說明用於判斷基材溫度與位置關係的方法實施例。就在此所述之實施例而言，可使用下列定義表。
表1：參數定義
如上述，在至少一實施例中，溫度數據T(t,n)傳送的速率為100赫茲。轉子位置RP(t)的提供速率與溫度數據同步為100赫茲。基材凹口角度位置(APWN)是以校直儀設定值或使用者設定值(預設值為0度)為起點。
在此所指之數據為300毫米之RTP Radiance Plus處理室的探針以100赫茲提供的溫度數據，該處理室可從美國加州聖克拉拉之應用材料公司取得。在此實施例中，共有7個探針，且每一探針為個別進行計算。此實施例是根據4赫茲的額定轉速與100赫茲的取樣頻率計算得到旋轉基材掃過半徑上25個獨特的取樣位置。溫度數據和旋轉數據轉換成各探針半徑上隨時間改變的平均溫度趨勢、溫度均一性、和旋轉均一性。例如，在第一程序(a)中：a.就每一探針溫度數據T(t,n)而言，數據可刪減成只含磁浮旋轉構件達到穩定速度後的數據。
穩定轉動的時間視窗可定義為達到轉子額定轉速或高於95%之轉子額定轉速的時間：RS(t)>＝RSs×0.95，其中t<tss1且t>tss2
到達該轉速值前後的溫度數據設定為零。
當t<tss1時，Tc(t,n)＝0，當tss1<t<tss2時，Tc(t,n)＝T(t,n)當t>tss2，Tc(t,n)＝0
在以下程序(b)與(c)中，溫度數據為濾除高頻部分：b.進行此組數據的離散傅立葉轉換(DFT)。
Tc(t,n)－－－o FTc(w,n)
c.設定零過濾器，藉以包含高於95%之磁浮轉速之穩定轉動頻率的所有頻率(以4赫茲之轉速為例，大於3.8赫茲的頻率均應用零過濾器)。
當全部的w>RSs×0.95時，FTTR(w,n)＝0當全部的w<＝RSs×0.95時，FTTR(w,n)＝FTc(w,n)在範例程序(d)中，可進行反向(inverse)快速傅立葉轉換以產生平均溫度趨勢：
d. FTTR(w,n)o－－－TTR(t,n)
在附加程序中，可進一步獲得其他資訊。例如在範例程序(e)中，實際溫度數據減去程序(d)的趨勢數據可得如下的溫度均一性：e. dT(t,n)＝T(t,n)－TTR(t,n)
接著在範例程序(f)中，藉由轉換大量的溫度均一性數據dT(t,n)，可產生各次轉動的相關均一性，例如每次取三個週期。需注意每次轉動可開始於轉子通過起始位置且結束於轉子下次通過起始位置：當RP(t)＝0，tss1<t<tss2時，tlr(v)＝t
在範例程序(f)的另一實施例中，當tlr(v－1)<t<tlr(v＋2)時進行溫度均一性數據的傅立葉轉換，且假設三個週期具無窮重複性(例如，計算反覆用於每次轉動v)，並進行反向傅立葉轉換，藉以產生每次轉動v的溫度均一性數據：FdTc(v,W,n)o－－－dTc(v,tc,n)且tc＝t－tlr(v)，和tc<＝tlr(v＋1)－tlr(v)
或者，平均例如三個週期的數據dT(t,n)，可代替傅立葉轉換。
在程序(f)的又一實施例中，各探針隨每次轉動v之時間tc改變的溫度可利用平均演算法計算而得。
接著在範例程序(g)中，可分別取得旋轉波譜貢獻(spectral contribution)：g.先決定每次轉動v的轉動頻率：RP(t){當tlr(v－1)<t<tlr(v＋2)}＊
轉動頻率例如可得自外插RP(t){當tlr(v－1)<t<tlr(v＋2)}及決定RP(t)的截距t＝ti1，其中RPc(t)＝0，t＝ti2，而RPc(t)＝360。
接著可得每次轉動的轉速：RSc(v)＝1/(ti2－ti1)
在範例程序(g)的另一實施例中，每次轉動v的旋轉溫度均一性得自在每一旋轉週期之轉速下產生之溫度變化的傅立葉轉換：FdTROT(v,w,n)＝FdTc(v,RSc(v),n)
以及進行反向快速傅立葉轉換以得隨每次轉動v之時間tc改變的旋轉溫度均一性：FdTROT(v,w,n)o－－－dTROT(v,tc,n)且tc＝t－tlr(v)，和tc<＝tlr(v＋1)－tlr(v)
在範例程序(g)的又一實施例中，每次轉動v的均一性旋轉貢獻可藉由套用下式與dTc(v,tc,n)計算而得：dTROT(v,tc,n)＝AMP(v,n)×sin(RSc(v)/360×2×PI－PSI(v,n))
隨時間改變的溫度數據可轉換成隨時間與位置改變的溫度數據(等溫線)。使用者可自行決定位置，例如選擇的位置不需與探針徑向位置相同、或與100赫茲之數據速率提供的角度位置一致。重複的速率可同於轉速。此意即，例如從沿著特定角度θ(t)轉動時間t的7個溫度數據中，藉由外插近似特定空間及/或時間的數據點可產生7×q×p個溫度值。
在範例程序(h)中，隨時間改變的溫度數據可轉換成隨位置與時間改變且相對基材凹口的溫度數據。
h.TTR(t,n) → TTRo (a,rP) dT(t,n),RP(t),rP(n),AP(n),APWN → dTo (a,rP) dTc(v,tc,n),RP(t),rP(n),AP(n),APWN → dTo c(v,ao ,rP) dTROT(v,tc,n),RP(t),rP(n),AP(n),APWN → dTo ROT(v,ao ,rP)
上述轉換較佳是依照等溫線圖慣用之正角度相關的旋轉方向、和基材凹口、旋轉起始位置與探針位置間的角度差異進行。根據一慣例，在等溫線圖中，正角度相對起始位置為逆時針方向。
第2圖為數組溫度控制器數據隨時間變化的曲線圖，其分別用於7個探針(如高溫計112A－G)。第3圖為根據本發明一實施例之中央構件104的底面圖，繪示數個探針112A－G的位置。
參照第2圖，數據的時間視窗為750毫秒(ms)，其包括以240RPM(4赫茲)之轉速充分轉動基材110的三個週期。需注意探針T5、T6、T7的溫度數據顯示，每次轉動有4個不同的波峰(peak)且振幅朝中心下降。在此例子中，波峰與波谷(valley)起因於基材邊緣上4個等距分配的溫度下降與上升情形。探針T7的數據顯示，其波峰比探針T6或其他探針還早出現。這是因為探針相對探針T7(112G)的角度不同，此列示於下表2。
在一或多個實施例中，首次修正角度差異使溫度數據同步：dTo (t,n)＝dT[{t＋AP(n)/RP(t)},n] dTo c(v,tc,n)＝dTc[v,{tc＋AP(n)/RP(t)},n] dTo ROT(v,tc,n)＝dTROT[v,{tc＋AP(n)/RP(t)},n]
在上式中，對照時間t與角度函數RP0 (t)及考量凹口位置後，可得溫度與角度關係的資訊：a＝RPo (t)＝360－RP(t＋APWN/RP(t)) ao ＝MOD(a,360)，當ao 為0<＝a<360時
當基材為顛倒轉動時，設定USD標誌，並可轉換成：a＝RPo (t)＝RP(t＋APWN/RP(t))
接著對照探針數量n與徑向位置rP(n)以得數據與基材位置的關係：dTo (t,n) → dTo (a,rP) dTo c(v,tc,n) → dTo c(v,ao ,rP) dTo ROT(v,tc,n) → dTo ROT(v,ao ,rP)
此運算亦將基材反向數據轉換成正向數據，使溫度數據與度量衡數據(其測量正向部分)相配。以第2圖之探針數據(T7)為例，其轉換結果繪於第4圖。由圖可看出，第2圖的三個週期現全相疊繪製。此乃轉動頻率恰為4赫茲的特例。例如，選擇低於4赫茲之1.33%的轉動頻率，將使溫度位置相對轉子或基材移動4.8度。考量三次連續轉動而增加三倍的基材測量點數目時，可利用上述方法提高解析度。
在範例程序(i)中，基材溫度均一性dTo (a,rP)、dTo c(v,ao ,rP)與dTo ROT(v,ao ,rP)外插於X與Y方向，藉以提高等溫線圖的解析度。
就均一性dTo 而言，轉換考量到時間是由以下角度函數(a)所得：i.t＝tss1＋a/RP(t) dTo (a,rP) → dTa(t,X,Y)
之後：dTo c(v,ao ,rP) → dTac(v,X,Y) dTo ROT(v,ao ,rP) → dTaROT(v,X,Y)
舉例來說，參見第5圖，其為基材上的平面視圖(映像)範例，繪示當凹口位置與探針T7位置相同時，可以4赫茲之轉速和100赫茲之數據速率、為期t＝tx取得溫度數據T(t,n)的基材表面位置(以實心方塊表示且命名為yn)。基材中心同於旋轉中心。
徑向位置rP(n)上的其餘各點(以加號表示)(相隔約14.4度)以10ms之時距(數據速率為100赫茲、轉速為4赫茲)產生。充分轉動基材後，再次比較起始點。
第6圖為溫度測量點對應時間與空間的曲線圖，顯示溫度測量如何投射至基材的x/y平面。充分轉動的所有測量點皆收集做為圖形的數據。
可收集每一轉動的所有溫度數據，並依據第5圖的數據位置製備等溫線圖。然而高解析度圖形的數據一般需要更多基材表面位置，如第7圖的等溫線圖(121個度量衡點的等溫線圖)所示，數據可從鄰近的數據點內插而得。內插計算可依據測量點提供其附近的數據。例如根據一實施例，內插計算可利用基材x/y平面上的位置和鄰近數據點來依據下一個鄰近點與下二個鄰近點產生多個梯度。最後的內插結果還可利用空間平均梯度和最近的鄰近值來獲得數據點。已知的內插演算法，如Delaunay三角測量法，可用來計算數據點及取得圓滑的等溫線，進而產生彩色映像。
根據本發明一些實施例，可測定CDT中”超過溫度的時間”(例如，此時的測量結果不繪製映像)。超過溫度的時間可從數據TTR(t,n)計算而得，其得自傅立葉轉換，而非移動平均(moving average)。另外，也可測定CDT的最高溫度(例如，此時不繪製映像)。最高溫度可從數據TTR(t,n)判定，其得自傅立葉轉換，而非移動平均。二參數均可繪於等溫線圖。
需注意在本發明另一實施例中，上述範例程序可以不同的順序施行，及/或只施行次要程序。例如在一或多個實施例中，可不產生溫度均一性或旋轉均一性數據，而直接產生等溫線圖。
可複製標準度量衡工具的通用表示方式展示計算值。許多定量數據可顯示及/或儲存，其包括：平均值(n個)－TTR(t,n)標準差CV(變異係數)標準差/平均×100%最大值最小值範圍側邊溫度差(振幅)：AMP(v,n)側邊溫度差(相位)：PSI(v,n)基材映像的數據列：t,v,TT,TTc,v,X,Y,dTa,dTac,dTaROT
可指出相對處理室的方位，且可包括或不包括凹口位置的圖示。第8圖為一等溫線圖實施例。顯示可讓使用者控制許多包括範圍縮放等特徵、允許使用者設定固定範圍供下一選擇條件(以δ為基礎)執行，而不需重新設定等溫線圖的範圍。控制標記可打開或關閉，且游標可掃過等溫線圖以顯示計算值。
除了測定整個基材的溫度外，測溫控制器120可用來偵測基材放置。例如當基材110不當放置在邊環108上時，整個基材110的溫度曲線將變得較不均勻，尤其是基材110的邊緣。第9A圖為根據本發明實施例測定之基材的等溫線圖，其在熱處理過程中為適當放置於邊環上。參見等溫線不多的第9A圖，整個基材的溫度分布大致均勻。第9B－E圖為根據本發明實施例測定之等溫線圖，其中基材分別位移到邊環108的左邊(第9B圖)、右邊(第9C圖)、上方(第9D圖)及下方(第9E圖)。分別如第9B－E圖所示，位移之基材的前緣露出了溫度降低的邊緣區域1201－1207。
測溫控制器120可用來監測基材110邊緣的溫度，以偵測基材110是否不當放置。例如，測溫控制器120可偵測邊緣溫度差異、發出警訊、及/或停止處理基材110。同樣地，測溫控制器120可利用溫度資訊來計算及/或決定放置基材110至處理室102用之基材搬運件及/或機械裝置的(校正)偏移量(例如用以修正基材110及/或處理室102後續處理之基材的位置)。
在一些實施例中，基材可偏移邊環108已知距離。就每一偏移位置而言，可測量基材於熱處理過程的溫度映象。可測定邊緣溫度的資料庫或數值表並利用已知的基材偏移距離加以修正。後續的邊緣溫度測量可與資料庫及/或數值表相比，進而決定機械裝置或基材搬運件的適當調整量，使後續之基材能恰當地相對邊環108放置。此程序可反覆進行(例如，數度調整數個基材的方向)。一演算法亦可發展來計算平均徑向溫度軌線，並與實際溫度數據相減以得基材各點的平均差。此差異可用來算出基材放置偏移誤差。
在一些實施例中，測溫控制器120可偵測基材品質，例如用於工具條件(如初始工具條件、維修後工具條件等)。例如，藉由確保RTP期間的溫度差異不會影響如片電阻等性質，整個基材110的溫度資訊可用於確認諸如不適當或不均勻植入濃度等植入問題。在一些實施例中，若處理基材的片電阻超過容許範圍，則藉著證實處理過程具良好的溫度均一性(例如，整個基材的溫度差異不會造成片電阻產生變化)，本發明可排除RTP問題。
從溫度資訊也可獲知如RTP工具或製程開發期間的RTP問題。例如，本發明亦可得知氣體流速、氣體種類、升溫速率、邊環設計、照燈設計、照燈與基材的間距、及/或處理時間等改變對基材溫度的影響(例如，藉由觀察這些改變對溫度均一性及/或等溫線的影響)。此外，測溫控制器120可依據基材間的溫度均一性差異而判別基材與基材間的差異，例如表面平整度差異、純粹基材的厚度差異、植入劑量差異、其他厚度差異等。
在一或多個實施例中，測溫控制器120可分析整個基材的溫度資訊，用以測試及/或審查硬體性能，例如頂端照燈均一性、工具的健康狀況等。藉由分析一RTP工具以類似或相同條件處理之類似或相同基材所獲得的溫度資訊，可分析工具的再現性。又，藉由分析多個RTP工具以類似或相同條件處理之類似或相同基材所獲得的溫度資訊，可進行處理室匹配。
在至少一實施例中，測溫控制器120可藉由監測及/或分析整個基材的溫度資訊而遠端診斷RTP工具100。例如，可分析測試方法、選用個別照燈(如一次選用一個)等對溫度/溫度均一性的影響。如上所述，藉著測定諸如新的或改良過的頂端照燈配置、磁浮構件、中央構件等新硬體對整個基材之溫度均一性的影響，測溫控制器120可協助硬體開發。
整個基材的溫度資訊可即時或近乎即時(如在處理接續基材之前)測定。再者，監測基材不需移到獨立的度量衡工具及/或排隊等候測量。例如，較便宜的”仿製”基材可取代較昂貴的校正級監測基材。此外，大量的溫度數據可用來研究RTP過程中幾乎每個基材位置的溫度發展情形，進而洞察RTP製程。
在一些實施例中，分析來自高溫計之溫度訊號的波譜可離析造成基材溫度均一性差異的各種來源，例如氣體流速、功率柵極雜訊、硬體貢獻等。例如，藉由檢視頻譜的溫度數據，可察覺不同來源在基材轉動頻率、轉動倍頻、或其他系統諧波下的溫度差異及/或貢獻。
翻至第11圖，其為根據本發明實施例之方法1100的流程圖。步驟1102是將基材放入熱處理室。步驟1104為轉動基材並同時加熱基材。在步驟1106中，於基材旋轉時測量基材上複數個徑向位置的溫度。步驟1108為將溫度測量與基材位置關聯在一起。在步驟1110中，依據已關聯的溫度測量來產生基材的等溫線圖。
透過本發明，整個基材的溫度測量可得自現有溫度與基材位置數據，並且”實際”度量衡基材(如消除、減少或增補傳統度量衡分析)。其也可用於其他應用。
以上敘述僅為舉例說明本發明之實施例。熟習此技藝者將清楚了解，上述設備和方法的更動與潤飾亦落在本發明之精神和範圍內。例如，基材的溫度映像可結合成”影像”，以顯示熱處理過程中整個基材的溫度發展情形。形成影像的方法例如為結合熱處理期間多次測定的基材溫度映像(快照)。例如，第10圖為根據本發明實施例測定之尖型(spike)退火期間整個基材的等溫快照。在一些實施例中，基材可保持固定不動，而感測器(如高溫計)及/或加熱元件(如頂端照燈)可進行旋轉。在一些實施例中，許多感測器(如高溫計)的徑向陣列及/或同心陣列可設置在基材上方或下方。
故雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．工具
102．．．處理室
104．．．中央構件
106．．．旋轉構件
108．．．邊環
110．．．基材
112A－G．．．高溫計/探針
114．．．頂端照燈
116．．．控溫器
118、120．．．控制器
1100．．．方法
1102、1104、1106、1108、1110．．．步驟
1201、1203、1205、1207．．．邊緣區域
第1圖為根據本發明一實施例之快速熱處理(RTP)工具的示意圖。
第2圖為數組溫度控制器數據隨時間變化的曲線圖，其分別用於7個探針。
第3圖為根據本發明實施例之中央構件的底面圖，繪示數個探針位置。
第4圖為溫度均一性數據對應角度位置的曲線圖，取自第2圖中探針(T7)之溫度控制器數據的三個週期。
第5圖為根據本發明一些實施例之基材映像，繪示可取得溫度數據的基材表面位置。
第6圖為根據本發明實施例之溫度測量點對應時間與空間的曲線圖，顯示溫度測量如何投射至基材的x/y平面。
第7圖為根據本發明一些實施例之高解析度基材映像，繪示更多可取得溫度數據的基材表面位置。
第8圖為根據本發明一些實施例之等溫線圖。
第9A圖為根據本發明一些實施例，在熱處理過程中適當放置於邊環上之基材的等溫線圖。
第9B、9C、9D及9E圖為根據本發明一些實施例之等溫線圖，其中基材分別位移到邊環的左邊、右邊、上方及下方。
第10圖為根據本發明實施例之整個基材的等溫快照。
第11圖為根據本發明實施例之方法1100的流程圖。

Claims (18)

  1. 一種測量基材均一性的方法，其至少包含：放置一基材至一熱處理室中；轉動該基材並同時加熱該基材；於該基材旋轉時測量該基材上複數個徑向位置的溫度；將每一溫度測量與該基材之一位置關聯在一起；依據已關聯的該些溫度測量來產生該基材的一等溫線圖；依據該等溫線圖來決定該基材上的一溫度均一性；擷取已儲存的參考資訊；以及依據已決定的該溫度均一性及該已擷取的已儲存的資訊來決定在一旋轉構件上的該基材的一偏移量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該轉動基材的步驟包含磁浮升高該基材及轉動該已磁浮升高的基材。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該基材旋轉時測量基材上該些徑向位置的溫度的步驟包含使用複數個高溫計(pyrometers)來測量該些徑向位置的溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：產生該基材的一溫度均一性等溫線圖。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：依據該些溫度測量和該些溫度測量與該基材位置的關聯性來決定該基材上的一最高溫度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包含：產生該基材的一最高溫度等溫線圖。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：依據該些溫度測量和該些溫度測量與該基材之位置的關聯性來決定該基材上超過溫度的一時間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，更包含：產生該基材的一超過溫度之時間的等溫線圖。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：依據該些溫度測量和該些溫度測量與該基材之位置的關聯性來決定該基材上的一溫度梯度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包含：產生該基材的一溫度梯度等溫線圖。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該些溫度測量和該些溫度測量與該基材之位置的關聯性可做為該基材之均一性的一指標。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該些溫度測量是即時或近乎即時測定。
  13. 一種測量基材均一性的設備，其至少包含：一熱處理室，包括：一中央構件，具有一旋轉構件，用以支撐及轉動一基材；一熱源，用以供應熱量給該基材；以及複數個溫度探針，相對該中央構件的位置來設置，以於該基材旋轉時測量該基材上複數個徑向位置的溫度；以及一溫度測量控制器，用以：將多個溫度測量與多個基材位置關聯在一起及依據已關聯的該些溫度測量來產生該基材的一等溫線圖；依據該等溫線圖來決定該基材上的一溫度均一性；擷取已儲存的參考資訊；以及依據已決定的該溫度均一性及該已擷取的已儲存的參考資訊來決定在一旋轉構件上的該基材的一偏移量。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該旋轉構件包含一磁浮(meglev)構件。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該些溫度探針包含多個高溫計。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該溫度測量控制器依據該些溫度測量和該些溫度測量與該些基材位置的關聯性來決定該基材上的一最高溫度。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該溫度測量控制器依據該些溫度測量和該些溫度測量與該些基材位置的關聯性來決定該基材上超過溫度的一時間。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該溫度測量控制器依據該些溫度測量和該些溫度測量與該些基材位置的關聯性來決定該基材上的一溫度梯度。
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