CN220468249U - 加热器和半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型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。

Description

加热器和半导体加工设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及加热器和半导体加工设备。

背景技术

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。

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。

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。

实用新型内容

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

优选的，所述石墨环表面附有碳化硅层。

附图说明

图1为本实用新型实施例的加热器的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例的加热本体的俯视图；

图3为本实用新型实施例的环状反射件的平面展开结构示意图；

图4为图3所示的环状反射件安装后所得结构的俯视图；

图5为本实用新型实施例的弧状反射件的平面展开结构示意图；

图6为图5所示的弧状反射件安装后所得结构的俯视图；

图7为本实用新型实施例的反射件的平面展开结构示意图；

图8为图7所示的反射件安装后所得结构的俯视示意图；

图9为图7所示的反射件安装后所得结构的侧视示意图；

图10为本实用新型实施例的第一种外隔热部的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的第二种外隔热部的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了加热器，能保证加热均匀性，尤其适用于对温度要求高，沉积均匀性要求高的半导体加工设备，例如MOCVD设备等外延设备。

图1为本实用新型实施例的加热器的内部结构示意图。

本实用新型一些实施例中，参考图1，所述加热器包括加热本体1、支撑部10、外圈反射部2和内圈反射部3；所述加热本体1包括外圈加热区11、由所述外圈加热区11所围的中圈加热区12和由所述中圈加热区12所围的内圈加热区13；所述加热本体1架设于所述支撑部10顶部；所述内圈反射部3围设于所述支撑部10顶面的与所述内圈加热区13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13温场和所述中圈加热区12温场之间相互影响。所述外圈反射部2围设于所述支撑部10顶部的与所述外圈加热区11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中圈加热区12温场和所述外圈加热区11温场之间相互影响。

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，如热量从所述中圈加热区12向所述内圈加热区13传导从而影响所述中圈加热区12和所述内圈加热区13的温场稳定，不利于温场均匀性，因此在所述支撑部10顶面的与所述外圈加热区11相对应的区域(该区域与所述外圈加热区11沿所述加热本体1轴向朝所述支撑部10顶面投影所形成的区域重合)设置所述外圈反射部2，使得可以通过所述外圈反射部2反射所接收到热量来减少或避免所述外圈加热区11温场和所述中圈加热区12温场之间相互影响，有利于加热均匀性。同时，由于所述内圈加热区13的热量聚集影响到所述中圈加热区12温场的情况下不利于温场均匀性，通过在所述支撑部10顶面与所述内圈加热区13相对应的区域设置(该区域与所述内圈加热区13沿所述加热本体1轴向朝所述支撑部10顶面投影所形成的区域重合)所述内圈反射部3，通过所述内圈反射部3反射所接收到热量来减少或避免所述内圈加热区13温场和所述中圈加热区12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。

本实用新型一些实施例中，参考图1，所述加热器还包括外隔热部4，所述外隔热部4容纳所述加热本体1和所述支撑部10。

本实用新型另一些实施例中，所述加热器还包括外隔热部4，所述外隔热部4容纳所述加热本体1。

由于所述外隔热部4围设于所述加热本体1外，并将所述加热本体1和所述支撑部10都收容在所述外隔热部4的内部，保温效果好，所述加热本体1产生的热量受所述外隔热部4的阻挡能够减少或隔绝不必要的热量散失，从而有利于提高加热器所加热的载片装置能达到的温度上限，且无需因为热量散失而提升所述加热本体1的加热功率，从而能降低加热器的能耗。

进一步的，为确保对待处理基板(如碳化硅衬底)的待沉积薄膜表面，特别是包括中部区域在内的绝大部分表面的镀膜均匀性，所述外圈加热区11的加热功率一般会调节至高于所述中圈加热区12的加热功率以确保所述中圈加热区12附近的温场稳定均匀。由于所述外隔热部4的隔热作用，使得所述外圈加热区11附近的热量相较于没有外隔热部4而言更容易聚集，热量聚集超过一定限度就会影响所述中圈加热区12的温场，从而不利于成膜均匀。因此通过设置外圈反射部2围设于所述支撑部10顶面的靠近边缘区域，即所述支撑部10顶面的与所述外圈加热区11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11温场和所述中圈加热区12温场之间相互影响，从而有利于加热均匀性。

本实用新型的一些实施例中，参考图1，所述加热器还包括承载部5和旋转部6，所述承载部5设于所述加热本体1上方，所述旋转部6贯穿所述支撑部10和所述加热本体1并与所述承载部5相接，所述内圈反射部3围绕所述旋转部6设置。在一些应用场景下，旋转部6贯穿所述加热本体1中心设置以驱动位于加热本体1上方的承载部5旋转形成中心支撑，该中心支撑的温度低于反应腔内的温度，例如所述旋转部6的旋转轴是带水冷的旋转轴以确保旋转稳定，这种情况造成热量从所述中圈加热区12向所述内圈加热区13传导从而影响所述中圈加热区12和所述内圈加热区13的温场稳定，因此在所述支撑部10顶面与所述内圈加热区13相对应的区域设置所述内圈反射部3，以通过反射所接收到热量来减少或避免所述中圈加热区12温场和所述内圈加热区13温场之间相互影响。

本实用新型一些实施例中，参照图1，所述内圈反射部3围绕所述旋转部6设置，且顶部靠近所述中圈加热区12和所述内圈加热区13之间的交界处或该交界处附近。

本实用新型一些实施例中，参考图1，所述承载部5固定设置于所述外隔热部4的顶部，所述加热本体1位于所述承载部5和所述支撑部10之间。所述承载部5用于承载基板。

本实用新型一些实施例中，所述承载部5为石墨托盘。

本实用新型的一些实施例中，所述加热本体1包括设置在顶部的加热丝、加热条或加热板等此类加热元件。所述外圈加热区11、所述中圈加热区12和所述内圈加热区13属于此类加热元件的组成部分。

一些实施例中，所述加热本体1还包括和上述加热元件电接触的正极连接极和负极连接极。正极连接极和负极连接极与图1所示的电极部7电接触以构成电流回路。

本实用新型的一些实施例中，参考图1，所述支撑部10包括位于所述加热本体1下方的内隔热部8，以减少或阻止所述加热本体1产生的热量朝向远离所述加热本体1的方向传递，所述外圈反射部2围设于所述内隔热部8顶面的与所述外圈加热区11相对应的区域，所述内圈反射部3围设于所述内隔热部8顶面的与所述内圈加热区13相对应的区域。

本实用新型一些实施例中，所述内隔热部8包括石墨板，所述石墨板的表面附有碳化硅层。

本实用新型的一些实施例中，参考图1，所述支撑部10还包括电极部7，所述内隔热部8位于所述电极部7和所述加热本体1之间以减少或阻止所述加热本体1和所述电极部7之间的热量传递。所述外隔热部4能减少或阻挡所述加热本体1产生的热量沿径向的流失，而结合所述内隔热部8能进一步减少或阻挡所述加热本体1产生的热量沿轴向的流失，有利于提高加热器所加热的载片装置能达到的温度上限，且无需因为热量散失而提升所述加热本体1的加热功率，从而能大幅度降低加热器的能耗。

本实用新型的一些实施例中，参考图1，所述旋转部6顺次贯穿所述电极部7、所述内隔热部8以及所述加热本体1后与所述承载部5相接带动所述承载部5转动，所述内圈反射部3围绕所述旋转部6轴线设置。

本实用新型的一些实施例中，参照图1，所述电极部7包括相互电接触的电极板71和若干电极引脚72。

一些具体的实施例中，所述电极板71包括相互绝缘的正电极板和负电极板，所述若干电极引脚72由正电极引脚和负电极引脚组成。所述正电极引脚与所述正电极板电接触，所述负电极引脚与所述负电极板电接触。所述加热本体1顶部的加热丝通过所电接触的正极连接极和负极连接极分别电接触所述正电极板和所述负电极板从而形成电流回路。

一些实施例中，所述电极板71为多层结构。其中正电极板和负电极板可以位于不同层。所述电极板71和所述加热本体1之间形成电流回路的实现方式请参考前述，在此不做赘述。

本实用新型的一些实施例中，参照图1，所述外圈反射部2与所述支撑部10顶面的对应设置区域之间所夹的角度a大于等于60度且小于等于90度。所述加热本体1底部与所述支撑部10顶部的对应设置区域之间的垂直距离为H，所述外圈反射部2的垂直高度H1大于等于3H/4且小于H。控制H1小于H能够避免影响和干扰所述加热本体1的正常运作。控制H1大于等于3H/4，能够最大限度减少或避免所述外圈加热区11温场和所述中圈加热区12温场之间相互影响，如H1过低，则较多的热量容易经所述外圈反射部2的顶部向所述中圈加热区12传递从而显著影响温场稳定。

本实用新型的实施例中，所述外圈反射部2的垂直高度H1为所述外圈反射部2的顶端部到所述支撑部10顶面的对应设置区域之间的垂直距离。

本实用新型的一些实施例中，参照图1，所述内圈反射部3与所述支撑部10顶面的对应设置区域之间所夹的角度b大于等于60度且小于等于90度。所述加热本体1底部与所述支撑部10顶部的对应设置区域之间的垂直距离为H，所述内圈反射部3的垂直高度H2大于等于3H/4且小于H。控制H2小于H能够避免影响和干扰所述加热本体1的正常运作。控制H2大于等于3H/4，能够最大限度减少或避免所述内圈加热区13温场和所述中圈加热区12温场之间相互影响，如H2过低，则较多的热量会容易经所述内圈反射部3的顶部在所述中圈加热区12和所述内圈加热区13之间传递从而显著影响温场稳定。

本实用新型的实施例中，所述内圈反射部3的垂直高度H2为所述内圈反射部3的顶端部到所述支撑部10顶面的对应设置区域之间的垂直距离。

本实用新型的一些具体实施例中，参考图1，所述外圈反射部2与所述内隔热部8顶面的对应设置区域之间所夹的角度a大于等于60度且小于等于90度。所述加热本体1顶部的底面与所述内隔热部8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2的垂直高度H1大于等于3H/4且小于H。

本实用新型的一些具体实施例中，参考图1，所述内圈反射部3与所述内隔热部8顶面的对应设置区域之间所夹的角度b大于等于60度且小于等于90度。所述加热本体1顶部的底面与所述内隔热部8顶面的对应设置区域之间的垂直距离为H，所述内圈反射部3的垂直高度H2大于等于3H/4且小于H。

本实用新型的一些实施例中，所述内隔热部8为隔热板。

本实用新型的一些实施例中，当所述内隔热部8的顶面为水平设置时，即所述内隔热部8顶面的各区域均处于同一水平面，所述外圈反射部2和所述内圈反射部3中的任意一种垂直或倾斜设置于所述内隔热部8的顶面。

本实用新型的另一些实施例中，当所述内隔热部8顶面的各区域不处于同一水平面时，所述外圈反射部2和所述内圈反射部3中的任意一种的“垂直设置”和“倾斜设置”都是相对其底部所设置于的所述内隔热部8顶面的那片区域而言。

本实用新型的一些具体实施例中，所述加热本体1顶部的加热元件，例如加热丝是水平安装的，为了便于控制反射效果，所述内隔热部8顶面的各区域处于同一水平面。

图2为本实用新型实施例的加热本体的俯视图。

本实用新型一些实施例中，参照图1和图2，所述加热本体1顶部的加热元件，例如若干加热丝14以所述加热本体1的中心为圆心以同心圆排列并沿水平方向延伸至靠近图1所示的所述内圈反射部3顶部位置，形成所述内圈加热区13。加热丝14继续盘绕并沿水平方向延伸至图1所示靠近所述外圈反射部2顶部位置，形成所述中圈加热区12。加热丝14继续盘绕并沿水平方向延伸至图1所示靠近所述外隔热部4的位置，形成所述外圈加热区11。所述内圈加热区13、所述中圈加热区12和所述外圈加热区11的面积关系视待处理衬底的尺寸和放置位置可以灵活调整。

本实用新型的一些实施例中，所述加热本体1顶部的加热元件，例如加热丝14除了沿水平方向布置外，还以所述加热本体1顶部边缘为起始沿着如图1所示的所述外隔热部4的轴向向下延伸，向下延伸的这部分区域也属于所述外圈加热区11的区域。且所述加热丝14还以所述加热本体1顶部边缘为起始沿着如图1所示的所述旋转部6的轴向向下延伸，向下延伸的这部分区域也属于所述内圈加热区13的区域。

本实用新型实施例中，可根据实际需要选择将所述外圈反射部2进行垂直安装或倾斜安装。

本实用新型一些实施例中，参考图1，所述外圈反射部2垂直于所述支撑部10顶面的对应设置区域。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2朝向所述旋转部6倾斜。

本实用新型一些实施例中，参考图1，所述内圈反射部3垂直于所述支撑部10顶面的对应设置区域。

本实用新型一些实施例中，所述内圈反射部3远离所述旋转部6倾斜。

本实用新型实施例中，“环形”的表述不限于圆环形，只要是首尾相接形成的闭合中空结构均在此范围内；“弧形”的表述不限于圆弧形，只要是具有弯曲性质的片状结构均在此范围内。

图3为本实用新型实施例的环状反射件的平面展开结构示意图；图4为图3所示的环状反射件安装后所得结构的俯视图。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2包括环状反射件21，所述环状反射件21朝向所述加热本体1延伸，所述外圈反射部2的环状反射件21垂直于所述支撑部10顶面的与所述外圈加热区11对应的区域。

本实用新型一些实施例中，所述内圈反射部3包括环状反射件21，所述环状反射件21朝向所述加热本体1延伸，所述内圈反射部3的环状反射件21垂直于所述支撑部10顶面的与所述内圈加热区13对应的区域。

本实用新型一些实施例中，参考图1、图3和图4，环形结构211的底部连接若干第一固定部212构成了环状反射件21。若干第一固定部212设置于所述内隔热部8顶部的对应设置区域(该区域于图2所示的外圈加热区11沿所述加热本体1轴向朝向所述内隔热部8顶部投影形成的区域重合)，所述环形结构211垂直于该所述内隔热部8顶部的对应设置区域(该区域于图2所示的外圈加热区11沿所述加热本体1轴向朝向所述内隔热部8顶部投影形成的区域重合)。此种安装方式便于实现各反射部延伸结构的垂直安装。

本实用新型一些实施例中，所述第一固定部212的数量为至少3个，相邻第一固定部212之间的间距可根据需求进行灵活调整，以能够实现环状反射件21的垂直稳定安装为必要。例如相邻第一固定部212之间可以是等间距设置。

图5为本实用新型实施例的弧状反射件的展开结构示意图；图6为图5所示的弧状反射件安装后所得结构的俯视示意图。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2和所述内圈反射部3中的任意一种包括至少2个弧状反射件22，所述至少2个弧状反射件22首尾相接并垂直于所述支撑部10顶面的对应设置区域并朝向所述加热本体1延伸。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2包括至少2个弧状反射件22，所述弧状反射件22朝向所述加热本体1延伸，所述外圈反射部2的所有弧状反射件22沿周向顺次相接并垂直于所述支撑部10顶面的与所述外圈加热区11对应的区域。

本实用新型一些实施例中，所述内圈反射部3包括至少2个弧状反射件22，所述弧状反射件22朝向所述加热本体1延伸，所述内圈反射部3的所有弧状反射件22沿周向顺次相接并垂直于所述支撑部10顶面的与所述内圈加热区13对应的区域。

本实用新型一些实施例中，参考图1、图5和图6，弧形结构221的底部连接若干第二固定部222构成弧状反射件22。所述弧形结构221的平面展开结构的左右两端分别设有连接部223和与所述连接部223相适配的开槽224，若干个所述第二固定部222设置于所述内隔热部8顶部的对应设置区域(该区域的描述请参见前述对环状反射件描述的段落)，若干个所述弧形结构221垂直于所述内隔热部8顶部的对应设置区域(该区域的描述请参见前述对环状反射件描述的段落)并顺次相接构成环形，相邻所述弧状反射件22通过所述连接部223卡接于所述开槽224而连接固定。该种安装方式简单易维护拆卸。所述弧状反射件22可在安装时再组装，安装时更为简单方便。

所述第二固定部222的数量和相互之间的间距可根据需求进行灵活调整，以能够实现弧形结构221的稳定垂直安装为必要。

相邻所述弧形结构221之间的可拆卸连接方式不限于上述的卡扣连接，以能够实现弧形结构221的稳定垂直安装为必要。

图7为本实用新型实施例的反射件的展开结构示意图；图8为图7所示的反射件安装后所得结构的俯视示意图；图9为图7所示的反射件安装后所得结构的侧视示意图。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2包括相互独立设置的若干反射件23，所述外圈反射部2的所有反射件23倾斜于所述支撑部10顶面的与所述外圈加热区11对应的区域，并朝向所述加热本体1延伸。

本实用新型一些实施例中，所述内圈反射部3包括相互独立设置的若干反射件23，所述内圈反射部3的所有反射件23倾斜于所述支撑部10顶面的与所述内圈加热区13对应的区域，并朝向所述加热本体1延伸。

本实用新型一些实施例中，以所述外圈反射部2为例具体说明，参考图7至图9，所述延伸结构为倾斜结构231，所述固定结构为安装部232，所述倾斜结构231和所述安装部232组成反射件23。所述外圈反射部2包括朝向所述加热本体1延伸的若干个倾斜结构231，以及与所述倾斜结构231一一对应相接的若干个安装部232，若干个所述倾斜结构231远离所述外隔热部4倾斜于所述内隔热部8顶面的对应设置区域(该区域的描述请参见前述在环状反射件段落的对应描述)，若干个所述安装部232设于所述内隔热部8顶面的对应设置区域(该区域的描述请参见前述在环状反射件段落的对应描述)并围绕所述内隔热部8中部，且各所述安装部232相互独立设置。

本实用新型的一些实施例中，所述内圈反射部3的结构和安装方式请参见前述由若干反射件组成的外圈反射部2的结构和安装方式。所不同的地方在于：所述内圈反射部3的倾斜结构231朝向所述外隔热部4倾斜(即远离所述旋转部6倾斜)。

本实用新型的一些实施例中，前述的所述安装部232和所述倾斜结构231之间的连接方式为可调式活动连接，便于根据温场需求灵活调整所述倾斜结构231的倾斜程度，具体可调式活动连接方式为业内常规技术手段，以调整后能够确保所述倾斜结构231相对所述安装部232处于静止状态以确保所述倾斜结构231稳定为必要。

本实用新型的一些实施例中，组成所述外圈反射部2的若干反射件中，至少一个反射件的倾斜结构可根据温场调整需求调整为垂直安装方式。

前述的反射件多件独立安装，每件之间不连接，相邻反射件之间的距离可根据温场控制需求灵活调整，各反射件的倾斜程度也可以根据对应所在位置温场的控制需求进行灵活调整。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2包括相互独立设置的若干反射件23，所述外圈反射部2的所有反射件23垂直或倾斜于所述支撑部10顶面的与所述外圈加热区11对应的区域，并朝向所述加热本体1延伸。

本实用新型一些实施例中，所述内圈反射部3包括相互独立设置的若干反射件23，所述内圈反射部3的所有反射件23垂直或倾斜于所述支撑部10顶面的与所述内圈加热区13对应的区域，并朝向所述加热本体1延伸。

本实用新型的一些实施例中，以所述外圈反射部2为例，所述外圈反射部2由若干个反射件和若干个弧状反射件组成，具体的安装方式请参见前述。各反射件和各弧状反射件之间的排列方式可以根据温场控制需求进行灵活调整。所述内圈反射部3也可以如此设置。

本实用新型的一些实施例中，所述外圈反射部2的厚度为0.2mm-2mm。具体的，前述的环状反射件、弧状反射件和反射件中任意一种的厚度为0.2mm-2mm。

本实用新型一些实施例中，所述内圈反射部3的厚度为0.2mm～2mm。具体厚度情况请参见对所述外圈反射部2的相关叙述。

如所述外圈反射部2和所述内圈反射部3的厚度小于0.2mm，会太薄，在工艺条件，例如反应气体流速形成的腔内流场影响下容易变形，使用寿命短；如所述外圈反射部2和所述内圈反射部3的厚度大于2mm，会太厚，不利于安装。

本实用新型一些具体实施例中，所述外圈反射部2和/或所述内圈反射部3的厚度均为0.2mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm和2mm中的任意一种。

本实用新型一些实施例中，所述外圈反射部2和/或所述内圈反射部3的组成材料为耐高温金属材料。

本实用新型一些具体实施例中，所述耐高温金属材料为钨或钼，有利于延长反射件的使用寿命。

本实用新型一些实施例中，所述外隔热部4包括沿所述加热本体1轴向顺次堆叠的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1，有利于起到更好的保温效果，从而提高了加热器所作用的载片装置能达到的温度上限，并降低加热器的能耗。一些实施例中，所述石墨环还容纳了所述加热本体1和所述内隔热部8之间的区域。

一些实施例中，所述石墨环内所容纳的部件根据对温场控制的需求可以灵活调整，以所述石墨环根据温场控制的需求能够提供有效的保温作用为必要。例如所述石墨环可以容纳所述内隔热部8，还可以再容纳所述电极部7的至少部分。

本实用新型一些实施例中，所述石墨环的表面附有碳化硅层。

图10为本实用新型实施例的第一种外隔热部的结构示意图。

本实用新型的一些具体实施例中，参考图10，所述外隔热部4包括沿所述加热本体轴向顺次堆叠设置并均围设于所述加热本体外的3个隔热环，分别为第一子隔热环41、第二子隔热环42和第三子隔热环43。且所述第一子隔热环41为石墨环。

一些实施例中，参照图1和图11，所述第一子隔热环41容纳所述加热本体1，即所述第一子隔热环41顶面不低于所述加热本体1的顶面，所述第一子隔热环41的底面不高于所述内隔热部8的顶面，且所述第一子隔热环41为石墨环，从而有利于起到更好的保温效果，使得能有效提高承载部5的温度。

一些实施例中，所述第一子隔热环41为石墨环，且其表面覆盖有碳化硅层。当反应腔室内的工艺气体(例如氧气、氨气)在工艺条件下能够与石墨发生反应，碳化硅层相对该类工艺气体和工艺条件而言是化学惰性的，能够保护石墨组成的隔热环不受损害。

一些实施例中，除第一子隔热环41外的其他隔热环的组成材料可以和第一子隔热环41相同。也可以和第一子隔热环41不同(例如组成材料可以是石英)。

本实用新型实施例中，外隔热部4组成材料满足耐对应工艺条件下的温度，对工艺气体化学惰性为必要。

本实用新型一些实施例中，所述第一子隔热环41的高度可以参照所述加热本体1顶面到所述内隔热部8顶面之间的距离进行灵活调整，例如所述第一子隔热环41的高度为10mm～50mm。以确保起到更好的保温效果，使得能有效提高承载部5的温度。

本实用新型一些实施例中，所述第一子隔热环41的高度为10mm、15mm、20mm、25mm、28mm、30mm、33mm、35mm、40mm、45mm、48mm和50mm中的任意一种。

本实用新型实施例还提供了以下具体的实施例，分别以所述外隔热部4的组成材料为石墨和石英为例进一步阐述技术效果：

对于图1所示的加热器，不同的加热器的区别仅在于外隔热部4的组成材料不同。承载部5是直径为290mm的石墨托盘，将该加热器放入密闭腔室中，电源接通电极部7使加热器升温并监控石墨托盘的温度。实施例1中外隔热部4的组成材料为石英，加热器的总功率达到18千瓦后，石墨托盘表面温度达到900度。实施例2中外隔热部4的组成材料为石墨，加热器的总功率达到8.5千瓦后，石墨托盘表面温度达到了900度。实施例3中，外隔热部4的组成材料为石英，启动加热器使石墨托盘表面温度达到1400度并记录此时加热器的总功率。实施例4中，外隔热部4的组成材料为石墨，启动加热器使总功率达到和实施例3同样的数值，检测到石墨托盘表面温度达2000度。

本实用新型一些实施例中，所述外隔热部4包括从内而外顺次套设并均围设于所述加热本体1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1，有利于起到更好的保温效果，从而提高了加热器所作用的载片装置能达到的温度上限，并降低加热器的能耗。

图11为本实用新型实施例的第二种外隔热部的部分结构示意图。

本实用新型的一些具体实施例中，参考图11，所述外隔热部4包括从内而外顺次套设并均围设于所述加热本体1外的3个隔热环，分别为第一隔热环410、第一外套隔热环420和第二外套隔热环430，所述第一隔热环410、第一外套隔热环420和第二外套隔热环430从内而外依次贴合设置，从而有利于起到更好的保温效果，使得能有效提高承载部5的温度。且所述第一隔热环410能够容纳所述加热本体。

本实用新型一些实施例中，所述第一隔热环410为石墨环。

一些实施例中，所述第一隔热环410包括石墨环和覆盖所述石墨环表面的碳化硅层。

一些实施例中，所述第一隔热环410顶部的组成材料为石墨，其余部分组成材料为石英。所述第一隔热环410顶部的顶面不低于所述加热本体1的顶面，且所述第一隔热环410底部的底面不高于所述内隔热部8的顶面。进一步的，在一些实施例中，所述第一隔热环310顶部表面覆盖碳化硅层。

本实用新型一些实施例中，所述外隔热部还包括自石墨环起从内而外顺次套设的N个外套隔热环，所述N为大于等于1的正整数。

一些实施例中，外套隔离环的组成材料可以和所述第一隔热环410相同，也可以不同，不同外套隔离环之间的组成材料可以相同也可以不同。一些具体的实施例中，各外套隔离环的组成材料是石墨或者石英。

一些实施例中，所述外隔热部4的厚度为3mm～10mm。即前述的隔热环、外套隔热环、子隔热环、石墨环中任意一种的厚度为3mm～10mm。如厚度太薄，起不到良好的保温效果。厚度太厚不利于成本控制。具体的，厚度可以为3mm、5mm、7mm、8mm和10mm中的任意一种。

本实用新型一些实施例中，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加热器。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (11)

1.一种加热器，其特征在于，包括：

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；

支撑部，所述加热本体架设于所述支撑部顶部；

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；

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。

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。