一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法
【專利摘要】一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其加工步驟如下：a.采用高均勻度的鋁合金加熱器主體；b.采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管；c.加熱管安裝入加熱器主體；由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封；d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中；e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱；f.加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度。本發(fā)明通過(guò)加熱管內(nèi)部的精確設(shè)計(jì)的高性能加熱絲產(chǎn)生熱量，并通過(guò)熱量的傳導(dǎo)使加熱器主體共同發(fā)熱，通過(guò)溫度控制器及冷卻系統(tǒng)精確提供制造所需的各種溫度?？梢允拱雽?dǎo)體晶圓非常迅速地提高溫度，從而提高生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】—種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝處理設(shè)備-加熱器，特別是涉及到一種用于晶圓刻蝕機(jī)上的具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]加熱器是半導(dǎo)體制造設(shè)備的生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵部件，集成電路技術(shù)中的半導(dǎo)體晶圓制造需要通過(guò)不同的處理步驟達(dá)到不同穩(wěn)定的溫度，只有迅速達(dá)到所需溫度才能提高生產(chǎn)效率，目前的制造工藝并沒(méi)有手段或方法處理溫度的迅速改變，雖然可以達(dá)到半導(dǎo)體晶元制造的需要的溫度均勻性，但是達(dá)到一定的高或低的溫度需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，所以生產(chǎn)效率低，急需一種能迅速達(dá)到合格溫度的加熱器來(lái)改變現(xiàn)狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要提供一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法 它能克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上缺陷，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，
一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法 其特征在于:加工步驟如下:
a.采用高均勻度的鋁合金加熱器主體；
b.采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管；
c.加熱管安裝入加熱器主體，由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封；
d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中，精確測(cè)量控制加熱器溫度;
e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱；
f.加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度；
所述的步驟a.采用高均勻度的鋁合金加熱器主體為:(a)使用直徑260_的6061鋁合金，切割，擠壓成直徑125mm ;(b)切割鍛造到設(shè)計(jì)圖紙尺寸；(c)熱處理；(d)微觀結(jié)構(gòu)檢測(cè)均勻度。
[0004]所述的步驟b.采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管:(a)加熱管的外圈采用耐熱鎳鉻鐵合金，提高氣體分配加熱器的工作穩(wěn)定性和使用壽命；(b)控制加熱管內(nèi)部加熱絲的電阻值在13.2Q-16.2Q之間，保證工作過(guò)程中對(duì)加熱溫度的要求；(c)通過(guò)循環(huán)測(cè)試，在100度到500度之間循環(huán)，每個(gè)循環(huán)時(shí)間為I小時(shí)，保證加熱器的溫度均勻性。
[0005]所述的步驟c.加熱管安裝入加熱器主體，由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封:(a)加熱器主體加工放置加熱管的溝槽，溝槽截面為U型；(b)在加熱管的出口處設(shè)計(jì)成圓弧過(guò)渡形狀，對(duì)加熱管起導(dǎo)向作用，并可實(shí)現(xiàn)加熱器主體與加熱管全程緊密貼合，提高熱傳導(dǎo)效果；(C)使用考慮氣體的膨脹系數(shù)的雙層蓋板焊接，保證加熱器的密封性。
[0006]所述的步驟d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中，精確測(cè)量控制加熱器溫度:(a)專門設(shè)計(jì)的K型雙接頭熱電偶，帶有兩種接頭；(b) —路接頭連接溫度顯示儀，方便觀測(cè)調(diào)整溫度，另一路連接溫度控制裝置，精確控制溫度。
[0007]所述的步驟e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱加熱器:通過(guò)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確快速調(diào)節(jié)加熱器溫度，實(shí)現(xiàn)不同工作溫度的快速轉(zhuǎn)換。
[0008]所述的步驟f.加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度:打磨研磨密封面，和腔體上的密封圈緊密配合，保證腔室的真空度快速實(shí)現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明通過(guò)加熱管內(nèi)部的精確設(shè)計(jì)的高性能加熱絲產(chǎn)生熱量，并通過(guò)熱量的傳導(dǎo)使加熱器主體共同發(fā)熱，通過(guò)溫度控制器及冷卻系統(tǒng)精確提供制造所需的各種溫度?？梢允拱雽?dǎo)體晶圓非常迅速地提高溫度，從而提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可以在很寬的溫度范圍內(nèi)，提供精確的溫度控制，提高過(guò)程控制靈活。
[0010]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中加熱器主體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2A-A方向剖視圖；
圖4為本發(fā)明中雙接頭熱電偶的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明中加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明中冷卻加熱管道的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】:
一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法 其特征在于:加工步驟如下:
a.采用高均勻度的鋁合金加熱器主體；
b.采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管；
c.加熱管安裝入加熱器主體，由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封；
d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中，精確測(cè)量控制加熱器溫度;
e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱；
f.加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度；
所述的步驟a.采用高均勻度的鋁合金加熱器主體為:(a)使用直徑260_的6061鋁合金，切割，擠壓成直徑125mm ;(b)切割鍛造到設(shè)計(jì)圖紙尺寸；(c)熱處理；(d)微觀結(jié)構(gòu)檢測(cè)均勻度。
[0011]所述的步驟b.采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管:(a)加熱管的外圈采用耐熱鎳鉻鐵合金，提高氣體分配加熱器的工作穩(wěn)定性和使用壽命；(b)控制加熱管內(nèi)部加熱絲的電阻值在13.2Q-16.2Q之間，保證工作過(guò)程中對(duì)加熱溫度的要求；(c)通過(guò)循環(huán)測(cè)試，在100度到500度之間循環(huán)，每個(gè)循環(huán)時(shí)間為I小時(shí)，保證加熱器的溫度均勻性。
[0012]所述的步驟c.加熱管安裝入加熱器主體，由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封:(a)加熱器主體加工放置加熱管的溝槽，溝槽截面為U型；(b)在加熱管的出口處設(shè)計(jì)成圓弧過(guò)渡形狀，對(duì)加熱管起導(dǎo)向作用，并可實(shí)現(xiàn)加熱器主體與加熱管全程緊密貼合，提高熱傳導(dǎo)效果；(C)使用考慮氣體的膨脹系數(shù)的雙層蓋板焊接，保證加熱器的密封性。
[0013]所述的步驟d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中，精確測(cè)量控制加熱器溫度:(a)專門設(shè)計(jì)的K型雙接頭熱電偶，帶有兩種接頭；(b) —路接頭連接溫度顯示儀，方便觀測(cè)調(diào)整溫度，另一路連接溫度控制裝置，精確控制溫度。
[0014]所述的步驟e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱加熱器:通過(guò)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確快速調(diào)節(jié)加熱器溫度，實(shí)現(xiàn)不同工作溫度的快速轉(zhuǎn)換，提高生產(chǎn)效率。
[0015]所述的步驟f.加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度:打磨研磨密封面，和腔體上的密封圈緊密配合，保證腔室的真空度快速實(shí)現(xiàn)。
[0016]具體實(shí)施時(shí)，如圖1所示，本發(fā)明雙溫控制功能的加熱器包含:加熱器主體1、雙接頭熱電偶2、加熱管3、冷卻加熱管道4。
[0017]如圖2、圖3所示，加熱器主體的結(jié)構(gòu)包含:用于放置加熱管的U形溝槽1-1、裝載晶圓的凸臺(tái)1-2和用于裝配時(shí)定位和固定用的孔1-3。
[0018]如圖4所示，雙接頭熱電偶的結(jié)構(gòu)包含:熱電偶2-1、保護(hù)管2-2和兩種數(shù)據(jù)接頭2-3 ;將熱電偶2-1，插入加熱器主體設(shè)有U形溝槽1-1的平面中央的孔中。
[0019]如圖5所示，加熱管的結(jié)構(gòu)包含:耐熱鎳鉻鐵合金的加熱管外層3-1和電阻值在13.2 Q-16.2 Q之間的鎳鎘加熱絲3-2 ；
如圖6所示，冷卻加熱管道的結(jié)構(gòu)包含:冷卻加熱管道4-1和密封接頭4-2。
[0020]在同一平面上，將加熱管3放置加熱器主體I上的U形溝槽1-1中，冷卻加熱管道4放在加熱管3上表面，熱電偶2-1，插入加熱器主體I平面中央的孔中；由蓋板覆蓋，與加熱器主體密封，蓋板上方設(shè)置有鎖緊裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法， 其特征在于:加工步驟如下: 采用高均勻度的鋁合金加熱器主體； 采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管； 加熱管安裝入加熱器主體；由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封； d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中，精確測(cè)量控制加熱器溫度; e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱； f加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其特征在于:所述的步驟a.采用高均勻度的鋁合金加熱器主體為:(a)使用直徑260mm的6061鋁合金，切割，擠壓成直徑125_ ； (b)切割鍛造到設(shè)計(jì)圖紙尺寸；(c)熱處理；(d)微觀結(jié)構(gòu)檢測(cè)均勻度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其特征在于:所述的步驟b.采用高性能的耐熱鎳鉻鐵合金外殼加熱管為:(a)加熱管的外圈采用耐熱鎳鉻鐵合金；(b)控制加熱管內(nèi)部加熱絲的電阻值在13.2Q-16.2Q之間；(c)通過(guò)循環(huán)測(cè)試，在100度到500度之間循環(huán)，每個(gè)循環(huán)時(shí)間為I小時(shí)，保證加熱器的溫度均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其特征在于:所述的步驟c.加熱管安裝入加熱器主體，由考慮氣體的熱膨脹系數(shù)的蓋板焊接密封:(a)加熱器主體加工放置加熱管的溝槽，溝槽截面為U型；(b)在加熱管的出口處設(shè)計(jì)成圓弧過(guò)渡形狀，對(duì)加熱管起導(dǎo)向作用，確保加熱器主體與加熱管全程緊密貼合；(C)使用考慮氣體的膨脹系數(shù)的雙層蓋板焊接，保證加熱器的密封性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其特征在于:所述的步驟d.采用雙接口熱電偶，插入加熱器主體帶U形溝槽面的中央孔中，精確測(cè)量控制加熱器溫度:(a)專門設(shè)計(jì)的K型雙接頭熱電偶,帶有兩種接頭；(b)—路接頭連接溫度顯示儀，方便觀測(cè)調(diào)整溫度，另一路連接溫度控制裝置，精確控制溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其特征在于:所述的步驟e.冷卻加熱管道設(shè)置在加熱管上表面；分別使用冷或熱的氣體通過(guò)冷卻加熱管道來(lái)冷卻或加熱加熱器；通過(guò)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確快速調(diào)節(jié)加熱器溫度，實(shí)現(xiàn)不同工作溫度的快速轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙溫控制功能的加熱器的加工方法，其特征在于:所述的步驟f.加熱器上加工密封面，保證生產(chǎn)時(shí)腔室的真空度:打磨研磨密封面，和腔體上的密封圈緊密配合，保證腔室的真空度快速實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H05B3/02GK103619083SQ201310637094
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】馮昌延 申請(qǐng)人:靖江先鋒半導(dǎo)體科技有限公司