外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法与流程

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法。

背景技术：

1、外延生长装置的工艺腔室主要是由最外部的金属基础环、内部用于隔绝金属基础环的石英内衬套、以及和硅片直接接触的石墨部件构成。其中石墨部件中最重要的两个组成部件分别是石墨基座和石墨预热环，石墨基座用于支撑硅片进行工艺旋转，石墨预热环用于对工艺气体进行温度预热和腔室热量传递。

2、当硅片从传输腔室被送入工艺腔室时，石墨基座会缓慢上升以承载待处理的硅片，当硅片完全落于石墨基座上之后，石墨基座承载着硅片缓慢下降，直至降落至预期工艺位置。此时，在石墨基座和预热环中间会留出一个均匀的窄缝，我们将这个间距称之为间隙。当要进行外延生长工艺时，石墨基座会在基座支撑轴的带动下均匀旋转，由于基座支撑轴是长杆结构，在旋转过程中，石墨基座的中心点位会在极小的范围内偏移，从而石墨基座和预热环之间的间隙就会随着石墨基座的旋转不停的变换。

3、当石墨基座与石墨预热环之间的间隙不断变化，且该变化值波动很大时，工艺反应气体从气体注入口经预热环，到达硅片边缘的距离就会发生差异。这意味着，流过该区域的工艺反应气体的温度会有差异。温度不均匀的反应气体会导致外延层的生长速率不同。不均匀的生长速度，会影响生产的外延片的平整度、或者产生重排等结晶缺陷。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法，能够制造品质更稳定的外延片。

2、本公开实施例所提供的技术方案如下：

3、一种外延生长装置，包括：

4、反应腔室，所述反应腔室的一侧壁上设有贯通其腔室内外两侧的通孔；

5、基座，所述基座设置于所述反应腔室内，且具有用于承载硅片的承载面；

6、基座支撑组件，设置于所述基座下方，且能够带动所述基座绕垂直所述承载面方向的中心轴转动；

7、预热环，所述预热环活动安装至所述反应腔室内，且位于所述基座的径向外侧、与所述基座之间可相对运动，所述预热环与所述基座之间具有间隙，所述预热环的周向外侧面上在第一水平方向上间隔分布有若干调整点位；及

8、可操作构件，所述可操作构件可经由所述通孔从所述反应腔室外侧伸入至所述反应腔室内侧，所述可操作构件包括伸入所述反应腔室内侧的第一端及位于所述反应腔室外侧的第二端；

9、其中，所述第二端被构造为可供操作，所述第一端被构造为能够与任一所述调整点位之间配合连接或分离，所述可操作构件与所述调整点位配合的情况下能够相对所述基座移动所述预热环。

10、示例性的，所述通孔由可安装校温计的安装孔形成。

11、示例性的，所述可操作构件包括一杆状主体及位于所述杆状主体的第一端的连接部，所述通孔的径向截面积尺寸大于所述杆状主体的径向截面积尺寸，以使所述杆状主体能够在所述通孔内沿第一水平方向及第二水平方向可移动，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直；所述调整点位被构造为能够与所述连接部适配配合连接或分离。

12、示例性的，所述连接部包括卡勾结构，所述调整点位被构造为能够与所述卡勾结构卡合或分离的卡槽结构。

13、示例性的，所述卡勾结构包括：第一部分和第二部分，所述第一部分延伸方向与所述杆状主体轴向相同，所述第二部分与所述第一部分呈夹角连接，以形成勾子结构；所述卡槽结构被构造为包括相对的槽口端和槽底端，所述槽口端的边沿设有能够与所述勾子结构配合连接的卡合边。

14、示例性的，所述预热环和所述基座均选用石墨材料制成，且所述可操作构件选用石墨材料制成。

15、示例性的，所述通孔沿所述第一水平方向贯通所述反应腔室内外两侧。

16、示例性的，所述调整点位的数量为五个，任意相邻两个调整点位之间的间距均相等。

17、示例性的，所述外延生长装置还包括：用于检测基座与预热环之间的间隙变化信息的检测组件，所述检测组件设置于所述反应腔室外侧。

18、一种预热环与基座相对位置校正方法，应用于如上所述的外延生长装置，所述方法包括如下步骤：

19、判断所述基座旋转过程中与所述预热环之间的当前间隙波动信息是否在间隙波动阈值内；

20、当所述间隙波动信息超出所述间隙波动阈值时，基于所述间隙波动信息，确定所述预热环的位置调整信息，所述位置调整信息包括：调整方向信息及调整距离信息；

21、在所述反应腔室不开腔的情况下，将所述可操作构件的所述第一端经由所述通孔伸入至所述反应腔室内侧，

22、基于所述位置调整信息，操作所述可操作构件的第二端，将所述可操作构件的第一端与所述预热环上对应位置处的调整点位配合连接，并沿所述第一水平方向和/或所述第二水平方向移动所述预热环；

23、所述预热环相对所述基座位置调整完成后，操作所述可操作构件，以使所述可操作构件与所述调整点位分离，从所述通孔取出所述可操作构件。

24、本公开实施例所带来的有益效果如下：

25、本公开实施例所提供的外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法中，将预热环活动安装至反应腔室内，且位于基座的径向外侧，与基座之间具有间隙，基座设置于反应腔室内，且基座可转动，预热环的周向外侧面上分布多个调整点位，且反应腔室上设有供可操作构件伸入腔室内的通孔。这样，可在反应腔室不开腔的情况下，将可操作构件从腔室外经由通孔伸入至腔室内，并与预热环上的调整点位配合连接，所述可操作构件与所述调整点位配合的情况下能够相对所述基座移动所述预热环，以实现对预热环与基座之间的间隙调整的目的。且可操作构件还可与调整点位之间分离，从而在间隙调整完成之后，可从通孔取出。

26、由此可见，本公开实施例所提供的外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法，可以在不开腔的情况下快速进行预热环位置的调整，保证基座和预热环之间的间隙在一个较小的范围内波动，保证流过预热环的工艺气体温度稳定，规避调整预热环时设备开腔的步骤，减少设备开腔引起的腔室环境波动和污染，保证腔室环境稳定和高的设备稼动率，从而来制造品质更稳定的外延片。

技术特征：

1.一种外延生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述通孔由可安装校温计的安装孔形成。

3.根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述可操作构件包括一杆状主体及位于所述杆状主体的第一端的连接部，所述通孔的径向截面积尺寸大于所述杆状主体的径向截面积尺寸，以使所述杆状主体能够在所述通孔内沿第一水平方向及第二水平方向可移动，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直；所述调整点位被构造为能够与所述连接部适配配合连接或分离。

4.根据权利要求3所述的外延生长装置，其特征在于，所述连接部包括卡勾结构，所述调整点位被构造为能够与所述卡勾结构卡合或分离的卡槽结构。

5.根据权利要求4所述的外延生长装置，其特征在于，所述卡勾结构包括：第一部分和第二部分，所述第一部分延伸方向与所述杆状主体轴向相同，所述第二部分与所述第一部分呈夹角连接，以形成勾子结构；所述卡槽结构被构造为包括相对的槽口端和槽底端，所述槽口端的边沿设有能够与所述勾子结构配合连接的卡合边。

6.根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述预热环和所述基座均选用石墨材料制成，且所述可操作构件选用石墨材料制成。

7.根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述通孔沿所述第一水平方向贯通所述反应腔室内外两侧。

8.根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述调整点位的数量为五个，任意相邻两个调整点位之间的间距均相等。

9.根据权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于，所述外延生长装置还包括：用于检测基座与预热环之间的间隙变化信息的检测组件，所述检测组件设置于所述反应腔室外侧。

10.一种预热环与基座相对位置校正方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的外延生长装置，所述方法包括如下步骤：

技术总结
本公开提供一种外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法，装置包括：反应腔室，侧壁上设通孔；基座，绕垂直承载面方向的中心轴可转动；预热环，活动安装至反应腔室内且位于基座的径向外侧，预热环与基座之间具有间隙，预热环的周向外侧面上在第一水平方向上间隔分布有若干调整点位；可操作构件，可经由通孔从反应腔室外侧伸入至反应腔室内侧，第二端被构造为可供操作，第一端能够与任一调整点位之间配合连接或分离，可操作构件与调整点位配合的情况下能够相对基座移动预热环。本公开提供的外延生长装置及预热环与基座相对位置校正方法，减少设备开腔引起的腔室环境波动和污染，保证腔室环境稳定和高的设备稼动率。

技术研发人员：贾帅,金柱炫
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16