TWI747282B - 加熱裝置及包括其之有機金屬化合物化學氣相沉積設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種用於加熱可旋轉基板承載台的加熱裝置，用以改善基板承載台上表面各區域的溫度均勻性。基板承載台具有旋轉軸線，加熱裝置位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，加熱裝置包括一個或複數個第一加熱器以及複數個輔助加熱器，一個或複數個第一加熱器用於加熱上方的基板承載台的環形區域，複數個輔助加熱器處於環形區域下方，且複數個輔助加熱器與旋轉軸線具有不同的距離，用於調節環形區域中局部區域的溫度。

Description

加熱裝置及包括其之有機金屬化合物化學氣相沉積設備
本發明係關於一種加熱裝置，更關於包括加熱裝置的化學氣相沉積(CVD)設備。
許多半導體元件透過化學氣相沉積(CVD)的方式將半導體材料外延生長在基板上，基板基本上是圓盤狀的多晶矽材料，一般稱為晶圓。在進行此製程時，晶圓會維持高溫且暴露在一種或多種化學前驅物的環境中，上述前驅物可以是在基板表面上進行反應或分解，產生符合期待的沉積物。用於化學氣相沉積的前驅物一般包括金屬，例如金屬氫化物、鹵化物、鹵元素氫化物及有機金屬化合物。上述前驅物會與例如為氮氣的載氣結合，但是並不產生明顯的反應，上述載氣及不需要的副產物可以透過反應腔的出氣口排出。
利用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)可以連續產生半導體化合物層，藉以製作由三五族半導體材料形成的元件。三五族半導體材料包括發光二極管(LEDs)及其它例如是發光二極體、光學感測器及場效應電晶體的高效能晶片。在例如為藍寶石或矽晶圓的基板上藉由將有機鎵化合物與氨進行反應，可以形成這種元件。在沉積氮化鎵及相關化合物時，晶圓會保持在500℃至1200℃之間，因此一般會將加熱器組件加熱到1000℃至2200℃之間，藉以達到晶圓製程溫度。例如為壓力及氣體流速的許多製程參數也需控制，藉以達到符合期待的晶體生長過程。在形成所有的半導體層之後，及在電性接點透過電性測試後，晶圓可以切割成單獨的元件。
MOCVD反應器內的基板承載台上通常會同時裝載複數個基板，以提高加工效率。這使得基板承載台的加熱系統面臨著更嚴苛的挑戰：必須保證基板承載台表面所有區域的基板都處於適當的溫度範圍。否則，處於不適當溫度區域的基板上生長出的材料往往存在質量缺陷。
目前的氮化鎵量產MOCVD設備主要應用於照明用藍綠光LED的生產，對發光波長均勻性要求不高，一般波長均勻性小於2nm即可。但隨著Mini-LED及Micro-LED在高端顯示上的應用前景，單一顯示器內一般要求波長均勻性小於+/-2nm，因此，對波長的均勻性也提出了更高的要求，需要波長均勻性小於0.8nm或更小，等同於在約800℃外延生長時整個外延片表面溫度需要控制在約+/-1℃。這對外延生長過程中整個基板承載台溫度的控制及對局部溫度場的細微調整提出了的更高需求。
根據本發明的一個態樣，提供了一種用於加熱可旋轉基板承載台的加熱裝置，基板承載台具有旋轉軸線(OO’)，加熱裝置位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，加熱裝置包括一個或複數個第一加熱器以及複數個輔助加熱器，一個或複數個第一加熱器用於加熱上方的基板承載台的環形區域，複數個輔助加熱器處於環形區域下方，且複數個輔助加熱器與旋轉軸線具有不同的距離，用於調節環形區域中局部區域的溫度，一個或複數個第一加熱器均包括：兩個第一接線柱；連接兩個第一接線柱的第一加熱段，用於加熱基板承載台，第一加熱段包括複數個弧形加熱段以及用於連接不同弧形加熱段的連接部；每個輔助加熱器包括：兩個輔助接線柱；連接兩個輔助接線柱的輔助加熱段，用於加熱基板承載台。
較佳地，每個輔助加熱器中的輔助加熱段的面積小於任一個弧形加熱段的面積。
較佳地，輔助加熱段在第一加熱段的下方。
較佳地，輔助加熱器的徑向位置對應於相鄰的第一弧形加熱段之間或者相鄰的第一加熱器之間的間隙。
較佳地，輔助加熱器中的第一組輔助加熱器的徑向位置對應於相鄰的弧形加熱段之間或者相鄰的第一加熱器之間的間隙，輔助加熱器中的第二組輔助加熱器的徑向位置對應於第一弧形加熱段。
較佳地，第一組輔助加熱器及第二組輔助加熱器分別位於旋轉軸線(OO’)的兩側。
較佳地，至少一個輔助加熱器的徑向寬度小於等於相鄰的第一弧形加熱段之間的間隙的寬度。
較佳地，至少一個輔助加熱器的徑向寬度小於等於環形區域的徑向寬度的一半。
較佳地，在同一第一加熱段的相對的複數個連接部之間或者不同第一加熱段的相對的複數個連接部之間設置輔助加熱區，輔助加熱器位於輔助加熱區中。
較佳地，輔助加熱區的面積小於基板承載台的面積的1/10。
較佳地，輔助加熱器包括第一輔助加熱器及第二輔助加熱器，第一輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離大於第二輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離，且第一輔助加熱器的個數大於等於第二輔助加熱器的個數。
較佳地，第一加熱器的加熱功率是輔助加熱器的加熱功率的10倍以上。
較佳地，輔助加熱器包括第一輔助加熱器及第二輔助加熱器，第一輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離大於第二輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離，且第一輔助加熱器的加熱功率大於第二輔助加熱器。
較佳地，弧形加熱段包括第一弧形加熱段及第二弧形加熱段，第一弧形加熱段到旋轉軸線(OO’)的距離大於第二弧形加熱段到旋轉軸線(OO’)的距離，且第一弧形加熱段的弧長度大於第二弧形加熱段的弧長度。
較佳地，加熱裝置還包括隔熱圈，隔熱圈圍繞輔助加熱器，用於隔絕第一加熱段對於輔助加熱器的熱輻射。
較佳地，加熱裝置還包括第二加熱器，第二加熱器包括兩個第二接線柱，第二加熱器的第二加熱段位於環形區域的外圍。
較佳地，第一接線柱的橫截面積大於輔助接線柱橫截面積的3倍。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種MOCVD設備，包括：氣密的反應腔；設置在反應腔內並可轉動的基板承載台，用於固定基板於其上表面；位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一段距離的如上的加熱裝置，用於加熱基板承載台。
較佳地，不同加熱器以及複數個輔助加熱器的加熱功率獨立可控。
較佳地，加熱裝置下方包括隔熱屏蔽板，隔熱屏蔽板下方固定有液冷管道，使得隔熱屏蔽板下方具有一低溫區域，第一接線柱及輔助接線柱穿過隔熱屏蔽板到達下方低溫區域。
根據本發明的另一個方面，提供了一種用於加熱可旋轉基板承載台的加熱裝置，加熱裝置位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一段距離，基板承載台具有旋轉軸線(OO’)，加熱裝置包括至少一個連續的第一加熱器以及複數個輔助加熱器，第一加熱器包括：兩個第一接線柱；連接兩個接線柱的第一加熱段，用於加熱基板承載台，第一加熱段包括複數個第一弧形加熱段以及用於連接不同第一弧形加熱段的連接部；第一弧形加熱段最近端到旋轉軸線(OO’)的距離記為Smin，第一弧形加熱段最遠端到旋轉軸線(OO’)的距離記為Smax，輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離在區間[Smin，Smax]內，每個輔助加熱器包括：兩個輔助接線柱；連接兩個接線柱的輔助加熱段，用於加熱基板承載台。
其中，弧形加熱段的「最近端」是指最靠近旋轉軸線的弧形加熱段的內側邊緣。「最遠端」是指最遠離旋轉軸線的弧形加熱段的外側邊緣。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種用於MOCVD設備的輔助加熱器，MOCVD設備包括具有旋轉軸線(OO’)的可旋轉的基板承載台及第一加熱器，第一加熱器及輔助加熱器位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，第一加熱器用於加熱上方的基板承載台的環形區域，輔助加熱器處於環形區域下方，且輔助加熱器與旋轉軸線具有不同的距離，用於調節環形區域中局部區域的溫度，第一加熱器均包括：兩個第一接線柱；以及連接兩個第一接線柱的第一加熱段，用於加熱基板承載台，第一加熱段包括複數個弧形加熱段以及用於連接不同弧形加熱段的連接部。
較佳地，輔助加熱器包括：兩個輔助接線柱；以及連接兩個接線柱的輔助加熱段，用於加熱基板承載台。
較佳地，輔助加熱器的徑向位置對應於相鄰的第一弧形加熱段之間或者相鄰的第一加熱器之間的間隙。
較佳地，輔助加熱器被隔熱圈至少部分地圍繞，隔熱圈用於隔絕第一加熱段對於輔助加熱器的熱輻射。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種用於加熱可旋轉基板承載台的加熱裝置，基板承載台具有旋轉軸線(OO’)，加熱裝置位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，加熱裝置包括主加熱器以及複數個輔助加熱器，主加熱器用於加熱上方的基板承載台，複數個輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離不同，複數個輔助加熱器中的每一個用於獨立調節主加熱器所加熱區域中的局部溫度。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種MOCVD設備，包括：氣密的反應腔；設置在反應腔內並可轉動的基板承載台，用於固定基板於其上表面；位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一段距離的如上的加熱裝置，用於加熱基板承載台。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種利用如上述的MOCVD設備進行半導體製程的方法，其包括：將基板放置在基板承載台上，啟動主加熱器，進行基板製程處理；檢測基板表面的製程參數分佈；調節輔助加熱器以實現期望的製程參數分佈。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種用於MOCVD設備的輔助加熱器，MOCVD設備包括具有旋轉軸線(OO’)的可旋轉的基板承載台及第一加熱器，第一加熱器及輔助加熱器位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，第一加熱器用於加熱上方的基板承載台的環形區域，輔助 加熱器處於環形區域下方，且輔助加熱器與旋轉軸線具有不同的距離，用於調節環形區域中局部區域的溫度，第一加熱器均包括：兩個第一接線柱；以及連接兩個第一接線柱的第一加熱段，用於加熱基板承載台，第一加熱段包括複數個弧形加熱段以及用於連接不同弧形加熱段的連接部。
根據本發明的另一個態樣，提供了一種用於MOCVD設備的輔助加熱器，MOCVD設備包括具有旋轉軸線(OO’)的可旋轉的基板承載台及主加熱器，主加熱器及輔助加熱器位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，主加熱器用於加熱上方的基板承載台，輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離不同，輔助加熱器用於獨立調節主加熱器所加熱區域中的局部溫度。
10:MOCVD設備
14:進氣裝置
17:排氣裝置
18:泵
2:反應腔
20:內部處理空間
22:頂壁
24:底壁
26:側壁
28:外襯套
30:基板進出口
34:反應腔內襯
40,40’:基板承載台
44:轉軸
46:加熱裝置
46’:加熱器
461,463:第一加熱器
462:第二加熱器
465c:隔熱圈
49:隔熱屏蔽板
501:第一環形區域
502:第二環形區域
70:出氣口
a,b,c,d,e,f,a’,b’,c’,d’,e’,f’,461a,461b,461c:弧形加熱段
A,B,C,D,E,F,G,H,465,465a,465b:輔助加熱器
m’,n’:接線柱
OO’:旋轉軸線
p’:連接部
Smax,Smin,Sc1,SSc2,1Sg1,Sg2:距離
W:基板
第1圖是本發明一個實施例的MOCVD設備的結構示意圖；第2圖與第3圖是常用的對基板承載台進行加熱的加熱裝置的結構示意圖；第4圖與第5圖的(a)到第5圖的(c)是本發明一個實施例的加熱裝置的結構示意圖；第6圖到第10圖是加熱裝置的其它實施例的結構示意圖。
本發明的裝置/部件主要可被應用於CVD設備，尤其是在沉積過程中用於固定基板的基板承載台(wafer holder，業內有時也稱作「基板座」)會以一定的轉速旋轉，以提高沉積質量的CVD設備，諸如，MOCVD設備。說明一點，這裡的CVD設備應作較寬泛的理解，包括外延生長裝置在內。
以下將結合附圖對本發明的加熱裝置及包括該加熱裝置的MOCVD設備進行說明。需強調的是，這裡僅是示例型的闡述，不排除有其它利用本發明的實施方式。並且，各種實施例中的技術特徵可進行任意組合。
第1圖是本發明一個實施例的MOCVD設備的結構示意圖。如第1圖所示，MOCVD設備10包括具有進氣裝置14、排氣裝置17的反應腔2，其中，進氣裝置14可設置在反應腔2的頂部，排氣裝置17可設置在反應腔2的底部。
反應腔2具有位於頂端的頂壁22、位於底端的底壁24以及在頂壁22與底壁24之間延伸的圓筒形側壁26。頂壁22、底壁24與側壁26共同圍成氣密性的內部處理空間20，可容納從進氣裝置14射出的氣體。儘管所示的反應腔2為圓筒形的，其它實施例也可包括具有其它形狀的反應腔，例如包括圓錐形或其它回轉面，方形、六角形、八角形或任意其它適當的形狀。
進氣裝置14與用於供應在基板處理過程中應用的處理氣體的氣體源連接，處理氣體如載體氣體及反應氣體，反應氣體如金屬有機化合物及V族金屬元素的來源物質。在典型的金屬有機化學氣相沉積過程中，載體氣體可為氮氣、氫氣或氮氣及氫氣的混合物，因此在基板承載台頂面的處理氣體可主要由氮氣及/或氫氣組成，並帶有一些量的反應氣體成分。進氣裝置14設置為接收各種氣體並引導處理氣體大致以向下的方向流動。
進氣裝置14還可與設置為液體循環透過氣體分配元件的冷卻系統連接，以使操作過程中元件的溫度保持在所需的溫度。另外，為了冷卻反應腔2的壁(包括頂壁22、底壁24與側壁26)，可設置類似的冷卻裝置(未示出)。
排氣裝置17設置為從反應腔2的內部處理空間20排放氣體(既包括反應產生的廢氣，也包括未來得及參加反應的部分氣體)。排氣裝置17包括 設置在反應腔2底部或鄰近底部的出氣口70，以及設置在反應腔2外、與出氣口70連通用於提供氣體流動動力的泵18或其它真空源。
反應腔2還設置有用於基板移入移出的基板進出口30，以及緊鄰側壁26設置並可沿側壁26方向進行上下移動的、呈環形的反應腔內襯34。反應腔內襯34具有位於上方的關閉位置及位於下方的打開位置。基板處理完成後，可下移反應腔內襯34(使其處於打開位置)，將基板進出口30暴露，進而可將基板自基板進出口30移出。下批次的待處理基板也可自基板進出口30移入。基板移入後，可上移反應腔內襯34(使其處於關閉位置)，將基板進出口30遮蓋，從而使內部處理空間20與基板進出口30分隔開。處於關閉位置時，由該反應腔內襯34所界定出的區域呈對稱的圓形，並且基板進出口30被「隱藏」在反應腔內襯34後面因而不會與處理氣體有接觸，處理氣體所能接觸到的區域是由該反應腔內襯34所界定出的圓周形邊界，其保證了整個處理環境的均勻性。用於控制及驅動反應腔內襯34上下移動的驅動機構(未示出)可以是任意類型的驅動器，例如機械的、機電的、液壓的或氣動的驅動器。
儘管所示的反應腔內襯34為圓筒形的，其它實施例可包括具有其它形狀的反應腔內襯，例如包括，方形、六角形、八角形或任意其它適當的形狀。
反應腔2還設置有可轉動的轉軸44、安裝在轉軸44頂端並可隨轉軸44轉動的基板承載台40、裝載機構(未示出)以及加熱裝置46等。其中，轉軸44與如電機驅動器等的旋轉驅動機構(未示出)連接，設置為使轉軸44繞其中心軸旋轉。轉軸44還可設有大致沿轉軸的軸向延伸的內部冷卻通道(未示 出)。內部冷卻通道可與冷卻源連接，使得流體冷卻劑可由冷卻源穿過冷卻通道並返回冷卻源而循環。
替代地，反應腔2還可設置有轉筒，基板承載台的邊緣部分架設在轉筒的筒口的圓周部分上，當轉筒轉動時，帶動基板承載台一起旋轉。旋轉驅動機構的設置方式如上所述，不再贅述。
基板承載台40大體上呈圓盤狀，可由不污染MOCVD過程且能承受該過程所經歷溫度的材料(如石墨、碳化矽或其它耐熱材料)製成。基板承載台40的上表面內設置有複數個大致為圓形的基板保持容納部(未示出)，每個基板保持容納部適於保持一個基板W。在一個示例中，基板承載台40可具有約500毫米至約1000毫米的直徑。
裝載機構(未示出)能將基板承載台40自基板進出口30移入反應腔2內，並將基板承載台40安裝在轉軸44頂端；還能使基板承載台40與轉軸44脫離，並自基板進出口30移出反應腔2。
加熱裝置46通常設置在基板承載台40下方的隔熱屏蔽板49上，主要將熱量熱輻射至基板承載台40的底面。施加至基板承載台40底面的熱量可向上流動經過基板承載台40傳遞至每個基板W的底面，並向上經過基板W至基板W的頂面。隔熱屏蔽板49下方固定有液冷管道，使得隔熱屏蔽板49下方具有一低溫區域，加熱裝置的用於輸入功率的第一接線柱及輔助接線柱穿過隔熱屏蔽板49到達下方低溫區域。熱量還可從基板承載台40的頂面與基板W的頂面輻射至反應腔2的較冷元件，例如反應腔2的側壁26及進氣裝置14。熱量還可從基板承載台40的頂面與基板W的頂面傳遞至在這些表面上方流過的處理氣體。反應腔2還包括外襯套28，以減少處理氣體向反應腔內容納加熱裝置46的區域的滲入。 在示例性的實施例中，可在加熱裝置46下方設置隔熱罩(未示出)，例如，設置為與基板承載台40平行，以幫助引導熱量從加熱裝置46向上朝基板承載台40傳遞，而不是向下朝反應腔2底端的底壁24傳遞。
第2圖與第3圖是一種常用的加熱裝置的結構示意圖，其可應用於第1圖所示的MOCVD設備中，用於使基板承載台上表面各處可獲得較均勻的溫度。如第2圖(由於頁面寬度的限制，第2圖中只示出了基板承載台40’與加熱裝置等的半邊結構。基板承載台40’與加熱裝置均為軸對稱結構，因而，顯示的這半邊結構已能大致清楚揭露加熱裝置的結構及加熱裝置與基板承載台40’間的相對位置關係)與第3圖所示，加熱裝置位於基板承載台40’下方並與基板承載台40’在豎直方向上相隔一段距離，以輻射的方式加熱基板承載台40’，加熱裝置包括連續的加熱器46’。本專利申請案此處及下文所稱的加熱器「連續」指的是，單個加熱器中分佈於各區域、用於將電能轉化為熱能的各加熱部電性連接為一個整體，該加熱器只需透過連接一個電源就可充分工作。
加熱器46’整體上位於同一平面內，並包括兩個接線柱m’與n’以及加熱段。其中，兩個接線柱m’與n’用於電連接一加熱電源(未圖示)的電極，以使該加熱電源可施加於加熱器46’。加熱器用於連接該兩個接線柱m’與n’，包括呈同心圓分佈的複數個弧形加熱段a’、b’、c’、d’、e’與f’以及用於連接相鄰的弧形加熱段的連接部p’。弧形加熱段a’、b’、c’、d’、e’與f’的圓心均位於基板承載台40’的旋轉軸OO’上。
為解決對基板承載台40’的下表面的均勻加熱，一種方法是設置複數個加熱器46’，每一加熱器只覆蓋一個很小的區域，並與一個獨立的加熱電源電連接。也就是說，劃分出複數個加熱區域，例如3個或4個區域，當某一區域 的溫度需要調整時，只需要調整對應的加熱器的加熱電源功率即可。一般而言，每一加熱器覆蓋的區域越小，改善的效果越明顯。但是，這種解決方法需要增加數個甚至更複數個加熱電源，顯著增加了成本。另外，由於加熱電源數目的增多，使得加熱器與加熱電源之間的線路連接變得複雜，控制器對加熱電源功率的自動控制也變得困難。
另一種方法是在加熱器46’中設置至少兩個弧形加熱段，即第一弧形加熱段與第二弧形加熱段，它們兩者的單位長度的電阻率不相等(例如，透過改變弧形加熱段c的寬度來實現)。其不相等是為了改善基板承載台40’各區域的溫度均勻性。但是，這種方法存在以下不足：(1)要得到均勻的溫度分佈，必須更換不同的加熱段。而更換加熱段必須在機台關機的情況下才能完成，無法在製程過程中對局部區域即時地調整溫度分佈；(2)每修改一次溫度分佈，就必須重新加工一組新的加熱器，並且需要進行測試最佳化，最終才能定型。這無疑增加了成本並且延長了製作週期。
本發明的發明人致力於改善上述缺陷。在研究及實驗中，發明人發現，在處理基板時，加熱器是固定在隔熱屏蔽板上，而在加熱器上方的基板承載台正在沿著旋轉軸線OO‘旋轉。在隔熱屏蔽板上任意點處設置一加熱器時，該加熱器的加熱軌跡為以該加熱器到旋轉軸線的距離為半徑的圓。由於加熱器具有徑向寬度，所以其實際的加熱區域是一圓環區域。推類可知，各個弧形加熱段加熱的區域也是一個圓環區域，該圓環區域的內半經對應於弧形加熱段在徑向上的內側邊界到旋轉軸線的距離，該圓環區域的外半經對應於弧形加熱段在徑向上的外側邊界到旋轉軸線的距離。連接部的加熱區域也是一圓環區域，該加熱區域基本涵蓋相鄰的弧形加熱段徑向之間的間隙區域。因此，當在隔熱 屏蔽板上設置一個小功率的輔助加熱器時，該輔助加熱器就可以調節其所在圓環區域的溫度，該圓環區域大致是以輔助加熱器到旋轉軸線的距離為半徑的圓周的附近區域。上述的第一加熱器及輔助加熱器一起設置在隔熱屏蔽板上時，第一加熱器因其加熱面積較大，用於主控基板承載台的加熱溫度，而輔助加熱器根據其所處的位置，可以用於實時連續地微調其所在圓環區域的溫度，達到局部溫控的目的。
根據以上的解決思路，發明人設計出了一種用於加熱可旋轉基板承載台的加熱裝置，該基板承載台具有旋轉軸線(OO’)，該加熱裝置位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，該加熱裝置包括一個或複數個第一加熱器以及複數個輔助加熱器，一個或複數個第一加熱器用於加熱上方的基板承載台的環形區域，複數個輔助加熱器處於環形區域下方，且複數個輔助加熱器與旋轉軸線具有不同的距離，用於調節環形區域中局部區域的溫度，一個或複數個第一加熱器均包括：兩個第一接線柱；連接兩個第一接線柱的第一加熱段，用於加熱基板承載台，第一加熱段包括複數個弧形加熱段以及用於連接不同弧形加熱段的連接部；每個輔助加熱器包括：兩個輔助接線柱；連接兩個輔助接線柱的輔助加熱段，用於加熱基板承載台。
對環形區域進行如下定義。旋轉軸線(OO’)垂直穿過基板承載台的圓心O，環形區域的內半徑記為Smin，環形區域的外半徑記為Smax。每個輔助加熱器到基板承載台的旋轉軸線OO’的距離在區間[Smin，Smax]內。
一般而言，複數個弧形加熱段環繞分佈在基板承載台的下方。外側的弧形加熱段的弧長度大於內側弧形加熱段的弧長度。
在一個實施例中，輔助加熱器的輔助加熱段在弧形加熱段的正下方，即輔助加熱器被弧形加熱段覆蓋。輔助加熱器的加熱方式是將熱量輻射到第一加熱器，再輻射到基板承載台的下表面。在其它實施例中，輔助加熱器的輔助加熱段與弧形加熱段的高度齊平。或者，輔助加熱器的輔助加熱段的高度略低於弧形加熱段的高度。在這些實施例中，輔助加熱器沒有被弧形加熱段覆蓋。
輔助加熱器及第一加熱器由不同的加熱電源供應加熱功率，因此，它們的輸出功率可以獨立控制，因而加熱效果也能獨立控制。例如，它們的加熱功率相差10-100倍。輔助加熱器中的輔助加熱段在基板承載台上的投影面積遠小於弧形加熱段在基板承載台上的投影面積，例如相差達10-20倍。並且輔助加熱段的投影面積小於任一段的弧形加熱段的投影面積。
當在輔助加熱器上方的基板承載台旋轉時，輔助加熱器就能夠加熱以其到旋轉軸線OO’的距離為半徑的圓周附近區域的溫度。將輔助加熱器設置在到旋轉軸線OO’的不同距離處，就能加熱以不同距離為半徑的圓周的附近溫度。因此，將輔助加熱器到旋轉軸線OO’的距離設定在區間[Smin，Smax]內，這能夠使輔助加熱器對第一加熱器的整個圓環加熱區域中所需的局部區域進行溫度的微調。根據不同需要，可以設定不同數量的輔助加熱器，且設定這些輔助加熱器到旋轉軸線OO’的不同距離。
輔助加熱器到旋轉軸線OO’的距離可以設置為在區間[Smin，Smax]內的任意值。並且，由於輔助加熱器加熱的是以其到旋轉軸線OO’的距離為半徑的圓周附近區域的溫度，因此，輔助加熱器可以設置在該圓周上的任意位置。 換言之，輔助加熱器並非必須沿著徑向以直線排列，其徑向的排列方式可以是任意的。
在另一個實施例中，本申請還提出了一種用於加熱可旋轉基板承載台的加熱裝置，基板承載台具有旋轉軸線(OO’)，加熱裝置位於基板承載台下方並與基板承載台在豎直方向上相隔一距離，加熱裝置包括主加熱器以及複數個輔助加熱器，主加熱器用於加熱上方的基板承載台，複數個輔助加熱器到旋轉軸線(OO’)的距離不同，複數個輔助加熱器中的每一個用於獨立調節主加熱器所加熱區域中的局部溫度。
其中，主加熱器包括主加熱段，主加熱段包括複數個弧形加熱段。當基板承載台旋轉時，複數個輔助加熱器用於加熱基板承載台並形成到旋轉軸線距離不同的複數個輔助環形加熱區，複數個輔助環形加熱區的溫度可獨立調節，以調節主加熱器所加熱區域的局部溫度。
較佳地，當基板承載台旋轉時，弧形加熱段在基板承載台上的垂直投影形成第一環形區域，至少一個輔助加熱器在基板承載台上的垂直投影至少部分地處於第一環形區域中。
較佳地，當基板承載台旋轉時，相鄰的弧形加熱段之間的間隙在基板承載台上的垂直投影形成第二環形區域，至少一個輔助加熱器在基板承載台上的垂直投影至少部分地處於第二環形區域中。
第4圖、第5圖的(a)、第5圖的(b)及第5圖的(c)示出了根據本發明的一實施例的加熱裝置的結構示意圖。第4圖是該加熱裝置的俯視示意圖；第5圖的(a)、第5圖的(b)及第5圖的(c)分別是沿第4圖中的基板承載台徑向線aa’、bb’及cc’截取的截面示意圖，為便於理解，這些圖中還示出了基板承載台40的相對位 置。如第4圖、第5圖的(a)、第5圖的(b)及第5圖的(c)所示，加熱裝置位於基板承載台40下方並與基板承載台40在豎直方向上相隔一段距離，以輻射的方式加熱基板承載台40，該加熱裝置46包括第一加熱器461及輔助加熱器465。第一加熱器461包括複數個弧形加熱段以及連接部，下文將詳述。在其它實施例中，第一加熱器461也可以僅包括複數個弧形加熱段，而沒有連接部。每個輔助加熱器465包括：兩個輔助接線柱465a；及連接兩個接線柱的輔助加熱段465b。
如第4圖所示，加熱裝置46包括兩個第一加熱器461，每個第一加熱器461的弧形加熱段的數目與第2圖或第3圖中的加熱器46’的不同。為簡單論述，將第一加熱器461的加熱段分別由內至外依序標記為a~g，八個輔助加熱器465標記為A~H。可見，外側的加熱段的弧形長度大於內側的弧形長度。第4圖及第5圖的(a)所示，最內側的弧形加熱段a的內側邊緣到旋轉軸線OO’的距離為Smin，最外側的弧形加熱段h的外側邊緣到旋轉軸線OO’的距離為Smax。Smin及Smax即為環形區域的內外半徑。輔助加熱器A~H到旋轉軸線OO’的距離都在區間[Smin，Smax]內，即輔助加熱器465都處於環形區域的下方。在圖中所示的實施例中，輔助加熱器465沿著徑向依序排列，並且輔助加熱器的高度與弧形加熱段a~h的高度一致。在替代的實施例中，輔助加熱器465也可以在徑向上隨機排列，只需滿足各輔助加熱器465在環形區域的下方，即到旋轉軸線OO’的距離都在區間[Smin，Smax]內即可。在替代的實施例中，輔助加熱器465在弧形加熱段a~h的正下方。
輔助加熱器的徑向位置A-D對應於相鄰的第一弧形加熱段之間或者相鄰的第一加熱器之間的間隙。具體如下所述，如第5圖的(a)所示，示意性地標記了第一加熱器461中的加熱段及相鄰的加熱段之間的間隙到旋轉軸線OO’的 距離。舉例來說，加熱段b、c之間的間隙到旋轉軸線OO’的距離為Sg1，加熱段c、d之間的間隙到旋轉軸線OO’的距離為Sg2，加熱段d到旋轉軸線OO’的距離為Sc1，加熱段e到旋轉軸OO’的距離為Sc2。如第5圖的(b)所示，輔助加熱器A-D設置的位置是：它們到旋轉軸線OO’的距離對應於相鄰的加熱段之間的間隙到旋轉軸的距離。具體而言，輔助加熱器A到旋轉軸線OO’的距離對應於Sg1，而輔助加熱器B到旋轉軸線OO’的距離對應於Sg2；輔助加熱器C、D的設置關係依序類推。這樣的設置有利於對相鄰的加熱段之間的間隙上方進行溫度調節。在基板的製程中，弧形加熱段所在圓周的上方區域能得到有效加熱，而相鄰的弧形加熱段之間的間隙所在圓周的上方只能透過連接部進行加熱，由於連接部的加熱面積遠小於加熱段面積，所以該間隙所在圓周的上方不能得到有效加熱，並且連接部及弧形加熱段連接成一體，不能被獨立加熱，因而使得在徑向上的加熱效果的不均勻。在該實施例中，輔助加熱器A-D到旋轉軸線OO’的距離對應於相鄰的加熱段之間的間隙到旋轉軸的距離，並且輔助加熱器A-D及第一加熱器461被分別供電，這就能有效地補償這些間隙所在圓周上方的加熱效果或調節間隙上方區域的溫度控制。在另一實施例中，輔助加熱器到旋轉軸線OO’的距離還對應於相鄰的第一加熱器之間的間隙。
需注意，在本說明書中，短語「徑向」是指垂直於旋轉軸線OO’的方向，徑向排列的加熱器可以位於相同的平面內，也可以位於不同的平面內。短語「間隙到旋轉軸線OO’的距離」是指間隙的徑向中心點到旋轉軸線OO’的距離。短語「輔助加熱器到旋轉軸線OO’的距離」是指輔助加熱器的徑向中心點到旋轉軸線OO’的距離。短語「加熱段到旋轉軸線OO’的距離」是指加熱段的徑向中心點到旋轉軸線OO’的距離。短語「對應於」是指輔助加熱器到旋轉軸的距離 等於第一加熱器的弧形加熱段到旋轉軸的距離或弧形加熱段之間的間隙到旋轉軸的距離，或者，輔助加熱器到旋轉軸的距離及第一加熱器的弧形加熱段或弧形加熱段之間的間隙到旋轉軸的距離相差在5%之內，或者，輔助加熱器到旋轉軸的距離與弧形加熱段或弧形加熱段之間的間隙到旋轉軸的距離之差小於等於10mm，或小於等於15mm、或小於等於17mm。
輔助加熱器465還可以設置在徑向的其它位置上。例如，如第5圖的(c)所示，輔助加熱器E-H到旋轉軸線OO’的距離對應於加熱段d、e、f、g到旋轉軸線OO’的距離。具體而言，輔助加熱器E到旋轉軸線OO’的距離對應於Sc1，而輔助加熱器F到旋轉軸線OO’的距離對應於Sc2；輔助加熱器G、H的設置關係依序類推。如此設置的輔助加熱器可以調節弧形加熱段所在圓周上方的區域。
注意到，上述輔助加熱器A-H只是示意性地表示到旋轉軸線OO’的位置。這些輔助加熱器的個數及位置以及尺寸可以根據製程及空間的需要而進行改變。
在另一個實施例中，可以僅設置輔助加熱器A-D或者僅設置輔助加熱器E-H。這些輔助加熱器可以設置在旋轉軸的一側，或者分別排列在兩側。
如第4圖所示，輔助加熱器的輔助加熱段465b是沿著基板承載台的切線方向蛇形往復排列的加熱段。該加熱段整體在徑向上的寬度記為W。在一實施例中，該徑向寬度W小於等於相鄰的加熱段之間間隙的徑向寬度ΔSc(如第5圖的(a)及第5圖的(b)所示)。這種設置使得輔助加熱器能夠更精確地調節弧形加熱段之間的間隙所在圓周的上方溫度。在另一個實施例中，至少一個輔助加熱器的徑向寬度W小於等於(Smax-Smin)/2，即小於等於環形區域的徑向寬度的一半。
輔助加熱器的輔助加熱段465b也可以具有其它形狀，例如沿著基板承載台的徑線方向蛇形往復排列，或者具有螺線型形狀等。
第一加熱器461的加熱功率大於用於調節第一加熱器461加熱區域中的溫度的輔助加熱器465的加熱功率。一般而言，第一加熱器461的加熱功率是輔助加熱器465的加熱功率的10倍以上，例如20倍、30倍、100倍等。在一個實施例中，第一加熱器461的加熱功率可達100kW，輔助加熱器465的加熱功率約為1000W。在另一個實施例中，由於外圈的加熱區域面積大於內圈的加熱區域面積，所以到旋轉軸線OO’的距離大的輔助加熱器465的加熱功率比到旋轉軸線OO’的距離小的輔助加熱器465的加熱功率大。例如，在第4圖中，輔助加熱器C的加熱功率大於輔助加熱器B的加熱功率；輔助加熱器B的加熱功率大於輔助加熱器A的加熱功率。
在一個實施例中，在複數個第一加熱段461的複數個相對的連接部P之間設置輔助加熱區，輔助加熱器465位於輔助加熱區中。較佳地，輔助加熱區的面積小於基板承載台的面積的1/10。在其它實施例中，如果第一加熱器只有一個連續的弧形加熱段，則輔助加熱區可設置在該連續的弧形加熱段的相對的複數個連接部P之間。
以下給出了關於本發明的加熱裝置的複數個實施例。
第6圖示出了根據本發明的另一實施例的加熱裝置的結構示意圖。與第4圖中所示實施例不同的是，在該實施例中，到旋轉軸線OO’距離不同的圓周上設置不同個數的輔助加熱器465。靠外的圓周上比靠內的圓周上設置更多的輔助加熱器465，這是因為靠外的圓周上加熱區域更大，需要更多的輔助加熱器465進行溫度的調節。
第7圖示出了根據本發明的另一實施例的加熱裝置的結構示意圖。為了隔絕第一加熱段對於輔助加熱器465的熱輻射，在該實施例中，輔助加熱器465還包括隔熱圈465c，該隔熱圈465c設置在輔助加熱段的周圍，能夠有效隔絕第一加熱段461的熱輻射，使得輔助加熱器的加熱熱量有效地施加至基板承載台，以及輔助加熱器的溫度調節更加精確。
第8圖示出了根據本發明的另一實施例的加熱裝置的結構示意圖。在該實施例中，加熱裝置46還可包括第二加熱器462，第二加熱器462的兩端均與另一加熱電源(未圖示)的電極電連接。該第二加熱器462位於第一加熱器461外周並包圍第一加熱器461，用於加熱基板承載台40的最外緣區域。該第二加熱器462可為單圈或多圈的圓弧結構，也可以是1/2或1/4的圓弧結構。第二加熱器462的厚度、材質等均可與第一加熱器461相同。第二加熱器462的寬度可遠小於第一加熱器461各處的寬度，用以提供更高的發熱功率。在本實施例中，第一加熱器461、第二加熱器462由不同的加熱電源(未示出)提供能源，因而它們可互不干擾地實現獨立控制。為方便統一支撐，第二加熱器462與第一加熱器461可設置在同一平面內，如第8圖所示。需注意的是，在該實施例中，輔助加熱器465與第5圖至第7圖中的輔助加熱器類似，區別在於輔助加熱器465中的輔助加熱段的排列方式不同。在該實施例中，輔助加熱段沿著徑向往復排列，而第5圖至第7圖中的輔助加熱器的輔助加熱段沿著周向往復排列。這些輔助加熱器都起到調節第一加熱器461及第二加熱器462所加熱區域中的局部溫度。
第9圖示出了根據本發明的另一實施例的加熱裝置的結構示意圖。在該實施例中，加熱裝置46還可以包括多種不同的第一加熱器，例如，第一加熱器461及第一加熱器463，第一加熱器463的兩端與另一加熱電源(未圖示) 的電極電連接。第一加熱器463位於基板承載台的中心區域下方。第一加熱器463的具體結構類似於第一加熱器461，包括加熱段，該加熱段包括複數個弧形加熱段以及用於連接不同弧形加熱段的連接部。第一加熱器463的厚度、材質等均可與第一加熱器461相同。第一加熱器463的寬度可遠小於第一加熱器461各處的寬度，用以提供更高的發熱功率。第一加熱器463用於獨立地控制基板承載台的中心區域的溫度。
上文說明了本發明的加熱裝置中的第一加熱器、第二加熱器以及輔助加熱器，發明所屬技術領域通常知識者還能想到設置其它加熱器或加熱段。例如，這些加熱器可透過電感方式加熱，也可以透過電阻方式加熱。本發明中的第一加熱器、第二加熱器以及輔助加熱器的加熱功率獨立可控。例如，它們由不同加熱電源供應。可替換地，這些加熱器以及輔助加熱器的加熱功率由同一加熱電源供應，該同一加熱電源的功率輸出分為多路，分別供應不同的加熱器及輔助加熱器，並且分配至各路的加熱功率可調節。
加熱裝置46包括第一加熱器461及/或第二加熱器462以及輔助加熱器465，第一加熱器461及第二加熱器462作為本發明的主加熱器，用於加熱基板承載台。輔助加熱器用於加熱基板承載台並形成到基板承載台旋轉軸線OO’距離不同的複數個輔助環形加熱區，複數個輔助環形加熱區的溫度可獨立調節，以調節主加熱器所加熱區域的局部溫度。
第10圖示出了根據本發明的另一實施例的加熱裝置的結構示意圖。在該實施例中，加熱裝置位於基板承載台下方，加熱裝置包括主加熱器461、462及輔助加熱器465。主加熱器461、462用於加熱上方的基板承載台，複數個輔助加熱器465沿著基板承載台的徑向分佈設置，到基板承載台的旋轉軸線 OO’，每個輔助加熱器465用於獨立調節主加熱器461、462所加熱區域中的局部溫度。複數個輔助加熱器465沿著基板承載台的徑向呈一直線排列，如第10圖所示。較佳地，複數個輔助加熱器465還可以沿著基板承載台的徑向以任意方位角離散排列。例如，輔助加熱器465沿著徑向交錯排列，或者，輔助加熱器465沿徑向排列的軌跡線為一弧線。需注意，輔助加熱器還可以設置在最外圈的兩個主加熱器462之間。主加熱器461、462與輔助加熱器465設置在同一平面上。較佳地，主加熱器461、462與輔助加熱器465也可以設置在不同平面上，即主加熱器461、462到基板承載台的距離與輔助加熱器465不同。較佳地，輔助加熱器465還能設置在主加熱器461、462的正下方，即輔助加熱器465到基板承載台的垂直投影與主加熱器到基板承載台的垂直投影重疊或至少部分重疊。
在本實施例中，如第10圖所示，主加熱器461包括複數個弧形加熱段461a、461b、461c，複數個弧形加熱段461a、461b、461c之間具有連接部以連接弧形加熱段。當基板承載台在主加熱器461上方旋轉時，弧形加熱段461a在基板承載台上的垂直投影形成第一環形區域501，輔助加熱器465a在基板承載台上的垂直投影至少部分地處於該第一環形區域501中，使得輔助加熱器465a主要調節第一環形區域501中的溫度。最佳地，輔助加熱器465a位於第一環形區域501中，使得輔助加熱器465a能有效地調節該局部區域的溫度。較佳地，輔助加熱器465a的徑向中心在徑向上可以偏離第一環形區域501的徑向中心一定距離，該距離範圍為小於20mm，較佳地，小於15mm，或小於10mm。本申請對此不做限定，具體視情況而定。
弧形加熱段461b及弧形加熱段461c之間具有間隙，當基板承載台在這些弧形加熱段上方旋轉時，該間隙在基板承載台上的垂直投影形成第二環 形區域502，輔助加熱器465b在基板承載台上的垂直投影至少部分地處於該第二環形區域502中，使得輔助加熱器465b主要調節第二環形區域502中的溫度。最佳地，輔助加熱器465b位於第二環形區域502中，使得輔助加熱器465b能有效地調節該局部區域的溫度。較佳地，輔助加熱器465b的徑向中心在徑向上可以偏離第二環形區域502的徑向中心一定距離，該距離範圍為小於20mm，較佳地，小於15mm，或小於10mm。本發明對此不做限定，具體視情況而定。
在該實施例中，輔助加熱器465分為兩組，第一組四個輔助加熱器在基板承載台上的垂直投影分別處於主加熱段在基板承載台上的垂直投影所形成的複數個環形區域中。第二組四個輔助加熱器在基板承載台上的垂直投影分別處於相鄰的主加熱段之間的間隙在基板承載台上的垂直投影所形成的複數個環形區域中。兩組輔助加熱器分別排列在托盤旋轉軸線(OO’)的兩側。本發明對此不做限定，具體視情況而定。
較佳地，加熱裝置還包括與輔助加熱器連接的驅動裝置，該驅動裝置驅動任一個輔助加熱器沿著基板承載台的徑向移動或者沿著旋轉軸線(OO’)方向移動，以根據實際製程需求調節基板承載台不同的局部溫度。
較佳地，加熱裝置還包括與輔助加熱器連接的功率控制器，功率控制器用於調節任一個輔助加熱器的加熱功率，以根據實際製程需求調節基板承載台不同的局部溫度。
較佳地，輔助加熱器465與主加熱器461、462具有不同的加熱功率。例如，主加熱器461、462的實際加熱功率是輔助加熱器的實際加熱功率的15倍以上，或20倍以上。
較佳地，主加熱器461、462可以透過電感方式加熱及/或電阻方式加熱。輔助加熱器465也可以透過電感方式加熱及/或電阻方式加熱。例如，電感方式加熱包括RF線圈加熱；電阻方式加熱包括加熱片加熱、加熱絲加熱或燈管型加熱。
主加熱器461、462中的弧形加熱段以及連接部的材料可以包括難熔金屬、石墨、鎢、鉬、錸、鉭、鈮、鋯或其組合或合金、超合金材料、碳化矽等。弧形加熱段及連接部的表面以及輔助加熱段的表面可以至少部分地覆蓋有難熔金屬或合金、氮化硼、碳化鉭、碳化矽等耐高溫塗層材料。
本發明中的輔助加熱器具有以下多項優點：加熱器組件長期使用後，相關組件例如隔熱屏、加熱片支架、導電支架等會沉積反應產生物或材料晶粒變大，從而造成材料性質改變，影響加熱片的工作表現，造成MOCVD製程表現漂移，增加不穩定性，需要更換加熱器零件來解決問題。MOCVD反應腔組件在長期使用後，也會發生老化及表面改性，造成加熱器輻射加熱環境變化，從而造成MOCVD製程表現漂移，需要製程參數實時調整，並頻繁對反應腔進行清理維護。本公開可以在不更換主加熱器中的弧線加熱段的前提下，透過調節輔助加熱器的功率來補償溫度分佈的變化，簡單方便，節省成本並且提高機台的使用率。
針對不同的基板承載台(基板尺寸及排列方式不同)，往往會有不同溫度分佈要求。通常做法是採用不同規格的主加熱段對應不同的溫度分佈，更換一種基板承載台時必須更換一套主加熱段。本發明可以在不改變主加熱段規格的前提下，透過微調輔助加熱器的功率輸出來適應不同溫度分佈要求。有適應性強，可調節性能好，調節精度高的優點。
由於輔助加熱器本身尺寸較小，可以方便的透過改變輔助加熱段與主加熱段及基板承載台的相對位置來更加精確地調節局部溫度分佈。
本發明還公開了一種利用上述MOCVD設備進行半導體製程處理的方法，該方法包括：將基板放置在基板承載台上，啟動主加熱器，進行基板製程處理；檢測基板表面的製程參數分佈；調節輔助加熱器以實現期望的製程參數分佈。較佳地，製程參數包括基板表面的溫度及/或熱輻射的波長。調節輔助加熱器可包括以下中的任一項：沿著基板承載台的徑向移動輔助加熱器、沿著旋轉軸線(OO’)方向移動輔助加熱器、調節輔助加熱器的加熱功率。
儘管本發明的內容已經透過上述較佳實施例作了詳細描述，但應當理解到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在發明所屬技術領域通常知識者閱讀了上述內容後，對於本發明的多種變更及替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的請求項來限定。
10:MOCVD設備
14:進氣裝置
17:排氣裝置
18:泵
2:反應腔
20:內部處理空間
22:頂壁
24:底壁
26:側壁
28:外襯套
30:基板進出口
34:反應腔內襯
40:基板承載台
44:轉軸
46:加熱裝置
49:隔熱屏蔽板
70:出氣口
W:基板

Claims (33)

  1. 一種用於加熱可旋轉的基板承載台的加熱裝置，該基板承載台具有一旋轉軸線(OO’)，該加熱裝置位於該基板承載台下方並與該基板承載台在豎直方向上相隔一距離，該加熱裝置包括一主加熱器以及複數個輔助加熱器，該主加熱器包括一第一接線柱，該輔助加熱器包括一輔助接線柱，該第一接線柱的橫截面積大於該輔助接線柱橫截面積的3倍，該主加熱器用於加熱上方的該基板承載台，該複數個輔助加熱器到該旋轉軸線(OO’)的距離不同，該複數個輔助加熱器中的每一個用於獨立調節該主加熱器所加熱區域中的局部溫度。
  2. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該複數個輔助加熱器呈直線排列。
  3. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該輔助加熱器到該基板承載台的距離與該主加熱器到該基板承載台的距離相同或不相同。
  4. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該主加熱器包括一主加熱段，該主加熱段包括複數個弧形加熱段。
  5. 如請求項1所述之加熱裝置，其中當該基板承載台旋轉時，該複數個輔助加熱器用於加熱該基板承載台並形成到該旋轉軸線距離不同的複數個輔助環形加熱區，該複數個輔助環形加熱區的溫度能獨立調節，以調節該主加熱器所加熱區域的局部溫度。
  6. 如請求項4所述之加熱裝置，其中當該基板承載台旋轉時， 該弧形加熱段在該基板承載台上的垂直投影形成一第一環形區域，至少一個該輔助加熱器在該基板承載台上的垂直投影至少部分地處於該第一環形區域中。
  7. 如請求項4所述之加熱裝置，其中當該基板承載台旋轉時，相鄰的該弧形加熱段之間的間隙在該基板承載台上的垂直投影形成一第二環形區域，至少一個該輔助加熱器在該基板承載台上的垂直投影至少部分地處於該第二環形區域中。
  8. 如請求項4所述之加熱裝置，其中至少一個該輔助加熱器的徑向位置對應於相鄰的該弧形加熱段之間的間隙的徑向位置。
  9. 如請求項4所述之加熱裝置，其中至少一個該輔助加熱器的徑向位置對應於該弧形加熱段的徑向位置。
  10. 如請求項4所述之加熱裝置，其中該輔助加熱器中的一第一組輔助加熱器的徑向位置對應於相鄰的弧形加熱段之間的間隙的徑向位置，並且該輔助加熱器中的一第二組輔助加熱器的徑向位置對應於該弧形加熱段的徑向位置。
  11. 如請求項10所述之加熱裝置，其中該第一組輔助加熱器及該第二組輔助加熱器分別位於該旋轉軸線(OO’)的兩側。
  12. 如請求項4所述之加熱裝置，其中至少一個該輔助加熱器的徑向寬度大於相鄰的該弧形加熱段之間的間隙的寬度。
  13. 如請求項4所述之加熱裝置，其中該主加熱段還包括用於連接不同弧形加熱段的複數個連接部。
  14. 如請求項13所述之加熱裝置，其中在該主加熱段的相對的該複數個連接部之間設置一輔助加熱區，該輔助加熱器位於 該輔助加熱區中。
  15. 如請求項14所述之加熱裝置，其中該輔助加熱區的面積小於該基板承載台的面積的1/5。
  16. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該輔助加熱器包括一第一輔助加熱器及一第二輔助加熱器，該第一輔助加熱器到該旋轉軸線(OO’)的距離大於該第二輔助加熱器到該旋轉軸線(OO’)的距離，且該第一輔助加熱器的個數大於等於該第二輔助加熱器的個數。
  17. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該輔助加熱器包括一第一輔助加熱器及一第二輔助加熱器，該第一輔助加熱器到該旋轉軸線(OO’)的距離大於該第二輔助加熱器到該旋轉軸線(OO’)的距離，且該第一輔助加熱器的加熱功率大於等於該第二輔助加熱器的加熱功率。
  18. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該主加熱器的加熱功率是該輔助加熱器的加熱功率的15倍以上。
  19. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該加熱裝置還包括一隔熱圈，該隔熱圈圍繞該輔助加熱器，用於使得該輔助加熱器的加熱熱量施加至該基板承載台。
  20. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該加熱裝置還包括與該輔助加熱器連接的一驅動裝置，該驅動裝置驅動該複數個輔助加熱器中的任一個輔助加熱器沿著該基板承載台的徑向移動或者沿著該旋轉軸線(OO’)的方向移動。
  21. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該加熱裝置還包括與該輔助加熱器連接的一功率控制器，該功率控制器用於調節該複 數個輔助加熱器中的任一個輔助加熱器的加熱功率。
  22. 如請求項1所述之加熱裝置，其中該主加熱器或該輔助加熱器透過電感方式加熱及/或電阻方式加熱。
  23. 一種有機金屬化合物化學氣相沉積設備，包括：氣密的一反應腔；設置在該反應腔內並可轉動的一基板承載台，用於固定一基板於其上表面；位於該基板承載台下方並與該基板承載台在豎直方向上相隔一段距離的如請求項1至22中任一項所述之加熱裝置，用於加熱該基板承載台。
  24. 如請求項23所述之有機金屬化合物化學氣相沉積設備，其中一主加熱器以及複數個輔助加熱器的加熱功率獨立可控。
  25. 如請求項23所述之有機金屬化合物化學氣相沉積設備，其中該加熱裝置下方包括一隔熱屏蔽板，該隔熱屏蔽板下方固定有一液冷管道，使得該隔熱屏蔽板下方具有一低溫區域。
  26. 一種利用如請求項23至25中任一項所述之有機金屬化合物化學氣相沉積設備進行半導體製程的方法，其包括：將一基板放置在一基板承載台上，啟動一主加熱器，進行一基板製程；檢測一基板表面的一製程參數分佈；調節一輔助加熱器以實現期望的該製程參數分佈。
  27. 如請求項26所述之方法，其中該製程參數包括該基板表面的溫度及/或熱輻射的波長。
  28. 如請求項26所述之方法，其中調節該輔助加熱器包括以下中的任一項：沿著該基板承載台的徑向移動該輔助加熱器、沿著一旋轉軸線(OO’)方向移動該輔助加熱器、調節該輔助加熱器的加熱功率。
  29. 一種用於有機金屬化合物化學氣相沉積設備的輔助加熱器，該有機金屬化合物化學氣相沉積設備包括具有一旋轉軸線(OO’)的可旋轉的一基板承載台及一主加熱器，該主加熱器及該輔助加熱器位於該基板承載台下方並與該基板承載台在豎直方向上相隔一距離，該主加熱器用於加熱上方的該基板承載台，該主加熱器包括一第一接線柱，該輔助加熱器包括一輔助接線柱，該第一接線柱的橫截面積大於該輔助接線柱橫截面積的3倍，該輔助加熱器到該旋轉軸線(OO’)的距離不同，該輔助加熱器用於獨立調節該主加熱器所加熱區域中的局部溫度。
  30. 如請求項29所述之輔助加熱器，其中該主加熱器包括一主加熱段，該主加熱段包括複數個弧形加熱段。
  31. 如請求項29所述之輔助加熱器，其中當該基板承載台旋轉時，該輔助加熱器用於加熱該基板承載台並形成到該旋轉軸線距離不同的複數個輔助環形加熱區，該複數個輔助環形加熱區的溫度能獨立調節，以調節該主加熱器所加熱區域的局部溫度。
  32. 如請求項30所述之輔助加熱器，其中當該基板承載台旋轉時，該弧形加熱段在該基板承載台上的垂直投影形成一第一 環形區域，至少一個該輔助加熱器在該基板承載台上的垂直投影至少部分地處於該第一環形區域中。
  33. 如請求項30所述之輔助加熱器，其中當該基板承載台旋轉時，相鄰的該弧形加熱段之間的間隙在該基板承載台上的垂直投影形成一第二環形區域，至少一個該輔助加熱器在該基板承載台上的垂直投影至少部分地處於該第二環形區域中。
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