一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法技术

本发明专利技术的一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，包括以下步骤：(1)收集基础参数；(2)建立加热板及内部发热元件初始三维模型；(3)将建立的加热板及内部发热元件初始三维模型导入温度仿真软件，并在温度仿真软件中划分网格；(4)进行材料参数设置；(5)设置仿真初始条件、边界条件；(6)进行仿真运算；(7)将加热元件数量、尺寸、形状、分布、材料参数、边界条件导出，用于晶圆加热板的实物制作。本发明专利技术提供了一种数值仿真方法，用于对晶圆加热板表面温度进行数值仿真，得到加热盘表面温度分布情况，为加热元件优化提供参考，改变了现有的依靠经验完成加热元件优化的通用方法。靠经验完成加热元件优化的通用方法。靠经验完成加热元件优化的通用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法


[0001]本专利技术涉及一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，属于半导体领域。

技术介绍

[0002]晶圆是指制作芯片所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。在半导体领域，通常涉及到将通过性能测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片，这个加工过程被称为半导体封装。生产线上的晶圆在封装时，在一些工序中需先对晶圆加热，然后再对晶圆进行加工，因此，晶圆加热板在半导体领域应用广泛。
[0003]晶圆加热过程对晶圆加热板的表面温度分布均匀性要求较高，目前大多数都是通过优化加热方式、加热元件构造来提高加热板的温度均匀性。已公开的专利技术专利“一种反应腔及镀膜设备(CN202210926474)”中提供了一种反应腔及镀膜设备：反应腔包括本体、加热器、晶圆和承托机构，加热器、晶圆和承托机构均设于本体内；晶圆的边缘搭接在承托机构的承托部上，且承托部的下表面与加热器的上表面贴合，因此晶圆的边缘采用热传导的方式加热，而晶圆的中部区域的加热方式为加热器通过加热间隙进行热辐射，晶圆边缘由热辐射改为热传导的加热方式，热传导的传热效果更好，可以提高晶圆边缘区域的温度，进而缩小晶圆中心和边缘的温度差，提高晶圆的温度分布均匀性。已公开的专利技术专利“晶圆的热处理装置(CN202210914055)”中提供了一种晶圆的热处理装置；其中，晶圆的热处理装置包括：腔体、托盘、微波发生器、第一泵体和加热部；腔体具有第一侧壁、第二侧壁、顶面和底面，第一侧壁开设第一开口，第二侧壁开设第二开口；托盘设置在腔体的腔室内；微波发生器与第一开口连接；第一泵体与第二开口连接；加热部包括加热灯和石英板，顶面和底面均设置加热灯，石英板与加热灯连接，石英板形成有第一透光区，第一透光区的外围形成第二透光区，第一透光区的透光率大于第二透光区；利用石英板不同透光率的透光区的配合，可以实现对晶圆的高效率、高均匀性的加热。已公开的技术专利“半导体工艺设备及其预热腔室(CN202220730521)”中提供了一种半导体工艺设备及其预热腔室；该预热腔室用于在执行工艺之前对晶圆进行预热，包括：腔室本体及控温装置；腔室本体内具有容置空间，并且容置空间内设置有支撑组件，支撑组件用于与晶圆的边缘配合，以用于承载多个层叠且间隔设置的晶圆；控温装置包括有加热组件，加热组件设置于容置空间内，加热组件能选择性移动至支撑组件之间，并且与支撑组件层叠设置，以分别对多个晶圆进行加热，加热组件分别与多个晶圆的底面完全接触，使得晶圆与加热组件的接触面积较大，从而大幅提高温度均匀性。
[0004]从已经公开的技术方案来看，现有的晶圆加热装置及加热方法，大多数是通过从宏观层面优化加热盘数量、加热丝的分布情况来提高加热过程中的温度分布均匀性，而针对加热盘数量、加热丝分布情况的优化大多数是通过经验完成，优化效果较差。本专利技术的目的就是提供一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，利用该方法，对加热盘数量、加
热丝的分布情况进行优化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，通过仿真测试，在制作加热板前就可以得到加热板表面温度，根据表面温度调整加热板内部发热元件，使加热板表面温度趋于一致。
[0006]为达到以上技术目的，本专利技术提供以下技术方案。
[0007]一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，依次包括以下步骤：
[0008](1)收集基础参数，在进行仿真前需要收集的基础参数包括加热板的形状、尺寸，以及加热元件的数量、尺寸、形状、分布情况，以及加热板、加热元件的材料参数。
[0009](2)建立加热板及内部发热元件初始三维模型：对初步设计的加热板及内部发热元件进行三维建模，模型中涉及到的参数包括加热板的形状、尺寸，以及加热元件的数量、尺寸、形状、分布情况，加热板及内部发热元件初始模型按实物尺寸1：1构建。
[0010](3)将建立的加热板及内部发热元件初始三维模型导入温度仿真软件，并在温度仿真软件中划分网格。
[0011](4)进行材料参数设置：根据设计的材料属性，在温度仿真软件中分别设置加热板、加热元件的材料参数。
[0012](5)设置仿真初始条件、边界条件。
[0013](6)进行仿真运算，根据温度仿真结果调整加热元件数量、形状、分布、材料参数、边界条件，直到加热板上的温度最大值与最小值差距在2℃以内。
[0014](7)将加热板上的温度最大值与最小值差距在2℃以内条件下的加热元件数量、尺寸、形状、分布、材料参数、边界条件导出，用于晶圆加热板的实物制作。
[0015]本专利技术所述的三维建模工具为CAD、Solidworks、3DMax中的一个或多个商业软件。
[0016]本专利技术所述的温度仿真软件为Comsol、Thermo
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calc、Simheat中的一个或多个商业软件。
[0017]本专利技术所述的材料参数包括材料类型、比热容、密度、导热系数。
[0018]本专利技术所述的初始条件为温度初始条件，即在加热前整个模型的初始温度值。
[0019]本专利技术所述的边界条件包括绝热边界、边界辐射值、热源。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，提供了一种数值仿真方法，用于对晶圆加热板表面温度进行数值仿真，得到加热盘表面温度分布情况，为加热元件优化提供参考，改变了现有的依靠经验完成加热元件优化的通用方法。
附图说明
[0021]图1是实施例1中优化前的加热板示意图。
[0022]图2是实施例1中优化前的温度场仿真结果图。
[0023]图3是实施例1中优化后的加热板示意图。
[0024]图4是实施例1中优化后的温度场仿真结果图。
[0025]图5是实施例2中优化前的加热板示意图。
[0026]图6是实施例2中优化前的温度场仿真结果图。
[0027]图7是实施例2中优化后的温度场仿真结果图。
具体实施方式
[0028]下面根据附图和实施例进一步说明本专利技术。
[0029]实施例1：
[0030](1)收集基础参数，加热板的形状、加热元件的形状和分布情况如图1所示，加热板直径为500mm，包含3个加热元件，加热元件直径分别为450、350、250mm，加热板材料类型为铝、比热容为900J/(kg
·
℃)、密度为2700kg/m3、导热系数为200W/(m
·
℃)，加热元件材料类型为镍铁合金、比热容为450J/(kg
·
℃)、密度为8300kg/m3、导热系数为17.2W/(m
·
℃)。
[0031](2)建立加热板及内部发热元件初始三维模型：利用商业软件Sol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆加热板表面温度均匀性仿真测试方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)收集基础参数，在进行仿真前需要收集的基础参数包括加热板的形状、尺寸，以及加热元件的数量、尺寸、形状、分布情况，以及加热板、加热元件的材料参数。(2)建立加热板及内部发热元件初始三维模型：对初步设计的加热板及内部发热元件进行三维建模，模型中涉及到的参数包括加热板的形状、尺寸，以及加热元件的数量、尺寸、形状、分布情况，加热板及内部发热元件初始模型按实物尺寸1：1构建。(3)将建立的加热板及内部发热元件初始三维模型导入温度仿真软件，并在温度仿真软件中划分网格。(4)进行材料参数设置：根据设计的材料属性，在温度仿真软件中分别设置加热板、加热元件的材料参数。(5)设置仿真初始条件、边界条件。(6)进行仿真运算，根据温度仿真结果调整加热元件数量、形状、分布、材料参数、边界条件，直到加热板上的温度最大值与最小值差距在2℃以内。(7)将加热板上的温度最大值与最小值差距在2℃以内条件下的加热元件数量、尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑旺，武晓文，
申请(专利权)人：杭州量动自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：