【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，特别是涉及应用于检测装置领域的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置。
技术介绍
1、现有随着半导体产业的迅速发展，集成电路特征尺寸不断趋于微细化，半导体晶片不断地朝小体积、高电路密集度、快速、低耗电方向发展，集成电路现已进入ulsi亚微米级的技术阶段。伴随着硅晶片直径的逐渐增大，元件内刻线宽度逐步缩小，金属层数的增多，因此半导体薄膜表面的高抛光对器件的高性能、低成本、高成品率有着重要的影响，因此硅晶片表面薄膜的要求将日趋严格。
2、为解决半导体晶片上薄膜厚度快速检测的问题，市场中的某检测设备采用反射光谱法检测的设计，具有一定的市场占比。
3、中国专利技术专利cn116766042b说明书公开了一种用于晶圆薄膜磨削的厚度在线检测方法及设备，该方法包括在对晶圆薄膜进行磨削过程中，获取晶圆薄膜的反射率与波长关系的实测光谱曲线；在实测光谱曲线中分别根据两个预设波长范围选取第一波段和第二波段；计算第一波段与第二波段的实测积分面积比；根据实测积分面积比和参考积分面积比与厚度的对应关系曲线确定晶圆薄膜的当前厚度，其中对应关系曲线是根据不同厚度的晶圆薄膜下的参考光谱中。
4、现有的检测设备大多对成型薄膜进行厚度检测，而可在薄膜气相沉积过程中进行厚度检测的设备，大多通过非接触式监测，如光学检测，但光学检测时，光线容易受设备内的气相干扰，进而影响检测结果，目前的气相沉积设备不便在工作过程中对半导体晶片表面薄膜进行自动化的精确检测和实时监测。
>技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题是现有的检测设备大多对成型薄膜进行厚度检测，而可在薄膜气相沉积过程中进行厚度检测的设备，大多通过非接触式监测，如光学检测，但光学检测时，光线容易受设备内的气相干扰，目前的气相沉积设备不便在工作过程中对半导体晶片表面薄膜进行自动化的精确检测和实时监测。
2、为解决上述问题，本专利技术提供了一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，包括气相沉积设备，气相沉积设备包括上反应室和下设备室，上反应室的顶部安装有电极板，电极板的中部安装有进气管，气相沉积设备的侧端下侧安装有排气管，气相沉积设备内转动连接有装载盘，装载盘包括主盘体，主盘体的中部转动连接有内转轴，内转轴底部的外端通过轴承连接传动齿环，且传动齿环与主盘体固定连接，主盘体上开设有多个呈圆周分布的安装槽；
3、主盘体的中部安装有对接接头，进气管内穿设有与对接接头转动连接的换气管，安装槽与传动齿环的输入端之间开设有导流通道，安装槽内安装有与导流通道匹配的导气环；
4、安装槽内安装有副转台，副转台包括与安装槽转动连接的升降台，升降台与内转轴之间连接有传动带，升降台的动力伸缩端上安装有导热盘，导热盘的底端安装有加热器；
5、下设备室内安装有与装载盘匹配的动力结构，动力结构包括第一电机和第二电机，第一电机的动力输出端安装有与传动齿环匹配的传动齿轮，第二电机的动力输出端与内转轴固定连接；
6、气相沉积设备内安装有与副转台匹配的检测结构，检测结构包括活动台，活动台与上反应室之间连接有升降杆，活动台上安装有光谱检测器，活动台上开设有贯穿孔，贯穿孔内插接有与气相沉积设备固定连接的激光检测器。
7、在上述种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置中，实现在薄膜气相沉淀过程中进行实时粗检测，且便于封闭半导体晶片进行精确检测。
8、作为本申请的进一步改进，光谱检测器用于导热盘上半导体晶片薄膜的精确检测，光谱检测器工作时，检测结构下降至安装槽处，且导热盘下降至设定位置，同时第一电机的动力输出端与传动齿环分离。
9、作为本申请的进一步改进，活动台的底端安装有覆盖安装槽的密封对接环，活动台下降至安装槽处后，安装槽的开口处被密封对接环封闭。
10、作为本申请的再进一步改进，内转轴包括转动连接在主盘体内的传动轴筒，传动轴筒的底端安装有与轴承内环固定的对接轴，且对接轴与第二电机的动力输出端卡接。
11、作为本申请的又一种改进，导气环的安装位置位于导热盘下降后设定位置的上侧，导流通道内设置有进气管和出气管，导气环内开设有与进气管和出气管相通的两层环形通道，进气管和出气管分别与两个环形通道相通，导气环的上端和侧端分别开设有两组与两个环形通道相通的气孔。
12、作为本申请的又一种改进，第一电机和第二电机的底端均安装有电动导轨，电动导轨用于调整第二电机与第一电机之间的距离，进而调整传动齿环与传动齿轮分离和半导体晶片被检测位置，电动导轨在设定位置的副转台旋转至与检测结构位置匹配时可被开启工作。
13、作为本申请的又一种改进，上反应室与下设备室之间开设与动力结构匹配的滑孔，上反应室的内壁上开设有与主盘体匹配的密封槽，密封槽覆盖主盘体的活动范围，主盘体的底端铺设密封垫。
14、作为本申请的再一种改进，还包括辅助检测系统，辅助检测系统包括安装在气相沉积设备上的处理器，处理器上连接有控制模块、检测模块、数据处理模块和图像识别模块；
15、控制模块内设置有动力控制单元和气流调控单元，动力控制单元用于调控主盘体和副转台的旋转；气流调控单元用于调控气相沉积设备的进气、排气工作和换气管的换气工作；副转台和动力结构均与控制模块信号连接；
16、数据处理模块用于收集和处理来自光谱检测器和激光检测器的数据，将检测结果转换为可读的数值和图像信息，并进行存储；
17、检测模块用于根据数据处理结果分析半导体晶片上薄膜厚度数据，检测模块上连接有数据分析单元和光谱仪；
18、图像识别模块用于校准定位主盘体的旋转角度以及识别装载盘和副转台的位置定位，上反应室内安装有与图像识别模块信号连接的图形采集装置。
19、综上所述，本方案实现了对半导体薄膜沉积过程的实时监控和精确控制，通过精确控制沉积参数和实时监控薄膜质量，确保了薄膜沉积的均匀性和质量，易于提高了生产效率，且便于实现自动进行薄膜厚度和质量的检测，易于节省人工。
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1.一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，包括气相沉积设备（1），所述气相沉积设备（1）包括上反应室和下设备室，所述上反应室的顶部安装有电极板，所述电极板的中部安装有进气管，所述上反应室的侧端下侧安装有排气管，其特征在于：所述气相沉积设备（1）内转动连接有装载盘（2），所述装载盘（2）包括主盘体（21），所述主盘体（21）的中部转动连接有内转轴（22），所述内转轴（22）底部的外端通过轴承连接传动齿环（23），且传动齿环（23）与主盘体（21）固定连接，所述主盘体（21）上开设有多个呈圆周分布的安装槽；
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述光谱检测器（52）用于导热盘（32）上半导体晶片薄膜的精确检测，所述光谱检测器（52）工作时，检测结构（5）下降至安装槽处，且导热盘（32）下降至设定位置，同时第一电机（41）的动力输出端与传动齿环（23）分离。
3.根据权利要求2所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述活动台（51）的底端安装有覆盖安装槽的密封对接环，所述活动台（51）下降至安装槽处后
4.根据权利要求3所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述内转轴（22）包括转动连接在主盘体（21）内的传动轴筒，所述传动轴筒的底端安装有与轴承内环固定的对接轴，且对接轴与第二电机（42）的动力输出端卡接。
5.根据权利要求4所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述导气环（25）的安装位置位于导热盘（32）下降后设定位置的上侧，所述导流通道内设置有进气管和出气管，所述导气环（25）内开设有与进气管和出气管相通的两层环形通道，所述进气管和出气管分别与两个环形通道相通，所述导气环（25）的上端和侧端分别开设有两组与两个环形通道相通的气孔。
6.根据权利要求5所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述第一电机（41）和第二电机（42）的底端均安装有电动导轨，所述电动导轨用于调整第二电机（42）与第一电机（41）之间的距离，进而调整传动齿环（23）与传动齿轮分离和半导体晶片被检测位置，所述电动导轨在设定位置的副转台（3）旋转至与检测结构（5）位置匹配时可被开启工作。
7.根据权利要求6所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述上反应室与下设备室之间开设与动力结构（4）匹配的滑孔，所述上反应室的内壁上开设有与主盘体（21）匹配的密封槽，所述密封槽覆盖主盘体（21）的活动范围，所述主盘体（21）的底端铺设密封垫。
8.根据权利要求7所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：还包括辅助检测系统，所述辅助检测系统包括安装在气相沉积设备（1）上的处理器，所述处理器上连接有控制模块、检测模块、数据处理模块和图像识别模块；
...【技术特征摘要】
1.一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，包括气相沉积设备（1），所述气相沉积设备（1）包括上反应室和下设备室，所述上反应室的顶部安装有电极板，所述电极板的中部安装有进气管，所述上反应室的侧端下侧安装有排气管，其特征在于：所述气相沉积设备（1）内转动连接有装载盘（2），所述装载盘（2）包括主盘体（21），所述主盘体（21）的中部转动连接有内转轴（22），所述内转轴（22）底部的外端通过轴承连接传动齿环（23），且传动齿环（23）与主盘体（21）固定连接，所述主盘体（21）上开设有多个呈圆周分布的安装槽；
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述光谱检测器（52）用于导热盘（32）上半导体晶片薄膜的精确检测，所述光谱检测器（52）工作时，检测结构（5）下降至安装槽处，且导热盘（32）下降至设定位置，同时第一电机（41）的动力输出端与传动齿环（23）分离。
3.根据权利要求2所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述活动台（51）的底端安装有覆盖安装槽的密封对接环，所述活动台（51）下降至安装槽处后，安装槽的开口处被密封对接环封闭。
4.根据权利要求3所述的一种半导体晶片表面薄膜厚度实时检测装置，其特征在于：所述内转轴（22）包括转动连接在主盘体（21）内的传动轴筒，所述传动轴筒的底端安装有与轴承内环固定的对接轴，且对接轴与第二电机（42）的动...
【专利技术属性】
技术研发人员：季中伟，
申请(专利权)人：无锡展硕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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