CN207651457U - 一种晶圆热处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种晶圆热处理装置，其包括：腔体，其通过进气口与高温惰性气体供应管路相连；在该管路上设置有单向节流阀；测温装置，其设置于腔体的内部；在腔体内部设置有晶圆放置架。该晶圆热处理装置直接采用高温惰性气体对晶圆进行加热，摒弃了传统电热丝加热并辅以惰性气体保护方式，使得装置结构大大简化，功能可靠性高，且避免了由于惰性气体填充不及时造成的晶圆被氧化现象。

Description

一种晶圆热处理装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆热处理技术领域，尤其涉及一种晶圆热处理装置。

背景技术

在半导体生产过程中，晶圆的热处理设备起着至关重要的作用。现有的晶圆热处理设备通常采用电加热元件进行加热，电加热元件通常包括加热丝和将加热丝固定在保温层上的绝缘件组成，安装形式一般为将加热丝绕成螺旋状，紧贴炉体外壳的保温层内壁面安装，支撑绝缘件嵌入保温层，并按照一定的间距，将加热丝安装在保温层的内表面上，设备结构复杂，再者，为了防止晶圆氧化，加热腔内需额外填充惰性气体保护，且为单片式加热。上述缺陷直接影响了晶圆热处理的可靠性、生产效率、生产成本以及后期可维护性等问题，成为目前业界亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆热处理装置，该装置直接采用高温惰性气体进行加热，功能可靠，结构简单。

为了解决上述技术问题，本实用新型涉及了一种晶圆热处理装置，其特征在于，包括：

腔体，其通过进气口与高温惰性气体供应管路相连；

在该管路上设置有单向节流阀；

测温装置，其设置于腔体的内部；

在腔体内部设置有晶圆放置架。

该晶圆热处理装置直接采用高温惰性气体对晶圆进行加热，摒弃了传统电热丝加热并辅以惰性气体保护方式，使得该装置结构大大简化，功能可靠性高，且避免了由于惰性气体填充不及时而造成的晶圆被氧化现象。

作为本实用新型的进一步改进，晶圆放置架内设置有多个卡槽，各卡槽相互平行布置，用于存放晶圆。

为了批量对晶圆进行热处理且过程充分、均匀，在晶圆放置架内设置有多个相互平行的卡槽。

作为本实用新型的进一步改进，晶圆腔体侧壁上设有供放置架自由进出的开口。

放置架可整体、自由进出腔体，便于预处理晶圆的摆放和已处理晶圆的拾取在装置外完成，大大提供了晶圆热处理装置生产效率及使用率。

作为本实用新型的进一步改进，进气口设置数量为多个，均布于腔体的侧壁。

晶圆热处理装置的腔体侧壁上均布有多个进气口，这样一来，可极大提高腔体内升温速度，提高了温度分布的均匀性。

作为本实用新型的进一步改进，在出气口处设置有稳压阀。

在该晶圆热处理装置出气口处设置有稳压阀，这样一来，使得其腔体内的压力保持恒定，更好地保证了热处理质量。

作为本实用新型的进一步改进，测温装置设置数量为多个，均布于腔体的侧壁。

在晶圆热处理装置的腔内设有多个测温点，对腔体内的温度进行立体监控，便于更好地了解腔体内温度场分布。

作为本实用新型的进一步改进，该晶圆热处理装置还包括有控制器，且测温装置为温度传感器并实时发出温度信号；控制器对温度信号进行处理、分析，并发送控制信号至单向节流阀。

通过上述设置，该晶圆热处理装置通过控制器实现了腔内温度的实时、自动调整。

作为本实用新型的进一步改进，该晶圆热处理装置还包括有设置在空腔外壁的保温层。

在空腔外壁设置的保温层能减少热处理过程中的能量散失，降低能耗。

作为本实用新型的进一步改进，该晶圆热处理装置还包括有水冷管，其设置于腔体与保温层之间，其围绕着腔体的外壁均匀地进行布置；其通过管路与冷水源相连，其上设置有截止阀。

为了使得晶圆热处理后具有某些特性，在晶圆热处理过程中某些情况下需要温度快速下降，为了满足这一要求，在该晶圆热处理装置腔体外均布有水冷管，通过冷水循环来实现对腔体外壁的降温，进而实现腔体内部温度的快速降低。

作为本实用新型的进一步改进，控制器对截止阀的启、闭进行控制。

控制器根据晶圆实际需要及经验及时热处理温度需求对截止阀发出相应控制信号，以控制其启、闭，从而对腔体内的降温速度进行控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型晶圆热处理装置一种实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型晶圆热处理装置自动温控系统原理图。

1-腔体；2-进气口；3-单向节流阀；4-测温装置；5-晶圆放置架；51-卡槽；6-出气口；7-稳压阀；8-水冷管。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：

为了达到本实用新型的目的，图1示出了本实用新型晶圆热处理装置一种实施方式的结构示意图，其由腔体1、进气口2、单向节流阀3、测温装置4、晶圆放置架5、出气口6、稳压阀7、水冷管8等组成，其中，上述进气口2设置的数量为多个，均布于腔体1的侧壁上，其与高温惰性气体供应管路相连，该高温惰性气体优选防氧化效果，价格低廉的氮气。为了便于对腔体1的进气量进行调节，在该管路上设置了单向节流阀3，不但实现了对高温惰性气体进气量的控制，且具有防逆流功能。当停止高温惰性气体供应时，能有效使得腔体1内的温度及压强在一定时间内保持稳定。晶圆放置架5上设置有多个用于容纳晶圆的卡槽51，且其相互平行设置。在腔体1的侧壁上设置有可供晶圆放置架5整体、自由进出的开口，这样一来，就可以使得预处理晶圆的摆放和已处理晶圆的拾取在晶圆热处理装置外完成，大大提供了晶圆热处理装置使用率，进而提高了生产效率。在出气口6处设置的稳压阀7能使得其腔体1内的压力基本保持恒定，从而更好地保证晶圆热处理质量。测温装置4设置于腔体1内部，可实时对腔体1内的温度进行监测。该测温装置4设置的数量为多个，均匀分布与腔体1内部，从而可以对腔体1的温度进行立体监控，便于更好地了解腔体1内温度场分布。通过其可以判定腔体1内温度和晶圆热处理制度是否相符合，进而可通过管路上设置的单向节流阀3对高温惰性气体的进气量进行调节，从而实现了对腔体1内温度的调节。该晶圆热处理装置具有调节方便、快捷，升温速度快，温度场分布均匀，结构简单的特点。

为了减少热处理过程中的能量散失，降低能耗，在该晶圆热处理装置的外壁还包裹有保温层，该保温层的材料可选用石棉。

为了使得晶圆热处理后具有某些特性，在晶圆热处理过程中某些情况下需要快速降温，为了满足这一要求，进而在该晶圆热处理装置腔体1外均布水冷管8，其设置于腔体1与保温层之间，其围绕着腔体1的外壁均匀地进行缠绕布置。该水冷管8通过管路与冷水源相连。为了控制方便，还在该管路上设置了截止阀。

图2示出了本实用新型晶圆热处理装置自动温控系统原理图。为了实现该晶圆热处理装置的自动温控功能，其还包括有控制器，且进气口处单向节流阀3及设置在水冷管8上的截止阀均为电控阀，它们可根据上述控制器发出的控制信号自动对腔体1内部进行快速升温或降温。

对所公开的实施例的所述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，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)

1.一种晶圆热处理装置，其特征在于，包括：

腔体，其通过进气口与高温惰性气体供应管路相连；

在所述管路上设置有单向节流阀；

测温装置，其设置于所述腔体的内部；

在所述腔体内部设置有晶圆放置架。

2.根据权利要求1所述的晶圆热处理装置，其特征在于，所述晶圆放置架内设置有多个卡槽，各卡槽相互平行布置，用于存放晶圆。

3.根据权利要求2所述的晶圆热处理装置，其特征在于，所述腔体侧壁上设有供放置架自由进出的开口。

4.根据权利要求1所述的晶圆热处理装置，其特征在于，所述进气口设置数量为多个，均布于所述腔体的侧壁。

5.根据权利要求1所述的晶圆热处理装置，其特征在于，所述测温装置设置数量为多个，均布于所述腔体的侧壁。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的晶圆热处理装置，其特征在于，还包括有控制器，且所述测温装置为温度传感器并实时发出温度信号；所述控制器对所述温度信号进行处理、分析，并发送控制信号至所述单向节流阀。

7.根据权利要求6所述的晶圆热处理装置，其特征在于，还包括有设置在所述腔体外壁的保温层。

8.根据权利要求7所述的晶圆热处理装置，其特征在于，还包括有水冷管，其设置于所述腔体与所述保温层之间，其围绕着所述腔体的外壁均匀地进行布置；其通过管路与冷水源相连，其上设置有截止阀。

9.根据权利要求8所述的晶圆热处理装置，其特征在于，所述控制器对截止阀的启、闭进行控制。