CN108432342B - 用于处理腔室的高温加热器 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

用于处理腔室的高温加热器
技术领域
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。
背景技术
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。
发明内容
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。在图1中所示的实施方式中，凹部142具有平坦的底部，用于支撑晶片的底部；然而，凹部的底部可以变化。在一些实施方式中，凹部具有围绕凹部的外周边缘的阶梯区域，阶梯区域被设定大小以支撑晶片的外周边缘。晶片的外周边缘受阶梯支撑的量可根据例如晶片的厚度和已存在于晶片的背面上的特征的存在而变化。
在一些实施方式中，如图1所示，基座组件140的顶表面141中的凹部142被设定大小以使得凹部142中支撑的基板60具有与基座140的顶表面141基本上共面的顶表面61。如本说明书和随附权利要求书中所使用地，术语“基本上共面的”表示晶片的顶表面和基座组件的顶表面是共面的，偏差在±0.2mm内。在一些实施方式中，顶表面在偏差为±0.15mm、±0.10mm或±0.05mm的范围内共面。
图1的基座组件140包括支撑支柱160，所述支撑支柱能够使基座组件140上升、下降和旋转。基座组件可以包括加热器或气体管线，或在支撑支柱160的中心内的电气部件。支撑支柱160可以是增大或减小基座组件140与气体分配组件120之间的间隙以将基座组件140移动到适当位置的主要手段。基座组件140还可包括微调致动器162，所述微调致动器可对基座组件140进行微调整以在基座组件140与气体分配组件120之间形成预定间隙170。
在一些实施方式中，间隙170距离在约0.1mm至约5.0mm的范围内，或在约0.1mm至约3.0mm的范围内，或在约0.1mm至约2.0mm的范围内，或在约0.2mm至约1.8mm的范围内，或在约0.3mm至约1.7mm的范围内，或在约0.4mm至约1.6mm的范围内，或在约0.5mm至约1.5mm的范围内，或在约0.6mm至约1.4mm的范围内，或在约0.7mm至约1.3mm的范围内，或在约0.8mm至约1.2mm的范围内，或在约0.9mm至约1.1mm的范围内，或约1mm。
图中所示的处理腔室100是其中基座组件140可保持多个基板60的转盘型腔室(carousel-type chamber)。如图2所示，气体分配组件120可以包括多个单独的注射器单元122，当晶片在注射器单元122的下方移动时，每个注射器单元能够在晶片上沉积膜。两个饼形注射器单元122被示出为位于大致上基座组件140的相对侧上和基座组件140的上方。此数量的注射器单元122仅出于说明目的而示出。将理解，可包括更多或更少的注射器单元122。在一些实施方式中，有足够数量的饼形注射器单元122以形成与基座组件140的形状相合的形状。在一些实施方式中，可独立地移动、移除和/或替换各个饼形注射器单元122中的每一个，而不影响任何其他注射器单元122。例如，可使一个节段升高以允许机器人进出基座组件140与气体分配组件120之间的区域从而装载/卸载基板60。
具有多个气体注射器的处理腔室可用于同时处理多个晶片，使得这些晶片经历相同的工艺流程。例如，如图3所示，处理腔室100具有四个气体注射器组件和四个基板60。在处理开始时，基板60可位于注射器组件30之间。将基座组件140旋转17 45°将会导致在气体分配组件120之间的每个基板60将被移动到用于膜沉积的气体分配组件120，如在气体分配组件120下方的虚线圆圈所示。附加的45°旋转将使基板60移动远离注射器组件30。基板60和气体分配组件120的数量可以是相同或不同的。在一些实施方式中，被处理的晶片的数量与气体分配组件的数量相同。在一个或多个实施方式中，被处理的晶片的数量是气体分配组件的数量的分数或整数倍数。例如，如果有四个气体分配组件，那么存在4x个被处理的晶片，其中x是大于或等于1的整数值。在一个示例性实施方式中，气体分配组件120包括由气帘分隔开的八个工艺区域，并且基座组件140可保持六个晶片。
图3中所示的处理腔室100仅是一种代表性的可能配置，并且不应视为限制本公开内容的范围。在此，处理腔室100包括多个气体分配组件120。在所示的实施方式中，存在围绕处理腔室100均匀间隔开的四个气体分配组件(也被称为注射器组件30)。所示的处理腔室100是八边形的；然而，本领域的技术人员将理解，此为一种可能的形状，并且不应被视为限制本公开内容的范围。所示的气体分配组件120是梯形的，但是也可以是单个圆形部件或由多个饼形节段组成，如图2所示。
图3中所示的实施方式包括负载锁定腔室180或辅助腔室(像缓冲站)。这个腔室180被连接到处理腔室100一侧以允许例如基板(也被称为基板60)从腔室100被装载/卸载。晶片机器人可位于腔室180中以将基板移动到基座上。
转盘(例如，基座组件140)的旋转可以是连续的或间歇(间断)的。在连续的处理中，晶片一直旋转，使得它们依次被暴露于注射器中的每一个。在间断的处理中，晶片可被移动到注射器区域并停下来，然后又被移动到在注射器之间的区域84并停下来。例如，转盘可旋转以使得晶片从注射器间区域跨注射器移动(或停止于与注射器相邻的位置)，并移动到下一注射器间区域上，此区域中，所述转盘可再次暂停。在注射器之间暂停可以为每一层沉积之间的附加的处理步骤(例如，暴露于等离子体)提供时间。
图4示出了气体分配组件220的可被称为注射器单元122的扇区或部分。注射器单元122可单独地使用或结合其他注射器单元使用。例如，如图5所示，图4的注射器单元122中的四个被组合以形成单个气体分配组件220。(为了清楚起见，并未示出分隔所述四个注射器单元的线。)虽然除了净化气体端口155和真空端口145之外，图4的注射器单元122具有第一反应气体端口125和第二气体端口135两者，但是注射器单元122并不需要所有这些部件。
参考图4和图5两者，根据一个或多个实施方式的气体分配组件220可以包括多个扇区(或注射器单元122)，其中每个扇区是相同或不同的。气体分配组件220位于处理腔室内，并且在气体分配组件220的前表面121中包括多个细长气体端口125、135、145。所述多个细长气体端口125、135、145、155从与气体分配组件220的内周边缘123相邻的区域向与气体分配组件220的外周边缘124相邻的区域延伸。所示的多个气体端口包括第一反应气体端口125、第二气体端口135、围绕第一反应气体端口和第二反应气体端口中的每一个的真空端口145，以及净化气体端口155。
然而，参考图4或图5中所示的实施方式，当记载端口从至少内周区域附近延伸到至少外周区域附近时，端口可能不仅仅是从内部区域向外部区域径向延伸。当真空端口145围绕反应气体端口125和反应气体端口135时，端口可切向地延伸。在图4和图5中所示的实施方式中，楔形反应气体端口125、135在所有边缘都被真空端口145包围，包括与内周区域和外周区域相邻的边缘。
参考图4，当基板沿着路径127移动时，基板表面的每个部分被暴露于各种反应气体。为了遵循路径127，基板将暴露于或“看到”清洁气体端口155、真空端口145、第一反应气体端口125、真空端口145、净化气体端口155、真空端口145、第二气体端口135和真空端口145。因此，在图4中所示的路径127的末端，基板已被暴露于第一反应气体和第二反应气体以形成层。所示注射器单元122形成四分之一圆圈，但是可以更大或更小。图5中所示的气体分配组件220可被认为是串联连接的四个图4的注射器单元122的组合。
图4的注射器单元122示出了将反应气体分隔开的气帘150。术语“气帘”用于描述将反应气体分隔开以免混合的气流或真空的任何组合。图4中所示的气帘150包括真空端口145紧邻第一反应气体端口125的部分、在中间的净化气体端口155和真空端口145紧邻第二气体端口135的部分。气流和真空的这种组合可用于防止或最小化第一反应气体和第二反应气体的气相反应。
参考图5，来自气体分配组件220的气流和真空的组合形成对多个工艺区域250的间隔。工艺区域大致限定在各个气体端口125、135周围，在250之间具有气帘150。图5中所示的实施方式形成八个分开的工艺区域250，在它们之间具有八个分开的气帘150。处理腔室可具有至少两个工艺区域。在一些实施方式中，存在至少三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、10个、11个或12个工艺区域。
在处理期间，基板可以在任何给定的时间暴露于多于一个的工艺区域250。然而，暴露于不同工艺区域的部分将具有将两者分隔开的气帘。例如，如果基板的前缘进入包括第二气体端口135的工艺区域，基板的中间部分将在气帘150下方，并且基板的后缘将在包括第一反应气体端口125的工艺区域中。
工厂接口280可例如是负载锁定腔室，所述工厂接口280被示出为连接到处理腔室100。基板60被示出为置加在气体分配组件220上以提供参考系。基板60通常可放置在基座组件上以保持在气体分配板120的前表面121附近。基板60经由工厂接口280被装载到处理腔室100中，到基板支撑件或基座组件上(参见图3)。基板60可被示出为位于工艺区域内，因为基板位于与第一反应气体端口125相邻且在两个气帘150a、150b之间的位置。沿着路径127旋转基板60将使基板围绕处理腔室100逆时针地移动。因此，基板60将被暴露于第一工艺区域250a至第八工艺区域250h，包括在它们之间的所有工艺区域。
本公开内容的实施方式针对包括具有多个工艺区域250a-250h的处理腔室100的处理方法，其中每个工艺区域通过气帘150与相邻区域分隔开。例如，在图5中示出的处理腔室。处理腔室内的气帘和工艺区域的数量可为任何合适数量，这取决于气流布置。图5中所示的实施方式具有八个气帘150和八个工艺区域250a-250h。气帘的数量通常等于或大于工艺区域的数量。
多个基板60位于基板支撑件(例如，图1和图2中所示的基座组件140)上。多个基板60围绕工艺区域旋转，以便处理。一般来说，在整个处理(包括无反应气体流入腔室中时的时段)中，气帘150是接合的(气体流动和形成真空)。
第一反应气体A流入一个或多个工艺区域250中，而惰性气体则流入没有第一反应气体A流入其中的任何工艺区域250中。例如，如果第一反应气体通过工艺区域250h流入工艺区域250b中，那么惰性气体将流入工艺区域250a中。惰性气体可流过第一反应气体端口125或第二气体端口135。
工艺区域内的惰性气体流动可以是恒定的或变化的。在一些实施方式中，反应气体与惰性气体是共流的。惰性气体将用作载体和稀释剂。由于反应气体相对于载气的量小，因此共流可通过减小相邻区域之间的压力差来使工艺区域之间的气体压力的平衡更加容易。
基座组件主体可包括管状加热器。管状加热器提供足够的热并控制以在高达500℃至600℃的温度下操作。然而，这些类型的加热器无法支持更高的温度。
本公开内容的一些实施方式针对高温加热元件。一些实施方式有利地提供具有支撑结构和在基座下方的反射器的元件。包括支撑结构的一些实施方式有利地配备了可由梁结构支撑的滑架。加热器材料在加热和冷却期间经历显著的热变形。一些实施方式的滑架有利地改变位置以适应加热器移位并维持加热器线圈之间的间隔以避免电气短路。
一些实施方式提供被设计成呈螺旋形式的加热器，其允许相邻线圈之间的可预测且经减小的Δ电位。线圈之间的间隔有利地设计成使得在整个操作压力的满量程内在加热器线圈之间几乎不发生电弧放电或不发生电弧放电。
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600。加热器组件600具有大体上圆柱形的主体601，所述大体上圆柱形的主体601具有中心轴线602。所示的加热器组件600具有被侧壁607包围的表面603。侧壁607内的区域被称为是加热器组件600的内部610。
一些实施方式的加热器组件600包括在内部610内的多个轴向间隔开的加热元件620a、620b、620c。所述多个加热元件形成轴向间隔开的加热区630、632、634。图6中所示的实施方式包括形成三个加热区630、632、634的三个加热元件620。所述加热区由内部加热元件620a、中部加热元件620b和外部加热元件620c限定。
内部加热元件620a位于加热器组件600的中心轴线602附近。内部加热元件620a被示出为环绕中心轴线602的螺旋形状。所示的内部加热元件620a围绕中心轴线602形成两圈。内部加热元件620a从内部端621a延伸到外部端622a。沿着加热元件在内部端621a与外部端622a之间的距离限定加热元件的长度。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。
内部加热元件620a具有第一数量的线圈。内部加热元件620a围绕中心轴线602形成的圈或线圈的数量可以从不到完整的一圈变化为任何数量的圈，这取决于例如加热器组件600的大小、线圈之间的间隔、施加到元件的功率和组成该加热元件的材料。较大的加热器组件600可以具有比较小的加热器组件600具有更多圈的内部加热元件620a。在一些实施方式中，内部加热元件620a包括围绕中心轴线602的个数在约0.5至约15范围内的圈、或个数在约1至约10范围内的圈、或个数在约至约6范围内的圈。在一些实施方式中，内部加热元件620a围绕中心轴线602绕圈小于或等于约15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4或3次。在一些实施方式中，内部加热元件620a包括至少约3个线圈。
内部加热元件620a可以从中心轴线602延伸一定距离，直至中心轴线602与加热器组件600的侧壁607之间的空间的约50％处。在一些实施方式中，内部加热元件620a形成内部加热区630，所述内部加热区630从大约中心轴线602延伸到小于或等于中心轴线602与加热器组件600的内壁607之间的距离的约40％、35％、33％、30％、25％或20％处。中心轴线602与侧壁607之间的距离一般来说是足够大的，以为直径大于500mm的基座提供热。在一些实施方式中，中心轴线602与侧壁607之间的距离大于约300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm或900mm。
内部加热元件620a的各个线圈之间的间隔可以变化。在一些实施方式中，线圈被间隔开，使得每个环的相邻点之间的电磁场的密度足够低，以防止环之间电弧放电。在一些实施方式中，内部加热元件620a的线圈以约1mm至约10mm范围内的距离、或约2mm至约9mm范围内的距离、或约3mm至约8mm范围内的距离、或约4mm至约7mm范围内的距离、或约5mm的距离间隔开。
内部加热元件620a从内部端621a到外部端622a的长度可取决于例如加热器组件600的大小、内部加热区630的大小和线圈之间的间隔而变化。在一些实施方式中，内部加热元件620a具有在约1m至约5m范围内、或在约2m至约4m范围内、或约3m的长度。
中部加热元件620b位于比内部加热元件620a更远离加热器组件600的中心轴线602的位置处。使用术语“中部”不应被视为将本公开内容的范围限制为三个加热元件。用于描述图中加热元件的术语“内部”、“中部”和“外部”仅用于表示所示的不同元件，而不限于三个加热元件。本领域的技术人员将理解，可包括其他加热元件和加热区。
中部加热元件620a被示出为环绕中心轴线602和内部加热元件620a的螺旋形状。内部加热元件620a与中部加热元件620b之间的空间可从加热元件之间没有空间变化到沿着加热组件的半径测量约有1米。在一些实施方式中，中部加热元件620b与内部加热元件620A间隔的距离在约10mm至约1mm的范围内、或在约20mm至约500mm的范围内、或在约30mm至约400mm的范围内、或在约40mm至约300mm的范围内、或在约50mm至约200mm的范围内、或在约60mm至约150mm的范围内、或在在约70mm至约100mm的范围内。
所示的中部加热元件620b围绕中心轴线602形成两圈。中部加热元件620b从内部端621b延伸到外部端622b。内部端621b和外部端622b之间沿着加热元件的距离限定中部加热元件620b的长度。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。
中部加热元件620b包括第二数量的线圈。第二数量的线圈可与内部加热元件620a的第一数量的线圈数量相同或不同。中部加热元件620b围绕中心轴线602形成的圈或线圈的数量可从不到完整的一圈变化为任何数量的圈，这取决于例如加热器组件600的大小、线圈之间的间隔、施加到元件的功率和组成该加热元件的材料。较大的加热器组件600可以具有比较小的加热器组件600具有更多圈的中部加热元件620b。在一些实施方式中，中部加热元件620b包括围绕中心轴线602个数在约0.5至约15范围内的圈、或个数在约1至约10范围内的圈、或个数在约2至约6范围内的圈。在一些实施方式中，中部加热元件620b围绕中心轴线602绕圈小于或等于约15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4或3次。在一些实施方式中，第二数量的线圈数大于或等于约3。
中部加热元件620b可以从中心轴线602延伸一定距离，所述距离在中心轴线602与加热器组件600的侧壁607之间的空间的约25％至约75％的范围内。在一些实施方式中，中部加热元件620b形成中部加热区632，所述中部加热区632从距中心轴线602的最小距离处延伸，所述最小距离大于或等于中心轴线602与加热器组件600的内壁607之间的距离的约20％、25％、30％、35％或40％。在一些实施方式中，中部加热元件620b形成中部加热区632，所述中部加热区632延伸到距中心轴线602的最大距离处，所述最大距离大于或等于中心轴线602与加热器组件600的内壁607之间的距离的约60％、65％、70％、75％或80％。
中部加热元件620b的各个线圈之间的间隔可以变化。在一些实施方式中，线圈被间隔开，使得每个环的相邻点之间的电磁场的密度足够低，以防止环之间电弧放电。在一些实施方式中，中部加热元件620b的线圈以在约1mm至约10mm范围内的距离、或在约2mm至约9mm范围内的距离、或在约3mm至约8mm范围内的距离、或在约4mm至约7mm范围内的距离、或约5mm的距离间隔开。
中部加热元件620b从内部端621b到外部端622b的长度可取决于例如加热器组件600的大小、中部加热区632的大小和线圈之间的间隔而变化。在一些实施方式中，中部加热元件620b具有在约1m至约10m范围内、或在约2m至约9m范围内、或在约3m至约8m范围内、或在约4m至约7m范围内的长度。
外部加热元件620c位于比内部加热元件620a和中部加热元件620c更远离加热器组件600的中心轴线602的位置处。使用术语“外部”不应被视为将本公开内容的范围限制为两个或三个加热元件。用于描述图中加热元件的术语“内部”、“中部”和“外部”仅用于表示所示的不同元件。
外部加热元件620c被示出为环绕中心轴线602、内部加热元件620a和中部加热元件620c的螺旋形状。中部加热元件620b与外部加热元件620c之间的空间可从加热元件之间没有空间变化到沿着加热组件的半径测量约有1米。在一些实施方式中，外部加热元件620c与中部加热元件620b间隔的距离在约10mm至约1mm的范围内、或在约20mm至约500mm的范围内、或在约30mm至约400mm的范围内、或在约40mm至约300mm的范围内、或在约50mm至约200mm的范围内、或在约60mm至约150mm的范围内、或在约70mm至约100mm的范围内。
所示的外部加热元件620c围绕中心轴线602形成两圈。外部加热元件620c从内部端621c延伸到外部端622c。在内部端621c与外部端622c之间沿着加热元件的距离限定外部加热元件620c的长度。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。
外部加热元件620c包括第三数量的线圈。第三数量的线圈可与内部加热元件620a的第一数量的线圈和/或中部加热元件620b的第二数量的线圈数量相同或不同。外部加热元件620c围绕中心轴线602形成的圈或线圈的数量可以从不到完整一圈变化为任何数量的圈，这取决于例如加热器组件600的大小、线圈之间的间隔、施加到元件的功率和组成该加热元件的材料。较大的加热器组件600可以具有比较小的加热器组件600具有更多圈的外部加热元件620c。在一些实施方式中，外部加热元件620c包括围绕中心轴线602个数在约0.5至约20范围内的圈、或个数在约1至约15范围内的圈、或个数在约2至约10范围内的圈、或个数在约4至约9范围内的圈。在一些实施方式中，外部加热元件620c围绕中心轴线602绕圈小于或等于约20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4或3次。在一些实施方式中，第三数量的线圈数大于或等于约3。在一些实施方式中，第三数量的线圈数大于或等于第一数量的线圈数和/或第二数量的线圈数。
外部加热元件620c可以从中心轴线602延伸一定距离，所述距离在中心轴线602与加热器组件600的侧壁607之间的空间的约50％至约100％的范围内，其中100％是在侧壁607处。在一些实施方式中，外部加热元件620c形成外部加热区634，所述外部加热区634从距中心轴线602的最小距离处延伸，所述最小距离大于或等于中心轴线602与加热器组件600的内壁607之间的距离的约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％，其中100％是在侧壁607处。在一些实施方式中，外部加热元件620c形成外部加热区634，所述外部加热区634延伸到距中心轴线602的最大距离处，所述最大距离小于或等于中心轴线602与加热器组件600的内壁607之间的距离的约100％、95％、90％、85％或80％。
外部加热元件620c的各个线圈之间的间隔可以变化。在一些实施方式中，线圈被间隔开，使得每个环的相邻点之间的电磁场的密度足够低，以防止环之间电弧放电。在一些实施方式中，外部加热元件620c的线圈以约1mm至约10mm范围内的距离、或约2mm至约9mm范围内的距离、或约3mm至约8mm范围内的距离、或约4mm至约7mm范围内的距离、或约5mm的距离间隔开。
外部加热元件620c从内部端621c到外部端622c的长度可取决于例如加热器组件600的大小、外部加热区634的大小和线圈之间的间隔而变化。在一些实施方式中，外部加热元件620c具有在约1m至约15m范围内、或在约2m至约14m范围内、或在约3m至约13m范围内、或在约4m至约12m范围内的长度。
在一个或多个实施方式中，如图6所示，多个加热元件形成与中心轴线602间隔开第一距离的内部加热区630。中部加热区632与中心轴线602间隔开第二距离，第二距离大于第一距离。外部加热区634与中心轴线602间隔开第三距离，第三距离大于第二距离。加热区之间的间隔和加热区的大小将取决于例如用于构造加热元件、加热器外壳和与加热器一起使用的基座组件的材料。
加热元件可由任何合适的材料制成，包括但不限于石墨。在一些实施方式中，内部加热元件620a、中部加热元件620b和外部加热元件620c包括石墨。用于各种加热元件的石墨可以是相同等级或不同等级的。在一些实施方式中，用于外部加热元件620c的石墨相比用于内部加热元件620a和/或中部加热元件620b的石墨具有更高的热膨胀系数(CTE)。具有较高CTE的石墨与具有较低CTE的石墨相比随着增加的温度将具有更大的膨胀量。较高程度的膨胀可能导致石墨从加热元件上刮落。在一些实施方式中，用于各种加热元件的石墨具有相同的电阻率和/或粒度。在一些实施方式中，用于内部加热元件的石墨相比用于外部加热元件的石墨具有更高的电阻率。在一些实施方式中，用于最长加热元件的石墨相比用于最短加热元件的石墨具有更低的电阻率。
在一些实施方式中，所述加热元件中的一个或多个位于加热器组件600的圆柱形主体601的表面603中形成的通道内。图7示出了本公开内容的实施方式，其中内部加热元件620a位于圆柱形主体601的表面603中的内部通道640a内。内部通道640a具有宽度Wa和深度Da。在一些实施方式中，内部通道640a具有与内部加热元件620a的形状相合的形状，使得内部加热元件620a的长度在内部通道640a内。
内部通道640a的宽度Wa可与内部加热元件620a的宽度W1相同。在一些实施方式中，内部加热元件620a的宽度Wa比内部加热元件620a的宽度W1宽以允许内部加热元件620a在内部通道640a内膨胀和/或收缩。在一些实施方式中，内部加热元件620a的宽度W1在内部通道640a的宽度Wa的约10％至约90％的范围内。在各种实施方式中，内部加热元件620a的宽度W1在内部通道640a的宽度Wa的约20％至约80％、或约30％至约70％、或约40％至约60％的范围内。
内部通道640a的深度Da可与内部加热元件620a的高度H1相同。在一些实施方式中，内部通道640a具有比内部加热元件620a的高度H1大的深度Da，使得内部通道640a的壁641a延伸到内部加热元件620a的顶部623a上方。在一些实施方式中，内部加热元件620a的高度H1在内部通道640a的深度Da的约10％至约50％的范围内。在各种实施方式中，内部加热元件620a的高度H1大于内部通道640a的深度Da的约10％，并且小于或等于内部通道640a的深度Da的约90％、80％、70％、60％、50％、40％或30％。
在一些实施方式中，中部加热元件620b位于圆柱形主体601的表面603中的中部通道640b内。中部通道640b具有宽度Wb和深度Db。在一些实施方式中，中部通道640b具有与中部加热元件620b的形状相合的形状，使得中部加热元件620b的长度在中部通道640b内。
中部通道640b的宽度Wb可与中部加热元件620b的宽度W2相同。在一些实施方式中，中部加热元件620b的宽度Wb比中部加热元件620b的宽度W2宽以允许中部加热元件620b在中部通道640b内膨胀和/或收缩。在一些实施方式中，中部加热元件620b的宽度W2在中部通道640b的宽度Wb的约10％至约90％的范围内。在各种实施方式中，中部加热元件620b的宽度W2在中部通道640b的宽度Wb的约20％至约80％、或约30％至约70％、或约40％至约60％的范围内。
中部通道640b的深度Db可与中部加热元件620b的高度H2相同。在一些实施方式中，中部通道640b的深度Db大于中部加热元件620b的高度H2，使得中部通道640b的壁641b延伸到中部加热元件620b的顶部623b上方。在一些实施方式中，中部加热元件620b的高度H2在中部通道640b的深度Db的约10％至约50％的范围内。在各种实施方式中，中部加热元件620b的高度H2大于中部通道640b的深度Db的约10％，并且小于或等于中部通道640b的深度Db的约100％、90％、80％、70％、60％、50％、40％或30％。
在一些实施方式中，中部通道640b的深度Db小于或等于约内部通道640a的深度Da。在一个或多个实施方式中，中部通道640b的深度Db小于或等于约内部通道640a的深度Da，并且内部加热元件620a的高度H1大致与中部加热元件620b的高度H2相同。
在一些实施方式中，外部加热元件620c位于圆柱形主体601的表面603中的外部通道640c内。外部通道640c具有宽度Wc和深度Dc。在一些实施方式中，外部通道640c具有与外部加热元件620c的形状相合的形状，使得外部加热元件620c的长度在外部通道640c内。
外部通道640c的宽度Wc可与外部加热元件620c的宽度W3相同。在一些实施方式中，外部加热元件620c的宽度Wc比外部加热元件620c的宽度W3宽以允许外部加热元件620c在外部通道640c内膨胀和/或收缩。在一些实施方式中，外部加热元件620c的宽度W3在外部通道640c的宽度Wc的约10％至约90％的范围内。在各种实施方式中，外部加热元件620c的宽度W3在外部通道640c的宽度Wc的约20％至约80％、或约30％至约70％、或约40％至约60％的范围内。
外部通道640c的深度Dc可与外部加热元件620c的高度H3相同。在一些实施方式中，外部通道640c具有比外部加热元件620c的高度H3大的深度Dc，使得外部通道640c的壁641c延伸到外部加热元件620c的顶部623c上方。在一些实施方式中，外部加热元件620c的高度Hc在外部通道640c的深度Dc的约50％至约100％的范围内。在各种实施方式中，外部加热元件620c的高度H3大于外部通道640c的深度Dc的约70％，并且小于或等于约外部通道640c的深度Dc的110％、105％、100％、95％或90％。
在一些实施方式中，外部通道640c的深度Dc小于或等于约中部通道640b的深度Db和内部通道640a的深度。在一个或多个实施方式中，外部通道640c的深度Dc小于或等于约中部通道640b的深度Db，并且中部加热元件620b的高度H2大致与外部加热元件620c的高度H3相同。在一些实施方式中，外部通道640c具有基本上与外部加热元件620c的高度H3相同的深度Dc，使得外部加热元件620c的顶部623c基本上与圆柱形主体601的表面603齐平。如在此所用地，术语“基本上与......齐平”是指加热元件的顶部在圆柱形主体的表面的约0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm内。
通道640的壁641可基本上垂直于圆柱形主体601的表面603。如在此所用地，术语“基本上垂直”是指由表面603和壁641形成的角度在约85°至约95°的范围内。参照图8，在一些实施方式中，通道640的壁641倾斜以与表面603形成大于约95°的角度645。在一些实施方式中，角度645大于约100°、105°、110°、115°或120°。在一个或多个实施方式中，角度645足够小，以防止由加热元件620产生的电场628a和628b的显著的重叠，从而使相邻线圈之间或相邻加热元件之间电弧放电的机会最小。在一些实施方式中，所述加热元件中的至少一个的壁基本上垂直于表面603并且所述加热元件中的至少一个的壁形成大于或等于约110°的角度645。
参考图9，本公开内容的一些实施方式包括具有内部端681、外部端682、顶部683、第一侧684和第二侧685的滑架680。滑架680包括多个切口688。每个切口被设计大小以支撑加热元件620。图9中示出的实施方式包括三个切口688，每个切口被设计大小以支撑外部加热元件620c的线圈。
滑架680可被配置为沿着轨道690在内部位置691与外部位置692之间移动。内部位置691比外部位置692更靠近中心轴线602，外部位置692更靠近侧壁607。由于支撑在切口688内的加热元件的膨胀和/或收缩，滑架680从内部位置691移动到外部位置692，反之亦然。
图9中的轨道690被示出为附接到圆柱形主体601的表面603的轨路。在加热元件620的膨胀和收缩期间，滑架680的底部中的凹槽686协作地与轨道690相互作用以沿着轨道690骑行。图9中所示的配置仅表示一个示例性实施方式。在一些实施方式中，滑架680在底部上具有突起，所述突起位于主体的表面中的凹槽内。本领域的技术人员将理解，存在允许滑架支撑加热元件并随着其膨胀/收缩而移动的部件的其他布置。在一些实施方式中，每个加热元件被支撑在滑架中。在一些实施方式中，加热元件中的至少一个在滑架中并且加热元件中的至少一个不在滑架中。
滑架680可由使加热元件与主体电绝缘的任何合适的材料制成。合适的材料包括但不限于石英、陶瓷(例如Al2O3)和/或陶瓷纤维绝缘材料(例如，多孔陶瓷)。
加热器组件600可在处理腔室内保持静止，而处理腔室的其他部件可以旋转。例如，在一些实施方式中，在基座组件围绕支撑支柱160的轴线旋转的同时，加热器组件600是静止的。在此种实施方式中，加热器组件600可以位于与基座组件的底部相邻的位置，而不连接到基座组件。在一些实施方式中，如图10中所示，加热器组件600是基座组件140的整体部件。在一些实施方式中，内部加热元件620a在基座组件140的靠近支撑支柱160的旋转轴线的内部区域附近形成加热器缓冲区域。旋转轴线是基座组件的旋转中心，并且可基于基座组件140进行旋转所围绕的支撑支柱160的位置而确定。在此种实施方式中，加热器组件600可与基座组件一起旋转，或可以是未连接到支撑支柱160从而使得支撑支柱的旋转不使加热器组件旋转的固定部件。
内部加热元件620a可位于与基板60相邻的位置，使得基板60和内部加热元件620a有一些重叠，或内部加热元件620a可位于的位置使得晶片与加热元件620a之间不存在竖直的重叠，如图所示。中部加热元件620b可位于与基板60相邻或竖直地重叠或对准的位置。外部加热元件620c可与晶片的外边缘重叠或与基板60具有很少的竖直重叠或不具有竖直重叠。
在一些实施方式中，加热器组件600位于与基座组件140相邻的位置，但不是所述组件的整体部件。例如，图11示出了基座组件140的横截面示意图，其中加热器组件600位于与基座组件的底表面143相邻的位置。
根据一个或多个实施方式，处理设备可以包括与传送站连通的多个腔室。此种设备可被称为“群集工具”或“群集系统”等。
一般来说，群集工具是包括多个腔室的模块化的系统，这些腔室执行各种功能，包括基板中心定位和取向、退火、退火、沉积和/或蚀刻。根据一个或多个实施方式，群集工具包括至少一个第一腔室、以及中心传送腔室。中心传送腔室可以容纳机器人，机器人可使基板穿梭于各处理腔室之间、各负载锁定腔室之间、以及各处理腔室和各负载锁定腔室彼此之间。传送腔室典型地维持在真空条件下并且提供中间平台，中间平台用于使基板从一个腔室穿梭到另一个腔室和/或穿梭到位于群集工具的前端的负载锁定腔室。可适用于本公开内容的两个所熟知的群集工具是
Figure BDA0001702689720000191
和
Figure BDA0001702689720000192
两者均可由加利福尼亚圣克拉拉市应用材料公司(Applied Materials,Inc.,of Santa Clara,Calif.)提供。然而，腔室的准确布置和组合可出于执行如本文所述工艺的特定步骤的目的而更改。其他可用的处理腔室包括但不限于循环层沉积(CLD)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、预先清洁、化学清洁、如RTP之类的热处理、等离子体氮化、退火、取向、羟化和其他基板工艺。通过在群集工具上的腔室中执行工艺，可在沉积后续膜前不进行氧化的情况下避免基板被大气杂质表面污染。
根据一个或多个实施方式，基板持续在真空或者说是“负载锁定”条件下，并且当从一个腔室移动到下一腔室时不暴露于环境空气。传送腔室因此在真空下并在真空压力下被“抽气”。惰性气体可以存在于处理腔室或传送腔室中。在一些实施方式中，惰性气体用作净化气体以将一些或所有的反应物去除。根据一个或多个实施方式，在沉积腔室的出口处注射净化气体以防止反应物从沉积腔室移动到传送腔室和/或另外的处理腔室。由此，惰性气流在腔室出口处形成气帘。
基板可在单个基板沉积腔室中进行处理，在单个基板沉积腔室中，单个基板在另一基板被处理前被装载、处理和卸载。基板也可类似于传送机系统以连续方式进行处理，其中多个基板被单独地装载到腔室的第一部分中，移动通过腔室，并且从腔室的第二部分卸载。腔室和相关联的传送机系统的形状可形成笔直路径或弯曲路径。另外，处理腔室也可以是转盘(carousel)，其中多个基板围绕中心轴线被移动并且在整个转盘路径中都暴露于沉积、蚀刻、退火、清洁等工艺。
在处理期间，可加热或冷却基板。此加热或冷却可通过任何合适的手段来完成，包括但不限于改变基板支撑件的温度和使加热的气体或冷却的气体流动到基板表面。在一些实施方式中，基板支撑件包括加热器/冷却器，加热器/冷却器可被控制来以传导方式改变基板温度。在一个或多个实施方式中，所采用的气体(反应气体或惰性气体)被加热或冷却以使基板温度局部改变。在一些实施方式中，加热器/冷却器位于腔室内、与基板表面邻近，以对流方式改变基板温度。
基板也可在处理期间静止或旋转。旋转的基板可连续地或以分立步骤进行旋转。例如，基板可以在整个工艺中一直旋转，或基板可在暴露于不同的反应气体或净化气体的操作之间小幅度地旋转。在处理期间旋转基板(连续地或逐步地)可有助于通过使例如气流几何形状的局部变化的效应最小化来产生更均匀的沉积或蚀刻。
在原子层沉积型腔室中，基板可在空间上或时间上分开的工艺中暴露于第一前驱物和第二前驱物。时间ALD是其中第一前驱物流入腔室以与表面反应的传统工艺。在使第二前驱物流动前从腔室中净化第一前驱物。在空间ALD中，第一前驱物和第二前驱物两者同时流到腔室，但是在空间上分开，使得在流之间存在防止前驱物混合的区域。在空间ALD中，基板相对于气体分配板而移动，反之亦然。
在实施方式中，在方法的一个或多个所述部分发生在一个腔室中的情况下，所述工艺可为空间ALD工艺。虽然上述化学物质中的一种或多种可能无法相容(即，导致在基板表面上之外的地方反应和/或沉积在腔室上)，但空间上的分开确保了试剂在气相上不会互相暴露。例如，时间ALD涉及净化沉积腔室。然而，在实践中，有时不可能在多余试剂流入额外试剂前将所述多余试剂从腔室净化出去。因此，腔室中的任何残留试剂都可能发生反应。通过空间分离，无需净化多余试剂，并且限制交叉污染。此外，可使用许多时间来净化腔室，并且因此可通过消除净化步骤来增加产量。
在本说明书全文中提到“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或“实施方式”表示结合实施方式描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开内容的至少一个实施方式中。因此，本说明书全文各处出现短语诸如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”不一定指本公开内容的同一实施方式。此外，特定的特征、结构、材料或特性可以任何合适方式结合在一个或多个实施方式中。
虽然本公开内容在本文中已参考特定实施方式来描述，但应理解，这些实施方式仅说明了本公开内容的原理和应用。本领域的技术人员将清楚，在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，可对本公开内容的方法和设备做出各种修改和变化。因此，本公开内容意在包括在所附权利要求书和它们的等效物的范围内的修改和变化。

Claims (17)

1.一种用于半导体处理腔室的加热器组件，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，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，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，
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位于所述圆柱形主体的所述表面中的内部通道内，所述中部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的中部通道内，并且所述外部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的外部通道内，
其中所述外部通道具有比所述中部通道的深度小的深度，所述中部通道具有比所述内部通道的深度小的深度，并且所述内部加热元件具有第一宽度和第一高度，所述中部加热元件具有第二宽度和第二高度，并且所述外部加热元件具有第三宽度和第三高度，所述第一宽度大于所述第二宽度，所述第二宽度大于所述第三宽度，所述第一高度小于所述第二高度，所述第二高度小于所述第三高度。
2.如权利要求1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至少三个线圈。
3.如权利要求1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。
4.如权利要求2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。
5.如权利要求1所述的加热器组件，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。
6.如权利要求5所述的加热器组件，其中所述内部通道比所述内部加热元件宽以允许所述内部加热元件的膨胀。
7.如权利要求5所述的加热器组件，其中所述内部通道具有比所述内部加热元件的所述第一高度大的深度，使得所述内部通道的壁延伸到所述内部加热元件的顶部上方。
8.如权利要求1所述的加热器组件，其中所述中部通道在形状上与所述中部加热元件相合，使得所述中部加热元件的所述长度在所述中部通道内。
9.如权利要求8所述的加热器组件，其中所述中部通道比所述中部加热元件宽以允许所述中部加热元件的膨胀。
10.如权利要求8所述的加热器组件，其中所述中部通道具有比所述中部加热元件的所述第二高度大的深度，使得所述中部通道的壁延伸到所述中部加热元件的顶部上方。
11.如权利要求1所述的加热器组件，其中所述外部通道在形状上与所述外部加热元件相合，使得所述外部加热元件的所述长度在所述外部通道内。
12.如权利要求11所述的加热器组件，其中所述外部通道比所述外部加热元件宽以允许所述外部加热元件的膨胀。
13.如权利要求11所述的加热器组件，其中所述外部通道具有基本上与所述外部加热元件的所述第三高度相同的深度，使得所述外部加热元件的顶部基本上与所述圆柱形主体的所述表面齐平。
14.如权利要求1所述的加热器组件，进一步包括滑架，所述滑架具有多个切口，每个切口被设计大小以支撑加热元件，所述滑架被配置成沿着轨道在内部位置与外部位置之间移动，所述内部位置比所述外部位置更靠近所述中心轴线，其中由于被支撑加热元件的膨胀，所述滑架从所述内部位置移动到所述外部位置。
15.一种用于半导体处理腔室的基座组件，包括：
加热器组件，所述加热器组件包括
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，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，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，
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位于所述圆柱形主体的所述表面中的内部通道内，所述中部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的中部通道内，并且所述外部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的外部通道内，
其中所述外部通道具有比所述中部通道的深度小的深度，所述中部通道具有比所述内部通道的深度小的深度，并且所述内部加热元件具有第一宽度和第一高度，所述中部加热元件具有第二宽度和第二高度，并且所述外部加热元件具有第三宽度和第三高度，所述第一宽度大于所述第二宽度，所述第二宽度大于所述第三宽度，所述第一高度小于所述第二高度，所述第二高度小于所述第三高度。
16.一种处理腔室，所述处理腔室包括：
气体分配组件；
基座组件，所述基座组件与所述气体分配组件相邻并与所述气体分配组件间隔开；和
加热器组件，所述加热器组件包括：
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，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，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，
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位于所述圆柱形主体的所述表面中的内部通道内，所述中部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的中部通道内，并且所述外部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的外部通道内，
其中所述外部通道具有比所述中部通道的深度小的深度，所述中部通道具有比所述内部通道的深度小的深度，并且所述内部加热元件具有第一宽度和第一高度，所述中部加热元件具有第二宽度和第二高度，并且所述外部加热元件具有第三宽度和第三高度，所述第一宽度大于所述第二宽度，所述第二宽度大于所述第三宽度，所述第一高度小于所述第二高度，所述第二高度小于所述第三高度。
17.如权利要求16所述的处理腔室，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，所述内部通道比所述内部加热元件宽，所述内部通道具有比所述内部加热元件的所述第一高度大的深度，并且所述内部通道与所述内部加热元件的形状相合，使得所述内部加热元件的所述长度在所述内部通道内；
所述中部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的中部通道内，所述中部通道比所述中部加热元件宽以允许所述中部加热元件的膨胀，所述中部通道具有比所述中部加热元件的所述第二高度大的深度，使得所述中部通道的壁延伸到所述中部加热元件的顶部上方，并且所述中部通道在形状上与所述中部加热元件相合，使得所述中部加热元件的所述长度在所述中部通道内；
所述外部加热元件位于所述圆柱形主体的所述表面中的外部通道内，所述外部通道在形状上与所述外部加热元件相合，使得所述外部加热元件的所述长度在所述外部通道内，所述外部通道比所述外部加热元件宽以允许所述外部加热元件的膨胀，所述外部通道具有基本上与所述外部加热元件的所述第三高度相同的深度，使得所述外部加热元件的顶部基本上与所述圆柱形主体的所述表面齐平。
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