热板结构制造技术

本发明专利技术提供一种热板结构，包括：热腔体，热腔体由底板、侧板以及加热顶板围成，热腔体内填充有液体传热介质；加热装置，用于对液体传热介质进行加热，藉由液体传热介质对加热顶板进行传热，以提高加热顶板的受热均匀性；以及顶板温度探测器，设置于加热顶板中，用以监测加热顶板的温度并反馈至控制器，控制器基于温度控制加热装置的发热功率。本发明专利技术通过在热板中间设计一个热腔体，热腔体充满液体传热介质，在该热腔体中设置加热线圈与温度控制器，通过线圈对液体传热介质加热后间接传热至加热顶板，可以使加热顶板的温度更加均匀，提高控制精度，使晶圆上的图形线宽更加均匀，提高工艺良率。

Hot plate structure

The invention provides a hot plate structure, including: a hot cavity, which is surrounded by a bottom plate, a side plate and a heating roof, filled with a liquid heat transfer medium; a heating device for heating a liquid heat transfer medium and conducting heat transfer to the heating roof by a liquid heat transfer medium to improve the heating uniformity of the heating roof. Homogeneity; and roof temperature detector, set in the heating roof, to monitor the temperature of the heating roof and feedback to the controller, the controller based on temperature control heating power. By designing a hot chamber in the middle of the hot plate, which is filled with liquid heat transfer medium, setting a heating coil and a temperature controller in the hot chamber, and indirectly transferring heat to the heating roof after heating the liquid heat transfer medium through the coil, the temperature of the heating roof can be more uniform, the control precision can be improved, and the wafer can be on the wafer. The pattern width is more uniform and the process yield is improved.

【技术实现步骤摘要】
热板结构
本专利技术属于半导体制造设备设计领域，特别是涉及一种可有效提高加热热度均匀性的热板结构。
技术介绍
光刻工艺及其相干技术是微电子机械系统(MEMS)加工工艺的重要构成部门。均胶以及烘焙是光刻工艺中不成缺少的一道儿工序，为提高胶层与硅片表面粘附能力，提高在接触式曝光中胶层与掩模版接触时的耐磨性能及不变胶层的感光灵敏度，通常采用烘箱或者加热板等加热装备对光刻胶进行干燥。烘箱加热由于速率慢、且加热易造成表面以及内部受热不均匀，效验欠佳，而加热板可有效提高胶层的厚度均匀性，且易于达到快速均匀烘焙等要求，加热板逐渐成为涂胶显影机台的重要组成部分。热板在涂胶显影机起到了重要作用，例如：1、挥发光阻中的溶剂(热板温度不均匀影响胶膜的均匀性)2、增强光刻胶的粘附性以便在显影时光刻胶可以更好的粘附。3、缓和在旋转过程中光刻胶胶膜内的应力。4、防止光刻胶沾到设备上等。所以加热板的表面温度均匀性、温度控制的精密程度、温度上升速率等是选择加热板的首要性能指标思量。目前热板主要采用线圈加热的方式，如图1所示，其主要结构是同时在热板101中设置加热线圈102及多个探测器，加热线圈102用以对热板进行加热，探测器用以探测热板的温度是否均匀，但该方式存在一定的缺陷，线圈102直接加热热板101，温度的均匀性较差，同时对于温度的变化控制的精度相对较低，以上缺陷容易引起工艺问题。加热线圈与热板接触直接加热，因线圈自身结构问题，线圈与线圈之间存在间距，产生的热量分布不均匀，热量延如图1中的箭头方向减弱，使热板受热不均匀，而热板温度不均匀，可能影响曝光后的化学放大反应，影响晶圆上图形线宽的均匀性，导致工艺问题。基于以上所述，提供一种可有效提高热板受热均匀性的热板结构实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种热板结构，用于解决现有技术中热板受热均匀性不佳的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种热板结构，所述热板结构包括：热腔体，所述热腔体由底板、侧板以及加热顶板围成，所述热腔体内填充有液体传热介质；加热装置，用于对所述液体传热介质进行加热，藉由所述液体传热介质对所述加热顶板进行传热，以提高所述加热顶板的受热均匀性；以及顶板温度探测器，设置于所述加热顶板中，用以监测所述加热顶板的温度并反馈至控制器，所述控制器基于所述温度控制所述加热装置的发热功率。优选地，所述液体传热介质充满所述热腔体，所述液体传热介质与所述加热顶板的底面无缝接触，以提高所述加热顶板的受热均匀性。优选地，所述液体传热介质的沸点不低200℃。进一步地，所述液体传热介质包括油类液体。优选地，所述热板结构包括多个所述顶板温度探测器，多个所述顶板温度探测器均匀分布于所述加热顶板上并同时监测所述加热顶板的温度分布，所述控制器基于多个所述顶板温度探测器共同反馈的温度控制所述加热装置的发热功率。优选地，所述热板结构还包括多个腔体温度探测器，均匀设置于所述热腔体内，用于监测所述液体传热介质的温度并反馈至所述控制器，所述控制器基于所述顶板温度探测器与所述腔体温度探测器的共同反馈控制所述加热装置的发热功率。优选地，所述热板结构还包括一搅拌器，设置于所述热腔体内，用于对所述液体传热介质进行搅拌，以提高所述液体传热介质的受热均匀性。进一步地，所述搅拌器包括旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器以及磁力搅拌器中的一种。优选地，所述加热装置包括加热线圈，所述加热线圈设置于所述底板上或所述热腔体内，所述加热线圈与所述液体传热介质直接接触。优选地，所述热板结构还包括液体外循环系统，连接于所述热腔体，所述液体外循环系统用于对所述热腔体中的所述液体传热介质进行体积调节，以降低由于所述液体传热介质受热膨胀造成所述热腔体所承受的压力。进一步地，所述液体外循环系统还用于对所述热腔体进行液体传热介质的补充，以保证所述液体传热介质与所述加热顶板的底面无缝接触。进一步地，所述液体外循环系统还用于对所述热腔体进行液体传热介质的抽出及补充的循环，以保证在所述液体传热介质过热时能及时通过循环进行快速降温。如上所述，本专利技术的热板结构，具有以下有益效果：1)本专利技术在热板中间设计一个热腔体，热腔体充满液体传热介质(高沸点液体，如油类液体等)，在该热腔体中设置加热线圈与温度控制器，通过线圈对液体传热介质加热后间接传热至加热顶板，可以使加热顶板的温度更加均匀，提高控制精度，使晶圆上的图形线宽更加均匀，提高工艺良率。2)通过在热腔体内设置搅拌器，用于对所述液体传热介质进行搅拌，可以进一步提高液体传热介质的受热均匀性。3)通过设置液体外循环系统，以对所述热腔体中的所述液体传热介质进行体积调节，可以有效降低由于所述液体传热介质受热膨胀造成所述热腔体所承受的压力等。同时，所述液体外循环系统可以对所述热腔体进行液体传热介质的抽出及补充的循环，可以保证在所述液体传热介质过热时能及时通过循环进行快速降温。附图说明图1显示为现有技术中的一种热板的结构示意图。图2a～图2b显示为因热板受热不均导致曝光后光刻胶的线宽(CD)的变化示意图。图3显示为本专利技术的热板结构的整体结构示意图。图4显示为本专利技术的热板结构的俯视结构示意图。图5显示为本专利技术的热板结构的热量传播模型示意图。元件标号说明201加热顶板202加热线圈203顶板温度探测器204热腔体205液体传热介质206腔体温度探测器207底板208搅拌器209液体外循环系统210侧板具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2a～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图2a～图2b所示，热板的温度的均匀性直接会影响到曝光后线宽的均匀性，由于热板各处的温度存在不一致性，会导致曝光后的线宽存在一定的差异，如图2a所示。因此，对光刻胶进行烘烤时，一般要求晶圆上各点的温度偏差小于±0.5℃。曝光时，光子在光刻胶内激发了光化学反应，产生了酸H+，只有在一定温度下，这些酸才能激发去保护反应，使光刻胶能溶于显影液，特别是对于化学放大胶，后烘还能产生更多的酸，使光化学反应被放大，图2b显示为因热板受热不均导致曝光后光刻胶的线宽(CD)的变化表。基于以上所述，如图3～图5所示，本实施例提供一种热板结构，所述热板结构包括：热腔体204、加热装置、顶板温度探测器203、腔体温度探测器206、搅拌器208、以及液体外循环系统209。如图3所示，所述热腔体204由底板207、侧板210以及加热顶板201围成，所述热腔体204内填充有液体传热介质205。所述加热顶板201选用为耐高温耐氧化的金属材质，以提高其加热的稳定性。所述底板207及侧板210的材质可以与所述加热顶板201相同，或者不同，可以依据实际需求进行选择。在本实施例中，所述加热顶板201、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热板结构，其特征在于，所述热板结构包括：热腔体，所述热腔体由底板、侧板以及加热顶板围成，所述热腔体内填充有液体传热介质；加热装置，用于对所述液体传热介质进行加热，藉由所述液体传热介质对所述加热顶板进行传热，以提高所述加热顶板的受热均匀性；以及顶板温度探测器，设置于所述加热顶板中，用以监测所述加热顶板的温度并反馈至控制器，所述控制器基于所述温度控制所述加热装置的发热功率。

【技术特征摘要】
1.一种热板结构，其特征在于，所述热板结构包括：热腔体，所述热腔体由底板、侧板以及加热顶板围成，所述热腔体内填充有液体传热介质；加热装置，用于对所述液体传热介质进行加热，藉由所述液体传热介质对所述加热顶板进行传热，以提高所述加热顶板的受热均匀性；以及顶板温度探测器，设置于所述加热顶板中，用以监测所述加热顶板的温度并反馈至控制器，所述控制器基于所述温度控制所述加热装置的发热功率。2.根据权利要求1所述的热板结构，其特征在于：所述液体传热介质充满所述热腔体，所述液体传热介质与所述加热顶板的底面无缝接触，以提高所述加热顶板的受热均匀性。3.根据权利要求1所述的热板结构，其特征在于：所述液体传热介质的沸点不低200℃。4.根据权利要求3所述的热板结构，其特征在于：所述液体传热介质包括油类液体。5.根据权利要求1所述的热板结构，其特征在于：所述热板结构包括多个所述顶板温度探测器，多个所述顶板温度探测器均匀分布于所述加热顶板上并同时监测所述加热顶板的温度分布，所述控制器基于多个所述顶板温度探测器共同反馈的温度控制所述加热装置的发热功率。6.根据权利要求1所述的热板结构，其特征在于：所述热板结构还包括多个腔体温度探测器，均匀设置于所述热腔体内，用于监测所述液体传热介质的温度并反馈至所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张党柱，郭甜，赵鹏，赖政聪，古哲安，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32