[实用新型]可拆式波纹管结构及应用其的加热模块

说明书

本实用新型提供一种适于应用在半导体设备中用以加热半导体晶圆的加热模块。此加热模块包含加热器、波纹管结构、线性轴承以及升降机构。加热器包含一加热器本体及一锁固部，该锁固部位于该加热器本体的底部，且该锁固部具有复数个锁固结构。升降机构设置于该加热器本体的底部。波纹管结构套设于该升降机构并与该加热器的该锁固部气密接合，该波纹管结构包含第一环形端部、第二环形端部和波纹管部。第一环形端部上具有复数个锁固结构与该加热器的该些锁固结构接合，第二环形端部上具有复数个锁固结构，波纹管部则包含多个相互气密接合的环形簧片，该波纹管部的两端分别与该第一环形端部及该第二环形端部气密接合。线性轴承套设于该升降机构并与该波纹管结构的该第二环形端部接合。

技术领域

本实用新型大致上是关于应用于半导体设备中反应腔体的加热模块，特别是具有可拆卸式波纹管结构的加热模块，容易与加热器拆卸分离。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)是半导体制程中用以沉积薄膜最广泛使用的制程之一。在PVD设备的高真空反应腔体中，利用相对重的原子如氩(Ar)或其他的惰气电浆对承受负偏压的靶材(target)进行轰击，使得靶材的原料射出，并沉积在设置于加热器上方的晶圆(wafer)上进行成膜。进行薄膜沉积的晶圆通常设置于加热器的上方，利用加热器针对晶圆进行加热，提高晶圆的温度以利于薄膜沉积制程的进行。

请参考图1，其绘示一传统应用于半导体PVD设备的加热模块100立体示意图。此加热模块100包含加热器本体110、波纹管结构(bellows)120、线性轴承(linear bearing)130及升降机构140。升降机构140连接加热器本体110的底部111，并且波纹管结构(bellows)120及线性轴承(linear bearing) 130分别套设在升降机构140中。波纹管结构120包含波纹管部124及环形端部126，波纹管部124的两端则分别焊接在加热器本体110的底部111及环形端部126上。线性轴承130套设于升降机构140上并邻接波纹管结构 120。线性轴承130包含套筒132及多个滚珠(未绘示)，这些滚珠设置于升降结构140与套筒132之间。线性轴承130的套筒132更包含锁固部136，锁固部136上具有多个锁固结构138与波纹管结构120的环形端部126锁固接合。

详细来说，在进行物理气相沉积制程(或称溅镀制程)时，需维持晶圆与靶材间的间距，以获得均匀的薄膜沉积。于是在薄膜沉积制程进行时，利用升降机构140推升加热器本体110及位于加热器本体110上方的晶圆到真空反应腔体中适当的位置；并在薄膜制程完成后，下降加热器本体110 到默认的初始位置。在加热器本体110上升的过程中，加热器本体110的底部111与波纹管结构120的环形端部126间的距离增加，波纹管部124 也随之拉伸；反之，在加热器本体110下降的过程中，加热器本体110的底部111与波纹管结构120的环形端部126间的距离减少，波纹管部124 也随之缩短。在经过多次的晶圆薄膜沉积制程后，波纹管部124容易因为多次的拉伸与缩短动作而造成破损。

如此一来，反应腔体里所需要的高真空环境便会因为波纹管部124的破损部位产生漏气而无法继续进行半导体晶圆的薄膜沉积。此时机台便需要停机更换整个包含加热器本体110、波纹管结构(bellows structure)120、线性轴承(linear bearing)130及升降机构140的加热器模块100。由于整个加热模块100均需从设备上拆下，晶圆厂无法自行更换而需委由设备厂商进行更换，于是机台需要停机的时间过长，造成生产成本大幅提高。另一方面，若晶圆厂为了减少停机时间而自行在厂内进行更换，则需要预先进行整个加热模块100的备品备料，如此将造成备料成本大幅提高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种具有可拆卸式波纹管结构的加热模块，其波纹管结构与加热器之间是利用可拆式锁固结构并搭配气密垫片进行气密接合。因而，可方便进行波纹管结构的拆卸及更换波纹管结构备品。