TW202342927A - 燒結設備 - Google Patents
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Abstract
一種燒結設備，其包括內殼體、外殼體和加熱裝置，其中，外殼體間隔地環繞在內殼體的周圍；加熱裝置設置於外殼體與內殼體之間，用於對內殼體及其內部進行加熱；內殼體圍成用於容置待燒結件的封閉空間，且內殼體的材質為能夠避免顆粒產生的緻密性材質，並能夠將封閉空間中的氣體與內殼體之外的氣體隔離。
Description
本發明涉及半導體製造領域，具體地，涉及一種燒結設備。
靜電卡盤用於在半導體製程中吸附諸如晶圓或者托盤等的被加工物體，其被廣泛應用於沉積、蝕刻以及離子注入等的製程中。靜電卡盤通常具有一個或多個金屬電極，且在金屬電極的外部包裹有介質層，該介質層的材料可以是玻璃或陶瓷，其中，矽酸鹽玻璃擁有非常好的耐壓性能，且相對於Al
2O
3和AlN等傳統的陶瓷材料，其可以採用印製和燒結的方式製作，這種製作方式可以實現對介質層厚度的精確控制，從而可以保證靜電卡盤的吸附力和射頻效率的一致性。
但是，現有的燒結設備一般採用耐火磚圍成用於容置待燒結件（例如矽酸鹽玻璃）的製程空間，由於耐火磚表面較為疏鬆，很容易出現剝落現象，造成大量的顆粒產生，尤其是在向製程空間引入製程氣體後，氣流會攜帶大量顆粒在製程空間中流動，部分顆粒最終落在待燒結件上，將這種待燒結件投入使用往往會影響製程結果。
此外，由於採用耐火磚圍成的製程空間（通過耐火磚之間的縫隙）與外界大氣是連通的，這使得現有的燒結設備在進行製程時外界氣體能夠穿過耐火磚進入製程空間中，外界氣體中的水汽或其他成分會對燒結製程產生影響。
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種燒結設備，其可以解決現有技術中產生大量顆粒和外界氣體對燒結製程產生影響等的問題。
為實現本發明的目的而提供一種燒結設備，包括內殼體、外殼體和加熱裝置，其中，該外殼體間隔地環繞在該內殼體的周圍；該加熱裝置設置於該外殼體與該內殼體之間，用於對該內殼體及其內部進行加熱；該內殼體圍成用於容置待燒結件的封閉空間，且該內殼體具有與該封閉空間連通的進氣口和排氣口；該內殼體的材質為能夠避免顆粒產生的緻密性材質，並能夠將該封閉空間中的氣體與該內殼體之外的氣體隔離。
可選的，該內殼體的材質包括石英或碳化矽。
可選的，該燒結設備還包括控壓裝置，該控壓裝置與該進氣口和該排氣口連接，或者與該進氣口連接，用於控制該封閉空間的氣壓。
可選的，該控壓裝置包括進氣管路、排氣管路、抽氣泵和製程氣體源，其中，該進氣管路的兩端分別與該進氣口和該製程氣體源連接，且在該進氣管路上設置有第一流量控制裝置；該製程氣體源用於通過該進氣管路向該封閉空間通入製程氣體；該排氣管路的兩端分別與該排氣口和該抽氣泵連通，且在該排氣管路上設置有第二流量控制裝置；該抽氣泵用於通過該排氣管路抽取該封閉空間中的氣體。
可選的，該控壓裝置包括進氣管路和製程氣體源，其中，該進氣管路的兩端分別與該進氣口和該製程氣體源連接，且在該進氣管路上設置有第一流量控制裝置；該製程氣體源用於通過該進氣管路向該封閉空間通入製程氣體；該排氣口與外部的大氣環境連通。
可選的，該進氣口為兩個，該製程氣體源包括氧氣源和惰性氣體源；該進氣管路為兩個，其中一個該進氣管路的兩端分別與其中一個該進氣口和該氧氣源連通；另一個該進氣管路的兩端分別與另一個該進氣口和該惰性氣體源連通；兩個該進氣管路上均設置有該第一流量控制裝置。
可選的，該進氣管路上還設置有調壓閥，該調壓閥位於該第一流量控制裝置的上游。
可選的，該進氣管路上還設置有過濾器，該過濾器用於過濾該進氣管路中的顆粒。
可選的，該抽氣泵包括變頻泵，該變頻泵能夠調節抽氣速度。
可選的，該加熱裝置包括加熱部件，該加熱部件沿該內殼體的周向環繞且均勻設置。
可選的，該加熱裝置還包括溫度檢測單元和控制單元，其中，該溫度檢測單元用於檢測該封閉空間中的溫度，並將該溫度發送至該控制單元；
該控制單元與該加熱部件電連接，用於根據該溫度控制該加熱部件的加熱功率。
可選的，該加熱部件包括多個子加熱部件，且多個該子加熱部件與該封閉空間中劃分的多個不同的區域相對應；每個該區域對應設置有至少一個該溫度檢測單元，該溫度檢測單元用於檢測該區域中的溫度，並將該溫度發送至該控制單元；該控制單元與多個該子加熱部件電連接，用於根據每個該區域對應的該溫度檢測單元檢測的溫度，控制對應的該區域的該子加熱部件的加熱功率。
可選的，在該外殼體與該內殼體之間設置有隔熱部件，該隔熱部件環繞在該內殼體的周圍，且位於該加熱裝置的外側。
可選的，該隔熱部件包括矽酸鋁和石棉中的至少一種。
本發明具有以下有益效果：
本發明提供的燒結設備，其包括內殼體和外殼體，該內殼體圍成用於容置待燒結件的封閉空間，由於該內殼體的材質相對于現有技術具有更高的緻密性，高緻密性的材質不易剝離，從而可以避免顆粒的產生，進而可以避免在進行燒結製程時產生大量顆粒，進而減少或避免顆粒落在待燒結件上影響製程結果的可能性；同時，採用高緻密性的材質製成內殼體，其還能夠將封閉空間中的氣體與內殼體之外的氣體隔離，從而可以避免內殼體之外的氣體進入封閉空間中對燒結製程產生影響。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖來對本發明提供的燒結設備進行詳細描述。
靜電卡盤用於在半導體製程中吸附諸如晶圓或者托盤等的被加工物體，其通常具有一個或多個金屬電極，且在金屬電極的外部包裹有介質層，以圖1示出的雙極型靜電卡盤為例，該雙極型靜電卡盤包括兩個電極11和包裹在兩個電極11外部的介質層12，其中，兩個電極11均連接於直流電源，該直流電源用於向兩個電極11加載直流電壓，以通過靜電引力將諸如晶圓或者托盤等的被加工物體吸附於介質層12上。此外，在介質層12上設置有凸點121，用於減少晶圓13和介質層12之間的接觸面積，以減少對晶圓13的顆粒污染。凸點121的材質可以和介質層12的材質相同或不同。
在實際應用中，增大加載至電極11的直流電壓U，減小上述介質層12的厚度d是增大吸附力的關鍵手段，而直流電壓與厚度的比值U/d代表的是介質層12的介電強度。當介質層12的介電強度無法滿足要求時，介質層12就會發生擊穿，導致吸附力異常，靜電卡盤無法正常使用，甚至會導致晶圓損壞，因此，在介質層12的選材上，在不影響其他性能的條件下，通常介質層12的介電強度選擇越高越好。基於此，矽酸鹽玻璃的介電強度較高，擁有非常好的耐壓性能，且相對於Al
2O
3和AlN等傳統的陶瓷材料，其可以採用印製和燒結的方式製作，這種製作方式可以實現對介質層厚度的精確控制，從而可以保證靜電卡盤的吸附力和射頻效率的一致性。
圖2為現有的一種燒結設備的側視圖。圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖。請一併參閱圖2和圖3，現有的用於燒結玻璃陶瓷（例如矽酸鹽玻璃）的燒結設備2，其包括金屬殼體21，該金屬殼體21上具有蓋體（圖中未示出），且在該金屬殼體21的內部設置有由耐火磚牆體22圍成的製程空間23，耐火磚牆體22用於起到保溫和隔熱的作用。並且，在製程空間23中設置有加熱管24，其具體可以為矽鉬棒，用於對製程空間23進行加熱；在製程空間23中還設置有熱電偶25，用於檢測製程空間23的溫度，並發送至控制單元26；控制單元26用於根據檢測的溫度對加熱管24的加熱功率進行控制。此外，為了確保在進行燒結製程的過程中製程空間23有足夠的氧氣，可以利用進氣管路27向製程空間23內輸送壓縮空氣。
但是，由於耐火磚腔體22的表面較為疏鬆，很容易出現剝落現象，這會造成大量的顆粒產生，尤其是在向製程空間23內輸送壓縮空氣的情況下，氣流會攜帶大量顆粒在製程空間23中流動，部分顆粒最終落在待燒結件上，將這種待燒結件投入使用往往會影響製程結果。以待燒結件為矽酸鹽玻璃為例，若大量顆粒進入矽酸鹽玻璃內部，則會大大降低矽酸鹽玻璃的耐壓性能，很容易其在高電壓下發生擊穿，導致靜電卡盤無法正常使用。
此外，由於採用耐火磚牆體22圍成的製程空間23（通過耐火磚之間的縫隙）與外界大氣是連通的（金屬殼體21與外界大氣連通），這使得現有的燒結設備2只能應用于常壓燒結，空間內壓力不可控，導致可應用的燒結製程有限，而且在進行製程時外界氣體能夠穿過耐火磚牆體22進入製程空間23中，外界氣體中的水汽或其他成分可能會對燒結製程產生影響。
為了至少解決上述技術問題之一，請一併參閱圖4A和圖4B，本發明實施例提供一種燒結設備3，其可以應用於半導體加工設備中需要燒結製成的部件，例如靜電卡盤中的介質層，該介質層例如為矽酸鹽玻璃。
燒結設備3包括外殼體31、內殼體33、加熱裝置35和控壓裝置39，其中，外殼體31例如可以採用金屬殼體，並且外殼體31例如為箱體，其在沿圖4A中B-B線的剖面形狀可以為正方形、矩形、圓形等等。外殼體31上具有開口以及用於開啟或關閉該開口的蓋體（圖中未示出），待燒結件可以在蓋體開啟時移入或移出外殼體31；該蓋體與外殼體31之間可以通過密封圈或者其他密封結構進行密封，以密封上述開口，保證外殼體31內部與外界隔離。但是，本發明實施例並不局限於此，在實際應用中，根據不同需求，上述外殼體31的內部也可以與外界連通，在這種情況下，上述蓋體與外殼體31可以不設置密封結構或者利用石棉等隔熱材料對蓋體與外殼體31之間的間隙進行填充，在此基礎上還可以在外殼體31外部包覆隔熱材料，以減少熱量損失，提高加熱效率，避免外界環境溫度對隔熱部件32內側溫度產生影響。
而且，外殼體31間隔地環繞在內殼體33的周圍，即，在外殼體31與內殼體33之間具有環形空間34，加熱裝置35設置於該環形空間34中，用於對內殼體33及其內部進行加熱，以對待燒結件進行燒結製程。在一些可選的實施例中，如圖4B所示，在環形空間34中還設置有隔熱部件32，該隔熱部件32環繞在內殼體33的周圍，且位於加熱裝置35的外側，用於起到保溫和隔熱的作用，從而可以減少熱量損失，提高加熱效率，避免外界環境溫度對隔熱部件32內側溫度產生影響。隔熱部件32例如包括矽酸鋁和石棉中的至少一種。
內殼體33圍成用於容置待燒結件的封閉空間36，該內殼體33在沿圖4A中B-B線的剖面形狀可以與上述外殼體31沿圖4A中B-B線的剖面相同，也可以不同，且封閉空間36的體積應大於待燒結件的體積，以保證能夠容置待燒結件。內殼體33也具有用於供待燒結件移入和移出的開口，該開口與上述外殼體31的開口對應設置，並且在將待燒結件經由開口移入封閉空間36之後，可以另外設置一個蓋體開啟或關閉該開口，並在蓋體上設置諸如密封圈等的密封結構對內殼體33上的開口進行密封，以保證封閉空間36與內殼體33的外部隔離，即，外部的氣體不會從開口處進入封閉空間36。
而且，內殼體33具有與封閉空間36連通的進氣口和排氣口，在實際應用中，進氣口的數量例如與製程氣體的種類數量相同，不同種類的製程氣體可以對應地從不同的進氣口進入封閉空間36，例如圖4B中示出了兩個進氣口和一個排氣口，具體位置例如圖4B中的箭頭所示）。並且，內殼體33的材質被設置為能夠避免顆粒產生的緻密性材質，以避免顆粒的產生，且能夠將封閉空間36中的氣體與內殼體33之外的氣體隔離。由於內殼體33的材質相對于現有技術（例如耐火磚牆體）具有更高的緻密性，高緻密性的材質不易剝離，從而可以避免顆粒的產生，進而可以避免在進行燒結製程時產生大量顆粒，進而減少或避免顆粒落在待燒結件上影響製程結果的可能性；同時，採用高緻密性的材質製成內殼體33，其還能夠將封閉空間36中的氣體與內殼體33之外的氣體隔離，從而可以避免內殼體33之外的氣體進入封閉空間36中對燒結製程產生影響。
在一些可選的實施例中，內殼體33的材質包括石英或碳化矽。這兩種材質均有較高的緻密性，既不會產生顆粒，又能夠實現內殼體33內、外兩側的氣體隔離，即，外部氣體不能透過石英或碳化矽進入內殼體33的內部，但是本發明實施例並不以此為限，在實際應用中，還可以採用其他既不會產生顆粒，又能夠實現內殼體33內、外兩側的氣體隔離的高緻密性材質。
具體來說，當內殼體33的材質為碳化矽時，由於加熱裝置35位於內殼體33的外側，其產生的熱量可以先通過熱對流和熱輻射的方式加熱材質為碳化矽的內殼體33，再由內殼體33通過熱對流和熱輻射將熱量傳導給封閉空間36中的待燒結件。當內殼體33的材質為石英時，加熱裝置35產生的熱量可以通過熱對流和熱輻射的方式加熱材質為石英的內殼體33，再由內殼體33通過熱對流和熱輻射將熱量傳導給封閉空間36中的待燒結件，與此同時，加熱裝置35產生的熱量還可以透過石英直接輻射至封閉空間36中的待燒結件，因此，採用石英的內殼體33相對於碳化矽具有更高的加熱效率，不過碳化矽的耐熱性能比石英更好，因此，可以根據不同溫度的燒結製程選擇使用石英或碳化矽的內殼體33，例如，當工作溫度在1200℃以下時，內殼體33可以選用石英，當工作溫度在1200℃以上時，內殼體33可以選用碳化矽。
在一些可選的實施例中，在內殼體33的材質能夠將封閉空間36中的氣體與內殼體33之外的氣體隔離的基礎上，如圖5A和5B所示，本發明實施例提供的燒結設備還可以包括控壓裝置39，該控壓裝置39與上述進氣口和排氣口連接，或者僅與上述進氣口連接，用於控制封閉空間36的氣壓。
在利用高緻密性的內殼體3將封閉空間36中的氣體與內殼體33之外的氣體隔離的基礎上，可以借助控壓裝置39與進氣口和排氣口連接，或者僅與進氣口連接，控制上述封閉空間36的氣壓，以滿足不同燒結製程對氣壓的要求，這與現有技術中只能應用于常壓燒結相比，可以適用於更多不同的燒結製程，從而可以擴大燒結設備的應用範圍。
例如，可以利用控壓裝置39對封閉空間36的氣壓進行控制，以將其控制在一個大氣壓左右，或者也可以使封閉空間36處於真空狀態，從而滿足不同燒結製程對氣壓的要求，這與現有技術中只能應用于常壓燒結相比，可以適用於更多不同的燒結製程，從而可以擴大燒結設備的應用範圍。
在一些可選的實施例中，上述控壓裝置39與內殼體33的進氣口和排氣口連接，以能夠通過分別控制進氣口和排氣口處的氣體流量，來控制封閉空間36的氣壓。具體地，如圖5B所示，該控壓裝置39包括進氣管路391、排氣管路397、抽氣泵398和製程氣體源，其中，上述製程氣體源包括氧氣源392和惰性氣體源393，對應地，內殼體33的進氣口為兩個，進氣管路391為兩個，其中一個進氣管路391的兩端分別與其中一個進氣口和氧氣源392連通；另一個進氣管路391的兩端分別與另一個進氣口和惰性氣體源393連通；兩個進氣管路391上均設置有第一流量控制裝置394，用於控制進氣管路391的氣體流量，以實現對封閉空間36的氣壓進行控制。第一流量控制裝置394例如為氣體質量流量控制器（MFC）。
氧氣源392用於通過進氣管路391向封閉空間36通入氧氣。以待燒結件為矽酸鹽玻璃為例，在進行燒結製程的過程中，氧氣可以與矽酸鹽玻璃反應生成Al
2O
3晶體，其對提高矽酸鹽玻璃的耐壓性能有很大的幫助，基於此，在進行燒結製程的過程中，通過向封閉空間36中通入足夠的氧氣，可以提高Al
2O
3在玻璃中的占比，從而可以提高矽酸鹽玻璃的耐壓性能。
惰性氣體源393用於通過進氣管路391向封閉空間36通入惰性氣體，惰性氣體在進行燒結製程的過程中，與氧氣以一定的比例同時通入封閉空間36中，惰性氣體不參與反應，其與氧氣的比例應滿足：在封閉空間36中通入足夠的氧氣的前提下，實現封閉空間36的氣壓達到預設氣壓值。惰性氣體例如為氮氣。
需要說明的是，在實際應用中，可以根據不同的燒結製程，對製程氣體源的數量、種類進行適應性地設計，並相應的調整進氣口和進氣管路等的數量，例如，也可以僅設置氧氣源，用於向封閉空間36中通入純氧，在這種情況下，進氣口和進氣管路均為一個，本發明實施例對此沒有特別的限制。
如圖5B所示，排氣管路397的兩端分別與排氣口和抽氣泵398連通，且在排氣管路397上設置有第二流量控制裝置399，用於控制排氣管路397的氣體流量，其可以結合上述第一流量控制裝置394，實現對封閉空間36的氣壓進行控制。第二流量控制裝置399例如為流量調節閥。抽氣泵398用於通過排氣管路397抽取封閉空間36中的氣體。
在實際應用中，可以根據對封閉空間36的真空度的不同要求，選擇相應種類的抽氣泵398，該抽氣泵398例如為分子泵、真空泵等等。在一些可選的實施例中，抽氣泵398還可以為變頻泵，該變頻泵能夠調節抽氣速度，除了利用上述第一流量控制裝置394調節進氣管路391的氣體流量、利用第二流量控制裝置399調節排氣管路397的氣體流量之外，還可以通過調節變頻泵的抽氣速度，對封閉空間36的氣壓進行控制，在實際應用中，可以根據具體需要將這三種調節方式自由結合使用，例如，通過同時控制進氣管路391的氣體流量以及變頻泵的抽氣速度（和/或排氣管路397的氣體流量），可以使流入封閉空間36的氣體流量與從封閉空間36流出的氣體流量一致，此時封閉空間36的氣壓達到動平衡，在此基礎上，如果希望提高封閉空間36的氣壓，可以通過增大進氣管路391的氣體流量或是降低變頻泵的抽氣速度（和/或排氣管路397的氣體流量）來實現；反之，如果希望降低封閉空間36的氣壓，可以通過減小進氣管路391的氣體流量或是提高變頻泵的抽氣速度（和/或排氣管路397的氣體流量）來實現。由此，可以將封閉空間36的氣壓控制在從幾mTorr到幾百Torr的工作氣壓下，從而可以滿足不同的燒結製程對氣壓的要求。
在一些可選的實施例中，為了保證上述第一流量控制裝置394的前端壓力的穩定性，進氣管路391上還設置有調壓閥395，調壓閥395位於第一流量控制裝置394的上游，用於調節進氣管路391位於第一流量控制裝置394前端的壓力，從而可以提高第一流量控制裝置394的控制精度。
在一些可選的實施例中，為了防止製程氣體中混入顆粒，進氣管路391上還設置有過濾器396，該過濾器396用於過濾進氣管路391中的顆粒，從而可以避免顆粒從進氣管路中引入封閉空間36。
在另一些可選的實施例中，如圖6所示，本發明實施例還提供一種燒結設備3’，其與圖5B示出的燒結設備3相比，區別僅在於：上述控壓裝置39’與內殼體33的進氣口連接，而不與排氣口連接，該排氣口與外部的大氣環境連通。在這種情況下，上述控壓裝置39’通過控制進氣口處的氣體流量，來控制封閉空間36的氣壓。需要說明的是，為了實現排氣口與外部的大氣環境連通，例如可以通過設置排氣管路等排氣結構來實現。
具體地，控壓裝置39’包括進氣管路和製程氣體源，二者與控壓裝置39中的進氣管路和製程氣體源的結構和功能相同，用於向封閉空間36通入製程氣體（例如純氧或者一定比例的氧氣和惰性氣體）在此不再贅述。
該控壓裝置39’與圖5B示出的上述控壓裝置39相比，省去了排氣管路和抽氣泵。在這種情況下，可以利用第一流量控制裝置394控制進氣管路391的氣體流量，以將封閉空間36的氣壓控制在大於大氣環境氣壓的數值範圍內，這樣可以使封閉空間36形成一個微正壓環境，從而可以有效抑制內殼體33外部的氣體從排氣口進入封閉空間36內，這樣即使封閉空間36與大氣環境連通，也仍然可以保證封閉空間36內的氣體相對純淨。
在一些可選的實施例中，為了提高加熱溫度均勻性，加熱裝置35包括加熱部件，該加熱部件沿內殼體33的周向環繞且均勻設置，以保證在內殼體33的周向上均勻地加熱內殼體33及其內部。加熱部件例如為加熱管或者加熱絲等等。
在一些可選的實施例中，為了提高溫度控制的自動化和準確性，加熱裝置35還包括溫度檢測單元37和控制單元38，其中，溫度檢測單元37用於檢測封閉空間36中的溫度，並將該溫度發送至控制單元38；溫度檢測單元37例如為熱電偶。控制單元38與加熱部件電連接，用於根據檢測的溫度控制加熱部件的加熱功率，以提高或降低封閉空間36中的溫度。控制單元38例如為控制器。
在一些可選的實施例中，為了進一步提高加熱溫度均勻性，和溫度控制的靈活性，上述加熱部件包括多個子加熱部件，且多個子加熱部件與封閉空間36中劃分的多個不同的區域相對應；與每個區域對應設置有至少一個溫度檢測單元37，且與每個區域對應的至少一個溫度檢測單元37用於檢測該區域中的溫度，並將該溫度發送至控制單元38；控制單元38與多個子加熱部件電連接，用於根據每個區域對應的溫度檢測單元37檢測的溫度，獨立地控制對應的區域的子加熱部件的加熱功率。封閉空間36中的多個不同的區域例如可以沿第一軸線依次劃分，該第一軸線為內殼體33的與沿圖4A中B-B線的剖面相垂直的軸線；和/或，沿內殼體33的圓周方向依次劃分。當然，在實際應用中，多個不同區域的劃分方式還可以採用其他任意方式，本發明實施例對此沒有特別的限制。
綜上所述，本發明實施例提供的燒結設備，其包括內殼體和外殼體，該內殼體圍成用於容置待燒結件的封閉空間，由於該內殼體的材質相對于現有技術具有更高的緻密性，高緻密性的材質不易剝離，從而可以避免顆粒的產生，進而可以避免在進行燒結製程時產生大量顆粒，進而減少或避免顆粒落在待燒結件上影響製程結果的可能性；同時，採用高緻密性的材質製成內殼體，其還能夠將封閉空間中的氣體與內殼體之外的氣體隔離，從而可以避免內殼體之外的氣體進入封閉空間中對燒結製程產生影響。
前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文中介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
2:燒結設備
3:燒結設備
3’:燒結設備
11:電極
12:介質層
13:晶圓
21:金屬殼體
22:耐火磚牆體
23:製程空間
24:加熱管
25:熱電偶
26:控制單元
27:進氣管路
31:外殼體
32:隔熱部件
33:內殼體
34:環形空間
35:加熱裝置
36:封閉空間
37:溫度檢測單元
38:控制單元
39:控壓裝置
39’:控壓裝置
121:凸點
391:進氣管路
392:氧氣源
393:惰性氣體源
394:第一流量控制裝置
395:調壓閥
396:過濾器
397:排氣管路
398:抽氣泵
399:第二流量控制裝置
當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1為一種靜電卡盤的結構示意圖；
圖2為現有的一種燒結設備的側視圖；
圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖；
圖4A為本發明實施例提供的一種燒結設備的側視圖；
圖4B為沿圖4中B-B線的一種剖視圖；
圖5A為沿圖4中B-B線的另一種剖視圖；
圖5B為圖5A中控壓裝置的結構示意圖;
圖6為本發明實施例提供的另一種燒結設備的剖視圖。
3:燒結設備
31:外殼體
32:隔熱部件
33:內殼體
34:環形空間
35:加熱裝置
36:封閉空間
37:溫度檢測單元
38:控制單元
39:控壓裝置
Claims (14)
- 一種燒結設備，其中，包括內殼體、外殼體和加熱裝置，其中，該外殼體間隔地環繞在該內殼體的周圍；該加熱裝置設置於該外殼體與該內殼體之間，用於對該內殼體及其內部進行加熱； 該內殼體圍成用於容置待燒結件的封閉空間，且該內殼體具有與該封閉空間連通的進氣口和排氣口；該內殼體的材質為能夠避免顆粒產生的緻密性材質，並能夠將該封閉空間中的氣體與該內殼體之外的氣體隔離。
- 如請求項1所述的燒結設備，其中，該內殼體的材質包括石英或碳化矽。
- 如請求項1所述的燒結設備，其中，該燒結設備還包括控壓裝置，該控壓裝置與該進氣口和該排氣口連接，或者與該進氣口連接，用於控制該封閉空間的氣壓。
- 如請求項3所述的燒結設備，其中，該控壓裝置包括進氣管路、排氣管路、抽氣泵和製程氣體源，其中， 該進氣管路的兩端分別與該進氣口和該製程氣體源連接，且在該進氣管路上設置有第一流量控制裝置；該製程氣體源用於通過該進氣管路向該封閉空間通入製程氣體； 該排氣管路的兩端分別與該排氣口和該抽氣泵連通，且在該排氣管路上設置有第二流量控制裝置；該抽氣泵用於通過該排氣管路抽取該封閉空間中的氣體。
- 如請求項3或所述的燒結設備，其中，該控壓裝置包括進氣管路和製程氣體源，其中， 該進氣管路的兩端分別與該進氣口和該製程氣體源連接，且在該進氣管路上設置有第一流量控制裝置；該製程氣體源用於通過該進氣管路向該封閉空間通入製程氣體； 該排氣口與外部的大氣環境連通。
- 如請求項4或5所述的燒結設備，其中，該進氣口為兩個，該製程氣體源包括氧氣源和惰性氣體源； 該進氣管路為兩個，其中一個該進氣管路的兩端分別與其中一個該進氣口和該氧氣源連通；另一個該進氣管路的兩端分別與另一個該進氣口和該惰性氣體源連通；兩個該進氣管路上均設置有該第一流量控制裝置。
- 如請求項4或5所述的燒結設備，其中，該進氣管路上還設置有調壓閥，該調壓閥位於該第一流量控制裝置的上游。
- 如請求項4或5所述的燒結設備，其中，該進氣管路上還設置有過濾器，該過濾器用於過濾該進氣管路中的顆粒。
- 如請求項4所述的燒結設備，其中，該抽氣泵包括變頻泵，該變頻泵能夠調節抽氣速度。
- 如請求項1所述的燒結設備，其中，該加熱裝置包括加熱部件，該加熱部件沿該內殼體的周向環繞且均勻設置。
- 如請求項10所述的燒結設備，其中，該加熱裝置還包括溫度檢測單元和控制單元，其中，該溫度檢測單元用於檢測該封閉空間中的溫度，並將該溫度發送至該控制單元； 該控制單元與該加熱部件電連接，用於根據該溫度控制該加熱部件的加熱功率。
- 如請求項11所述的燒結設備，其中，該加熱部件包括多個子加熱部件，且多個該子加熱部件與該封閉空間中劃分的多個不同的區域相對應； 每個該區域對應設置有至少一個該溫度檢測單元，該溫度檢測單元用於檢測該區域中的溫度，並將該溫度發送至該控制單元； 該控制單元與多個該子加熱部件電連接，用於根據每個該區域對應的該溫度檢測單元檢測的溫度，控制對應的該區域的該子加熱部件的加熱功率。
- 如請求項1所述的燒結設備，其中，在該外殼體與該內殼體之間設置有隔熱部件，該隔熱部件環繞在該內殼體的周圍，且位於該加熱裝置的外側。
- 如請求項13所述的燒結設備，其中，該隔熱部件包括矽酸鋁和石棉中的至少一種。
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