用于半导体设备的安装位检测装置的制作方法

本实用新型涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种用于半导体设备的安装位检测装置。

背景技术：

在半导体制造领域中，常常需要运用气相沉积设备执行相应的成膜工艺，例如化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)设备或物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)设备。以化学气相沉积设备为例，其通常具有由腔体侧壁围绕形成的气相沉积腔室，用于为基板提供一沉积空间。以及，在所述气相沉积腔室中设置有一承载台和设置在所述承载台内的加热器(heater)，在执行化学气相沉积的过程中，基板被放置在所述承载台上，并利用所述加热器对所述基板进行加热以进行薄膜沉积。

其中，在化学气相沉积的过程中，基板上的温度分布均匀性至关重要，基板的温度均匀性将会对薄膜沉积的均匀性造成一定影响。具体而言，气相沉积设备的腔体侧壁内通常设置有冷却液通道，以避免腔体侧壁的温度过高而不利于操作人员对气相沉积设备进行操作并会对外界环境的温度造成影响，因此需要控制腔体侧壁的温度，如此即导致腔体侧壁的温度大大低于承载台的工作温度。然而，由于承载台的边缘区域靠近腔体侧壁，从而极易导致承载台的边缘区域存在严重的辐射热量损失，进而会对承载台的温度均匀性造成不利影响，并相应的导致基板的温度分布不均匀。如此，将进一步导致形成在所述基板上的薄膜的均匀性较差。

为改善承载台的边缘区域的热量损失，一般可以在承载台的外周围上设置边缘环，以实现隔热屏蔽作用，从而降低承载台的边缘区域的热量向腔体侧壁辐射损失，以提高整个承载台的温度均匀性，进而保证基板上所形成的薄膜均匀性。可见，边缘环在实现热量屏蔽时至关重要，因此边缘环的安装精度也极为重要，若边缘环的安装位置不符合要求，则会使得边缘环的隔热效果较差，此时仍然容易导致薄膜沉积工艺的均匀性异常的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于半导体设备的安装位检测装置，以解决半导体设备中环体的安装位无法精确监控的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于半导体设备的安装位检测装置，所述半导体设备包括平台和安装在所述平台上的环体，所述安装位检测装置用于检测安装在所述平台上的所述环体的水平度，以根据所述环体的水平度判断所述环体是否安装到位；其中，所述安装位检测装置包括：

一底盘，所述底盘具有多个第一接触柱，多个所述第一接触柱对应所述环体呈环形排布，用于接触所述环体的多个第一测量点；以及，

多个第一测距仪，多个所述第一测距仪对应多个所述第一接触柱设置在所述底盘上，并用于测量所述环体的所述第一测量点至底盘中心的水平距离。

可选的，在对所述环体进行安装位检测时，多个所述第一测距仪分别测量所述环体上的多个所述第一测量点至所述底盘中心的水平距离，以获得多个水平距离值，并根据多个所述水平距离值判断所述环体的水平度。

可选的，所述环体为圆环形结构，多个所述第一接触柱以所述底盘中心为圆心呈圆环形排布；当多个所述水平距离值中的最大绝对差值小于等于设定值时，则所述环体的水平度符合要求。

可选的，所述安装位检测装置用于优先对所述平台进行水平度检测，再对安装在所述平台上的所述环体进行水平度检测，以判断所述环体是否安装到位。

可选的，所述底盘还具有多个第二接触柱，多个所述第二接触柱用于接触所述平台的多个第二测量点；以及，所述安装位检测装置还包括多个第二测距仪，多个所述第二测距仪对应多个所述第二接触柱设置在所述底盘上，并用于测量所述平台的所述第二测量点至底盘中心的水平距离。

可选的，多个所述第一接触柱以距离所述底盘中心第一直线距离排布，多个所述第二接触柱以距离所述底盘中心第二直线距离排布，所述第一直线距离大于所述第二直线距离。

可选的，所述平台具有圆形台面，多个所述第二接触柱以所述底盘中心为圆心呈圆环形排布，并且所述第二接触柱至所述底盘中心的直线距离值小于等于所述平台的所述圆形台面的半径值。

可选的，所述底盘包括多个条状支架，多个所述条状支架的一端均连接至所述底盘中心，并分别往远离所述底盘中心的方向发散设置，所述第一测距仪设置在所述条状支架上。

可选的，所述底盘还包括一外框架，多个所述条状支架的另一端延伸连接至所述外框架上。

可选的，所述半导体设备为具有一沉积腔室的气相沉积设备，所述平台为设置在所述沉积腔室中的承载台，所述环体安装在所述承载台的外周围上，用于构成一边缘环。

可选的，所述承载台内设置有一加热器，用于对所述承载台进行加热；以及，所述边缘环用于对所述承载台进行隔热。

在本实用新型提供的用于半导体设备的安装位检测装置，利用所述安装位检测装置对半导体设备中安装在平台上的环体进行水平度检测，从而可根据环体的水平度判断出环体在平台上是否安装到位。

进一步的，在将本实用新型提供的安装位检测装置应用到气相沉积设备中时，即能够利用所述安装位检测装置对安装在承载台上的边缘环进行水平度检测，以直接判断出边缘环是否安装到位。与传统的在半导体设备复机之后通过薄膜沉积均匀性进行边缘环的安装位校正相比，利用本实用新型提供的安装位检测装置，能够在边缘环安装完成之后并在半导体设备复机之前更快更便捷的判断出边缘环的安装状况，避免了半导体设备需要重复多次的停机调试并复机的过程，有效节省了人力成本和物力成本，并有利于提高半导体设备的稼动率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的结构示意图；

图2a为本实用新型一实施例中半导体设备的平台的结构示意图；

图2b为本实用新型一实施例中半导体设备中安装有环体的平台的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的其中一种结构示意图；

图4为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的其中一种结构的原理示意图；

图5为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的另一种结构的原理示意图。

其中，附图标记如下：

100-安装位检测装置；

110-底盘；

111A-第一接触柱；111B-第二接触柱；

120-第一测距仪；

200-沉积腔室；

210-平台；

211-承载主体；212-边缘槽；

220-环体；

230-加热器；

240-腔体侧壁；

S1/S2-水平距离；

Z1/Z2-直线距离。

具体实施方式

在半导体制造领域中，加工设备的各个组件需要具备较高的安装精度，以确保制备出的半导体器件符合规格要求。例如，气相沉积设备中，边缘环的安装精度尤其重要，当边缘环的安装不到位时，会使所述边缘环无法发挥其预定应有的作用(例如，其隔热性能不足)，从而会对气相沉积工艺制程造成不利影响。

例如，利用气相沉积设备在一基板上沉积金属层时，若边缘环的安装位异常，则会导致形成在基板上的金属层中位于中间区域的厚度和位于边缘区域的厚度存在差异(具体体现在，在对金属层的各个区域进行电阻值测试时，所述金属层中位于中间区域的电阻值和位于边缘区域的电阻值存在差异)。此时，即需要使半导体设备停止运行，并使半导体设备冷却及破真空，接着再人为调整或更换边缘环，在调整或更换边缘环的过程后为确保半导体设备的清洁度，还需要对半导体设备的相关部件进行清洁保养。在完成以上所述的边缘环的调整或更换之后，再对半导体设备重新建立真空并升温，然而此时仍然无法确保边缘环的安装是否到位，因此需要通过薄膜沉积均匀性进行校验。例如，针对气相沉积设备而言，在调整或更换边缘环并在气相沉积设备复机之后，利用气相沉积设备在一基板上沉积金属层，并对所述金属层的各个区域进行电阻值量测，当金属层的各个区域的电阻值的最大绝对差值在规定范围内，则表示边缘环的安装位符合要求；若金属层的各个区域的电阻值的最大绝对差值超出规定范围，则需要重复如上所述的边缘环的调整或更换过程。

可见，由于目前没有一种更为灵活便捷的方法对边缘环的安装位进行检测，而需要通过沉积薄膜进行校验，导致边缘环的安装位的检测周期较长，并且需要耗费大量的人力和物力，大大影响了半导体设备的稼动率。

为此，本实用新型提供了一种用于半导体设备的安装位检测装置，利用所述安装位检测装置对安装在平台上的环体进行水平度检测，进而可根据环体的水平度判断出所述环体是否安装到位。

即，可将本实用新型提供的环体的安装位检测装置应用于气相沉积设备中，以便于对安装在承载台外周围上的边缘环进行安装位检测。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的用于半导体设备的安装位检测装置作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

图1为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的结构示意图，如图1所示，所述半导体设备包括平台210和安装在所述平台210上的环体220，所述安装位检测装置用于检测所述环体220在所述平台210上的安装位置。具体的，所述安装位检测装置100，用于对安装在所述平台210上的环体220进行水平检测，以根据检测结果判断所述环体220是否安装到位。其中，所述环体210的材质可以包括陶瓷材料或金属材料。

即，由于半导体设备的平台210具备较好的水平度，因此当环体220完全的安装在所述平台210上时，则所述环体220即相应的具备较好的水平度。基于此，即可根据所述环体220的水平度检测环体220是否安装到位。

继续参考图1所示，本实施例中，以所述半导体设备为具有一沉积腔室200的气相沉积腔室为例进行解释说明。进一步的，所述平台210可以为设置在所述沉积腔室200中的承载台，所述沉积腔室200由腔体侧壁240围绕形成，所述承载台(本实施例中的平台210)设置在所述气相沉积腔室200中。更进一步的，在所述承载台(即，平台210)内还设置有加热器230，所述加热器230用于对承载台进行加热，从而使放置在所述承载台上的基板能够维持在预定的温度范围内。以及，所述环体220安装在所述承载台的外周围上，用于构成一边缘环，通过设置所述边缘环并使其环绕承载台的外周围，以利用所述边缘环对所述承载台进行隔热，以降低承载台的边缘区域向腔体侧壁240辐射大量的热量而造成热量损失的问题，用于保证位于承载台上的整个基板的温度均匀性。

图2a为本实用新型一实施例中半导体设备的平台的结构示意图，图2b为本实用新型一实施例中半导体设备中安装有环体的平台的结构示意图。结合图1、图2a和图2b所示，本实施例中，环体220安装在平台210的边缘上，并且环体220与平台210的边缘相互契合嵌套。

进一步的，所述平台210具有一承载主体211和环绕在所述承载主体211的外周围上的边缘槽212。其中，所述平台210的所述承载主体211可用于承载基板，所述边缘槽212可以和环体220的形貌吻合，以使所述环体220可以安装在所述平台210的边缘槽212中。

如图2a和图2b所示，所述平台210的所述承载主体211具有圆形台面，所述边缘槽212环绕所述承载主体211的圆形台面而相应的呈现为圆环形结构。基于此，所述环体220也可以相应的呈现为圆环形结构。

图3为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的其中一种结构示意图，图4为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的其中一种结构的原理示意图。结合图1、图3和图4所示，所述安装位检测装置100包括：

一底盘110，所述底盘110具有多个第一接触柱111A，多个所述第一接触柱111A对应环体220呈环形排布，用于接触所述环体220的多个第一测量点(可以认为，第一接触柱111A接触到环体220的位置即构成第一测量点)；以及，

多个第一测距仪120，多个所述第一测距仪120对应多个所述第一接触柱111A设置在所述底盘110上，用于测量所述环体220的所述第一测量点至所述底盘中心的水平距离S1。

需要说明的是，此处所述的“第一测量点至底盘中心的水平距离S1”指的是：第一测量点至底盘中心在平行于平台210的台面方向的距离。本实施例中，所述平台210具备承载作用，其台面垂直于高度方向，因此本实施例中的水平距离即为垂直于高度方向上的距离。

在利用所述安装位检测装置100对所述环体220进行安装位检测时，多个所述第一测距仪120分别测量多个所述第一接触柱111A(即，环体的第一测量点)至所述底盘中心的水平距离S1，以获得多个水平距离值，并根据多个所述水平距离值判断所述环体220的水平状况，进而可根据所述环体220的水平状况反映出所述环体220是否安装到位。

进一步的，所述第一接触柱111A至所述底盘中心具有一直线距离Z1，此时可利用由第一测距仪120所获得的环体220的第一测量点(对应第一接触柱111A)至底盘中心的水平距离S1，与所述第一接触柱111A至底盘中心的直线距离Z1进行比较，判断水平距离值S1和直线距离值Z1之间的绝对差值是否大于预定值，由此确认所述环体220的水平度是否符合要求。

需要说明的是，所述第一接触柱111A至所述底盘中心的直线距离Z1并不一定等同于第一接触柱111A至所述底盘中心的水平距离S1。具体而言，第一接触柱111A至底盘中心的水平距离S1与所述底盘110的水平有关，当底盘110存在倾斜并且倾斜角度越大时(即，环体存在倾斜并且倾斜角度越大时)，则第一接触柱111A至底盘中心的水平距离S1越小；然而，第一接触柱111A至底盘中心的直线距离Z1是第一接触柱111A与底盘中心之间的绝对距离，其与底盘的倾斜度无关。换言之，当底盘110具备较好的水平度时(即，环体220具备较好的水平度时)，则第一接触柱111A至底盘中心的水平距离S1与第一接触柱111A至底盘中心的直线距离Z1相等或近似。

此外，由于在利用安装位检测装置100对环体220进行检测时，底盘110下方的第一接触柱111A与环体220接触。因此，第一接触柱111A的位置设置与所述环体220的结构相对应。

结合参考图2a、图2b和图3所示，本实施例中，所述平台110具有圆形台面，所述环体220相应的呈现圆环形结构而环绕在所述平台110的外周围上。因此，所述安装位检测装置100中多个第一接触柱111A相应的以底盘中心为圆心呈圆环形排布，即各个第一接触柱111A以距离所述底盘中心相同的直线距离Z1设定。此时，第一接触柱111A至底盘中心的直线距离Z1大于所述环体220的内环半径，并小于所述环体220的外环半径，以确保第一接触柱111A能够与环体220接触。

基于此，本实施例中，在根据多个第一测距仪120而分别获得了环体的多个第一测量点(对应多个第一接触柱111A)至底盘中心的多个水平距离值时(例如，S1-1/S1-2/S1-3/S1-4)，可直接根据多个水平距离值之间的最大绝对差值(例如，S1-1/S1-2/S1-3/S1-4之间的差值绝对值中的最大值)判断所述环体220的水平度。具体的，当多个所述水平距离值中的最大绝对差值小于等于设定值时，则所述环体220的水平状况符合要求。例如，当多个所述水平距离值中的最大绝对差值小于等于0.07cm时，则判断环体220具备较好的水平度，此时可以认为所述环体220的安装位符合要求，能够较好的密合在平台210上。

继续参考图3所示，本实施例的安装位检测装置100中，所述底盘110包括多个条状支架，多个所述条状支架的一端均连接至所述底盘中心，并分别往远离所述底盘中心的方向发散设置。以及，所述第一测距仪120和第一接触柱111A均设置在所述条状支架上，其中所述第一接触柱111A设置在所述条状支架的下方，所述第一测距仪120对应所述第一接触柱111A设置在在所述条状支架的上方。进一步的，所述底盘110还包括一外框架，多个所述条状支架的另一端延伸连接至所述外框架上。

本实施例中，所述底盘110包括4个条状支架，4个所述条状支架进一步呈“十”字布置。其中，在所述底盘110下延伸设置有4个第一接触柱111A，4个第一接触柱111A分别设置在4个条状支架的下方，以及，在所述底盘110上设置有4个第一测距仪120，4个第一测距仪120分别对应4个第一接触柱111A设置在4个条状支架的上方。即，4个第一测距仪120(对应4个第一接触柱111A)分别在两个相互垂直的方向上对所述环体220进行水平度检测。

在利用安装位检测装置检测环体的安装位时，安装位检测装置100中的4个第一测距仪120相应的可以获取4个水平距离值，从而可根据4个所述水平距离值之间的最大绝对差值判定环体的安装位状况。

优选的方案中，用于半导体设备的安装位检测装置还用于检测平台210的水平度。具体的，可进一步利用所述安装位检测装置优先对所述平台210进行水平度检测，再对安装在所述平台210上的所述环体220进行水平度检测，以判断所述环体220是否安装到位。

由于安装位检测装置能够同时对平台210的水平度进行监控，从而可以确保平台210的水平度符合要求，基于此在对环体220进行水平检测时，即能够根据环体220的水平度更为有效的反映出环体220在所述平台210上是否安装到位。

图5为本实用新型一实施例中用于半导体设备的安装位检测装置的另一种结构的原理示意图。参考图5所示，所述底盘110还具有多个第二接触柱111B，多个所述第二接触柱111B用于接触所述平台210的多个第二测量点(可以认为，第二接触柱111B接触到的平台位置即构成第二测量点)。以及，所述安装位检测装置还包括多个第二测距仪(图中未示出)，多个所述第二测距仪对应多个所述第二接触柱111B设置在所述底盘110上，用于测量所述平台210由第二测量点至底盘中心的水平距离S2。

可选的，多个所述第二接触柱111B也以底盘中心为圆心呈圆环形排布，即多个所述第二接触柱111B以距离底盘中心相同的直线距离Z2设置。具体的，所述平台210的承载主体211具有圆形台面，所述第二接触柱111B至所述底盘中心的直线距离Z2小于等于所述承载主体211的所述圆形台面的半径，此时即可利用所述安装位检测装置100检测所述承载主体211的水平度，进而反映出所述平台210的水平度。

与环体220的水平度检测方法类似的，在对平台210进行水平度检测时，多个所述第二测距仪分别测量多个所述第二接触柱111B(即，平台的第二测量点)至所述底盘中心的水平距离S2，以获得多个水平距离值，并根据多个所述水平距离值判断所述平台210的水平状况。本实施例中，多个第二接触柱111B以距离底盘中心相同的直线距离Z2设定，因此可根据第二测距仪所获取的多个水平距离值，得到多个水平距离值中的最大绝对差值，进而判断所述平台210的水平度是否符合要求。

继续参考图5所述，本实施例中，所述第一接触柱111A和第二接触柱111B分别设置在底盘110的不同条状支架上，例如4个第一接触柱111A(对应4个第一测距仪)和4个第二接触柱111B(对应4个第二测距仪)分别设置在8个条状支架上。

然而，应当认识到，由于第一接触柱111A至底盘中心的直线距离Z1(例如，第一直线距离)，与第二接触柱111B至底盘中心的直线距离Z2(例如，第二直线距离)并不相同，本实施例中，第一接触柱111A至底盘中心的第一直线距离大于第二接触柱111B至底盘中心的第二直线距离，因此可以将第一接触柱111A和第二接触柱111B设置在相同的条状支架上。例如，可在同一条状支架上设置有第一接触柱111A(对应的设置有第一测距仪)和第二接触柱111B(对应的设置有第二测距仪)，此时即可仅设置4个条状支架。

如上所述，在利用安装位检测装置检测环体的安装位时，可利用安装位检测装置100优先对平台210进行水平度检测(即，通过多个第二测距仪获取多个第二测量点至底盘中心的水平距离S2，并由此判断平台210的水平度)；接着，可继续利用所述安装位检测装置100对安装在平台210上的环体220进行水平度检测(即，通过多个第一测距仪120获取多个第一测量点至底盘中心的水平距离S1，并由此判断环体220的水平度)，如此即可根据环体220的水平度反映出所述环体220的安装位是否符合要求。当然，针对气相沉积设备而言，在完成边缘环的安装位检测之后，并在气相沉积设备复机之后，仍然可通过薄膜沉积均匀性再次进行校验。

此外，需要说明的是，以上所述的安装位检测装置可以认为是用于对某一半导体设备中的环体进行安装位检测的装置。或者，在某一半导体设备中直接即设置有以上所述的安装位检测装置。例如，一种半导体设备，包括：一平台、一安装在所述平台上的环体以及如上所述的安装位检测装置。应当认识到，所述半导体设备仍然属于本实用新型的保护范围。

综上可知，根据本实用新型提供的用于半导体设备的安装位检测装置，能够在将环体安装在平台上之后，直接对环体进行安装位检测，从而使安装位检测更为便捷有效，并且检测周期更短。因此，可将本实用新型提供的安装位检测装置应用到气相沉积设备中，从而在将边缘环安装在承载台上之后，可以直接对边缘环的安装位进行检测。与传统的需要通过后续的薄膜沉积均匀性判断边缘环的安装位相比，采用本实用新型提供的安装位检测装置避免了半导体设备需要重复进行多次的停机和复机的过程，进而能够有效节省人力和物力，并有利于提高半导体设备的稼动率。以及，针对气相沉积设备而言，通过确认边缘环在承载台上的安装位，能够有效保障承载台上的基板的温度分布均匀性，进而可有效保证气相沉积设备的薄膜沉积均匀性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型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。