一种硅外延腔室制造技术

本实用新型专利技术提供一种硅外延腔室，包括第一腔室及第二腔室，所述第一腔室中设置有用于承载晶圆的托盘与转轴；所述第二腔室包围于所述第一腔室外部，所述第二腔室中设置有热源以及多个第一测温计，所述多个第一测温计至少对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。通过增加检测晶圆上下表面不同区域温度的测温计，细化了对晶圆表面的温度检测，从而可根据检测到的晶圆不同区域的温度情况对热源进行针对性调整，可有效提高晶圆整体温度的一致性，避免晶圆温度的不均匀性。同时本实用新型专利技术的托盘包括透明或半透明碳化硅托盘，在托盘上表面还设置了导热层，可进一步保证晶圆温度的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种硅外延腔室
本技术涉及硅外延设备
，特别是涉及一种硅外延腔室。
技术介绍
硅外延工艺一般在高温下进行，通过对晶圆进行热处理操作从而在其表面生长外延层，在此过程中，晶圆整体温度的均匀性对于最终产品的质量有很大影响。现有进行硅外延工艺的腔室，容易导致晶圆温度不均匀的因素有很多：1：外延工艺中热处理操作通常是利用温度测量来进行反馈控制，以保证温度场的均匀性，现有腔室中对于晶圆温度的测量多采用在晶圆上方及下方各设置一个高温计来进行检测，以任一高温计测到的温度作为晶圆对应表面的整体平均温度，进而控制对晶圆上下表面的加热处理，由于该设置是以一个高温计检测到的晶圆表面局部位置温度来作为晶圆表面的整体温度，因此极易造成热处理操作的单一性，进而导致晶圆整体温度的不均匀，最终影响半导体器件的性能及良品率；2：现有腔室中用于承载晶圆的托盘是由较厚的石墨层及其上表面涂抹的一层SiC构成，处在晶圆下方的高温计在测量温度时，由于晶圆发射出的红外信号会被不透明的石墨层吸收，因此高温计无法检测到晶圆下表面的真实温度，极易导致晶圆上下表面温度的不均匀；且和晶圆下表面直接接触的SiC导热性能较差，不利于热量在晶圆下表面的扩散传导，也会造成晶圆下表面温度的不均匀。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的提供一种可保证晶圆整体温度分布均匀性的硅外延腔室。为了实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种硅外延腔室，包括：第一腔室，所述第一腔室中设置有用于承载晶圆的托盘与转轴，所述转轴与所述托盘连接以带动所述托盘旋转；第二腔室，所述第二腔室包围于所述第一腔室外部，所述第二腔室中设置有热源以及多个第一测温计，所述多个第一测温计至少对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。作为本技术的一种可选方案，所述第一测温计包括4个，平均分布于所述托盘的上方及下方，对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。作为本技术的一种可选方案，所述多个第一测温计还对应检测所述晶圆上下表面的半径中心处的温度。作为本技术的一种可选方案，所述第一测温计包括6个，平均分布于所述托盘的上方及下方，对应检测所述晶圆上下表面的中心、所述晶圆上下表面的半径中心以及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。作为本技术的一种可选方案，所述托盘包括透明或半透明碳化硅托盘。作为本技术的一种可选方案，所述托盘的上表面还设置有导热层。作为本技术的一种可选方案，所述导热层包括石墨烯层。作为本技术的一种可选方案，所述石墨烯层的数量少于20层。作为本技术的一种可选方案，所述热源包括加热灯和/或感应线圈。作为本技术的一种可选方案，所述加热灯包括第一加热灯以及第二加热灯，所述第一加热灯对所述晶圆上下表面的内圈区域进行加热，所述第二加热灯对所述晶圆上下表面的外圈区域进行加热。作为本技术的一种可选方案，所述加热灯设置于所述托盘的上方及下方，且位于所述托盘上方及下方的所述加热灯均连续设置，其中所述第一加热灯与所述第二加热灯间隔设置。作为本技术的一种可选方案，所述第二腔室中还设置有金属反射屏，所述金属反射屏与所述加热灯对应，设置于所述托盘的上方及下方。作为本技术的一种可选方案，所述金属反射屏包括平面区域及图形区域，所述平面区域与所述图形区域间隔设置，其中所述平面区域对应所述第二加热灯，所述图形区域对应所述第一加热灯。作为本技术的一种可选方案，所述第二腔室中还设置有第二测温计，所述第二测温计用于检测所述第一腔室顶部的温度。作为本技术的一种可选方案，所述硅外延腔室还包括用于驱动所述托盘旋转的驱动装置，所述驱动装置包括旋转马达。作为本技术的一种可选方案，所述转轴竖直设置，所述转轴的顶端与所述托盘连接，底端与所述驱动装置连接。作为本技术的一种可选方案，所述托盘承载的所述晶圆的尺寸为8英寸及12英寸中的一种。如上所述，本技术的一种硅外延腔室，具有以下有益效果：本技术提供的硅外延腔室包括第一腔室及第二腔室，所述第一腔室中设置有用于承载晶圆的托盘与转轴；所述第二腔室包围于所述第一腔室外部，所述第二腔室中设置有热源以及多个第一测温计，所述多个第一测温计至少对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。通过增加检测晶圆上下表面温度的测温计，同时使测温计至少可检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度，细化了对晶圆表面的温度检测，从而可根据检测到的晶圆不同区域的温度情况对热源进行针对性调整，可有效提高晶圆整体温度的一致性，避免晶圆温度的不均匀性。本技术的托盘包括透明或半透明碳化硅托盘，使得位于托盘下方的测温计可直接检测到晶圆下表面的温度，从而可保证晶圆上下表面温度的一致性。本技术还在托盘上表面设置了导热层，在加热晶圆时利用导热层优异的导热性能可将热量迅速横向扩散至整个托盘范围，进而均匀传导至晶圆下表面，可有效保证晶圆下表面温度的均匀性。附图说明图1显示为本技术于一实施例中公开的一种硅外延腔室的结构示意图。图2显示为本技术于一实施例中公开的晶圆分区加热示意图。图3显示为本技术于一实施例中公开的金属反射屏的结构示意图。图4显示为本技术于一实施例中公开的一种硅外延腔室的结构示意图。图5显示为本技术于一实施例中公开的一种硅外延腔室的结构示意图。附图标号说明：1.第一腔室10.晶圆内圈区域2.晶圆11.晶圆外圈区域3.托盘12.金属反射屏4.转轴13.金属反射屏平面区域5.第二腔室14.金属反射屏图形区域6.第一测温计15.第二测温计7.加热灯16.驱动装置8.第一加热灯17.导热层9.第二加热灯具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。须知，本申请实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，虽图示中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅外延腔室，其特征在于，包括：/n第一腔室，所述第一腔室中设置有用于承载晶圆的托盘与转轴，所述转轴与所述托盘连接以带动所述托盘旋转；/n第二腔室，所述第二腔室包围于所述第一腔室外部，所述第二腔室中设置有热源以及多个第一测温计，所述多个第一测温计至少对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅外延腔室，其特征在于，包括：
第一腔室，所述第一腔室中设置有用于承载晶圆的托盘与转轴，所述转轴与所述托盘连接以带动所述托盘旋转；
第二腔室，所述第二腔室包围于所述第一腔室外部，所述第二腔室中设置有热源以及多个第一测温计，所述多个第一测温计至少对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。


2.根据权利要求1所述的硅外延腔室，其特征在于，所述第一测温计包括4个，平均分布于所述托盘的上方及下方，对应检测所述晶圆上下表面的中心及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。


3.根据权利要求1所述的硅外延腔室，其特征在于，所述多个第一测温计还对应检测所述晶圆上下表面的半径中心处的温度。


4.根据权利要求3所述的硅外延腔室，其特征在于，所述第一测温计包括6个，平均分布于所述托盘的上方及下方，对应检测所述晶圆上下表面的中心、所述晶圆上下表面的半径中心以及所述晶圆上下表面的边缘处的温度。


5.根据权利要求1所述的硅外延腔室，其特征在于，所述托盘包括透明或半透明碳化硅托盘。


6.根据权利要求1所述的硅外延腔室，其特征在于，所述托盘的上表面还设置有导热层。


7.根据权利要求6所述的硅外延腔室，其特征在于，所述导热层包括石墨烯层。


8.根据权利要求7所述的硅外延腔室，其特征在于，所述石墨烯层的数量少于20层。


9.根据权利要求1所述的硅外延腔室，其特征在于，所述热源包括加热灯和/或感应线圈。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金营，刘佑铭，吴荘荘，张显，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37