本發(fā)明涉及微電子加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種加熱基座以及半導(dǎo)體加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體加工設(shè)備中，采用加熱基座(Degas腔室)進(jìn)行除氣的過(guò)程為：將晶片等的被加工工件加熱至350℃左右，以將上道工序過(guò)程中吸附在被加工工件表面的有機(jī)物(光刻膠等)、水汽等雜質(zhì)揮發(fā)，然后利用抽氣泵將揮發(fā)的氣體自加熱腔室抽出，從而可以清潔被加工工件，提高工藝質(zhì)量。

圖1為現(xiàn)有的一種加熱腔室的剖視圖。請(qǐng)參閱圖1，加熱腔室包括腔體100、加熱基座101、加熱燈泡102和介質(zhì)窗103。其中，加熱基座101設(shè)置在由腔體100限定的加熱空間內(nèi)，用以承載被加工工件，并對(duì)其進(jìn)行加熱。介質(zhì)窗103設(shè)置在腔體100的頂部，加熱燈泡102設(shè)置在該介質(zhì)窗103的上方，用以透過(guò)該介質(zhì)窗103朝向被加工工件輻射熱量。

圖2為圖1中加熱基座的剖視圖。如圖2所示，上述加熱基座包括基座201、加熱絲203、冷卻盤(pán)202、連接筒205和固定座206，其中，基座201用于承載被加工工件。加熱絲203設(shè)置在基座201中，且在水平面內(nèi)圍繞基座201的軸線(xiàn)螺旋纏繞，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。冷卻盤(pán)202疊置在基座201的底部，且在冷卻盤(pán)202內(nèi)設(shè)置有冷卻水管204，通過(guò)向該冷卻水管204中通入冷卻水，來(lái)冷卻基座201。固定座206設(shè)置在冷卻盤(pán)202的下方，連接筒205豎直設(shè)置，且分別與冷卻盤(pán)202和固定座206固定連接，用以將冷卻盤(pán)202的熱量傳導(dǎo)至固定座206，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻盤(pán)202的冷卻。此外，加熱絲203的接線(xiàn)207以及冷卻水管204的管路208向下依次貫穿冷卻盤(pán)202、連 接筒205和固定座206，并延伸出去。

在上述加熱裝置101中，由于連接筒205與冷卻盤(pán)202連接的位置位于基座201的中心(即，加熱絲203最內(nèi)圈的內(nèi)側(cè))，導(dǎo)致基座201中心的熱量損失因連接筒205與冷卻盤(pán)202之間的熱交換明顯多于基座201邊緣的熱量損失，從而造成基座201中心的表面溫度低于邊緣的表面溫度，進(jìn)而造成被加工工件的溫度不均勻。

針對(duì)上述情況，現(xiàn)有的加熱腔室雖然可以通過(guò)使用加熱燈泡102與加熱基座101一起同時(shí)加熱被加工工件，以補(bǔ)償被加工工件的表面溫差，但是，由于受到加熱燈泡102的安裝限制，導(dǎo)致上述加熱腔室無(wú)法適用某些工藝，或者使腔室設(shè)計(jì)的難度加大，例如Al Pad工藝。因此，如何提高加熱基座的加熱均勻性，以實(shí)現(xiàn)在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求是目前亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種加熱基座以及半導(dǎo)體加工設(shè)備，其可以提高加熱基座的加熱均勻性，從而在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種加熱基座，包括基座、加熱絲、冷卻盤(pán)、連接筒和固定座，其中，所述基座用于承載被加工工件；所述加熱絲設(shè)置在所述基座中；所述冷卻盤(pán)疊置在所述基座的底部，用以冷卻所述基座；所述固定座設(shè)置在所述冷卻盤(pán)的下方；所述連接筒豎直設(shè)置，且分別與所述冷卻盤(pán)和所述固定座固定連接，所述連接筒包括呈回旋曲線(xiàn)狀的筒壁，以延長(zhǎng)所述連接筒的熱量傳導(dǎo)路徑。

優(yōu)選的，所述筒壁包括N層豎直環(huán)壁和N-1層水平環(huán)壁，N為大于2的整數(shù)，其中，所述N層豎直環(huán)壁沿所述基座的徑向間隔排布，且同軸設(shè)置；并且，位于最外層的所述豎直環(huán)壁的上端與所述冷卻盤(pán)固定連接，下端和與之相鄰、且位于其內(nèi)側(cè)的豎直環(huán)壁的下端通過(guò)一層所述水平環(huán)壁連為一體；位于最內(nèi)層的所述豎直環(huán)壁的下端與 所述固定座固定連接，上端和與之相鄰、且位于其外側(cè)的所述豎直環(huán)壁的上端通過(guò)一層所述水平環(huán)壁連為一體；在其余的所述豎直環(huán)壁中，任意一層豎直環(huán)壁的上端和與之相鄰、且位于其內(nèi)側(cè)的豎直環(huán)壁的上端通過(guò)一層所述水平環(huán)壁連為一體；任意一層豎直環(huán)壁的下端和與之相鄰、且位于其外側(cè)的所述豎直環(huán)壁的下端通過(guò)一層所述水平環(huán)壁連為一體。

優(yōu)選的，在其余的所述豎直環(huán)壁中，各層豎直環(huán)壁在所述基座軸向上的長(zhǎng)度相等，且在所述基座的徑向上交錯(cuò)排列或者相對(duì)排列。

優(yōu)選的，所述加熱絲在水平面內(nèi)圍繞所述基座的軸線(xiàn)螺旋纏繞；位于最外層的所述豎直環(huán)壁的內(nèi)徑大于所述加熱絲的最內(nèi)圈的內(nèi)徑。

優(yōu)選的，所述筒壁包括N層豎直環(huán)壁和N-1層水平環(huán)壁，N為大于2的整數(shù)，其中，所述N-1層水平環(huán)壁沿所述基座的軸向間隔排布，且同軸設(shè)置；并且，位于最上層的所述水平環(huán)壁的外端與其中一層所述豎直環(huán)壁的下端連為一體，該層豎直環(huán)壁的上端與所述冷卻盤(pán)固定連接；位于最下層的所述水平環(huán)壁的內(nèi)端與其中另一層所述豎直環(huán)壁的上端連為一體，該層豎直環(huán)壁的下端與所述固定座固定連接；在其余的所述水平環(huán)壁中，任意一層水平環(huán)壁的內(nèi)端和與之相鄰、且位于其上方的水平環(huán)壁的內(nèi)端通過(guò)一層豎直環(huán)壁連為一體；任意一層水平環(huán)壁的外端和與之相鄰、且位于其下方的外端通過(guò)一層豎直環(huán)壁連為一體。

優(yōu)選的，所述N-1層水平環(huán)壁在所述基座徑向上的長(zhǎng)度相等，且在所述基座的軸向上交錯(cuò)排列或者相對(duì)排列。

優(yōu)選的，所述加熱絲在水平面內(nèi)圍繞所述基座的軸線(xiàn)螺旋纏繞；與所述冷卻盤(pán)固定連接的所述豎直環(huán)壁的內(nèi)徑大于所述加熱絲的最內(nèi)圈的內(nèi)徑。

優(yōu)選的，在所述基座的下表面形成有凹槽，所述加熱絲位于所述凹槽的上方；所述冷卻盤(pán)內(nèi)嵌在所述凹槽中。

優(yōu)選的，在所述冷卻盤(pán)中設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第一通孔，且相對(duì)應(yīng)的，在所述固定座中設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第二通孔；所述連接筒的內(nèi)部空間分別與所述第一通孔和所述第二通孔相連通； 所述加熱絲的接線(xiàn)以及所述冷卻盤(pán)中的冷卻管路依次由所述第一通孔、所述連接筒的內(nèi)部空間和所述第二通孔引出所述加熱基座。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括加熱腔室，在所述加熱腔室內(nèi)設(shè)置有加熱基座，用于承載被加工工件，并對(duì)其進(jìn)行加熱，所述加熱基座采用本發(fā)明提供的上述加熱基座。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的加熱基座，其通過(guò)采用筒壁呈回旋曲線(xiàn)狀的連接筒，來(lái)延長(zhǎng)連接筒的熱量傳導(dǎo)路徑，可以減少連接筒在冷卻盤(pán)與固定座之間的熱傳導(dǎo)，起到隔熱的作用，從而可以減少基座中心的熱量損失，以使基座中心的表面溫度與邊緣的表面溫度趨于一致，進(jìn)而可以提高加熱基座的加熱均勻性，從而在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的上述加熱基座，可以提高加熱基座的加熱均勻性，從而在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的一種加熱腔室的剖視圖；

圖2為圖1中加熱基座的剖視圖；

圖3為圖2中加熱絲的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4A為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的加熱基座的剖視圖；

圖4B為圖4A中連接筒的剖視圖；

圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例采用的連接筒的剖視圖；以及

圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例采用的連接筒的剖視圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明提供的加熱基座以及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖4A為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的加熱基座的剖視圖。請(qǐng)參閱圖 4A，加熱基座用于承載并加熱被加工工件，該加熱裝置包括基座301、加熱絲303、冷卻盤(pán)302、連接筒304和固定座305。其中，基座301的上表面用于承載被加工工件。加熱絲303設(shè)置在基座301中，且在水平面(即，平行于基座301的上表面)內(nèi)圍繞基座301的軸線(xiàn)螺旋纏繞，形成平面螺旋結(jié)構(gòu)，例如圖3中示出的加熱絲，加熱絲303在通電時(shí)產(chǎn)生的熱量通過(guò)基座301傳遞至被加工工件。

在本實(shí)施例中，在基座301的下表面形成有凹槽，加熱絲303位于該凹槽的上方，并且，冷卻盤(pán)302內(nèi)嵌在該凹槽中。在冷卻盤(pán)302中設(shè)置有冷卻管路402，通過(guò)向該冷卻管路402通入冷卻水，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基座301的冷卻。通過(guò)將冷卻盤(pán)302內(nèi)嵌在基座301的凹槽中，可以增加冷卻盤(pán)302與基座301的接觸面積，從而可以提高冷卻效果。當(dāng)然，基座與冷卻盤(pán)的連接方式并不局限于本發(fā)明實(shí)施例采用的上述方式，在實(shí)際應(yīng)用中，基座與冷卻盤(pán)的連接方式還可以其他任意方式，只要使冷卻盤(pán)302疊置在基座的底部即可。

固定座305設(shè)置在冷卻盤(pán)302的下方；連接筒304豎直設(shè)置，且分別與冷卻盤(pán)302和固定座305固定連接。固定座305通常固定在加熱腔室的底部，并通過(guò)連接筒304支撐冷卻盤(pán)302以及基座301。

連接筒304包括呈回旋曲線(xiàn)狀的筒壁403，該筒壁403可以延長(zhǎng)連接筒304的熱量傳導(dǎo)路徑，減少連接筒304在冷卻盤(pán)302與固定座305之間的熱傳導(dǎo)，起到隔熱的作用，從而可以減少基座301中心的熱量損失，以使基座301中心的表面溫度與邊緣的表面溫度趨于一致，進(jìn)而可以提高加熱裝置的加熱均勻性，從而在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求。

下面對(duì)本實(shí)施例采用的連接筒304的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行詳細(xì)描述。具體地，圖4B為圖4A中連接筒的剖視圖。請(qǐng)參閱圖4B，筒壁403由N層豎直環(huán)壁和N-1層水平環(huán)壁組成，N＝3。其中，三層豎直環(huán)壁分別為第一豎直環(huán)壁501、第二豎直環(huán)壁502和第三豎直環(huán)壁503；兩層水平環(huán)壁分別為第一水平環(huán)壁601和第二水平環(huán)壁602。其中，三層豎直環(huán)壁沿基座301的徑向間隔排布，且同軸設(shè)置，換言之，三層豎直環(huán)壁的內(nèi)徑不同，且互為同心環(huán)。其中，第一豎直環(huán)壁501 位于最外層，其上端501a與冷卻盤(pán)302固定連接，第一豎直環(huán)壁501的下端和第二豎直環(huán)壁502的下端通過(guò)第一水平環(huán)壁601連為一體。第二豎直環(huán)壁502的上端與第三豎直環(huán)壁503的上端通過(guò)第二水平環(huán)壁602連為一體。第三豎直環(huán)壁503位于最內(nèi)層，其下端503b與固定座305固定連接。由上可知，筒壁403是利用三層豎直環(huán)壁和兩層水平環(huán)壁沿基座301的徑向交替連接，而形成回旋曲線(xiàn)狀，從而實(shí)現(xiàn)連接筒304的隔熱作用。

優(yōu)選的，位于最外層的豎直環(huán)壁(即，第一豎直環(huán)壁501)的內(nèi)徑D2大于加熱絲303的最內(nèi)圈的內(nèi)徑D1，這可以使第一豎直環(huán)壁501的上端501a與冷卻盤(pán)302之間的接觸位置位于加熱絲303最內(nèi)圈的外側(cè)，從而可以使加熱絲303的加熱范圍覆蓋該接觸位置，進(jìn)而可以進(jìn)一步降低基座301在該接觸位置處的熱量損失。

在本實(shí)施例中，在冷卻盤(pán)302中設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第一通孔401，且相對(duì)應(yīng)的，在固定座305中設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第二通孔404；連接筒304的內(nèi)部空間(由筒壁403限定的內(nèi)部空間)分別與第一通孔401和第二通孔404相連通。而且，加熱絲303的接線(xiàn)406(例如正負(fù)電極、熱電偶等的導(dǎo)線(xiàn))以及冷卻管路402的輸入、輸出管路406依次由第一通孔401、連接筒304的內(nèi)部空間和第二通孔404引出加熱腔室。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，加熱絲303為平面螺旋結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，加熱絲還可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)為其他任意結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有特別限制。

圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例采用的連接筒的剖視圖。請(qǐng)參閱圖5，本實(shí)施例與上述第一實(shí)施例相比，其區(qū)別僅在于：N＝5。即，筒壁包括五層豎直環(huán)壁和四層水平環(huán)壁，其中，五層豎直環(huán)壁分別為第一豎直環(huán)壁501～第五豎直環(huán)壁505。四層水平環(huán)壁分別為第一水平環(huán)壁601～第四水平環(huán)壁604。

與上述第一實(shí)施例相同的，五層豎直環(huán)壁沿基座301的徑向間隔排布，且同軸設(shè)置。其中，第一豎直環(huán)壁501位于最外層，其上端501a與冷卻盤(pán)302固定連接，下端和與之相鄰、且位于其內(nèi)側(cè)的豎 直環(huán)壁(即，第二豎直環(huán)壁502)的下端通過(guò)第一層水平環(huán)壁601連為一體。第五豎直環(huán)壁505位于最內(nèi)層，其下端505b與固定座305固定連接，上端和與之相鄰、且位于其外側(cè)的第四豎直環(huán)壁504的上端通過(guò)第四水平環(huán)壁604連為一體。

除上述第一豎直環(huán)壁501和第五豎直環(huán)壁505之外，其余的豎直環(huán)壁均遵循以下方式連接：任意一層豎直環(huán)壁的上端和與之相鄰、且位于其內(nèi)側(cè)的豎直環(huán)壁的上端通過(guò)一層水平環(huán)壁連為一體；任意一層豎直環(huán)壁的下端和與之相鄰、且位于其外側(cè)的豎直環(huán)壁的下端通過(guò)一層水平環(huán)壁連為一體。

在本實(shí)施例中，除上述第一豎直環(huán)壁501和第五豎直環(huán)壁505之外，其余的豎直環(huán)壁在基座的軸向(即豎直方向)上的長(zhǎng)度相等，且在基座的徑向上相對(duì)排列，從而可以使各個(gè)豎直環(huán)壁的上端高度一致，以便于筒壁的加工。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，其余的豎直環(huán)壁也可以在基座的徑向上交錯(cuò)排列，即，各個(gè)豎直環(huán)壁的上端高度不同。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，豎直環(huán)壁的數(shù)量N為五層，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，豎直環(huán)壁的數(shù)量N還可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)為四層或六層以上，即，N為大于2的整數(shù)，并且水平環(huán)壁的數(shù)量為N-1。

圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例采用的連接筒的剖視圖。請(qǐng)參閱圖6，本實(shí)施例與上述各個(gè)實(shí)施例相比，筒壁同樣包括N層豎直環(huán)壁和N-1層水平環(huán)壁，N為大于2的整數(shù)。但是，本實(shí)施例與上述各個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于：N-1層水平環(huán)壁沿基座301的軸向間隔排布，且同軸設(shè)置，并且N層豎直環(huán)壁根據(jù)N-1層水平環(huán)壁的排布作適應(yīng)性的調(diào)整。

具體地，在本實(shí)施例中，N＝4。其中，四層豎直環(huán)壁分別為第一豎直環(huán)壁701～第四豎直環(huán)壁704；三層水平環(huán)壁分別為第一水平環(huán)壁801、第二水平環(huán)壁802和第三水平環(huán)壁803。其中，三層水平環(huán)壁沿基座301的軸向間隔排布，且同軸設(shè)置，并且第一水平環(huán)壁801位于最上層，其外端(即，遠(yuǎn)離基座301的中心的一端)與第一豎直環(huán)壁701的下端連為一體，該第一豎直環(huán)壁701的上端701a與冷卻盤(pán)302固定連接。第三水平環(huán)壁803位于最下層，其內(nèi)端(即，靠近 基座301的中心的一端)與第四豎直環(huán)壁704的上端連為一體，該第四豎直環(huán)壁704的下端704b與固定座305固定連接。第二水平環(huán)壁802的內(nèi)端與第一水平環(huán)壁801的內(nèi)端通過(guò)第二豎直環(huán)壁702連為一體，第二水平環(huán)壁802的外端與第三水平環(huán)壁803的外端通過(guò)第三豎直環(huán)壁703連為一體。由上可知，筒壁是利用四層豎直環(huán)壁和三層水平環(huán)壁沿基座301的軸向交替連接，而形成回旋曲線(xiàn)狀，從而實(shí)現(xiàn)連接筒的隔熱作用。

優(yōu)選的，位于最外層的豎直環(huán)壁(即，第一豎直環(huán)壁701)的內(nèi)徑大于加熱絲303的最內(nèi)圈的內(nèi)徑，這可以使第一豎直環(huán)壁701的上端701a與冷卻盤(pán)302之間的接觸位置位于加熱絲303最內(nèi)圈的外側(cè)，從而可以使加熱絲303的加熱范圍覆蓋該接觸位置，進(jìn)而可以進(jìn)一步降低基座301在該接觸位置處的熱量損失。

在本實(shí)施例中，三層水平環(huán)壁在基座301徑向上的長(zhǎng)度相等，且在基座301的軸向上相對(duì)排列，以便于筒壁的加工。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，三層水平環(huán)壁也可以在基座的軸向上交錯(cuò)排列。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，豎直環(huán)壁的數(shù)量N為四層，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，豎直環(huán)壁的數(shù)量N還可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)為三層或五層以上，即，N為大于2的整數(shù)，并且水平環(huán)壁的數(shù)量為N-1。

綜上所述，本發(fā)明提供的加熱基座，其通過(guò)采用筒壁呈回旋曲線(xiàn)狀的連接筒，來(lái)延長(zhǎng)連接筒的熱量傳導(dǎo)路徑，可以減少連接筒在冷卻盤(pán)與固定座之間的熱傳導(dǎo)，起到隔熱的作用，從而可以減少基座中心的熱量損失，以使基座中心的表面溫度與邊緣的表面溫度趨于一致，進(jìn)而可以提高加熱裝置的加熱均勻性，從而在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括加熱腔室，在該加熱腔室內(nèi)設(shè)置有加熱基座，用于承載被加工工件，并對(duì)被加工工件進(jìn)行加熱，該加熱基座采用本發(fā)明上述各實(shí)施例提供的加熱基座。

本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明上述 各個(gè)實(shí)施例提供的加熱基座，可以提高加熱裝置的加熱均勻性，從而在無(wú)需加熱燈泡輔助的前提下，使被加工工件的溫度均勻性達(dá)到工藝要求。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。