TWI835990B - 溫度偏移及區域控制調諧 - Google Patents

Abstract

本案提供一種在熱處理腔室中控制溫度的方法，此方法包含以下步驟：基於基板的量測值來決定基板的一或更多個加熱元件或區域的溫度敏感性剖面。方法也包含以下步驟：針對一或更多個加熱元件或區域中之每一者選擇溫度偏移值。方法也包含以下步驟：將一或更多個溫度偏移值之每一者的調整模擬成達成預定目標的各別最終調整值。方法進一步包含以下步驟：針對一或更多個加熱元件之每一者調整溫度偏移值至各別最終調整值。

Description

溫度偏移及區域控制調諧

本申請案主張2019年2月4日提交的美國臨時專利申請案第62/800,859號的優先權，其全部內容透過引用合併於此。

本揭示案的實施例一般相關於使用於熱處理腔室中的方法和設備。更特定地，本揭示案相關於調整處理腔室內的燈功率。

用於熱處理基板（例如，半導體晶圓和其他材料）的幾種處理涉及快速加熱和冷卻基板。這種處理的一個實例是快速熱處理(RTP)，其使用於半導體裝置的製造。

在快速熱處理(RTP)中，熱能從輻射源輻射進入處理腔室，並至處理腔室中的半導體基板。以這種方式，將基板快速加熱到處理溫度。在快速熱處理期間，經常使用加熱元件（例如，燈）作為輻射源以加熱半導體基板。通常相對於含有燈的燈頭的中心徑向佈置燈。例如，可從燈頭的中心沿著各種半徑而佈置具有從燈座朝向基板延伸的燈泡的複數個垂直延伸的燈。通常基於位置將燈分成區域，且將此些區域依次佈置成群組。通常一起控制一群組中的燈以在腔室中產生所需的溫度。

為了維持均勻的溫度，使用光學高溫測法以量測RTP系統中的溫度。一或更多個高溫計量測從物體發射的輻射強度，並實行適當的計算以獲得溫度。然而，各個溫度感測器之間的變化以及各個溫度感測器相對於腔室中的特定基板的位置間的差異可影響溫度量測的準確性。

因此，需要一種改善的調諧方法以改善處理腔室中的溫度和處理均勻性。

本揭示案一般相關於一種調整溫度偏移值和燈區域偏移值的方法和設備。更特定地，本揭示案相關於藉由模擬一或更多個燈區域的不同燈區域偏移值以決定處理值來改善處理均勻性。當模擬返回處理值時，將燈區域偏移值設定為處理值並在基板處理期間使用。

在一個實施例中，一種在熱處理腔室中控制溫度的方法包含以下步驟：基於基板的量測值來決定基板的一或更多個加熱元件的溫度敏感性剖面。方法也包含以下步驟：針對一或更多個加熱元件之每一者選擇溫度偏移值。方法也包含以下步驟：調整一或更多個溫度偏移值之每一者至達成預定目標的各別最終調整值。方法進一步包含以下步驟：針對一或更多個加熱元件之每一者調整溫度偏移值至各別最終調整值。

在另一實施例中，一種在熱處理腔室中控制溫度的電腦系統包括：處理器及記憶體。記憶體儲存指令，在處理器執行指令時使電腦系統進行以下步驟：基於基板的量測值來決定基板的一或更多個加熱元件的溫度敏感性剖面；針對一或更多個加熱元件之每一者選擇溫度偏移值；調整一或更多個溫度偏移值之每一者至達成預定目標的各別最終調整值；及針對一或更多個加熱元件之每一者調整溫度偏移值至各別最終調整值。

進一步的實施例包含一種非暫態電腦可讀取儲存媒體，包括使電腦系統實現上述方法的指令。其他實施例包含處理器和記憶體，記憶體包含在處理器中可執行的程式以實行用於實現上述方法的操作。

本文描述了一種在熱處理腔室中控制溫度的方法。藉由不僅模擬溫度偏移值而且模擬一或更多個燈區域的燈區域偏移值來決定處理值，可改善處理均勻性。在本文描述的實施例中，可在逐個區域的基礎上（而不是區域群組）控制燈功率。模擬步驟基於預定目標返回偏移值的處理值，隨後將燈區域偏移值設定為處理值並在基板處理期間使用。

圖1根據本揭示案的一些實施方式描繪了快速熱處理系統(RTP)。示例性的RTP腔室可包含可從加利福尼亞州聖克拉拉的應用材料公司取得的RADIANCE®或RADIANCEPlus腔室；然而，也可考慮其他製造商的腔室。RTP系統可包含具有處理基板106的燈頭101的處理腔室100。燈頭101可包含如圖1中所描繪的燈陣列。在一實施例中，可如下圖2中所圖示地分佈燈。

參考回到圖1，將基板106裝設在處理腔室100內部的基板支撐件108上，並由燈頭101加熱，燈頭101設置在與基板支撐件108相對的位置中。燈頭101產生被引導至基板106的前側107的輻射。替代地（未展示），燈頭101可經配置以加熱基板106的背側109，例如藉由設置在基板106下方，或藉由引導輻射至基板106的背側109。輻射經由窗組件114進入處理腔室100。裝設在水冷基座116上的反射器102位於基板106下方。

藉由複數個溫度感測器（例如感測器152a、152b和152c）來量測基板106的局部區域處的溫度。每一溫度感測器包含通過導管124的光管126，導管124從水冷基座116的底側或背側延伸穿過反射器102的頂部。光管126可為藍寶石光管。在一些實施方式中，光管126的直徑為約0.125吋，且導管124稍大。光管126定位在導管124內，以便其最上端與反射器102的上表面齊平或稍低於反射器102的上表面。光管126的另一端耦合至柔性光纖125，柔性光纖125傳送來自反射空腔118的取樣光到高溫計128。在一些示例性實施例中，光管126可直接連接到高溫計128，而不需要柔性光纖125。

高溫計128連接到控制器150，控制器150回應於經量測的基板溫度來控制供應至燈頭101的功率。在一些實施方式中，例如對於200 mm的基板，燈頭101可使用複數個燈，例如187個燈，以將高度準直的輻射從鎢鹵素燈輸送到處理腔室100。在一些實施方式中，例如對於300 mm的基板，燈頭101可使用複數個燈，例如409個燈。本文所揭露的燈的數量和配置是示例性的，且可使用其他數量和配置的燈。

燈可被分組為多個區域，如下面進一步詳細描述。可由控制器個別調整區域，以允許控制基板106的不同區域的輻射加熱。

如上述，所描述的實施方式使用分佈在反射器102上的量測值或溫度感測器來量測基板106在其不同半徑處的溫度。在熱處理期間，基板106例如以約240 rpm旋轉。因此，每一溫度感測器可對基板106上對應的環形區域的溫度剖面進行取樣，且一個溫度感測器可量測基板106的中心處的溫度。

窗組件114設置在處理腔室100的上部，以允許由燈頭101提供的光能進入處理腔室100。在一些實施方式中，窗組件114包含上窗154和下窗156。上窗154和下窗156之每一者包括對燈頭101提供的能量為透明的材料，以允許來自燈頭101的輻射通過以進入處理腔室100。在一些實施方式中，上窗154和下窗156為石英。然而，上窗154和下窗156也可由不同材料製成。通常，上窗154和下窗156經配置以允許由燈頭101提供的能量從中通過。

控制器150接收來自溫度感測器152a至152c的資料，並基於接收到的資料分別調整輸送到燈頭101的每一燈或燈的個別群組或燈區域的功率。控制器150可包含獨立地為各個燈或燈區域供電的電源。控制器150可配置有目標溫度剖面，且基於比較從溫度感測器152a至152c所接收的資料，控制器150調整至燈及/或燈區域的功率以使觀察到的熱資料符合目標溫度剖面。在腔室效能隨時間漂移的情況下，控制器150也可調整至燈及/或燈區域的功率以使一個基板的熱處理符合另一基板的熱處理。

處理腔室100可額外地包含其他部件，例如控制器162、燈驅動器160和電源164，以便於處理腔室100的操作。替代地，可由溫度控制器150來掌控控制、燈驅動和功率輸出的態樣。在此種實例中，可省略控制器162、燈驅動器160和電源164之一或更多者。

圖2根據一實施例圖示了燈頭101的視圖。在此實施方式中，燈頭101包括多個燈172。為簡單起見，僅展示燈172之一者；然而，在各種實施例中，可能有數十個或甚至數百個燈。燈172被分為區域，例如多個燈172的同心環。每一燈172屬於特定區域。例如，在燈頭101的中心的區域1中可有特定數量的燈。區域2可具有與區域1不同數量的燈或相同數量的燈。如所展示，區域n-1、n、n+1、n+2和n+3在這些各別區域之每一者中也可具有任何合適數量的燈。通常已知區域1、2、n-1、n、n+1、n+2和n+3代表變化數量的區域。通常將區域2理解為與區域1同心並圍繞區域1。通常將區域n-1理解為與區域2同心並圍繞區域2。通常將區域n理解為與區域n-1同心並圍繞區域n-1。通常將區域n+1理解為與區域n同心並圍繞區域n。通常將區域n+2理解為與區域n+1同心並圍繞區域n+1。通常將區域n+3理解為與區域n+1同心並圍繞區域n+1，使得區域n+3形成最外面的區域（如所展示）；然而，可考慮額外的區域。在一些示例實施例中，特定區域可具有例如12、24、30或36個燈。燈頭101可包括任何合適數量的燈區域。每一燈區域的燈可佈置在單一環中，其中燈在徑向上僅為一個燈厚，或可佈置每一燈區域的燈以使得每一燈區域在徑向上為多個燈厚。區域1、2、n-1、n、n+1、n+2和n+3之每一者可具有相同寬度。在一些實施例中，除了中間區域（區域1）之外，每一區域具有相同寬度。儘管每一燈環可包含漸進的比徑向向內的燈環更獨立的燈，每一區域可具有相同寬度以容納相同數量的燈環。在一些實施例中，每一區域包含一個燈環。在其他實施例中，每一區域包含多個燈環，例如兩個燈環、三個燈環或四個燈環。每一區域的寬度可量化為徑向寬度(dr)。每一區域的徑向寬度(dr)可為相同的。在一個示例性實施例中，中間區域（區域1）可具有徑向寬度(dr)兩倍的直徑，使得區域1的直徑為2*(dr)。在又一實施例中，區域1可具有等於徑向寬度(dr)的直徑，使得區域1的直徑為dr。

在其他示例性實施例中，可存在比上述7個燈區域更多或更少的燈區域。這可藉由產生額外的燈區域或將先前的燈區域分離為分開的燈區域來達成。在一些實施例中，有15個燈區域。

燈區域進一步被收集成群組以用於控制。例如，在示例實施例中，燈區域1是第一群組。區域2中的燈172包括第二群組。然而，一些區域被分組在一起以用於控制。此處，展示至少四個不同的群組以作為實例。四個群組是群組1、群組2、群組m和群組m+1。群組1包括區域1，群組2包括區域2，群組m包括區域n-1和區域n，群組m+1包括區域n+1、區域n+2、區域n+3。每一群組中可有不同數量的燈區域。通常，隨著燈區域徑向向外延伸，特定群組內的燈區域的數量增加。正向或負向地調整（亦即，引入偏移值）至每群組的燈的功率，以增加或減少腔室中的溫度，且此功率常規上平均分配給群組中的每一燈。然而，在本文描述的實施例中，溫度控制器150及/或控制器162允許不同功率分配至群組內的區域。在一個示例實施例中，可調諧或調整區域偏移以在群組中的燈內分配功率。亦即，若區域n在具有區域n-1的群組m中，可藉由使用區域偏移來改變功率分佈而在群組m內不均等地分配功率，以便區域n中的燈接收與區域n-1中的燈不同層級的功率。因此，可獨立於群組m中其他區域的燈的功率來控制區域n中的燈的功率，而允許更好地控制腔室中的溫度分佈，進而用於改善處理均勻性。相似地，可藉由改變群組m+1內其中一個區域（例如區域n+2和n+3）的區域偏移值，獨立於群組m+1中的其他燈區域來控制至區域n+1的功率。根據本文所述的實施例，可獨立於任何其他燈區域來控制任何燈區域。在位於基板174的邊緣附近的區域中，已展示了獨立於其各別群組中的其他區域來控制這些區域，以提供改善基板174邊緣處的處理均勻性的能力。相比於其他區域，供應給一個區域的功率的調整可藉由區域偏移值來決定。在一些實施例中，區域偏移值是可實驗性地變化的校正因子，以獲得到至少一個燈區域的電壓分佈上的改變。在一些實施例中，不同群組中的區域可使用相同的區域偏移值，或可將區域偏移值應用於一個區域，但不應用於另一區域。在一個實例中，區域n和區域n+1具有與區域n+1所應用不同的區域偏移值，且區域n在電壓應用上具有與區域n+1不同的改變。在其他實施例中，可以任何合適的分佈將區域偏移值分佈在任何區域之中。

圖2進一步圖示了取樣溫度探針152的位置。探針152的位置在圖式中以虛線圖示為點，但探針152與燈頭101不在相同平面上。圖示探針152以展示在燈頭101的半徑內探針的相對位置。探針152可圖示為複數個探針。在可與其他實施例組合的一個實施例中，可在每一區域及/或每一群組中找到一或更多個探針152。在一些實施例中，使用七個探針152，但為了簡單起見，此處僅展示了一個探針152。在其他實施例中，可使用任何合適數量的探針152。通常，探針152位於距基板中心不同的徑向距離處。這允許在跨基板表面的不同點處監視溫度。

本文所述的實施例使用探針152（例如高溫計）來量測在不同徑向位置處的基板溫度。使用區域偏移值調整至一或更多個燈區域的功率，直到達到所需的均勻性。在一些實施例中，可藉由溫度控制器150及/或控制器162來實行調整。

在一些實施例中，每一群組有一個探針152。在此實施例中，每一群組具有限定在群組的直徑內的探針152。隨後將每一群組進一步劃分為多個區域。此些群組至少部分地劃分為多個區域，以劃分用於控制供應給每一區域的功率的燈驅動器的負載。因為每一群組只有一個探針152，每一區域可與另一區域共享探針152。關於如何將每一群組劃分為多個區域的另一決定包含距燈頭101的中心的徑向距離。如上述，徑向寬度是每一區域在徑向方向上的寬度（例如，外徑和內徑之間的差）。由於每一區域可具有相同的徑向寬度，每一群組可因而具有不同的徑向寬度，因為一些群組可包含比其他群組更多或更少的區域。藉由使用每探針152的多個區域，可能達成更大的跨基板溫度均勻性及控制，同時減低由使用探針152引起的溫度非均勻性。每區域的探針152的數量減低到沿著外群組/區域的每區域小於一個探針使得對外區域的控制越來越難以預測，但能夠在整個燈頭101的直徑上更好地控制整體溫度。

為了使用燈區域控制來改善處理均勻性並解決沿著基板直徑預測溫度的增加的困難，使用了數學模型。數學模型基於經驗處理均勻性資料和用於任何所需燈區域的區域偏移值來預測均勻性。在一個實施例中，決定基板邊緣附近的區域的區域偏移值以改善基板邊緣處的處理均勻性。

針對區域偏移值產生敏感性曲線。溫度敏感性曲線描述了當一或更多個參數改變時特定處理腔室中徑向溫度分佈的行為。換句話說，若區域偏移值改變且到燈區域的功率增加或減少特定百分比，則溫度敏感性曲線圖示出區域偏移值上的改變如何影響跨基板的溫度偏差。

儘管圖2圖示了燈頭101的一個實例，可預期其他燈頭101可由本揭示案的態樣獲益。例如，可使用具有不同數量的燈、區域或群組的其他燈頭。其他燈頭的形狀或結構可與燈頭101不同。例如，可使用具有使用上及下燈頭的平行配置中的線形燈的燈頭。

圖3根據一實施例圖示了一或更多個偏移值的示例敏感性曲線的圖表300。y軸展示0附近的溫度偏差。0上方的曲線指示由偏移值引起的在距基板中心特定距離處的溫度預期增加，而0下方的曲線指示由偏移值引起的在距基板中心特定距離處的溫度預期減少。x軸表示距基板中心的徑向距離。圖表300的左邊邊緣在基板中心處，而右邊邊緣為基板的外部邊緣處的徑向位置。所圖示的溫度敏感性曲線僅是實例，在其他實施例中可為不同的曲線。在一個實施例中，可藉由使用模擬來決定敏感性曲線，此模擬使用燈的功率分佈結合基板材料的熱傳導率。通常，敏感性曲線越精確，模擬將越精確。

圖表300圖示了對於+Y%的某區域或某些區域的燈區域偏移值的改變的溫度敏感性曲線380。亦即，增加一或更多個區域的區域偏移值，且隨後至示例區域或多個區域中的燈的功率增加了Y%。在此實例中，一或更多個區域位於基板邊緣附近，因此曲線380在基板邊緣附近展示大的效應，但隨著曲線向基板中心移動，效應明顯較小。其他燈區域在沿著基板的其他徑向位置上展示效應，這取決於那些燈區域相對於基板中心的位置。另外，在其他實施例中，可將分開的溫度敏感性曲線使用於分開的區域，以便可分開地決定這些燈區域的偏移。在下面的實例中，位於不同群組中的兩個區域（區域n和區域n+1）將接收到區域偏移值的改變。

圖表300中所圖示的溫度敏感性曲線380表現出線性行為。亦即，若偏移參數改變了x倍，若S(r)是任何給定參數的敏感性曲線，則溫度分佈就會改變x*S(r)。例如，若至燈的功率的增加從+Y%倍增到+2Y%，則曲線380的強度也將倍增。可控制參數的其他額外實例包含每一區域的溫度偏移值。在其他實施例中，也可使用二次行為和更高階，例如x² *S®。

若存在多個敏感性曲線，圖表300中所圖示的效應也是相加的。亦即，在選擇偏移值並產生曲線之後，可將敏感性曲線的強度加在一起以預測基板的新溫度均勻性。因為在此實例中針對靠近基板邊緣的一或更多個特定區域（亦即，區域n和n+1）選擇偏移值，可調製基板的最外邊緣處的均勻性。使用本文所述的模擬處理以基於一或更多個目標或準則來決定偏移值的值。準則可為最小化溫度分佈的標準差。其他準則可為減低基板邊緣處的點的斜率之總和。另外，可組合不同準則的組合。

在一個實施例中，使用本文的方程式實行預期溫度分佈的模擬。在本文的方程式中，T(r)是在半徑r上量測的徑向溫度分佈，從0（基板中心處）到基板_{直徑 /2} （基板的半徑）。可藉由使用測試基板並實行電阻率(RS)分析，隨後使用RS/溫度轉換因子轉換為溫度分佈來量測此分佈。替代地，實行氧化物厚度測試基板分析，隨後使用氧化物厚度/溫度轉換因子轉換為溫度分佈。可使用任何其他合適的方法來決定沿著半徑的合適數量的點r的徑向溫度分佈T(r)。

SZ(r)是針對區域偏移參數的敏感性曲線，例如曲線380。在其他實施例中，除了敏感性曲線380或代替敏感性曲線380，可使用針對額外區域及區域偏移值的額外敏感性曲線。因為本文描述的實施例允許相同群組中的區域具有不同的偏移值，可獨立於群組m中的其他區域來控制區域n，且可獨立於群組m+1中的其他區域來控制區域n+1。

dZ是圖3中所展示的實例中模擬的區域偏移值。在模擬期間，使用任何合適的數學技術以調整區域偏移值來變化此值，直到達到預定值。由曲線R(r)表示的預期溫度分佈計算如下：

在模擬期間，針對半徑r的每一值，首先將區域偏移值dZ設定為初始值，且使用偏移值dZ和敏感性曲線SZ(r)來計算R(r)。隨後，調整區域偏移值，並針對新的區域偏移值計算R(r)。藉由重複調整偏移值直到達到R(r)的預定期望值，可使用任何合適的調整演算法來決定目標。可藉由任何合適的軟體程式來實行調整處理，且可實行多於一次。亦即，在達到預定值之後，可再次運行此處理。由於最佳化模擬和溫度敏感性資料不準確，實行模擬多次可能會導致更好的結果。在一些實施例中，可能在重複迴圈中實行模擬以最佳化偏移值。

在一個實例中，可實行操作以達成最小化溫度分佈R(r)的標準差的預定目標。在測試情況下使用的本文所述的實施例將跨基板的溫度分佈的標準差從0.759減低到0.253。另一方式是測試基板邊緣處的均勻性（邊緣斜率），以查看在此位置處發生多少均勻性變化。可使用本文所述的實施例以減低邊緣斜率以及改善整個基板其餘部分的均勻性。在一些實施例中，可能在整個基板的良好均勻性與基板邊緣上的良好結果之間進行取捨。在這些情況下，使用者可決定調整或最佳化哪些結果以及調整多少。在其他情況下，可能無法在整個基板的均勻性和邊緣斜率之間進行取捨，且使用者可決定導致兩者均獲得良好結果的偏移值。在一個實施例中，存在最小化R(r)的標準差乘上邊緣斜率的組合的最佳化目標，其中邊緣斜率是基板半徑大於預定基板半徑的所有點處的斜率的絕對總和。在一些實施例中，邊緣斜率是大於130毫米的基板半徑處的所有點的溫度讀數斜率的絕對總和，不包括基板邊緣處的3毫米。

在一些實施例中，使用針對不同參數的額外敏感性曲線和偏移值來計算預期溫度分佈R(r)的計算。額外參數可包含每一區域的溫度或區域偏移參數。在可與其他實施例組合的一些實施例中，可能使用對應於針對每一區域的所有偏移參數的敏感性曲線和溫度或區域偏移值以及針對區域偏移的敏感性曲線和偏移值（SZ(r)和dZ）。這可藉由將溫度偏移敏感性曲線的每一倍數和溫度偏移值線性地加到R(r)的方程式來完成。

圖4圖示了圖表400，圖示了一個示例實施例中腔室處理的均勻性。y軸表示在腔室處理之後基板上的層的電阻率，且x軸表示距基板中心的徑向距離。曲線410圖示了在沒有邊緣控制的情況下實行的處理。因此，曲線410展示了在圖表的最右邊緣處量測的電阻率的大幅增加430。然而，當根據本文所述的實施例經由燈區域控制使用邊緣控制時，曲線420圖示了在圖表的最右邊緣和基板的最外位置點處的量測的電阻率的小得多的增加440。圖表400圖示了本文描述的實施例可以如何在基板邊緣處產生更好的溫度控制的一個實例。使用本文所述的技術也可在沿著基板的其他位置處獲得改善的溫度控制。

也可由使用者來定義模擬目標，且可針對不同使用者和不同應用而變化。使用者可選擇任何合適的預定目標以作為一或多個目標，隨後運行一或更多個模擬，直到達到所需目標。一個示例性的模擬目標是基板的溫度均勻性和基板邊緣處的溫度的組合。

圖5是根據一個實施例圖示處理均勻性調整的方法500的流程圖。儘管結合圖1至4描述了方法操作，但配置以任何合適的順序實行這些方法操作的任何系統都落入本揭示案的範圍內。

可由用於在熱處理腔室中控制溫度的電腦系統來執行方法500。電腦系統可包含處理器和記憶體儲存器。處理器可執行記憶體儲存器內的程式。執行程式的步驟可包含執行方法500。

方法500在操作510處開始，其中腔室處理系統的使用者或設計者基於基板的量測值來決定基板的一或更多個加熱元件的溫度敏感性剖面。在上方圖3中圖示溫度敏感性曲線的一實例。加熱元件可包括燈、燈區域或燈區域的群組，如上述。溫度敏感性剖面圖示了在將偏移引入加熱元件時，跨徑向基板位置的溫度改變。在溫度或區域偏移值改變之後，可使用跨基板直徑或半徑的電阻率量測值來決定敏感性剖面。

一旦決定了溫度敏感性剖面，方法進行到操作520，在此使用者或模擬程式針對一或更多個加熱元件或區域之每一者選擇溫度及/或區域偏移值。初始溫度和區域偏移值操作作為初始種子值，使用初始種子值以允許模擬器開始決定處理。

方法進行到操作530，其中模擬器開始模擬對溫度或區域偏移值的調整。在此操作中，模擬器模擬對一或更多個溫度和區域偏移值之每一者的調整，以便決定達到預定目標的最終溫度或區域偏移值。預定目標可為減低跨基板的溫度分佈的標準差、減低邊緣斜率、或減低跨基板的溫度分佈的標準差及減低邊緣斜率的組合。可使用任何合適的模擬器以實行此操作。例如，可使用針對Microsoft® Office Excel的求解器加載項以實行此模擬。

方法進行至操作540，其中使用者或腔室處理系統的部件將一或更多個加熱元件或區域之每一者的溫度和區域偏移值調整為最終溫度或區域偏移調整值。在一個實施例中，可由控制器150來調整加熱元件的溫度和區域偏移值。一旦達到最終的調整值且模擬器已達到預定目標，可使用處理腔室並獲得改善的處理結果。

在示例性實施例中，使用複數個燈或加熱元件在處理腔室中處理基板。複數個燈或加熱元件被分組為複數個同心群組。由溫度控制架構定義這些群組。溫度控制架構可為燈的徑向分佈、所使用的燈控制器的控制能力、高溫計/溫度探針的分佈以及燈的功率驅動。複數個群組包含一或更多個同心區域。每一群組具有一或更多個區域。根據溫度控制架構的能力和所需的溫度控制解析度將這些群組劃分為多個區域。目前，沒有先前良好建立的方法來決定輸送至群組內每一個別區域的較佳功率量。先前的方法涉及系統的猜測和檢查，這已證明是耗時、昂貴的，且在許多情況下，幾乎不會產生明顯的結果。本揭示案的本實施例使用根據經驗決定的區域敏感性曲線。區域敏感性曲線基於供應給一個個別區域的功率改變而顯示了跨基板直徑或半徑溫度的預計改變。上方將供應給一個個別區域的此功率改變描述為區域偏移值。區域偏移值是代表來自基線電源並供應給區域的功率改變的一數字。藉由在模擬內使用複數個區域敏感性曲線（如前述），可能估計出隨後將改變供應給群組內每一區域的功率的區域偏移值，從而改變跨基板的溫度均勻性。一旦藉由電腦演算法模擬區域偏移值，改變了裝置內的區域偏移值以匹配來自模擬的最佳化區域偏移值。將針對溫度均勻性的最佳結果程式化到演算法中，以獲得針對不同應用的不同均勻性結果。裝置內的區域偏移值決定複數個區域之每一區域的功率分佈。

本文描述的實施例也相關於實行本文的操作的設備。可針對所需目的特別建構設備，或可包括由儲存在電腦中的電腦程式選擇性地啟動或重新配置的通用電腦。這種電腦程式可儲存在電腦可讀取儲存媒體中，例如但不限於：唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、EPROM、EEPROM、EEPROM、快閃記憶體，磁性或光學卡、任何類型的磁碟（包括軟碟、光碟、CD-ROM和磁光碟）、或任何類型的適於儲存電子指令的媒體，且每一者耦合到電腦系統互連。

本文提出的演算法和顯示與任何特定的電腦或其他設備不是固有地相關。各種通用系統可與根據本文的教示的程式一起使用，或本文的教示可證明方便於建構更專門的設備以實行所揭露的方法操作。從上述中將出現各種這些系統的結構。另外，沒有參考任何特定的程式語言來描述本實例，且因此可使用多種程式語言來實作各種實例。

儘管前述內容是本文描述的實施例，在不脫離其基本範圍的情況下，可設計其他和進一步的實施例。例如，本揭示案的態樣可以硬體或軟體或以硬體和軟體的組合來實作。本文描述的一個實施例可被實作為與電腦系統一起使用的程式產品。程式產品的程式定義實施例的功能（包含本文描述的方法），且可被包含在各種電腦可讀取儲存媒體上。圖示性電腦可讀取儲存媒體包含但不限於：(i)資訊永久儲存於上的不可寫入儲存媒體（例如，電腦內的唯讀記憶體裝置，例如可由CD-ROM驅動讀取的CD-ROM磁碟、快閃記憶體、ROM晶片或任何類型的固態非揮發性半導體記憶體）；(ii)儲存可變更資訊於上的可寫入儲存媒體（例如，軟碟驅動或硬碟驅動內的軟碟或任何類型的固態隨機存取半導體記憶體）。當攜帶引導所揭露的實施例的功能的電腦可讀取指令時，電腦可讀取儲存媒體是本揭示案的實施例。

儘管前述內容是本揭示案的實施例，在不脫離本揭示案的基本範圍的情況下，可設計本揭示案的其他和進一步的實施例，且本揭示案的範圍由以下申請專利範圍來決定。

100:處理腔室 101:燈頭 102:反射器 106:基板 107:前側 108:基板支撐件 109:背側 114:窗組件 116:水冷基座 118:反射空腔 124:導管 125:柔性光纖 126:光管 128:高溫計 150:控制器 152:探針 152a:感測器 152b:感測器 152c:感測器 154:上窗 156:下窗 160:燈驅動器 162:控制器 164:電源 172:燈 174:基板 300:圖表 380:曲線 400:圖表 410:曲線 430:增加 440:增加 500:方法 510:操作 520:操作 530:操作 540:操作

為了可詳細理解本揭示案的上述特徵的方式，可透過參考實施例來對本揭示案進行更特定的描述，如上文簡要概述，在附圖中圖示了一些實施例。然而，應注意，附圖僅圖示了示例性實施例，因此不應視為對範圍的限制，因為本揭示案可允許其他等效實施例。

圖1是根據本揭示案的一或更多個實施例的熱處理腔室的實施方式的示意橫截面視圖；

圖2是根據一實施例的燈頭和相關聯的燈的視圖；

圖3是根據一實施例的範例溫度敏感性曲線的圖表；

圖4是根據一實施例圖示兩個腔室處理的均勻性的圖表；及

圖5是根據一實施例圖示在熱處理腔室中控制溫度的方法的流程圖。

為了便於理解，在可能的情況下使用了相同的元件符號來標示圖式中共有的相同元件。可預期的是，一個實施例的元件和特徵可有益地併入其他實施例中，而無需進一步敘述。

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

101:燈頭

152:探針

172:燈

Claims (20)

1. 一種用於在一熱處理腔室中控制溫度的方法，該熱處理腔室包括分成複數個同心區域的複數個加熱元件，該方法包括以下步驟：基於一基板的量測值來決定該基板的該複數個同心區域的一或更多個同心區域的溫度敏感性剖面，其中該等溫度敏感性剖面的一溫度敏感性剖面顯示基於一區域偏移值遍布一基板的一直徑或一半徑的一預計溫度變化，該區域偏移值代表來自供應到該複數個同心區域的一個別加熱元件區域的一基線功率的一功率變化；針對該複數個同心區域的該一或更多個同心區域之每一者選擇一或更多個初始區域偏移值；將該一或更多個初始區域偏移值之每一者的一調整模擬成達成一預定目標的一各別最終調整值；以及針對該複數個同心區域的該一或更多個同心區域之每一者調整一裝置上的多個區域偏移值至該各別最終調整值，使得該複數個同心區域的該一或更多個同心區域的一功率分佈及一溫度分佈被改變。
2. 如請求項1所述之方法，其中該預定目標包括該基板的溫度均勻性及該基板的一邊緣處的一溫度的一組合。
3. 如請求項2所述之方法，其中該預定目標進一步包括最小化一溫度分佈的一標準差，其中該溫度分佈包括每一區域偏移值乘上該區域偏移值的各別溫度敏 感性剖面之一總和。
4. 如請求項3所述之方法，其中該預定目標進一步包括最小化該溫度分佈的該標準差乘上該基板的一邊緣處的溫度讀數的一斜率。
5. 如請求項1所述之方法，其中該複數個同心區域的該一或更多個同心區域位於或靠近該基板的一邊緣。
6. 如請求項1所述之方法，其中調整該一或更多個區域偏移值之每一者的步驟包括以下步驟：在模擬一溫度分佈的同時變化該等初始區域偏移值之一或更多者，直到達成該預定目標。
7. 如請求項1所述之方法，其中該等加熱元件的每一者是一燈。
8. 如請求項7所述之方法，其中該複數個同心區域的每一同心區域是複數個群組的部分，該複數個群組中之每一群組對應於一個溫度探針。
9. 一種用於在一熱處理腔室中控制溫度的電腦系統，該熱處理腔室包括分成複數個同心區域的複數個加熱元件，該電腦系統包括：一處理器；以及一記憶體，該記憶體儲存指令，在該處理器執行該等指令時使該電腦系統進行以下步驟：基於一基板的量測值來決定該基板的一或更多個區域偏移值的溫度敏感性剖面，其中該等溫度敏感性剖 面的一溫度敏感性剖面顯示基於一區域偏移值遍布一基板的一直徑或一半徑的一預計溫度變化，該區域偏移值代表來自供應到該複數個同心區域的一個別加熱元件區域的一基線功率的一功率變化；針對該複數個同心區域的一或更多個同心區域之每一者選擇一個或多個初始區域偏移值；將該一或更多個初始區域偏移值之每一者的一調整模擬成達成一預定目標的一各別最終調整值；以及針對該複數個同心區域的該一或更多個同心區域之每一者調整一裝置上的多個區域偏移值至該等各別最終調整值，使得該複數個同心區域的該一或更多個同心區域的一功率分佈被改變。
10. 如請求項9所述之電腦系統，其中該預定目標包括該基板的溫度均勻性及該基板的一邊緣處的一溫度的一組合。
11. 如請求項10所述之電腦系統，其中該預定目標進一步包括最小化一溫度分佈的一標準差，其中該溫度分佈包括每一區域偏移值乘上該區域偏移值的各別溫度敏感性剖面之一總和。
12. 如請求項11所述之電腦系統，其中該預定目標進一步包括最小化該溫度分佈的該標準差乘上該基板的一邊緣處的溫度讀數的一斜率。
13. 如請求項9所述之電腦系統，其中該複數個同心區域的該一或更多個同心區域位於或靠近該基板的 一邊緣。
14. 如請求項9所述之電腦系統，其中調整該一或更多個區域偏移值之每一者的步驟包括以下步驟：在模擬一溫度分佈的同時變化該等初始區域偏移值之一或更多者，直到達成該預定目標。
15. 一種非暫態電腦可讀取媒體，使一電腦系統藉由實行以下操作在一熱處理腔室中控制溫度，該熱處理腔室包括分成複數個同心區域的複數個加熱元件：基於一基板的量測值來決定該基板的該複數個同心區域的一或更多個同心區域的溫度敏感性剖面，其中該等溫度敏感性剖面的一溫度敏感性剖面顯示基於一區域偏移值遍布一基板的一直徑或一半徑的一預計溫度變化，該區域偏移值代表來自供應到該複數個同心區域的一個別加熱元件區域的一基線功率的一功率變化；針對該複數個同心區域的該一或更多個同心區域之每一者選擇一或更多個初始區域偏移值；將該一或更多個初始區域偏移值之每一者的一調整模擬成達成一預定目標的一各別最終調整值；以及針對該複數個同心區域的該一或更多個同心區域之每一者調整一裝置上的多個區域偏移值至該各別最終調整值，使得該複數個同心區域的該一或更多個同心區域的一功率分佈被改變。
16. 如請求項15所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中該預定目標包括該基板的溫度均勻性及該基板的一 邊緣處的一溫度的一組合。
17. 如請求項16所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中該預定目標進一步包括最小化一溫度分佈的一標準差，其中該溫度分佈包括每一區域偏移值乘上該區域偏移值的各別溫度敏感性剖面之一總和。
18. 如請求項17所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中該預定目標進一步包括最小化該溫度分佈的該標準差乘上該基板的一邊緣處的溫度讀數的一斜率。
19. 如請求項15所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中該複數個同心區域的該一或更多個同心區域位於或靠近該基板的一邊緣。
20. 如請求項15所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中調整該一或更多個區域偏移值之每一者的步驟包括以下步驟：在模擬一溫度分佈的同時變化該等初始區域偏移值之一或更多者，直到達成該預定目標。