[發明專利]外延設備的測溫裝置以及外延設備

有效

• 申請號: 202010065733.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111254487B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 夏振軍
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C30B23/02
• 分類號: C30B23/02;C30B25/16;G01K7/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 蘭天爵

本發明公開一種外延設備的測溫裝置以及外延設備，用于測量外延設備反應腔室中校溫托盤的溫度，測溫裝置包括：溫度傳感器，其可選擇性地插設于校溫托盤內，用于檢測校溫托盤的溫度；驅動機構，用于驅動溫度傳感器沿校溫托盤的徑向移動。通過驅動機構驅動溫度傳感器沿校溫托盤徑向移動，可方便快捷地獲得校溫托盤的內整個熱場區域沿晶圓半徑分布的各點溫度值。

技術領域

本發明屬于半導體制造設備領域，更具體地，涉及一種外延設備的測溫裝置以及外延設備。

背景技術

外延工藝一般均需要在高溫下進行。以硅外延為例，對于高端單片硅外延設備，一般是用多個紅外燈對晶圓加熱的，溫場分布是外延設備的重要指標之一，需要對其進行精準標定。在工藝過程中，晶圓一般是旋轉的，不存在圓周方向的溫度不均勻現象，只需表征溫場沿晶圓半徑的分布即可得出整個晶圓的溫場分布。

圖1示出了一種典型的溫場標定測溫裝置的結構示意圖。如圖1所示，熱電偶2通過密封機構3固定于腔室14的校溫托盤13內，熱電偶2通過導線與溫度顯示設備(未示出)連接，采用熱電偶2單點測溫，只能得到校溫托盤13的中心或某一點的溫度，不能真實反應整個晶圓區域內熱場分布情況。

圖2示出了另一種典型的溫場標定測溫裝置的結構示意圖。如圖2所示，其采用熱偶晶圓(TC wafer)測溫，熱偶晶圓19上設有多個傳感器17，多個傳感器17通過導線1與溫度顯示設備連接，可以得到腔體20內托盤21的晶圓區域溫度分布。熱偶晶圓19采用多個熱電偶對托盤多點進行測溫，其設備結構復雜，由于其結構的特點，在外延的腔室環境中，容易損壞。而且熱偶晶圓19及其配套的傳感器17和軟件昂貴，每套需要數萬美金，成本較高。

因此，需要提供一種外延設備的測溫裝置以及外延設備，真實反應整個晶圓區域內熱場分布情況，降低測溫裝置成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種外延設備的測溫裝置以及外延設備，能夠真實反映整個晶圓區域的溫度分布情況。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供一種外延設備的測溫裝置，用于測量所述外延設備反應腔室中校溫托盤的溫度，所述測溫裝置包括：溫度傳感器，所述溫度傳感器可選擇性地插設于所述校溫托盤內，用于檢測所述校溫托盤的溫度；驅動機構，用于驅動所述溫度傳感器沿所述校溫托盤的徑向移動。

優選地，所述溫度傳感器為熱電偶，所述熱電偶的部分插設于所述校溫托盤內，且沿所述校溫托盤的徑向設置，另一部分設于所述反應腔室外。

優選地，所述驅動機構位于所述反應腔室外部，包括導軌、密封連接板、波紋管、底座和密封連接機構，所述密封連接機構密封連接于所述反應腔室，所述底座密封連接于密封連接機構，所述熱電偶穿過所述密封連接機構和所述底座密封連接于所述密封連接板，所述波紋管套設于所述熱電偶上，所述波紋管的兩端分別密封連接于所述底座和所述密封連接板，所述導軌固定連接于所述底座，所述密封連接板能夠沿所述導軌滑動從而帶動所述熱電偶沿所述校溫托盤的徑向移動。

優選地，所述驅動機構還包括平行于所述導軌設置的絲杠，所述密封連接板上設有與所述絲杠配合連接的螺紋孔，所述絲杠傳動連接于所述螺紋孔內。

優選地，所述絲杠的一端可轉動地連接于所述底座，另一端設有搖臂。

優選地，還包括位置測量部件，所述位置測量部件用于測量所述溫度傳感器與所述校溫托盤的相對位置。

優選地，所述位置測量部件包括標尺和指針，所述標尺沿所述導軌的長度方向設置，所述指針設置于所述密封連接板上。

優選地，還包括固定架，所述導軌的一端連接于所述底座，另一端連接于所述固定架，和/或所述標尺的一端連接于所述底座，另一端連接于所述固定架，和/或所述絲杠的一端連接于所述底座，另一端連接于所述固定架。