加热炉体和半导体设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种加热炉体和半导体设备，该加热炉体包括：环形保温体；环绕设置在所述环形保温体周围的炉壳；设置在所述环形保温体和所述炉壳之间的缓冲层；以及相互独立的多个加热结构，沿环形保温体的轴向依次设置在环形保温体的内侧；并且，有至少一个加热结构包括多个加热分部，且与环形保温体的周向上划分的多个分区一一对应，其中至少两个加热分部在同一时间辐射出的热量不同。本实用新型专利技术提供的加热炉体，其能够在同等或较少的加热功率条件下，提高加热效率，缩短加热时间，同时又能够提高工艺均匀性。

Heating furnace body and semiconductor equipment

【技术实现步骤摘要】
加热炉体和半导体设备
本技术涉及半导体
，具体地，涉及一种加热炉体和半导体设备。
技术介绍
现有的等离子增强化学气相沉积（PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，以下简称PECVD）设备，反应腔室通常采用管状炉体，且炉体温场是采用圆周方向均匀加热的设计，具体的加热结构是使用电阻丝均匀绕制成型后，在其外部包裹保温棉。在工艺运行过程中，首先石墨舟冷态进入管状炉体，然后等待管状炉体整体回温至工艺温度后开始镀膜工艺。在实际应用中，石墨舟中的石墨片均竖直放置（沿管状炉体的轴向放置），且多片石墨片沿管状炉体的一条直径方向间隔分布，这使得在加热时，最外侧的两片石墨片因最靠近炉体吸热速率最高，升温最快，而中间的石墨片因外侧的石墨片的阻挡导致吸热速率较低，需要通过提高加热功率以及延长加热时间来使中间的石墨片达到温度要求，但是提高加热功率会造成工艺成本增加，而延长加热时间会导致产能降低。此外，由于石墨片之间存在温度差异，导致膜层的厚度均匀性较差。因此，目前亟需一种能够在同等或较少的加热功率条件下，提高加热效率，缩短加热时间，同时又能够提高工艺均匀性的加热装置。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种加热炉体和半导体设备，其能够在同等或较少的加热功率条件下，提高加热效率，缩短加热时间，同时又能够提高工艺均匀性。为实现上述目的，本技术提供了一种加热炉体，包括：环形保温体；环绕设置在所述环形保温体周围的炉壳；r>设置在所述环形保温体和所述炉壳之间的缓冲层；以及相互独立的多个加热结构，沿所述环形保温体的轴向依次设置在所述环形保温体的内侧；并且，有至少一个所述加热结构包括多个加热分部，且与所述环形保温体的周向上划分的多个分区一一对应，其中至少两个所述加热分部在同一时间辐射出的热量不同。可选的，所述分区为四个，且两两相对，并且相对的两个所述分区中的所述加热分部在同一时间辐射出的热量相同，而相邻的两个所述分区中的所述加热分部在同一时间辐射出的热量不同。可选的，所述加热结构为加热丝，所述加热丝在其中至少两个所述分区中的分布密度和/或直径不同。可选的，所述加热丝由沿所述环形保温体的周向弯曲缠绕的线体绕制而成，并且所述线体的至少一部分为螺旋弹簧状线体。可选的，所述线体包括多个第一线段和多个第二线段，其中，每个所述第一线段为所述螺旋弹簧状线体，且沿所述环形保温体的轴向设置；多个所述第一线段沿所述环形保温体的周向间隔设置；各个所述第二线段用于分别将各个相邻的两个所述第一线段的首尾两端串接。可选的，所述环形保温体为采用硬质材料制作的刚性保温体。可选的，所述硬质材料包括由多晶莫来石和硅酸铝组成的混合纤维。可选的，所述环形保温体包括多个环形分体，且沿轴向依次连接形成连续的环体；各个所述加热结构一一对应地设置在各个所述环形分体的内侧。可选的，所述环形保温体的内部空间在其轴向上划分为主加热区和位于所述主加热区两侧的炉口加热区和炉尾加热区，其中，至少两个所述环形分体对应所述主加热区；至少一个所述环形分体对应所述炉口加热区；至少一个所述环形分体对应所述炉尾加热区。可选的，各个相邻的两个所述环形分体之间设置有配合结构，用于限定相邻的两个所述环形分体的相对位置。可选的，所述配合结构包括分别设置在相邻的两个所述环形分体之间的凹部和凸部。可选的，所述加热炉体还包括多个引出结构，各个所述引出结构设置在所述环形保温体的外侧，且与各个所述加热结构一一对应地设置，并且每个所述引出结构包括结构相同的两套引线组件，两套所述引线组件分别用于引入和引出对应的所述加热结构的两条接线。可选的，所述加热炉体还包括保护罩，所述保护罩环绕设置在各个所述引出结构的外侧。作为另一个技术方案，本技术还提供一种半导体设备，包括工艺腔、加热炉体和石墨舟，所述加热炉体采用本技术提供的上述加热炉体。可选的，所述加热炉体为卧式，且所述石墨舟中的多片石墨片沿所述加热炉体的一条直径方向间隔设置；所述分区为四个，且两两相对，其中相对的两个所述分区分别正对最外侧的两片所述石墨片；其余相对的两个所述分区分别正对中间的石墨片的两侧边缘；并且，正对最外侧的两片所述石墨片的两个所述分区中的所述加热分部在同一时间辐射出的热量，小于正对中间的石墨片的两侧边缘的两个所述分区中的所述加热分部在同一时间辐射出的热量。本技术的有益效果：本技术提供的加热炉体，其通过在环形保温体的内侧设置相互独立的多个加热结构，可以实现对炉体内部温度的分区独立控制，从而可以根据具体需要单独控制每个加热结构的加热时间和加热速率，以能够在同等或较少的加热功率条件下，提高加热效率，缩短加热时间。同时，有至少一个加热结构包括多个加热分部，且与沿环形保温体的周向划分的多个分区一一对应，其中至少两个分区中的加热分部在同一时间辐射出的热量不同，这样，可以使加热结构在环形保温体的周向上为非均匀结构，其可以形成非均匀温场，从而可以补偿被加热件的温度差异，提高工艺均匀性。本技术提供的半导体设备，其通过采用本技术提供的上述加热炉体，能够在同等或较少的加热功率条件下，提高加热效率，缩短加热时间，同时又能够提高工艺均匀性。附图说明图1为本技术实施例提供的加热炉体的轴向截面图；图2A为本技术实施例提供的加热炉体的径向截面图；图2B为本技术实施例采用的加热结构的局部结构图；图3为本技术实施例采用的其中一个环形保温体的轴向截面图；图4为本技术实施例提供的加热炉体的一个侧视图；图5为本技术实施例采用的引出结构的结构图；图6为本技术实施例提供的加热炉体的另一个侧视图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术提供的加热炉体和半导体设备进行详细描述。请一并参阅图1至图6，本技术实施例提供的加热炉体，其包括环形保温体1、环绕设置在环形保温体1周围的炉壳10、设置在环形保温体1和炉壳10之间的缓冲层和多个加热结构2，其中，环形保温体1包括多个环形分体，且沿其轴向（即，图1中的X方向）依次连接形成连续的环体，例如，图1示出了5个环形分体（1a-1e）。加热结构2的数量与环形分体的数量相同，且各个加热结构2一一对应地设置在各个环形分体的内侧。炉壳10为框架结构，限定了加热炉体的外形，对环形保温体1也起到了一定的支撑和保护作用。缓冲层设置在炉壳10和环形保温体1之间，起到缓冲作用，用于防止炉壳10和环形保温体1之间发生碰撞，避免环形保温体1发生损坏。缓冲层采用软性材料制成，优选地，采用软性保温材料制成，这样既可以起到保护作用也可以起到保温的作用，例如可以采用塞拉毯、塞拉纸等耐温绝热棉材料。可选的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热炉体，其特征在于，包括：/n环形保温体；/n环绕设置在所述环形保温体周围的炉壳；/n设置在所述环形保温体和所述炉壳之间的缓冲层；以及/n相互独立的多个加热结构，沿所述环形保温体的轴向依次设置在所述环形保温体的内侧；并且，有至少一个所述加热结构包括多个加热分部，且与所述环形保温体的周向上划分的多个分区一一对应，其中至少两个所述加热分部在同一时间辐射出的热量不同。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热炉体，其特征在于，包括：
环形保温体；
环绕设置在所述环形保温体周围的炉壳；
设置在所述环形保温体和所述炉壳之间的缓冲层；以及
相互独立的多个加热结构，沿所述环形保温体的轴向依次设置在所述环形保温体的内侧；并且，有至少一个所述加热结构包括多个加热分部，且与所述环形保温体的周向上划分的多个分区一一对应，其中至少两个所述加热分部在同一时间辐射出的热量不同。


2.根据权利要求1所述的加热炉体，其特征在于，所述分区为四个，且两两相对，并且相对的两个所述分区中的所述加热分部在同一时间辐射出的热量相同，而相邻的两个所述分区中的所述加热分部在同一时间辐射出的热量不同。


3.根据权利要求1或2所述的加热炉体，其特征在于，所述加热结构为加热丝，所述加热丝在其中至少两个所述分区中的分布密度和/或直径不同。


4.根据权利要求3所述的加热炉体，其特征在于，所述加热丝由沿所述环形保温体的周向弯曲缠绕的线体绕制而成，并且所述线体的至少一部分为螺旋弹簧状线体。


5.根据权利要求4所述的加热炉体，其特征在于，所述线体包括多个第一线段和多个第二线段，其中，每个所述第一线段为所述螺旋弹簧状线体，且沿所述环形保温体的轴向设置；多个所述第一线段沿所述环形保温体的周向间隔设置；
各个所述第二线段用于分别将各个相邻的两个所述第一线段的首尾两端串接。


6.根据权利要求1所述的加热炉体，其特征在于，所述环形保温体为采用硬质材料制作的刚性保温体。


7.根据权利要求1所述的加热炉体，其特征在于，所述环形保温体包括多个环形分体，且沿轴向依次连接形成连续的环体；各个所述加热结构一一对应地设置在各个所述环形分体的内侧。


8.根据权利要求7所述的加热炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓明，郑建宇，赵福平，盛强，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11