【技术实现步骤摘要】
温度调节装置及晶圆处理设备
[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种温度调节装置及晶圆处理设备。
技术介绍
[0002]MOCVD(Metalorganic Chemical Vapor Deposition金属有机化学气相沉积)设备主要用于在晶圆表面生长用于发光的晶体结构，例如GaN(氮化镓)。MOCVD设备包含一反应腔，反应腔内设有旋转的基座(也称为行星盘)，基座上设有多个可以自转的晶圆承载部件(也称为卫星盘)，晶圆承载部件上可以放置晶圆。基座下方设有加热装置，由基座将加热装置辐射的热量传递给晶圆承载部件和晶圆，使晶圆表面达到工艺所需的温度(通常大于1000℃)。
[0003]由于制造因素，基座的密度分布不均匀，使得基座各区域的导热性难以避免的存在差异。这会导致同一晶圆各区域之间的温差(也称为片内温差)较大，不同晶圆之间的温差(也称为片间温差)也较大。
[0004]晶圆温度会直接决定晶体结构的生长速度和质量。为防止晶圆上生长出的晶体结构存在质量缺陷，保持晶圆温度的均匀性是保证工艺效果的一个重要因素。同时为保证晶圆批量加工的膜厚一致性，在各晶圆达到所要求的温度的前提下，不同晶圆之间温度的一致性也非常重要。
[0005]目前的温度调节方法通常是对反应腔内温度进行整体调整，而无法实时精确调节单个晶圆的温度，更无法按区域调节晶圆温度。如何提供一种温度调节装置，在不影响反应腔内工艺的前提下，按区域调节对应晶圆的温度，提高晶圆表面温度的一致性，降低片间温差，是目前亟需解决的问题。>
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种温度调节装置及晶圆处理设备，在不改变反应腔内现有元件布局的情况下，能够独立地按区域实时调节晶圆的温度，提高了晶圆表面温度的一致性和不同晶圆之间温度的一致性，保证了晶圆加工的良率。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供一种温度调节装置，用于晶圆处理设备，所述晶圆处理设备包含一反应腔，所述反应腔内设有基座及用于放置晶圆的晶圆承载部件，所述基座可旋转地设于所述反应腔内并包含一个上表面及位于所述上表面相对侧的下表面，所述上表面设有与所述晶圆承载部件对应并能载置所述晶圆承载部件的承载区，所述温度调节装置包含：
[0008]冷却气体源，其设于所述反应腔的外部；
[0009]喷嘴组件，其面向所述下表面设置；所述喷嘴组件包含至少两个出气口组，所述两个出气口组分别通过独立的气体管路与所述冷却气体源相连通；在所述基座旋转时，所述两个出气口组在所述上表面的正投影相对于所述基座各具有一个运动路径；所述两个出气口组对应的所述运动路径均至少部分覆盖所述承载区，且两个所述运动路径对所述承载区
的覆盖部分至少部分不同。
[0010]可选的，所述喷嘴组件包含至少两个喷嘴，所述两个喷嘴对应分别设有第一出气口组及第二出气口组；所述承载区能被与所述基座同心的不同半径的圆环划分为多个扇环，包括过所述承载区中心的中心扇环及与该中心扇环不重叠的第一扇环；所述第一出气口组对应的所述运动路径覆盖所述中心扇环，所述第二出气口组对应的所述运动路径覆盖所述第一扇环。
[0011]可选的，所述喷嘴组件包含至少一个喷嘴，所述喷嘴包含沿平行于基座径向方向的第一方向分布的至少两个出气口组，所述两个出气口组包括第一出气口组及第二出气口组，所述第二出气口组或所述第一出气口组对应的所述运动路径对所述承载区的覆盖区域不重合。
[0012]可选的，所述喷嘴包括至少两个所述第二出气口组，所述第二出气口组沿所述第一方向依次排布于所述第一出气口组的一侧。
[0013]可选的，所述喷嘴包括至少两个所述第二出气口组，所述第二出气口组沿所述第一方向并对称地排布于所述第一出气口组的两侧，定义相对所述第一出气口组对称的两个所述第二出气口组为成对第二出气口组，所述成对第二出气口组的气体管路连通。
[0014]可选的，定义所述出气口组在第一方向上的长度为所述出气口组的宽度，所述第二出气口组的宽度小于所述第一出气口组的宽度；在远离所述第一出气口组的方向上，多个所述第二出气口组的宽度递减。
[0015]可选的，所述气体管路上设有流控元件，以通过所述流控元件控制自外部冷却气体源流入所述气体管路的冷却气体的流速或流量；所述流控元件包含流量阀、通断开关中的任一种或两种。
[0016]可选的，所述喷嘴的内部设有匀气腔，所述匀气腔对应设于所述出气口组上游；所述气体管路通过对应的匀气腔向对应的出气口组提供冷却气体。
[0017]可选的，所述喷嘴组件还包含基部和固持部；所述基部设置在所述反应腔内并固定连接反应腔底壁；所述固持部连接设置在所述基部与所述喷嘴之间，用于为所述喷嘴提供支撑；所述固持部和所述基部的内部设有连通外部冷却流体源的冷却流体通道。
[0018]可选的，所述喷嘴顶面与所述下表面之间具有一个间隙，所述间隙小于5mm；所述喷嘴顶面开有至少一个面向所述下表面的凹槽，所述出气口组设于所述凹槽的底壁；不同的所述出气口组分别设于不同的凹槽内。
[0019]可选的，所述喷嘴的数量为两个或多个，所述喷嘴相对于所述基座的周向方向以相同间隔均匀分布。
[0020]本专利技术还提供一种晶圆处理设备，包含：反应腔，温度采集装置，位置传感器，控制装置，如本专利技术所述的温度调节装置；
[0021]所述反应腔内设有基座，所述基座用于载置待处理的晶圆；
[0022]所述温度采集装置用于采集所述晶圆的温度分布；
[0023]位置传感器，用于获取所述基座相对于其初始位置的旋转角度；
[0024]控制装置，其基于采集的温度分布确定晶圆的待调温区域；
[0025]所述控制装置还判断待调温区域是否到达喷嘴上方，若到达，控制与所述待调温区域对应的至少一个出气口组向基座的下表面提供冷却气体；所述至少一个出气口组在基
座上表面的正投影与所述待调温区域在基座上表面的投影至少部分重合。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1)本专利技术的温度调节装置及晶圆处理设备通过喷嘴组件的至少两个出气口组实时且独立地向基座下表面提供冷却气体，实现按区域调节晶圆的温度，提高了晶圆表面温度的一致性和不同晶圆之间温度的一致性，保证了晶圆加工的良率。
[0028]2)本专利技术的温度调节装置可以通过沿基座周向方向排布的至少两个出气口组向基座下表面提供冷却气体，并基于晶圆的位置信息触发各出气口组工作，使得基座自转一周的时间内，能够多次对同一晶圆进行温度调节，有效提高了调节效率。
[0029]3)本专利技术的喷嘴可以沿平行于基座径向的方向设置至少两个出气口组，实现同时对晶圆的不同待调温区域进行温度调节，进一步效提高了调节效率。
[0030]4)本专利技术的喷嘴顶面设有凹槽，在各凹槽的底壁设有一个出气口组，通过凹槽为对应出气口组流出的冷却气体提供一定的容纳空间，防止冷却气体快速流出反应腔，提高了对晶圆的调温效果。
[0031]5)本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种温度调节装置，用于晶圆处理设备，所述晶圆处理设备包含一反应腔，所述反应腔内设有基座及用于放置晶圆的晶圆承载部件，所述基座可旋转地设于所述反应腔内并包含一个上表面及位于所述上表面相对侧的下表面，所述上表面设有与所述晶圆承载部件对应并能载置所述晶圆承载部件的承载区，其特征在于，所述温度调节装置包含：冷却气体源，其设于所述反应腔的外部；喷嘴组件，其面向所述下表面设置；所述喷嘴组件包含至少两个出气口组，所述两个出气口组分别通过独立的气体管路与所述冷却气体源相连通；在所述基座旋转时，所述两个出气口组在所述上表面的正投影相对于所述基座各具有一个运动路径；所述两个出气口组对应的所述运动路径均至少部分覆盖所述承载区，且两个所述运动路径对所述承载区的覆盖部分至少部分不同。2.如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述喷嘴组件包含至少两个喷嘴，所述两个喷嘴对应分别设有第一出气口组及第二出气口组；所述承载区能被与所述基座同心的不同半径的圆环划分为多个扇环，包括过所述承载区中心的中心扇环及与该中心扇环不重叠的第一扇环；所述第一出气口组对应的所述运动路径覆盖所述中心扇环，所述第二出气口组对应的所述运动路径覆盖所述第一扇环。3.如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述喷嘴组件包含至少一个喷嘴，所述喷嘴包含沿平行于基座径向方向的第一方向分布的至少两个出气口组，所述两个出气口组包括第一出气口组及第二出气口组，所述第二出气口组或所述第一出气口组对应的所述运动路径对所述承载区的覆盖区域不重合。4.如权利要求3所述的温度调节装置，其特征在于，所述喷嘴包括至少两个所述第二出气口组，所述第二出气口组沿所述第一方向依次排布于所述第一出气口组的一侧。5.如权利要求3所述的温度调节装置，其特征在于，所述喷嘴包括至少两个所述第二出气口组，所述第二出气口组沿所述第一方向并对称地排布于所述第一出气口组的两侧，定义相对所述第一出气口组对称的两个所述第二出气口组为成对第二出气口组，所述成对第二出气口组的气体管路连通。6.如权利要求4或5所述的温度调节装置，其特征在于，定...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：无锡先为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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