[發明專利]加熱的基板支撐件

在審

• 申請號: 201811383048.X
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN110010516A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 戈文達·瑞澤
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H05B3/22
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

公開了一種用于半導體處理腔室的加熱器，所述加熱器包括：陶瓷主體；和電阻加熱元件，所述電阻加熱元件嵌入所述陶瓷主體中，所述電阻加熱元件以加熱器線圈的形式設置，所述加熱器線圈具有內中心區段和外中心區段，所述內中心區段具有多個第一尖峰并且所述外中心區段具有多個第二尖峰，其中所述第一尖峰的數量小于約56，并且所述第二尖峰的數量小于約80。

技術領域

本公開內容的實施方式總體涉及用于在基板(諸如半導體基板)上制造電子器件的加熱的基板支撐件。

背景技術

陶瓷基板加熱器可有利地用于存在等離子體和腐蝕性等離子體物質(諸如在等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝和相關聯的清潔工藝中發現的含氯物質)的情況下。陶瓷加熱器通常具有在陶瓷加熱器主體內的電加熱元件，陶瓷加熱器主體保護加熱元件免受沉積腔室的腐蝕環境的影響，同時將熱從加熱元件傳遞到基板。陶瓷材料通常比金屬更硬且更脆，陶瓷材料可能難以加工，由此需要簡單的機械設計。陶瓷有些脆弱，如果重復地經受足夠和/或變化的熱梯度，那么陶瓷可能因裂縫的生長和傳播而破裂。在從陶瓷加熱器組件到具有不同的熱膨脹系數的材料的過渡處發現的熱膨脹差異也可能會導致開裂

此外，溫度均勻性是大多數半導體基板制造工藝中的重要的考慮因素，并且因此，已研發出基板加熱器以在熱處理系統(諸如CVD系統)中提供對基板加熱器的熱特性的更良好控制。即使在基板上的溫度均勻性的輕微變化(僅幾攝氏度的量級)也會不利地影響到CVD工藝。制造公差的限制使得制造沿基板加熱器的整個表面區域具有一致的熱特性的基板加熱器是極其困難的。另外，熱損失將從基板加熱器的基板支撐部分的中心到邊緣變化。一般，與基板加熱器的基板支撐部分的中心處相比，在邊緣處將損失更多的熱。然而，在基板支撐件的基板支撐部分由冷卻的中心軸支撐的情況下，在適度(moderate)的處理溫度下，基板支撐部分的中心區域通常比基板支撐部分的邊緣相對更冷。中心溫度與邊緣溫度的不期望的差異通常是由于冷卻的支撐中心軸相對于基板支撐件的無支撐的邊緣區域將熱從加熱器的中心傳導開的能力而導致的。

因此，需要一種在基板支撐表面上具有改善的溫度均勻性的加熱的基板支撐件。

發明內容

在一個實施方式中，提供了一種用于半導體處理腔室的基板加熱器，所述加熱器包括具有外徑的圓形陶瓷主體、設置在所述陶瓷主體中的多個凈化開口和嵌入所述陶瓷主體中的電阻加熱元件。所述電阻加熱元件以加熱器線圈圖案設置，所述加熱器線圈圖案具有外區段、初級環和次級環。所述初級環包括具有多個第一尖峰的第一導電元件，所述第一尖峰的高度為所述圓形陶瓷主體的所述外徑的約2％至約4％。所述次級環包括具有多個第二尖峰的第二導電元件，其中所述第二尖峰的數量大于所述第一尖峰的數量，并且所述第二尖峰的高度為所述圓形陶瓷主體的所述外徑的約2％至約4％。

在另一個實施方式中，提供了一種用于半導體處理腔室的基板加熱器，所述加熱器包括具有外徑的圓形陶瓷主體、設置在所述陶瓷主體中的多個凈化開口和嵌入所述陶瓷主體中的電阻加熱元件。所述電阻加熱元件以加熱器線圈圖案設置，所述加熱器線圈圖案具有外區段、初級環和次級環。所述初級環包括具有多個第一尖峰的第一導電元件，其中所述第一尖峰的數量小于約56，所述第一尖峰的高度為所述圓形陶瓷主體的所述外徑的約2％至約4％，并且所述初級環的平均直徑為所述圓形陶瓷主體的所述外徑的約15％至約19％。所述次級環包括具有多個第二尖峰的第二導電元件，其中所述第二尖峰的數量小于約80，所述第二尖峰的高度為所述圓形陶瓷主體的所述外徑的約2％至約4％，并且所述次級環的平均直徑為所述圓形陶瓷主體的所述外徑的約22％至約26％。

在所述加熱器的中心處的加熱元件的高密度提供更均勻的熱流，因為軸提供了來自加熱器的不期望的熱流的途徑。

附圖說明