一种晶圆处理装置及用于此类处理装置的加热器组件制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种加热器组件以及设有此加热组件的晶圆处理装置，包含：加热元件，包含从加热元件中心到边缘分区域设置的多个加热体；其中，位于加热元件最外环的加热体，设有相互串联和/或并联、且环绕成圆环的多个加热片，其中每一加热片通过对应的连接件与相邻加热片连接，每一加热片至少设有一活动端，通过对应的活动连接件与相邻加热片的活动端连接。本实用新型专利技术具有加工简单，降低维护成本，对晶圆进行加热处理时，加热片的变形小，且容易控制的优点。 1

Wafer processing device and heater assembly for such processing device

The utility model discloses a heater assembly and a wafer processing device with the heating component, comprising a heating element, comprising a plurality of heating bodies set from the center of the heating element to the edge subregion, wherein the heating body located at the outer ring of the heating element is arranged in series and / or parallel and encircled into a ring. A plurality of heating pieces are connected to the adjacent heating sheet by the corresponding connecting parts. Each heating piece has at least one active end, and the corresponding active connector is connected with the active end of the adjacent heating piece. The utility model has the advantages of simple processing, low maintenance cost, small deformation and easy control of heating sheets when heating wafers. One

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆处理装置及用于此类处理装置的加热器组件
本技术涉及MOCVD外延片生产
，特别涉及一种晶圆处理装置及用于此类处理装置的加热器组件。
技术介绍
MOCVD是指金属有机物化学气相沉积设备，目前广泛应用于Ⅲ-Ⅴ化合物半导体薄膜材料的生长。载气把MO源带入反应室，在Al2O3衬底上反应，沉积形成GaN薄膜材料。衬底放置于高纯石墨制成、表面包裹SiC镀层的石墨盘上，加热器布置在石墨盘下方，通过加热器对石墨盘进行加热，加热温度可达500～1300℃。许多的半导体器件系通过MOCVD工艺对基板上的半导体材料进行外延生长制成，而晶圆为呈盘形的晶体材料。为了促进外延生长的均匀性，将生长的半导体晶圆放置在晶圆处理装置设有的晶圆承载器上；通过晶圆承载器快速旋转，使得晶圆表面均匀地暴露至用于沉积半导体材料的处理室中的大气环境。通过加热元件将晶圆承载器保持在升高的温度，一般为设于晶圆承载器的底面下方的电阻加热元件。上述加热元件的温度保持为高于晶圆表面所需温度，而气体分布装置的温度一般保持为低于所需反应温度，以防止过早发生反应。因此，热量从加热元件传递至晶圆承载器的底面，并经由晶圆承载器传递至整个晶圆。现有加热元件的一个问题是加热元件的热诱导变形。随着加热元件的尺寸增大以适应更大规模的MOCVD，其变形会变得更加严重。在对晶圆进行加热处理过程中，加热元件会延伸或收缩，从而导致加热元件材料的内部生成热诱导应力。
技术实现思路
本技术目的是提供一种晶圆处理装置及用于此类处理装置的加热器组件，以满足具有较大直径尺寸的加热组件的MOCVD系统，其加热元件能够随着升高加热温度而膨胀，同时减小加热元件的热诱导应力并且保持对待处理晶圆进行均匀加热。为了实现以上目的，本技术通过以下技术方案实现：一种加热器组件，包含：加热元件，包含从加热元件中心到边缘分区域设置的多个加热体，所述多个加热体固定设置在底板上；其中，位于加热元件最外环的加热体，设有相互串联和/或并联、且环绕成圆环的多个加热片，其中每一加热片通过两端的连接件与电极或相邻加热片连接，每一加热片两端的两个连接件中至少一个为活动连接件，通过对应的活动连接件与相邻加热片或电极相连接，其中所述活动连接件包括至少一弹性片，弹性片的第一端连接到所述加热片，弹性片的第二端连接到一个固定到所述底板的连接部或者连接到其它连接件，所述弹性片能够弹性变形，使得最外环的加热体中的加热片在升温膨胀过程中能够沿圆周方向延展。优选地，所述加热器组件还包含：加热器底板，和设置在所述加热元件与加热器底板顶面之间的加热防护件；所述加热元件通过多个支撑端子安装于加热防护件上。优选地，加热元件的多个加热体，包含第一加热体到第四加热体，第四加热体是位于加热元件最外环的加热体。所述第一加热体为轴加热器，位于所述加热元件的中心处。所述第二加热体包括一个加热片，其环绕设置在所述第一加热体的外圆周侧。所述第二加热体的加热片沿着单个的平面内的曲折路径弯曲并且其外圆周大致为圆形。所述第三加热体包括两个加热片；所述两个加热片对称布置，环绕设置在所述第二加热体的外圆周侧。所述第三加热体的每一加热片沿着单个的平面内的曲折路径弯曲以形成外圆周大致为半圆形的螺旋状结构。所述第四加热体的四个加热片在同一平面围成的圆环，其环绕设置在所述第三加热体的外圆周侧。优选地，所述第一至第四加热体各设有用于与电极连接的两个连接器端，使得电极向所述第一至第四加热体供电；所述两个连接器端之间设有间隙。优选地，所述第四加热体的四个加热片中，第一加热片的固定端与第二加热片的固定端分别与第一固定连接件设有的两个与电极连接的连接器端连接。所述第一加热片的活动端通过对应的第一活动连接件与第四加热片的活动端串联连接。第四加热片的固定端通过对应的第二固定连接件与第三加热片的固定端串联连接。第三加热片的活动端通过对应的第二活动连接件与第二加热片的活动端串联连接。优选地，所述连接器端穿过所述加热器组件设有的加热防护件与加热器底板，与设置在所述加热器底板的底面下方的连接器板连接，进而在连接器板上通过穿过电极密封件的导线完成与电极的接线连接。优选地，所述第二固定连接件包括顶部连接板，中部过渡段与底部连接板；其中顶部连接板使第四加热片的固定端与第三加热片的固定端连接；所述中部过渡段贯穿加热防护板与加热器底板；所述底部连接板设置在所述加热器底板的底面上，从而将第四加热片的固定端与第三加热片的固定端固定。优选地，所述第一活动连接件与第二活动连接件中任意一个活动连接包含：相互对称设置的一对柔性U形板，一对支撑件；所述支撑件包括一竖直段与水平段；其中，两个水平段对应分别与第一加热片的第二端与第四加热片的第一端连接。所述两个竖直段贯穿所述加热防护件与加热器底板；每一所述竖直段的顶端与对应的水平段连接，每一所述竖直段的底端通过固定板将柔性U形板的一端固定贴合连接；所述柔性U形板的另一端通过连接板与支撑件设置在所述加热器底板的底面。优选地，所述第三加热体的两个加热片并联。或者所述第四加热体中的四个加热片两两并联。或者，将所述第三加热体继续分成两个独立的加热区，通过设有两个独立的控制电源控制加热。或者，将所述第四加热体继续分成两个独立控制的加热区，通过设有两个独立的控制电源控制加热。本技术另一个技术方案为一种晶圆处理装置，包含：反应腔，设置在反应腔内的至少一个晶圆承载器，以及设置在所述晶圆承载器下方的如上所述的加热器组件的加热元件。本技术与现有技术相比具有以下优点：通过对加热元件的改进，使其满足具有较大直径尺寸的加热组件的MOCVD系统，防止由于自身尺寸较大以及温度较高带来的变形。并分为四个区域进行加热，其中第四加热区域即外圈分为四片加热片，加工简单，同时，降低制作成本。可单独更换其中一片，降低维护成本。现有的外圈多为一片式或两片式，变形较大且变形的方向很难控制。采用四片式加热片，可将整圈的变形平均分配到四片加热片上，每片的变形较小，且容易控制。附图说明图1为本技术一种晶圆处理装置的加热器组件的俯视图；图2为图1所示A处的剖面图；图3为本技术一种晶圆处理装置的加热器组件的仰视图；图4为本技术一种晶圆处理装置的加热器组件的第四加热体的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本技术做进一步阐述。实施例一如图2所示，本技术一种晶圆处理装置的加热器组件，包含：加热元件，多层的加热防护件6以及加热器底板7，所述加热元件通过多个支撑端子安装于加热防护件6上。所述加热防护件6设置在所述加热器底板7的顶面上。所述加热防护件6位于所述加热元件的下方，所述加热元件用于将生成的热容纳于其中，从而其可以向晶圆处理装置设有的晶圆承载器的向上方向提供热量，进而对位于晶圆承载器上的晶圆进行加热。所述加热元件可包括四区域加热系统，在其他的实施例中，所述加热元件可包括少于或者多于四区域的加热系统。通过分区域为晶圆提供热量，使得晶圆具有均匀的温度。所述支撑端子具有多种结构并通过多种方式进行附接或安装，可以通过紧固件进行安装或者可安装至所述加热防护件6设有的安装孔中。在一些实施例中，所述支撑端子可包括陶瓷或者非导热材料。如图1所示，在本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热器组件，其特征在于，包含：

【技术特征摘要】
1.一种加热器组件，其特征在于，包含：加热元件，包含从加热元件中心到边缘分区域设置的多个加热体，所述多个加热体固定设置在底板上；其中，位于加热元件最外环的加热体，设有相互串联和/或并联、且环绕成圆环的多个加热片，其中每一加热片通过两端的连接件与电极或相邻加热片连接，每一加热片两端的两个连接件中至少一个为活动连接件，通过对应的活动连接件与相邻加热片或电极相连接，其中所述活动连接件包括至少一弹性片，弹性片的第一端连接到所述加热片，弹性片的第二端连接到一个固定到所述底板的连接部或者连接到其它连接件，所述弹性片能够弹性变形，使得最外环的加热体中的加热片在升温膨胀过程中能够沿圆周方向延展。2.如权利要求1所述的加热器组件，其特征在于，所述加热器组件还包含：加热器底板，和设置在所述加热元件与加热器底板顶面之间的加热防护件；所述加热元件通过多个支撑端子安装于加热防护件上。3.如权利要求1所述的加热器组件，其特征在于，加热元件的多个加热体，包含第一加热体到第四加热体，第四加热体是位于加热元件最外环的加热体；所述第一加热体为轴加热器，位于所述加热元件的中心处；所述第二加热体包括一个加热片，其环绕设置在所述第一加热体的外圆周侧；所述第二加热体的加热片沿着单个的平面内的曲折路径弯曲并且其外圆周大致为圆形；所述第三加热体包括两个加热片；所述两个加热片对称布置，环绕设置在所述第二加热体的外圆周侧；所述第三加热体的每一加热片沿着单个的平面内的曲折路径弯曲以形成外圆周大致为半圆形的螺旋状结构；所述第四加热体的四个加热片在同一平面围成的圆环，其环绕设置在所述第三加热体的外圆周侧。4.如权利要求3所述的加热器组件，其特征在于，所述第一至第四加热体各设有用于与电极连接的两个连接器端，使得电极向所述第一至第四加热体供电；所述两个连接器端之间设有间隙。5.如权利要求3所述的加热器组件，其特征在于，所述第四加热体的四个加热片中，第一加热片的固定端与第二加热片的固定端分别与第一固定连接件设有的两个与电极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑振宇，何乃明，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31