[發(fā)明專利]用于反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)石墨盤精確定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510912856.0
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105470186B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅超;毛朝斌;林伯奇;陳特超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

本發(fā)明公開了一種用于反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)石墨盤精確定位系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)件、石墨盤、激光測距儀和控制器，所述驅(qū)動(dòng)件用于帶動(dòng)石墨盤旋轉(zhuǎn)及停止定位，所述石墨盤上設(shè)置有用來放置晶圓片的凹槽，在所述石墨盤的邊緣開了一個(gè)缺口；所述激光測距儀用來測量出到石墨盤邊緣及U型缺口的距離并傳送給PLC控制器，由PLC控制器作出判斷并控制驅(qū)動(dòng)件的啟停。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、控制方便、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到半導(dǎo)體工藝設(shè)備制造領(lǐng)域，特指一種用于反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)石墨盤精確定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣相外延法是生長高純度半導(dǎo)體材料的一種重要方法，是指密閉的反應(yīng)腔體內(nèi)放入晶圓襯底，在適當(dāng)?shù)臏囟葔毫l件下，反應(yīng)氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成物沉積在晶圓襯底的表面。沉積在晶圓表面材料的均勻性是評價(jià)這種材料質(zhì)量的重要指標(biāo)，通過旋轉(zhuǎn)放置晶圓襯底的石墨盤載物臺(tái)，帶動(dòng)晶圓襯底旋轉(zhuǎn)，是提高這種均勻性地重要方法。

用于規(guī)模化生產(chǎn)的外延生長設(shè)備采用機(jī)械手裝卸晶圓片。根據(jù)不同規(guī)格的晶圓襯底，石墨盤上表面有大小與之匹配、數(shù)量不同的淺凹槽，機(jī)械手通過反應(yīng)室一側(cè)的縫隙將晶圓襯底放置到石墨盤的凹槽中。機(jī)械手每次取放片的位置是固定不變的，那么只有通過轉(zhuǎn)動(dòng)石墨盤，將每個(gè)凹槽依次精確的置于機(jī)械手手指吸盤下方，才能保證每次裝取片正確。

傳統(tǒng)的定位方式要么采用接近開關(guān)、限位傳感器，要么采用伺服電機(jī)定位，根據(jù)伺服電機(jī)反饋回來的編碼數(shù)來確定工藝位置。前一種方法，由反應(yīng)的密閉、高溫高潔凈度環(huán)境要求決定很難實(shí)現(xiàn)；后一種方法，在設(shè)備工藝工程中，裝卸片是通過伺服電機(jī)之前記住的編碼脈沖來確定凹槽的位置。這種定位僅僅局限于電機(jī)層面，由減速機(jī)齒隙、支撐軸與石墨盤連接處造成的誤差就無從得知，石墨盤的半徑較大，較小的角度誤差就能導(dǎo)致較大的線誤差。連續(xù)工藝進(jìn)行時(shí)，累計(jì)的誤差不斷增大，裝片過程中，晶圓片就不能完全置于凹槽中，造成半導(dǎo)體材料生長不均勻，沉積物堆積凹槽，清潔次數(shù)頻繁等問題。石墨盤工藝旋轉(zhuǎn)過程中，由于襯底傾斜放置在凹槽上，造成相對位置越來越大，機(jī)械手取片時(shí)可能操作失敗，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致晶圓片損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、控制方便、精確度高的用于反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)石墨盤精確定位系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)石墨盤精確定位系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)件、石墨盤、激光測距儀和控制器，所述驅(qū)動(dòng)件用于帶動(dòng)石墨盤旋轉(zhuǎn)及停止定位，所述石墨盤上設(shè)置有用來放置晶圓片的凹槽，在所述石墨盤的邊緣開了一個(gè)缺口；所述激光測距儀用來測量出到石墨盤邊緣及U型缺口的距離并傳送給PLC控制器，由PLC控制器作出判斷并控制驅(qū)動(dòng)件的啟停。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述驅(qū)動(dòng)件與一諧波減速機(jī)相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述驅(qū)動(dòng)件采用步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的組合。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述驅(qū)動(dòng)件通過支撐旋轉(zhuǎn)軸與石墨盤相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述缺口為U型缺口。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述石墨盤處于一個(gè)反應(yīng)腔室中，所述反應(yīng)腔室的頂面上開設(shè)有反應(yīng)室觀察窗，所述激光測距儀通過反應(yīng)室觀察窗來進(jìn)行檢測。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述反應(yīng)腔室的側(cè)面上設(shè)有門縫擋板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的用于反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)石墨盤精確定位系統(tǒng)，采用激光測距儀來進(jìn)行垂直距離檢測并轉(zhuǎn)換為石墨盤的水平基準(zhǔn)位置，即通過PLC的計(jì)算判斷，巧妙地將激光測距傳感器轉(zhuǎn)變成位置傳感器，并由PLC發(fā)送脈沖控制步進(jìn)電機(jī)的啟停，實(shí)現(xiàn)石墨盤的高精確位置控制。