CN111742401A - 用于原子层沉积（ald）温度均匀性的热解氮化硼（pbn）加热器 - Google Patents

用于原子层沉积（ald）温度均匀性的热解氮化硼（pbn）加热器 Download PDF

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Abstract

描述了加热器，加热器具有有顶部和底部的主体，加热器包括热解氮化硼(PBN)、第一加热器电极、和第二加热器电极。加热器电极可以封闭在电绝缘支座内并连接到单独的汇流条以提供电力。还描述了包括一个或多个加热器的加热器组件和包括该加热器组件的处理腔室。

Description

用于原子层沉积(ALD)温度均匀性的热解氮化硼(PBN)加热器
技术领域
本公开的实施例大体涉及用于处理基板的设备。更具体地，本公开的实施例涉及用于批处理腔室的加热器。
背景技术
原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)和等离子体增强ALD(Plasma-Enhanced ALD，PEALD)是在高纵横比结构中提供膜厚度和保形性的控制的沉积技术。由于半导体工业中组件尺寸的不断缩小，使用ALD/PEALD的兴趣和应用有增长。在一些情况中，只有PEALD可以满足所需的膜厚度和保形性的规格。
半导体器件形成通常在包含多个腔室的基板处理平台中进行。在一些实例中，多腔室处理平台或群集工具的目的是在受控制的环境中依序地在基板上执行两个或更多个处理。然而，在其他实例中，多腔室处理平台可以仅在基板上执行单个处理步骤；额外的腔室旨在最大化由平台处理基板的速率。在后者的情况中，在基板上执行的处理通常是批量处理，其中在给定的腔室中同时处理相对大量的基板，例如25个或50个。批量处理对于以经济上可行的方式在各个基板上执行太耗时的工艺是特别有益的，例如用于原子层沉积(ALD)工艺和一些化学气相沉积(CVD)工艺。
在处理期间，通常使用管状加热器加热基板，管状加热器具有约750℃的温度上限。尽管加热器可能达到该温度，但被加热的基板或基座组件通常不会高于约550℃。管状加热器的瓦特密度从中央加热线处高，从管状辐射360度，导致向晶片的低功率密度(～30瓦/cm2)。此外，在750℃下运行的管状加热器具有约三到六个月的使用寿命。
因此，本领域需要能够将晶片加热到高于550℃的温度，具有更长寿命和/或更高瓦特密度的设备。
发明内容
本公开的一个或多个实施例涉及加热器，该加热器包括具有顶部和底部的主体。主体包含热解氮化硼(pyrolytic boron nitride，PBN)。第一加热器电极连接到主体的底部并且第二加热器电极连接到主体的底部。
本公开的另外的实施例涉及加热器组件，加热器组件包括圆形主体，其具有底部及侧壁，该底部具有在主体的中心处的开口，该侧壁形成围绕底部的主体的外周。侧壁和底部限定在主体内的腔。加热器区域在主体的腔内。加热器区域包括一个或多个加热器，该一个或多个加热器具有加热器主体，该加热器主体包括热解氮化硼(pyrolytic boronnitride，PBN)，第一加热器电极连接到加热器主体的底部，并且第二加热器电极连接到该加热器主体的底部。第一汇流条与第一加热器电极电连接并且第二汇流条与第二加热器电极电连接并与第一汇流条电隔离。
附图说明
以便可以详细了解本公开的实施例的上述特征的方法，本公开的实施例的更具体的描述，简要概述于上，可参照实施例，其中一些实施例描绘在随附附图中。然而，应当注意，随附附图仅示出本公开的典型实施例，并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可承认其他等效的实施例。
图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的基板处理系统的示意性剖视图；
图2示出了根据本公开的一个或多个实施例的基板处理系统的透视图；
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的基板处理系统的示意图；
图4示出了根据本公开的一个或多个实施例的注射器单元的前部的示意图；
图5示出了根据本公开的一个或多个实施例的气体分配组件的前部的示意图；
图6A示出了根据本公开的一个或多个实施例的加热器的顶视图；
图6B示出了图6A的加热器的底视图；
图7示出了根据本公开的一个或多个实施例的具有支座的加热器的顶视图；
图8示出了根据本公开的一个或多个实施例的加热器的底视图；
图9示出了根据本公开的一个或多个实施例的具有支座和汇流条的加热器的一部分的剖视图；
图10示出了根据本公开的一个或多个实施例的汇流条组件的视图；
图11示出了根据本公开的一个或多个实施例的加热器组件的视图；并且
图12示出了根据本公开的一个或多个实施例的具有多个PBN加热器的加热区域的局部视图。
具体实施方式
本公开的实施例提供了一种用于连续基板沉积的基板处理系统，以最大化产量并提高处理效率。关于空间原子层沉积腔室描述了本公开的一个或多个实施例。
如在本说明书和随附权利要求中所使用的，术语“基板”和“晶片”可互换使用，两者均指工艺作用于其上的表面，或表面的一部分。本领域技术人员还将理解，除非上下文另有明确说明，否则对基板的引用也可仅指基板的一部分。此外，对在基板上的沉积的引用可以意味着裸基板和具有沉积于其上或形成于其上的一个或多个膜或特征的基板。
如本说明书和随附权利要求中所使用，术语“反应气体(reactive gas)”、“前驱物(precursor)”、“反应物(reactant)”等可互换使用，表示包含与基板表面反应的物质的气体。例如，第一“反应气体”可以简单地吸附到基板的表面上并且可用于与第二反应气体的进一步化学反应。
如在本说明书和随附权利要求中所使用的，术语“饼形”和“楔形”可互换使用，以描述作为圆的扇形的主体。例如，楔形区段可以是圆形或盘状结构的一部分，并且多个楔形区段可以连接以形成圆形体。扇形可以定义为由圆的两个半径和圆弧所包围的圆的一部分。饼形区段的内边缘可以达到一点或者可以被截断为平坦边缘或圆形的。在一些实施例中，扇区可以被定义为环(ring)或环(annulus)的一部分。
基板的路径可垂直于气体通口。在一些实施例中，每个气体注射器组件包括多个细长的气体通口，气体通口以一方向延伸，该方向基本上垂直于基板横穿的路径，其中气体分配组件的前面基本平行于压板。如本说明书和随附权利要求中所使用的，术语“基本上垂直”意味着基板的移动的一般方向沿着与气体通口的轴大致垂直(例如，约45°至90°)的平面。对于楔形气体通口，气体通口的轴可以被认为是线，该线被定义为沿着通口的长度延伸的通口的宽度的中点。
图1示出包括气体分配组件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是在处理腔室中使用的任何类型的气体输送装置。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可以具有任何数量或种类的开口以将气流朝向基座组件140输送。气体分配组件120还包括在所示实施例中为实质上圆形的外周边缘124。
使用的具体类型的气体分配组件120可以根据所使用的特定处理而变化。本公开的实施例可以与任意类型的处理系统使用，在该处理系统中基座和气体分配组件之间的间隙被控制。尽管可以利用各种类型的气体分配组件(例如，喷淋头)，本公开的实施例对于具有多个实质上平行的气体通道的空间ALD气体分配组件可以是特别有用的。例如在本说明书和随附权利要求中所使用的，术语“实质上平行”是指气体通道的细长轴在相同的大致方向上延伸。气体通道的平行度可能存在有轻微的缺陷。多个实质上平行的气体通道可以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通道流出的气体被导向晶片的顶表面。一些气流通过净化气体P通道跨晶片的表面水平移动并且流出处理区域。从气体分配组件的一端移动到另一端的基板将依序暴露于每个处理气体，在基板表面上形成层。
在一些实施例中，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。在一个或多个实施例中，气体分配组件120由多个单独的扇形(sectors)(例如，注射器单元122)组成，如图2所示。单件主体或多扇形主体可以与所描述公开内容的各种实施例一起使用。
基座组件140定位于气体分配组件120下方。基座组件140包括顶表面141和顶表面141中的至少一个凹部142。基座组件140也具有底表面143和边缘144。依据正在被处理的基板60的形状和尺寸，凹部142可以是任何合适的形状和尺寸。在图1所示的实施例中，凹部142具有平坦的底部以支撑晶片的底部；然而，凹部的底部可以变化。在一些实施例中，凹部具有围绕凹部的外周边缘的阶梯区域，其尺寸被设置成支撑晶片的外周边缘。由阶梯支撑的晶片的外周边缘的量可以根据，例如，晶片的厚度以及已存在于晶片背侧的特征的存在而变化。
在一些实施例中，如图1所示，基座组件140的顶表面141中的凹部142的尺寸被设置成使得支撑在凹部142中的基板60具有与基座140的顶表面141实质上共面的顶表面61。如本说明书和随附权利要求中所使用的，术语“实质上共面”是指晶片的顶表面和基座组件的顶表面于±0.2mm之内共面。在一些实施例中，顶表面于±0.15mm、±0.10mm、或±0.05mm内共面。一些实施例的凹部142支撑晶片，使得晶片的内径(ID)位于距基座的中心(旋转轴)约170mm至约185mm的范围内。在一些实施例中，凹部142支撑晶片，使得晶片的外径(OD)位于距基座的中心(旋转轴)约470mm至约485mm的范围内。
图1的基座组件140包括能够提升、降低、和旋转基座组件140的支撑柱160。基座组件可包括在支撑柱160的中心内的加热器、或气体管线、或电子部件。支撑柱160可以是增加或减小基座组件140和气体分配组件120之间的间隙，将基座组件140移动到合适的位置的主要手段。基座组件140还可以包括微调致动器162，其可对基座组件140进行微调，以在基座组件140和气体分配组件120之间形成预定间隙170。在一些实施例中，间隙170的距离在约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。
附图中所示的处理腔室100是转盘式腔室，基座组件140可固持多个基板60于该腔室中。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下方移动时，每个注射器单元122能够在晶片上沉积膜。两个饼形注射器单元122被示出为定位在基座组件140的接近对侧并且在基座组件140上方。这个数量的注射器单元122仅用于说明的目的而示出。应理解，可包括更多或更少的注射器单元122。在一些实施例中，存在有足够数量的饼形注射器单元122，以形成符合基座组件140的形状的形状。在一些实施例中，各个饼形注射器单元122中的每一个可独立地移动、移除、和/或更换，而不影响任何其他注射器单元122。例如，可升高一个区段以允许机器人进入基座组件140和气体分配组件120之间的区域以装载/卸载基板60。
可以使用具有多个气体注射器的处理腔室来同时处理多个晶片，使得晶片经历相同的处理流程。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可以位于注射器组件30之间。将基座组件140旋转(17)45°将导致气体分配组件120之间的每个基板60被移动到用于膜沉积的气体分配组件120，如由气体分配组件120下的虚线圆圈所示。附加的45°旋转将会将基板60移离开注射器组件30。利用空间ALD注射器，在晶片相对于注射器组件移动期间，膜沉积在芯片上。在一些实施例中，基座组件140以增量旋转，其避免基板60在气体分配组件120下方停止。基板60和气体分配组件120的数量可以是相同的或不同的。在一些实施例中，处理的晶片与气体分配组件数量相同。在一个或多个实施例中，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。例如，若有四个气体分配组件，则有4x个晶片被处理，其中x是大于或等于1的整数值。
图3中所示的处理腔室100仅代表一种可能的配置，且不应被认为是对本文的范围的限制。在此，处理腔室100包括多个气体分配组件120。在所示的实施例中，在处理腔室100周围均匀间隔分布有四个气体分配组件(也称为注射器组件30)。所示的处理腔室100是八角形的；然而，本技术领域技术人员将理解，这是一种可能的形状，并且不应被认为是限制本公开的范围。所示的气体分配组件120是梯形的，但是可以是单个圆形部件，或者由多个饼形区段组成，如图2所示。
图3所示的实施例包括装载锁定腔室180，或类似缓冲站的辅助腔室。此腔室180连接到处理腔室100的一侧，以允许，例如，基板(也称为基板60)从处理腔室100装载/卸载。晶片机器人可以定位在腔室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是不连续的。在连续处理中，晶片不断地旋转，使得他们依序暴露于每个注射器。在不连续的处理中，晶片可以移动到注射器区域并停止，并且接着移动到注射器之间的区域84并停止。例如，转盘可旋转，使得晶片从注射器间区域跨过注射器移动(或者在注射器附近停止)，并且移动到下一个注射器间区域，转盘可以在该区域再次暂停。注射器之间的暂停可为每层沉积之间的附加处理步骤提供时间(例如，暴露于等离子体)。
图4示出气体分配组件220的扇形(sector)或部分，其可称为注射器单元122。注射器单元122可以单独使用或与其他注射器单元组合使用。例如，如图5所示，四个图4的注射器单元122被组合以形成单个气体分配组件220。(为了清楚，未示出分离四个注射器单元的线。)尽管图4的注射器单元122除了净化气体通口155和真空通口145之外还具有第一反应气体通口125和第二反应气体通口135，注射器单元122不需要所有这些部件。
参考图4和图5，根据一个或多个实施例的气体分配组件220可包括多个扇形(或注射器单元122)，每个扇形是相同的或不同的。气体分配组件220定位在处理腔室中，并且包括在气体分配组件220的前表面121中的多个细长气体通口125、135、145。多个细长气体通口125、135、145和真空通口155从邻近内周边缘123的区域向邻近气体分配组件220的外周边缘124的区域延伸。所示的多个气体通口包括第一反应气体通口125、第二反应气体通口135、围绕第一反应气体通口和第二反应气体通口中的每一个的真空通口145、和净化气体通口155。
参考图4或图5所示的实施例，然而，当说明通口从至少约内周区域延伸到至少约外周区域时，通口可不只是从内区域径向延伸到外区域。当真空通口145包围反应气体通口125和反应气体通口135时，通口可以切向地(tangentially)延伸。在图4和图5所示的实施例中，楔形反应气体通口125、135被真空通口145包围其所有边缘，包括邻近的内周区域和外周区域。
参考图4，当基板沿着路径127移动时，基板表面的每个部分暴露于各种反应气体。跟随路径127，基板将暴露于或“看到”净化气体通口155、真空通口145、第一反应气体通口125、真空通口145、净化气体通口155、真空通口145、第二反应气体通口135、和真空通口145。因此，在图4中所示的路径127的末端，基板已经暴露于来自第一反应气体通口125和第二反应气体通口135的气流以形成层。所示的注射器单元122形成四分之一圆，但可以更大或更小。图5所示的气体分配组件220可被认为是四个图4的注射器单元122串联的组合。
图4的注射器单元122示出分离反应气体的气幕150。术语“气幕”用于描述将反应气体分离而不混合的气流或真空的任何组合。图4所示的气幕150包括靠近第一反应气体通口125的真空通口145的一部分、中间的净化气体通口155、和靠近第二反应气体通口135的真空通口145的一部分。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为多个处理区域250的分离。处理区域大致被限定为围绕各个反应气体通口125、135，具有气幕150于250其间。图5所示的实施例组成八个分离的处理区域250，具有八个分离的气幕150于其间。处理腔室可具有至少两个处理区域。在一些实施例中，存在至少三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、10个、11个、或12个处理区域。
在处理期间，基板可以在任何给定的时间暴露于多于一个处理区域250。然而，暴露于不同处理区域的部分将具有分离两者的气幕。例如，如果基板的前缘进入包括第二反应气体通口135的处理区域，基板的中间部分将在气幕150下方，并且基板的后缘将处于包括第一反应气体通口125的处理区域中。
工厂接口280，其可以是例如负载锁定腔室，其被示为连接到处理腔室100。基板60被示为重叠在气体分配组件220上以提供参考框。基板60通常可以位于基座组件上以被保持在气体分配组件120的前表面121(也称为气体分配板)附近。基板60经由工厂接口280装载到处理腔室100中到基板支撑件或基座组件上(见图3)。基板60可以被示出为位于处理区域内，因为基板位于邻近第一反应气体通口125并且在两个气幕150a、150b之间。沿着路径127旋转基板60将会绕着处理腔室100逆时针移动基板。因此，基板60将暴露于第一处理区域250a到第八处理区域250h，包括其间的所有处理区域。对于处理腔室周围的每个循环，使用所示的气体分配组件，基板60将暴露于第一反应气体和第二反应气体的四个ALD循环。
批量处理器中的常规的ALD序列，如图5所示，保持化学物质A和B分别从空间分离的喷射器流出，其间具有泵/净化部分。常规的ALD序列具有起始和结束图案，这可能导致沉积膜的不均匀性。发明人意外地发现，在空间ALD批量处理腔室中执行的基于时间的ALD工艺提供了具有更高均匀性的膜。暴露于气体A、无反应气体、气体B、无反应气体，这样的基本工艺将是扫掠喷射器下的基板以分别用化学物质A和B浸透表面，以避免在膜中有起始和结束图案形式。发明人意外地发现，当目标膜厚度薄的时候(例如，小于20个ALD循环)，基于时间的方式特别有益，其中起始和结束图案对晶片内均匀性性能具有显著影响。发明人还发现，如本文所述，产生SiCN、SiCO和SiCON膜的反应工艺不能以时域处理(time-domainprocess)完成。用于净化处理腔室的时间量导致材料从基板表面剥离。所描述的空间ALD工艺不会发生剥离，因为气幕下的时间很短。
因此，本公开的实施例涉及包括处理腔室100的处理方法，处理腔室100具有多个处理区域250a-250h，每个处理区域由气幕150与相邻区域分离。例如，图5所示的处理腔室。根据气流的布置，处理腔室内的气幕和处理区域的数量可以是任何合适的数量。图5所示的实施例具有八个气幕150和八个处理区域250a-250h。气幕的数量通常等于或大于处理区域的数量。例如，如果区域250a没有反应气流，而是仅用作装载区域，则处理腔室将具有七个处理区域和八个气幕。
多个基板60定位在基板支撑件上，例如，图1和图2所示的基座组件140。多个基板60围绕处理区域旋转以进行处理。通常，气幕150在整个处理(包括当没有反应气体流入腔室的时间段)中是接合的(气流和真空作用)。
第一反应气体A流入一个或多个处理区域250，同时惰性气体流入第一反应气体A没有流入其中的任何处理区域250。例如，如果第一反应气体流入处理区域250b到处理区域250h，则惰性气体将流入处理区域250a。惰性气体可以流动通过第一反应气体端口125或第二反应气体端口135。
再次参考图1，本公开的一些实施例包括位于基座组件140的底表面143附近的加热器300。加热器300可以与底表面143间隔任意合适，或者可以与底表面143直接接触。所示的加热器300是具有中心开口305的盘形部件，支撑柱160延伸穿过该中心开口305。加热器300可以连接到支撑柱160，使得加热器300与基座组件140一起移动，使得距底表面143的距离保持不变。在一些实施例中，加热器300与基座组件140一起旋转。在一些实施例中，加热器300独立于基座组件140，因为加热器300的运动与基座组件140是分离的且是独立控制的。
图1中所示的加热器300包括加热组件310。每个加热组件310可以是独立控制的单独组件，或者可以是均匀的材料线圈，其在开口305周围延伸，形成当从上方观察时的螺旋形状。所示的加热组件310布置在三个径向区域中，使得每个区域位于与中心开口305不同的距离处。内区域315a是在基座组件140的中心处离支撑柱160最靠近的区域。内区域315a被示为三个加热组件310a的线圈，其可以是单个线圈或多个线圈。在一些实施例中，任何区域中的加热组件被分成旋转区域。例如，在所示的实施例中，加热器300的左侧可以具有与右侧不同的线圈，使得每个径向区域具有两个旋转区域。
第二区域315b被示出为位于凹部142下方，凹部142支撑基板60。第二区域315b中的加热组件310b被示出为比内区域315a的加热组件310a更靠近基座组件140的底表面143。在一些实施例中，内区域315a的加热组件310a比第二区域315b的加热组件310b更靠近底表面143。在一些实施例中，内区域315a的加热组件310a和第二区域315b的加热组件310b与底表面143的距离大约相同。
第一区域315a的加热组件310a被第一屏蔽物320a与第二区域315b的加热组件310b分离。第一屏蔽物320a的尺寸和形状可以是任何合适的尺寸，并且可以定位在距基座组件140的底表面143的任何距离处。在一些实施例中，没有将内区域315a与第二区域315b分开的第一屏蔽物320a。
外区域315c的加热组件310c示出为位于基座组件140的外部。在一些实施例中，外区域315c的加热组件310c被第二屏蔽物320b与第二区域315b的加热组件310b分离。在一些实施例中，外区域315c的加热组件310c和基座组件140的底表面143的距离与内区域315a和/或第二区域315b中的一个或多个不同。在一些实施例中，加热器300包括多于或少于三个区域。例如，在一些实施例中，存在有四个加热器区域(未示出)，内加热区域、第二加热区域、第三加热区域、和外加热区域。
本公开的一个或多个实施例有利地提供可以将晶片加热到800℃或更高的加热器。一些实施例有利地提供可以安全地达到约1200℃的表面温度的热解氮化硼/热解石墨(PBN/PG)加热器。本公开的一些实施例提供了可以提供小于或等于约2℃的晶片温度均匀性的设备。一些实施例提供了在大的平坦表面具有非常高的瓦特密度(高达100Watt/cm2)的加热器。
一些实施例的批量处理腔室使用大直径石墨基座(板)来同时支撑、加热、并允许处理六个晶片。该板在处理期间旋转，并从固定在下方的腔室腔中的加热器接收热。该腔位于基座下方，并由保持在低温(例如，40-60℃)的流体冷却主体形成。该腔提供穿透(penetration)以为多个加热、泵感测、基座定位相机观察、和人眼观察的区域馈送电力。加热区域可以被定位在基座下方的任何高度处(例如，35mm至150mm)的腔中，因为基座可以向下平移以转移晶片。
PBN/PG加热器可以提供具有极高瓦特密度(例如，高达100W/cm2)的平坦表面。多个PBN加热器可以连接到腔室内的一对电隔离汇流条(busbars)的公共区域电源，该腔室允许每个区域的PBN组件的阵列。PBN组件，与公共电源并联连接，可以具有相等的电阻，以提供相等的功率输出和操作温度。
一些实施例有利地提供平板PBN加热器，其在径向离散的控制区域中的石墨基座处具有高密度向上引导的能量。例如，三个单独的控制区域可以提供管理均匀的晶片温度到小于一度的能力。
在一些实施例中，内区域加热器被PBN加热器取代。内区域PBN加热器可通过在基座的中心引入高功率来提供良好的温度均匀性。更换的内区域管状加热器可能不在基座的中心处提供足够的功率，这是由于，例如，沿旋转轴向下并且直到铝注射器的高热损失。一些实施例的PBN加热器具有比有更高功率密度的管状加热器更小的外径，并且可以将能量集中在更靠近基座的中心。在一些实施例中，平坦PBN加热器可以更靠近基座定位，以提供比用管状加热器所能达到的更有效的温度控制。
参考图6A、图6B、和图7，本公开的一个或多个实施例涉及加热器400。图6A示出了加热器400的顶视图并且图6B示出了加热器400的底视图。如以此方式所使用，相对的术语“顶”和“底”用于描述加热器400的不同视图，且不应被视为暗示特定空间方向。加热器400具有主体410，主体410具有顶部412和底部414。
在一些实施例中，主体410是具有直边的矩形部件。在一些实施例中，如图所示，主体410是弯曲部件，其具有通过弧形内端418和弧形外端419连接的第一端416和第二端417。
主体410可由任何合适的材料制成。在一些实施例中，主体410包括热解氮化硼(PBN)、热解石墨(PG)、或PBN/PG的混合物。在一些实施例中，PBN/PG的混合物具有在约100：1至约1：100的范围内的PBN：PG比率。在一些实施例中，加热器400的主体410基本上由PBN组成。如以这种方式使用，术语“基本上由PBN组成”是指组合物基于重量大于99％或99.5％的PBN。
加热器400包括连接到主体410的底部414的第一加热器电极421和第二加热器电极422。第一加热器电极421和第二加热器电极422可以由能够有效地导电的任何合适材料制成。在一些实施例中，第一加热器电极421和/或第二加热器电极422由包含钼的材料所制成。
加热器电极的定位可以根据，例如，电源连接的位置而变化。在一些实施例中，第一加热器电极421比第二加热器电极422更靠近内端418或外端419。图8示出了加热器400的底视图，示出了第一加热器电极421比内端418更靠近外端419，并且第二加热器电极422比外端149更靠近内端418。
加热器400的一些实施例包括在主体410的底部414上的第一凹部431和第二凹部432。凹部可以是任何合适的形状和宽度。在图6B所示的实施例中，凹部431、432是圆形的，并且第一加热器电极421在第一凹部431的边界内，并且第二加热器电极431在第二凹部432的边界内。在所示实施例中，在第一凹部431中有第一凸起部分433，并且在第二凹部432中具有第二凸起部分434。凸起部分433、434的尺寸经设置以使得凹部431、432具有合适的宽度以支撑单独的部件。在一些实施例中，凹部431、432具有约40mm至约150mm的范围内、或者在约50mm至约140mm的范围内、或者在约60mm至约130mm的范围内的外径。在一些实施例中，凹部431、432的宽度大于或等于约2mm、3mm、4mm、5mm、10mm、或15mm。
在一些实施例中，如图7所示，第一支座451位于第一凹部431中，且第二支座452位于第二凹部432中。支座451、452可以由可被用以隔离电源连接的任何合适的电绝缘(即，非导电)材料制成。在一些实施例中，支座451、452是石英。在一些实施例中，支座具有包括电绝缘材料(例如，石英)的底部。
通过与汇流条连接器(busbar connector)的连接，可以通过加热器电极421、422发生与电源的连接。汇流条连接器可以形成在支座的底部并且延伸穿过支座，或者可以是连接到电极的单独部件。汇流条连接器可视为支座的一部分，即使当是单独的部件时。在一些实施例中，如图9中所示，第一汇流条连接器461是单独的部件，其穿过汇流条盖540以接触第一汇流条521。
在一些实施例中，第一导线471将第一汇流条连接器461连接到第一加热器电极421。在类似的布置中，第二导线(未示出)将第二汇流条连接器(未示出)连接到第二加热器电极422。第一导线471位于第一支座451内，并且第二导线位于第二支座内。
第一导线471可以通过任何合适的连接器连接到第一加热器电极421和第一汇流条连接器461。在一些实施例中，螺钉474和，选择性地，垫圈(未示出)将第一导线471连接到第一加热器电极421。在一些实施例中，螺钉475和，选择性地，垫圈或连接环(未编号)将第一导线471连接到第一汇流条连接器461。第二导线可以通过类似于第一导线471的合适的连接器连接到第二加热器电极和第二汇流条连接器。在一些实施例中，导线包括编织钼。在一些实施例中，螺钉和选择性的垫圈是钼。
参考图10，一些实施例包括汇流条组件500。汇流条组件500可包括电绝缘汇流条壳体510(也称为跑道)，其包括两个通道511、512。第一汇流条521可定位在第一通道511内，并且第二汇流条522可定位在第二通道512内。在使用中，第一汇流条521与第一汇流条连接器461电连通，并且第二汇流条522与第二汇流条连接器462电连通。第一汇流条521和第二汇流条522可以连接到一个或多个电源，以在第一汇流条521和第二汇流条522之间提供电压差。
汇流条壳体510可由任何合适的电绝缘材料制成。在一些实施例中，汇流条壳体510包括氧化铝。在一些实施例中，汇流条壳体510由分段的氧化铝制成，其可作用以在使用期间将热从汇流条传导离开。
参考回图9，汇流条组件500的一些实施例包括汇流条盖540。汇流条盖540可具有通道或开口542，以允许汇流条连接器461、462与汇流条521、522接触。
参考图11，本公开的一些实施例涉及加热器组件600。一些实施例的加热器组件600具有圆形主体610，其具有底部612和位于主体610的中心的开口614。侧壁611形成主体610的外周，其围绕底部612。侧壁611和底部612限定在主体610内的腔615。
加热器组件600包括至少一个加热器区域621。在图11所示的实施例中，存在有三个径向区域：内区域621、第二区域622、和外区域623。每个径向区域可以独立于其他区域而控制。在一些实施例中，存在有多于三个径向区域。可通过隔热屏蔽物将任何区域与相邻的区域分开(如图1所示)。内区域是最靠近开口614的区域，并且可以称为第一区域。外区域是最靠近侧壁611的区域。内区域621和外区域623之间的区域称为第二区域、第三区域、第四区域等。内区域可以位于距开口614一定距离处，这允许加热区域形成为围绕支撑柱160的周边(见图1)。
每个径向区域可以由一个或多个旋转区域构成。在所示的实施例中，内区域621具有由加热器400a、加热器400b、和加热器400c组成的三个旋转区域。第二区域622具有由加热组件624a和加热组件624b组成的两个旋转区域。外区域623也具有由加热组件625a和加热组件625b组成的两个旋转区域。在一些实施例中，每个径向区域具有相同数量的旋转区域。
在所示的实施例中，内区域621包括PBN加热器400，并且第二区域622和外区域623是管状加热组件。在一些实施例中，内区域621、第二区域622、和外区域623包括PBN加热器400。
图12示出了具有多个加热器400的加热区域的一部分。为了明确的目的，汇流条521、522未示出于汇流条壳体中。第一支座451和第一汇流条连接器461定位成接触第一汇流条521。第二支座452和第二汇流条连接器462定位成接触第二汇流条522。多个加热器400可以布置成形成围绕开口614的加热区域。
本公开的一些实施例涉及包含加热器400或加热组件600的处理腔室。加热组件600定位在基座组件140下方围绕支撑柱160。一个或多个热屏蔽物可以定位于不同的加热区域之间。
虽然前述内容涉及本公开的实施例，但可在不脱离本公开的基本范围的情况下设计本公开的其他和进一步的实施例，并且其中的范围由随附权利要求来判定。

Claims (20)

1.一种加热器，包括：
主体，所述主体具有顶部和底部，所述主体包括热解氮化硼(pyrolytic boronnitride，PBN)；
第一加热器电极，所述第一加热器电极连接到所述主体的所述底部；和
第二加热器电极，所述第二加热器电极连接到所述主体的所述底部。
2.如权利要求1所述的加热器，其中所述加热器的所述主体由PBN组成。
3.如权利要求1所述的加热器，其中所述主体的所述底部具有第一凹部和第二凹部，所述第一加热器电极在所述第一凹部内，并且所述第二加热器电极在所述第二凹部内。
4.如权利要求3所述的加热器，进一步包括位于所述第一凹部内的第一支座和位于所述第二凹部内的第二支座，所述第一支座和所述第二支座包括电绝缘材料。
5.如权利要求4所述的加热器，其中所述第一支座和所述第二支座包括石英。
6.如权利要求4所述的加热器，其中所述第一支座和所述第二支座具有底部，所述底部包括电绝缘材料。
7.如权利要求6所述的加热器，其中所述第一支座具有第一汇流条连接器，所述第一汇流条连接器延伸穿过所述底部，并且所述第二支座具有第二汇流条连接器，所述第二汇流条连接器延伸穿过所述底部。
8.如权利要求7所述的加热器，进一步包括第一导线和第二导线，所述第一导线将所述第一汇流条连接器连接到所述第一加热器电极，所述第二导线将所述第二汇流条连接器连接到所述第二加热器电极，所述第一导线在所述第一支座内，并且所述第二导线在所述第二支座内。
9.如权利要求8所述的加热器，进一步包括第一汇流条和第二汇流条，所述第一汇流条与所述第一汇流条连接器电连通，并且所述第二汇流条与所述第二汇流条连接器电连通。
10.如权利要求9所述的加热器，其中所述第一汇流条和所述第二汇流条在电绝缘汇流条壳体内，所述第一汇流条在所述汇流条壳体中的第一通道内，并且所述第二汇流条在所述汇流条壳体中的第二通道内。
11.如权利要求1所述的加热器，其中所述主体具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端通过弧形内端和弧形外端连接。
12.一种加热器组件，包括：
圆形主体，所述圆形主体具有底部和侧壁，所述底部具有在所述主体的中心处的开口，所述侧壁形成围绕所述底部的所述主体的外周，所述侧壁和所述底部在所述主体内限定腔；
加热器区域，所述加热器区域在所述主体的所述腔内，所述加热器区域包括一个或多个加热器，所述一个或多个加热器具有加热器主体，所述加热器主体包括热解氮化硼(pyrolytic boron nitride，PBN)，第一加热器电极连接到所述加热器主体的底部，并且第二加热器电极连接到所述加热器主体的所述底部；
第一汇流条，所述第一汇流条与所述第一加热器电极电连接；以及
第二汇流条，所述第二汇流条与所述第二加热器电极电连接并与所述第一汇流条电隔离。
13.如权利要求12所述的加热器组件，其中所述加热器主体由PBN组成。
14.如权利要求12所述的加热器组件，其中所述加热器主体的所述底部具有第一凹部和第二凹部，所述第一加热器电极在所述第一凹部内，并且所述第二加热器电极在所述第二凹部内。
15.如权利要求14所述的加热器组件，进一步包括位于所述第一凹部内的第一支座和位于所述第二凹部内的第二支座，所述第一支座和所述第二支座包括电绝缘材料。
16.如权利要求15所述的加热器组件，其中所述第一支座和所述第二支座包括石英。
17.如权利要求15所述的加热器组件，其中所述第一支座和所述第二支座具有底部，所述底部包括电绝缘材料，第一汇流条连接器延伸穿过所述底部，并且所述第二支座具有延伸穿过所述底部的第二汇流条连接器，所述第一汇流条连接器与所述第一汇流条电接触并且所述二汇流条连接器与所述第二汇流条电接触，第一导线将所述第一汇流条连接器连接至所述第一加热器电极，并且第二导线将所述第二汇流条连接器连接至所述第二加热器电极，所述第一导线在所述第一支座内，并且所述第二导线在所述第二支座内。
18.如权利要求17所述的加热器组件，其中所述第一汇流条和所述第二汇流条在电绝缘汇流条壳体内，所述第一汇流条在所述汇流条壳体中的第一通道内并且所述第二汇流条在所述汇流条壳体中的第二通道内。
19.如权利要求12所述的加热器，其中所述加热器主体具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端通过弧形内端和弧形外端连接。
20.一种加热器组件，包括：
圆形主体，所述圆形主体具有底部和侧壁，所述底部具有在所述主体的中心处的开口，所述侧壁形成围绕所述底部的所述主体的外周，所述侧壁和所述底部在所述主体内限定腔；
内加热器区域，所述内加热器区域在所述主体的所述腔内，所述内加热器区域围绕所述主体的所述中心的所述开口布置，所述内加热器区域包括
汇流条壳体，所述汇流条壳体具有第一通道和第二通道，所述汇流条壳体围绕所述主体的所述中心的所述开口形成圆形或弧形路径，
所述第一通道内的第一汇流条，
所述第二通道内的第二汇流条，所述第二汇流条与所述第一汇流条电隔离，以及
多个加热器，所述多个加热器靠近所述汇流条布置，所述多个加热器中的每个加热器成形为圆形区段，使得所述多个加热器形成圆形内加热器，所述加热器中的每个加热器具有加热器主体，所述加热器主体包括热解氮化硼(PBN)，第一加热器电极连接到所述加热器主体的所述底部并且第二加热器电极连接到所述加热器主体的所述底部，所述第一加热器电极在第一支座内并与所述第一汇流条和所述第二汇流条中的一个电接触，所述第二加热器电极在第二支座内并与所述第一汇流条或所述第二汇流条中的另一个电接触。
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