CN201839454U - 快速升降温系统加热腔体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速升降温系统加热腔体，该腔体包含加热室、壳体、冷却水道阵列、加热器阵列，用以加热晶圆，加热器阵列设置于加热室中，包含多个加热灯管，位于晶圆的上方及下方，用以加热晶圆，加热室的上表面及下表面的至少其中之一为镀覆反射金属的曲面，以使晶圆的边缘部份能够得到更多的热反射，本实用新型藉由将加热室的上表面或下表面设计为曲面，或是藉由改变灯丝、加热灯管以及冷却水道阵列中水道的密度排列，以使晶圆的中央受热较低或是使热源更快地移除，而使晶圆的中央部份与边缘部份的受热更加平均。

Description

快速升降温系统加热腔体

技术领域

本实用新型涉及一种快速升降温系统加热腔体，尤其是加热室的上表面或下表面的其中之一为镀覆反射金属的曲面。

背景技术

现今快速升降温系统加热腔体中，包含加热室、壳体、冷却水道阵列、加热器阵列，腔体的表面为平面、加热灯管的灯丝一般采等距且均匀缠绕的方式来进行设计制作，故其单位距离的输出能量分布可视为相等，且冷却水道阵列为等密度分布。

在快速升降温加热腔体中，一般将加热灯管进行阵列式或棋盘式的方式排列，并施以功率控制，以达到均匀加热的目的。唯晶圆在进行热处理时，其热行为的模式是由加热源先将辐射热直接投射至密闭腔体内的晶圆表面，透过光子吸收对材料进行加热。

在真空状态下排除热对流影响后，其中心区域的热能以材料分子间相互传导为主，而边缘区域则面临着相异介质，如空气或密闭腔体的壁面、载具等因素，导致其中心与边缘热传边界条件(Boundary Condition)不一致，进而产生热累积或散失，影响晶圆热处理时的均匀性，目前常见的状况是受热曲线为常态分布曲线。

在日益严苛的制程均温条件要求下，均温性的优异，未来势必对晶粒质量与良率造成极大影响。

实用新型内容

本实用新型主要提供一种快速升降温系统加热腔体，该快速升降温系统加热腔体包含加热室、壳体、冷却水道阵列、加热器阵列，用以加热由夹持器所承载的晶圆，加热室的上表面及下表面的至少其中之一为镀覆反射金属的曲面，以使晶圆的边缘部份能够得到更多的热反射，而使晶圆的中央部份及边缘部份的受热更为平均，且在加热室中在晶圆与加热器阵列之间设置石英板，以将加温区域隔绝，并使晶圆受热更加均匀，壳体包覆加热室，冷却水道阵列埋设于壳体之中，用以使冷却水通过而降低壳体的温度，加热器阵列设置于加热室中，包含多个加热灯管，位于晶圆的上方及下方，用以加热晶圆，以藉由热处理进行退火、活化、合金、扩散等光电半导体制程。

另外，本实用新型的快速升降温系统加热腔体的加热灯管的灯丝缠绕的密度，相对于晶圆中央部分与边缘部份，为中央密度小，两端密度大的设计，藉由此设计以使晶圆中央部分与边缘部份的温度更加平均。或是使用灯丝等密度分布的加热灯管，将热器阵列中的加热灯管以相对于晶圆中央部分与边缘部份，中央密度小而两端密度大的方式排列，以使得晶圆边缘部份的受到较高的热能，而使中央部分与边缘部份的受热温度更加平均。

进一步地，本实用新型的快速升降温系统加热腔体的冷却水道阵列的水道密度，相对于晶圆中央部分与边缘部份，为中央密度大、两端密度小的设计，藉由此设计以使壳体的中央部份的能够较快冷却，以快速将热能移除，而间接移除晶圆中央部份的热能，而与边缘部份的温度更加平均。

本实用新型的特点在于，藉由将加热室的上表面、下表面的至少一个设计为曲面，用以利用曲面的反射，以使晶圆的边缘部份能够到更多的热反射，或是藉由改变灯丝、加热灯管以及冷却水道的密度排列，以使晶圆的中央受热较低或是使热源更快地移除，而使晶圆的中央部份与边缘部份的受热更加平均。

附图说明

图1为本实用新型的快速升降温系统的加热腔体的剖面图。

图2为本实用新型的快速升降温系统加热腔体的加热灯管的灯丝的剖面图。

图3为本实用新型的快速升降温系统加热腔体的冷却水道阵列的俯视图。

具体实施方式

以下配合说明书附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参阅图1，为本实用新型的快速升降温系统加热腔体的剖面图。如图1所示，本实用新型的快速升降温系统加热腔体1包含加热室10、壳体20、冷却水道阵列25、加热器阵列30，用以加热由夹持器40所承载的晶圆100，加热室10的上表面11及下表面13的至少其中之一为镀覆反射金属的曲面，以使晶圆100的边缘部份能够得到更多的热反射，而使晶圆100的中央部份及边缘部份的受热更为平均，且加热室10在晶圆100与加热器阵列30之间设置石英板15，以将加温区域隔绝，并使晶圆受热更加均匀，壳体20包覆加热室10，冷却水道阵列25埋设于壳体之中，用以使冷却水通过而降低壳体20的温度，加热器阵列30设置于加热室10中，包含多个加热灯管35，位于晶圆100的上方及下方，用以加热晶圆100，以藉由热处理进行退火、活化、合金、扩散等光电半导体制程。

参阅图2，为本实用新型的快速升降温系统加热腔体的加热灯管的灯丝的剖面图。如图2所示，本实用新型的快速升降温系统加热腔体的加热灯管35的缠绕灯丝的密度，相对于晶圆100中央部分与边缘部份，为中央密度小，两端密度大的设计，藉由此设计以使晶圆100中央部分与边缘部份的温度更加平均。

更进一步地，也可以使用灯丝等密度分布的加热灯管35，将热器阵列30中的加热灯管35以相对于晶圆100中央部分与边缘部份，中央密度小而两端密度大的方式排列，以使得晶圆100边缘部份的受到较高的热能，而使中央部分与边缘部份的受热温度更加平均。

参阅图3，为本实用新型的快速升降温系统加热腔体的冷却水道阵列的俯视图。如图3所示，本实用新型的快速升降温系统加热腔体的冷却水道阵列25的水道密度，相对于晶圆100中央部分与边缘部份，为中央密度大、两端密度小的设计，藉由此设计以使壳体20的中央部份能够较快冷却，以快速将热能移除，而间接移除晶圆100中央部份的热能，而与边缘部份的温度更加平均。

本实用新型的特点在于，藉由将加热室的上表面、下表面的至少一个设计为曲面，用以利用曲面的反射，以使晶圆的边缘部份能够到更多的热反射，或是藉由改变缠绕灯丝的密度、加热灯管的密度以及冷却水道阵列中水道的密度，以使晶圆的中央受热较低或是使热源更快地移除，而使晶圆的中央部份与边缘部份的受热更加平均。

以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。

Claims (5)

1.一种快速升降温系统加热腔体，用以加热由一夹持器所承载的一晶圆，其特征在于，包含：

一加热室，该加热室的一上表面及一下表面的至少其中之一为镀覆反射金属的曲面；

一壳体，包覆该加热室；

一冷却水道阵列，埋设于该壳体之中，用以使冷却水通过而降低该壳体的温度；以及

多个加热器阵列，设置于该加热室中，位于该晶圆的上方及下方，每一加热器阵列包含多个加热灯管，用以加热该晶圆。

2.如权利要求1所述的快速升降温系统加热腔体，其特征在于，该加热室中在该晶圆与所述加热器阵列之间设置多个石英板，以将加温区域隔绝，并使该晶圆受热均匀。

3.如权利要求1所述的快速升降温系统加热腔体，其特征在于，所述加热灯管的灯丝的分布密度，相对于该晶圆的中央部份及边缘部份，为中央密度小而两端密度大。

4.如权利要求1所述的快速升降温系统加热腔体，其特征在于，所述加热器阵列中的所述加热灯管的密度，相对于该晶圆的中央部份及边缘部份，为中央密度小而两端密度大，其中所述加热灯管的灯丝为等密度分布。

5.如权利要求1所述的快速升降温系统加热腔体，其特征在于，该冷却水道阵列的水道密度，相对于该晶圆的中央部份及边缘部份，为中央密度大两端密度小。

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