一种晶圆加热装置及晶圆检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆检测技术领域，特别涉及一种晶圆加热装置及晶圆检测设备。


背景技术：

2.随着航空航天、汽车电子、军用等许多技术领域的不断发展，芯片在各种极端温度环境下的应用也越来越广泛，在芯片的研发生产中，晶圆高低温测试变得越发重要，当采用高温检测时，需要对晶圆进行加热，相关技术中，在晶圆加热过程中存在着加热均匀但加热速度慢或加热速度快但加热不均匀的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种晶圆加热装置，能够对晶圆均匀且快速加热。
4.本实用新型还提出一种具有上述晶圆加热装置的晶圆检测设备。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的晶圆加热装置，包括：
6.加热平台，所述加热平台用于放置晶圆；
7.加热件，包括加热膜与加热丝，所述加热膜包覆于所述加热丝的外部；沿所述加热膜外周朝所述加热膜中心的方向，所述加热丝的排布密度逐渐变小；
8.底座，所述加热件位于所述加热平台和所述底座之间；
9.紧固件，所述紧固件将所述加热件固定于所述底座与所述加热平台之间。
10.根据本实用新型实施例的晶圆加热装置，至少具有如下有益效果：加热件能够对加热平台进行加热，由于加热件为膜状结构，故加热件对加热平台的加热效率会大大提高；加热件通过加热丝发热，由于加热平台表面的外周散热会比内周散热快，因此设置加热丝的密度由沿加热膜外周朝加热膜中心的方向上逐渐变小，密度大的区域产热多，密度小的区域产热相对较少，如此设置有效地解决了加热平台表面的外周散热会比内周散热快的问题，使加热平台的加热更均匀。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述晶圆加热装置还包括云母板，所述云母板位于所述加热膜和所述底座之间，所述加热件相对的两个表面分别贴附于所述云母板与所述加热平台。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述加热平台设置有凹槽，所述加热膜和所述云母板位于所述凹槽中。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述加热平台朝向所述加热件的一侧具有定位凸台，所述加热件设置有第一定位孔，所述云母板设置有第二定位孔，所述定位凸台穿设所述第一定位孔与所述第二定位孔。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述紧固件依次穿过所述底座、所述云母板和所述加热件并与所述加热平台螺纹连接。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述加热平台朝向所述加热件的一侧还具有多个连接凸台，所述连接凸台设置有第一连接孔，所述底座设置有多个第二连接孔，所述第二连接孔和所述第一连接孔连通；所述紧固件穿设所述第二连接孔并螺纹连接于所述第一连接孔内。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述紧固件具有端头部，所述端头部位于所述底座背离所述加热平台的一侧，所述端头部和所述底座之间设置有弹垫。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述端头部和所述底座之间还设置有两个楔形垫片，两个所述楔形垫片和所述弹垫并列设置。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述晶圆加热装置还包括绝缘部，所述绝缘部包覆于所述紧固件的外部，所述绝缘部位于所述加热平台和所述紧固件之间。
19.根据本实用新型的第二方面实施例的晶圆检测设备，包括所述晶圆加热装置。
20.根据本实用新型实施例的晶圆检测设备，至少具有如下有益效果：晶圆加热装置能够应用于晶圆检测设备上。
21.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
23.图1为本实用新型实施例的晶圆加热装置的爆炸示意图；
24.图2为本实用新型实施例的晶圆加热装置中隐藏其中一侧的加热膜的加热件的示意图；
25.图3为本实用新型实施例的晶圆加热装置的半剖示意图；
26.图4为本实用新型实施例的图3中的节点a的放大示意图；
27.图5为本实用新型实施例的晶圆加热装置的加热平台的结构示意图。
28.附图标记：加热平台100、定位凸台110、连接凸台120、第一连接孔121、凹槽130；
29.加热件200、加热膜210、加热丝220、第一定位孔230；
30.云母板300、第二定位孔310；
31.底座400、第二连接孔410；
32.紧固件500、端头部510；
33.弹垫600；楔形垫片700；绝缘部800。
具体实施方式
34.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方
位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
38.本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.在本实用新型第一方面的实施例中，参考图1、图2、图3，其中，图1是本实用新型实施例的晶圆加热装置的爆炸示意图，图2是本实用新型实施例的晶圆加热装置的加热件200中的结构示意图，图3是本实用新型实施例的晶圆加热装置的半剖示意图。晶圆加热装置包括：加热平台100、加热件200、底座400和紧固件500，其中，加热平台100用于放置晶圆；加热件200包括加热膜210与加热丝220，加热膜210包覆于加热丝220的外部；沿加热膜210外周朝加热膜210中心的方向，加热丝220的排布密度逐渐变小；加热件200位于加热平台100和底座400之间；紧固件500将加热件200固定于底座400与加热平台100之间。
40.加热件200能够对加热平台100进行加热，由于加热膜210为膜状结构，加热膜210相对较薄，加热丝220所产生的热量能够快速传递至加热平台100，故加热件200对加热平台100的热传递效率会大大提高，达到对加热平台100快速加热的目的；加热件200通过加热丝220发热，由于加热平台100表面的外周散热会比内周散热快，因此设置加热丝220的密度由沿加热膜210外周朝加热膜210中心的方向上逐渐变小，密度大的区域产热多，密度小的区域产热相对较少，如此设置有效地解决了加热平台100表面的外周散热会比内周散热快导致加热平台100加热不均匀的问题；设置底座400可以起到隔热的效果，同时还能减少加热件200的高温对除加热平台100以外的结构产生影响；设置紧固件500将加热平台100、加热件200和底座400进行固定。
41.具体地，加热平台100的一面用于放置晶圆，另一面贴附加热膜210，加热丝220设置在加热膜210中；加热丝220呈蛇形分布于加热膜210中，其中，位于加热膜210外周的加热丝220的分布间隔小，使得此处的加热丝220的密度大，由加热膜210外周朝加热膜210中心的方向上，加热丝220的分布间隔逐渐变大，从而加热丝220的密度逐渐减小。底座400连接于加热件200背离加热平台100的一侧，设置底座400与加热平台100的配合能够将加热件200限定于底座400和加热平台100所形成的加热环境中，使加热件200所产生的高温不会对除加热平台100以外的结构造成破坏。
42.可以理解的是，为了更好地减少加热件200的高温对除加热平台100以外的结构的影响，可以在加热件200和底座400之间增设一些耐高温且导热性能低或者保温效果好的材料，例如：泡沫材料、纤维材料、有机隔热保温材料、无机隔热保温材料等。
43.可以理解的是，加热平台100可以是盘状结构，也可以是方形结构，且加热平台100的材料至少具有耐高温、导热效果好的特点。另外，为了适应不同尺寸的晶圆，加热平台100可以针对不同晶圆的尺寸进行批量生产，且加热平台100的截面积不小于待加热晶圆的截面积。
44.在本实用新型的实施例中，加热平台100需要采用耐高温材料，例如航空铝吸盘，加热膜210采用kappton加热膜210，底座400采用优先考虑传导性好、机械强度高和耐高温性能好的材料，例如氧化铝陶瓷，具体地说是一种99氧化铝陶瓷材料。
45.可以理解的是，紧固件500的紧固方式可以设置为铆接、螺纹连接；或者借助夹具将于侧部将加热平台、加热件与底座夹紧。等。
46.在一些实施例中，参考图1，为了提高晶圆加热装置的隔热以及加热效果，晶圆加热装置还包括云母板300，云母板300位于加热膜210和底座400之间，加热件200相对的两个表面分别贴附于云母板300与加热平台100。设置云母板300贴附于加热件200，使加热件200位于云母板300和加热平台100之间，云母板受底座给予的夹持力，而云抵接加热件，使加热件与加热平台紧密接触，加热平台的不同区域能够均匀受热，能够有效提高加热件的传热效率以及对加热平台加热的均匀度。
47.在一些实施例中，参考图1和图5，图5为本实用新型实施例的晶圆加热装置的加热平台的结构示意图。为了使加热件200设置于密封环境中，加热平台100设置有凹槽130，加热膜210和云母板300位于凹槽130中，通过设置凹槽130，云母板300和加热件200将被底座400和加热平台100全方位包裹，加热件200能够在底座400和加热平台100所形成的封闭环境中工作。
48.可以理解的是，凹槽130的截面积不小于加热件200和云母板300的截面积，且凹槽130的深度可以根据加热件200和云母板300的厚度进行适应性调整，保证加热件200和云母板300能够容设于凹槽130中。
49.在一些实施例中，参考图1和图5，加热平台100朝向加热件200的一侧具有定位凸台110，加热件200设置有第一定位孔230，云母板300设置有第二定位孔310，定位凸台110穿设第一定位孔230与第二定位孔310，由于将加热件200和云母板300需要和加热平台100定位安装，因此设置定位凸台110以使加热件200和云母板300能够定位安设于加热平台100中。
50.具体地，定位凸台110设置在凹槽130的中心，定位凸台110依次穿过加热件200上的第一定位孔230和云母板300上的第二定位孔310实现对加热件200和云母板300的定位。
51.可以理解的是，第一定位孔230、第二定位孔310的开设方向均为平行于定位凸台110轴向的方向。
52.在一些实施例中，参考图4，图4是本实用新型实施例的图3中的节点a的放大示意图。紧固件500依次穿过底座400、云母板300和加热件200并与加热平台100螺纹连接，采用螺纹紧固使晶圆加热装置的拆装方便，便于后期维修。
53.可以理解的是，底座400、云母板300、加热件200以及加热平台100均设置有能够使紧固件500穿过的孔，其中，紧固件500设置有螺纹，加热平台100的通孔中设置有与紧固件500相匹配的螺纹，使紧固件500和加热平台100实现螺纹连接。
54.在一些实施例中，参考图1和图5，加热平台100朝向加热件200的一侧还具有多个
连接凸台120，连接凸台120设置有第一连接孔121，底座400设置有多个第二连接孔410，第二连接孔410和第一连接孔121连通；紧固件500穿设第二连接孔410并螺纹连接于第一连接孔121内。
55.设置连接凸台120直接与底盘配合，使紧固件500穿设底座400中的第二连接孔410后，直接于连接凸台120的第一连接孔121中与连接凸台120螺纹连接，如此设置亦能实现紧固件500将加热件200和云母板300锁定于底座400和加热平台100中。
56.具体地，多个连接凸台120均匀分布在定位凸台110的外周，连接凸台120的均匀分布能够使底盘和加热平台100之间的锁定更平稳。第一连接孔121、第二连接孔410均在平行于连接凸台120的轴向的方向上开设。可以理解的是，加热件200和云母板300上必然设置有能够使连接凸台120穿过的通孔。
57.在一些实施例中，参考图4，紧固件500具有端头部510，端头部510位于底座400背离加热平台100的一侧，由于高温的影响，不仅会导致紧固件500强度的下降，还会因为紧固件500和连接处之间热膨胀系数的不同导致夹紧力的变化，致使晶圆加热装置会根据温度的变化而产生整体膨胀或者收缩，故为了使紧固件500在锁定之后能够适应这些变化，端头部510和底座400之间设置有弹垫600。当晶圆加热装置的温度升高时，晶圆加热装置会膨胀，致使底座400对紧固件500产生一定的膨胀力，由于设置了弹垫600，受压的弹片会有收缩的形变，底座400对紧固件500产生的膨胀力将由弹垫600的收缩形变而抵消；当晶圆加热装置的温度下降时，底座400对紧固件500产生的膨胀力会随之减小，此时弹垫600的收缩形变度逐渐减小。可以理解的是，由于设置了弹垫600，紧固件500锁定于底座400后将不会受到温度变化的影响。
58.在一些实施例中，参考图4，为了使紧固件500不会在晶圆加热装置中松动，端头部510和底座400之间还设置有两个楔形垫片700，两个楔形垫片700和弹垫600并列设置，两个楔形垫片700的相互作用可以提高紧固件500对底座400、云母板300、加热件200和加热平台100的锁紧强度，防止紧固件500松动。
59.在一些实施例中，参考图4，当加热平台100和加热丝220均具有导电性时，为了避免紧固件500对晶圆的检测造成干扰，晶圆加热装置还包括绝缘部800，绝缘部800包覆于紧固件500的外部，绝缘部800位于加热平台100和紧固件500之间，设置绝缘部800将紧固件500与加热件200、云母板300的接触部分绝缘，避免了加热丝220与紧固件500能够相互导电，从而避免了加热平台100通电的风险。
60.可以理解的是，绝缘部800可以设置于紧固件500上，绝缘部800可以是涂覆于紧固件外表面的绝缘图层，也可以是套设于紧固件外部的绝缘套筒，绝缘部应位于紧固件500与加热平台100之间，以保证紧固件500与加热平台100之间的电性不互通。
61.在本实用新型第二方面的实施例中，参考图1-图5，晶圆检测设备包括晶圆加热装置，可以理解的是，晶圆检测设备还包括晶圆检测装置，晶圆检测装置应包括对晶圆进行检测的探针等部件；如，在对晶圆进行高低温检测时，将晶圆放置于晶圆加热装置的加热平台上进行加热，并通过探针扎点检测。将晶圆加热装置应用于晶圆检测设备上能够提高晶圆检测设备的检测效率以及提高晶元检测设备的检测精度。上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突
的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。