承载装置及半导体工艺设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种承载装置及半导体工艺设备。


背景技术：

2.外延晶圆是在晶圆的表面上气相生长外延层而形成的结构。相关技术中，半导体腔室的反应腔内通入三氯氢硅，利用氢气在晶圆上还原生产硅层。
3.半导体腔室包括基座和驱动机构，驱动机构与基座相连接，晶圆在生长外延层的过程中，驱动机构驱动基座绕其中心轴线转动，从而使得生成的外延层更加均匀。
4.通常可以通过控制晶圆的温度，以改善外延层生长时晶粒之间的结构，从而提高晶圆的工艺性能。直接检测晶圆的温度难度较大，因此通过测量基座的温度以获得晶圆的温度。相关技术中，半导体腔室设置有测温件，测温件可以通过接收基座辐射的红外光线，以测量基座的温度。
5.然而，驱动机构与测温件间隔设置，驱动机构的部分结构环绕设置在基座边缘位置，此时基座转动时驱动机构用于支撑基座的部件也会转动。当驱动机构用于支撑基座的部件转动至与测温件相对的位置时，驱动机构用于支撑基座的部件辐射的红外光线也会被测温件接收，从而干扰测温件的测量结果，因此造成测量基座温度的准确性较差，致使测量晶圆温度的准确性较差。


技术实现要素：

6.本实用新型公开一种承载装置及半导体工艺设备，以解决测量晶圆温度的准确性较差的问题。
7.为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：
8.一种承载装置，应用于半导体工艺设备，所述承载装置包括转动支架、基座、测温件、电连接器和驱动机构；
9.所述基座具有相背设置的承载面和测温面，所述承载面用于承载晶圆；
10.所述转动支架用于支撑所述基座，所述转动支架的一端与所述测温面相对设置，所述转动支架设有沿自身轴线方向延伸的容纳腔，所述转动支架沿所述容纳腔与所述测温面相对的方向上设置有透光区域；
11.所述驱动机构与所述转动支架相连接，所述驱动机构通过所述转动支架驱动所述基座转动；
12.所述测温件设置于所述容纳腔内，且所述测温件与所述透光区域相对设置，所述基座辐射的红外光通过所述透光区域射入所述容纳腔内；
13.所述电连接器包括旋转轴和固定套，所述固定套套设于所述旋转轴之外，所述旋转轴可相对于所述固定套转动，所述转动支架与所述旋转轴相连接，以使所述转动支架带动所述旋转轴转动，所述测温件与所述旋转轴电连接，所述旋转轴与所述固定套电连接。
14.一种半导体工艺设备，包括上述的承载装置。
15.本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：
16.本实用新型公开的承载装置中，驱动机构通过转动支架驱动基座转动，也就是说转动支架与基座一同转动，此时测温件设置于转动支架上开设的容纳腔内，测温件随着转动支架一同转动。此时，基座转动的过程中，测温件与基座的相对位置固定，测温件与基座之间不容易被其他部件遮挡，因此测温件不容易被其他部件干扰测量结果，从而提高测量基座温度的准确性，进而提高测量晶圆温度的准确性。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型实施例公开的承载装置的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例公开的承载装置中电连接器的结构示意图。
20.附图标记说明：
21.100-转动支架、111-容纳腔、112-透光件、120-隔热套、130-密封套筒、
22.200-基座、210-承载面、220-测温面、
23.310-测温件、330-电连接器、331-旋转轴、331a-第一轴段、331b-第二轴段、332-固定套、
24.400-驱动机构、410-驱动源、420-箱体、
25.500-控制器。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.以下结合附图，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。
28.如图1和图2所示，本实用新型实施例公开一种承载装置，该承载装置应用于半导体工艺设备。所公开的承载装置包括转动支架100、基座200和测温件310、电连接器330和驱动机构400。
29.基座200具有相背设置的承载面210和测温面220，具体地，承载面210可以为基座200的顶面，测温面220可以为基座200的底面。承载面210用于承载晶圆。
30.转动支架100用于支撑基座200，转动支架100的一端与测温面220相对设置。转动支架100设有沿自身轴线方向延伸的容纳腔111，转动支架100沿容纳腔111与测温面220相对的方向上设置有透光区域。测温件310设置于容纳腔111内，且测温件310与透光区域相对设置，基座200辐射的红外光通过透光区域射入容纳腔111内。此时，由于基座200在不同温度的情况下，辐射的红外光的强度不同，当基座200温度升高时，辐射的红外光强度越强。当基座200的温度降低时，辐射的红外光强度越弱。因此可以通过检测基座200的红外光，来测
量基座200的温度，通过基座200的温度可间接获得其上承载的晶圆的温度。
31.可选地，测温件310可以为红外测温仪、红外传感器或者红外测温计等结构，当然测温件310还可以其他测温部件，本文不作限制。
32.驱动机构400与转动支架100相连接，驱动机构400通过转动支架100驱动基座200转动，具体地，转动支架100的一端与驱动机构400的动力输出端相连接，转动支架100的另一端与基座200相连接。基座200可以绕其中心轴线转动。当晶圆进行加工工艺时，驱动机构400通过转动支架100驱动基座200转动，从而使得晶圆能够与反应气体均匀接触，从而提高晶圆的工艺均匀性。
33.可选地，驱动机构400可以为直流电机、伺服电机、交流异步电机等动力结构，当然还可以为其他动力结构，本文不作限制。
34.本技术公开的实施例中，驱动机构400通过转动支架100驱动基座200转动，也就是说转动支架100与基座200一同转动，此时测温件310设置于转动支架100上，测温件310随着转动支架100一同转动。此时，基座200转动的过程中，测温件310与基座200的相对位置固定，测温件310与基座200之间不容易被其他部件遮挡，因此测温件310不容易被其他部件干扰测量结果，从而提高测量基座200温度的准确性，进而提高测量晶圆温度的准确性。
35.此外，测温件310与基座200的相对位置固定，因此测温件310所测量的区域始终不变，从而能够避免基座200温度不均匀，造成的测量温差较大的问题。
36.本技术公开的实施例中，测温件310的隐藏于容纳腔111内，从而使得测温件310不容易与其他部件发生干涉或碰撞，从而提高测温件310的安全性能。
37.另外，测温件310的至少部分设置在转动支架100的内部，相对于测温件310设置在转动支架100的外部来说，转动支架100的外部无需预留测温件310的安装位置，从而能够对承载装置的安装空间进行压缩，进而减小承载装置对半导体腔室内部空间的占用。
38.可选地，容纳腔111可以为容纳槽或容纳孔。
39.上述实施例中，测温件310需要与外部的供电部件或数据接收部件连接，测温件310需要随着转动支架100一起转动，而外部的供电部件或数据接收部件不转动，转动的测温件310与不转动的供电部件或数据接收部件可以通过柔性导线电连接。然而测温件310转动的过程中，容易导致柔性导线发生缠绕，因此容易使得柔性导线发生绞死或者断裂等现象。
40.基于此，本技术公开的承载装置还可以包括电连接器330，电连接器330包括旋转轴331和固定套332，固定套332套设于旋转轴331之外。旋转轴331可相对于固定套332转动，转动支架100与旋转轴331相连接，以使转动支架100带动旋转轴331转动，测温件310与旋转轴331电连接，旋转轴331与固定套332电连接。
41.此方案中，测温件310将电信号传递至旋转轴331的电路结构上，旋转轴331的电路结构将电信号再传递至固定套332的电路结构上，然后再通过固定套332的电路结构传递至外部的供电部件或数据接收部件上。此时，驱动机构400带动旋转轴331转动，也就是说，测温件310与旋转轴331相对静止，因此测温件310与旋转轴331之间的电连接结构不容易断裂，固定套332与外部的供电部件或数据接收部件能够相对静止，因此固定套332与外部的供电部件或数据接收部件之间的电连接结构不容易断裂。此时，电连接器330实现了转动部件与固定部件之间的电连接，因此能够提高测温件310与外部的供电部件或数据接收部件
之间电连接的可靠性和安全性。
42.进一步地，旋转轴331与固定套332之间可以设置有导电连接环，用于将旋转轴331与固定套332电连接。此方案中，导电连接环设置于旋转轴331与固定套332之间，此时导电连接环的内环侧与旋转轴331的外侧壁相接触，从而实现导电连接环与旋转轴331的电导通。导电连接环的外环侧与固定套332的内侧壁相接触，从而实现导热连接环与固定套332的电导通，因此导电连接环能够实现可靠的电连接，从而提高旋转轴331与固定套332之间的电连接的可靠性和安全性。
43.当然，旋转轴331的外侧壁与固定套332的内侧壁之间还可以设置其他导电结构，例如，导电层、导电弹片等结构，旋转轴331与固定套332通过导电结构电导通。旋转轴331的内部镶嵌有内导线，固定套332的外表面可以镶嵌有外导线，测温件310通过内导线与导电结构电连接。
44.上述实施例中，固定套332的长度和旋转轴331的长度可以相同，为了防止固定套332与转动支架100发生干涉，旋转轴331与转动支架100连接时，旋转轴331可以套装在转动支架100外，此方案中，旋转轴331的外径需要大于转动支架100的外径，因此使得电连接器330的整体尺寸较大。
45.在另一种可选的实施例中，旋转轴331可以包括相连接的第一轴段331a和第二轴段331b，第一轴段331a可以与转动支架100相连接，固定套332可以套设于第二轴段331b外。此方案中，固定套332套装在第二轴段331b上，因此旋转轴331的长度大于固定套332的长度，旋转轴331的第一轴段331a的外径可以小于转动支架100的外径，从而使得第一轴段331a可以插入转动支架100内，因此使得电连接器330的整体尺寸较小。
46.在另一种可选的实施例中，第一轴段331a的直径可以小于第二轴段331b的直径。具体地，旋转轴331可以为阶梯轴。此方案中，第二轴段331b的直径较大，从而使得固定套332与旋转轴331套装更加可靠。第一轴段331a的直径较小，因此使得旋转轴331的整体重量较轻。因此采用上述结构的旋转轴331既能够提高转动稳定性，还能够使得整体重量较小。
47.当然，旋转轴331不限于上述的结构，旋转轴331的第一轴段331a和第二轴段331b的直径可以相同。
48.上述实施例中的透光区域可以为开口，因此反应气体容易从开口处进入到容纳腔111内，反应气体容易腐蚀测温件310的电子元器件，进而容易造成测温件310损坏。
49.基于此，在另一种可选的实施例中，转动支架100朝向基座200的一端可以覆盖有透光件112，透光区域可以形成于透光件112上，以使基座200辐射的红外光可以通过透光件112射入容纳腔111内。
50.此方案中，容纳腔111朝向基座200的一侧覆盖有透光件112，也就是说，容纳腔111朝向基座200的一侧的开口被封闭，从而能够防止反应气体或杂质进入容纳腔111内，从而不容易造成测温件310损坏。
51.可选的，透光件112可以采用石英等材料制作，当然还可以采用其他透光材料制作，本文不作限制。
52.上述实施例中，透明件的材质和基座200的材质不同，因此两者的红外光的波长具有一定的差异，从而影响测温件310的测量温度。基于此，在另一种可选的实施例中，基座200可以为石墨结构件，透光件112可以为石英结构件。此时基座200可以为石墨材质，透光
件112可以采用石英材质，因此两者的红外光的波长具有差异性较小，从而提高测温件310的测量精度。
53.为了进一步提高测温件310的测量精度，在选用测温件310时，需要选择与基座200辐射波长相近的测温件310，从而使得其接收的红外光不容易受透光件112的影响。
54.上述实施例中，半导体工艺设备在进行加工工艺时，其内部温度较高，因此使得转动支架100内部的温度较高，从而影响测温件310的可靠性和安全性。
55.基于此，在另一种可选的实施例中，容纳腔111内可以设置有隔热套120，隔热套120可以套装于测温件310外。此时，转动支架100与测温件310之间可以通过隔热套120相连接，从而防止高温传递至测温件310上，从而提高测温件310的可靠性和安全性。另外，隔热套120不但用于隔绝高温，还可以用于固定测温件310。
56.可选地，隔热套120可以与容纳腔111过盈配合，从而实现隔热套120在容纳腔111内的固定，隔热套120可以设置有内螺纹，测温件310可以设置有外螺纹，隔热套120与测温件310可以通过内螺纹和外螺纹螺纹连接。
57.上述实施例中，隔热套120可以采用聚四氟乙烯、玻璃纤维等材料制作，当然隔热套120还可以采用其他隔热材料制作，本文不作限制。
58.在另一种可选的实施例中，驱动机构400可以包括驱动源410、传动组件和箱体420，传动组件可以设置于箱体420内，传动组件的输入端可以与驱动源410连接，传动组件的输出端可以与转动支架100连接，驱动源410可以通过传动组件与转动支架100传动连接。
59.此方案中，传动组件设置于箱体420内，箱体420能够对传动组件起到防护的作用，从而提高传动组件的安全性。
60.可选地，上述传动组件可以为齿轮机构、涡轮机构、传输带结构，当然还可以为其他传动机构，本文不作限制。
61.在另一种可选的实施例中，电连接器330可以设置于箱体420内，且通过固定套332固定连接于箱体420上。此方案中，电连接器330设置于箱体420内，能够对电连接器330起到防护的作用。另外，箱体420与转动支架100距离较近，因此电连接器330设置于箱体420内也便于电连接器330与转动支架100的连接。
62.在另一种可选的实施例中，承载装置还可以包括密封套筒130，密封套筒130可以套装于转动支架100之外，密封套筒130可以与转动支架100和箱体420密封连接。此方案中，密封套筒130能够形成密封空间，从而将转动支架100与箱体420的连接处遮盖，进而防止工艺腔室内的反应副产物等杂质进入到箱体内，以避免箱体420内的传动组件损坏，以提高驱动机构400的安全性和可靠性。
63.另外，密封套筒130可以套装于转动支架100之外，还能够对转动支架100进行防护，从而提高了转动支架100的安全性。
64.具体地，转动支架100可以包括至少三个支撑杆和转动轴，至少三个支撑杆的一端与转动轴相连接，另一端用于支撑基座200，转动轴背离支撑杆的一端可以与驱动机构400的输出端相连接。进一步地，支撑杆用于支撑基座200的一端可以设置有支撑台，支撑台上可以设置有定位销，基座200可以与定位销定位配合。当然，转动支架100还可以为其他结构，本文不作限制。
65.上述实施例中，当转动支架100的中心轴线与测温件310的中心轴线不重合时，测
温件310的安装位置偏离转动支架100的中心位置，此时测温件310受到较大的离心力，容易造成测温件310损坏。
66.为了进一步减小测温件310受到的离心力，在另一种可选的实施例中，驱动轴110的中心轴线、容纳腔111的中心轴线和测温件310的中心轴线可以均相重合。此方案中，测温件310的中心过转动支架100的中心轴线，因此测温件310位于转动支架100的中心位置处，所以可以看作测温件310沿中心轴线旋转，因此测温件310受到的离心力较小，不容易造成测温件310损坏。
67.基于本技术上述任一实施例的承载装置，本技术实施例还公开一种半导体工艺设备，所公开半导体腔室具有上述任一实施例的承载装置。
68.本技术公开的半导体工艺设备还包括工艺腔室，承载装置可以位于工艺腔室内。
69.在另一种可选的实施例中，本技术公开的半导体工艺设备还可以包括控制器500，控制器500用于接收测温件310的检测信号。控制器500与测温件310可以采用一体式结构，也就是说，控制器500与测温件310集成在一起，此时，控制器500也设置在转动支架100上。
70.在另一种可选的实施例中，控制器500可以与固定套332通过导线电连接。此时，控制器500与测温件310分体设置，控制器500可以设置于工艺腔室之外，从而使得控制器500不容易损坏，提高控制器500的使用寿命。
71.本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
72.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。