[发明专利]半导体热处理设备及其温度自校准方法

说明书

本发明公开了一种半导体热处理设备及其温度自校准方法，设备包括：炉体、设置于炉体内的工艺管以及设置于工艺管内的晶舟，晶舟沿工艺管的轴向设有多个晶圆放置区，每个晶圆放置区能够放置多片待加工晶圆；内部测温件，沿工艺管的轴向设置于工艺管的内部边缘，沿内部测温件的一端至另一端间隔分布有多个测温点，每个测温点对应一个晶圆放置区，每个晶圆放置区用于放置测温晶圆和待加工晶圆，测温晶圆上设有晶圆测温件；控制单元，内部测温件和晶圆测温件分别与控制单元连接，控制单元用于根据晶圆测温件的温度对内部测温件上相应的测温点的温度进行校准，以使测温晶圆的温度等于设定温度。本发明可以实现对半导体热处理设备温度调控的精确自动校准。

技术领域

本发明属于半导体制造设备领域，更具体地，涉及一种半导体热处理设备及其温度自校准方法。

背景技术

在集成电路、光伏等半导体制造领域，对晶圆进行热处理的立式或者卧式炉管设备已经被广泛使用。随着行业的发展，对温度控制精度的要求越来越严格。此类设备在装机初始阶段需要对设备进行温度校准，让设备炉体中心处晶圆的温度近似等于设定温度。

目前普遍使用的方法就是在炉体中心晶圆旁边引入一根更靠近晶圆的热偶，代表晶圆温度对控温热偶进行校准。但是这个引入的晶圆热偶与晶圆之间仍然有一定的距离，并不能完全等于晶圆的温度。而且目前的校准方法需要根据热偶温度通过校准人员计算并录入补偿值，反复人工修正，直到达到校准要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种半导体热处理设备及其温度自校准方法，实现对炉管设备温度调控的精确自动校准。

为实现上述目的，本发明提出一种半导体热处理设备，包括：

炉体、设置于所述炉体内的工艺管以及设置于所述工艺管内的晶舟，所述晶舟沿所述工艺管的轴向设有多个晶圆放置区，每个所述晶圆放置区能够放置多片待加工晶圆；

内部测温件，沿所述工艺管的轴向设置于所述工艺管的内部边缘，沿所述内部测温件的一端至另一端间隔分布有多个测温点，每个所述测温点对应一个所述晶圆放置区，每个所述晶圆放置区用于放置测温晶圆和待加工晶圆，所述测温晶圆上设有晶圆测温件；

控制单元，所述内部测温件和所述晶圆测温件分别与所述控制单元连接，所述控制单元用于根据所述晶圆测温件的温度对所述内部测温件上相应的测温点的温度进行校准，以使所述测温晶圆的温度等于设定温度。

可选地，还包括多个外部测温件，多个所述外部测温件间隔设置于所述炉体外壁，每个所述外部测温件的位置与所述内部测温件上的一个测温点相对，所述外部测温件与所述控制单元连接；

所述控制单元还用于根据校准后的所述内部测温件的温度对相应的所述外部测温件进行温度校准。

可选地，所述晶圆测温件焊接于所述测温晶圆上。

可选地，所述测温晶圆位于对应的所述晶圆放置区域的中间位置并与所述内部测温件的一个测温点相对。

本发明还提出一种应用于以上所述的半导体热处理设备的温度自校准方法，其特征在于，所述方法包括：通过所述控制单元执行以下步骤：

步骤S1：通过所述晶圆测温件获取所述测温晶圆在当前周期内的温度，基于所述测温晶圆的温度与工艺要求的设定温度计算与所述测温晶圆相对的内部测温件上的一个测温点的温度补偿值，基于所述温度补偿值对所述测温点的温度进行校准；

步骤S2：判断当前周期内所述测温晶圆的温度是否稳定，若是，则执行步骤S3，否则，通过温度调控使所述测温晶圆的温度达到稳定，并执行步骤S3；

步骤S3：判断所述设定温度与所述测温晶圆的温度的第一差值是否在预设的差值范围内，若是，则完成所述测温点的温度校准，否则，将下一周期作为当前周期，并返回执行所述步骤S1，继续对所述测温点的温度进行校准。