CN105154855A - 加热器的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热器的制备工艺，属于加热器制备领域。该制备工艺，包括以下步骤：在加热体表面涂敷掩模；去除加热体表面部分掩模；刻蚀加热体暴露表面，形成一定的刻蚀深度；去除加热体表面剩余掩模。本发明的有益效果是：降低了生产成本；提高了加热体发热能力，且散热效果良好，提高了产品的使用寿命和使用温度范围；同时，通过选择合适的掩模去除比例，可以准确地控制刻蚀时暴露表面的大小，有利于严格控制刻蚀后发热体热发射率的大小，提高了产品性能的稳定性。

Description

加热器的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种加热器的制备工艺，属于加热器制备领域。

背景技术

半导体工艺通常需要在较高的温度范围内进行，而加热器是实现所需工艺温度的关键器件。以CVD为例，加热器通常位于载盘的下方。通过给加热器输入功率，加热器发热所产生的热量传输到载盘，使得其达到所需的工艺温度。在这些应用中，加热器和载盘通常没有直接的接触，所以传热方式以辐射和气流对流为主，在高温的时候更主要通过辐射的方式对载盘等部件进行加热。加热器中的发热体部分通常由片状、棒状或绞丝状的具有一定电阻的材料构成。通过给发热体通电，使发热体达到较高的温度，呈现红热状态，产生热量向外辐射。发热体热辐射能力的高低对加热器的整体效率最为重要。

发热体的热辐射能力以热发射率来表征。物体的热发射率在0到1之间，热发射率越高越接近1，发射率越低越接近0。物体的热发射率的大小由其材料和表面形貌等因素决定。已有的提高加热器发热体热发射率的方法包括给发热体主体材料表面覆盖一层具有更高热辐射率的材料。但是这种方法通常需要使用昂贵的镀膜设备。并且所覆盖材料在主体材料上的粘附能力通常不佳。由于主体材料和所镀材料常常存在热膨胀系数的差异，在加热器使用的过程中容易造成镀层的开裂和脱落。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题而提供了一种提高加热体热发射率的方法。通过将掩模和刻蚀相结合的方法提高加热体的表面积，以达到提高加热体热发射率的目的。

本发明技术方案，包括以下步骤：

a、在加热体表面涂敷掩模；

b、去除加热体表面积10%～90%的掩模，

c、刻蚀加热体暴露表面，形成具有刻蚀深度的图案；

d、去除加热体表面剩余掩模。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：不需要使用镀膜工艺和设备，降低了生产成本；避免了镀膜的黏附性较差，镀膜与加热体主体材料热膨胀系数通常存在差异的问题；采用掩模与刻蚀相结合的方法来增加加热器的表面积，提高了加热体发热能力，且散热效果良好，有效地提高了产品的使用寿命和使用温度范围；同时，通过选择合适的掩模去除比例，可以准确地控制刻蚀时暴露表面的大小，有利于严格控制刻蚀后发热体热发射率的大小，提高了产品性能的稳定性。

本发明优选方案：

所述掩模为光刻胶或悬浊液固体颗粒。

所述掩模涂敷厚度为0.3～1.5微米。

步骤b中，采用曝光显影光刻胶的方式去除掩模。

所述悬浊液中的固体颗粒粒径为1～300微米。

所述悬浊液中的液体成分通过挥发去除，固体颗粒覆盖加热体的表面。

步骤c中，采用等离子体干法刻蚀或化学溶液湿法刻蚀加热体暴露的表面，增加加热体的表面积。

通过干法或湿法去胶去除加热体表面的光刻胶。

步骤d中，通过在溶液中超声清洗被刻蚀后的加热体，去除加热体表面的固体颗粒。

所述刻蚀深度在1～10微米，最大深度不得超过壁厚的20%。

附图说明

图1是加热体上涂有光刻胶的示意图（主视剖面图）。

图2是加热体上将光刻胶去除一部分的示意图。

图3是对加热体进行刻蚀后的结构示意图。

图4是最后产品的结构示意图。

图5是将加热体上涂有悬浊液的示意图。

图6是悬浊液挥发后的示意图。

图7是对加热体进行刻蚀的结构示意图。

图8是去除固体颗粒后的最后产品的结构示意图。

具体实施例

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

以下实施例中均以钨加热体为例。

实施例1

本实施例，参见附图1至附图4，光刻胶1，加热体2。

一种加热器的制备工艺，按照如下步骤实施：

通过旋转涂胶的方式将正性光刻胶1涂敷在钨加热体2的上表面，光刻胶1的厚度在1微米。

采用曝光显影光刻胶的方式按规律以去除部分光刻胶1，暴露部分区域的钨加热体2表面，如图所示，形成棋盘状图形。

使用质量浓度为10%硝酸溶液湿法刻蚀方法，对加热体2暴露区域进行刻蚀，刻蚀深度在1.5微米，产生的图形横向特征尺寸在1微米，可形成棋盘状的图形（从俯视图上看是棋盘状的,是为了增加刻蚀面积而设置的横纵交错的结构形式）。

刻蚀结束后，可使用光刻胶剥离液（剥离液有多很种，其中一种是硫酸、双氧水和水的混合液）去除加热体2表面覆盖的光刻胶1。

实施例2：

本实施例，参见附图1至附图4，光刻胶1，加热体2。

一种加热器的制备工艺，按照如下步骤实施：

通过旋转涂胶的方式将负性光刻胶1涂敷在钨加热体2表面，光刻胶1的厚度在1.5微米。

采用曝光显影光刻胶的方式以去除部分光刻胶1，暴露部分区域的钨加热体2表面，形成棋盘状图形。

使用质量浓度10%硝酸溶液湿法刻蚀方法，对加热体2暴露区域进行刻蚀，刻蚀深度在3微米，产生的图形横向特征尺寸在10微米，可形成如图3所示的棋盘状的图形。

刻蚀结束后，可使用紫外光/臭氧干法去除加热体2表面覆盖的光刻胶1。

实施例3

本实施例，参见附图5至附图8，悬浊液1，加热体2，固体颗粒3、容器4。

一种加热器的制备工艺，按照如下步骤实施：

选择固液体积比为20%的悬浊液1，其固体颗粒3可以是单分散二氧化硅微球，颗粒粒径在1～300微米之间，采用旋涂的方式将悬浊液均匀地涂敷在钨加热体2的表面,加热体2置于容器4中。

在悬浊液1液体成分挥发后，可以将加热体2从容器4取出，利于下一步对加热体的暴露区域进行刻蚀；固体颗粒3即可覆盖加热体2的部分表面，被覆盖部分固体颗粒的厚度为0.3～1.5微米。

使用SF6气体等离子体干法刻蚀，对加热体2暴露区域进行刻蚀，刻蚀深度在3～7微米，产生的图形横向特征尺寸在1～500微米之间。

刻蚀结束后，在净水中超声清洗被刻蚀后的加热体2，去除残留在加热体2表面的固体颗粒3。

实施例4

本实施例，参见附图5至附图8，悬浊液1，加热体2，固体颗粒3、容器4。

一种加热器的制备工艺，按照如下步骤实施：

选择固液体积比为30%的悬浊液1，其固体颗粒3可以是单分散二氧化硅微球，颗粒粒径在1～300微米之间，采用旋涂的方式将悬浊液均匀地涂敷在钨加热体2的表面，加热体2置于容器4中。

在悬浊液1液体成分挥发后，可以将加热体2从容器4取出，利于下一步对加热体的暴露区域进行刻蚀；固体颗粒3即可覆盖加热体2的部分表面，被覆盖部分固体颗粒的厚度为0.3～1.5微米。

使用SF6气体等离子体干法刻蚀，对加热体2暴露区域进行刻蚀，刻蚀深度在3～8微米，产生的图形横向特征尺寸在1～500微米之间。

刻蚀结束后，在净水中超声清洗被刻蚀后的加热体2，去除残留在加热体2表面的固体颗粒3。

实施例5

本实施例，参见附图5至附图8，悬浊液1，加热体2，固体颗粒3、容器4。

一种加热器的制备工艺，按照如下步骤实施：

选择固液体积比为35%悬浊液1，其固体颗粒3可以是单分散三氧化二铝微球，颗粒粒径在1～300微米之间，采用旋涂的方式将悬浊液均匀地涂敷在钨加热体2的表面，加热体2置于容器4中。

在悬浊液1液体成分挥发后，可以将加热体2从容器4取出，利于下一步对加热体的暴露区域进行刻蚀；固体颗粒3即可覆盖加热体2的部分表面，被覆盖部分固体颗粒的厚度为0.3～1.5微米。

使用SF6气体等离子体干法刻蚀，对加热体2暴露区域进行刻蚀，刻蚀深度在5～10微米，产生的图形横向特征尺寸在1～500微米之间。

刻蚀结束后，在净水中超声清洗被刻蚀后的加热体2，去除残留在加热体2表面的固体颗粒3。

Claims (10)

1.一种加热器的制备工艺，包括以下步骤：

a、在加热体表面涂敷掩模；

b、去除加热体表面积10%～90%的掩模；

c、刻蚀加热体暴露表面，形成具有刻蚀深度的图案；

d、去除加热体表面剩余掩模。

2.根据权利要求1所述的加热器的制备工艺，其特征在于，所述掩模为光刻胶或悬浊液固体颗粒。

3.根据权利要求1所述的加热器的制备工艺，其特征在于，所述掩模涂敷厚度为0.3～1.5微米。

4.根据权利要求1所述的加热器的制备工艺，其特征在于，步骤b中，采用曝光显影光刻胶的方式去除掩模。

5.根据权利要求2所述的加热器的制备工艺，其特征在于，所述悬浊液中的固体颗粒粒径为1～300微米。

6.根据权利要求2所述的加热器的制备工艺，其特征在于，所述悬浊液中的液体成分通过挥发去除，固体颗粒覆盖加热体的表面。

7.根据权利要求1所述的加热器的制备工艺，其特征在于，步骤c中，采用等离子体干法刻蚀或化学溶液湿法刻蚀加热体暴露的表面，增加加热体的表面积。

8.根据权利要求2所述的加热器的制备工艺，其特征在于，通过干法或湿法去胶去除加热体表面的光刻胶。

9.根据权利要求1所述的加热器的制备工艺，其特征在于，步骤d中，通过在溶液中超声清洗被刻蚀后的加热体，去除加热体表面的固体颗粒。

10.根据权利要求1所述的加热器的制备工艺，其特征在于，所述刻蚀深度在1～10微米，最大深度不得超过壁厚的20%。