TWI385727B - Applied to the photovoltaic industry, the semiconductor industry, the vacuum environment with high temperature temperature control zone temperature control heater - Google Patents

Description

應用於光電、半導體產業之真空環境用高均溫性分區控溫加熱器

本發明係涉及一種晶片或晶片載板用加熱器，特別是指一種可分區控溫之創新結構空間型態設計者。

按，光電、半導體加工製程中，在某些流程當中為了創造該流程所須高溫環境(例如在晶圓表面形成薄膜)，而必須對晶片(Wafer)或晶片載板進行加熱升溫的動作。

承上，由於製程溫度要求上，通常必須確保該晶片或晶片載板溫度能夠控制在一高溫環境並且維持一良好之均溫性(均溫度±3%)，然而，就業界實作經驗中發現，由於該晶片或晶片載板溫度控管過程當中仍舊面臨一些難以控制的變數，例如熱散失的問題，由於該晶片或晶片載板的周圍區域相對於中央區域具有較大的熱散失，且所述熱散失狀態之比例並非一定值，其隨著製程壓力以及通入氣體流量、流路狀態等所造成的氣體降溫程度不同而有所變化，然而，習知晶片或晶片載板之加熱器結構設計上，通常係針對該晶片或晶片載板作整體性之結構配置，其針對前述晶片或晶片載板熱散失為各區域差異不同之不平均狀態並無法靈活調變因應，以致仍舊存在載板溫度易有不平均而影響製程結果之問題及缺弊。

另外，就真空鍍膜場合而言，若要求得一大面積範圍內置放於各區之晶片表面之成膜厚度均一化，由於鍍膜速率於一定製程時間、製程條件(固定電極間距、固定通入氣體量及氣體流路、固定輸入電源之形式與功率大小)時與晶片或晶片載板溫度呈正比，因此，習知晶片或晶片載板之加熱器結構設計，實難以達到整體範圍膜厚均一性之理想狀態者。

是以，針對上述習知晶片或晶片載板加熱結構使用上所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種應用於光電、半導體產業之真空環境用高均溫性分區控溫加熱器，其所欲解決之問題點，係針對習知晶片或晶片載板之加熱器結構設計上係為整體性結構配置，其對於晶片或晶片載板熱散失不平均狀態無法靈活調變因應，而仍舊存在晶片或晶片載板溫度易有不平均現象而影響製程結果之問題點加以思索突破。

本發明解決問題之技術特點，主要在於所述加熱器係包括熱板所構成，該熱板分區組設有加熱構件，各區域之加熱構件可各自調節其溫度，藉此構成可分區控溫之加熱器；藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，所述加熱器使用上將可依據實際製程條件各別調控該熱板各區域之溫度，以使該晶片或晶片載板之溫度能夠確實維持於較佳均勻穩定狀態，進以獲致最佳製程結果而確具實用進步性及較佳產業利用效益。

本發明之另一目的，當應用於真空鍍膜場合，若要求得一大面積範圍內置放於各區之晶片表面之成膜厚度均一化時，將可藉由所述分區控溫功能，獨立調整晶片載板上各區域晶片溫度或單一晶片各區域溫度，間接達成調整對應區域之鍍膜速率，以達到整體範圍膜厚均一性之優點。

請參閱第1、2、3、4、5圖所示，係本發明應用於光電、半導體產業之真空環境用高均溫性分區控溫加熱器之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述加熱器A係藉以設置於一晶片或晶片載板10下方(如第3圖所示)，以對該晶片或晶片載板10進行加熱；該加熱器A係包括複數熱板20所構成，所述熱板20之表面經過特殊處理以避免真空下、高溫下及通入製程氣體時之腐蝕及氧化；各該熱板20之間如第2圖所示，可為具有間隔空間30而相互分開之結構型態，各該熱板20各自組設有加熱構件40(可為加熱線圈)，又各熱板20所屬加熱構件40可各自調節其溫度，藉此構成一種可分區控溫之加熱器結構型態；而由於本發明所訴求的重點為分區控溫之概念，因此其熱板20整體是否為複數的分開的結構體(如第2圖所示)並非絕對，此如第1圖所示，該熱板20亦可為單一結構體，透過該加熱構件40之分區配置(如圖中之井字形虛擬線所劃分形成之假想區域)並各別控制其溫度，藉此同樣可達到分區控溫之目的。

其中，如第3圖所示，該加熱器A與該晶片或晶片載板10之間係具有間距W，以透過熱傳、對流及輻射方式對該晶片或晶片載板10進行加熱升溫。

藉由上述結構組成設計，茲就本發明之使用情形說明如下：如第6圖所示，為所述加熱器A實際應用狀態示意圖，圖中該加熱器A係容設於一腔體60中，該加熱器A係由間隔排列分佈的9組熱板20、20B所構成，又該腔體60中設有一通氣管61以通入預定氣體62，所述加熱器A加熱運作時，由於該通氣管61所通入之氣體62所形成的流場狀態所致，故位於周圍的8組熱板20之熱散失會高於位於中央之該熱板20B，因此藉由所述加熱器A可分區控溫之特點，吾人將可調高該周圍8組熱板20之加熱溫度，使其與中央之熱板20B溫度達成實質平均穩定狀態，此即為本發明設計使用上之優點。

本發明之優點：

1、本發明「應用於光電、半導體產業之真空環境用高均溫性分區控溫加熱器」主要藉由其熱板分區組設有加熱構件可各自調節溫度之創新獨特設計，俾構成一可分區控溫之創新加熱器；藉此，使本發明對照【先前技術】所提習知結構而言，所述加熱器使用上將可依據實際製程條件(如壓力、通入氣體所構成之流場等)各別調控該各熱板不同區域之溫度，以使該晶片或晶片載板之溫度能夠確實維持於較佳均勻穩定狀態，進以獲致最佳製程結果而確具實用進步性及較佳產業利用效益。

2、另外，本發明若應用於真空鍍膜場合時，當加工要求得令一大面積範圍內置放於各區之晶片表面成膜厚度均一化時，由於鍍膜速率於一定製程時間、製程條件(固定電極間距、固定通入氣體量及氣體流路、固定輸入電源之形式與功率大小)時與晶片或晶片載板溫度呈正比，因此可藉由本發明所揭分區控溫之功能，以獨立調整晶片載板上各區域晶片溫度或單一晶片各區域溫度，俾可間接達成調整對應區域之鍍膜速率，以達到整體範圍膜厚均一性之優點。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如後所述之申請專利範圍所界定範疇中。

A．．．加熱器

10．．．晶片載板(或晶片)

20、20B．．．熱板

30．．．間隔空間

40．．．加熱構件

60．．．腔體

61．．．通氣管

62．．．氣體

第1圖：本發明另一實施例之組合立體圖。

第2圖：本發明較佳實施例之組合立體圖。

第3圖：本發明加熱器組設於一晶片或晶片載板下方間隔位置之實施例圖。

第4圖：本發明之局部構件分解立體圖。

第5圖：本發明之局部結構組合剖視圖。

第6圖：本發明之實施狀態平面示意圖。

A．．．加熱器

20．．．熱板

30．．．間隔空間

40．．．加熱構件

Claims (2)

1. 一種應用於光電、半導體產業之真空環境用高均溫性分區控溫加熱器，所述加熱器係藉以設置於晶片或晶片載板下方，以對該晶片或晶片載板進行加熱；該加熱器包括單一或複數熱板所構成，且各該熱板各自組設有加熱構件，又各熱板所屬加熱構件可各自調節其溫度，藉此構成可分區控溫之加熱器。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之應用於光電、半導體產業之真空環境用高均溫性分區控溫加熱器，藉由該加熱器之分區控溫功能，可獨立調整晶片載板上各區域晶片溫度或單一晶片各區域溫度，間接達成調整對應區域之鍍膜速率，以達到整體範圍之膜厚均一性。