本發明專利技術的一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，包括以下步驟：(1)收集基礎參數；(2)建立加熱板及內部發熱元件初始三維模型；(3)將建立的加熱板及內部發熱元件初始三維模型導入溫度仿真軟件，并在溫度仿真軟件中劃分網格；(4)進行材料參數設置；(5)設置仿真初始條件、邊界條件；(6)進行仿真運算；(7)將加熱元件數量、尺寸、形狀、分布、材料參數、邊界條件導出，用于晶圓加熱板的實物制作。本發明專利技術提供了一種數值仿真方法，用于對晶圓加熱板表面溫度進行數值仿真，得到加熱盤表面溫度分布情況，為加熱元件優化提供參考，改變了現有的依靠經驗完成加熱元件優化的通用方法。靠經驗完成加熱元件優化的通用方法。靠經驗完成加熱元件優化的通用方法。
【技術實現步驟摘要】
一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法
[0001]本專利技術涉及一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，屬于半導體領域。
技術介紹
[0002]晶圓是指制作芯片所用的硅晶片，其原始材料是硅，高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅，硅晶棒在經過研磨、拋光、切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。在半導體領域，通常涉及到將通過性能測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片，這個加工過程被稱為半導體封裝。生產線上的晶圓在封裝時，在一些工序中需先對晶圓加熱，然后再對晶圓進行加工，因此，晶圓加熱板在半導體領域應用廣泛。
[0003]晶圓加熱過程對晶圓加熱板的表面溫度分布均勻性要求較高，目前大多數都是通過優化加熱方式、加熱元件構造來提高加熱板的溫度均勻性。已公開的專利技術專利“一種反應腔及鍍膜設備(CN202210926474)”中提供了一種反應腔及鍍膜設備：反應腔包括本體、加熱器、晶圓和承托機構，加熱器、晶圓和承托機構均設于本體內；晶圓的邊緣搭接在承托機構的承托部上，且承托部的下表面與加熱器的上表面貼合，因此晶圓的邊緣采用熱傳導的方式加熱，而晶圓的中部區域的加熱方式為加熱器通過加熱間隙進行熱輻射，晶圓邊緣由熱輻射改為熱傳導的加熱方式，熱傳導的傳熱效果更好，可以提高晶圓邊緣區域的溫度，進而縮小晶圓中心和邊緣的溫度差，提高晶圓的溫度分布均勻性。已公開的專利技術專利“晶圓的熱處理裝置(CN202210914055)”中提供了一種晶圓的熱處理裝置；其中，晶圓的熱處理裝置包括：腔體、托盤、微波發生器、第一泵體和加熱部；腔體具有第一側壁、第二側壁、頂面和底面，第一側壁開設第一開口，第二側壁開設第二開口；托盤設置在腔體的腔室內；微波發生器與第一開口連接；第一泵體與第二開口連接；加熱部包括加熱燈和石英板，頂面和底面均設置加熱燈，石英板與加熱燈連接，石英板形成有第一透光區，第一透光區的外圍形成第二透光區，第一透光區的透光率大于第二透光區；利用石英板不同透光率的透光區的配合，可以實現對晶圓的高效率、高均勻性的加熱。已公開的技術專利“半導體工藝設備及其預熱腔室(CN202220730521)”中提供了一種半導體工藝設備及其預熱腔室；該預熱腔室用于在執行工藝之前對晶圓進行預熱，包括：腔室本體及控溫裝置；腔室本體內具有容置空間，并且容置空間內設置有支撐組件，支撐組件用于與晶圓的邊緣配合，以用于承載多個層疊且間隔設置的晶圓；控溫裝置包括有加熱組件，加熱組件設置于容置空間內，加熱組件能選擇性移動至支撐組件之間，并且與支撐組件層疊設置，以分別對多個晶圓進行加熱，加熱組件分別與多個晶圓的底面完全接觸，使得晶圓與加熱組件的接觸面積較大，從而大幅提高溫度均勻性。
[0004]從已經公開的技術方案來看，現有的晶圓加熱裝置及加熱方法，大多數是通過從宏觀層面優化加熱盤數量、加熱絲的分布情況來提高加熱過程中的溫度分布均勻性，而針對加熱盤數量、加熱絲分布情況的優化大多數是通過經驗完成，優化效果較差。本專利技術的目的就是提供一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，利用該方法，對加熱盤數量、加
熱絲的分布情況進行優化。
技術實現思路
[0005]本專利技術的目的在于提供一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，通過仿真測試，在制作加熱板前就可以得到加熱板表面溫度，根據表面溫度調整加熱板內部發熱元件，使加熱板表面溫度趨于一致。
[0006]為達到以上技術目的，本專利技術提供以下技術方案。
[0007]一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，依次包括以下步驟：
[0008](1)收集基礎參數，在進行仿真前需要收集的基礎參數包括加熱板的形狀、尺寸，以及加熱元件的數量、尺寸、形狀、分布情況，以及加熱板、加熱元件的材料參數。
[0009](2)建立加熱板及內部發熱元件初始三維模型：對初步設計的加熱板及內部發熱元件進行三維建模，模型中涉及到的參數包括加熱板的形狀、尺寸，以及加熱元件的數量、尺寸、形狀、分布情況，加熱板及內部發熱元件初始模型按實物尺寸1：1構建。
[0010](3)將建立的加熱板及內部發熱元件初始三維模型導入溫度仿真軟件，并在溫度仿真軟件中劃分網格。
[0011](4)進行材料參數設置：根據設計的材料屬性，在溫度仿真軟件中分別設置加熱板、加熱元件的材料參數。
[0012](5)設置仿真初始條件、邊界條件。
[0013](6)進行仿真運算，根據溫度仿真結果調整加熱元件數量、形狀、分布、材料參數、邊界條件，直到加熱板上的溫度最大值與最小值差距在2℃以內。
[0014](7)將加熱板上的溫度最大值與最小值差距在2℃以內條件下的加熱元件數量、尺寸、形狀、分布、材料參數、邊界條件導出，用于晶圓加熱板的實物制作。
[0015]本專利技術所述的三維建模工具為CAD、Solidworks、3DMax中的一個或多個商業軟件。
[0016]本專利技術所述的溫度仿真軟件為Comsol、Thermo
?
calc、Simheat中的一個或多個商業軟件。
[0017]本專利技術所述的材料參數包括材料類型、比熱容、密度、導熱系數。
[0018]本專利技術所述的初始條件為溫度初始條件，即在加熱前整個模型的初始溫度值。
[0019]本專利技術所述的邊界條件包括絕熱邊界、邊界輻射值、熱源。
[0020]與現有技術相比，本專利技術的有益效果：本專利技術提供的一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，提供了一種數值仿真方法，用于對晶圓加熱板表面溫度進行數值仿真，得到加熱盤表面溫度分布情況，為加熱元件優化提供參考，改變了現有的依靠經驗完成加熱元件優化的通用方法。
附圖說明
[0021]圖1是實施例1中優化前的加熱板示意圖。
[0022]圖2是實施例1中優化前的溫度場仿真結果圖。
[0023]圖3是實施例1中優化后的加熱板示意圖。
[0024]圖4是實施例1中優化后的溫度場仿真結果圖。
[0025]圖5是實施例2中優化前的加熱板示意圖。
[0026]圖6是實施例2中優化前的溫度場仿真結果圖。
[0027]圖7是實施例2中優化后的溫度場仿真結果圖。
具體實施方式
[0028]下面根據附圖和實施例進一步說明本專利技術。
[0029]實施例1：
[0030](1)收集基礎參數，加熱板的形狀、加熱元件的形狀和分布情況如圖1所示，加熱板直徑為500mm，包含3個加熱元件，加熱元件直徑分別為450、350、250mm，加熱板材料類型為鋁、比熱容為900J/(kg
·
℃)、密度為2700kg/m3、導熱系數為200W/(m
·
℃)，加熱元件材料類型為鎳鐵合金、比熱容為450J/(kg
·
℃)、密度為8300kg/m3、導熱系數為17.2W/(m
·
℃)。
[0031](2)建立加熱板及內部發熱元件初始三維模型：利用商業軟件Sol本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種晶圓加熱板表面溫度均勻性仿真測試方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)收集基礎參數，在進行仿真前需要收集的基礎參數包括加熱板的形狀、尺寸，以及加熱元件的數量、尺寸、形狀、分布情況，以及加熱板、加熱元件的材料參數。(2)建立加熱板及內部發熱元件初始三維模型：對初步設計的加熱板及內部發熱元件進行三維建模，模型中涉及到的參數包括加熱板的形狀、尺寸，以及加熱元件的數量、尺寸、形狀、分布情況，加熱板及內部發熱元件初始模型按實物尺寸1：1構建。(3)將建立的加熱板及內部發熱元件初始三維模型導入溫度仿真軟件，并在溫度仿真軟件中劃分網格。(4)進行材料參數設置：根據設計的材料屬性，在溫度仿真軟件中分別設置加熱板、加熱元件的材料參數。(5)設置仿真初始條件、邊界條件。(6)進行仿真運算，根據溫度仿真結果調整加熱元件數量、形狀、分布、材料參數、邊界條件，直到加熱板上的溫度最大值與最小值差距在2℃以內。(7)將加熱板上的溫度最大值與最小值差距在2℃以內條件下的加熱元件數量、尺寸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭旺，武曉文，
申請(專利權)人：杭州量動自動化設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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