CN209607706U - 用于半导体处理腔室的基板加热器 - Google Patents

用于半导体处理腔室的基板加热器 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于半导体处理腔室的基板加热器，所述加热器包括：陶瓷主体；和电阻加热元件，所述电阻加热元件嵌入所述陶瓷主体中，所述电阻加热元件以加热器线圈的形式设置，所述加热器线圈具有内中心区段和外中心区段，所述内中心区段具有多个第一尖峰并且所述外中心区段具有多个第二尖峰，其中所述第一尖峰的数量小于约56，并且所述第二尖峰的数量小于约80。

Description

用于半导体处理腔室的基板加热器
技术领域
本公开内容的实施方式总体涉及用于在基板(诸如半导体基板)上制造电子器件的加热的基板支撑件。
背景技术
陶瓷基板加热器可有利地用于存在等离子体和腐蚀性等离子体物质(诸如在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺和相关联的清洁工艺中发现的含氯物质)的情况下。陶瓷加热器通常具有在陶瓷加热器主体内的电加热元件，陶瓷加热器主体保护加热元件免受沉积腔室的腐蚀环境的影响，同时将热从加热元件传递到基板。陶瓷材料通常比金属更硬且更脆，陶瓷材料可能难以加工，由此需要简单的机械设计。陶瓷有些脆弱，如果重复地经受足够和/或变化的热梯度，那么陶瓷可能因裂缝的生长和传播而破裂。在从陶瓷加热器组件到具有不同的热膨胀系数的材料的过渡处发现的热膨胀差异也可能会导致开裂
此外，温度均匀性是大多数半导体基板制造工艺中的重要的考虑因素，并且因此，已研发出基板加热器以在热处理系统(诸如CVD系统)中提供对基板加热器的热特性的更良好控制。即使在基板上的温度均匀性的轻微变化(仅几摄氏度的量级)也会不利地影响到CVD工艺。制造公差的限制使得制造沿基板加热器的整个表面区域具有一致的热特性的基板加热器是极其困难的。另外，热损失将从基板加热器的基板支撑部分的中心到边缘变化。一般，与基板加热器的基板支撑部分的中心处相比，在边缘处将损失更多的热。然而，在基板支撑件的基板支撑部分由冷却的中心轴支撑的情况下，在适度(moderate)的处理温度下，基板支撑部分的中心区域通常比基板支撑部分的边缘相对更冷。中心温度与边缘温度的不期望的差异通常是由于冷却的支撑中心轴相对于基板支撑件的无支撑的边缘区域将热从加热器的中心传导开的能力而导致的。
因此，需要一种在基板支撑表面上具有改善的温度均匀性的加热的基板支撑件。
发明内容
在第一个实施方式中，提供了一种用于半导体处理腔室的基板加热器，所述加热器包括具有外径的圆形陶瓷主体、设置在所述陶瓷主体中的多个净化开口和嵌入所述陶瓷主体中的电阻加热元件。所述电阻加热元件以加热器线圈图案设置，所述加热器线圈图案具有外区段、初级环和次级环。所述初级环包括具有多个第一尖峰的第一导电元件，所述第一尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％。所述次级环包括具有多个第二尖峰的第二导电元件，其中所述第二尖峰的数量大于所述第一尖峰的数量，并且所述第二尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述加热器还包括多个圆形排除区，其中所述排除区围绕所述净化开口设置，使得所述排除区的直径为所述外径的约3％至约5％。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述第一导电元件还包括：两个突出部分；和凹陷部分，使得所述两个突出部分在所述凹陷部分的任一侧上过渡到所述凹陷部分。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述第一导电元件还包括：第一分段；第二分段；和圆角分段，其中所述圆角分段将所述第一分段连接到所述第二分段。
在根据第一实施方式的基板加热器中，还包括接地材料。
在根据第一实施方式的基板加热器中，还包括三级环，所述三级环包括第三导电元件，其中所述第三导电元件包括多个第三尖峰，所述第三尖峰的数量小于约80，并且所述第三尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述加热器设置在轴上，并且所述轴经构造以升高和降低所述加热器。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述电阻加热元件还包括热障，并且所述热障基本上围绕所述电阻加热元件。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述热障包括锆和氧。
在根据第一实施方式的基板加热器中，其中所述加热器包括铝和氮化物。
在第二个实施方式中，提供了一种用于半导体处理腔室的基板加热器，所述加热器包括具有外径的圆形陶瓷主体、设置在所述陶瓷主体中的多个净化开口和嵌入所述陶瓷主体中的电阻加热元件。所述电阻加热元件以加热器线圈图案设置，所述加热器线圈图案具有外区段、初级环和次级环。所述初级环包括具有多个第一尖峰的第一导电元件，其中所述第一尖峰的数量小于约56，所述第一尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％，并且所述初级环的平均直径为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约15％至约19％。所述次级环包括具有多个第二尖峰的第二导电元件，其中所述第二尖峰的数量小于约80，所述第二尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％，并且所述次级环的平均直径为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约22％至约26％。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述加热器还包括多个圆形排除区，其中所述排除区围绕所述净化开口设置，使得所述排除区的直径为所述外径的约3％至约5％。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述第一导电元件还包括：两个突出部分；和凹陷部分，使得所述两个突出部分在所述凹陷部分的任一侧上过渡到所述凹陷部分。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述第一导电元件还包括：第一分段；第二分段；和圆角分段，其中所述圆角分段将所述第一分段连接到所述第二分段。
在根据第二实施方式的基板加热器中，还包括热障，所述热障至少部分地包围所述电阻加热元件。
在根据第二实施方式的基板加热器中，还包括三级环，所述三级环包括第三导电元件，其中所述第三导电元件包括多个第三尖峰，所述第三尖峰的数量小于约80，所述第三尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％，所述三级环的平均半径为所述圆形主体的所述外径的约30％至约34％。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述加热器设置在轴上，并且所述轴经构造以升高和降低所述加热器。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述电阻加热元件还包括热障，并且所述热障基本上围绕所述电阻加热元件。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述热障包括锆和氧。
在根据第二实施方式的基板加热器中，其中所述加热器包括铝和氮化物。
在所述加热器的中心处的加热元件的高密度提供更均匀的热流，因为轴提供了来自加热器的不期望的热流的途径。
附图说明
为了能够详细地理解本公开内容的上述特征所用方式，可以参考实施方式获得上文简要概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些实施方式示出在附图中。然而，将注意，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保护范围，因为本公开可允许其它等效实施方式。
图1A是根据一个实施方式的具有加热的基板支撑件的真空处理腔室的示意性侧剖视图。
图1B是图1A中所示的加热的基板支撑件的示意性侧视图。
图2A是图1A的加热的基板支撑件的平面剖视图，示出了加热器线圈的一个实施方式。
图2B是根据一个实施方式的放大视图，示出了围绕多个净化开口中的其中一个的图2A的加热器线圈的细节。
图3A是根据一个实施方式的加热的基板支撑件的示意性侧剖视图。
图3B是根据一个实施方式的具有热障涂层的加热的基板支撑件的示意性侧剖视图。
图4A是加热的基板支撑件的平面剖视图，示出了加热器线圈的另一个实施方式。
图4B是放大视图，示出了围绕多个净化开口中的一个净化开口的图4A的加热器线圈的细节。
图5A是加热的基板支撑件的平面剖视图，示出了加热器线圈的另一个实施方式。
图5B是放大视图，示出了围绕多个净化开口中的一个净化开口的图5A的加热器线圈的细节。
图6A是加热的基板支撑件的平面剖视图，示出了加热器线圈的另一个实施方式。
图6B是放大视图，示出了围绕多个净化开口中的一个净化开口的图6A的加热器线圈的细节。
图6C是放大视图，示出了围绕多个净化开口中的另一个净化开口的图6A的加热器线圈的细节。
为了促进理解，已经尽可能地使用相同的附图标号标示各图共有的相同元件。将预期，一个实施方式的元件和特征可有益地并入其它实施方式，不再赘述。
具体实施方式
本公开内容的实施方式包括一种用于在基板加热器的基板支撑表面上提供增强的温度均匀性的设备。在一些实施方式中，加热的基板支撑件包括电阻线圈，所述电阻线圈将热均匀性从400摄氏度处的典型的3％不均匀性改善至在400摄氏度处的约1％不均匀性。加热的基板支撑件可以用于可从加利福尼亚州圣克拉拉应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,of Santa Clara,California)获得的真空处理腔室，以及可从其它制造商处获得的真空处理腔室。电阻线圈在加热器的中心附近提供高热能密度，其中支撑轴与基板加热器的基板支撑元件相遇。本文提供的本公开内容的实施方式对于(但不限于)改善基板加热器的基板支撑元件上的基板支撑表面上的温度均匀性是特别有用的。
图1A是根据一个实施方式的真空处理腔室100的示意性侧剖视图。腔室100包括腔室主体105和盖110。腔室主体105包括传送端口115，传送端口115的大小被调整为允许基板在机器人叶片或终端受动器上穿过。腔室100包括加热的基板支撑件120，加热的基板支撑件120在加热的基板支撑件的基板支撑元件122的基板支撑表面121上支撑基板125。根据一个实施方式，加热的基板支撑件120可以由高导热陶瓷材料制成。根据一个实施方式，加热的基板支撑件120包括铝(Al)和氮(N)。根据一个实施方式，加热的基板支撑件120的材料具有约170W/m·K至约220W/m·K的导热系数。加热的基板支撑件120包括嵌入基板支撑元件122中的加热线圈130。基板支撑元件122由位于中心的支撑轴165支撑。在一些实施方式中，基板支撑元件122包括含陶瓷材料的主体，所述含陶瓷材料的主体由支撑轴165支撑，支撑轴165也由陶瓷材料形成。支撑轴165由腔室主体105支撑，并且轴由形成在支撑轴内或附接到支撑轴的温度控制装置124冷却。
腔室100还包括气体分配喷头135。气体分配喷头135耦接到前驱气体供应器140和清洁气体供应器145。前驱气体供应器140可以包括用于在基板125上形成膜的气体。根据一个实施方式，前驱气体供应器140包括钨(W)诸如六氟化钨(WF6)。气体分配喷头135连接到电源150，电源150可以用于使气体分配喷头135相对于加热的基板支撑件120偏压，以形成包括前驱气体的等离子体。清洁气体供应器145包括清洁气体，诸如氨(NH3)、氟(F)或上述的任何组合。(多个)清洁气体可以流过远程等离子体源155以形成自由基，诸如F或NH自由基，自由基流过气体分配喷头135，以便清洁腔室部件，诸如加热的基板支撑件120。加热的基板支撑件120的基板支撑元件122经由轴165耦接到升降机构160，升降机构160经构造以相对于气体分配喷头135升高和降低加热的基板支撑件。升降机构160连接到致动器185以使加热的基板支撑件120升高和降低。
图1B是根据一个实施方式的加热的基板支撑件120的放大的示意性侧视图。在一个实施方式中，轴165直接耦接到加热的基板支撑件120的基板支撑元件122。在另一个实施方式中，轴165耦接到热支撑件170，热支撑件170耦接到加热的基板支撑件120。制造轴165的材料可以包括铝(Al)和氮(N)。支撑轴165由腔室主体105支撑。支撑轴165由温度控制装置124冷却，温度控制装置124形成在支撑轴内或附接到支撑轴。根据一个实施方式，轴165的材料具有约70W/m·K的导热系数。
根据一个实施方式，气体供应器175设置在热支撑件170与加热的基板支撑件120的基板支撑元件122之间。气体供应器175耦接到外部源(未示出)以将气体供应到气体供应器175。气体通道180将气体从气体供应器175供应到基板125。当基板125设置在加热的基板支撑件120的表面121上时，所述气体可以用作背侧气体。所述背侧气体改善加热器300与基板125之间的传导热传递。
图2A是图1的加热的基板支撑件120的基板支撑元件122的平面剖视图，示出了设置在基板支撑元件122内的加热器线圈图案200的一个实施方式。加热器线圈图案200可以用作图1的加热的基板支撑件120的加热线圈130。加热线圈图案200形成在基板支撑元件122内。在一些实施方式中，如图2A所示，基板支撑元件122包括陶瓷主体205，陶瓷主体205具有形成在其中的电阻加热元件210。在一些实施方式中，陶瓷主体205具有圆形形状。
加热器线圈图案200包括电阻加热元件210，电阻加热元件210包括导电线(例如，镍铬线)、导电电缆或图案化金属层(例如，钨(W))，所述图案化金属层以特定的发热图案形成。电阻加热元件210可以供应从约1mA至约30A、优选地从约1mA至约10A的电流。电阻加热元件210消耗从约1kW至约6kW。电阻加热元件210具有从约1mΩ至约3Ω的电阻。在图2A中描绘的示例中，电阻加热元件210是单一电阻加热线。电阻加热元件210经由连接接口215耦接到电源(未示出)。连接接口215可以形成或设置在陶瓷主体205的中心附近。电阻加热元件包括外区段270、三级环266，次级环265和初级环260。在一个示例中，如图所示，外区段270包括约六个环。
初级环260具有平均直径260A。初级环260包括第一导电元件，其中第一导电元件包括在平均直径260A的任一侧上延伸的多个第一尖峰。平均直径260A为外径的约15％至约19％，并且优选地为外径的约16％至约18％。在一些实施方式中，第一尖峰的数量小于约56。第一尖峰的高度“h”为陶瓷主体205的直径的约1％至约3％，其中第一尖峰的高度“h”是相对于平均直径260A测量的，如图2B所示。一般，环(例如，三级环266、次级环265或初级环260)内的各个尖峰的高度“h”是从它们相应的平均直径到对应尖峰的尖端测量的，如图2B所示。
次级环265具有平均直径265A。次级环265包括第二导电元件，其中第二导电元件包括在平均直径265A的任一侧上延伸的多个第二尖峰。平均直径265A为外径的约22％至约26％，并且优选地为外径的约23％至约25％。在一些实施方式中，第二尖峰的数量小于约80。第二尖峰的高度“h”为陶瓷主体205的直径的约1％至约3％，其中第二尖峰的高度“h”是相对于平均直径265A测量的。
三级环266包括第三导电元件，其中第三导电元件包括在平均直径266A的任一侧上延伸的多个第三尖峰。平均直径266A为外径的约30％至约34％，并且优选地为外径的约31％至约33％。在一些实施方式中，第三尖峰的数量小于约100。第三尖峰的高度“h”为陶瓷主体205的直径的约2％至约4％，其中第三尖峰的高度“h”是相对于平均直径266A测量的。嵌套的环中的尖峰的数量和尖峰的布置允许加热元件210的更高密度，从而补偿因加热器300的中心处的温度受控轴165导致的热损失。
在一个示例中，基板支撑件120具有约305mm的外径，初级环260的平均直径260A为约49mm至约55mm，第一尖峰的高度“h”为约3mm至约9mm，次级环265的平均直径265A为约70mm至约76mm，第二尖峰的高度“h”为约3mm至约9mm，三级环266的平均直径266A为约94mm至约101mm，并且第三尖峰的高度“h”为约6mm至约12mm。
在另一个示例中，基板支撑件120具有约230mm的外径，初级环260的平均直径260A为约37mm至约41mm，第一尖峰的高度“h”为约2mm至约7mm，次级环265的平均直径265A为约53mm至约58mm，第二尖峰的高度“h”为约2mm至约7mm，三级环266的平均直径266A为约71mm至约76mm，并且第三尖峰的高度“h”为约5mm至约9mm。
虽然不旨在限制，但是在一些实施方式中，三级环266、次级环265和初级环260被串联地电连接。在一些实施方式中，如图2A、4A、5A和6A所示，三级环266的第一部分与次级环265的第一部分串联地连接，并且次级环265的第一部分与初级环260的第一部分串联地连接，并且初级环260的第一部分与初级环260的第二部分电连通，初级环260的第二部分与次级环265的第二部分串联地连接，次级环265的第二部分与三级环266的第二部分串联地连接。环260、265、266的第一部分和第二部分可以经构造以延伸它们相应的平均环直径260A、265A、266A的圆周的约四分之一至约一半的距离(例如，在图2A、4A、5A和6A中示出)。在一种构造(未示出)中，初级环260的第一部分和初级环260的第二部分可以形成一个连续环，所述连续环在所形成的连续环的任一端处连接到次级环265的第一部分和第二部分。虽然未示出，但是在一些替代实施方式中，三级环266、次级环265和/或初级环260并联地电连接到电源或单独底连接到单独电源。
间隔件225设置在陶瓷主体205的周边上。间隔件225可以用于在处理期间支撑环(未示出)。升降杆开口230也穿过陶瓷主体205而形成。升降杆开口230可以用于容纳在基板传送中使用的升降杆。为了提供均匀加热，需要加热元件210的某种图案，这将增加每单位区域的加热元件密度，同时仍然使加热元件避开升降杆开口230和间隔件225。这种图案在图2A、4A、5A和6A中示出。
净化开口220被示出为在中心附近，净化开口220可用于通过穿过主体205而形成的通路(未示出)引导(route)的背侧气体或净化气体的引入。位于加热器300的中心的净化开口220由气体通道180连接到气体供应器175。气体供应器175耦接到外部源(未示出)以将气体供应到气体供应器，气体供应器然后通过净化开口200将气体提供到基板125。电阻加热元件210经由连接接口215耦接到电源(未示出)。为了提供均匀加热，需要加热元件210的某种图案，这将增加每单位区域的加热元件密度，同时仍然使加热元件避开净化开口220和连接接口215。这种图案在以下附图(图2B、4B、5B、6B)中更详细底进行描述。
图2B是放大视图，其示出了围绕多个净化开口220中的一个净化开口的加热器线圈图案200的细节。根据一个实施方式，与净化开口220相邻的初级环260包括围绕净化开口的一对第一分段250。第一分段250可以具有径向取向，第一分段250是平行的，或者在第一分段250之间形成径向向外的锐角。第一分段250过渡到由一对突出部分254包围的凹陷部分252。凹陷部分252可以在径向向内的方向上凹陷，并且径向地远离陶瓷主体205的中心朝向净化开口220延伸。圆形排除区221围绕每个净化开口220形成，使得加热器线圈图案200的任何部分都不进入排除区。排除区221具有的排除直径221A，排除直径221A为外径的约3％至约5％。一对第一分段250、凹陷部分252和一对突出部分254允许在陶瓷主体205的中心处具有加热元件的大密度，同时仍然避开净化开口220。
在一个示例中，基板支撑件120具有约305mm的外径，并且排除直径221A为约9mm至约15mm。在另一个示例中，基板支撑件120具有约230mm的外径，并且排除直径221A为约7mm至约12mm。
图3A是加热器300的另一个实施方式的示意性侧剖视图，加热器300可以用作图1的加热的基板支撑件120。加热器300包括陶瓷主体205，陶瓷主体205中嵌入有电阻加热元件210。电阻加热元件210可以以特定的线圈图案设置，诸如上文在图2A-B以及下文在图4A-B、5A-B和6A-B中所述的加热器线圈。在该实施方式中，加热器300包括设置在电阻加热元件210周围或电阻加热元件210上的热障305。热障305可以基本上包围电阻加热元件210，除了面向陶瓷主体205的基板接收表面311的部分。例如，热障305可以包裹电阻加热元件210的外部尺寸的多达约50％至约75％，同时电阻加热元件210的其余部分未被热障305涂覆、覆盖(除陶瓷主体205外)或封闭。根据一个实施方式，热障305包括锆(Zr)和氧(O)。根据一个实施方式，热障305具有小于约100微米的厚度。
根据一个实施方式，加热器300还包括热障涂层310。根据一个实施方式，加热器300还包括初级接地材料320。根据一个实施方式，初级接地材料320是网状物。根据一个实施方式，初级接地材料320包括钼(Mo)。初级接地材料320设置在加热线圈130和加热器300的表面之间。根据一个实施方式，加热器300还包括次级接地材料325。根据一个实施方式，次级接地材料325包括碳(C)。根据一个实施方式，次级接地材料325是石墨网。次级接地材料325设置在初级接地材料320与加热器300的表面之间。初级接地材料320和次级接地材料325在射频(RF)等离子体清洁期间向加热的基板支撑件120提供接地。
图3B是加热器300的另一个实施方式的示意性侧剖视图，加热器300可以用作图1的加热的基板支撑件120。加热器300还包括设置在轴165与加热器300之间的热支撑件170。热支撑件170还包括热障涂层310和低导热陶瓷340。热障涂层310设置在加热器300和低导热陶瓷340之间。根据一个实施方式，热障涂层310的宽度小于低导热陶瓷340的宽度。根据一个实施方式，低导热陶瓷340包括Al和N。根据一个实施方式，低导热陶瓷340包括锆(Zr)和氧(O)。根据另一个实施方式，低导热陶瓷340包括石英。低导热陶瓷340可以是陶瓷-陶瓷或金属-陶瓷复合物。热支撑件170减少从加热器300的中心的热损失，这带来了加热器的整个表面311上的更均匀的加热模式。
图4A是加热的基板支撑件120的平面剖视图，示出了加热器线圈图案200的另一个实施方式。加热器线圈图案200可以用作图1的加热的基板支撑件120的加热线圈130。加热器线圈图案200形成在陶瓷主体205中，陶瓷主体205将会覆盖电阻加热元件210。加热的基板支撑件120类似于图2A中所示的加热的基板支撑件，除了定位在陶瓷主体205的中心附近的成角度的翼状部分410。
图4B是放大视图，示出了围绕多个净化开口220中的一个净化开口的加热器线圈图案200的细节。与净化开口220相邻的初级环260包括成角度的翼状部分410。成角度的翼状部分410包括一对第一分段250、一对第二分段415和圆角(rounded)分段420。第一分段250过渡到第二分段415，第二分段415由圆角分段420连接。第二分段415可以切向地定向到与陶瓷主体205的中心同心的假想圆。第一分段250可以彼此平行。圆角分段420可以平行于陶瓷主体205的中心线425，其中所述中心线是对应于陶瓷主体205的直径的假想线。次级环265和三级环266与图2A的相同。圆形排除区221围绕每个净化开口220形成，使得加热器线圈图案200的任何部分都不进入排除区。排除区221具有排除直径221A，排除直径221A为外径的约3％至约5％。一对第一分段250、第二分段415、圆角分段420允许在陶瓷主体205的中心处具有加热元件的大密度，同时仍然避开净化开口220。
在一个示例中，基板支撑件120具有约305mm的外径，并且排除直径221A为约9mm至约15mm。在另一个示例中，基板支撑件120具有约230mm的外径，并且排除直径221A为约7mm至约12mm。
图5A是加热的基板支撑件120的平面剖视图，示出了加热器线圈图案200的另一个实施方式。加热器线圈图案200可以用作图1的加热的基板支撑件120的加热线圈130。加热器线圈图案200形成在陶瓷主体205中，陶瓷主体205将会覆盖电阻加热元件210。加热的基板支撑件120类似于图2A中所示的加热的基板支撑件，除了在陶瓷主体205的中心附近的平行的翼状部分510。
图5B是放大视图，示出了围绕多个净化开口220中的一个净化开口的加热器线圈图案200的细节。与净化开口220相邻的初级环260包括平行的翼状部分510。平行的翼状部分510包括一对第一分段250、一对平直分段515、520、圆角分段525和第二分段415。第一分段250中的一个过渡到第二分段415。另一个第一分段250过渡到平直分段515。平直分段515由圆角分段525连接到平直分段520。平直分段515和平直分段520可以彼此平行定向。平直分段515、520中的一个或两个可以平行于陶瓷主体205的中心线425而定向。次级环265和三级环266与图2A的相同。圆形排除区221围绕每个净化开口220形成，使得加热器线圈图案200的任何部分都不进入排除区。排除区221具有排除直径221A，排除直径221A为外径的约3％至约5％。一对第一分段250、平直分段515、圆角分段525、平直分段520和第二分段415允许在陶瓷主体205的中心处具有加热元件的大密度，同时仍然避开净化开口220。
在一个示例中，基板支撑件120具有约305mm的外径，并且排除直径221A为约9mm至约15mm。在另一个示例中，基板支撑件120具有约230mm的外径，并且排除直径221A为约7mm至约12mm。
图6A是加热的基板支撑件120的平面剖视图，示出了加热器线圈图案200的另一个实施方式。加热器线圈图案200可以用作图1的加热的基板支撑件120的加热线圈130。加热器线圈图案200形成在陶瓷主体205中，陶瓷主体205将会覆盖电阻加热元件210。加热的基板支撑件120类似于图2A中所示的加热的基板支撑件，除了另一个净化开口610和中心开口615，以及弯曲的翼状部分611。
图6B是放大视图，示出了围绕多个净化开口220中的一个净化开口的加热器线圈图案200的细节。与净化开口220相邻的初级环260包括弯曲的翼状部分611。弯曲的翼状部分611包括一对第一分段250、一对平直分段515、520、圆角分段625和第二分段415。第一分段250中的一个过渡到第二分段415。另一个第一分段250过渡到平直分段515。平直分段515由圆角分段625连接到平直分段520。平直分段515、520可以彼此平行。平直分段515、520中的一个或两个可以平行于陶瓷主体205的中心线425。次级环265和三级环266与图2A的相同。圆形排除区221围绕每个净化开口220形成，使得加热器线圈图案200的任何部分都不进入排除区。排除区221具有排除直径221A，排除直径221A为外径的约3％至约5％。一对第一分段250、平直分段515、圆角分段625、平直分段520和第二分段415允许在陶瓷主体205的中心处具有加热元件的大密度，同时仍然避开净化开口220、净化开口610和中心开口615。
在一个示例中，基板支撑件120具有约305mm的外径，并且排除直径221A为约9mm至约15mm。在另一个示例中，基板支撑件120具有约230mm的外径，并且排除直径221A为约7mm至约12mm。
图6C是放大视图，示出了围绕净化开口610的加热器线圈图案200的细节。净化开口610类似于净化开口220，并且如在其它实施方式中那样，净化开口610使得净化开口的总数为三个而不是两个。圆形排除区612围绕净化开口610形成，使得加热器线圈图案200的任何部分都不进入排除区。排除区612具有排除直径612A，排除直径612A为外径的约1％至约3％。中心开口615可以用于使基板接地。例如，棒(未示出)可以定位在中心开口615中以接触定位在陶瓷主体205的基板接收表面311上的基板的背侧。
在一个示例中，基板支撑件120具有约305mm的外径，并且排除直径612A为约3mm至约9mm。在另一个示例中，基板支撑件120具有约230mm的外径，并且排除直径612A为约2mm至约7mm。
加热器线圈图案200包括电阻加热元件210，其中加热元件被分成初级环260、次级环265、三级环266和外区段270。初级环260在加热器300的中心附近具有额外元件，并且所述额外元件在加热器的中心附近的每单位区域提供加热元件210的高密度，同时仍然避开开口220、610和615。热支撑件170减少来自加热器300的中心的热流通过轴165。
因为轴165提供了来自加热器的不期望的热流的途径，因此在加热器300的中心处的加热元件210的高密度提供更均匀的热流。另外，热支撑件170还防止不期望的热流通过轴165。
虽然以上针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，也可设计本公开内容的其它和进一步实施方式，并且本公开内容的保护范围是由随附的权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种用于半导体处理腔室的基板加热器，其特征在于，所述加热器包括：
圆形陶瓷主体，具有外径；
多个净化开口，设置在所述陶瓷主体中；和
电阻加热元件，嵌入所述陶瓷主体中，所述电阻加热元件以加热器线圈图案设置，所述加热器线圈图案包括：
外区段；
初级环，所述初级环包括第一导电元件，其中所述第一导电元件包括多个第一尖峰，所述第一尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％；和
次级环，所述次级环包括第二导电元件，其中第二导电元件包括多个第二尖峰，所述第二尖峰的数量大于所述第一尖峰的数量，所述第二尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％。
2.如权利要求1所述的基板加热器，其中所述加热器还包括多个圆形排除区，其中所述排除区围绕所述净化开口设置，使得所述排除区的直径为所述外径的约3％至约5％。
3.如权利要求1所述的基板加热器，其中所述第一导电元件还包括：
两个突出部分；和
凹陷部分，使得所述两个突出部分在所述凹陷部分的任一侧上过渡到所述凹陷部分。
4.如权利要求1所述的基板加热器，其中所述第一导电元件还包括：
第一分段；
第二分段；和
圆角分段，其中所述圆角分段将所述第一分段连接到所述第二分段。
5.如权利要求1所述的基板加热器，还包括接地材料。
6.如权利要求1所述的基板加热器，还包括三级环，所述三级环包括第三导电元件，其中所述第三导电元件包括多个第三尖峰，所述第三尖峰的数量小于约80，并且所述第三尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％。
7.如权利要求1所述的基板加热器，其中所述加热器设置在轴上，并且所述轴经构造以升高和降低所述加热器。
8.如权利要求1所述的基板加热器，其中所述电阻加热元件还包括热障，并且所述热障围绕所述电阻加热元件。
9.如权利要求8所述的基板加热器，其中所述热障包括锆和氧。
10.如权利要求1所述的基板加热器，其中所述加热器包括铝和氮化物。
11.一种用于半导体处理腔室的基板加热器，其特征在于，所述加热器包括：
圆形陶瓷主体，具有外径；
多个净化开口，设置在所述陶瓷主体中；和
电阻加热元件，嵌入所述陶瓷主体中，所述电阻加热元件以加热器线圈图案设置，所述加热器线圈图案包括：
外区段；
初级环，所述初级环包括第一导电元件，其中所述第一导电元件包括多个第一尖峰，所述第一尖峰的数量小于约56，所述第一尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％，所述初级环的平均半径为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约15％至约19％；和
次级环，所述次级环包括第二导电元件，其中所述第二导电元件包括多个第二尖峰，所述第二尖峰的数量小于约80，所述第二尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％，所述次级环的平均半径为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约22％至约26％。
12.如权利要求11所述的基板加热器，其中所述加热器还包括多个圆形排除区，其中所述排除区围绕所述净化开口设置，使得所述排除区的直径为所述外径的约3％至约5％。
13.如权利要求11所述的基板加热器，其中所述第一导电元件还包括：
两个突出部分；和
凹陷部分，使得所述两个突出部分在所述凹陷部分的任一侧上过渡到所述凹陷部分。
14.如权利要求11所述的基板加热器，其中所述第一导电元件还包括：
第一分段；
第二分段；和
圆角分段，其中所述圆角分段将所述第一分段连接到所述第二分段。
15.如权利要求11所述的基板加热器，还包括热障，所述热障至少部分地包围所述电阻加热元件。
16.如权利要求11所述的基板加热器，还包括三级环，所述三级环包括第三导电元件，其中所述第三导电元件包括多个第三尖峰，所述第三尖峰的数量小于约80，所述第三尖峰的高度为所述圆形陶瓷主体的所述外径的约2％至约4％，所述三级环的平均半径为所述圆形主体的所述外径的约30％至约34％。
17.如权利要求11所述的基板加热器，其中所述加热器设置在轴上，并且所述轴经构造以升高和降低所述加热器。
18.如权利要求11所述的基板加热器，其中所述电阻加热元件还包括热障，并且所述热障围绕所述电阻加热元件。
19.如权利要求18所述的基板加热器，其中所述热障包括锆和氧。
20.如权利要求11所述的基板加热器，其中所述加热器包括铝和氮化物。
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