[發明專利]陶瓷加熱器

在審

• 申請號: 202310427773.7
• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116321554A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 邱基華;陳爍爍
• 申請（專利權）人: 廣東省先進陶瓷材料科技有限公司
• 主分類號: H05B3/16
• 分類號: H05B3/16;H05B3/06;H05B3/26
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 祝萍萍

本申請公開了一種陶瓷加熱器，屬于半導體設備制造技術領域，所述的陶瓷加熱器，包括：具有晶圓載置面的陶瓷板；主發熱體，所述主發熱體設于陶瓷板內部；輔助發熱體，所述輔助發熱體設于陶瓷板的側面，且所述輔助發熱體獨立于所述主發熱體；本申請在陶瓷板的側面設置獨立于主發熱體的輔助發熱體，可以有效降低陶瓷板承載面上中間區域與邊緣區域的熱量偏差，極大提高了晶圓整體受熱均勻性，當對承載加熱面上的晶圓進行加熱時，如果陶瓷板邊緣區域因熱量耗散較大而導致晶圓接收到的熱量在其邊緣區域明顯小于中間區域，輔助發熱體工作產熱，有效的抑制陶瓷板邊緣區域的熱量耗散，從而使晶圓整體受熱均勻。

技術領域

本申請涉及半導體設備制造技術領域，具體涉及一種陶瓷加熱器。

背景技術

半導體芯片生產制備過程一般是在晶圓上通過光刻、刻蝕、濺射、蒸鍍等工序制備出所需的導電圖案結構、介電圖案結構以及絕緣圖案結構，然后再對晶圓進行切割成單顆芯片并封裝成品，在晶圓的加工過程中，通常需要采用陶瓷加熱器來承載并加熱晶圓；陶瓷加熱器的組成通常包括陶瓷板，內置于陶瓷板內部的發熱體，支撐軸，以及向發熱體供給電力的供電線；晶圓放置于陶瓷板的承載面上，發熱體通電后產熱，熱量通過陶瓷板傳遞至晶圓從而加熱晶圓。

隨著芯片加工精度越來越高，對加工過程中晶圓受熱的均勻性提出了更嚴格的要求。目前的陶瓷加熱器中，發熱體產生的熱量在陶瓷板的中間區域主要朝著承載面方向和承載面相對側方向傳遞，而在陶瓷板的邊緣區域，除了前述兩個方向外，熱量還會往陶瓷板的側面方向傳遞，使得晶圓的邊緣區域和中間區域接收到的熱量存在較大偏差，造成晶圓整體受熱不均勻，對芯片品質造成不良影響。

CN114585114A公開了一種陶瓷加熱器，其通過平行設置與晶片載置面的第一電阻發熱體、第二電阻發熱體，并在第一電阻發熱體的配線彼此之間(大致正中)配置第二電阻發熱體的配線。這樣，與在從上方觀察陶瓷板時將第一電阻發熱體及第二電阻發熱體的配線以重疊的方式配置的情況相比，更容易得到作為目標的溫度分布；但其無法有效降低陶瓷板承載面上中間區域與邊緣區域的熱量偏差。

因此，如何降低陶瓷板承載面上中間區域與邊緣區域的熱量偏差成為了本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種陶瓷加熱器，通過在陶瓷發熱器中的陶瓷板側面設置獨立于主發熱體的輔助發熱體，從而可以有效降低陶瓷板承載面上中間區域與邊緣區域的熱量偏差，極大提高了晶圓整體受熱均勻性。

為實現上述目的，本申請采取的技術方案為：

一種陶瓷加熱器，包括：

具有晶圓載置面的陶瓷板；

主發熱體，所述主發熱體設于陶瓷板內部；

輔助發熱體，所述輔助發熱體設于陶瓷板的側面，且所述輔助發熱體獨立于所述主發熱體。

本申請創造性的在陶瓷板的側面設置獨立于主發熱體的輔助發熱體，可以有效降低陶瓷板承載面上中間區域與邊緣區域的熱量偏差，極大提高了晶圓整體受熱均勻性，當對承載加熱面上的晶圓進行加熱時，如果陶瓷板邊緣區域因熱量耗散較大而導致晶圓接收到的熱量在其邊緣區域明顯小于中間區域，輔助發熱體工作產熱，有效的抑制陶瓷板邊緣區域的熱量耗散，從而使晶圓整體受熱均勻。

本申請的陶瓷加熱器中，所述主發熱體包括多個半徑不同的圓弧段和多個過渡段，所述圓弧段與所述過渡段交替設置并依次首尾連接，且所述過渡段與圓弧段連接處形成圓角。

現有技術中通常將圓弧段與所述過渡段連接處設置成直角，例如CN108028220A、CN114585114?A，發明人經過大量的研究發現，當圓弧段與所述過渡段連接處設置成直角時，由于陶瓷發熱器需要經過長時間反復快速升降溫過程，連接點處容易因反復升降溫而產生應力集中，從而造成發熱體崩裂。