用于加热晶圆的除溢散气设备的制作方法

本实用新型是关于一种用于加热晶圆的除溢散气设备，更特别是关于一种能个别控制多片晶圆加热温度的除溢散气设备。

背景技术：

于物理气相沉积工艺进行前，会将晶圆加热至一设定的高温，以除去吸附在晶圆表面的气体与湿气。否则，在后续沉积工艺期间，气体与湿气会自晶圆表面逸出(outgassing)，如此会造成不应有的污染物存在于设备的密闭腔室内，从而导致沉积的金属膜层具有高电阻率或缺陷。

传统除溢散气设备是采烤箱的方式，对容纳的多片晶圆进行整体加热。此种方式虽可以对多片晶圆烘烤，但无法针对每一片晶圆的表面均匀加热，势必影响前述气体与湿气的溢出效率。为解决此问题，可能要增加烘烤温度或时间以确保该等污染物的移除，因此会降低除溢散气设备的效能，或是因烤箱局部(靠近加热器)的高温造成晶圆受损。

此外，当前、后两批晶圆的加热温度需要调整时，则需要等整体烤箱调升或降低至设定温度，因此会降低除溢散气设备的处理效率。亦即，若后批晶圆的加热温度需调降25度时，例如：由150度降至125度，得先将整体烤箱由原先温度渐渐降至预定温度，故会延迟后续沉积工艺的完成时间。

技术实现要素：

有鉴以上问题，本实用新型的一目的是提供能个别控制多片晶圆加热温度的除溢散气设备，对各片晶圆分别地施加热辐射，并动态调整加热温度。由此可避免同一批晶圆中各片有明显温度差异的现象，或是解决需要等待整体温度改变至预设值的时间耗费问题。

于是，本实用新型提出一实施例，一种用于加热晶圆的除溢散气设备，包含：一承载装置，包括多个分别固定多个晶圆的承托座；多个加热模块，各该加热模块包括多个加热灯管及其位置对准一该承托座；以及一温度控制系统，包括多个分别量测该等晶圆的温度的测温仪，及多个能根据该等晶圆被量测到的温度以分别调整该等加热模块的加热温度的温度控制器。

于另一实施例中，该多个加热灯管可以调整位置以靠近或远离该承托座上该晶圆。

于另一实施例中，该多个加热灯管为红外线(IR)灯管。

于另一实施例中，该多个测温仪为红外线测温仪。

于另一实施例中，该除溢散气设备另包含一腔体壁，其中该腔体壁围绕该承载装置。

于另一实施例中，该除溢散气设备另包含一固定于该腔体壁的冷却管路。

于另一实施例中，该除溢散气设备另包含一上盖，其中该多个加热模块固定于该上盖。

于另一实施例中，该除溢散气设备另包含一掀起机构，其中该上盖通过该掀起机构的运动以远离或接近该腔体壁。

于另一实施例中，各该加热模块包括一电源驱动单元，该电源驱动单元产生电流或电压以驱动该多个加热灯管发出热量。

于另一实施例中，该承载装置为一转盘，该转盘上设置该等承托座。

于另一实施例中，另包含一顶起机构，用于顶住一晶圆的表面以放置于各该承托座。

于另一实施例中，各该加热模块包括至少一高度调整机构，调整多个加热灯管和对应的该承托座之间的距离。

于另一实施例中，另包含一真空模块，该真空模块包括涡轮泵及干式泵。

于另一实施例中，该真空模块另包括一冷冻泵。

于另一实施例中，各该加热模块另包含一设置于中央的第一共同电极板，各该加热灯管的一端固定于该第一共同电极板。

于另一实施例中，各该加热模块另包含一设置于周边的第二共同电极板，各该加热灯管的一端固定于该第二共同电极板。

于另一实施例中，该第一共同电极板上设有多排调整孔，各该加热灯管的一端固定于各排调整孔中一者。

附图说明

图1为本实用新型相关加热晶圆的除溢散气设备的一实施例。

图2为本实用新型相关多个加热模块的实施例的一个视图。

图3为本实用新型相关多个加热模块的实施例的另一个视图。

图4为本实用新型相关加热腔体的实施例的剖视图。

图5为本实用新型相关掀起机构的一实施例。

图6为本实用新型相关承载装置的一实施例。

图7为本实用新型相关加热模块的另一实施例。

图8为本实用新型相关加热模块的又一实施例。

主要元件符号说明：

10 除溢散气设备

11 上盖

12、72、82 加热模块

13 腔体壁

14 掀起机构

15 真空模块

16 架体

17 底座

18 电控箱

121 第一电源线

122 第二电源线

123、723 加热灯管

124 高度调整机构

125 电源驱动单元

141 臂部

142 基轴

143 马达

144 极限开关

41 承载装置

411 转盘

412 承托座

413 马达

414 旋转轴

415 顶起机构

421 测温仪

422 温度控制器

726 星状电极板

727 电极板

728 调整孔

828 环状电极板

具体实施方式

以下，就实施本实用新型的实施形态来加以说明。请参照随附的附图，并参考其对应的说明。另外，本说明书及附图中，实质相同或相同的构成会给予相同的符号而省略其重复的说明。

请参照图1，其为本实用新型加热晶圆的除溢散气设备的一实施例。本实施例的除溢散气设备10包含上盖11、多个加热模块12、一腔体壁13、一掀起机构14、一真空模块15、一架体16、一底座17及一电控箱18。该多个加热模块12分别固定于该上盖11，并延伸至内部腔体，以加热内部容置的多个晶圆(图未式)。该腔体壁13围绕内部腔体周围，腔体壁13内或内侧设有冷却管路，例如：冷却水循环管路，以避免壁面温度过高而造成靠近的操作或维修人员被烫伤。于本实施例中，除溢散气设备10有四个加热模块12，但本实用新型并不受此数量限制，亦可以多于或少于四个，应视产能需求及设备的空间布置而定。真空模块15可以包括涡轮泵及干式泵，如此可以使腔体内部达到高真空度等级，另辅以冷冻泵则可帮助水气或湿气的排除。

当维修人员需更换加热模块12于腔体内部的组件，通过该掀起机构的运动会使得该上盖11远离(向图面上方举起或掀起)该腔体壁13，而能轻易拆卸或组装需要更换的相关组件。为避免开启后该等加热模块12仍通电加热而造成烫伤危险或浪费能源，可以于腔体上方或腔体壁13表面设置一磁簧开关或近接开关。当上盖11被举起时，则该开关感应此动作的发生，即会切断该等加热模块12的电源供应。

图2为本实用新型相关多个加热模块的实施例的一个视图。其和图1的视角相同，各加热模块12有一第一电源线121及多个第二电源线122供应上盖11下方的各加热元件(参见图3)。可以控制各加热模块12的第一电源线121与该等第二电源线122的电流或电压，分别调整各加热模块12产生的热能量多寡。

如图3所示，其为本实用新型相关多个加热模块的实施例的另一个视图，亦即由图2的上盖11下方俯视的立体图。各加热模块12包括多个加热灯管123，例如：红外线(IR)灯管。该等加热灯管123的一端固定于中央，共同连接至该第一电源线121。该等加热灯管123的另一端分别固定于一高度调整机构124，通过该高度调整机构124往上盖11方向移动，可以使各加热灯管123的外侧一端更接近该上盖11，如此辐射至各晶圆表面的热量会减少。当高度调整机构124移动时，各加热灯管123的两端电极相对中央固定端或周边固定端可以移动，例如：电极于长槽孔中滑行，或是固定端的材料为可弯曲的材料，由此可以吸收因加热灯管123两端电极相对垂直位置的改变而造成相对水平距离的缩小。本实施例仅为例示，该等加热灯管123的排列方式可以不限于附图中放射状的形式，另改变加热灯管123的位置亦可由其他运动机构达成，例如：中央固定端设有高度调整机构。

图4为本实用新型相关加热腔体的实施例的剖视图。除溢散气设备10的腔体壁13内有一承载装置41，其包括一转盘411，于该转盘411上有多个分别用以固定多个晶圆的承托座412。该承载装置41通过腔体外下方的马达413(或和减速齿轮箱)驱动一旋转轴414，如此与该旋转轴414结合的转盘411会转动，依序将各承托座412上的晶圆传送给外部机械手臂，或依序接受自外部机械手臂交递的各晶圆。

各承托座412的腔体外下方有一测温仪421，例如：红外线测温仪，该测温仪421会量测晶圆的表面温度(无电路表面的温度)，同时上方的加热模块12亦对晶圆进行辐射加热。该测温仪421将量测到的温度信号供应一温度控制器422，然后该温度控制器422会比较量测到的温度和设定的温度，以控制该加热模块12中电源驱动单元125调整供应至该加热模块12的电流或电压。

图5为本实用新型相关掀起机构的一实施例。掀起机构14包括两个臂部141、一基轴142、一马达143及至少一个极限开关144。该马达143(或和减速齿轮箱)旋转会带动该基轴142旋转，固定该上盖11的该等臂部141因此(因和该基轴142结合或一体)也会被举起。当该等臂部141到达最大掀起角度，则极限开关144会感测到该等臂部141到达极限位置，从而切断马达143的电力供应以避免过载。

图6为本实用新型相关承载装置的一实施例。该承载装置41包括一转盘411，于该转盘411上有多个分别用以固定多个晶圆的承托座412。该承载装置41通过腔体外下方的马达413(和减速齿轮箱)驱动该旋转轴414(参见图4)，如此与该旋转轴414结合的转盘411会转动。于该转盘411下方有一顶起机构415，能自承托座412中间空伸出，顶住晶圆的底部以放置于各承托座412上或交给外部机械手臂。

图7为本实用新型相关加热模块的另一实施例。一加热模块72包括多个加热灯管723，各加热灯管723的一端固定于中央的星状电极板726，另一端分别固定于周边的一电极板727。该电极板727可以和图3中高度调整机构124结合，由此调整加热灯管723相对于晶圆表面的角度和距离。星状电极板726表面设有多排调整孔728，以便使加热灯管723的一端电极可以调整固定位置。相较于图3中加热灯管的放射状安排，本实施例可以减少热辐射较集中于中央处。利用调整孔728的位置，也可以调整六根热灯管723产生热辐射的分布情况。

图8为本实用新型相关加热模块的又一实施例。一加热模块82包括多个加热灯管723，各加热灯管723的一端固定于中央的星状电极板726，另一端分别固定于周边的一环状电极板828，因此电流由星状电极板726及环状电极板828中一者流向另一者，故无法分别控制各加热灯管723的供应电源。

本实用新型业以经由上述实施例加以描述。以上是为了说明目的使本领域技术人员更容易理解本实用新型，然而本实用新型不限于上述实施例所记载内容，熟此技术人士可理解到在未超脱本实用新型的思想下可针对上述实施例及变形例进行各种组合以及变化。