[發(fā)明專利]半導(dǎo)體設(shè)備的加熱器及半導(dǎo)體設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110762248.1
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113604786A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓為鵬;黃其偉;鄧斌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54;C23C16/46;C23C16/52;H01L21/67
• 代理公司: 深圳市嘉勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44651
• 代理人: 董琳

本申請公開一種半導(dǎo)體設(shè)備的加熱器和一種半導(dǎo)體設(shè)備，上述加熱器包括：加熱盤，用于設(shè)置在所述半導(dǎo)體設(shè)備的腔體中，所述加熱盤具有第一空腔以及相對的載物平面和底面，所述底面具有開口，所述第一空腔通過所述開口與大氣環(huán)境連通；第一冷卻元件，固定于所述第一空腔內(nèi)，所述第一冷卻元件用于向所述第一空腔內(nèi)通入冷卻氣體。上述加熱器在半導(dǎo)體設(shè)備的工藝過程中，加熱盤溫度穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備的加熱器及半導(dǎo)體設(shè)備。

背景技術(shù)

膜層沉積是半導(dǎo)體工藝中的一種常見工藝，例如大部分功率器件為滿足工藝需求，會需要沉積較厚的金屬薄膜，而膜層的沉積時(shí)間與膜層厚度成正比，與產(chǎn)能成反比。為提高產(chǎn)能，需要大幅度提高薄膜沉積速率，以降低沉積時(shí)間。

目前提高薄膜沉積速率常用的方法，就是提高沉積時(shí)所施加的電源功率。但是提高功率以及延長沉積時(shí)間均會帶來大量的熱量累積，使得整個(gè)半導(dǎo)體工藝過程中，承載并控制晶圓工藝溫度的加熱器的溫度難以穩(wěn)定，導(dǎo)致工藝腔室內(nèi)的溫度超出合適溫度，并且隨著處理的晶圓片數(shù)的增加，加熱器的溫度還會不斷升高。

加熱器溫度的持續(xù)升高，會對半導(dǎo)體工藝處理結(jié)果造成不良影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了控制溫度的穩(wěn)定性，當(dāng)溫度上升超過設(shè)定范圍時(shí)，只能停止工藝過程，停止加熱，讓加熱器的溫度下降至起始溫度后，才能繼續(xù)工藝。上述降溫過程會浪費(fèi)大量的時(shí)間，嚴(yán)重影響設(shè)備產(chǎn)能，同時(shí)在工藝過程中，不斷的停止、啟動，增加了工藝控制的繁瑣性。目前，對于加熱器的溫度調(diào)節(jié)尤其是輔助冷卻功能的要求越來也高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N半導(dǎo)體設(shè)備的加熱器及半導(dǎo)體設(shè)備，以解決現(xiàn)有的半導(dǎo)體設(shè)備的溫度不穩(wěn)定的問題。

本申請?zhí)峁┑囊环N半導(dǎo)體設(shè)備的加熱器，包括，加熱盤，設(shè)置在所述半導(dǎo)體設(shè)備的腔體中，所述加熱盤具有第一空腔以及相對的載物平面和底面，所述底面具有開口，所述第一空腔通過所述開口與大氣環(huán)境連通；第一冷卻元件，固定于所述第一空腔內(nèi)，所述第一冷卻元件用于向所述第一空腔內(nèi)通入冷卻氣體。

可選的，所述第一冷卻元件內(nèi)具有氣路，所述氣路的進(jìn)氣口用于與外部氣源連通，所述氣路的出氣口連通所述第一空腔。

可選的，所述第一冷卻元件的高度小于所述第一腔體的高度，所述第一冷卻元件的底面固定于所述第一腔體的底部。

可選的，所述第一空腔為圓柱形，所述第一冷卻元件為圓環(huán)柱形，，且所述第一冷卻元件的外徑小于所述第一空腔的直徑，所述開口位于所述第一冷卻元件的內(nèi)環(huán)壁所圍成的空間中。

可選的，所述加熱器還包括一支撐組件，所述支撐組件內(nèi)部中空，所述支撐組件的一端與所述加熱盤底面的開口連通，所述支撐組件的另一端貫穿所述腔體底部連通至大氣環(huán)境；所述支撐組件中設(shè)置有進(jìn)氣管路，所述進(jìn)氣管路用于連通所述氣路的進(jìn)氣口與所述外部氣源。

可選的，所述加熱盤還具有設(shè)置在所述第一空腔的上方且與所述第一空腔連通的第二空腔，所述加熱器還包括位于所述二空腔中且與所述加熱盤固定設(shè)置的第二冷卻元件，所述第二冷卻元件內(nèi)具有液體管路，所述液體管路用于冷卻所述加熱盤。

可選的，所述第一冷卻元件與所述第二冷卻元件之間具有預(yù)設(shè)間隙。

可選的，所述支撐組件包括支撐軸、第一法蘭、波紋管和第二法蘭，所述支撐軸內(nèi)部中空，一端可升降的固定于所述第一法蘭底部，另一端穿過所述第二法蘭，連通至大氣環(huán)境；所述波紋管套設(shè)于所述支撐軸外部，所述波紋管的一端通過所述第一法蘭與所述加熱盤底部固定連接，所述波紋管的另一端連接至所述第二法蘭；所述第二法蘭用于固定于所述半導(dǎo)設(shè)備的腔體底部。

可選的，所述進(jìn)氣管路上設(shè)置有質(zhì)量流量控制器，所述質(zhì)量流量控制器用于控制進(jìn)去所述第一冷卻元件內(nèi)的氣體流量。