CN218860881U - 一种成膜装置基座热场发热体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种成膜装置基座热场发热体结构，涉及半导体生产设备技术领域，包括中心发热体和外周部发热体；所述外周部发热体位于所述中心发热体的周围；所述中心发热体和所述外周部发热体用于从晶片的下方对晶片进行加热。本实用新型中的成膜装置基座热场发热体结构，中心发热体和外周部发热体均采用面内折返形成近似圆面和圆环的结构，发热体表面各处发热量相当，折返处设置成折返圆角处理避免电流集中。发热体呈对称结构确保重心位于中心线上避免发热体倾斜，发热体各处均有电流通过。发热体电极位于发热体外侧向下延伸一定长度从边缘区域穿过保温层并于石墨电极连接固定，减少电极端部的热量流失且便于安装固定。

Description

一种成膜装置基座热场发热体结构

技术领域

本实用新型涉及半导体生产设备技术领域，特别是涉及一种成膜装置基座热场发热体结构。

背景技术

立式成膜装置被广泛应用于半导体行业，制备晶片时具有高效的生产速率和较好的成膜质量。成膜时晶片位于反应室下部随基座高速旋转，基座内外热场加热晶片至反应温度且成膜过程中稳定供给原料气体。

热场加热时的晶片表面的温度均匀性与成膜质量密切相关。由于气体与晶片接触反应后，尾气流动沿基板向外侧流动等因素影响，晶片内外圈散热存在差别，严重影响了晶片成膜膜厚的均一性。

因此，如何改善温度均匀性，成为了提高成膜厚度均一性的关键。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种成膜装置基座热场发热体结构，以提高热场中的温度均匀性，从而提高成膜厚度均一性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种成膜装置基座热场发热体结构，包括中心发热体和外周部发热体；所述外周部发热体位于所述中心发热体的周围；所述中心发热体和所述外周部发热体用于从晶片的下方对晶片进行加热。

可选的，所述中心发热体为圆形板状结构。

可选的，所述中心发热体两端分别设置有一发热体电极，所述发热体电极用于与电极相连接。

可选的，所述发热体电极上设置有电极固定孔，所述电极固定孔用于所述发热体电极与所述电极的可拆卸连接。

可选的，所述中心发热体的一端至另一端交替设置有中间折返部和外侧折返部；所述中间折返部包括贯通所述中心发热体设置的长圆孔；所述外侧折返部包括沿所述中心发热体的轴线对称设置的开口槽，所述开口槽靠近所述中心发热体的轴线的一端为半圆形结构。

可选的，所述中心发热体上设置有多个升降杆预留孔，所述升降杆预留孔用于避让提升机构，所述提升机构用于改变基板的高度。

可选的，所述升降杆预留孔周围向下加厚形成凸台，所述凸台用于增强结构强度并调节升降杆预留孔周围的电阻值避免电流集中。

可选的，所述外周部发热体为环形板状结构，所述外周部发热体的内径大于所述中心发热体的外径。

可选的，所述外周部发热体一端开环设置，所述外周部发热体的上设置有缝隙，所述外周部发热体另一端设置开口，所述开口与所述缝隙相连通，所述缝隙靠近所述开环的一端为圆角结构。

可选的，所述外周部发热体另一端的开口分别与一发热体电极相连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型中的成膜装置基座热场发热体结构，中心发热体和外周部发热体均采用面内折返形成近似圆面和圆环的结构，发热体表面各处发热量相当，折返处设置成折返圆角处理避免电流集中。发热体呈对称结构确保重心位于中心线上避免发热体倾斜，发热体各处均有电流通过。发热体电极位于发热体外侧向下延伸一定长度从边缘区域穿过保温层并于石墨电极连接固定，减少电极端部的热量流失且便于安装固定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基座中心发热体背面结构和电流流向示意图；

图2为基座中心发热体结构轴测图；

图3为基座外周部发热体正面结构和电流流向示意图；

图4为基座外周部发热体结构轴测图；

图5为反应室内部结构组成和布局示意图；

图6为基座组成结构和布局示意图。

附图标记说明：1、进气室；2、反应室；3、晶片；4、基板；5、中心发热体；6、外周部发热体；7、石墨电极；8、基座；9、石英固定板；10、电极；11、旋转轴；12、提升机构；13、保温组件；14、旋转驱动机构；15、供电温度控制模块；16、辐射温度计；17、发热体电极；18、升降杆预留孔；19、凸台；20、折返圆角；21、外侧折返部；22、中间折返部；23、电极固定孔；24、折返部；25、缝隙；26、基座热场；27、排气口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1至4所示，本实施例提供一种成膜装置基座热场发热体结构，包括中心发热体5和外周部发热体6；外周部发热体6位于中心发热体5的周围；中心发热体5和外周部发热体6用于从晶片3的下方对晶片3进行加热。

于本具体实施例中，中心发热体5为圆形板状结构。中心发热体5两端分别设置有一发热体电极17，发热体电极17用于与电极10相连接。发热体电极17上设置有电极固定孔23，电极固定孔23用于发热体电极17与电极10的可拆卸连接。

中心发热体5的一端至另一端交替设置有中间折返部22和外侧折返部21；中间折返部22包括贯通中心发热体5设置的长圆孔；外侧折返部21包括沿中心发热体5的轴线对称设置的开口槽，开口槽靠近中心发热体5的轴线的一端为半圆形结构。

中心发热体5上设置有六个升降杆预留孔18，升降杆预留孔18用于避让提升机构12，提升机构12用于改变基板4的高度。

升降杆预留孔18周围向下加厚形成凸台19，凸台19用于增强结构强度并调节升降杆预留孔18周围的电阻值避免电流集中。

外周部发热体6为环形板状结构，外周部发热体6的内径大于中心发热体5的外径。外周部发热体6一端开环设置，外周部发热体6的上设置有缝隙25，外周部发热体6另一端设置开口，开口与缝隙25相连通，缝隙25靠近开环的一端为圆角结构。外周部发热体6另一端的开口分别与一发热体电极17相连接。

外周部发热体6主体为环状，主体两端靠近仅留有少量间隙。亦可采用多重环状结构，外周部发热体6一端以圆环结构延伸至另一侧朝内折弯后以圆环结构回转形成折返部24，近似呈内外圆环结构，内外环之间留有缝隙25；相较于单圆环结构，增大发热面积，提高发热效率，同时保持足够的结构强度避免发生变形下垂。折返处避免电流集中，间隙大于中心发热体5和外周部发热体6之间的间距同时进行圆角处理。

本实施例中的发热体结构，中心发热体5和外周部发热体6均采用面内折返形成近似圆面和圆环的结构，发热体表面各处发热量相当，折返处设置成折返圆角20处理避免电流集中。发热体呈对称结构确保重心位于中心线上避免发热体倾斜，发热体各处均有电流通过。

实施例二：

如图5至6所示，本实施例提供一种包括实施例一中的发热体结构的成膜装置基座热场，包括进气室1、反应室2和基座8；进气室1底部设置有反应室2，且进气室1与反应室2相连通；基座8位于反应室2内下部，且基座8位于进气室1正下方；基座8顶部用于承托晶片3；基座8内设置有基座热场26，基座热场26用于对晶片3加热；反应室2底部设置有排气口27。排气口27通过抽气管路与抽气阀和真空泵相连通，从而使反应室2内多余的气体顺利排出。

基座热场26包括实施例一中的发热体结构，还包括保温组件13、石墨电极7、提升机构12、石英固定板9、基板4和电极10；中心发热体5和外周部发热体6上方设置有基板4，基板4用于装载晶片3。石墨电极7的顶端与中心发热体5或外周部发热体6的发热体电极17相连接，石墨电极7的底端与电极10相连接，石墨电极7为L型结构，石英固定板9设置于石墨电极7的水平部的底部，电极10贯穿石英固定板9；提升机构12的顶部贯穿保温组件13和发热体结构后与基板4相连接。

保温组件13包括四层由上至下依次分布的保温棉层，以减少热量流失，并遮挡石墨电极7降低热量沿电极10传导对温度均匀性的影响。

基座8底部与一旋转轴11相连接，旋转轴11与旋转驱动机构14传动连接，用于驱动基座8转动。

进气室1顶部设置有多个辐射温度计16。多个辐射温度计16分别监测晶片3内外圈温度，从而便于分别调整中心发热体5和外周部发热体6的功率，以降低晶片3内外圈由于热量传导和气流等因素影响导致的温差。

发热体电极17位于发热体外侧向下延伸一定长度从边缘区域穿过保温层并于石墨电极7连接固定，减少电极10端部的热量流失且便于安装固定。

本实施例中的成膜装置基座热场还包括供电温度控制模块15，用于控制加热温度。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，包括中心发热体和外周部发热体；所述外周部发热体位于所述中心发热体的周围；所述中心发热体和所述外周部发热体用于从晶片的下方对晶片进行加热。

2.根据权利要求1所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述中心发热体为圆形板状结构。

3.根据权利要求2所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述中心发热体两端分别设置有一发热体电极，所述发热体电极用于与电极相连接。

4.根据权利要求3所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述发热体电极上设置有电极固定孔，所述电极固定孔用于所述发热体电极与所述电极的可拆卸连接。

5.根据权利要求2所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述中心发热体的一端至另一端交替设置有中间折返部和外侧折返部；所述中间折返部包括贯通所述中心发热体设置的长圆孔；所述外侧折返部包括沿所述中心发热体的轴线对称设置的开口槽，所述开口槽靠近所述中心发热体的轴线的一端为半圆形结构。

6.根据权利要求2所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述中心发热体上设置有多个升降杆预留孔，所述升降杆预留孔用于避让提升机构，所述提升机构用于改变基板的高度。

7.根据权利要求6所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述升降杆预留孔周围向下加厚形成凸台，所述凸台用于增强结构强度并调节升降杆预留孔周围的电阻值避免电流集中。

8.根据权利要求1所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述外周部发热体为环形板状结构，所述外周部发热体的内径大于所述中心发热体的外径。

9.根据权利要求8所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述外周部发热体一端开环设置，所述外周部发热体的上设置有缝隙，所述外周部发热体另一端设置开口，所述开口与所述缝隙相连通，所述缝隙靠近所述开环的一端为圆角结构。

10.根据权利要求9所述的成膜装置基座热场发热体结构，其特征在于，所述外周部发热体另一端的开口分别与一发热体电极相连接。

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