[发明专利]加热装置及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备制造技术领域，具体地，涉及一种加热装置及等离子体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备是加工半导体器件的常用设备，在进行诸如刻蚀、溅射、物理气相沉积和化学气相沉积等工艺过程中，常常需要借助加热装置对被加工工件进行加热，例如在进行ITO(Indium TinOxide，掺锡氧化铟)薄膜沉积工艺时，需要借助加热装置对蓝宝石基片加热至300℃左右。

此外，现有的等离子体加工设备通常采用托盘搬运的方式实现同时搬运和加热多个被加工工件，以提高生产效率，这就对加热装置的加热均匀性提出了一定的要求，以保证能够均匀地对置于托盘上的被加工工件进行加热。现阶段，加热装置通常采用直线形灯管，该直线形灯管设置在托盘的下方，用以采用热辐射的方式加热托盘，从而间接加热置于托盘上的被加工工件。

然而，上述直线形灯管在实际应用中不可避免地存在以下问题：由于单根直线形灯管因自身形状的限制而无法均匀地分布在托盘的下方，因而托盘的靠近直线形灯管的区域所获得的热量比托盘的远离直线形灯管的区域所获得的热量多，导致托盘的温度不均匀，从而使置于托盘上的被加工工件的温度不均匀，进而降低了产品质量。虽然通过采用相对于托盘所在平面均匀分布的多根直线形灯管，也可以实现均匀地加热托盘，但是，这又会出现以下问题，即：由于多根直线形灯管的接线端的数量较多，这增加了与该接线端连接的导电部件的数量，以及用于包覆导电部件以防止其真空打火的保护罩的结构复杂性，从而提高了加热装置的加工难度和制造成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种加热装置及等离子体加工设备，其不仅加工难度和制造成本低，而且可以提高加热装置的加热均匀性，从而可以提高产品质量。

为实现本发明的目的而提供一种加热装置，用于加热承载有被加工工件的托盘，其包括支撑底座、支撑柱和加热单元，其中，所述加热单元设置在所述支撑底座的上方；所述支撑柱与所述支撑底座固定连接，并且所述支撑柱的顶端高于所述加热单元的顶端，用以支撑所述托盘；所述加热单元包括采用热辐射的方式朝向所述托盘辐射热量的发热元件，所述发热元件包括螺旋状辐射体，所述螺旋状辐射体围绕所述托盘的中心线且沿所述托盘的径向均匀缠绕，并且所述螺旋状辐射体具有靠近所述托盘的中心线的第一接线端和靠近所述托盘的边缘的第二接线端。

其中，所述发热元件为红外辐射灯或电阻丝。

其中，所述发热元件还包括第一接线、第二接线、第一接线保护罩和第二接线保护罩，其中，所述第一接线保护罩的顶端与所述第一接线端连接，所述第一接线保护罩的底端在所述支撑底座的边缘位置处贯穿所述支撑底座的厚度，并延伸至所述支撑底座的下方；所述第一接线位于所述第一接线保护罩的内部，且所述第一接线的一端与所述第一接线端连接；所述第二接线保护罩的顶端与所述第二接线端连接，所述第二接线保护罩的底端在所述支撑底座的边缘位置处贯穿所述支撑底座的厚度，并延伸至所述支撑底座的下方；所述第二接线位于所述第二接线保护罩的内部，且所述第二接线的一端与所述第二接线端连接；所述第一接线保护罩和第二接线保护罩采用陶瓷或石英制作。

其中，所述加热单元还包括：导电部件、真空电极以及电源，其中，所述真空电极固定在所述支撑底座上，且所述真空电极的顶端高于所述支撑底座的上表面，所述真空电极的底端低于所述支撑底座的下表面；所述第一接线的另一端和第二接线的另一端分别穿过所述第一接线保护罩和第二接线保护罩，且借助所述导电部件与所述真空电极的顶端电连接；所述电源与所述真空电极的底端电连接，其用于向所述发热元件提供电能。

其中，所述加热单元还包括导电部件保护罩，所述导电部件保护罩将所述导电部件包覆起来；所述导电部件保护罩采用陶瓷或石英制作。

其中，所述导电部件保护罩为由陶瓷微珠形成的包覆在所述导电部件外部的绝缘层。

其中，所述加热单元还包括电极保护罩，所述电极保护罩将所述真空电极的顶端包覆起来；所述电极保护罩采用陶瓷或石英制作。

其中，所述加热装置还包括支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述螺旋状辐射体，以将其固定在所述支撑底座的上方。