一种BCB钝化装置及其使用方法与流程

本发明涉及bcb钝化工艺，特别是涉及一种bcb钝化装置及其使用方法。

背景技术：

1、随着半导体行业的快速发展以及光通信传输技术的广泛应用，数据传输速率从10g逐步演进至400g、800g乃至更高速率。其中，苯并环丁烯（benzocyclobutene，简称为bcb）钝化工艺是高速光芯片制备过程中不可或缺的关键工艺。尤其面向高速光电探测器、光电二极管（photodiode，简称为pd）、晶圆与探测类功能芯片量产场景，bcb钝化层直接包裹探测器感光有源区、晶圆微电路与芯片电极，温度不均极易造成探测器暗电流劣化、晶圆介质层开裂、芯片光电响应一致性变差。

2、现有bcb钝化工艺存在温度控制精度不足的问题：传统方案依据设备设计阶段计算得到的负载确定加热单元容量，该方式难以同时兼顾控温速率与控温精度，温控过程中温度需在设定值附近多次震荡后方可趋于稳定，即便达到稳态，控温精度仍会受到制约。同时受加热单元容量限制，当负载波动较大时，加热响应会出现滞后，进一步降低控温精度。在bcb钝化工艺中，温度控制的精度与温度均匀性直接决定固化效果与产品质量。上述问题会造成bcb胶体反应速率偏低、固化周期长，无法保证材料充分交联固化，还会诱发裂纹、器件形变，甚至产生副反应，劣化固化产物性能。对于pd探测器、探测芯片与整片加工晶圆而言，局部温差会导致探测器光敏面bcb交联度不一致，晶圆片内不同区域钝化膜厚度、绝缘性能差异显著，造成晶圆、探测器芯片良率不佳。

3、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是现有bcb钝化装置的温度控制精度不足导致固化效果和产品质量不佳的问题。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种bcb钝化装置，包括真空管1和套设在所述真空管1上的温控单元2；

4、所述温控单元2包括导向结构20和沿所述真空管1的轴向布设的至少一个温控环21，所述导向结构20用于调整所述温控环21的轴向位置，所述温控环21上沿环向设置有若干个吹气孔2100，通过调整所述吹气孔2100输出换热气体的角度对所述真空管1进行温控。

5、进一步地，所述温控环21包括吹气管道210和转向组件211，所述吹气孔2100设置在所述吹气管道210的出气端；

6、所述转向组件211用于驱动所述吹气管道210倾斜，使得所述换热气体可选择地吹向所述真空管1的外壁。

7、进一步地，所述温控环21还包括送气环212和转向环213，所述送气环212连通所述吹气管道210，所述吹气孔2100从所述转向环213的通孔2130中穿出；

8、所述转向组件211用于驱动所述转向环213相对于所述送气环212发生扭转，以改变所述吹气管道210与所述真空管1的轴线之间的夹角。

9、进一步地，所述转向组件211包括设置在所述送气环212上的转向杆2110和设置在所述转向环213上的弧形槽2111；

10、所述转向杆2110的一端与所述送气环212转动连接，所述转向杆2110的另一端固定有齿轮2112，所述弧形槽2111的一侧壁上设置有内齿条2113，所述齿轮2112与所述内齿条2113咬合，所述转向杆2110旋转带动所述转向环213转动。

11、进一步地，所述真空管1内设置有至少一个温度传感器，根据所述温度传感器采集到的温度驱动所述转向杆2110旋转。

12、进一步地，所述温控环21还包括套设在所述转向环213外侧的套环214，所述转向环213的外侧壁上设置有滚动件2131，所述套环214的内壁上开设有滑道2140，所述滚动件2131内嵌在所述滑道2140中使得所述转向环213能够在所述套环214内转动。

13、进一步地，所述送气环212内设置有环向空腔2120，所有所述吹气管道210均和所述环向空腔2120连通；

14、所述吹气管道210的进气端为球头2101，所述球头2101内嵌于所述环向空腔2120内，所述球头2101在所述环向空腔2120内旋转以改变所述吹气管道210与所述真空管1的轴线之间的夹角。

15、进一步地，所述导向结构20与所述温控环21一一对应，所述温控环21悬挂在对应的所述导向结构20上，所述温控环21能够沿着所述导向结构20轴向移动；

16、所述导向结构20包括传动杆200和支撑杆201，所述温控环21的外壁上设置有双环件215，所述双环件215包括第一套管2150和第二套管2151，所述第一套管2150套设在所述传动杆200上，所述第二套管2151套设在所述支撑杆201上，所述第一套管2150在所述传动杆200上移动以带动所述第二套管2151在所述支撑杆201上移动。

17、进一步地，所述真空管1内设置有至少一个匀流板10，所述匀流板10用于调节所述真空管1内不同位置的温度。

18、第二方面，本发明提供一种bcb钝化装置的使用方法，使用上述bcb钝化装置，包括：

19、对所述真空管1进行抽真空，并注入惰性气体进行气体置换；

20、根据所述真空管1内待钝化芯片3的位置设置所述温控环21的预设轴向位置，根据温控要求设置所述换热气体的参数和输出角度；

21、通过所述导向结构20将所述温控环21移动至所述预设轴向位置，输出所述换热气体对所述真空管1进行温控。

22、本发明的有益效果在于：通过所述导向结构调整所述温控环相对于所述真空管的轴向位置，所述吹气孔输出换热气体的角度以及换热气体的参数（如温度、流量和速率等）能够灵活调整，使得温控单元能够对所述真空管的任意位置进行高精度温控，从而优化了固化效果，提升了产品良率；

23、进一步地，所述温控单元能够实现对整片晶圆、阵列式pd探测器、多颗探测芯片钝化时分区独立精准控温，大幅降低探测器暗电流离散性，提升晶圆片内、批次间器件光电性能一致性。

1.一种bcb钝化装置，其特征在于，包括真空管（1）和套设在所述真空管（1）上的温控单元（2）；

2.根据权利要求1所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述温控环（21）包括吹气管道（210）和转向组件（211），所述吹气孔（2100）设置在所述吹气管道（210）的出气端；

3.根据权利要求2所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述温控环（21）还包括送气环（212）和转向环（213），所述送气环（212）连通所述吹气管道（210），所述吹气孔（2100）从所述转向环（213）的通孔（2130）中穿出；

4.根据权利要求3所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述转向组件（211）包括设置在所述送气环（212）上的转向杆（2110）和设置在所述转向环（213）上的弧形槽（2111）；

5.根据权利要求4所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述真空管（1）内设置有至少一个温度传感器，根据所述温度传感器采集到的温度驱动所述转向杆（2110）旋转。

6.根据权利要求3所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述温控环（21）还包括套设在所述转向环（213）外侧的套环（214），所述转向环（213）的外侧壁上设置有滚动件（2131），所述套环（214）的内壁上开设有滑道（2140），所述滚动件（2131）内嵌在所述滑道（2140）中使得所述转向环（213）能够在所述套环（214）内转动。

7.根据权利要求3所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述送气环（212）内设置有环向空腔（2120），所有所述吹气管道（210）均和所述环向空腔（2120）连通；

8.根据权利要求1所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述导向结构（20）与所述温控环（21）一一对应，所述温控环（21）悬挂在对应的所述导向结构（20）上，所述温控环（21）能够沿着所述导向结构（20）轴向移动；

9.根据权利要求1-8任一项所述的bcb钝化装置，其特征在于，所述真空管（1）内设置有至少一个匀流板（10），所述匀流板（10）用于调节所述真空管（1）内不同位置的温度。

10.一种bcb钝化装置的使用方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的bcb钝化装置，包括：