[发明专利]用于基板支撑件的非接触式温度监视的设备、系统及方法

说明书

本公开内容的实施方式涉及用于基板处理的设备、系统和方法。可拆卸的基板支撑件设置在处理腔室的处理空间内，并且该基板支撑件包括基板界面表面和背表面。基座毂具有可移除地耦接至基板支撑件的支撑表面。基座毂的毂空间包括设置在其中的温度测量组件，温度测量组件定位成接收从基板支撑件的背表面发射的电磁能。温度测量组件测量进入组件的电磁能的强度并产生强度信号。基于强度信号决定基板的表观温度。

技术领域

本公开内容的实施方式一般涉及用于处理半导体基板的设备、系统和方法。更具体地，本公开内容的实施方式涉及用于基板支撑件的非接触式温度监视系统。

背景技术

在通常用以处理半导体基板的热处理(诸如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和原子层沉积(ALD))中，在受控的处理条件下对基板进行处理。在处理期间，经常监视和管理基板的温度以将处理控制在温度范围内。一种测量基板温度的方法是测量将基板保持在处理空间内的基板支撑件的温度。通常使用直接接触装置(诸如热电偶)来测量基板支撑件的背表面的温度。由于用于测量的能量损失，此类装置通常会产生会影响温度均匀性和能量传输效率的热耗散。由于成本以及测量可在不同热处理中使用的宽温度范围的挑战，非接触式传感器传统上并不是可行的选择。特别地，已经考虑了某些高温计，然而高温计通常不能检测低温范围。因此，存在有用于测量基板和基板支撑件的宽范围温度的非接触式温度监视系统的需求。

因此，存在有解决上述问题的非接触式温度监视系统的需求。

发明内容

在一实施方式中，提供了一种基板处理设备，包括限定处理空间的热处理腔室。处理空间内的基板支撑件，基板支撑件具有基板界面表面和背表面。基座毂(pedestal hub)由接触销组件可移除地耦接至基板支撑件。观察口耦合到基座毂。基板支撑件是可定位在传感器上方的可传送的基板支撑件。传感器设置在基座毂内，并具有输入端，输入端定位成接收通过基座毂的观察口从基板支撑件的背表面发射的电磁能。基板支撑件相对于传感器和基座毂从第一方向脱离并且可定位在第一方向上。传感器配置为测量进入传感器的电磁能的强度并产生强度信号。传感器通信地耦合到处理器，处理器配置为基于强度信号决定表观温度。

在另一个实施方式中，提供了一种基板处理设备，包括限定处理空间的处理腔室。基板支撑件设置在处理空间内，并且基板支撑件包括基板界面表面和背表面。处理腔室包括基座毂，基座毂限定毂空间的至少一部分。基座毂具有可移除地耦接至基板支撑件的支撑表面。基座毂空间包括设置在其中的探针，探针具有输入端，输入端定位成接收从基板支撑件的背表面发射的电磁能。基板支撑件相对于探针和基座毂可定位在第一方向上，并且一旦与基座毂对准就耦合到基座毂。传感器光学耦合到探针的输出端，并且配置为测量进入探针的电磁能的强度以产生强度信号。传感器设置在毂空间的外侧，并且(诸如通过电缆)通信地耦合到处理器。处理器基于强度信号决定表观温度。

在另一个实施方式中，提供了一种控制处理温度的方法，包括以下步骤：相对于探针和处理腔室的基座毂在第一方向上对准基板支撑件。基板支撑件的背表面包括一组接触端子，接触端子耦合在设置在基座毂上的一组接触销上。使用接触销和端子将基板支撑件可移除地耦合到基座毂。方法包括以下步骤：将基板定位在基板支撑件的支撑表面上，并利用准直仪接收从基板支撑件的背表面发射的电磁能。准直仪设置在基座毂的毂空间的至少一部分中。电磁能从准直仪传输到传感器。传感器产生电磁能的强度信号，并由强度信号决定基板的表观温度。

附图说明

为了可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式来获得上面简要概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些实施方式显示在附随的附图中。然而，应当注意，附随的附图仅显示了本公开内容的典型实施方式，且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。

图1是根据本公开内容的至少一些实施方式的包括示例温度测量组件的处理腔室的示意图。

图2A是根据本公开内容的至少一些实施方式的可传送的基板支撑件的透视图。