一种半导体工艺设备的制作方法

本发明涉及半导体设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备。

背景技术：

金属有机化合物化学气相沉淀(mocvd，metal-organicchemicalvapordeposition)是一种新型气相外延生长技术，具有选材范围广、外延层厚度小、反应可控性高等多种优点。

现有的mocvd设备通常包括反应腔室、设置在反应腔室中的承载盘和升降机构，该升降机构通常为导轨、滑块组件，其导轨通过安装板安装在反应腔室底部，其滑块用于驱动承载盘在反应腔室中升降。然而，现有的mocvd设备通常在使用过程中出现承载盘偏移，导致成膜不均匀的问题，需要多次对承载盘进行调平、调对中，影响生产节奏。

因此，如何提供一种结构稳定的mocvd设备，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备的承载盘调节结构稳定，承载盘不容易在运动过程中偏离预定位置。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室、承载盘和支撑柱，所述承载盘设置在所述工艺腔室内，所述支撑柱与所述承载盘相连并支撑所述承载盘，所述半导体工艺设备还包括升降组件和调节组件，其中，

所述升降组件通过所述调节组件与所述支撑柱相连，所述升降组件能够带动所述调节组件升降以实现所述承载盘的升降；

所述调节组件具有安装表面，所述支撑柱设置在所述安装表面上，所述安装表面与参考面之间的角度能够被调节，并且所述调节组件的安装表面能够带动所述支撑柱沿参考面运动，以调节所述承载盘的位置。

优选地，所述调节组件包括沿竖直方向依次层叠设置的第一调节板、第二调节板和第三调节板，所述第一调节板与所述支撑柱固定连接，所述第三调节板与所述升降组件相连；所述第二调节板可相对于所述第三调节板沿x方向滑动，所述第一调节板可相对于所述第二调节板沿y方向滑动，所述x方向和所述y方向均与所述参考面平行，且所述x方向与所述y方向相交。

优选地，所述第二调节板和所述第三调节板上均设置有多个导向件，所述第一调节板和所述第二调节板上均形成有多个导向通孔，所述第三调节板上的多个导向件一一对应地插入所述第二调节板上的多个导向通孔中，且所述第三调节板上的多个所述导向件均能够在所述第二调节板上的多个导向通孔中沿x方向移动，所述第二调节板上的多个导向件一一对应地插入所述第一调节板上的多个导向通孔中，且所述第二调节板上的多个所述导向件均能够在所述第一调节板上的多个导向通孔中沿y方向移动。

优选地，所述导向件为螺钉，所述第二调节板和所述第三调节板上均形成有多个导向螺纹孔；

所述第三调节板上设置的多个所述导向件一一对应地穿过所述第二调节板上的多个导向通孔，并一一对应地旋入所述第三调节板上的多个所述导向螺纹孔中，且能够将所述第二调节板固定连接在所述第三调节板上；

所述第二调节板上设置的多个所述导向件一一对应地穿过所述第一调节板上的多个导向通孔，并一一对应地旋入所述第二调节板上的多个所述导向螺纹孔中，且能够将所述第一调节板固定连接在所述第二调节板上。

优选地，所述调节组件还包括多个调节件；

所述第三调节板朝向所述第二调节板的表面上形成有x向调节部，所述x向调节部上形成有沿x方向延伸并贯穿所述x向调节部的x向调节槽，所述第二调节板的侧面与所述x向调节槽的一端相对设置，所述x向调节槽中设置有所述调节件，且所述x向调节槽中的调节件能够在所述x向调节槽中转动，所述x向调节部和所述第二调节板中的一者与所述x向调节槽中的调节件螺纹连接，另一者在所述x向调节槽中的调节件旋转时与该调节件之间的相对位置不变；

所述第二调节板朝向所述第一调节板的表面上形成有y向调节部，所述y向调节部上形成有沿y方向延伸并贯穿所述y向调节部的y向调节槽，所述第一调节板的侧面与所述y向调节槽的一端相对设置，所述y向调节槽中设置有所述调节件，且所述y向调节槽中的调节件能够在所述y向调节槽中转动，所述y向调节部和所述第一调节板中的一者与所述y向调节槽中的调节件螺纹连接，另一者在所述y向调节槽中的调节件旋转时与该调节件之间的相对位置不变。

优选地，所述调节件的一端设置有外螺纹；

所述第二调节板的侧面上形成有沿x方向延伸的x向螺纹孔，所述x向调节槽中的调节件设置有外螺纹的一端旋入所述第二调节板上的x向螺纹孔中，当所述x向调节件在所述x向调节槽中转动时，能够驱动所述第二调节板沿x方向相对于所述第三调节板滑动；

所述第一调节板的侧面上形成有沿y方向延伸的y向螺纹孔，所述y向调节槽中的调节件设置有外螺纹的一端旋入所述第一调节板上的y向螺纹孔中，当所述y向调节件在所述y向调节槽中转动时，能够驱动所述第一调节板沿y方向相对于所述第二调节板滑动。

优选地，所述调节件上形成有定位回转凸台，所述定位回转凸台的回转轴与所述调节件的旋转轴重合；

所述x向调节部中还形成有x向定位槽，所述x向定位槽具有第一x向定位面和第二x向定位面，所述第一x向定位面与所述第二x向定位面相对，且所述第一x向定位面和所述第二x向定位面均与x方向相交，所述x向调节槽中的调节件的定位回转凸台设置在所述x向调节部的x向定位槽中，且该定位回转凸台位于所述第一x向定位面和所述第二x向定位面之间；

所述y向调节部中还形成有y向定位槽，所述y向定位槽具有第一y向定位面和第二y向定位面，所述第一y向定位面与所述第二y向定位面相对，且所述第一y向定位面和所述第二y向定位面均与y方向相交，所述y向调节槽中的调节件的定位回转凸台设置在所述y向调节部的y向定位槽中，且该定位回转凸台位于所述第一y向定位面和所述第二y向定位面之间。

优选地，所述升降组件包括导轨和滑块，所述导轨与所述工艺腔室固定连接，所述调节组件与所述滑块相连，所述滑块能够沿所述导轨升降运动，以带动所述调节组件升降。

优选地，所述调节组件还包括多个螺纹调节件，所述第二调节板与所述第一调节板中的一者上形成有多个螺纹调节通孔，所述螺纹调节件能够一一对应地由多个所述螺纹调节通孔背离所述第三调节板的一端旋入，且所述螺纹调节件能够在所述螺纹调节通孔朝向所述第三调节板的一端伸出。

优选地，所述第二调节板的形状为矩形，所述调节组件包括4个所述螺纹调节件，4个所述螺纹调节件与所述第二调节板的四个角匹配设置。

在本发明提供的半导体工艺设备中，用于对承载盘进行调平、调对中的调节组件直接通过支撑柱连接承载盘，升降组件可以与工艺腔室固定连接，从而保持升降组件位置的稳定性，进而提高了承载盘在调平、调对中后位置的稳定性。在生产过程中无需频繁调节承载盘的位置，进而提高了设备的生产效率。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是一种现有的半导体工艺设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的半导体工艺设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的半导体工艺设备中调节组件的俯视图；

图4是图3所示调节组件的剖视图；

图5是图3所示调节组件的y向剖视图；

图6是图5所示调节组件的局部视图；

图7是图3所示调节组件的x向剖视图；

图8是图7所示调节组件的局部视图

图9至图11是图3所示调节组件中第二调节板与第三调节板组装在一起的过程示意图；

图12是第二调节板与第三调节板沿x方向相对运动的一种情况的示意图；

图13是第二调节板与第三调节板沿x方向相对运动的另一种情况的示意图。

附图标记说明

1：工艺腔室2：承载盘

21：支撑柱3：安装板

31：顶丝32：调节机构

4：定位销5：导轨

51：滑块6：第一调节板

7：第二调节板71：y向调节部

72：x向螺纹孔8：第三调节板

81：x向调节部9：调节件

91：定位回转凸台11：螺纹调节件

12：导向件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，在现有的mocvd设备中，安装板3通常通过顶丝31和调节机构32与反应腔室1的底部活动连接，在承载盘2位置发生偏移时，可以通过调节机构32调节安装板3的位置，进而通过导轨5、滑块51改变支撑柱21和承载盘2的角度和位置，实现对承载盘2调平、调对中。

经发明人研究后发现，承载盘2在使用过程中出现偏移的主要原因是：滑块51上需要负荷承载盘及其支撑组件的总重力较大，因此在滑块51沿导轨5运动的过程中，导轨5也需要承受较大的变载荷，而导轨5通过安装板3活动连接在反应腔室1底部，调节机构32无法在该变载荷的影响下稳定保持安装板3的角度、位置不变，因此导轨5极容易在使用过程中偏移校准时的位置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体工艺设备，如图2所示，该工艺设备包括工艺腔室1、承载盘2和支撑柱21。承载盘2设置在工艺腔室1内，支撑柱21的一端与承载盘2相连并支撑承载盘2。

该半导体工艺设备还包括升降组件和调节组件，该升降组件通过调节组件与支撑柱21相连，该升降组件能够带动调节组件升降以实现承载盘2的升降。

该调节组件具有安装表面，且支撑柱21设置在该安装表面上。该安装表面与参考面之间的角度能够被调节，并且该安装表面能够带动支撑柱21沿参考面运动，以调节承载盘2的位置。

在本发明中，参考面可以是能够代表水平面的平面，例如，可以是工艺腔室的底面、机台的底座所在平面或者工厂的地面等，工艺腔室中的多个工艺组件安装时均以该参考平面为基准找正。承载盘2的位置包括承载盘2在参考面上的投影位置以及承载盘2与参考面之间的角度，在调节安装表面带动支撑柱21沿参考面运动时，承载盘2在参考面上的投影位置也随之改变(即调对中)；在调节安装表面与参考面之间的角度时，安装表面能够带动支撑柱21一同转动并改变承载盘2的承载面相对于参考面的角度(即调平)。在本发明的一些实施例中，承载盘2可以为加热器，其承载面能够用于加热承载面上承载的晶片。本发明对该半导体工艺设备的种类及用于执行的工艺不作具体限定，例如，该半导体工艺设备可以是mocvd设备。

在本发明中，用于对承载盘2进行调平、调对中的调节组件直接通过支撑柱21连接承载盘2，升降组件(例如，导轨滑块组件)可以与工艺腔室固定连接，从而保持升降组件与工艺腔室之间的相对位置在多次升降动作中不发生改变，提高了承载盘2在调平、调对中后位置的稳定性。在生产过程中无需频繁调节承载盘2的位置，进而提高了设备的生产效率。

并且，调节组件直接与承载盘2下方的支撑柱21连接，调节时移动的零部件总重量较小，便于调节。此外，调节组件仅需调节与支撑柱21匹配的安装表面的位置和角度，该表面的尺寸可以设置得较小，进而减小平行度调节时的调节量，提高调平效率。

本发明对升降组件的结构不作具体限定，例如，可选地，如图2所示，升降组件包括导轨5和滑块51，导轨5与工艺腔室1固定连接，调节组件与滑块51相连(具体可以是与调节组件中的第三调节板8固定连接)，滑块51能够沿导轨5升降运动，以带动调节组件升降。

本发明对升降组件如何与的工艺腔室1连接不作具体限定，例如，可选地，如图2所示，为保持升降组件的角度，升降组件可通过安装板3与工艺腔室1的底壁相连。为保证承载盘2的初始位置靠近规定位置，安装板3可通过定位销4实现与工艺腔室1之间的定位并通过紧固件与工艺腔室1固定连接。

为实现驱动支撑柱21沿参考面(如，水平面)运动，以对承载盘2进行调对中，作为本发明的一种优选实施方式，如图2和图3所示，该调节组件包括沿竖直方向(即图中z方向所示)依次层叠设置的第一调节板6、第二调节板7和第三调节板8，第一调节板6与支撑柱21固定连接，第三调节板8与升降组件相连，第二调节板7可相对于第三调节板8沿x方向滑动，第一调节板6可相对于第二调节板7沿y方向滑动，x方向和y方向均与参考面平行，且x方向与y方向相交。

在本发明实施例中，第一调节板6可在第二调节板7上沿y方向滑动，且第二调节板7可在第三调节板8上沿x方向滑动。因此，仅需分别调整第一调节板6在第二调节板7上的滑移量，以及第二调节板7在第三调节板8上的滑移量，即可调整支撑柱21在参考面上的位置，进而实现承载盘2与工艺腔室中的组件(如，喷淋头)调对中。

如图2所示，当升降组件包括导轨5和滑块51时，最底部的第三调节板8与该滑块51连接。本发明实施例提供的调节组件结构简单，且调节板之间滑动接触，在调节过程中能够平稳地相对平移，从而提高了承载盘2调平、调对中的精确性。

为保证调节板之间精确地沿规定的方向运动，优选地，如图3、图4、图9至图13所示，第三调节板8和第二调节板7上均设置有多个导向件，第二调节板7和第一调节板6上均形成有多个导向通孔，第三调节板8上的多个导向件一一对应地插入第二调节板7上的多个导向通孔13中，且第三调节板8上的多个导向件12均能够在第二调节板7上的多个导向通孔13中沿x方向移动，第二调节板7上的多个导向件一一对应地插入第一调节板6上的多个导向通孔中，且第二调节板7上的多个导向件均能够在第一调节板6上的多个导向通孔中沿y方向移动。

如图3、图4、图9至图13所示，第三调节板8上的导向件(如导向件12-1、导向件12-2、导向件12-3、导向件12-4)的一部分位于第二调节板7上的导向通孔13中，该导向通孔13的形状设置为仅允许第三调节板8上的导向件，如导向件12-1，在其对应的导向通孔13中沿x方向滑动，从而保证第二调节板7仅能够沿x方向在第三调节板8上滑动；

第二调节板7上的导向件(如导向件13-1、导向件13-2、导向件13-3、导向件13-4)的一部分位于第一调节板6上的导向通孔中，第一调节板6上的导向通孔的形状设置为仅允许第二调节板7上的导向件在其对应的导向通孔中沿y方向滑动，从而保证第一调节板6仅能够沿y方向在第二调节板7上滑动。

为实现在调平、调对中后将三个调节板固定在一起，保证承载盘2位置的稳定性，优选地，如图4所示，该第三调节板8和第二调节板7上设置的导向件均为螺钉，第二调节板7和第三调节板8上均形成有多个导向螺纹孔14。

第三调节板8上设置的多个导向件一一对应地穿过第二调节板7上的多个导向通孔13，并一一对应地旋入第三调节板8上的多个导向螺纹孔14中，且能够将第二调节板7固定连接在第三调节板8上；

第二调节板7上设置的多个导向件一一对应地穿过第一调节板6上的多个导向通孔13，并一一对应地旋入第二调节板7上的多个导向螺纹孔14中，且能够将第一调节板6固定连接在第二调节板7上。

在本发明实施例中，第三调节板8上的导向件(导向件12-1、导向件12-2、导向件12-3、导向件12-4)能够在第二调节板7移动至合适位置时被拧紧，将第二调节板7锁死在第三调节板8上；第二调节板7上的导向件(导向件13-1、导向件13-2、导向件13-3、导向件13-4)能够在第一调节板6移动至合适位置时被拧紧，将第一调节板6锁死在第二调节板7上，进而锁定调节组件的调节量，在升降动作中保持承载盘2与参考面之间的角度不变。

为减小调节组件的总重量，优选地，如图4、图11所示，导向通孔13为沉头孔，导向件能够旋入导向通孔13中，从而减小导向件所需的总长度，进一步减轻调节组件的总重量，降低升降组件的负载。

为实现对调节板之间沿x方向、y方向滑移量的稳定、精确控制，优选地，如图5至图13所示，该调节组件还包括多个调节件9；

第三调节板8朝向第二调节板7的表面上形成有x向调节部81，x向调节部81上形成有沿x方向延伸并贯穿x向调节部81的x向调节槽82，第二调节板7的侧面与x向调节槽82的一端相对设置，x向调节槽82中设置有调节件9，且x向调节槽82中的调节件能够在x向调节槽82中转动，x向调节部81和第二调节板7中的一者与x向调节槽82中的调节件9螺纹连接，另一者在x向调节槽82中的调节件9旋转时与该调节件9之间的相对位置不变；

相似地，第二调节板7朝向第一调节板6的表面上形成有y向调节部71，y向调节部71上形成有沿y方向延伸并贯穿y向调节部71的y向调节槽，第一调节板6的侧面与y向调节槽的一端相对设置，y向调节槽中设置有调节件9，且y向调节槽中的调节件9能够在y向调节槽中转动，y向调节部71和第一调节板6中的一者与y向调节槽中的调节件9螺纹连接，另一者在y向调节槽中的调节件9旋转时与该调节件9之间的相对位置不变。

在本发明实施例中，调节件9在x向调节槽中旋转时与一个调节板之间的相对位置不变，另一个调节板与调节件9螺纹连接，在调节件9旋入或选出该调节板时，第二调节板7与第三调节板8也在调节件9的作用下沿x方向彼此靠近或远离，从而实现对调节板之间沿x方向滑移量的控制；

同样地，调节件9在y向调节槽中旋转时与一个调节板之间的相对位置不变，另一个调节板与调节件9螺纹连接，在调节件9旋入或选出该调节板时，第一调节板6与第二调节板7也在调节件9的作用下沿y方向彼此靠近或远离，从而实现对调节板之间沿y方向滑移量的控制。

在本发明实施例中，利用调节件9与一个调节板之间的螺纹连接，将调节件的旋转角度转化为调节板之间的滑移量，提高了控制调节板之间相对滑动的精度。并且，在该螺纹连接过程中，调节板之间的滑移量始终受调节件转动角度的稳定控制，使调节过程更加稳定，调节组件的可控性更高。

本发明对如何实现调节件与一调节板螺纹连接、与另一调节板保持相对位置不变不作具体限定，例如，以第三调节板8与第二调节板7为例，调节件9可以是螺钉，调节件9与x向调节部81螺纹连接，且调节件9的尾部抵在第二调节板7的侧面，第二调节板7的另一侧面设置有弹性件(如，弹簧等)，该弹性件用于将第二调节板7推向x向调节部81。

为提供一种结构简单且易于实现的传动结构，优选地，如图5至图13所示，调节件9的一端设置有外螺纹。第二调节板7的侧面上形成有沿x方向延伸的x向螺纹孔72，x向调节槽81中的调节件9设置有外螺纹的一端旋入第二调节板7上的x向螺纹孔72中，当调节件9在x向调节槽81中转动时，能够驱动第二调节板7沿x方向相对于第三调节板8滑动；

如图7至图8所示，第一调节板6的侧面上形成有沿y方向延伸的y向螺纹孔，y向调节槽中的调节件9设置有外螺纹的一端旋入第一调节板6上的y向螺纹孔中，当调节件9在y向调节槽中转动时，能够驱动第一调节板6沿y方向相对于第二调节板7滑动。

在本发明实施例中，调节件9转动时与x向调节部81相对位置不变，且与第二调节板7侧面的x向螺纹孔72螺纹连接；调节件9转动时与y向调节部71相对位置不变，且与第一调节板6侧面的y向螺纹孔螺纹连接，从而使调节板之间的靠近、远离动作均由调节件的旋转角度控制，该机构结构简单且易于安装、便于维护。

本发明对如何保持调节件与调节部之间相对位置不变不作具体限定，例如，以第三调节板8与第二调节板7为例，可以是调节件9为螺栓，穿过x向调节部81中的光孔并旋入第二调节板7的侧面，第二调节板7的该侧面与x向调节部81之间设置有用于推动二者相互远离的弹性件。

为简化装置结构，提高装置使用寿命，优选地，如图5至图13所示，调节件9上形成有定位回转凸台91；

x向调节部81中还形成有x向定位槽83，x向定位槽83具有第一x向定位面和第二x向定位面，第一x向定位面与第二x向定位面相对，且第一x向定位面和第二x向定位面均与x方向相交(理想情况下均与x方向垂直)，x向调节槽82中的调节件9的定位回转凸台91设置在x向调节部81的x向定位槽83中，且该定位回转凸台91位于第一x向定位面和第二x向定位面之间；

相似地，y向调节部71中还形成有y向定位槽，y向定位槽具有第一y向定位面和第二y向定位面，第一y向定位面与第二y向定位面相对，且第一y向定位面和第二y向定位面均与y方向相交，y向调节槽中的调节件9的定位回转凸台91设置在y向调节部71的y向定位槽中，且该定位回转凸台91位于第一y向定位面和第二y向定位面之间。

在本发明实施例中，定位槽中相对的两个定位面能够在定位回转凸台91的两侧对其进行卡位，从而通过定位回转凸台91与定位槽之间的匹配关系保持调节件9与x向调节部81(或y向调节部71)之间的相对位置不变。从而提供了一种结构简单、强度大、便于维护的传动结构，与利用弹簧等组件实现调节板之间往复运动的方案相比，延长了装置的使用寿命、降低了维护成本。

图12、图13是第二调节板7与第三调节板8沿x方向相对运动的两种情况的示意图，如图12所示，当调节件9旋转进入第二调节板7时，第二调节板7被拖向x向调节部81，在导向件12与导向通孔13的限位作用下，第二调节板7沿x方向移动并靠近x向调节部81；

如图13所示，当调节件9旋转脱出第二调节板7时，第二调节板7被推动远离x向调节部81，在导向件12与导向通孔13的限位作用下，第二调节板7沿x方向移动并远离x向调节部81。

第一调节板6和第二调节板7沿y方向相对运动的原理与第二调节板7和第三调节板8沿x方向相对运动的原理相同，此处不再赘述。

为实现控制支撑柱21的朝向，以对承载盘2进行调平，作为本发明的一种优选实施方式，如图3、图9至图13所示，该调节组件还包括多个螺纹调节件11(如，螺纹调节件11-1、螺纹调节件11-2、螺纹调节件11-3、螺纹调节件11-4)，第二调节板7与第一调节板6中的一者上形成有多个螺纹调节通孔，螺纹调节件能够一一对应地由多个螺纹调节通孔背离第三调节板8的一端旋入，且螺纹调节件能够在螺纹调节通孔朝向第三调节板8的一端伸出。

在本发明实施例中，螺纹调节件在第二调节板7(或第一调节板6)的底部旋出时，能够在第二调节板7与第三调节板8之间(或第一调节板6与第二调节板7之间)顶出间隙，进而可通过转动多个螺纹调节件11，改变两调节板之间各处的间隙大小，从而改变两调节板之间的相对角度，进而通过影响支撑柱21的朝向实现对承载盘2进行调平。

本发明对该螺纹调节件的结构不作具体限定，例如，螺纹调节件可以是顶丝。

在本发明中，调节组件中同时包括导向件12和螺纹调节件11时，需先进行调平操作(即调节螺纹调节件11)，再进行调对中操作(即调节调节板之间在x方向、y方向的相对位置)，最后将导向件12拧紧，即可实现对承载盘2位置的锁定。

如图3所示，当第二调节板7的形状为矩形时，为便于工作人员操作，优选地，调节组件可以包括四个螺纹调节件11，四个螺纹调节件11与第二调节板7的四个角匹配设置。进一步优选地，如图3所示，第三调节板8和第二调节板7上分别设置有四个导向件12，且每块调节板上的四个导向件12也与第二调节板7的四个角匹配设置。

在本发明中，用于对承载盘2进行调平、调对中的调节组件直接通过支撑柱21连接承载盘2，升降组件可以与工艺腔室固定连接，从而保持升降组件位置的稳定性，进而提高了承载盘2在调平、调对中后位置的稳定性。在生产过程中无需频繁调节承载盘2的位置，进而提高了设备的生产效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。