TWI512874B - 燈泡故障偵測器 - Google Patents
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Description
本發明的實施例一般性地關於：用於偵測燈泡故障的裝置和方法，及更為特定而言係針對於：偵測在快速熱處理(RTP)機台中的串聯連接的燈泡之燈泡故障。
快速熱處理(RTP)係允許基材(例如矽晶圓)的快速加熱和快速冷卻的任何熱處理技術。特定的峰值溫度和所使用的加熱時間取決於：晶圓處理的類型。RTP晶圓處理應用包含(在其它事項之外)：退火、摻雜劑活化、快速的熱氧化，及矽化(silicidation)。在快速地加熱至相對為高的溫度後快速地冷卻(將RTP特徵化)提供更為精確的晶圓處理控制。將較薄的氧化物使用於MOS閘極中的趨勢已導致：對於一些裝置應用氧化物厚度低於100埃(Angstroms)的需要。此薄的氧化物需要在含氧大氣(oxygen atmosphere)中非常快速地加熱和冷卻晶圓的表面以生長此薄的氧化物層。RTP系統可提供此層級的控制，及被使用於快速的熱氧化處理。
將短的加熱週期使用於RTP的結果為：橫跨於晶圓表面而存在的任何的溫度變化率不利地影響晶圓處理。因而，在RTP中所欲者為：在處理期間，監控橫跨於晶圓表面的溫度，及改善在晶圓表面中和晶圓表面上的溫度
的均勻性。結果，對個別的加熱元件的放置、控制及監控進行設計，以使得熱輸出可被控制以有助於改善橫跨於晶圓表面的溫度的均勻性。
然而，目前的方法通常將不產生所需要的溫度均勻性。由於元件故障或不佳的效能而造成的熱強度的變動可大幅地損壞所欲的溫度分佈控制及導致不可接受的處理結果。從而，可在晶圓處理期間偵測故障或不可接受的元件效能的監控系統對RTP系統而言為有用的特性。
因而，具有用於加熱元件的故障偵測之改善的裝置和方法的需要。再者，需要獨立於電壓和電流波形的故障偵測系統。亦需要可識別何者元件已故障的故障偵測系統。
本發明的實施例一般性地關於：用於偵測燈泡故障的裝置和方法，及更為特定而言係針對於：偵測在快速熱處理(RTP)機台中串聯連接的燈泡的燈泡故障。
在一實施例中，系統一般性地包含：一腔室主體，該腔室主體具有：一開口、一燈泡頭組件(lamphead assembly)，該燈泡頭組件耦接至該腔室主體的該開口，該燈泡頭組件包含：複數個燈泡，該複數個燈泡排置於一陣列(array)中；及一燈泡故障偵測器，該燈泡故障偵測器電耦接至該燈泡頭組件。燈泡故障偵測器一般性地
包含：一電壓資料獲取模組，該電壓資料獲取模組經設置以在一電路路徑上取樣電壓訊號，該電路路徑係由該複數個燈泡的至少二個串聯連接的燈泡形成；一第一電容器，該第一電容器耦接至該電路路徑於一第一節點處，該第一節點與該至少二個串聯連接的燈泡中之一第一燈泡相關聯，及該第一電容器耦接至該電壓資料獲取模組；一第二電容器，該第二電容器耦接至該電路路徑於一第二節點處，該第二節點與該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡相關聯，及該第二電容器耦接至該電壓資料獲取模組；及一控制器，該控制器經調適以：從該電壓資料獲取模組接收取樣電壓訊號的數位值，及基於橫跨於該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡的電壓降來決定：該至少二個串聯連接的燈泡中的一或多個燈泡之狀態，如同藉由取樣電壓訊號所決定者。
在另一實施例中，系統一般性地包含：一腔室主體，該腔室主體具有一開口、一燈泡頭組件，該燈泡頭組件耦接至該腔室主體的該開口，該燈泡頭組件包含：複數個燈泡，該複數個燈泡排置於一陣列中；及一燈泡故障偵測器，該燈泡故障偵測器電耦接至該燈泡頭組件。燈泡故障偵測器一般性地包含：一電壓資料獲取模組，該電壓資料獲取模組經設置以在一電路路徑上取樣電壓訊號，該電路路徑係由該複數個燈泡的至少二個串聯連接的燈泡形成；一第一電容器，該第一電容器耦接至該電路路徑於一第一節點處，該第一節點與該至少二個串聯
連接的燈泡中的一第一燈泡相關聯，及該第一電容器耦接至該電壓資料獲取模組；一第二電容器，該第二電容器耦接至該電路路徑於一第二節點處，該第二節點與該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡相關聯，及該第二電容器耦接至該電壓資料獲取模組，其中該電路路徑與該第一和第二電容器係燈泡電路板的部分，及其中該至少二個串聯連接的燈泡耦接至燈泡電路板；及一控制器，該控制器經調適以從該電壓資料獲取模組接收取樣電壓訊號的數位值，及基於橫跨於該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡的電壓降來決定：該至少二個串聯連接的燈泡中的一或多個燈泡之狀態，如同藉由取樣電壓訊號所決定者。
在另一實施例中，用於偵測使用於半導體基材的熱處理的燈泡中的燈泡故障之方法一般性地包含以下步驟：沿著一電路路徑取樣電壓訊號，該電路路徑係由至少二個串聯連接的燈泡形成，其中該電壓訊號在該至少二個串聯連接的燈泡中的一第一燈泡的節點處被取樣；基於取樣的電壓訊號來決定：橫跨於該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡的電壓降；及基於橫跨於第一燈泡的電壓降和電路路徑的總電壓降之間的關係來決定燈泡的故障。
本發明的實施例一般性地關於：用於偵測燈泡故障的裝置和方法，及更為特定而言係針對於：偵測在快速熱處理(RTP)機台中串聯連接的燈泡之燈泡故障。
第1圖根據一實施例示例性地說明：半導體處理系統10的部分截面圖。半導體處理系統10可一般性地包含：一半導體處理腔室12、一晶圓傳送裝置(wafer handling apparatus)或支撐裝置14，該晶圓傳送裝置或支撐裝置位於該半導體處理腔室12內，及一燈泡頭或熱源組件16，該燈泡頭或熱源組件位於該半導體處理腔室之上。
半導體處理腔室12包含：一主體18和一窗口20，該窗口放置於該主體18的上邊緣之上。o-環34位在該窗口20和主體18之間，以在界面處提供氣密(air-tight)的密封。窗口20可由對紅外光為透明的材料所製成。舉例而言，窗口20可由透明的熔融的二氧化矽石英所製成。主體18可由不銹鋼製成及以石英(未示出)來作為內襯。圓形通道22形成主體18的基部之部分。
處理腔室12的主體18包含：一處理氣體進氣口62和一氣體排氣口64。在使用中，在處理腔室12內的壓力在將處理氣體經由進氣口62引入之前可減少至次大氣壓力(sub-atmospheric pressure)。處理腔室12藉由真空幫浦67和閥63的方式經由管道或口66來抽取而排空。壓力典型地減少至大約1托耳(torr)和160托耳之間。特
定的製程可在大氣壓力下進行。
窗口20被設置在燈泡頭組件16和主體18之間。o-環35位於窗口20和燈泡頭組件16之間以在界面處提供氣密的密封。夾具56將窗口20、燈泡頭組件16及處理腔室12彼此間緊固。在其它的實施例中，燈泡頭組件16可被排置在主體18的下側以加熱晶圓或基材30的背側。主體18可至少部分地由石英或另一透明的材料組成，以允許從燈泡頭組件16放射的輻射接觸基材30的背側。主體18可進一步經調適以允許將燈泡頭組件16夾緊或緊固至其下側而維持一密封的環境。
燈泡頭組件16包含：複數個燈泡36，該複數個燈泡係由電插槽38支撐。電插槽38可連接至使用於功率分配的電路板11。燈泡36可為：放射紅外線輻射的燈泡。每一燈泡36可藉由使用陶瓷封裝化合物37而被封裝在凹部40內。封裝化合物37相對地為多孔的及從磷酸鎂(magnesium phosphate)形成。封裝化合物37亦可為白色的，以將從燈泡36放射的輻射反射。凹部40可為反射的及/或以反射材料來作為內襯，例如(舉例而言)金或不銹鋼。如同所顯示者，凹部40的開口端位於窗口20的相鄰處，以允許從燈泡36放射的輻射進入半導體處理腔室12。
燈泡36可排置於燈泡頭組件16之內的陣列中，以為了均勻地分散在半導體處理腔室12內的熱。燈泡36和插槽38可連接至電路板11，以使得並聯連接的電路之
陣列被建立，其中每一電路包含：一對串聯連接的燈泡L1、L2，如同在第2A圖至第2B圖所顯示者。
燈泡頭組件16可包含：一冷卻腔室42，該冷卻腔室係由一上腔室壁44、一下腔室壁46、一圓柱壁48，及凹部40所界定。冷卻劑流體(例如水或氣體)經由入口50被引入冷卻腔室42及在出口52處脫除。冷卻劑流體在凹部40之間流動及用於將凹部40冷卻。
真空幫浦68可被提供以減少燈泡頭組件16內的壓力。在燈泡頭組件16內的壓力藉著經由管道或口69(包含閥65)來抽取而減少，該管道或口延伸穿過冷卻腔室42及與凹部40的內部空間流體相通。凹部40的內部空間藉由小的通道70彼此間流體相通，該等小的通道延伸穿過凹部40的壁。
可提供熱傳導氣體(例如氦)的加壓源75以將燈泡頭組件16填充熱傳導氣體。源75藉由口或管道76及閥77的方式連接至燈泡頭組件16。熱傳導氣體被引入形成在燈泡頭蓋80和上腔室壁44之間的空間78，該空間均勻地分散在燈泡頭組件16內的熱傳導氣體。打開閥77使得熱傳導氣體流動至空間78。閥77維持為打開直到燈泡頭組件16大體上充滿熱傳導氣體為止。因為燈泡封裝化合物37係多孔的，熱傳導氣體流動經過封裝化合物37及流至凹部40以將燈泡36冷卻。在一實施例中，燈泡頭組件16並未被排空，及熱傳導氣體經由進氣口(未示出)被引入燈泡頭組件16和經由排氣口(未示出)排
出，以維持熱傳導氣體流動經過燈泡頭組件16。
晶圓傳送裝置14可包含：磁性轉子24，該磁性轉子設置在通道22之內；一管狀的支撐26，該管狀的支撐放置在磁性轉子24之上或另外地耦接至磁性轉子24及設置在通道22之內；及一邊緣環28，該邊緣環放置在管狀的支撐26上。管狀的支撐26可由石英製成。邊緣環28可從碳化矽石墨形成及由矽所包覆。在處理期間，晶圓或基材30放置於邊緣環28上。磁性定子32位於通道22的外部及被使用以經由主體18磁性地感應磁性轉子24的轉動，藉此造成管狀的支撐26和邊緣環28的轉動。
感測器(例如一或多個高溫計58)位於主體18的反射的下壁59中，及經設置以偵測晶圓30的下表面的溫度，該晶圓設置在邊緣環28中。高溫計58可連接至功率供應控制器60，該功率供應控制器控制由功率供應45提供至燈泡36的功率以回應於測量的溫度。
在操作中，功率(例如AC或DC功率)藉由功率供應45提供至功率分配電路板11及分散至燈泡36。測量電路板17可連接至功率分配板11的電路以達成資料獲取和燈泡故障偵測之目的。資料獲取單元(DAQ)47可連接至測量電路板17。DAQ47測量橫跨於燈泡36的電壓，及將電壓資料饋入至處理器/控制器49，該處理器/控制器使用該資料以決定：在燈泡36的任何者中是否具有故障。
第2A圖示例性地說明：燈泡故障偵測系統200的示意圖。系統200包含：DAQ 47和處理器/控制器49。燈泡故障偵測系統200可結合AC及/或DC功率供應來使用。第2B圖示例性地說明：燈泡故障偵測系統210的示意圖。系統210包含：DAQ 47、處理器/控制器49，及一對電容器201A、201B。燈泡故障偵測系統210可結合AC功率供應來使用。
目前參照至第1圖、第2A圖、及第2B圖，如同前文所描述者，燈泡36可分散至數對串聯連接的燈泡L1、L2的電路路徑202。燈泡故障偵測系統200的DAQ 47可耦接至由燈泡L1、L2形成的電路路徑202。燈泡故障偵測系統210的電容器201A、201B可耦接在由燈泡L1、L2形成的電路路徑202和DAQ 47之間。電容器201A、201B可衰減由功率供應45提供至電路路徑202的電壓(V)。舉例而言，功率供應45可經組態以提供200 V至電路路徑202，及DAQ 47可經組態以測量：最大值僅為5 V的電壓。電容器201A、201B衰減電壓下降至DAQ 47的可讀取的準位。若功率供應45的接地處於與DAQ 47的接地不同的電位，則電容器201A、201B的使用為額外地有用的。
該對電容器201A和201B可為功率分配電路板11的部分，如同在第3圖中的功率分配電路板11的部分截面圖所顯示者。目前參照第1圖至第3圖，一對端點組301A、301B排置在電路板11上以對於該對串聯連接的
燈泡L1、L2建立電路路徑202。端點301A、301B經調整大小及經設置以個別地接收燈泡L1、L2的連接器302A、302B。該對電容器201A、201B亦可排置於功率分配電路板11內。電容器201A、201B可為平行的板材電容器，該等平行的板材電容器包含：一第一板材303和一第二板材304，該第一板材和該第二板材係由功率分配電路板11的介電質材料305分隔。電容器201A的第一板材303可連接至端點組301A的端點之一者，及電容器201B的第一板材303可連接至端點組301A的另一端點。連接器306可被使用以將功率分配電路板11的電容器201A、201B與DAQ 47連接。
特別當AC功率係由功率供應45提供時，對整流由DAQ 47取樣的電壓訊號係有用的，以使得對於燈泡故障偵測而言精確的測量係可能的。可使用於第1圖至第3圖的實施例中的濾波整流器400的一個實施例被顯示於第4圖中。衰減電阻器401可耦接在電容器201A、201B之間以與燈泡L1並聯。衰減電阻器401可界定在電容器201A、201B之間的衰減及具有大的多的電阻值，例如相較於燈泡L1的電阻值為較大的數量級，以為了不影響由DAQ 47在正常操作期間所進行的測量。
濾波整流器400可一般性地包含：一橋式整流器402、一測量電容器403，及一洩放電阻器(bleeding resistor)404。橋式整流器可包含：四個二極體405。二極體405可形成為單一的單元或可為耦接在一起的離散元件。橋
式整流器402具有端點406A、406B。衰減電阻器401可耦接以與橋式整流器402的端點406A、406B相並聯。橋式整流器402亦具有抽頭407A、407B，該等抽頭407A、407B耦接以與測量電容器403相並聯。洩放電阻器404可耦接以與測量電容器403相並聯及亦耦接至DAQ 47。所顯示的濾波整流器400將功率供應45所提供的電壓整流及可用於額外地將高的電壓衰減，以使得電壓訊號可由DAQ 47來讀取。
參照至第5圖，顯示複數個電路C1
-Cn
，其中n係在2和200之間。電路C1
-Cn
的每一者包含：具有一對串聯連接的燈泡L1、L2的一電路路徑202、一對電容器201A、201B、一衰減電阻器401，及一濾波整流器400。電路C1
-Cn
可連接至單一的高效率的連接器506。連接器506可與多工器(MUX)500連接，該多工器(MUX)500為DAQ 47的部分。MUX 500包含：複數個開關501，該等開關可由控制器49來控制以選擇性地測量電路C1
-Cn
的電壓訊號。MUX 500的開關501可連接至差動放大器502。差動放大器502將電容器201A、201B提供的電壓訊號組合為單一的輸出電壓，該輸出電壓界定橫跨於燈泡L1的電壓降。輸出電壓係來自電容器201A、201B的電壓訊號的差，該等電壓訊號如同經過衰減和由濾波整流器400整流者，該等電壓訊號的差亦可由差動放大器502來放大。輸出電壓可藉由一值來放大，該值取決於：可由DAQ 47讀取的最大值電壓和來自電容器
201A、201B及濾波整流器400的電壓訊號之衰減。舉例而言，輸出電壓可由在0.1和5之間的值來放大。在一實施例中，輸出電壓係藉由1的值來放大。差動放大器502亦可限制在電壓訊號中的雜訊。
差動放大器502的輸出可耦接至類比至數位轉換器(ADC)503。ADC 503可將由MUX 500接收的類比電壓訊號轉換至可由控制器49讀取的二進制訊號。在一實施例中，ADC 503可輸出：8-位元的二進制的訊號或更高位元的二進制的訊號，例如10-位元的二進制的訊號。ADC 503的輸出可耦接至窗口比較器504。窗口比較器504的使用在具有高的訊號雜訊或在施加AC電壓受到訊號中的變動的影響之情況中特別地有利的。在顯示於第5圖的實施例中，窗口比較器504可為實體元件，該實體元件被使用以執行前文所描述的功能。在另一實施例中，由窗口比較器504執行的功能可由被程式化至控制器49的演算法來實現，在此情況中ADC 503直接地連接至控制器49。
窗口比較器504可為一數位裝置，該數位裝置接收來自ADC 503的輸出電壓，及基於來自ADC 503的輸出電壓提供數位輸出電壓。舉例而言，若來自ADC 503的輸出電壓係在一特定範圍之內，該範圍係在Vmin
和Vmax
之間，則窗口比較器504將輸出：具有二進制代碼的形式的TRUE(1)值，該TRUE(1)值可由控制器讀取。若來自ADC 503的輸出電壓係在該範圍之外，則窗口比較器
504將輸出具有二進制代碼的形式的FALSE(0)值，該FALSE(0)值可由控制器讀取。來自窗口比較器504的其它的輸出係可能的。代表施加至電路路徑202的總電壓之第一範圍可由DAQ 47可讀取的最大值電壓來界定。由Vmin
和Vmax
界定的第二臨界範圍可在第一範圍之內。在一實施例中，DAQ 47的最大可讀取的電壓係5 V，Vmin
係1 V，及Vmax
係4 V。在替代性的實施例中，窗口比較器504可為一類比裝置及可設置在ADC 503之前，以使得窗口比較器504的輸出藉由ADC 503調整為數位值。
關於燈泡故障，窗口比較器504的輸出可被使用以發出燈泡L1、L2的狀態之訊令至控制器49。舉例而言，若窗口比較器504的輸出為TRUE，則在電路路徑202中的燈泡L1、L2二者為可操作的。若窗口比較器504的輸出為FALSE，則燈泡故障已發生。額外地或替代性地，藉由控制器49對由ADC 503輸出的電壓所作的比較可被使用以決定燈泡L1、L2的何者已故障。在一實施例中，若由ADC 503輸出的電壓大於Vmax
，則燈泡L1處於開路狀態。若由ADC 503輸出的電壓小於Vmin
，則燈泡L2處於開路狀態。在另一實施例中，若由ADC 503輸出的電壓等於施加至電路路徑的總電壓，如同經過衰減和整流者，則燈泡L1處於開路狀態。若由ADC 503輸出的電壓等於零，則燈泡L2處於開路狀態。詞彙「等於(equal to)」並不被限制為：完全地等於或由於在電路
內的損失和功率的變動而具有不受限制的精確性。
在第2圖至第5圖中所表示的電路路徑202可經組態以具有多於二個串聯的燈泡。在具有多於二個燈泡的情況中，燈泡故障可基於橫跨於第一燈泡的電壓降和施加至電路路徑202的總電壓值之間的差來偵測，施加至電路路徑202的該總電壓值與在電路路徑202中的燈泡的總數目成比例。舉例而言，對於串聯地排置於電路路徑202上的三個燈泡而言，當所有的燈泡都可操作時，橫跨於串聯中的第一燈泡上的電壓降應大約為：施加至電路路徑202的總電壓的1/3。該值可為近似的或在臨界範圍之內以考慮：在電路路徑202中的損失和變動、測量中的不精確，及當使用AC功率時的電壓變動。
因此，描述一燈泡故障偵測器，該燈泡故障偵測器可有效地決定燈泡故障及可使用於具有不同的接地電位的系統中。
雖然前述係關於本發明的實施例，可設計本發明的其它和另外的實施例，而不偏離其基本的範疇，及其範疇係由後續的申請專利範圍決定。
10‧‧‧半導體處理系統 (2)
11‧‧‧功率分配電路板 (6)
12‧‧‧半導體處理腔室
(5)
14‧‧‧晶圓傳送裝置
16‧‧‧燈泡頭組件 (18)
17‧‧‧測量電路板 (2)
18‧‧‧主體 (12)
20‧‧‧窗口 (7)
22‧‧‧通道 (3)
24‧‧‧磁性轉子 (3)
26‧‧‧管狀的支撐 (4)
28‧‧‧邊緣環 (5)
30‧‧‧基材 (3)
32‧‧‧磁性定子
34‧‧‧o-環
35‧‧‧o-環
36‧‧‧燈泡 (11)
37‧‧‧封裝化合物 (3)
38‧‧‧電插槽 (2)
40‧‧‧凹部 (9)
42‧‧‧冷卻腔室 (3)
44‧‧‧上腔室壁 (2)
45‧‧‧功率供應 (7)
46‧‧‧下腔室壁
47‧‧‧daq (17)
48‧‧‧圓柱壁
49‧‧‧控制器 (6)
50‧‧‧入口
52‧‧‧出口
56‧‧‧夾具
58‧‧‧高溫計 (2)
59‧‧‧反射的下壁
60‧‧‧功率供應控制器
62‧‧‧處理氣體進氣口
63‧‧‧閥
64‧‧‧氣體排氣口
65‧‧‧閥
66‧‧‧口
67‧‧‧真空幫浦
68‧‧‧真空幫浦
69‧‧‧口
70‧‧‧小的通道
75‧‧‧源
76‧‧‧管道
77‧‧‧閥 (3)
78‧‧‧空間 (2)
80‧‧‧燈泡頭蓋
200V‧‧‧功率供應
200‧‧‧燈泡故障偵測系統 (3)
201A‧‧‧電容器 (15)
201B‧‧‧電容器 (15)
202‧‧‧電路路徑 (13)
210‧‧‧燈泡故障偵測系統 (3)
301A‧‧‧端點組 (2)
301B‧‧‧端點
302A‧‧‧連接器
302B‧‧‧連接器
303‧‧‧第一板材 (3)
304‧‧‧第二板材
305‧‧‧介電質材料
306‧‧‧連接器
400‧‧‧濾波整流器 (6)
401‧‧‧衰減電阻器 (4)
402‧‧‧橋式整流器 (4)
403‧‧‧測量電容器 (3)
404‧‧‧洩放電阻器 (2)
405‧‧‧二極體 (2)
406A‧‧‧端點 (2)
406B‧‧‧端點 (2)
407A‧‧‧抽頭
407B‧‧‧抽頭
500‧‧‧多工器 (3)
501‧‧‧開關 (2)
502‧‧‧差動放大器 (5)
503‧‧‧ADC (15)
504‧‧‧窗口比較器 (13)
506‧‧‧單一的高效率的連接器
為了使得可詳細地理解前文引述本發明的特徵之方式，本發明的更為特定的描述(簡短地於前文中概括者)可藉由參照實施例來獲得，其中一些者被示例性地說明
於隨附的圖式中。然而，注意到：隨附的圖式僅示例性地說明此發明的典型的實施例，及因而不被認為限制其範疇，對於本發明可容許其它的同等有效的實施例。
第1圖根據一實施例示例性地說明：半導體處理系統的部分截面圖。
第2A圖根據一實施例示例性地說明：燈泡故障偵測系統的示意圖。
第2B圖根據一實施例示例性地說明：燈泡故障偵測系統的示意圖。
第3圖根據一實施例示例性地說明：使用於第2B圖的燈泡故障偵測系統的電路板的部分截面圖。
第4圖根據另一實施例示例性地說明：燈泡故障偵測系統的示意圖。
第5圖根據另一實施例示例性地說明：燈泡故障偵測系統的示意圖。
45‧‧‧功率供應 (7)
47‧‧‧daq (17)
49‧‧‧控制器 (6)
201A‧‧‧電容器 (15)
201B‧‧‧電容器 (15)
202‧‧‧電路路徑 (13)
210‧‧‧燈泡故障偵測系統 (3)
Claims (8)
- 一種用於半導體基材的熱處理的裝置，該裝置包含：一腔室主體，該腔室主體具有一開口；一燈泡頭組件，該燈泡頭組件耦接至該腔室主體的該開口，該燈泡頭組件包含：複數個燈泡，該複數個燈泡排置於一陣列(array)中；及一燈泡故障偵測器，該燈泡故障偵測器電耦接至該燈泡頭組件，且該燈泡故障偵測器包含：一電壓資料獲取模組，該電壓資料獲取模組經設置以在一電路路徑上取樣交流(AC)電壓訊號，該電路路徑係由該複數個燈泡中的至少二個串聯連接的燈泡形成；一第一電容器，該第一電容器耦接至該電路路徑於一第一節點處，該第一節點與該至少二個串聯連接的燈泡中的一第一燈泡相關聯，及該第一電容器耦接至該電壓資料獲取模組；及一第二電容器，該第二電容器耦接至該電路路徑於一第二節點處，該第二節點與該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡相關聯，及該第二電容器耦接至該電壓資料獲取模組；及一控制器，該控制器經調適以從該電壓資料獲取模組接收該等取樣電壓訊號的數位值，及基於橫跨於該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡的一電壓降，而決定該至少二個串聯連接的燈泡中的一或多個燈泡的狀 態，如同藉由該等取樣電壓訊號所決定者，其中該燈泡故障偵測器進一步包含：一第一電阻器，該第一電阻器耦接在每一電路路徑的該第一電容器和該第二電容器之間，並與該第一燈泡和耦接至該第一電阻器的一濾波整流器並聯，該濾波整流器每一者包含：一橋式整流器，該橋式整流器具有耦接以與該第一電阻器並聯的端點；一測量電容器，該測量電容器耦接以與該橋式整流器的抽頭(taps)並聯；及一第二電阻器，該第二電阻器耦接以與該測量電容器並聯和耦接至該電壓資料獲取模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該複數個燈泡連接於複數個電路路徑中，每一電路路徑包含：至少二個串聯連接的燈泡，其中每一電路路徑進一步包含：一第一電容器和一第二電容器，該第一電容器和該第二電容器個別地耦接至該電路路徑於該至少二個串聯連接的燈泡中的一第一燈泡之第一節點和第二節點處，及其中每一電路路徑的該第一電容器和該第二電容器耦接至該電壓資料獲取模組。
- 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該電壓資料獲取模組包含：一多工器，該多工器耦接至每一濾波整流器的該第二 電阻器；及一類比至數位轉換器，該類比至數位轉換器耦接至該多工器和該控制器，其中該控制器進一步經調適以控制該多工器的開關，以選擇不同的電路路徑以取樣該等電壓訊號。
- 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該電壓資料獲取模組進一步包含：一差動放大器，該差動放大器耦接至該多工器和該類比至數位轉換器；及一窗口比較器，該窗口比較器耦接至該類比至數位轉換器和耦接至該控制器。
- 一種用於半導體基材的熱處理的裝置，包含：一腔室主體，該腔室主體具有一開口；一燈泡頭組件，該燈泡頭組件耦接至該腔室主體的該開口，該燈泡頭組件包含：複數個燈泡，該複數個燈泡排置於一陣列(array)中；及一燈泡故障偵測器，該燈泡故障偵測器電耦接至該燈泡頭組件，且該燈泡故障偵測器包含：一電壓資料獲取模組，該電壓資料獲取模組經設置以在一電路路徑上取樣交流(AC)電壓訊號，該電路路徑係由該複數個燈泡中的至少二個串聯連接的燈泡形成；一第一電容器，該第一電容器耦接至該電路路徑於 一第一節點處，該第一節點與該至少二個串聯連接的燈泡中的一第一燈泡相關聯，及該第一電容器耦接至該電壓資料獲取模組；及一第二電容器，該第二電容器耦接至該電路路徑於一第二節點處，該第二節點與該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡相關聯，及該第二電容器耦接至該電壓資料獲取模組，其中該電路路徑、該第一電容器和該第二電容器為一燈泡電路板的部分，及其中該至少二個串聯連接的燈泡耦接至該燈泡電路板；及一控制器，該控制器經調適以從該電壓資料獲取模組接收該等取樣電壓訊號的數位值，及基於橫跨於該至少二個串聯連接的燈泡中的該第一燈泡的一電壓降來決定該至少二個串聯連接的燈泡中的一或多個燈泡的狀態，如同藉由該等取樣電壓訊號所決定者，其中該燈泡故障偵測器進一步包含：一第一電阻器，該第一電阻器耦接在每一電路路徑的該第一電容器和該第二電容器之間，以與該第一燈泡和耦接至該第一電阻器的一濾波整流器並聯，該濾波整流器包含：一橋式整流器，該橋式整流器具有耦接以與該第一電阻器並聯的端點；一第三電容器，該第三電容器耦接以與該橋式整流器的抽頭並聯；及一第二電阻器，該第二電阻器耦接以與該第三電容器並聯及耦接至該電壓資料獲取模組， 其中該濾波整流器為一測量電路板的部分。
- 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中該複數個燈泡連接於複數個電路路徑中，每一電路路徑包含：至少二個串聯連接的燈泡，其中每一電路路徑進一步包含：一第一電容器和一第二電容器，該第一電容器和該第二電容器個別地耦接至該電路路徑於該至少二個串聯連接的燈泡中的一第一燈泡的第一節點和第二節點處，及其中每一電路路徑的該第一電容器和該第二電容器耦接至該電壓資料獲取模組。
- 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中該電壓資料獲取模組包含：一多工器，該多工器耦接至每一濾波整流器的該第二電阻器；及一類比至數位轉換器，該類比至數位轉換器耦接至該多工器和該控制器，其中該控制器進一步經調適以控制該多工器以自一經選擇電路接收電壓訊號。
- 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該電壓資料獲取模組進一步包含：一差動放大器，該差動放大器耦接至該多工器和該類比至數位轉換器；及一窗口比較器，該窗口比較器耦接至該類比至數位轉換器及耦接至該控制器。
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