CN105336644B - 一种热盘工艺腔气流均布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶圆在热盘工艺时气流分布装置，具体地说是一种热盘工艺腔气流均布装置，加热盘体安装在下密封盘体内，加热盘体与下密封盘体内壁之间容置有均流管，均流管与安装在下密封盘体上的排气管相连通，且均流管上沿周向均布有多个气孔；加热盘体的下方设有可升降的顶针机构，顶针机构穿过加热盘体、支撑晶圆；下密封盘体顶端密封连接有可升降的上盖，晶圆位于上盖与加热盘体之间，上盖和加热盘体与下密封盘体内壁之间形成工艺腔室；气体由上盖上设置的进气口进入工艺腔室内，通过均流管上各气孔进入均流管内，经排气管上的排气口排出。本发明形成的工艺腔室，内部气流均匀分布于晶圆表面然后排出腔室，实现了工艺腔室内气流均布的目的。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆在热盘工艺时气流分布装置，具体地说是一种热盘工艺腔气流均布装置。
背景技术
目前，对于晶圆在热盘内工艺时，工艺腔室内的气流会影响晶圆表面加热的均匀性。如果晶圆加热的均匀性不好，光刻胶在晶圆上的吸附力和薄厚会不一致，对以后的其他工艺就造成影响。因此，如何保持工艺腔室内的热量在晶圆表面均匀流动、然后排出腔室内部已成为亟待解决的问题。
发明内容
为了保证晶圆表面加热的均匀性，使光刻胶在晶圆上的吸附力和薄厚不一致，本发明的目的在于提供一种热盘工艺腔气流均布装置。该装置通过均流管使工艺腔室内的热量均布在晶圆表面，最后排出工艺腔室。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括上盖、加热盘体、均流管、下密封盘体及顶针机构，其中加热盘体安装在下密封盘体内，所述加热盘体与下密封盘体内壁之间容置有所述均流管，该均流管与安装在所述下密封盘体上的排气管相连通，且所述均流管上沿周向均布有多个气孔；所述加热盘体的下方设有可升降的顶针机构，该顶针机构穿过所述加热盘体、支撑晶圆；所述下密封盘体顶端密封连接有可升降的上盖，所述晶圆位于该上盖与加热盘体之间，所述上盖和加热盘体与下密封盘体内壁之间形成工艺腔室；气体由所述上盖上设置的进气口进入所述工艺腔室内，通过所述均流管上各气孔进入均流管内，经所述排气管上的排气口排出。
其中：所述上盖的下表面设有凹槽、形成上工艺腔室，所述加热盘体的侧表面与下密封盘体内壁之间形成的空间为下工艺腔室，所述上盖与下密封盘体的顶端密封连接，所述上工艺腔室与下工艺腔室形成所述工艺腔室；所述上盖为圆盘状，所述凹槽沿轴向向内凹陷，该上盖上设置的进气口与所述凹槽相连通；
所述下密封盘体的顶端沿圆周方向设有密封槽，该密封槽内容置有密封圈，所述上盖与下密封盘体通过该密封圈密封连接；所述下密封盘体为圆环状，其顶端边缘沿径向向内延伸、形成顶端延伸部，所述密封槽设置在顶端延伸部，所述下密封盘体的底端边缘沿径向向内延伸、形成底端延伸部，所述加热盘体放置在该底端延伸部上，所述均流管位于加热盘体侧表面与下密封盘体内壁之间的底端延伸部上；
所述均流管为圆环状，其上表面沿圆周方向均布有多个气孔，下表面沿圆周方向均布有多个与所述排气管相连通的总排气孔；所述均流管分为两个半圆环管，每个半圆环管的上表面均开有多个气孔、下表面均设有至少一个与所述排气管相连通的总排气孔；
所述加热盘体上开有供顶针机构穿过的通孔；所述顶针机构包括与动力源连接的连接盘及在该连接盘上均布的多个顶针，所述顶针的数量与通孔的数量相同，每个顶针均由一个通孔穿过、用于支撑晶圆；
所述上盖及顶针机构同步升降，所述晶圆随顶针机构升降。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过上盖与下密封盘体密封接触形成工艺所需的密闭工艺腔室，工艺腔室内设置的均流管上均布了气孔，并通过总排气孔与连接负压的排气管连通，可以实现工艺腔室内的热量在晶圆表面均匀流动。
2.本发明的下密封盘体底部排气管接有负压，当上盖下降接触到下密封盘体时负压打开。工艺腔室内形成上端进气、下端排气。
3.本发明的均流管上开有气孔，当下密封盘体底部的排气管接上负压，通过均流管上的气孔可以实现工艺腔室四周的负压相等，气流均匀经气孔进入均流管内部，最后由总排气孔排出工艺腔室。
4.本发明的上盖及顶针机构分别通过气缸带动同步升降，晶圆通过顶针机构支撑，并随顶针机构实现升降。
附图说明
图1为本发明的整体结构爆炸图；
图2为本发明在形成工艺腔室之前的内部结构示意图；
图3为本发明形成工艺腔室的内部结构示意图；
图4为本发明气流在晶圆表面分布的示意图；
图5A为本发明均流管的结构示意图；
图5B为本发明均流管的断面示意图；
其中：1为上盖，2为晶圆，3为加热盘体，4为均流管，5为密封圈，6为下密封盘体，7为顶针机构，8为通孔，9为气孔，10为总排气孔，11为密封槽，12为凹槽，13为连接盘，14为顶针，15为排气管，a为工艺腔室，b为上工艺腔室，c为下工艺腔室，I为进气口，II为排气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明包括上盖1、加热盘体3、均流管4、密封圈5、下密封盘体6及顶针机构7，其中加热盘体3、均流管4、密封圈5及下密封盘体6为固定件，上盖1及顶针机构7是运动部件、可以升降。
下密封盘体6通过垫柱固定在底板上，下密封盘体6为圆环状，其顶端边缘沿径向向内延伸、形成顶端延伸部，在该顶端延伸部上沿圆周方向设有密封槽11，该密封槽11内容置有密封圈5；下密封盘体6的底端边缘沿径向向内延伸、形成底端延伸部，加热盘体3放置在该底端延伸部上。加热盘体3为圆盘状，在加热盘体3的下表面及下密封盘体6的底端延伸冲边缘分别设有止口，便于安装加热盘体3时定位。加热盘体3的中部开有多个供顶针机构7穿过的通孔8(本实施例的通孔8为三个)，顶针机构7包括与动力源(本实施例为气缸)连接的连接盘13及在该连接盘13上均布的多个顶针14，顶针14的数量与通孔8的数量相同(本实施例为三个顶针14)，每个顶针14均由一个通孔8穿过、用于支撑晶圆2。下密封盘体6的底部固接有排气管15，该排气管15的排气口II连接负压。
均流管4位于加热盘体3侧表面与下密封盘体6内壁之间的底端延伸部上。均流管4为圆环状，其上表面沿圆周方向均布有多个气孔9，下表面沿圆周方向均布有多个与排气管15相连通的总排气孔10；如图5A、图5B所示，本实施例的均流管4分为两个半圆环管，每个半圆环管的上表面均开有多个气孔9、下表面均设有两个与排气管15相连通的总排气孔10。
上盖1位于下密封盘体6的上方，由动力源(本实施例为气缸)带动升降；该上盖1为圆盘状，通过密封圈5与下密封盘体6密封连接。上盖1的下表面设有凹槽12、形成上工艺腔室b，凹槽12沿轴向向内凹陷，该上盖1上设有与凹槽12相连通进气口I。加热盘体3的侧表面与下密封盘体6内壁之间形成的空间为下工艺腔室c，上工艺腔室b与下工艺腔室c形成所述工艺腔室a。
本发明的工作原理为：
上盖1在气缸的驱动下降，与下密封盘体6密封接触，上盖1上的上工艺腔室b与下工艺腔室c形成工艺腔室a。下密封盘体6底部排气管15连接的负压打开，工艺腔室a内形成上端进气、下端排气。由于下密封盘体6底部接有负压，通过均流管4上的气孔9可以实现工艺腔室a四周的负压相等，工艺腔室a内的热量在晶圆2表面均匀流动，气流均匀经气孔9进入均流管4内部，最后由总排气孔10排出工艺腔室a，从而实现热盘工艺腔内气流均匀分布。具体工作过程为：
工作之前，如图2所示，上盖1处于最高位，进气口I未接通外部气源；顶针机构7中的顶针14由加热盘体3上的通孔8伸出。下密封盘体6底部排气管连接的负压没有打开。
如图3所示，当晶圆2被传送到热盘做工艺时，晶圆2放到顶针机构7中的顶针14上。顶针机构7在气缸的带动下下降设定距离，把晶圆2放置在加热盘体3上。上盖1在气缸的带动下下降，与下密封盘体6接触，通过密封圈5形成所需的工艺腔室a。此时上盖1上的进气口I接通外部气源，下密封盘体6底部排气管15连接的负压打开，工艺腔室a内就形成了上端进气、下端排气。由于下密封盘体6底部负压打开，首先经过均流管4上的总排气孔10分布给上面的气孔9，这样压力均匀分布在各个气孔9上，实现工艺腔室a四周的负压相等，工艺腔室a内的热量在晶圆2表面均匀流动，进一步提高晶圆2的受热均匀性。最后气流经气孔9进入均流管4内部，通过总排气孔10排出工艺腔室a，从而实现热盘工艺腔内气流均匀分布，如图4所示。
本发明的上盖1及顶针机构7可分别由气缸带动同步升降，晶圆2随顶针机构7升降。
Claims (9)
1.一种热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：包括上盖(1)、加热盘体(3)、均流管(4)、下密封盘体(6)及顶针机构(7)，其中加热盘体(3)安装在下密封盘体(6)内，所述加热盘体(3)与下密封盘体(6)内壁之间容置有所述均流管(4)，该均流管(4)与安装在所述下密封盘体(6)上的排气管(15)相连通，且所述均流管(4)上沿周向均布有多个气孔(9)；所述加热盘体(3)的下方设有可升降的顶针机构(7)，该顶针机构(7)穿过所述加热盘体(3)、支撑晶圆(2)；所述下密封盘体(6)顶端密封连接有可升降的上盖(1)，所述晶圆(2)位于该上盖(1)与加热盘体(3)之间，所述上盖(1)和加热盘体(3)与下密封盘体(6)内壁之间形成工艺腔室(a)；气体由所述上盖(1)上设置的进气口(I)进入所述工艺腔室(a)内，通过所述均流管(4)上各气孔(9)进入均流管(4)内，经所述排气管(15)上的排气口(II)排出；
所述均流管(4)为圆环状，其上表面沿圆周方向均布有多个气孔(9)，下表面沿圆周方向均布有多个与所述排气管(15)相连通的总排气孔(10)。
2.按权利要求1所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述上盖(1)的下表面设有凹槽(12)、形成上工艺腔室(b)，所述加热盘体(3)的侧表面与下密封盘体(6)内壁之间形成的空间为下工艺腔室(c)，所述上盖(1)与下密封盘体(6)的顶端密封连接，所述上工艺腔室(b)与下工艺腔室(c)形成所述工艺腔室(a)。
3.按权利要求2所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述上盖(1)为圆盘状，所述凹槽(12)沿轴向向内凹陷，该上盖(1)上设置的进气口(I)与所述凹槽(12)相连通。
4.按权利要求1或2所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述下密封盘体(6)的顶端沿圆周方向设有密封槽(11)，该密封槽(11)内容置有密封圈(5)，所述上盖(1)与下密封盘体(6)通过该密封圈(5)密封连接。
5.按权利要求4所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述下密封盘体(6)为圆环状，其顶端边缘沿径向向内延伸、形成顶端延伸部，所述密封槽(11)设置在顶端延伸部，所述下密封盘体(6)的底端边缘沿径向向内延伸、形成底端延伸部，所述加热盘体(3)放置在该底端延伸部上，所述均流管(4)位于加热盘体(3)侧表面与下密封盘体(6)内壁之间的底端延伸部上。
6.按权利要求1所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述均流管(4)分为两个半圆环管，每个半圆环管的上表面均开有多个气孔(9)、下表面均设有至少一个与所述排气管(15)相连通的总排气孔(10)。
7.按权利要求1或2所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述加热盘体(3)上开有供顶针机构(7)穿过的通孔(8)。
8.按权利要求7所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述顶针机构(7)包括与动力源连接的连接盘(13)及在该连接盘(13)上均布的多个顶针(14)，所述顶针(14)的数量与通孔(8)的数量相同，每个顶针(14)均由一个通孔(8)穿过、用于支撑晶圆(2)。
9.按权利要求1或2所述的热盘工艺腔气流均布装置，其特征在于：所述上盖(1)及顶针机构(7)同步升降，所述晶圆(2)随顶针机构(7)升降。
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