陶瓷加热器制造技术

本申请公开了一种陶瓷加热器，属于半导体设备制造技术领域，所述的陶瓷加热器，包括：具有晶圆载置面的陶瓷板；主发热体，所述主发热体设于陶瓷板内部；辅助发热体，所述辅助发热体设于陶瓷板的侧面，且所述辅助发热体独立于所述主发热体；本申请在陶瓷板的侧面设置独立于主发热体的辅助发热体，可以有效降低陶瓷板承载面上中间区域与边缘区域的热量偏差，极大提高了晶圆整体受热均匀性，当对承载加热面上的晶圆进行加热时，如果陶瓷板边缘区域因热量耗散较大而导致晶圆接收到的热量在其边缘区域明显小于中间区域，辅助发热体工作产热，有效的抑制陶瓷板边缘区域的热量耗散，从而使晶圆整体受热均匀

【技术实现步骤摘要】
陶瓷加热器


[0001]本申请涉及半导体设备制造
，具体涉及一种陶瓷加热器
。

技术介绍

[0002]半导体芯片生产制备过程一般是在晶圆上通过光刻
、
刻蚀
、
溅射
、
蒸镀等工序制备出所需的导电图案结构
、
介电图案结构以及绝缘图案结构，然后再对晶圆进行切割成单颗芯片并封装成品，在晶圆的加工过程中，通常需要采用陶瓷加热器来承载并加热晶圆；陶瓷加热器的组成通常包括陶瓷板，内置于陶瓷板内部的发热体，支撑轴，以及向发热体供给电力的供电线；晶圆放置于陶瓷板的承载面上，发热体通电后产热，热量通过陶瓷板传递至晶圆从而加热晶圆
。
[0003]随着芯片加工精度越来越高，对加工过程中晶圆受热的均匀性提出了更严格的要求
。
目前的陶瓷加热器中，发热体产生的热量在陶瓷板的中间区域主要朝着承载面方向和承载面相对侧方向传递，而在陶瓷板的边缘区域，除了前述两个方向外，热量还会往陶瓷板的侧面方向传递，使得晶圆的边缘区域和中间区域接收到的热量存在较大偏差，造成晶圆整体受热不均匀，对芯片品质造成不良影响
。
[0004]CN114585114A
公开了一种陶瓷加热器，其通过平行设置与晶片载置面的第一电阻发热体
、
第二电阻发热体，并在第一电阻发热体的配线彼此之间
(
大致正中
)
配置第二电阻发热体的配线
。
这样，与在从上方观察陶瓷板时将第一电阻发热体及第二电阻发热体的配线以重叠的方式配置的情况相比，更容易得到作为目标的温度分布；但其无法有效降低陶瓷板承载面上中间区域与边缘区域的热量偏差
。
[0005]因此，如何降低陶瓷板承载面上中间区域与边缘区域的热量偏差成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种陶瓷加热器，通过在陶瓷发热器中的陶瓷板侧面设置独立于主发热体的辅助发热体，从而可以有效降低陶瓷板承载面上中间区域与边缘区域的热量偏差，极大提高了晶圆整体受热均匀性
。
[0007]为实现上述目的，本申请采取的技术方案为：
[0008]一种陶瓷加热器，包括：
[0009]具有晶圆载置面的陶瓷板；
[0010]主发热体，所述主发热体设于陶瓷板内部；
[0011]辅助发热体，所述辅助发热体设于陶瓷板的侧面，且所述辅助发热体独立于所述主发热体
。
[0012]本申请创造性的在陶瓷板的侧面设置独立于主发热体的辅助发热体，可以有效降低陶瓷板承载面上中间区域与边缘区域的热量偏差，极大提高了晶圆整体受热均匀性，当对承载加热面上的晶圆进行加热时，如果陶瓷板边缘区域因热量耗散较大而导致晶圆接收
到的热量在其边缘区域明显小于中间区域，辅助发热体工作产热，有效的抑制陶瓷板边缘区域的热量耗散，从而使晶圆整体受热均匀
。
[0013]本申请的陶瓷加热器中，所述主发热体包括多个半径不同的圆弧段和多个过渡段，所述圆弧段与所述过渡段交替设置并依次首尾连接，且所述过渡段与圆弧段连接处形成圆角
。
[0014]现有技术中通常将圆弧段与所述过渡段连接处设置成直角，例如
CN108028220A、CN114585114 A
，专利技术人经过大量的研究发现，当圆弧段与所述过渡段连接处设置成直角时，由于陶瓷发热器需要经过长时间反复快速升降温过程，连接点处容易因反复升降温而产生应力集中，从而造成发热体崩裂
。
[0015]本申请通过将圆弧段与所述过渡段交替设置并依次首尾连接，这样圆弧段被串联起来，所述过渡段与圆弧段连接处形成圆角，能够有效的防止连接处因反复升降温而产生应力集中，进而能够有效的防止发热体崩溃
。
[0016]本申请的陶瓷加热器中，所述主发热体中半径最小的两个所述圆弧段分别形成第一端口和第二端口，以使电流从第一端口流入并从第二端口流出
。
[0017]本申请的陶瓷加热器中，所述主发热体中半径最大的圆弧段的半径为
R
，在
2R/3
覆盖的区域内，相邻的所述圆弧段之间的距离为
S1
，在
2R/3
～
R
覆盖的区域内，相邻的所述圆弧段之间的距离为
S2
，所述
S1
＞
S2。
[0018]以同心圆形式排布的主发热体中，靠近陶瓷板的中间区域
(2R/3
覆盖的区域内
)
，主发热体中相邻两个圆弧段的距离
S1
大，该区域的产热密度相对低，在靠近陶瓷板的边缘区域
(
在
2R/3
～
R
覆盖的区域内
)
，主发热体中相邻两圆弧段的距离
S2
小，该区域的产热密度相对高，从而进一步缩小陶瓷板中间区域与边缘区域的热量差异，使晶圆整体受热更加均匀
。
[0019]本申请的陶瓷加热器中，所述
S1
和
S2
的比值满足：
1.2≤S1/S2≤2.8。
通过将
S1
和
S2
的比值控制在此范围内时，能够进一步缩小陶瓷板中间区域与边缘区域的热量差异，使晶圆整体受热更加均匀
。
[0020]本申请的陶瓷加热器中，所述辅助发热体以环绕方式设于陶瓷板的侧面，所述辅助发热体的表面覆盖有玻璃层
。
[0021]本申请通过设置玻璃层，其能够更好地抑制陶瓷边缘区域的热量往陶瓷板侧面方向传递，从而使晶圆整体受热更加均匀
。
[0022]本申请的陶瓷加热器中，所述陶瓷加热器还包括第一供电线和第二供电线，所述第一供电线与主发热体两端电连接，所述第二供电线与辅助发热体两端电连接
。
[0023]本申请的陶瓷加热器中，所述陶瓷板下表面设有第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过通孔导体与所述主发热体的第一端口电连接，所述第二焊盘通过通孔导体与所述主发热体的第二端口电连接，所述第一供电线通过所述第一焊盘
、
所述通孔导体与所述主发热体的第一端口电连接，且所述第一供电线通过所述第二焊盘
、
所述通孔导体与所述主发热体的第二端口电连接
。
[0024]本申请的陶瓷加热器中，所述陶瓷板下表面设有第三焊盘和第四焊盘，所述第三焊盘通过通孔导体与所述辅助发热体的一端电连接，所述第四焊盘通过通孔导体与所述辅助发热体的另一端电连接；所述第二供电线通过所述第三焊盘
、
所述通孔导体与所述辅助
发热体的一端电连接，且所述第二供电线通过所述第四焊盘
、
所述通孔导体与所述辅助发热体的另一端电连接
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种陶瓷加热器，其特征在于，包括：具有晶圆载置面
、
侧面和下表面的陶瓷板，所述晶圆载置面和下表面相对设置；主发热体，所述主发热体设于陶瓷板内部；辅助发热体，所述辅助发热体设于陶瓷板的侧面，且所述辅助发热体独立于所述主发热体
。2.
根据权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于，所述主发热体包括多个半径不同的圆弧段和多个过渡段，所述圆弧段与所述过渡段交替设置并依次首尾连接，且所述过渡段与圆弧段连接处形成圆角
。3.
根据权利要求2所述的陶瓷加热器，其特征在于，所述主发热体中半径最小的两个所述圆弧段分别形成第一端口和第二端口，以使电流从第一端口流入并从第二端口流出
。4.
根据权利要求2所述的陶瓷加热器，其特征在于，所述主发热体中半径最大的圆弧段的半径为
R
，在
2R/3
覆盖的区域内，相邻的所述圆弧段之间的距离为
S1
，在
2R/3~R
覆盖的区域内，相邻的所述圆弧段之间的距离为
S2
，所述
S1
＞
S2。5.
根据权利要求4所述的陶瓷加热器，其特征在于，所述
S1
和
S2
的比值满足：
1.2≤S1/S2≤2.8。6.
根据权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于，所述辅助发热体以环绕方式设于陶瓷板的侧面，所述辅助发热体...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱基华，陈烁烁，
申请(专利权)人：广东省先进陶瓷材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：