一种用于半导体工艺腔室的加热装置和半导体设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于半导体工艺腔室的加热装置和半导体设备，其中加热装置包括：反射屏，所述反射屏设置在所述工艺腔室的上方，所述反射屏具有保温性；加热元件，安装在所述反射屏靠近所述工艺腔室的一侧；旋转机构，所述旋转机构与所述反射屏连接，且所述旋转机构能够带动所述反射屏在水平面内转动。本发明专利技术的反射屏能够水平转动，防止某一个加热元件只照射晶圆的某一固定位置，提高了温场的温度可调性；调节晶圆不同区域的温度，从而能够使温场的温度更均匀。的温度更均匀。的温度更均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体工艺腔室的加热装置和半导体设备


[0001]本专利技术涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种用于半导体工艺腔室的加热装置和半导体设备。

技术介绍

[0002]化学气相沉积外延生长是将反应气体输送到反应腔，通过加热等方式，使之反应，生长原子沉积在衬底上，长出单晶层。加热系统在硅外延设备中起着极为重要的作用，加热系统主要由红外卤素加热灯和反射屏组成，加热灯发射的红外线通过反射屏的反射作用，照射石墨托盘，对托盘上的晶圆加热，以生长一层外延层。
[0003]参考图1，现有加热系统中，上反射屏1整体为一个圆环型结构，上反射屏1分为倾斜区10和平坦区11，其中平坦区11反射灯管光到外延层的外区31(外区31为外延层距离外延层中心较远的区域)，倾斜区10反射灯管光到外延层的内区30(内区30为外延层靠近外延层中心的区域)。上反射屏1通过固定螺钉固定到外罩3上，上反射屏1的下方为加热灯4，加热灯4水平设置。此种上反射屏1通过固定螺钉安装之后位置固定，一旦加热灯4功率固定后，无法对外延层的各个区域的温度进一步调节，使外延层各区域温度不均或对不同区域设定不同的温度，导致一些特定电阻率需求的外延片无法制作。而且，上反射屏的倾斜区10有一定的夹角，在使用的过程中倾斜区10的夹角处为温度集中区域，易发生损坏。
[0004]因此，如何提高温场的温度可调性，调节外延层不同区域的温度，从而实现不同电阻率需求的外延片的制作，是目前研究的课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种用于半导体工艺腔室的加热装置和半导体设备，能够提高温场的温度均匀性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于半导体工艺腔室的加热装置，所述所述加热装置包括：
[0007]反射屏，所述反射屏用于设置于所述工艺腔室的上方，所述反射屏具有保温性；
[0008]加热元件，所述加热元件安装在所述反射屏靠近所述工艺腔室的一侧；
[0009]旋转机构，所述旋转机构与所述反射屏连接，且所述旋转机构能够带动所述反射屏在水平面内转动。
[0010]可选方案中，所述反射屏为圆桶状，下端开口，所述反射屏沿其轴向方向设置于所述工艺腔室的上方，所述加热元件安装在所述反射屏的内顶壁上。
[0011]可选方案中，所述反射屏的纵向剖面为上窄下宽的梯形，所述梯形的底角小于60度。
[0012]可选方案中，所述加热元件包括多个加热灯管，多个所述加热灯管均竖向安装在所述反射屏的顶壁上，且以同轴环形分层排布。
[0013]可选方案中，所述加热灯管为点光源，所述加热灯管的发光部背离所述反射屏的
顶壁设置，用于向所述晶圆定向发射光源。
[0014]可选方案中，所述反射屏的内壁均为平坦面，且所述反射屏的内壁设有金属涂层。
[0015]可选方案中，所述反射屏的内顶壁的涂层的反射率小于所述反射屏的内侧壁的涂层的反射率。
[0016]可选方案中，所述旋转机构包括：电机、齿形带和齿轮柱，其中，所述齿轮柱的下端与所述反射屏的顶部固定，所述齿形带的两端分别和所述电机的驱动端和所述齿轮柱的上端啮合。
[0017]可选方案中，所述加热装置包括外罩，所述外罩将所述反射屏罩设在内，所述电机和所述齿形带均设置于所述外罩的顶部，所述齿轮柱穿过所述外罩的顶部，并通过轴承与所述外罩的顶壁转动连接。
[0018]本专利技术还提供了一种半导体设备，包括半导体工艺腔室和上述任一项所述的半导体工艺腔室的加热装置，所述加热装置设置于所述半导体工艺腔室上方。
[0019]可选方案中，所述半导体工艺腔室内设有基座，所述基座上设有用于支撑所述晶圆的承载面；
[0020]所述反射屏在所述承载面上的投影覆盖所述承载面。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]加热元件安装在反射屏上，通过旋转机构使反射屏在水平面内转动，防止某一个加热元件只照射晶圆的某一固定位置，反射屏具有保温性，提高了温场的温度可调性；调节晶圆不同区域的温度，从而能够使温场的温度更均匀，实现对外延层中不同杂质浓度的控制，从而实现不同电阻率均匀性需求的外延片。
[0023]进一步地，反射屏的作用为保温，相对于现有技术的反射屏用于反光相比，本专利技术的反射屏内部涂层工艺(如反射率、粗糙度等)要求比现有技术低，可以降低反射屏的制造成本。
[0024]进一步地，加热元件直接对工艺腔室进行加热，热场主要依靠加热源自身，通过调整加热源自身性能，即可实现温度调节，反射屏用于保温，相对于现有技术无需设计如图2所示的平坦区和倾斜区，本专利技术的反射屏的内壁均为平坦面，结构简单，不存在温度集中区域，可延长反射屏的使用寿命。
[0025]本专利技术具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0026]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
[0027]图1示出了一实例中一种加热装置的剖视图。
[0028]图2示出了一实例中一种上反射屏的结构示意图。
[0029]图3示出了根据本专利技术一实施例的加热装置的结构示意图。
[0030]图4示出了根据本专利技术一实施例的加热灯管相对于反射屏的位置示意图。
[0031]标号说明
[0032]1‑
上反射屏；3
‑
外罩；4
‑
加热灯；10
‑
倾斜区；11
‑
平坦区；30
‑
内区；31
‑
外区；20
‑
工艺腔室；21
‑
反射屏；22
‑
加热元件；23
‑
电机；24
‑
齿形带；25
‑
齿轮柱；26
‑
外罩；27
‑
轴承；28
‑
螺钉；201
‑
晶圆；202
‑
托盘；203
‑
基座；220
‑
内区；221
‑
外区。
具体实施方式
[0033]下面将更详细地描述本专利技术。虽然本专利技术提供了优选的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体工艺腔室的加热装置，其特征在于，所述加热装置包括：反射屏，所述反射屏用于设置于所述工艺腔室的上方，所述反射屏具有保温性；加热元件，所述加热元件安装在所述反射屏靠近所述工艺腔室的一侧；旋转机构，所述旋转机构与所述反射屏连接，且所述旋转机构能够带动所述反射屏在水平面内转动。2.根据权利要求1所述的用于半导体工艺腔室的加热装置，其特征在于，所述反射屏为圆桶状，下端开口，所述反射屏沿其轴向方向设置于所述工艺腔室的上方，所述加热元件安装在所述反射屏的内顶壁上。3.根据权利要求2所述的用于半导体工艺腔室的加热装置，其特征在于，所述反射屏的纵向剖面为上窄下款的梯形，所述梯形的底角小于60度。4.根据权利要求2所述的用于半导体工艺腔室的加热装置，其特征在于，所述加热元件包括多个加热灯管，多个所述加热灯管均竖向安装在所述反射屏的顶壁上，且以同轴环形分层排布。5.根据权利要求4所述的用于半导体工艺腔室的加热装置，其特征在于，所述加热灯管为点光源，所述加热灯管的发光部背离所述反射屏的顶壁设置，用于向所述晶圆定向发射光源。6.根据权利要求2所述的用于半导体工艺腔室的加热装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏俊涵，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：