半导体晶片的封闭式红外线加热装置

摘要

一种半导体晶片的封闭式红外线加热装置，包括带密封盖板的壳体内部为红外线发生腔，壳体一侧设有由透射玻璃密封的透射窗口，所述腔中有两端分别安装在灯管排座和灯管座上的至少二根加热灯管，灯管另一侧装有反射板，各灯管座经绝缘柱安装在盖板上且同供电座相连，各灯管座中的冷却水通道两端的分进水口和分回水口分别同分水排的对应回水口和进水口连通，分水排中的冷却水通道与盖板中的冷却水通道连接，壳体中有冷却水通道同盖板中的所却水通道连通，壳两侧分别有进风口和出风口。本发明装置适用于半导体设备的运动晶片或固定晶片的辐射加热，它无污染性，能在真空环境下工作，并能用于加热洁净度要求很高的硅片等材料。

说明书

技术领域

本发明为半导体材料加工设备，进一步是指对半导体晶片进行加热的封闭式红外线加热装置。

背景技术

半导体工艺线上的晶片加热一般采用非接触式辐射加热，传统的加热装置其加热灯管直接面对晶片进行加热，灯管没有冷却，由于散热不畅，致使灯管座和灯管表面的温升很高，造成高温挥发物影响系统的洁净度，灯管表面的高温使灯管玻壳软化，影响灯管的寿命，加热效率也不高。随着半导体制造工艺线的洁净度要求越来越高，晶片加热需要无污染加热方式和高热效率的加热装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种半导体晶片的封闭式红外线加热装置，它具有无污染性，能在真空环境下工作，并能用于加热洁净度要求很高的硅片等材料，被加热物体可以是运动物体，也可以是固定物体。

本发明的技术解决方案是，所述半导体晶片的封闭式红外线加热装置包括带密封盖板的壳体，壳体内部为红外线发生腔，其结构特点是，所述密封盖板相对的壳体一侧设有由透射玻璃密封的透射窗口，所述红外线发生腔中对应于所述透射窗口设有两端分别安装在灯管排座和灯管座上的至少二根加热灯管，与所述透射窗口相对的灯管另一侧装有反射板，与灯管数量对应的各灯管座经绝缘柱安装在盖板上且其电极同装在盖板上的绝缘供电座相连，所述各灯管座中的冷却水通道两端的分进水口和分回水口分别通过相应的水管同分水排的对应回水口和进水口连通，设有所述进水口和回水口的分水排中的冷却水通道经其总回水口和总进水口与盖板中的冷却水通道连接而形成水冷回路，所述壳体中亦有多路冷却水通道同盖板中的所述冷却水通道连通，在壳体对应两侧分别有至少一个进风口和出风口。

以下对本发明做出进一步说明。

参见图1和图2，本发明所述装置包括带密封盖板6的壳体18，壳体18内部为红外线发生腔19，其结构特点是，所述密封盖板6相对的壳体18一侧设有由透射玻璃14密封的透射窗口20，所述红外线发生腔19中对应于所述透射窗口20设有两端分别安装在灯管排座11和灯管座16上的至少二根加热灯管8，与所述透射窗口20相对的灯管8另一侧装有反射板7，与灯管8数量对应的各灯管座16经绝缘柱1安装在盖板6上且其电极同装在盖板6上的绝缘供电座5相连，参见图1、2、4、5，所述各灯管座16中的冷却水通道两端的分进水口21和分回水口22分别通过相应的水管4同分水排17的对应回水口23和进水口24连通，设有所述进水口24和回水口23的分水排17中的冷却水通道经其总回水口25和总进水口26与盖板6中的冷却水通道连接而形成水冷回路，所述壳体18中亦有多路(参见图1所示)冷却水通道3同盖板6中的所述冷却水通道连通，在壳体18对应两侧分别有至少一个进风口2和出风口12。参见图1，还可在反射板7与盖板6之间设有冷却水套9，并可在灯管排座11中设置冷却水通道。

本发明的技术原理和工作过程是(参见图1)，电源通过绝缘供电座5向加热灯管8供电，灯管就产生大功率的红外辐射，红外线通过具有良好透光性和耐热性的透射玻璃14对晶片10进行加热，而发射板7可将尽可能多的红外线反射回去对晶片10加热，有效提高了装置的加热效率；冷却效果很好的冷却水套9能有效降低反射板7及腔体温度；灯管排座11和各灯管座16及壳体18、盖板6中均通水冷却，并经进风口2和出风口12对腔内进行压缩空气通风冷却而使所述灯管表面充分散热，整个装置冷却效果好。

由以上可知，本发明为一种半导体晶片的封闭式红外线加热装置，适用于半导体设备的运动晶片或固定晶片(如硅片)的辐射加热，加热物体所处的真空度可优于1×10^-4Pa以上，加热温度可在400℃-800℃范围，加热功率在5KW-25KW之间，加热晶片尺寸100-205mm；它无污染性，能在真空环境下工作，并能用于加热洁净度要求很高的硅片等材料。

附图说明

图1是本发明一种实施例纵向剖视结构示意图；

图2是图1中A-A向剖视结构；

图3是图2中B-B向剖视的局部结构；

图4是分水排17的一种实施例剖视结构示意图；

图5是灯管座16的一种实施例结构正视图；

在所述附图中：

1-绝缘柱，             2-进风口，        3-冷却水通道，

4-水管，               5-绝缘供电座，    6-盖板，

7-反射板，             8-加热灯管，      9-冷却水套，

10-晶片，              11-灯管排座，     12-出风口，

13-密封圈，            14-透射玻璃，     15-压板，

16-灯管座，            17-分水排，       18-壳体，

19-红外线发生腔，      20-透射窗口，     21-分进水口，

22-分回水口，          23-回水口，       24-进水口，

25-总回水口，          26-总进水口。

具体实施方式

按照附图及上述结构的本发明装置，加热灯管8为五根，相应的灯管座16为五个，装置加热功率25KW，加热温度最高800℃；图1所示透射玻璃14采用高纯石英玻璃，它与壳体18之间装有耐高温密封圈13，并用压板15固定，反射板7用黄铜板制作，反射面镀金；绝缘供电座5采用瓷接线柱对加热灯管8进行真空隔离供电。