本說(shuō)明書(shū)涉及半導(dǎo)體制造，特別涉及一種基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，晶圓常需要被加熱到1000℃以上，因此對(duì)晶圓表面的溫度監(jiān)測(cè)是十分必要的。此外，晶圓表面溫度的精確測(cè)量有助于優(yōu)化工藝制造水平，推動(dòng)半導(dǎo)體制造業(yè)的發(fā)展。常用的晶圓測(cè)溫手段有電阻式測(cè)溫、熱電偶式測(cè)溫以及熒光光纖測(cè)溫等，其中電阻式測(cè)溫在高溫下的測(cè)量難度較大，復(fù)現(xiàn)水平較差；熒光光纖測(cè)溫在低于200℃時(shí)精度較高，溫度較高時(shí)則受限于材料等因素難以進(jìn)行接觸式測(cè)量，非接觸式測(cè)量水平相對(duì)較差。

2、傳統(tǒng)的熱電偶式晶圓測(cè)溫技術(shù)所采用的熱電偶主要為熱電偶，測(cè)溫不確定度介于±1.5℃~2.5℃之間，不確定度較高。此外，傳統(tǒng)熱電偶所采用的電偶絲只含有一對(duì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體，測(cè)溫過(guò)程中產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的信號(hào)強(qiáng)度有限，導(dǎo)致測(cè)量精度有限。在測(cè)量過(guò)程中，熱電偶冷端溫度不均勻，使得實(shí)際測(cè)量值與真實(shí)溫度值存在差異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置解決了熱電偶晶圓測(cè)溫精度不高的問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置，包括：測(cè)溫晶圓、通過(guò)測(cè)溫點(diǎn)位布置于所述測(cè)溫晶圓外表面設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器和常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器、與所述堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器和所述常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器連接的傳輸導(dǎo)線(xiàn)、位于所述傳輸導(dǎo)線(xiàn)外側(cè)的真空貫穿帶、與所述傳輸導(dǎo)線(xiàn)連接的測(cè)溫晶圓數(shù)據(jù)采集儀、與所述測(cè)溫晶圓數(shù)據(jù)采集儀遠(yuǎn)程連接的信號(hào)接收裝置和上位機(jī)。

3、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過(guò)串聯(lián)熱電偶形成堆棧式的結(jié)構(gòu)，可以放大溫度信號(hào)，從而大大提升測(cè)溫精度；通過(guò)對(duì)熱電偶的冷端實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償或控溫，保持冷端的恒定溫度，大大提高測(cè)溫精度；對(duì)晶圓表面的關(guān)鍵點(diǎn)位處進(jìn)行堆棧式熱電偶的布置，可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)溫需求，保證測(cè)溫精度同時(shí)降低成本。

4、進(jìn)一步地，所述測(cè)溫晶圓的測(cè)溫點(diǎn)位按環(huán)狀均勻分布；其中，所述測(cè)溫點(diǎn)位包括常規(guī)測(cè)溫點(diǎn)位和關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位，所述常規(guī)測(cè)溫點(diǎn)位和所述關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位按均勻分布式或區(qū)域分布式分布。

5、晶圓表面的關(guān)鍵點(diǎn)位處進(jìn)行堆棧式熱電偶的布置，晶圓表面的測(cè)溫點(diǎn)位按環(huán)狀均勻分布，可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)溫需求，保證測(cè)溫精度，同時(shí)降低成本。

6、進(jìn)一步地，所述堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器基于所述關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位與測(cè)溫晶圓粘接，所述常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器基于所述常規(guī)測(cè)溫點(diǎn)位與測(cè)溫晶圓粘接。

7、基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體間的貝塞克效應(yīng)，在測(cè)溫過(guò)程中將晶圓表面的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電路結(jié)構(gòu)兩端的熱電勢(shì)信號(hào)，基于串聯(lián)電路的基本性質(zhì)有效地放大了熱電勢(shì)信號(hào)，提高檢測(cè)精度。

8、進(jìn)一步地，所述堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器包括第一測(cè)溫電偶絲和第二測(cè)溫電偶絲，所述第一測(cè)溫電偶絲和所述第二測(cè)溫電偶絲串聯(lián)連接。

9、基于串聯(lián)電路得基本性質(zhì)連接測(cè)溫電偶絲，能有效放大晶圓表面的熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，大大提高溫度測(cè)量精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置，其特征在于，包括：測(cè)溫晶圓（1）、通過(guò)測(cè)溫點(diǎn)位布置于所述測(cè)溫晶圓（1）外表面設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器（2）和常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器（3）、與所述堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器（2）和所述常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器（3）連接的傳輸導(dǎo)線(xiàn)（4）、位于所述傳輸導(dǎo)線(xiàn)（4）外側(cè)的真空貫穿帶（5）、與所述傳輸導(dǎo)線(xiàn)（4）連接的測(cè)溫晶圓數(shù)據(jù)采集儀（6）、與所述測(cè)溫晶圓數(shù)據(jù)采集儀（6）遠(yuǎn)程連接的信號(hào)接收裝置（7）和上位機(jī)（8）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置，其特征在于，所述測(cè)溫晶圓（1）的測(cè)溫點(diǎn)位按環(huán)狀均勻分布；其中，所述測(cè)溫點(diǎn)位包括常規(guī)測(cè)溫點(diǎn)位和關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位，所述常規(guī)測(cè)溫點(diǎn)位和所述關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位按均勻分布式或區(qū)域分布式分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置，其特征在于，所述堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器（2）基于所述關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位與測(cè)溫晶圓（1）粘接，所述常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器（3）基于所述常規(guī)測(cè)溫點(diǎn)位與測(cè)溫晶圓（1）粘接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置，其特征在于，所述堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器（2）包括第一測(cè)溫電偶絲（21）和第二測(cè)溫電偶絲（22），所述第一測(cè)溫電偶絲（21）和所述第二測(cè)溫電偶絲（22）串聯(lián)連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于堆棧式熱電偶的晶圓測(cè)溫裝置，涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括測(cè)溫晶圓、通過(guò)測(cè)溫點(diǎn)位布置于所述測(cè)溫晶圓外表面設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器和常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器、與堆棧式熱電偶測(cè)溫傳感器和常規(guī)熱電偶測(cè)溫傳感器連接的傳輸導(dǎo)線(xiàn)、位于傳輸導(dǎo)線(xiàn)外側(cè)的真空貫穿帶、與傳輸導(dǎo)線(xiàn)連接的測(cè)溫晶圓數(shù)據(jù)采集儀、與測(cè)溫晶圓數(shù)據(jù)采集儀遠(yuǎn)程連接的信號(hào)接收裝置和上位機(jī)。本發(fā)明解決了熱電偶晶圓測(cè)溫精度不高的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：孫建平,王光耀,李婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19