[发明专利]一种加热装置及应用该加热装置的等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体涉及一种加热装置及应用该加热装置的等离子体加工设备。

背景技术

在微电子产品的制造过程中，等离子增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，以下简称PECVD)设备是一种应用非常广泛的加工设备。该设备主要被用于太阳能电池等微电子产品的膜层制备工艺中。具体如下

请参阅图1，为一种目前常用的PECVD等离子体加工设备的工艺腔室的结构框图。如图1所示，在工艺腔室11中设置有用以承载硅片的载板12，在载板12的下方设置有平板式加热器13。其中，该平板式加热器13由均匀排布的铠装加热管构成，其与载板12平行设置。在加热工程中，加热器13主要通过辐射加热的方式对载板12进行加热，由于载板12的各个位置与该加热器13之间的辐射距离相等，从而使载板12不同位置所获得的热量大致相等。

但是，由于载板12的边缘区域靠近工艺腔室11的侧壁，受到该腔室侧壁的影响，载板12边缘区域的热量损失速率大于载板12中心区域的热量损失速率，因而使载板12的边缘区域的温度低于中心区域温度，并且使载板12的实际温度分布自其中心区域到边缘区域递减。众所周知，在PECVD工艺中，如果载板的温度不均匀将直接导致载板所承载的硅片的温度不均匀，进而影响PECVD工艺质量的稳定性。因此，如何提高载板温度的均匀性是目前亟待解决的一项重要技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种加热装置，其对载板进行辐射加热时能够减小载板上不同位置的温度差，从而提高载板温度的均匀性。

为解决上述问题，本发明还提供了一种等离子体加工设备，其同样能够减小载板上不同位置的温度差，从而提高载板温度的均匀性。

为此，本发明提供了一种加热装置，用于对载板进行辐射加热，加热装置与载板相对设置，其中，加热装置上与载板相对的表面为曲面，曲面与载板之间的距离沿曲面的中心点到边缘的方向逐渐减小。

其中，加热装置包括发热部件和容纳发热部件的散热体；其中，散热体用以对发热部件进行热传导，并且散热体与载板相对的表面为曲面；发热部件相对于曲面均匀排布。

其中，散热体为一体式结构，发热部件直接内嵌于散热体内部。

其中，散热体包括容纳发热部件的壳体以及填充在壳体和发热部件之间的导热材料。

其中，发热部件包括铠装加热管、电阻丝。

其中，散热体的材料包括不锈钢。

其中，导热材料包括氧化镁。

其中，导热材料为粉末状。

其中，壳体的材料包括不锈钢。

此外，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括工艺腔室、设置于工艺腔室中的载板和加热装置，其中，加热装置采用上述本发明所提供的加热装置。

其中，等离子体加工设备为等离子体增强化学气相沉积设备。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的加热装置，其通过将加热装置上与载板相对的表面设置为曲面，使加热装置自该曲面对载板进行辐射加热时能够调节载板不同位置处所受到的辐射强度。由于该曲面与载板之间的距离沿曲面的中心点到边缘的方向逐渐减小，根据辐射距离与辐射强度呈反比的关系，载板上热量损失较快的边缘区域受到的辐射强度大于载板上热量损失较慢的中心区域受到的辐射强度，从而减小了载板上边缘区域和中心区域之间的温度差，提高了载板温度的均匀性，进而为提高工艺质量的稳定性提供有力保障。

作为本发明的一个实施例，上述加热装置包括用以提供热量的加热部件以及能够容纳该加热部件的散热体。其中，借助该散热体，能够将加热部件所散发的热量先传导至与载板相对设置的上述曲面，然后自该曲面对载板进行辐射加热，从而同样可以调节载板不同位置处所受到的辐射强度，并最终提高载板温度的均匀性。

本发明提供的等离子体加工设备，其采用了本发明所提供的加热装置对工艺腔室中的载板进行加热，该加热装置通过将加热装置上与载板相对的表面设置为曲面，使加热装置对载板进行辐射加热时能够调节载板不同位置处所受到的辐射强度。由于该曲面与载板之间的距离沿曲面的中心点到边缘的方向逐渐减小，根据辐射距离与辐射强度呈反比的关系，载板上热量损失较快的边缘区域受到的辐射强度大于载板上热量损失较慢的中心区域受到的辐射强度，从而减小了载板上边缘区域和中心区域之间的温度差，提高了载板温度的均匀性，进而也提高了放置于载板上的硅片温度的均匀性，进而为提高工艺质量的稳定性提供有力保障。

附图说明