[发明专利]一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器

说明书

本发明公开了一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器，属于半导体领域，外延反应器包括反应腔，反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，反应腔具有流经托盘基座的气流通道以及分别位于气流通道两端的进气端口和出气端口，装置包括设于托盘基座上且随托盘基座的旋转而圆周运动的定位器、位于进气端口与出气端口的信号发射器和信号接收器以及与信号接收器通信连接的计速器，信号发射器用于发射被定位器周期性阻挡的激光信号，信号接收器用于接收激光信号，计速器用于根据激光信号被阻挡的频率计算获取托盘基座的角速度信息。本发明能够在不破坏保温层及石墨层结构的情况下完成托盘基座的测速，具有测量精度高、反应灵敏、结构简单的特点。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器。

背景技术

外延薄膜生长是半导体器件制造的重要工序之一，其生长薄膜的质量与设备、工艺息息相关。外延生长一般是在外延反应器内的衬底上进行，衬底的温度均匀性和化学沉积的均匀性对外延薄膜生长的质量具有直接影响，而衬底一般通过放置在反应器内的托盘基座上来进行持续旋转以确保温度均匀性和化学沉积的均匀性，因此，托盘基座的旋转速率对外延生长质量至关重要。

现有技术中，托盘基座用于承托衬底且能在外延反应器的反应腔内旋转运动，而外延反应器中一般采用气旋的方式驱动托盘基座旋转，这无法从反应腔外部测得托盘基座旋转速度的具体数值，仅能通过气旋气体的流量来估算托盘基座的旋转速度，但是这种速度估算方式精度较低，难以作为托盘基座速度控制的参考数据，因此制约了外延生长的质量。

基于此，有在具有不透光性的石英保温层及石墨层上开设探测孔的方案，通过探测孔对托盘基座进行测速的处理，但是这种处理方式会影响石英保温层的保温能力及石墨层的制热能力，容易导致反应腔内温度分布不均而影响晶体生长。

发明内容

针对现有技术存在的无法在不影响反应腔内温度分布均匀性的前提下精确测量得到托盘基座转速的问题，本发明的目的在于提供一种外延反应器托盘基座转速检测装置及外延反应器。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种外延反应器托盘基座转速检测装置，所述外延反应器包括反应腔，所述反应腔内设置有用于承托衬底的托盘基座，所述反应腔具有流经所述托盘基座的气流通道以及分别位于所述气流通道两端的进气端口和出气端口，所述装置包括：

定位器，所述定位器设于所述托盘基座上，且所述定位器随所述托盘基座的旋转而进行圆周运动；

信号发射器，所述信号发射器设于所述进气端口与所述出气端口中的一个处，所述信号发射器用于发射被进行圆周运动的所述定位器周期性阻挡的激光信号；

信号接收器，所述信号接收器设于所述进气端口与所述出气端口中的另一个处，所述信号接收器用于接收所述信号发射器发射的所述激光信号；

以及计速器，所述计速器与所述信号接收器通信连接，所述计速器用于根据所述激光信号被阻挡的频率计算获取所述托盘基座的角速度信息。

优选的，所述激光信号位于所述衬底顶面的上方，且所述定位器的顶端高于所述衬底的顶面。

优选的，所述激光信号经过所述托盘基座的旋转轴线。

优选的，所述定位器设置在所述托盘基座的外侧。

优选的，所述定位器的表面涂覆有耐高温涂层。

优选的，所述气流通道呈笔直状构造，且所述信号发射器与所述信号接收器的安装位置在气流方向上相互错开。

优选的，所述定位器至少有两个，至少两个所述定位器以所述托盘基座的旋转轴线为中心周向均匀分布。

第二方面，本发明还提供一种外延反应器，包括：