[发明专利]加热装置、反应腔室及等离子体加工设备

说明书

本发明提供加热装置、反应腔室及等离子体加工设备，加热装置包括多个相互独立的子线圈、通断开关和交流电源，其中多个子线圈分别对应于被加工工件表面的不同区域设置；通断开关用于选择性地将多个子线圈中的其中一个子线圈与交流电源电连接，或者选择性地将多个子线圈中的其中至少两个子线圈串联形成多匝线圈，并将该多匝线圈与交流电源电连接；交流电源用于向与其电连接的子线圈提供交变电流，以使该子线圈或多匝线圈采用感应加热的方式对与之相对应的被加工工件表面的区域进行加热。本发明提供的加热装置，其可以采用感应加热的方式对被加工工件进行均匀加热，从而可以提高工艺的均匀性。

技术领域

本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种加热装置、反应腔室及等离子体加工设备。

背景技术

化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）技术是一种利用不同气体在高温下的相互反应以在被加工工件的表面上制备外延薄膜层的技术。在工艺过程中，不仅需要将被加工工件加热至工艺所需的温度，而且需要被加工工件的温度均匀以保证工艺质量。

为此，可采用电阻加热或红外加热的方式对被加工工件进行分区控温，以实现对被加工工件进行均匀加热。具体地，将被加工工件的表面划分为多个区域，每个区域对应的设置有加热装置，加热装置包括加热电阻或红外加热器和温控单元，其中，每个加热电阻或红外加热器用于对与之对应的被加工工件的区域进行加热，每个温控单元用于对与之对应的被加工工件的不同区域进行温度控制，因此可以实现对被加工工件不同区域进行分区控温，从而可以对被加工工件进行均匀加热。

在实际应用中，通常采用感应加热的方式对被加工工件进行加热。具体的工作原理如下：请参阅图1，在反应腔室10的底部设置有用于承载被加工工件S的承载装置11，并且，在承载装置11的下方设置加热装置，加热装置包括感应线圈12和温控单元，其中，感应线圈12与交流电源（图中未示出）电连接，交流电源用于向感应线圈12提供交变电流，以使感应线圈12在反应腔室内，且与感应线圈12相对应的区域产生交变磁场，这使得承载装置11在交变磁场下其内部感应出能够产生热量的涡电流，从而可以加热承载装置11，进而加热被加工工件S；温控单元用于通过控制交流电源的输出功率以使被加工工件加热至工艺所需的温度。

由于感应加热的方式具有升温快、热惯性小、寿命长等优点，因此，当采用上述感应加热的方式对被加工工件S进行分区控温，以实现对被加工工件进行均匀加热时，可对应于被加工工件S表面的不同区域分别独立设置有感应线圈12和温控单元。然而，在对被加工工件表面的不同区域进行加热的过程中，往往存在多个感应线圈12各自产生的交变磁场会相互耦合和干扰，造成对被加工工件的分区控温产生影响，从而不能实现采用感应加热的方式对被加工工件进行均匀加热。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种加热装置、反应腔室及等离子体加工设备，其可以采用感应加热的方式对被加工工件进行均匀加热，从而可以提高工艺的均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种加热装置，包括多个相互独立的子线圈、通断开关和交流电源，其中所述多个子线圈分别对应于被加工工件表面的不同区域设置；所述通断开关用于选择性地将所述多个子线圈中的其中一个子线圈与所述交流电源电连接，或者选择性地将所述多个子线圈中的其中至少两个子线圈串联形成多匝线圈，并将该多匝线圈与所述交流电源电连接；所述交流电源用于向与其电连接的子线圈或多匝线圈提供交变电流，以使该子线圈或多匝线圈采用感应加热的方式对与之相对应的所述被加工工件表面的区域进行加热。

其中，每个所述子线圈为沿所述被加工工件表面的周向在水平或竖直方向上缠绕的至少一匝线圈，并且所述多个子线圈相互嵌套。

其中，每个所述通断开关包括反向并联的两个晶闸管。