CN107706139A - 一种半导体加工机台的温度控制装置 - Google Patents

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顾海龙
裴雷洪
严骏
石庆秋
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Abstract

本发明公开了一种半导体加工机台的温度控制装置，其中包括，加热腔，加热腔设有加热部，用于提供照射热量；加工腔，包括旋转部，于工作工程中受控旋转；支撑部，设置于旋转部的上方，提供一支撑面用以支撑待加工半导体晶圆；玻璃隔层，设置于加热腔和所述加工腔之间，用于分隔加热腔和加工腔。本发明的技术方案有益效果在于：公开了一种半导体加工机台的温度控制装置，通过优化玻璃隔层结构，均匀待加工半导体晶圆的温度，从而实现待加工半导体晶圆边缘所流失温度的补偿，并且延长了硬件部件的使用寿命。

Description

一种半导体加工机台的温度控制装置
技术领域
本发明涉及半导体温度控制技术领域，尤其涉及一种半导体加工机台的温度控制装置。
背景技术
目前，快速热退火机台是通过灯泡加热对腔体内的产品进行退火处理，为了实现温度的精确控制，主机台采用了温度闭环控制系统达到控制要求。同时，为了提高产品片内的均一性，采用高速旋转的方式来实现产品整体均一性的提高。
在现有技术中，当产品进行退火工艺时，首先会被放置在环形托架的部件上，环形部件被放置在支撑架的部件上，最后整组放置在旋转部件上。由于退火温度的微小变化就会导致产品产生缺陷，使得整片产品的温度均一性不良，其次，存在结构上的设计问题，产品放置在环形托架上时，产品边缘的温度容易被环形托架吸收，因此，在温度闭环控制下自动加大晶圆正上方的灯泡功率，使得照射热量提高来补偿，由于环形托架吸收而失去的热量，在一定程度上改善了整片晶圆的温度均一性，但是晶圆边缘上方的灯泡，由于长期增加过高的温度而容易损坏，造成了费用的增加和机台的停机时间。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在优化玻璃隔层结构，补偿待加工半导体晶圆的边缘温度流失的半导体加工机台的温度控制装置。
具体技术方案如下：
一种半导体加工机台的温度控制装置，其中包括：
加热腔，所述加热腔设有加热部，用于提供照射热量；
加工腔，包括：
旋转部，于工作工程中受控旋转；
支撑部，设置于所述旋转部的上方，提供一支撑面用以支撑待加工半导体晶圆；
玻璃隔层，设置于所述加热腔和所述加工腔之间，用于分隔所述加热腔和所述加工腔。
优选的，所述玻璃隔层的中间部分设置一玻璃圆盘，于所述待加工半导体晶圆边缘对应的上方部分设置一凹槽结构。
优选的，所述玻璃隔层依据所述凹槽结构对应于所述待加工半导体晶圆的边缘放置，用于保证所述待加工半导体晶圆边缘上辐射更多的热量。
优选的，所述凹槽结构至少设置为两个。
优选的，所述玻璃隔层与所述玻璃圆盘均为硅酸盐玻璃。
优选的，所述支撑部包括环形托架和支撑架，所述环形托架用于放置所述待加工半导体晶圆。
优选的，所述加热部为圆盘状结构，所述圆盘状结构上包括复数个加热灯泡。
优选的，一种快速热退火机台，包括上述任一所述的半导体加工机台的温度控制装置。
本发明的技术方案有益效果在于：公开了一种半导体加工机台的温度控制装置，通过优化玻璃隔层结构，均匀待加工半导体晶圆的温度，从而实现待加工半导体晶圆边缘所流失温度的补偿，并且延长了硬件部件的使用寿命。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明一种半导体加工机台的温度控制装置的整体结构示意图；
图2为本发明的实施例中，关于玻璃隔层的结构图；
图3为本发明的实施例中，关于支撑部的结构图；
图4为本发明的实施例中，关于加热部的结构图；
图5a为现有技术中，关于待加工半导体晶圆未使用玻璃隔层的温度图；
图5b为本发明的实施例中，关于待加工半导体晶圆使用玻璃隔层的温度图。
具体实施方式
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种半导体加工机台的温度控制装置，其中包括，
加热腔1，加热腔1设有加热部10，用于提供照射热量；
加工腔2，包括：
旋转部20，于工作工程中受控旋转；
支撑部21，设置于旋转部20的上方，提供一支撑面用以支撑待加工半导体晶圆；
玻璃隔层3，设置于加热腔1和加工腔2之间，用于分隔加热腔1和加工腔2。
通过上述半导体加工机台的温度控制装置的技术方案，如图1所示，待加工半导体晶圆与支撑部21共同放置在旋转部20上，加热腔1设置于待加工半导体晶圆的上方，进一步为待加工半导体晶圆退火工艺提供照射热量，而玻璃隔层3放置于加热腔1和加工腔2之间，用于分隔加热腔1和加工腔2，均匀待加工半导体晶圆的温度，实现待加工半导体晶圆边缘所流失温度的补偿。
在一种较优的实施例中，玻璃隔层3的中间部分设置一玻璃圆盘30，于待加工半导体晶圆边缘对应的上方部分设置一凹槽结构31。
在一种较优的实施例中，玻璃隔层3依据凹槽结构31对应于待加工半导体晶圆的边缘放置，用于保证待加工半导体晶圆边缘上辐射更多的热量。
在一种较优的实施例中，凹槽结构至少设置为两个。
在一种较优的实施例中，玻璃隔层3与玻璃圆盘30均为硅酸盐玻璃。
具体地，在本实施例中，如图2所示，待加工半导体晶圆的中间部分温度比边缘温度高，玻璃隔层3的中间部分的玻璃圆盘30用于均匀边缘与中间的温度，并且对应于待加工半导体晶圆边缘的上方部分设置凹槽结构31，用于补偿待加工半导体晶圆边缘散热快的问题。
在一种较优的实施例中，如图3所示，支撑部21包括环形托架210和支撑架211，环形托架210用于放置待加工半导体晶圆。
在一种较优的实施例中，如图4所示，加热部10为圆盘状结构，圆盘状结构上包括复数个加热灯泡100。
在一种较优的实施例中，快速热退火机台，包括上述半导体加工机台的温度控制装置。
具体地，在本实施例中，复数个加热灯泡100均匀辐射玻璃隔层3，玻璃隔层的中间部分温度比较高，于中间部分设置玻璃圆盘30，保持中间温度与边缘温度均匀。
进一步地，待加工半导体晶圆放置在环形托架210上时，待加工半导体晶圆边缘的温度容易被环形托架11吸收，因此，玻璃隔层3于待加工半导体晶圆边缘对应的上方部分设置凹槽结构21，玻璃隔层3依据凹槽结构20对应于待加工半导体晶圆的边缘放置。
进一步地，整组放置在关闭室里进行退火工艺，加热灯泡100进行辐射时，当待加工半导体晶圆的上方未放置玻璃隔层3，待加工半导体晶圆的边缘温度图，如图5a所示，待加工半导体晶圆的边缘温度下降速度快，当当待加工半导体晶圆的上方放置玻璃隔层3，待加工半导体晶圆的边缘温度图，如图5b所示，待加工半导体晶圆中间部分的温度与晶圆边缘的温度相持平，进而通过改造玻璃隔层3的结构，实现了待加工半导体晶圆边缘所流失温度的补偿，并且延长硬件部件的使用寿命。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种半导体加工机台的温度控制装置，其特征在于，包括：
加热腔，所述加热腔设有加热部，用于提供照射热量；
加工腔，包括：
旋转部，于工作工程中受控旋转；
支撑部，设置于所述旋转部的上方，提供一支撑面用以支撑待加工半导体晶圆；
玻璃隔层，设置于所述加热腔和所述加工腔之间，用于分隔所述加热腔和所述加工腔。
2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述玻璃隔层的中间部分设置一玻璃圆盘，于所述待加工半导体晶圆边缘对应的上方部分设置一凹槽结构。
3.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述玻璃隔层依据所述凹槽结构对应于所述待加工半导体晶圆的边缘放置，用于保证所述待加工半导体晶圆边缘上辐射更多的热量。
4.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，所述凹槽结构至少设置为两个。
5.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，所述玻璃隔层与所述玻璃圆盘均为硅酸盐玻璃。
6.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述支撑部包括环形托架和支撑架，所述环形托架用于放置所述待加工半导体晶圆。
7.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述加热部为圆盘状结构，所述圆盘状结构上包括复数个加热灯泡。
8.一种快速热退火机台，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一所述的半导体加工机台的温度控制装置。
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