[发明专利]用于反应室内旋转石墨盘精确定位系统

说明书

本发明公开了一种用于反应室内旋转石墨盘精确定位系统，包括驱动件、石墨盘、激光测距仪和控制器，所述驱动件用于带动石墨盘旋转及停止定位，所述石墨盘上设置有用来放置晶圆片的凹槽，在所述石墨盘的边缘开了一个缺口；所述激光测距仪用来测量出到石墨盘边缘及U型缺口的距离并传送给PLC控制器，由PLC控制器作出判断并控制驱动件的启停。本发明具有结构简单紧凑、控制方便、精确度高等优点。

技术领域

本发明主要涉及到半导体工艺设备制造领域，特指一种用于反应室内旋转石墨盘精确定位系统。

背景技术

气相外延法是生长高纯度半导体材料的一种重要方法，是指密闭的反应腔体内放入晶圆衬底，在适当的温度压力条件下，反应气体发生化学反应生成物沉积在晶圆衬底的表面。沉积在晶圆表面材料的均匀性是评价这种材料质量的重要指标，通过旋转放置晶圆衬底的石墨盘载物台，带动晶圆衬底旋转，是提高这种均匀性地重要方法。

用于规模化生产的外延生长设备采用机械手装卸晶圆片。根据不同规格的晶圆衬底，石墨盘上表面有大小与之匹配、数量不同的浅凹槽，机械手通过反应室一侧的缝隙将晶圆衬底放置到石墨盘的凹槽中。机械手每次取放片的位置是固定不变的，那么只有通过转动石墨盘，将每个凹槽依次精确的置于机械手手指吸盘下方，才能保证每次装取片正确。

传统的定位方式要么采用接近开关、限位传感器，要么采用伺服电机定位，根据伺服电机反馈回来的编码数来确定工艺位置。前一种方法，由反应的密闭、高温高洁净度环境要求决定很难实现；后一种方法，在设备工艺工程中，装卸片是通过伺服电机之前记住的编码脉冲来确定凹槽的位置。这种定位仅仅局限于电机层面，由减速机齿隙、支撑轴与石墨盘连接处造成的误差就无从得知，石墨盘的半径较大，较小的角度误差就能导致较大的线误差。连续工艺进行时，累计的误差不断增大，装片过程中，晶圆片就不能完全置于凹槽中，造成半导体材料生长不均匀，沉积物堆积凹槽，清洁次数频繁等问题。石墨盘工艺旋转过程中，由于衬底倾斜放置在凹槽上，造成相对位置越来越大，机械手取片时可能操作失败，严重时导致晶圆片损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、控制方便、精确度高的用于反应室内旋转石墨盘精确定位系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于反应室内旋转石墨盘精确定位系统，包括驱动件、石墨盘、激光测距仪和控制器，所述驱动件用于带动石墨盘旋转及停止定位，所述石墨盘上设置有用来放置晶圆片的凹槽，在所述石墨盘的边缘开了一个缺口；所述激光测距仪用来测量出到石墨盘边缘及U型缺口的距离并传送给PLC控制器，由PLC控制器作出判断并控制驱动件的启停。

作为本发明的进一步改进：所述驱动件与一谐波减速机相连。

作为本发明的进一步改进：所述驱动件采用步进电机和步进电机驱动器的组合。

作为本发明的进一步改进：所述驱动件通过支撑旋转轴与石墨盘相连。

作为本发明的进一步改进：所述缺口为U型缺口。

作为本发明的进一步改进：所述石墨盘处于一个反应腔室中，所述反应腔室的顶面上开设有反应室观察窗，所述激光测距仪通过反应室观察窗来进行检测。

作为本发明的进一步改进：所述反应腔室的侧面上设有门缝挡板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的用于反应室内旋转石墨盘精确定位系统，采用激光测距仪来进行垂直距离检测并转换为石墨盘的水平基准位置，即通过PLC的计算判断，巧妙地将激光测距传感器转变成位置传感器，并由PLC发送脉冲控制步进电机的启停，实现石墨盘的高精确位置控制。