[发明专利]高清晰度加热器和操作方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月30日提交的序列号为61/528,939和2012年4月19日提交的序列号为61/635,310的临时申请的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。本申请还涉及与本申请同时提交并共同转让的名为“控制热阵列的系统和方法(System and Method for Controlling a Thermal Array)”的共同待决申请和名为“热阵列系统(Thermal Array System)”的申请，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及加热器系统，且具体而言，涉及在操作过程中可向加热目标提供精确的温度曲线以补偿热损失和/或其他变化的加热器系统，在诸如卡盘或承受器之类的应用中用于半导体加工。

背景技术

本段中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息并且可能不构成现有技术。

在半导体加工技术中，例如，在加工过程中使用卡盘或承受器是为了固定衬底(或晶片)，并向衬底提供均匀的温度曲线。参照图1，绘示出静电卡盘的支承组件10，其包括具有嵌入式电极14的静电卡盘12，和通过粘合层18接合到静电卡盘12上的加热器板16，粘合层18通常是有机硅粘合剂。加热器20被固定在加热器板16上，举例而言，其可以是蚀刻箔加热器。此加热器组件同样通过粘合层24接合到冷却板22上，粘合层24通常是有机硅粘合剂。衬底26被配置在静电卡盘12上，而电极14被连接到电压源(图未示)，使得静电力产生，将衬底26固定到位。射频(RF)或微波电源(图未示)可耦合到位于围绕支承组件10的等离子体反应室内的静电卡盘12。加热器20从而在各种室内等离子体半导体加工步骤，包括等离子体增强的薄膜沉积或蚀刻过程中提供必需的热量以维持衬底26的温度。

在对衬底26进行加工的所有阶段中，重要的是，对静电卡盘12的温度曲线进行严格控制，以减小所蚀刻衬底26内产生的加工变化，同时缩短总加工时间。在半导体加工领域以及其他应用中，始终需要用于改善衬底的温度均匀性的改良装置和方法。

发明内容

在本发明的一种形式中，提供了一种设备，其包含基底功能层，所述基底功能层包含至少一个功能区。衬底被固定到所述基底功能层上，且调谐层被固定到所述衬底上，与所述基底功能层相对。所述调谐层包含多个区域，其数目大于所述基底功能层的区域，且所述调谐层的功率低于所述基底功能层。部件被固定在所述调谐层上，与所述衬底相对，且所述衬底限定热导率，以耗散所需量的基底功能层的功率。

在本发明的另一种形式中，提供一种加热器，其包含基板、被固定到所述基板上的基底加热器，所述基底加热器包含至少一个区域。衬底被固定到所述基底加热器上，且调谐加热器被固定到所述衬底上，与所述基底加热器相对。所述调谐加热器包含多个区域，其数目大于所述基底加热器的区域，且所述调谐加热器的功率低于所述基底加热器。卡盘被固定在所述调谐加热器上，与所述衬底相对，且所述衬底限定热导率，以耗散所需量的基底加热器的功率。

在又一种形式中，提供一种加热器系统，其包含基底功能层，所述基底功能层包含至少一个功能区。衬底被固定到功能构件上，且调谐层被固定到所述衬底上，与所述基底功能层相对。所述调谐层包含多个区域，其数目大于所述基底功能层的区域，且所述调谐层的功率低于所述基底功能层。部件被固定在所述调谐层上，与所述衬底相对，且所述衬底限定热导率，以吸收并耗散所需量的基底功能层的功率。还提供一种控制系统，其具有与所述调谐层通信的多组电力线以及与所述电力线和与所述调谐层电通信的多个可寻址控制元件，所述控制元件提供对所述调谐层区域的选择性控制。

从本文所提供的描述可以得知其它可应用领域。应当理解的是，描述和具体例子仅旨在说明，而非限制本发明的范围。

附图说明

为了使本发明可以被很好地理解，现在将参照附图以举例方式描述其各种形式，其中：

图1是现有技术静电卡盘的放大侧视图；

图2是根据本发明的一种形式的原理构建的具有调谐层的加热器的局部侧视图；

图3是根据本发明的原理构建的具有调谐层或调谐加热器的图1的另一种形式的加热器的分解侧视图；

图4是图3的加热器的透视分解图，绘示出根据本发明的原理的基底加热器的示例性的四个(4)区域和调谐加热器的十八个(18)区域；

图5是根据本发明的原理构建的具有补充调谐层的另一种形式的高清晰度加热器系统的侧视图；