CN103094155A - 一种半导体器件加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种半导体器件加工设备，包括基座以及密封地内嵌于所述基座的加热装置，所述加热装置为直接产热体。加热装置内嵌于基座，加热装置加热后，其产生的热量能够快速的传递到整个基座中，然后通过基座将热量传递给放置在基座上的半导体晶片中，从而实现对半导体晶片的加热。由于加热装置为直接产热体且内嵌于基座，一方面使得加热装置不易受外界环境影响而损坏，延长了加热装置的使用寿命，另一方面加热装置与基座的接触面积增大了，使得加热装置产生的热量能够快速、直接的全部传递至基座，从而基座可以快速均匀的对半导体晶片进行加热，从而保证了半导体晶片的加工质量。

Description

一种半导体器件加工设备

技术领域

本发明涉及半导体处理设备技术领域，尤其涉及一种半导体器件加工设备。

背景技术

现有技术中，半导体器件的加工制造过程中，需要在半导体晶片(wafer)上生成导电薄膜层、绝缘薄膜层等各种薄膜层(thin-film)以及各种沟槽、开口等，生成薄膜层和沟槽等的步骤对半导体器件加工而言是至关重要的环节。

一般情况下，薄膜层的生成可以通过PVD(物理气相淀积，又称溅射)、热氧化及CVD(化学气相淀积)等手段实现，沟槽、开口等可以通过刻蚀的方式实现。现有技术中的CVD、热氧化及刻蚀设备的共同点是，均需将待加工的晶片放置在基座上，之后在设备的腔体中进行相应的反应过程，在晶片的加工过程中，为了加快反应速度、提高加工效率等，往往对反应环境的温度会有一定的要求。在控制设备腔体温度的方法中，比较常用的一种方式就是给基座加热，之后由基座将热量传递给位于基座上方的晶片，从而控制反应速度等。

现有技术为基座加热的方式如图1所示，将半导体晶片13置于基座(susceptor)11上方，基座(susceptor)11一般使用陶瓷原料制作而成，基座11的下方设置有加热灯(lamp)12。具体的，基座11的上表面设置有安装槽14，安装槽14的形状与晶片13相配合，而加热灯12则均匀的设置于基座11的下表面。在生产过程中，由加热灯12产生的热量传递给基座11，之后由基座11再将热量传递给晶片13，从而实现对反应过程中温度的控制。

但是，在实际生产过程中发现，在同一批生产的器件中，某些器件的电性和良率与周边其它器件的电性和良率相差较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种覆晶封装方法，通过改变涂胶路径，解决了现有技术的问题，节省了封胶的时间，提高了封胶效率，并且在一定程度上避免了封胶区域的气泡、包覆不良和剥离强度不足等现象。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种半导体器件加工设备，包括：

基座；

密封地内嵌于所述基座的加热装置，所述加热装置为直接产热体。

优选地，所述加热装置具体为连接有外接电源的若干电阻丝，所述电阻丝均匀的排布在所述基座内。

优选地，还包括与所述电阻丝相连的接地电源线。

优选地，还包括测温装置，所述测温装置包括显示终端以及检测终端。

优选地，所述检测终端具体为热电偶，所述热电偶密封地内嵌于所述基座。

优选地，所述热电偶为多个。

优选地，所述基座上表面设置有硅片安装槽。

优选地，所述半导体器件加工设备为化学气相淀积设备、刻蚀设备或热氧化设备中的至少一种。

优选地，所述半导体器件加工设备为型号为P5000的化学气相淀积设备。

相对于上述背景技术中的技术方案，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案，加热装置内嵌于基座，加热装置加热后，其产生的热量能够快速的传递到整个基座中，然后通过基座将热量传递给放置在基座上的半导体晶片中，从而实现对半导体晶片的加热。由于加热装置为直接产热体且内嵌于基座，一方面使得加热装置不易受外界环境影响而损坏，延长了加热装置的使用寿命，另一方面加热装置与基座的接触面积增大了，使得加热装置产生的热量能够快速、直接的全部传递至基座，从而基座可以快速均匀的对半导体晶片进行加热，从而保证了半导体晶片的加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的半导体器件加工设备中基座与加热灯之间安装结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的半导体器件加工设备中基座与加热装置之间安装结构的示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，采用现有技术中的加热设备生产出的器件中，同一批次的器件往往出现电性和良率不平均，且某些器件的电性和良率与周边其它器件的电性和良率相差较大的情况。

发明人研究发现，出现这种问题的主要原因之一是现有技术中基座的加热方式，其具体过程为，由加热灯内的灯芯通电产热，之后将产生的热量传递给加热灯的灯管，之后由灯管外壁将热量传递给基座，再由基座将热量传递给晶片，即加热灯的灯管以及基座只是作为一种导热的材料将灯芯产生的热量传递给晶片，从而导致将热量传递给晶片的过程中具有热传导的滞后性，由于与基座接触的加热灯的灯管部分并非直接产热体，而且灯芯所产生的热量并不是全部都能够及时的传递给晶片，在热量传递过程中有大量热量被损耗在了灯管和基座上。所述直接产热体为在存在某些诱因的情况下，能够直接产生热量的物体，如加热灯的灯芯、通电即可产热的电阻丝等，此时为电阻丝通电即为诱因。

同时，由于加热灯的寿命一般较短，在生产过程中很可能会有个别的加热灯损坏，结合热传导过程中的滞后性，进而导致对基座的加热不均匀，进而对晶片的加热也不均匀，从而导致晶片某些区域的反应速率慢于其它区域，从而使得对晶片不同区域的加工结果不同，如CVD工艺中，会导致淀积的薄膜不均匀，在刻蚀工艺中，不同区域的刻蚀深度不同，在热氧化工艺中，不同区域生长的氧化层厚度不同等。

综合以上两种原因，导致了在同样的加工时间内，同一批次生产的器件中，某些器件的电性和良率与周边其它器件的电性和良率相差较大。

基于以上原因，发明人考虑，若解决上述两个方面的问题，对基座的结构和加热方式做一定的修改，如将加热装置内嵌于基座中，并且采用能够直接产热的加热装置，这样，加热装置产生的热量能够直接快速的传递给基座，从而使基座能够快速的将加热温度传递给安装于基座上表面的半导体晶片，在一定程度上即可避免现有技术中的缺点。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种半导体器件加工设备，其结构图如图2所示，包括基座21和密封地内嵌于所述基座21的加热装置22，所述加热装置22为直接产热体。

加热装置22内嵌于基座21，加热装置22加热后，其产生的热量能够快速直接地传递给基座21，然后通过基座21将热量传递给安装在基座21上的半导体晶片中，从而实现对半导体晶片的加热。由于加热装置22内嵌于基座21，所以加热装置22与基座21之间的热量传递快速，而且直接；同时，加热装置22产生的热量能够全部直接地传递至基座21，基座21的升温速率很快。因此，基座21可以快速均匀的对半导体晶片进行加热，且所述加热装置22为嵌入基座内部的直接产热体，不易损坏，使本发明提供的半导体器件加工设备具有良好的稳定性，从而保证半导体晶片各区域反应速率的均匀性，以保证器件电性和良率的均匀性。

在半导体器件加工设备运行过程中，基座21具体设置于半导体器件加工设备的反应腔室内；根据半导体器件加工时对所需的环境内的气体等因素具有严格的洁净度要求，因此，半导体器件加工设备的反应腔室需要具有一定的密封性，有时甚至需要真空密封；反应腔室内的密封环境的获得可以通过反应腔室设置的导气管25以及设置于导气管25外端的密封塞26。

具体的，所述加热装置22可以为电阻丝、金属棒或灯芯等，只要能够起到良好的产热效果即可。本实施例中优选为，所述加热装置22为连接有外接电源27的若干电阻丝，电阻丝均匀的排布在基座内，电源27可直接为加热装置22供电，以使加热装置22产生热量。由于电阻丝内嵌于基座内，受外界环境影响较少，而且电阻丝结构简单，影响其寿命的因素较少，进而使得电阻丝的使用寿命比加热灯长，且不易损坏，在保证快速直接的热量传递过程的同时，还能够进一步的提高本发明提供的半导体器件加工设备的稳定性。

当然，为了增强半导体器件加工设备使用的安全性，电阻丝还连接有接地线29。

进一步地，为了能够随时对内嵌于基座21的加热装置22的工作温度进行监控，半导体器件加工设备还可以设置有测温装置28，测温装置28包括显示终端以及检测终端。具体的，检测终端内嵌于基座21中，这样可以更好的对基座21的温度进行监控，由检测终端得到的数据通过数据传输线输送给显示终端，工作人员可以通过显示终端显示的数据得到基座21的具体温度，从而根据显示终端得到的数据，通过对加热装置22的控制实现对基座21温度的控制。

优选地，上述技术方案中的测温装置28的检测终端具体可以为接触式或非接触式的热电偶，且热电偶密封地内嵌于基座21中，以对基座21的内部温度取得更好的监控作用。

当然，上述的热电偶还可以为多个，且各个热电偶均匀的内嵌于基座21。这样，热电偶就可以对基座21中每一处的温度进行全面的监控，从而可以更好的保证基座21内部温度的均匀性，进一步的提高半导体器件加工设备工作时的稳定性。

具体到实际生产中，为了使基座21能够更好地为半导体晶片提供热量和温度，还可以在基座21的上表面处安装槽24。即半导体晶片可以完全地安装在基座21的安装槽24中，此时，半导体晶片完全位于基座21所散发温度的环境中，所以，基座21能够更加快速、直接地将温度和热量传递给半导体晶片。

需要说明的是，本发明实施例中公开的半导体器件加工设备可以为化学气相淀积设备、刻蚀设备或热氧化设备中的至少一种，具体的，下面以型号为P5000化学气相淀积设备为例，说明本发明实施例中设备的优点：

P5000设备采用陶瓷基座承载半导体晶片，现有技术中一般使用基座下方设置的加热灯为基座加热，之后由基座将热量传递给晶片。本领域技术人员可以理解，CVD过程主要是在晶片表面形成各种薄膜，在同样的设备环境和反应时间内，薄膜的厚度主要取决于晶片表面的化学反应速率，而化学反应速率是直接与反应时设备腔体内，主要是晶片表面的温度有关，一般情况下，在一定的温度范围内，温度越高，化学反应速率越快，而现有技术中的为晶片加热的热源为基座下方的加热灯，由于加热灯容易损坏等原因(具体如上所述)，使得晶片表面受热不均，从而导致晶片不同区域表面的化学反应速率不同，进而使得CVD设备生产出的薄膜厚度不均匀，从而对后续的CMP(化学机械研磨)、PVD(物理气相淀积)等加工工序带来不良影响，最终导致器件的电性和良率收到影响。

本实施例公开的设备中，由于采用为直接产热体的加热装置，而且将加热装置内嵌于基座，一方面使得加热装置不易受外界环境影响而损坏，延长了加热装置的使用寿命，另一方面加热装置与基座的接触面积增大了，使得加热装置产生的的热量能够快速、直接的全部传递至基座，从而基座可以快速均匀的对半导体晶片进行加热，由于晶片表面的温度均匀了，晶片各区域表面的化学反应速率也相同或相近了，进而使得形成的薄膜厚度更加均匀。

本实施例中的半导体器件加工设备若为刻蚀设备或热氧化设备，同样能达到良好的加工效果，如刻蚀的沟槽、空洞的深度、宽度等更加均匀，热氧化形成的氧化层等也更加均匀，从而保证了器件的加工质量。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种半导体器件加工设备，其特征在于，包括：

基座；

密封地内嵌于所述基座的加热装置，所述加热装置为直接产热体。

2.根据权利要求1所述的半导体器件加工设备，其特征在于，所述加热装置具体为连接有外接电源的若干电阻丝，所述电阻丝均匀的排布在所述基座内。

3.根据权利要求2所述的半导体器件加工设备，其特征在于，还包括与所述电阻丝相连的接地电源线。

4.根据权利要求2所述的半导体器件加工设备，其特征在于，还包括测温装置，所述测温装置包括显示终端以及检测终端。

5.根据权利要求4所述的半导体器件加工设备，其特征在于，所述检测终端具体为热电偶，所述热电偶密封地内嵌于所述基座。

6.根据权利要求5所述的半导体器件加工设备，其特征在于，所述热电偶为多个。

7.根据权利要求1所述的半导体器件加工设备，其特征在于，所述基座上表面设置有硅片安装槽。

8.根据权利要求1-7任一项所述的半导体器件加工设备，其特征在于，所述半导体器件加工设备为化学气相淀积设备、刻蚀设备或热氧化设备中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的半导体器件加工设备，其特征在于，所述半导体器件加工设备为型号为P5000的化学气相淀积设备。

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