一种晶圆多区加热装置

摘要

本说明书实施例提供一种晶圆多区加热装置，包括：加热盘、第一加热区、第二加热区和引流部，加热盘包括上盘面和下盘面；第一加热区设置于上盘面和下盘面之间；第二加热区设置于上盘面和下盘面之间，第二加热区和第一加热区相邻设置；引流部设置于第一加热区和第二加热区之间，引流部用于将第一加热区和第二加热区相邻处的热量引流到下盘面处，以避免第一加热区和第二加热区相邻处在上盘面处热量串扰。通过在第一加热区和第二加热区之间设置引流部，引流部将第一加热区和第二加热区相邻处的热量引流到下盘面处，能够隔绝第一加热区和第二加热区之间的热量传递，避免第一加热区和第二加热区之间温度相互之间干扰，从而实现较高的可调节温差范围。

权利要求

1.一种晶圆多区加热装置，其特征在于，包括：

加热盘，所述加热盘包括上盘面和下盘面；

第一加热区，所述第一加热区设置于所述上盘面和所述下盘面之间；

第二加热区，所述第二加热区设置于所述上盘面和所述下盘面之间，所述第二加热区和所述第一加热区相邻设置；

引流部，所述引流部设置于所述第一加热区和所述第二加热区之间，所述引流部用于将所述第一加热区和所述第二加热区相邻处的热量引流到所述下盘面处，以避免所述第一加热区和所述第二加热区相邻处在所述上盘面处热量串扰；

所述引流部包括开设于所述上盘面内的第一隔热沟槽和第二隔热沟槽，所述第一隔热沟槽设置于所述第一加热区靠近所述第二加热区的一侧，以使得所述第一加热区的热量绕过所述第一隔热沟槽传递到所述下盘面处，所述第二隔热沟槽设置于所述第二加热区靠近所述第一加热区的一侧，以使得所述第二加热区的热量绕过所述第二隔热沟槽传递到所述下盘面处；

其中，所述第一隔热沟槽和所述第二隔热沟槽均设置在上盘面内部，其开槽方向靠近上盘面靠近下盘面的一侧；

所述引流部还包括开设于所述上盘面内第四隔热沟槽，所述第四隔热沟槽设置于所述第一加热区外侧，所述第四隔热沟槽用于避免所述第一加热区的热量经由上盘面外侧散发。

2.根据权利要求1所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述引流部还包括开设于所述上盘面上的第三隔热沟槽，所述第三隔热沟槽设置于所述第一隔热沟槽和第二隔热沟槽之间，所述第三隔热沟槽将绕过所述第一隔热沟槽的热量和绕过所述第二隔热沟槽的热量之间进行隔离，以保证热量传递到所述下盘面处。

3.根据权利要求1‑2任一项所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述装置还包括冷却水道，所述冷却水道设置于所述下盘面远离所述上盘面的一侧，所述冷却水道对所述下盘面进行冷却，使得所述下盘面的温度始终低于所述上盘面的温度。

4.根据权利要求1所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述第一加热区成环形设置，所述第二加热区成圆形设置，所述第二加热区处于所述第一加热区内环区域内。

5.根据权利要求4所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述第一加热区和所述第二加热区焊接在所述下盘面靠近所述上盘面的一侧，所述上盘面和所述下盘面采用焊接的方式进行连接。

6.根据权利要求5所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述第一加热区包括第一加热丝和第一热电偶，所述第一加热丝和第一热电偶成环形焊接在所述下盘面上；

和/或，所述第二加热区包括第二加热丝和第二热电偶，所述第二加热丝和第二热电偶成圆形焊接在所述下盘面上。

7.根据权利要求1所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述装置还包括热台立柱，所述热台立柱与所述下盘面之间焊接。

8.根据权利要求1所述的晶圆多区加热装置，其特征在于，所述第一加热区和所述第二加热区采用独立控制方式进行控制，以实现所述第一加热区和所述第二加热区的不同温度。

说明书

一种晶圆多区加热装置

技术领域

[0001] 本说明书涉及晶圆加热技术领域，具体涉及一种晶圆多区加热装置。

背景技术

[0002] 随着科技进步，晶片的加工工艺越来越复杂，要求在单位晶圆面积内制作的器件更多。金属加热盘常被用于干法晶圆除胶和镀膜工艺，其工作原理是将加热丝通过焊接方式埋藏于加热盘盘面内，加热丝通电发热通过盘面结构传导到晶圆上。但是目前的金属加热盘在进行多区加热时，各个加热区之间的热量容易串扰，导致对晶圆的加热效果较差。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本说明书实施例提供一种晶圆多区加热装置，通过在第一加热区和第二加热区之间设置引流部，引流部将第一加热区和第二加热区相邻处的热量引流到下盘面处，能够隔绝第一加热区和第二加热区之间的热量传递，避免第一加热区和第二加热区之间温度相互之间干扰，从而实现较高的可调节温差范围。

[0004] 本说明书实施例提供以下技术方案：一种晶圆多区加热装置，包括：

[0005] 加热盘，所述加热盘包括上盘面和下盘面；

[0006] 第一加热区，所述第一加热区设置于所述上盘面和所述下盘面之间；

[0007] 第二加热区，所述第二加热区设置于所述上盘面和所述下盘面之间，所述第二加热区和所述第一加热区相邻设置；

[0008] 引流部，所述引流部设置于所述第一加热区和所述第二加热区之间，所述引流部用于将所述第一加热区和所述第二加热区相邻处的热量引流到所述下盘面处，以避免所述第一加热区和所述第二加热区相邻处在所述上盘面处热量串扰。

[0009] 优选的，所述引流部包括开设于所述上盘面内的第一隔热沟槽和第二隔热沟槽，所述第一隔热沟槽设置于所述第一加热区靠近所述第二加热区的一侧，以使得所述第一加热区的热量绕过所述第一隔热沟槽传递到所述下盘面处，所述第二隔热沟槽设置于所述第二加热区靠近所述第一加热区的一侧，以使得所述第二加热区的热量绕过所述第二隔热沟槽传递到所述下盘面处。

[0010] 优选的，所述引流部还包括开设于所述上盘面上的第三隔热沟槽，所述第三隔热沟槽设置于所述第一隔热沟槽和第二隔热沟槽之间，所述第三隔热沟槽将绕过所述第一隔热沟槽的热量和绕过所述第二隔热沟槽的热量之间进行隔离，以保证热量传递到所述下盘面处。

[0011] 优选的，所述引流部还包括开设于所述上盘面内第四隔热沟槽，所述第四隔热沟槽设置于所述第一加热区外侧，所述第四隔热沟槽用于避免所述第一加热区的热量经由上盘面外侧散发。

[0012] 优选的，所述装置还包括冷却水道，所述冷却水道设置于所述下盘面远离所述上盘面的一侧，所述冷却水道对所述下盘面进行冷却，使得所述下盘面的温度始终低于所述上盘面的温度。

[0013] 优选的，所述第一加热区成环形设置，所述第二加热区成圆形设置，所述第二加热区处于所述第一加热区内环区域内。

[0014] 优选的，所述第一加热区和所述第二加热区焊接在所述下盘面靠近所述上盘面的一侧，所述上盘面和所述下盘面采用焊接的方式进行连接。

[0015] 优选的，所述第一加热区包括第一加热丝和第一热电偶，所述第一加热丝和第一热电偶成环形焊接在所述下盘面上；

[0016] 和/或，所述第二加热区包括第二加热丝和第二热电偶，所述第二加热丝和第二热电偶成圆形焊接在所述下盘面上。

[0017] 优选的，所述装置还包括热台立柱，所述热台立柱与所述下盘面之间焊接。

[0018] 优选的，所述第一加热区和所述第二加热区采用独立控制方式进行控制，以实现所述第一加热区和所述第二加热区的不同温度。

[0019] 与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

[0020] 通过在加热盘内设置第一加热区和第二加热区，实现对晶圆的分区加热，通过在第一加热区和第二加热区之间设置引流部，引流部将第一加热区和第二加热区相邻处的热量引流到下盘面处，能够隔绝第一加热区和第二加热区之间的热量传递，避免第一加热区和第二加热区之间温度相互之间干扰，从而实现较高的可调节温差范围。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0022] 图1是本申请提供的晶圆多区加热装置的俯视图；

[0023] 图2是本申请提供的晶圆多区加热装置的剖视图；

[0024] 图3是本申请提供的晶圆多区加热装置的引流部的结构示意图；

[0025] 图4是本申请提供的晶圆多区加热装置的热量流动示意图。

[0026] 图中，1、加热盘；11、上盘面；12、下盘面；2、第一加热区；3、第二加热区；4、冷却水道；5、引流部；51、第一隔热沟槽；52、第二隔热沟槽；53、第三隔热沟槽；54、第四隔热沟槽；6、热台立柱。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

[0028] 以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0029] 要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

[0030] 还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

[0031] 另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

[0032] 金属加热盘常被用于干法晶圆除胶和镀膜工艺，其工作原理是将加热丝通过焊接方式埋藏于加热盘盘面内，加热丝通电发热通过盘面结构传导到晶圆上。加热盘主要功能为：一、作为载台支撑晶圆，二、为晶圆提供热量，三、隔绝真空。

[0033] 由于去胶和镀膜工艺对温度较为敏感,使用多区加热器可以独立调节晶圆局部拥有不同温度区间，从而改变晶圆表面的沉积和刻蚀速率，但是目前的金属加热盘在进行多区加热时，各个加热区之间的热量容易串扰，导致对晶圆的加热效果较差。

[0034] 发明人经过了广泛和深入的试验，设计出一种晶圆多区加热装置。

[0035] 本发明解决的技术问题是：解决各个加热区之间的热量容易串扰的问题。

[0036] 更具体的，本发明采用的解决方案包括：通过在加热盘内设置第一加热区和第二加热区，实现对晶圆的分区加热，通过在第一加热区和第二加热区之间设置引流部，引流部将第一加热区和第二加热区相邻处的热量引流到下盘面处，能够隔绝第一加热区和第二加热区之间的热量传递，避免第一加热区和第二加热区之间温度相互之间干扰，从而实现较高的可调节温差范围。

[0037] 以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

[0038] 如图1‑图4所示，一种晶圆多区加热装置，包括：

[0039] 加热盘1，所述加热盘1包括上盘面11和下盘面12，晶圆放置于上盘面11上，上盘面11作为载台支撑晶圆；

[0040] 第一加热区2，所述第一加热区2设置于所述上盘面11和所述下盘面12之间；

[0041] 第二加热区3，所述第二加热区3设置于所述上盘面11和所述下盘面12之间，所述第二加热区3和所述第一加热区2相邻设置；

[0042] 引流部5，所述引流部5设置于所述第一加热区2和所述第二加热区3之间，所述引流部5用于将所述第一加热区2和所述第二加热区3相邻处的热量引流到所述下盘面12处，以避免所述第一加热区2和所述第二加热区3相邻处在所述上盘面11处热量串扰。

[0043] 通过在上盘面11和下盘面12之间设置第一加热区2和第二加热区3，第一加热区2和第二加热区3相邻设置，第一加热区2和第二加热区3分别对不同的区域加热，实现对晶圆的分区加热，当第一加热区2和第二加热区3进行加热时，部分热量经由上盘面11传递到晶圆的不同区域处，在第一加热区2和第二加热区3之间设置引流部5，引流部5将第一加热区2和第二加热区3相邻处的热量引流到下盘面12处，然后散发出去，能够隔绝第一加热区2和第二加热区3之间的热量传递，避免第一加热区2和第二加热区3之间温度相互之间干扰，从而实现较高的可调节温差范围。

[0044] 需要说明的是，在其他实施例中，也可以设置多个加热区，相邻加热区之间设置引流部5用于引导热量，避免相邻加热区之间温度相互之间干扰即可。

[0045] 如图2‑图4所示，在一些实施方式中，所述引流部5包括开设于所述上盘面11内的第一隔热沟槽51和第二隔热沟槽52，所述第一隔热沟槽51设置于所述第一加热区2靠近所述第二加热区3的一侧，以使得所述第一加热区2的热量绕过所述第一隔热沟槽51传递到所述下盘面12处，所述第二隔热沟槽52设置于所述第二加热区3靠近所述第一加热区2的一侧，以使得所述第二加热区3的热量绕过所述第二隔热沟槽52传递到所述下盘面12处，通过在第一加热区2的内侧设置第一隔热沟槽51，由于空气的导热速度必然低于上盘面11的导热速度，因此第一加热区2的热量会绕过第一隔热沟槽51进行传递，可以增加第一加热区2热量传导路径的长度，在第二加热区3的外侧设置第二隔热沟槽52，可以增加第二加热区3热量传导路径的长度，同时由于第一隔热沟槽51和第二隔热沟槽52的存在，可以避免第一加热区2和第二加热区3之间热量的传递，第一加热区2的热量绕过第一隔热沟槽51传递到下盘面12处，第二加热区3的热量过第二隔热沟槽52传递到下盘面12处。

[0046] 需要说明的是，第一隔热沟槽51和第二隔热沟槽52均设置在上盘面11内部，其开槽方向靠近上盘面11靠近下盘面12的一侧。

[0047] 如图2‑图4所示，在一些实施方式中，所述引流部5还包括开设于所述上盘面11上的第三隔热沟槽53，所述第三隔热沟槽53设置于所述第一隔热沟槽51和第二隔热沟槽52之间，所述第三隔热沟槽53将绕过所述第一隔热沟槽51的热量和绕过所述第二隔热沟槽52的热量之间进行隔离，以保证热量传递到所述下盘面12处，通过在第一隔热沟槽51和第二隔热沟槽52之间设置第三隔热沟槽53，第三隔热沟槽53能够避免第一加热区2绕过第一隔热沟槽51的热量传递到第二加热区3处，或者避免第二加热区3绕过第二隔热沟槽52的热量传递到第一加热区2处，从而避免第一加热区2和第二加热区3之间温度相互之间干扰。

[0048] 需要说明的是，第三隔热沟槽53的开槽方向靠近上盘面11的上表面，能够避免第一加热区2和第二加热区3之间热量相互传递。

[0049] 如图2‑图4所示，在一些实施方式中，所述引流部5还包括开设于所述上盘面11内第四隔热沟槽54，所述第四隔热沟槽54设置于所述第一加热区2外侧，所述第四隔热沟槽54用于避免所述第一加热区2的热量经由上盘面11外侧散发，通过在第一加热区2的外侧设置第四隔热沟槽54，第四隔热沟槽54能够避免第一加热区2的热量经由上盘面11侧面散发。

[0050] 如图2所示，在一些实施方式中，所述装置还包括冷却水道4，所述冷却水道4设置于所述下盘面12远离所述上盘面11的一侧，所述冷却水道4对所述下盘面12进行冷却，使得所述下盘面12的温度始终低于所述上盘面11的温度，通过在下盘面12的底部设置冷却水道4，冷却水道4对下盘面12进行冷却，使下盘面12始终保持在一个比较低的温度，由于热量只会从高温区传导到低温区，因此第一加热区2和第二加热区3的热量会传递到下盘面12并通过冷却水道4带走，从而避免第一加热区2和第二加热区3热量串扰。

[0051] 需要说明的是，在其他实施方式中，对于下盘面12的冷却，也可以采用其它方式，如风机散热、散热器散热等方式，可以根据实际情况进行选择。

[0052] 如图1所示，在一些实施方式中，所述第一加热区2成环形设置，所述第二加热区3成圆形设置，所述第二加热区3处于所述第一加热区2内环区域内，第一加热区2设置成环形状，第二加热区3设置在第一加热区2内环内侧区域内，第一加热区2和第二加热区3实现对晶圆不同区域处的加热。

[0053] 还需要说明的是，当需要设置多个加热区时，可将最内侧的加热区设置成圆形，其余加热区依次成环形状设置在外侧，各个相邻加热区之间设置引流部5进行隔热。

[0054] 如图2所示，在一些实施方式中，所述第一加热区2和所述第二加热区3焊接在所述下盘面12靠近所述上盘面11的一侧，所述上盘面11和所述下盘面12采用焊接的方式进行连接，在加热盘1的制造过程中，第一加热区2和第二加热区3均采用焊接的方式设置在下盘面12的顶部，保证第一加热区2和第二加热区3和下盘面12之间的稳固性，同时通过焊接的方式将上盘面11和下盘面12之间进行连接，从而形成加热盘1。

[0055] 如图2‑图3所示，在一些实施方式中，所述第一加热区2包括第一加热丝和第一热电偶，所述第一加热丝和第一热电偶成环形焊接在所述下盘面12上，通过设置第一电加热丝对第一加热区2进行加热，第一热电偶对第一加热区2的温度进行测量，并通过外部二次仪表进行转换，便于工作人员直观了解到第一加热区2的温度；

[0056] 所述第二加热区3包括第二加热丝和第二热电偶，所述第二加热丝和第二热电偶成圆形焊接在所述下盘面12上，通过设置第二电加热丝对第二加热区3进行加热，第二热电偶对第二加热区3的温度进行测量，并通过外部二次仪表进行转换，便于工作人员直观了解到第二加热区3的温度。

[0057] 如图2所示，在一些实施方式中，所述装置还包括热台立柱6，所述热台立柱6与所述下盘面12之间焊接，通过在下盘面12底部焊接热台立柱6，热台立柱6可以对加热盘1起到支撑的作用，便于对加热盘1的安装。

[0058] 在一些实施方式中，所述第一加热区2和所述第二加热区3采用独立控制方式进行控制，以实现所述第一加热区2和所述第二加热区3的不同温度，通过将第一加热区2和第二加热区3设置成独立控制的方式，便于对第一加热区2和第二加热区3的温度进行单独控制，从而实现第一加热区2和第二加热区3不同的温度。

[0059] 需要说明的是，第一加热区2和第二加热区3可以采用斩波等控制方式实现独立控制。

[0060] 本说明书中的各个实施例均之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

[0061] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。