| 主权项 |
1.一种从快速加热系统模型中测定至少一状态变 数之方法,其藉由至少一自快速加热系统量取之量 测讯号与要测定之状态变数相关之量测値来进行, 及一由模型预估之量测値,即预估値,其量测値与 预估値各包括直流及交流部份,且各値之交流部份 可以滤波器过滤得出,以建立量测値之交流部份及 由模型预估量测値之交流部份间之第一差値,模型 参数至少藉回授第一差値进入模型进行参数调整, 目的为使模型行为与可变系统参数相配合,由量测 値及预估値或由除去交流部份之量测値及预估値 建立第二差値,至少藉回授第二差値进入模型系统 状态之状态修正,目的为使模型系统状态与实际系 统一致,并至少自模型中量取一状态变数。 2.根据申请专利范围第1项所述之方法,其中藉第一 评估函数及第一控制演算法回授第一差値,及/或 藉第二评估函数及第二控制演算法回授第二差値 。 3.根据申请专利范围第1项所述之方法,其中快速加 热系统为一快速加热设备,于该设备中一物体例如 半导体晶圆藉由辐射源(热辐射器)加热,及/或模型 至少包含一于快速加热系统内受热之物体,例如至 少一半导体晶圆,并构成系统模型。 4.根据申请专利范围第3项所述之方法,其中以一控 制値调变辐射源,不同之热辐射器(辐射源)以不同 之调变参数控制,使多个模型参数可以明确方式进 行调适,例如半导体晶圆之透射率及/或反射率。 5.根据申请专利范围第4项所述之方法,其中调变是 由连续但不必然是周期性之激发产生或造成,例如 藉由乱码随机序列、有色杂讯或寄生于系统内由 干扰造成热辐射器设定値之激发。 6.根据申请专利范围第1项所述之方法,其中状态变 数至少包含半导体晶圆之温度。 7.根据申请专利范围第1项所述之方法,其中系统模 型藉模型参数考虑晶圆之光学特性,且系统模型内 之晶圆光学特性与快速加热设备内晶圆之实际光 学特性相互平衡。 8.根据申请专利范围第5项所述之方法,其中量测値 具有大致与晶圆光学特性关联之交流部份,此部分 藉由辐射源之调变产生,且光学特性之相互平衡系 藉一演算法得出,其调适系统模型内之晶圆光学特 性,以平衡量测値之交流部份及预估量测値之交流 部份。 9.根据申请专利范围第5项所述之方法,其中晶圆之 光学特性包括发射率及/或反射率及/或透射率。 10.根据申请专利范围第3项所述之方法,其中量测 値至少包括自半导体晶圆之辐射,其藉高温计量出 。 11.根据申请专利范围第10项所述之方法,其中量得 之辐射至少包括半导体晶圆之热辐射及自半导体 晶圆反射回之辐射源辐射。 12.根据申请专利范围第5项所述之方法,其中确定 量测値之预估値包括确定晶圆辐射之预估値,此预 估値预估高温计讯号内半导体晶圆产成之部分。 13.根据申请专利范围第12项所述之方法,其中确定 晶圆辐射之预估値包括以一己得知状态变数,及得 出之半导体晶圆发射率以确定高温计量测波长范 围内半导体晶圆之热辐射强度。 14.根据申请专利范围第13项所述之方法,其中确定 晶圆辐射之预估値系藉一考虑高温计量测波长范 围内之晶圆辐射强度及得出之半导体晶圆发射率 之模型。 15.根据申请专利范围第14项所述之方法,其中模型 需考虑室对半导体晶圆发射率之影响。 16.根据申请专利范围第3项所述之方法,其中确定 量测値之预估値包括确定灯之预估値,此预估値预 估高温计讯号内由辐射源造成之部分。 17.根据申请专利范围第16项所述之方法,其中确定 灯之预估値包括藉提出之状态变数及得出之半导 体晶圆放射率,以确定半导体晶圆热辐射之宽频强 度値。 18.根据申请专利范围第15项所述之方法,其中确定 灯预估値包括藉灯模型及辐射源之控制値确定辐 射之强度値。 19.根据申请专利范围第18项所述之方法,其中灯模 型需考虑半导体晶圆与各辐射源间之交互作用。 20.根据申请专利范围第19项所述之方法,其中灯模 型使用半导体晶圆热辐射之预估宽频强度値作为 输入値。 21.根据申请专利范围第18项所述之方法,其中灯模 型需考虑各辐射源间之交互作用。 22.根据申请专利范围第18项所述之方法,其中辐射 源分为群组且以各群组之辐射源确定强度値。 23.根据申请专利范围第22项所述之方法,其中确定 各群组辐射源之强度値系以至少二群组内为代表 。 24.根据申请专利范围第22项所述之方法,其中至少 一群组内之辐射源以同一控制値加以控制。 25.根据申请专利范围第16项所述之方法,其中确定 灯预估値时使用一模型,其预估値落入高温计范围 内之自半导体晶圆反射回之部分灯辐射,且以确定 之辐射源强度及得出之半导体晶圆发射率为预估 値。 26.根据申请专利范围第25项所述之方法,其中模型 算出半导体晶圆之反射率。 27.根据申请专利范围第26项所述之方法,其中以得 出之发射率算出反射率。 28.根据申请专利范围第25项所述之方法,其中模型 需考虑快速加热设备之室之几何尺寸。 29.根据申请专利范围第16项所述之方法,其中量测 値之预估値由晶圆辐射之预估値及灯预估値相加 而成。 30.根据申请专利范围第29项所述之方法,其中晶圆 辐射之预估値主要包含量测値之直流部分,且灯预 估値主要包含预估量测値之直流部分及交流部份 。 31.根据申请专利范围第13项所述之方法,其中半导 体晶圆之发射率至少部分由量测値之预估値算出 。 32.根据申请专利范围第31项所述之方法,其中量测 値之预估値以滤波得出其交流部份,此交流部份主 要来自辐射源之调变部分,且与自半导体晶圆反射 之辐射相当,此交流部份自半导体晶圆上之量测点 落入高温计之范围内。 33.根据申请专利范围第32项所述之方法,其中半导 体晶圆之发射率藉使用适应演算法得出,此演算法 比较量测値之预估値之交流部份及由高温计量得 之交流部份,其来自至少一半导体晶圆上一量测点 之辐射。 34.根据申请专利范围第3项所述之方法,其中快速 加热设备内之晶圆被转动,且转动速度及/或相位 考虑用以得出模型中之基板及/或半导体晶圆之晶 圆载具之发射率及/或光学变动。 35.根据申请专利范围中第13项所述之方法,其中得 出之发射率于送入其他程序前先加以缩放。 36.根据申请专利范围第3项所述之方法,其中半导 体晶圆于求出状态变数之模型中视为黑色物体。 37.根据申请专利范围第1项所述之方法,其中快速 加热系统至少包括一加热装置,其针对送出之热能 进行调变,且于物体得出量测値,由于物体热特性 及/或与调变之加热装置耦合,物体之温度与加热 装置之调变间仅有些微互动关系。 38.根据申请专利范围第37项所述之方法,其中此物 体是半导体晶圆,至少包围一部份半导体晶圆之外 壳、快速加热系统处理室之室壁或半导体晶圆附 近之物体。 39.根据申请专利范围第1项所述之方法,其中量测 値以高温计及/或热电耦量出。 40.根据申请专利范围第37项所述之方法,其中状态 之状态变数为物体之温度。 41.根据申请专利范围第37项所述之方法,其中状态 之状态变数为半导体晶圆之温度,其量测値是于半 导体晶圆及/或半导体晶圆附近之物体量得。 42.根据申请专利范围第37项所述之方法,其中模型 参数包括物体之光学特性,例如反射率、透射率及 /或发射率。 43.一种于快速加热设备内测定半导体晶圆温度之 方法,其中基板藉由辐射源(热辐射器)加热,此方法 具以下之步骤: -量取辐射源之控制値; -量取快速加热设备内至少一物体之量测値,此量 测値与测定之半导体晶圆温度间有足够之关系; -藉快速加热设备包括半导体晶圆之系统模型确定 至少一物体之预估量测値,此模型输入辐射源控制 値; -由量测之量测値及此预估量测値之差値确定一状 态修正値或调节値;及 -以具状态修正之系统模型确定半导体晶圆状态之 至少一状态变数,其中至少部分藉确定之状态变数 完成确定量测値之预估値。 44.根据申请专利范围第43项所述之方法,其中状态 变数至少包含半导体晶圆之温度。 45.根据申请专利范围第43项所述之方法,其中系统 模型藉模型参数考虑晶圆之光学特性,且系统模型 内之晶圆光学特性与快速加热设备内晶圆之实际 光学特性相互平衡。 46.根据申请专利范围第43项所述之方法,其中量测 値具有大致与晶圆光学特性关联之交流部份,此部 分藉由辐射源之调变产生,且光学特性之相互平衡 系藉一演算法得出,其调适系统模型内之晶圆光学 特性,以平衡量测値之交流部份及预估量测値之交 流部份。 47.根据申请专利范围第43项所述之方法,其中确定 量测値之预估値包括确定晶圆辐射之预估値,此预 估値预估高温计讯号内半导体晶圆产成之部分。 48.根据申请专利范围第43项所述之方法,其中确定 量测値之预估値包括确定灯之预估値,此预估値预 估高温计讯号内由辐射源造成之部分。 图式简单说明: 图一 快速加热设备之示意图,其中使用本发明之 方法; 图二 根据图一之快速加热设备之部分示意图,显 示辐射感测器之投射角度或开口角度,及快速加热 设备内不同元件对辐射感测器量测信号之影响; 图三 RTP-设备之温度控制示意图; 图四 方块图,显示快速加热设备内测定晶圆温度 之流程图; 图五 快速加热设备内测定晶圆温度之部分程序示 意图; 图六 快速加热设备内测定晶圆温度之另一部份程 序示意图; 图七 灯模型功能块之示意图,用于快速加热设备 内以求出晶圆之温度;及 图八 输入値u(t)与量测値y(t)间之关系示意图。 |
