[發明專利]傳輸溫度測定中的激光噪聲消除

有效

• 申請號: 201380014791.7
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN104185778B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 季平·李;阿倫·繆爾·亨特;托馬斯·霍
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02;H01L21/324
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

揭露了用于測量基板的溫度的裝置與方法。所述裝置包含：指示溫度的輻射的源；關于指示溫度的輻射的檢測器；以及解相關器，所述解相關器設置于在所述指示溫度的輻射的源與所述關于指示溫度的輻射的檢測器之間的光路中。所述解相關器可以是寬帶放大器和/或攪模器。寬帶放大器可以是寬帶激光器、布拉格光柵、光纖布拉格光柵、拉曼放大器、布里淵放大器或這些裝置的組合。所述解相關器被選擇以發出輻射，所述輻射至少部分地通過正被監測的基板傳輸。若所述解相關器是增益驅動裝置，則所述源與所述解相關器被匹配，以使得所述源的發射光譜在所述解相關器的增益帶寬內。

技術領域

本文描述的實施方式涉及退火基板的裝置與方法。更特定而言，本文描述的裝置和方法涉及利用輻射傳輸的溫度測量。

背景技術

傳輸高溫測量(transmission pyrometry)是檢測基板的熱狀態的常見方式。熱處理腔室通常會使基板暴露至激烈、非相干或相干輻射以提升所述基板的溫度，所述基板的升溫范圍是整個基板或者是所述基板的表面區域或者部分。用來加熱基板的輻射在腔室中產生強的背景輻射環境。

因為高功率輻射能從腔室中的背景輻射被區分出來，所以使用高功率輻射來檢測基板的熱狀態。通常使用激光器，因為激光器提供高功率，并且因為激光器提供選擇最適合基板的特定波長的機會。激光器會產生相干輻射，且當相干輻射傳輸穿過基板時，相干輻射能指示所述基板的熱狀態，所述熱狀態可被記錄為溫度。傳輸的輻射可被高溫計檢測，且所述傳輸的輻射可與入射輻射比較，所述傳輸與所述基板熱狀態相關。

由激光器產生的輻射通常具有很窄的光譜寬度，且當激光器操作時，輻射的精確波長能檢測地變化。發射激光的(lasing)介質的溫度會影響由激光器發出的波長，但即使是溫度受控的激光器也會因為例如模態跳動(mode-hopping)而顯出噪聲。當此變動的輻射撞到(impact)基板時，所述輻射的一些輻射在所述基板的相對表面之間反射，而產生干涉效應。當激光的波長改變時，激光和所述干涉的復合作用會在傳輸的光中產生大量噪聲，所述噪聲降低高溫計準確檢測所述基板的熱狀態的能力。

與激光輻射內固有的噪聲結合的是在基板上的溫度效應。當所述基板溫度變化時，所述基板的折射率可變化，且所述基板的厚度可變化，這些變化改變了被觀察的干涉圖案。因為根據改變的干涉效應來調節傳輸的輻射的強度，所以這些結合的噪聲源大大地降低使所述傳輸的輻射和熱狀態相互關聯的能力。

因此，有對低噪聲的傳輸測量的裝置和方法的需要。

發明內容

揭露了用于測量基板的溫度的裝置與方法。所述裝置包含指示溫度的輻射的源、關于指示溫度的輻射的檢測器以及解相關器，所述解相關器設置于光路中，所述光路在所述指示溫度的輻射的源與所述關于指示溫度的輻射的檢測器之間。所述解相關器可以是寬帶放大器和/或攪模器(mode scrambler)。寬帶放大器可以是寬帶激光器、布拉格光柵、光纖布拉格光柵、拉曼放大器、布里淵放大器或這些裝置的組合。所述解相關器被選擇以發出輻射，所述輻射至少部分地通過正被監測的基板傳輸。若所述解相關器是增益驅動裝置(gain-driven device)，則使所述源與所述解相關器相匹配，以使得所述源的發射光譜在所述解相關器的增益帶寬內。

熱處理腔室可有如本文描述的傳輸熱分析儀。所述腔室具有：在外殼中的基板支撐件；鄰近所述基板支撐件的熱源，所述熱源用于加熱設置于基板支撐件上的基板；和傳輸組件，所述傳輸組件包含相干輻射源、解相關器和檢測器，所述檢測器被放置以使得由所述解相關器發出的輻射經過所述基板支撐件行進至所述檢測器。所述解相關器可增加輻射中模態的數量，或所述解相關器可加寬輻射的光譜以防止噪聲信號到達檢測器。

附圖說明

為了能夠詳細了解上述的本發明的特征，可通過參考實施方式獲得上文簡要概述的本發明的更具體的描述，所述實施方式的一些實施方式圖示于附圖中。然而需要注意的是，這些附圖僅圖示本發明的典型實施方式，因此不應視為本發明的范圍的限制，因為本發明可允許其他等同有效的實施方式。