TWI809396B - 用於電阻加熱器之被動和主動校準方法 - Google Patents

Abstract

一種校準一加熱器之方法，其包括將該加熱器供電至一第一溫度設定點。該加熱器包括具有一變化溫度係數的一電阻加熱元件。該方法進一步包括在該加熱器自一第一溫度設定點冷卻至低於該第一溫度設定點的一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件之複數個電阻量測值及一參考構件之複數個參考溫度量測值，且產生使該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯的一電阻-溫度校準表。

Description

用於電阻加熱器之被動和主動校準方法

本申請案主張2020年5月19日申請之美國臨時申請案63/027,285之優先權及利益。上述申請案之揭露內容係藉由參照併入本文。 發明領域

本揭露內容有關於校準一電阻加熱器。

本節中的陳述僅提供與本揭露內容有關之背景資訊且可不構成先前技術。

用於半導體加工之台座加熱器一般包括一加熱板，其具有一基體及設置於該基體以界定一或更多加熱區域的一或更多電阻加熱元件。在一些應用中，該等電阻加熱元件作用為加熱器及作用為溫度感測器，其中僅用兩條引線線材可操作地連接至該電阻加熱元件而不是四條(例如，兩條用於該加熱元件以及兩條用於一分立溫度感測器)。在此等電阻加熱元件中，該電阻材料界定一電阻溫度係數(TCR)，且該等電阻加熱元件的溫度可基於該TCR及該加熱元件之經量測的電阻來判定。

一台座加熱器，諸如一多區域加熱器，係可由一控制系統來控制，其基於電阻加熱元件的電阻來判定電阻加熱元件的溫度。為了控制該多區域加熱器，該控制系統基於電壓及/或電流量測來計算電阻，且基於所計算的電阻來判定每個區域的溫度。雖然可使用預先界定的電阻-溫度資料，諸如將電阻值關聯於溫度的表格，但加熱器可彼此不同地操作，即使該等電阻加熱元件係由相同材料所製成。此可由例如製造變化、材料批次變化、加熱器年齡、循環次數及/或其他因子引起，其可致使所計算之溫度不精準。有關於例如在一多區域應用中，使用雙線式電阻加熱器的這些及其他問題，係為本揭露內容所針對處理。

本節提供本揭露內容之一大致簡要說明，並非是其完整範圍或其所有特徵之全面揭露。

在一形式中，本揭露內容係針對一種方法，該方法包括將處於一等溫環境中的一加熱器供電至一第一溫度設定點，其中該加熱器包含具有一變化的電阻溫度係數的一電阻加熱元件。該方法進一步包括在該加熱器自一第一溫度設定點被動地冷卻至低於該第一溫度設定點的一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件的複數個電阻量測值及一參考構件的複數個參考溫度量測值，且產生使該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯的一電阻-溫度校準表。

在另一形式中，該方法進一步包括當該加熱器處於該第一溫度設定點時，關斷對該加熱器的電力來被動地冷卻該加熱器。

在又另一形式中，該參考構件為該加熱器的一外表面。

在一形式中，該加熱器之該表面的複數個參考溫度量測值係以一紅外線攝影機取得。

在另一形式中，該等複數個參考溫度量測值係以一熱偶晶圓取得，且該參考構件為該熱偶晶圓。

在又另一形式中，為了自該等複數個電阻量測值之中取得一電阻量測值，該方法進一步包括與該等複數個參考溫度同步地量測一電流及一電壓中之至少一者，且基於所量測的至少一電流及該電壓來判定該電阻量測值。

在一形式中，本揭露內容係針對一種方法，該方法包括將處於一指定環境中的一加熱器供電至一第一溫度設定點，其中該加熱器包含具有一變化的電阻溫度係數的一電阻加熱元件。該方法進一步包括在該加熱器自一第一溫度設定點被動地冷卻至低於該第一溫度設定點的一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件的複數個電阻量測值及一參考構件的複數個參考溫度量測值，且產生使該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯的一電阻-溫度校準表。

在另一形式中，該加熱器的指定環境為一等溫環境。

在又另一形式中，該指定環境為一標準操作環境，於其中該加熱器可操作來加熱一工作件。

在一形式中，該方法進一步包括當該加熱器處於該第一溫度設定點時，關斷對該加熱器的電力來被動地冷卻該加熱器。

在另一形式中，該參考構件為該加熱器的一外表面。

在又另一形式中，該加熱器之該外表面的複數個參考溫度量測值係以一紅外線攝影機取得。

在一形式中，該等複數個參考溫度量測值係以一熱偶晶圓取得，且該參考構件為該熱偶晶圓。

在另一形式中，為了自該等複數個電阻量測值之中取得一電阻量測值，該方法進一步包括與該等複數個參考溫度同步地量測一電流及一電壓中之至少一者，且基於所量測的至少一電流及該電壓來判定該電阻量測值。

在又另一形式中，本揭露內容係針對一種用以控制具有一電阻加熱元件之一加熱器的控制系統。該控制系統包括：一電力轉換器，其經組配以提供對該加熱器之可調整的一輸出電壓；以及一控制器，其經組配以判定待施加至該加熱器的該輸出電壓。該控制器包括一記憶體，其經組配來儲存用以控制該加熱器的複數個控制程式，其中該等複數個控制程式包括一校準程序。該控制器進一步包括一處理器，其經組配以執行該等複數個控制程式，其中該加熱器係在一指定環境中。該校準程序包括以下指令：接通對該加熱器的電力以將該加熱器加熱至一第一溫度設定點；在該加熱器自該第一溫度設定點被動地冷卻至一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件的複數個電阻量測值及一參考構件的複數個參考溫度量測值；以及產生使該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯的一電阻-溫度校準表。

在一形式中，該校準程序進一步包括當該加熱器處於該第一溫度設定點時，關斷對該加熱器的電力來被動地冷卻該加熱器的指令。

在另一形式中，該參考構件為該加熱器的一外表面。

在又另一形式中，該第二溫度設定點係低於該第一溫度設定點。

在又另一形式中，該指定環境為一等溫環境。

在另一形式中，為了自該等複數個電阻量測值之中取得一電阻量測值，該校準程序進一步包括以下指令：與該等複數個參考溫度量測值同步地量測一電流及一電壓中之至少一者；以及基於所量測之至少一電流及該電壓來判定該電阻量測值。

進一步的適用範圍將根據本文所提供的說明而變得顯易可見。應理解，說明及特定範例係意圖僅供例示之目的，而不意圖限制本揭露內容之範圍。

以下說明本質上僅為範例性，且並非意欲限制本揭露內容、應用或用途。應理解的是，在所有圖式中，對應參照數字指示類似或對應部件及特徵。

本揭露內容大體上係針對一種用於一加熱器的一電阻-溫度(R-T)校準程序，該加熱器可為具有可作為加熱器及感測器操作之電阻加熱元件的一多區域加熱器。本文所說明之R-T校準程序產生使複數個電阻量測值與複數個參考溫度量測值互相關聯的R-T偏移資料。該R-T偏移資料接著在該多區域加熱器的標準操作期間被用來基於電阻加熱元件之一量測電阻，判定電阻加熱元件的一溫度。

為了展示根據本揭露內容之教示的R-T校準程序，首先提供具有一多區域加熱器及一控制系統之一熱系統的一範例配置。參看圖1A及1B，一熱系統100包括一多區域台座加熱器102以及一控制系統104，該控制系統104具有一加熱器控制器106及一電力轉換器系統108。在一形式中，該加熱器102包括一加熱板110以及設置在該加熱板110之一底面處的一支撐軸112。該加熱板110包括一基體111，以及嵌入至該基體111之一表面或沿著其設置的複數個電阻加熱元件(未示出)。舉例而言，一此等加熱器，係於2018年11月20日申請之美國專利申請案第16/196,699號、標題為「具有一佈線層的多區域台座加熱器」的共同待決申請案中說明，其與本申請案為共同擁有，且其內容係藉由參照全文併入本文。

在一形式中，基體111可由陶瓷或鋁製成。該等電阻加熱元件係由加熱器控制器106所獨立地控制，且界定複數個加熱區域114，如圖1A中之點鏈線所例示。應易於理解的是，該等加熱區域可採取不同的配置且包括二或更多加熱區域，而仍在本揭露內容之範圍內。舉例而言，參看圖2A及2B，加熱器102可為一加熱器200，該加熱器200包括一介電層202、界定一或多條電阻加熱跡線(亦即，電阻加熱元件)的一電阻層204、以及設置於一基體208上的一保護層206。

在一形式中，加熱器102為一「雙線式」加熱器，其中電阻加熱元件係作用為加熱器及溫度感測器，且僅用兩條引線線材可操作地連接至該電阻加熱元件而不是四條。此等雙線式之性能係於例如美國專利第7,196,295號中揭露，該專利案係與本申請案共同讓與且係藉由參照全文併入本文。一般而言，在一雙線式系統中，該等電阻加熱元件係由隨著變化溫度展現一變化電阻的一材料所界定，使得該電阻加熱元件之一平均溫度係基於該電阻加熱元件之電阻的一變化來判定。在一形式中，計算該電阻加熱元件的電阻，係先藉由首先量測跨加熱元件的電壓及通過加熱元件的電流，且接著使用歐姆定律來判定該電阻。該電阻加熱元件可由一相對高電阻溫度係數(TCR)材料、一負TCR材料或換言之具有非線性TCR的一材料來界定。雖然該加熱器102被設置為一台座加熱器，但本揭露內容可應用於其他類型的加熱器，諸如一靜電吸盤(ESC)加熱器、一噴嘴加熱器、或一流體加熱器還有其他，且不應限制於如本文所例示及說明的台座加熱器。

控制系統104係控制加熱器102的操作，且更特定地，係組配來獨立地控制對區域114中之每一者的電力。在一形式中，該控制系統104係經由端子115電氣耦接至該等區域114，使得每個區域114皆耦接至提供電力及感測溫度的兩端子。

在一形式中，控制系統104係可通訊式(例如，無線及/或有線通訊)耦接至一運算裝置117，其具有一或更多使用者介面，諸如一顯示器、一鍵盤、一滑鼠、一揚聲器、一觸控螢幕還有其他。使用該運算裝置117，一使用者可提供輸入或命令，諸如溫度設定點、電力設定點、令執行由控制系統儲存之一測試或一程序的命令。

控制系統104係電氣耦接至一電源118，其透過一任擇的互鎖裝置120向電力轉換器系統108供應一輸入電壓(例如240V、208V)。該互鎖裝置120控制在該電源118與該電力轉換器系統108之間流動的電力，且可由加熱器控制器106操作為一安全機構以切斷來自該電源118的電力。雖然在圖1A中有例示，但該控制系統104可不包括該互鎖裝置120。

電力轉換器系統108可操作來調整該輸入電壓，且將一輸出電壓(V_OUT )施加至加熱器102。在一形式中，該電力轉換器系統108包括複數個電力轉換器122(在圖中的122-1至122-N)，其可操作來對一給定區域114(圖中的114-1至114-N)之電阻加熱元件施加一可調整電力。此一電力轉換器系統的一範例係於美國專利第10,690,705號中說明，該專利案係與本申請案共同讓與且係藉由參照全文併入本文。在此範例中，每個電力轉換器包括一降壓轉換器，其可由加熱器控制器操作來產生小於或等於用於一給定區域114之一或多個加熱元件之輸入電壓的一所欲輸出電壓。據此，該電力轉換器系統可操作來對加熱器的每個區域提供一可定製的電力量(亦即，一所欲電力)。

藉由使用一雙線式加熱器，控制系統104包括感測器電路124(亦即，圖1B中的124-1至124-N)以量測電阻加熱元件的電氣特性(亦即，電壓及/或電流)，其接著被用來判定該等區域的表現特性，諸如電阻、溫度、以及其他合適的資訊。在一形式中，一給定的感測器電路124包括一安培計126及一伏特計128，用以各別地量測流經一給定區域114中之加熱元件的一電流及施加其上的一電壓。每個安培計126包括用以量測電流的一分流器130，且每個伏特計128包括由電阻器132-1及132-2所表示的一分壓器132。可替代地，該安培計126可使用一霍爾(HAL)感測器或一電流變壓器代替該分流器130來量測電流。在一形式中，該安培計126及該伏特計128被提供作為一電力計量晶片以同時量測電流及電壓，而不論施加至該加熱元件的電力。在另一形式中，該等電壓及/或電流量測可在零交點進行，如於美國專利第7,196,295號中所說明。

加熱器控制器106包括一或多個微處理器及記憶體，其用來儲存由該等微處理器執行的電腦可讀指令。該加熱器控制器106係組配來施行一或多個控制程序，其中該加熱器控制器106判定待施加至該等區域之所欲電力，諸如輸入電壓之100%、輸入電壓之90%等。範例控制程序係說明於美國專利第10,690,705號中且亦於美國專利第10,908,195號中，該專利案係與本申請案共同讓與且係藉由參照全文併入本文。在一形式中，一控制程序基於電阻加熱元件及/或工作件的一溫度，來調整施加至該等電阻加熱元件的電力。

為了取得一準確溫度量測值，加熱器控制器106可操作來施行本揭露內容之一R-T校準程序150，以在電阻加熱元件的電阻與圍繞加熱器102之參考區的溫度(亦即，參考溫度)之間產生一互相關聯。更特定地，在該加熱器102正加熱一工作件之正常操作的期間，該加熱器控制器106基於一當前電阻量測值及R-T偏移資料，來判定其上置設有該工作件之該加熱器102的表面溫度。因此，消除一分開的分立感測器的使用。

再次參看圖1A，針對R-T校準程序，熱系統100配備有一或多個分立參考感測器152來量測參考區的溫度。該參考感測器152可為一紅外線攝影機、一熱偶(TC)晶圓、一或更多熱偶、一電阻溫度偵測器、及/或用於量測溫度之其他合適的感測器。舉例而言，在一形式中，該參考感測器152為一紅外線攝影機，其配置於加熱器102上面，以量測該加熱器102的表面溫度，其中該加熱器102的表面為參考區且該表面溫度為參考溫度。在另一範例中，參考感測器可為一TC晶圓，其具有一晶圓及沿著該晶圓分佈之複數個TC，用以量測溫度。在校準期間，該TC晶圓被定位於該加熱器102上且使用各種方法固接至該表面，包括但不限於，加壓具有該加熱器102及該TC晶圓的一腔室、將該TC晶圓接合至該加熱器102，或藉由重力。該TC晶圓之每個TC量測一溫度，其被提供至控制系統104。在該TC晶圓之表面與該加熱器102接觸的情況下，該參考區被設置為該加熱器102的表面，且該參考溫度為沿著該加熱器之該表面的溫度。

針對R-T校準程序，控制系統104經組配來加熱該加熱器102，或更特定地，加熱該加熱器102的表面至一第一溫度設定點(T_sp1)。一旦該表面具有一致的溫度輪廓，該控制系統104即關斷對該加熱器的電力，且同步地量測每個區域的參考溫度及電阻加熱元件的電阻，直到該參考溫度等於一第二溫度設定點(T_sp2)為止，其中該第二溫度設定點係小於該第一溫度設定點。針對電阻量測值，該控制系統104獲取來自感測器電路的電壓及電流量測值且判定電阻加熱元件的電阻。在一形式中，參考溫度量測值及電阻量測值係基於參考感測器及感測器電路的一加工速率來連續地量測。在另一形式中，該等參考溫度量測值及該等電阻量測值係週期性地量測(例如，每5min、10min，還有其他時間間隔)。應易於理解的是，可採取任何數量的量測來判定溫度偏移資料，且不應限於本文所說明之範例。

控制系統104接著將參考溫度量測值與電阻加熱元件的電阻量測值互相關聯以取得R-T偏移資料。基於參考感測器的類型及/或數量，該控制系統104處理來自該參考感測器的原始量測值以取得該等參考溫度量測值。舉例而言，就一IR攝影機來說，由該IR攝影機所提供的熱影像係提供了整個加熱器之表面的表面溫度，該加熱器之表面係以由一或多個電阻加熱元件所界定的多個加熱區域來加熱。據此，對一給定的加熱元件而言，該控制系統104針對由該給定之電阻加熱元件所加熱的一各別地區，將該給定之電阻加熱元件的一電阻與一參考溫度量測值相關聯。對一TC晶圓而言，一相似的關聯性可被完成，以使得來自設置於該晶圓之一特定地區中之TC的溫度量測係與加熱該地區之電阻加熱元件相關聯。

控制系統104產生及儲存R-T偏移資料，且基於電阻加熱元件的一量測電阻值，使用該R-T偏移資料來判定該參考溫度。在一形式中，該R-T偏移資料可提供為一表格、一圖表及/或一演算法，還有其他格式。R-T偏移資料可提供為只有電阻及溫度量測值，或者其可為取決於電阻及/或溫度的一參數，諸如TCR對溫度。舉例而言，圖3例示針對一兩區域台座加熱器擷取R-T偏移的一圖形。具體而言，該圖形提供針對台座A至D之資料(TCR對溫度)，每一者具有一區域1 (Z1)及一區域2 (Z2)。

本揭露內容之R-T校準程序可在不同的條件下施行，以獲取電阻加熱元件的材料性質，且使該等材料性質與例如加熱器的表面溫度或其他參考區互相關聯。特定言之，該R-T校準程序可作為一被動校準來施行，其中加熱器被熱隔絕或處於一等溫環境中；且/或作為一主動校準來施行，其中加熱器設置於其操作環境中，諸如一半導體處理腔室中。

作為針對界定該等電阻加熱元件之一特定材料的一標準R-T曲線的代替或增添，該被動校準產生針對在該加熱器內之該等電阻加熱元件的一定製R-T曲線。為了取得該定製的R-T曲線，該加熱器102被熱隔絕以最小化來自該等電阻加熱元件的熱損失，以使得該加熱器的表面溫度等於或實質上相同於該等電阻加熱元件的表面溫度。

在一範例配置中，圖4例示一被動校準設置500，其中一多區域加熱器係設置於一等溫環境中。具體而言，該被動校準500包括一等溫腔室502，其容收具有複數個電阻加熱元件的一多區域加熱器504。該多區域加熱器504係相似於該加熱器102。此處，該等溫腔室502包括將該加熱器504包住的絕熱材料，且因此，減少在該等電阻加熱元件與該加熱器504之表面之間的熱損失。應理解的是，用於該多區域加熱器504的等溫環境係可採用其他合適的組配，且不應限於該等溫腔室502。

被動校準設置500進一步包括一控制系統506，其相似於控制系統104，用以控制對加熱器504的電力。此處，參考感測器經設置成多個TC 508，其經配置以在沿著表面之不同位置處量測該加熱器504的表面溫度，以使得針對每個加熱區域獲取至少一溫度量測值。

在此配置中，該控制系統506施行本揭露內容之R-T校準程序，以量測在該等區域中之每一者處之該等電阻加熱元件的電阻及表面溫度。一操作者可將量測的頻率設定為，例如連續地量測電阻及溫度，或者週期性地取得量測值。基於所接收的資料，該控制系統506產生一R-T曲線，其將該等電阻加熱元件之電阻關聯於該加熱器504之表面溫度，其指示出該等電阻加熱元件的溫度。在一形式中，該控制系統506使用針對在一給定區域之該電阻加熱元件的電阻量測值及在該加熱區域處所採的溫度量測值，來提供針對每個加熱區域的一R-T曲線。舉例而言，圖3例示針對每個區域都具有一內區域及一外區域之各種兩區域加熱器在一被動校準期間所產生的R-T曲線。

就主動校準程序而言，R-T校準程序經施行以獲取R-T偏移資料，其中加熱器102係以與該加熱器102加熱一工作件時相同的操作條件設置。亦即，該主動校準程序擷取操作條件對該加熱器102且因此電阻加熱元件所造成的影響。具體言之，該R-T偏移資料可不同於被動校準程序期間的R-T偏移資料，其是由於有例如在該電阻加熱元件與該加熱器102的表面之間、以及該加熱器102的表面與外部環境之間的熱損失。

作為一範例，圖5A及5B例示一主動校準測試設置600，其中一加熱器602係設置在設計來加熱一半導體晶圓的一半導體處理腔室604中。該加熱器602為相似於加熱器102的一多區域加熱器。在此範例中，該半導體處理腔室604係用於測試目的及模擬實際半導體處理腔室。在一變化中，主動校準程序可在實際的半導體腔室製造設施施行。

主動校準測試設置600進一步包括一控制系統606，其相似於控制系統104，用以控制給加熱器602的電力。在此，參考感測器經設置成量測該加熱器602之一表面溫度的一TC晶圓608，其為被量測的參考區。代替該TC晶圓608，一或多個TC或一IR攝影機可被用來量測加熱器102的表面溫度。該控制系統606施行本揭露內容之R-T校準程序，以量測在該等區域中之每一者之該等電阻加熱元件的電阻及表面溫度，且產生如上所述之R-T偏移資料。

雖然在圖4、5A及5B之校準設置中沒有例示，但各別的控制系統係可通訊地耦接至其他組件，諸如參考感測器及/或加熱器。

在一形式中，一加熱器(諸如，舉例而言，加熱器102)可經受被動校準及主動校準來獲取R-T偏移資料，其係把來自該被動校準之電阻加熱元件之受控制的電阻量測值與來自該主動校準之未受控制的電阻量測值予以關聯。在另一形式中，該加熱器可經受主動校準且不經受被動校準。

參看圖6，一R-T校準程序700被提供且可由本揭露內容的控制系統執行。在方塊702，在參考感測器處於適當位置的情況下，該控制系統經組配來對加熱區域施加電力以產生熱，且在方塊704，獲取來自該參考感測器的參考溫度量測值。在方塊706，該控制系統判定所獲取的參考溫度量測值是否等於一第一溫度設定點(T_sp1)。亦即，該控制系統接收加熱器之每個加熱區域的溫度量測值，且判定該加熱器的表面溫度是否係一致的(亦及，係在T_sp1)。若是，則在方塊708，該控制系統關斷對該加熱器的電力，且同步地量測電阻及參考溫度。在方塊710，該控制系統判定所獲取的參考溫度量測值是否等於一第二溫度設定點(T_sp2)。若是，則在方塊712，該控制系統停止量測，且使該參考溫度與該電阻量測值互相關聯以取得R-T偏移資料。

應了解的是，R-T校準程序700僅為R-T校準程序的一範例，且其他合適的常式可被使用。

除非本文另外明確指出，否則在說明本揭露內容之範圍上，指示機械/熱性質、組成百分比、尺寸及/或容差或其他特性之所有數值，將被理解為經用詞「約」或「大約」修改。此修改係出於各種原因而為所欲的，包括：工業實踐；材料、製造及組裝容差；以及測試能力。

A、B、及C中至少一者這個句型於本文中使用時，應該解釋為使用一非排他性邏輯「或」表示一邏輯(A或B或C)，並且不應該被解釋為表示「至少一A、至少一B、以及至少一C」。

在圖式中，如箭頭所指出，一箭頭之方向通常而言展示與例示內容有關之資訊(諸如資料或指令)的流動。舉例而言，當元件A及元件B交換各種資訊，但自元件A發送至元件B之資訊係與例示內容相關時，箭頭可自元件A指向元件B。此單向箭頭並非隱含無其他資訊自元件B發送至元件A。另外，就自元件A送至元件B之資訊而言，元件B可向元件A送出資訊的請求或接收確認。

在本申請案中，用語「控制器」可被用語「電路」替換。控制器可為下列之部分或可包括有：一特定應用積體電路(ASIC)；一數位、類比或混合類比/數位式之分立電路；一數位、類比或混合類比/數位式之積體電路；一組合邏輯電路；一現場可規劃閘陣列(FPGA)；一處理器電路(共享、專用或群組)，其施行程式碼；一記憶體電路(共享、專用或群組)，其儲存由該處理器電路施行之程式碼；提供所述功能性之其他合適的硬體組件；或以上各者中一些或全部之組合，諸如在一單晶片系統中。

用語代碼可包括軟體、韌體及/或微碼，且可指程式、常式、功能、類別、資料結構，及/或物件。用語記憶體係用語電腦可讀取媒體的一子集。如本文所使用，用語電腦可讀媒體不涵蓋透過一媒體(諸如，在一載波上)傳播之暫時性電氣或電磁信號；因此用語電腦可讀媒體可視為有形且非暫時性的。

本揭露內容之說明本質上僅為範例性，因此，未脫離本揭露實質內容之變化係意欲落入本揭露內容之範圍內。請勿將此等變化視為脫離本揭露內容之精神及範圍。

100:熱系統 102,200,602:多區域台座加熱器,加熱器 104,506,606:控制系統 106:加熱器控制器 108:電力轉換器系統 110:加熱板 111,208:基體 112:支撐軸 114:加熱區域,區域,給定區域 114-1至114-N:給定區域 115:端子 117:運算裝置 118:電源 120:互鎖裝置 122 (122-1至122-N):電力轉換器 124 (124-1至124-N):感測器電路 126:安培計 128:伏特計 130:分流器 132:分壓器 132-1,132-2:電阻器 150,700:R-T校準程序 152:分立參考感測器,參考感測器 202:介電層 204:電阻層 206:保護層 500:被動校準設置,被動校準 502:等溫腔室 504:多區域加熱器,加熱器 508:TC 600:主動校準測試設置 604:半導體處理腔室 608:TC晶圓 702,704,706,708,710,712:方塊 T_refs:參考溫度 T_sp1:第一溫度設定點 T_sp2:第二溫度設定點 Z1:區域1 Z2:區域2

為了使本揭露內容可被良好理解，現將以範例方式且參照隨附圖式說明其不同形式，其中：

圖1A為根據本揭露內容之一熱系統之一功能方塊圖；

圖1B為圖1A之熱系統之一控制系統的一功能方塊圖；

圖2A為具有電阻加熱元件之一範例加熱器的一俯視圖；

圖2B為圖2A之加熱器的一代表性的部分截面圖；

圖3為例示根據本揭露內容之針對一兩區域台座加熱器之一電阻溫度偏移的圖形；

圖4例示根據本揭露內容的一被動校準設置；

圖5A及5B例示根據本揭露內容的一主動校準測試設置；以及

圖6為根據本揭露內容之一電阻-溫度校準程序的一流程圖。

本文說明之圖式係僅供例示之目的，且不意欲以任何方式限制本揭露內容之範圍。

700:R-T校準程序

702,704,706,708,710,712:方塊

T_refs:參考溫度

T_sp1:第一溫度設定點

T_sp2:第二溫度設定點

Claims (17)

1. 一種校準一加熱器之方法，該方法包含：對處於一等溫環境中的該加熱器供電至一第一溫度設定點，其中該加熱器包含具有一電阻溫度係數的一電阻加熱元件；當該加熱器係在該第一溫度設定點時，關斷對該加熱器的電力，以被動地冷卻該加熱器；當該加熱器自該第一溫度設定點被動地冷卻至一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件之複數個電阻量測值及一參考構件之複數個參考溫度量測值；以及產生一電阻-溫度校準表，其使該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯。
2. 如請求項1之方法，其中該參考構件為該加熱器的一外表面。
3. 如請求項2之方法，其中該加熱器之該外表面之該等複數個參考溫度量測值係以一紅外線攝影機取得。
4. 如請求項1之方法，其中該等複數個參考溫度量測值係以一熱偶晶圓取得，且該參考構件係為該熱偶晶圓。
5. 如請求項1之方法，其中為了自該等複數個電阻量測值之中取得一電阻量測值，該方法進一步包含與取得該等複數個參考溫度量測值同步地量測一電流及一電壓中之至少一者，且基於所量測的該電流及該電壓中之該至少一者來判定該電阻量測值。
6. 一種校準一加熱器之方法，該方法包含：對一指定環境中之該加熱器供電至一第一溫度設定點，其中該加熱器包含具有一變化電阻溫度係數的一電阻加熱元件； 當該加熱器係在該第一溫度設定點時，關斷對該加熱器的電力，以被動地冷卻該加熱器；當該加熱器自該第一溫度設定點被動地冷卻至低於該第一溫度設定點的一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件之複數個電阻量測值及一參考構件之複數個參考溫度量測值；以及產生一電阻-溫度校準表，其使該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯。
7. 如請求項6之方法，其中該指定環境為一等溫環境。
8. 如請求項6之方法，其中該指定環境為一操作環境，其中該加熱器係可操作來加熱一工作件。
9. 如請求項6之方法，其中該參考構件為該加熱器的一外表面。
10. 如請求項9之方法，其中該加熱器之該外表面之該等複數個參考溫度量測值係以一紅外線攝影機取得。
11. 如請求項6之方法，其中該等複數個參考溫度量測值係以一熱偶晶圓取得，且該參考構件係為該熱偶晶圓。
12. 如請求項6之方法，其中為了自該等複數個電阻量測值之中取得一電阻量測值，該方法進一步包含與取得該等複數個參考溫度量測值同步地量測一電流及一電壓中之至少一者，且基於所量測的該電流及該電壓中之該至少一者來判定該電阻量測值。
13. 一種用以控制具有一電阻加熱元件之一加熱器的控制系統，該控制系統包含：一電力轉換器，其組配來對該加熱器提供可調整的一輸出電壓；一控制器，其組配來判定待施加至該加熱器之該輸出電壓，該控制器包 含：一記憶體，其組配來儲存用以控制該加熱器的複數個控制程式，其中該等複數個控制程式包括一校準程序；以及一處理器，其組配來執行該等複數個控制程式，其中在該加熱器係處於一指定環境中之情況下，該校準程序包括進行以下動作的指令：接通對該加熱器的電力，以加熱該加熱器至一第一溫度設定點；當該加熱器係在該第一溫度設定點時，關斷對該加熱器之電力，以被動地冷卻該加熱器；當該加熱器自該第一溫度設定點被動地冷卻至一第二溫度設定點時，同步地取得該電阻加熱元件之複數個電阻量測值及一參考構件之複數個參考溫度量測值；以及產生一電阻-溫度校準表，其將該等複數個電阻量測值與該等複數個參考溫度量測值互相關聯。
14. 如請求項13之控制系統，其中該參考構件係為該加熱器的一外表面。
15. 如請求項13之控制系統，其中該第二溫度設定點係低於該第一溫度設定點。
16. 如請求項13之控制系統，其中該指定環境為一等溫環境。
17. 如請求項13之控制系統，其中為了自該等複數個電阻量測值之中取得一電阻量測值，該校準程序進一步包括進行以下動作的指令：與取得該等複數個參考溫度量測值同步地量測一電流及一電壓中之至少一者；以及基於該電流及該電壓中之該至少一者來判定該電阻量測值。