CN117616538A - 具有递归气体通道的喷头组件 - Google Patents
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Abstract
本文提供喷头的实施例。在一些实施例中，喷头组件包括：冷硬板，其包括气体板和冷却板，其间设置有铝硅箔间层，以用于将气体板扩散接合至冷却板；以及加热器板，其包括第一板、第二板和第三板，其中在第一板与冷却板之间设置铝硅箔间层，以用于将第一板扩散接合至冷却板，其中在第一板与第二板之间设置铝硅箔间层，以用于将第一板扩散接合至第二板，且其中在第二板与第三板之间设置铝硅箔间层，以用于将第二板扩散接合至第三板。
Description
技术领域
本公开的实施例总体上涉及基板处理装备，且更具体地涉及与基板处理装备一起使用的喷头。
背景技术
用于半导体工艺腔室(例如沉积腔室、蚀刻腔室等)中的常规喷头组件通常包括单个气体入口，所述气体入口流体地耦接至多个气体出口，以提供通向工艺容积中的多个气体注入点。多个气体注入点在工艺腔室中处理的基板上方提供更均匀的流动分布。发明者观察到使用焊制件将单个气体入口分为多个气体出口可导致泄漏和可维护性问题。另外，使用焊制件将单个气体入口分为多个气体出口可能不希望地提高喷头组件的总厚度。
因此，发明者提供了改良喷头组件的实施例。
发明内容
本文提供用于基板处理腔室中的喷头的实施例。在一些实施例中，用于基板处理腔室中的喷头组件包括：冷硬板，所述冷硬板包括气体板和冷却板，其间设置有铝硅箔间层，以用于将气体板扩散接合至冷却板；以及加热器板，所述加热器板包括第一板、第二板和第三板，其中在第一板与冷却板之间设置铝硅箔间层，以用于将第一板扩散接合至冷却板，其中在第一板与第二板之间设置铝硅箔间层，以用于将第一板扩散接合至第二板，并且其中在第二板与第三板之间设置铝硅箔间层，以用于将第二板扩散接合至第三板。
在一些实施例中，工艺腔室包括：腔室主体，所述腔室主体界定其中的内部容积；基板支撑件，所述基板支撑件设置于所述内部容积中以支撑基板；以及喷头组件，所述喷头组件设置于内部容积中与基板支撑件相对，其中所述喷头组件包括冷硬板和加热器板，所述冷硬板包括气体板和冷却板，其间设置有铝硅箔间层，以用于将气体板扩散接合至冷却板，并且所述加热器板包括第一板、第二板和第三板，其中在第一板与冷却板之间设置铝硅箔间层，以用于将第一板扩散接合至冷却板，其中在第一板与第二板之间设置铝硅箔间层，以用于将第一板扩散接合至第二板，并且其中在第二板与第三板之间设置铝硅箔间层，以用于将第二板扩散接合至第三板。
在一些实施例中，用于基板处理腔室中的喷头组件的制造方法包括：在冷硬板的气体板与冷硬板的冷却板之间提供铝硅箔间层并将气体板扩散接合至冷却板；在加热器板的第一板与冷却板之间提供铝硅箔间层并将第一板扩散接合至冷却板；在加热器板的第一板与第二板之间提供铝硅箔间层并将第一板扩散接合至第二板；以及在加热器板的第二板与第三板之间提供铝硅箔间层并将第二板扩散接合至第三板。
下文描述本公开的其他和进一步的实施例。
附图说明
在上文简要概述并且在下文更详细地讨论的本公开的实施例可参考附图中描绘的本公开的说明性实施例来理解。然而，附图仅图示本公开的典型实施例，并且因此不应认为其限制本公开的范畴，因为本公开可承认其他同等有效的实施例。
图1描绘根据本公开的一些实施例的工艺腔室的示意性侧视图。
图2描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件的横截面图。
图3描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件的气体板的俯视图。
图4描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件的气体板的仰视图。
图5描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件的冷硬板的横截面仰视图。
图6描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件的加热器板的横截面俯视图。
图7描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件的加热器板的横截面俯视图。
为便于理解，在可能的情况下已使用相同的附图标记来指定图中共同的相同要素。未按比例绘制附图，并且出于清晰的目的可将附图简化。一个实施例的要素和特征可在无进一步叙述的情况下有益地并入至其他实施例中。
具体实施方式
本文提供用于工艺腔室中的喷头组件的实施例。喷头组件被配置为促进工艺气体向处理腔室中处理的基板的流动。在一些实施例中，喷头组件被配置为在高功率应用中运行。喷头组件包括被配置为加热喷头组件的加热器板。喷头组件包括冷硬板，所述冷硬板具有穿过所述冷硬板的冷却通道以冷却喷头组件。喷头组件包括从单个气体入口延伸至多个气体出口的一个或多个递归气体路径。在一些实施例中，将一个或多个递归气体路径有利地设置于冷硬板中，以最小化喷头组件的厚度。
在至少一些实施例中，冷硬板包括气体板和冷却板，其间设置有共晶或近共晶的铝硅箔间层，其有助于将气体板扩散接合至冷却板。另外，加热器板包括第一板、第二板和第三板，其中在第一板与冷却板之间设置共晶或近共晶铝硅箔间层以用于将第一板扩散接合至冷却板，且在第一板、第二板和第三板中的一者或多者之间设置共晶或近共晶铝硅箔间层以用于将第一板、第二板和第三板中的一者或多者彼此扩散接合。
图1描绘根据本公开的一些实施例的工艺腔室的一部分的示意性侧视图。在一些实施例中，工艺腔室为蚀刻处理腔室。然而，被配置为用于不同工艺的其他类型的处理腔室也可用于或被修改以用于本文所描述的喷头组件的实施例。
工艺腔室100是真空腔室，其适当地用于在基板处理期间维持内部容积120中的低大气压力。工艺腔室100包括具有侧壁和底壁的腔室主体106。盖104覆盖腔室主体106，且腔室主体106和盖104一起界定内部容积120。腔室主体106和盖104可由诸如铝之类的金属制成。腔室主体106可经由耦接至地面115而接地。
在内部容积120中设置基板支撑件124，以支撑且保持基板122，诸如例如半导体晶片或可被静电保持的其他此类基板。基板支撑件124总体而言包括底座128和用于支撑底座128的空心支轴112。底座128可包括静电夹盘150。静电夹盘150包括其中设置有一个或多个电极154的介电板。空心支轴112提供导管，以将(例如)背侧气体、工艺气体、流体、冷却剂、功率等提供至底座128。
将基板支撑件124耦接至夹定电源140和RF源(例如RF偏压电源117或RF等离子体电源170)，耦接至静电夹盘150。在一些实施例中，在腔室主体106外设置背侧气体供应142，且向静电夹盘150供应热传递气体。在一些实施例中，经由一个或多个RF匹配网络116将RF偏压电源117耦接至静电夹盘150。在一些实施例中，基板支撑件124可替代地包括AC或DC偏压功率。
工艺腔室100也耦接至气体供应118，且与其流体连通，气体供应118可向工艺腔室100供应一种或多种工艺气体以用于处理其中设置的基板122。在内部容积120中与基板支撑件124相对地设置喷头组件132。在一些实施例中，喷头组件132耦接至盖104。喷头组件132和基板支撑件124部分地界定其间的处理容积144。喷头组件132包括多个开口，以将一种或多种工艺气体从气体供应118分配至处理容积144中。喷头组件132包括冷硬板138，以控制喷头组件132和孔/通道(下文更详细地描述)的温度，以提供穿过冷硬板138的气流体路径。喷头组件132包括耦接至冷硬板138的加热器板141。加热器板141包括设置或嵌入于其中的一个或多个加热元件，以控制喷头组件132的温度，且包括孔/通道(下文更详细地描述)，以提供穿过加热器板141的气流体路径。在一些实施例中，喷头组件132包括耦接至加热器板141的上电极136。将上电极136设置于与基板支撑件124相对的内部容积120中。将上电极136耦接至一个或多个电源(例如RF等离子体电源170)，以点燃一种或多种工艺气体。在一些实施例中，上电极136包括单晶硅或其他含硅材料。
在内部容积120中设置衬垫102，其围绕基板支撑件124和喷头组件132中的至少一者以限制其中的等离子体。在一些实施例中，衬垫102由诸如铝或含硅材料的合适的工艺材料制成。衬垫102包括上衬垫160和下衬垫162。上衬垫160可由上文所提及的材料中的任一者制成。在一些实施例中，下衬垫162由与上衬垫160相同的材料制成。在一些实施例中，上衬垫160包括阶梯状内表面，其对应于上电极136的阶梯状外表面188。
下衬垫162包括围绕下衬垫162布置的多个径向槽164以提供工艺气体通向泵口148(下文描述)的流体路径。在一些实施例中，衬垫102以及喷头组件132和底座128至少部分地界定处理容积144。在一些实施例中，喷头组件132的外直径小于衬垫102的外直径，大于衬垫102的内直径。衬垫102包括对应于腔室主体106中的狭缝103的开口105，用于将基板122转移至工艺腔室100中和从工艺腔室100中转移出。
在一些实施例中，将衬垫102耦接至加热环180以将衬垫102加热至预定的温度。在一些实施例中，经由一个或多个紧固件158将衬垫102耦接至加热环180。将加热电源156耦接至加热环180中的一个或多个加热元件，以加热加热环180和衬垫102。
工艺腔室100耦接至真空系统114且与其流体连通，真空系统114包括用于对工艺腔室100进行排气的节流阀和真空泵。可通过调整节流阀和/或真空泵调节工艺腔室100中的压力。可将真空系统114耦接至泵口148。
在一些实施例中，将衬垫102安置在下托盘110上。下托盘110被配置为引导一种或多种工艺气体和处理副产物从多个径向槽164流向泵口148。在一些实施例中，下托盘110包括外侧壁126、内侧壁130和从外侧壁126延伸至内侧壁130的下壁134。外侧壁126、内侧壁130和下壁134界定其间的排气容积184。在一些实施例中，外侧壁126和内侧壁130为环形的。下壁134包括一个或多个开口182(图1示出其中一者)，以将排气容积184流体地耦接至真空系统114。下托盘110可安置在泵口148上，或以其他方式耦接至泵口148。在一些实施例中，下托盘110包括壁架152，壁架152从内侧壁130径向向内延伸以容纳腔室部件，例如基板支撑件124的底座128。在一些实施例中，下托盘110由诸如铝的导电材料制成以提供接地路径。
例如，在操作中，可在处理容积144中产生等离子体，以执行一个或多个工艺。可通过将来自等离子体电源(例如RF等离子体电源170)的功率经由靠近内部容积120或处于内部容积120内的一个或多个电极(例如上电极136)耦合至工艺气体以点燃工艺气体且形成等离子体，以此产生等离子体。也可将偏压功率从偏压电源(例如RF偏压电源117)提供至静电夹盘150内的一个或多个电极154，以从等离子体朝向基板122吸引离子。
等离子体壳层可在基板122的边缘弯曲，以使离子垂直于等离子体壳层加速。可通过等离子体壳层中的弯曲使离子在基板边缘处集中或偏转。在一些实施例中，基板支撑件124包括围绕静电夹盘150设置的边缘环146。在一些实施例中，边缘环146和静电夹盘150界定基板接收表面。可将边缘环146耦接至电源(例如RF偏压电源117或第二RF偏压电源(未示出))，以控制和/或减小等离子体壳层的弯曲。
图2描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件132的横截面图。喷头组件132包括冷硬板138，其中设置或嵌入有一个或多个冷却通道204。喷头组件132包括耦接至冷硬板138的加热器板141。加热器板141包括设置或嵌入其中的一个或多个加热元件208。可将一个或多个加热元件208设置在一个或多个加热区中，以对喷头组件132的两个或更多个气区提供独立的温度控制。将一个或多个加热元件208耦接至一个或多个电源290。喷头组件132包括多个气流体路径，其彼此流体地独立且延伸穿过喷头组件132。在一些实施例中，冷硬板138由铝制成。在一些实施例中，加热器板141由铝制成。
冷硬板138包括设置于其中的多个递归气体路径206，其彼此流体地独立且对应于喷头组件132的两个或更多个气区。例如，多个递归气体路径206可包括两个、三个或四个递归气体路径(图3和图4描绘两个递归气体路径)。多个递归气体路径206中的每一者流体地耦接至延伸至冷硬板138的第一侧218的单个气体入口和延伸至冷硬板138的第二侧224的多个气体出口248。递归气体路径206中的每一者可包括从单个气体入口到多个气体出口248中的每个气体出口的基本上相等的流体路径(即基本上相等的轴向长度和横截面积)。在一些实施例中，基本上相等的流体路径可包括彼此在10％内的长度。基本上相等的流体路径有利地使穿过喷头组件132和进入处理容积144中的气体分配更均匀。
在一些实施例中，沿共同平面(即单个层)围绕冷硬板138设置多个递归气体路径206。在一些实施例中，沿两个或更多个平面(即两个或更多个层)围绕冷硬板138设置多个递归气体路径206中的至少一者，其中连接通道(诸如连接通道220)耦接多个递归气体路径206的多个层。相比于单个层，两个或更多个层有利地使多个递归气体路径206的更多体积延伸至冷硬板138中。图2描绘沿两个平面设置的多个递归气体路径206中的至少一者。
在一些实施例中，冷硬板138包括耦接在一起的一个或多个板。如图2所描绘，在一些实施例中，冷硬板138包括气体板230，气体板230具有耦接至顶板228的第一侧238和耦接至冷却板232的第二侧240。通过一个或多个接合工艺(例如硬焊、扩散接合等)将顶板228的底表面耦接至气体板230的顶表面。例如，在至少一些实施例中，使用有助于扩散接合的共晶或近共晶(例如577℃)铝硅箔间层229将顶板228的底表面耦接至气体板230的顶表面。在至少一些实施例中，间层229可具有约1密耳至约10密耳的厚度。另外，也使用有助于扩散接合的间层229将气体板230的底表面耦接至冷却板232的顶表面。冷却板232在冷却板232的与气体板230相对的一侧上耦接至底板234。可使用有助于扩散接合的间层229将冷却板232的底表面耦接至底板234的顶表面。类似地，可将底板234的底表面耦接至加热器板141的板中的一者或多者，如下文更详细地描述。
在至少一些实施例中，用于将上述板彼此扩散接合的间层229可以是相同或不同的。例如，在不同板之间，用于间层229的铝与硅的重量百分比可以是不同的。例如，在至少一些实施例中，用于将顶板228的底表面扩散接合至气体板230的顶表面的间层229可具有约88重量百分比的铝和约12重量百分比的硅。类似地，用于将气体板230的底表面扩散接合至冷却板232的顶表面的间层229可具有约80重量百分比的铝和约20重量百分比的硅，而用于将冷却板232的底表面扩散接合至底板234的顶表面的间层229可具有约88重量百分比的铝和约12重量百分比的硅。
沿冷却板232的底表面242设置一个或多个冷却通道204。在一些实施例中，在气体板230的第一侧238和第二侧240中的至少一者上设置多个递归气体路径206。在一些实施例中，在沿两个层将多个递归气体路径206设置于冷硬板138中的实施例中，在第一侧238和第二侧240上设置递归气体路径206中的一者或多者。在此类实施例中，沿两个层放置的递归气体路径包括流体地耦接两个层的连接通道220。在沿两个以上层设置递归气体路径206的实施例中，气体板230可包括耦接在一起的两个或更多个板。底板234包括至少部分地界定多个气体出口248的开口。
在一些实施例中，第一气体入口212从冷硬板138的第一侧218(即顶板228的上表面)延伸至多个递归气体路径206中的第一递归气体路径310(见图3)。在一些实施例中，第二气体入口216从冷硬板138的第一侧218延伸至多个递归气体路径206的第二递归气体路径330(见图3)。
在一些实施例中，将多个递归气体路径206中的每一者耦接至气体供应118。气体供应可被配置为将一种或多种工艺气体提供至递归气体路径中的任一者或多者。例如，在一些实施例中，气体供应118被配置为向第一递归气体路径310和第二递归气体路径330中的每一者提供单个工艺气体。在一些实施例中，气体供应118被配置为向第一递归气体路径310和第二递归气体路径330中的一者或多者提供第一工艺气体或气体混合物，且向第一递归气体路径310和第二递归气体路径330的剩余部分提供第二工艺气体或气体混合物。在一些实施例中，气体供应118被配置为将不同的工艺气体或气体混合物提供至递归气体路径中的每一者。
加热器板141包括一个或多个加热元件208。在一些实施例中，加热器板141包括多个第一气体分配孔252，所述第一气体分配孔从加热器板141的顶表面250延伸至流体地独立且设置于加热器板141中的多个气室256。多个第二气体分配孔254从多个气室256延伸至加热器板的下表面258，以提供穿过加热器板141的气流体路径。在一些实施例中，多个第二气体分配孔254相比于多个第一气体分配孔252包括更多孔，以将一种或多种工艺气体更均匀地分配至处理容积144中。
多个第一气体分配孔252与冷硬板138的多个气体出口248对准。在一些实施例中，多个气室256对应于多个递归气体路径206。在一些实施例中，喷头组件132包括耦接至加热器板141的上电极136。上电极136包括多个第三气体分配孔274，所述第三气体分配孔274从上电极136的顶表面276在对应于加热器板141的多个第二气体分配孔254的位置的位置延伸至上电极136的下表面278。在一些实施例中，多个第三气体分配孔274具有约10密耳至约50密耳的直径。可经由紧固件、弹簧张力器等将上电极136、加热器板141和冷硬板138耦接在一起。
在一些实施例中，穿过喷头组件132的彼此流体地独立的多个气流体路径中的每一者经由冷硬板138的第一侧218上的相应的气体入口穿过冷硬板138延伸至冷硬板138内的递归气体路径，延伸至相应的多个气体出口248(例如气体出口248)，所述气体出口延伸至冷硬板138的第二侧224，经由多个第一气体分配孔252的相应孔延伸穿过加热器板141，延伸至多个气室256的相应气室，且延伸至多个第二气体分配孔254的相应孔，且经由多个第三气体分配孔274延伸穿过上电极136。例如，第一气流体路径从与第一递归气体路径410相关的多个气体出口248穿过第一气体分配孔252的对应一者延伸至多个气室256的第一气室。类似地，第二气流体路径从与第二递归气体路径330相关的多个气体出口248穿过第一气体分配孔252的对应一者延伸至多个气室256的第二气室。
在一些实施例中，加热器板141包括耦接在一起的一个或多个板。在一些实施例中，加热器板141包括耦接至第二板264的第一板262。如上文所指出，可将底板234的底表面耦接至加热器板141的一个或多个板。例如，在至少一些实施例中，可使用有助于扩散接合的间层229将底板234的底表面耦接至第一板262的顶表面。替代地，如果不使用底板234，则可使用有助于扩散接合的间层229将冷却板232的底表面耦接至第一板262的顶表面。另外，在至少一些实施例中，可使用有助于扩散接合的间层229将第一板262的底表面耦接至第二板264的顶表面。将一个或多个加热元件208设置于多个通道268中。在一些实施例中，将多个通道268设置于第一板262中。在一些实施例中，将多个通道268设置于第二板264中。在一些实施例中，用第一板262和第二板264界定多个通道268。在一些实施例中，第一板262和第二板264包括多个通道268。在一些实施例中，第三板266在第二板264的与第一板262相对侧上耦接至第二板264。在至少一些实施例中，可使用有助于扩散接合的间层229将第二板264的底表面耦接至第三板266的顶表面。在一些实施例中，第三板266包括界定多个气室256的第二多个通道272。如上文所指出，用于将第一板至第三板彼此扩散接合的间层229可以是相同或不同的，例如使用上文所述的铝与硅的重量百分比。
可在冷硬板138与加热器板141之间设置一个或多个可选的热垫片，以在其间提供增强的热耦合以及压缩界面。例如，在一些实施例中，在冷硬板138与加热器板141之间设置第一热垫片280，以在其间提供增强的热耦合和压缩界面。在一些实施例中，在加热器板141与上电极136之间设置第二热垫片282，以在其间提供增强的热耦合和压缩界面。第一热垫片280包括与加热器板141的多个第一气体分配孔252的位置对应的多个开口。第二热垫片282包括与加热器板141的多个第二气体分配孔254的位置对应的多个开口。第一热垫片280和第二垫片281由导热和导电的材料片制成。在一些实施例中，第一热垫片280和第二垫片281包括聚合物材料。在一些实施例中，第一热垫片280和第二垫片281包括弹性体和金属夹层结构。
图3描绘根据本公开的一些实施例的冷硬板138的气体板230的俯视图。图4描绘根据本公开的一些实施例的气体板230的仰视图。图3和图4描绘的气体板230具有沿气体板230的两个层设置的多个递归气体路径206。图3描绘多个递归气体路径206的第一层300的实施例。图4描绘多个递归气体路径206的第二层400的实施例。
可在第一层300和第二层400中的至少一者中设置多个递归气体路径206中的每一者。在一些实施例中，多个递归气体路径206中的一者或多者从第二层400延伸至第一层300，并且返回至第二层400。在一些实施例中，第一气体入口212延伸至第一层300，且流体地耦接至设置于第一层300和第二层400中的第一递归气体路径310。在一些实施例中，第一递归气体路径310在第一层300中从第一气体入口212分支一次或多次到与连接通道220A对应的多个端，所述连接通道220A流体地耦接第一递归气体路径310的多个层。在一些实施例中，第一递归气体路径310分支一次到两个连接通道220A的两个端。
在一些实施例中，在第二层400中，第一递归气体路径310从连接通道220A中的每一者分支一次或多次到多个第一端415。在一些实施例中，第一递归气体路径310从第二层400中的每个连接通道220A分支一次以形成四个第一端415。在一些实施例中，围绕气体板230对称地设置多个第一端415。在一些实施例中，沿虚圆以固定的间隔放置多个第一端415。在一些实施例中，第一递归气体路径310包括第二层400中的环状延伸部分和径向延伸部分。多个第二端435与冷硬板138的多个气体出口248的第一子集248A对准。在一些实施例中，第一递归气体路径310从第二层400中的每个连接通道220A分支两次以形成八个第一端415。
在一些实施例中，第二递归气体路径330从第二气体入口216延伸至第二层400，延伸至第一层300，且随后回到第二层400。由此，可在第一层300和第二层400中设置第二递归气体路径330。在一些实施例中，第二递归气体路径330在第二层400中从第二气体入口216分支一次或多次到与连接通道220C对应的多个端，所述连接通道220C流体地耦接第二递归气体路径330的多个层。在一些实施例中，第二递归气体路径330分支一次以形成对应于两个连接通道220A的两个端。
在一些实施例中，在第一层300中，第二递归气体路径330从连接通道220C中的每一者分支一次或多次到对应于连接通道220D的端。在一些实施例中，第二递归气体路径330从连接通道220C中的每一者分支一次以形成对应于四个连接通道220D的四个端。
在一些实施例中，在第二层400中，第二递归气体路径330从连接通道220D中的每一者分支一次或多次到多个第二端435。在一些实施例中，第二递归气体路径330从第二层400中的每个连接通道220D分支一次以形成共八个第二端435。在一些实施例中，围绕气体板230对称地设置多个第二端435。在一些实施例中，沿虚圆以固定的间隔设置多个第二端435。在一些实施例中，第二递归气体路径330包括第二层400中的环状延伸部分和径向延伸部分。多个第二端435与冷硬板138的多个气体出口248的第二子集248B对准。在一些实施例中，从第一递归气体路径310径向向外设置第二递归气体路径330。在一些实施例中，第二递归气体路径330从第二层400中的每个连接通道220D分支两次以形成十六个第二端435。
图5描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件132的冷硬板138的横截面图。在一些实施例中，沿冷硬板138的同心圆设置多个气体出口248。在一些实施例中，沿冷硬板138的同心圆以固定的间隔设置多个气体出口248。在一些实施例中，每个同心圆处多个气体出口248中的气体出口对应于喷头组件132的不同的气体分配区。在一些实施例中，喷头组件132包括两个气体分配区，其中第一区为径向最内的区，并且第二区为径向最外的区。在一些实施例中，喷头组件132包括四个区，其中第一区为径向最内的区，第二区在第一区的径向向外，第三区在第二区的径向向外，并且第四区为径向最外的区且在第三区的径向向外。
在一些实施例中，一个或多个冷却通道204包括一个冷却通道，所述冷却通道具有用于在其中供应冷却剂的入口510和提供冷却剂的返回路径的出口520。在一些实施例中，一个或多个冷却通道204延伸至每个区附近。在一些实施例中，以螺旋形图案布置一个或多个冷却通道204。
图6描绘根据本公开的一些实施例的喷头组件132的加热器板141的横截面俯视图。一个或多个加热元件208可按任何合适的图案围绕加热器板141延伸，以用于加热加热器板141。在一些实施例中，一个或多个加热元件208是界定喷头组件132的两个或更多个相应加热区的两个或更多个加热元件。在一些实施例中，一个或多个加热元件208包括邻近加热器板141中心的第一加热元件610。在一些实施例中，一个或多个加热元件208包括设置在第一加热元件610的径向向外的第二加热元件620。在一些实施例中，第二加热元件620径向向外延伸超出多个第一气体分配孔252的径向最外的集合612。
图7描绘根据本公开的一些实施例的沿多个气室256的平面的加热器板141的横截面俯视图。在一些实施例中，多个气室256对应于多个气体分配区。在一些实施例中，多个气室256包括对应于两个气体分配区的两个气室。在一些实施例中，多个气室256包括对应于四个气体分配区的四个气室。在一些实施例中，第一气室720流体地耦接至与第一递归气体路径310相关联的第一气体分配孔252的第一子集252A。在一些实施例中，第二气室740流体地耦接至与第二递归气体路径330相关联的多个第一气体分配孔252的第二子集252B。第一气室720与多个第二气体分配孔254的第一子集254A流体地耦接。第二气室740与多个第二气体分配孔254的第二子集254B流体地耦接。多个第二气体分配孔254均匀地分布于每个气室内。第一气室720和第二气室740可包括多个壁702，以在每个气室中将气流从多个第一气体分配孔252引导至多个第二气体分配孔254。在一些实施例中，多个壁702具有多边形的横截面形状。在一些实施例中，多个壁702为弯曲的。在一些实施例中，多个第二气体分配孔254包括多个气室256中的多于100个孔。在一些实施例中，在同心圆中设置多个第二气体分配孔254。在一些实施例中，沿相应同心圆以固定的间隔设置每个同心圆内的第二气体分配孔254。多个气室256中的每个气室可包括第二气体分配孔254的一个或多个同心圆。在一些实施例中，多个第二气体分配孔254具有约10密耳至约50密耳的直径。
虽然上文针对本公开的实施例，但是可在不脱离本公开的基本范畴的情况下构思本公开的其他和进一步的实施例。
Claims (20)
1.一种用于基板处理腔室中的喷头组件，包括：
冷硬板，包括气体板和冷却板，其间设置有铝硅箔间层，以用于将所述气体板扩散接合至所述冷却板；以及
加热器板，包括第一板、第二板和第三板，其中在所述第一板与所述冷却板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述第一板扩散接合至所述冷却板，其中在所述第一板与所述第二板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述第一板扩散接合至所述第二板，并且其中在所述第二板与所述第三板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述第二板扩散接合至所述第三板。
2.如权利要求1所述的喷头组件，进一步包括顶板，其中在所述顶板与所述气体板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述顶板扩散接合至所述气体板。
3.如权利要求1所述的喷头组件，进一步包括底板，其中在所述冷却板与所述底板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述冷却板扩散接合至所述底板。
4.如权利要求3所述的喷头组件，其中在所述底板与所述第一板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述底板扩散接合至所述第一板。
5.如权利要求1所述的喷头组件，其中用于将所述气体板扩散接合至所述冷却板、将所述第一板扩散接合至所述冷却板、将所述第一板扩散接合至所述第二板以及将所述第二板扩散接合至所述第三板的所述铝硅箔间层具有约80重量百分比的铝和约20重量百分比的硅。
6.如权利要求5所述的喷头组件，其中用于将所述气体板扩散接合至所述冷却板、将所述第一板扩散接合至所述冷却板、将所述第一板扩散接合至所述第二板以及将所述第二板扩散接合至所述第三板的所述铝硅箔间层是共晶或近共晶化合物。
7.如权利要求1至6中任一者所述的喷头组件，其中所述冷硬板进一步包括：
其中设置的彼此流体地独立的多个递归气体路径以及其中设置的一个或多个冷却通道，其中所述多个递归气体路径中的每一者流体地耦接至延伸至所述冷硬板的第一侧的单个气体入口和延伸至所述冷硬板的第二侧的多个气体出口；以及
其中所述加热器板包括：设置于其中的一个或多个加热元件；多个第一气体分配孔，所述多个第一气体分配孔从其顶表面延伸至所述加热器板内流体地独立地设置的多个气室，所述多个第一气体分配孔对应于所述冷硬板的所述多个气体出口；以及多个第二气体分配孔，所述多个第二气体分配孔从所述多个气室延伸至所述加热器板的下表面。
8.如权利要求7所述的喷头组件，进一步包括上电极，所述上电极耦接至所述加热器板并且具有从其顶表面在与所述加热器板的所述多个第二气体分配孔的位置对应的位置处延伸至所述上电极的下表面的多个第三气体分配孔。
9.如权利要求8所述的喷头组件，进一步包括设置于所述冷硬板与所述加热器板之间的第一热垫片和设置于所述加热器板与所述上电极之间的第二热垫片。
10.如权利要求7所述的喷头组件，其中沿所述冷硬板的两个层设置所述多个递归气体路径。
11.如权利要求7所述的喷头组件，其中所述气体板具有耦接至顶板的第一侧和耦接至所述冷却板的第二侧，并且底板在与所述气体板相对的侧上耦接至所述冷却板，其中在所述气体板的所述第一侧和所述第二侧上设置所述多个递归气体路径中的至少一者，并且其中在所述冷却板中设置所述一个或多个冷却通道。
12.如权利要求7所述的喷头组件，其中所述多个递归气体路径中的每一者具有从所述单个气体入口到所述多个气体出口中的每个气体出口的基本上相等的流体路径。
13.如权利要求7所述的喷头组件，其中所述加热器板的所述一个或多个加热元件界定所述喷头组件的两个或更多个加热区。
14.如权利要求7所述的喷头组件，其中所述第一板具有用于容纳所述一个或多个加热元件的多个通道，其中所述第二板耦接至所述第一板以覆盖所述多个通道，并且所述第三板在与所述第一板相对的侧上耦接至所述第二板，并且其中所述第三板具有界定所述多个气室的第二多个通道。
15.如权利要求7所述的喷头组件，其中所述多个递归气体路径包括四个递归气体路径，并且所述多个气室包括四个气室，以在所述喷头组件的下表面处界定四个气体分配区。
16.一种工艺腔室，包括：
腔室主体，所述腔室主体界定其中的内部容积；
基板支撑件，所述基板支撑件设置于所述内部容积中以支撑基板；以及
如权利要求1至6中任一者所述的喷头组件，所述喷头组件设置于与所述基板支撑件相对的所述内部容积中。
17.如权利要求16所述的工艺腔室，其中所述冷硬板进一步包括：
其中设置的彼此流体地独立的多个递归气体路径以及其中设置的一个或多个冷却通道，其中所述多个递归气体路径中的每一者流体地耦接至延伸至所述冷硬板的第一侧的单个气体入口和延伸至所述冷硬板的第二侧的多个气体出口；以及
其中所述加热器板包括：设置于其中的一个或多个加热元件；多个第一气体分配孔，所述多个第一气体分配孔从其顶表面延伸至所述加热器板内流体地独立地设置的多个气室，所述多个第一气体分配孔对应于所述冷硬板的所述多个气体出口；以及多个第二气体分配孔，所述多个第二气体分配孔从所述多个气室延伸至所述加热器板的下表面。
18.如权利要求17所述的工艺腔室，其中在所述底板与所述第一板之间设置铝硅箔间层，以用于将所述底板扩散接合至所述第一板。
19.如权利要求16所述的工艺腔室，其中沿所述冷硬板的两个层设置所述多个递归气体路径。
20.一种用于基板处理腔室中的喷头组件的制造方法，包括：
在冷硬板的气体板与所述冷硬板的冷却板之间提供铝硅箔间层，并且将所述气体板扩散接合至所述冷却板；
在加热器板的第一板与所述冷却板之间提供铝硅箔间层，并且将所述第一板扩散接合至所述冷却板；
在所述加热器板的所述第一板与第二板之间提供铝硅箔间层，并且将所述第一板扩散接合至所述第二板；以及
在所述加热器板的所述第二板与第三板之间提供铝硅箔间层，并且将所述第二板扩散接合至所述第三板。
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