加热组件及半导体处理设备的制作方法

本技术涉及半导体制造/处理，特别涉及一种加热组件及半导体处理设备。

背景技术：

1、对晶圆进行加热处理是制造半导体或半导体芯片中不可或缺的步骤。目前大多是采用电磁感应线圈对基座上的晶圆进行加热，具体是，对电磁感应线圈(通常为多匝)通入交变电流，通过电磁感应的方式使得基座发热，基座将产生的热量通过热传导的方式传递给晶圆，实现加热晶圆。

2、在半导体的处理工序中，在温度合适的前提下，晶圆温度的均匀性会直接决定晶圆处理的速度和处理的质量，而晶圆温度不均匀将会使得在对晶圆处理时晶圆的一致性变差、缺陷变多、良率变差，进而导致使用该晶圆制造的半导体或半导体芯片质量不高。

3、目前对基座进行加热采用的是平面式(pancake type)的线圈，存在的问题是：对基座径向上的加热效果不一致，使得晶圆温度不均匀。具体的，对基座中间区域的加热效果好，该区域的温度比较均匀，对最外侧和最内侧的加热效果差，使得这两个区域的温度偏低，从而导致基座径向上存在温差，特别是在基座尺寸较大的时候，该温度差会变得更大。现有的技术方案中，一种是仅利用线圈的中间区域进行加热，这样基座的空间利用率低下；另一种是通过设置辅助加热的线圈，进行补偿加热，但在感应加热中，该等辅助线圈会相互产生感抗，严重时会烧毁电源，而且加热效率也会变得不可控。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种加热组件及半导体处理设备，改善基座在径向上的温度均匀性，保证晶圆表面温度的一致性，提高晶圆加工的良品率。

2、为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

3、一种加热组件，用于半导体处理设备，所述半导体处理设备包括反应腔，所述反应腔内设有基座，所述基座的上表面用于承载晶圆，所述加热组件包括：

4、面向所述基座的第一线圈组，所述第一线圈组配置为相对于所述基座的中心线向外螺旋排布的单层线圈，其中所述第一线圈组具有最内匝线圈和最外匝线圈；

5、面向所述第一线圈组的第二线圈组，包括自所述最内匝线圈向上或向下延伸的第一补偿匝，和自所述最外匝线圈向上或向下延伸的第二补偿匝，所述第一补偿匝及所述第二补偿匝与所述第一线圈组绕线方向一致，以上下方向为投影方向，所述第一补偿匝向所述第一线圈组的投影至少部分覆盖所述最内匝线圈，且所述第二补偿匝向所述第一线圈组的投影至少部分覆盖所述最外匝线圈。

6、可选的，定义所述基座上表面所在平面为第一平面，所述第一线圈组及所述第二线圈组在所述第一平面的正投影均位于所述基座上表面之内。

7、可选的，所述第一补偿匝在所述第一平面的正投影为第一投影，所述第一线圈组自内向外的第二匝线圈在所述第一平面的正投影为第二投影，所述第一投影位于所述第二投影的外轮廓的内侧。

8、可选的，所述加热组件设于所述基座的正下方，所述第一补偿匝位于所述最内匝线圈的正下方。

9、可选的，所述第二补偿匝在所述第一平面的正投影为第三投影，所述第一线圈组自外向内的第二匝线圈在所述第一平面的正投影为第四投影，所述第三投影位于所述第四投影的内轮廓的外侧。

10、可选的，所述加热组件设于所述基座的正下方，所述第二补偿匝位于所述最外匝线圈的正下方。

11、可选的，定义所述第一补偿匝或者第二补偿匝相对于所述基座的中心线的弧度为θ，所述第一补偿匝或所述第二补偿匝的匝数a则配置为θ/2π，所述第一补偿匝及所述第二补偿匝的卷绕匝数不高于一匝。

12、可选的，所述第一补偿匝及所述第二补偿匝的卷绕匝数a满足0.7<a<1。

13、可选的，还包括线圈支架，用于支撑所述第一线圈组和所述第二线圈组；所述第一补偿匝和第二补偿匝分别与所述最内匝线圈和最外匝线圈预支撑后，所述第一线圈组再与所述线圈支架固定。

14、一种半导体处理设备，包括：

15、反应腔；

16、基座，设于所述反应腔内，所述基座采用如上文任一项所述的加热组件进行加热。

17、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

18、本实用新型提供一种加热组件及半导体处理设备，加热组件包括第一线圈组和第二线圈组，第一线圈组包括相对于所述基座的中心线向外螺旋排布的单层线圈，用于对基座整体进行加热，第二线圈组包括分别由第一线圈组的最内匝线圈和最外匝线圈沿垂直方向上或向下卷绕而成的第一补偿匝和第二补偿匝，第一补偿匝和第二补偿匝分别用于调节基座最内侧区域和最外侧区域的温度，使得基座在径向上各个区域的温度均匀，保证晶圆表面温度的一致性，提高晶圆加工的良品率，还有利于提高基座上表面的空间利用率。此外，第一补偿匝和第二补偿匝是由第一线圈组直接卷绕而成的，不会与第一线圈组之间产生互感现象，有利于保护电源、控制加热效率。

技术特征：

1.一种加热组件，用于半导体处理设备，所述半导体处理设备包括反应腔，所述反应腔内设有基座，所述基座的上表面用于承载晶圆，其特征在于，所述加热组件包括：

2.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，定义所述基座上表面所在平面为第一平面，所述第一线圈组及所述第二线圈组在所述第一平面的正投影均位于所述基座上表面之内。

3.如权利要求2所述的加热组件，其特征在于，所述第一补偿匝在所述第一平面的正投影为第一投影，所述第一线圈组自内向外的第二匝线圈在所述第一平面的正投影为第二投影，所述第一投影位于所述第二投影的外轮廓的内侧。

4.如权利要求3所述的加热组件，其特征在于，所述加热组件设于所述基座的正下方，所述第一补偿匝位于所述最内匝线圈的正下方。

5.如权利要求2所述的加热组件，其特征在于，所述第二补偿匝在所述第一平面的正投影为第三投影，所述第一线圈组自外向内的第二匝线圈在所述第一平面的正投影为第四投影，所述第三投影位于所述第四投影的内轮廓的外侧。

6.如权利要求5所述的加热组件，其特征在于，所述加热组件设于所述基座的正下方，所述第二补偿匝位于所述最外匝线圈的正下方。

7.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，定义所述第一补偿匝或者第二补偿匝相对于所述基座的中心线的弧度为θ，所述第一补偿匝或所述第二补偿匝的匝数a则配置为θ/2π，所述第一补偿匝及所述第二补偿匝的卷绕匝数不高于一匝。

8.如权利要求7所述的加热组件，其特征在于，所述第一补偿匝及所述第二补偿匝的卷绕匝数a满足0.7<a<1。

9.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，还包括线圈支架，用于支撑所述第一线圈组和所述第二线圈组；所述第一补偿匝和第二补偿匝分别与所述最内匝线圈和最外匝线圈预支撑后，所述第一线圈组再与所述线圈支架固定。

10.一种半导体处理设备，其特征在于，包括：

技术总结本技术提供一种加热组件及半导体处理设备。所述加热组件包括：面向所述基座的第一线圈组，第一线圈组配置为相对于基座的中心线向外螺旋排布的单层线圈，第一线圈组具有最内匝线圈和最外匝线圈；面向第一线圈组的第二线圈组，包括自最内匝线圈向上或向下延伸的第一补偿匝，和自最外匝线圈向上或向下延伸的第二补偿匝，第一补偿匝及第二补偿匝与第一线圈组绕线方向一致，以上下方向为投影方向，所述第一补偿匝向所述第一线圈组的投影至少部分覆盖所述最内匝线圈，且所述第二补偿匝向所述第一线圈组的投影至少部分覆盖所述最外匝线圈。本技术能够改善基座在径向上的温度均匀性，保证晶圆表面温度的一致性，提高晶圆加工的良品率。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：无锡先为科技有限公司技术研发日：20231023技术公布日：2024/8/1