KR102141678B1 - 가열식 기판 지지부 - Google Patents

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KR102141678B1
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고빈다 라즈
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

반도체 프로세싱 챔버를 위한 가열기가 개시되며, 그 가열기는, 세라믹 바디, 및 세라믹 바디에 매립되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함하고, 저항성 가열 엘리먼트는, 내측 중앙 섹터 및 외측 중앙 섹터를 갖는 가열기 코일에 배치되고, 내측 중앙 섹터는 복수의 제1 피크들을 갖고, 외측 중앙 섹터는 북수의 제2 피크들을 갖고, 제1 피크들의 개수는 약 56개 미만이고, 그리고 제2 피크들의 개수는 약 80개 미만이다.

Description

가열식 기판 지지부{HEATED SUBSTRATE SUPPORT}
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 기판들과 같은 기판들 상에 전자 디바이스들을 제조하는 데 활용되는 가열식(heated) 기판 지지부에 관한 것이다.
[0002] 세라믹 기판 가열기들은, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD; plasma-enhanced chemical vapor deposition) 프로세스 및 연관된 세정 프로세스들에서 발견되는, 플라즈마, 및 염소-함유 종과 같은 부식성 플라즈마 종의 존재 시에 유리하게 사용될 수 있다. 세라믹 가열기들은 전형적으로 세라믹 가열기 바디(body) 내에 전기 가열 엘리먼트를 가지며, 세라믹 가열기 바디는, 가열 엘리먼트를 증착 챔버의 부식성 환경으로부터 보호하면서 가열 엘리먼트로부터의 열을 기판으로 전달한다. 전형적으로 금속들보다 더 단단하고 더 취성(brittle)인 세라믹 재료들은 기계가공하기가 어려울 수 있으며, 그로 인해, 단순한 기계가공 설계가 요구된다. 세라믹은, 다소 취성이어서, 충분한 그리고/또는 변하는 열 그레디언트(gradient)를 반복적으로 겪을 경우 균열 성장 및 전파로 인해 파손될 수 있다. 균열은 또한, 세라믹 가열기 어셈블리로부터 상이한 열 팽창 계수를 갖는 재료로의 트랜지션(transition)에서 발견되는 열 팽창의 차이들로 인해 발생할 수 있다.
[0003] 더욱이, 대부분의 반도체 기판 제조 프로세스들에서는 온도 균일성이 중요한 고려사항이며, 결과적으로, 기판 가열기들은, CVD 시스템과 같은 열 프로세싱 시스템에서 기판 가열기의 열적 특성들에 대해 더 많은 제어를 제공하도록 개발되어 왔다. 기판에 걸친 온도 균일성의 약간의 변동들(대략, 단지 섭씨 수 도)조차도 CVD 프로세스에 악영향을 미칠 수 있다. 제조 허용오차(tolerance)들의 제한들은, 자신의 전체 표면적을 따라 일관된 열적 특성들을 갖는 기판 가열기를 만드는 것을 극도로 어렵게 만든다. 게다가, 기판 가열기의 기판 지지 부분의 중심으로부터 에지까지의 열 손실은 다양할 것이다. 일반적으로, 기판 가열기의 기판 지지 부분의 중심에 비해 에지들에서 더 많은 열이 손실될 것이다. 그러나, 기판 지지부의 기판 지지 부분이 냉각식 중심 샤프트(cooled center shaft)에 의해 지지되는 경우에는, 기판 지지 부분의 중심 구역은 전형적으로, 적당한 프로세싱 온도들에서 기판 지지 부분의 에지들보다 상대적으로 더 냉각된다. 중심 온도 대 에지 온도의 바람직하지 않은 차이는 종종, 기판 지지부의 지지되지 않는 에지 구역에 비해, 가열기의 중심으로부터 멀어지도록 열을 전도하는 냉각식 지지 중심 샤프트의 능력에 기인한다.
[0004] 따라서, 기판 지지 표면에 걸쳐 개선된 온도 균일성을 갖는 가열식 기판 지지부가 필요하다.
[0005] 일 실시예에서, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기가 제공되며, 가열기는, 외경(outer diameter)을 갖는 원형 세라믹 바디, 세라믹 바디에 배치되는 복수의 퍼지(purge) 개구들, 및 세라믹 바디에 매립(embed)되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함한다. 저항성 가열 엘리먼트는, 외측 섹터(sector), 1차 링, 및 2차 링을 갖는 가열기 코일 패턴으로 배치된다. 1차 링은, 복수의 제1 피크(peak)들을 갖는 제1 전도성 엘리먼트를 포함하며, 제1 피크의 높이는, 원형 세라믹 바디의 외경의 약 2 % 내지 약 4 %이다. 2차 링은, 복수의 제2 피크들을 갖는 제2 전도성 엘리먼트를 포함하며, 제2 피크들의 개수는 제1 피크들의 개수보다 많고, 제2 피크의 높이는, 원형 세라믹 바디의 외경의 약 2 % 내지 약 4 %이다.
[0006] 다른 실시예에서, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기가 제공되며, 가열기는, 외경을 갖는 원형 세라믹 바디, 세라믹 바디에 배치되는 복수의 퍼지 개구들, 및 세라믹 바디에 매립되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함한다. 저항성 가열 엘리먼트는, 외측 섹터, 1차 링, 및 2차 링을 갖는 가열기 코일 패턴으로 배치된다. 1차 링은 복수의 제1 피크들을 갖는 제1 전도성 엘리먼트를 포함하며, 제1 피크들의 개수는 약 56개 미만이고, 제1 피크의 높이는 원형 세라믹 바디의 외경의 약 2 % 내지 약 4 %이고, 그리고 1차 링의 평균 직경은 원형 세라믹 바디의 외경의 약 15 % 내지 약 19 %이다. 2차 링은 복수의 제2 피크들을 갖는 제2 전도성 엘리먼트를 포함하며, 제2 피크들의 개수는 약 80개 미만이고, 제2 피크의 높이는 원형 세라믹 바디의 외경의 약 2 % 내지 약 4 %이고, 그리고 2차 링의 평균 직경은 원형 세라믹 바디의 외경의 약 22 % 내지 약 26 %이다.
[0007] 가열기의 중심에서 가열 엘리먼트들의 높은 밀도는, 샤프트가 가열기로부터의 원치 않는 열 유동에 대한 방안(avenue)을 제공하기 때문에, 더 균일한 열 유동을 제공한다.
[0008] 본 개시내용의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 하지만, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 유의되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1a는 일 실시예에 따른, 가열식 기판 지지부를 갖는 진공 프로세싱 챔버의 개략적인 측면 횡단면도이다.
[0010] 도 1b는, 도 1a에 예시된 가열식 기판 지지부의 개략적인 측면도이다.
[0011] 도 2a는, 가열기 코일의 일 실시예를 도시하는 도 1a의 가열식 기판 지지부의 단면 평면도이다.
[0012] 도 2b는 일 실시예에 따른, 복수의 퍼지 개구들 중 하나의 퍼지 개구 주위의 도 2a의 가열기 코일의 세부사항들을 도시하는 확대도이다.
[0013] 도 3a는 일 실시예에 따른 가열식 기판 지지부의 개략적인 측면 단면도이다.
[0014] 도 3b는 일 실시예에 따른, 열 배리어 코팅(thermal barrier coating)을 갖는 가열식 기판 지지부의 개략적인 측면 단면도이다.
[0015] 도 4a는, 가열기 코일의 다른 실시예를 도시하는 가열식 기판 지지부의 단면 평면도이다.
[0016] 도 4b는, 복수의 퍼지 개구들 중 하나의 퍼지 개구 주위의 도 4a의 가열기 코일의 세부사항들을 도시하는 확대도이다.
[0017] 도 5a는, 가열기 코일의 다른 실시예를 도시하는 가열식 기판 지지부의 단면 평면도이다.
[0018] 도 5b는 복수의 퍼지 개구들 중 하나의 퍼지 개구 주위의 도 5a의 가열기 코일의 세부사항들을 도시하는 확대도이다.
[0019] 도 6a는, 가열기 코일의 다른 실시예를 도시하는 가열식 기판 지지부의 단면 평면도이다.
[0020] 도 6b는, 복수의 퍼지 개구들 중 하나의 퍼지 개구 주위의 도 6a의 가열기 코일의 세부사항들을 도시하는 확대도이다.
[0021] 도 6c는 복수의 퍼지 개구들 중 다른 하나의 퍼지 개구 주위의 도 6a의 가열기 코일의 세부사항들을 도시하는 확대도이다.
[0022] 이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 대해 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피처들은, 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있음이 고려된다.
[0023] 본원의 개시내용의 실시예들은, 기판 가열기의 기판 지지 표면에 걸쳐 향상된 온도 균일성을 제공하는 데 사용되는 장치를 포함한다. 일부 실시예들에서, 가열식 기판 지지부는, 섭씨 400 도에서의 전형적인 3 % 불균일성으로부터 섭씨 400 도에서의 약 1 %의 불균일성으로 열 균일성을 개선하는 저항성 코일을 포함한다. 가열식 기판 지지부는, California 주 Santa Clara의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능한 진공 프로세싱 챔버들뿐만 아니라 다른 제조자들로부터 입수가능한 진공 프로세싱 챔버에서 활용될 수 있다. 저항성 코일은, 지지 샤프트가 기판 가열기의 기판 지지 엘리먼트와 만나는 가열기의 중심 근처에서 높은 열 에너지 밀도를 제공한다. 본원에 제공되는 개시내용의 실시예들은, 기판 가열기의 기판 지지 엘리먼트 상의 기판 지지 표면에 걸친 온도 균일성을 개선하는 것에 특히 유용할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
[0024] 도 1a는 일 실시예에 따른 진공 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 측면 횡단면도이다. 챔버(100)는 챔버 바디(105) 및 리드(lid)(110)를 포함한다. 챔버 바디(105)는 이송 포트(115)를 포함하며, 이송 포트(115)는, 자신을 통해 로봇 블레이드(robot blade) 또는 엔드 이펙터(end effector) 상에서 기판이 통과하는 것을 허용하도록 사이즈가 정해진다. 챔버(100)는 가열식 기판 지지부(120)를 포함하며, 가열식 기판 지지부(120)는, 가열식 기판 지지부의 기판 지지 엘리먼트(122)의 기판 지지 표면(121) 상에 기판(125)을 지지한다. 가열식 기판 지지부(120)는, 일 실시예에 따르면, 높은 열 전도성 세라믹 재료로 만들어질 수 있다. 가열식 기판 지지부(120)는, 일 실시예에 따르면, 알루미늄(Al) 및 질소(N)를 포함한다. 가열식 기판 지지부(120)의 재료는, 일 실시예에 따르면, 약 170 내지 약 220 W/m·K의 열 전도율을 갖는다. 가열식 기판 지지부(120)는, 기판 지지 엘리먼트(122)에 매립되는 가열 코일(130)을 포함한다. 기판 지지 엘리먼트(122)는, 중심에 위치된 지지 샤프트(165)에 의해 지지된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지 엘리먼트(122)는, 또한 세라믹 재료로 형성되는 지지 샤프트(165)에 의해 지지되는 세라믹 재료 함유 바디를 포함한다. 지지 샤프트(165)는 챔버 바디(105)에 의해 지지되고, 샤프트는, 지지 샤프트 내에 형성되거나 그에 부착되는 온도 제어 디바이스(124)에 의해 냉각된다.
[0025] 챔버(100)는 또한 가스 분배 샤워헤드(showerhead)(135)를 포함한다. 가스 분배 샤워헤드(135)는, 전구체(precursor) 가스 공급부(140) 및 세정 가스 공급부(145)에 커플링된다. 전구체 가스 공급부(140)는, 기판(125) 상에 막들을 형성하기 위한 가스들을 포함할 수 있다. 전구체 가스 공급부(140)는, 일 실시예에 따르면, 텅스텐(W), 이를테면, 텅스텐 육불화물(WF6)을 포함한다. 가스 분배 샤워헤드(135)는, 전구체 가스들을 포함하는 플라즈마를 형성하기 위해 가열식 기판 지지부(120)에 대해 가스 분배 샤워헤드(135)를 바이어싱하는 데 사용될 수 있는 전력 공급부(150)에 커플링된다. 세정 가스 공급부(145)는, 암모니아(NH3), 불소(F), 또는 상기의 것들의 임의의 조합과 같은 세정 가스들을 포함한다. 가열식 기판 지지부(120)와 같은 챔버 컴포넌트들을 세정하기 위해, 세정 가스(들)가 원격 플라즈마 소스(155)를 통해 유동되어, 가스 분배 샤워헤드(135)를 통해 유동되는 라디칼들(이를테면, F 또는 NH 라디칼들)을 형성할 수 있다. 가열식 기판 지지부(120)의 기판 지지 엘리먼트(122)는, 가스 분배 샤워헤드(135)에 대해 가열식 기판 지지부를 상승 및 하강시키도록 구성되는 리프트 메커니즘(160)에 샤프트(165)를 통해 커플링된다. 리프트 메커니즘(160)은, 가열식 기판 지지부(120)로 하여금 상승 및 하강되게 하는 액추에이터(185)에 연결된다.
[0026] 도 1b는 일 실시예에 따른, 가열식 기판 지지부(120)의 확대된 개략적인 측면도이다. 일 실시예에서, 샤프트(165)는 가열식 기판 지지부(120)의 기판 지지 엘리먼트(122)에 직접 커플링된다. 다른 실시예에서, 샤프트(165)는, 가열식 기판 지지부(120)에 커플링되는 열 지지부(170)에 커플링된다. 샤프트(165)가 만들어지는 재료는 알루미늄(Al) 및 질소(N)를 포함할 수 있다. 지지 샤프트(165)는 챔버 바디(105)에 의해 지지된다. 지지 샤프트(165)는, 지지 샤프트 내에 형성되거나 그에 부착되는 온도 제어 디바이스(124)에 의해 냉각된다. 샤프트(165)의 재료는, 일 실시예에 따르면, 약 70 W/m·K의 열 전도율을 갖는다.
[0027] 일 실시예에 따르면, 가열식 기판 지지부(120)의 열 지지부(170)와 기판 지지 엘리먼트(122) 사이에 가스 공급부(175)가 배치된다. 가스 공급부(175)는, 가스 공급부(175)에 가스를 공급하기 위해 외부 소스(도시되지 않음)에 커플링된다. 가스 채널(180)은, 가스 공급부(175)로부터 기판(125)으로 가스를 공급한다. 가스는, 기판(125)이 가열식 기판 지지부(120)의 표면(121) 상에 배치될 때 후면측(backside) 가스로서 사용될 수 있다. 후면측 가스는, 가열기(300)와 기판(125) 사이의 전도성 열 전달을 개선한다.
[0028] 도 2a는, 기판 지지 엘리먼트(122) 내에 배치되는 가열기 코일 패턴(200)의 일 실시예를 도시하는, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)의 기판 지지 엘리먼트(122)의 단면 평면도이다. 가열기 코일 패턴(200)은, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)의 가열 코일(130)로서 활용될 수 있다. 가열기 코일 패턴(200)은 기판 지지 엘리먼트(122) 내에 형성된다. 일부 실시예들에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판 지지 엘리먼트(122)는, 저항성 가열 엘리먼트(210)가 내부에 형성되는 세라믹 바디(205)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 세라믹 바디(205)는 원형 형상을 갖는다.
[0029] 가열기 코일 패턴(200)은, 전기 전도성 와이어(예컨대, 니켈-크롬 와이어), 전도성 케이블 또는 특정된 열 생성 패턴으로 형성되는 패터닝된 금속(예컨대, 텅스텐(W)) 층을 포함하는 저항성 가열 엘리먼트(210)를 포함한다. 저항성 가열 엘리먼트(210)는, 약 1 mA 내지 약 30 A의 전류, 바람직하게는, 약 1 mA 내지 약 10 A의 전류를 공급할 수 있다. 저항성 가열 엘리먼트(210)는 약 1 kW 내지 약 6 kW를 소모한다. 저항성 가열 엘리먼트(210)는 약 1 mΩ 내지 약 3 Ω의 저항을 갖는다. 도 2a에 도시된 예에서, 저항성 가열 엘리먼트(210)는 단일 저항성 가열 와이어이다. 저항성 가열 엘리먼트(210)는 연결 인터페이스들(215)을 통해 전력 소스(도시되지 않음)에 커플링된다. 연결 인터페이스들(215)은, 세라믹 바디(205)의 중심에 근처에 형성 또는 제공될 수 있다. 저항성 가열 엘리먼트들은, 외측 섹터(270), 3차 링(266), 2차 링(265), 및 1차 링(260)을 포함한다. 일 예에서, 도시된 바와 같이, 외측 섹터(270)는 약 6개의 링들을 포함한다.
[0030] 1차 링(260)은 평균 직경(260A)을 갖는다. 1차 링(260)은 제1 전도성 엘리먼트를 포함하며, 여기서, 제1 전도성 엘리먼트는, 평균 직경(260A)의 양측 상에서 연장되는 복수의 제1 피크들을 포함한다. 평균 직경(260A)은, 외경의 약 15 % 내지 약 19 %, 바람직하게는, 외경의 약 16 % 내지 약 18 %이다. 일부 실시예들에서, 제1 피크들의 개수는 약 56개 미만이다. 제1 피크의 높이 "h"는 세라믹 바디(205)의 직경의 약 1 % 내지 약 3 %이며, 여기서, 제1 피크의 높이 "h"는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 평균 직경(260A)에 대하여 측정된다. 일반적으로, 링(예컨대, 3차 링(266), 2차 링(265), 또는 1차 링(260)) 내의 다양한 피크들의 높이 "h"는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 그들 개개의 평균 직경으로부터 관련된 피크의 팁(tip)까지 측정된다.
[0031] 2차 링(265)은 평균 직경(265A)을 갖는다. 2차 링(265)은 제2 전도성 엘리먼트를 포함하며, 여기서, 제2 전도성 엘리먼트는, 평균 직경(265A)의 양측 상에서 연장되는 복수의 제2 피크들을 포함한다. 평균 직경(265A)은, 외경의 약 22 % 내지 약 26 %, 바람직하게는, 외경의 약 23 % 내지 약 25 %이다. 일부 실시예들에서, 제2 피크들의 개수는 약 80개 미만이다. 제2 피크의 높이 "h"는 세라믹 바디(205)의 직경의 약 1 % 내지 약 3 %이며, 여기서, 제2 피크의 높이 "h"는 평균 직경(265A)에 대하여 측정된다.
[0032] 3차 링(266)은 제3 전도성 엘리먼트를 포함하며, 여기서, 제3 전도성 엘리먼트는, 평균 직경(266A)의 양측 상에서 연장되는 복수의 제3 피크들을 포함한다. 평균 직경(266A)은, 외경의 약 30 % 내지 약 34 %, 바람직하게는, 외경의 약 31 % 내지 약 33 %이다. 일부 실시예들에서, 제3 피크들의 개수는 약 100개 미만이다. 제3 피크의 높이 "h"는 세라믹 바디(205)의 직경의 약 2 % 내지 약 4 %이며, 여기서, 제3 피크의 높이 "h"는 평균 직경(266A)에 대하여 측정된다. 네스팅된(nested) 링들에 있는 다수의 피크들 및 그들의 어레인지먼트(arrangement)는 가열 엘리먼트(210)의 더 높은 밀도를 허용하여, 가열기(300)의 중심에서의 온도 제어된 샤프트(165)로 인한 열 손실을 보상한다.
[0033] 일 예에서, 기판 지지부(120)는 약 305 mm의 외경을 갖고, 1차 링(260)의 평균 직경(260A)은 약 49 mm 내지 약 55 mm이고, 제1 피크의 높이 "h"는 약 3 mm 내지 약 9 mm이고, 2차 링(265)의 평균 직경(265A)은 약 70 mm 내지 약 76 mm이고, 제2 피크의 높이 "h"는 약 3 mm 내지 약 9 mm이고, 3차 링(266)의 평균 직경(266A)은 약 94 mm 내지 약 101 mm이고, 그리고 제3 피크의 높이 "h"는 약 6 mm 내지 약 12 mm이다.
[0034] 다른 예에서, 기판 지지부(120)는 약 230 mm의 외경을 갖고, 1차 링(260)의 평균 직경(260A)은 약 37 mm 내지 약 41 mm이고, 제1 피크의 높이 "h"는 약 2 mm 내지 약 7 mm이고, 2차 링(265)의 평균 직경(265A)은 약 53 mm 내지 약 58 mm이고, 제2 피크의 높이 "h"는 약 2 mm 내지 약 7 mm이고, 3차 링(266)의 평균 직경(266A)은 약 71 mm 내지 약 76 mm이고, 그리고 제3 피크의 높이 "h"는 약 5 mm 내지 약 9 mm이다.
[0035] 제한하는 것으로 의도하는 것은 아니지만, 일부 실시예들에서, 3차 링(266), 2차 링(265), 및 1차 링(260)은 전기적으로 직렬로 연결된다. 일부 실시예들에서, 도 2a, 도 4a, 도 5a, 및 도 6a에 예시된 바와 같이, 3차 링(266)의 제1 부분은 2차 링(265)의 제1 부분과 직렬로 연결되고, 2차 링(265)의 제1 부분은 1차 링(260)의 제1 부분과 직렬로 연결되고, 1차 링(260)의 제1 부분은, 2차 링(265)의 제2 부분과 직렬로 연결되는 1차 링(260)의 제2 부분과 전기 통신하며, 2차 링(265)의 제2 부분은 3차 링(266)의 제2 부분과 직렬로 연결된다. 링들(260, 265, 266)의 제1 및 제2 부분들은, 그들 개개의 평균 링 직경들(260A, 265A, 266A)의 원주의 약 ¼ 내지 약 절반(예컨대, 도 2a, 도 4a, 도 5a, 및 도 6a에 예시됨)의 거리로 연장되도록 구성될 수 있다. 일 구성(도시되지 않음)에서, 1차 링(260)의 제1 부분 및 1차 링(260)의 제2 부분은 하나의 연속적인 링을 형성할 수 있으며, 형성된 연속적인 링은 자신의 양 단부에서 2차 링(265)의 제1 및 제2 부분들에 연결된다. 도시되진 않지만, 일부 대안적인 실시예들에서, 3차 링(266), 2차 링(265), 및/또는 1차 링(260)은 전력 소스에 전기적으로 병렬로 연결되거나 별개의 전력 소스들에 별개로 연결된다.
[0036] 스페이서(spacer)들(225)이 세라믹 바디(205)의 둘레 상에 제공된다. 스페이서들(225)은, 프로세싱 동안 링(도시되지 않음)을 지지하는 데 활용될 수 있다. 리프트 핀(lift pin) 개구들(230)이 또한 세라믹 바디(205)를 통해 형성된다. 리프트 핀 개구들(230)은, 기판 이송에 활용되는 리프트 핀들을 하우징(house)하는 데 활용될 수 있다. 균일한 가열을 제공하기 위해, 가열 엘리먼트가 리프트 핀 개구들(230) 및 스페이서들(225)을 계속 피하면서 면적 당 가열 엘리먼트 밀도를 증가시킬 가열 엘리먼트(210)의 패턴이 요구된다. 이러한 패턴은 도 2a, 도 4a, 도 5a, 및 도 6a에 도시된다.
[0037] 바디(205)를 통해 형성되는 통로들(도시되지 않음)을 통해 라우팅되는 퍼지 또는 후면측 가스의 도입에 사용될 수 있는 퍼지 개구들(220)이 중심 근처에 도시된다. 가열기(300)의 중심에 위치되는 퍼지 개구들(220)은, 가스 채널(180)에 의해 가스 공급부(175)에 연결된다. 가스 공급부(175)는 가스 공급부에 가스를 공급하기 위해 외부 소스(도시되지 않음)에 커플링되며, 가스 공급부는 이후, 퍼지 개구들(200)을 통해 기판(125)에 가스를 제공한다. 저항성 가열 엘리먼트(210)는 연결 인터페이스들(215)을 통해 전력 소스(도시되지 않음)에 커플링된다. 균일한 가열을 제공하기 위해, 가열 엘리먼트가 퍼지 개구들(220) 및 연결 인터페이스들(215)을 계속 피하면서 단위 면적 당 가열 엘리먼트 밀도를 증가시킬 가열 엘리먼트(210)의 패턴이 요구된다. 이러한 패턴은 후속하는 도면들(도 2b, 도 4b, 도 5b, 도 6b)에서 더 상세히 설명된다.
[0038] 도 2b는, 복수의 퍼지 개구들(220) 중 하나의 퍼지 개구 주위의 가열기 코일 패턴(200)의 세부사항들을 도시하는 확대도이다. 퍼지 개구들(220)에 인접한 1차 링(260)은, 일 실시예에 따르면, 퍼지 개구를 둘러싸는 한 쌍의 제1 세그먼트(segment)들(250)을 포함한다. 제1 세그먼트들(250)은 반경방향 배향을 가지거나, 평행하거나, 반경방향 외측으로 향하는 예각(facing acute)을 그들 사이에 형성할 수 있다. 제1 세그먼트들(250)은, 한 쌍의 돌출 부분들(254)에 의해 둘러싸이는 함몰된(depressed) 부분(252)으로 트랜지션된다. 함몰된 부분들(252)은, 반경방향 내측 방향으로 함몰될 수 있고, 퍼지 개구(220)를 향해 세라믹 바디(205)의 중심으로부터 멀어지게 반경방향으로 연장될 수 있다. 원형 배제 구역(circular exclusion zone)(221)은, 가열기 코일 패턴(200)의 어떠한 부분도 그 배제 구역에 들어가지 않도록 각각의 퍼지 개구(220) 주위에 형성된다. 배제 구역(221)은, 외경의 약 3 % 내지 약 5 %의 배제 직경(221A)을 갖는다. 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 함몰된 부분(252), 및 한 쌍의 돌출 부분들(254)은, 퍼지 개구들(220)을 계속 피하면서 세라믹 바디(205)의 중심에서 가열 엘리먼트들의 큰 밀도를 허용한다.
[0039] 일 예에서, 기판 지지부(120)는 약 305 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 9 mm 내지 약 15 mm이다. 다른 예에서, 기판 지지부(120)는 약 230 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 7 mm 내지 약 12 mm이다.
[0040] 도 3a는, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)로서 사용될 수 있는 가열기(300)의 다른 실시예의 개략적인 측면 횡단면도이다. 가열기(300)는, 저항성 가열 엘리먼트(210)가 내부에 매립된 세라믹 바디(205)를 포함한다. 저항성 가열 엘리먼트(210)는, 위의 도 2a-b에서 그리고 아래의 도 4a-b, 도 5a-b, 및 도 6a-b에서 본원에 설명된 가열기 코일들과 같은 특정 코일 패턴으로 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가열기(300)는, 저항성 가열 엘리먼트(210) 상에 또는 그 주변에 배치되는 열 배리어(305)를 포함한다. 열 배리어(305)는, 세라믹 바디(205)의 기판 수용 표면(311)에 대면하는 부분을 제외하고는 저항성 가열 엘리먼트(210)를 실질적으로 둘러싼다. 예컨대, 열 배리어(305)는 저항성 가열 엘리먼트(210)의 외측 치수의 최대 약 50 % 내지 약 75 %를 감쌀 수 있는 한편, 저항성 가열 엘리먼트(210)의 나머지 부분은 열 배리어(305)에 의해 코팅되거나, (세라믹 바디(205)를 제외하고) 커버되거나, 또는 에워싸이지 않는다. 열 배리어(305)는, 일 실시예에 따르면, 지르코늄(Zr) 및 산소(O)를 포함한다. 열 배리어(305)는, 일 실시예에 따르면, 약 100 미크론 미만의 두께를 갖는다.
[0041] 일 실시예에 따르면, 가열기(300)는 열 배리어 코팅(310)을 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 가열기(300)는 1차 접지 재료(320)를 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 1차 접지 재료(320)는 메쉬(mesh)이다. 일 실시예에 따르면, 1차 접지 재료(320)는 몰리브덴(Mo)을 포함한다. 1차 접지 재료(320)는, 가열기(300)의 표면과 가열 코일(130) 사이에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 가열기(300)는 2차 접지 재료(325)를 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 2차 접지 재료(325)는 탄소(C)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 2차 접지 재료(325)는 흑연 메쉬이다. 2차 접지 재료(325)는, 가열기(300)의 표면과 1차 접지 재료(320) 사이에 배치된다. 1차 접지 재료(320) 및 2차 접지 재료(325)는, 라디오 주파수(RF) 플라즈마 세정 동안 가열식 기판 지지부(120)에 대해 접지를 제공한다.
[0042] 도 3b는, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)로서 사용될 수 있는 가열기(300)의 다른 실시예의 개략적인 측면 횡단면도이다. 가열기(300)는, 샤프트(165)와 가열기(300) 사이에 배치되는 열 지지부(170)를 더 포함한다. 열 지지부(170)는, 열 배리어 코팅(310) 및 낮은 열 전도율 세라믹(340)을 더 포함한다. 열 배리어 코팅(310)은, 가열기(300)와 낮은 열 전도율 세라믹(340) 사이에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 열 배리어 코팅(310)의 폭은 낮은 열 전도율 세라믹(340)의 폭보다 작다. 일 실시예에 따르면, 낮은 열 전도율 세라믹(340)은 Al 및 N을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 낮은 열 전도율 세라믹(340)은 지르코늄(Zr) 및 산소(O)를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 낮은 열 전도율 세라믹(340)은 석영을 포함한다. 낮은 열 전도율 세라믹(340)은 세라믹-세라믹 또는 금속-세라믹 복합물일 수 있다. 열 지지부(170)는 가열기(300)의 중심으로부터의 열 손실을 감소시키며, 이는, 가열기의 표면(311) 전체에 걸친 가열 패턴을 더 균일하게 한다.
[0043] 도 4a는, 가열기 코일 패턴(200)의 다른 실시예를 도시하는 가열식 기판 지지부(120)의 단면 평면도이다. 가열기 코일 패턴(200)은, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)의 가열 코일(130)로서 활용될 수 있다. 가열기 코일 패턴(200)은, 저항성 가열 엘리먼트(210)를 커버할 세라믹 바디(205)에 형성된다. 가열식 기판 지지부(120)는, 세라믹 바디(205)의 중심 근처에 포지셔닝된 각진 윙 섹션(wing section)들(410)을 제외하고는 도 2a에 도시된 가열식 기판 지지부와 유사하다.
[0044] 도 4b는, 복수의 퍼지 개구들(220) 중 하나의 퍼지 개구 주위의 가열기 코일 패턴(200)의 세부사항들을 도시하는 확대도이다. 퍼지 개구들(220)에 인접한 1차 링(260)은 각진 윙 섹션(410)을 포함한다. 각진 윙 섹션(410)은, 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 한 쌍의 제2 세그먼트들(415), 및 둥근(rounded) 세그먼트(420)를 포함한다. 제1 세그먼트들(250)은, 둥근 세그먼트들(420)에 의해 연결되는 제2 세그먼트들(415)로 트랜지션된다. 제2 세그먼트들(415)은, 세라믹 바디(205)의 중심과 동심인 가상 원에 접선방향으로(tangentially) 배향될 수 있다. 제1 세그먼트들(250)은 서로 평행할 수 있다. 둥근 세그먼트(420)는 세라믹 바디(205)의 중심선(425)에 평행할 수 있으며, 여기서, 중심선은 세라믹 바디(205)의 직경에 대응하는 가상 선이다. 2차 링(265) 및 3차 링(266)은 도 2a와 동일하다. 원형 배제 구역(circular exclusion zone)(221)은, 가열기 코일 패턴(200)의 어떠한 부분도 그 배제 구역에 들어가지 않도록 각각의 퍼지 개구(220) 주위에 형성된다. 배제 구역(221)은, 외경의 약 3 % 내지 약 5 %의 배제 직경(221A)을 갖는다. 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 제2 세그먼트(415), 및 둥근 세그먼트(420)는, 퍼지 개구들(220)을 계속 피하면서 세라믹 바디(205)의 중심에서 가열 엘리먼트들의 큰 밀도를 허용한다.
[0045] 일 예에서, 기판 지지부(120)는 약 305 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 9 mm 내지 약 15 mm이다. 다른 예에서, 기판 지지부(120)는 약 230 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 7 mm 내지 약 12 mm이다.
[0046] 도 5a는, 가열기 코일 패턴(200)의 다른 실시예를 도시하는 가열식 기판 지지부(120)의 단면 평면도이다. 가열기 코일 패턴(200)은, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)의 가열 코일(130)로서 활용될 수 있다. 가열기 코일 패턴(200)은, 저항성 가열 엘리먼트(210)를 커버할 세라믹 바디(205)에 형성된다. 가열식 기판 지지부(120)는, 세라믹 바디(205)의 중심 근처의 평행 윙 섹션들(510)을 제외하고는 도 2a에 도시된 가열식 기판 지지부와 유사하다.
[0047] 도 5b는, 복수의 퍼지 개구들(220) 중 하나의 퍼지 개구 주위의 가열기 코일 패턴(200)의 세부사항들을 도시하는 확대도이다. 퍼지 개구들(220)에 인접한 1차 링(260)은 평행 윙 섹션(510)을 포함한다. 평행 윙 섹션(510)은, 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 한 쌍의 직선 세그먼트들(515, 520), 둥근 세그먼트(525), 및 제2 세그먼트(415)를 포함한다. 제1 세그먼트들(250) 중 하나는 제2 세그먼트(415)로 트랜지션된다. 다른 하나의 제1 세그먼트(250)는 직선 세그먼트(515)로 트랜지션된다. 직선 세그먼트(515)는 둥근 세그먼트(525)에 의해 직선 세그먼트(520)에 연결된다. 직선 세그먼트(515) 및 직선 세그먼트(520)는 서로 평행하게 배향될 수 있다. 직선 세그먼트들(515, 520) 중 하나 또는 둘 모두는, 세라믹 바디(205)의 중심선(425)에 평행하게 배향될 수 있다. 2차 링(265) 및 3차 링(266)은 도 2a와 동일하다. 원형 배제 구역(221)은, 가열기 코일 패턴(200)의 어떠한 부분도 그 배제 구역에 들어가지 않도록 각각의 퍼지 개구(220) 주위에 형성된다. 배제 구역(221)은, 외경의 약 3 % 내지 약 5 %의 배제 직경(221A)을 갖는다. 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 직선 세그먼트(515), 둥근 세그먼트(525), 직선 세그먼트(520), 및 제2 세그먼트(415)는, 퍼지 개구들(220)을 계속 피하면서 세라믹 바디(205)의 중심에서 가열 엘리먼트들의 큰 밀도를 허용한다.
[0048] 일 예에서, 기판 지지부(120)는 약 305 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 9 mm 내지 약 15 mm이다. 다른 예에서, 기판 지지부(120)는 약 230 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 7 mm 내지 약 12 mm이다.
[0049] 도 6a는, 가열기 코일 패턴(200)의 다른 실시예를 도시하는 가열식 기판 지지부(120)의 단면 평면도이다. 가열기 코일 패턴(200)은, 도 1의 가열식 기판 지지부(120)의 가열 코일(130)로서 활용될 수 있다. 가열기 코일 패턴(200)은, 저항성 가열 엘리먼트(210)를 커버할 세라믹 바디(205)에 형성된다. 가열식 기판 지지부(120)는, 다른 퍼지 개구(610) 및 중앙 개구(615), 및 구부러진 윙 섹션들(611)을 제외하고는 도 2a에 도시된 가열식 기판 지지부와 유사하다.
[0050] 도 6b는, 복수의 퍼지 개구들(220) 중 하나의 퍼지 개구 주위의 가열기 코일 패턴(200)의 세부사항들을 도시하는 확대도이다. 퍼지 개구들(220)에 인접한 1차 링(260)은 구부러진 윙 섹션(611)을 포함한다. 구부러진 윙 섹션(611)은, 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 한 쌍의 직선 세그먼트들(515, 520), 둥근 세그먼트(625), 및 제2 세그먼트(415)를 포함한다. 제1 세그먼트들(250) 중 하나는 제2 세그먼트(415)로 트랜지션된다. 다른 하나의 제1 세그먼트(250)는 직선 세그먼트(515)로 트랜지션된다. 직선 세그먼트(515)는 둥근 세그먼트(625)에 의해 직선 세그먼트(520)에 연결된다. 직선 세그먼트들(515, 520)은 서로 평행할 수 있다. 직선 세그먼트들(515, 520) 중 하나 또는 둘 모두는, 세라믹 바디(205)의 중심선(425)에 평행할 수 있다. 2차 링(265) 및 3차 링(266)은 도 2a와 동일하다. 원형 배제 구역(221)은, 가열기 코일 패턴(200)의 어떠한 부분도 그 배제 구역에 들어가지 않도록 각각의 퍼지 개구(220) 주위에 형성된다. 배제 구역(221)은, 외경의 약 3 % 내지 약 5 %의 배제 직경(221A)을 갖는다. 한 쌍의 제1 세그먼트들(250), 직선 세그먼트(515), 둥근 세그먼트(625), 직선 세그먼트(520), 및 제2 세그먼트(415)는, 퍼지 개구들(220), 퍼지 개구(610), 및 중앙 개구(615)를 계속 피하면서 세라믹 바디(205)의 중심에서 가열 엘리먼트들의 큰 밀도를 허용한다.
[0051] 일 예에서, 기판 지지부(120)는 약 305 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 9 mm 내지 약 15 mm이다. 다른 예에서, 기판 지지부(120)는 약 230 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(221A)은 약 7 mm 내지 약 12 mm이다.
[0052] 도 6c는, 퍼지 개구(610) 주위의 가열기 코일 패턴(200)의 세부사항들을 도시하는 확대도이다. 퍼지 개구(610)는 퍼지 개구들(220)과 유사하고, 총 퍼지 개구들을 2개 대신 다른 실시예들과 같이 3개가 되게 한다. 원형 배제 구역(612)은, 가열기 코일 패턴(200)의 어떠한 부분도 그 배제 구역에 들어가지 않도록 퍼지 개구(610) 주위에 형성된다. 배제 구역(612)은, 외경의 약 1 % 내지 약 3 %의 배제 직경(612A)을 갖는다. 중앙 개구(615)는 기판을 접지시키는 데 활용될 수 있다. 예컨대, 세라믹 바디(205)의 기판 수용 표면(311) 상에 포지셔닝된 기판의 후면측과 접촉하도록 로드(rod)(도시되지 않음)가 중앙 개구(615)에 포지셔닝될 수 있다.
[0053] 일 예에서, 기판 지지부(120)는 약 305 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(612A)은 약 3 mm 내지 약 9 mm이다. 다른 예에서, 기판 지지부(120)는 약 230 mm의 외경을 갖고, 배제 직경(612A)은 약 2 mm 내지 약 7 mm이다.
[0054] 가열기 코일 패턴(200)은 저항성 가열 엘리먼트(210)를 포함하며, 여기서, 가열 엘리먼트는, 1차 링(260), 2차 링(265), 3차 링(266), 및 외측 섹터(270)로 분리된다. 1차 링(260)은 가열기(300)의 중심 근처에 부가적인 엘리먼트들을 가지며, 부가적인 엘리먼트들은, 개구들(220, 610, 및 615)을 계속 피하면서 가열기의 중심 근처에서 높은 밀도의 면적 당 가열 엘리먼트(210)를 제공한다. 열 지지부(170)는, 샤프트(165)를 통한 가열기(300)의 중심으로부터의 열 유동을 감소시킨다.
[0055] 가열기(300)의 중심에서 가열 엘리먼트들(210)의 높은 밀도는, 샤프트(165)가 가열기로부터의 원치 않는 열 유동에 대한 통로를 제공할 때, 더 균일한 열 유동을 제공한다. 게다가, 열 지지부(170)는 또한, 샤프트(165)로부터의 원치 않는 열 유동을 방지한다.
[0056] 전술한 내용들이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기로서,
    외경(outer diameter)을 갖는 원형 세라믹 바디;
    상기 원형 세라믹 바디의 중심에 배치되는 복수의 퍼지(purge) 개구들; 및
    상기 세라믹 바디에 매립(embed)되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함하며,
    상기 저항성 가열 엘리먼트는 가열기 코일 패턴으로 배치되고,
    상기 가열기 코일 패턴은,
    외측 섹터(sector),
    1차 링, 및
    2차 링
    을 포함하고,
    상기 1차 링은 제1 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 전도성 엘리먼트는 복수의 제1 피크(peak)들을 포함하고, 그리고 제1 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고,
    상기 2차 링은 제2 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 전도성 엘리먼트는 복수의 제2 피크들을 포함하고, 상기 제2 피크들의 개수는 상기 제1 피크들의 개수보다 많고, 그리고 제2 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고,
    상기 제1 전도성 엘리먼트는,
    2개의 돌출 부분들; 및
    함몰된(depressed) 부분
    을 더 포함하며,
    상기 2개의 돌출 부분들 및 상기 함몰된 부분은, 상기 2개의 돌출 부분들이 상기 함몰된 부분의 양측 상에서 상기 함몰된 부분으로 트랜지션(transition)하도록 이루어져서, 상기 퍼지 개구들을 피하면서 상기 원형 세라믹 바디의 중심에서 상기 저항성 가열 엘리먼트의 큰 밀도를 허용하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  2. 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기로서,
    외경(outer diameter)을 갖는 원형 세라믹 바디;
    상기 원형 세라믹 바디의 중심에 배치되는 복수의 퍼지(purge) 개구들; 및
    상기 세라믹 바디에 매립(embed)되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함하며,
    상기 저항성 가열 엘리먼트는 가열기 코일 패턴으로 배치되고,
    상기 가열기 코일 패턴은,
    외측 섹터(sector),
    1차 링, 및
    2차 링
    을 포함하고,
    상기 1차 링은 제1 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 전도성 엘리먼트는 복수의 제1 피크(peak)들을 포함하고, 그리고 제1 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고,
    상기 2차 링은 제2 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 전도성 엘리먼트는 복수의 제2 피크들을 포함하고, 상기 제2 피크들의 개수는 상기 제1 피크들의 개수보다 많고, 그리고 제2 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고,
    상기 제1 전도성 엘리먼트는,
    제1 세그먼트(segment);
    제2 세그먼트; 및
    둥근(rounded) 세그먼트
    를 더 포함하며,
    상기 둥근 세그먼트는 상기 제1 세그먼트를 상기 제2 세그먼트에 연결하여, 상기 퍼지 개구들을 피하면서 상기 원형 세라믹 바디의 중심에서 상기 저항성 가열 엘리먼트의 큰 밀도를 허용하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가열기는 복수의 원형 배제 구역(circular exclusion zone)들을 더 포함하며,
    배제 구역은, 상기 배제 구역의 직경이 상기 외경의 3 % 내지 5 %이도록 퍼지 개구 주변에 배치되는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    접지 엘리먼트를 더 포함하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    3차 링을 더 포함하며,
    상기 3차 링은 제3 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제3 전도성 엘리먼트는 복수의 제3 피크들을 포함하고, 상기 제3 피크들의 개수는 80개 미만이고, 그리고 제3 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %인, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    샤프트 ― 상기 가열기는 상기 샤프트 위에 배치됨 ―; 및
    열 배리어(thermal barrier) 코팅을 더 포함하며,
    상기 열 배리어 코팅은 상기 샤프트 및 상기 저항성 가열 엘리먼트 사이에 배치되는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열 배리어 코팅 아래에 배치되는 낮은 열 전도율 세라믹을 더 포함하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  9. 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기로서,
    외경을 갖는 원형 세라믹 바디;
    상기 원형 세라믹 바디의 중심에 배치되는 복수의 퍼지 개구들; 및
    상기 세라믹 바디에 매립되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함하며,
    상기 저항성 가열 엘리먼트는 가열기 코일 패턴으로 배치되고,
    상기 가열기 코일 패턴은,
    외측 섹터,
    1차 링, 및
    2차 링
    을 포함하고,
    상기 1차 링은 제1 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 전도성 엘리먼트는 복수의 제1 피크들을 포함하고, 상기 제1 피크들의 개수는 56개 미만이고, 제1 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고, 그리고 상기 1차 링의 평균 반경은 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 15 % 내지 19 %이고,
    상기 2차 링은 제2 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 전도성 엘리먼트는 복수의 제2 피크들을 포함하고, 상기 제2 피크들의 개수는 80개 미만이고, 제2 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고, 그리고 상기 2차 링의 평균 반경은 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 22 % 내지 26 %이고,
    상기 제1 전도성 엘리먼트는,
    2개의 돌출 부분들; 및
    함몰된 부분
    을 더 포함하며,
    상기 2개의 돌출 부분들 및 상기 함몰된 부분은, 상기 2개의 돌출 부분들이 상기 함몰된 부분의 양측 상에서 상기 함몰된 부분으로 트랜지션하도록 이루어져서, 상기 퍼지 개구들을 피하면서 상기 원형 세라믹 바디의 중심에서 상기 저항성 가열 엘리먼트의 큰 밀도를 허용하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  10. 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기로서,
    외경을 갖는 원형 세라믹 바디;
    상기 원형 세라믹 바디의 중심에 배치되는 복수의 퍼지 개구들; 및
    상기 세라믹 바디에 매립되는 저항성 가열 엘리먼트를 포함하며,
    상기 저항성 가열 엘리먼트는 가열기 코일 패턴으로 배치되고,
    상기 가열기 코일 패턴은,
    외측 섹터,
    1차 링, 및
    2차 링
    을 포함하고,
    상기 1차 링은 제1 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 전도성 엘리먼트는 복수의 제1 피크들을 포함하고, 상기 제1 피크들의 개수는 56개 미만이고, 제1 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고, 그리고 상기 1차 링의 평균 반경은 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 15 % 내지 19 %이고,
    상기 2차 링은 제2 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 전도성 엘리먼트는 복수의 제2 피크들을 포함하고, 상기 제2 피크들의 개수는 80개 미만이고, 제2 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고, 그리고 상기 2차 링의 평균 반경은 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 22 % 내지 26 %이고,
    상기 제1 전도성 엘리먼트는,
    제1 세그먼트(segment);
    제2 세그먼트; 및
    둥근(rounded) 세그먼트
    를 더 포함하며,
    상기 둥근 세그먼트는 상기 제1 세그먼트를 상기 제2 세그먼트에 연결하여, 상기 퍼지 개구들을 피하면서 상기 원형 세라믹 바디의 중심에서 상기 저항성 가열 엘리먼트의 큰 밀도를 허용하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 가열기는 복수의 원형 배제 구역들을 더 포함하며,
    배제 구역은, 상기 배제 구역의 직경이 상기 외경의 3 % 내지 5 %이도록 퍼지 개구 주변에 배치되는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  12. 삭제
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    3차 링을 더 포함하며,
    상기 3차 링은 제3 전도성 엘리먼트를 포함하고, 상기 제3 전도성 엘리먼트는 복수의 제3 피크들을 포함하고, 상기 제3 피크들의 개수는 80개 미만이고, 제3 피크의 높이는 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 2 % 내지 4 %이고, 그리고 상기 3차 링의 평균 반경은 상기 원형 세라믹 바디의 외경의 30 % 내지 34 %인, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    샤프트 ― 상기 가열기는 상기 샤프트 위에 배치됨 ―; 및
    열 배리어 코팅을 더 포함하며,
    상기 열 배리어 코팅은 상기 샤프트 및 상기 저항성 가열 엘리먼트 사이에 배치되는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 가열기는 알루미늄 및 질화물을 포함하는, 반도체 프로세싱 챔버를 위한 기판 가열기.
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