一种晶圆非接触式预加热装置的制作方法

    技术2025-12-22  7


    本技术主要涉及半导体,具体涉及一种晶圆非接触式预加热装置。


    背景技术:

    1、随着半导体集成电路制造技术的不断发展,对半导体制造装备的性能和制造工艺提出了新的要求,开始应用一种新型离子注入技术,即高温离子注入,一般的做法是机台通过加装高温加热靶盘,将晶圆传输到高温靶盘后,由高温靶盘接触传热给晶圆迅速加热到所需要的工艺温度,并进行离子注入,注入过程中实时控靶盘温度。此过程中有一个明显弊端,晶圆传输前晶圆和高温靶盘温度差过大,冷片晶圆被高温靶盘吸附后热膨胀幅度大,晶圆与靶盘的摩擦损伤明显。


    技术实现思路

    1、针对现有技术存在的技术问题,本实用新型提供一种结构简单、对晶圆进行预热以大大降低冷片接触热盘时带来的热膨胀和摩擦损伤的晶圆非接触式预加热装置。

    2、为解决上述技术问题,本实用新型提出的技术方案为:

    3、一种晶圆非接触式预加热装置,包括预加热腔室、预加热电源和预加热灯具组;所述预加热电源和预加热灯具组位于预加热腔室外部,所述预加热腔室上设有石英窗,所述预加热灯具组正对于所述石英窗;所述预加热电源与预加热灯具组相连,用于给预加热灯具组提供电源以加热产生热源,并透过石英窗辐射入预加热腔室内的晶圆表面,来实现对晶圆的非接触式加热。

    4、作为上述技术方案的进一步改进:

    5、所述预加热灯具组包括多组预加热灯具,各组预加热灯具独立工作,预加热电源与各组预加热灯具相连,用于对各组预加热灯具提供电源并进行每支灯具实时功率监控。

    6、所述预加热灯具分为两组,分别为内圈灯具和外圈灯具,内圈灯具和外圈灯具每组中的预加热灯具分别呈圆环状布置于灯盘上,分为内圈和外圈;其中,外圈灯具的外圈半径是内圈灯具半径的两倍。

    7、各所述预加热灯具均为卤素灯泡。

    8、还包括辅助晶圆温度检测单元;辅助晶圆温度检测单元与所述预加热电源相连,用于将检测的晶圆所处环境温度发送至预加热电源。

    9、辅助晶圆温度检测单元为热电偶。

    10、所述预加热腔室内设有真空度检测单元,用于检测预加热腔室内的真空值。

    11、所述真空度检测单元为真空计。

    12、所述预加热腔室内设有水流量检测单元,用于检测预加热腔室内冷却水流量。

    13、所述水流量检测单元为水流量计。

    14、与现有技术相比,本实用新型的优点在于:

    15、本实用新型通过预加热电源对预加热灯具组供电以加热产生热源,透过石英窗对真空预加热腔室内的晶圆进行辐射传热,实现对晶圆的非接触式预加热,避免冷晶片与热吸盘接触时对晶圆的伤害和污染;上述整体结构简单、操作便捷,加热速度快,解决了高温注入中晶圆传输前的预加热问题,能大大降低冷片接触热盘时带来的热膨胀和摩擦损伤。



    技术特征:

    1.一种晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,包括预加热腔室(1)、预加热电源(2)和预加热灯具组(3);所述预加热电源(2)和预加热灯具组(3)位于预加热腔室(1)外部,所述预加热腔室(1)上设有石英窗(101),所述预加热灯具组(3)正对于所述石英窗(101);所述预加热电源(2)与预加热灯具组(3)相连,用于给预加热灯具组(3)提供电源以加热产生热源,并透过石英窗(101)辐射入预加热腔室(1)内的晶圆表面,来实现对晶圆的非接触式加热。

    2.根据权利要求1所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述预加热灯具组(3)包括多组预加热灯具(302),各组预加热灯具(302)独立工作,预加热电源(2)与各组预加热灯具(302)相连,用于对各组预加热灯具(302)提供电源并进行实时功率监控。

    3.根据权利要求2所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述预加热灯具(302)分为两组,分别为内圈灯具(3021)和外圈灯具(3022),内圈灯具(3021)和外圈灯具(3022)分别呈圆环状布置于灯盘(301)上;其中外圈灯具(3022)的半径是内圈灯具(3021)半径的两倍。

    4.根据权利要求2所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,各所述预加热灯具(302)均为卤素灯泡。

    5.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,还包括晶圆温度检测单元(4);所述晶圆温度检测单元(4)与所述预加热电源(2)相连,用于将检测的晶圆所处环境温度发送至预加热电源(2)。

    6.根据权利要求5所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述晶圆温度检测单元(4)为热电偶。

    7.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述预加热腔室(1)内设有真空度检测单元(5),用于检测预加热腔室(1)内的真空值。

    8.根据权利要求7所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述真空度检测单元(5)为真空计。

    9.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述预加热腔室(1)内设有水流量检测单元(6),用于检测预加热腔室(1)内冷却水流量。

    10.根据权利要求9所述的晶圆非接触式预加热装置,其特征在于,所述水流量检测单元(6)为水流量计。


    技术总结
    本技术公开了一种晶圆非接触式预加热装置,包括预加热腔室、预加热电源和预加热灯具;所述预加热电源和预加热灯具位于预加热腔室外部,所述预加热腔室上设有圆形石英窗,所述预加热灯具正对于所述石英窗;所述预加热电源与预加热灯具相连,用于给预加热灯具提供电源以加热产生热源,并透过石英窗辐射入预加热腔室内的晶圆表面,来实现对晶圆的非接触式加热。本技术的整体结构简单、操作便捷,加热速度快,解决了高温注入中晶圆传输前的预加热问题,能大大降低冷片接触热盘时带来的热膨胀和摩擦损伤。

    技术研发人员:高瑞松,王若愚,尚成国,李进,李士会,陈辉
    受保护的技术使用者:北京烁科中科信电子装备有限公司
    技术研发日:20240307
    技术公布日:2024/10/24
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