[實(shí)用新型]一種勻膠顯影均溫加熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021987117.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-12
• 公開（公告）號(hào): CN213814288U
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉晟麟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉晟麟
• 主分類號(hào): G03F7/16
• 分類號(hào): G03F7/16;G03F7/38;G03F7/40
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種勻膠顯影均溫加熱裝置，包括加熱盤體，所述加熱盤體包括上蓋與下蓋，所述上蓋表面為晶圓加熱面，所述上蓋與下蓋扣合到一起，接合縫處密封后成為一個(gè)密封腔體式的托盤，所述腔體腔內(nèi)充滿導(dǎo)熱液體，所述上蓋上表面潛表固定溫度傳感器，所述下蓋印刷加熱電路，所述溫度傳感器及加熱電路接入控制器。將熱對(duì)流+熱傳導(dǎo)+熱輻射三者全方位結(jié)合來提高加熱的溫度均勻性，有效覆蓋了各種孔及異形結(jié)構(gòu)對(duì)加熱均勻性的影響，使加熱均勻性易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及但不限于半導(dǎo)體制程中勻膠顯影設(shè)備。具體說它是一種實(shí)現(xiàn)勻膠顯影設(shè)備中烘烤盤極均勻加熱的方法與整套技術(shù)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各種先進(jìn)設(shè)備層出不窮，為各行各業(yè)提供了強(qiáng)大、高效的制造能力，例如航天、航空、半導(dǎo)體、精密制造等領(lǐng)域。

其中，這些領(lǐng)域中對(duì)加熱要求與一般民用行業(yè)比有高得多的要求。例如但不限于，半導(dǎo)體設(shè)備中的勻膠顯影設(shè)備。

勻膠顯影機(jī)是半導(dǎo)體加工工序中光刻工序前后的前烘和后烘工序所用的設(shè)備。烘干工序主要是要使顯影劑中的溶劑揮發(fā)，增加光刻膠粘附性，緩和應(yīng)力。如果溶劑揮發(fā)速度不一致，將會(huì)使膠面高低不平、坑坑洼洼，嚴(yán)重影響后道的光刻質(zhì)量。

隨著針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)性、品質(zhì)的要求越來越高、晶圓表面溫度控制已經(jīng)成為左右半導(dǎo)體設(shè)備性能的重要一項(xiàng)。

因此，晶圓盤面的加熱溫度需要保持高度一致，各處溫差甚至要求達(dá)到± 0.1℃。目前只有國外極少數(shù)企業(yè)號(hào)稱能達(dá)到這個(gè)水平，國內(nèi)廠家相對(duì)比較落后。

晶圓的烘烤主要是由勻膠顯影機(jī)的烘烤托盤在下方加熱實(shí)現(xiàn)，托盤與晶圓尺寸匹配。晶圓與托盤保持0.1-0.3mm間距，主要進(jìn)行輻射式的加熱，以防過烘。

托盤的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)平臺(tái)，用于放置晶圓并提供烘烤加熱。托盤平面必須保證足夠的平整度，而且要易于導(dǎo)熱，來保證對(duì)晶圓進(jìn)行均勻烘烤。

當(dāng)前，各廠商通常都會(huì)選用高導(dǎo)熱系數(shù)的材料作為加熱托盤的盤體，如鋁、不銹鋼、氮化鋁、碳化硅等。托盤的底部放置加熱材料，一般使用電熱絲。通電后電熱絲發(fā)熱將熱量傳導(dǎo)給盤體，盤體升溫實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的烘烤。

在實(shí)際工作過程中，熱盤的溫度均勻度都不理想，往往只達(dá)到±0.5℃。究其原因，主要是由于圓形托盤上面有很多功能孔與異形結(jié)構(gòu)體，對(duì)電熱絲的布局有很大影響，很難實(shí)現(xiàn)均勻布線；另外，由于電熱絲普遍電阻均勻度不高，不同線段的功率不均勻，造成加熱源熱線性度不均勻，致使導(dǎo)熱系數(shù)高的材料雖導(dǎo)熱快，但也把不均勻性‘透明’地‘顯露’到托盤表面，不能完全覆蓋溫差。綜上原因，當(dāng)前的熱盤工藝水平無法滿足勻膠顯影設(shè)備的技術(shù)要求。

針對(duì)這個(gè)問題，目前國外廠商尤其是日本廠家選擇將熱盤表面劃分多個(gè)區(qū)，然后通過復(fù)雜的溫控電路分別同時(shí)進(jìn)行溫度控制，也就是先保證小區(qū)塊溫差達(dá)標(biāo)，再多溫區(qū)分別對(duì)齊的思路。目前這種思路溫控效果達(dá)到±0.2～0.3℃左右水平。

此方法的缺點(diǎn)是：采樣點(diǎn)極多，加熱電路極多，控制算法復(fù)雜，只有日本公司愿意花精力堆疊這些算法樂此不疲，功率加熱導(dǎo)線、控制線多如牛毛，而且分區(qū)辦法不能從根本上解決底部加熱源電路不均勻的問題。

為此，我們提出一種勻膠顯影均溫加熱裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種勻膠顯影均溫加熱裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種勻膠顯影均溫加熱裝置，包括加熱盤體，所述加熱盤體包括上蓋與下蓋，所述上蓋表面為晶圓加熱面，所述上蓋與下蓋扣合到一起，接合縫處密封后成為一個(gè)密封腔體式的托盤，所述腔體腔內(nèi)充滿導(dǎo)熱液體，所述上蓋上表面潛表固定溫度傳感器，所述下蓋印刷加熱電路，所述溫度傳感器及加熱電路接入控制器。

優(yōu)選的，所述上蓋與下蓋材料包括但不限于銅、鋁、不銹鋼、各種合金等導(dǎo)熱效果好的材料。