[發明專利]半導體熱處理設備

在審

• 申請號: 202110401231.3
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113140487A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 楊慧萍;楊帥
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本發明實施例提供的半導體熱處理設備，工藝腔室中設置有用于容納晶圓支撐組件的工藝空間，底部設置有供晶圓支撐組件進出的開口，頂部設置有排氣口，工藝腔室側壁的底部設置有進氣口；晶圓支撐組件可升降，晶圓支撐組件升入工藝腔室中后密封工藝腔室底部的開口；加熱筒套設在工藝腔室上，用于加熱工藝腔室；進氣管路與進氣口連通，用于向工藝空間中輸送氣體；排氣管路穿過加熱筒與排氣口連通，用于排出工藝空間中的氣體；氣液分離裝置，與排氣管路連通，用于液化并收集從工藝空間中排出的氣體中的工藝副產物，并排出剩余的氣體。本發明實施例提供的上述半導體熱處理設備，可以實現晶圓的顆粒和含氧量控制，提高溫度控制精度和溫度均勻性。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體地，涉及一種半導體熱處理設備。

背景技術

隨著芯片前道制程不斷縮微，先進封裝設備也在不斷向更小尺寸發展，這就對先進封裝設備在更小線寬處理、顆粒控制、工藝精度控制等方面提出了更高的要求。而對于固化工藝，目前是采用烘烤箱加熱封裝膠，但是傳統的烘烤箱的溫度控制、氧含量控制、顆粒控制等已經無法滿足先進封裝制程的需求。

請一并參閱圖1至圖3，現有的烘烤箱包括箱體1，該箱體1內部具有由上而下依次設置的上空腔、置物腔11和下空腔，其中，上空腔和下空腔均通過多個第一氣孔111與置物腔11相連通；該置物腔11中設置有立管12及用于承載半導體器件的四個托架13，該立管12的兩端分別與上空腔和下空腔相連通，且立管12上設置有多個第二氣孔121，用以將立管12的內部與置物腔11相連通。如圖2所示，在箱體1的一側設置有用于容納安裝框架18、鼓風機10和氣道結構16的安裝槽17。其中，鼓風機10的輸出口通過出氣管15與氣道結構16相連通，該氣道結構16與上空腔和下空腔相連通；鼓風機10的輸入口與安裝框架18連接。如圖3所示，安裝框架18內側安裝有若干電熱管19。在進行熱處理工藝時，經由電熱管19加熱產生的熱空氣依次經由鼓風機10、出氣管15和氣道結構16進入上空腔和下空腔，再分別經由多個第一氣孔111以及立管12及其上的第二氣孔121進入置物腔11中，從而實現對對各個托架13上的半導體器件進行烘烤。

上述烘烤箱在實際應用中不可避免地存在以下問題：

其一，由于上述置物腔11內部的工藝區域是非封閉的，這使得該工藝區域會受環境及周圍器件的影響而無法滿足工藝對潔凈度的要求，無法對半導體器件進行顆粒控制，同時也無法對該工藝區域的氧含量進行控制，在進行固化工藝時，若工藝區域中的氧含量過高會造成封裝膠氧化，從而影響芯片性能。

其二，上述電熱管19產生的熱量損耗較大，而且受外界環境影響較大，導致加熱效率較低，且溫度控制精度較差，同時由于該電熱管19位于置物腔11一側，這會導致置物腔11內的溫度均勻性較差，從而可能發生不完全固化，嚴重時會造成封裝膠起泡、晶片翹曲不平等的問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種半導體熱處理設備，其不僅可以實現晶圓的顆粒和含氧量控制，而且還可以提高溫度控制精度和溫度均勻性，從而可以保證芯片性能。

為實現本發明的目的而提供一種半導體熱處理設備，包括：工藝腔室、加熱筒、晶圓支撐組件、進氣管路、排氣管路、氣液分離裝置，其中，

所述工藝腔室中設置有用于容納所述晶圓支撐組件的工藝空間，底部設置有供所述晶圓支撐組件進出的開口，頂部設置有排氣口，所述工藝腔室側壁的底部設置有進氣口；

所述晶圓支撐組件可升降，所述晶圓支撐組件升入所述工藝腔室中后密封所述工藝腔室底部的開口；

所述加熱筒套設在所述工藝腔室上，用于加熱所述工藝腔室；

所述進氣管路與所述進氣口連通，用于向所述工藝空間中輸送氣體；

所述排氣管路穿過所述加熱筒與所述排氣口連通，用于排出所述工藝空間中的氣體；