[发明专利]半导体设备及其加热器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，特别是涉及一种半导体设备及该半导体设备的加热器。

背景技术

在半导体设备中，很多工艺过程需要进行加热，加热器的形式主要可以分为两种，一种是辐射式加热，另外一种是电阻丝加热；辐射式加热方式具有加热速率快、效率高等特点，但往往加热的均匀性不好；而电阻丝加热器则可以很好的解决均匀性问题，同时，为提高其加热速率和效率，往往会引入背吹气，通过该气体将热量从加热器均匀、快速的传递到加热目标上。

现有技术中的高温加热器的各零部件之间采用焊接的方式实现密封连接，但由于加热器结构所限，其零部件之间的焊缝往往会较长，为保证焊缝在真空中使用时不出现对反应腔室内放气的情况，对焊接的工艺要求较高，成本高。

而且，现有技术中的高温加热器的加热丝通常在大气侧加热，由于加热丝与大气直接接触，通过空气的传导和对流会带走部分加热功率，造成加热器效率不高。另外，由于加热器采用整体焊接成型，当部分部件，特别是加热丝或者传感器损坏时，造成加热器完全失去使用价值，增加了成本，造成了浪费。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种在真空中使用的以电阻丝为热源的高温不锈钢的加热器，该加热器具有加热效率高、制造成本低及维修方便的优点。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述加热器的半导体设备。

根据本发明第一方面实施例的用于半导体设备的加热器，所述加热器包括：上盖板、下盖板、连接组件、加热丝和背吹气体进气部件，其中：所述上盖板具有供气通孔；所述连接组件与所述下盖板的下表面相连，所述连接组件用于将所述上盖板和下盖板以及所述连接组件自身置于半导体设备的真空腔室内；

所述下盖板与所述上盖板叠放连接，在所述下盖板的上表面与所述上盖板的下表面之间限定出空腔；所述加热丝设在空腔内，所述加热丝的电气引线穿过所述下盖板和所述连接组件延伸出真空腔室外，且所述加热丝的电气引线与所述连接组件之间密封；所述背吹气体进气部件设置在真空腔室外，所述背吹气体进气部件穿过所述连接组件和下盖板，所述背吹气体进气部件的上端与所述供气通孔密封地相连，以将背吹气体供给到所述上盖板的上表面，所述背吹气体进气部件与所述连接组件之间密封连接。

根据本发明的实施例的用于半导体设备的加热器，加热丝所在的空间与真空腔室连通，即加热丝位于真空环境中，由此，加热丝不再与大气进行热交换，减少了热量损失，提高加热效率。同时，由于上盖板、下盖板和连接组件都位于真空反应腔室内，盖板与下盖板之间、下盖板与连接组件之间不必采用密封的连接方式，降低了加工难度和生产成本。另外，更换加热丝更加容易，方便拆卸和维修。

根据本发明的一个实施例，所述背吹气体进气部件与所述上盖板焊接。

根据本发明的一个实施例，所述下盖板的上表面设有凹槽，所述上盖板封盖所述凹槽以形成所述空腔。

根据本发明的一个实施例，所述上盖板与所述下盖板通过螺栓连接。

根据本发明的一个实施例，所述上盖板上设有上销孔，所述下盖板上设有与所述上销孔对应的下销孔，所述上销孔和所述下销孔内设有定位销。

根据本发明的一个实施例，所述的半导体设备的加热器还包括：温度传感器，所述温度传感器设在所述空腔内，用于检测所述上盖板的温度，所述温度传感器的电气引线穿过所述下盖板和所述连接组件延伸出真空腔室外，且所述温度传感器的电气引线与所述连接组件之间密封焊接。

根据本发明的一个实施例，所述连接组件包括：连接套管，所述连接套管的上端与所述下盖板的下表面连接；和法兰，所述法兰与所述连接套管的下端连接，所述法兰与所述加热丝和所述温度传感器的电气引线之间密封且所述法兰与所述背吹气体进气部件之间密封。

根据本发明的一个实施例，所述连接套管与所述下盖板之间以及所述连接套管与所述法兰之间断续焊接。

根据本发明的一个实施例，所述下盖板具有中心通孔，所述法兰具有供所述背吹气体进气部件穿过的第一引出孔、供所述加热丝感器的电气引线穿过的第二引出孔和供所述温度传感器的电气引线穿过的第三引出孔。

根据本发明的一个实施例，所述上盖板、下盖板和所述连接组件均由不锈钢材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述上盖板的上表面上形成有沿所述上盖板的径向延伸的放气槽，所述放气槽与所述供气通孔相连。

根据本发明的一个实施例，所述放气槽为多个，所述多个放气槽为沿所述上盖板的周向间隔分布。