燈泡故障檢測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于檢測在快速熱處理(RTP)工具中的燈泡故障的設(shè)備和方法。本發(fā)明提供燈泡故障檢測系統(tǒng)，該燈泡故障檢測系統(tǒng)可容納DC和/或AC電壓。系統(tǒng)沿著電路路徑采樣電壓信號，該電路路徑由至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成；基于采樣的電壓信號來計算橫跨于至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡的電壓降；和基于橫跨于第一燈泡的電壓降與施加至電路路徑的總電壓之間的關(guān)系來確定燈泡故障是否已發(fā)生。
【專利說明】燈泡故障檢測器
[0001]發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實施例一般涉及用于檢測燈泡故障的設(shè)備和方法，更為特定而言涉及檢測在快速熱處理(RTP)工具中的串聯(lián)連接的燈泡的燈泡故障的設(shè)備和方法。
[0003]相關(guān)技術(shù)的描述
[0004]快速熱處理(RTP)是允許基板(例如硅晶片)的快速加熱和快速冷卻的任何熱處理技術(shù)。特定的峰值溫度和所使用的加熱時間取決于晶片處理的類型。RTP晶片處理應(yīng)用包括:退火、摻雜劑活化、快速的熱氧化和娃化(silicidation)等等。在快速地加熱至相對為高的溫度后快速地冷卻(將RTP特征化)提供更為精確的晶片處理控制。將較薄的氧化物使用于MOS柵極中的趨勢已導(dǎo)致:對于一些裝置應(yīng)用氧化物厚度低于100埃(Angstroms)的需要。如此薄的氧化物需要在含氧大氣(oxygen atmosphere)中非常快速地加熱和冷卻晶片的表面以生長如此薄的氧化物層。RTP系統(tǒng)可提供此等級的控制，且被使用于快速的熱氧化處理。
[0005]將短的加熱周期使用于RTP的結(jié)果為:可橫跨于晶片表面而存在的任何的溫度梯度不利地影響晶片處理。因而，在RTP中期望是:在處理期間，監(jiān)控橫跨于晶片表面的溫度，并且改善在晶片表面中和晶片表面上的溫度的均勻性。結(jié)果，對個別的加熱元件的放置、控制和監(jiān)控進行設(shè)計，以使得熱輸出可被控制以有助于改善橫跨于晶片表面的溫度的均勻性。
[0006]然而，目前的方法通常將不產(chǎn)生所需要的溫度均勻性。由于元件故障或不佳的效能而造成的熱強度的變動可大幅地損壞期望的溫度分布控制和導(dǎo)致不可接受的處理結(jié)果。從而，可在晶片處理期間檢測故障或不可接受的元件效能的監(jiān)控系統(tǒng)對RTP系統(tǒng)而言是有用的特性。
[0007]因而，具有用于加熱元件的故障檢測的改善的設(shè)備和方法的需要。此外，需要獨立于電壓和電流波形的故障檢測系統(tǒng)。還需要可識別哪個元件已故障的故障檢測系統(tǒng)。
[0008]發(fā)明概沭
[0009]本發(fā)明的實施例一般涉及用于檢測燈泡故障的設(shè)備和方法，更為特定而言涉及檢測在快速熱處理(RTP)工具中串聯(lián)連接的燈泡的燈泡故障的設(shè)備和方法。
[0010]在一個實施例中，系統(tǒng)一般包括:腔室主體，所述腔室主體具有開口 ；燈泡頭組件(lamphead assembly),所述燈泡頭組件稱接至所述腔室主體的所述開口，所述燈泡頭組件包括多個燈泡，所述多個燈泡布置于陣列(array)中；和燈泡故障檢測器，所述燈泡故障檢測器電耦接至所述燈泡頭組件。燈泡故障檢測器一般包括:電壓數(shù)據(jù)采集模塊，所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊放置為在電路路徑上采樣電壓信號，所述電路路徑由所述多個燈泡的至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成；第一電容器，所述第一電容器耦接至所述電路路徑于第一節(jié)點處，所述第一節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第一電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊；第二電容器，所述第二電容器耦接至所述電路路徑于第二節(jié)點處，所述第二節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第二電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊；和控制器，所述控制器調(diào)適為從所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊接收采樣電壓信號的數(shù)字值，并且基于橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降，確定所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的一個或多個燈泡的狀態(tài)，所述橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降是由所述采樣電壓信號確定的。
[0011]在另一實施例中，系統(tǒng)一般包括:腔室主體，所述腔室主體具有開口 ；燈泡頭組件，所述燈泡頭組件耦接至所述腔室主體的所述開口，所述燈泡頭組件包括多個燈泡，所述多個燈泡布置于陣列中；和燈泡故障檢測器，所述燈泡故障檢測器電耦接至所述燈泡頭組件。燈泡故障檢測器一般包括:電壓數(shù)據(jù)采集模塊，所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊放置為在電路路徑上采樣電壓信號，所述電路路徑由所述多個燈泡的至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成；第一電容器，所述第一電容器耦接至所述電路路徑于第一節(jié)點處，所述第一節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第一電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊；第二電容器，所述第二電容器耦接至所述電路路徑于第二節(jié)點處，所述第二節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第二電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊，其中所述電路路徑與所述第一電容器和第二電容器是燈泡電路板的部分，并且其中所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡耦接至燈泡電路板；和控制器，所述控制器經(jīng)調(diào)適為從所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊接收采樣電壓信號的數(shù)字值，并且基于橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降，確定所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的一個或多個燈泡的狀態(tài)，所述橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降是由所述米樣電壓信號確定的。
[0012]在另一實施例中，用于檢測使用于半導(dǎo)體基板的熱處理的燈泡中的燈泡故障的方法一般包括以下步驟:沿著電路路徑采樣電壓信號，所述電路路徑由至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成，其中所述電壓信號在所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡的節(jié)點處被采樣；基于采樣的電壓信號來確定橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降；和基于橫跨于第一燈泡的電壓降與電路路徑的總電壓降之間的關(guān)系來確定燈泡的故障。
[0013]附圖簡要說明
[0014]因此，可詳細地理解本發(fā)明的上述特征的方式，可參考各實施例獲得上文簡要概述的本發(fā)明的更具體描述，一些實施例圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意的是，附圖僅描繪本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)視為對本發(fā)明的范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其它的同等有效的實施例。
[0015]圖1表示根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的部分截面圖。
[0016]圖2A表示根據(jù)一個實施例的燈泡故障檢測系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖2B表示根據(jù)一個實施例的燈泡故障檢測系統(tǒng)的示意圖。
[0018]圖3表示根據(jù)一個實施例的用在圖2B的燈泡故障檢測系統(tǒng)的電路板的部分截面圖。
[0019]圖4表示根據(jù)另一個實施例的燈泡故障檢測系統(tǒng)的示意圖。
[0020]圖5表示根據(jù)另一個實施例的燈泡故障檢測系統(tǒng)的示意圖。[0021]具體描沭
[0022]本發(fā)明的實施例一般涉及用于檢測燈泡故障的設(shè)備和方法，更為特定而言涉及檢測在快速熱處理(RTP)工具中串聯(lián)連接的燈泡的燈泡故障的設(shè)備和方法。
[0023]圖1表示根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)10的部分截面圖。半導(dǎo)體處理系統(tǒng)10可一般包括:半導(dǎo)體處理腔室12 ;晶片傳送設(shè)備(wafer handling apparatus)或支撐設(shè)備14，該晶片傳送設(shè)備或支撐設(shè)備14位于該半導(dǎo)體處理腔室12內(nèi)；和燈泡頭或熱源組件16，該燈泡頭或熱源組件16位于該半導(dǎo)體處理腔室上。
[0024]半導(dǎo)體處理腔室12包括:主體18和窗口 20，該窗口 20放置于該主體18的上邊緣上。ο-環(huán)34位于該窗口 20與主體18之間，以在界面處提供氣密(air-tight)的密封。窗口 20可由對紅外光為透明的材料所制成。舉例而言，窗口 20可由透明的熔融的二氧化硅石英所制成。主體18可由不銹鋼制成并且以石英(未示出)來作為內(nèi)襯。圓形通道22形成主體18的基部的部分。
[0025]處理腔室12的主體18包括:處理氣體進氣口 62和氣體排氣口 64。在使用中，在處理腔室12內(nèi)的壓力在將處理氣體經(jīng)由進氣口 62引入之前可減少至次大氣壓力(sub-atmospheric pressure)。處理腔室12通過真空泵67和閥63的方式經(jīng)由管道或口66來抽取而排空。壓力典型地減少至大約I托(torr)與160托之間。特定的工藝可在大氣壓力下進行。
[0026]窗口 20設(shè)置在燈泡頭組件16與主體18之間。o_環(huán)35位于窗口 20與燈泡頭組件16之間以在界面處提供氣密的密封。夾具56將窗口 20、燈泡頭組件16和處理腔室12彼此間緊固。在其它的實施例中，燈泡頭組件16可被布置在主體18的下側(cè)以加熱晶片或基板30的背側(cè)。主體18可至少部分地由石英或另一透明的材料組成，以允許從燈泡頭組件16放射的輻射接觸基板30的背側(cè)。主體18可進一步調(diào)適為允許將燈泡頭組件16夾緊或緊固至其下側(cè)而維持密封的環(huán)境。
[0027]燈泡頭組件16包括多個燈泡36，所述多個燈泡由電插槽38支撐。電插槽38可連接至用于功率分配的電路板11。燈泡36可以是放射紅外線輻射的燈泡。每一燈泡36可使用陶瓷封裝化合物37而被封裝在凹部40內(nèi)。封裝化合物37可相對地為多孔的并且從磷酸鎂(magnesium phosphate)中形成。封裝化合物37也可為白色的，以將從燈泡36放射的輻射反射。凹部40可為反射的和/或以反射材料來作為內(nèi)襯，例如(舉例而言)金或不銹鋼。如圖所示，凹部40的開口端位于窗口 20的相鄰處，以允許從燈泡36放射的輻射進入半導(dǎo)體處理腔室12。
[0028]燈泡36可布置于燈泡頭組件16之內(nèi)的陣列中，以為了均勻地分散在半導(dǎo)體處理腔室12內(nèi)的熱。燈泡36和插槽38可連接至電路板11，以使得并聯(lián)連接的電路的陣列被建立，其中每一電路包括一對串聯(lián)連接的燈泡L1、L2，如同在圖2A至圖2B所示。
[0029]燈泡頭組件16可包括冷卻腔室42，該冷卻腔室由上腔室壁44、下腔室壁46、圓柱壁48和凹部40所界定。冷卻劑流體(例如水或氣體)經(jīng)由入口 50被引入冷卻腔室42并且在出口 52處去除。冷卻劑流體在凹部40之間流動并用于將凹部40冷卻。
[0030]可提供真空泵68，以減少燈泡頭組件16內(nèi)的壓力。在燈泡頭組件16內(nèi)的壓力通過經(jīng)由管道或口 69 (包含閥65)來抽取而減少,該管道或口 69延伸穿過冷卻腔室42并且與凹部40的內(nèi)部空間流體相通。凹部40的內(nèi)部空間經(jīng)由小的通路(passageways)70彼此間流體相通，所述小的通路延伸穿過凹部40的壁。
[0031]可提供熱傳導(dǎo)氣體(例如氦)的加壓源75，以將燈泡頭組件16填充熱傳導(dǎo)氣體。源75通過口或管道76和閥77的方式連接至燈泡頭組件16。熱傳導(dǎo)氣體被引入形成在燈泡頭蓋80與上腔室壁44之間的空間78，該空間均勻地分散燈泡頭組件16內(nèi)的熱傳導(dǎo)氣體。打開閥77使得熱傳導(dǎo)氣體流動至空間78。閥77可維持為打開直到燈泡頭組件16大體上充滿熱傳導(dǎo)氣體為止。因為燈泡封裝化合物37是多孔的，所以熱傳導(dǎo)氣體流動經(jīng)過封裝化合物37并且流進凹部40以將燈泡36冷卻。在一個實施例中，燈泡頭組件16并未被排空，并且熱傳導(dǎo)氣體經(jīng)由進氣口(未示出)被引入燈泡頭組件16和經(jīng)由排氣口(未示出)排出，以維持熱傳導(dǎo)氣體流動經(jīng)過燈泡頭組件16。
[0032]晶片傳送設(shè)備14可包括:磁性轉(zhuǎn)子24，該磁性轉(zhuǎn)子放置在通道22之內(nèi)；管狀的支撐件26，該管狀的支撐件26放置在磁性轉(zhuǎn)子24上或另外地耦接至磁性轉(zhuǎn)子24并且設(shè)置在通道22之內(nèi)；和一邊緣環(huán)28，該邊緣環(huán)放置在管狀的支撐件26上。管狀的支撐件26可由石英制成。邊緣環(huán)28可從碳化硅石墨中形成并且由硅所包覆。在處理期間，晶片或基板30放置于邊緣環(huán)28上。磁性定子32可位于通道22的外部并且用來經(jīng)由主體18磁性地感應(yīng)磁性轉(zhuǎn)子24的轉(zhuǎn)動，由此造成管狀的支撐件26和邊緣環(huán)28的轉(zhuǎn)動。
[0033]傳感器(例如一個或多個高溫計58)位于主體18的反射的下壁59中，并且放置為檢測晶片30的下表面的溫度，該晶片放置在邊緣環(huán)28中。高溫計58可連接至功率供應(yīng)控制器60，該功率供應(yīng)控制器60響應(yīng)于測量的溫度控制由功率供應(yīng)器45提供至燈泡36的功率。
[0034]在操作中，功率(例如AC或DC功率)由功率供應(yīng)器45提供至功率分配電路板11并分配至燈泡36。測量電路板17可連接至功率分配板11的電路以用于數(shù)據(jù)采集和燈泡故障檢測的目的。數(shù)據(jù)采集單元(DAQ)47可連接至測量電路板17。DAQ47測量橫跨于燈泡36的電壓，并且將電壓數(shù)據(jù)饋入至處理器/控制器49，該處理器/控制器49使用該數(shù)據(jù)以確定在燈泡36的任何者中是否具有故障。
[0035]圖2A表示燈泡故障檢測系統(tǒng)200的示意圖。系統(tǒng)200包括DAQ47和處理器/控制器49。燈泡故障檢測系統(tǒng)200可結(jié)合AC和/或DC功率供應(yīng)器來使用。圖2B表示燈泡故障檢測系統(tǒng)210的示意圖。系統(tǒng)210包括DAQ47、處理器/控制器49和一對電容器201A、201B。燈泡故障檢測系統(tǒng)210可結(jié)合AC功率供應(yīng)器來使用。
[0036]目前參照圖1、圖2A、及圖2B，如同前文所述，燈泡36可分布至數(shù)對串聯(lián)連接的燈泡L1、L2的電路路徑202。燈泡故障檢測系統(tǒng)200的DAQ47可耦接至由燈泡L1、L2形成的電路路徑202。燈泡故障檢測系統(tǒng)210的電容器201A、201B可耦接在由燈泡L1、L2形成的電路路徑202與DAQ47之間。電容器201A、201B可衰減由功率供應(yīng)器45提供至電路路徑202的電壓(V)。舉例而言，功率供應(yīng)器45可構(gòu)造為提供200V至電路路徑202，并且DAQ47可構(gòu)造為測量最大值僅為5V。電容器201A、201B衰減電壓下降至DAQ47的可讀取的電平。如果功率供應(yīng)器45的接地處于與DAQ47的接地不同的電位，則電容器201A、20IB的使用為額外地有用的。
[0037]該對電容器201A和201B可以是功率分配電路板11的部分，如同在圖3中的功率分配電路板11的部分截面圖所示。目前參照圖1至圖3，一對端點組301A、301B布置在電路板11上以對于該對串聯(lián)連接的燈泡L1、L2建立電路路徑202。端點301A、301B被調(diào)整大小并且放置為分別接收燈泡L1、L2的連接器302A、302B。該對電容器201A、201B也可布置于功率分配電路板11內(nèi)。電容器201A、201B可為平行的平板電容器，所述平行的平板電容器包括:第一極板303和第二極板304，該第一極板303和該第二極板304由功率分配電路板11的介電材料305分隔。電容器201A的第一極板303可連接至端點組301A的端點之一，并且電容器201B的第一極板303可連接至端點組301A的另一端點。連接器306可被用來將功率分配電路板11的電容器201A、20IB與DAQ47連接。
[0038]特別當(dāng)AC功率由功率供應(yīng)器45提供時，對整流由DAQ47采樣的電壓信號是有用的，以使得對于燈泡故障檢測而言精確的測量是可能的。可使用于圖1至圖3的實施例中的濾波整流器400的一個實施例被顯示于圖4中。衰減電阻器401可耦接在電容器201A與電容器201B之間以與燈泡LI并聯(lián)。衰減電阻器401可限定在電容器201A與電容器201B之間的衰減并可具有大的多的電阻值，例如相較于燈泡LI的電阻值為較大的數(shù)量級，以為了不影響由DAQ47在正常操作期間所進行的測量。
[0039]濾波整流器400可一般包括:橋式整流器402 ;測量電容器403 ;和泄放電阻器(bleeding resistor) 404。橋式整流器可包括四個二極管405。二極管405可形成為單一的單元或可為耦接在一起的分立元件。橋式整流器402具有端點406A、406B。衰減電阻器401可耦接以與橋式整流器402的端點406A、406B并聯(lián)。橋式整流器402還具有抽頭(taps)407A、407B，所述抽頭407A、407B耦接以與測量電容器403并聯(lián)。泄放電阻器404可耦接以與測量電容器403并聯(lián)并且還耦接至DAQ47。示出的濾波整流器400將由功率供應(yīng)器45所提供的電壓整流且可用于額外地將高的電壓衰減，以使得電壓信號可由DAQ47來讀取。
[0040]參照圖5，示出多個電路C1-Cn，其中η是在2與200之間。電路C1-Cn的每一個都包括:具有一對串聯(lián)連接的燈泡L1、L2的電路路徑202 ;—對電容器201Α、201Β ;衰減電阻器401 ;和濾波整流器400。電路C1-Cn可連接至單一的高效率的連接器506。連接器506可與多路復(fù)用器(MUX) 500連接，該多路復(fù)用器(MUX) 500可以是DAQ47的部分。MUX500包括多個開關(guān)501，所述開關(guān)501可由控制器49來控制以選擇性地測量電路C1-Cn的電壓信號。MUX500的開關(guān)501可連接至差動放大器502。差動放大器502將電容器201Α、201Β提供的電壓信號組合為單一的輸出電壓，該輸出電壓限定橫跨于燈泡LI的電壓降。輸出電壓是來自電容器201Α、201Β的電壓信號的差，所述電壓信號經(jīng)過衰減并且由濾波整流器400整流，所述電壓信號的差也可由差動放大器502來放大。輸出電壓可由一值來放大，該值取決于可由DAQ47讀取的最大值電壓和來自電容器201Α、20IB及濾波整流器400的電壓信號的衰減。舉例而言，輸出電壓可由在0.1與5之間的值來放大。在一個實施例中,輸出電壓是由I的值來放大。差動放大器502還可限制在電壓信號中的噪聲。
[0041]差動放大器502的輸出可耦接至模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)503。ADC503可將由MUX500接收的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換至可由控制器49讀取的二進制信號。在一個實施例中，ADC503可輸出8-位的二進制的信號或更高位的二進制的信號，例如10-位的二進制的信號。ADC503的輸出可耦接至窗口比較器504。窗口比較器504的使用在具有高的信號噪聲或在施加AC電壓受到信號中的變動的影響的情況中特別地有利的。在示出于圖5的實施例中，窗口比較器504可以是實體部件，該實體部件用來執(zhí)行前文所描述的功能。在另一個實施例中，由窗口比較器504執(zhí)行的功能可由被程序化至控制器49的算法來實現(xiàn)，在此情況中ADC503直接地連接至控制器49。[0042]窗口比較器504可以是數(shù)字裝置，該數(shù)字裝置接收來自ADC503的輸出電壓，并且基于來自ADC503的輸出電壓提供數(shù)字輸出電壓。舉例而言，如果來自ADC503的輸出電壓在一特定范圍之內(nèi)，該范圍在Vmin和Vmax之間，則窗口比較器504將輸出具有二進制代碼的形式的TRUE(I)值，該TRUE (I)值可由控制器讀取。如果來自ADC503的輸出電壓在該范圍之外，則窗口比較器504將輸出具有二進制代碼的形式的FALSE (O)值，該FALSE (O)值可由控制器讀取。來自窗口比較器504的其它的輸出是可能的。代表施加至電路路徑202的總電壓的第一范圍可由DAQ47可讀取的最大值電壓來限定。由Vmin和Vmax限定的第二臨界范圍可在第一范圍之內(nèi)。在一個實施例中，DAQ47的最大可讀取的電壓是5V，Vmin是IV，并且Vfflax是4V。在替代性的實施例中，窗口比較器504可以是模擬裝置并且可放置在ADC503之前，以使得窗口比較器504的輸出由ADC503調(diào)整為數(shù)字值。
[0043]關(guān)于燈泡故障，窗口比較器504的輸出可用來發(fā)出燈泡L1、L2的狀態(tài)的信號至控制器49。舉例而言，如果窗口比較器504的輸出為TRUE，則在電路路徑202中的燈泡L1、L2二者為可操作的。如果窗口比較器504的輸出為FALSE，則燈泡故障已發(fā)生。額外地或替代性地，通過控制器49對由ADC503輸出的電壓所作的比較可被用來確定燈泡L1、L2的哪一個已故障。在一個實施例中，如果由ADC503輸出的電壓大于Vmax，則燈泡LI處于開路狀態(tài)。如果由ADC503輸出的電壓小于Vmin，則燈泡L2處于開路狀態(tài)。在另一個實施例中，如果由ADC503輸出的電壓等于施加至電路路徑的總電壓，像經(jīng)過衰減和整流的那樣，則燈泡LI處于開路狀態(tài)。如果由ADC503輸出的電壓等于零，則燈泡L2處于開路狀態(tài)。詞匯“等于(equal to) ”并不被限制為完全地等于或由于在電路內(nèi)的損失和功率的變動而具有不受限制的精確性。
[0044]在圖2至圖5中所表示的電路路徑202可構(gòu)造為具有多于兩個串聯(lián)的燈泡。在具有多于兩個燈泡的情況中，燈泡故障可基于橫跨于第一燈泡的電壓降與施加至電路路徑202的總電壓值之間的差來檢測，施加至電路路徑202的該總電壓值與在電路路徑202中的燈泡的總數(shù)目成比例。舉例而言，對于串聯(lián)地布置于電路路徑202上的三個燈泡而言，當(dāng)所有的燈泡都可操作時，橫跨于串聯(lián)中的第一燈泡上的電壓降應(yīng)大約為施加至電路路徑202的總電壓的1/3。該值可為近似的或在臨界范圍之內(nèi)以考慮:在電路路徑202中的損失和變動、測量中的不精確、和當(dāng)使用AC功率時的電壓變動。
[0045]因此，描述燈泡故障檢測器，該燈泡故障檢測器可有效地確定燈泡故障，并且該燈泡故障檢測器可使用于具有不同的接地電位的系統(tǒng)中。
[0046]雖然前述涉及本發(fā)明的實施例，可設(shè)計本發(fā)明的其它和進一步的實施例，而不背離本發(fā)明的基本的范圍，并且本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求書確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于半導(dǎo)體基板的熱處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 腔室主體，所述腔室主體具有開口 ； 燈泡頭組件，所述燈泡頭組件耦接至所述腔室主體的所述開口，所述燈泡頭組件包括多個燈泡，所述多個燈泡布置于陣列中；和 燈泡故障檢測器，所述燈泡故障檢測器電耦接至所述燈泡頭組件，并且所述燈泡故障檢測器包括: 電壓數(shù)據(jù)采集模塊，所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊放置為在電路路徑上采樣電壓信號，所述電路路徑由所述多個燈泡中的至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成； 第一電容器，所述第一電容器耦接至所述電路路徑于第一節(jié)點處，所述第一節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第一電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊； 第二電容器，所述第二電容器耦接至所述電路路徑于第二節(jié)點處，所述第二節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第二電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊；和 控制器，所述控制器調(diào)適為從所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊接收所述采樣電壓信號的數(shù)字值，并且基于橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降，確定所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的一個或多個燈泡的狀態(tài)，所述橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降是由所述采樣電壓信號確定的。
2.一種用于半導(dǎo)體基板的熱處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 腔室主體，所述腔室主體具有開口 ； 燈泡頭組件，所述燈泡頭組件耦接至所述腔室主體的所述開口，所述燈泡頭組件包括多個燈泡，所述多個燈泡布置于陣列中；和 燈泡故障檢測器，所述燈泡故障檢測器電耦接至所述燈泡頭組件，并且所述燈泡故障檢測器包括: 電壓數(shù)據(jù)采集模塊，所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊放置為在電路路徑上采樣電壓信號，所述電路路徑由所述多個燈泡中的至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成； 第一電容器，所述第一電容器耦接至所述電路路徑于第一節(jié)點處，所述第一節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第一電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊； 第二電容器，所述第二電容器耦接至所述電路路徑于第二節(jié)點處，所述第二節(jié)點與所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡相關(guān)聯(lián)，并且所述第二電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊，其中所述電路路徑與所述第一電容器和第二電容器是燈泡電路板的部分，并且其中所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡耦接至所述燈泡電路板；和 控制器，所述控制器調(diào)適為從所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊接收所述采樣電壓信號的數(shù)字值，并且基于橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降，確定所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的一個或多個燈泡的狀態(tài)，所述橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降是由所述采樣電壓信號確定的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述采樣電壓信號是交流(AC)電壓信號。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述燈泡故障檢測器進一步包括第一電阻器，所述第一電阻器耦接在每一電路路徑的所述第一電容器與第二電容器之間，以與所述第一燈泡和耦接至所述第一電阻器的濾波整流器并聯(lián)，所述濾波整流器包括: 橋式整流器，所述橋式整流器具有:耦接以與所述第一電阻器并聯(lián)的端點； 第三電容器，所述第三電容器耦接以與所述橋式整流器的抽頭并聯(lián)；和第二電阻器，所述第二電阻器耦接以與所述第三電容器并聯(lián)并且耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述多個燈泡連接于多個電路路徑中，每一電路路徑包括至少兩個串聯(lián)連接的燈泡，其中每一電路路徑進一步包括第一電容器和第二電容器，所述第一電容器和第二電容器分別耦接至所述電路路徑于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡的第一節(jié)點和第二節(jié)點處，并且其中每一電路路徑的所述第一電容器和第二電容器耦接至所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述濾波整流器是測量電路板的部分。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊包括: 多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器耦接至每一濾波整流器的所述第二電阻器；和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器耦接至所述多路復(fù)用器和所述控制器，其中所述控制器進一步調(diào)適為控制所述多路復(fù)用器以從選擇電路接收電壓信號。
8.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊包括: 多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器耦接至每一濾波整流器的所述第二電阻器；和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器耦接至所述多路復(fù)用器和所述控制器，其中所述控制器進一步調(diào)適為控制所述多路復(fù)用器的開關(guān)以選擇不同的電路路徑用于采樣所述電壓信號。
9.如權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其中所述電壓數(shù)據(jù)采集模塊進一步包括: 差動放大器，所述差動放大器耦接至所述多路復(fù)用器和所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器；和 窗口比較器，所述窗口比較器耦接至所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器并且耦接至所述控制器。
10.一種用于檢測使用于半導(dǎo)體基板的熱處理的燈泡中的燈泡故障的方法，所述方法包括以下步驟: 沿著電路路徑采樣電壓信號，所述電路路徑由至少兩個串聯(lián)連接的燈泡形成，其中所述電壓信號在所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的第一燈泡的節(jié)點處被采樣； 基于所述采樣電壓信號來計算橫跨于所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡中的所述第一燈泡的電壓降；和 基于橫跨于所述第一燈泡的所述電壓降與所述電路路徑的總電壓降之間的關(guān)系來確定燈泡故障。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述關(guān)系是橫跨于所述第一燈泡的所述電壓降與所述電路路徑的所述總電壓降的值之間的差，所述電路路徑的所述總電壓降的值與在所述電路路徑中的燈泡的總數(shù)目成比例，其中所述差在容限范圍之外。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述至少兩個串聯(lián)連接的燈泡包括所述第一燈泡和第二燈泡，并且其中確定燈泡故障的步驟包括以下步驟: 基于橫跨于所述第一燈泡的所述電壓降與施加至所述電路路徑的所述總電壓之間的相等性，確定所述第一燈泡的開路電路狀態(tài)；和基于橫跨于所述第一燈泡的零電壓降，確定所述第二燈泡的開路電路狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電路路徑是多個電路路徑中的一個，所述多個電路路徑形成陣列的電路路徑，每一電路路徑包括至少兩個串聯(lián)連接的燈泡。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括以下步驟: 從所述陣列的電路路徑中選擇不同的電路路徑；和 對于不同的電路路徑，重復(fù)進行采樣、計算、和確定的步驟。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，進一步包括以下步驟:衰減和整流所述采樣電壓信號，其中所述采樣電壓信號是交流(AC)電壓信號，且所述電路路徑的所述總電壓降限定第一范圍，并且其中確定燈泡故障的步驟包括以下步驟:確定橫跨于所述第一燈泡的所述電壓降是否在所述第一范圍內(nèi)的第二范圍之外，橫跨于所述第一燈泡的所述電壓降是由所述衰減和整流的電壓信號所計算的。`
【文檔編號】H01L21/66GK103620755SQ201280027749
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】歐勒格·塞雷布里安諾夫, 亞歷山大·戈爾丁 申請人:應(yīng)用材料公司