半导体工艺设备以及晶圆位置状态的监测方法技术

本发明专利技术实施例提出一种半导体工艺设备和晶圆位置状态的监测方法，其中，半导体工艺设备包括检测装置和控制器；检测装置用于实时检测呈阵列分布的多个子区域对应的实测高度值，多个第一子区域至少覆盖基座的片槽；控制器用于根据与每个第一子区域对应的实测高度值和预设的基准高度值确定晶圆的位置状态是否正常；基准高度值为基座和基座上承载的晶圆均处于标准位置时监测装置检测到的多个第一子区域各自对应的高度值。本发明专利技术提出的技术方案能够较为准确地反映出工艺腔室内部晶圆的位置状态。状态。状态。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺设备以及晶圆位置状态的监测方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备以及晶圆位置状态的监测方法。

技术介绍

[0002]化学气相沉积外延生长工艺的基本原理是将工艺气体输送到工艺腔室，通过加热使之在工艺腔室中发生反应，从而沉积在晶圆上形成膜层。在这个过程中，晶圆通常被放置在基座的片槽中，从而使基座能够带动晶圆持续旋转。由此可见，若晶圆不能完全被放置在片槽中，以致其部分搭接在片槽边缘，或者，基座在旋转过程中发生摆动，则沉积在晶圆表面的膜层的均匀度就会大大下降，进而造成产品良率的下降。
[0003]现有的晶圆位置监测装置通常通过检测基座中心位置的温度波动，来确定晶圆是否位于基座的片槽中。但由于温度波动的滞后性，现有的晶圆状态监测装置的检测准确性较低，且数据反馈不及时，进而导致无法准确地反映出在工艺过程中晶圆的位置以及基座的旋转情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体工艺设备以及晶圆位置状态的监测方法，其能够较为准确地反映出半导体工艺腔室内部晶圆的位置状态。
[0005]为实现本专利技术的目的而提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室中设置有用于承载晶圆的基座，所述基座上开设有用于容置所述晶圆的片槽，所述工艺腔室中还设置有检测装置，所述检测装置用于实时检测所述工艺腔室中预设检测区域中呈阵列分布的多个第一子区域各自对应的实测高度值；所述预设检测区域覆盖所述基座的上表面，多个所述第一子区域至少覆盖所述片槽；
[0006]所述半导体工艺设备还包括控制器，所述控制器用于获取每个所述第一子区域对应的所述实测高度值，并根据每个所述第一子区域对应的所述实测高度值和预设的基准高度值确定所述晶圆的位置状态是否正常；所述基准高度值为所述基座和所述基座上承载的所述晶圆均处于标准位置时所述监测装置检测到的多个所述第一子区域各自对应的高度值。
[0007]可选的，所述基座和所述基座上承载的晶圆均处于的所述标准位置包括：所述基座处于指定水平度，所述晶圆处于所述基座上的指定标准位置。
[0008]可选的，所述控制器还用于计算每个所述第一子区域对应的所述实测高度值和所述基准高度值的差值，并实时判断所述差值是否超出预设阈值，若否，则判定所述晶圆处于正常位置状态；若是，则判定所述晶圆未处于正常位置状态。
[0009]可选的，所述基座可旋转；在所述基座处于静止状态时，所述控制器用于计算与每个所述第一子区域对应的所述实测高度值与所述基准高度值的差值，并实时判断所述差值
是否超出第一预设阈值，若是，则发出晶圆未被完全置入片槽的提示；
[0010]所述第一预设阈值等于所述片槽的深度与所述晶圆的厚度之和。
[0011]可选的，所述基座可旋转；在所述基座处于旋转状态时，所述控制器用于计算与每个所述第一子区域对应的所述实测高度值与所述基准高度值的差值，并实时判断所述差值是否超出第二预设阈值，若是，则发出晶圆滑出片槽的提示；
[0012]所述第二预设阈值等于所述片槽的深度。
[0013]可选的，所述基座可旋转；所述检测装置还用于在所述基座处于旋转状态时，实时检测所述预设检测区域中呈环状分布的多个第二子区域各自对应的实测三维坐标值；呈环状分布的多个所述第二子区域覆盖所述基座的边缘；
[0014]所述控制器还用于获取每个所述第二子区域对应的所述实测三维坐标值，并分别对比相邻的两个时刻同一所述第二子区域对应的所述实测三维坐标值，并根据比较结果实时判断所述基座是否发生摆动。
[0015]可选的，所述控制器还用于实时判断任一所述第二子区域相邻的两个时刻对应的所述实测三维坐标值的差值是否超出第三预设阈值，若是，则发出基座发生摆动的提示。
[0016]可选的，所述基座上方设置有测温装置，所述测温装置与所述基座表面的中心正对，用于检测晶圆温度；
[0017]所述检测装置位于所述基座上方，且与所述基座表面的中心相偏置。
[0018]可选的，所述检测装置包括面阵激光雷达传感器。
[0019]作为另一种技术方案，本专利技术还提供一种晶圆位置状态的监测方法，应用于上述任一实施例所述的半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括工艺腔室，所述工艺腔室中设置有用于承载晶圆的基座，所述基座上开设有用于容置所述晶圆的片槽；其包括：
[0020]获取预设测试区域中呈阵列分布的多个第一子区域各自对应的基准高度值；所述预设检测区域覆盖所述基座的上表面，多个所述第一子区域至少覆盖所述片槽；所述基准高度值为所述基座和所述基座上承载的所述晶圆均处于标准位置时多个所述第一子区域各自对应的高度值；
[0021]实时检测每个所述第一子区域对应的实测高度值；
[0022]根据与每个所述第一子区域对应的所述实测高度值和所述基准高度值确定所述晶圆的位置状态是否正常。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术提供的半导体工艺设备，利用检测装置对基座表面实时进行分区域的高度检测，并利用控制器综合分析与每个第一子区域对应的实测高度与预先确定的基准高度，以确定晶圆的位置状态是否正常，例如能够确定出晶圆是否完全位于基座上的片槽中。而且，由于具有测高功能的检测装置通常具有响应快、检测结果准确的优点，因此本专利技术提供的半导体工艺设备能够快速且准确地反映出工艺腔室中晶圆的位置状态，从而实现对晶圆的位置状态进行实时监测，以在工艺过程中发生晶圆脱离片槽的情况时，操作人员能够及时做出应对，进而能够确保工艺顺利进行。
[0025]本专利技术实施例提供的晶圆位置状态的监测方法，应用于上述半导体工艺设备，通过先对标准位置下的晶圆和基座的表面的多个第一子区域进行高度检测，以获得多个相应的基准高度值；再实时检测与各个第一子区域对应的实测高度值，最后可以利用获取的每
个第一子区域对应的实测高度值和基准高度值，快速且准确地确定出晶圆的位置状态是否正常。
附图说明
[0026]图1为一种化学气相沉积外延生长工艺腔室的结构简图；
[0027]图2为实施例1提供的半导体工艺设备的结构示意图；
[0028]图3为实施例1提供的检测装置的预设检测区域的示意图；
[0029]图4a为在晶圆完全位于片槽中时基座的俯视图；
[0030]图4b为在晶圆完全位于片槽中时的检测结果分布图；
[0031]图5a为在晶圆未完全位于片槽中时基座的俯视图；
[0032]图5b为在晶圆未完全位于片槽中时的检测结果分布图；
[0033]图6为基座未发生摆动和基座发生摆动时的空间位置图；
[0034]图7为实施例2提供的监测方法的流程图。
具体实施方式
[0035]为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的半导体工艺设备以及晶圆位置状态的监测方法进行详细描述。
[0036]如图1所示，化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室中设置有用于承载晶圆的基座，所述基座上开设有用于容置所述晶圆的片槽，其特征在于，所述工艺腔室中还设置有检测装置，所述检测装置用于实时检测所述工艺腔室中预设检测区域中呈阵列分布的多个第一子区域各自对应的实测高度值；所述预设检测区域覆盖所述基座的上表面，多个所述第一子区域至少覆盖所述片槽；所述半导体工艺设备还包括控制器，所述控制器用于获取每个所述第一子区域对应的所述实测高度值，并根据每个所述第一子区域对应的所述实测高度值和预设的基准高度值确定所述晶圆的位置状态是否正常；所述基准高度值为所述基座和所述基座上承载的所述晶圆均处于标准位置时所述监测装置检测到的多个所述第一子区域各自对应的高度值。2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述基座和所述基座上承载的晶圆均处于的所述标准位置包括：所述基座处于指定水平度，所述晶圆处于所述基座上的指定标准位置。3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制器还用于计算每个所述第一子区域对应的所述实测高度值和所述基准高度值的差值，并实时判断所述差值是否超出预设阈值，若否，则判定所述晶圆处于正常位置状态；若是，则判定所述晶圆未处于正常位置状态。4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述基座可旋转；在所述基座处于静止状态时，所述控制器用于计算与每个所述第一子区域对应的所述实测高度值与所述基准高度值的差值，并实时判断所述差值是否超出第一预设阈值，若是，则发出晶圆未被完全置入片槽的提示；所述第一预设阈值等于所述片槽的深度与所述晶圆的厚度之和。5.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述基座可旋转；在所述基座处于旋转状态时，所述控制器用于计算与每个所述第一子区域对应的所述实测高度值与所述基准高度值的差值，并实时判断所述差值是否超出第二预设阈值，若是，则发出晶圆滑出片槽的提...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：