CN213635908U - 一种晶圆加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆加热器，其包括加热盘组件和用于固定该加热盘组件的固定基座，固定基座具有供所述加热盘组件容置的容置腔，加热盘组件包含金属盘和连接加热源的陶瓷盘，该金属盘的下表面与陶瓷盘的上表面相连接，陶瓷盘的下方设有隔热件。本实用新型整体美观整洁，在陶瓷盘上增加金属盘，两者配合可以使晶圆受热更加均匀；陶瓷盘的下方设有隔热件，能有效隔热防止热能向远离晶圆的方向传递，提高了加热器整体的热利用率，使晶圆在加热过程中温度恒定，进而提高晶圆的生产效率。

Description

一种晶圆加热器

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆加热器。

背景技术

集成电路晶圆生产是在晶圆表面上和表面内制造出半导体器件的一系列生产过程，在该生产过程中，多个阶段需要对晶圆进行加热处理。

现有的晶圆加热器通常具有一加热盘和位于加热盘底部用于固定加热盘的固定基座，所述加热盘的上表面承载晶圆，所述加热盘的内部排布有加热丝，从而对晶圆进行加热。但是这种结构受加热丝排布影响，容易存在晶圆受热不够均匀，同时加热盘的热量双向传递(靠近晶圆的方向和远离晶圆的方向)会造成热量损失，导致加热器的热量利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种晶圆加热器。

本实用新型要解决的是现有技术中存在的晶圆受热不够均匀，加热器整体的热量利用率低的问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种晶圆加热器，其包括加热盘组件和用于固定所述加热盘组件的固定基座，所述加热盘组件包含金属盘和连接加热源的陶瓷盘，所述金属盘的下表面与所述陶瓷盘的上表面相连接，所述陶瓷盘的下方设有隔热件，所述固定基座具有供所述加热盘组件容置的容置腔。

优选地，所述金属盘具有第一厚度，所述陶瓷盘具有第二厚度，所述隔热件具有第三厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度，所述第二厚度大于所述第三厚度。

优选地，所述隔热件与所述陶瓷盘的下表面粘接，所述隔热件为锡箔纸。

优选地，所述锡箔纸的厚度为0.4mm-1mm。

优选地，所述固定基座包含固定圈和固定盘，所述固定圈两端开口，所述固定圈的开口端之一连接所述固定盘以形成所述容置腔。

优选地，所述固定盘的上表面内凹形成一腔体。

优选地，所述固定盘的下方还设有定位盘，所述定位盘上设有顶针定位孔。

优选地，还包含若干用于测试所述加热盘组件温度的温度测试元件，所述温度测试元件位于加热盘组件的内部或外侧。

优选地，所述固定基座还包含若干个固定支架，所述固定支架连接在所述固定盘的底部，所述固定支架向所述固定盘的外侧延伸以形成一支架臂

优选地，所述金属盘为铝盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型提供的晶圆加热器包括加热盘组件和用于固定该加热盘组件的固定基座，固定基座具有供所述加热盘组件容置的容置腔，整体美观整洁；加热盘组件包含金属盘和连接加热源的陶瓷盘，该金属盘的下表面与陶瓷盘的上表面相连接，加热源使陶瓷盘发热，陶瓷盘传热至金属盘，承载在金属盘上的晶圆进而被加热，陶瓷盘加热和传热速度快，金属盘导热快、效果好，在陶瓷盘上增加金属盘，两者配合可以使晶圆受热更加均匀；陶瓷盘的下方设有隔热件，能有效隔热防止热能向远离晶圆的方向传递，提高了加热器整体的热利用率，使晶圆在加热过程中温度恒定，进而提高晶圆的生产效率；

2、本实用新型提供的晶圆加热器中，金属盘厚度大于陶瓷盘厚度，金属盘的厚度大，进一步提高了晶圆受热的均匀性；陶瓷盘厚度大于隔热件厚度，可以有效避免隔热件占用更多容置空间，节省材料，且易于直接对现有技术进行改良；

3、本实用新型的隔热件可以选用厚度为0.4mm-1mm的锡箔纸，其可以与陶瓷盘的下表面粘接，简单方便，0.4mm-1mm的厚度适中，既能满足隔热需求，又对加热组件的容置空间影响甚微；

4、本实用新型提供的晶圆加热器还包含位于加热盘组件的内部或外侧的温度测试元件，该温度测试元件可以实时监测加热盘组件的温度，提高了加热器的控温精度。

附图说明

图1：实施例1的晶圆加热器的立体示意图；

图2：实施例1的晶圆加热器倒置时的立体示意图；

图3：实施例1的晶圆加热器的侧视图；

图4：实施例1的晶圆加热器的俯视图；

图5：实施例1的晶圆加热器的爆炸图。

图中：

1、晶圆加热器，11、加热盘组件，111、金属盘，112、陶瓷盘，12、固定基座，121、容置腔，122、固定圈，123、固定盘，1231、腔体，124、定位盘，1241、顶针定位孔，125、固定支架，1251、支架臂，13、隔热件，14、电加热头，15、温度测试元件。

具体实施方式

现有技术中存在晶圆受热不够均匀，加热器整体的热量利用率低，不利于固定基座选型或长期使用的问题。所以本实用新型提出新的方案，为更加清楚的表示，下面结合附图和实施例对本实用新型做详细的说明。

实施例1：

参照图1-图5所示，本实施例公开了一种晶圆加热器，该加热器1包括加热盘组件11、固定基座12及隔热件13，其中固定基座12具有供加热盘组件11容置的容置腔121。加热盘组件11包含金属盘111和陶瓷盘112，配合图1、图4及图5所示，金属盘111设置在陶瓷盘112的上方，其上表面用于承载晶圆，其下表面与陶瓷盘112的上表面连接，该连接例如是螺接或粘接。隔热件13设置在陶瓷盘112的下方，从而有效隔热防止热能向远离晶圆的方向传递，提高了加热器1整体的热利用率，使晶圆在加热过程中温度恒定，进而提高晶圆的生产效率。

陶瓷盘112与加热源相连接(例如是通过一电加热头14与电源连接，见图1-图5)，加热源使陶瓷盘112发热，陶瓷盘112传热至金属盘111，承载在金属盘111上的晶圆进而被加热，陶瓷盘112加热和传热速度快，金属盘111导热快、效果好，在陶瓷盘112上增加金属盘111，两者配合使得晶圆受热更加均匀。

参照图5所示，金属盘111和陶瓷盘112可以为圆盘状，隔热件13可以为圆片或者圆形的薄膜状，这样可以更好的配合晶圆的圆片状构造。金属盘 111、陶瓷盘112、隔热件13的半径相同，从而配合起来使结构更加规整。三者的厚度分布可以是：金属盘111厚度大于陶瓷盘112厚度，陶瓷盘112 厚度大于隔热件13厚度，金属盘111的厚度大，可以进一步提高了晶圆受热的均匀性，隔热件厚度小，可以有效避免隔热件占用更多容置空间，节省材料，且易于直接对现有技术进行改良。金属盘111可以为铝盘，铝的导热率237W/mK，导热效果好，相比铜等其他贵重金属来说，铝价格适中。进一步地，该铝盘可以是实心的铝块结构，也可以是内部具有真空层的铝结构体，这样可以进一步提高传热的均匀性。陶瓷盘112可以是内部布设有加热丝的现有常见结构，也可以是内部容置均匀分布的加热元件(例如是云母加热片)的其他结构，以进一步弱化加热丝产生的加热不均匀的问题。

隔热件13可以是隔热材料制成的圆片或圆形薄膜。例如是锡箔纸，该锡箔纸的厚度可以为0.4mm-1mm(例如是0.4mm,0.6mm，0.7mm或0.8mm)，该厚度适中，既能满足隔热需求，又对加热盘组件21的容置空间影响甚微。本实施例中，所述锡箔纸可以通过粘接剂粘附在陶瓷盘112的下表面，也可以直接选用市售的锡箔贴纸。在其他实施例中，所述锡箔纸也可以粘附在容置腔121的腔底，所述腔底靠近或接触陶瓷盘112的下表面。

参照图1-图5所示，固定基座12包含固定圈122和固定盘123，固定圈 122两端开口(如图5所示)，其开口端之一(如图5中的下开口端)连接固定盘123以形成容置腔121。本实施例中，固定盘123内凹形成一腔体1231，腔体1231在固定圈122的配合下高度变长，形成容置腔121。作为优选的一种方式，固定盘123的高度或厚度可以与固定圈122相等，这样可以使加热器1整体结构更加对称、规整、美观。

配合图1-图5所示，固定盘123的下方还可以连接有一定位盘124，定位盘124具有顶针定位孔1241，顶针定位孔1241可以是柱形(如图5所示)，固定盘123、隔热件13、金属盘111及陶瓷盘112上均开设有供所述柱形的顶针定位孔1241穿出的孔洞(图中未标示)。定位盘124可以连接外部的顶出机构，该顶出机构具有顶针，所述顶针通过在顶针定位孔1241中进行伸缩运动以顶起晶圆或解除顶起晶圆状态。

固定基座12还可以包含若干个固定支架125。参照图1-图5所示，固定支架125的一端装接(例如是螺接)在固定盘123底部的周缘上，另一端固定盘的外侧延伸形成支架臂1251，支架臂1251用于将加热器1固定在外部的机架上，该机架例如是晶圆生产的工作机台。本实施例中，固定支架125 的数量为2个，其对称设置在固定盘123的两侧。在其他实施例中，固定支架125的数量也可以根据需要设置，只要能形成稳固的固定效果即可，例如是3个，4个，5个等。

加热器1还可以包含若干用于测试加热盘组件11温度的温度测试元件 15，温度测试元件15可以位于加热盘组件11的内部或外侧。配合图2和图 5所示，本实施例中，温度测试元件15为温度传感器，其设置在加热盘组件 11的内部，数量为1个，用于感测陶瓷盘112的温度，从而可以实现陶瓷盘 112温度的实时监测，提高了加热器1的控温精度。在其他实施例中，温度测试元件15也可以为多个，可以是多个同时测试陶瓷盘112的温度，也可以是多个分别测试陶瓷盘112、金属盘111、固定盘123等的温度。

以上实施例仅用以解释说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管上述实施例对本实用新型进行了具体的说明，相关技术人员应当理解，依然可对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改和等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围之中。

Claims (10)

1.一种晶圆加热器，其特征在于：包括加热盘组件和用于固定所述加热盘组件的固定基座，所述加热盘组件包含金属盘和连接加热源的陶瓷盘，所述金属盘的下表面与所述陶瓷盘的上表面相连接，所述陶瓷盘的下方设有隔热件，所述固定基座具有供所述加热盘组件容置的容置腔。

2.根据权利要求1所述的晶圆加热器，其特征在于：所述金属盘具有第一厚度，所述陶瓷盘具有第二厚度，所述隔热件具有第三厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度，所述第二厚度大于所述第三厚度。

3.根据权利要求1所述的晶圆加热器，其特征在于：所述隔热件与所述陶瓷盘的下表面粘接，所述隔热件为锡箔纸。

4.根据权利要求3所述的晶圆加热器，其特征在于：所述锡箔纸的厚度为0.4mm-1mm。

5.根据权利要求1所述的晶圆加热器，其特征在于：所述固定基座包含固定圈和固定盘，所述固定圈两端开口，所述固定圈的开口端之一连接所述固定盘以形成所述容置腔。

6.根据权利要求5所述的晶圆加热器，其特征在于：所述固定盘的上表面内凹形成一腔体。

7.根据权利要求5所述的晶圆加热器，其特征在于：所述固定盘的下方还设有定位盘，所述定位盘上设有顶针定位孔。

8.根据权利要求1所述的晶圆加热器，其特征在于：还包含若干用于测试所述加热盘组件温度的温度测试元件，所述温度测试元件位于加热盘组件的内部或外侧。

9.根据权利要求7所述的晶圆加热器，其特征在于：所述固定基座还包含若干个固定支架，所述固定支架连接在所述固定盘的底部，所述固定支架向所述固定盘的外侧延伸以形成一支架臂。

10.根据权利要求1所述的晶圆加热器，其特征在于：所述金属盘为铝盘。

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