[发明专利]半导体检测装置、半导体检测系统及检测衬底温度的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种半导体检测装置、一种半导体检测系统及一种检测衬底温度的方法。

【背景技术】

在利用有机金属化学气相沉积法(MOCVD)进行硅的外延薄膜生长工艺中，加工参数(例如：温度、反射率、发射率及弯曲率等)需要被精确的控制。一般情况下，硅的外延薄膜生长工艺需要的处理温度在500℃至1300℃之间，因此监控设备通常设置于反应腔的外围，以避开反应腔内的高温、高压及腐蚀化学物质。

在硅的外延薄膜生长工艺中，同一个晶片(wafer)内及晶片与晶片之间的温度变化必须小于3℃，并且在某些特殊步骤中(例如：多量子阱沉积，MQWdeposition)，其温度变化必须小于1℃才能实现产品的大规模模生产。

通常，待处理的晶片是沿着单轴或者双轴旋转的，因此在绝大部分情况下，单一的固定式检测设备仅能够测量有限数量的晶片，难以对所有的晶片进行测量。为了实现对众多晶片的测量，现有的系统中通常设有非常多的固定式检测设备。另外，固定式检测设备的探测头与探测头之间精度往往满足工艺控制要求。请参如下表格，实验表明，即使相同厂商、相同型号的商业高温计，其在不同的温度下，测量黑体辐射所得到的测量参数也是不同的。也就是说，在一个检测系统中，高温计的数量使用得越多，其测量精度就越差。

非接触式的检测技术要求一个或者多个光通道(view port)。从光通道及用以保持光通道清洁的净化气体的热损失会影响直接位于光通道下方的工件(work piece)的表面温度，这种热损失会导致错误的校准及工艺变化。

此外，现有技术公开的半导体检测装置通常设置于负载腔内，其不能检测到衬底沉膜过程中的温度，难以形成及时检测。

因此，需要研发出一种新型的半导体检测装置、半导体检测系统及检测衬底温度的方法，以解决现有技术中的问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种避免探测器与衬底需要精确定位，且能够对衬底的温度实现及时检测的半导体检测装置、半导体检测系统及检测衬底温度的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种半导体检测装置，其应用于半导体处理设备中，所述半导体处理设备包括反应腔体，所述反应腔体包括腔体部件且所述反应腔体内设置有用以支撑衬底的支撑座，所述支撑座设置有用以定位所述衬底的若干腔体，所述半导体检测装置固定于所述反应腔体的腔体部件上，所述半导体检测装置能够获知所述衬底的位置，并能够通过运动的方式对所述衬底进行检测。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述半导体检测装置具有探测器，所述探测器设置于一个运动机构上从而使所述探测器能够通过运动的方式对所述衬底进行检测。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述半导体检测装置具有衬底位置反馈单元，以将所述衬底的位置反馈给所述探测器。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述运动机构包括导轨及能够在该导轨上直线运动的滑台，所述探测器位于所述滑台上且与所述滑台一起运动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述导轨为滚珠丝杠，所述运动机构还设有用以驱动滚珠丝杠的电机，所述滑台安装于滚珠丝杠上且能够通过该电机来控制探测器的直线运动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述电机安装于滚珠丝杠的一端，所述运动机构还包括安装于滚珠丝杠另一端且用以支撑滚珠丝杠的支撑块。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述导轨为直线轴承，所述滑台安装于直线轴承上，所述运动机构还设有用以控制所述滑台移动的推动气缸。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述运动机构还包括滚珠丝杠，所述推动气缸安装于滚珠丝杠的一端，所述滑台连接于滚珠丝杠，所述推动气缸直接驱动滚珠丝杠并通过滚珠丝杠来带动所述滑台移动。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述运动机构还包括若干定位所述滑台的电磁限位器。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述半导体检测装置还包括跟随运动机构一起运动的反射部件，所述反射部件用以将衬底表面的热量反射回去。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述反射部件为滑板式反射板组，其包括若干层叠设置的反射板。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述探测器设有探测头，所述腔体部件设有面对衬底且供探测头进行检测的通道，无论探测头运动到哪个位置，所述反射板始终是全面展开的。