一种晶圆加热盘结构的制作方法

allin2025-07-23  29


本技术涉及半导体核心零部件加热盘,特别涉及一种晶圆加热盘结构。


背景技术:

1、晶圆加热盘用于在半导体制作过程中涉及到的晶圆加热/冷却等需要控温的场景,常用于真空与特殊气体环境中。现有的晶圆加热盘结构复杂,主要结构包括上、下两个铝盘焊接而成,两个铝盘中间嵌入金属电加热器。缺点为工艺复杂,生产效率低,成本高,因金属电加热器存在折弯半径因此导致温度均一性与加热效率较低,同时电加热器的绝缘依靠氧化镁粉,该物质吸水性较强,长时间会导致绝缘性能下降,且整个加热盘焊接后不可拆卸、维修。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本实用新型公开了一种晶圆加热盘结构。

2、具体技术方案如下:

3、一种晶圆加热盘结构,包括铝制的上盘、铝制的下盘、非金属加热片和shaft柱;所述上盘的边缘内侧带有内螺纹,下盘的边缘外侧带有外螺纹,内螺纹和外螺纹螺纹配合连接,非金属加热片安装在上盘和下盘之间;上盘和下盘的中心开设中心孔;所述shaft柱安装在中心孔内,非金属加热片的电源线通过中心孔从电源线出线孔出线,热电偶穿过非金属加热片贴在上盘的金属面上,用于探测晶圆工作面的温度,通过中心孔从热电偶出线孔出线;所述上盘的表面为晶圆的工作面。

4、所述下盘上设置有定位凸台,非金属加热片上开设定位孔,定位孔与定位凸台配合实现定位。

5、所述下盘的外螺纹上预先涂抹密封胶辅助密封。

6、所述非金属加热片为云母电加热片或pi电加热片。

7、所述非金属加热片的厚度为小于1mm。

8、所述shaft柱与中心孔的连接采用电子束焊接或者螺栓连接。

9、所述下盘的中心开设空腔,减少下盘与shaft柱的接触面积。

10、所述上盘、下盘和非金属加热片上对应位置开设螺纹孔,通过连接螺栓将上盘、下盘和非金属加热片连接。

11、所述螺纹孔的开设深度使得连接螺栓旋入后,上盘、下盘和非金属加热片之间贴紧密封连接。

12、与现有技术相比,本实用新型具有如下有益技术效果:

13、(1)本实用新型取消金属加热器,同时取消焊接工序,全部改为装配工序,实现加热盘的可维护性,有效缩短生产周期,减缓产线生产压力、降低设备耗损、更易实现自动化装配。同时可有效避免因金属加热丝放置位置一致性较差对工作面温度均一性的影响;

14、(2)本实用新型通过使用非金属电加热片,如云母电加热片、pi电加热片,实现加热功能。兼顾了良好的密封性,使用螺纹结构实现上、下铝盘的连接,为实现螺纹密封,在螺纹处涂抹螺纹密封胶,可在真空或大气环境中使用。同时非金属加热片绝缘耐压性能更好,生产成本比金属加热器更低,且不吸水,可靠性更高;

15、(3)金属加热器直径尺寸一般大于6mm,而本申请非金属电加热片厚度一般小于1mm。因此安装原本用于安装金属加热器的下盘厚度至少可以减少5mm,晶圆加热盘整体厚度至少可以减少5mm。本实用新型降低加热盘整体高度,大幅降低成本和提升安装空间,大幅提升加热面积和换热效率。



技术特征:

1.一种晶圆加热盘结构,其特征在于:包括铝制的上盘(1)、铝制的下盘(3)、非金属加热片(5)、shaft柱(6)和热电偶(15);所述上盘(1)的边缘内侧带有内螺纹(2),下盘(3)的边缘外侧带有外螺纹(4),内螺纹(2)和外螺纹(4)螺纹配合连接,非金属加热片(5)安装在上盘(1)和下盘(3)之间;上盘(1)和下盘(3)的中心开设中心孔;所述shaft柱(6)安装在中心孔内,非金属加热片(5)的电源线通过中心孔从电源线出线孔(7)出线,热电偶(15)穿过非金属加热片(5)贴在上盘(1)的金属面上,用于探测晶圆工作面的温度,通过中心孔从热电偶出线孔(8)出线;所述上盘(1)的表面为晶圆的工作面。

2.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述下盘(3)上设置有定位凸台(14),非金属加热片(5)上开设定位孔(10),定位孔(10)与定位凸台(14)配合实现定位。

3.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述下盘(3)的外螺纹(4)上预先涂抹密封胶辅助密封。

4.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述非金属加热片(5)为云母电加热片或pi电加热片。

5.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述非金属加热片(5)的厚度为小于1mm。

6.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述shaft柱(6)与中心孔的连接采用电子束焊接或者螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述下盘(3)的中心开设空腔(11),减少下盘(3)与shaft柱的接触面积。

8.根据权利要求1所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述上盘(1)、下盘(3)和非金属加热片(5)上对应位置开设螺纹孔(12),通过连接螺栓(13)将上盘(1)、下盘(3)和非金属加热片(5)连接。

9.根据权利要求8所述的晶圆加热盘结构,其特征在于:所述螺纹孔(12)的开设深度使得连接螺栓(13)旋入后,上盘(1)、下盘(3)和非金属加热片(5)之间贴紧密封连接。


技术总结
本技术涉及半导体核心零部件加热盘技术领域,特别涉及一种晶圆加热盘结构,包括铝制的上盘、铝制的下盘、非金属加热片和Shaft柱;上盘和下盘中心开设中心孔,通过内螺纹和外螺纹配合连接,非金属加热片安装在上盘和下盘之间;Shaft柱安装在中心孔内,非金属加热片的电源线通过中心孔从电源线出线孔出线,热电偶穿过非金属加热片贴在上盘的金属面上,用于探测晶圆工作面的温度,通过中心孔从热电偶出线孔出线;上盘的表面为晶圆的工作面。本技术采用装配工序,有效缩短生产周期。此外,使用非金属电加热片,兼顾良好的密封性,可在真空或大气环境中使用,降低加热盘整体高度,降低成本,提升安装空间。

技术研发人员:李翔,姜小姣,孙宁,赵亢,邹云,胡显冰,侯占杰,于志家,安华
受保护的技术使用者:沈阳富创精密设备股份有限公司
技术研发日:20240226
技术公布日:2024/10/31
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