[发明专利]用于层状加热器的复合衬底

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月3日提交的美国专利申请第13/541,006号的权益。上述申请的公开内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本申请涉及到层状加热器，更特别地，本申请涉及到结合至半导体制程装置的层状加热器，该层状加热器具有改进的在高温中的可靠性。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且不构成现有技术。

层状加热器通常包括多个通过分层工艺施加在衬底上的功能层。多个功能层可以包括衬底上的电介质层，电介质层上的电阻加热层，以及电阻加热层上的保护层。用于不同功能层和衬底的材料被小心地选择以具有兼容的热膨胀系数(CTE)，从而减少在高温中在结合界面处产生的切应力。切应力可以在结合界面处引起裂缝或分层的产生，导致加热器故障。

只有有限数量的材料能够通过特定的分层工艺被用于形成不同的功能层，从而限制了用于衬底的材料的选择，衬底应该具有与施加在衬底上的电介质层的热膨胀系数匹配的，或者与加热层的热膨胀系数匹配的热膨胀系数。例如，当氧化铝陶瓷被用于形成电介质层时，由于氧化铝氮化物或钼与氧化铝陶瓷的化学和热膨胀系数的兼容性，氧化铝氮化物或钼通常被使用以形成衬底。

在某些应用中，层状加热器可以需要被结合至加热目标。例如，层状加热器可以被结合至静电卡盘以形成加热静电卡盘。然而，用于衬底的材料的有限的选择使结合层状加热器至静电卡盘变得困难。当层状加热器的衬底具有与卡盘主体的热膨胀系数不匹配的热膨胀系数，由于在高温中在结合界面处裂缝或分层的产生，加热静电卡盘很可能失效。

发明内容

在一种形式中，一种形成供使用于半导体制程的加热设备的方法包括：热固定加热器衬底至应用衬底；以及在加热器衬底固定至应用衬底后，施加层状加热器至加热器衬底。层状加热器的施加包括：施加第一电介质层至加热器衬底上，施加电阻加热层至第一电介质层上，以及施加第二电介质层至电阻加热层上。加热器衬底限定材料具有与第一电介质层的材料的热膨胀系数匹配的热膨胀系数。

通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应理解说明书和具体实施例仅旨在用于说明的目的而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明的目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

为了本发明可以被更好地理解，现在将会描述本发明的实施方案，通过举例的方式给出，随附图进行参考，其中：

图1是根据本申请的教导构造的层状加热器的分解图；

图2是根据本申请的教导构造的包括层状加热器和加热目标的加热设备的截面图；

图3是根据本申请的教导构造的包括层状加热器和加热目标的加热设备的变体的截面图；

图4是形成供用于半导体制程的加热设备的方法的流程图；以及

图5是形成供用于半导体制程的另一种加热设备的方法的流程图。

相应的附图标记指示全部绘图的各个视图中的相应的部件。

具体实施方式

如下描述仅为示例性性质并且不旨在限制本公开或其应用或用途。

参考图1，根据本申请的教导构造的层状加热器10包括应用衬底12，加热器衬底14，形成在加热器衬底14上的第一电介质层16，形成在第一电介质层16上的电阻加热层18，以及形成在电阻加热层18上的第二电介质层20。第一电介质层16，电阻加热层18和第二电介质层20是通过分层工艺形成，比如厚膜法，薄膜法，热喷涂法和溶胶凝胶法。

参考图2，层状加热器10被结合至加热目标22以形成加热设备25。例如，加热目标22可以是用于半导体制程的加热静电卡盘的卡盘顶。应用衬底12和加热器衬底14是由不同材料制备，并且通过硬钎焊(brazing)结合以形成复合卡盘。

硬钎焊层24形成在应用衬底12和加热器衬底14之间。硬钎焊材料可以是银钎焊材料。其它结合工艺，比如熔焊、软钎焊、扩散粘结、环氧树脂胶合、硫化，可以被使用以结合应用衬底12和加热器衬底14而不背离本申请的范围。相似地，应用衬底12可以通过任何传统的结合方法结合至加热目标22，比如硬钎焊、熔焊、软钎焊、扩散粘结、环氧树脂胶合、硫化。