一种具有双温控制功能的加热器的加工方法
【专利摘要】一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其加工步骤如下：a.采用高均匀度的铝合金加热器主体；b.采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管；c.加热管安装入加热器主体；由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封；d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中；e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热；f.加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度。本发明通过加热管内部的精确设计的高性能加热丝产生热量，并通过热量的传导使加热器主体共同发热，通过温度控制器及冷却系统精确提供制造所需的各种温度。可以使半导体晶圆非常迅速地提高温度，从而提高生产效率。
【专利说明】—种具有双温控制功能的加热器的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体工艺处理设备-加热器，特别是涉及到一种用于晶圆刻蚀机上的具有双温控制功能的加热器的加工方法。
【背景技术】
[0002]加热器是半导体制造设备的生产工艺中的关键部件，集成电路技术中的半导体晶圆制造需要通过不同的处理步骤达到不同稳定的温度，只有迅速达到所需温度才能提高生产效率，目前的制造工艺并没有手段或方法处理温度的迅速改变，虽然可以达到半导体晶元制造的需要的温度均匀性，但是达到一定的高或低的温度需要花费很长的时间，所以生产效率低，急需一种能迅速达到合格温度的加热器来改变现状。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要提供一种具有双温控制功能的加热器的加工方法 它能克服现有技术存在的以上缺陷，本发明的目的是这样实现的，
一种具有双温控制功能的加热器的加工方法 其特征在于:加工步骤如下:
a.采用高均匀度的铝合金加热器主体；
b.采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管；
c.加热管安装入加热器主体，由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封；
d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中，精确测量控制加热器温度;
e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热；
f.加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度；
所述的步骤a.采用高均匀度的铝合金加热器主体为:(a)使用直径260_的6061铝合金，切割，挤压成直径125mm ;(b)切割锻造到设计图纸尺寸；(c)热处理；(d)微观结构检测均匀度。
[0004]所述的步骤b.采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管:(a)加热管的外圈采用耐热镍铬铁合金，提高气体分配加热器的工作稳定性和使用寿命；(b)控制加热管内部加热丝的电阻值在13.2Q-16.2Q之间，保证工作过程中对加热温度的要求；(c)通过循环测试，在100度到500度之间循环，每个循环时间为I小时，保证加热器的温度均匀性。
[0005]所述的步骤c.加热管安装入加热器主体，由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封:(a)加热器主体加工放置加热管的沟槽，沟槽截面为U型；(b)在加热管的出口处设计成圆弧过渡形状，对加热管起导向作用，并可实现加热器主体与加热管全程紧密贴合，提高热传导效果；(C)使用考虑气体的膨胀系数的双层盖板焊接，保证加热器的密封性。
[0006]所述的步骤d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中，精确测量控制加热器温度:(a)专门设计的K型双接头热电偶，带有两种接头；(b) —路接头连接温度显示仪，方便观测调整温度，另一路连接温度控制装置，精确控制温度。
[0007]所述的步骤e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热加热器:通过控制系统准确快速调节加热器温度，实现不同工作温度的快速转换。
[0008]所述的步骤f.加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度:打磨研磨密封面，和腔体上的密封圈紧密配合，保证腔室的真空度快速实现。
[0009]本发明通过加热管内部的精确设计的高性能加热丝产生热量，并通过热量的传导使加热器主体共同发热，通过温度控制器及冷却系统精确提供制造所需的各种温度。可以使半导体晶圆非常迅速地提高温度，从而提高生产效率，同时可以在很宽的温度范围内，提供精确的温度控制，提高过程控制灵活。
[0010]【专利附图】
【附图说明】:
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中加热器主体的结构示意图；
图3为图2A-A方向剖视图；
图4为本发明中双接头热电偶的结构示意图；
图5为本发明中加热管的结构示意图；
图6为本发明中冷却加热管道的结构示意图；
【具体实施方式】:
一种具有双温控制功能的加热器的加工方法 其特征在于:加工步骤如下:
a.采用高均匀度的铝合金加热器主体；
b.采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管；
c.加热管安装入加热器主体，由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封；
d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中，精确测量控制加热器温度;
e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热；
f.加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度；
所述的步骤a.采用高均匀度的铝合金加热器主体为:(a)使用直径260_的6061铝合金，切割，挤压成直径125mm ;(b)切割锻造到设计图纸尺寸；(c)热处理；(d)微观结构检测均匀度。
[0011]所述的步骤b.采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管:(a)加热管的外圈采用耐热镍铬铁合金，提高气体分配加热器的工作稳定性和使用寿命；(b)控制加热管内部加热丝的电阻值在13.2Q-16.2Q之间，保证工作过程中对加热温度的要求；(c)通过循环测试，在100度到500度之间循环，每个循环时间为I小时，保证加热器的温度均匀性。
[0012]所述的步骤c.加热管安装入加热器主体，由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封:(a)加热器主体加工放置加热管的沟槽，沟槽截面为U型；(b)在加热管的出口处设计成圆弧过渡形状，对加热管起导向作用，并可实现加热器主体与加热管全程紧密贴合，提高热传导效果；(C)使用考虑气体的膨胀系数的双层盖板焊接，保证加热器的密封性。
[0013]所述的步骤d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中，精确测量控制加热器温度:(a)专门设计的K型双接头热电偶，带有两种接头；(b) —路接头连接温度显示仪，方便观测调整温度，另一路连接温度控制装置，精确控制温度。
[0014]所述的步骤e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热加热器:通过控制系统准确快速调节加热器温度，实现不同工作温度的快速转换，提高生产效率。
[0015]所述的步骤f.加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度:打磨研磨密封面，和腔体上的密封圈紧密配合，保证腔室的真空度快速实现。
[0016]具体实施时，如图1所示，本发明双温控制功能的加热器包含:加热器主体1、双接头热电偶2、加热管3、冷却加热管道4。
[0017]如图2、图3所示，加热器主体的结构包含:用于放置加热管的U形沟槽1-1、装载晶圆的凸台1-2和用于装配时定位和固定用的孔1-3。
[0018]如图4所示，双接头热电偶的结构包含:热电偶2-1、保护管2-2和两种数据接头2-3 ;将热电偶2-1，插入加热器主体设有U形沟槽1-1的平面中央的孔中。
[0019]如图5所示，加热管的结构包含:耐热镍铬铁合金的加热管外层3-1和电阻值在13.2 Q-16.2 Q之间的镍镉加热丝3-2 ；
如图6所示，冷却加热管道的结构包含:冷却加热管道4-1和密封接头4-2。
[0020]在同一平面上，将加热管3放置加热器主体I上的U形沟槽1-1中，冷却加热管道4放在加热管3上表面，热电偶2-1，插入加热器主体I平面中央的孔中；由盖板覆盖，与加热器主体密封，盖板上方设置有锁紧装置。
【权利要求】
1.一种具有双温控制功能的加热器的加工方法， 其特征在于:加工步骤如下: 采用高均匀度的铝合金加热器主体； 采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管； 加热管安装入加热器主体；由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封； d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中，精确测量控制加热器温度; e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热； f加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度。
2.根据权利要求1所述的一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其特征在于:所述的步骤a.采用高均匀度的铝合金加热器主体为:(a)使用直径260mm的6061铝合金，切割，挤压成直径125_ ； (b)切割锻造到设计图纸尺寸；(c)热处理；(d)微观结构检测均匀度。
3.根据权利要求1所述的一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其特征在于:所述的步骤b.采用高性能的耐热镍铬铁合金外壳加热管为:(a)加热管的外圈采用耐热镍铬铁合金；(b)控制加热管内部加热丝的电阻值在13.2Q-16.2Q之间；(c)通过循环测试，在100度到500度之间循环，每个循环时间为I小时，保证加热器的温度均匀。
4.根据权利要求1所述的一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其特征在于:所述的步骤c.加热管安装入加热器主体，由考虑气体的热膨胀系数的盖板焊接密封:(a)加热器主体加工放置加热管的沟槽，沟槽截面为U型；(b)在加热管的出口处设计成圆弧过渡形状，对加热管起导向作用，确保加热器主体与加热管全程紧密贴合；(C)使用考虑气体的膨胀系数的双层盖板焊接，保证加热器的密封性。
5.根据权利要求1所述的一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其特征在于:所述的步骤d.采用双接口热电偶，插入加热器主体带U形沟槽面的中央孔中，精确测量控制加热器温度:(a)专门设计的K型双接头热电偶,带有两种接头；(b)—路接头连接温度显示仪，方便观测调整温度，另一路连接温度控制装置，精确控制温度。
6.根据权利要求1所述的一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其特征在于:所述的步骤e.冷却加热管道设置在加热管上表面；分别使用冷或热的气体通过冷却加热管道来冷却或加热加热器；通过控制系统准确快速调节加热器温度，实现不同工作温度的快速转换。
7.根据权利要求1所述的一种具有双温控制功能的加热器的加工方法，其特征在于:所述的步骤f.加热器上加工密封面，保证生产时腔室的真空度:打磨研磨密封面，和腔体上的密封圈紧密配合，保证腔室的真空度快速实现。
【文档编号】H05B3/02GK103619083SQ201310637094
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】冯昌延 申请人:靖江先锋半导体科技有限公司