CN215887316U - 一种晶片退火炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶片退火炉，包括炉体、抽真空装置、加热装置及控温装置，炉体包括由石英制成的下壳及上盖，下壳与上盖密封配合且下壳与上盖围成退火腔；抽真空装置用于使退火腔内达到预设真空度；加热装置用于对下壳和/或上盖进行加热；控温装置的测量端用于测量退火腔内的温度，控温装置的控温端与加热装置连接，控温装置的控温端根据控温装置的测量端的测量数据控制加热装置的启停或调节加热装置的功率；上述退火炉可在真空条件下同时进行多片晶片的退火，省去了焊接石英管及焊接后等待的时间，能够降低人工、物料、时间的浪费，有效避免由于裂管导致的晶片和石英管的损失。

Description

一种晶片退火炉

技术领域

本实用新型涉及半导体生产设备技术领域，特别涉及一种晶片退火炉。

背景技术

在晶片退火过程中，需要精确控制晶片所在环境和砷量控制以及退火炉不同时间阶段和不同位置的温度，以达到最佳效果。

现有技术晶片需要放在石英管中，并将石英管进行焊接密封，来保持石英管内真空度。焊接后石英管需要放置一定时间后才能投入退火炉中进行退火，造成时间上的浪费，并且焊接的石英管有一定几率会裂管，造成原材料和晶片等各种损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶片退火炉，以提高晶片退火效率，避免焊接密封后裂管造成损失的风险。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种晶片退火炉，包括：

炉体，所述炉体包括由石英制成的下壳以及上盖，所述下壳与所述上盖之间密封配合且所述下壳与所述上盖之间围成退火腔；

抽真空装置，所述抽真空装置用于使所述退火腔内达到预设真空度；

加热装置，所述加热装置用于对所述下壳和/或所述上盖进行加热；

控温装置，所述控温装置的测量端用于测量所述退火腔内的温度，所述控温装置的控温端与所述加热装置连接，所述控温装置的控温端根据所述控温装置的测量端的测量数据控制所述加热装置的启停或调节所述加热装置的功率。

优选地，所述抽真空装置包括设置于所述下壳或所述上盖的抽真空接口以及真空阀，所述抽真空接口的一端与所述退火腔连通，所述抽真空接口的另一端用于与真空泵连接，所述真空阀用于切断或导通所述抽真空接口与所述退火腔之间的连接。

优选地，所述加热装置包括加热丝，所述加热丝围绕所述退火腔迂回地设置于所述下壳或所述上盖内。

优选地，所述加热装置包括多条所述加热丝，各条所述加热丝沿所述退火腔的长度方向依次设置以使所述退火腔内沿所述退火腔的长度方向形成与各所述加热丝对应的温区，所述控温装置具有与各所述加热丝一一对应设置的多个所述测量端以及多个所述控温端。

优选地，还包括第一冷却盘管以及第二冷却盘管，所述第一冷却盘管迂回设置于所述下壳内，所述第一冷却盘管的进出口伸出于所述下壳，所述第二冷却盘管迂回设置于所述上盖内，所述第二冷却盘管的进出口伸出于所述上盖。

优选地，所述第一冷却盘管或所述第二冷却盘管迂回设置于所述加热丝的外围。

优选地，所述下壳与所述上盖内还分别设置有保温层，所述下壳内的保温层与所述上盖内的保温层能够在所述下壳与所述上盖扣合时相互配合围成将所述退火腔、所述加热丝、所述第一冷却盘管以及所述第二冷却盘管包裹在内的保温壳。

优选地，所述下壳与所述上盖内还分别设置有隔热层，所述下壳内的隔热层与所述上盖内的隔热层能够在所述下壳与所述上盖扣合时相互配合围成将所述保温壳包裹在内的隔热壳。

优选地，还包括用于设置于所述退火腔内的石英帽。

优选地，所述下壳与所述上盖之间铰接。

由以上技术方案可以看出，本实用新型中公开了一种晶片退火炉，该晶片退火炉包括炉体、抽真空装置、加热装置以及控温装置，炉体包括由石英制成的下壳以及上盖，下壳与上盖之间密封配合且下壳与上盖之间围成退火腔，下壳与上盖之间密封配合指下壳与上盖之间设置有至少一道密封结构；抽真空装置用于使退火腔内达到预设真空度；加热装置用于对下壳和/或上盖进行加热；控温装置的测量端用于测量退火腔内的温度，控温装置的控温端与加热装置连接，控温装置的控温端根据控温装置的测量端的测量数据控制加热装置的启停或调节加热装置的功率；在应用时，首先将待加工产品以及石英帽放在退火腔内，扣合上盖以及下壳，密封好退火炉，然后通过抽真空装置对退火腔抽真空至预设真空度，在气压作用下，上盖与下壳配合将两者间的密封结构压紧，实现两者间更好的密封，随后开启加热装置，通过控温装置控制炉内温度使纯砷凝结在石英帽上，经过一段时间后打开上盖，取出产品，回收纯砷；上述退火炉由石英材质的上盖以及下壳构成，抽真空装置可以利用气压使上盖与下壳之间良好地密封配合，可以直接利用上述退火炉对晶片进行退火处理，从而实现了不用焊接石英管也可在真空条件下同时进行多片晶片的退火，退火腔内可放高纯砷，通过炉温控制可进行凝砷回收等，也可在多种工艺气氛下热处理，省去了焊接石英管以及焊接后等待的时间，能够降低在人工、物料、时间上的浪费，并有效避免由于裂管导致晶片和石英管的损失。

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为本实用新型实施例提供的晶片退火炉一种视角下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的晶片退火炉另一种视角下的结构示意图。

其中：

1为上盖；2为下壳；3为退火腔；4为石英帽；5为抽真空接口；6为第一冷却盘管；7为第二冷却盘管；8为保温层；9为隔热层；10为密封圈；11为真空阀；12为控温装置的测量端；13为控温装置的控温端。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种晶片退火炉，该晶片退火炉的结构设计使其可以提高晶片退火效率，避免焊接密封后裂管造成损失的风险。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的晶片退火炉一种视角下的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的晶片退火炉另一种视角下的结构示意图。

本实用新型实施例中公开了一种晶片退火炉，该晶片退火炉包括炉体、抽真空装置、加热装置以及控温装置。

其中，炉体包括由石英制成的下壳2以及上盖1，下壳2与上盖1之间密封配合且下壳2与上盖1之间围成退火腔3，下壳2与上盖1之间密封配合指下壳2与上盖1之间设置有至少一道密封结构；抽真空装置用于使退火腔3内达到预设真空度；加热装置用于对下壳2和/或上盖1进行加热；控温装置的测量端12用于测量退火腔3内的温度，控温装置的控温端13与加热装置连接，控温装置的控温端13根据控温装置的测量端12的测量数据控制加热装置的启停或调节加热装置的功率。

可以看出，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的晶片退火炉在应用时，首先将待加工产品以及石英帽4放在退火腔3内，扣合上盖1以及下壳2，密封好退火炉，然后通过抽真空装置对退火腔3抽真空至预设真空度，在气压作用下，上盖1与下壳2配合将两者间的密封结构压紧，实现两者间更好的密封，随后开启加热装置，通过控温装置控制炉内温度使纯砷凝结在石英帽4上，经过一段时间后打开上盖1，取出产品，回收纯砷；上述退火炉由石英材质的上盖1以及下壳2构成，抽真空装置可以利用气压使上盖1与下壳2之间良好地密封配合，可以直接利用上述退火炉对晶片进行退火处理，从而实现了不用焊接石英管也可在真空条件下同时进行多片晶片的退火，退火腔3内可放高纯砷，通过炉温控制可进行凝砷回收等，也可在多种工艺气氛下热处理，省去了焊接石英管以及焊接后等待的时间，能够降低在人工、物料、时间上的浪费，并有效避免由于裂管导致晶片和石英管的损失。

作为优选地，上述抽真空装置包括设置于下壳2或上盖1的抽真空接口5以及真空阀11，抽真空接口5的一端与退火腔3连通，抽真空接口5的另一端用于与真空泵连接，抽真空接口5的另一端通过管路与真空泵连接，真空阀11用于切断或导通抽真空接口5与退火腔3之间的连接，真空阀11可以采用手动控制或自动控制，这样在退火进行前抽真空时，可以在退火腔3内达到预设真空度时关闭真空阀11以使退火腔3内保持预设真空度，在退火完成后可以打开真空阀11，进行放气，使便于打开上盖1。

在本实用新型实施例中，上述加热装置包括加热丝，加热丝围绕退火腔3迂回地设置于下壳2或上盖1内，进一步地，上述加热装置包括多条加热丝，各条加热丝沿退火腔3的长度方向依次设置以使退火腔3内沿退火腔3的长度方向形成与各加热丝对应的温区，控温装置具有与各加热丝一一对应设置的多个测量端12以及多个控温端13，这样，在退火过程中可以通过对各加热丝的控制在退火腔3内形成不同的温区。

作为优选地，上述退火炉还包括第一冷却盘管6以及第二冷却盘管7，第一冷却盘管6迂回设置于下壳2内，第一冷却盘管6的进出口伸出于下壳2，第二冷却盘管7迂回设置于上盖1内，第二冷却盘管7的进出口伸出于上盖1，在使用时，第一冷却盘管6以及第二冷却盘管7分别接入冷却循环系统，冷却循环系统驱动冷却液在第一冷却盘管6以及第二冷却盘管7中流动对退火炉进行降温以避免退火炉被高温损坏。

进一步地，上述第一冷却盘管6或第二冷却盘管7迂回设置于加热丝的外围。

进一步优化上述技术方案，下壳2与上盖1内还分别设置有保温层8，下壳2内的保温层8与上盖1内的保温层8能够在下壳2与上盖1扣合时相互配合围成将退火腔3、加热丝、第一冷却盘管6以及第二冷却盘管7包裹在内的保温壳，该保温壳能够对退火炉进行保温，可有效保持退火炉升温、恒温、降温过程中温度的稳定性。

更进一步地，下壳2与上盖1内还分别设置有隔热层9，下壳2内的隔热层9与上盖1内的隔热层9能够在下壳2与上盖1扣合时相互配合围成将保温壳包裹在内的隔热壳，该隔热壳能够在高温时有效隔绝高温并起到保护作用，防止退火炉、退火炉周边设备损坏，避免人员烫伤。

作为优选地，上述上盖1与下壳2之间的密封结构包括设置于密封圈10，上盖1与下壳2中的至少一个上设置有用于容纳该密封圈10的密封槽，当上盖1与下壳2扣合时，上盖1与下壳2将密封圈10挤压变形，使密封圈10充满密封槽。

如上所述，在本实用新型实施例中，退火炉还包括用于设置于退火腔3内的石英帽4，石英帽4用于放置纯砷和收集纯砷。

如图1和图2所示，在本实用新型实施例中，下壳2与上盖1之间铰接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，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 (10)

1.一种晶片退火炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体包括由石英制成的下壳以及上盖，所述下壳与所述上盖之间密封配合且所述下壳与所述上盖之间围成退火腔；

抽真空装置，所述抽真空装置用于使所述退火腔内达到预设真空度；

加热装置，所述加热装置用于对所述下壳和/或所述上盖进行加热；

控温装置，所述控温装置的测量端用于测量所述退火腔内的温度，所述控温装置的控温端与所述加热装置连接，所述控温装置的控温端根据所述控温装置的测量端的测量数据控制所述加热装置的启停或调节所述加热装置的功率。

2.根据权利要求1所述的晶片退火炉，其特征在于，所述抽真空装置包括设置于所述下壳或所述上盖的抽真空接口以及真空阀，所述抽真空接口的一端与所述退火腔连通，所述抽真空接口的另一端用于与真空泵连接，所述真空阀用于切断或导通所述抽真空接口与所述退火腔之间的连接。

3.根据权利要求1或2所述的晶片退火炉，其特征在于，所述加热装置包括加热丝，所述加热丝围绕所述退火腔迂回地设置于所述下壳或所述上盖内。

4.根据权利要求3所述的晶片退火炉，其特征在于，所述加热装置包括多条所述加热丝，各条所述加热丝沿所述退火腔的长度方向依次设置以使所述退火腔内沿所述退火腔的长度方向形成与各所述加热丝对应的温区，所述控温装置具有与各所述加热丝一一对应设置的多个所述测量端以及多个所述控温端。

5.根据权利要求3所述的晶片退火炉，其特征在于，还包括第一冷却盘管以及第二冷却盘管，所述第一冷却盘管迂回设置于所述下壳内，所述第一冷却盘管的进出口伸出于所述下壳，所述第二冷却盘管迂回设置于所述上盖内，所述第二冷却盘管的进出口伸出于所述上盖。

6.根据权利要求5所述的晶片退火炉，其特征在于，所述第一冷却盘管或所述第二冷却盘管迂回设置于所述加热丝的外围。

7.根据权利要求6所述的晶片退火炉，其特征在于，所述下壳与所述上盖内还分别设置有保温层，所述下壳内的保温层与所述上盖内的保温层能够在所述下壳与所述上盖扣合时相互配合围成将所述退火腔、所述加热丝、所述第一冷却盘管以及所述第二冷却盘管包裹在内的保温壳。

8.根据权利要求7所述的晶片退火炉，其特征在于，所述下壳与所述上盖内还分别设置有隔热层，所述下壳内的隔热层与所述上盖内的隔热层能够在所述下壳与所述上盖扣合时相互配合围成将所述保温壳包裹在内的隔热壳。

9.根据权利要求1-2及4-8任意一项所述的晶片退火炉，其特征在于，还包括用于设置于所述退火腔内的石英帽。

10.根据权利要求1-2及4-8任意一项所述的晶片退火炉，其特征在于，所述下壳与所述上盖之间铰接。

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