CN208848863U - 晶圆处理设备 - Google Patents

Abstract

该实用新型涉及一种晶圆处理设备，包括：加热盘，用于给待加热晶圆加热；间隔器，突出设置于所述加热盘表面，用于对待加热晶圆进行限位，使待加热晶圆与所述加热盘之间具有间隙；温度传感器，安装至所述间隔器，用于检测所述待加热晶圆表面的温度。使用本实用新型中的晶圆处理设备，可以保证加热温度的精确控制，防止对待加热晶圆加热不充分的问题，提高待加热晶圆的加工通过率。

Description

晶圆处理设备

技术领域

本实用新型涉及晶圆生产制造加工设备领域，具体涉及一种晶圆处理设备。

背景技术

在光刻工艺流程中，光阻旋涂之后需要进行软烘(PAB，Photoresist Prebake)，使光阻组分中的溶剂等挥发。光阻曝光后需要进行曝光后烘(PEB，Post Exposure Bake)使光阻发生光化学反应才能溶于显影液。

现有技术中，使用晶圆处理设备对涂布有光阻的晶圆或半导体器件进行烘烤时，需要使用温度监测模块来监控加热盘的温度。由于加热盘上设置有间隔器，用以隔开晶圆与所述加热盘，使加热盘的温度通过空气传播给所述晶圆，因此加热盘并没有与晶圆直接接触。在加热盘的温度经过空气后传递到晶圆表面时，会存在一定的热量损失，此时温度监测模块监测到的温度与实际传递到晶圆表面的温度存在区别，根据温度监测模块监测到的温度对加热盘的温度进行控制时，很有可能出现实际温度过低的情况，会影响到光刻胶的受热效果，从而影响到晶圆的加工通过率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆处理设备，可以保证加热温度的精确控制，防止对待加热晶圆加热不充分，提高待加热晶圆的加工通过率。

为了解决上述技术问题，本实用新型中提供了一种晶圆处理设备，包括：加热盘，用于给待加热晶圆加热；间隔器，突出设置于所述加热盘表面，用于对待加热晶圆进行限位，使待加热晶圆与所述加热盘之间具有间隙；温度传感器，安装至所述间隔器，用于检测所述待加热晶圆表面的温度。

可选的，包括至少两个间隔器，且每一间隔器都对应设置有一温度传感器。

可选的，所述间隔器具有斜面，且各个间隔器的斜面相对，或朝向各个间隔器的连线所围成的区域，具有一与待加热晶圆的直径相同的圆周经过所述间隔器的斜面上一点。

可选的，所述间隔器呈圆台状，且所述圆台状间隔器内设置有空槽，所述空槽的尺寸与所述温度传感器的尺寸相适应，用于放置所述温度传感器。

可选的，所述圆台状间隔器的侧壁设置有从所述侧壁表面贯穿至所述空槽的开口，用于使放置在空槽内的温度传感器能够检测到所述圆台状间隔器外的温度。

可选的，各个间隔器之间的距离与待加热晶圆的尺寸相适应，使待加热晶圆能够被卡在各个间隔器之间，并能够保证待加热晶圆与所述加热盘之间的间距。

可选的，各个间隔器在所述加热盘表面呈圆弧形排列。

可选的，所述加热盘包括加热丝，且加热丝的数目与间隔器的数目相同，每一间隔器对应控制一段加热丝。

可选的，还包括支撑引脚，设置于所述加热盘表面，能够相对于所述加热盘表面做沿所述支撑引脚长度方向上的伸缩运动。

可选的，所述支撑引脚进行伸缩的最高高度高于所述间隔器的最高高度，所述支撑引脚进行伸缩的最低高度低于待加热晶圆被所述间隔器限位时的高度。

本实用新型中的晶圆处理设备具有安装至所述间隔器的温度传感器，由于间隔器与待加热晶圆直接接触，因此安装至间隔器的温度传感器相较于安装至加热盘上的温度传感器，与待加热晶圆的距离更近，在测量待加热晶圆表面温度时，具有较小的温度测量误差，检测到的温度更接近待加热晶圆的本身温度，可以显著提高温度测量精度。当使用所述晶圆处理设备对晶圆上涂覆的光刻胶进行烘烤时，可以防止出现晶圆上光刻胶受热不充分而导致的光刻胶剥落、关键尺寸的均匀性降低等问题，减少待加热晶圆的返工，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆处理设备的立体结构示意图。

图2为本实用新型的一种具体实施方式中的间隔器的结构示意图。

图3为本实用新型的一种具体实施方式中待加热晶圆被间隔器的斜面所限位时的示意图。

图4为本实用新型的一种具体实施方式中待加热晶圆被间隔器的顶面所限位时的示意图。

图5为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆处理设备的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种晶圆处理设备作进一步详细说明。

请参阅图1，为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆处理设备的立体结构示意图。在该具体实施方式中，所述晶圆处理设备包括：加热盘101，用于给待加热晶圆103加热；间隔器102，突出设置于所述加热盘101表面，用于对待加热晶圆103进行限位，使待加热晶圆103与所述加热盘101之间具有间隙；温度传感器201(请参考图2)，安装至所述间隔器102，用于检测所述待加热晶圆103表面的温度。

在一种具体实施方式中，所述温度传感器201包括热电阻温度传感器201和热电偶温度传感器201中的至少一种。实际上，可根据需要来设置所述温度传感器201。

将所述温度传感器201安装至所述间隔器102，使得所述温度传感器201能够靠近待加热晶圆103，或直接与待加热晶圆103相接触，与待加热晶圆103的距离更近。在检测被所述间隔器102所限位的待加热晶圆103的表面温度时，避免了将温度传感器201设置在所述加热盘101上来检测待加热晶圆103的温度时，待加热晶圆103和加热盘101之间的间隙使从加热盘101传导到待加热晶圆103的热量发生逸散，导致所述温度传感器201检测到的温度与待加热晶圆103实际温度存在差距的问题。将所述温度传感器201安装至所述间隔器102后可以缩短温度传感器210与待加热晶圆103的间距，测量到的温度更接近待加热晶圆103的本身温度，可以显著提高温度测量的准确度。

在一种具体实施方式中，将所述温度传感器201安装至靠近所述间隔器102用来限位待加热晶圆103的部位，以进一步缩短所述温度传感器201与被所述间隔器102所限位的待加热晶圆103之间的距离。在一种更优的具体实施方式中，安装在所述间隔器102上的温度传感器201能够直接与所述待加热晶圆103相接触，以获得最高的温度测量准确度。

请参阅图2，为本实用新型的一种具体实施方式中的间隔器的结构示意图。在该具体实施方式中，所述温度传感器201安装于所述间隔器102内部，以近距离地对待加热晶圆103表面的温度进行检测。

在一种具体实施方式中，所述加热盘101为圆形加热盘，且所述圆形加热盘的尺寸与待加热晶圆103的尺寸相适应。具体的，圆形加热盘的尺寸应当大于等于所述待加热晶圆103的尺寸，使得所述待加热晶圆103被所述间隔器102限位后，完全放置在所述圆形加热盘的加热范围内，以具有更好的加热效果。实际上，也可设置所述加热盘101为其他形状，只要满足加热盘101的尺寸大于等于所述待加热晶圆103的尺寸即可。

在一种具体实施方式中，所述晶圆处理设备包括至少两个间隔器102，且每一间隔器102都对应设置有一温度传感器201。通过设置至少两个间隔器102，以及给每一间隔器102都对应设置一温度传感器201，使得可以通过多个间隔器102对待加热晶圆103的温度进行检测，能够获取到更准确的温度检测结果，且使用任意一个或数个间隔器102对待加热晶圆103进行限位时，都可以获取到较准确的温度值。

请参阅图2，所述间隔器102呈圆台状，且所述圆台状间隔器内设置有空槽，所述空槽的尺寸与所述温度传感器201的尺寸相适应，用于放置所述温度传感器201，所述圆台状间隔器的侧壁设置有从所述侧壁表面贯穿至所述空槽的开口202，使放置在空槽内的温度传感器201能够检测到所述圆台状间隔器外的温度，即待加热晶圆103的温度无障碍的传播到所述温度传感器201处。在该具体实施方式中，由于待加热晶圆103由所述圆台状间隔器所限位，因此所述温度传感器201与所述待加热晶圆103之间的距离十分相近，两者之间的间隔导致的温度变化可以忽略不计。

在一种更优的具体实施方式中，所述开口202的尺寸足够大，使得待加热晶圆103被所述圆台状间隔器所限位的时候，能够与放置在所述圆台状间隔器内的温度传感器201相接触，从而获得更准确、更接近待加热晶圆103的表面温度的温度检测值。

在一种具体所述方式中，所述间隔器102还可以呈任意具有斜面的形状，且各个间隔器102的斜面相对，或朝向各个间隔器102的连线所围成的区域，具有一与待加热晶圆103的直径相同的圆周经过所述间隔器102的斜面上一点。

在一种具体实施方式中，各个间隔器102之间的距离与待加热晶圆103的尺寸相适应，使待加热晶圆103能够被卡在各个间隔器102之间，并能够保证待加热晶圆103与所述加热盘101之间的间距。

在一种具体实施方式中，各个间隔器102在所述加热盘101表面呈圆弧形排列。实际上，各个间隔器102在所述加热盘101表面的排布可以由根据需要设置，也可将各个间隔器102设置成呈方形排布于所述加热盘101表面，只要能完成对晶圆的限位功能即可。

在图1所示的具体实施方式中，所述间隔器102在所述加热盘101表面构成了两个圆周，且两个圆周同心、具有不同的半径，且不同圆周可对应用于限位不同尺寸的待加热晶圆103。

请同时参阅图1、图3、图4及图5，其中图3为本实用新型的一种具体实施方式中待加热晶圆被间隔器的斜面所限位时的示意图，图4为本实用新型的一种具体实施方式中待加热晶圆被间隔器的顶面所限位时的示意图，图5为本实用新型的一种具体实施方式中的晶圆处理设备的俯视示意图。

在该具体实施方式中，所述加热盘101表面的两个同心圆中的内圆周上排布的间隔器102可用于限位尺寸较小的晶圆。此时，可以通过内圆周上排布的间隔器102的斜面来限位晶圆(参阅图3)，对应的晶圆与加热盘101之间的间隙为h，或通过内圆周上排布的间隔器102的顶面来限位晶圆(参阅图4)，对应的晶圆与加热盘101之间的间隙为H，且H、h均为正数，H大于h。两个同心圆中的外圆周上排布的间隔器102可以用来限位尺寸较大的晶圆。此时，由于内圆周的高度与外圆周的高度相同，因此无法通过外圆周上排布的间隔器102的斜面来限位晶圆，仅可以通过外圆周上排布的间隔器102的顶面来限位晶圆(参阅图4)，对应的晶圆与加热盘101之间的间隙为H。

也可以根据需要将所述间隔器102在所述加热盘101表面排布成三个以上的圆周，或排布成其他形状。

在一种具体实施方式中，所述加热盘101表面也可只设置一个间隔器102。此时，所述间隔器102的顶端应当为垂直于竖直方向的水平面，以便待加热晶圆103能够稳稳的放置在所述间隔器102上，与所述加热盘101表面之间具有间隙。

在一种具体实施方式中，所述加热盘101包括加热丝，且加热丝的数目与间隔器102的数目相同，每一间隔器102对应控制一段加热丝。所述加热盘101还包括壳体，所述加热丝设置在所述壳体中。在一种具体实施方式中，所述壳体内部设置有螺旋形凹槽，所述加热丝沿所述螺旋形凹槽放置，以获取更均匀的加热效果。

在一种更优的具体实施方式中，某一间隔器102控制的某一加热丝的设置位置与该间隔器102的设置位置相对应，例如，第一间隔器控制的第一加热丝设置于该第一间隔器在加热盘101上的设置位置的正下方，被所述壳体所包含。需要注意的是，在这种具体实施方式中，各个间隔器102控制的各段加热丝在壳体中的排布在垂直于所述壳体厚度方向上应当是没有重叠的。在设置有多个间隔器102时，可以根据各个间隔器102内放置的温度传感器201检测到的温度调整对应的加热丝的温度，以实现更精确的加热温度控制。

在一种具体实施方式中，所述晶圆处理设备还包括支撑引脚104，设置于所述加热盘101表面，能够相对于所述加热盘101表面做沿所述支撑引脚104长度方向上的伸缩运动。请参阅图5，当俯视所述晶圆处理设备时，所述支撑引脚104的横截面为圆形，所述间隔器102的横截面也为圆形，且所述支撑引脚104的横截面直径远小于所述间隔器102的横截面直径，以使得当使用所述支撑引脚104接触所述待加热晶圆103时，支撑引脚104与所述待加热晶圆103之间的接触面小，防止待加热晶圆103发生碰撞毁损。

在一种具体实施方式中，所述支撑引脚104进行伸缩的最高高度高于所述间隔器102的最高高度，所述支撑引脚104进行伸缩的最低高度低于待加热晶圆103被所述间隔器102限位时的高度。通过设置支撑引脚104伸缩的最高高度和最低高度，使得既可以实现所述支撑引脚104对放置到所述晶圆处理设备内的待加热晶圆103的缓冲作用，又可以保证能够将待加热晶圆103托到间隔器102处，由间隔器102对待加热晶圆103进行限位。

实际上，可根据需要设置所述支撑引脚104进行伸缩的最高高度。当所述支撑引脚104进行伸缩的最高高度足够高时，还能够便于待加热晶圆103的放置。

在一种具体实施方式中，所述支撑引脚104的数目在三个以上，且各个支撑引脚104的伸缩是同步进行的，因此所有支撑引脚104的顶端总是在同一平面上的，可以用来支撑放置在所述支撑引脚104的顶端上的待加热晶圆103。也可以根据需要设置所述支撑引脚104的数目，如设置成两个或三个以上。在一种具体实施方式中，将所述支撑引脚104的数目保持在三个，使得既可以获取较稳固的支撑效果，也可以节省物料成本。

在一种具体实施方式中，所述支撑引脚104设置于各个间隔器102的连线所围成的区域内，以确保经由所述支撑引脚104放入至所述晶圆处理设备的待加热晶圆103一定会被所述间隔器102所限位。

在一种具体实施方式中，所述支撑引脚104的伸缩是由一电机控制的。电机运转时，所述支撑引脚104相对于所述加热盘101表面做伸缩运动。

在一种具体实施方式中，所述晶圆处理设备用于对涂覆了光阻的晶圆进行烘烤，使光阻组分中的溶剂等挥发。所述晶圆处理设备还用于对曝光了光阻的晶圆进行曝光后烘，使光阻发生光化学反应，能溶于显影液。

在将所述晶圆放置到所述晶圆处理设备中时，所述支撑引脚104伸出，且所述支撑引脚104的高度高于所述间隔器102的高度，使得将晶圆放置到所述晶圆处理设备时先由支撑引脚104对晶圆进行缓冲，防止直接放置到间隔器102上时与间隔器102发生碰撞，导致晶圆的毁损。

先将晶圆放置到伸出状态的支撑引脚104的一端。在图1、图5所示的具体实施方式中，具有三个支撑引脚104，且三个支撑引脚104之间的距离使得与晶圆接触的三个点所施加给晶圆的力能够使得晶圆位置稳固，难以发生摇晃。所述支撑引脚104的伸出状态高于所述间隔器102的最高高度。

在将所述晶圆放置至所述支撑引脚104的一端后，所述支撑引脚104收缩，直至收缩至高度低于所述待加热晶圆103被所述间隔器102限位时的高度，以使所述晶圆脱离与所述支撑引脚104的接触，仅由所述间隔器102限位，与所述加热盘101表面具有间隙。

由于所述间隔器102上安装有温度传感器201，因此可以对被所述间隔器102限位的晶圆的温度进行测量，从而使所述晶圆处理设备能够准确的获知所述晶圆的表面温度，对所述加热盘101的加热温度和时长进行更准确的控制，保证晶圆上涂覆的光阻不会发生大面积的脱胶，出现胶膜半片效应等，也能够保证对曝光后的光阻进行烘烤后晶圆上不同区域的化学反应程度一致，以及关键尺寸的均匀性，减少待加热晶圆的返工，降低成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆处理设备，其特征在于，包括：

加热盘，用于给待加热晶圆加热；

间隔器，突出设置于所述加热盘表面，用于对待加热晶圆进行限位，使待加热晶圆与所述加热盘之间具有间隙；

温度传感器，安装至所述间隔器，用于检测所述待加热晶圆表面的温度。

2.根据权利要求1所述的晶圆处理设备，其特征在于，包括至少两个间隔器，且每一间隔器都对应设置有一温度传感器。

3.根据权利要求1所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述间隔器具有斜面，且各个间隔器的斜面相对，或朝向各个间隔器的连线所围成的区域，具有一与待加热晶圆的直径相同的圆周经过所述间隔器的斜面上一点。

4.根据权利要求1所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述间隔器呈圆台状，且所述圆台状间隔器内设置有空槽，所述空槽的尺寸与所述温度传感器的尺寸相适应，用于放置所述温度传感器。

5.根据权利要求4所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述圆台状间隔器的侧壁设置有从所述侧壁表面贯穿至所述空槽的开口，用于使放置在空槽内的温度传感器能够检测到所述圆台状间隔器外的温度。

6.根据权利要求2所述的晶圆处理设备，其特征在于，各个间隔器之间的距离与待加热晶圆的尺寸相适应，使待加热晶圆能够被卡在各个间隔器之间，并能够保证待加热晶圆与所述加热盘之间的间距。

7.根据权利要求2所述的晶圆处理设备，其特征在于，各个间隔器在所述加热盘表面呈圆弧形排列。

8.根据权利要求2所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述加热盘包括加热丝，且加热丝的数目与间隔器的数目相同，每一间隔器对应控制一段加热丝。

9.根据权利要求1所述的晶圆处理设备，其特征在于，还包括支撑引脚，设置于所述加热盘表面，能够相对于所述加热盘表面做沿所述支撑引脚长度方向上的伸缩运动。

10.根据权利要求9所述的晶圆处理设备，其特征在于，所述支撑引脚进行伸缩的最高高度高于所述间隔器的最高高度，所述支撑引脚进行伸缩的最低高度低于待加热晶圆被所述间隔器限位时的高度。