一种可更换陶瓷加热器顶部的结构制造技术

本申请提供一种可更换陶瓷加热器顶部的结构，所述陶瓷加热器为分体结构，所述分体结构包括原有的加热部件、晶圆承载件、可拆卸式固定装置，所述晶圆承载件可拆卸更换，在所述加热部件和所述晶圆承载件之间设置气隙面、金属焊接层或者有机硅胶层，本申请通过在晶圆加热器上设有晶圆加热承载结构，在解决匹配不同大小晶圆的同时保证了导热性的要求，结构简单，很大程度上降低了成本。很大程度上降低了成本。很大程度上降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可更换陶瓷加热器顶部的结构


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及CVD设备中可更换陶瓷加热器顶部的结构。

技术介绍

[0002]化学气相淀积设备，简称CVD设备)是半导体芯片前道工艺薄膜沉积的关键设备。薄膜沉积一般需要将晶圆温度控制在400℃
‑
650℃之间，这样就需要使用到加热器，而且在这一温度范围下除了保持晶圆温度的均匀性外，还需要保证加热部件在CVD过程中不被反应气体侵蚀而产生颗粒，对晶圆沉积膜层产生不良影响，因此，唯一可以选用的便是陶瓷加热器，陶瓷加热器由于特殊的制备工艺，需要将加热部件与陶瓷热压烧结成一个致密的整体从而来保证较高的加热效率及发热均匀性，且制备过程工序比较复杂，因此造价相对昂贵，并且沉积薄膜对晶圆受热的均匀性要求很高，受热越均匀，晶圆表面沉积所形成的薄膜质量就会越高，所以目前的陶瓷加热器采用一体化设计，从而来实现高效均匀的热传导功能。然而在实际操作过程当中，技术人员又发现了新的问题，为了匹配不同尺寸的晶圆就需要有相应尺寸的加热器与之匹配，这样才能方便机械手臂将晶圆准确的放入加热器表面的晶圆承载面上，所以哪怕是同种工艺，只要是晶圆尺寸不同，都需要有不同的加热器与之对应，无形中增加了成本。另外，由于陶瓷加热器长期在高温且具有腐蚀性的气体中工作，不免对陶瓷表面造成腐蚀伤害，尤其是加热器的上表面受到腐蚀的程度最为严重，即使只有上表面损坏也需要更换整个陶瓷加热器，缩短了陶瓷加热器的使用寿命，从而增加了芯片制备的成本。为了节约生产成本，根据以上需要解决的问题，在原有基础上创新专利技术出一种可节约芯片生产成本的陶瓷加热器尤为重要。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请旨在提供一种可更换陶瓷加热器顶部的结构，以解决
技术介绍
中存在的不易更换、成本高等问题。
[0004]所述陶瓷加热器为分体结构，所述分体结构包括加热部件、晶圆承载件，所述晶圆承载件可拆卸更换，在所述加热部件和所述晶圆承载件之间设置气隙面。在所述加热部件的上表面加工气隙面凸台。
[0005]陶瓷管壁内的贯通气孔21为从陶瓷管底部贯通到陶瓷管表面的直线贯通气孔，与从加热部件11底部加工出与加热部件上表面相通的气孔22相通，起到流通气体的作用。
[0006]具体地，在所述加热部件的上表面加工气隙面凸台。
附图说明
[0007]这里，构成本申请一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解。本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请并不构成对本申请的不当限定。附图中：
[0008]图1为本专利技术为真空贴附连接方式示意图。
[0009]图2为气隙面连接方式的截面图。
[0010]图3为加热器的俯视图。
[0011]图4为金属焊接连接或有机硅胶贴附方式的截面图。
[0012]图5为连接层为金属焊接方式时，实现静电吸附功能金属焊接连接方式的截面图。
[0013]图6为本专利技术为金属焊接连接方式和有机硅胶贴附方式示意图。
[0014]附图标记：
[0015]1：加热器；
[0016]10：顶针孔；
[0017]11：加热部件；
[0018]111：加热器引出电极；
[0019]12：气隙面；
[0020]121：气隙面凸台；
[0021]13：金属焊接层或导热硅胶层；
[0022]131：为金属焊接层引出电极；
[0023]2：陶瓷管；
[0024]21：陶瓷管壁内的贯通气孔；
[0025]22：加热部件贯通气孔
[0026]3：晶圆承载件；
[0027]31：晶圆放置槽；
[0028]A：可拆卸式固定装置。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。
[0030]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"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部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0032]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"设置"、"连接"等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。
[0034]现有陶瓷加热器的优势在于其耐等离子腐蚀能力强，导热能力好，并且发热比较
均匀，但其最大的缺陷就是无法拆卸，需要整体更换陶瓷加热器才可以实现匹配不同大小的晶圆，成本无法得到很好地控制。
[0035]因此，本专利技术人认为上述缺陷可改善，通过创造性劳动，提出了一种设计合理且有效改善上述缺陷的本专利技术。
[0036]本专利技术核心在于通过增加陶瓷加热器顶部可拆卸更换的设计，通过更换不同晶圆承载尺寸的陶瓷件，从而实现不同尺寸晶圆的兼容，使得陶瓷加热器适用性更强。并且，由于陶瓷加热器长期在高温且有腐蚀性的气体环境中工作，不免对陶瓷表面造成腐蚀伤害，尤其是加热器上表面，通过更换陶瓷上表面部分也可以很好的解决这一问题，陶瓷表面部件相对陶瓷加热器成本低廉，这样可以提高陶瓷加热器的使用寿命，减小晶圆制备过程的成本。
[0037]虽然本专利技术改进优势明显，可以很好的降低成本，但是显而易见的分体结构的热传导能力及发热均匀性毕竟不如一体结构，本专利技术人继续优化，得出了可选方案：在分体结构的基础上进一步增加了介于陶瓷加热器基底与其上表面之间的导热介质，如通过在接触面制作气隙面。众所周知，真空传热是慢的，本专利技术的分体机构之间的界面在要求不高的情况下可以用真空贴附，而对导热要求高则可用气体填充，所起到的传热效果会更好。
[0038]也可以通过金属焊接来实现，金属的导热性相对其他物体都要高，用金属作为连接的介质有助于热量的扩散传导，使得陶瓷加热器基底和其上表面基本成一整体，不会由于有间隙而引起的热量传导不畅。
[0039]还可以通过导热胶连接，当使用温度小于200度时，就可以应用导热胶连接，同样起到无间隙的热传播形式。
[0040]上述所举例的方式均可使得分体的两部分结构之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可更换陶瓷加热器顶部的结构，其特征在于，所述陶瓷加热器为分体结构，所述分体结构包括加热部件、晶圆承载件，所述晶圆承载件可更换，在所述加热部件和所述晶圆承载件之间设置有气隙面凸台。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，设置有陶瓷管壁内贯通气孔，所述陶瓷管壁内贯通气孔与所述加热部件贯通气孔相通。3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述气隙面凸台为直径在φ0.1mm
‑
φ5mm之间、高度在5mm
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40mm之间的陶瓷凸台。4.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述气隙面为惰性气体所形成的气体导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：何琪娜，施建中，刘先兵，
申请(专利权)人：苏州珂玛材料科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：