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，以將上道工序過程中吸附在被加工工件表面的有機物(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的軸線螺旋纏繞，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。冷卻盤202疊置在基座201的底部，且在冷卻盤202內(nèi)設(shè)置有冷卻水管204，通過向該冷卻水管204中通入冷卻水，來冷卻基座201。固定座206設(shè)置在冷卻盤202的下方，連接筒205豎直設(shè)置，且分別與冷卻盤202和固定座206固定連接，用以將冷卻盤202的熱量傳導(dǎo)至固定座206，從而實現(xiàn)對冷卻盤202的冷卻。此外，加熱絲203的接線207以及冷卻水管204的管路208向下依次貫穿冷卻盤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。

針對上述情況，現(xiàn)有的加熱腔室雖然可以通過使用加熱燈泡102與加熱基座101一起同時加熱被加工工件，以補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)致上述加熱腔室無法適用某些工藝，或者使腔室設(shè)計的難度加大，例如Al Pad工藝。因此，如何提高加熱基座的加熱均勻性，以實現(xiàn)在無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題。

技術(shù)實現(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、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)置在所述冷卻盤的下方；所述連接筒豎直設(shè)置，且分別與所述冷卻盤和所述固定座固定連接，所述連接筒包括呈回旋曲線狀的筒壁，以延長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度相等，且在所述基座的徑向上交錯排列或者相對排列。

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度相等，且在所述基座的軸向上交錯排列或者相對排列。

優(yōu)選的，所述加熱絲在水平面內(nèi)圍繞所述基座的軸線螺旋纏繞；與所述冷卻盤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；所述冷卻盤內(nèi)嵌在所述凹槽中。

優(yōu)選的，在所述冷卻盤中設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第一通孔，且相對應(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； 所述加熱絲的接線以及所述冷卻盤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，其通過采用筒壁呈回旋曲線狀的連接筒，來延長連接筒的熱量傳導(dǎo)路徑，可以減少連接筒在冷卻盤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)明第二實施例采用的連接筒的剖視圖；以及

圖6為本發(fā)明第三實施例采用的連接筒的剖視圖。

具體實施方式

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)合附圖來對本發(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)明第一實施例提供的加熱基座的剖視圖。請參閱圖 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在通電時產(chǎn)生的熱量通過基座301傳遞至被加工工件。

在本實施例中，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302內(nèi)嵌在該凹槽中。在冷卻盤302中設(shè)置有冷卻管路402，通過向該冷卻管路402通入冷卻水，來實現(xiàn)對基座301的冷卻。通過將冷卻盤302內(nèi)嵌在基座301的凹槽中，可以增加冷卻盤302與基座301的接觸面積，從而可以提高冷卻效果。當(dāng)然，基座與冷卻盤的連接方式并不局限于本發(fā)明實施例采用的上述方式，在實際應(yīng)用中，基座與冷卻盤的連接方式還可以其他任意方式，只要使冷卻盤302疊置在基座的底部即可。

固定座305設(shè)置在冷卻盤302的下方；連接筒304豎直設(shè)置，且分別與冷卻盤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，并通過連接筒304支撐冷卻盤302以及基座301。

連接筒304包括呈回旋曲線狀的筒壁403，該筒壁403可以延長連接筒304的熱量傳導(dǎo)路徑，減少連接筒304在冷卻盤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。

下面對本實施例采用的連接筒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，而形成回旋曲線狀，從而實現(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。

在本實施例中，在冷卻盤302中設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的第一通孔401，且相對應(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406(例如正負(fù)電極、熱電偶等的導(dǎo)線)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。

需要說明的是，在本實施例中，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，在實際應(yīng)用中，加熱絲還可以根據(jù)具體情況設(shè)計為其他任意結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對此沒有特別限制。

圖5為本發(fā)明第二實施例采用的連接筒的剖視圖。請參閱圖5，本實施例與上述第一實施例相比，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)壁的下端通過一層水平環(huán)壁連為一體。

在本實施例中，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)上的長度相等，且在基座的徑向上相對排列，從而可以使各個豎直環(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排列，即，各個豎直環(huán)壁的上端高度不同。

需要說明的是，在本實施例中，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)明第三實施例采用的連接筒的剖視圖。請參閱圖6，本實施例與上述各個實施例相比，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，本實施例與上述各個實施例的區(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，而形成回旋曲線狀，從而實現(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。

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

需要說明的是，在本實施例中，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，其通過采用筒壁呈回旋曲線狀的連接筒，來延長連接筒的熱量傳導(dǎo)路徑，可以減少連接筒在冷卻盤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。

作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明實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)明上述各實施例提供的加熱基座。

本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明上述 各個實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，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(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。