一种加热组件及其半导体处理设备的制作方法

本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种加热组件及其半导体处理设备。

背景技术：

1、在通过半导体处理设备的反应室对半导体进行制造或处理过程中，一般需要对反应室进行加热，以使得反应室的温度达到合适的处理温度。比如在通过cvd设备实现半导体外延处理时，通常需要晶圆的温度达到800℃或以上的高温，而且通常放置晶圆的基座的温度均匀性越高，其晶圆外延处理质量也会越高。但是，现有的半导体处理设备在向反应室内通入常温反应气体后，由于反应气体与基座的温差的存在，导致基座位于气流的上游侧的区域的热量会被气流带走，从而在该区域形成一个低温区，进而导致基座的温度均匀性变差。

2、是以，有必要寻求一种克服该问题的新的半导体处理设备。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种加热组件，使得半导体处理设备在实际工艺过程中能保持基座的温度的均匀性。

2、为实现上述目的，本申请提供一种加热组件，用于半导体处理设备，所述半导体处理设备包括反应室，所述反应室内设有圆盘状基座及反应腔，所述基座包括用于承载晶圆的第一表面，所述第一表面面向所述反应腔，所述反应室包括平行于所述第一表面的第一方向、及位于所述第一方向两端的进气端及出气端，以使外部气体能够平行于所述第一表面流入所述反应腔，其中，

3、所述加热组件包括对应于所述基座呈盘状绕制的多匝加热线圈，所述加热线圈包括至少由连续两匝线圈构成的边缘区及位于所述边缘区内侧的中间区，所述边缘区在所述第一表面的正投影覆盖所述基座的边缘，所述边缘区包括位于所述第一方向的上游侧的前边缘、位于下游侧的后边缘及位于所述前边缘和后边缘之间的侧边缘，所述前边缘的线圈占所述边缘区的弧度比例不低于1/4，定义某一区域的线圈的平均匝距或线圈到待加热物之间的平均距离为该区域内的线圈的热输入参数，其中所述前边缘的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述侧边缘的线圈的对应的所述热输入参数。

4、可选的，所述中间区包括多匝线圈，所述加热线圈包括线圈中心及自所述线圈中心指向所述前边缘的第一扩展半径，在所述第一扩展半径上，所述前边缘的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述中间区的对应的所述热输入参数。

5、可选的，所述加热线圈包括自所述线圈中心指向所述侧边缘的第二扩展半径，在所述第二扩展半径上，所述侧边缘的线圈的所述热输入参数不小于所述中间区的所述热输入参数。

6、可选的，所述后边缘的线圈占所述边缘区的弧度比例不低于1/4，所述中间区包括多匝线圈，所述加热线圈包括自所述线圈中心指向所述后边缘的第三扩展半径，在所述第三扩展半径上，所述后边缘的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述中间区的对应的所述热输入参数。

7、可选的，所述前边缘的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述后边缘的线圈的对应的所述热输入参数。

8、可选的，所述加热线圈配置为电阻式加热线圈，所述加热组件通过加热线圈产生的热量加热所述基座。

9、可选的，所述加热线圈配置为感应式加热线圈，所述加热组件通过加热线圈产生的交变电磁场加热所述基座。

10、可选的，所述加热组件用以加热所述基座，所述前边缘的线圈对正对的所述基座的局部区域的热量输出高于所述侧边缘的线圈对正对的所述基座的局部区域的热量输出。

11、为实现上述目的，本实用新型提供一种半导体处理设备，包括反应室，所述反应室内设有圆盘状基座及反应腔，所述基座包括用于承载晶圆的第一表面，所述第一表面面向所述反应腔，所述反应室包括平行于所述第一表面的第一方向、及位于所述第一方向两端的进气端及出气端，以使外部气体能够平行于所述第一表面流入所述反应腔，其中，所述半导体处理设备采用上述加热组件。

12、可选的，所述反应室还包括与所述基座相连并延伸出所述反应室外部的旋转轴，所述旋转轴能够带动所述基座相对于所述加热组件做旋转运动。

13、综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的加热组件，使得对应于基座边缘区域的边缘区线圈的热输入参数相对于气流的流动方向区别化设置，在对应于气流的上游侧的前边缘线圈的至少一个所述热输入参数小于侧边缘线圈对应的热输入参数，以使得在气流上游的基座区域能被对应前边缘线圈加热到更高温度，从而使得在气流流动时，通过气流将部分热量带走，以使得对应基座区域能与其他区域的温度趋于一致，使得在有工艺气体流过时，基座的温度均匀性更好。

技术特征：

1.一种加热组件（120），用于半导体处理设备，所述半导体处理设备包括反应室（100），所述反应室（100）内设有圆盘状基座（160）及反应腔，所述基座（160）包括用于承载晶圆的第一表面，所述第一表面面向所述反应腔，所述反应室（100）包括平行于所述第一表面的第一方向（x）、及位于所述第一方向（x）两端的进气端（112）及出气端（114），以使外部气体能够平行于所述第一表面流入所述反应腔，其特征在于，

2.如权利要求1所述加热组件，其特征在于，所述中间区包括多匝线圈，所述加热线圈（120）包括线圈中心及自所述线圈中心指向所述前边缘的第一扩展半径，在所述第一扩展半径上，所述前边缘（200）的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述中间区的对应的所述热输入参数。

3.如权利要求2所述加热组件，其特征在于，所述加热线圈（120）包括自所述线圈中心指向所述侧边缘（300）的第二扩展半径，在所述第二扩展半径上，所述侧边缘（300）的线圈的所述热输入参数不小于所述中间区的所述热输入参数。

4.如权利要求1所述加热组件，其特征在于，所述后边缘（400）的线圈占所述边缘区的弧度比例不低于1/4，所述中间区包括多匝线圈，所述加热线圈（120）包括自所述线圈中心指向所述后边缘（400）的第三扩展半径，在所述第三扩展半径上，所述后边缘（400）的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述中间区的对应的所述热输入参数。

5.如权利要求4所述加热组件，其特征在于，所述前边缘（200）的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述后边缘（400）的线圈的对应的所述热输入参数。

6.如权利要求1所述加热组件，其特征在于，所述加热线圈（120）配置为电阻式加热线圈，所述加热组件通过加热线圈（120）产生的热量加热所述基座（160）。

7.如权利要求1 所述加热组件，其特征在于，所述加热线圈（120）配置为感应式加热线圈，所述加热组件通过加热线圈（120）产生的交变电磁场加热所述基座（160）。

8.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述加热组件用以加热所述基座（160），所述前边缘（200）的线圈对正对的所述基座（160）的局部区域的热量输出高于所述侧边缘（300）的线圈对正对的所述基座（160）的局部区域的热量输出。

9.一种半导体处理设备，包括反应室（100），所述反应室（100）内设有圆盘状基座（160）及反应腔，所述基座（160）包括用于承载晶圆的第一表面，所述第一表面面向所述反应腔，所述反应室（100）包括平行于所述第一表面的第一方向（x）、及位于所述第一方向（x）两端的进气端（112）及出气端（114），以使外部气体能够平行于所述第一表面流入所述反应腔，其特征在于，所述半导体处理设备（100）采用如权利要求1-8任一项所述加热组件。

10.如权利要求9所述的半导体处理设备，其特征在于，所述反应室（100）还包括与所述基座（160）相连并延伸出所述反应室（100）外部的旋转轴（180），所述旋转轴（180）能够带动所述基座（160）相对于所述加热组件做旋转运动。

技术总结
一种加热组件，用于半导体处理设备，半导体处理设备包括反应室，反应室内设有圆盘状基座及反应腔，基座包括用于承载晶圆的第一表面，第一表面面向反应腔，反应室包括平行于第一表面的第一方向、及位于第一方向两端的进气端及出气端，其中，加热组件包括对应于基座呈盘状绕制的多匝加热线圈，加热线圈包括至少由连续两匝线圈构成的边缘区及位于所述边缘区内侧的中间区，所述边缘区在所述第一表面的正投影覆盖所述基座的边缘，所述边缘区包括位于所述第一方向的上游侧的前边缘、位于下游侧的后边缘及位于所述前边缘和后边缘之间的侧边缘，其中所述前边缘的线圈的至少一个所述热输入参数小于所述侧边缘的线圈的对应的所述热输入参数。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：无锡先为科技有限公司
技术研发日：20231225
技术公布日：2024/10/24