CN114914147A - 一种工艺腔室及平行度的检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工艺腔室及平行度的检测方法，工艺腔室包括腔室本体和盖设于腔室本体上方的腔室盖板；承载装置具有承载晶圆的承载面；介质窗具有与承载面相对设置的第一表面和远离承载面的第二表面；检测组件包括处理器和设置于腔室盖板上的多个检测器，沿每个检测器在承载面的投影方向，第二表面与对应的检测器器之间具有第一距离，第一表面与承载面之间具有第二距离，检测器与承载面之间具有第三距离，检测器检测对应的第一距离，处理器根据多个第一距离和预先获得的多个第三距离计算多个第二距离两两之间的差值，并将多个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较；多个调平组件与介质窗连接。本申请的工艺腔室检测以及调平操作简单，效率高。

Description

一种工艺腔室及平行度的检测方法

技术领域

本申请涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种工艺腔室及平行度的检测方法。

背景技术

边缘刻蚀是一种刻蚀晶圆(wafer)边缘的方法，可实现晶圆边缘的硅或颗粒的刻蚀，以降低后工序中缺陷(defect)的产生。

边缘刻蚀中，工艺腔室的介质窗(window)与电极基本平行，两者平行度越高，边缘刻蚀的精度就越高。由于介质窗本身是可以相对电极进行运动的，并且介质窗与其他零部件存在装配间隙，因此，工艺腔室在使用一段时间后，介质窗相对电极的角度可能会发生变化，导致两者处于不平行的状态，因此，使用前需要对介质窗与电极之间的平行度进行检测和调平。

目前一般都是在介质窗和电极之间放置多个工装，通过压工装并测量工装的高度来检测介质窗与电极之间两者是否平行，导致在调平过程中，需要频繁对工艺腔室进行打开和关闭操作，调平操作较复杂。因此，提供一种方便对介质窗与电极之间的平行度进行检测及调平的工艺腔室至关重要。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种工艺腔室及平行度的检测方法，可以改善现有的工艺腔室介质窗与电极之间的平行度检测以及调平操作较复杂的问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种工艺腔室，应用于半导体设备，包括：

腔室本体和盖设于所述腔室本体上方的腔室盖板；

承载装置，所述承载装置设置于所述腔室本体内，且具有承载晶圆的承载面；

介质窗，所述介质窗设置于所述腔室本体内，且具有与所述承载面相对设置的第一表面和远离所述承载面的第二表面；

检测组件，所述检测组件包括处理器和设置于所述腔室盖板上的多个检测器，沿每个所述检测器在所述承载面的投影方向，所述第二表面与对应的所述检测器器之间具有第一距离，所述第一表面与所述承载面之间具有第二距离，所述检测器与所述承载面之间具有第三距离，所述检测器用于检测对应的所述第一距离，所述处理器与多个所述检测器电连接，用于根据多个所述第一距离和预先获得的多个所述第三距离计算多个所述第二距离两两之间的差值，并将多个所述差值的绝对值分别与预设阈值进行比较；

多个调平组件，多个所述调平组件与多个所述检测器在竖直方向上一一对应设置，各所述调平组件设置于与其对应的所述检测器的上方，所述介质窗与多个所述调平组件连接，多个所述调平组件与所述腔室盖板抵顶连接。

可选的，所述介质窗包括电极部、连接杆和调节部，所述电极部设置于所述腔室本体内且具有所述第一表面和所述第二表面，所述连接杆的一端连接于所述电极部，另一端穿过所述腔室盖板连接于所述调节部，所述调节部与多个所述调平组件连接。

可选的，所述腔室盖板包括盖板本体和设置于所述盖板本体上方的安装支架，所述安装支架套设于所述连接杆的外侧，所述调平组件包括调平顶丝，所述调节部与多个所述调平顶丝连接，多个所述调平顶丝与所述安装支架抵顶连接。

可选的，所述安装支架包括支撑环和环形安装板，所述支撑环设置于所述盖板本体上，所述环形安装板设置于所述支撑环远离所述腔室盖板的一端，多个所述调平顶丝与所述环形安装板抵顶连接。

可选的，所述检测器为距离传感器，多个所述距离传感器设置于所述安装支架的下方，多个所述调平顶丝设置于所述安装支架的上方，所述距离传感器与所述调平顶丝在竖直方向一一对应设置。

可选的，所述检测器的数量为三个，三个所述检测器不共线且在水平面上的投影为等边三角形。

第二方面，本申请实施例还提供一种平行度的检测方法，用于如上各实施例所述的工艺腔室的所述介质窗和所述承载装置的平行度检测，包括：

测量步骤，各所述检测器检测对应的所述第一距离；

计算步骤，所述处理器根据多个所述第一距离和预先获得的多个所述第三距离计算多个所述第二距离两两之间的差值；

判断步骤，所述处理器将多个所述差值的绝对值分别与所述预设阈值进行比较，判断所述平行度是否满足要求。

可选的，在所述判断步骤之后，所述检测方法还包括调节步骤：当任一个所述绝对值大于所述预设阈值时，调节相应的所述调平组件以调节对应的所述第二距离，返回所述测量步骤，直至各所述绝对值均小于或等于所述预设阈值。

可选的，多个所述第三距离的获得方法包括：

将多个可压缩的圆柱形压块放置于所述承载面上，且与多个所述调平组件和多个所述检测器在竖直方向上一一对应设置；

对所述工艺腔室进行抽真空，所述介质窗下降预设距离并挤压多个所述圆柱形压块，多个所述检测器检测所述第一距离；

测量多个被挤压后的所述圆柱形压块的高度和所述介质窗的厚度；

将所述第一距离、所述圆柱形压块的高度和所述介质窗的厚度求和获得相应的所述第三距离。

可选的，所述检测方法还包括获取所述介质窗的厚度，所述介质窗的厚度为所述介质窗的多个位置的厚度的平均值；或者，所述介质窗的厚度为所述第二表面上与所述第一距离对应的各个点的位置的厚度；

所述计算步骤包括：所述处理器根据多个所述第一距离、所述介质窗的厚度和多个所述第三距离计算多个所述第二距离两两之间的差值。

可选的，所述检测器的数量为三个，三个所述检测器不共线且在水平面的投影为等边三角形，所述第二表面的第一法向量与所述水平面的第二法向量之间具有夹角，在计算多个所述第二距离两两之间的差值之前，所述计算步骤还包括：

根据所述第一距离、所述第三距离、所述介质窗的厚度和所述夹角计算相应的所述第二距离。

可选的，所述计算步骤还包括：

在预先建立的坐标系中，计算所述第二表面上与所述第一距离对应的各个点的坐标，其中，所述坐标系以任意一个所述检测器所在的水平面为基准面，其中任意两个所述检测器在所述基准面的投影的连线为X轴，所述连线的中垂线为Y轴，所述连线的中点为圆心；

计算所述第一法向量；

根据所述第一法向量与所述水平面的第二法向量计算所述夹角。

如上所述，本申请的工艺腔室可以通过多个检测器分别检测与其对应的第一距离，以及通过处理器根据多个第一距离和预先获得的多个第三距离计算多个第二距离两两之间的差值，并将多个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较，当多个差值的绝对值中至少一个大于预设阈值时，可以通过调节调平组件以使多个差值的绝对值均小于或等于预设阈值，将第一表面与承载面调至基本平行。本实施例的工艺腔室在检测以及调平时，操作简单，效率高。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种工艺腔室的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种工艺腔室的腔室盖板的俯视结构示意图；

图3是本申请对照例提供的基于本申请实施例的工艺腔室的调平方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的第一种平行度的检测方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种平行度检测的计算原理示意图；

图6是本申请实施例提供的一种多个第三距离的获取方法的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的第二种平行度的检测方法的流程示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种平行度检测的计算原理示意图；

图9是本申请实施例提供的平面坐标系示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定"。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。本申请使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。例如，“包括以下至少一个：A、B、C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A和B和C”，再如，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A和B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

需要说明的是，在本文中，采用了诸如XX、XX等步骤代号，其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，不构成顺序上的实质性限制，本领域技术人员在具体实施时，可能会先执行XX后执行XX等，但这些均应在本申请的保护范围之内。

应当理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

为了便于描述，以下各实施例中，均是以水平面和竖直方向形成的正交空间为例进行说明，该前提条件不应理解为对本申请的限制。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种工艺腔室的结构示意图，该工艺腔室包括腔室本体10、腔室盖板20、承载装置30、介质窗40、检测组件50和多个调平组件60。

腔室盖板20盖设于腔室本体10的上方，可以形成密封的腔室结构。工作时，可以对腔室本体10的内部进行抽真空以形成晶圆刻蚀的真空环境，还可以对腔室本体10进行充气，以恢复腔室本体10内的气压。

承载装置30设置于腔室本体10内，且具有承载晶圆的承载面31。作为一个示例，承载装置30可以是电极，刻蚀时，晶圆置于电极的承载面31。

介质窗40，介质窗40设置于腔室本体10内，且具有与承载面31相对设置的第一表面411和远离承载面31的第二表面412。比如，当承载装置30是电极时，介质窗40的第一表面411与电极的承载面31之间可以形成加速电场，从而可以对位于电极的承载面31上的晶圆进行等离子体刻蚀。

检测组件50包括处理器(图中未画出)和设置于腔室盖板20上的多个检测器51，沿每个检测器51在承载面31的投影方向，第二表面412与对应的检测器51之间具有第一距离，第一表面411与承载面31之间具有第二距离，检测器51与承载面31之间具有第三距离，检测器51用于检测对应的第一距离，处理器与多个检测器51电连接，用于根据多个第一距离和预先获得的多个第三距离计算多个第二距离两两之间的差值，并将多个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较。

多个调平组件60与多个检测器51在竖直方向上一一对应设置，各调平组件60设置于与其对应的检测器51的上方，介质窗40与多个调平组件60连接，多个调平组件60与腔室盖板20抵顶连接。

当处理器比较的结果是，上述多个绝对值均小于或等于预设阈值，则表示介质窗40的第一表面411与承载装置30的承载面31之间，平行度满足要求。

当处理器比较的结果是，上述多个绝对值存在至少一个大于预设阈值，则表示介质窗40的第一表面411与承载装置30的承载面31之间，平行度不满足要求，可以通过调节大于预设阈值的绝对值所对应的调平组件60，直至所有绝对值均小于或等于预设阈值，以使第一表面411与承载面31之间的平行度满足要求。

可以理解的是，本实施例的工艺腔室可以通过多个检测器51分别检测与其对应的第一距离，以及通过处理器根据多个第一距离和预先获得的多个第三距离计算多个第二距离两两之间的差值，并将多个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较，当多个差值的绝对值中至少一个大于预设阈值时，可以通过调节调平组件60以使多个差值的绝对值均小于或等于预设阈值，将第一表面411与承载面31调至基本平行。本实施例的工艺腔室在调平及检测时，操作简单，效率高。

需要说明的是，当工艺腔室包括只包括3个检测器51时，3个检测器51应不共线设置，第一表面411对应的三个交点O2也不共线，不共线的三个交点O2可以确定一个平面，3个对应的调平组件60调节对应的三个交点O2的高度，从而可以调节第一表面411的倾斜角度。当工艺腔室包括4个以上检测器51时，至少存在3个检测器51不共线设置，用于调平测距。对于多余的检测器51可以用于在调平后进行平行度的验证(调平验证)，或者可以作为调平测距的冗余备份。

在一个实施例中，请继续参阅图1，介质窗40可以包括电极部41、连接杆42和调节部43。电极部41设置于腔室本体10内且具有第一表面411和第二表面412，连接杆42的一端连接于电极部41，另一端穿过腔室盖板20连接于调节部43，调节部43与多个调平组件60连接，需要说明的是，电极部41、连接杆42和调节部43可以是一体化结构，也可以通过连接结构相互连接，本实施例不作特别限定。由于调平组件60与腔室盖板20抵顶连接，调平组件60可以以腔室盖板20为支撑，调节调节部43的倾斜角度，调节部43通过连接杆42带动电极部41在竖直方向摆动，以实现对电极部41的第一表面411上各交点O2的高度调节。

在一个实施例中，请继续参阅图1，腔室盖板20可以包括盖板本体21和设置于盖板本体21上方的安装支架22，安装支架22套设于连接杆42的外侧，盖板本体21和安装支架22可以是一体化结构，也可以通过连接结构相互连接，本实施例不作特别限定。调平组件60包括调平顶丝，调节部43与多个调平顶丝连接，多个调平顶丝与安装支架22抵顶连接。比如，调平顶丝与调节部43可以通过螺纹连接，可以通过各调平顶丝的转动实现对第一表面411上各交点O2的高度的调节。本实施例中，调平顶丝抵顶连接在安装支架22上，避免直接顶在盖板本体21上，使盖板本体21受到较大的局部应力而翘曲变形，而影响检测器51测量的第一距离的准确性。

作为一个示例，请继续参阅图1，安装支架22可以包括支撑环221和环形安装板222，支撑环221设置于盖板本体21上，环形安装板222设置于支撑环221远离腔室盖板20的一端，介质窗40的连接杆42从环形安装板222中穿出。多个调平顶丝与环形安装板222抵顶连接。本实施例中，调平顶丝作用在安装板222上的力通过支撑环221均匀分散在盖板本体21上，可以避免盖板本体21局部集中受力而变形。

作为一个示例，检测器51可以是距离传感器，多个距离传感器设置于安装支架22的下方，多个调平顶丝设置于安装支架22的上方，距离传感器与调平顶丝在竖直方向一一对应设置。例如，检测器51可以是激光测距传感器，激光测距传感器在竖直方向(即投影方向)向第二表面412发射激光信号，并基于返回的激光信号计算激光测距传感器自身与交点O1之间的距离(第一距离h)。激光测距传感器可以设置于盖板本体21的内侧面，也可以设置于盖板本体21的外侧面，当设置于盖板本体21的外侧面时，盖板本体21可以采用透明材料制作，也可以仅将激光测距传感器的光发射区域对应的区域采用透明材料制作。

作为一个优选示例，检测器51的数量设置为三个，并且三个检测器51不共线且在水平面上的投影为等边三角形。比如，可以使介质窗40的连接杆42通过等边三角形的重心，并使三个调平组件60在调节部43上相对连接杆42等距离均匀分布，从而可以进一步提高调平精度。例如，请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种工艺腔室的腔室盖板的俯视结构示意图，盖板本体21和安装支架22均为圆形，三个检测器51位于盖板本体21上，并且在水平面上的投影为等边三角形，盖板本体21的圆心、安装支架22的圆心以及该等边三角形的重心重合，连接杆42从盖板本体21的圆心、安装支架22的圆心穿出，三个调平组件60分别位于调节部43上，并且正对三个检测器51。

上述各实施例对本申请的工艺腔室及调平和检测原理进行了详细说明。基于上述工艺腔室，本申请实施例还提供了平行度的检测方法。为了更清楚地说明本实施例的检测方法的优点，本申请提供了一个对照例进行比较。请参阅图3，图3是本申请对照例提供的基于本申请实施例的工艺腔室的平行度的检测方法流程示意图，其检测方法包括：

S301、向工艺腔室充气，打开工艺腔室，放入三个高度相等的可压缩的调平工装，并且三个调平工装不共线。

S302、关闭工艺腔室，抽真空，控制介质窗向下运动，压调平工装。

调平工装101为可压缩的，请结合图1，调平工装101可以是可压缩的圆柱形压块，压缩后具有稳定的尺寸，可以通过外力干预使其恢复原始尺寸。例如，调平工装101可以采用PEEK(聚醚醚酮树脂)1000进行制作。本步骤要确保刻蚀窗31向下运动至使每一个调平工装101均发生压缩变形。

S303、向工艺腔室充气，打开工艺腔室，取出调平工装，测量三个调平工装压缩后的高度，并计算两两差值。

S304、如果三个差值任何一个不在容差范围内(即大于预设阈值)，通过调平组件调节介质窗的倾斜角度，并返回S301，直至介质窗的第一表面与承载装置的承载面平行。

对照例的检测方法，主要是在三个不共线的位置，通过调平工装101来测量介质窗40的第一表面411与承载装置30的承载面31之间的距离，从而得到三个数值，计算三个数值两两之间的差值，如果超出容差范围，则调整介质窗40的倾斜角度，然后重新测量上述三个距离，直至三个距离两两之间的差值小于或等于预设阈值。对照例的检测方法，需要频繁对工艺腔室进行打开和关闭操作，以及对工艺腔室进行充气和抽真空操作，操作复杂，效率低。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的第一种平行度的检测方法的流程示意图，该检测方法可以包括：

S401、测量步骤，各检测器检测对应的第一距离。

可以理解的是，当承载面31为水平面时，每个检测器51在承载面31的投影方向即为竖直方向。定义每个检测器51向承载面31的投影线与第二表面412的交点为O1，与第一表面411的交点为O2，与承载面31的交点为O3，则每个检测器51到对应的交点O1的距离为第一距离h，每个交点O2到对应的交点O3的距离为第二距离d，每个检测器51到对应的交点O3的距离为第三距离L。各检测器检51可以直接测量对应的第一距离h。

S402、计算步骤，处理器根据多个第一距离和预先获得的多个第三距离计算多个第二距离两两之间的差值。

需要说明的是，多个第三距离L可以预先进行测量，比如，可以通过各检测器51直接测量，处理器根据多个第一距离h和预先获得的多个第三距离L计算多个第二距离d两两之间的差值。

请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种平行度检测的计算原理示意图。以检测器51和调平组件60对应设置有3个为例进行说明，3个调平组件60与3个检测器51在竖直方向上一一对应设置，并且调平组件60设置于与其对应的检测器51的上方，介质窗40与3个调平组件60连接，3个调平组件60与腔室盖板20抵顶连接。定义3个检测器51分别为第一检测器、第二检测器和第三检测器，3个检测器51对应的第一距离分别为h1、h2、h3，对应的第二距离分别为d1、d2、d3，对应的第三距离分别为L1、L2、L3，三个交点O1与对应的三个交点O2之间的距离分别为T1、T2、T3。其中，如上文所述，L1、L2、L3可以预先测量获取，为已知量，h1、h2、h3可以通过对应的3个检测器51测量获取。处理器与3个检测器51电连接，可以根据h1、h2、h3和L1、L2、L3计算d1、d2、d3，具体如下：

d1＝L1-h1-T1 (1)；

d2＝L2-h2-T2 (2)；

d3＝L3-h3-T3 (3)；

处理器进一步计算d1、d2、d3两两之间的差值的绝对值，当第二表面412与第一表面411平行度较高时，请参阅图2，可以作近似处理，认为T1＝T2＝T3，三个绝对值分别为：

|d1-d2|＝|[h2-(L2-L1)-h1]| (4)；

|d1-d3|＝|[h3-(L3-L1)-h1]| (5)；

|d2-d3|＝|[h3-(L3-L2)-h2]| (6)；

S403、判断步骤，处理器将多个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较，判断平行度是否满足要求。处理器进一步将上述绝对值分别与预设阈值进行比较，其中，预设阈值可以是0.02mm、0.025mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm等等，可以根据精度要求进行选择。

当处理器比较的结果是，上述3个绝对值均小于或等于预设阈值，则表示介质窗40的第一表面411与承载装置30的承载面31之间，平行度满足要求。

本申请实施例通过各检测器51分别检测与其对应的第一距离，以及通过处理器根据多个第一距离和预先获得的多个第三距离计算多个第二距离两两之间的差值，并将多个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较，以判断介质窗40的第一表面411与承载装置30的承载面31之间的平行度是否满足要求。本实施例的检测方法，不需要频繁进行取放调平工具101操作以及充气、抽真空操作，检测操作简单，效率高。此外，本实施例的检测方法，绝对值的计算式中包含的项(L2-L1)、(L3-L1)、(L3-L2)抵消了检测器51相互之间的安装高度误差，即使各检测器51在腔室盖板20上的安装高度存在较大误差，仍不影响对第一表面411与承载面31之间平行度检测的准确性。

当处理器比较的结果是，上述3个绝对值存在至少一个大于预设阈值，则表示介质窗40的第一表面411与承载装置30的承载面31之间，平行度不满足要求，可以通过调节调平组件60以使平行度满足要求。因此，在上述S403步骤之后，还可以包括：

S404、调节步骤，当任一个绝对值大于预设阈值时，调节相应的调平组件以调节对应的第二距离，返回步骤S401，直至各绝对值均小于或等于预设阈值。

比如，当只有|d1-d2|大于预设阈值，并且d1比d2大，可以调节与d1对应的调平组件60，将d1调小，3个检测器51重新测量h1、h2、h3，处理器按照前述方法重新计算3个绝对值，并比较3个绝对值与预设阈值的大小关系，直至调节至3个绝对值均小于或等于预设阈值，以使第一表面411与承载面31之间的平行度满足要求。

作为一个示例，请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种多个第三距离的获取方法的流程示意图，该方法可以包括：

S601、将多个可压缩的调平工装放置于承载面上，且与多个调平组件和多个检测器在竖直方向上一一对应设置。

请参阅图1，调平工装101放置于承载面31上，并且每个调平工装101与对应的检测器51位于同一竖直线上。

S602、对工艺腔室进行抽真空，介质窗下降预设距离并挤压多个调平工装，多个检测器检测第一距离。

本步骤确保介质窗40下降至能够使每一个调平工装101具有一定的压缩量，然后每一个检测器51测量对应的第一距离。

S603、测量多个被挤压后的调平工装的高度和介质窗的厚度T。

需要说明的是，介质窗40的厚度可以是介质窗40的多个位置的厚度的平均值；或者，介质窗40的厚度为第二表面412上与第一距离对应的各个交点O1处的厚度，可以直接测量得到。被挤压后的调平工装101的高度d可以通过测量工具直接测量。

S604、将第一距离、调平工装的高度和介质窗的厚度求和获得相应的第三距离。

以检测器51设置有3个为例进行说明，在测量3个第三距离的事件中，定义3个检测器51对应的第一距离分别为h10、h20、h30，对应的第二距离分别为d10、d20、d30，对应的第三距离分别为L1、L2、L3，三个交点O1与对应的三个交点O2之间的距离分别为T10、T20、T30。则L1、L2、L3分别为：

L1＝d10+h10+T10 (7)；

L2＝d20+h20+T20 (8)；

L3＝d30+h30+T30 (9)。

将式(7)、(8)、(9)代入式(4)、(5)、(6)即可计算三个绝对值。

进一步的，由于介质窗40的第一表面411和第二表面412可能不平行，各检测器51对应的交点O1处介质窗40存在厚度误差，当该厚度误差相比预设阈值不可忽略时，经前述检测方法判断平行度OK的情况下，介质窗40的第一表面411和承载装置30的承载面31实际上并不满足平行度要求。为此，请参阅图7，图7是本申请实施例提供的第二种平行度的检测方法的流程示意图，其中，检测器51的数量为三个，分别为第一检测器、第二检测器和第三检测器。三个检测器51不共线且在水平面的投影为等边三角形，第二表面412的第一法向量与水平面的第二法向量之间具有夹角。该检测方法包括：

S701、测量步骤，各检测器检测对应的第一距离。

S702、在预先建立的坐标系中，计算所述第二表面上与所述第一距离对应的各个点的坐标，其中，所述坐标系以任意一个所述检测器所在的水平面为基准面，其中任意两个所述检测器在所述基准面的投影的连线为X轴，所述连线的中垂线为Y轴，所述连线的中点为圆心。

当第二表面412与第一表面411平行度较低时，不能作近似处理，请参阅图8，图8是本申请实施例提供的另一种平行度检测的计算原理示意图。此时在计算d1、d2、d3两两之间的差值的绝对值时，需要考虑三个交点O1处介质窗40的厚度误差，定义三个交点O1处介质窗40的厚度分别为T1*、T2*、T3*，该厚度可以预先进行测量。

为了简化计算，请参阅图9，图9是本申请实施例提供的平面坐标系示意图。假设第一检测器的安装高度最低，以第一检测器所在的水平面为XOY面，假设三个检测器在XOY面上的投影分别为P1、P2、P3，并且三角形P1P2P3为等边三角形，等边三角形的边长假设为ΔL，进一步定义空间坐标系，以竖直向上的方向为+Z方向，以P1和P2的连线为X轴，并以该连线的中垂线为Y轴。

则三个检测器51在第二表面412对应的交点O1(分别记为O11、O12、O13以便计算进行区分)在XYZ空间坐标系中的坐标分别为：

O11＝(P1x，P1y，P1z)＝(ΔL/2，0，-h1)，

O12＝(P2x，P2y，P2z)＝(-ΔL/2，0，(L2-L1)-h2)，

O13＝(P3x，P3y，P3z)＝(0，3^0.5ΔL/2，(L3-L1)-h3)。

S703、计算第一法向量。

定义介质窗40的第二表面412的第一法向量为n，第一法向量n＝(x，y，z)计算如下：

x＝(P2y-P1y)×(P3z-P1z)-(P3y-P1y)×(P2z-P1z)；

y＝(P2z-P1z)×(P3x-P1x)-(P3z-P1z)×(P2x-P1x)；

z＝(P2x-P1x)×(P3y-P1y)-(P3x-P1x)×(P2y-P1y)。

S704、根据第一法向量与水平面的第二法向量计算夹角。

水平面的第二法向量为(0，0，1)，计算第一法向量n与水平面的第二法向量(Z向)的夹角θ，θ计算如下：

cosθ＝|z|/(x²+y²+z²)^0.5。

S705、根据第一距离、第三距离、介质窗的厚度和夹角计算相应的第二距离。

根据θ可以进一步计算三个交点O1与对应的三个交点O2之间的距离T1、T2、T3，请参阅图8，具体如下：

T1＝T1*/cosθ (10)；

T2＝T2*/cosθ (11)；

T3＝T3*/cosθ (12)。

将式(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)代入式(1)、(2)、(3)即可得到d1、d2、d3。

S706、判断步骤，处理器将三个差值的绝对值分别与预设阈值进行比较，当三个绝对值中的任一个大于预设阈值时，执行S707，然后返回S701，否则，结束检测。

S707、调节相应的调平组件以调节对应的第二距离。

本实施例上述计算过程可以由处理器完成，上述处理过程中同时考虑了三个检测器51的相对安装高度误差和介质窗40的厚度误差，平行度检测更准确。

需要说明的是，本申请上述实施例以三个不共线的检测器51和对应的三个调平组件60为例进行计算为例，对检测方法进行说明。对于三个以上的检测器51和对应数量调平组件60的情形，都可以转化为三个的情形，本申请不再赘述。

以上对本申请所提供的一种工艺腔室及平行度的检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述。需要说明的是，在本申请中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本申请记载的范围。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种工艺腔室，应用于半导体设备，其特征在于，包括：

腔室本体和盖设于所述腔室本体上方的腔室盖板；

承载装置，所述承载装置设置于所述腔室本体内，且具有承载晶圆的承载面；

介质窗，所述介质窗设置于所述腔室本体内，且具有与所述承载面相对设置的第一表面和远离所述承载面的第二表面；

检测组件，所述检测组件包括处理器和设置于所述腔室盖板上的多个检测器，沿每个所述检测器在所述承载面的投影方向，所述第二表面与对应的所述检测器器之间具有第一距离，所述第一表面与所述承载面之间具有第二距离，所述检测器与所述承载面之间具有第三距离，所述检测器用于检测对应的所述第一距离，所述处理器与多个所述检测器电连接，用于根据多个所述第一距离和预先获得的多个所述第三距离计算多个所述第二距离两两之间的差值，并将多个所述差值的绝对值分别与预设阈值进行比较；

多个调平组件，多个所述调平组件与多个所述检测器在竖直方向上一一对应设置，各所述调平组件设置于与其对应的所述检测器的上方，所述介质窗与多个所述调平组件连接，多个所述调平组件与所述腔室盖板抵顶连接。

2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述介质窗包括电极部、连接杆和调节部，所述电极部设置于所述腔室本体内且具有所述第一表面和所述第二表面，所述连接杆的一端连接于所述电极部，另一端穿过所述腔室盖板连接于所述调节部，所述调节部与多个所述调平组件连接。

3.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述腔室盖板包括盖板本体和设置于所述盖板本体上方的安装支架，所述安装支架套设于所述连接杆的外侧，所述调平组件包括调平顶丝，所述调节部与多个所述调平顶丝连接，多个所述调平顶丝与所述安装支架抵顶连接。

4.根据权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述安装支架包括支撑环和环形安装板，所述支撑环设置于所述盖板本体上，所述环形安装板设置于所述支撑环远离所述腔室盖板的一端，多个所述调平顶丝与所述环形安装板抵顶连接。

5.根据权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述检测器为距离传感器，多个所述距离传感器设置于所述安装支架的下方，多个所述调平顶丝设置于所述安装支架的上方，所述距离传感器与所述调平顶丝在竖直方向一一对应设置。

6.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述检测器的数量为三个，三个所述检测器不共线且在水平面上的投影为等边三角形。

7.一种平行度的检测方法，用于权利要求1-6任一项所述的工艺腔室的所述介质窗和所述承载装置的平行度检测，其特征在于，包括：

测量步骤，各所述检测器检测对应的所述第一距离；

计算步骤，所述处理器根据多个所述第一距离和预先获得的多个所述第三距离计算多个所述第二距离两两之间的差值；

判断步骤，所述处理器将多个所述差值的绝对值分别与所述预设阈值进行比较，判断所述平行度是否满足要求。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在所述判断步骤之后，所述检测方法还包括调节步骤：当任一个所述绝对值大于所述预设阈值时，调节相应的所述调平组件以调节对应的所述第二距离，返回所述测量步骤，直至各所述绝对值均小于或等于所述预设阈值。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，多个所述第三距离的获得方法包括：

将多个可压缩的圆柱形压块放置于所述承载面上，且与多个所述调平组件和多个所述检测器在竖直方向上一一对应设置；

对所述工艺腔室进行抽真空，所述介质窗下降预设距离并挤压多个所述圆柱形压块，多个所述检测器检测所述第一距离；

测量多个被挤压后的所述圆柱形压块的高度和所述介质窗的厚度；

将所述第一距离、所述圆柱形压块的高度和所述介质窗的厚度求和获得相应的所述第三距离。

10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括获取所述介质窗的厚度，所述介质窗的厚度为所述介质窗的多个位置的厚度的平均值；或者，所述介质窗的厚度为所述第二表面上与所述第一距离对应的各个点的位置的厚度；

所述计算步骤包括：所述处理器根据多个所述第一距离、所述介质窗的厚度和多个所述第三距离计算多个所述第二距离两两之间的差值。

11.根据权利要求10所述的检测方法，其特征在于，所述检测器的数量为三个，三个所述检测器不共线且在水平面的投影为等边三角形，所述第二表面的第一法向量与所述水平面的第二法向量之间具有夹角，在计算多个所述第二距离两两之间的差值之前，所述计算步骤还包括：

根据所述第一距离、所述第三距离、所述介质窗的厚度和所述夹角计算相应的所述第二距离。

12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述计算步骤还包括：

在预先建立的坐标系中，计算所述第二表面上与所述第一距离对应的各个点的坐标，其中，所述坐标系以任意一个所述检测器所在的水平面为基准面，其中任意两个所述检测器在所述基准面的投影的连线为X轴，所述连线的中垂线为Y轴，所述连线的中点为圆心；

计算所述第一法向量；

根据所述第一法向量与所述水平面的第二法向量计算所述夹角。

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