[发明专利]一种用于在CVD反应腔体中校准硅片位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于在CVD反应腔体中校准硅片位置的方法。

背景技术

CVD（化学气相沉积）技术，例如钨CVD是半导体器件制备中的一种常见技术。具体包括把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应腔体，在一定的反应室环境下,在某一温度的硅片表面使源材料发生化学反应生成半导体薄膜的过程。在不同的气体成分比例、温度和真空度等物理条件下膜的材质、性能不同。需要把硅片置于反应腔体中，加热器上，在通过真空获得设备进行抽真空、通过加热设备进行加热等过程之后在反应腔体内的真空、高温环境下进行CVD工艺。

通常，硅片在CVD反应腔体内是通过对硅片背侧抽真空而将其吸附并固定至加热器上的。具体地，加热器中设有开孔，用于通过真空获得设备在硅片背侧抽吸真空（硅片背侧的压力称为背压），加热器周围有一个用于限位的导气环（图中未示出）。如果硅片被传送到反应腔体中后不位于反应腔体中的加热器的中央位置，尤其是由于硅片位置的偏差而导致硅片被架在导气环上，则背压会升高，导致硅片不能被牢固地吸附固定，也就是，硅片需要正确地定位在加热器的中心，以保证硅片与导气环在各方向上的间隙均匀，从而背压小于预定值，从而硅片能够被牢固地吸附固定至加热器。针对此问题，工艺系统的电控部分会在背压大于预定值时发出背压故障报警。背压故障报警是例如钨CVD工艺中最常出现的报警，

针对该背压故障报警，现有技术的处理方法是：当频繁出现背压故障报警时，停止CVD工艺过程，停止加热过程，将硅片降温，对反应腔体进行降温维护，使反应腔体升压至大气，移除反应腔体的不透明顶盖，更换为透明顶盖，并通过透明顶盖观察反应腔体内部而重新调整硅片的传送位置（该调整过程中需要将反应腔体和相关的其他真空室抽到真空环境）。之后换回不透明顶盖，对反应腔体抽真空，将加热器加热以升温，对反应腔体进行维护后测试。进行降温及升压的工作是因为在反应腔体的高温环境以及真空环境下无法进行顶盖更换的工作。然而，由于CVD工艺过程中反应腔体的温度较高，降温、充气、降温维护、调整硅片位置、抽真空、再加热、维护后测试的时间将会非常长，大大影响了工作效率。例如钨CVD的CVD工艺时温度为约425℃，则降温、充气、降温维护、调整硅片位置、抽真空、再次升温、维护后测试至CVD所需要的温度大约共需要20小时。

因此，需要提供一种用于在CVD反应腔体中校准硅片位置的方法，以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于在CVD反应腔体中校准硅片位置的方法，该方法包括：从原点沿第一方向移动硅片，当检测到该硅片的背压大于预定值时，停止移动，并将该移动的距离记录为第一移动距离；将硅片移动回该原点，从该原点沿与第一方向相反的第二方向移动硅片，当检测到该硅片的背压大于该预定值时，停止移动，并将该移动的距离记录为第二移动距离；计算该第一移动距离和该第二移动距离的平均值，即纵向距离平均值；根据该纵向距离平均值确定硅片沿相对于CVD反应腔体向内的方向的位置，其中，第一方向和第二方向分别为相对于CVD反应腔体向内的方向和向外的方向中的一个。

优选地，该第一移动距离和该第二移动距离的单位为移动步数或移动步数的整数倍，每个移动步的距离相等。

优选地，每个移动步的距离为0.01-0.02mm。

优选地，使用步进电机进行对硅片的移动。

优选地，该预定值为0.5-5Torr。

优选地，该预定值为2.5Torr。

优选地，在根据纵向距离平均值确定硅片沿相对于CVD反应腔体向内的方向的位置的步骤之后，还包括：从初始位置沿第一旋转方向移动硅片，当检测到硅片的背压大于预定值时，停止移动，并将该移动的距离记录为第三移动距离；将硅片移动回该初始位置，从该初始位置沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向移动硅片，当检测到该硅片的背压大于该预定值时，停止移动，并将该移动的角度记录为第四移动距离；计算该第三移动距离和该第四移动距离的平均值，即横向距离平均值；根据横向距离平均值确定硅片沿与相对于CVD反应腔体向内的方向垂直的方向的位置，其中，第一旋转方向和第二旋转方向分别为用于带动硅片的机械手臂的顺时针和逆时针旋转方向中的一个。

优选地，该第三移动距离和该第四移动距离的单位为旋转步数或旋转步数的整数倍，每个旋转步的角度相等。

优选地，每个旋转步的角度为0.002-0.004度。

优选地，使用步进电机进行对硅片的移动。