半导体加工设备制造技术

本技术提供了一种半导体加工设备，包括控制模块、以及设置于反应腔室内的基座、光发射件和光接收件；所述光发射件用于朝向所述基座的上表面发射光线；所述光接收件呈长条形结构且设有若干等间距设置的刻度标识部，所述光接收件设置于所述光线经所述基座的上表面反射后的反射光路上，所述光接收件与所述控制模块连接，以用于探测所述光线并将所述光线反射在所述刻度标识部所对应的刻度值发送给所述控制模块；所述控制模块用于根据所述刻度值得出所述基座被刻蚀掉的厚度。本技术能随时监控基座被刻蚀掉的厚度情况，从而在合适的时间对设备进行PM，避免对晶圆产品的质量造成影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体，尤其涉及一种半导体加工设备。

技术介绍

1、当半导体行业发展到更高制程时，需要外延(epitaxy，epi)机台来进行源极和漏极的选择性外延生长。epi机台主要包括两个反应腔室，其中预清洁反应腔室用于刻蚀掉晶圆表面的氧化硅，随后在外延反应腔室中进行磷化硅(sip)、掺杂硼的硅锗(sigeb)等薄膜的生长。

2、半导体工艺制程中，需要将晶圆放置在基座上，以使晶圆随着基座旋转而旋转，从而保证晶圆不同位置的反应气体的均匀性。epi机台中的基座是一种石墨制的圆盘，表面涂有一层碳化硅(sic)，用于保证基座表面相对光滑，没有颗粒；此外设置上下灯泡加热模组照射晶圆表面，以保证晶圆上下受热均匀，在高温的作用下，通入反应气体，使得薄膜能够在晶圆上进行生长。

3、晶圆在外延反应腔室中生长sip、sigeb时，会在外延反应腔室中通入hcl气体，此外在机台闲置不跑货时，也会通入大量hcl气体以清洁外延反应腔室，这些hcl气体会与基座表面的sic反应，生成sic l4和ch4气体，随着时间的推移，基座表面镀的一层sic会慢慢的被刻蚀掉，而露出内部的石墨，此外当外延反应腔室中被带入金属颗粒时，比如a l、fe和ni，这些金属在高温下也会与基座表面的sic反应，加剧对基座的损坏。而由于石墨具有较好的导电性，如果碳颗粒落在晶圆表面，会对芯片产品的质量造成影响。因此，如何监控基座的损坏情况，使得在恰当的时机对基座进行设备预防性保养(pm)和更换，而不会影响晶圆产品的质量，就显得至关重要。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种半导体加工设备，以能随时监控基座被刻蚀掉的厚度情况，从而在合适的时间对设备进行pm，避免对晶圆产品的质量造成影响。

2、为实现上述目的，本技术的所述半导体加工设备，包括控制模块、以及设置于反应腔室内的基座、光发射件和光接收件；所述光发射件用于朝向所述基座的上表面发射光线；所述光接收件呈长条形结构且设有若干等间距设置的刻度标识部，所述光接收件设置于所述光线经所述基座的上表面反射后的反射光路上，所述光接收件与所述控制模块连接，以用于探测所述光线并将所述光线反射在所述刻度标识部所对应的刻度值发送给所述控制模块；所述控制模块用于根据所述刻度值得出所述基座被刻蚀掉的厚度。

3、本技术的所述半导体加工设备的有益效果在于：随着所述基座逐渐被刻蚀掉，导致经刻蚀后的所述基座反射的光线的路径也会发生变化，而通过所述光接收件呈长条形结构，使得即使光线的反射路径发生变化，所述光接收件也能探测到经所述基座反射的光线，使得大大提高了检测的准确性，确保了能更及时有效地监控基座被刻蚀掉的厚度情况；通过所述光发射件用于朝向所述基座的上表面发射光线；所述光接收件呈长条形结构且设有若干等间距设置的刻度标识部，所述光接收件设置于所述光线经所述基座的上表面反射后的反射光路上，所述光接收件与所述控制模块连接，以用于探测所述光线并将所述光线反射在所述刻度标识部所对应的刻度值发送给所述控制模块；所述控制模块用于根据所述刻度值得出所述基座被刻蚀掉的厚度，使得能随时监控基座被刻蚀掉的厚度情况，从而在合适的时间对设备进行pm，避免对晶圆产品的质量造成影响；而且通过所述光接收件设有若干等间距设置的刻度标识部，使得检测更为精准有效，也提高了检测效率。其中，对于晶圆外延生长设备，本技术能够随时监控基座表面碳化硅层被刻蚀掉的厚度以及速率，以便在恰当时机进行机台pm，对基座进行更换，避免基座内部的石墨泄漏产生碳颗粒而对产品造成影响，提高了晶圆产品的良率。

4、优选的，所述半导体加工设备还包括储存模块，所述储存模块用于存储经刻蚀前的所述基座反射的所述光线在所述刻度标识部所对应的初始刻度值，所述光接收件用于将探测到的经刻蚀后的所述基座反射的所述光线在所述刻度标识部所对应的实测刻度值发送给所述控制模块，所述储存模块与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述初始刻度值和所述实测刻度值得出所述基座被刻蚀掉的厚度。其有益效果在于：通过所述初始刻度值和所述实测刻度直接计算所述基座被刻蚀掉的厚度，数据更为精确无误，更能实时有效监控基座被刻蚀掉的厚度情况，从而使得可在合适的时间对机台进行pm，能有效避免基座内部的石墨泄漏，提高了晶圆产品的良率。

5、优选的，所述半导体加工设备还包括收容腔室，所述收容腔室与所述反应腔室连通，以用于收容未使用时的所述光发射件和所述光接收件。其有益效果在于：使得当反应腔室不跑货时，能够在不开腔的情况下，即可检测基座的损坏情况，保证了晶圆生产的效率，且有效避免了在晶圆工艺制程时所述光发射件和所述光接收件处于所述反应腔室而影响晶圆工艺制程的进行，以及避免晶圆工艺行程时高温对所述光发射件和所述光接收件产生影响。

6、优选的，所述光发射件和所述光接收件均设置有收缩件，所述收缩件与所述控制模块连接，所述收缩件用于根据所述控制模块发送的运动指令控制所述光发射件和所述光接收件于所述收容腔室与所述反应腔室之间运动。其有益效果在于：使得所述光发射件和所述光接收件在未使用时能通过所述收缩件而收容于所述收容腔室内，使用时能通过所述收缩件而运动至所述反应腔室内进行检测工作。

7、优选的，所述半导体加工设备还包括伸缩导轨，所述伸缩导轨的一端固定于所述收容腔室，所述伸缩导轨的另一端朝向所述反应腔室延伸设置，所述光发射件和所述光接收件滑动设置于所述伸缩导轨，且所述伸缩导轨与所述控制模块连接，以用于在所述控制模块的指令下朝向所述反应腔室延伸或收缩于所述收容腔室内。其有益效果在于：使得所述光发射件和所述光接收件于所述收容腔室与所述反应腔室之间运动更为稳定，提高了测量精度。

8、优选的，所述半导体加工设备还包括隔热件，所述隔热件活动设置于所述收容腔室与所述反应腔室之间的连接通道，且所述隔热件与所述控制模块连接，以用于根据所述控制模块发送的指令控制所述隔热件封堵或打开所述收容腔室。其有益效果在于：使得所述光发射件和所述光接收件在未使用而收容于所述收容腔室内时，能通过所述隔热件将所述收容腔室与所述反应腔室连接通道封堵，以避免晶圆工艺制程时所述反应腔室内的高温对所述光发射件和所述光接收件产生影响。

9、优选的，所述半导体加工设备还包括角度调节件，所述角度调节件设置于所述光发射件，且所述角度调节件与所述控制模块连接，以用于在所述控制模块的指令下调节所述光发射件朝向所述基座的上表面的角度；和/或，所述光接收件包括若干光接收部和折叠部，相邻所述光接收部之间通过所述折叠部连接。其有益效果在于：使得所述光发射件能在所述角度调节件的调控下而将光线照射在所述基座的整个表面，而所述光接收件在未使用时能通过所述折叠部而折叠收容于所述收容腔室内，所述光接收件在使用时能根据实际使用情况通过所述折叠部而延展伸长，从而探测经所述基座任意区域反射的光线，即使得该设备能够检测基座的整个表面，增大了检测范围，确保能更全面的监控基座被刻蚀掉的厚度情况，从而使得可在合适的时间对机台进行pm，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体加工设备，其特征在于，包括控制模块、以及设置于反应腔室内的基座、光发射件和光接收件；

2.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括储存模块，所述储存模块用于存储经刻蚀前的所述基座反射的所述光线在所述刻度标识部所对应的初始刻度值，所述光接收件用于将探测到的经刻蚀后的所述基座反射的所述光线在所述刻度标识部所对应的实测刻度值发送给所述控制模块，所述储存模块与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述初始刻度值和所述实测刻度值得出所述基座被刻蚀掉的厚度。

3.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括收容腔室，所述收容腔室与所述反应腔室连通，以用于收容未使用时的所述光发射件和所述光接收件。

4.根据权利要求3所述的半导体加工设备，其特征在于，所述光发射件和所述光接收件均设置有收缩件，所述收缩件与所述控制模块连接，所述收缩件用于根据所述控制模块发送的运动指令控制所述光发射件和所述光接收件于所述收容腔室与所述反应腔室之间运动。

5.根据权利要求4所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括伸缩导轨，所述伸缩导轨的一端固定于所述收容腔室，所述伸缩导轨的另一端朝向所述反应腔室延伸设置，所述光发射件和所述光接收件滑动设置于所述伸缩导轨，且所述伸缩导轨与所述控制模块连接，以用于在所述控制模块的指令下朝向所述反应腔室延伸或收缩于所述收容腔室内。

6.根据权利要求3所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括隔热件，所述隔热件活动设置于所述收容腔室与所述反应腔室之间的连接通道，且所述隔热件与所述控制模块连接，以用于根据所述控制模块发送的指令控制所述隔热件封堵或打开所述收容腔室。

7.根据权利要求1、3或4所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括角度调节件，所述角度调节件设置于所述光发射件，且所述角度调节件与所述控制模块连接，以用于在所述控制模块的指令下调节所述光发射件朝向所述基座的上表面的角度；和/或，所述光接收件包括若干光接收部和折叠部，相邻所述光接收部之间通过所述折叠部连接。

8.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述基座包括石墨层和覆盖于所述石墨层表面的碳化硅层，所述刻度值包括第一刻度值和第二刻度值，所述第一刻度值为所述光线经刻蚀前的所述基座的所述碳化硅层的边缘部反射在所述刻度标识部所对应的刻度值，所述第二刻度值为所述光线经刻蚀后的所述基座的所述石墨层的圆心部反射在所述刻度标识部所对应的刻度值；所述光接收件的长度大于等于所述第二刻度值与所述第一刻度值的差值。

9.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述光发射件和所述光接收件与所述基座的上表面的距离均大于等于20cm。

10.根据权利要求1、3或4所述的半导体加工设备，其特征在于，所述光接收件为柔性光电传感器。

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【技术特征摘要】

1.一种半导体加工设备，其特征在于，包括控制模块、以及设置于反应腔室内的基座、光发射件和光接收件；

2.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括储存模块，所述储存模块用于存储经刻蚀前的所述基座反射的所述光线在所述刻度标识部所对应的初始刻度值，所述光接收件用于将探测到的经刻蚀后的所述基座反射的所述光线在所述刻度标识部所对应的实测刻度值发送给所述控制模块，所述储存模块与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述初始刻度值和所述实测刻度值得出所述基座被刻蚀掉的厚度。

3.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括收容腔室，所述收容腔室与所述反应腔室连通，以用于收容未使用时的所述光发射件和所述光接收件。

4.根据权利要求3所述的半导体加工设备，其特征在于，所述光发射件和所述光接收件均设置有收缩件，所述收缩件与所述控制模块连接，所述收缩件用于根据所述控制模块发送的运动指令控制所述光发射件和所述光接收件于所述收容腔室与所述反应腔室之间运动。

5.根据权利要求4所述的半导体加工设备，其特征在于，还包括伸缩导轨，所述伸缩导轨的一端固定于所述收容腔室，所述伸缩导轨的另一端朝向所述反应腔室延伸设置，所述光发射件和所述光接收件滑动设置于所述伸缩导轨，且所述伸缩导轨与所述控制模块连接，以用于在所述控制模块的指令下朝向所述反应腔室延伸或收缩于所述收容腔室内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，邢超，丁瑜，刘俊，王伟，焦圣杰，
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：