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多分区热盘结构无效专利 发明

技术内容

技术领域 本发明涉及半导体晶片加工技术,具体地说是多分区热盘结构。 背景技术 现有技术中,热盘都是由上盘和压片中夹一块加热片,或是在上盘中埋入几 个加热管构成,通过一个温度传感器和一个控制器控制热盘的温度。使得热盘表 面温度的均匀性不好,不能满足高精度加热的要求。 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,致使晶圆内线路的宽度变得更窄,导致对于工艺加工过程中,晶圆在 热盘上加热时,热盘温度的均匀性要求更高。 发明内容 本发明目的在于提供一种多分区热盘结构,解决热盘表面温度的均匀性不好, 不能满足高精度加热的要求等问题。 为了实现上述目的,本发明技术方案是: 多分区热盘结构,热盘中设有上盘以及安装于上盘中的加热片,加热片分成 多个区,每个区设有独立的温度传感器。 所述的多分区热盘结构,加热片分成6-12区,每个区功率和面积相等,每个 区对于晶片进出方向有单独的区域,以晶片进出方向成左右对称。 所述的多分区热盘结构,加热片由外到内三层共分成8个区,最外层为一区、 二区、三区、四区,中间层为五区、六区、七区,内层为八区,每个区功率和面 积相等,加热片的上方为晶片进出方向,每个区对于晶片进出方向有单独的区域。 所述的多分区热盘结构,上盘中自上而下依次设有加热片、铝压片、不锈钢 压片,加热片、铝压片、不锈钢压片通过加热片压紧螺钉紧固。 所述的多分区热盘结构,铝压片为一层,不锈钢压片为二~三层,多分区加 热片通过加热片压紧螺钉紧固紧密压到热盘上盘背部。 所述的多分区热盘结构,在热盘上盘的下部设有保护上盘中器件的下盘,在 上盘和下盘之间夹有隔绝热的垫片,下盘底部依次设有陶瓷隔垫和隔线板。 所述的多分区热盘结构,上盘的厚度15~22mm,上盘上表面平面度在 ±0.01~±0.08之间。 所述的多分区热盘结构,温度传感器为PT100陶瓷烧结体。 所述的多分区热盘结构,温度传感器安装到每个区的中央。 所述的多分区热盘结构,每个区的交接处设有固定孔。 本发明具有如下有益效果: 1、本发明将加热片分成多个区,使每个区功率和面积相等,并且保证对于晶 片进出方向有单独的区域,并以这个方向成左右对称。 2、本发明对于上盘的结构也特别的设计:使用一层铝片和二~三层不锈钢片 压牢加热片,并在热盘上盘的下部设计有下盘保护其中的器件,在上盘和下盘之 间夹有特富龙的垫片以隔绝热的传递。 3、本发明中,上盘的厚度保证15~22mm的厚度,太薄会导致温度均匀性 不好,太厚会致使控制滞后,上盘上表面平面度应在±0.01~±0.08之间,平面度 好可以使晶片与热盘保持更均匀的距离,上盘表面使用铝合金加工,表面用硬质 阳极氧化处理,保证更好的温度传导和表面硬度,且便于清洁,并且材料成本也 适中。 4、本发明温度传感器使用PT100非铠装产品,即PT100陶瓷烧结体;PT100 铠装产品会导致温度感测不准、反应慢等情况。在上盘传感器孔中涂上硅胶再插 入PT100温度传感器,以保证PT100温度传感器与上盘更好的接触,以能更快更 好的感测温度。 5、本发明使用能控制多路加热温控的控制器,由于此控制器采用平衡PID 调节的方法(P、I、D三个参数中,P代表比例,I代表积分,D代表微分)可以 减少加热片不同区域的相互影响,使得整个热盘的温度更均匀且稳定。 6、本发明在热盘上盘和压片中夹入一片分有多个区的加热片,并在每个区设 计有独立的温度传感器,通过可以控制多路加热的控制器控制,并保证上盘的厚 度、加工精度、平面度、表面处理和材料等条件达到热盘温度均匀性的要求。 附图说明 图1是本发明整体结构示意图。 图中:1-上盘;2-温度传感器;3-加热片;4-铝压片;5-不锈钢压片;6-下盘; 7-陶瓷隔垫;8-隔线板;9-加热片压紧螺钉;10-垫片。 图2本发明多分区加热片的示意图。 图中:11-一区;12-二区;13-三区;14-四区;15-五区;16-六区;17-七区; 18-八区;19-一区电源引线处;20-二区电源引线处;21-三区电源引线处;22-四 区电源引线处;23-五区电源引线处;24-六区电源引线处;25-七区电源引线处; 26-八区电源引线处;27-温度传感器安装孔;28-固定孔。 具体实施方式 以下结合附图和实施例对本发明作详细描述。 如图1所示,本实施例为八分区热盘结构,设有上盘1、温度传感器2、加热 片3、铝压片4、不锈钢压片5、下盘6、陶瓷隔垫7、隔线板8、加热片压紧螺钉 9、垫片10,上盘1中自上而下依次设有加热片3、铝压片4、不锈钢压片5,加 热片3、铝压片4、不锈钢压片5通过加热片压紧螺钉9紧固,加热片3为八分区 加热片(图2),每个区连有独立的温度传感器2。 对于上盘1的特别结构设计,使用一层铝压片4和二~三层不锈钢压片5和 加热片压紧螺钉9将多分区加热片3紧密压到热盘上盘1背部,并在热盘上盘1 的下部设计有下盘6保护其中的器件,在上盘1和下盘6之间夹有特富龙垫片10 以隔绝热的传递,下盘6底部依次设有陶瓷隔垫7和隔线板8。 在热盘上盘1上根据多分区加热片分区方式在每个区设计有独立的PT100温 度传感器2,通过可以控制多路加热的控制器(普通市购产品,如可以为:欧姆 龙有限公司生产的EJ1G型多路加热温度控制器)控制,达到热盘温度均匀性的 要求。 如图2所示,本发明将加热片分成多个区,具体将加热片3由外到内三层共 分成8个区,最外层为一区11、二区12、三区13、四区14,中间层为五区15、 六区16、七区17,内层为八区18,8个区分别设有一区电源引线处19、二区电 源引线处20、三区电源引线处21、四区电源引线处22、五区电源引线处23、六 区电源引线处24、七区电源引线处25、八区电源引线处26;使每个区功率和面 积相等,加热片3的上方为晶片进出方向,并且保证对于晶片进出方向有单独的 区域,即图2中的一区11和五区15,并以这个方向成左右对称,二区12和四区 14对称,六区16和七区17对称。每个区的中央为温度传感器安装孔27,每个区 的交接处设有固定孔28,通过加热片压紧螺钉9穿过固定孔28,将加热片3、铝 压片4、不锈钢压片5紧固。

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