一种热电偶，具有至少一个内对准部件或至少一个外对准部件或者它们的组合，用于在半导体衬底处理反应器的基座环内形成的孔内正向定位和对准至少一个热电偶结。外对准部件被配置为在孔内纵向地正向对准热电偶结。内对准部件被配置为相对于孔在热电偶的护套内旋转地正向定位热电偶结。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及温度传感器，更具体地涉及被配置为在半导体处理设备中增强温度控制的准确度的温度传感器。
技术介绍
高温半导体处理室被用于将各种的材料层沉积到一个或多个衬底表面上。典型地，一个或更多衬底或工件，例如硅片，被放置在处理室内的工件支架上等待被处理。衬底和工件支架都被加热到期望的温度。在一典型的处理步骤中，反应物气体流经每个被加热的衬底，藉此化学气相沉积(CVD)或原子层沉积沉积(ALD)反应将反应物气体中的反应物材料的薄层沉积到衬底表面上。在后续过程中，取决于衬底的大小和电路的复杂度，这些层被制作成集成电路以及成千上万或者甚至上百万的集成器件。必须仔细控制各种过程参数以确保生成的沉积层的高质量。一个这样重要的参数是在每个处理步骤期间衬底的温度。例如，在化学气相沉积期间，沉积气体在特定的温度下反应以在衬底上沉积薄层。如果温度跨衬底表面变化剧烈，沉积层会变得不平坦，这将导致在完成的衬底表面上的不可利用区域。因此，在反应物气体被引入处理室之前衬底温度稳定并统一于期望温度是重要的。相似地，在其它热处理期间衬底上温度的不一致或不稳定可能影响衬底表面上生成的结构的一致性。温度控制对于其非常重要的其它过程包括，但并不局限于，氧化、氮化、 掺杂剂扩散、溅射沉积、光刻、干法刻蚀、等离子体处理和高温退火。用于测量被处理衬底附近和紧邻被处理衬底的各种位置的温度的方法和系统是已知的。典型地，热电偶被放置在被处理的衬底附近的各种位置上，并且这些热电偶被操作性地连接到控制器来帮助在衬底的整个表面上提供更一致的温度。例如，授权给Van Bilsen的美国专利号为6，121,061的专利讲授了在围绕衬底的不同点测量温度的多个温度传感器，包括放置在衬底前缘附近的一热电偶，另一个放在后缘附近，一个在一侧，另一个在衬底下位于衬底中心附近。热电偶是一种温度测量装置，常用于半导体处理反应室来测量围绕被处理衬底的不同位置的温度和反应室内大体的温度。热电偶典型地包括通过将多个导线末端熔合在一起形成的至少一个结，其中导线由至少两种不同的金属形成，热电偶形成在它们之间。热电偶被安装在反应室内以确保热电偶结被准确放置来提供在特定位置上的温度测量。当安装期间热电偶结偏移了准确位置时，热电偶结离期望位置越远，热电偶提供的温度数据将越不准确。另外，对于沿其长度有多个结的热电偶，热电偶的旋转也可使得结远离期望位置。典型地，当生产本领域公知的热电偶时，没有部件正向定位热电偶内的结。而且， 当热电偶被安装到半导体处理设备的反应室内时，本领域公知的热电偶上没有部件来确保热电偶在设备内被正确地对准以使结被放置在用于温度测量的准确位置。因此，需要有内对准部件的热电偶，其允许结在生产过程中一致地位于热电偶内。 也需要有外对准部件的热电偶，其允许在安装过程中热电偶被正向定位在反应室内。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，提供了可布置在基座环内的热电偶。该热电偶包括可布置在基座环内的护套。该热电偶还包括位于护套内的至少一个热电偶结。热电偶也包括至少一个内对准部件和/或至少一个外对准部件以相对于基座环正向定位或对准至少一个热电偶结。在本专利技术的另一方面，提供在基座环的孔内的、用于温度测量的热电偶。热电偶包括护套，其在一端具有测量尖端，在相对端具有开口。热电偶还包括布置在护套内的支撑构件。热电偶也包括位于护套内的至少一个热电偶结。热电偶进一步包括位于邻近于测量尖端的至少一个外对准部件或位于临近于开口的内对准部件。外对准部件和内对准部件被配置为正向定位或对准基座环的孔内的热电偶结。在本专利技术的又一个方面，提供在半导体处理反应器内测量温度的系统。该系统包括基座环和在基座环中形成的孔内可布置的热电偶。基座环具有形成在其中的至少一个孔，并且该孔包括封闭端并形成第一横截面形状。在孔的封闭端形成凹陷区域，其中凹陷区域形成孔内的第二横截面形状。第二横截面形状不同于第一横截面形状。热电偶可布置在孔内，且热电偶包括在其一端具有测量尖端且在其相对端具有开口的护套。该热电偶还包括位于护套内的至少一个热电偶结。该热电偶还包括位于邻近于测量尖端的至少一个外对准部件和/或位于邻近于开口的内对准部件，其中外对准部件和内对准部件被配置为正向定位或对准基座环的孔内的热电偶结。从以下对本专利技术实施例的描述中，本专利技术的优势对于本领域技术人员来说将变得更加明显，本专利技术的实施例被示出和描述仅仅是以举例的方式。正如将要被意识到的，本专利技术能够以其它的或者不同的实施例实现，并且它的细节在各种不同的方面能够被修改。因此，附图和说明书在本性上将被视为是示例性的而不是限制性的。附图说明图1是半导体处理反应器实施例的侧横截面视图；图2是基座环实施例的底视图；图3是图2中的基座环的孔的侧横截面视图；图4是本专利技术热电偶实施例的侧横截面视图；图5A是图4的热电偶的测量尖端的放大的侧横截面视图；图5B是图4的热电偶的测量尖端的放大的端视图；图6A是在热电偶的测量尖端和基座环的孔的封闭端的外对准部件的实施例的立体图；图6B是在图6A的测量尖端和孔处的外对准部件的顶视图；图7A是在热电偶的测量尖端和基座环的孔的封闭端的外对准部件的实施例的立体图；图7B是在图7A的测量尖端和孔处的外对准部件的顶视图；图8A是具有两个外对准部件的热电偶的实施例的放大的侧视图；图8B是图8A的具有两个外对准部件的热电偶的放大的端视图8C是具有两个外对准部件的热电偶的实施例的放大的侧视图；图8D是图8C的具有两个外对准部件的热电偶的放大的端视图；图8E是具有四个外对准部件的热电偶的实施例的放大的侧视图；图8F是图8E的具有四个外对准部件的热电偶的放大的端视图；图8G是具有单个外对准部件的热电偶的实施例的放大的侧视图；图8H是图8G的具有单个外对准部件的热电偶的放大的端视图；图81是具有两个外对准部件的热电偶的实施例的放大的侧视图；图8J是图81的具有两个外对准部件的热电偶的放大的端视图；图9是热电偶的另一实施例的侧横截面视图；图10是图9的热电偶的内对准部件的实施例的分解视图。具体实施例方式参照图1，示出了本领域公知的半导体处理反应器10的示例性实施例。反应器10 可被配置为用于化学气相沉积(“CVD”)过程、原子层沉积(“ALD”)过程、或将薄层材料沉积到位于反应器10内的衬底上的任何其他任何过程。图1示出了典型应用在由亚利桑那州(AZ)、菲尼克斯市(Phoenix)的ASM美国公司生产的Epsilon 工具中的已知的反应器10。所示实施例的反应器10包括外壳12和冷壁、位于外壳12内的单衬底反应室14。然而，应当被本领域技术人员理解的是反应室14可以是能处理其中的衬底的任何类型。反应室14定义了在其内发生化学反应的反应空间16。反应室14包括入口 18，通过该入口 18 处理气体被引入反应空间16，还包括出口 20，通过该出口 20处理气体离开反应空间16。反应器10还包括布置在外壳12内的多个加热元件22以向反应室14提供辐射热。在一实施例中，衬底支撑组件M至少部分位于反应室14内，如图1所示。衬底支撑组件M包括衬底架沈、架支撑构件观、基座环30和基座环支架32。衬底架沈被配置为在处理过程中支撑反应空间16内的衬底34。架支撑构件观操作性地连接于衬底架沈本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·康纳，R·K·阿加瓦尔，
申请(专利权)人：ASM美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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