CN107331634A - 外延设备腔室盖板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种外延设备腔室盖板，放置于外延设备腔室的上部，其中一部分所述盖板为透明材质，在所述盖板上形成可视窗口，从而采用红外测温装置替换目前使用的热电阻测温，红外测温装置的探头在所述可视窗口上自由移动，能够测量整个晶圆内的温度分布，降低设备维护成本，使得维护简单方便，且不影响外延设备的稳定性。

Description

外延设备腔室盖板
技术领域
本发明涉及半导体制造设备，特别涉及一种外延设备腔室盖板。
背景技术
目前，外延设备的温度测量主要采用热电阻(Thermal-couple，TC)进行测量，将热电阻放置在外延设备腔体的规定位置进行温度测量，这种测量方法测量外延腔室的温度只能抽测几个位置的温度，无法准确测量外延腔体内所有区域的温度分布。
并且，由于热电阻为耗材，每次设备维护保养(PM)时都需要更换四根热电阻，热电阻的价格昂贵且使用量较大，并且使用过程中会出现TC漏的意外，影响外延层的质量，污染外延基台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外延设备腔室盖板，通过使用可移动的红外测温装置替换目前使用的热电阻测温，能够测量整个晶圆内的温度分布，降低维护成本。
本发明的技术方案是一种外延设备腔室盖板，放置于外延设备腔室的上部，一部分所述盖板为透明材质，在所述盖板上形成可视窗口，红外测温装置的探头能够在所述可视窗口上自由移动，测量所述腔室内晶圆的温度。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述透明材质为石英。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口为长方形，位于所述盖板的中间位置。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口在所述盖板上水平设置。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口位于所述盖板竖直方向上的中间位置，且在水平方向上贯穿所述盖板。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口位于所述盖板竖直方向上的中间位置，且位于所述盖板的左半侧或右半侧。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口在所述盖板上竖直设置。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口位于所述盖板水平方向上的中间位置，且在竖直方向上贯穿所述盖板。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口位于所述盖板水平方向上的中间位置，且位于所述盖板的上半侧或下半侧。
进一步的，在所述外延设备腔室盖板中，所述可视窗口的宽度为1mm～50mm。
与现有技术相比，本发明提供的外延设备腔室盖板，通过将腔室盖板的一部分设置为透明材质，在盖板上形成可视窗口，从而采用红外测温装置替换目前使用的热电阻测温，红外测温装置的探头在所述可视窗口上自由移动，能够测量整个晶圆内的温度分布，降低设备维护成本，使得维护简单方便，且不影响外延设备的稳定性。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供的外延设备腔室盖板的结构示意图。
图2为本发明一实施例所提供的外延设备的截面图。
图3为本发明一实施例所提供的外延设备腔室盖板的结构示意图。
图4为本发明一实施例所提供的外延设备腔室盖板的结构示意图。
图5为本发明一实施例所提供的外延设备腔室盖板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
本发明的核心思想是：通过将腔室盖板的一部分设置为透明材质，在盖板上形成可视窗口，从而采用红外测温装置替换目前使用的热电阻测温，红外测温装置的探头在所述可视窗口上自由移动，能够测量整个晶圆内的温度分布，降低设备维护成本，使得维护简单方便，且不影响外延设备的稳定性。
图1为本发明一实施例所提供的外延设备的腔室盖板的结构示意图，如图1所示，本发明提出一种外延设备的腔室盖板100，放置于外延设备腔室的上部，一部分所述盖板为透明材质，在所述盖板100上形成可视窗口101，红外测温装置的探头能够在所述可视窗口101上自由移动，如图中箭头所示，从而探测到腔室内部晶圆的温度。
图2为本发明一实施例所提供的外延设备的截面图，如图2所示，所述外延设备10包括盖板100、腔室200以及下托盘300，所述盖板采用上述的盖板100。所述盖板100靠近所述腔室200的一面上设置有若干个灯管102，所述下托盘300靠近所述腔室的一面上设置有若干个灯管303，所述盖板100上的一部分盖板设置为透明材质，形成可视窗口101。红外测温装置的探头20能够在所述可视窗口101上自由移动，测量所述腔室200内的晶圆30的温度分布。
由于在外延层生长过程中，所述灯管102与灯管303用于向所述腔室200提供热量，所以所述透明材质应该是耐高温的材质，本实施例中，优选的透明材质为石英，在其他实施例中，所述透明材质可以为本领域技术人员已知的其余的耐高温的透明的材质。
所述可视窗口101可以为各种形状，例如长方形、正方形、圆形等，优选的，所述可视窗口101为长方形，设置在所述盖板100的中间位置，所述红外测温装置的探头20能够沿所述长方形可视窗口101移动，测量所述晶圆30的温度。所述可视窗口101在所述盖板100上的位置并不固定，通过以下几个实施例介绍所述可视窗口101在所述盖板100上的优选位置。
首先，所述可视窗口101在所述盖板100上横向设置。
请继续参考图1所示，所述可视窗口101位于所述盖板100竖直方向上的中间位置，且位于所述盖板100的左半侧，由于在外延硅生长过程中，所述晶圆30需要不断的旋转，其整个所述晶圆30都会经过所述可视窗口101，因此可以测量到整个晶圆30的温度分布。同样的，所述可视窗口101也可以位于所述盖板100的右半侧，与位于所述盖板100的左半侧的情况相同。需要说明的是，在这种情况下，所述可视窗口101应该从所述盖板100的左端延伸至所述盖板100的中间，或者从所述盖板100的右端延伸至所述盖板100的中间，即所述可视窗口101的长度为所述盖板100长度的一半，或大于所述盖板100长度的一半，由此保证所述红外测温装置的探头20能够探测到整个所述晶圆30的温度。
请参考图3所示，其为本发明一实施例所提供的外延设备的腔室盖板的结构示意图。在上一实施例的基础上，所述可视窗口101位于所述盖板100竖直方向上的中间位置，且在水平方向上贯穿所述盖板100，所述红外测温装置的探头20能够在水平方向上从所述盖板100的一端移动到另一端，测量所述晶圆30某一水平方向上的温度，然后通过晶圆30的旋转，测量到整个所述晶圆30上的温度分布。与上一实施例相比，所述可视窗口101的面积增加，使用的透明材质也增加，虽然在一定程度上增加了成本，但是测量整个晶圆30的温度分布所用的时间减少，对所述晶圆30的温度分布情况的分析会更加准确，提高了温度测量的效率。
其次，所述可视窗口101在所述盖板100上竖直设置。
请参考图4所示，其为本发明一实施例所提供的外延设备的腔室盖板的结构示意图。所述可视窗口101位于所述盖板100水平方向上的中间位置，且位于所述盖板100的上半侧，由于在外延硅生长过程中，所述晶圆30需要不断的旋转，其整个所述晶圆30都会经过所述可视窗口101，因此可以测量到整个晶圆30的温度分布。同样的，所述可视窗口101也可以位于所述盖板100的下半侧，与位于所述盖板100的上半侧的情况相同。需要说明的是，在这种情况下，所述可视窗口101应该从所述盖板100的上端延伸至所述盖板100的中间，或者从所述盖板100的下端延伸至所述盖板100的中间，即所述可视窗口101的长度为所述盖板100宽度的一半，或大于所述盖板100宽度的一半，由此保证所述红外测温装置的探头20能够探测到整个所述晶圆30的温度。
请参考图5所示，其为本发明一实施例所提供的外延设备的腔室盖板的结构示意图。在上一实施例的基础上，所述可视窗口101位于所述盖板100水平方向上的中间位置，且在竖直方向上贯穿所述盖板100。所述红外测温装置的探头20能够在竖直方向上从所述盖板100的一端移动到另一端，测量晶圆30某一竖直方向上的温度，然后通过晶圆30的旋转，测量到整个所述晶圆30上的温度分布。与上一实施例相比，所述可视窗口101的面积增加，使用的透明材质也增加，虽然在一定程度上增加了成本，但是测量整个晶圆30的温度分布所用的时间减少，对所述晶圆30的温度分布情况的分析会更加准确，提高了温度测量的效率。
在上述实施例中，所述可视窗口101在所述盖板100上横向设置或竖直设置，在其他实施例中，所述可视窗口101也可以在所述盖板100上斜向设置，或者所述可视窗口101呈除长方向之外的其余形状，并在所述盖板100上的不同位置或沿不同方向设置。本发明中，对所述可视窗口101的形状，以及所述可视窗口101在所述盖板100上的位置不做限定，以所述探头20能够尽可能的检测到所述晶圆30上不同位置的温度为原则。
可以理解的是，所述盖板100的长度与宽度是相对而言的，在图1与图3中，所述长度代表所述可视窗口101所在方向上盖板100的尺寸，在图4与图5中，所述宽度代表所述可视窗口101所在方向上盖板100的尺寸，若在图1与图3中，所述可视窗口101所在方向上盖板100的尺寸为宽度，则在图4与图5中，所述可视窗口101所在方向上盖板100的尺寸为长度。在图1、图3～图5中，所述盖板100的方向并未改变。并且，所述盖板100的水平方向与竖直方向也是相对而言的，所述水平方向与竖直方向均是指图1～图5中的水平方向与竖直方向。
所述可视窗口101的宽度为1mm～50mm，例如：1mm、10mm、20mm、30mm、40mm或50mm。所述可视窗口的宽度需要保证所述红外测温装置的探头20能够探测到所述晶圆30某一位置处的温度。所述可视窗口101的长度则如上述实施例所述，大于其所在方向上所述盖板100尺寸的一半。
综上所述，本发明提供的外延设备腔室盖板，通过将腔室盖板的一部分设置为透明材质，在盖板上形成可视窗口，红外测温装置的探头能够在所述可视窗口上自由移动，能够测量整个晶圆内的温度分布，降低维护成本，使得维护简单方便，且不影响外延设备的稳定性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种外延设备腔室盖板，放置于外延设备腔室的上部，其特征在于，一部分所述盖板为透明材质，在所述盖板上形成可视窗口，红外测温装置的探头能够在所述可视窗口上自由移动，测量所述腔室内晶圆的温度。
2.如权利要求1所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述透明材质为石英。
3.如权利要求1所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口为长方形，位于所述盖板的中间位置。
4.如权利要求3所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口在所述盖板上水平设置。
5.如权利要求4所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口位于所述盖板竖直方向上的中间位置，且在水平方向上贯穿所述盖板。
6.如权利要求4所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口位于所述盖板竖直方向上的中间位置，且位于所述盖板的左半侧或右半侧。
7.如权利要求3所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口在所述盖板上竖直设置。
8.如权利要求7所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口位于所述盖板水平方向上的中间位置，且在竖直方向上贯穿所述盖板。
9.如权利要求7所述的外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口位于所述盖板水平方向上的中间位置，且位于所述盖板的上半侧或下半侧。
10.如权利要求1～9中任一项所述外延设备腔室盖板，其特征在于，所述可视窗口的宽度为1mm～50mm。
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