[发明专利]由折射及具有磁化率的波的速度上的变化测量温度的方法

说明书

于此描述用于在真空腔室中使用热传感器原位确定基板温度的方法及设备。在一个实施方式中，热感应器具有传送器，该传送器经构造以传送电磁波；接收器，该接收器经构造以接收电磁波；及控制器，该控制器经构造以控制该传送器及该接收器，其中该控制器自所传送的该电磁波及所接收的该电磁波之间的差异来确定温度。

技术领域

本发明的实施方式涉及半导体器件的制造。尤其是，实施方式涉及制造期间测量半导体器件的温度。

背景技术

快速热处理(或RTP)意指在数秒或更低的时幅(timescale)上快速加热硅晶片至高温(高至摄氏1200度或更高)的半导体制造处理。然而在冷却期间，晶片温度必须缓慢下降以防止由热震动的位错(dislocation)及晶片破裂。快速加热速率通常由高强度灯具或激光来达成。RTP被用于包含掺杂物活化、热氧化、金属回流及化学气相沉积的半导体制造的广泛应用。

测量处理温度对控制RTP工具中的快速加热及冷却速率是关键的，以防止对在其中处理的硅晶片的损坏。因此，RTP工具需要具有快速反应、精确且能够在约250摄氏度至1100摄氏度的温度范围内精确测量温度的温度测量装置。通常对RTP工具而言在以下两种能力间折衷：快速且精确地于温度范围的一端以相对低的成本测量基板温度的能力、与于该温度范围的另一端测量该温度的能力。

因此，存有改良温度测量装置的需求。

发明内容

于此描述用于在真空腔室中使用热传感器原位(in-situ)确定基板温度的方法及设备。在一个实施方式中，热传感器具有传送器，该传送器经构造以传送电磁波；接收器，该接收器经构造以接收电磁波；及控制器，该控制器经构造以控制该传送器及该接收器，其中可操作该控制器以自所传送的该电磁波及所接收的该电磁波之间的差异来确定温度。

在另一实施方式中，提供处理腔室。该处理腔室包含腔室主体及基板支撑件，该基板支撑件设置于该腔室主体的内部容积中。传送器经定向以经过设置于该基板支撑件上的基板来传送电磁波。接收器经定向以接收由该传送器发射的电磁波。控制器经构造以控制该传送器及该接收器。可操作该控制器以自所传送的该电磁波及所接收的该电磁波的磁场变化来确定温度。

而在另一实施方式中，提供用于设置于处理腔室中的基板的温度的非接触测量的方法。该方法包含以下步骤：将基板传输进入处理腔室；引导电磁波穿过设置于该处理腔室中的该基板；在通过该基板之后接收该电磁波；及基于所引导的该电磁波及所接收的该电磁波之间的变化的度量指示来确定该基板的温度。

附图说明

以上本发明的详述特征可以被详细理解的方式，以及本发明的更特定描述可以通过参照实施方式来获得，实施方式中的一些实施方式绘示于附图中。然而，应当注意，所附图式仅绘示本发明典型的实施方式，因而不应视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其它等同有效实施方式。

图1为具有热传感器的处理腔室的示意截面图。

图2为示出于图1的处理腔室中的热传感器的示意截面图。

为了便于理解，尽可能使用相同附图标号，以标示附图中共通的相同元件。考虑到，于一个实施方式中所公开的元件在没有特定描述下可有益地运用于其它实施方式中。

具体实施方式

本公开内容的实施方式一般地涉及用于快速测量在具有快速且极端的温度改变的腔室中经受处理的基板上的温度的设备及方法。温度测量装置可帮助控制基板温度，使得最小化归因于过度加热的损坏及可在基板处理期间损坏基板的热震动情形。在一个实施方式中，温度控制装置可使用无线电波衍射以快速且精确地测量基板温度。在另一实施方式中，温度控制装置可使用电磁波以快速且精确地测量基板温度。