晶圆均匀加热装置的制作方法

本实用新型涉及集成电路分选领域，尤其是一种晶圆均匀加热装置。

背景技术：

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，其形状为圆形；晶圆高温测试是集成电路行业一道重要制程，通过严格的高温测试可以预先剔除不良芯片，降低后续高昂的封装成本。晶圆加热装置设有吸盘和加热器，高温测试时晶圆通过真空吸附在吸盘表面；为保证晶圆高温测试精度，要求整个吸盘表面各点的温度控制在设定温度±1℃的范围内；传统的采用云母加热片、硅胶加热片的加热器存在加热时吸盘中心的温度大于外侧的温度，吸盘表面温差较大，降低集成电路晶圆高温测试精度的不足；因此，设计一种加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘表面温差控制在1℃的范围内，提高集成电路晶圆高温测试精度的晶圆均匀加热装置，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服目前的采用云母加热片、硅胶加热片的加热器存在加热时吸盘中心的温度大于外侧的温度，吸盘表面温差较大，降低集成电路晶圆高温测试精度的不足，提供一种加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，控制在1℃的范围内，提高集成电路晶圆高温测试精度的晶圆均匀加热装置。

本实用新型的具体技术方案是：

一种晶圆均匀加热装置，包括：吸盘，加热器；所述的吸盘设有若干个同轴设置的功率密度区域；位于外侧的功率密度区域的功率密度大于位于内侧的功率密度区域的功率密度；加热器包括：上端与吸盘下端贴合且连接的安装盘，由发热线盘绕构成且位于安装盘下侧的发热盘，压住发热盘且与吸盘下端连接的压盘；发热盘的相邻两圈发热线的间距由中心到外周逐渐变小；发热盘的功率由中心到外周逐渐变大。晶圆均匀加热装置使用时，吸盘的上端支承住晶圆；该晶圆均匀加热装置，位于外侧的功率密度区域的功率密度大于位于内侧的功率密度区域的功率密度，发热盘的功率由中心到外周逐渐变大，加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘表面温差控制在1℃的范围内，提高集成电路晶圆高温测试精度。

作为优选，所述的功率密度区域有四个：位于中心的圆形功率密度区域和三个环形功率密度区域；圆形功率密度区域的外径与相邻的一个环形功率密度区域的外径之比为1:0.7至1:0.8；位于内侧的环形功率密度区域的外径与相邻的位于外侧的环形功率密度区域的外径之比为1:0.7至1:0.8；发热盘对应圆形功率密度区域的发热线圈数与对应相邻的一个环形功率密度区域的发热线圈数之比为1:1.5至1:3.75；对应位于内侧的环形功率密度区域的发热线圈数与对应相邻的位于外侧的一个环形功率密度区域的发热线圈数之比为1:1.3至1:2.4。提高加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀度效果较好。

作为优选，所述的吸盘直径为305mm；圆形功率密度区域的外径为74mm；三个从吸盘中心向外依次排列的环形功率密度区域的外径为164mm、228mm和298mm；发热线的材料为玻纤发热线，发热线的直径为3mm，发热线的阻值为0.6Ω/m；与圆形功率密度区域对应的发热盘的发热线圈数为2圈，对应三个从中心向外依次排列的环形功率密度区域的发热线圈数为3圈、4圈和7圈；圆形功率密度区域的功率密度为0.8W/cm²,三个从吸盘中心向外依次排列的环形功率密度区域的功率密度依次为1.2W/cm²、2.0W/cm²和2.5W/cm²。选定的圆形功率密度区域和环形功率密度区域的参数及对应的发热线圈数，经实际使用，加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，温差小于0.5℃。

作为优选，所述的安装盘上端设有：与圆形功率密度区域的外周相对的内环槽，与位于圆形功率密度区域外的第一个环形功率密度区域的外周相对的中环槽，与位于第一个环形功率密度区域外的第二个环形功率密度区域的外周相对的外环槽，若干个设于中环槽和外环槽之间且沿圆周分布的径向内槽，若干个设于外环槽外侧且沿圆周分布的径向外槽；径向内槽的内端与中环槽连通；径向内槽的外端与外环槽连通；径向外槽的内端与外环槽连通。安装盘上端设有的内环槽、中环槽、外环槽、径向内槽和径向外槽使发热盘产生的热量进行二次分布，使吸盘表面的温度更加均匀。

作为优选，所述的吸盘侧围设有若干个温度传感器。用于检测圆形吸盘的温度并将信号传送给控制器进行温度控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该晶圆均匀加热装置，位于外侧的功率密度区域的功率密度大于位于内侧的功率密度区域的功率密度，发热盘的功率由中心到外周逐渐变大，加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘表面温差控制在1℃的范围内，提高集成电路晶圆高温测试精度。圆形功率密度区域的外径与相邻的一个环形功率密度区域的外径之比为1:0.7至1:0.8；位于内侧的环形功率密度区域的外径与相邻的位于外侧的环形功率密度区域的外径之比为1:0.7至1:0.8；发热盘对应圆形功率密度区域的发热线圈数与对应相邻的一个环形功率密度区域的发热线圈数之比为1:1.5至1:3.75；对应位于内侧的环形功率密度区域的发热线圈数与对应相邻的位于外侧的一个环形功率密度区域的发热线圈数之比为1:1.3至1:2.4。提高加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀度效果较好。选定的圆形功率密度区域和环形功率密度区域的参数及对应的发热线圈数，经实际使用，加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘表面温差小于0.5℃。吸盘侧围设有若干个温度传感器，用于检测圆形吸盘的温度并将信号传送给控制器进行温度控制。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构爆炸示意图。

图中：吸盘1、安装盘2、发热线3、发热盘4、压盘5、圆形功率密度区域6、环形功率密度区域7、内环槽8、中环槽9、外环槽10、径向内槽11、径向外槽12、温度传感器13。

具体实施方式

下面结合附图所示对本实用新型进行进一步描述。

如附图1所示：一种晶圆均匀加热装置，包括：吸盘1，加热器；所述的吸盘1设有若干个同轴设置的功率密度区域；位于外侧的功率密度区域的功率密度大于位于内侧的功率密度区域的功率密度；加热器包括：上端与吸盘1下端贴合且螺钉连接的安装盘2，由发热线3盘绕构成且位于安装盘2下侧的发热盘4，压住发热盘4且与吸盘1下端螺钉连接的压盘5；发热盘4的相邻两圈发热线3的间距由中心到外周逐渐变小；发热盘4的功率由中心到外周逐渐变大。

本实施例中，所述的功率密度区域有四个：位于中心的圆形功率密度区域6和三个环形功率密度区域7；圆形功率密度区域6的外径与相邻的一个环形功率密度区域7的外径之比为1:0.7至1:0.8；位于内侧的环形功率密度区域7的外径与相邻的位于外侧的环形功率密度区域7的外径之比为1:0.7至1:0.8；发热盘4对应圆形功率密度区域6的发热线圈数与对应相邻的一个环形功率密度区域7的发热线圈数之比为1:1.5至1:3.75；对应位于内侧的环形功率密度区域7的发热线圈数与对应相邻的位于外侧的一个环形功率密度区域7的发热线圈数之比为1:1.3至1:2.4。

所述的吸盘1直径为305mm；圆形功率密度区域66的外径为74mm；三个从吸盘1中心向外依次排列的环形功率密度区域7的外径为164mm、228mm和298mm；发热线3的材料为玻纤发热线3，发热线3的直径为3mm，发热线3的阻值为0.6Ω/m；与圆形功率密度区域6对应的发热盘4的发热线圈数为2圈，对应三个从中心向外依次排列的环形功率密度区域7的发热线圈数为3圈、4圈和7圈；圆形功率密度区域6的功率密度为0.8W/cm²,三个从吸盘1中心向外依次排列的环形功率密度区域7的功率密度依次为1.2W/cm²、2.0W/cm²和2.5W/cm²。

所述的安装盘2上端设有：与圆形功率密度区域6的外周相对的内环槽8，与位于圆形功率密度区域6外的第一个环形功率密度区域7的外周相对的中环槽9，与位于第一个环形功率密度区域7外的第二个环形功率密度区域7的外周相对的外环槽10，四个设于中环槽9和外环槽10之间且沿圆周均布的径向内槽11，四个设于外环槽10外侧且沿圆周均布的径向外槽12；径向内槽11的内端与中环槽9连通；径向内槽11的外端与外环槽10连通；径向外槽12的内端与外环槽10连通。

所述的吸盘1侧围设有一个温度传感器13。温度传感器为PT100铂电阻温度传感器13。

晶圆均匀加热装置使用时，吸盘1的上端支承住晶圆；该晶圆均匀加热装置制作时，先通过ANSYS仿真软件计算出使吸盘1温度分布均匀的吸盘1功率密度分布并划分出功率密度区域，然后计算得到与各功率密度区域对应的各发热子盘的功率，根据发热线3的材料，发热线3的直径、发热线3的阻值计算得到各发热子盘的发热线3圈数并绕制发热盘4，经试验后对各发热子盘的发热线3圈数进行调整，实现加热时吸盘1中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘1表面温差小于设定温度的±1℃，提高集成电路晶圆高温测试精度。

本实用新型的有益效果是：该晶圆均匀加热装置，位于外侧的功率密度区域的功率密度大于位于内侧的功率密度区域的功率密度，发热盘的功率由中心到外周逐渐变大，加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘表面温差控制在1℃的范围内，提高集成电路晶圆高温测试精度。圆形功率密度区域的外径与相邻的一个环形功率密度区域的外径之比为1:0.7至1:0.8；位于内侧的环形功率密度区域的外径与相邻的位于外侧的环形功率密度区域的外径之比为1:0.7至1:0.8；发热盘对应圆形功率密度区域的发热线圈数与对应相邻的一个环形功率密度区域的发热线圈数之比为1:1.5至1:3.75；对应位于内侧的环形功率密度区域的发热线圈数与对应相邻的位于外侧的一个环形功率密度区域的发热线圈数之比为1:1.3至1:2.4。提高加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀度效果较好。选定的圆形功率密度区域和环形功率密度区域的参数及对应的发热线圈数，经实际使用，加热时吸盘中心的温度与外侧的温度均匀，吸盘表面温差小于0.5℃。吸盘侧围设有一个温度传感器，用于检测圆形吸盘的温度并将信号传送给控制器进行温度控制。

本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。