[实用新型]一种冷热一体的控温结构

说明书

本实用新型公开的一种冷热一体的控温结构，包括载片台、放丝槽、加热丝、冷却气体源和控制中心，其中，所述放丝槽分布在所述载片台内部，所述加热丝位于所述放丝槽中，所述冷却气体源连接所述放丝槽；所述控制中心连接所述加热丝和冷却气体源，所述控制中心用于调节加热丝的功率以及冷却气体的流动速率。本实用新型提供的一种冷热一体的控温结构，可以安全有效地实现温度控制，并且能够确保控温结构的温度均匀性。

技术领域

本实用新型涉及控温装置领域，具体涉及一种冷热一体的控温结构。

背景技术

温度在薄膜沉积反应中是至关重要的影响因素，其波动直接影响到在晶圆表面生长的薄膜质量。因此，集成电路制造过程中，在对晶圆表面进行薄膜沉积或反应时，晶圆和腔室空间中需要达到目标反应温度并且保证温度波动在可接受范围内。

目前，在集成电路制造过程中，反应多是在真空条件下进行的。真空环境由于缺乏导热介质，因此热传导性能差，不能对晶圆有效加热。针对此类情况，目前的解决方案是使用加热载片台，一方面加热载片台作为承载晶圆的承载体，另一方面加热载片台作为热源对晶圆进行加热使之达到反应温度。当半导体薄膜设备中有射频参与时，当射频激发的能量达到晶圆表面时，由于真空条件下热传导性能差，因此会导致温度在晶圆表面积累，使得晶圆表面温度升高，超出反应所需温度。最终会影响到薄膜质量。

为解决射频导致的温度升高对薄膜质量的影响，现有的半导体薄膜生长设备使用加热盘下部焊接冷却载片台。从而实现将加热和冷却结合的目的，以抑制晶圆反应温度波动。冷却载片台通常采用水冷和油冷等方式。通过加热盘和冷却盘结合，测温控温装置实现对反应温度的快速、准确控制。但当前的解决方案中，通过水冷和油冷等方式增加了设计难度、也对设备安全性带来一定风险。并且通过加热盘和冷却盘焊接的方式也会给冷却均匀性带来一定的影响。

因此，需要提出一种简单便捷的方法以实现控温结构加热和冷却，并且要保证温度的准确和均匀控制，进而避免薄膜沉积过程中温度大幅度的波动。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冷热一体的控温结构，可以安全有效地实现温度控制，并且能够确保控温结构的温度均匀性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种冷热一体的控温结构，包括载片台、放丝槽、加热丝、冷却气体源和控制中心，其中，所述放丝槽分布在所述载片台内部，所述加热丝位于所述放丝槽中，所述冷却气体源连接所述放丝槽；所述控制中心连接所述加热丝和冷却气体源，所述控制中心用于调节加热丝的功率以及冷却气体的流动速率。

进一步地，所述控温结构还包括气体回收单元，所述放丝槽的一端连接所述冷却气体源，另一端连接所述气体回收单元。

进一步地，所述控温结构还包括温度测量单元，所述温度测量单元位于所述载片台表面，所述温度测量单元连接所述控制中心。

进一步地，所述温度测量单元包括热电偶。

进一步地，所述冷却气体源输出的气体包括氮气。

进一步地，所述载片台自上而下包括表面层、放丝层和支撑层，所述支撑层的底部连接基座。

进一步地，所述放丝槽均匀分布在所述放丝层中。

进一步地，所述放丝槽呈螺旋状或圆环形或放射状或放射状加圆环状。

进一步地，所述载片台以基座为轴心，在水平面内做旋转运动。

进一步地，所述载片台的水平截面为圆形。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的优点在于将加热和冷却结合一起，均在放丝槽中进行，通过调节加热丝的功率以及冷却气体的流动速率，可以调节放丝槽中的温度，并且放丝槽均匀分布在载片台的中间层内，可以有效地控制载片台表面层的温度，进而实现良好的控温功能以及较好的温度均匀性。