CN108028175B - 喷头支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本公开内容的实施方式大体提供用于在处理腔室中支撑气体分配喷头的设备和方法。在一个实施方式中，用于真空腔室的气体分配喷头包括：矩形主体，所述矩形主体具有四个侧面、第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面、在第一主表面和第二主表面之间的在纵向方向上穿过主体形成的多个气体通道；中心支撑构件，所述中心支撑构件耦接至在其中心区域中的主体；和中间支撑构件，所述中间支撑构件耦接至在中心区域和侧面之间的主体。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式总体大体涉及在等离子体腔室内支撑气体分配喷头。更具体地，本公开内容涉及允许气体经由气体分配喷头流向腔室的支撑结构。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是用来将处理气体经由气体分配喷头引入处理腔室内的沉积方法。喷头被电偏置以将处理气体点燃成等离子体。与喷头相对地安置的基座电接地并且充当阳极。当处理气体流入喷头和基座之间的处理空间中时，喷头扩散处理气体。
PECVD近来普遍用于在大面积基板上沉积材料。大面积基板可具有大于约1平方米的表面积。大面积基板可用于平板显示器(FPD)、太阳能电池板(solar panel)、有机发光显示器(OLED)和其他应用。这些工艺要求大面积基板经受300℃至400℃或更高的温度，并且在沉积期间维持在相对于喷头的固定位置以确保沉积层均匀性。
喷头通常是以间隔关系被支撑在大面积基板上方的多孔板，大面积基板适合用于分散处理气体并且一般具有与待处理基板实质上相同的面积。喷头一般由铝制成并且当在PECVD处理期间承受温度时经受膨胀和收缩。通常围绕边缘和中心支撑喷头以维持基板和喷头之间的处理空间。然而，典型的喷头支撑体系可能会在高温下下垂，这可能会影响处理空间。另外，当气流在沉积期间未充分地分配穿过喷头时，工艺在基板上可能无法产生均匀沉积，这可能会产生不可用的大面积基板。
因此，需要用于支撑气体分配喷头的设备和方法以维持基板和气体分配喷头之间的处理空间和维持充足的气流流过气体分配喷头。
发明内容
本公开内容大体涉及用于在真空腔室中支撑气体分配喷头的方法和设备。在一个实施方式中，用于真空腔室的气体分配喷头包括：矩形主体，所述矩形主体具有四个侧面、第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面、和在第一主表面和第二主表面之间的在纵向方向上穿过主体形成的多个气体通道；多个中心支撑构件，所述多个中心支撑构件耦接至在其中心区域中的主体；和多个中间支撑构件，所述多个中间支撑构件耦接至在中心区域和侧面之间的主体。
在另一实施方式中，提供用于真空腔室的气体分配喷头，并且所述气体分配喷头包括：具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面的主体，所述主体具有在第一主表面和第二主表面之间形成的多个气体通道，所述多个气体通道中的每一者具有形成在第一主表面中的第一开口，所述第一开口通过限制孔口(restricting orifice)流体地耦接至形成在第二主表面中的第二开口；耦接至在其中心区域中的主体的多个中心支撑构件；和耦接至在中心区域和侧面之间的主体的多个中间支撑构件。
在另一实施方式中，提供用于真空腔室的气体分配喷头，并且所述气体分配喷头包括：具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面的主体，所述主体具有在第一主表面和第二主表面之间形成的多个气体通道，所述多个气体通道中的每一者具有形成在第一主表面中的第一孔(bore)，所述第一孔通过限制孔口流体地耦接至形成在第二主表面中的第二孔；围绕所述多个气体通道的气体通道的多个气体旁通孔(gas by-pass hole)，所述多个气体旁通孔中的每一者以相对于所述多个气体通道的气体通道的纵向方向成一定角度从第一主表面穿过主体形成并且在主体内终止以与所述气体通道相交；通过第一悬架特征结构(suspension feature)耦接至在其中心区域中的主体的中心支撑构件；和通过第二悬架特征结构耦接至在中心区域和侧面之间的主体的中间支撑构件。
附图说明
可参照实施方式(一些实施方式描绘于附图中)来详细地理解本公开内容的上述特征结构以及上文简要概述的本公开内容的更具体的描述。然而，应当注意，附图仅示出本公开内容的典型实施方式并且因此不应视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可承认其他同等有效的实施方式。
图1为腔室的一个实施方式的示意性侧视截面图。
图2为图1的腔室的放大局部截面图。
图3为设置在气体分配喷头145中的悬架配件的一个实施方式的放大截面图。
图4A为支撑构件的一个实施方式的侧视图。
图4B为图4A的支撑构件的平面图。
图5A为悬架配件的一个实施方式的侧视截面图。
图5B为在图5A中示出的悬架配件的俯视图。
图5C为在图5B中示出的悬架配件的俯视图。
图6为耦接在背板和气体分配喷头之间的支撑构件的另一实施方式的截面图。
图7为耦接在背板和气体分配喷头之间的支撑构件的另一实施方式的截面图。
图8为可在图1的腔室中使用的背板的一个实施方式的平面图。
图9为根据本文所述的实施方式的气体分配喷头的一个实施方式的一部分的示意性仰视图。
图10A和图10B为气体分配喷头的替代实施方式的示意性局部截面图。
为了便于理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。还可以设想，一个实施方式的元素和特征可以有利地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
本公开内容的实施方式大体提供用于在处理腔室中支撑气体分配喷头的设备和方法。在一个实施方式中，在气体分配喷头的中心和侧面之间的区域耦接至气体分配喷头的至少一个支撑构件被配置成支撑气体分配喷头。至少一个支撑构件用于便于抵抗由重力、高处理温度和负向压力引起的下垂或凹陷，从而在气体分配喷头中维持所需的水平剖面(horizontal profile)。所需的水平剖面可为齐平的(例如，平坦的)水平剖面、凸出水平剖面或凹入水平剖面中的至少一者。所需的水平剖面可至少部分地由至少一个支撑构件提供的力形成或维持。如本文使用的气体分配喷头或扩散器的水平剖面指在合适的图中示出的气体分配喷头的截面。本公开内容将在下文针对PECVD设备进行描述，所述PECVD设备从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司的子公司AKT美国公司(AKT America,Inc.)购买。应理解，本公开内容在其他沉积腔室中也具有适用性，包括从其他厂商购买的沉积腔室和PECVD设备。
图1为腔室100的一个实施方式的示意性侧视截面图。腔室100适合于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺，所述工艺用于在由玻璃、聚合物或其他适合基板制成的大面积基板105上制造电路。腔室100被配置成在大面积基板105上形成结构和装置，以用于制造液晶显示器(LCD)或平板显示器、用于太阳能电池阵列的光伏装置(photovoltaicdevice)、或其他结构。结构可为包括多个顺序沉积和掩模步骤的多个反向沟道蚀刻逆交错型(底部栅极)薄膜晶体管。其他结构可包括p-n结以形成用于光伏电池的二极管。
腔室100包括腔室侧壁110、底部115、在处理期间支撑大面积基板105的基板支撑件120(诸如基座)。气体分配喷头145位于基板支撑件120和大面积基板105对面。腔室100还具有端口125(诸如狭缝阀)，端口125通过选择性地打开和关闭来便于大面积基板105的传递和在大面积基板105上的沉积工艺。腔室100还包括盖结构130、背板140和气体分配喷头145。在一个实施方式中，盖结构130支撑背板140和气体分配喷头145。在一个实施方式中，背板140的内表面146和腔室侧壁110的内表面147限定可变压力区域148。一个方面，腔室100包括主体，所述主体包括限定可变压力区域148的腔室侧壁110、底部115和背板140。背板140在界面处由合适的O形环密封在其周边上，背板140和盖结构130在所述界面处可互相接触。当通过耦接至腔室100的真空泵提供负向压力时，O形环便于电绝缘以及密封可变压力区域148。
在所示实施方式中，气体分配喷头145由背板140在其中心区域处由一个或多个中心支撑构件150支撑。中心支撑构件150向外为可单独使用或与中心支撑构件150一起使用的一个或多个中间支撑构件或中间支撑构件152。关于如本文所述的支撑构件的术语“中心”可定义为围绕气体分配喷头145和/或背板140的几何中心的区域。同样地，关于如本文所述的支撑构件的术语“中间”可定义为在气体分配喷头145和/或背板140的“中心”区域和周缘(peripheral edge)之间的区域。
一个或多个中心支撑构件150和/或中间支撑构件152便于支撑气体分配喷头145以控制气体分配喷头145的水平剖面。一个或多个中心支撑构件150和/或中间支撑构件152也可用于减轻由于加热、重力和真空的一种或组合导致的气体分配喷头145下垂或凹陷的趋势。气体分配喷头145还可由柔性悬架155在其周边处支撑。柔性悬架155适于从其边缘处支撑气体分配喷头145并且适于允许气体分配喷头145的横向膨胀和收缩。
腔室100耦接至进气口160，所述进气口160耦接至气源和等离子体源165。等离子体源165可为直流电源、射频(RF)电源或远程等离子体源。RF电源可电感式或电容式地耦接至腔室100。进气口160将处理气体或清洁气体从气源穿过孔162传递至中间区域170，所述中间区域170限定在背板140和气体分配喷头145之间。
在操作的一个示例中，处理气体从气源释放，同时腔室100的内部体积已经由真空泵向下泵送至适当压力。一种或多种处理气体穿过进气口160流至中间区域170，所述中间区域170限定在背板140和气体分配喷头145之间。然后一种或多种处理气体穿过经由气体分配喷头145形成的多个开口或气体通道175从中间区域170流至处理区域180，所述处理区域180限定在气体分配喷头145下方且基板支撑件120上方的区域中。
大面积基板105通过将基板支撑件120向气体分配喷头145移动而从传递位置上升至处理区域180。根据气体分配喷头145的底表面和基板支撑件120的基板接收表面190之间的间距，处理区域180的高度可随着处理参数而变化。基板支撑件120可由集成加热器(诸如耦接至基板支撑件120或设置在基板支撑件120内的加热线圈或电阻式加热器)加热。
等离子体可通过耦接至腔室100的等离子体源165在处理区域180中形成。等离子体激发气体沉积在大面积基板105上以在其上形成结构。在一个实施方式中，基板支撑件120处于地电位以便于等离子体形成在处理区域180中。等离子体也可以其他方式，诸如热诱导等离子体，形成在腔室100中。尽管在此实施方式中示出等离子体源165耦接至进气口160，但等离子体源165可耦接至气体分配喷头145或腔室100的其他部分。
气体分配喷头145由导电材料制成或涂覆有导电材料并且经由进气口160或其他连接物耦接至等离子体源165，以便所述气体分配喷头145可充当腔室100内的第一电极。为气体分配喷头145选择的材料可包括钢、钛、铝或以上各者的组合，并且表面可进行抛光或阳极化处理。气体分配喷头145可包括第一主表面或上表面185A和第二主表面或下表面185B。在一个实施方式中，上表面185A和下表面185B的截面实质上平行。在另一实施方式中，上表面185A和下表面185B的至少一个可在截面中弯曲以限定凹面。在另一实施方式中，弯曲上表面185A和下表面185B的至少一个弯曲以限定凸面。在另一实施方式中，上表面185A和下表面185B的至少一个为非平行的。
在一个实施方式中，气体分配喷头145可以包括在周边更厚且在其中心更薄的厚度或截面尺寸以形成凹陷的或“凹(scooped)”的下表面185B。在此实施方式中，至少上表面185A实质上平坦或齐平。因此，相对于气体分配喷头145的中心，在气体分配喷头145的周边处更厚的截面尺寸形成所需的水平剖面，所需的水平剖面相对于基板支撑件120的水平剖面为凹入的。在另一实施方式中，基板支撑件120的基板接收表面190实质上平坦，并且气体分配喷头145的下表面185B相对于基板接收表面190为凹入的。
图2为图1的腔室100的放大局部截面图。背板140包括穿过其中延伸的多个开口，诸如第一开口205A和一个或多个第二开口205B。在一个实施方式中，第一开口205A适于接收进气口160，并且一个或多个第二开口205B被配置成接收各个支撑构件200。支撑构件200可为图1的中心支撑构件150或中间支撑构件152。在一个实施方式中，第一开口205A位于背板140的实质几何中心处，但第一开口205A可位于其他地方。在其中使用盖板135的实施方式中，盖板135包含通孔以接收进气口160和支撑构件200。可选的冷却板(未示出)可位于盖板135上方。可选的冷却板可具有接收盖子205的一部分的开口，所述盖子205可耦接至盖板135。盖子205可通过一个或多个紧固件265被紧固至盖板135。
支撑构件200包括可拆卸地耦接至第二支撑构件(诸如悬架配件220)的第一支撑构件215。根据此实施方式的悬架配件220包括将悬架配件220的接口主体(interfacebody)216耦接至气体分配喷头145的紧固件210。紧固件210可设置在各个气体通道175中，使得阻碍所用气体通道175。为了便于气体从气体分配喷头145的上表面185A流向下表面185B，可使用替代气体通道218。替代气体通道218可包括实质上等于气体通道175的直径的直径。
支撑构件200可以任何适当方式，诸如通过配合卡口紧固件、配合螺纹部分、配合直角回转紧固件(mating quarter-turn fastener)和类似方式，可拆卸地耦接至悬架配件220。在图2描绘的实施方式中，第一支撑构件215包括在其第一端处的轴230和在其第二端处的螺纹部分235。螺纹部分235适于耦接至支撑螺母组件225。支撑螺母组件225可包括用作锁紧螺母的第一螺母和第二螺母。支撑螺母组件225适于相对于螺纹部分235和枢转结构238旋转。枢转结构238适于接触球座240。球座240设置在形成于背板140的上表面245中的凹槽242中。枢转结构238和球座240允许气体分配喷头145相对于背板140横向地移动(X和/或Y方向)，以便于气体分配喷头145在使用期间的膨胀和收缩。
通过紧固件210紧固至气体分配喷头145的悬架配件220、耦接至接口主体216的轴230、和耦接至枢转结构238的轴230的组合以允许气体分配喷头145由背板140或由支撑螺母组件225施加的力来法向向上(Z方向)拉起或悬吊的方式允许支撑构件200与气体分配喷头145配合。由支撑构件200的支撑螺母组件225施加至气体分配喷头145的力可简单地反作用于作用在气体分配喷头145上的重力。换句话说，支撑构件200可用于调整气体分配喷头145相对于背板140的水平剖面(即，两者之间的高度或间距)。
背板140的截面比气体分配喷头145相对更厚。由于相对厚度和气体分配喷头145中的穿孔(perforation)，气体分配喷头145相对背板140更柔韧。背板140被配置成比气体分配喷头145更硬，因此受诸如重力、真空和加热的力的影响更少。背板140可由于这些力偏斜，但并不到气体分配喷头145可经历的程度。因此，气体分配喷头145可经历由上述力引起的一些变形，但变形由背板140和位于其间的支撑构件200的刚度有效地限制。因此，气体分配喷头145和/或背板140中的下垂或变形可通过调整支撑螺母组件225来预先确定和抵消。
支撑螺母组件225抵靠枢转结构238的表面的旋转相对于背板140升起或下降轴230、悬架配件220和气体分配喷头145，从而控制气体分配喷头145的水平剖面。在一个实施方式中，轴230的第一端包括耦接机构247，所述耦接机构247便于悬架配件220的第一支撑构件215和接口主体216的耦接和脱离。
盖250设置在支撑螺母组件225的每一者之上以便于围绕第二开口205B进行真空密封。盖250可通过紧固件255耦接至背板140的上表面245。诸如O形环之类的密封件(未在此图中示出)可设置在背板140的上表面245和紧固件255的内部之间。
图3为设置在气体分配喷头145中的悬架配件220的一个实施方式的放大截面图。在一个实施方式中，气体分配喷头145包括具有第一孔335的多个气体通道175，所述第一孔335从气体分配喷头145的上表面185A延伸至下表面185B。第一孔335耦接至至少第二孔340，所述第二孔340流体地耦接至第一孔335。第二孔340可以锥形或截锥体(frustum)的形式向外展开。在一些实施方式中，第一孔335和第二孔340通过限制孔口345而耦接，限制孔口345具有比第一孔335和第二孔340的直径小的直径。
悬架配件220可设置在具有一直径的放大的第二孔350中，所述直径大于第一孔335的直径但小于相邻的第一孔335之间的间距或距离。因此，壁352维持在相邻的第一孔335和放大的第二孔350之间，从而允许紧固件210的螺纹部分354耦接至形成在气体分配喷头145中的配合螺纹。一个方面中，悬架配件220的利用在气体分配喷头145中产生两种类型的气体通道175，例如由悬架配件220的存在而阻碍的第一种类型和不阻碍的第二种类型。因此，不包括悬架配件220的气体通道175提供气体从中间区域170至处理区域180的无阻碍流动，而穿过具有设置在其中的悬架配件220的气体通道175的气流可由于悬架配件220的存在而至少部分地被阻断。为向具有设置在其中的悬架配件220的阻碍气体通道175提供气体，使用替代气体通道218。使用替代气体通道218以允许气体从中间区域170流至紧固件210下方的第一孔335。因此，气体可从悬架配件220周围提供至第二孔350，并且穿过限制孔口345提供至处理区域180。
在此图中更清楚地示出支撑构件200的耦接机构247。一个方面，耦接机构247包括提供可拆卸接口的槽/键装置，所述槽/键装置包括设置在轴230的远端的一个或多个键320，所述一个或多个键320与形成在悬架配件220中的各个槽325相配合。耦接机构247允许第一支撑构件215旋转以与悬架配件220耦接和脱离，从而提供第一支撑构件215从悬架配件220的移除。形成在接口主体216中的间隙360(以虚线示出)提供旋转时轴230的移除，如将在下文中更详细地解释。
图4A为第一支撑构件215的一个实施方式的侧视图。第一支撑构件215包括支撑主体405，支撑主体405在一个实施方式中包括圆形截面。支撑主体405包括在第一端415处从支撑主体405径向向外延伸的一个或多个键部分410和在第一端415对面的第二端420上的螺纹部分235。第一端415的至少一部分被设计尺寸以插入悬架配件220中(图2至图3)，同时螺纹部分235适于由支撑螺母组件225接收(图2)。在一个实施方式中，第一端415包括锥形425，其可为斜面或半径以便于插入悬架配件220中。第二端420也可包括工具界面(toolinterface)430，所述工具界面430用于便于在绷紧和/或放松支撑螺母组件225中使用的第一支撑构件215的旋转控制。工具界面430可为适于其他种类的螺杆驱动配置中的六角键、方键、扳手的阴螺纹开口(female opening)。
图4B为图4A的第一支撑构件215的平面图。键部分410包括外尺寸，诸如外径435，其可被设计尺寸以插入悬架配件220的内部沟道中并在悬架配件220的内部沟道中旋转。
图5A为悬架配件220的一个实施方式的侧视截面图，所述悬架配件220具有设置在其中的第一支撑构件215的轴230(以虚线示出)。悬架配件220包括向平坦部分508逐渐变细的圆形支撑主体505(接口主体216)。外部锥形545可包括在支撑主体505的平坦表面535和平坦部分508之间。支撑主体505包含中心开口510，所述中心开口510可包括内部沟道515和穿过平坦部分508形成的紧固件开口512。内部沟道515由中心开口510和唇部(lip)520的表面至少部分地包含，所述唇部520限定了中心开口510的直径的一部分。内部沟道515可由侧壁550围绕。在一个实施方式中，紧固件210的螺纹部分354包含第一配合机构，例如阳螺纹配合机构(male mating mechanism)，而中心开口510和唇部520包含第二配合机构，诸如适于接收第一支撑构件215的第一端415的阴螺纹配合机构。第一支撑构件215的第一端415适于在内部沟道515中旋转。在一个实施方式中，限定中心开口510的唇部520包括适于接收第一支撑构件215的键部分410并与第一支撑构件215的键部分410相配合的槽容器(slottedreceptacle)555。
支撑主体505还包括至少一个销525(在图5B中示出两个)，所述销525被配置成充当用于螺纹支撑构件215的键部分410的停止器和/或被配置成在安装之后限制第一支撑构件215的旋转。销525可如图所示纵向放置，或销可耦接至垂直于悬架配件220的纵轴的支撑主体505。支撑主体505的中心包括适于接收轴230的一部分的中心开口510。在此实施方式中，螺纹支撑构件215的轴230处于固定位置中，使得键部分410与悬架配件220的唇部520接触并且便于气体分配喷头145从背板140的支撑(在图1至图2中示出两者)。包括类似于键部分410的至少一个特征结构的工具也可以插入中心开口510中以便于悬架配件220的旋转和绷紧和何时将悬架配件220安装在气体分配喷头145上。
在一个实施方式中，中心开口510包括从内部沟道515向紧固件210的圆锥形凹槽或锥形表面530。在一个实施方式中，紧固件210包括在其第一端处的头部部分540和在其第二端处的螺纹部分354。头部部分540包括相对于螺纹部分354的直径的更大尺寸或直径以及开口512。在一个实施方式中，头部部分540包括第一直径，并且螺纹部分354包括小于第一直径的第二直径。肩部(shoulder)536形成在在平坦部分508和头部部分540之间的开口512中。头部部分540可包括诸如其他种类的螺杆驱动配置中的六角键、方键、扳手的用于工具的工具界面(未示出)。
图5B为在图5A中示出的悬架配件220的俯视图。键部分410在唇部520下方以虚线示出，使得螺纹支撑构件215与悬架配件220一起处于固定位置中。在轴230的对侧上的间隙360示出暴露悬架配件220的锥形表面530的一部分。间隙360提供键部分410插入中心开口510中的空间。
图5C为在图5B中示出的悬架配件220的俯视图。在此实施方式中，轴230在移除位置中以虚线示出。轴230旋转约45°以允许键部分410与在唇部520的对侧之间的开口对齐。当键部分410如图5C中示出地对齐时，螺纹支撑构件215可从悬架配件220的中心开口510移除。
图6为耦接在背板140和气体分配喷头145之间的支撑构件600的另一实施方式的截面图。支撑构件600可为图2的支撑构件200，或图1的中心支撑构件150和中间支撑构件152的一者或两者。
支撑构件600包括耦接至耦接机构247的螺纹支撑构件601，其进而耦接至气体分配螺纹145。支撑构件600包括类似于图2中示出的支撑构件200的枢转结构238和球座240。枢转结构238包括在其中形成的接收螺纹支撑构件601的一部分的中心开口603。枢转结构238和球座240由盖250封闭。盖250通过一个或多个紧固件255耦接至背板140。诸如O形环之类的密封件605设置在球座240和紧固件255之间以便于真空密封。
支撑螺母组件225耦接至螺纹支撑构件601的螺纹部分235。根据此实施方式的支撑螺母组件225包括当旋转以固定在螺纹部分235上时接触枢转结构238的表面的至少第一螺母610。在一些实施方式中，支撑螺母组件225包括可用作与第一螺母610连接的锁紧螺母的第二螺母615。
根据此实施方式的耦接机构247包括接口主体216，所述接口主体216通过与在图3中描述的耦接机构247类似的紧固件210耦接至气体分配喷头145。然而，在此实施方式中，耦接机构247包括替代在图3至图5B中描述的槽/键结构的枢转结构620。紧固件210可设置在气体分配喷头145的气体通道175中以形成阻碍的气体通道608。气体旁通孔或替代气体通道218可用于将气流从气体分配喷头145的上表面185A提供至下表面185B。
枢转结构620可在与其螺纹部分235相对的螺纹支撑构件601的端部处形成。在形成在悬架配件220的接口主体216中的球座625中可至少部分地接收枢转结构620。轴衬(bushing)630可设置在盖子635和枢转结构620之间。盖子635包括接收螺纹支撑构件601的直径的开口640。盖子635可通过一个或多个紧固件645被紧固至接口主体216。因此，枢转结构620和轴衬630可被固定至接口主体216以将螺纹支撑构件601耦接至气体分配喷头145。枢转结构620和球座625允许气体分配喷头145相对于背板140横向地移动(X和/或Y方向)，以便于气体分配喷头145在使用期间的膨胀和收缩。
图7为耦接在背板140和气体分配喷头145之间的支撑构件700的另一实施方式的截面图。支撑构件700可为图2的支撑构件200，或图1的中心支撑构件150和中间支撑构件152的一者或两者。
支撑构件700类似于图6中示出的支撑构件600，但有以下例外。根据此实施方式的接口主体216包括从中心主体710延伸的一个或多个延伸的部分705。紧固件210可经由各个开口设置在中心主体710和延伸的部分705的每一者中。另外，每个紧固件210可设置在气体分配喷头145的各个气体通道175中以形成阻碍的气体通道608。至少一个替代气体通道218可用于将气流从气体分配喷头145的上表面185A提供至下表面185B。
在图6和图7中描述的支撑构件600和支撑构件700的实施方式中，枢转结构620可由在图3至图5B中描述的槽/键结构替代。
图8为背板140的一个实施方式的俯视平面图。在此实施方式中，在背板140上示出中心区域800并且在中心区域800内描绘出中心支撑构件150的图案。背板140还包括中间支撑区域805和在中间支撑区域805内的中间支撑构件152的图案。中心区域800可为背板140和气体分配喷头145的任意中心定位区域，其确定为气体分配喷头145的支撑点。中间支撑区域805可为在背板140的中心区域800和边缘810之间的区域。在此视图中示出的气体分配喷头145通常位于背板140下方并且具有实质上等于背板140的尺寸的尺寸。因此，气体分配喷头145具有对应中心区域，所述对应中心区域可允许在背板140中描绘的任意元件与气体分配喷头145相配合。
尽管在此实施方式中以对称图案示出八个中心支撑构件150，但是多个中心支撑构件150可在背板140的中心区域800中具有任意图案、数量和大小。同样地，当在中间支撑区域805中示出六个中间支撑构件152时，多个中间支撑构件152可在背板140的中间支撑区域805中具有任意图案、数量和大小。同时示出背板140中的第一开口205A，所述第一开口205A适于接收进气口160以向气体分配喷头145(其在视图中可位于背板140下方)供应气体。替代的气体引入端口815也示出并且可用于单独或与进气口160结合地向气体分配喷头145提供处理气体。额外的气体引入端口(未示出)也可用于将气体穿过背板140传递至气体分配喷头145。
图9为气体分配喷头145的一个实施方式的部分的示意性仰视图。气体分配喷头145包括在气体分配喷头145的主体900中以虚线示出的多个外部气体旁通孔905A和内部气体旁通孔905B。外部气体旁通孔905A和内部气体旁通孔905B对应于在图2以及其他图中示出的替代气体通道218。与气体旁通孔905A、气体旁通孔905B相交的放大的第二孔350在图9中未示出。气体旁通孔905A、气体旁通孔905B可在气体分配喷头145中以实质上对称的图案形成以向阻碍的气体通道608(在图6和图7中示出)提供对称的气流。对称图案并不限于所示图案。外部气体旁通孔905A可单独地使用或与内部气体旁通孔905B结合地使用。同样地，内部气体旁通孔905B可单独地使用或与外部气体旁通孔905A结合地使用。尽管示出外部气体旁通孔905A和内部气体旁通孔905B对应于每个悬架配件220，但每悬架配件220具有气体旁通孔905A、气体旁通孔905B的数目可能少于每悬架配件220两个。在一个实施方式中，多个外部气体旁通孔905A可与每个悬架配件220交替使用。替代地或另外地，多个内部气体旁通孔905B可以与多个外部气体旁通孔905A和/或每个悬架配件220交替使用。
图10A和图10B分别为气体分配喷头1000A和气体分配喷头1000B的实施方式的示意性局部截面图。图10A示出背板140和气体分配喷头1000A的中心区域1010，气体分配喷头1000A相对于背板140呈凹入水平剖面。因此，在此实施方式中，气体分配喷头1000A的下表面185B相对于背板140的水平取向为非平行或凹陷的。在一个实施方式中，第一空间间隙G'包含在背板140的内表面146和气体分配喷头1000A的中心区域1010中的上表面185A之间，而第二空间间隙G"包含在背板140的内表面146和在气体分配喷头1000A的周边中的上表面185A之间。
第一空间间隙G'可通过调整中心支撑构件150和/或中间支撑构件152(两者未在图10A和图10B中示出)的一个或多个而调整。中心支撑构件150和/或中间支撑构件152的调整可用于使气体分配喷头1000A、气体分配喷头1000B远离背板140或将气体分配喷头1000A、气体分配喷头1000B拉向背板140以控制气体分配喷头1000A、气体分配喷头1000B的水平剖面。第一空间间隙G'和第二空间间隙G"可维持或调整至实质上相同或不同。在一个示例中，第一空间间隙G'和第二空间间隙G"可实质上相同。在另一示例中，第一空间间隙G'可小于第二空间间隙G"。在一个实施方式中，气体通道175在气体分配喷头1000A的周边处比在气体分配喷头1000A的中心处具有更长的长度。一个方面，气体通道175的每一者的锥形孔(flared bore)在气体分配喷头1000A的中心处包括更长的长度，并且长度从气体分配喷头1000A的中心至气体分配喷头1000A的周边逐渐地增大。
图10B示出背板140和气体分配喷头1000B的中心区域1010，气体分配喷头1000B相对于背板140呈凸出水平剖面。尽管未示出，但是第一空间间隙G'和第二空间间隙G"包含在背板140的内表面146和气体分配喷头1000B的上表面185A之间。第一空间间隙G'和第二空间间隙G"可如参照图10A描述地维持或调整。在一个实施方式中，第一空间间隙G'和第二空间间隙G"实质上相同。在另一示例中，第二空间间隙G"可小于第一个空间间隙G'。在一个实施方式中，气体通道175在气体分配喷头1000B的中心处比在气体分配喷头1000B的周边处具有更长的长度。一个方面，气体通道175的每一者的锥形孔在气体分配喷头1000B的中心处包括更长的长度，并且长度从气体分配喷头1000B的中心至气体分配喷头1000B的周边逐渐地减小。
本公开内容描述了用于支撑气体分配喷头的设备和方法，所述设备维持基板和气体分配喷头之间的处理空间并且不与穿过气体分配喷头的气流发生干涉。设备包括维持和/或提供对气体分配喷头145的截面曲率或水平剖面的操纵的一个或多个中心支撑构件150和/或中间支撑构件152。可操纵气体分配喷头145以呈现平坦、凸出或凹入的一种的水平剖面。气体分配喷头145的水平剖面可相对于腔室中的基板支撑构件120和/或背板140进行调整。如本文描述的中心支撑构件150的实施方式也不干涉气流，从而便于在邻近于中心支撑构件150和/或中间支撑构件152的基板的位置处沉积。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但是也可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计出本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围是由随附的权利要求书确定的。
Claims (18)
1.一种设备，包括：
气体分配喷头，所述气体分配喷头包括矩形主体，所述矩形主体具有四个侧面、第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面、和在所述第一主表面和第二主表面之间的在纵向方向上穿过所述主体形成的多个气体通道；
多个中心支撑构件，所述多个中心支撑构件耦接至在其中心区域中的所述主体；和
多个中间支撑构件，所述多个中间支撑构件耦接至在所述中心区域和所述四个侧面之一之间的所述主体，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的一者或两者的至少一部分包括悬架特征结构，所述悬架特征结构包括接口主体，所述接口主体位于所述气体分配喷头外侧，其中所述接口主体包括接收紧固件的开口，所述紧固件设置在所述多个气体通道的第一气体通道中。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述多个气体通道的每一者包括形成在所述第一主表面中的第一孔，所述第一孔通过孔口流体地耦接至形成在所述第二主表面中的第二孔。
3.如权利要求2所述的设备，其中第二气体通道以相对于所述第一气体通道的纵向方向的倾斜角度穿过所述主体形成，所述第二气体通道与所述第一气体通道的所述第一孔相交。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的一者或两者的至少一部分包括提供所述主体的横向运动的枢转结构。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的一者或两者的至少一部分包括耦接至悬架特征结构的槽/键装置。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述悬架特征结构包括耦接至所述接口主体的一个或多个延伸的部分。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述接口主体包括具有外部锥形的圆形主体。
8.一种设备，包括：
气体分配喷头，所述气体分配喷头包括主体，所述主体具有侧面以及第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面，所述主体具有在所述第一主表面和所述第二主表面之间形成的多个气体通道，所述多个气体通道的每一者具有形成在所述第一主表面中的第一开口，所述第一开口通过限制孔口流体地耦接至形成在所述第二主表面中的第二开口；
多个中心支撑构件，所述多个中心支撑构件耦接至在其中心区域中的所述主体；和
多个中间支撑构件，所述多个中间支撑构件耦接至在所述中心区域和侧面之间的所述主体，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的一者或两者的至少一部分包括悬架特征结构，所述悬架特征结构包括接口主体，所述接口主体位于所述气体分配喷头外侧，其中所述接口主体包括接收紧固件的开口，所述紧固件设置在所述多个气体通道的第一气体通道中。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的一者或两者的至少一部分包括提供所述主体的横向运动的枢转结构。
10.如权利要求8所述的设备，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的一者或两者包括耦接至所述悬架特征结构的槽/键装置。
11.如权利要求8所述的设备，其中所述主体包括围绕所述多个气体通道的所述第一气体通道的多个第二气体通道，多个气体旁通孔的每一者以相对于所述多个气体通道的气体通道的纵向方向成一定角度从所述第一主表面穿过所述主体形成并且终止在所述主体内以与所述气体通道相交。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述多个第二气体通道的每一者包括横向取向的孔。
13.如权利要求11所述的设备，其中所述多个第二气体通道的每一者包括一个或多个孔，所述一个或多个孔的每一者至少部分地穿过所述多个气体通道的一个或多个相邻的第一气体通道延伸。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述一个或多个孔的每一者终止在所述限制孔口的上游位置处。
15.如权利要求8所述的设备，其中所述接口主体包括具有外部锥形的圆形主体。
16.一种设备，包括：
气体分配喷头，所述气体分配喷头包括主体，所述主体具有侧面以及第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面，所述主体具有在所述第一主表面和所述第二主表面之间形成的多个第一气体通道，所述多个气体通道的每一者包括第一气体通道，所述第一气体通道具有形成在所述第一主表面中的第一孔，所述第一孔通过限制孔口流体地耦接至形成在所述第二主表面中的第二孔；
多个第二气体通道，所述多个第二气体通道围绕所述多个第一气体通道中的一个所述第一气体通道，所述多个第二气体通道的每一者以相对于所述多个第一气体通道的所述第一气体通道的纵向方向成一定角度从所述第一主表面穿过所述主体形成并且终止在所述主体内以与所述第一气体通道相交；
中心支撑构件，所述中心支撑构件通过第一悬架特征结构耦接至在其中心区域中的所述主体；和
中间支撑构件，所述中间支撑构件通过第二悬架特征结构耦接至在所述中心区域和所述侧面之间的所述主体，其中所述中心支撑构件和所述中间支撑构件的至少一部分分别包括所述第一悬架特征结构和所述第二悬架特征结构，所述第一悬架特征结构和所述第二悬架特征结构各自包括接口主体，所述接口主体位于所述气体分配喷头外侧，其中所述接口主体包括接收紧固件的开口，所述紧固件设置在所述多个第一气体通道的所述第一气体通道中。
17.如权利要求16所述的设备，其中所述第一悬架特征结构和所述第二悬架特征结构各自包括耦接至所述接口主体的一个或多个延伸的部分。
18.如权利要求16所述的设备，其中所述接口主体包括具有外部锥形的圆形主体。
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