CN220172072U - 一种用于半导体的热处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于半导体的热处理装置,包括：第一炉体和第二炉体，第一炉体用于对接加热装置，以通过加热装置对第一炉体进行加热；第二炉***于第一炉体的内部，第二炉体用于对接第一炉体传导的热量；第二炉体的内部具有芯片加热空间，芯片加热空间通过第二炉体传导热量以对至少两个芯片进行加热。本实用新型通过第二炉体传导第一炉体的热量，以使第二炉体的热量分布更加均匀，从而降低加热时芯片上下表面的温度差，使芯片均匀退火。

Description

一种用于半导体的热处理装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种用于半导体的热处理装置。

背景技术

在半导体行业中，对半导体材料进行热处理必不可少，其主要目的是释放内应力、增加材料的延展性、减少变形和裂纹趋势，同时也可以改变半导体材料表面或内部的晶相组织结构、消除缺陷等，获得所需的特定性能。在实际生产中，退火处理是半导体材料热处理工艺中最常用的手段之一。

但是，目前现有的热处理装置存在以下缺陷：其一、现有的热处理装置在进行加热过程中，芯片上下表面会存在巨大的温度差，受热不均匀；其二、在退火过程中，整个热处理装置会存在温度梯度，使处理不同位置半导体芯片受到不同的温度，不利于对多个半导体芯片同时进行退火处理。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种用于半导体的热处理装置，通过第二炉体传导第一炉体的热量，以使第二炉体的热量分布更加均匀，从而降低加热时芯片上下表面的温度差，使芯片均匀退火。具体技术方案如下所示：

一种用于半导体的热处理装置,包括：第一炉体和第二炉体，所述第一炉体用于对接加热装置，以通过所述加热装置对所述第一炉体进行加热；

所述第二炉***于所述第一炉体的内部，所述第二炉体用于对接所述第一炉体传导的热量；

所述第二炉体的内部具有芯片加热空间，所述芯片加热空间通过所述第二炉体传导热量以对至少两个芯片进行加热。

在一个具体实施例中，所述第二炉体内部设置有至少两个芯片容器，所述芯片容器内部具有用于容纳芯片的容纳腔室。

在一个具体实施例中，至少两个所述芯片容器沿所述第二炉体的高度方向依次设置，且相邻两个所述芯片容器之间预留间隙。

在一个具体实施例中，所述第一炉体的内部的底面设置有支撑件，所述支撑件连接于所述第二炉体的底部。

在一个具体实施例中，所述支撑件与所述第二炉体的接触面积小于所述支撑件与所述第一炉体的接触面积的30％。

在一个具体实施例中，所述第一炉体的厚度大于2mm且小于10mm。

在一个具体实施例中，所述第一炉体上设置有温度测量孔，所述温度测量孔用于连接测温装置，以测量所述第一炉体的温度。

在一个具体实施例中，所述温度测量孔的直径不小于2mm。

在一个具体实施例中，所述芯片容器包括放置台和上盖，所述放置台和所述上盖中的其中一个设置有突起部，另一个设置有凹槽部，所述突起部与所述凹槽部相适配，以实现所述放置台和所述上盖的可拆卸连接。

在一个具体实施例中，所述第二炉体的侧部上设置有多个安装槽，所述安装槽与所述芯片容器相适配，用于将所述芯片容器嵌入于所述安装槽内。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种用于半导体的热处理装置,包括：第一炉体和第二炉体，第一炉体用于对接加热装置，以通过加热装置对第一炉体进行加热；第二炉***于第一炉体的内部，第二炉体用于对接第一炉体传导的热量；第二炉体的内部具有芯片加热空间，芯片加热空间通过第二炉体传导热量以对至少两个芯片进行加热。本实用新型通过第二炉体传导第一炉体的热量，以使第二炉体的热量分布更加均匀，从而降低加热时芯片上下表面的温度差，使芯片均匀退火，从而保证芯片退火的正常进行，并且通过降低温度差实现同时对多个芯片进行加热，提高了芯片生产的效率。

进一步的，第二炉体内部设置有至少两个芯片容器，芯片容器内部具有用于容纳芯片的容纳腔室。至少两个芯片容器沿第二炉体的高度方向依次设置，且相邻两个芯片容器之间预留间隙。通过相邻两个芯片容器之间预留间隙减少了相邻两个芯片容器之间的热传导，从而减少了各个芯片容器之间的温度差。

进一步的，第一炉体上设置有温度测量孔，温度测量孔用于连接测温装置，以测量第一炉体的温度。优选地，温度测量孔的直径不小于2mm。通过限制温度测量孔的直径大小以保证能够对第一炉体进行温度测量。

进一步，支撑件与第二炉体的接触面积小于支撑件与第一炉体的接触面积的30％。通过这一设置，在保证支撑件对第二炉体的支撑作用下，还减小了通过支撑件传导至第二炉体的热量，以使第二炉体的受热更加均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的用于半导体的热处理装置的剖视图1；

图2为本实用新型提供的用于半导体的热处理装置的剖视图2；

图3为本实用新型提供的用于半导体的热处理装置的芯片容器剖视图；

图4为本实用新型提供的用于半导体的热处理装置的芯片容器使用示意图；

图5为本实用新型提供的用于半导体的热处理装置的上下表面温度差示意图。

附图标记：

1-第一炉体；2-第二炉体；3-芯片容器；4-支撑件；5-温度测量孔；

11-底板；12-侧板；13-盖板；

21-芯片加热空间；

31-容纳腔室；

32-放置台；33-上盖；

321-凹槽部；331-突起部。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种用于半导体的热处理装置,包括：第一炉体1和第二炉体2，第一炉体1用于对接加热装置，以通过加热装置对第一炉体1进行加热；第二炉体2位于第一炉体1的内部，第二炉体2用于对接第一炉体1传导的热量；第二炉体2的内部具有芯片加热空间21，芯片加热空间21通过第二炉体2传导热量以对至少两个芯片进行加热。本实用新型通过第二炉体2传导第一炉体1的热量，以使第二炉体2的热量分布更加均匀，从而降低加热时芯片上下表面的温度差，使芯片均匀退火，从而保证芯片退火的正常进行，并且通过降低温度差实现同时对多个芯片进行加热，提高了芯片生产的效率。

如图1-4所示，其中，第一炉体1具有底板11、侧板12和盖板13。底板11、侧板12和盖板13可彼此分离。底板11封闭侧板12的一端,盖板13封闭侧板12的另一端,从而在第一炉体1中形成第一密封空间。通过将第一炉体1设置由底板11、侧板12和盖板13多个部件构成，且底板11、侧板12和盖板13多个部件为可拆卸连接，使后续第二炉体2等设置变得更加容易。

其中，第一炉体1由设置在外部的加热装置加热。第一炉体1的加热可以采用热电子轰击法、高频加热法、电阻加热法、灯加热法等。热电子轰击法是通过在真空中用热电子照射第一炉体1来加热第一炉体1的方法。高频加热法是对第一炉体1施加高频波,使第一炉体1自身发热的方法。电阻加热法通过来自加热器的辐射加热第一炉体1的电阻加热方式。灯加热法是用灯加热第一炉体1的方法。

由于在进行退火时,第一炉体1的内部达到1600℃～2000℃的高温。因此第一炉体1优选地为石墨炉体。

如图1-4所示，第二炉体2内部设置有至少两个芯片容器3，芯片容器3内部具有用于容纳芯片的容纳腔室31。

至少两个芯片容器3沿第二炉体2的高度方向依次设置，且相邻两个芯片容器3之间预留间隙。

如图1-4所示，第一炉体1的内部的底面设置有支撑件4，支撑件4连接于第二炉体2的底板11。

如图1-4所示，支撑件4与第二炉体2的接触面积小于支撑件4与第一炉体1的接触面积的30％。

第一炉体1的厚度大于2mm且小于10mm。加热装置在进行高频加热时，第一炉体1的厚度优选为2mm以上,更优选为3mm以上。通过第一炉体1的厚度设置使第一炉体1能够充分吸收热量，从而使第二炉体2也能够获得热量，从而保证第二炉体2内部的加热空间的温度分布均匀。

在加热装置的加热不是高频加热的情况下,第一炉体1的厚度优选为10mm以下,更优选为5mm以下。当第一炉体1的厚度减小时,第一炉体1的热容量减小。因此,增加了第一炉体1的加热和冷却速度。加热/冷却速度越快,退火处理所需的时间越短。

在本实施例中，由于第一炉体1的底板11、侧板12和盖体的厚度不相同，所以，第一炉体1的厚度是指底板11、侧板12和盖体三者的平均厚度。

在其他实施例中，第一炉体1的底板11、侧板12和盖体的厚度相同，所以，第一炉体1的厚度是指底板11的厚度、或侧板12的厚度、或盖体的厚度。

如图1-4所示，第一炉体1上设置有温度测量孔5，温度测量孔5用于连接测温装置，以测量第一炉体1的温度。

其中，温度测量孔5的直径不小于2mm。温度测量孔5的直径优选地为2.5mm.通过温度测量孔5的直径设置可以更好的保证能够进行温度测量。

如图1-4所示，芯片容器3包括放置台32和上盖33，放置台32和上盖33中的其中一个设置有突起部331，另一个设置有凹槽部321，突起部331与凹槽部321相适配，以实现放置台32和上盖33的可拆卸连接。在退火进行前，需将上盖33打开，以将芯片放置于放置台32；在退火进行时，则将上盖33和放置台32连接，以实现芯片容器3的密封，从而保证芯片在密封环境下进行退火，保证芯片受热均匀，提高了芯片生产的效率。

在一个实施例中，放置台32设置有突起部331，上盖33设置有凹槽部321，突起部331与凹槽部321相适配，以实现放置台32和上盖33的可拆卸连接。

在另一个实施例中，放置台32设置有凹槽部321，上盖33设置有突起部331，突起部331与凹槽部321相适配，以实现放置台32和上盖33的可拆卸连接。

如图1-4所示，第二炉体2的侧部上设置有多个安装槽，安装槽与芯片容器3相适配，用于将芯片容器3嵌入于安装槽内。通过安装槽实现芯片容器3嵌设于第二炉体2内，安装结构方便简单，且嵌入式安装便于后续更换芯片容器3。

其中，第二炉体2的侧部为多个面板，多个面板中的相邻两个面板可拆卸连接，以形成第二炉体2的侧部。通过第二炉体2的侧部由多个可拆卸的面板组成、以及芯片容器3与第二炉体2之间的嵌入式连接，实现了第二炉体2、芯片容器3拆装方便，便于更换。

如图5所示，比较例为传统的用于半导体的热处理装置，直接通过一个炉体热传导实现芯片的加热；实施例为使用本实用新型的用于半导体的热处理装置。测定实施例的退火处理升温时的第二炉体的上下表面温度差。由于比较例只有一个炉体，则测定比较例芯片容器的上下表面的温度差。

在实施例中,退火处理时的第二炉体的上下表面的温度差为10℃以下。而在比较例中,退火处理时的芯片容器的上下表面的温度差为100℃以上。由此可见，本实用新型通过第二炉体传导第一炉体的热量，以使第二炉体的热量分布更加均匀，以使第二炉体内的芯片容器温差小，从而实现同时对多个半导体芯片进行退火处理，提高芯片的生产效率。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本实用新型中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，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者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。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

Claims (10)

1.一种用于半导体的热处理装置,其特征在于，包括：第一炉体和第二炉体，所述第一炉体用于对接加热装置，以通过所述加热装置对所述第一炉体进行加热；

所述第二炉***于所述第一炉体的内部，所述第二炉体用于对接所述第一炉体传导的热量；

所述第二炉体的内部具有芯片加热空间，所述芯片加热空间通过所述第二炉体传导热量以对至少两个芯片进行加热。

2.根据权利要求1所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述第二炉体内部设置有至少两个芯片容器，所述芯片容器内部具有用于容纳芯片的容纳腔室。

3.根据权利要求2所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，至少两个所述芯片容器沿所述第二炉体的高度方向依次设置，且相邻两个所述芯片容器之间预留间隙。

4.根据权利要求1所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述第一炉体的内部的底面设置有支撑件，所述支撑件连接于所述第二炉体的底部。

5.根据权利要求4所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述支撑件与所述第二炉体的接触面积小于所述支撑件与所述第一炉体的接触面积的30％。

6.根据权利要求1所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述第一炉体的厚度大于2mm且小于10mm。

7.根据权利要求1所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述第一炉体上设置有温度测量孔，所述温度测量孔用于连接测温装置，以测量所述第一炉体的温度。

8.根据权利要求7所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述温度测量孔的直径不小于2mm。

9.根据权利要求2所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述芯片容器包括放置台和上盖，所述放置台和所述上盖中的其中一个设置有突起部，另一个设置有凹槽部，所述突起部与所述凹槽部相适配，以实现所述放置台和所述上盖的可拆卸连接。

10.根据权利要求2所述的用于半导体的热处理装置，其特征在于，所述第二炉体的侧部上设置有多个安装槽，所述安装槽与所述芯片容器相适配，用于将所述芯片容器嵌入于所述安装槽内。