加热器和半导体加工设备的制作方法

本技术涉及半导体，尤其涉及加热器和半导体加工设备。

背景技术：

1、许多半导体加工工艺，例如气相沉积技术对温度要求高，例如化学金属有机物化学气相淀积(metal-organic chemical vapor deposition，简称mocvd)技术因具有薄膜生长速率较快、生长质量好等优点，成为gan、algan、aln等ⅲ-ⅴ族化合物薄膜生长与器件制作最适合的外延技术。mocvd对加热均匀性也具有高的要求，加热均匀性是制约薄膜沉积质量的重要因素。因此加热装置是化学气相沉积技术的研究重点之一。

2、因此，mocvd工艺对温度和加热均匀性的高要求使得载片装置，例如石墨盘不仅要能达到的高工艺温度的要求，也要满足对所承载衬底加热确保衬底各处区域的温度均匀性要求。为了满足快速升温需求，一般采用控制加热装置顶部加热元件的外圈区域的加热功率大于内圈区域的加热功率以方便聚热。在一些应用场景下，多个待处理的基板放置在载片装置上的位置为环绕设置，并不放在载片装置的中心，在这种情况下，加热元件中心附近的加热功率也较高以方便聚热。然而，需要的工艺温度越高，越容易出现升温过冲，外圈区域和中心附近区域的聚热程度越高，使得加热元件的相邻区域温场之间越容易相互影响，不利于加热均匀性。

3、因此，有必要提供一种新型的加热器和半导体加工设备以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种加热器和包括所述加热器半导体加工设备，以解决现有技术中由于加热元件的相邻区域温场之间相互影响而不利于加热器温场均匀性的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型的所述加热器包括加热本体、支撑部、内圈反射部和外圈反射部；所述加热本体包括外圈加热区、由所述外圈加热区所围的中圈加热区和由所述中圈加热区所围的内圈加热区；所述加热本体架设于所述支撑部顶部；所述内圈反射部围设于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区相对应的区域，以通过反射所接收到热量来减少或避免所述内圈加热区温场和所述中圈加热区温场之间相互影响；所述外圈反射部围设于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区相对应的区域，以通过反射所接收到热量来减少或避免所述外圈加热区温场和所述中圈加热区温场之间相互影响。

3、本实用新型的所述半导体加工设备，包括工艺腔室以及设置于所述工艺腔室内的所述的加热器。

4、本实用新型的所述加热器和所述半导体加工设备的有益效果均在于：由于加热元件的相邻区域温场之间相互影响而不利于加热器温场均匀性，因此通过在所述支撑部顶面与所述内圈加热区相对应的区域设置所述内圈反射部，通过所述内圈反射部反射所接收到热量来减少或避免所述内圈加热区温场和所述中圈加热区温场之间相互影响，以及在所述支撑部顶面的与所述外圈加热区相对应的区域设置所述外圈反射部，使得可以通过所述外圈反射部反射所接收到热量来减少或避免所述外圈加热区温场和所述中圈加热区温场之间相互影响，从而能有效减少或避免加热本体的相邻区域温场之间的相互影响，使得有利于加热均匀性。

5、优选的，所述加热器还包括承载部和旋转部，所述承载部设于所述加热本体上方，所述旋转部贯穿所述支撑部和所述加热本体并与所述承载部相接，所述内圈反射部围绕所述旋转部设置。

6、优选的，所述外圈反射部垂直于所述支撑部顶面的对应设置区域或者朝向所述旋转部倾斜，所述内圈反射部垂直于所述支撑部顶面的对应设置区域或者远离所述旋转部倾斜。

7、优选的，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种与所述支撑部顶面的对应设置区域之间所夹的角度大于等于60度且小于等于90度，所述加热本体底面与所述支撑部顶面的对应设置区域之间的垂直距离为h，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种的垂直高度大于等于3h/4且小于h。

8、优选的，所述加热器还包括外隔热部，所述外隔热部容纳所述加热本体，或者容纳所述加热本体和所述支撑部。

9、优选的，所述外隔热部包括沿所述加热本体轴向顺次堆叠的n个隔热环，或者包括从内而外顺次套设并均围设于所述加热本体外的n个隔热环，所述n为大于等于2的正整数，所述n个隔热环中至少一个为石墨环，所述石墨环容纳所述加热本体。

10、优选的，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种包括环状反射件或者至少2个弧状反射件，所述环状反射件和所述弧状反射件均朝向所述加热本体延伸，所述外圈反射部和所述内圈反射部各自的环状反射件分别垂直于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区对应的区域以及垂直于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区对应的区域，所述外圈反射部和所述内圈反射部各自的所有弧状反射件沿周向顺次相接并分别垂直于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区对应的区域以及垂直于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区对应的区域。

11、优选的，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种包括相互独立设置的若干反射件，所述外圈反射部和所述内圈反射部各自的所有反射件分别垂直或倾斜于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区对应的区域以及垂直或倾斜于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区对应的区域，并朝向所述加热本体延伸。

12、优选的，所述支撑部包括位于所述加热本体下方的内隔热部以减少或阻止所述加热本体产生的热量朝向远离所述加热本体的方向传递，所述内圈反射部围设于所述内隔热部顶面的与所述内圈加热区相对应的区域，所述外圈反射部围设于所述内隔热部顶面的与所述外圈加热区相对应的区域。

13、优选的，所述内隔热部包括石墨板，所述石墨板表面附有碳化硅层。

14、优选的，所述石墨环表面附有碳化硅层。

技术特征：

1.一种加热器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，还包括承载部和旋转部，所述承载部设于所述加热本体上方，所述旋转部贯穿所述支撑部和所述加热本体并与所述承载部相接，所述内圈反射部围绕所述旋转部设置。

3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述外圈反射部垂直于所述支撑部顶面的对应设置区域或者朝向所述旋转部倾斜，所述内圈反射部垂直于所述支撑部顶面的对应设置区域或者远离所述旋转部倾斜。

4.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种与所述支撑部顶面的对应设置区域之间所夹的角度大于等于60度且小于等于90度，所述加热本体底面与所述支撑部顶面的对应设置区域之间的垂直距离为h，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种的垂直高度大于等于3h/4且小于h。

5.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，还包括外隔热部，所述外隔热部容纳所述加热本体，或者容纳所述加热本体和所述支撑部。

6.根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，所述外隔热部包括沿所述加热本体轴向顺次堆叠的n个隔热环，或者包括从内而外顺次套设并均围设于所述加热本体外的n个隔热环，所述n为大于等于2的正整数，所述n个隔热环中至少一个为石墨环，所述石墨环容纳所述加热本体。

7.根据权利要求6所述的加热器，其特征在于，所述石墨环表面附有碳化硅层。

8.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种包括环状反射件或者至少2个弧状反射件，所述环状反射件和所述弧状反射件均朝向所述加热本体延伸，所述外圈反射部和所述内圈反射部各自的环状反射件分别垂直于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区对应的区域以及垂直于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区对应的区域，所述外圈反射部和所述内圈反射部各自的所有弧状反射件沿周向顺次相接并分别垂直于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区对应的区域以及垂直于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区对应的区域。

9.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述外圈反射部和所述内圈反射部中的任意一种包括相互独立设置的若干反射件，所述外圈反射部和所述内圈反射部各自的所有反射件分别垂直或倾斜于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区对应的区域以及垂直或倾斜于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区对应的区域，并朝向所述加热本体延伸。

10.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述支撑部包括位于所述加热本体下方的内隔热部以减少或阻止所述加热本体产生的热量朝向远离所述加热本体的方向传递，所述内圈反射部围设于所述内隔热部顶面的与所述内圈加热区相对应的区域，所述外圈反射部围设于所述内隔热部顶面的与所述外圈加热区相对应的区域。

11.一种半导体加工设备，其特征在于，包括工艺腔室以及设置于所述工艺腔室内的如权利要求1-10任一项所述的加热器。

技术总结
本技术提供了一种加热器和半导体加工设备，所述加热器包括加热本体、支撑部、内圈反射部和外圈反射部；所述加热本体包括外圈加热区、由所述外圈加热区所围的中圈加热区和由所述中圈加热区所围的内圈加热区；所述内圈反射部围设于所述支撑部顶面的与所述内圈加热区相对应的区域，以通过反射所接收到热量来减少或避免所述内圈加热区温场和所述中圈加热区温场之间相互影响；所述外圈反射部围设于所述支撑部顶面的与所述外圈加热区相对应的区域，以通过反射所接收到热量来减少或避免所述外圈加热区温场和所述中圈加热区温场之间相互影响，从而能有效减少或避免加热本体的相邻区域温场之间相互影响，有利于加热均匀性。

技术研发人员：万飞华
受保护的技术使用者：楚赟精工科技（上海）有限公司
技术研发日：20230731
技术公布日：2024/2/19