TW202113916A - 一種電漿處理器及其加熱器組件 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種電漿處理器及其加熱器組件，電漿處理器包含反應腔，反應腔內設置靜電夾盤，靜電夾盤下方設置基座，反應腔上部設有氣體噴淋裝置，加熱器組件置於設定空間內，用於控制待加熱部件的溫度，加熱器組件包含：基體，側壁開設多層溝槽，任意兩相鄰層溝槽之間存在高度差；加熱管，繞製在基體上的多層溝槽內，加熱管沿基體的高度方向呈多圈分佈，用以增加設定空間內的加熱管的長度。本發明利用空餘的空間，將加熱器組件的整體高度提高，且加熱管可在外層盤，也可內外側同時盤加熱管，利於增加加熱管的長度，可減小加熱管的功率密度，可在此基礎進一步再提高加熱功率，保證加熱器的可靠性和壽命；加熱器採用單端引線的形式，方便使用。

Description

一種電漿處理器及其加熱器組件

本發明涉及電漿蝕刻領域，特別涉及一種電漿處理器及其加熱器組件。

在半導體製造領域，廣泛使用向待處理基片以噴淋的方式供氣的噴淋頭。例如在電漿蝕刻處理設備中，在處理室內設置有用於載置基片的載置台，與載置台相對的位置設置有噴淋頭，噴淋頭的表面設置有複數個氣體噴出孔，以噴淋的方式供給反應氣體來產生電漿。在電漿蝕刻腔體中，氣體噴淋裝置的溫度控制具有非常重要的角色，其影響著蝕刻速率。

由於氣體噴淋裝置的溫度需要恆定不變，即使沒有在進行蝕刻製程的過程，溫度也應該與蝕刻製程相同，這就需要在不進行蝕刻製程的時候透過加熱器以加熱氣體噴淋裝置，加熱器的功率與射頻功率（RF power）成正比，射頻功率越大，則加熱器的功率越大。高功率的射頻必須要有對應的高功率的加熱器。然而在維持現有結構和尺寸的情況下，增加加熱器的功率，就必然需要增加加熱器的功率密度從而導致加熱器難以加工、易燒壞且壽命不穩定。

因此，先前技術中的加熱管單位面積功率很高，且容易燒壞。基於上述原因，研發一種可以提高可靠性和壽命的加熱器組件實為必要。

本發明的目的在於提供一種電漿處理器及其加熱器組件，利用安裝基板內側空餘的空間，提高加熱器組件的整體高度，用以增加加熱器組件中管狀加熱器的長度，加熱管的長度大大增加後，不但可以減小加熱器管的功率密度，可以進一步在此基礎上再提高加熱功率並保證加熱器的可靠性和壽命。

為了達到上述目的，本發明透過以下技術方案實現：

一種用於電漿處理器的加熱器組件，電漿處理器包含反應腔，加熱器組件置於設定空間內，用於控制電漿處理器中待加熱部件的溫度，加熱器組件包含： 具有設定高度的基體，其側壁上開設有多層溝槽，任意兩相鄰的溝槽之間存在高度差； 至少一個加熱管，繞製在基體上的多層溝槽內，加熱管沿基體的高度方向呈多圈分佈，用以增加設定空間內的加熱管的長度。

較佳地，基體為環結構，加熱管繞製在基體的外側壁上的多層溝槽內及/或繞製在基體的內側壁上的多層溝槽內。

較佳地，基體底部寬度大於頂部寬度，多層溝槽成螺旋狀設置在基體的外側壁及/或內側壁。

較佳地，加熱器組件進一步包含有與基體相適配的至少一個蓋板，其安裝在基體的內側壁上及/或基體的外側壁上，用於夾緊固定對應的加熱管。

較佳地，蓋板為中空殼體結構。

較佳地，基體為單層環結構或者基體為多層環結構且任意兩相鄰環中的一外側環包圍在另一內側環的外側；

基體中至少一層級之環結構的外側壁上的多層溝槽內及/或內側壁上的多層溝槽內繞製有多圈分佈的加熱管。

較佳地，基體的環結構的層級記為i，包含n層環結構，n≧1，由內至外各層級數值i依次記為1，2…n； 加熱管繞製在基體的外側壁上的多層溝槽內，加熱管的個數為n或小於n； 或者，加熱管繞製在基體的內側壁上的多層溝槽內，加熱管的個數為n或小於n； 或者，加熱管同時繞製基體的內側壁上和外側壁上的多層溝槽內，加熱管的個數為2n或小於2n。

較佳地，當n等於1時，基體為單層環結構，進一步包含： 蓋板的個數為1個，其蓋在基體上，蓋板套設在基體的外側或蓋板插入至基體的中空部分內，用於夾緊固定基體外側的加熱管或夾緊固定基體內側的加熱管。

較佳地，當n≧2時，基體為多層環結構，進一步包含： 加熱管繞製在基體的外側壁上的多層溝槽內，蓋板的個數為n個，且由內至外蓋板的個數標記s依次記為第1個、第2個…第n個，以及由內至外加熱管的個數標記t依次記為第1個、第2個…第n個，第s個蓋板套設在基體的第i層環結構的外側，用於夾緊固定外側的第t個加熱管，且s=i=t；

或者，加熱管繞製在基體的內側壁上的多層溝槽內，蓋板的個數為n個，且由內至外蓋板的個數標記s依次記為第1個、第2個…第n個，以及由內至外加熱管的個數標記t依次記為第1個、第2個…第n個，第s個蓋板插入至基體的第i層環結構的中空部分內，用於夾緊固定內側的第t個加熱管，且s=i=t；

或者，加熱管同時繞製基體的內側壁上和外側壁上的多層溝槽內，蓋板的個數為n+1個，且由內至外蓋板的個數標記s依次記為第1個、第2個……第n+1個，以及由內至外加熱管的個數標記t依次記為第1個、第2個……第2n個，其中，第1個蓋板插入至基體的第1層環結構的中空部分內，用於夾緊固定內側的第1個加熱管，第n+1個蓋板套設在基體的第n層環結構的外側，用於夾緊固定第2n個加熱管，介於1和n+1之間的第s個蓋板設置在第i-1層環結構的外側和第i層環結構的內側之間，用於夾緊固定第2i-2和第2i-1個加熱管，且s=i。

較佳地，蓋板與基體透過螺釘緊固連接。

較佳地，基體由導熱的金屬材料製成；加熱管內設置的加熱絲為鎳鉻合金加熱絲或鐵鉻鋁加熱絲；蓋板由金屬材料製成。

較佳地，蓋板的導熱係數低於基體的導熱係數。

較佳地，加熱管為單端接線方式或多端接線方式。

較佳地，反應腔內設置靜電夾盤，用於支撐晶片，靜電夾盤下方設置基座，用於承載靜電夾盤，反應腔上部設有氣體噴淋裝置，氣體噴淋裝置與氣體供應裝置相連，氣體供應裝置中的反應氣體經過氣體噴淋裝置進入反應腔； 待加熱部件為氣體噴淋裝置，及/或，待加熱部件為靜電夾盤及/或基座。

較佳地，氣體噴淋裝置包含安裝基板和氣體噴淋頭，氣體噴淋頭連接在安裝基板下部，安裝基板內側設有氣體緩衝部件，設定空間為氣體緩衝部件的外側壁與安裝基板的內側壁之間的至少一部分空間；及/或，設定空間為基座和靜電夾盤之間的至少一部分空間。

較佳地，加熱器組件進一步包含導熱墊片，導熱墊片分別與基體和待加熱部件連接。

較佳地，基體底部的至少一部分透過螺釘與導熱墊片及安裝基板緊固連接。

本發明進一步提供了一種電漿處理器，包含反應腔，反應腔內設置靜電夾盤，用於支撐晶片，靜電夾盤下方設置基座，用於承載靜電夾盤，反應腔上部設有氣體噴淋裝置，氣體噴淋裝置與氣體供應裝置相連，氣體供應裝置中的反應氣體經過氣體噴淋裝置進入反應腔，電漿處理中的任意待加熱部件透過如上文所述的加熱器組件進行溫度控制，使得待加熱部件達到目標溫度。

較佳地，待加熱部件為氣體噴淋裝置；及/或，待加熱部件為靜電夾盤及/或基座。

與先前技術相比，本發明的有益效果在於：（1）本發明利用安裝基板內側空餘的空間，將加熱器組件的整體高度提高，用以增加加熱器組件中管狀加熱器的長度，加熱管的長度大大增加後，不但可以減小加熱管的功率密度，同時可以在此基礎上進一步提高加熱功率，並保證加熱器的可靠性和壽命；（2）本發明的管狀加熱器可以採用單端接線的形式，方便使用；（3）本發明將管狀加熱器用螺旋形式設置在加熱器組件的基體內，加熱管可以設置在外側，也可以同時設置內側及外側，有利於增加加熱管的長度。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地說明。顯而易見的是，所述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬本發明的保護的範圍。

如圖1所示，本發明的電漿處理器包含真空反應腔1，反應腔1包括由金屬材料製成的大致為圓柱形的反應腔側壁11。電漿處理器的反應腔1上部設有氣體噴淋裝置100且穿過上部的反應腔側壁11。氣體噴淋裝置100與氣體供應裝置相連，氣體供應裝置中的反應氣體經過氣體噴淋裝置100進入真空反應腔1。反應腔1內的下方設有用於支撐晶片8的靜電夾盤7，以及用於支撐靜電夾盤7的基座6。

氣體噴淋裝置100包含安裝基板2、加熱器組件3、氣體噴淋頭4和氣體緩衝部件5。氣體噴淋頭4用於將氣體分散地噴灑出來，氣體噴淋頭4連接在上極安裝基板2下部。氣體緩衝部件5置於安裝基板2內側，氣體緩衝部件5為製程氣體緩衝的空間，用於在緩衝空間內將多種氣體充分混合。加熱器組件3設置在氣體緩衝部件5外側壁與安裝基板2的內側壁之間，用於控制氣體噴淋裝置100的溫度，由於氣體緩衝部件5和安裝基座6的尺寸設置相對固定，加熱器組件3的空間有限，為了維持對氣體噴淋頭4的持續加熱，需要對加熱器組件3施加較大的加熱功率，為了防止在有限的空間內加熱管加熱密度過大發生燒毀等問題，本發明提供如下加熱器組件3。

實施例一：

如圖2及圖3a至圖3f所示，加熱器組件3進一步設有導熱墊片9，用於將熱量傳導至安裝基板2。加熱器組件3包含基體3102、上蓋板3103和多圈分佈的管狀結構的加熱管3101。加熱器組件3的基體3102設置於導熱墊片9的上表面。基體3102為環結構，且套設在氣體緩衝部件5的外側，並位於氣體緩衝部件5的外側壁與安裝基板2的內側壁之間。

基體3102的底部寬度大於頂部寬度，基體3102的外側壁上開設有多層溝槽，任意兩相鄰層的溝槽之間有一定的高度差，多層溝槽呈螺旋狀設置在基體3102的外側壁。加熱管3101為具有一定長度的管狀結構，其繞製在基體3102的外側壁上的多層溝槽內，加熱管3101沿著基體3102高度方向上繞製多圈，因此本發明的加熱器組件3可以沿著基體3102高度方向上分佈有多圈加熱管3101，用以增加管狀加熱管3101的長度，可以減小加熱管3101的功率密度，提高可靠性和壽命。

上蓋板3103是與基體3102相匹配的中空殼體結構，上蓋板3103套設在基體3102的外側且基體3102位於上蓋板3103內側，使繞製在基體3102的外側壁的加熱管3101被夾緊固定在上蓋板3103的內側壁和基體3102的外側壁之間。

在本實施例中，上蓋板3103與基體3102透過螺釘緊固連接，基體3102的底部的至少一部分與導熱墊片9及安裝基板2透過螺釘緊固連接。

較佳地，基體3102可以為鋁合金、銅或者其他的導熱良好的金屬，用於將加熱管3101的熱量盡可能地傳遞至下方的待加熱部件。加熱管3101內設置的加熱絲為鎳鉻合金加熱絲或鐵鉻鋁加熱絲；上蓋板3103為金屬材料，但是本發明的加熱器組件3的材質並不限於於此。較佳地，上蓋板3103的導熱係數低於基體3102的導熱係數，用於防止加熱管3101的熱量散失。

在本實施例中，加熱器組件3可以為單端接線的形式。具體地，基體3102的外側繞製有一個多圈分佈的螺旋加熱管，螺旋加熱管的首端及尾端靠近，且均位於加熱器組件3的一側，以方便使用；其中，加熱管3101的首端及尾端可以分別接出一接線頭（圖中未繪示）用於連接電源，或者加熱管3101可以從首端及尾端中的任意一端引出兩根接線頭用於連接電源（如圖3a至圖3f所示）。但是本發明的加熱器組件3並不僅限於單端接線方式，也可以是雙端接線，只要保證接線頭能夠連接電源即可。

實施例二：

如圖4及圖5a至圖5f所示，加熱器組件3進一步設有導熱墊片9，用於將熱量傳導至安裝基板2。加熱器組件3包含基體3202、內側加熱管3201-1、內側蓋板3203-1、外側加熱管3201-2和外側蓋板3203-2。其中，內側加熱管3201-1和外側加熱管3201-2均是多圈分佈的管狀結構的加熱管。

加熱器組件3的基體3202置於導熱墊片9的上表面，基體3202為環結構，基體3202套設在氣體緩衝部件5的外側，並位於氣體緩衝部件5的外側壁與安裝基板2的內側壁之間。

基體3202的底部寬度大於頂部寬度，基體3202的外側壁上和內側壁上分別開設有多層溝槽，外側壁上或內側壁上的任意兩相鄰層的溝槽之間有一定的高度差，多層溝槽呈螺旋狀設置在基體3202的外側壁及/或內側壁上。

內側加熱管3201-1為具有一定長度的管狀結構，其繞製在基體3202的內側壁上的多層溝槽，內側加熱管3201-1沿著基體3202的高度方向上繞製多圈；同時，外側加熱管3201-2為具有一定長度的管狀結構且繞製在基體3202的外側壁上的多層溝槽，外側加熱管3201-2沿著基體3202的高度方向上可以繞製多圈。因此，本實施例的加熱器組件3沿著基體3202的高度方向上分佈有多圈加熱管，用以增加管狀加熱管的長度，可以減小加熱管的功率密度，並提高可靠性和壽命。

內側蓋板3203-1與外側蓋板3203-2是分別與基體3202相匹配的中空殼體結構，內側蓋板3203-1的外側插入到基體3202內的中空部分，使得多圈分佈的內側加熱管3201-1被夾緊固定在內側蓋板3203-1的外側壁和基體3202的內側壁之間。同理，外側蓋板3203-2套設在基體3202的外側，使得多圈分佈的的外側加熱管3201-2被夾緊固定在外側蓋板3203-2的內側壁和基體3202的外側壁之間。

本實施例中，內側蓋板3203-1及外側蓋板3203-2均透過螺釘與基體3202緊固連接，基體3202的底部的至少一部分透過螺釘與導熱墊片9及安裝基板2緊固連接。

較佳地，基體3202可以為鋁合金、銅及其他導熱良好的金屬，用於將加熱管的熱量盡可能地傳遞給下方的待加熱部件；內側加熱管3201-1及/或外側加熱管3201-2內設置的加熱絲為鎳鉻合金加熱絲或鐵鉻鋁加熱絲；內側蓋板3203-1及/或外側蓋板3203-2為金屬材料，但是本發明加熱器組件3的材質並不限於與此。較佳地，內側蓋板3203-1及/或外側蓋板3203-2的導熱係數低於基體3202的導熱係數，用於防止加熱管的熱量散失。

在本實施例中，加熱器組件3可以為單端接線的形式，基體3202的外側和內側各自繞製有一個多圈分佈的螺旋加熱管，對於多圈繞製的內側加熱管3201-1和多圈繞製的外側加熱管3201-2而言，各加熱管的首端及尾端靠近，加熱管的首端及尾端可以分別接出一接線頭（圖中未繪示）用於連接電源，或者各加熱管可以從首端及尾端中的任意一端接出兩根接線頭用於連接電源（如圖5a至圖5f所示）。同時，內側加熱管3201-1和外側加熱管3201-2的所有接出的接線頭均相互靠近，均位於加熱器組件3的一側。但是本發明的加熱器組件3並不僅限於單端接線方式，也可以是雙端接線，只要保證接線頭能夠連接電源即可。

實施例三：

基於上述的實施例一和實施例二可知，本發明的加熱器組件同樣設有導熱墊片，用於將熱量傳導至安裝基板。加熱器組件包含基體、蓋板和多圈分佈的管狀結構的加熱管。加熱器組件的基體置於導熱墊片的上表面；基體為環結構，基體底部寬度大於頂部寬度，基體套設在氣體緩衝部件外側並位於氣體緩衝部件外側壁與安裝基板內側壁之間。

本實施例中，變更方式為：在基體的內側壁上開設有多層溝槽，任意兩相鄰層的溝槽之間有一定的高度差，且內側壁上的多層溝槽呈螺旋狀設置在基體的內側壁。加熱管為具有一定長度的管狀結構，其繞製在基體的內側壁上的多層溝槽，加熱管沿著基體高度方向上可以繞製多圈，因此本發明的加熱器組件可沿著高度方向上分佈有多圈加熱管，用以增加管狀加熱管的長度，可以減小加熱管的功率密度，並提高可靠性和壽命。

蓋板的外側插入到基體內的中空部分，使得多圈分佈的加熱管被夾緊固定在蓋板的外側壁和基體的內側壁之間。例示性地，蓋板透過螺釘與基體緊固連接，基體的底部的至少一部分透過螺釘與導熱墊片及安裝基板緊固連接。

實施例四：

本發明的加熱器組件同樣設有導熱墊片，用於將熱量傳導至安裝基板。加熱器組件包含基體、蓋板和多圈分佈的管狀結構的加熱管。加熱器組件的基體置於導熱墊片的上表面；基體為環結構，基體的底部寬度大於頂部寬度，基體套設在氣體緩衝部件的外側並位於氣體緩衝部件的外側壁與安裝基板的內側壁之間。

如圖6所示，本實施例中，變換方式為：將實施例二中的單層環結構替換成雙層環結構（即環結構層級n=2）或者兩層以上的多層環結構（即環結構層級n＞2）。在多層環結構中，任意兩個相鄰的環中的一外側環包圍在另一內側環的外側。其中，由內至外環結構的層級數字標記i依次稱為1，2，3…i…n。

各層級的環結構的外側壁上和內側壁上分別開設有多層溝槽，且各層級的環結構的外側壁的任意兩相鄰層的溝槽之間有一定的高度差，且多層溝槽呈螺旋狀設置在外側壁；以及，各層級的環結構的內側壁的任意兩相鄰層的溝槽之間有一定的高度差，且多層溝槽呈螺旋狀設置在內側壁。

各層級的環結構的內側加熱管為具有一定長度的管狀結構，其繞製在各層級的環結構的內側壁上的各層溝槽，並沿著基體的高度方向上繞製多圈；同時，各層級的環結構的外側加熱管為具有一定長度的管狀結構其繞製在各層級的環結構的外側壁上的各層溝槽，並沿著基體的高度方向上繞製多圈。

因此，本實施例的加熱器組件的各層級均沿著高度方向上分佈有多圈加熱管。藉由此配置，可以更大程度地增加管狀加熱管的長度，並且可以減小加熱管的功率密度，提高可靠性和壽命。值得說明的是，多層環結構的基體的層級數量應當與氣體緩衝部件的外側壁與安裝基板的內側壁之間的空間以及加熱管的直徑等相適配。

在本實施例中，由於各層級的環結構的外側壁上和內側壁上均繞製有螺旋狀的加熱管，則加熱器組件的加熱管的整體數量為2n個，由內至外加熱管的數字標記t依次稱之為第1個、第2個…第t個…第2n個。

實施例四中，加熱器組件的蓋板數量為n+1，由內至外蓋板的數字標記s依次稱為第1個、第2個…第s個…第n+1個。

對於層級n≧2的多層環結構的基體，第1個蓋板插入至基體的第1層環結構的中空部分內，對應地夾緊固定第1個加熱管，第n+1個蓋板套設在基體的第n層環結構的外側，對應地夾緊固定第2n個加熱管，第s（1＜s＜n+1）個蓋板設置在第i-1層環結構的外側和第i層環結構的內側之間，對應地夾緊固定第2i-2和第2i-1個加熱管，且s=i。其他有關具有環結構的基體以及其與加熱管及各蓋板之間的組合關係以及單端引線的形式等內容參照實施例一至實施例三的內容，在此不做贅述。

例如，圖6所繪示的為具有雙層環結構的基體，即n=2，所需的蓋板數量為3個，分別為內側蓋板（第1個蓋板）、中間層蓋板（第2個蓋板）和外側蓋板（第3個蓋板），三個蓋板均與基體結構匹配，具體地，內側蓋板外側插入到第1層環結構的中空部分，使得多圈分佈的第1個加熱管被夾緊固定在內側蓋板的外側壁和第1層環結構的內側壁之間。同理，中間層蓋板插入到第1層環結構的外側和第2層環結構的內側之間，使得多圈分佈的第2個加熱管及第3個加熱管分別被夾緊固定在第1層環結構的外側與中間層蓋板的內側之間以及中間層蓋板的外側與第2層環結構的內側之間，外側蓋板的中空部分套設在第2層環結構的外側，使得多圈分佈的第4個加熱管被夾緊固定在外側蓋板的內側和第2層環結構的外側之間。

實施例五：

本發明的加熱器組件同樣設有導熱墊片，用於將熱量傳導至安裝基板。加熱器組件包含基體、蓋板和多圈分佈的管狀結構的加熱管。加熱器組件的基體置於導熱墊片的上表面；基體為環結構，基體的底部寬度大於頂部寬度，基體套設在氣體緩衝部件的外側並位於氣體緩衝部件的外側壁與安裝基板的內側壁之間。

在本實施例中，變更方式可以為：將實施例一的單層環結構替換成沿雙層環結構（層級n=2）或者兩層以上的多層環結構（層級n＞2）。在多層環結構中，任意兩個相鄰環中的一外側環包圍在另一內側環的外側。其中，由內至外環結構的層級數字標記i依次稱為1，2，3…i…n。加熱管繞製在基體的各層環結構的外側壁上的多層溝槽內，蓋板的個數為n個，且由內至外蓋板的個數標記s依次為第1個、第2個…第n個以及由內至外加熱管的個數標記t依次為第1個、第2個…第n個，第s個蓋板套設在基體的第i層環結構的外側，用於夾緊固定外側的第t個加熱管，且s=i=t。

或者，本實施例中，變更方式也可為：將實施例三中的單層環結構替換成雙層環結構（層級n=2）或者兩層以上的多層環結構（層級n＞2）。在多層環結構中，任意兩個相鄰環中的一外側環包圍在另一內側環的外側。其中，由內至外環結構的層級數字標記i依次稱為1，2，3…i…n。加熱管繞製在基體的各層環結構的內側壁上的多層溝槽內，蓋板的個數為n個，且由內至外蓋板的個數標記s依次為第1個、第2個…第n個以及由內至外加熱管的個數標記t依次為第1個、第2個…第n個，第s個蓋板插入至基體的第i層環結構的中空部分內，用於夾緊固定內側的第t個加熱管，且s=i=t。

實施例六：

本實施例中，加熱器組件的變更方式可以為：將實施例一、實施例二及實施例三中的兩個或三個實施例的單層環結構進行混合組合，形成對應的多層環結構（層級n≧2），在多層環結構中，任意兩個相鄰環中的一外側環包圍在另一內側環的外側。其中，由內至外環結構的層級數字標記i依次稱為1，2，3…i…n。單層環結構具體請參照實施例一、實施例二及實施例三中的內容，同時其他有關環結構的基體以及與加熱管及各蓋板之間的組合關係以及單端引線的形式等內容參照實施例一至實施例三的內容，在此不做贅述。這樣同樣更大程度地增加管狀加熱管的長度，可以減小加熱管的功率密度，並提高可靠性和壽命。

實施例七：

本發明之上述的實施例一至實施例六的加熱器組件可以進一步應用在靜電夾盤和基座之間，用於控制靜電夾盤的溫度，促成靜電夾盤上的基片與反應腔室中的電漿進行反應，實現對基片的加工製造。因此，本發明中透過安裝基板內側的空餘空間將加熱器組件的整體高度提高的加熱器組件不僅可以控制電漿處理器的氣體噴淋裝置的溫度，可以進一步應用於靜電夾盤和基座之間，並且本發明的加熱器更可以進一步應用於其他需要加熱的部件，本發明對加熱器的加熱對象並不限制。

本發明透過利用安裝基板內側空餘的空間，將加熱器組件的整體高度提高，用以增加加熱器組件中管狀加熱器的長度，加熱管的長度大大增加後，不但可以減小加熱管的功率密度，同時可以在此基礎上進一步提高加熱功率，並保證了加熱器的可靠性和壽命；本發明的管狀加熱器可以採用單端接線的形式，方便使用；本發明將管狀加熱器透過螺旋形式設置在加熱器組件的基體裡，加熱管可以在設置外側，也可以同時設置在內側及外側，有利於增加加熱管的長度。

儘管本發明的內容已經透過上述的較佳實施例作了詳細說明，但應當認識到上述的說明不應被認為是對本發明的限制。在本領域具有通常知識者在閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。

1:真空反應腔 2:安裝基板 3:加熱器組件 4:氣體噴淋頭 5:氣體緩衝部件 6:基座 7:靜電夾盤 8:晶片 9:導熱墊片 11:反應腔側壁 100:氣體噴淋裝置 3101:加熱管 3102,3202:基體 3103:上蓋板 3201-1:內側加熱管 3201-2:外側加熱管 3203-1:內側蓋板 3203-2:外側蓋板

圖1為本發明的包含基於提高加熱器組件整體高度的加熱器組件的電漿處理器示意圖； 圖2為本發明實施例一的氣體噴淋裝置中的加熱器組件示意圖； 圖3a為本發明實施例一的加熱器組件的基體結構示意圖； 圖3b為本發明實施例一的加熱器組件的加熱管結構示意圖； 圖3c為本發明實施例一的加熱器組件的基體和加熱管組合示意圖； 圖3d為本發明實施例一的加熱器組件的蓋板結構示意圖； 圖3e為本發明的實施例一的加熱器組件整體結構立體示意圖； 圖3f為本發明的實施例一的加熱器組件局部剖視圖； 圖4為本發明實施例二的氣體噴淋裝置中的加熱器組件示意圖； 圖5a為本發明實施例一的加熱器組件的基體與兩個加熱管結構示意圖； 圖5b為本發明實施例一的加熱器組件的基體和兩個加熱管組合示意圖； 圖5c為本發明實施例一的加熱器組件的外側蓋板結構示意圖； 圖5d為本發明實施例一的加熱器組件的內側蓋板結構示意圖； 圖5e為本發明的實施例一的加熱器組件的整體結構立體示意圖； 圖5f為本發明的實施例一的加熱器組件局部剖視圖； 圖6為本發明的實施例四的加熱器組件的基體和加熱管組合示意圖。

2:安裝基板

3:加熱器組件

4:氣體噴淋頭

5:氣體緩衝部件

9:導熱墊片

3101:加熱管

3102:基體

3103:上蓋板

Claims (19)

1. 一種用於電漿處理器的加熱器組件，該電漿處理器包含一反應腔，其中該加熱器組件置於一設定空間內，用於控制該電漿處理器中一待加熱部件的溫度，該加熱器組件包含： 具有設定高度的一基體，其側壁上開設有多層溝槽，任意兩相鄰的該溝槽之間存在高度差； 至少一加熱管，繞製在該基體上的該多層溝槽內，該加熱管沿該基體的高度方向呈多圈分佈，用以增加該設定空間內的該至少一加熱管的長度。
2. 如請求項1所述的加熱器組件，其中， 該基體為環結構，該加熱管繞製在該基體的外側壁上的該多層溝槽內及/或繞製在該基體的內側壁上的該多層溝槽內。
3. 如請求項1所述的加熱器組件，其中， 該基體底部寬度大於頂部寬度，該多層溝槽成螺旋狀設置在該基體的外側壁及/或內側壁。
4. 如請求項2或請求項3所述的加熱器組件，其中， 該加熱器組件進一步包含與該基體相適配的至少一蓋板，其安裝在該基體的內側壁上及/或該基體的外側壁上，用於夾緊固定對應的該加熱管。
5. 如請求項4所述的加熱器組件，其中， 該蓋板為中空殼體結構。
6. 如請求項4所述的加熱器組件，其中， 該基體為單層環結構或者該基體為多層環結構且任意兩相鄰環中的一外側環包圍在另一內側環的外側； 該基體中的具有至少一層級之環結構的外側壁上的該多層溝槽內及/或內側壁上的該多層溝槽內繞製有多圈分佈的該加熱管。
7. 如請求項6所述的加熱器組件，其中， 該基體的環結構的層級記為i，包含n層環結構，n≧1，由內至外各層級數值i依次記為1、2…n； 該加熱管繞製在該基體的外側壁上的該多層溝槽內，該加熱管的個數為n或小於n； 或者，該加熱管繞製在該基體的內側壁上的該多層溝槽內，該加熱管的個數為n或小於n； 或者，該加熱管繞製該基體的內側壁上和外側壁上的該多層溝槽內，該加熱管的個數為2n或小於2n。
8. 如請求項7所述的加熱器組件，其中， 當n等於1時，該基體為單層環結構，進一步包含： 該蓋板的個數為1，其蓋在該基體上，該蓋板套設在該基體的外側或該蓋板插入至該基體的中空部分內，用於夾緊固定該基體外側的該加熱管或緊固定該基體內側的該加熱管。
9. 如請求項7所述的加熱器組件，其中， 當n≧2時，該基體為多層環結構，進一步包含： 該加熱管繞製在該基體的外側壁上的該複數個溝槽內，該蓋板的個數為n，且由內至外該蓋板的個數標記s依次記為第1個、第2個…第n個，以及由內至外該加熱管的個數標記t依次記為第1個、第2個…第n個，第s個該蓋板套設在該基體的第i層環結構的外側，用於夾緊固定外側的第t個該加熱管，且s=i=t； 或者，該加熱管繞製在該基體的內側壁上的該多層溝槽內，該蓋板的個數為n，且由內至外該蓋板的個數標記s依次記為第1個、第2個…第n個，以及由內至外該加熱管的個數標記t依次記為第1個、第2個…第n個，第s個該蓋板插入至該基體的第i層環結構的中空部分內，用於夾緊固定內側的第t個該加熱管，且s=i=t； 或者，該加熱管繞製該基體的內側壁上和外側壁上的該多層溝槽內，該蓋板的個數為n+1個，且由內至外該蓋板的個數標記s依次記為第1個、第2個…第n+1個，以及由內至外該加熱管的個數標記t依次記為第1個、第2個…第2n個，其中，第1個該蓋板插入至該基體的第1層環結構的中空部分內，用於夾緊固定內側的第1個該加熱管，第n+1個該蓋板套設在該基體的第n層環結構的外側，用於夾緊固定第2n個該加熱管，介於1和n+1之間的第s個該蓋板設置在第i-1層環結構的外側和第i層環結構的內側之間，用於夾緊固定第2i-2和第2i-1個該加熱管，且s=i。
10. 如請求項4所述的加熱器組件，其中， 該蓋板與該基體透過螺釘緊固連接。
11. 如請求項4所述的加熱器組件，其中， 該基體由導熱的金屬材料製成； 該加熱管內設置的加熱絲為鎳鉻合金加熱絲或鐵鉻鋁加熱絲； 該蓋板由金屬材料製成。
12. 如請求項4所述的加熱器組件，其中， 該蓋板的導熱係數低於該基體的導熱係數。
13. 如請求項1所述的加熱器組件，其中， 該加熱管為單端接線方式或多端接線方式。
14. 如請求項1所述的加熱器組件，其中， 該反應腔內設置一靜電夾盤，用於支撐一晶片，該靜電夾盤下方設置一基座，用於承載該靜電夾盤，該反應腔上部設有一氣體噴淋裝置，該氣體噴淋裝置與一氣體供應裝置相連，該氣體供應裝置中的反應氣體經過該氣體噴淋裝置進入該反應腔； 該待加熱部件為該氣體噴淋裝置，及/或該待加熱部件為該靜電夾盤及/或該基座。
15. 如請求項14所述的加熱器組件，其中， 該氣體噴淋裝置包含一安裝基板和一氣體噴淋頭，該氣體噴淋頭連接在該安裝基板下部，該安裝基板內側設有一氣體緩衝部件，一設定空間為該氣體緩衝部件的外側壁與該安裝基板的內側壁之間的至少一部分空間； 及/或，該設定空間為該基座和該靜電夾盤之間的至少一部分空間。
16. 如請求項1或請求項14或請求項15所述的加熱器組件，其中， 該加熱器組件進一步包含一導熱墊片，該導熱墊片分別與該基體和該待加熱部件連接。
17. 如請求項16所述的加熱器組件，其中， 該基體底部至少一部分與該導熱墊片及該安裝基板透過螺釘緊固連接。
18. 一種電漿處理器，其中，包含一反應腔，該反應腔內設置一靜電夾盤，用於支撐一晶片，該靜電夾盤下方設置一基座，用於承載該靜電夾盤，該反應腔上部設有一氣體噴淋裝置，該氣體噴淋裝置與氣體供應裝置相連，該氣體供應裝置中的反應氣體經過一氣體噴淋裝置進入該反應腔，該電漿處理器中任意的一待加熱部件透過如請求項1項至第17項中的任意一所述的該加熱器組件進行溫度控制，使得該待加熱部件達到目標溫度。
19. 如請求項18所述的電漿處理器，其中， 該待加熱部件為該氣體噴淋裝置； 及/或，該待加熱部件為該靜電夾盤及/或該基座。

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