用于处理腔室的高温加热器制造技术

描述了加热器组件，所述加热器组件包括具有表面和中心轴线的圆柱形主体，所述加热器组件包括多个加热元件。所述多个加热元件在所述圆柱形主体的所述表面上轴向地间隔开。所述加热元件中的每一个形成轴向间隔开的加热区。每个加热元件具有螺旋形状，所述螺旋形状具有限定所述加热元件的长度的内部端和外部端。所述螺旋形状的每个线圈与相邻线圈间隔开足以防止相邻线圈之间电弧放电的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理腔室的高温加热器
本公开内容大体上涉及用于处理腔室的加热设备。特别地，本公开内容涉及用于批量处理腔室的高温加热器。
技术介绍
半导体器件的形成通常在包含多个腔室的基板处理系统或平台(也可称为群集工具)中进行。在一些情况下，多腔室处理平台或群集工具的目的在于在受控环境中在基板上顺序地执行两个或更多个工艺。然而，在其他情况下，多腔室处理平台可能仅在基板上执行单个处理步骤。可使用附加腔室来使基板被处理的速率最大化。在后一种情况下，在基板上执行的工艺典型地是批量工艺，其中相对大量的基板(例如，25个或50个)在给定腔室中同时被处理。批量处理对于以经济上可行的方式在单独基板上执行起来太过耗时的工艺(诸如原子层沉积(ALD)工艺和一些化学气相沉积(CVD)工艺)来说是尤其有益的。在CVD或ALD工艺中，温度均匀性可能是重要的考虑因素。电阻加热器广泛地被用于CVD和ALD系统的加热系统中。整个晶片上的温度均匀性即使是轻微变化(仅几摄氏度的量级)都能不利地影响CVD或ALD工艺。批量处理腔室的大小进一步增加加热源的复杂性和提高加热源的要求。因此，本领域中需要用于批量处理腔室的改进的加热器。
技术实现思路
本公开内容的一个或多个实施方式针对加热器组件，所述加热器组件包括具有表面和中心轴线的圆柱形主体和多个加热元件。所述多个加热元件在所述圆柱形主体的所述表面上轴向地间隔开。所述多个加热元件中的每一个形成轴向间隔开的加热区。每个加热元件具有螺旋形状，所述螺旋形状具有限定所述加热元件的长度的内部端和外部端。所述螺旋形状的每个线圈与相邻线圈间隔开足以防止相邻线圈之间电弧放电的距离。本公开内容的另外的实施方式针对基座组件。所述基座组件包括加热器组件，所述加热器组件具有圆柱形主体，所述圆柱形主体具有表面和中心轴线。多个加热元件在所述圆柱形主体的所述表面上轴向地间隔开。所述多个加热元件中的每一个形成轴向间隔开的加热区。每个加热元件具有螺旋形状，所述螺旋形状具有限定所述加热元件的长度的内部端和外部端。所述螺旋形状的每个线圈与相邻线圈间隔开足以防止相邻线圈之间电弧放电的距离。本公开内容的另外的实施方式针对处理腔室，所述处理腔室包括气体分配组件、基座组件和加热器组件。所述加热器组件包括圆柱形主体和多个加热元件，所述圆柱形主体具有表面和中心轴线。所述多个加热元件在所述圆柱形主体的所述表面上轴向地间隔开。所述多个加热元件中的每一个形成轴向间隔开的加热区。每个加热元件具有螺旋形状，所述螺旋形状具有限定所述加热元件的长度的内部端和外部端。所述螺旋形状的每个线圈与相邻线圈间隔开足以防止相邻线圈之间电弧放电的距离。附图说明为了可详细地理解本公开内容的上述特征，可以参考实施方式对在上文简要概述的本公开内容作更具体的描述，实施方式中的一些示出在附图中。然而，将注意的是，附图仅示出了本公开内容的典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其他等效实施方式。图1示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的批量处理腔室的横截面图；图2示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的批量处理腔室的部分透视图；图3示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的批量处理腔室的示意图；图4示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于批量处理腔室中的楔形气体分配组件的一部分的示意图；图5示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的批量处理腔室的示意图；图6示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的加热器组件；图7示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的加热器组件的部分横截面图；图8示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的加热器组件的部分横截面图；图9示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的加热器组件的部分图；图10示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的结合有加热器组件的基座组件的部分横截面图；和图11示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的与基座组件相邻的加热器组件的部分横截面图。具体实施方式在描述本公开内容的若干示例性实施方式前，应理解，本公开内容不限于以下描述中阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开内容能够具有其他实施方式并能够以各种方式来实践或实施。如本文所用的“基板”是指任何基板或在制造工艺期间在执行膜处理的基板上形成的材料表面。例如，可在上面执行处理的基板表面包括如下材料，诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI))、碳掺杂氧化硅、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石，以及任何其他材料(诸如金属、金属氮化物、金属合金和其他导电材料)，这取决于应用。基板包括但不限于半导体晶片。基板可暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟化、退火和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行的膜处理之外，在本公开内容中，所公开的膜处理步骤中的任一者还可在如下文所更详细公开的基板上形成的下层上执行，并且术语“基板表面”意在包括上下文所指示的此类下层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已经沉积在基板表面上的情况下，新沉积的膜/层的暴露表面就成为基板表面。如本说明书和随附权利要求书中所使用地，术语“前驱物”、“反应剂”、“反应气体”等可互换地使用，以指代能够与基板表面反应的任何气体物质。图1示出了包括气体分配组件120(也称为注射器或注射器组件)和基座组件140的处理腔室100的横截面。气体分配组件120是用于处理腔室中的任何类型的气体传送装置。气体分配组件120包括面向基座组件140的前表面121。前表面121可具有任何数量或种类的开口以将气流向基座组件140传送。气体分配组件120还包括外周边缘124，所述外周边缘在实施方式中被示出为基本上为圆形。使用的特定类型的气体分配组件120可根据所使用的特定工艺而变化。本公开内容的实施方式可与任何类型的处理系统一起使用，在这种情况下，基座与气体分配组件之间的间隙得以控制。虽然可采用各种类型的气体分配组件(例如，喷头)，但是本公开内容的实施方式对于具有多个基本上平行的气体通道的空间气体分配组件可能尤其有用。如本说明书和随附权利要求书中所使用地，术语“基本上平行的”表示气体通道的细长轴线在相同大致方向上延伸。气体通道的平行度可以存在略微瑕疵。在二元反应中，多个基本上平行的气体通道可包括至少一个第一反应气体A通道、至少一个第二反应气体B通道、至少一个净化气体P通道和/或至少一个真空V通道。从第一反应气体A通道、第二反应气体B通道和净化气体P通道流出的气体被引导向晶片的顶表面。一些气流跨晶片的表面水平地移动，并且通过净化气体P通道流出工艺区域。从气体分配组件的一端移动到另一端的基板将依次暴露于每种工艺气体，从而在基板表面上形成层。在一些实施方式中，气体分配组件120是由单个注射器单元制成的刚性固定主体。在一个或多个实施方式中，气体分配组件120由多个单独扇区(例如，注射器单元122)组成，如图2所示。单件主体或多扇区主体可与所描述的本公开内容的各种实施方式一起使用。基座组件140位于气体分配组件120下方。基座组件140包括顶表面141以及在顶表面141中的至少一个凹部142。基座组件140还有底表面143和边缘144。凹部142可为任何合适的形状和大小，这取决于被处理的基板60的形状和大小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热器组件，包括：圆柱形主体，所述圆柱形主体具有表面和中心轴线；和多个加热元件，所述多个加热元件在所述圆柱形主体的所述表面上轴向地间隔开，所述多个加热元件中的每一个形成轴向间隔开的加热区，每个加热元件具有螺旋形状，所述螺旋形状具有限定所述加热元件的长度的内部端和外部端，所述螺旋形状的每个线圈与相邻线圈间隔开足以防止相邻线圈之间电弧放电的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.31 US 62/274,1141.一种加热器组件，包括：圆柱形主体，所述圆柱形主体具有表面和中心轴线；和多个加热元件，所述多个加热元件在所述圆柱形主体的所述表面上轴向地间隔开，所述多个加热元件中的每一个形成轴向间隔开的加热区，每个加热元件具有螺旋形状，所述螺旋形状具有限定所述加热元件的长度的内部端和外部端，所述螺旋形状的每个线圈与相邻线圈间隔开足以防止相邻线圈之间电弧放电的距离。2.如权利要求1所述的加热器组件，其中所述多个加热元件形成距所述中心轴线第一距离的内部加热区、距所述中心轴线第二距离的中部加热区和距所述中心轴线第三距离的外部加热区，所述第二距离大于所述第一距离，所述第三距离大于所述第二距离。3.如权利要求2所述的加热器组件，其中所述内部加热区包括具有第一数量的线圈的内部加热元件，所述中部加热区包括具有第二数量的线圈的中部加热元件，并且所述外部加热区包括具有第三数量的线圈的外部加热元件，其中所述内部加热元件、所述中部加热元件和所述外部加热元件中的每一个包括至少三个线圈。4.如权利要求3所述的加热器组件，其中所述第三数量的线圈多于所述第一数量的线圈和所述第二数量的线圈。5.如权利要求3所述的加热器组件，其中所述内部加热元件、所述中部加热元件和所述外部加热元件中的每一个包括石墨。6.如权利要求3所述的加热器组件，其中所述内部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的内部通道内，所述内部通道在形状上与所述内部加热元件相合，使得所述内部加热元件的所述长度在所述内部通道内。7.如权利要求6所述的加热器组件，其中所述内部通道比所述内部加热元...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·波利亚克，J·尤多夫斯基，G·K·邝，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US