TWI811336B - 用於測量溫度的方法及設備 - Google Patents

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Abstract

提供用於測量基板溫度的設備及方法。在一個或更多個實施例中，提供用於估計一溫度的設備且包含：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面；及複數個電磁輻射偵測器。放置每一電磁輻射偵測器以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣。該設備也包含一高溫計，放置該高溫計以接收該複數個電磁輻射來源所發射且自設置於反射平面處的基板所反射的電磁輻射及基板所發射的電磁輻射。該設備包含一處理器，該處理器經配置以基於由該基板所發射的電磁輻射來估計基板溫度。也提供估計溫度的方法。

Description

用於測量溫度的方法及設備
本揭示案的態樣一般相關於用於測量溫度的方法及設備。進一步地，本揭示案的態樣相關於用於處理腔室的非接觸溫度測量。
相關聯於半導體裝置等製造的處理期間，在基板上實現眾多的熱處理操作。熱處理一般使用用於處理控制的溫度測量。不精確的溫度測量可導致糟糕的處理結果，而可不利地影響半導體裝置效能及/或製造良率。
有時使用光學高溫計以在半導體裝置製造處理中測量基板溫度。自基板表面所發射的電磁輻射的強度係藉由光學高溫計感測器來測量且相關於使用Planck法則之溫度以決定基板溫度。在典型的熱處理腔室中，光學高溫計曝露於來自許多來源的電磁輻射，例如腔室內部的燈具及熱表面，而遮蔽基板所發射的電磁輻射。腔室中來自電磁雜訊的干擾可使得決定真實基板溫度為困難的，而可導致錯誤的溫度決定及導致糟糕的處理結果。
因此，具有針對改良的用於基板溫度測量的設備及方法的需求。
提供用於測量基板溫度的設備及方法。在一個或更多個實施例中，用於估計一溫度的設備包含：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面；及複數個電磁輻射偵測器，放置每一電磁輻射偵測器以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣。該設備也包含一高溫計，放置該高溫計以接收源自該複數個電磁輻射來源且自該反射平面反射的電磁輻射；及一處理器，該處理器經配置以基於由該高溫計及由該等電磁輻射偵測器所接收的電磁輻射來估計一溫度。
在其他實施例中，用於估計一溫度的方法包含以下步驟：藉由複數個電磁輻射來源之每一者發射電磁輻射朝向一基板；及藉由複數個電磁輻射偵測器之每一者對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣。該方法也包含以下步驟：藉由一高溫計接收自該基板所反射的電磁輻射及由該基板所發射的電磁輻射；及使用一處理器以基於該基板所發射的電磁輻射來估計該基板的一溫度。
在一個或更多個實施例中，提供用於估計溫度的設備。該設備包含：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面；及複數個電磁輻射偵測器。放置每一電磁輻射偵測器以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣。該設備也包含一高溫計，放置該高溫計以接收自該複數個電磁輻射來源所發射及自設置於反射平面處的基板所反射的電磁輻射及基板所發射的電磁輻射。該設備包含一處理器，該處理器經配置以基於基板所發射的電磁輻射來估計基板溫度。也提供估計溫度的方法。圖 1 為根據本揭示案的一個態樣的溫度測量系統100的簡化示意圖。溫度測量系統100包含電磁輻射來源102及106、電磁輻射偵測器103及108、高溫計110、及放置相鄰於基板101的控制器120。
基板101可為晶圓或能夠有材料沉積於其上的面板基板。在一個或更多個範例中，基板101可為矽(摻雜或未摻雜)、結晶矽、氧化矽、摻雜或未摻雜多晶矽等、鍺基板、鍺化矽(SiGe)基板、第III-V族化合物基板，例如砷化鎵基板、碳化矽(SiC)基板、圖案化或未圖案化絕緣體上半導體(SOI)基板、摻雜碳的氧化物、氮化矽、太陽能陣列、太陽能面板、發光二極體(LED)基板、或任何其他材料例如金屬、金屬合金、及其他導體材料。在一些範例中，基板101可為基板維持器或基板台座、吸座平板等。基板101也可包含複數個層，例如半絕緣性材料及半傳導性材料，其中半絕緣性材料具有較半傳導性材料更高的電阻性。基板101不限於任何特定大小及形狀。根據靠近基板101表面的基板材料的電阻性，基板101反射具有約50 µm至約100 cm的波長之入射電磁輻射。
溫度測量系統100也包含信號產生器104及107。信號產生器104及107個別應用時變功率至電磁輻射來源102及106。在一個或更多個實施例中，每一信號產生器104、107可產生具有不同週期性、形狀(例如，正弦脈衝或三角形脈衝)、圖案、及/或振幅的多種波形。在一些情況中，信號產生器104及107可將功率脈衝發送至電磁輻射來源102及106。信號產生器104及107的使用允許短脈衝的電磁輻射自電磁輻射來源102及106發射以決定來自基板101的反射率。
電磁輻射來源102發射電磁輻射L1 ，具有根據信號產生器104所提供的信號朝向基板101的時變強度。電磁輻射來源106發射電磁輻射L2 ，具有根據信號產生器107所提供的信號朝向基板101的時變強度。在一個或更多個實施例中，電磁輻射來源102及106之每一者可為熱來源(例如，加熱燈具)以提供熱能至基板101以用於升高基板101的溫度。
電磁輻射偵測器103具有設置相鄰於電磁輻射來源102的探針頭141，且偵測來自電磁輻射來源102的發射圓錐131的部分的電磁輻射L3 。電磁輻射L3 對應於自基板101所反射且由高溫計110偵測為電磁輻射R1 的電磁輻射L1 。偵測器103的探針頭141設置於至電磁輻射來源102的發射元件142的視線(line-of-sight)中。發射圓錐131中的電磁輻射在發射圓錐131內所有發射角度具有實質相同強度。在一個或更多個實施例中，偵測器103的探針頭141與電磁輻射來源102的發射圓錐131的圓錐表面對齊。在一個或更多個實施例中，偵測器103耦合至採樣電路105以決定偵測器103的採樣率。
偵測器108設置於至電磁輻射來源106的發射元件144的視線中。電磁輻射來源106包含設置於反射器146內的發光元件144。偵測器108包含設置相鄰於來源106的探針頭143，且偵測來自對應於電磁輻射L2 的來源106的發射圓錐132的電磁輻射L4 。在一個或更多個實施例中，偵測器108的探針頭143與電磁輻射來源106的發射圓錐132的圓錐表面對齊。在一個或更多個實施例中，偵測器108耦合至採樣電路109以決定偵測器108的採樣率。溫度測量系統100可以較高採樣率取得較高溫度解析度。
在一個或更多個實施例中，偵測器103及106由光纖製成。在其他實施例中，偵測器103及106包含以個別角度彎曲的探針頭141、143以個別與輻射束L3 及L4 對齊。在其他實施例中，在電磁輻射來源102中的反射器145中形成開口102a。開口102a設置於一位置中以經由開口102a通過電磁輻射L5 至偵測器，例如偵測器103，經放置以接收經由開口102a的電磁輻射L5 。雖然未展示，電磁輻射來源106也可包含相似於開口102a的開口。
個別電磁輻射來源102及106的發射元件142、144發射在所有方向上具有一般相似強度的電磁輻射。因此，電磁輻射L3 具有與對應的電磁輻射L1 實質相同的強度。相似地，電磁輻射L4 具有與電磁輻射L2 實質相同的強度。在操作中，控制器120由對應的電磁輻射L3 的強度來估計電磁輻射L1 的強度。控制器120也由對應的電磁輻射L4 的強度來估計電磁輻射L2 的強度。
高溫計110偵測自基板101所發射及/或反射的電磁輻射。高溫計110處所接收的電磁輻射包含自基板101所發射的電磁輻射T1 ，及自基板101所反射的電磁輻射，例如L1 及L2 。在一個或更多個實施例中，高溫計110包含光學窄頻帶濾波器，在小於950 nm波長處具有約20 nm的帶通，亦即，處於約1.1 eV(約1.1 µm)的矽頻帶空隙上方的光子能量。帶通可替代地表示為基板101的頻帶空隙波長下方的光子波長。使用具有窄頻帶功能性的高溫計減低了來自其他特定頻帶中的其他來源的雜訊，因而改良了測量精確性。
在一些實施例中，可以不同波長來操作電磁輻射來源102及106。在此實施例中，高溫計110包含針對不同波長的偵測元件以在頻譜上分開來自個別電磁輻射來源的輻射。在該等情況中，溫度測量系統100可決定基板101的反射率，同時操作電磁輻射來源。在該等範例中，電磁輻射來源102及106經配置以發射具有複數個波長(例如，自紅外光至紫外光)的輻射之頻譜。在一個或更多個實施例中，快速傅立葉轉換(FFT)分析器111耦合至高溫計110以根據波長分開由高溫計110所接收的反射的輻射。在一些實施例中，鎖定(lock-in)放大器可耦合至高溫計110以分開接收的反射的輻射。在其他實施例中，以相同波長或不同波長一次操作電磁輻射來源102及106之一者。
溫度測量系統100連接至控制器120以在處理期間控制溫度測量系統100的態樣。控制器120包含中央處理單元(CPU)121、記憶體122、儲存124、及針對CPU 121的支援電路123。控制器120便於溫度測量系統100的部件的控制，並潛在地便於使用溫度測量系統100的設備的其他部件的控制。控制器120可為一般用途電腦，可使用於工業設定以用於控制多種腔室及子處理器。記憶體122儲存可經執行或呼叫而以此處所述方式控制溫度測量系統100的總體操作的軟體(原始碼或物件碼)。控制器120操縱溫度測量系統100中的可控制部件的個別操作。控制器120可包含針對溫度測量系統100的部件的功率供應。
控制器120耦合至複數個信號產生器104及107且控制個別來自信號產生器104及107欲應用至電磁輻射來源102及106的信號。控制器105也接收來自高溫計110及/或對應至高溫計110的電路(例如，FFT分析器(或鎖定放大器)111)之輻射資料。控制器105處理高溫計110所接收的輻射資料以估計基板101的溫度，如下述。
在圖 1 中，電磁輻射來源102及106、偵測器103及108、及高溫計110被圖示成位於基板101下方。然而，該等部件可設置於任何便利位置處(例如基板101上方的位置)、或在基板101垂直定向時設置至基板101的一側。也可使用任何數量的來源102、106及偵測器103、108。進一步地，可使用多於一個高溫計110以測量多個位置處或基板101的不同區內的溫度。多個來源、偵測器、及高溫計致能信號對雜訊比率上的改良。
在監測基板101溫度的操作期間，信號產生器104及107輸入時變信號進入電磁輻射來源102及106。電磁輻射來源102及106接收時變信號且個別基於輸入時變信號發射電磁輻射L1 及L2 朝向基板101。輻射L1 以入射角Ɵ1 照射基板101且部分被吸收、部分被傳送及/或部分被反射。相似地，輻射L2 以入射角Ɵ2 照射基板101且部分被吸收、部分被傳送及/或部分被反射。反射的輻射R1 及R2 繼續朝向高溫計110。
偵測器103及108偵測輻射L3 及L4 ，個別對應至輻射L1 及L2 。輻射L3 具有與對應的輻射L1 實質相同的強度，或兩個輻射部件的強度具有定義的關係，所以可使用輻射L3 的強度(由偵測器103所測量)以決定輻射L1 的強度。輻射L4 及輻射L2 共享相似的關係，便於使用偵測器108來決定輻射L2 。
高溫計110偵測電磁輻射的總強度，即輻射T1 、R1 及R2 組合的總強度。因此，由高溫計110所偵測的組合的電磁輻射的強度(標示為I_SP )為輻射T1 的強度I_T1 加上輻射R1 的強度I_R1 加上輻射R2 的強度I_R2 。因此，組合的電磁輻射的強度I_SP 表示為：SP =T1 +R1 +R2 (1)
將基板101的反射率ρ定義為反射束(例如，R1 )的強度對入射束(例如，L1 )的比率。因此，基板101的反射率ρ表示為： ρ (2) 此處，為輻射L1 的最大強度(例如，圖 2A 的尖峰201)減掉輻射L1 的最小強度(例如，圖 2A 的202)。相似地，為反射的輻射R1 的最大強度減掉反射的輻射R1 的最小強度。相似地，為輻射L2 的最大強度(例如，圖 2B 的211)減掉輻射L2 的最小強度(例如，圖 2B 的212)。相似地，為反射的輻射R2 的最大強度減掉反射的輻射R2 的最小強度。
在一個或更多個實施例中，為了決定反射率ρ，溫度測量系統100可僅啟動電磁輻射來源102、106之其中一者以發射電磁輻射並測量反射的輻射。反射率ρ取決於基板101的溫度，便於決定基板101的溫度。
發射的輻射T1 的強度(I_T1 )由以下等式來表示：T1 =SP –R1 -R2 =SP – ρ x – ρ x(3)
如上述，電磁輻射L1 及L2 之每一者個別具有與對應的電磁輻射L3 及L4 (I_L3 、I_L4 )實質相同的強度(I_L1 、I_L2 )(個別由電磁輻射偵測器103、108採樣及測量)。因此，由於此等效性，等式3可重寫成：T1 =SP -R1 -R2 =SP – ρ x – ρ x(4)
藉由應用Planck法則(維持發射的輻射T1 =)來計算樣本的絕對溫度T ，其中給定在絕對溫度T 來自一主體的頻率v 的頻譜輻射為：(5) 此處kB 為Boltzmann常數，h 為Planck常數，且c 為光在媒介(無論為材料或真空)中的速度，且T 為基板101的絕對溫度。一般由物體的發射率來調和遵守Planck法則，該發射率根據Planck法則被定義為真實熱輻射輸出對理論輸出的比率。因此，可使用Planck法則以估計物體的溫度，例如基板101。
上方系列的等式描述了如何基於兩個輻射樣本來估計基板101的溫度。然而，可將該等等式延伸至高溫計接收不定數量的輻射樣本的任何實施例，如下方將進一步討論。
圖 2A 、2B 、及2C 根據本揭示案的一個態樣圖示脈衝列信號的範例。在圖 2A 及2B 中圖示時變功率信號的範例。可使用時變功率信號(例如，脈衝信號)以在使用每一新基板實現校準處理期間量測基板的反射率，例如圖 1 中所展示的基板101。在新基板導入具有此處之溫度測量系統的設備時(與圖 1 連接描述該溫度測量系統)，每一電磁輻射來源發出脈衝複數次，例如10次，以決定基板的反射率。在一個或更多個實施例中，溫度測量系統可在電磁輻射來源發出脈衝的同時旋轉基板，以免反射率跨基板表面變化。在其他實施例中，溫度測量系統可同步發出脈衝與旋轉，所以系統使用不同偵測器103及108來雙採樣反射率。
圖 2A 圖示欲應用至電磁輻射來源102的信號200，電磁輻射來源102接著根據信號200發射具有時變強度的電磁輻射L1 。圖 2B 圖示欲應用至電磁輻射來源106的信號210，電磁輻射來源106接著根據信號210發射具有時變強度的電磁輻射L2 。信號200為具有尖峰201(在週期時間t1 中尖峰201具有尖峰電壓VL1 )的時變電壓。信號210為具有兩個尖峰211(在週期時間t2 中每一尖峰211具有尖峰電壓VL2 )的時變電壓。在此實施例中，尖峰201及211在時間上不會重疊。圖 2C 圖示在根據信號200及210個別操作電磁輻射來源102及106時由高溫計110所接收的示範的信號220。高溫計110接收源自個別的電磁輻射來源102及106的反射的輻射R1 及R2 ，及源自基板101的發射的輻射T1 (導因於基板101的熱能)。接收的信號220具有三個脈衝，第一脈衝221對應至信號200的尖峰201，且第二及第三脈衝222及223對應至信號210的尖峰211。
在圖 3A 及3B 中圖示時變功率信號的不同範例。圖 3A 圖示欲應用至電磁輻射來源102的信號300，且圖 3B 圖示欲供應至電磁輻射來源106的信號310。信號300為具有尖峰301(在週期時間t1 中尖峰301具有尖峰電壓VL1 )的時變電壓。信號310為具有兩個尖峰311、312(在週期時間t2 中每一尖峰具有尖峰電壓VL2 )的時變電壓。此處，在時間上一個尖峰301與尖峰311重疊。
圖 3C 圖示在根據信號300及310個別操作電磁輻射來源102及106時由高溫計110所接收的示範的信號320。接收的信號320具有兩個脈衝，第一脈衝321對應至重疊的尖峰301及311，且第二脈衝322對應至尖峰312。由來自同時由高溫計110接收的電磁輻射來源102及106兩者的反射的電磁輻射來產生第一脈衝321。
再次參考圖 1 ，電磁輻射來源102及106以所有方位角度以個別的發射圓錐131及132朝向基板101發射電磁輻射。電磁輻射照射基板101且在不同波長時部分被吸收、部分被傳送、及以對應反射圓錐以變化量部分被反射。以某範圍的反射角度反射的電磁輻射繼續朝向高溫計110且可由高溫計110偵測。例如，針對清晰使用射線追蹤方式，來自電磁輻射來源102及106以對應發射圓錐131及132發射的輻射L1 及L2 以入射角Ɵ1 及Ɵ2 個別入射於基板101處，且部分在基板101處反射。反射的輻射R1 及R2 繼續在反射面積133朝向高溫計110且由高溫計110偵測，如圖 1 中所圖示。由高溫計110所採樣的反射面積133含有高溫計110所見的方位所定義的來自每一發射圓錐131及132的基板101所反射的輻射的頻帶的一部分。在入射角Ɵ1 及Ɵ2 處於特定範圍內時，由高溫計110在高溫計110所見的方位上偵測反射的輻射。
圖 4 圖示處理腔室400的示意橫截面，併入圖 1 的溫度測量系統100。處理腔室400特徵為封閉體402、設置於封閉體402中的基板支撐404、耦合至封閉體402的處理模組403、複數個電磁輻射來源405 (405-1、405-2、405-3、405-4、405-5、及405-6)、及耦合至複數個來源405的信號產生器407(407-1、407-2、407-3、407-4、407-5、及407-6)、複數個偵測器406 (406-1、406-2、406-3、406-4、406-5、及406-6)、及高溫計408。
處理模組403包含一個或更多個管道411(展示了兩個)以用於將材料導入封閉體402。可使用管道411以用於引導氣體或液體，且可為直線的，如圖 4 中所展示，或曲折至任何需要的程度。在圖 4 中展示兩個管道411，但可使用任何數量。例如，處理模組403可包含噴淋頭，可具有多個區或通路。處理模組403可穿過合適管道耦合至任何需要的輸送設備，例如氣體盒、蒸發器、安瓿等。
藉由嵌入基板支撐404中的加熱燈具來加熱基板支撐404。也可例如使用偏壓元件將基板支撐404電氣化以提供基板支撐404上的基板401的靜電固定。旋轉驅動(未展示)可耦合至基板支撐404以提供處理期間處理週期之間的旋轉運動。在實施例(其中基板401在處理期間旋轉)中，可在選擇的時區探測基板401以監測基板401上不同位置的溫度，使得可控制溫度均勻性。
每一信號產生器407-1至407-6耦合至個別的電磁輻射來源405。信號產生器407-1至407-6之每一者產生時變信號且應用該等時變信號至個別的電磁輻射來源405。電磁輻射來源405-1至405-6發射電磁輻射L1 至L6 朝向基板401。複數個電磁輻射來源405-1至405-6可為用於提供熱能至基板401的熱來源。
每一偵測器406-1至406-6設置相鄰於個別的電磁輻射來源405-1至405-6，以偵測在基板401處部分反射且由高溫計408所接收的對應至電磁輻射L1 至L6 的電磁輻射L1a 至L6a 。將每一電磁輻射偵測器406-1至406-6的一部分放置於至個別的電磁輻射來源405-1至405-6的發射元件的視線中。電磁輻射偵測器406-1至406-6包含支援電路以個別採樣率對輻射束L1a 至L6a 採樣。
處理腔室400可包含任何數量的來源405，每一來源405具有對應的信號產生器407及電磁輻射偵測器406。
高溫計408偵測自基板401傳播朝向高溫計408的電磁輻射。由高溫計408所偵測的輻射包含自基板404所發射的輻射T1 及反射的輻射R1 至R6 。
在操作中，處理腔室400以相似於上述相關於圖 1 的方式估計基板401的溫度。此處，處理腔室400包含六個電磁輻射來源405-1至405-6及偵測器406-1至406-6，但可使用任何數量的來源及偵測器。在該等實施例中，高溫計408自基板401反射的任何數量的電磁輻射來源及發射的電磁輻射T1 返還輻射強度I_SP ，如下：SP =T1 + (6)
基於反射率ρ的定義(可如上述連接圖 2A 至3C 來決定)，等式6可重寫成：T1 =SP -(7)
每一電磁輻射L1 、L2 、L3 、…Ln 具有與對應的電磁輻射L1a 、L2a 、L3a 、…Lna (由電磁輻射偵測器406採樣)實質相同的強度。因此，等式7可重寫成：T1 =SP -(8) 接著，基於決定的反射率ρ及由偵測器406所偵測的入射電磁輻射I_Lia ，藉由從高溫計408返還的總輻射的強度I_SP 減去反射的輻射的強度來計算發射的電磁輻射的強度I_T1 。接著，藉由應用Planck法則至發射的電磁輻射T1 的強度I_T1 來估計基板401的溫度，如相關聯於圖 1 所述。
圖 4 中展示電磁輻射來源、偵測器、及高溫計安裝於基板401下方。然而，該等部件可設置於處理腔室400中任何便利位置處，例如基板401上方的位置。
處理腔室400可為化學氣相沉積(CVD)腔室，例如電漿增強CVD腔室、高密度電漿CVD腔室、低壓CVD腔室、減壓CVD腔室、或大氣壓力CVD腔室。在其他實施例中，處理腔室400也可為PVD腔室、蝕刻腔室(熱或電漿)、磊晶腔室、退火腔室、或溫度監測可能有用的任何其他處理腔室。處理腔室400的範例可包含CVD腔室例如商業上可由Applied Materials Inc., Santa Clara, California取得的AKT® PECVD腔室、PRODUCERTM 腔室、及PRECISION 5000® 腔室。
控制器420可實質相同於圖 1 的控制器。控制器420可耦合至高溫計408及其相關電路以監測高溫計408所接收的資料並處理該資料以估計基板401的溫度。
在一個或更多個實施例中，處理腔室400可包含複數個高溫計408以偵測基板401的多個位置處的溫度。藉由使用來自複數個高溫計408的溫度指示，可偵測基板401的溫度非均勻性，且可改良基板401的溫度均勻性。
在其他實施例中，複數個基板可設置於基板支撐404上以在處理腔室400中同時處理，且可提供複數個高溫計使一個或更多個高溫計對應至每一基板。
圖 5 為根據本揭示案的態樣用於估計基板溫度的示範方法的流程圖500。
在操作502中，使用信號產生器以產生時變功率的脈衝信號至電磁輻射來源。信號產生器可產生具有不同週期性、脈衝形狀(例如，正弦脈衝或三角形脈衝)、脈衝圖案及/或振幅的多種波形。可使用多於一個電磁輻射來源，每一電磁輻射來源包含個別的信號產生器。
在操作504中，電磁輻射來源根據來自信號產生器的信號發射電磁輻射朝向基板。在使用多個電磁輻射來源的情況中，每一來源根據來自對應的信號產生器的信號來發射。
在操作506中，偵測器偵測電磁輻射，包含由電磁輻射來源所發射的輻射。在一個或更多個實施例中，每一偵測器的探針頭設置於至對應的電磁輻射來源的發射元件的視線中。發射的電磁輻射在所有角度處具有實質恆定的強度。在一個或更多個實施例中，偵測器的探針頭可對齊至電磁輻射來源的發射圓錐的圓錐表面。在使用多個電磁輻射來源的情況中，每一來源具有對應的偵測器。
在操作508中，高溫計偵測自基板發射及/或反射的電磁輻射的強度。在高溫計處所接收的電磁輻射包含自基板所發射的熱電磁輻射，及自基板所反射的電磁輻射。
在操作510中，控制器藉由從高溫計所接收的電磁輻射的總強度減去採樣的電磁輻射強度的加總來決定發射的電磁輻射(圖 1 中的T1 )的強度，以獲得發射的強度。控制器進一步藉由應用Planck法則至決定的發射的電磁輻射強度來估計基板的溫度T，如上述。
本揭示案的實施例進一步相關於以下段落的任何一者或更多者：
1. 一種用於估計一溫度的設備，包括：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面；複數個電磁輻射偵測器，放置每一電磁輻射偵測器以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣；一高溫計，放置該高溫計以接收源自該複數個電磁輻射來源且自該反射平面反射的電磁輻射；及一處理器，該處理器經配置以基於由該高溫計及由該等電磁輻射偵測器所接收的電磁輻射來估計一溫度。
2. 一種用於估計一溫度的設備，包括：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面，其中每一電磁輻射來源經配置以一發射圓錐發射電磁輻射；複數個電磁輻射偵測器，放置每一電磁輻射偵測器以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣；一高溫計，放置該高溫計以接收源自該複數個電磁輻射來源且自該反射平面反射的電磁輻射；及一處理器，該處理器經配置以基於由該高溫計及由該等電磁輻射偵測器所接收的電磁輻射來估計一溫度。
3. 一種用於估計一溫度的方法，該方法包括以下步驟：藉由複數個電磁輻射來源之每一者發射電磁輻射朝向一基板；藉由複數個電磁輻射偵測器之每一者對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣；藉由一高溫計接收自該基板所反射的電磁輻射及由該基板所發射的電磁輻射；及使用一處理器以基於該基板所發射的電磁輻射來估計該基板的一溫度。
4. 如段落1至3之任一者所述之設備或方法，其中每一電磁輻射偵測器包含一探針頭，該探針頭設置於至該對應電磁輻射來源的一發射元件的視線中。
5. 如段落4所述之設備或方法，其中每一電磁輻射來源經配置以一發射圓錐發射電磁輻射朝向該反射平面，且處於一第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射的一部分自該反射平面反射且接著由該高溫計接收。
6. 如段落5所述之設備或方法，其中每一電磁輻射偵測器的一探針頭被彎曲以對齊該發射圓錐的一圓錐表面，且經配置以對處於一第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射採樣。
7. 如段落6所述之設備或方法，其中處於該第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射的一個部分具有與處於該第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射的另一部分一實質相同的強度。
8. 如段落1至7之任一者所述之設備或方法，其中該處理器經配置以接收由該高溫計所接收的電磁輻射的一強度及由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的一強度，由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的該強度來決定來自該反射平面的反射的輻射的一強度，及從該高溫計所接收的電磁輻射減去反射的輻射的該強度來估計該溫度。
9. 如段落8所述之設備或方法，其中藉由在該反射平面應用一已知反射率至由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的該強度來決定來自該反射平面的反射的輻射的該強度。
10. 如段落9所述之設備或方法，其中該反射率係藉由以下操作來決定：藉由從由該電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的一最大強度減去由該電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的一最小強度來計算一第一數量；藉由從由該高溫計所偵測的電磁輻射的一最大強度減去由該高溫計所偵測的電磁輻射的一最小強度來計算一第二數量；及計算該第一數量對該第二數量的一比率。
11. 如段落1至10之任一者所述之設備或方法，其中藉由應用Planck法則至由該高溫計所接收的電磁輻射的一強度及自該反射平面所反射的電磁輻射的一強度之間的一差異來估計該溫度。
12. 如段落11所述之設備或方法，其中每一電磁輻射偵測器包含一探針頭，該探針頭設置於至該對應電磁輻射來源的一發射元件的視線中。
13. 如段落12所述之設備或方法，其中每一電磁輻射來源以一發射圓錐發射電磁輻射朝向該基板，且處於一第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射的一部分自該反射平面反射且接著由該高溫計接收。
14. 如段落13所述之設備或方法，其中每一電磁輻射偵測器的一探針頭被彎曲以對齊該發射圓錐的一圓錐表面，且經配置以對處於一第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射採樣。
15. 如段落14所述之設備或方法，其中處於該第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射具有與處於該第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射實質相同的強度。
16. 如段落15所述之設備或方法，進一步包括以下步驟：藉由從該高溫計所接收的電磁輻射減去自該基板所反射的輻射來決定該基板所發射的電磁輻射。
17. 如段落16所述之設備或方法，進一步包括以下步驟：藉由將由每一電磁輻射來源所採樣的電磁輻射的強度乘以該基板的一已知反射率、加總結果、及從該高溫計所接收的電磁輻射的強度減去該加總來計算該基板所發射的電磁輻射的強度。
18. 如段落17所述之設備或方法，其中該基板的該反射率為反射的電磁輻射的一強度對入射電磁輻射的一強度的一比率。
19. 如段落17所述之設備或方法，其中藉由將由一電磁輻射來源所發射的電磁輻射的一最大強度減掉一最小強度除以由該電磁輻射來源所發射且自該反射平面所反射的電磁輻射的一最大強度減掉一最小強度來計算該基板的該反射率。
20. 如段落1至19之任一者所述之設備或方法，進一步包括以下步驟：藉由應用Planck法則至由該基板所發射的電磁輻射來估計該基板的一溫度。
提供前述說明以致能任何發明所屬領域具有通常知識者以實現此處所述的多種實施例。對該等實施例的多種修改對發明所屬領域具有通常知識者為言為顯而易見的，且此處所定義的通則可應用至其他實施例。例如，可在所討論的功能性及元件排列上進行改變，而不偏離本揭示案的範圍。多種範例可省略、替代、或增加合適的多種程序或部件。相關於一些範例的所述特徵也可在一些其他範例中組合。例如，使用此處提出的任何數量的態樣可實作設備或可實現方法。此外，本揭示案的範圍意圖涵蓋使用其他結構、功能性、或除了此處提出的本揭示案的多種態樣或其他的結構及功能性來實現的該設備或方法。應理解可由請求項的一個或更多個元件來體現此處所揭露的本揭示案的任何態樣。
如此處所使用，用詞「示範」意指「作為範例、例子、或圖示」。不必將此處被描述為「示範」的任何態樣詮釋為較其他態樣更佳或更具優勢。
如此處所使用，用語「決定」擁有廣泛的動作。例如，「決定」可包含計算、運算、處理、獲得、勘測、查找(例如，在表、資料庫、或其他資料結構中查找)、探明等。「決定」也可包含接收(例如，接收資訊)、存取(例如，存取記憶體中的資料)等。「決定」也可包含解析、選擇、抉擇、建立等。
此處所揭露的方法包含一個或更多個操作或動作以用於達成該等方法。方法操作及/或動作可彼此互換，而不偏離請求項或本揭示案的範圍。換句話說，除非規定特定順序的操作或動作，可修改特定操作及/或動作的順序及/或使用，而不偏離請求項的範圍。
以下請求項不意圖限制此處所展示的實施例，而是合意於與請求項的語言一致的全部範圍。在請求項內，參考單數的元件不意圖意指「一個且僅有一個」(除非特別陳述)，而是指「一個或更多個」。除非特別陳述，用語「一些」參考為一個或更多個。對本揭示案通篇所述的多種態樣的元件的所有結構及功能性等效物(對發明所屬領域具有通常知識者為已知或即將成為已知)明確地藉由參考併入於此且意圖由請求項來擁有。此外，此處所揭露的內容並非意圖致力於公眾，無論本揭示案是否在請求項中明確地陳述。
前述係本揭示案的實施例，可修改本揭示案的其他及進一步的實施例而不偏離其基本範圍，且該範圍由隨後的請求項所決定。
100‧‧‧溫度測量系統 101‧‧‧基板 102‧‧‧電磁輻射來源 102a‧‧‧開口 103‧‧‧電磁輻射偵測器 104‧‧‧信號產生器 105‧‧‧控制器 106‧‧‧電磁輻射來源 107‧‧‧信號產生器 108‧‧‧電磁輻射偵測器 109‧‧‧採樣電路 110‧‧‧高溫計 111‧‧‧快速傅立葉轉換(FFT)分析器 120‧‧‧控制器 121‧‧‧CPU 122‧‧‧記憶體 123‧‧‧支援電路 124‧‧‧儲存 131‧‧‧發射圓錐 132‧‧‧發射圓錐 133‧‧‧反射面積 141‧‧‧探針頭 142‧‧‧發射元件 143‧‧‧探針頭 144‧‧‧發射元件 145‧‧‧反射器 146‧‧‧反射器 200‧‧‧信號 201‧‧‧尖峰 210‧‧‧信號 211‧‧‧尖峰 220‧‧‧信號 221‧‧‧第一脈衝 222‧‧‧第二脈衝 223‧‧‧第三脈衝 300‧‧‧信號 301‧‧‧尖峰 310‧‧‧信號 311‧‧‧尖峰 312‧‧‧尖峰 320‧‧‧信號 321‧‧‧第一脈衝 322‧‧‧第二脈衝 400‧‧‧處理腔室 401‧‧‧基板 402‧‧‧封閉體 403‧‧‧處理模組 404‧‧‧基板支撐 405‧‧‧電磁輻射來源(405-1至405-6) 406‧‧‧偵測器(406-1至406-6) 407‧‧‧信號產生器(407-1至407-6) 408‧‧‧高溫計 411‧‧‧管道 420‧‧‧控制器 421‧‧‧CPU 422‧‧‧記憶體 423‧‧‧支援電路 424‧‧‧儲存 500‧‧‧流程圖 502‧‧‧操作 504‧‧‧操作 506‧‧‧操作 508‧‧‧操作 510‧‧‧操作
於是可以詳細理解本揭示案上述特徵中的方式，可藉由參考實施例而具有本揭示案的更特定描述(簡短總結如上)，其中一些圖示於所附圖式中。然而，注意所附圖式僅圖示本揭示案典型的實施例，因此不考慮限制其範圍，因為本揭示案可允許其他等效實施例。
圖 1 根據本揭示案的一個態樣描繪溫度測量系統的簡化示意圖。
圖 2A 、2B 、及2C 根據本揭示案的一個態樣圖示脈衝列信號的範例。
圖 3A 、3B 、及3C 根據本揭示案的一個態樣圖示脈衝列信號的其他範例。
圖 4 根據本揭示案的態樣圖示處理腔室的示意橫截面，圖 1 的溫度測量系統併入至此。
圖 5 為根據本揭示案的態樣用於偵測陳化處理的終點的示範方法的流程圖。
思量可有利地將一個實施例的元件及特徵併入其他實施例中，而無須進一步敘述。然而，注意圖式僅圖示本揭示案示範的實施例，因此不考慮限制其範圍，因為本揭示案可允許其他等效實施例。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
400‧‧‧處理腔室
401‧‧‧基板
402‧‧‧封閉體
403‧‧‧處理模組
404‧‧‧基板支撐
405‧‧‧電磁輻射來源(405-1至405-6)
406‧‧‧偵測器(406-1至406-6)
407‧‧‧信號產生器(407-1至407-6)
408‧‧‧高溫計
411‧‧‧管道
420‧‧‧控制器
421‧‧‧CPU
422‧‧‧記憶體
423‧‧‧支援電路
424‧‧‧儲存

Claims (20)

  1. 一種用於估計一溫度的設備，包括：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面；複數個電磁輻射偵測器，每一電磁輻射偵測器包含經配置以接收電磁輻射的一探針頭，該探針頭被放置在該等電磁輻射來源與該反射平面間的一位置以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣；一高溫計，放置該高溫計以接收源自該複數個電磁輻射來源且自該反射平面反射的電磁輻射；及一處理器，該處理器經配置以基於由該高溫計所接收及由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射來輸出一溫度估計。
  2. 如請求項1所述之設備，其中每一探針頭設置於至該對應電磁輻射來源的一發射元件的視線(line-of-sight)中。
  3. 如請求項2所述之設備，其中每一電磁輻射來源經配置以一發射圓錐發射電磁輻射朝向該反射平面，且處於一第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射的一部分自該反射平面反射且接著由該高溫計接收。
  4. 如請求項3所述之設備，其中每一電磁輻射 偵測器的該探針頭被彎曲以對齊該發射圓錐的一圓錐表面，且經配置以對處於一第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射採樣。
  5. 如請求項4所述之設備，其中處於該第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射的該部分具有與處於該第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射的另一部分一實質相同的強度。
  6. 如請求項1所述之設備，其中該處理器經配置以接收由該高溫計所接收的電磁輻射的一強度及由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的一強度，由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的該強度來決定來自該反射平面的反射的輻射的一強度，及從該高溫計所接收的電磁輻射的該強度減去反射的輻射的該強度來估計該溫度。
  7. 如請求項6所述之設備，其中藉由在該反射平面應用一已知反射率至由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的該強度來決定來自該反射平面的反射的輻射的該強度。
  8. 如請求項7所述之設備，其中該反射率係藉由以下操作來決定：藉由從由該等複數個電磁輻射偵測器中的至少一個電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的一最大強度減去 由該電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射的一最小強度來計算一第一數量；藉由從由該高溫計所偵測的電磁輻射的一最大強度減去由該高溫計所偵測的電磁輻射的一最小強度來計算一第二數量；及計算該第一數量對該第二數量的一比率。
  9. 如請求項1所述之設備，其中藉由應用Planck法則至由該高溫計所接收的電磁輻射的一強度及自該反射平面所反射的電磁輻射的一強度之間的一差異來估計該溫度。
  10. 一種用於估計一溫度的方法，該方法包括以下步驟：藉由複數個電磁輻射來源之每一者發射電磁輻射朝向一基板；藉由一探針頭對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣，該探針頭包含在複數個電磁輻射偵測器之每一者中，且被放置在該等電磁輻射來源與該基板之間的一位置；藉由一高溫計接收自該基板所反射的電磁輻射及由該基板所發射的電磁輻射；及使用一處理器以基於該基板所發射的電磁輻射來輸出該基板的一溫度估計。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該探針頭設置於至該對應電磁輻射來源的一發射元件的視線(line-of-sight)中。
  12. 如請求項11所述之方法，其中每一電磁輻射來源以一發射圓錐發射電磁輻射朝向該基板，且處於一第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射的一部分自該反射平面反射且接著由該高溫計接收。
  13. 如請求項12所述之方法，其中每一電磁輻射偵測器的該探針頭被彎曲以對齊該發射圓錐的一圓錐表面，且經配置以對處於一第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射採樣。
  14. 如請求項13所述之方法，其中處於該第一角度的該發射圓錐中的電磁輻射具有與處於該第二角度的該發射圓錐中的電磁輻射實質相同的強度。
  15. 如請求項14所述之方法，進一步包括以下步驟：藉由從該高溫計所接收的電磁輻射減去自該基板所反射的電磁輻射來決定該基板所發射的電磁輻射。
  16. 如請求項15所述之方法，進一步包括以下步驟：藉由將由每一電磁輻射來源所採樣的電磁輻射的強度乘以該基板的一已知反射率、加總結果、及從該高溫計所接收的電磁輻射的強度減去該加總來計算 該基板所發射的電磁輻射的強度。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該基板的該反射率為反射的電磁輻射的一強度對入射電磁輻射的一強度的一比率。
  18. 如請求項16所述之方法，其中藉由將由一電磁輻射來源所發射的電磁輻射的一最大強度減掉一最小強度除以由該電磁輻射來源所發射且自該反射平面所反射的電磁輻射的一最大強度減掉一最小強度來計算該基板的該反射率。
  19. 如請求項10所述之方法，進一步包括以下步驟：藉由應用Planck法則至由該基板所發射的電磁輻射來估計該基板的一溫度。
  20. 一種用於估計一溫度的設備，包括：複數個電磁輻射來源，放置該複數個電磁輻射來源以發射電磁輻射朝向一反射平面，其中每一電磁輻射來源經配置以一發射圓錐發射電磁輻射；複數個電磁輻射偵測器，每一電磁輻射偵測器包含經配置以接收電磁輻射的一探針頭，該探針頭被放置在該等電磁輻射來源與該反射平面間的一位置以對由該複數個電磁輻射來源的一對應電磁輻射來源所發射的電磁輻射採樣；一高溫計，放置該高溫計以接收源自該複數個電磁 輻射來源且自該反射平面反射的電磁輻射；及一處理器，該處理器經配置以基於由該高溫計所接收及由該等電磁輻射偵測器所採樣的電磁輻射來輸出一溫度估計。
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