TWI500096B - 半導體製程反應室之冗餘溫度感應器 - Google Patents

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Description

半導體製程反應室之冗餘溫度感應器
本發明有關於在半導體製程反應室(semiconductor processing chamber)中加工基板且更特定而言，本發明有關於溫度感應器(temperature sensor)，其經組態以提高溫度控制之準確性並減少反應器中之停工時間(downtime)。
高溫製程反應室(High-temperature processing chamber)用於向半導體基板上沈積各種材料層。諸如矽晶圓之一或多個基板可置放於反應室中之晶圓支撐件上。晶圓和支撐件皆被加熱到所要溫度。在典型晶圓處理步驟中，反應性氣體在加熱的晶圓上通過，造成反應性材料薄層在晶圓上之化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)。若所沈積之層具有與下面的矽晶圓相同的結晶結構，則其被稱作磊晶層(epitaxial layer)。此有時也被稱作單晶層，因為其僅具有一種晶體結構。藉由隨後的製程，此等層被製成積體電路，且取決於晶圓的大小和電路的複雜性，單層產生數十至數千或甚至數百萬個積體設備。
必須謹慎地控制各種製程參數以確保所形成的層的高品質。一個這樣的關鍵參數是在加工的每個處理步驟期間晶圓的溫度。在CVD期間，例如，多種沈積氣體在特定溫度起反應並沈積到晶圓上。若在晶圓表面上的溫度不同，則發生反應性氣體的不平均沈積。因此，重要的是，在處理開始之前，晶圓溫度要穩定在所要溫度且是均勻的。
同樣，在其它熱處理期間在晶圓上溫度的不均勻性或不穩定性可影響所形成結構的均勻性，溫度控制可能很關鍵的其它製程包括氧化、氮化、摻雜劑擴散、濺鍍沈積(sputter deposition)、光微影(photolithography)、乾式蝕刻(dry etching)、電漿製程和高溫退火(high temperature anneal)。
用於加工晶圓的已知方法和系統在製程反應室內使用以各種組態之熱電偶(thermocouple)和其它溫度感應器來調節和控制其內之溫度。舉例而言，Donald等人的美國專利第6,596,973號揭露了一種晶圓溫度估計器(wafer temperature estimator)，其包括在晶圓下方之熱電偶和與晶圓在一個直線視線的光學高溫計(optical pyrometer)。另一實例是Van Bilsen的美國專利第6,121,061號，其教示了量測晶圓周圍各個點之溫度的多個溫度感應器，包括靠近晶圓前邊緣置放的一熱電偶和靠近後邊緣的另一熱電偶，一個在一側且另一個在晶圓下方。
但發現用於量測和控制製程反應室內的溫度之已知系統和方法的準確性隨著時間而降級或完全出現故障。這些降級和永久性故障導致沈積品質變差或製程反應室之未預期的停工時間以便進行維修或昂貴的替換。此外，需要大量的時間和費用使反應器返回到在被塗佈的晶圓上產生所要薄膜性質所必需之操作條件。因此，需要一種系統，其提高溫度控制之準確性並減少反應器之停工時間和維修。
在一實施例中，提供一種溫度控制系統，其用於控制半導體製程反應室中之溫度。此系統包括控制器和與控制器通訊之多接面熱電偶。多接面熱電偶包括被定位成量測基板一部份的溫度之第一接面，自第一接面延伸的第一導線對，第一導線對和第一接面形成第一電性路徑，被定位成測量基板的實質上相同部份的溫度之第二接面，和自第二接面延伸之第二導線對，第二導線對和第二接面形成第二電性路徑，所述控制器被組態以用來偵測所述第一電性路徑和第二電性路徑之至少一電性路徑中之故障且選擇性地使用非故障的電性路徑來控制至所述製程反應室內之熱輸入。
在另一實施例中，提供一種多接面熱電偶，其用於半導體製程反應室。此多接面熱電偶包括第一接面，接合於第一接面之第一導線對，距第一接面小於1毫米而安置之第二接面，以及接合於第二接面之第二導線對。
在另一實施例中，提供一種溫度偵測系統。此系統包括熱電偶總成和用於自熱電偶總成確定溫度量測之控制器。熱電偶總成包括接面和耦接至接面之第一導體，第一導體由第一材料形成。熱電偶總成更包括耦接至接面之第二導體和第三導體，第二導體和第三導體由不同於第一材料之第二材料形成。控制器由所述熱電偶總成來決定溫度量測，其中所述控制器經組態以用於監測第一導體、第二導體和第三導體和偵測此等導體中之至少一者之故障，且所述控制器經組態以響應於所述第一導體、第二導體或第 三導體之故障偵測而停止使用自故障的所述導體的輸入來決定自所述熱電偶總成而來的溫度量測。
在另一實施例中，提供一種半導體製程反應裝置(semiconductor processing apparatus)。此裝置包括反應室、用於在此反應室內支撐基板之晶座，用於支撐此晶座之軸桿總成，多接面熱電偶以及控制器。多接面熱電偶包括被定位成量測基板的一部份的溫度之第一接面，和被定位成測量此基板的實質上相同部份的溫度之第二接面。控制器用來控制至所述製程反應室內之熱輸入，所述熱電偶在操作時連接至所述控制器，使所述控制器接收由所述第一接面和第二接面此二接面而來之溫度量測，其中所述控制器被組態以用來偵測所述第一接面和第二接面之至少一接面中之故障且選擇性地使用非故障的接面來控制至所述製程反應室內之熱輸入。
在另一實施例中，提供一種測量半導體製程反應室中溫度之方法。此方法包括在此反應室內提供多接面熱電偶，此多接面熱電偶包括第一接面，可操作地連接至第一接面之第一導線對，在此第一接面1毫米內安置之第二接面，和可操作地連接至第二接面之第二導線對。此方法更包括自多接面熱電偶接收多種溫度量測，其中此量測可自第一接面、第二接面或兩個接面選擇性地接收。
預期所有此等實施例均在本文所揭露的本發明的範疇內。參看附圖，自下文本發明的詳細描述，對於熟習此項技術者而言，本發明的此等實施例和其它實施例將顯而易 見，本發明並不限於所揭露的任何特定實施例。
如上文所述，用於溫度控制之製程反應室的已知系統易於出現故障，這會導致用於替換構件的反應室停工時間和較大成本。此外，需要大量的時間和費用使反應器返回到在被塗佈的晶圓上產生所要薄膜性質所必需之操作條件。替換熱電偶和其它構件時需要侵入至反應室內，這可導致不當的顆粒產生。本文所教示之方法和系統緩和了此等問題中的許多問題。
雖然在用於加工半導體晶圓之冷壁CVD反應器(cold wall CVD reactor)的情形下描述了實施例，但應瞭解本文所述之加工方法可用於其它類型的反應器的情形。特定而言，熟習此項技術者可發現本文所述的方法適用於其它的半導體製程反應設備，其中將要在控制的溫度對半導體基板進行處理。本發明也可結合其它加熱/冷却系統來實施，諸如彼等感應加熱或電阻加熱之系統。而且，在其它基板之處理中常常需要精確的溫度控制，包括，但不限於，光學薄膜在玻璃或其它基板上之沈積。
圖1是根據實施例之製程反應室的橫截面圖。製程反應室200可包括石英反應室12。多個輻射熱源(其在所說明的實施例中包括加熱燈組(banks)13、14)支撐於反應室12外部，以向反應室12提供熱能而不會被石英反應室壁大量吸收。此外，多個聚光燈(spot lamp)15向晶圓支撐結構18的下側供應集中的熱量以抵消藉由穿過反應室12底 部延伸之冷支撐結構所造成的熱庫效應(heat sink effect)。
晶圓16被示出支撐於反應室12內晶圓支撐結構18上。所說明的支撐結構18包括晶座20和支撐支架(support spider)22，晶圓16擱置在晶座20上。支撐支架22安裝到軸桿24上，軸桿24通過自反應室12下壁懸置的管26向下延伸。
如在圖2的近視圖中更清楚地示出，多接面熱電偶110鄰近晶座(susceptor)20的中部。在其它實施例中，多接面熱電偶110可在反應室12中的其它部位，諸如靠近晶圓16(圖1)的前(leading)邊緣、後(trailing)邊緣或側邊緣。多接面熱電偶110包括第一接面112與第二接面114和第一導線對113與第二導線對115，第一導線對113與第二導線對115穿過支架22和軸桿24。在所說明的實施例中，支架22包括接納軸桿24之管座(socket)23，和自管座23大體上在徑向向外和向上延伸以支撐晶座20之多個支架臂25。在圖1和圖2的實施例中，第一接面112和第二接面114在晶圓16與軸桿24之間垂直地定位且在徑向距晶圓16的垂直中心軸線1毫米內定位。但是也可使用其它組態來量測在基板16的不同部位的溫度，諸如在前邊緣、後邊緣、側邊緣或任何其它位置的溫度。
圖3是根據本發明之實施例的溫度控制系統100的示意圖。溫度控制系統100包括在製程反應室200內之多接面熱電偶110。製程反應室200經組態以在基板上進行沈積。衆所周知，熱電偶藉由量測自接面延伸至另一參考點 之兩個不同導體所產生的電壓差來感應在接面的溫度。在接面與參考點之間的熱梯度(gradient)使得每個導體產生電壓。由於當向相同的溫度梯度暴露時不同的傳導(conducting)材料產生不同的電壓，因此在接面所鏈接的相異導體(linking dissimilar conductor)在參考點在兩個導體之間產生電壓差。換言之，在接面與在參考點的第一導線的端部之間的電壓差不等於在接面與在參考點第二導線的端部之間的電壓差。在參考點對第一導線與第二導線之間的電壓差的量測允許計算接面與參考點之間的溫度差。
熱電偶有時被稱作接觸型感應器(contact-type sensor)，因為其常被置放成與待感應溫度之物件接觸。但是，其有時亦被定位成與此物件略微間隔開。熱電偶可為接觸型感應器，與待感應之物件間隔開置放之感應器以及熟習此項技術者已知的類似的熱量測設備。因此，量測基板之一部份的溫度之熱電偶可靠近此部份來定位而不是精確地定位於基板之此部份。舉例而言，量測該基板中心溫度之熱電偶可定位於支撐基板之晶座下方，諸如在基板下方大約6.4毫米。作為另一實例，量測基板邊緣溫度之熱電偶可鄰近基板來定位而不是實際上與基板接觸，諸如距基板大約12.7毫米至大約25.4毫米。
如圖3所示，多接面熱電偶110包括第一接面112和第二接面114。第一接面112和第二接面114可各藉由接合適用於在半導體製程反應室環境下偵測溫度之任何兩個導體而形成。如上文關於圖2所示，接合於第一接面112 之兩個導體是第一導線對113，且接合於第二接面114之兩個導體是第二導線對115。舉例而言，可使用所謂的R型熱電偶，其包括一根鉑(Pt)導線且另一根由鉑與大約13%銠(Rh)所形成的合金的導線。當然，可使用多種其它類型的熱電偶，只要其符合可承受反應器內的環境之目的，諸如高達大約1200℃的溫度。舉例而言，可使用的某些可能的熱電偶類型包括，但不限於，S型(一根導線由Pt形成，且另一根導線由90%Pt和10%Rh形成)，B型(一根導線由94%Pt和6%Rh形成，另一根導線由70%Pt和30%Rh形成)，K型(一根導線由90%鎳(Ni)和10%鉻(Cr)形成，且另一根導線由95%Ni、2%錳(Mn)、2%鋁(Al)和1%矽(Si)形成)以及N型(一根導線由Ni、Cr和Si形成，且另一根導線由Ni和Si形成)。
第一接面112定位於製程反應室200內特定位置，在該位置，其可量測在晶圓16(圖1)的預選部位之溫度。第二接面114被定位成量測在該基板的實質上相同部位之溫度。舉例而言，第一接面112和第二接面114可被定位成測量晶圓16中心的溫度。在該等佈置中，第一接面112和第二接面114可靠近晶圓中心而安置，諸如在基板中心1毫米的半徑內。如上文所述，第一接面112和第二接面114也可被定位成測量晶圓16其它部位的溫度，諸如晶圓的前邊緣、後邊緣、邊緣的其它部份或中心與邊緣之間的部位。
為了促進在晶圓的實質上相同部份的溫度量測，第一 接面112和第二接面114可彼此非常靠近地安置，諸如彼此在一毫米內，特別地彼此在0.5毫米內，更特別地彼此在0.25毫米內。在某些實施例中，第一接面112與第二接面114彼此重合。在附圖未示出的其它實施例中，多接面熱電偶110可包括超過兩個接面，所有這些接面彼此鄰近。
其它溫度感應器111也可在反應器200內使用。此等其它溫度感應器111可包括其它熱電偶、接觸型感應器、高溫計或適用於偵測半導體製程反應室環境內溫度之其它類型的溫度感應器。定位其它溫度感應器111以量測靠近晶圓的與熱電偶110相同的部份的溫度。在其它實施例中，定位其它的溫度感應器111以偵測在晶圓的不同於熱電偶100的部份的溫度且控制器120可基於來自其它溫度感應器111的讀數來估計靠近熱電偶110的部份的溫度。該等估計可通過內插法(interpolation)或外插法(extrapolation)，或藉由比較來自其它溫度感應器111的讀數與來自先前模擬(previous simulation)的讀數來計算，在先前的模擬中，對於熱電偶110所位於的晶圓的相同部份獲得準確的讀數。以此方式，可使用其它溫度感應器111來產生溫度量測，可比較來自熱電偶110的讀數與所產生的溫度量測，如下文所述。
在圖3所說明的實施例中，熱電偶110與控制器120通訊。控制器120可包括處理器，尤其是可編程(programmable)的處理器。控制器120自多接面熱電偶110接收各種量測。在某些實施例中，控制器120亦自反應室 200內的其它溫度感應器111接收多種量測。在其它實施例中，控制器僅自多接面熱電偶110接收多種量測，而不自其它溫度感應器111接收多種量測。基於此等量測，控制器120調整至製程反應室200內的熱輸入。在某些實施例中，在自多接面熱電偶110接收多種量測之過程中，控制器120經組態，諸如藉由對控制器120中之處理器進行編程，以自第一接面112選擇性地接收量測並在正常操作條件下忽略自第二接面114之量測，直至在第一接面112中偵測到故障為止。在其它實施例中，在正常操作條件下，控制器120自第二接面114選擇性地接收量測並忽略自第一接面112之量測，直至在第二接面114中出現故障。在另外的實施例中，在正常操作條件下，控制器自第一接面112和第二接面114接收多種量測並組合該等量測，諸如藉由平均化該等量測，直至在接面112、114中之一者中偵測到故障。在控制器120自第一接面112和第二接面114接收多種量測的實施例中，藉由比較控制器120自第一接面112接收的量測與控制器120自第二接面114接收到的量測，控制器120可偵測第一接面和/或第一導線對113之故障或替代地，亦可偵測第二接面114和/或第二導線對115之故障。在控制器120自其它溫度感應器111接收量測之實施例中，控制器120可藉由比較自第一接面的量測與自所述感應器111的量測來偵測各接面112、114或導線對113、115之故障。
在接面本身出現故障時或者在連接該接面與控制器的 電路中之任何電路出現故障時，熱電偶接面可能會出現故障。如本文所用之故障包括讀數準確性降級，諸如溫度漂移(temperature drift)，以及不能提供讀數，諸如在接面由於開路而未能與處理器進行通訊時。雖然僅一攝氏度的若干分之幾的不準確不能被視為故障，但取決於正在進行中之製程的敏感性，1℃或1℃以上的讀數不準確常常是故障。在開路模式的故障中，可藉由不同於上述控制器的構件來進行故障偵測，該構件例如可以是熱電偶與控制器之間的多工器(multiplexer)。
在開路情况下，控制器120可藉由認識到自該接面無電流流動而簡單地偵測到接面中之故障。在錯誤讀數的情况下，控制器120可藉由比較自接面112、114中之一者的量測與自另一接面的量測，或藉由比較自接面112、114中之一者的量測與自其它溫度感應器111的量測來偵測故障。若在量測中存在顯著差異，諸如1℃或1℃以上的差異，則控制器120可判斷出接面中之一者出現故障。當故障判斷僅涉及比較自第一接面的量測與自第二接面的量測時，在某些實施例中，此故障判斷可藉由不同於控制器120的構件來執行，諸如多工器。控制器120然後可使用自其它源的信息，諸如自製程反應室200中之其它溫度感應器111的量測，來判斷接面112、114或導線對113、115中的哪些出現故障。在使用自其它溫度感應器111之資訊的情况下，控制器120可進行計算以與接面112、114相比來考慮其它溫度感應器的部位。
在涉及熱電偶接面112、114之實施例中，當控制器120偵測到任一接面或相關聯的導線對113、115出現故障的情况下，出於製程控制的目的，控制器120可忽略出現故障的接面/導線對並僅使用未出現故障的接面/導線來執行其控制功能。換言之，控制器120不再使用來自出現故障的接面/導線對的量測而是可繼續不減緩地進行晶圓加工。在此應用中，在涉及接面對的實施例中，接面的“選擇”包括出於製程控制目的忽略出現故障的接面/導線對並使用自未出現故障的接面/導線對之量測，其中“選定”接面是未出現故障的接面/導線對。舉例而言，在控制器120基於自兩個接面112、114之量測來調整至製程反應室200內的熱輸入之實施例中，若其偵測到第一接面112或第一導線對113出現故障，則控制器120可選擇第二接面114。在選擇第二接面114後，控制器基於自第二接面114而不是第一接面112的量測來調整至製程反應室200內之熱輸入。
在某些實施例中，控制器120可繼續自第一接面112接收多種量測，即使在選擇第二接面114以便監視第一接面112或第一導線對113中的故障是否結束之後。但是，除非控制器120判斷出第一接面112或第一導線對113的故障已結束，在其選擇了第二接面114之後，控制器120將不會考慮其自第一接面112接收之量測。用於判斷接面或導線對的故障是否結束之製程類似於上文關於偵測故障所述之製程，例如，藉由比較自相關接面之量測與自其它 溫度感應器之量測。控制器120較佳地經組態以偵測接面或導線對之故障且選擇其它接面而不顯著地中斷製程反應室200中之加工。因此，在溫度控制系統100中，即使在多接面熱電偶110中之接面112、114(或相關聯的導線對113、115)中之一者出現故障的情况下，可繼續反應室200中之溫度偵測和控制而無需停止反應室200中之加工來替換出現故障的熱電偶接面/導線對。如熟習此項技術者所理解，替換熱電偶通常涉及使反應室200向周圍空氣暴露，這需要隨後對反應室進行淨化以移除污染物。所有這些均需要時間。因此，具有冗餘接面之溫度控制系統100可有利地減小使反應室200返回到所要操作條件之反應室停工時間和費用。
圖4A和圖4B是根據實施例之熱電偶的示意圖。在圖4A所示之實施例中，第一接面112與第二接面114是重合的。在圖4B之實施例中，第一接面112和第二接面114彼此非常靠近地安置著，諸如彼此在一毫米內，特別地彼此在0.5毫米內，更特別地彼此在0.25毫米內。第一接面112經由第一導線對113和第一接面連接器118而與處理器120通訊。第一導線對113可包括兩個不同類型的電導體之組合，當向相同溫度梯度暴露時，兩個不同類型的電導體產生不同的電壓。如上文所述，示範性組合包括一根導線由Pt形成和另一根導線由Pt和大約13%的銠合金形成，通常被稱作R型熱電偶。第二接面114透過第二導線對115和第二接面連接器119而與處理器120通訊。第二 導線對115可以上文關於第一導線對113所述的相同方式形成。或者，第二導線對115可由與第一導線對113的導體不同的另一組導體製成。舉例而言，第一導線對可為R型且第二導線對可為B型。
第一接面112和第二接面114可受到覆蓋物116的保護。覆蓋物116可包括由石英或其它玻璃體或非玻璃體材料製成的外鞘(sheath)。為了進一步保護熱電偶100，覆蓋物116可包括在外鞘上形成之塗層。塗層可在外鞘與反應室內的環境之間形成屏障(barrier)。塗層可非常薄，諸如具有在大約500至5000埃之間，特別是1500至2500埃之間的厚度。塗層可包括比下面外鞘的材料更耐酸、高溫和熱循環的材料。舉例而言，塗層可包括碳化矽和/或氮化矽。塗層可藉由能够形成對下面外鞘具有良好粘附性的薄屏障層之任何製程來形成。舉例而言，在某些實施例中，塗層可藉由濺鍍製程來形成。在其它實施例中，塗層可藉由化學氣相沈積製程來形成。可結合覆蓋物116使用來保護熱電偶110之外鞘和塗層在2001年4月6日提出申請的名稱為“BARRIER COATING FOR VITREOUS MATERIALS”的美國專利申請第2002/001121號的段落[0028]-[0035]中更詳細地描述，這些段落以引用的方式結合到本文中。
圖5是根據某些實施例之熱電偶的示意圖。圖5所示之熱電偶110包括單個接面112、第一導體113a、第二導體113b、第三導體115a和第四導體115b。在圖5所示的 實施例中，第一導體113a和第三導體115a是相同類型的導體，即，其由相同材料形成。第二導體113b和第四導體115b也是彼此相同類型的導體，即，由相同但不同於導體113a、115a的材料來形成。舉例而言，導體113a、115a可為由Pt形成的導線，而導體113b、115b可為由Pt和Rh形成的導線。
在圖5所示的佈置中，可以四種不同的方式自熱電偶110獲得溫度量測：藉由比較第一導體113a上的電壓與第二導體113b上的電壓；藉由比較第一導體113a上的電壓與第四導體115b上的電壓；藉由比較第三導體115a上的電壓與第二導體113b上的電壓；以及，藉由比較第三導體115a上的電壓與第四導體115b上的電壓。
在此等四種方法中之每一種方法中藉由比較自導體之讀數，控制器120(圖3和圖4)可偵測哪個特定導體出現故障。一旦偵測到故障，控制器120可忽略該出現故障的導體同時繼續自其它導體接收量測。即使在該等導體中的一個導體出現故障後，圖5的熱電偶仍可提供冗餘(redundancy)。舉例而言，若控制器120偵測到第一導體113a出現故障，仍可以兩種方式獲得溫度量測：藉由比較第三導體115上的電壓與第二導體113b上的電壓；以及，藉由比較第三導體115a上的電壓與第四導體115b上的電壓。熟習此項技術者將瞭解到此等原理可應用於具有超過四個導體之熱電偶，從而達成更大的冗餘。
圖6說明以不同方式提供冗餘之熱電偶210。熱電偶 210包括接面212、第一導體213和第二導體215a、第三導體215b和第四導體215c。第二導體215a、第三導體215b和第四導體215c彼此是相同的類型，但是與第一導體213是不同的類型。換言之，導體215a、215b和215c較佳地由相同材料形成，其較佳地不同於導體213的材料。當已知一種類型的導體比其它類型的導體更頻繁地出現故障時，圖6之熱電偶特別適用。第二導體215a、第三導體215b和第四導體215c可由出現故障的可能性更大的導體材料來形成。以此方式，若導體215a、215b或215c中之一者出現故障時，熱電偶210仍能提供冗餘，因為第一導體213仍可與其餘兩個未出現故障的導體組合。另外，若導體215a、215b或215c中之再一者出現故障時，熱電偶210仍可藉由組合第一導體213與其餘未出現故障的導體來提供溫度量測。應瞭解可提供任何數目的導體213和215。
熟習此項技術者應瞭解在不偏離本發明範疇的情况下可以對本發明做出各種修改和變化。預期所有該等修改和變化屬於如所附申請專利範圍所界定之本發明的範疇內。
12‧‧‧反應室
13‧‧‧加熱燈
14‧‧‧加熱燈
15‧‧‧聚光燈
16‧‧‧晶圓
18‧‧‧晶圓支撐結構
20‧‧‧晶座
22‧‧‧支撐支架
23‧‧‧管座
24‧‧‧軸桿
25‧‧‧支架臂
26‧‧‧管
100‧‧‧溫度控制系統
110‧‧‧接面熱電偶
111‧‧‧溫度感應器
112‧‧‧第一接面
113‧‧‧第一導線對
113a‧‧‧第一導體
113b‧‧‧第二導體
114‧‧‧第二接面
115‧‧‧第二導線對
115a‧‧‧第三導體
115b‧‧‧第四導體
116‧‧‧覆蓋物
118‧‧‧第一接面連接器
119‧‧‧第二接面連接器
120‧‧‧控制器
200‧‧‧製程反應室
210‧‧‧熱電偶
212‧‧‧接面
213‧‧‧第一導體
215a‧‧‧第二導體
215b‧‧‧第三導體
215c‧‧‧第四導體
圖1是根據本發明之實施例的製程反應室的橫截面圖。
圖2是圖1之反應室的放大橫截面圖。
圖3是根據本發明之實施例的溫度控制系統的示意圖。
圖4A是根據本發明之其它實施例的多接面熱電偶的 示意圖。
圖4B是根據本發明之其它實施例的多接面熱電偶之示意圖。
圖5是根據本發明之其它實施例的熱電偶的示意圖。
圖6是根據本發明之其它實施例的熱電偶的示意圖。
12‧‧‧反應室
13‧‧‧加熱燈
14‧‧‧加熱燈
15‧‧‧聚光燈
16‧‧‧晶圓
18‧‧‧晶圓支撐結構
20‧‧‧晶座
22‧‧‧支撐支架
23‧‧‧管座
24‧‧‧軸桿
25‧‧‧支架臂
26‧‧‧管
200‧‧‧製程反應室

Claims (10)

  1. 一種包括熱電偶總成之溫度偵測系統，所述熱電偶總成包括：接面；第一導體，耦接至所述接面，所述第一導體由第一材料形成；第二導體和第三導體，耦接至所述接面，所述第二導體和第三導體由不同於所述第一材料之第二材料形成，其中所述第二導體和第三導體由相同的所述第二材料形成；以及控制器，用於決定來自所述熱電偶總成之溫度量測，其中所述控制器被組態以用來監測所述第一導體、第二導體及第三導體和偵測該些導體中之至少一導體的故障，且其中所述控制器經組態以響應於所述第一導體、第二導體或第三導體之故障偵測而停止使用自故障的所述導體的輸入來決定自所述熱電偶總成而來的溫度量測，其中所述第一導體和第二導體之間形成第一熱電偶，且所述第一導體和第三導體之間形成第二熱電偶。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之包括熱電偶總成之溫度偵測系統，更包括第四導體，其中所述第四導體由與所述第二導體和第三導體相同的所述第二材料形成，所述第四導體耦接至所述接面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之包括熱電偶總成之溫度偵測系統，其中所述第一材料是鉑且所述第二材料是 鉑和銠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之包括熱電偶總成之溫度偵測系統，其中所述熱電偶總成經組態以用於半導體製程反應室。
  5. 一種用於控制半導體製程反應室中溫度之溫度控制系統，包括：控制器，用於控制至所述製程反應室內之熱輸入；以及熱電偶總成，與所述控制器通訊，所述熱電偶總成包括：接面；耦接至所述接面之第一導體，所述第一導體由第一材料形成；以及耦接至所述接面之第二導體和第三導體，所述第二導體和第三導體由不同於所述第一材料之第二材料形成，其中所述第二導體和第三導體由相同的所述第二材料形成，其中所述第一導體和第二導體之間形成第一熱電偶，且所述第一導體和第三導體之間形成第二熱電偶，且其中所述控制器被組態以偵測所述第一熱電偶和第二熱電偶之至少一熱電偶中之故障且選擇性地使用非故障的熱電偶來控制至所述製程反應室內之熱輸入。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於控制半導體製程反應室中溫度之溫度控制系統，更包括第四導體，其中所述第四導體由與所述第二導體和第三導體相同的所述第二材料形成，所述第四導體耦接至所述接面。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之用於控制半導體製程反應室中溫度之溫度控制系統，其中所述第一材料是鉑且所述第二材料是包括鉑和銠的合金。
  8. 一種半導體製程反應裝置，包括：反應室；安置於所述反應室中之晶座，其中在所述反應室中之所述晶座上可支撐基板；用於支撐所述晶座之延伸至所述反應室中之軸桿總成；以及熱電偶總成，至少部分地安置於所述軸桿總成中，所述熱電偶總成包括：接面，位於鄰近於所述晶座；第一導體，耦接至所述接面，所述第一導體由第一材料形成；以及第二導體和第三導體，耦接至所述接面，所述第二導體和第三導體由不同於所述第一材料之第二材料形成，其中所述第二導體和第三導體由相同的所述第二材料形成；其中所述第一導體和第二導體之間形成第一熱 電偶，且所述第一導體和第三導體之間形成第二熱電偶；以及控制器，用來控制至所述製程反應室內之熱輸入，所述熱電偶總成在操作時連接至所述控制器，使所述控制器接收由所述第一熱電偶和第二熱電偶而來之溫度量測，其中所述控制器被組態以偵測所述第一熱電偶和第二熱電偶之至少一熱電偶中之故障且選擇性地使用非故障的熱電偶來控制至所述製程反應室內之熱輸入。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之半導體製程反應裝置，更包括第四導體，其中所述第四導體由與所述第二導體和第三導體相同的所述第二材料形成，所述第四導體耦接至所述接面。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之半導體製程反應裝置，其中所述第一材料是鉑且所述第二材料是包括鉑和銠的合金。
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