[发明专利]用于感应加热的托盘及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种用于感应加热的托盘及应用该托盘的等离子体加工设备。

背景技术

采用金属有机化合物化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，以下简称MOCVD)设备制备薄膜的原理是将II或III族金属有机化合物与IV或V族元素的氢化物相混合后通入反应腔室，混合后的气体在加热的衬底表面发生热分解反应，并在衬底表面外延生长形成薄膜。

图1为MOCVD设备的结构示意图。图2为沿图1中A-A线的剖面图。请一并参阅图1和图2，MOCVD设备包括反应腔室1，在反应腔室1内的竖直方向间隔设置有用于承载被加工工件2的多层托盘11，多个被加工工件2设置于每层托盘11上且沿每层托盘11的周向均匀分布；在反应腔室1内且靠近其中心线的位置处竖直设置有贯穿多层托盘11的中央进气管4，在中央进气管4上且位于相邻的两个托盘11之间设置有出气口(图中未示出)，反应气体自该出气口喷出并向反应腔室1的四周扩散。在反应腔室1的外侧设有用于加热被加工工件2的感应线圈12，感应线圈12与交流电源(图中未示出)连接。当感应线圈12内通入中频交流电时，在由石墨等耐高温的磁导体制作的托盘11内将感应出交变的涡电流，涡电流将托盘11加热，从而间接地将被加工工件2加热至工艺所需的温度。

在使用感应线圈12加热被加工工件2的过程中，由于感应加热的集肤效应，导致托盘11边缘区域感应出的涡电流的分布密度大于在中心区域感应出的涡电流的分布密度，这使得托盘11边缘区域产生的热量比中心区域产生的热量多，从而导致托盘11边缘区域的温度高于中心区域的温度，进而导致被加工工件2边缘区域与中心区域之间存在温差。

此外，由于反应气体是自靠近被加工工件2的中心区域的出气口喷出，而且刚喷出的反应气体的温度低于反应腔室1的内部温度，导致被加工工件2的中心区域的温度会因反应气体吸收热量而降低，这进一步加大了被加工工件2的边缘区域与中心区域之间的温差，从而降低了工艺均匀性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于感应加热的托盘以及等离子体加工设备，其可以均匀地加热被加工工件，从而可以提高被加工工件的工艺均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种用于感应加热的托盘，包括导磁材料制作的托盘本体，其中，在所述托盘本体的周向间隔设置多个调节部，用以将由电磁感应在所述托盘本体边缘区域所产生的涡电流向所述托盘本体中心区域引导。

其中，所述调节部紧靠所述托盘本体的外周缘设置。

其中，多个所述调节部沿所述托盘本体的周向均匀分布。

其中，所述调节部为贯穿所述托盘本体厚度的一个通孔；或者，

所述调节部为贯穿所述托盘本体厚度的多个通孔，而且所述多个通孔沿所述托盘本体的径向方向间隔设置。

其中，所述通孔在所述托盘本体的径向截面上的形状为长条形、圆形、椭圆形或方形。

其中，所述调节部为设置于所述托盘本体表面的一个凹部，或者，所述调节部为设置于所述托盘本体表面的多个凹部，而且所述多个凹部沿所述托盘本体的径向方向间隔设置。

其中，所述凹部在所述托盘本体的径向截面上的形状为长条形、圆形、椭圆形或方形。

其中，所述托盘本体采用石墨或碳化硅制作而成。

本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室，在所述反应腔室内设置有用于承载被加工工件的托盘，在所述反应腔室的外侧设置有用于加热被加工工件的感应线圈，所述感应线圈与交流电源连接，其中，所述托盘采用了本发明提供的上述用于感应加热的托盘。

其中，所述相邻两个调节部之间的间距大于或等于被加工工件的外径。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的用于感应加热的托盘，通过在托盘本体的周向间隔设置多个调节部，可以将电磁感应在托盘本体边缘区域所产生的涡电流向托盘本体中心区域引导，从而使托盘本体在边缘区域的涡电流的分布密度与在中心区域的涡电流的分布密度趋于均匀，进而缩小托盘本体中心区域和边缘区域之间的温度差，这可以使托盘均匀地加热被加工工件，从而提高被加工工件的工艺均匀性。

本发明还提供一种等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的上述用于感应加热的托盘，可以均匀地加热被加工工件，从而提高被加工工件的工艺均匀性。

附图说明

图1为MOCVD设备的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖面图；