[发明专利]反应腔室、半导体工艺设备和基座温度控制方法

说明书

本发明提供一种反应腔室、半导体加工设备和基座温度控制方法。反应腔室包括腔体、基座和预热环，预热环与腔体的内周壁连接，且环绕在基座周围，还包括测温组件，测温组件包括弧形检测管和设置其中的测温元件，弧形检测管设置在预热环底部的靠近预热环的内周缘的位置处，且沿基座的周向延伸，检测管的一端具有延伸部，延伸部贯通腔体，并延伸至腔体的外部；测温元件用于检测沿弧形检测管延伸方向间隔分布的多个测温点处的温度，用作基座的边缘温度值，且测温元件的导线通过延伸部引出至腔体的外部。本发明提供的反应腔室、半导体加工设备和基座温度控制方法，在腔室处工艺状态下对基座温度进行实时检测，在正式工艺开始前无需开腔拆除测温组件。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种反应腔室、半导体工艺设备和基座温度控制方法。

背景技术

化学气相沉积外延生长工艺的基本原理是：通过加热晶圆，使反应腔室中的工艺气体与晶圆材料发生反应，并在晶圆表面沉积形成膜层。为了获得良好的外延生长效果，在工艺中晶圆的温度至关重要，为此，需要在进行外延生长工艺之前对反应腔室的温场进行校温。

目前，通常采用特制的校温托盘对反应腔室的温场进行校温。如图1所示，校温托盘20设置在腔体10中的基座(图中未示出)上，该校温托盘20放置晶圆的承载面上的不同位置处设置有多个温度传感器30(例如热电偶)用以检测对应位置的温度，多个温度传感器通过导线与温度显示设备连接，以获得校温托盘的承载面上的温度分布情况。

但是，上述校温托盘只能在反应腔室处于非工艺状态下进行，而无法在反应腔室处于工艺状态下对托盘温度进行实时监测；并且由于与温度传感器30连接的导线40穿设于腔体10上，其会阻碍基座的转动，因此在进行正式工艺之前还需要开腔拆除该校温托盘，校温效率较低，而且在开腔过程中很容易损坏校温托盘，增加了设备的成本。

发明内容

本发明实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室、半导体工艺设备和基座温度控制方法，其可以在腔室处工艺状态下对基座温度进行实时检测，而且在开始进行正式工艺前无需开腔拆除测温组件，避免测温组件损坏，从而提高了温度检测效率，降低了设备成本。

为实现本发明的目的而提供一种用于半导体工艺设备的反应腔室，其特征在于，包括腔体、设置在所述腔体中的基座和预热环，所述预热环与所述腔体的内周壁连接，且环绕在所述基座周围，所述反应腔室还包括测温组件，所述测温组件包括弧形检测管和设置在所述弧形检测管中的测温元件，其中，所述弧形检测管设置在所述预热环底部的靠近所述预热环的内周缘的位置处，且沿所述基座的周向延伸，并且所述弧形检测管的一端具有延伸部，所述延伸部贯通所述腔体，并延伸至所述腔体的外部；所述测温元件用于检测沿所述弧形检测管的延伸方向间隔分布的多个测温点处的温度，用作所述基座的边缘温度值，且所述测温元件的导线通过所述延伸部引出至所述腔体的外部。

可选的，在所述预热环的底部设置有安装槽，所述安装槽的形状与所述弧形检测管和部分所述延伸部的形状相适配，用以容纳所述弧形检测管和部分所述延伸部，并且所述安装槽贯通至所述预热环的内周面，以使所述弧形检测管能够与所述基座的外周面相对。

可选的，在所述腔体中设置有用于供所述延伸部穿过的通孔；所述反应腔室还包括密封环和密封盖；其中，所述密封环设置在所述通孔内，环绕在所述延伸部与所述通孔的孔壁之间，用以对二者之间的间隙进行密封；

所述密封盖设置在所述腔体的外部，且与所述腔体固定连接，用以封堵所述通孔的外端部。

可选的，所述反应腔室还包括温度显示器，所述温度显示器与所述测温元件的所述导线电连接，用于显示所述测温元件在多个测温点检测到的温度。

可选的，所述测温点为三个，且分别位于所述弧形检测管的中间位置和两个边缘位置处；所述测温元件为三个，且与三个所述测温点一一对应设置。