[发明专利]半导体设备的加热器及半导体设备

说明书

本申请公开一种半导体设备的加热器和一种半导体设备，上述加热器包括：加热盘，用于设置在所述半导体设备的腔体中，所述加热盘具有第一空腔以及相对的载物平面和底面，所述底面具有开口，所述第一空腔通过所述开口与大气环境连通；第一冷却元件，固定于所述第一空腔内，所述第一冷却元件用于向所述第一空腔内通入冷却气体。上述加热器在半导体设备的工艺过程中，加热盘温度稳定。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体设备的加热器及半导体设备。

背景技术

膜层沉积是半导体工艺中的一种常见工艺，例如大部分功率器件为满足工艺需求，会需要沉积较厚的金属薄膜，而膜层的沉积时间与膜层厚度成正比，与产能成反比。为提高产能，需要大幅度提高薄膜沉积速率，以降低沉积时间。

目前提高薄膜沉积速率常用的方法，就是提高沉积时所施加的电源功率。但是提高功率以及延长沉积时间均会带来大量的热量累积，使得整个半导体工艺过程中，承载并控制晶圆工艺温度的加热器的温度难以稳定，导致工艺腔室内的温度超出合适温度，并且随着处理的晶圆片数的增加，加热器的温度还会不断升高。

加热器温度的持续升高，会对半导体工艺处理结果造成不良影响。现有技术中，为了控制温度的稳定性，当温度上升超过设定范围时，只能停止工艺过程，停止加热，让加热器的温度下降至起始温度后，才能继续工艺。上述降温过程会浪费大量的时间，严重影响设备产能，同时在工艺过程中，不断的停止、启动，增加了工艺控制的繁琐性。目前，对于加热器的温度调节尤其是辅助冷却功能的要求越来也高。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种半导体设备的加热器及半导体设备，以解决现有的半导体设备的温度不稳定的问题。

本申请提供的一种半导体设备的加热器，包括，加热盘，设置在所述半导体设备的腔体中，所述加热盘具有第一空腔以及相对的载物平面和底面，所述底面具有开口，所述第一空腔通过所述开口与大气环境连通；第一冷却元件，固定于所述第一空腔内，所述第一冷却元件用于向所述第一空腔内通入冷却气体。

可选的，所述第一冷却元件内具有气路，所述气路的进气口用于与外部气源连通，所述气路的出气口连通所述第一空腔。

可选的，所述第一冷却元件的高度小于所述第一腔体的高度，所述第一冷却元件的底面固定于所述第一腔体的底部。

可选的，所述第一空腔为圆柱形，所述第一冷却元件为圆环柱形，，且所述第一冷却元件的外径小于所述第一空腔的直径，所述开口位于所述第一冷却元件的内环壁所围成的空间中。

可选的，所述加热器还包括一支撑组件，所述支撑组件内部中空，所述支撑组件的一端与所述加热盘底面的开口连通，所述支撑组件的另一端贯穿所述腔体底部连通至大气环境；所述支撑组件中设置有进气管路，所述进气管路用于连通所述气路的进气口与所述外部气源。

可选的，所述加热盘还具有设置在所述第一空腔的上方且与所述第一空腔连通的第二空腔，所述加热器还包括位于所述二空腔中且与所述加热盘固定设置的第二冷却元件，所述第二冷却元件内具有液体管路，所述液体管路用于冷却所述加热盘。

可选的，所述第一冷却元件与所述第二冷却元件之间具有预设间隙。

可选的，所述支撑组件包括支撑轴、第一法兰、波纹管和第二法兰，所述支撑轴内部中空，一端可升降的固定于所述第一法兰底部，另一端穿过所述第二法兰，连通至大气环境；所述波纹管套设于所述支撑轴外部，所述波纹管的一端通过所述第一法兰与所述加热盘底部固定连接，所述波纹管的另一端连接至所述第二法兰；所述第二法兰用于固定于所述半导设备的腔体底部。

可选的，所述进气管路上设置有质量流量控制器，所述质量流量控制器用于控制进去所述第一冷却元件内的气体流量。