一种加热盘的制备方法及所得加热盘与流程

本发明涉及加热盘，具体涉及一种加热盘的制备方法及所得加热盘。

背景技术：

1、半导体用加热盘是一种在半导体制造过程中不可或缺的设备，主要用于对晶圆进行均匀、高效的加热处理。其核心部件通常是半导体材料，如硅或碳化硅，这些材料具有良好的热导性和耐高温性能。加热盘在半导体工艺中主要用于控制晶圆的温度，以确保工艺的精确性和良率。例如，在离子注入后的快速加热退火(rta)工艺中，加热盘用于消除高能离子轰击带来的损伤，恢复单晶结构并激活掺杂离子。此外，加热盘还用于高温炉中的氧化、杂质扩散和晶体生长等工艺步骤。

2、目前，半导体用加热盘是由盘体以及加热管组成的，通过加热管加热，将热传导给晶圆设备，同时因为半导体行业对加热盘的要求高，加热管与加热盘体一般由通过钎焊或者扩散焊接在一起。

3、如cn117862656a公开了一种铝加热盘的焊接方法，所述焊接方法包括：装配套筒与盘体，然后对套筒与盘体的连接处进行至少3次电子束焊接；所述至少3次电子束焊接时，对套筒的轴向进行加压。所述焊接方法操作简单，通过在电子束焊接时对套筒的轴向进行加压，并进行至少3次电子束焊接，改善了熔池焊接质量以及套筒和盘体的垂直度，从而提高了所得铝加热盘的质量，保证了铝加热盘的正常使用。

4、cn113333900a公开了一种一体化钎焊加热盘，包括：钎焊底盘，所述钎焊底盘的中部设有连接套筒，所述连接套筒的下端设有连接头，所述连接头上开设有若干锁固螺孔，所述钎焊底盘由铝合金材料制成，所述连接套筒内穿设有冷却管和加热管，所述冷却管和所述加热管均呈螺旋盘形铺设于所述钎焊底盘的上表面，且所述冷却管与所述加热管间隔布设，所述冷却管的两端均延伸出所述连接套筒，所述冷却管的进水端设有第一接头，所述冷却管的出水端设有第二接头，所述钎焊底盘的上表面设有复合底板。

5、然而这些传统的焊接工艺过程复杂，成本高昂，焊接结合效果也不稳定，给加热盘的生产制造带来了极大的困难，进一步地，由于焊接过程的存在，导致在焊接后局部性能变化，使得加热盘整体的导热性能降低，不利于加热盘对工件的加热。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种加热盘的制备方法及所得加热盘，以解决焊接所得加热盘存在的焊接不稳定的缺陷，同时提升加热盘的导热效果。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种加热盘的制备方法，所述制备方法包括：

4、将固定有加热盘管的模具盖板和浇铸模具装配后进行浇铸，得到加热盘；

5、其中，所述浇铸中辅以超声处理；所述超声处理包括：以浇铸所得熔体高度为基准，随着浇铸的进行，所述超声处理的功率逐渐增加为第一功率，至所得熔体的高度为铸体高度的40-60％内保持第一功率不变，之后以第一功率逐渐降低至金属浇铸完为第二功率，之后以第二功率进行超声至凝固。

6、本发明提供的制备方法，通过对浇铸一体成型加热盘中辅以特定的超声处理，实现了所得加热盘导热效果的提升，有利于提升加热盘的加热效率，实现半导体相关材料的高效的加热，从而提升最终的生产效率。

7、作为本发明优选的技术方案，所述超声处理的功率逐渐增加为随着熔体高度均匀增加。

8、作为本发明优选的技术方案，所述超声处理的起始功率为200-250w。

9、作为本发明优选的技术方案，所述第一功率为600-800w。

10、作为本发明优选的技术方案，所述超声处理的功率逐渐降低为随着熔体高度均匀降低。

11、作为本发明优选的技术方案，所述第二功率为300-400w。

12、作为本发明优选的技术方案，所述浇铸中金属液的温度为750-900℃。

13、作为本发明优选的技术方案，所述浇铸所用金属液包括a380铝合金液。

14、优选地，所述加热盘管的熔点＞所述加热盘的熔点。

15、第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述制备方法所得加热盘，所述加热盘包括：盘体和盘体内的加热盘管；

16、所述盘体和加热盘管为采用所述制备方法经一体浇铸成型得到。

17、作为本发明优选的技术方案，所述加热盘管包括设置于管体内的加热丝和氧化镁粉绝缘层。

18、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提供的制备过程，通过优化浇铸过程，借助超声处理过程调整浇铸凝固过程中晶粒的分布及形态，实现所得金属盘体导热性能的提升，显著提升了加热盘的加热效率，采用a380铝合金浇铸所得加热盘的导热率≥155w/m·k。

技术特征：

1.一种加热盘的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述超声处理的功率逐渐增加为随着熔体高度均匀增加。

3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述超声处理的起始功率为200-250w。

4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述第一功率为600-800w。

5.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述超声处理的功率逐渐降低为随着熔体高度均匀降低。

6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述第二功率为300-400w。

7.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述浇铸中金属液的温度为750-900℃。

8.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述浇铸所用金属液包括a380铝合金液；

9.一种如权利要求1-8任一项所述制备方法所得加热盘，其特征在于，所述加热盘包括：盘体和盘体内的加热盘管；

10.如权利要求9所述加热盘，其特征在于，所述加热盘管包括设置于管体内的加热丝和氧化镁粉绝缘层。

技术总结本发明涉及一种加热盘的制备方法及所得加热盘，具体涉及加热盘技术领域，所述制备方法包括：将固定有加热盘管的模具盖板和浇铸模具装配后进行浇铸，得到加热盘；其中，所述浇铸中辅以超声处理；所述超声处理包括：以浇铸所得熔体高度为基准，随着浇铸的进行，所述超声处理的功率逐渐增加为第一功率，至所得熔体的高度为铸体高度的40‑60％内保持第一功率不变，之后以第一功率逐渐降低至金属浇铸完为第二功率，之后以第二功率进行超声至凝固。本发明提供的制备方法，通过对浇铸一体成型加热盘中辅以特定的超声处理，实现了所得加热盘导热效果的提升，有利于提升加热盘的加热效率，实现半导体相关材料的高效的加热，从而提升最终的生产效率。技术研发人员：姚力军,彭浩源,廖培君,杨慧珍受保护的技术使用者：宁波江丰电子材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2