[發明專利]加熱裝置及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201210457542.2
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103811246A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 張陽;趙夢欣
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01J37/02
• 分類號: H01J37/02;H01J37/32
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及半導體設備制造技術領域，具體地，涉及一種加熱裝置及等離子體加工設備。

背景技術

等離子體加工設備是加工半導體器件的常用設備，在進行諸如刻蝕、濺射、物理氣相沉積和化學氣相沉積等工藝過程中，常常需要借助加熱裝置對被加工工件進行加熱，例如在進行ITO(Indium?TinOxide，摻錫氧化銦)薄膜沉積工藝時，需要借助加熱裝置對藍寶石基片加熱至300℃左右。

此外，現有的等離子體加工設備通常采用托盤搬運的方式實現同時搬運和加熱多個被加工工件，以提高生產效率，這就對加熱裝置的加熱均勻性提出了一定的要求，以保證能夠均勻地對置于托盤上的被加工工件進行加熱?，F階段，加熱裝置通常采用直線形燈管，該直線形燈管設置在托盤的下方，用以采用熱輻射的方式加熱托盤，從而間接加熱置于托盤上的被加工工件。

然而，上述直線形燈管在實際應用中不可避免地存在以下問題：由于單根直線形燈管因自身形狀的限制而無法均勻地分布在托盤的下方，因而托盤的靠近直線形燈管的區域所獲得的熱量比托盤的遠離直線形燈管的區域所獲得的熱量多，導致托盤的溫度不均勻，從而使置于托盤上的被加工工件的溫度不均勻，進而降低了產品質量。雖然通過采用相對于托盤所在平面均勻分布的多根直線形燈管，也可以實現均勻地加熱托盤，但是，這又會出現以下問題，即：由于多根直線形燈管的接線端的數量較多，這增加了與該接線端連接的導電部件的數量，以及用于包覆導電部件以防止其真空打火的保護罩的結構復雜性，從而提高了加熱裝置的加工難度和制造成本。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種加熱裝置及等離子體加工設備，其不僅加工難度和制造成本低，而且可以提高加熱裝置的加熱均勻性，從而可以提高產品質量。

為實現本發明的目的而提供一種加熱裝置，用于加熱承載有被加工工件的托盤，其包括支撐底座、支撐柱和加熱單元，其中，所述加熱單元設置在所述支撐底座的上方；所述支撐柱與所述支撐底座固定連接，并且所述支撐柱的頂端高于所述加熱單元的頂端，用以支撐所述托盤；所述加熱單元包括采用熱輻射的方式朝向所述托盤輻射熱量的發熱元件，所述發熱元件包括螺旋狀輻射體，所述螺旋狀輻射體圍繞所述托盤的中心線且沿所述托盤的徑向均勻纏繞，并且所述螺旋狀輻射體具有靠近所述托盤的中心線的第一接線端和靠近所述托盤的邊緣的第二接線端。

其中，所述發熱元件為紅外輻射燈或電阻絲。

其中，所述發熱元件還包括第一接線、第二接線、第一接線保護罩和第二接線保護罩，其中，所述第一接線保護罩的頂端與所述第一接線端連接，所述第一接線保護罩的底端在所述支撐底座的邊緣位置處貫穿所述支撐底座的厚度，并延伸至所述支撐底座的下方；所述第一接線位于所述第一接線保護罩的內部，且所述第一接線的一端與所述第一接線端連接；所述第二接線保護罩的頂端與所述第二接線端連接，所述第二接線保護罩的底端在所述支撐底座的邊緣位置處貫穿所述支撐底座的厚度，并延伸至所述支撐底座的下方；所述第二接線位于所述第二接線保護罩的內部，且所述第二接線的一端與所述第二接線端連接；所述第一接線保護罩和第二接線保護罩采用陶瓷或石英制作。

其中，所述加熱單元還包括：導電部件、真空電極以及電源，其中，所述真空電極固定在所述支撐底座上，且所述真空電極的頂端高于所述支撐底座的上表面，所述真空電極的底端低于所述支撐底座的下表面；所述第一接線的另一端和第二接線的另一端分別穿過所述第一接線保護罩和第二接線保護罩，且借助所述導電部件與所述真空電極的頂端電連接；所述電源與所述真空電極的底端電連接，其用于向所述發熱元件提供電能。

其中，所述加熱單元還包括導電部件保護罩，所述導電部件保護罩將所述導電部件包覆起來；所述導電部件保護罩采用陶瓷或石英制作。

其中，所述導電部件保護罩為由陶瓷微珠形成的包覆在所述導電部件外部的絕緣層。

其中，所述加熱單元還包括電極保護罩，所述電極保護罩將所述真空電極的頂端包覆起來；所述電極保護罩采用陶瓷或石英制作。

其中，所述加熱裝置還包括支撐部件，所述支撐部件用于支撐所述螺旋狀輻射體，以將其固定在所述支撐底座的上方。