利用带隙吸收法的温度校正的制作方法

1.本公开内容的实施方式大体上关于用于半导体处理的装置及方法。更特定言之，所公开的装置及方法系关于热处理腔室内的温度传感器的校正。


背景技术：

2.半导体基板被处理以用于多种应用，包括集成器件及微型器件的制造。在处理期间，基板定位在处理腔室内的基座上。基座由可绕中心轴旋转的支撑轴支撑。对加热源(如设置在基板下方及上方的多个加热灯)的精确控制允许基板在非常严格的容限内得以加热。基板的温度可能会影响沉积在基板上的材料的均匀性。
3.在整个沉积处理中使用非接触式温度传感器测量基板的温度。非接触式温度传感器设置在热处理腔室的盖上/设置为穿过热处理腔室的盖。随着时间的推移，非接触式温度传感器的温度读数会因处理腔室内的硬件条件的变化而发生漂移。随着时间的推移，加热灯、窗涂层及基座的老化会影响温度测量。先前的校正方法已使用了校正套件，这些套件利用了处理腔室的开启及大量停机时间。
4.因此，需要用于校正热处理腔室内的非接触式温度传感器的改进方法及装置。


技术实现要素：

5.本公开内容大体上关于用于校正外延沉积腔室内的高温计的装置及方法。更特定言之，本公开内容系关于使用带隙边缘检测器(band gap edge detector)来确定基板的温度。根据本公开内容的一个实施方式的用于校正处理腔室内的高温计的测量组件包括带边(band edge)校正组件。带边校正组件包括定位为发射光的光源及邻近光源设置且定位为接收由光源发射的光的带边检测器。用于校正处理腔室内的高温计的测量组件进一步包括邻近带边校正组件设置且定位为接收辐射测量的第一高温计，及连接至光源、带边检测器及第一高温计中的每一者的控制器。控制器被配置为根据由带边检测器接收的光确定带边吸收波长。
6.在另一实施方式中，用于基板处理的装置包括腔室主体、设置在腔室主体内的基板支撑件、设置在基板支撑件上方并位于腔室主体内的第一透射构件、设置在基板支撑件下方并位于腔室主体内的第二透射构件、设置在第一透射构件上方的盖、设置在第一透射构件与盖之间的多个灯、设置在基板支撑件上的校正基板、定位为将辐射引导至校正基板上或引导辐射穿过校正基板的辐射源；及设置在盖上的带边校正组件。带边校正组件包括带边检测器，该带边检测器定位为接收来自辐射源的被反射离开校正基板或通过校正基板之后的辐射。用于基板处理的装置进一步包括邻近带边校正组件设置的第一高温计、及控制器。控制器被配置为使用辐射源照射校正基板的一部分，测量带边吸收波长，使用第一高温计测量校正基板的第一温度，使用带边吸收波长确定校正基板的实际温度，及通过比较校正基板的第一温度与校正基板的实际温度来校正第一高温计。
7.在又一实施方式中，公开了一种校正处理腔室内的高温计的方法。校正高温计的
方法包括将校正基板传送至腔室主体内的基板支撑件上，使用光源照射校正基板的一部分，使用带边检测器测量带边吸收波长，使用第一高温计测量校正基板的第一温度，及使用带边吸收波长确定校正基板的实际温度。通过比较校正基板的第一温度与校正基板的实际温度来校正第一高温计。随后将校正基板传送出腔室主体。
附图说明
8.为了能够详细理解本公开内容的上述特征，可通过参考实施方式对以上简要概述的本公开内容进行更具体的描述，这些实施方式中的一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出示例性实施方式，且因此不应被认为是对范围的限制，因为本公开内容可允许其他同样有效的实施方式。
9.图1为根据一个实施方式的基板处理系统的示意性平面图。
10.图2为根据一个实施方式的处理腔室的示意性剖面图。
11.图3为根据一个实施方式的在图1基板处理系统的装载锁定腔室内使用的盒的示意性侧视图。
12.图4为根据一个实施方式的在图2处理腔室内使用的测量组件的示意性剖面图。
13.图5为根据一个实施方式的利用图2处理腔室内的测量组件的方法。
14.图6为根据一个实施方式的校正图2处理腔室内的非接触式温度传感器的方法。
15.图7为示出根据一个实施方式的吸收波长检测的图。
16.图8为示出根据一个实施方式的吸收波长与温度之间的相关性的图。
17.为了促进理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来指示附图共有的相同元件。应设想一个实施方式的元件及特征可有益地并入至其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
18.本公开内容的实施方式大体上关于用于半导体处理的装置及方法，更特定言之，是关于一种热处理腔室。热处理腔室包括基板支撑件、设置在基板支撑件上方的第一多个加热元件，及设置在热处理腔室内以校正非接触式温度传感器的测量组件。校正装置及方法利用带边检测器来确定校正基板的实际温度。校正基板在一定温度范围内具有已知的带隙。吸收边缘频率仅取决于校正基板的材料带隙，且因此不受处理腔室的硬件内的变化的影响，如加热灯、窗涂层或基座的老化。校正基板的带隙测量与温度测量相关且用于校正处理腔室内的非接触式温度传感器，如高温计。
19.使用本文所述的方法，使用自动处理来校正非接触式温度传感器，此处理不使用人为干预或移除腔室部件。校正处理的自动化减少了停机时间，减少了人为错误，且提高了校正的一致性。
20.如本文所述，“基板”或“基板表面”大体上是指在其上进行处理的任何基板表面。处理包括在半导体处理期间利用的沉积、蚀刻及其他方法。例如，可被处理的基板表面包括硅、氧化硅、掺杂硅、硅锗、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石，及诸如金属、金属氮化物、金属合金及其他导电或半导电材料的任何其他材料，这取决于应用而定。可被处理的基板或基板表面也包括介电材料，如二氧化硅、氮化硅、有机硅酸盐及碳掺杂氧化硅或氮化物材料。基板本
身不限于任何特定尺寸或形状。尽管本文所述的实施方式由通常参考200mm或300mm圆形基板制成，但根据本文所述的实施方式可利用其他形状，如多边形、正方形、矩形、曲形或其他非圆形工件。
21.图1为根据一个实施方式的包括本文所述处理腔室130a-130d的基板处理系统100的示意性平面图。基板处理系统100用于通过在基板上实施各种处理来处理半导体基板。本文所述的基板处理系统100包括传送腔室110，多个处理腔室130a-130d，装载锁定腔室120a、120b，工厂接口(factory interface,fi)140及前开式标准舱(front opening universal pod,foup)150a、150b。处理腔室130a-130d及装载锁定腔室120a、120b耦接至传送腔室110。装载锁定腔室120a、120b另外耦接至fi 140。fi 140接受与装载锁定腔室120a、120b相对且耦接至fi的foup 150a、150b。装载锁定腔室120a、120b包括设置在其中的盒135，这些盒用于在处理操作之间储存基板。传送腔室110包括设置在其中的传送机器人115。传送机器人115用于在处理腔室130a-130d与装载锁定腔室120a、120b之间传送基板。
22.处理腔室130a-130d中的每一者皆包括邻近传送腔室110设置的装载端口125，通过此装载端口基板进入或离开处理腔室130a-130d。在图2中更详细地描述了处理腔室130a-130d。在一些实施方式中，有四个处理腔室130a-130d，从而有第一处理腔室130a、第二处理腔室130b、第三处理腔室130c及第四处理腔室130d。传送腔室110为中央腔室，其被配置为在受控环境内传送基板。传送腔室110保持在恒定的温度及压力下。当基板在处理腔室130a-130d内被处理时，传送腔室110可与每个处理腔室130a-130d真空隔离。
23.装载锁定腔室120a、120b包括第一装载锁定腔室120a及第二装载锁定腔室120b。装载锁定腔室120a、120b设置在传送腔室110与fi 140之间且耦接至传送腔室110及fi 140两者。装载锁定腔室120a、120b中的每一者包括盒135。盒135在图3中更详细地示出且在本文中进行描述。盒135容纳多个基板。基板在处理操作之间储存在盒135中且可由传送机器人115移动。
24.fi 140包括设置在其中的一个或多个机器人(未示出)。基板在fi 140内在foup 150a、150b与装载锁定腔室120a、120b之间传送。fi 140为干净的环境且可保持在与传送腔室110不同的恒定温度及压力下。
25.foup 150a、150b包括第一foup 150a及第二foup 150b。可能存在额外未示出的foup。foup 150a、150b用于在处理腔室130a-130d内的处理之前或之后储存基板。
26.图2为根据一个实施方式的包括本文所述测量组件270的处理腔室130a的示意性剖面图。处理腔室130a为第一处理腔室，但第二处理腔室130b、第三处理腔室130c及第四处理腔室130d可与第一处理腔室130a相似或相同。处理腔室130a可用作外延沉积腔室、快速热处理腔室或其他热处理腔室。处理腔室130a可用于处理一个或多个基板，包括在基板202的上表面上沉积材料、加热基板202、蚀刻基板202或上述处理的组合。基板202为器件基板且包括形成在其上的多个部分形成的半导体器件。基板202可与用于代替基板202的校正基板350相似。
27.处理腔室130a大体上包括腔室主体248、用于加热的辐射加热灯204阵列及设置在处理腔室130a内的基座206。如图2所示，辐射加热灯204的阵列可设置在基座206下方、基座206上方，或基座206上方及下方两者。辐射加热灯204可提供约2kw与约150kw之间的总灯功率。辐射加热灯204可将基板202加热至约350℃与约1150℃之间的温度。基座206可为如图
所示的盘状基板支撑件，或者可包括环状基板支撑件(未示出)，该环状基板支撑件从基板的边缘支撑基板，从而使基板202的背侧暴露于来自辐射加热灯204的热量。基座206可由碳化硅或涂有碳化硅的石墨形成，以吸收来自灯204的辐射能量且将辐射能量传导至基板202，从而加热基板202。在一些实施方式中，基座206在被加热至高温之后用作辐射源。在此种示例中，基座206用作宽带辐射源且发射大范围的波长。基座206可处于大于350℃的温度，如约350℃与约1200℃之间的温度。
28.基座206位于处理腔室130a内的第一透射构件208(其可为圆顶)与第二透射构件210(其可为圆顶)之间。第一透射构件208及第二透射构件210，连同设置在第一透射构件208与第二透射构件210之间的基环212，大体上限定处理腔室130a的内部区域211。第一透射构件208和/或第二透射构件210中的每一者可为凸状和/或凹状和/或平面。在一些实施方式中，第一透射构件208和/或第二透射构件210中的每一者均为透明的。第一透射构件208设置在腔室盖254与基座206之间。在一些实施方式中，辐射加热灯204阵列可设置在处理腔室130a的内部区域211的外部和/或第一透射构件208的上方，例如，在第一透射构件208与腔室盖254之间限定的区域201。基板202可穿过形成在基环212中的装载端口125而被传送至处理腔室130a中且定位至基座206上。处理气体入口214及气体出口216设置在基环212中。
29.基座206包括耦接至运动组件220的轴或杆218。运动组件220包括在内部区域211内提供杆218和/或基座206的运动和/或调整的一个或多个致动器和/或调整装置。例如，运动组件220可包括使基座206围绕处理腔室130a的纵轴a旋转的旋转致动器222。纵轴a可包括处理腔室130a的x-y平面的中心。运动组件220可包括在z方向上升举及降低基座206的垂直致动器224。运动组件220可包括用于在内部区域211中调整基座206的平面定向的倾斜调整装置226。运动组件220也可包括用于在内部区域211内左右调整杆218和/或基座206的定位的横向调整装置228。在包括横向调整装置228及倾斜调整装置226的实施方式中，横向调整装置228用于调整杆218和/或基座206在x和/或y方向上的定位，而倾斜调整装置226调整杆218和/或基座206的角定向(α)。在一个实施方式中，运动组件220包括枢轴机构230。当第二透射构件210由基环212附接至处理腔室130a时，枢轴机构230用于允许运动组件220至少在角定向(α)上移动杆218和/或基座206，以减少第二透射构件210上的应力。
30.基座206图示为处于升高的处理位置，但可由如上所述的运动组件220垂直地升举或降低。基座206可降低至传送位置(在处理位置下方)以允许升举销232接触第二透射构件210。随着基座206下降，升举销232延伸穿过基座206中的孔207，且升举销232从基座206升高基板202。机器人(如机器人115)可随后进入处理腔室130a以穿过装载端口125接合基板且自腔室移除基板。新的基板202可由机器人装载至升举销232上，且基座206可随后被致动到处理位置以放置基板202，且此基板的器件侧258朝上。升举销232包括扩大的头部，从而允许在处理位置处升举销232由基座206悬挂在开口中。在一个实施方式中，耦接至第二透射构件210的支座(stand-off)234用于为升举销232提供平坦表面用于接触。支座提供平行于处理腔室130a的x-y平面的一个或多个表面，且可用于防止升举销232在其端部能够接触到第二透射构件210的弯曲表面时可能发生的粘着。支座234可由诸如石英的光学透明材料制成，以允许来自灯204的能量从中通过。
31.基座206在位于处理位置时将处理腔室130a的内部容积分成基座206上方的处理
气体区域236及基座206下方的净化气体区域238。基座206在处理期间由旋转致动器222旋转以最小化处理腔室130a内的热及处理气流空间异常的影响，且因此促进基板202的均匀处理。基座206可在约5rpm与约100rpm之间(例如约10rpm与约50rpm之间)旋转。基座206由杆218支撑，杆218大体上在基座206上居中，且促进在基板传送期间，及在一些情况下，在基板202处理期间，基座206基板202在垂直方向(z方向)上的移动。
32.通常，第一透射构件208的中心部分及第二透射构件210的中心部分由诸如石英的光学透明材料形成。第一透射构件208的厚度及曲率度可被选择以为处理腔室中的均匀流动提供更平坦的几何形状。
33.一个或多个灯(如辐射加热灯204的阵列)可围绕杆218以特定方式邻近第二透射构件210设置并设置在第二透射构件210下方。辐射加热灯204可以分区的形式受到独立控制，以便在处理气体通过基板202的各个区域时控制基板202的各个区域上的温度，从而促进材料在基板202的上表面上的沉积。尽管此处未详细讨论，但沉积材料可包括硅、掺杂硅、锗、掺杂锗、硅锗、掺杂硅锗、砷化镓、氮化镓或氮化铝镓。
34.辐射加热灯204可包括辐射热源，此处被描述为灯泡241，且可被配置为将基板202加热至约200℃至约1,600℃范围内的温度。每个灯泡241可耦接至控制器250。控制器250包括配电板，如印刷电路板(printed circuit board,pcb)252、存储器255及支援电路257。控制器250可向每个灯泡241供电、控制处理气源251、控制净化气源262、控制真空泵257及控制测量组件270。若需要，可使用支座将灯泡241耦接至配电板，以改变灯的布置。在一个实施方式中，辐射加热灯204定位于灯头245内，灯头245可在处理期间或之后通过例如将冷却流体引入位于辐射加热灯204之间的通道249中来被冷却。
35.在一些实施方式中，衬垫263设置在基环212内且围绕基座206。衬垫263耦接至基环212且在基板处理期间保护基环212的内表面。处理气体入口214、气体出口216及净化气体入口264均穿过衬垫263设置。在一些实施方式中，衬垫263为反射衬垫。
36.由处理气体供应源251供应的处理气体由形成在基环212的侧壁中的处理气体入口214引入处理气体区域236中。处理气体入口214被配置为沿大体上径向向内的方向引导处理气体。因此，在一些实施方式中，处理气体入口214可为交叉流体气体喷射器。交叉流体气体喷射器定位为引导处理气体跨越基座206和/或基板202的表面。在成膜处理中，基座206位于处理位置，此位置邻近处理气体入口214且处于与处理气体入口214大约相同的高度，从而允许处理气体大体上流动跨越基座206和/或基板202的上表面。处理气体由位于处理腔室130a的、与处理气体入口214相对的侧面上的气体出口216离开处理气体区域236。与气体出口216耦接的真空泵257可促进由气体出口216移除处理气体。在一些实施方式中，有多个处理气体入口214及多个气体出口216。在一些实施方式中，沿基环212的内圆周设置有五个或更多个处理气体入口214，且沿基环212的内圆周设置有三个或更多个气体出口216。处理气体入口214及气体出口216中的每一者彼此平行且被配置以引导或接收沿基板202的不同部分流动的处理气体。
37.由净化气源262供应的净化气体由形成在基环212的侧壁中的净化气体入口264引入净化气体区域238。净化气体入口264设置在处理气体入口214下方的高度处。净化气体入口264被配置为沿大体上径向向内的方向引导净化气体。净化气体入口264可被配置为沿向上方向引导净化气体。在成膜处理中，基座206位于使得净化气体大体上流动跨越基座206
的背侧的位置。净化气体由位于处理腔室130a的、与净化气体入口264相对的侧面的气体出口216离开净化气体区域238并排出处理腔室130a。
38.测量组件270能够精确测量基板202的温度。基板温度由被配置为测量基板202的器件侧258及基板202的底侧253处的温度的非接触式温度传感器272、278测量。测量组件270进一步包括光源274及带边检测器276。第一非接触式温度传感器272、光源274及带边检测器276中的每一者设置在基板202上方。第二非接触式温度传感器278设置在基板202下方并位于灯头245内。非接触式温度传感器272、278可以是设置在形成在腔室盖254或灯头245中的端口中的高温计。
39.光源274为具有受控强度及波长范围的激光源。在一些实施方式中，利用宽带光源。光源274可为二极管激光器或光缆。当光源274为光缆时，光缆连接到独立光源，此独立光源可设置在处理腔室附近。光源274可替代地为一束激光或光缆，使得多个光束被聚焦成第一校正光束286。在一些实施方式中，光源274可发射变化的波长范围的辐射。变化的波长范围允许光源274发射在校正基板的预期吸收边缘波长的约200nm内的波长。使用变化的波长范围消除了可由使用更宽的波长光谱而引起的噪声，且允许增加来自光源274的更窄范围的发射强度以增加由带边检测器276接收的信号强度。在一些实施方式中，一个或多个辐射加热灯204用作光源274，且光源274设置在腔室盖254与第一透射构件208之间。在一些实施方式中，光源274可被归类为辐射源，如热辐射源或宽带辐射源。辐射源可以是激光二极管或光学组件。光学组件可包括激光器、灯或灯泡及多个透镜、反射镜或透镜及反射镜的组合。
40.带边检测器276测量第二校正光束284内的不同波长的光的强度，第二校正光束284被校正基板350反射。带边检测器276被配置为找到这样一个波长：在此波长处，校正基板350从吸收辐射波长转变为反射几乎所有辐射波长。带边检测器276可包括设置在其中的若干光学部件，以便分离及测量第二校正光束284。在一些实施方式中，带边检测器276为扫描带边检测器且扫描整个波长范围以确定校正基板350从吸收辐射转变为反射辐射的转变波长。在一些实施方式中，带边检测器276测量从基座206透射穿过校正基板350(如下所述)的光的波长强度。如上所述，在一些情况下，基座206用作辐射源。由基座206发射且透射穿过校正基板350或基板202的辐射的波长强度可由带边检测器276测量。带边检测器276随后确定校正基板350从吸收波长转变为透射波长的波长。可选的滤光器可放置在带边检测器276与基座之间且被配置为过滤掉由灯泡241发射的辐射。
41.在一些实施方式中，第二带边检测器设置在基座206下方。第二带边检测器可处于与第二非接触式温度传感器278相似的位置和/或可代替第二非接触式温度传感器278或与第二非接触式温度传感器278组合。第二带边检测器在结构上与第一带边检测器276相似，但通过测量由设置在基座206内的下部窗透射穿过校正基板350的波长的强度来校正第二非接触式温度传感器278。第二非接触式温度传感器278及第二带边检测器两者在本文中均由第二非接触式温度传感器278表示，但通常理解的为，第二带边检测器及第二非接触式温度传感器28可具有与带边检测器276与第一非接触式温度传感器278之间所示的空间关系相似的空间关系。
42.在本文公开的校正方法期间，用校正基板350代替基板202。校正基板350在尺寸及形状上与基板202相似。校正基板350包括顶侧358及底侧353。顶侧358与基板202的器件侧
258相似且底侧353与基板202的底侧253相似。校正基板350可由多种晶体结构材料制成。可形成校正基板350的示例性材料及化合物包括si、ge、sic、gan、gaas、aln、inn、3c-sic或inp材料。已知具有不同晶体结构的不同材料在不同温度范围内具有不同的带隙。在本文所述的实施方式中，由结晶sic材料形成的校正基板350为有益的，因为结晶sic材料具有针对约300℃与约1200℃之间的温度易于使用当前带边检测技术测量的吸收边缘波长。可通过确定辐射从被材料吸收转变为被材料反射的波长来测量带隙。
43.校正基板350由单一材料或化合物形成，因为引入额外的材料/化合物可能导致将由带边检测器276测量多个带隙。在一些实施方式中，校正基板350具有大于约95％(如大于98％，如大于99％，如大于99.9％，如大于99.99％，如大于99.999％)的单一化合物或材料的浓度。校正基板350为结晶材料，且非结晶材料被最小化以改进带隙边缘检测。使用具有高百分比的单一材料的校正波长也增加了校正基板350内的热均匀性。当测量的温度中的每一者来自沿校正基板350的表面的略微不同的位置时，热均匀性提高了第一及第二非接触式温度传感器272、278与带边检测器276的温度测量之间的比较准确性。
44.在校正第一及第二非接触式温度传感器272、278期间，第一非接触式温度传感器272的第一测量辐射路径282设置在第一非接触式温度传感器272与校正基板350的器件侧358之间。第二非接触式温度传感器278的第二测量辐射路径288设置在第二非接触式温度传感器278与校正基板350的底侧353之间。第一校正光束286由光源274发射，且撞击校正基板350的顶侧358，随后被反射为第二校正光束284且被带边检测器276接收。带边检测器276分析第二校正光束284的波长且确定校正基板350的实际温度。本文中描述了确定校正基板350的实际温度的方法(图5及图6)。校正基板350的实际温度与由第一及第二非接触式温度传感器272、278测量的温度进行比较，以促进第一及第二非接触式温度传感器272、278的校正。
45.腔室盖254可为反射器且可选地放置在第一透射构件208的外部，以反射辐射离开基板202的红外(infrared,ir)光且将能量重新引导回基板202上。腔室盖254可使用夹环256固定在第一透射构件208上方。腔室盖254可由金属制成，如铝或不锈钢。测量组件270穿过腔室盖254设置以接收来自基板202的器件侧250的辐射。
46.图3为根据一个实施方式的在图1的基板处理系统100的装载锁定腔室120a、120b内使用的盒135的示意性侧视图。当基板不在处理腔室130a-130d内处理时，盒135用于储存基板，例如基板202。盒135包括上部构件304、下部构件302及多个支撑构件306。
47.上部构件304及下部构件302为盘形，且具有相同的直径。当300mm的基板储存在盒135内时，上部构件304及下部构件302的直径为约305mm至约325mm。上部构件304及下部构件302的直径比基板202的外径大约10mm至约25mm，如约10mm至约15mm。
48.多个支撑构件306垂直设置且被配置为保持基板，如基板202及校正基板350。支撑构件306设置在上部构件304与下部构件302之间。支撑构件306耦接至上部构件304及下部构件302中的每一者。支撑构件306包括第一支撑构件308、第二支撑构件310及第三支撑构件312。第一、第二及第三支撑构件308、310、312中的每一者包括设置在其中的多个壁架320。第一、第二及第三支撑构件308、310、312中的每一者内的壁架320径向向内面向盒135的中心轴325。
49.第一、第二及第三支撑构件308、310、312中的每一者具有20至50个壁架，如约25至
40个壁架，以用于支撑基板，如基板202及校正基板350。在一些实施方式中，盒135具有设置在第一、第二及第三支撑构件308、310、312中的每一者中的28个壁架，使得至少一个校正基板350可连同25个器件基板202一起储存在盒135内。基板202及校正基板350在储存在盒135中的同时保持在水平位置，且在外边缘处由第一、第二及第三支撑构件308、310、312中的每一者的壁架320接触。
50.图4为根据一个实施方式的在图2的处理腔室130a内使用的测量组件270的示意性剖面图。除了关于图2描述的部件之外，图4的测量组件270进一步包括第一窗403、第二窗408、第三窗404、第四窗407及罩420。
51.第一窗403设置在第一开口402内。第一窗403设置在第一非接触式温度传感器272与第一透射构件208之间。因此，第一窗403设置在第一非接触式温度传感器272与校正基板350之间。第一窗403为石英窗且允许来自处理腔室130a内的辐射从该窗穿过。第一窗403可过滤由校正基板350发射的辐射以仅允许第一非接触式温度传感器272测量的波长穿过。沿第一测量辐射路径282行进的辐射在校正基板350的顶侧358与第一非接触式温度传感器272之间行进。第一测量辐射路径282与第一透射构件208及第一窗403两者相交。在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，第一测量辐射路径282可在沿校正基板350的任何径向位置处与校正基板350的顶侧358相交。在一些实施方式中，第一测量辐射路径282在特定位置处与校正基板350的顶侧358相交，如距基板中心小于15mm，如距基板中心小于10mm，如距基板中心小于5mm，或者，第一测量辐射路径282在约110mm至约130mm的半径(如约115mm至约125mm的半径，如约120mm的半径)处与校正基板350的顶侧258相交。
52.第二窗408设置在第二开口409内。第二窗408设置在第二非接触式温度传感器278与第二透射构件210之间。因此，第二窗408设置在第二非接触式温度传感器278与校正基板350之间。第二窗408为石英窗且允许来自处理腔室130a内的辐射从该窗穿过。第二窗408可过滤由校正基板350发射的辐射以仅允许第二非接触式温度传感器278测量的波长穿过。沿第二测量辐射路径288行进的辐射在基座206的底侧与第二非接触式温度传感器278之间行进。第二测量辐射路径288与第二透射构件210及第二窗408两者相交。在一些示例中，第二测量辐射路径288可在沿校正基板350的任何径向位置处与基座206的底侧相交。在其他示例中，第二测量辐射路径288在特定径向位置处与基座206的底侧相交，诸如在校正基板350正下方且距基板中心小于15mm(如距基板中心小于10mm，如距基板中心小于5mm)的径向位置，或者，第二测量辐射路径288在校正基板350正下方且位于约110mm至约130mm的半径(如约115mm至约125mm的半径，如约120mm的半径)处的径向位置处与基座206的底侧相交。
53.第三窗404设置在第三开口405内。第三窗404设置在光源274与第一透射构件208之间。因此，第三窗404设置在光源274与校正基板350之间。第三窗404允许由光源274发射的光从该窗穿过。由光源274发射且沿第一校正光束286行进的光设置在光源274与校正基板350的顶侧358之间。第一校正光束286通过第一透射构件208及第三窗404两者。第一校正光束286可在沿校正基板350的任何径向位置处与校正基板350的顶侧358相交。在一些示例中，第一校正光束286在距基板中心小于15mm(如距基板中心小于10mm，如距基板中心小于5mm)处与校正基板350的顶侧358相交，或者，第一校正光束286在约110mm至约130mm的半径(如约115mm至约125mm的半径，如约120mm的半径)处与校正基板350的顶侧258相交。
54.第一校正光束286在与第一测量辐射路径282与辐射路径相交的位置相距小于
5mm，如小于2mm，如小于1mm的位置与校正基板350的顶侧258相交。在一些实施方式中，第一校正光束286在与第一测量辐射路径282相同的径向位置处与校正基板350的顶侧258相交。在相同位置测量校正基板350允许在温度测量值之间进行直接比较，且相较于在距校正基板350中心的不同径向距离处进行测量减少了误差。
55.第四窗407设置在穿过腔室盖254形成的第四开口406内。第四窗407设置在带边检测器276与第一透射构件208之间。因此，第四窗407亦设置在带边检测器276与校正基板350之间。
56.由带边检测器276接收且沿第二校正光束284行进的光设置在带边检测器276与校正基板350的顶侧358之间。第二校正光束284通过第一透射构件208及第四窗407两者。第二校正光束284在与第一校正光束286相同的位置处与校正基板350的顶侧358相交。第二校正光束284是离开校正基板350的顶侧258的第一校正光束286的反射。第二校正光束286通过与校正基板350相交而改变且具有由带边检测器276测量的减小的波长范围。
57.罩420设置在腔室盖254上方且围绕第一非接触式温度传感器272、光源274及带边检测器276。或者，罩420可单独设置在第一非接触式温度传感器272、光源274及带边检测器276中的每一者的周围，使得有多个罩420。罩420可用作将第一非接触式温度传感器272、光源274及带边检测器276中的每一者保持在适当位置的支撑件。罩420防止辐射能量逸出处理腔室130a并干扰其他设备。
58.使用第二非接触式温度传感器278测量基座206的一部分的温度。使用第二非接触式温度传感器278测量的基座206的一部分的温度是底表面温度且与第一非接触式温度传感器测量校正基板350的位置相对设置。
59.图5为根据一个实施方式的在图2的处理腔室130a内利用测量组件270的方法500。方法500包括第一操作502、第二操作504、第三操作506、第四操作508、第五操作510、第六操作512及第七操作514。操作502、504、506、508、510、512及514中的每一者按顺序进行，如图5所示及本文所述。
60.方法500包括从盒(如盒135)(图3)传送校正基板(如校正基板350)的第一操作502。在第一及第二非接触式温度传感器272、278(图4)的每次校正之间，将校正基板350储存在盒内。校正基板350由传送腔室110内的传送机器人115(图1)从盒中移除。
61.在第二操作504期间，传送机器人将校正基板传送至处理腔室中，如处理腔室130a或任何其他处理腔室130b、130c、130d(图1及图2)。在校正基板通过装载端口(如装载端口125(图2))插入至处理腔室之前通过传送腔室110。校正基板放置在基座上，且传送机器人从处理腔室回缩。
62.在第三操作506期间，进行校正处理。校正处理包括利用校正基板及测量组件270。参考校正非接触式温度传感器的方法600更详细地描述第三操作506的校正处理。
63.在第三操作506之后，在第四操作508中停止温度校正处理。停止温度校正处理包括停止引入处理腔室的任何处理气体的流动，停止对校正基板的任何加热及停止对校正基板温度的测量。
64.在温度校正处理停止之后，在第五操作510期间将校正基板从处理腔室移除。校正基板由传送机器人通过装载端口移除。校正基板在从处理腔室移除之后被插回盒中。
65.在从处理腔室移除校正基板之后，可在第六操作512期间将半导体基板传送至处
理腔室中。半导体基板可与基板202(图1)相似。半导体基板可具有设置在其上的部分形成的半导体器件。半导体基板由传送机器人传送至处理腔室中，且在温度校正处理期间可已经储存在盒内或可已经储存在单独的处理腔室中。
66.在将半导体基板传送至处理腔室中的第六操作512之后，在第七操作514期间进行基板处理操作。基板处理操作可包括基板的顶表面上的沉积处理。基板处理操作可进一步包括加热基板，引入至少一种处理气体，引入净化气体，及排空处理气体及净化气体。在基板处理操作期间处理多个基板。
67.重复第六及第七操作512、514，使得在每个校正处理之间处理多个基板。可重复第六及第七操作512、514，使得在每个校正处理之间在处理腔室内处理超过50个基板。在一些实施方式中，校正处理每几天仅进行一次，且在每个校正处理之间在处理腔室内处理数百个基板。
68.在预设数量的基板在处理腔室中被处理之后或者在处理腔室达到预设的运行时间之后自动重复方法500。方法500是自动化的且被编程至控制器中，诸如控制器250。方法500不使用人工干预且在不拆卸处理腔室的情况下完成。使用方法500的非接触式温度传感器的校正需要系统的最小停机时间，只需在进行操作504、506、508及510所需的时间长度内暂停处理操作。
69.图6为根据一个实施方式的校正图2的处理腔室内的非接触式温度传感器(如非接触式温度传感器272、278)的方法600。方法600为本文所述的方法500的第三操作506的部分。校正非接触式温度传感器包括第一操作602、第二操作604、第三操作606、第四操作608及第五操作610。随后进行关于方法600描述的操作602、604、606、608、610，如图6所示及本文所述。
70.第一操作602包括进行校正处理操作。校正处理操作可与在常规基板上进行的基板处理操作514相似。校正处理操作包括加热基板，引入处理气体，引入净化气体，及排空处理气体及净化气体。处理气体可不同于在方法500的第七操作514的基板处理操作中使用的处理气体。处理气体可为载气，如h2气体。载气有助于将处理条件与会在基板处理操作514中发现的条件相匹配。载气有助于匹配会在基板处理操作514期间发现的压力及气流。然而，处理气体不包括可能改变校正晶片表面的反应气体或沉积/蚀刻气体。可使用辐射加热灯204(图2)和/或基座加热器(未示出)来加热处理腔室及校正基板。处理腔室及校正基板的加热为逐渐进行的，且温度会随着时间的推移而升高。
71.第二操作604包括使用带边检测器276(图4)测量校正基板的吸收波长。在第二操作604期间，第一校正光束286由光源274或辐射加热灯204中的一者发射。当第一校正光束286在第一位置撞击校正基板350的顶侧358时，第一校正光束286的第一波长范围被校正基板350吸收，而第一校正光束286的第二波长范围被反射为第二校正光束284。第二校正光束284进入带边检测器276。带边检测器276测量第二校正光束284的波长光谱内的各种波长的强度。带边检测器276在由带边检测器276测量的波长范围内映射波长的强度测量。宽带光源(如光源274)用于形成第一校正光束286，或者一个或多个辐射加热灯204用于形成第一校正光束286。可有利地利用光源274以便提高测量的准确度。光源274可以以设定的强度及方向发射精确范围的波长。此使得光源274高度可调且可提供改进的测量精确度。辐射加热灯204可用于减少设置在处理腔室的盖上的部件的数量。辐射加热灯204发射可与光源274
发射的范围相似的范围的光。辐射加热灯204具有受控的强度。辐射加热灯204可用于发射被校正基板350吸收及反射的光。
72.在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，辐射被透射穿过校正基板且由校正基板350的、与辐射光源相对的侧面上的带边检测器276测量。这可能发生在其上设置有校正基板350的基座对于由带边检测器276检测到的波长的由光源发射的光是透明的时，或可能发生在当基座本身在加热之后发射辐射时。
73.带边检测器276可测量约250纳米(nm)至约1350nm之间的波长的强度，如约300nm至约1300nm。光源(光源274或辐射加热灯204)可发射波长为约250nm至约1350nm的光，如约300nm至约1300nm。
74.波长的强度测量的例示图在图7中发现。图7示出在波长706范围内的波长强度708的测量。由带边检测器276测量的波长706范围可以是由光源274发射的与第一校正光束286相同的波长的范围。波长706范围内的波长强度708被映射以形成强度曲线702。强度曲线702示出了被校正基板350吸收的波长范围(具有低或接近零的测量强度的波长范围)和被校正基板350反射的波长范围(具有高或接近1的测量强度的波长范围)之间的急剧变化。强度被测量为光源274发射的波长的强度的部分。吸收边缘波长设置在波长范围的低测量强度与高测量强度之间的过渡的中点704。吸收边缘波长是波长从被材料吸收转变为被材料反射的波长。吸收边缘波长与材料的带隙直接相关，且材料的带隙取决于材料的温度。随着诸如校正基板350的物体内的温度变化，带隙及因此吸收边缘波长也发生变化。因此，可通过测量吸收边缘波长来测量材料的温度。
75.返回图6，在第三操作606中，带边检测器276基于在第二操作604中发现的吸收边缘波长来确定校正基板的温度。诸如相关温度图800的图用于将吸收边缘波长与温度等同起来。相关温度图800的相关曲线802可以通过实验方式找到且使温度806与测量的吸收边缘波长804相关。由带边检测器276使用吸收边缘波长确定的温度是有益的，因为所确定的温度不受处理腔室(例如图2的处理腔室130a)内的任何部件的老化的影响。吸收边缘波长取决于温度及校正基板350的材料，但最小程度地受到处理腔室内的部件状态的影响。因此，由于在每个校正处理之间利用及储存相同的校正基板350，所以能够使用测量组件270及带边检测器276来进行准确及可重复的实际温度。实际温度为带边检测器276测量的温度。
76.在第四操作608中，使用本文所述的第一及第二非接触式温度传感器来确定校正基板350的温度。第一及第二非接触式温度传感器的温度通过测量校正基板350发射的辐射来确定。在一些实施方式中，非接触式温度传感器为高温计。第一非接触式温度传感器测量的温度为第一温度，或第一测量温度。第二非接触式温度传感器测量的温度为第二温度，或第二测量温度。由第一及第二非接触式温度传感器测量的校正基板350的区域处于由带边检测器测量的区域的径向位置的约5mm内。在一些实施方式中，第一及第二非接触式温度传感器中的每一者测量的区域与带边检测器测量的区域具有相同的半径。在一些实施方式中，此区域也称为测量点。
77.在一些实施方式中，同时进行第二及第四操作604、608以确保测量的温度相等。在一些实施方式中，第二、第三及第四操作604、606及608中的所有操作同时进行。
78.随着时间的推移，第一及第二非接触式温度传感器的温度测量值由于处理腔室内
的部件的老化及磨损而漂移。因此，应定期校正非接触式温度传感器的温度测量值。在第五操作610中，使用由带边检测器确定的实际温度来校正非接触式温度传感器。可将非接触式温度传感器调整至与带边检测器测量的温度匹配或接近(在预定准确度内)的温度。
79.在一些实施方式中，在各种温度下多次进行本文所述的校正非接触式温度传感器的方法600，从而可将第一及第二非接触式温度传感器校正至大范围的温度。在一些实施方式中，在方法600已经在校正基板温度范围内重复之后，调整算法可确定非接触式温度传感器的最佳校正量。非接触式温度传感器可通过将每个测量值调整相同的量来进行校正，或非接触式温度传感器可在由控制器确定的曲线上进行调整。
80.本文公开的实施方式关于使用带边检测器及吸收边缘波长校正热处理腔室(如外延处理腔室)内的非接触式温度传感器。校正基板用于更好地实现一致的校正结果且为形成校正基板的材料提供预期的吸收边缘波长。
81.尽管上文涉及本公开内容的实施方式，但在不脱离其基本范围的情况下可设计本公开内容的其他及进一步实施方式，且其范围由随附权利要求书确定。