一种加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法

文档序号:1865295 发布日期:2021-11-19 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法 (Heating device, plasma photoresist remover and plasma photoresist removing and heating method ) 是由 程书萌 刘婷婷 于 2021-08-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法,加热装置,包括加热盘及控制电路,所述加热盘的顶部架设有导热盘,所述加热盘上均匀设置有导热组件,所述导热组件的底端连接有驱动其沿所述加热盘的轴向上下往复移动以接触或远离所述导热盘的驱动部件,所述导热盘的底部设置有与所述导热组件相对应的热敏电阻,所述热敏电阻及所述驱动部件均与所述控制电路连接;本发明中的加热装置能够控制导热盘各区域的温度保持均匀、稳定,同时能够保证导热盘整体的温度能够按照预期设定的温度曲线进行升温、降温,进而保证对晶圆的加热效果。(The invention provides a heating device, a plasma degumming machine and a plasma degumming heating method, wherein the heating device comprises a heating disc and a control circuit, a heat conduction disc is erected at the top of the heating disc, heat conduction assemblies are uniformly arranged on the heating disc, the bottom end of each heat conduction assembly is connected with a driving part for driving the heat conduction assembly to move up and down along the axial direction of the heating disc so as to be in contact with or far away from the heat conduction disc, a thermistor corresponding to the heat conduction assembly is arranged at the bottom of the heat conduction disc, and the thermistor and the driving part are both connected with the control circuit; the heating device can control the temperature of each area of the heat conducting disc to be uniform and stable, and meanwhile, the temperature of the whole heat conducting disc can be guaranteed to be heated and cooled according to an expected set temperature curve, so that the heating effect on the wafer is guaranteed.)

一种加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法

技术领域

本发明属于等离子去胶机技术领域,具体涉及一种加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法。

背景技术

半导体器件的制造过程包括薄膜沉积(Film Depo)、曝光(Photo)、刻蚀(Etch)、光刻胶去除(PR Strip)以及湿法清洗(Wet clean)。其中,光刻胶去除是在等离子去胶机(Plasma Asher)上进行。

现有技术中,公开号为CN211017022U的中国实用新型专利文献,公开了一种等离子去胶机的加热盘,解决了目前现有的常用的加热盘为平坦式与沟槽式,平坦式由于加热盘与晶圆的背面直接接触,导致晶圆受热过快,使刻蚀光刻胶的均匀度较差,沟槽式加热盘的表面具有多个沟槽,晶圆受热应力影响会发生断裂,尤其是弯曲晶圆,更易断裂的问题,其包括盘体,所述盘体内侧开设有加热槽,盘体内位于加热槽下方设有加热层,加热槽内固定安装有数量为四组的支撑杆,支撑杆上端固定安装有支撑导热块,加热槽内活动放置有晶圆,晶圆与支撑导热块活动连接,盘体上面位于加热槽上方固定安装有保温罩。

但是上述现有技术中,通过加热层进行加热,热量进入加热槽内部后对晶圆进行加热,这种加热方式无法对加热槽内部的温度进行局部的调控,在初始加热过程中极易造成局部温度与整体温度存在差异等加热不均匀的现象,这样对晶圆进行加热的话,晶圆容易受热不均匀而造成破裂。

因此,需要设计一种细分区域控温,加热效果均匀,保证晶圆加工品质的加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法来解决目前所面临的技术问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种细分区域控温,加热效果均匀,保证晶圆加工品质的加热装置、等离子去胶机及等离子去胶加热方法。

本发明的技术方案为:加热装置,包括加热盘及控制电路,所述加热盘的顶部架设有导热盘,所述加热盘上均匀设置有导热组件,所述导热组件的底端连接有驱动其沿所述加热盘的轴向上下往复移动以接触或远离所述导热盘的驱动部件,所述导热盘的底部设置有与所述导热组件相对应的热敏电阻,所述热敏电阻及所述驱动部件均与所述控制电路连接。

所述导热组件具有第一导热柱及第二导热柱,所述第一导热柱同心固定设置在所述第二导热柱的顶部,所述加热盘上开有与所述第二导热柱相匹配的滑道。

所述驱动部件具有与所述导热组件相对应固定设置在所述加热盘底部的气缸,所述气缸的输出端与所述第二导热柱的底部相连接,所述第二导热柱与所述滑道的上端之间设置有弹簧。

所述控制电路具有控制模块、所述控制模块的输入端连接有AD转换模块,所述AD转换模块的输入端连接有信号变送器,所述控制模块的输出端连接有磁隔离模块,所述磁隔离模块上连接有电磁阀驱动芯片,所述电磁阀驱动芯片上连接有与所述驱动部件数量相匹配的电磁阀;所述电磁阀与所述驱动部件相对应连接,所述热敏电阻与所述信号变送器的输入端连接。

所述加热盘的内部设置有加热管。

所述导热盘的外侧装配有安装框,所述安装框固定设置在所述加热盘的顶部,所述导热盘与所述加热盘之间设置有分隔腔。

所述安装框的侧面下部环绕其均匀开设有若干进气孔,所述进气孔沿所述安装框的径向将所述分隔腔与所述安装框的外侧相连通,所述加热盘的中部均匀设置有四个排气孔,

所述安装框的顶部设置有用于支撑晶圆的支脚。

等离子去胶机,包括如上所述的加热装置。

等离子去胶的加热方法,采用如上所述的加热装置实现,包括以下步骤:

S1:根据所需加热盘的温度曲线设定每个时间点对应加热盘的温度,并将相关参数存储至控制电路中;

S2:将导热盘划分成若干区域,每个区域内至少具有一个热敏电阻及对应一个导热组件;

S3:热敏电阻检测导热盘相应区域内的温度并转换成阻值变化,控制电路识别该阻值变化并转换成温度信号;

S4:将检测到的温度信号与该时间点的温度进行比较,控制相应的导热组件接触或远离导热盘的底部,调节导热盘的温度。

本发明的有益效果:

(1)本发明中的加热装置能够控制导热盘各区域的温度保持均匀、稳定,同时能够保证导热盘整体的温度能够按照预期设定的温度曲线进行升温、降温,进而保证对晶圆的加热效果;

(2)本发明中的等离子去胶机具有加热装置,使其也具有与加热装置相同的技术效果;

(3)本发明中的等离子去胶加热方法能够实现对导热盘的分区域控制,能够提高导热盘温度的一致性。

附图说明

图1为本发明中加热装置的结构示意图。

图2为本发明中控制电路的原理框图。

图3为本发明中加热盘的结构示意图。

图4为本发明中导热盘的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本发明可以以许多不同的形式实现,不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本发明透彻且完整,并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。

本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素,并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1至4所示,加热装置,包括加热盘2及控制电路,加热盘2的顶部架设有导热盘1,加热盘2上均匀设置有导热组件,导热组件的底端连接有驱动其沿加热盘的轴向上下往复移动以接触或远离导热盘1的驱动部件,导热盘1的底部设置有与导热组件相对应的热敏电阻7,热敏电阻7及驱动部件均与控制电路连接;在本实施例中,加热盘2通电可产生热量,热量经过导热组件传递至导热盘1处,导热组件与导热盘1底部接触可实现该区域的热量传递,导热组件与导热盘1的底部分离可减缓该区域的热量传递,通过热敏电阻7可对该区域的温度进行监测;根据所需加热盘的温度曲线设定每个时间点对应加热盘的温度,并将相关参数存储至控制电路中,在加热开始的时候,导热组件全部与导热盘1的底部接触,通过热敏电阻7对加热盘1底部的各采集区域进行周期性的监测,当监测到的温度值超过相应时间点对应的温度值时,驱动部件驱使导热组件与导热盘1分离,当温度低于该时间点对应的温度值时,驱动部件驱使导热组件与导热盘1接触,以此不仅能够控制导热盘1各区域的温度保持均匀、稳定,同时能够保证导热盘1整体的温度能够按照预期设定的温度曲线进行升温、降温,进而保证对晶圆的加热效果;其中导热盘1及导热组件均可采用铝材质制成。

作为导热组件具体的一种实施方式,导热组件具有第一导热柱5及第二导热柱6,第一导热柱5同心固定设置在第二导热柱6的顶部,加热盘2上开有与第二导热柱6相匹配的滑道13,第一导热柱5与第二导热柱6一体成型,第一导热柱5及第二导热柱6均为圆柱体结构,第一导热柱5的直径小于第二导热柱6,第二导热柱6可在滑道13内部滑动。

作为驱动部件的一种具体实施方式,驱动部件具有与导热组件相对应固定设置在加热盘2底部的气缸8,气缸8的输出端与第二导热柱6的底部相连接,气缸8的活塞杆与第二导热柱6的底部固定连接,气缸8的活塞杆伸出或缩回可推拉导热组件上下往复移动,第二导热柱6与滑道13的上端之间设置有弹簧7,通过弹簧7可缓冲导热组件伸出的冲击,避免其速度过快撞击在导热盘1的底部,同时也可通过调整气缸8气压的大小来控制其活塞杆的伸出速度,避免撞击。

作为控制电路具体的一种实施方式,控制电路具有控制模块、控制模块的输入端连接有AD转换模块,AD转换模块的输入端连接有信号变送器,控制模块的输出端连接有磁隔离模块,磁隔离模块上连接有电磁阀驱动芯片,电磁阀驱动芯片上连接有与驱动部件数量相匹配的电磁阀;电磁阀与驱动部件相对应连接,热敏电阻与信号变送器的输入端连接;其中信号变送器将热敏电阻的阻值变化转变成模拟量的变化,随后AD转换模块将模拟量转换成数字量后与预先设定时间点的温度值进行比对,可获取热敏电阻检测区域的温度与设定温度之间的关系,从而判断其需要或不需要进行热量传递,由此实现了控温的效果;控制模块控制热量传递是否进行的方法为,当一个测量区域需要热量传递时,即需要驱动该区域对应的导热组件与导热盘1接触,通过控制模块向控制该导热组件的气缸8对应电磁阀输出控制信号,即可控制气缸驱动导热组件接触或远离导热盘,接触即可进行热传递,分离即可阻断热传递;其中隔离模块可选用ADUM1402芯片,电磁阀驱动模块可选用L9352B芯片,L9352B是ST公司专门为感性负载(如电磁铁、电磁阀)控制而设计的芯片,它将分立元件的驱动和监测功能集成在一个芯片中,可以控制2路比例电磁铁和2路开关电磁铁,允许对感性负载进行调节,其中隔离模块及电磁阀驱动模块的数量需要根据具体气缸8的数量进行适配。

作为加热盘2的一种具体的加热方式,加热盘2的内部设置有加热管4,加热管4为镶嵌在加热盘2内部的加热盘管,通电后即可对加热盘2进行加热。

作为导热盘1架设在加热盘2顶部的一种实施方式,导热盘1的外侧装配有安装框3,安装框3固定设置在加热盘2的顶部,导热盘1与加热盘2之间设置有分隔腔12,其中安装框3可选用导热性较差的材料制成,减少热量从加热板 2经过安装框3向导热盘1进行传动。

作为导热盘1的一种散热方式,安装框3的侧面下部环绕其均匀开设有若干进气孔10,进气孔10沿安装框3的径向将分隔腔12与安装框3的外侧相连通,加热盘2的中部均匀设置有四个排气孔9,排气孔9在使用时与负压发生装置连接,在导热盘1降温过程中,负压发生装置带动外部低温空气由进气孔10进入分隔腔12内部,进行降温。

作为晶圆的一种放置方式,安装框3的顶部设置有用于支撑晶圆的支脚11。

本实施例中公开了一种等离子去胶机,等离子去胶机包括上述的加热装置。

本实施例中还公开了一种等离子去胶机的加热方法。

等离子去胶机的加热方法,采用上述加热装置实现,包括以下步骤:

S1:根据所需加热盘的温度曲线设定每个时间点对应加热盘的温度,即从加热开始至加热结束之间的每个测量周期应当对应的加热盘温度,其中测量周期可以但不限于是3s、5s、10s等时间间隔,并将相关参数存储至控制电路中;

S2:将导热盘划分成若干区域,每个区域内至少具有一个热敏电阻及对应一个导热组件,该区域为大致划分,如图3和4所示,除中心的热敏电阻7外,每个热敏电阻7附近均具有一个与其配合的导热组件,中心的热敏电阻7具有环绕其的四个导热组件;

S3:热敏电阻检测导热盘相应区域内的温度并转换成阻值变化,控制电路识别该阻值变化并转换成温度信号;

S4:将检测到的温度信号与该时间点的温度进行比较,控制相应的导热组件接触或远离导热盘的底部,调节导热盘的温度。

在上述实施例中以3s为例,根据所需导热盘1的温度曲线,将其时间周期设为每3秒采样依次,对应温度曲线计算出每个周期对应的温度值,并将该参数设置在控制电路中;加热开始时,每个周期热敏电阻进行一次温度采样,将采样值与该周期的设定值进行比对,采样值大于设定值时驱动导热组件与导热盘1 分离,采样值等于或小于设定值时驱动导热组件与导热盘1接触,从而实现对导热盘1温度的控制。

至此,已经详细描述了本发明的各实施例。为了避免遮蔽本发明的构思,没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述,完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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