本發(fā)明涉及輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)(也稱為“高溫計(jì)”)，并且更具體地涉及具有改進(jìn)的低溫測(cè)量準(zhǔn)確度和應(yīng)用靈活性的高溫計(jì)電路設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

1、高溫計(jì)是一種用于非接觸地測(cè)量固定物體或移動(dòng)物體的溫度的遠(yuǎn)程感測(cè)溫度計(jì)。高溫計(jì)系統(tǒng)采用由普朗克方程定義的發(fā)射輻射的強(qiáng)度和源溫度之間的關(guān)系，該普朗克方程顯示由任何物體發(fā)射的輻射是其溫度、發(fā)射率和測(cè)量波長(zhǎng)的函數(shù)。

2、高溫計(jì)系統(tǒng)可用于測(cè)量表面諸如在晶圓上形成集成電路(“ic”)時(shí)容納在工藝腔室內(nèi)的半導(dǎo)體硅晶圓的表面的溫度。實(shí)際上，硅晶圓制造中的每個(gè)工藝步驟都取決于晶圓溫度測(cè)量和控制。隨著晶圓大小的增加以及超大規(guī)模ic的關(guān)鍵尺寸更深地縮放到亞微米范圍，對(duì)處理期間晶圓到晶圓溫度可重復(fù)性的要求變得更加苛刻。在處理期間不適當(dāng)?shù)木A溫度控制可能降低制造良率并且直接轉(zhuǎn)化為收入損失。

3、如果在處理期間準(zhǔn)確地測(cè)量并控制晶圓溫度，則可以改進(jìn)工藝諸如物理氣相沉積(“pvd”)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(“hdp-cvd”)、外延和快速熱處理(“rtp”)。在rtp中，由于高溫和嚴(yán)格控制熱預(yù)算的重要性，因此溫度監(jiān)測(cè)特別重要，對(duì)于化學(xué)機(jī)械拋光(“cmp”)和蝕刻工藝也是如此。因此，在這些和其他測(cè)量環(huán)境中需要準(zhǔn)確的溫度測(cè)量系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)可以包括光檢測(cè)器、第一板上的一個(gè)或多個(gè)處理部件以及第二板上的一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(i/o)部件。該一個(gè)或多個(gè)處理部件可包括：一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路，該一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路可操作地耦合到該光檢測(cè)器；一個(gè)或多個(gè)電平移位器；微控制器，該微控制器通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)電平移位器可操作地耦合到該一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路；以及輸入/輸出(i/o)連接器的第一部分。該微控制器可以包括以下中的一者或多者：模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)、處理器、事件系統(tǒng)(evsys)、捕獲控制單元(ccu)、通用輸入/輸出(gpio)、以及通用異步收發(fā)器(uart)接口。該一個(gè)或多個(gè)i/o部件可以包括通信接口、保護(hù)電路和i/o連接器的第二部分中的一者或多者。該i/o連接器的第一部分和i/o連接器的第二部分被配置能夠附接和拆離。

技術(shù)特征：

1.一種輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)，所述輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理部件還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述參考電壓為大約4.096v。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述參考電壓源通過(guò)所述緩沖放大器可操作地耦合到所述adc。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理部件設(shè)置在第一板上，并且所述一個(gè)或多個(gè)i/o部件設(shè)置在第二板上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路包括以下中的一者或多者：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)電平移位器將以約1.8v從所述一個(gè)或多個(gè)處理部件接收的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為以約5v發(fā)送到所述數(shù)字化電路的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，并且將以約5v從所述數(shù)字化電路接收的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為以約1.8v發(fā)送到所述一個(gè)或多個(gè)處理部件的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中從所述一個(gè)或多個(gè)處理部件接收的所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)包括來(lái)自所述evsys的轉(zhuǎn)換(conv)信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中從所述一個(gè)或多個(gè)處理部件接收的所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)包括用于所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路的數(shù)字控制。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理部件還包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理部件還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述conv信號(hào)將所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路的積分的自然周期從幾毫秒延長(zhǎng)到期望的長(zhǎng)度。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)時(shí)鐘和所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路以約15mhz的時(shí)鐘速率操作。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理部件還包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述i/o連接器的所述第一部分和所述i/o連接器的所述第二部分被配置為能夠附接和拆離。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述通信接口被配置用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)接口和/或協(xié)議進(jìn)行通信，所述一個(gè)或多個(gè)接口和/或協(xié)議包括以太網(wǎng)、ethercat、can、profibus、profinet和usb。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述保護(hù)電路包括串聯(lián)配置的一個(gè)或多個(gè)熔斷器以及瞬態(tài)電壓抑制(tvs)二極管。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理部件和所述一個(gè)或多個(gè)i/o部件中的一者或多者設(shè)置在具有大約0.8mm的厚度的印刷電路板(pcb)上。

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路將來(lái)自所述光檢測(cè)器的與紅外(ir)輻射的強(qiáng)度成比例的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為20位數(shù)字值。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述evsys是允許所述一個(gè)或多個(gè)處理部件上的其他外圍設(shè)備獨(dú)立于所述處理器直接向彼此發(fā)信號(hào)的外圍設(shè)備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)，該輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)包括光檢測(cè)器、第一板上的一個(gè)或多個(gè)處理部件以及第二板上的一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/O)部件。該一個(gè)或多個(gè)處理部件能夠包括：一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路，該一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路可操作地耦合到該光檢測(cè)器；一個(gè)或多個(gè)電平移位器；微控制器，該微控制器通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)電平移位器可操作地耦合到該一個(gè)或多個(gè)數(shù)字化電路；以及輸入/輸出(I/O)連接器的第一部分。該微控制器能夠包括以下中的一者或多者：模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、處理器、事件系統(tǒng)(EVSYS)、捕獲控制單元(CCU)、通用輸入/輸出(GPIO)、以及通用異步收發(fā)器(UART)接口。該一個(gè)或多個(gè)I/O部件能夠包括通信接口、保護(hù)電路和I/O連接器的第二部分中的一者或多者。

技術(shù)研發(fā)人員：P·J·奈斯特龍,R·A·帕芬尼爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：巴斯夫公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30