檢測溫度的裝置和方法以及用于處理襯底的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種檢測溫度的裝置和方法以及用于處理襯底的裝置，通過高溫計(jì)以非接觸方式檢測溫度。其中，檢測溫度的裝置包含：濕度傳感器，用以測量濕度值；溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫，用以存儲(chǔ)每一濕度值的溫度補(bǔ)償值；以及高溫計(jì)，假設(shè)包含作為由于濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段的透射率限制波段以及作為由于濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的透射率允許波段的波段為待補(bǔ)償?shù)牟ǘ?，通過將對(duì)應(yīng)于由所述濕度傳感器檢測的濕度值的溫度補(bǔ)償值與通過測量從待測量的物體輻射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏囟认嗉觼碛?jì)算非接觸溫度。
【專利說明】檢測溫度的裝置和方法以及用于處理襯底的裝置
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)案根據(jù)35U. S. α § 119主張2013年3月19日申請(qǐng)的第10-2013-0029087 號(hào)韓國專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)以及由其產(chǎn)生的所有權(quán)利，所述申請(qǐng)案的內(nèi)容全部以引用的方 式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及通過高溫計(jì)以非接觸方式來檢測溫度的裝置和方法，以及用于使用所 述裝置來處理襯底的裝置，且更明確地說，涉及精確地測量溫度而完全不受濕度影響的檢 測溫度的裝置和方法，以及用于使用所述裝置來處理襯底的裝置。

【背景技術(shù)】
[0004] 在對(duì)襯底執(zhí)行熱處理工藝的熱處理裝置中，使用例如鹵素?zé)舻燃訜釤魜韺峁?yīng) 到硅襯底，且通過光學(xué)探針來計(jì)算襯底的溫度，且將所計(jì)算的襯底的溫度反饋到加熱控制 器以便控制加熱燈。
[0005] 圖1為說明低溫?zé)崽幚硌b置的示意圖。如圖1所說明，在襯底20安裝在處理腔室 10中的邊緣環(huán)30處的狀態(tài)下，熱處理由多個(gè)加熱燈61執(zhí)行，且襯底20的溫度由長波段測 量高溫計(jì)40以非接觸方式進(jìn)行測量。下文中，高溫計(jì)意指測量具有約5微米到約15微米 的長波長的輻射能且將其轉(zhuǎn)換為溫度，進(jìn)而計(jì)算溫度的元件。
[0006] 因此，高溫計(jì)40可通過透鏡41集中從襯底20輻射且具有約5微米到約15微米 的長波長以及約600°C或600°C以下的低溫的輻射能，且接著基于黑體輻射溫度關(guān)系來以 非接觸方式計(jì)算襯底的溫度。由高溫計(jì)40計(jì)算的溫度通過加熱控制器50而反饋到加熱部 分60以便控制多個(gè)加熱燈61的溫度。
[0007] 同時(shí)，約5微米到約15微米的長波長通常具有被水汽（H20)吸收的性質(zhì)。因此， 如果光波長透射區(qū)域處存在100%的水汽，那么約5微米到約7微米的光波長難以透射，如 圖2所說明。
[0008] 因此，從加熱燈61輻射的長波長通過處理腔室10的內(nèi)部輸入到長波長測量高溫 計(jì)，且輸入到高溫計(jì)的長波長的透射率因光透射區(qū)域處存在的水汽（H 20)而改變。
[0009] 舉例來說，如果長波長透射區(qū)域處存在30%的水汽（H20)，那么光波長的透射率為 90 %，且如果存在50 %的水汽（H20)，那么光波長的透射率為60 %，且如果存在70 %的水汽 (H20)，那么光波長的透射率小于10%。
[0010] 因此，由高溫計(jì)測量的溫度根據(jù)光透射區(qū)域處存在的水汽（h2o)而改變。也就是 說，輸入到高溫計(jì)的長波長輻射能的強(qiáng)度值由于由水汽（H 2o)的差異引起的長波長透射率 的改變而改變，且因此高溫計(jì)的經(jīng)轉(zhuǎn)換的溫度值會(huì)出現(xiàn)誤差。另外，可使用大直徑的高溫計(jì) 以便補(bǔ)償?shù)屯干渎是医邮沾罅抗?。然而，在這種狀況下，因?yàn)楦邷赜?jì)的尺寸變大，所以成本 和安裝難度增大，且設(shè)備的小型化也受到妨礙。也就是說，基于約5微米到約15微米的波 段，約7微米到約15微米的波段中的光的量減少到60%，且因此僅接收約7微米到約15微 米的波段的高溫計(jì)的尺寸應(yīng)為1. 7倍于接收約5微米到約15微米的波段的高溫計(jì)的尺寸。 [0011] 相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] (專利文獻(xiàn)1)第10-2009-0130659號(hào)韓國專利公開案


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供一種檢測溫度的裝置和方法，其精確地測量溫度而完全不受濕度影 響。
[0015] 本發(fā)明還提供一種檢測溫度的裝置和方法，其可使經(jīng)配置以測量整個(gè)長波段并計(jì) 算其溫度的高溫計(jì)小型化。
[0016] 本發(fā)明還提供一種用于處理襯底的裝置，其可精確地控制加熱燈的溫度而完全不 受濕度影響。
[0017] 根據(jù)示范性實(shí)施例，一種用于檢測溫度的裝置包含：濕度傳感器，經(jīng)配置以測量濕 度值；溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫，經(jīng)配置以存儲(chǔ)針對(duì)每一濕度值的溫度補(bǔ)償值；以及高溫計(jì)，其中假 設(shè)包含作為由于所述濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段的透射率限制波段以及作 為由于所述濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的透射率允許波段的波段為待補(bǔ)償 的波段，通過將對(duì)應(yīng)于由所述濕度傳感器檢測的濕度值的溫度補(bǔ)償值與通過測量從待測量 的物體輻射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏囟认嗉觼碛?jì)算非接觸溫 度。
[0018] 假設(shè)待補(bǔ)償?shù)臏囟葹橥ㄟ^轉(zhuǎn)換從所述物體輻射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚膹?qiáng)度而獲 得的溫度，且透射率允許溫度為通過轉(zhuǎn)換所述透射率允許波段的強(qiáng)度而獲得的溫度，所述 透射率允許溫度與所述待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的差值可視為針對(duì)每一濕度值的溫度補(bǔ)償值且 接著存儲(chǔ)在所述溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中。
[0019] 所述透射率限制波段可為在100%的濕度環(huán)境下具有10%或10%以下的透射率 的波段，且所述透射率允許波段可為在100%的濕度環(huán)境下具有90%或90%以上的透射率 的波段。
[0020] 所述透射率限制波段可為約5微米到約7微米的波段，且所述透射率允許波段可 為約7微米到約15微米的波段，且所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ慰蔀榧s5微米到約15微米的波段。
[0021] 根據(jù)另一示范性實(shí)施例，一種用于處理襯底的裝置包含：加熱外殼，經(jīng)配置以將多 個(gè)加熱燈收納在其中；處理腔室，經(jīng)配置以包括所述襯底由所述加熱燈的輻射能處理的空 間；濕度傳感器，設(shè)置在所述處理腔室中以便測量所述處理腔室中的濕度值；高溫計(jì)，其中 假設(shè)包含作為由于所述濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段的透射率限制波段以及 作為由于所述濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的透射率允許波段的波段為待補(bǔ) 償?shù)牟ǘ?，通過將對(duì)應(yīng)于由所述濕度傳感器檢測的濕度值的溫度補(bǔ)償值與通過測量從所述 襯底輻射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏囟认嗉觼碛?jì)算非接觸溫度； 以及加熱控制器，經(jīng)配置以使用由所述高溫計(jì)計(jì)算的所述非接觸溫度來控制所述加熱燈。
[0022] 所述處理腔室可包含：襯底支撐部分，經(jīng)配置以支撐所述襯底；以及工藝套件，經(jīng) 配置以覆蓋所述襯底支撐部分且包含襯底門，且所述濕度傳感器可測量由所述襯底支撐部 分支撐的所述襯底與設(shè)置在所述襯底的下側(cè)處的所述高溫計(jì)之間的所述濕度值。
[0023] 根據(jù)又一示范性實(shí)施例，一種用于檢測溫度的方法包含：產(chǎn)生溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫，其 存儲(chǔ)針對(duì)每一濕度值的溫度補(bǔ)償值；假設(shè)包含作為由于所述濕度而具有小于第一閾值的透 射率的波段的透射率限制波段以及作為由于所述濕度而具有大于第二閾值的透射率的波 段的透射率允許波段的波段為待補(bǔ)償?shù)牟ǘ危瑴y量從待測量的物體輻射的波段中的所述待 補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度，且計(jì)算待補(bǔ)償?shù)臏囟?；測量被輻射所述波段的區(qū)域中的濕度值； 從所述溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫提取對(duì)應(yīng)于所述測量濕度值的溫度補(bǔ)償值；以及通過將所述溫度補(bǔ) 償值與所述待補(bǔ)償?shù)臏囟认嗉觼碛?jì)算非接觸溫度。
[0024] 所述溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫的所述產(chǎn)生可包含：通過檢測和轉(zhuǎn)換從所述待測量的物體輻 射的所述波段中的所述透射率允許波段的波長強(qiáng)度來計(jì)算透射率允許溫度；通過檢測和轉(zhuǎn) 換從所述待測量的物體輻射的所述波段中的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度來計(jì)算待補(bǔ)償 的溫度；計(jì)算所述透射率允許溫度與所述待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的差值作為溫度補(bǔ)償值；以及 在所述濕度值改變時(shí)，重復(fù)所述透射率允許溫度的所述計(jì)算、所述待補(bǔ)償?shù)臏囟鹊乃鲇?jì) 算和所述溫度補(bǔ)償值的所述計(jì)算，且將針對(duì)每一濕度值的所述溫度補(bǔ)償值存儲(chǔ)在所述溫度 補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 可結(jié)合附圖從以下描述更詳細(xì)地理解示范性實(shí)施例。
[0026] 圖1為說明低溫?zé)崽幚硌b置的示意圖。
[0027] 圖2為說明透射率根據(jù)波段受水汽影響的狀態(tài)的圖表。
[0028] 圖3為根據(jù)示范性實(shí)施例的用于處理襯底的裝置的分解透視圖，所述裝置包含加 熱外殼和處理腔室且執(zhí)行熱處理。
[0029] 圖4為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的用于處理襯底的裝置中的溫度測量和熱處理的 功能框圖，所述裝置包含加熱外殼和處理腔室。
[0030] 圖5為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的產(chǎn)生溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫的過程的流程圖。
[0031] 圖6為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的測量波長與濕度之間的關(guān)系的圖表。
[0032] 圖7為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的使用高溫計(jì)來檢測溫度的過程的流程圖。
[0033] 附圖標(biāo)記：
[0034] 10 :處理腔室
[0035] 20 :襯底
[0036] 30 :邊緣環(huán)
[0037] 40 :長波段測量高溫計(jì)
[0038] 41 :透鏡
[0039] 50 :加熱控制器
[0040] 60 :加熱部分
[0041] 61 :加熱燈
[0042] 100 :加熱外殼
[0043] 110:加熱燈
[0044] 2〇0 :處理腔室
[0045] 210 :工藝套件
[0046] 211 :襯底門
[0047] 212 :石英柱體
[0048] 220 :襯底支撐部分
[0049] 221 :提升銷
[0050] 222 :邊緣環(huán)
[0051] 230:底座部分
[0052] 300:窗
[0053] 400 :加熱控制器
[0054] 500 :高溫計(jì)
[0055] 600 :濕度傳感器
[0056] S510 ?S550、S710 ?S750 :步驟
[0057] S :空間
[0058] W :襯底

【具體實(shí)施方式】
[0059] 下文中，將參看附圖詳細(xì)描述特定實(shí)施例。然而，本發(fā)明可按不同形式體現(xiàn)且不應(yīng) 視為限于本文中闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以使得本發(fā)明將為詳盡且完整的，且 將向所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在圖式中，相同參考數(shù)字在全文中指 相同元件。
[0060] 下文中，將描述補(bǔ)償襯底的溫度的實(shí)例。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于補(bǔ)償各種工業(yè)中 所使用的各種物體的溫度的其它實(shí)例。
[0061] 圖3為根據(jù)示范性實(shí)施例的用于處理襯底的裝置的分解透視圖，所述裝置包含加 熱外殼和處理腔室且執(zhí)行熱處理，且圖4為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的用于處理襯底的裝置 中的溫度測量和熱處理的功能框圖，所述裝置包含加熱外殼和處理腔室。
[0062] 下文中，作為實(shí)例，將描述執(zhí)行熱處理工藝的熱處理裝置。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用 于處理襯底的另一裝置，其執(zhí)行不同于熱處理的其它各種工藝。
[0063] 在熱處理裝置中，從加熱燈等輻射的能量被直接吸收到襯底，且因此襯底被迅速 加熱，借此熱處理得以執(zhí)行。
[0064] 熱處理裝置包含：加熱外殼100,其將多個(gè)加熱燈110收納在其中；處理腔室200， 具有襯底由加熱燈110的輻射能處理的空間；濕度傳感器600,設(shè)置在處理腔室中以便測量 處理腔室的內(nèi)部濕度；高溫計(jì)500,其中假設(shè)包含作為由于濕度而具有小于第一閾值的透 射率的波段的透射率限制波段以及作為由于濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的 透射率允許波段的波段為待補(bǔ)償?shù)牟ǘ?，通過將對(duì)應(yīng)于由濕度傳感器600檢測的濕度值的 溫度補(bǔ)償值與通過測量從襯底W輻射的待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏囟?相加來計(jì)算非接觸溫度；以及加熱控制器400,使用由高溫計(jì)500計(jì)算的非接觸溫度來控制 加熱燈110。盡管未說明，但熱處理裝置可更包含控制處理腔室200的內(nèi)部壓力的壓力控制 器。通過壓力控制器，處理腔室200可處于高真空中。
[0065] 加熱外殼100收納產(chǎn)生輻射能的多個(gè)加熱燈110。輻射能以從加熱燈110產(chǎn)生的 光的形式出現(xiàn)，且襯底通過從加熱燈110產(chǎn)生的輻射熱的輻射能而加熱。
[0066] 加熱燈110在多個(gè)徑向區(qū)中按球型或直線型布置。加熱燈110由鹵素鎢絲燈或弧 光燈體現(xiàn)，且以近紅外射線的形式輻射能量。加熱燈110中的每一者具有中空管狀形狀，且 因此當(dāng)加熱燈110由鹵素鎢絲燈體現(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生輻射能的燈絲設(shè)置于中空管狀形狀中的每一 者中。燈中的每一者的主體由玻璃或石英制成，且因此輻射熱的輻射能可無損耗地傳遞。用 惰性氣體（例如，氬）來填充加熱燈中的每一者是有效的。
[0067] 處理腔室200具有作為熱處理空間的內(nèi)部空間，且溫度被測量的襯底安裝在熱處 理空間中。熱處理空間具有圓形或四邊形容器形狀，但不限于此，且可具有各種容器形狀。 也就是說，熱處理空間可具有圓形或多邊形容器形狀。用于允許襯底進(jìn)入和退出的襯底門 211設(shè)置在處理腔室200的一個(gè)側(cè)表面和另一側(cè)表面兩者處，且襯底門211中的一者與運(yùn) 輸模塊（未圖示）連接。作為參考，襯底可為各種物體，例如，硅晶片、聚合物襯底和玻璃襯 底，且當(dāng)使用像玻璃襯底等大尺寸襯底時(shí)，處理腔室200的尺寸變大。
[0068] 處理腔室200包含：襯底支撐部分220,具有支撐襯底的邊緣環(huán)222 ;底座部分 230,支撐襯底支撐部分220 ;和工藝套件210,覆蓋襯底支撐部分220。
[0069] 襯底支撐部分220具有設(shè)置在其中以便在垂直方向上移動(dòng)的多個(gè)提升銷221。邊 緣環(huán)222為可將襯底在熱處理空間中定位在與加熱外殼100相對(duì)的位置處的定位單元。為 了均勻地對(duì)襯底進(jìn)行熱處理，襯底宜由襯底支撐部分220支撐且通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。工 藝套件210設(shè)置在襯底支撐部分220周圍。因此，當(dāng)執(zhí)行熱處理工藝時(shí)，襯底支撐部分220 位于工藝套件210中，且定位在邊緣環(huán)222處的襯底通過襯底支撐部分220的旋轉(zhuǎn)而以預(yù) 定速度旋轉(zhuǎn)。另外，高溫計(jì)的聚光透鏡（未圖示）設(shè)置在襯底支撐部分220的底表面上以 便測量穿透襯底的波長。此外，襯底支撐部分220可以各種方式（例如，不同于邊緣環(huán)222 的銷類型）來支撐襯底。
[0070] 底座部分230為支撐襯底支撐部分220的外殼。支撐襯底支撐部分220的軸桿 (未圖示）穿過底座部分230且通過外部電動(dòng)機(jī)（未圖示）而旋轉(zhuǎn)，且因此襯底支撐部分 220得以旋轉(zhuǎn)。
[0071] 工藝套件210包含覆蓋襯底支撐部分220的石英柱體212,且襯底門211設(shè)置在 工藝套件210的一個(gè)側(cè)表面和/或另一側(cè)表面處以便允許襯底進(jìn)入和退出。且襯底門211 中的一者與運(yùn)輸模塊（未圖示）連接。襯底W穿過工藝套件210的襯底門211而安裝且接 著設(shè)置在襯底支撐部分220的邊緣環(huán)222處。作為參考，當(dāng)襯底安裝在工藝套件中時(shí)，襯底 在提升銷221被提升的狀態(tài)下引入，設(shè)置在提升銷221上且接著通過將提升銷221降低而 設(shè)置在邊緣環(huán)222處。與此相反，當(dāng)襯底被卸下時(shí)，提升銷221被提升以便將襯底從邊緣環(huán) 222向上移動(dòng)，且接著襯底通過襯底門211卸到外部。
[0072] 窗300設(shè)置在加熱外殼100與工藝套件210之間，且從加熱燈輻射的熱能通過窗 300而傳遞到襯底。窗300用以維持加熱外殼100與工藝套件210之間的氣密性，在加熱外 殼100與工藝套件210之間進(jìn)行阻隔，且因此保護(hù)處理腔室免受外部環(huán)境（例如，氣體和污 染物）影響。另外，窗300用以保護(hù)加熱燈110,且防止由從加熱燈110產(chǎn)生的熱所產(chǎn)生的 副產(chǎn)品落在襯底上。窗300可由透射性石英制成。然而，也可使用除了石英之外的各種透 射性材料。
[0073] 加熱控制器400使用高溫計(jì)500中所補(bǔ)償和計(jì)算的非接觸溫度來以反饋方式控 制加熱燈110。因此，當(dāng)高溫計(jì)500中所補(bǔ)償和計(jì)算的非接觸溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，加熱燈 110的光的量經(jīng)控制以減少，且當(dāng)高溫計(jì)500中所補(bǔ)償和計(jì)算的非接觸溫度低于預(yù)設(shè)溫度 時(shí)，加熱燈110的光的量經(jīng)控制以增加。
[0074] 濕度傳感器600測量處理腔室200的內(nèi)部濕度。濕度傳感器600測量處理腔室 200的襯底支撐部分220內(nèi)的空間S (即，由襯底支撐部分220的邊緣環(huán)222支撐的襯底W 與襯底支撐部分220內(nèi)的底表面之間的空間S)的濕度。因此，濕度傳感器600測量將波長 集中在襯底支撐部分220的底表面上的高溫計(jì)500與由邊緣環(huán)222支撐的襯底之間的處理 腔室200的內(nèi)部空間S的濕度。濕度傳感器600可按單數(shù)或復(fù)數(shù)設(shè)置。另外，為了測量高 溫計(jì)500與襯底W之間的空間S的濕度，如圖4所說明，設(shè)置在外部的濕度傳感器600可通 過穿過襯底支撐部分220的管子來測量濕度。此外，濕度傳感器600可設(shè)置在穿過襯底支 撐部分220且接收空間S的濕度以便測量濕度的位置處。
[0075] 如圖2所說明，波長的透射率根據(jù)特定波段而改變。明確地說，在約5微米到約15 微米的波段的狀況下，透射率接近"〇"，且因此由高溫計(jì)測量的波長的強(qiáng)度改變。舉例來說， 在測量約5微米到約15微米的長波長的高溫計(jì)的狀況下，約5微米到約7微米的波段的所 測量的量可根據(jù)濕度而改變，且因此約5微米到約15微米的波長的整體所測量的量也可改 變。
[0076] 在示范性實(shí)施例中，為了根據(jù)濕度而改善溫度測量的誤差，測量襯底與高溫計(jì)之 間的空間S的濕度且根據(jù)所測量的濕度來補(bǔ)償溫度，借此可精確地測量溫度。
[0077] 在描述溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫之前，將定義透射率允許波段、透射率限制波段和待補(bǔ)償 的波段。
[0078] 透射率限制波段意指由于濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段。舉例來說， 如果第一閾值為10%的透射率，那么意味波段由于濕度而具有10%或10%以下的透射率。 也就是說，如果從襯底輻射具有強(qiáng)度"100"的波長，那么經(jīng)檢測以由于襯底周圍的濕度而具 有強(qiáng)度"10"或"10"以下的波長為透射率限制波段。作為參考，濕度意指100%的濕度環(huán) 境。舉例來說，在100%的濕度環(huán)境中，當(dāng)約5微米到約7微米的波段具有10%或10%以 下的透射率時(shí)，可將約5微米到約7微米的波段決定為透射率限制波段。此處，約5微米到 約7微米的波段意指大于約5微米的波長且小于等于約7微米的波長的波段。另外，當(dāng)約 5微米到約7微米的波段具有10%或10%以上的透射率，但約5微米到約6微米的波段具 有10%或10%以下的透射率時(shí)，可將約5微米到約6微米的波段決定為透射率限制波段。
[0079] 透射率允許波段意指由于濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段。舉例來說， 如果第二閾值為90%的透射率，那么意味波段由于濕度而具有90%或90%以上的透射率。 也就是說，如果從襯底輻射具有強(qiáng)度"100"的波長，那么經(jīng)檢測以由于襯底周圍的濕度而具 有強(qiáng)度"90"或"90"以上的波長為透射率允許波段。舉例來說，在100%的濕度環(huán)境中，當(dāng) 約7微米到約15微米的波段具有90%或90%以上的透射率時(shí)，可將約7微米到約15微米 的波段決定為透射率允許波段。此處，約7微米到約15微米的波段意指大于約7微米的波 長且小于等于約15微米的波長的波段。
[0080] 且待補(bǔ)償?shù)牟ǘ我庵赴干渎氏拗撇ǘ魏屯干渎试试S波段的波段。舉例來說， 當(dāng)透射率限制波段為約5微米到約7微米且透射率允許波段為約7微米到約15微米時(shí)，待 補(bǔ)償?shù)牟ǘ螢榧s5微米到約15微米。因?yàn)榧s7微米到約15微米的透射率允許波段透射達(dá) 第二閾值（90%)或第二閾值（90%)以上，所以所測量的溫度值可相對(duì)正確，但因?yàn)榧s5微 米到約7微米的透射率限制波段透射達(dá)第一閾值（10%)或第一閾值（10%)以下，所以所 測量的溫度值可出現(xiàn)誤差。因此，當(dāng)關(guān)于約5微米到約15微米的整個(gè)波段測量溫度時(shí)，可 由于約5微米到約7微米的波段而出現(xiàn)測量誤差。因此，當(dāng)關(guān)于約5微米到約15微米的波 段測量溫度時(shí)，有必要補(bǔ)償測量溫度，且因此包含透射率限制波段和透射率允許波段的約5 微米到約15微米的波段稱為待補(bǔ)償?shù)牟ǘ巍?br> [0081] 溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫（未圖示）為根據(jù)濕度而存儲(chǔ)溫度補(bǔ)償值的數(shù)據(jù)庫。溫度補(bǔ)償數(shù) 據(jù)庫可由實(shí)驗(yàn)值決定。在溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中，假設(shè)待補(bǔ)償?shù)臏囟葹橥ㄟ^轉(zhuǎn)換從襯底輻射的 待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚膹?qiáng)度而獲得的溫度，且透射率允許溫度為通過轉(zhuǎn)換透射率允許波段的強(qiáng)度 而獲得的溫度，將透射率允許溫度與待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的差值視為針對(duì)每一濕度值的溫度 補(bǔ)償值且接著將其存儲(chǔ)在溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中。
[0082] 將參看圖5來描述產(chǎn)生溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫的過程。在濕度可受到控制的空間（例如， 恒定溫度和濕度的浴槽等）中，具有預(yù)設(shè)參考溫度（例如，約600°C)的黑體用于輻射波長 (S510)。
[0083] 檢測透射率限制波段（例如，約7微米到約15微米）的波長強(qiáng)度，且將所檢測的 波長強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為溫度，且因此計(jì)算透射率允許溫度（S520)。以相同方式，檢測待補(bǔ)償?shù)牟ǘ?(例如，約5微米到約15微米）的波長強(qiáng)度，且將所檢測的波長強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為溫度，且因此計(jì) 算待補(bǔ)償?shù)臏囟龋⊿530)。接著，計(jì)算透射率允許溫度與待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的差值作為針對(duì) 每一濕度值的溫度補(bǔ)償值（S540)。且當(dāng)改變濕度時(shí)，重復(fù)計(jì)算透射率允許溫度的過程、計(jì)算 待補(bǔ)償?shù)臏囟鹊倪^程和計(jì)算溫度補(bǔ)償值的過程，且接著將針對(duì)每一濕度值的所計(jì)算的值存 儲(chǔ)在溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中（S550)。
[0084] 參看圖6,當(dāng)波長從具有參考溫度（例如，約600°C )的黑體輻射時(shí)，根據(jù)每一濕度 值而指示在透射率限制波段（例如，約7微米到約15微米）下測量和轉(zhuǎn)換的透射率允許溫 度和在待補(bǔ)償?shù)牟ǘ危ɡ?，約5微米到約15微米）下測量和轉(zhuǎn)換的待補(bǔ)償?shù)臏囟?。在?射率限制波段（例如，約7微米到約15微米）的狀況下，可理解所輻射的參考溫度（例如， 約600°C )和透射率限制波段（例如，約7微米到約15微米）的透射率允許溫度不改變，即 使?jié)穸雀淖円踩绱?。然而，在待補(bǔ)償?shù)牟ǘ危ɡ?，約5微米到約15微米）的狀況下，可理 解所輻射的參考溫度（例如，約600°C )和透射率限制波段（例如，約7微米到約15微米） 的透射率允許溫度從30%或30%以上的濕度開始逐漸改變。
[0085] 因此，將透射率限制波段（約7微米到約15微米）的透射率允許溫度與待補(bǔ)償 的波段（約5微米到約15微米）的待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的差值作為針對(duì)每一濕度值的溫度 補(bǔ)償值存儲(chǔ)在溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中。也就是說，將從特定濕度下所測量的透射率允許溫度減 去待補(bǔ)償?shù)臏囟鹊闹狄暈闇囟妊a(bǔ)償值且接著將其存儲(chǔ)為針對(duì)對(duì)應(yīng)濕度的溫度補(bǔ)償值。舉 例來說，當(dāng)濕度為50%時(shí)，透射率允許溫度為600°C (其為參考溫度），且待補(bǔ)償?shù)臏囟葹?598. 3°C，且從特定濕度下所測量的透射率允許溫度減去待補(bǔ)償?shù)臏囟鹊闹禐?. 8,且因此 將值1. 8存儲(chǔ)為50%的濕度下的溫度補(bǔ)償值。
[0086] 以相同方式，當(dāng)濕度為70%時(shí)，透射率允許溫度為600°C (其為參考溫度），且待補(bǔ) 償?shù)臏囟葹?96. 2°C，且從特定濕度下所測量的透射率允許溫度減去待補(bǔ)償?shù)臏囟鹊闹禐?3. 8,且因此將值3. 8存儲(chǔ)為70%的濕度下的溫度補(bǔ)償值。
[0087] 高溫計(jì)500用以測量從襯底W輻射的波長（即，從襯底本身輻射的波長和穿透高 溫計(jì)500的波長）且計(jì)算溫度。作為參考，高溫計(jì)為用于測量波長的元件，且包含光檢測器 和光源。光檢測器接收從襯底輻射的輻射光和從光源輻射到襯底且接著從襯底反射的反射 光，且通過輻射強(qiáng)度及其發(fā)射率來測量波長。將由高溫計(jì)測量的波長轉(zhuǎn)換且計(jì)算為能量。眾 所周知，假設(shè)能量為E，波長為λ，h為普朗克常數(shù)且c為光速，波長到能量的轉(zhuǎn)換可通過E =(he)/λ來計(jì)算。因此，可測量從處理腔室中所熱處理的襯底產(chǎn)生的波長且接著將其轉(zhuǎn) 換并計(jì)算為襯底測量能量。在以上等式中，可理解，能量和波長彼此成反比。而且，作為參 考，作為普朗克常數(shù)的h為6. 626*1014 [焦/秒]，且作為光速常數(shù)的c為3 X 108[米/秒]。
[0088] 在高溫計(jì)500中，假設(shè)待補(bǔ)償?shù)牟ǘ螢榘捎跐穸榷荛撝祷蜷撝狄陨系耐干?率影響的透射率限制波段和由于濕度而受閾值或閾值以下的透射率影響的透射率允許波 段的波段，通過測量從襯底輻射的待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏囟扔蓪?duì)應(yīng) 于由濕度傳感器測量的濕度的溫度補(bǔ)償值來補(bǔ)償，借此計(jì)算非接觸溫度。
[0089] 將參看圖7來描述補(bǔ)償和檢測高溫計(jì)中的溫度的過程。
[0090] 作為參考，在補(bǔ)償高溫計(jì)中的溫度的過程之前，產(chǎn)生存儲(chǔ)針對(duì)每一濕度值的溫度 補(bǔ)償值的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫（S710)。因?yàn)橐褏⒖磮D5描述了產(chǎn)生溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫的過程，所 以將省略其描述。
[0091] 高溫計(jì)500測量從襯底輻射的波段中的待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度且計(jì)算待補(bǔ)償 的溫度（S720)。高溫計(jì)500測量待補(bǔ)償?shù)募s7微米到約15微米的波段的波長強(qiáng)度，且因?yàn)?待補(bǔ)償?shù)牟ǘ伟捎跐穸榷哂袦p小的透射率的透射率限制波段（例如，約5微米到約 7微米），所以不可能執(zhí)行精確測量。因此，有必要根據(jù)濕度而執(zhí)行補(bǔ)償操作。為此，測量被 輻射波長的位于襯底的下側(cè)的內(nèi)部空間（即，襯底支撐部分220的邊緣環(huán)222下方）的濕 度（S730)。
[0092] 從溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫提取對(duì)應(yīng)于測量濕度的溫度補(bǔ)償值（S740)。舉例來說，如果測 量濕度為70%，那么從數(shù)據(jù)庫提取值3. 8作為溫度補(bǔ)償值。
[0093] 執(zhí)行將所提取的溫度補(bǔ)償值與待補(bǔ)償?shù)臏囟认嗉拥难a(bǔ)償操作，且因此最終計(jì)算非 接觸溫度（S750)。舉例來說，如果在70%的濕度環(huán)境下測量的待補(bǔ)償?shù)臏囟葹?96. 2°C，那 么通過加上作為在70%的濕度環(huán)境下的溫度補(bǔ)償值的值3. 8來最終計(jì)算非接觸溫度。 [0094] 根據(jù)示范性實(shí)施例，因?yàn)楦鶕?jù)濕度而執(zhí)行溫度補(bǔ)償，所以可精確地測量溫度而不 管外圍濕度。另外，根據(jù)示范性實(shí)施例，因?yàn)楦鶕?jù)濕度而執(zhí)行溫度補(bǔ)償，所以高溫計(jì)無需為 了集中整個(gè)長波段而具有大的尺寸，且因此可使對(duì)應(yīng)設(shè)備減到最小。此外，根據(jù)示范性實(shí)施 例，可精確地控制加熱燈的溫度而完全不受濕度影響。
[〇〇95] 盡管已參考特定實(shí)施例描述了檢測溫度的裝置和方法以及用于使用所述裝置來 處理襯底的裝置，但不限于此。因此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，在不脫離由所附權(quán) 利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于檢測溫度的裝置，其特征在于包括： 濕度傳感器，經(jīng)配置以測量濕度值； 溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫，經(jīng)配置以存儲(chǔ)針對(duì)每一濕度值的溫度補(bǔ)償值；以及 高溫計(jì)，其中假設(shè)包含作為由于所述濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段的透射 率限制波段以及作為由于所述濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的透射率允許波 段的波段為待補(bǔ)償?shù)牟ǘ?，通過將對(duì)應(yīng)于由所述濕度傳感器檢測的所述濕度值的溫度補(bǔ)償 值與通過測量從待測量的物體輻射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏?度相加來計(jì)算非接觸溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中假設(shè)所述待補(bǔ)償?shù)臏囟葹橥ㄟ^轉(zhuǎn)換從所述物體輻 射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚乃鰪?qiáng)度而獲得的溫度，且透射率允許溫度為通過轉(zhuǎn)換所述透射 率允許波段的所述強(qiáng)度而獲得的溫度，將所述透射率允許溫度與所述待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的 差值視為針對(duì)每一濕度值的所述溫度補(bǔ)償值且接著將其存儲(chǔ)在所述溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述透射率限制波段為在100%的濕度環(huán)境下具 有10%或10%以下的透射率的波段，且所述透射率允許波段為在100%的濕度環(huán)境下具有 90 %或90%以上的透射率的波段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述透射率限制波段為約5微米到約7微米的波 段，且所述透射率允許波段為約7微米到約15微米的波段，且所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ螢榧s5微 米到約15微米的波段。
5. -種用于處理襯底的裝置，其特征在于包括： 加熱外殼，經(jīng)配置以將多個(gè)加熱燈收納在其中； 處理腔室，具有所述襯底由所述加熱燈的輻射能處理的空間； 濕度傳感器，設(shè)置在所述處理腔室中以便測量所述處理腔室中的濕度值； 高溫計(jì)，其中假設(shè)包含作為由于所述濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段的透射 率限制波段以及作為由于所述濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的透射率允許波 段的波段為待補(bǔ)償?shù)牟ǘ?，通過將對(duì)應(yīng)于由所述濕度傳感器檢測的所述濕度值的溫度補(bǔ)償 值與通過測量從所述襯底輻射的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度而計(jì)算的待補(bǔ)償?shù)臏囟认?加來計(jì)算非接觸溫度；以及 加熱控制器，經(jīng)配置以使用由所述高溫計(jì)計(jì)算的所述非接觸溫度來控制所述加熱燈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述處理腔室包括： 襯底支撐部分，經(jīng)配置以支撐所述襯底；以及 工藝套件，經(jīng)配置以覆蓋所述襯底支撐部分且包括襯底門，且所述濕度傳感器測量由 所述襯底支撐部分支撐的所述襯底與設(shè)置在所述襯底的下側(cè)的所述高溫計(jì)之間的所述濕 度值。
7. -種檢測溫度的方法，其特征在于包括： 產(chǎn)生溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫，其存儲(chǔ)針對(duì)每一濕度值的溫度補(bǔ)償值； 假設(shè)包含作為由于所述濕度而具有小于第一閾值的透射率的波段的透射率限制波段 以及作為由于所述濕度而具有大于第二閾值的透射率的波段的透射率允許波段的波段為 待補(bǔ)償?shù)牟ǘ?，測量從待測量的物體輻射的波段的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚牟ㄩL強(qiáng)度以計(jì)算待 補(bǔ)償?shù)臏囟龋? 測量被輻射所述波段的區(qū)域中的濕度值； 從所述溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫提取對(duì)應(yīng)于所述測量濕度值的溫度補(bǔ)償值；以及 通過將所述溫度補(bǔ)償值與所述待補(bǔ)償?shù)臏囟认嗉觼碛?jì)算非接觸溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述產(chǎn)生溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫包括： 通過檢測和轉(zhuǎn)換從所述待測量的物體輻射的所述波段的所述透射率允許波段的所述 波長強(qiáng)度來計(jì)算透射率允許溫度； 通過檢測和轉(zhuǎn)換從所述待測量的物體輻射的所述波段的所述待補(bǔ)償?shù)牟ǘ蔚乃霾?長強(qiáng)度來計(jì)算待補(bǔ)償?shù)臏囟龋? 計(jì)算所述透射率允許溫度與所述待補(bǔ)償?shù)臏囟戎g的差值作為所述溫度補(bǔ)償值；以及 在所述濕度值改變時(shí)，重復(fù)所述透射率允許溫度的所述計(jì)算、所述待補(bǔ)償?shù)臏囟鹊乃?述計(jì)算和所述溫度補(bǔ)償值的所述計(jì)算，以將針對(duì)每一濕度值的所述溫度補(bǔ)償值存儲(chǔ)在所述 溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫中。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK104062014SQ201410103268
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月19日
【發(fā)明者】池尙炫 申請(qǐng)人:Ap系統(tǒng)股份有限公司