[发明专利]一种用于组装ESC的多平面多路可调节温度的加热器

说明书

本发明是一种用于组装ESC的多平面多路可调节温度的加热器，包含：主加热器层、子加热器层、附加子加热器层；所述主加热器层设置在第一层，且所述主加热器层设有N个加热器，使ESC接近ESC顶面上设置的晶片所需温度；所述子加热器层设置在主加热器层的顶部，且所述子加热器层设有X个加热器，与所述主加热器层结合，使得结合后的子加热器层设有大于X个可控温区；所述附加子加热器层设置在子加热器层的顶部，且所述附加子加热器层设有Y个加热器，与所述子加热器层的可控温区结合后，使得附加子加热器层的总可控温区大于N+X+Y个。

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀设备，具体是一种用于组装ESC的多平面多路可调节温度的加热器。

背景技术

在制造半导体器件等时，对半导体晶片进行成膜或刻蚀等表面处理。该表面处理中保持半导体晶片的装置之一为ESC(静电卡盘)。现有技术的等离子处理器结构如图1所示，包括反应腔100，位于反应腔内底部的基座10，基座通过电缆连接到至少一个射频电源。基座10内包括用于冷却液循环的管道11以带走等离子处理过程中产生的多余热量。基座10上方包括加热器23，加热器23上表面通过粘接层32使ESC30固定到加热器23上方，待处理基片通过ESC固定到基座上方。反应腔内顶部还包括上电极40，以及上电极下表面的气体喷头41实现反应气体的均匀通入。

如附图2所示，在传统的电流温控ESC的加热器当中，设有两层加热器，分别是主加热器层和子加热器层。通常使用的加热器是加热电阻丝，所以每层加热器层以绝缘材料层来隔开，并且加热器的最顶层和最底层设置铝板来导热。如附图3、附图4所示，主加热器的加热区划分为4个，子加热器的加热区划分为24个。如附图5所示，在主加热器的顶部重叠放置子加热器之后在子加热器上形成26个可控温区。由此可见加热器的可控温区的数量取决于加热区的数量，而且可控温区的数量通常等于子加热器层(温度微调层)上的加热区数量。因此若想要增加温度微调层上的可控温区的数量时，需要增加子加热器层的加热区数量来匹配相应的可控温区。当可控温区的要求变得更精细时，那么可控温区的数量就变得更多，这样一来与相应的可控温区匹配的加热区的数量也会增加。因此如果继续使用传统的设计方法路径，则很快就会达到不切实际的水平。而且传统的设计方法会将增加设计及制造的的复杂性和难度，而且可靠性也将受到影响，最终还增加大量的成本。

发明内容

本发明的目的是使用额外的加热器层，在层之间实现相互偏移来产生区域组合，创建更多的加热器控制区域。

为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案来实现。

一种用于组装ESC的多平面多路可调节温度的加热器，包含：主加热器层、子加热器层、附加子加热器层；

所述主加热器层设有多个主加热区；

所述子加热器层设置在主加热器层的上方，且所述子加热器层设有多个子加热区，与至少一部分主加热区叠加；

所述附加子加热器层设置在子加热器层的上方，且所述附加子加热器层设有多个附加加热区；每个所述附加加热区与一个或多个所述子加热区错位叠加，使得每个所述附加加热区和与之错位叠加的每个子加热区的纵向投影不完全重合，其中所述主加热区、子加热区和附加加热区都具有独立的加热功率输入口，使得加热功率独立可调。

优选地，被叠加的每一个所述主加热区上方的空间，被划分为若干子空间，每个子空间分别有对应的子加热区。

优选地，所述主加热器层包含同圆心的多个主加热圈；

所述子加热器层包含同圆心的多个子加热圈，叠加在至少一些主加热圈上方，使得每个子加热圈和与之叠加的每个主加热圈的纵向投影重合；或者，多个子加热圈错位叠加在至少一些主加热圈上方，使得每个子加热圈和与之错位叠加的每个主加热圈的纵向投影不完全重合。

优选地，每个所述主加热圈布置一个主加热区；每个所述子加热圈布置多个扇形的子加热区。