一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統技術方案

本發明專利技術屬于半導體設備制造技術領域，具體提供了一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統,該系統采用加熱盤對于硅片進行加熱，所用加熱盤具有盤柄，其中盤柄貫穿腔體內外，該系統包含一真空腔體，硅片與加熱盤均位于該腔體內，加熱盤對硅片進行非接觸熱輻射式加熱，且加熱盤與硅片之間的加熱距離可調，同時加熱盤具備旋轉功能，旨在提高硅片的溫度均勻性。本技術方案中硅片與加熱盤之間無接觸，熱傳遞僅靠熱輻射方式，這種傳熱方式對于硅片的溫度均勻性影響同樣有良好影響。

【技術實現步驟摘要】
一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統
本專利技術屬于半導體設備制造
，具體提供了一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統。
技術介紹
目前絕大多數半導體設備的硅片都置于加熱盤表面，加熱盤通過熱傳導及熱輻射的方式對硅片加熱，因此薄膜的質量受硅片與加熱盤的接觸點分布及加熱盤自身的溫度均勻性雙重影響，而均勻性完美的加熱盤是不存在的，良好的溫度均勻性是目前加熱盤的技術難點，而對加熱盤的較高要求同樣提高了加熱盤的成本。另外，在使用加熱盤對硅片進行加熱的過程中，半導體設備中多為機械手控制的自動傳片，而做工藝時的硅片位置與傳片時的硅片位置多有不同，因此需要硅片有升降功能才能滿足工藝的不同位置需求及傳片需求，以往的做法是將加熱盤盤面加工出3個孔，并安裝3個細長銷軸用于支撐硅片進行傳片，這種方式的缺點是加熱盤上有缺損的3個孔洞，這3個孔洞就對加熱盤內的加熱絲排布進行了限制，如果加熱盤為陶瓷材料，那么加熱盤內的接地網仍然會因為這3個孔洞而增加制作成本，另外一個缺點是這3個孔洞對加熱盤的溫度均勻性也有一定影響。另外現有的硅片在晶圓薄膜進行沉積的時候無法改變硅片的傾斜角度，無法調整薄膜的薄厚情況，不利于提高產品的質量。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術提供了一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，采用加熱盤對于硅片進行加熱，該加熱盤具有筒狀盤柄，其中盤柄貫穿腔體內外，該系統包含一真空腔體，硅片與加熱盤均位于該腔體內，加熱盤通過連接旋轉組件對硅片進行非接觸旋轉加熱。進一步地，所述的旋轉組件包括一驅動電機，該驅動電機上通過軸套傳動連接一長軸，該長軸通過法蘭與盤柄傳動連接，此機構可以實現加熱盤的旋轉功能。進一步地，所述的硅片與一升降組件連接。進一步地，該硅片升降組件包括三個升降支撐單元，每個升降單元包括一支撐柱，其上設有卡爪，該支撐柱通過電機、絲杠及滑塊三者配合的實現上下運動。進一步地，所述的加熱盤通過連接升降組件實現上下運動。進一步地，所述的加熱盤的升降組件，包括與盤柄連接的滑塊，該滑塊在電機與絲杠驅動下實現上下運動。進一步地，在盤柄與腔體，及每個支撐柱與腔體貫穿處均設有一可伸縮密封裝置，該密封裝置采用波紋管。本專利技術的優勢：本專利所述的加熱盤底部機構具有旋轉與升降功能，可以根據不同的硅片位置控制加熱盤的位置，旋轉的加熱盤對其溫度均勻性的要求大大降低，只需內外圈的溫差不要過大即可，無需保證盤面的每一個位置都具有相同溫度，可以降低加熱盤的制作成本。本案中硅片與加熱盤之間無接觸，熱傳遞僅靠熱輻射方式，這種傳熱方式對于硅片的溫度均勻性影響有良好影響，另外本方案中的加熱盤為一完整結構，盤面沒有孔洞，硅片的升降功能由電機聯動支撐柱實現，這種傳片方式更加穩定，避免了以往因為加熱盤銷孔干洗不干凈而導致銷軸斷裂的可能，通過三點支撐硅片，可以根據晶圓薄膜沉積情況調整硅片的傾斜角度，實現高質量生產。附圖說明圖1為專利技術的一種實施例結構示意圖；圖2為本專利技術的加熱盤升降組件示意圖；圖3為卡爪的機構示意圖；圖4為卡爪與硅片的位置結構示意圖；圖中，1-加熱盤，2-硅片，3-盤柄，4-支撐柱，5-波紋管，6-滑塊A，7-卡爪，8-法蘭，9-電機B，10-滑塊B，11-電機C，12-長軸，13-集電環，14-磁流體，15-電機A，16-軸套。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。參考圖1-2，本專利技術提供了一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，采用加熱盤1對于硅片2進行加熱，該加熱盤1底部具有長筒狀盤柄3，其中盤柄3貫穿腔體內外，該系統包含一真空腔體，硅片2與加熱盤1均位于該腔體內，加熱盤1具有旋轉功能，可對硅片2進行非接觸熱輻射旋轉加熱，本方案中加熱盤1與硅片2之間的加熱距離可調。本方案中加熱盤1的旋轉通過連接一旋轉組件來實現的，該旋轉組件具體包括一驅動電機C11，該驅動電機C11上通過軸套16傳動連接一長軸12，該長軸12與盤柄3底部通過一法蘭8傳動連接，當電機C11運行的時候，通過軸套16傳動給長軸12，該長軸12將動力傳動給法蘭8進而帶動著加熱盤1對硅片2進行旋轉加熱。本方案中加熱盤1通過連接一升降組件來實現上下運動，該升降組件具體包括驅動電機B9，該驅動電機B9控制連接一滾珠絲杠及滑塊B10，滑塊B10一端與絲杠連接，另一端被長軸12穿過，另在盤柄3貫穿腔體外側設有一密封波紋管，滑塊B10上端與波紋管連接，下端與電機B9連接，當滑塊B10在電機B9及絲杠驅動上下運動，進而帶動加熱盤1上下運動，實現加熱距離調整。為了防止盤柄3腔體內電線纏繞，在盤柄3外圍波紋管下方，盤柄3部附近設有一集電環13結構。加熱盤1多為電加熱結構，因此盤內的加熱絲供電線及控溫線需要從盤柄3的底部出來，為了保證加熱盤1旋轉并不會帶動線纜纏繞，波紋管下部裝有集電環13結構，它可以將加熱盤1的線纜從旋轉端傳遞到靜止端，集電環13的內部為隨加熱盤1運動的旋轉端，集電環13的外部是靜止端。波紋管的頂部與腔體之間有端面密封結構，密封材料可以是膠圈或者其他方式，波紋管底部與集電環13頂部之間的端面密封同樣采用膠圈的密封方式。另外，對于加熱盤1的旋轉，在滑塊B10與電機C11之間設有磁流體14作為軸向密封，滑塊B10的下表面與磁流體14上表面之間同樣采用膠圈的端面密封方式，磁流體14可以有效的對電機軸12進行軸向密封。加熱盤1與硅片2之間的加熱距離還可以通過將硅片2與升降組件連接實現上下浮動。該升降組件包括三個升降支撐單元，每個升降單元包括一支撐柱4，該支撐柱4貫穿真空腔體內外，在貫穿處腔體外側同樣設有一波紋管5。支撐柱4連接滑塊A6，滑塊A6通過絲杠及驅動電機A15驅動上下移動進而帶動支撐柱4上下移動。參考圖3-4，支撐柱4頂部設有卡爪7，每個卡爪7具有托起部，三個卡爪7對硅片2形成一個碗裝的支撐，硅片2終不脫離三個卡爪7的支撐，三個支撐柱4對硅片2，形成了三個點支撐，由于腔內結構不完全對稱，有時為了滿足薄膜的均勻性，可使三個點以不同高度升起，從而人為的調整硅片2對與加熱盤表面的水平角度。此外，如果無需人為改變水平傾角，也可以以相同高度升起，此時硅片2加熱盤1面相對平行。在本方案中，盤柄3所在豎直方向上的波紋管、集電環13、滑塊B10、磁流體14、電機B9這幾部分的上下結構可以調整，只需要保證負責上下移動的滑塊B10在波紋管下方，驅動加熱盤1轉的電機B9在磁流體14下方即可。上述所述的所有滑塊在實現上下滑動運動時候，可以分別設有一導軌，導軌穿過滑塊，滑塊可沿著導軌上下滑動，即可通過電機、滾珠絲杠、滑塊以及固定導軌相互配合實現滑塊上下運動。工作原理采用本技術方案對于硅片2進行加熱的時候，為了實現加熱的均勻性，啟動驅動電機C11,帶動盤柄3進行旋轉進而帶動加熱盤1旋轉對硅片2行加熱，當加盤旋轉起來之本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，采用加熱盤對于硅片進行加熱，該加熱盤具有盤柄，其特征在于：該系統包含一真空腔體，硅片與加熱盤均置于該腔體內，加熱盤通過連接旋轉組件對硅片進行非接觸旋轉加熱。/n

【技術特征摘要】
1.一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，采用加熱盤對于硅片進行加熱，該加熱盤具有盤柄，其特征在于：該系統包含一真空腔體，硅片與加熱盤均置于該腔體內，加熱盤通過連接旋轉組件對硅片進行非接觸旋轉加熱。


2.如權利要求1所述的一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，其特征在于：所述的旋轉組件包括一驅動電機，該驅動電機上通過軸套傳動連接一長軸，該長軸通過法蘭與盤柄傳動連接，此機構可以實現加熱盤的旋轉功能。


3.如權利要求1所述的一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，其特征在于：所述的硅片與一升降組件連接。


4.如權利要求3所述的一種提高硅片溫度均勻性的加熱系統，其特征在于：該硅片升降組件包括三個升降支撐單元，每個升...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴佳卉，
申請(專利權)人：沈陽拓荊科技有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21