TW202035756A - 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭 - Google Patents

具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭 Download PDF

Info

Publication number
TW202035756A
TW202035756A TW109105142A TW109105142A TW202035756A TW 202035756 A TW202035756 A TW 202035756A TW 109105142 A TW109105142 A TW 109105142A TW 109105142 A TW109105142 A TW 109105142A TW 202035756 A TW202035756 A TW 202035756A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas distribution
main body
distribution plate
shower head
clamp
Prior art date
Application number
TW109105142A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI728707B (zh
Inventor
德米崔 路布米斯基
弗拉德米爾 肯納席克
哈密 挪貝克許
傑森戴拉 羅莎
正約翰 葉
語南 孫
蘇曼思 班達
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW202035756A publication Critical patent/TW202035756A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI728707B publication Critical patent/TWI728707B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/005—Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B05B1/18—Roses; Shower heads
    • B05B1/185—Roses; Shower heads characterised by their outlet element; Mounting arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32467—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

茲提供具有可拆卸式氣體分配板的噴淋頭的實施例。在一些實施例中，一種使用於半導體處理腔室之噴淋頭，可包括：一基座，該基座具有一第一側與一第二側；一氣體分配板，該氣體分配板設置成鄰近於該基座之該第二側；及一夾具，該夾具設置於接近該氣體分配板之一周圍邊緣以將該氣體分配板以可移除方式耦合於該基座；以及一熱墊片，該熱墊片設置於該基座與該氣體分配板之間。

Description

具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭
本發明的實施例一般而言與半導體處理設備相關。
習知的使用於半導體處理腔室的噴淋頭（例如沉積腔室、蝕刻腔室，或類似裝置）傳統上包含永久性地黏合至基座的氣體分配板。由於在電漿處理期間暴露於電漿下所致之劣化，氣體分配板需要週期性更換。然而，發明者已觀察到因為氣體分配板永久性地黏合至基座，需要更換整個噴淋頭組件以更換氣體分配板，因此造成昂貴的更換處理。
因此，發明者提供具有可拆式氣體分配板的改良型噴淋頭的實施例。
茲提供具有可拆卸式氣體分配板的噴淋頭的實施例。在一些實施例中，一種使用於半導體處理腔室之噴淋頭，可包括：一基座，該基座具有一第一側與一第二側；一氣體分配板，該氣體分配板設置成鄰近於該基座之該第二側；及一夾具，該夾具設置於接近該氣體分配板之一周圍邊緣以將該氣體分配板以可移除方式耦合於該基座；以及一熱墊片，該熱墊片設置於該基座與該氣體分配板之間。
在一些實施例中，一種處理腔室可包含：一腔室主體，該腔室主體具有一基板支座，該基板支座設置於該腔室主體之一內容積內：以及  一噴淋頭，該噴淋頭設置於該腔室主體之該內容積內且正對著該基板支座，該噴淋頭包含：一基座，該基座具有一第一側與一相對之第二側，其中該基座之該第一側耦合於該處理腔室之一構件；一氣體分配板，該氣體分配板設置成鄰近於該基座之該第二側；一夾具，該夾具設置於接近該氣體分配板之一周圍邊緣以將該氣體分配板以可移除方式耦合於該基座；以及一熱墊片，該熱墊片設置於該基座與該氣體分配板之間。
本發明的其他與更多的實施例將於下描述。
茲提供具有可拆式氣體分配板的噴淋頭的實施例。在至少一些實施例中，具有發明性的噴淋頭可具有優勢地允許移除且更換氣體分配板，相較於傳統噴淋頭，傳統噴淋頭具有永久性黏合於其上的氣體分配板，藉此提供一種噴淋頭，該噴淋頭具有較長的使用壽命且以較佳成本效率模式更換氣體分配板。
第1圖圖示出根據本發明一些實施例之具有氣體分配板之噴淋頭的示圖。噴淋頭100一般而言包含主體102、氣體分配板104以及夾具110，夾具110配置成將氣體分配板以可移除的方式耦合至主體102。
主體102包含第一側150、第二側140以及複數個通孔116，通孔116形成於主體102內且從第一側150延伸至第二側140。複數個通孔116能促使處理氣體的通道通過主體102而至氣體分配板104。在一些實施例中，通孔116可被嵌埋（例如所示之嵌埋件118）以減少通孔116的殘留電場且促進更均勻的氣體流至氣體分配板104。在一些實施例中，空腔114可形成於主體102的第一側150內以促使將處理氣體更均勻的分配至複數個通孔116。主體102可由任何合適的處理兼容材料所製造，舉例而言，例如鋁。藉由從如鋁的導電材料加以製造主體102，主體102可如電極般作用以促進，舉例而言，電漿從被提供至噴淋頭100的處理氣體所形成。
在一些實施例中，一或更多通道可形成於主體102的表面內以容納一或更多O形環及/或射頻墊片（所示之O形環130、132、134以及射頻墊片108、126）。當O形環存在時，O形環130、132、134會在主體102與夾具110或處理腔室的表面(未示)之間提供密封件。O形環130、132、134可由任何適於促進前述密封件的材料所製造，舉例而言，橡膠。射頻墊片108、126促進射頻功率，舉例而言，從射頻源傳導至主體102與夾具110。例如，射頻功率可從射頻功率供應（例如如下所述之射頻功率供應248）提供至與主體102相耦合的構件且與一或更多個射頻墊片接觸（例如射頻墊片126）。射頻墊片108、126可由任何合適的導電材料所製造，舉例而言為不銹鋼。
氣體分配板104，舉例而言，會促使將從主體102所提供的處理氣體透過形成於氣體分配版104內的複數個氣體分配孔142分配至處理腔室的處理容積。氣體分配孔142可以任何適於提供所期望的氣體分配的方式加以佈置。舉例而言，在一些實施例中，當氣體分配板104耦合於主體102時，氣體分配孔142可以集群方式佈置而設置在主體102的通孔116附近。
氣體分配板104可由任何適合抵抗因暴露於電漿（例如在處理期間形成於處理腔室中之電漿）期間所致之劣化的材料所製造。舉例而言，在一些實施例中，氣體分配板104可由單晶矽(Si)所製造。單晶矽並非一般所使用之用於氣體分配板的材料至少部分因為相較於較佳的材料：碳化矽而言，單晶矽具有較快的蝕刻速率。然而，發明者已觀察到單晶矽受表面不平整變化、電弧，以及微遮罩(micro-masking)的影響較小，且相較於傳統上用於促進氣體分配板的材料而言，舉例而言，如碳化矽(SiC)，單晶矽進一步提供了上昇溫度(例如高於攝氏約150度)條件下的較佳的操作性。此外，相較於傳統材料而言，單晶矽在較低成本條件下更易於具有機動性與可得性。再者，在噴淋頭100被使用於具有含矽氣體的基板處理中的實施例中，因考量氣體分配板104會劣化，故將氣體分配板104由矽所製造會減少污染的實例。
氣體分配板104可具有任何合適且足夠的厚度以提供所期望的氣體分配以及合適的使用功能的壽命。此外，在一些實施例中，當氣體分配板104耦合於主體102時，氣體分配板104可具有合適且足夠的厚度以確保能持續接觸一或更多個設置於氣體分配板104與主體102之間的熱墊片(所示三個熱墊片120、122、124)。舉例而言，在一些實施例中，氣體分配板104的厚度可被選擇而使得在氣體分配板104邊緣的因夾具110所提供之力所致之氣體分配板104的一些彎曲程度小於熱墊片120、122、124當受擠壓時所致之一些變形，藉此可在當熱墊片120、122、124受壓夾時，能確保持續接觸熱墊片120、122、124中之每一者。可替換地，或結合地，在一些實施例中，氣體分配板104的厚度可被選擇以提供適於減少電漿滲透的氣體分配孔142的深寬比且改良氣體分配板104的使用功能的壽命。舉例而言，在一些氣體分配孔142具有約0.5毫米(mm)直徑的實施例中，氣體分配板104可具有約9毫米的厚度。
夾具110促使將氣體分配板104耦合至主體102。在一些實施例中，夾具110透過緊固件106促使這樣的耦合被，緊固件106係被提供至形成於主體102內的通孔136且對應於形成於夾具內的螺紋孔138。夾具110可由任何處理兼容的導電材料所製造，舉例而言為鋁。在一些實施例中，夾具110可以噴灑塗覆(例如氧化釔（Y2 O3 ）)方式加以塗覆以減少夾具110在電漿環境中的劣化。
在一些實施例中，夾具110可包含一或更多形成於夾具110表面的通道以容納O形環及/或射頻墊片（所示之O形環128以及射頻墊片148）。當O形環存在時，O形環128會提供緩衝至氣體分配板104以防止當氣體分配板104被夾至主體102時所造成氣體分配板104的破損。當射頻墊片148存在時，射頻墊片148促進射頻功率從主體102通過夾具110傳導至氣體分配板104，藉此使氣體分配板如射頻電極般作用。提供射頻電流至氣體分配板104的路徑亦會屏蔽介於主體102與氣體分配板104之間的間隙146，如此減少了例如在主體102的通孔116的電弧。O形環128與射頻148可由任何合適的材料所製造，舉例而言，如上述所討論的關於O形環130、132、134與射頻墊片108、126的材料。
在一些實施例中，熱墊片120、122、124可設置於主體102與氣體分配板104之間。當熱墊片120、122、124存在時，當熱墊片120、122、124可促進主體102與氣體分配板104之間的熱交換，舉例而言，以提供橫跨氣體分配板104的更均勻的熱梯度。此外，熱墊片120、122、124可提供界於主體102與氣體分配板104之間的間隙146且界定用於通孔116群組的分離的氣室(例如區域)以及對應的氣體分配孔142。
熱墊片120、122、124可由任何在處理氣壓與溫度（例如真空情況以及溫度達或在攝氏約150度以上）條件下低脫氣(low out-gassing)的、可壓縮的、熱傳導材料所製造。舉例而言，在一些實施例中，墊片可包含含矽材料。熱墊片120、122、124可具有任何適於維持主體102與氣體分配板104之間接觸的形狀。舉例而言，在一些實施例中，如第1圖所示，熱墊片120、122、124可為複數個具有矩形橫截面的同心環。在一些實施例中，熱墊片120、122、124的幾何形狀可加以最佳化以在當主體102與氣體分配板104因位於氣體分配板104邊緣的夾具110所提供之力而被夾在一起時（例如氣體分配板104的彎曲），能容納主體102與氣體分配板104之間的距離的差異。
在一些實施例中，保護環112可設置於噴淋頭附近以屏蔽主體102、夾具110以及氣體分配板104之部分。保護環112可由任何合適的與處理兼容的材料所製造，舉例而言，石英(SiO2 )。
第2圖圖示出根據本發明一些實施例所繪示的適於與噴淋頭搭配使用的處理腔室200的示意圖。範例性處理腔室可包含ENABLER® 、ENABLER® E5、ADVANTEDGETM ，或其他處理腔室，上述各者可自位於美國加利福尼亞州聖克拉拉市之應用材料公司取得。其他具有或可調整而具有噴淋頭的合適的處理腔室可相似地受益於本發明。
在一些實施例中，處理腔室200通常可包含腔室主體202，腔室主體202具有用於支撐設置於腔室主體的內容積205之內的基板210於其上之基板支撐座208，且處理腔室200包含用於從腔室主體202的內容積205移除過量處理氣體、處理副產品，或類似動作的排氣系統220。
在一些實施例中，在處理期間，上襯墊264與下襯墊266可覆蓋腔室主體202的內部以保護腔室主體202。在一些實施例中，腔室主體202具有可包含處理容積204的內容積205。處理容積204可被界定為，舉例而言，介於基板支撐座208與噴淋頭214（例如上述的噴淋頭100）以及/或被提供於所期望位置的噴嘴之間。在一些實施例中，氣體供應288可提供一或更多處理氣體至噴淋頭214以分配該等一或更多處理氣體至腔室主體202的處理容積204。
在一些實施例中，基板支撐座208可包含一種能保持或支撐基板210於基板支撐座208表面上的機制，例如靜電夾具、真空夾具、基板固定夾，或類似物。可替換地，或結合地，在一些實施例中，基板支撐座208可包含用於控制基板溫度(例如未示的加熱與/或冷卻元件)以及/或用於控制物種通量與/或鄰近於基板表面的離子能量的一種機制。舉例而言，在一些實施例中，基板支撐座208可包含電極240與一或更多透過分別的匹配網路236、262而耦合於電極240的功率源（兩個偏壓功率源238、244）。舉例而言，基板支撐座208可配置成如透過匹配網路262而耦合於一偏壓功率源244的一陰極。上述偏壓功率源（例如偏壓功率源238、244）可產生在頻率為約2M赫茲或約13.56M赫茲，或約60M赫茲的高達12000瓦的功率。至少一個偏壓功率源可提供連續或脈衝功率二者之一。在一些實施例中，偏壓功率源可替換地可為DC或脈衝DC源。
在一些實施例中，基板支撐座208可包含在處理期間設置於基板支撐座208之上且配置成用以支撐基板210之至少一部份的基板支撐環280。在一些實施例中，一或更多個環（所示之插入環278與屏障環242）可設置於基板支撐座208附近。一或更多個環可由任何合適的處理兼容的材料所製造。舉例而言，在一些實施例中，插入環可由矽(Si)所製造。在一些實施例中屏障環242可由石英(SiO2 )所製造。在一些實施例中，接地篩孔260可設置於基板支撐座208周邊附近且耦合於腔室主體202。
基板210可透過腔室主體202的牆壁內的開口212進入腔室主體202。開口212可透過流量閥218選擇性地密封或在其他機制下通過開口212選擇性地提供進出腔室內部的通道。基板支撐座208可耦合於可將基板支撐座208的位置控制在介於下位置與可選擇的上位置之間的舉升機械234，其中下位置(如所示)適於透過開口212將基板轉移進入腔室或將基板從腔室轉移出來，而可選擇的上位置適於處理。處理位置可被選擇以極大化用於特定處理的處理均勻性。當在上昇處理位置的至少一者時，基板支撐座208可設置於開口212之上以提供對稱的處理區域。
在一些實施例中，保護環206（例如前述的保護環112）可設置於噴淋頭214附近，且覆蓋噴淋頭214之至少一部份，舉例而言，如主體294（例如前述之主體102）或噴淋頭214的氣體分配板296（例如前述的氣體分配板104）。在一些實施例中，保護環206可由上襯墊264所支撐。
在一些實施例中，噴淋頭214可耦合至冷卻板284與/或由冷卻板284所支撐。當冷卻板284存在時，冷卻板284在處理期間會促進控制噴淋頭214的溫度。在一些實施例中，冷卻板284包含複數個形成於冷卻板284內的通道（未示）以允許由溫度控制流體供應（冷卻器）290所提供之溫度控制流體流通過冷卻板284以促進控制噴淋頭214的溫度。
在一些實施例中，一或更多線圈（所示之內線圈274與外線圈272）可設置於噴淋頭214的周圍邊緣之上與/或鄰近於噴淋頭214的周圍邊緣。當一或更多個線圈存在時，一或更多個線圈可促進將形成於處理腔室200的處理容積204內的電漿加以塑形。
在一些實施例中，射頻功率源286透過同軸短線292提供射頻功率至冷卻板270與/或噴淋頭214。同軸短線292為具有特徵阻抗、共振頻率的固定阻抗匹配網路，且提供噴淋頭214與射頻功率源286之間近似的阻抗匹配。在一些實施例中，同軸短線292一般而言包含內圓柱導體298、外圓柱導體201以及填滿內圓柱導體298以及外圓柱導體201之間空間的絕緣體203。
內圓柱導體298與外圓柱導體201可由任何合適的能夠抵抗特定處理環境影響的導電材料所建構。舉例而言，在一些實施例中，內圓柱導體298與外圓柱導體201可由鍍鎳鋁所製造。一或更多旋塞221沿著同軸短線292的軸長的特定點而被提供以將射頻功率從射頻功率源286供應至同軸短線292。射頻功率源286的射頻功率終端207與射頻返回終端209在同軸短線292上的旋塞221分別被連接至內圓柱導體298與外圓柱導體201。在同軸短線的遠端213的終端導體211將內圓柱導體298與外圓柱導體201短路在一起以便同軸短線292能在其遠端213呈短路。在同軸短線292的近端215處，外圓柱導體201透過環形導電外殼或支座276連接至腔室主體202，而內圓柱導體298則透過導電圓柱217連接至冷卻板270與/或噴淋頭214。在一些實施例中，介電環219設置於導電圓柱217與冷卻板270之間且將導電圓柱217與冷卻板270分開。
排氣系統220一般而言包含幫浦氣室224與一或更多個導管，舉例而言，該等導管透過一或更多個進氣口222將幫浦氣室224耦合至腔室主體202的內容積205（且通常是處理容積204）。真空幫浦228可透過幫浦埠226耦合至幫浦氣室224以將排氣氣體從腔室主體202幫浦出去。真空幫浦228可流體性地耦合至排氣出氣口232以如所需將排氣送出以充當排氣控制裝置。閥門230（例如閘門閥或類似元件）可設置於幫浦氣室224內與真空幫浦228結合操作以促進排氣氣體流速的控制。即便已示出z移動閘門閥，任何合適的處理兼容而能用於控制排氣氣流的閥門亦可被使用。
為了如上述促進處理腔室200的控制，控制器250可為任何形式的通常目的電腦處理器之一，該電腦處理器可使用於控制各種腔室與次處理器的工業設定之用。CPU 252的記憶體256（或電腦可讀媒體）可為一或更多個容易可用記憶體，例如動態隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟，或任何形式的區域型或遠端型數位儲存器。支援電路254耦合於CPU 252以便以傳統方式支援處理器。這些電路包含快取、電源供應、時序電路、輸入/輸出電路系統與次系統，以及類似元件。
一或更多方法與/或處理一般而言可如同軟體程序258般被儲存於記憶體256，軟體程序258在當被CPU 252執行時會處理腔室200以執行方法與/或處理。軟體程序258亦可被第二CPU（未示）儲存與/或被其執行，第二CPU被從由CPU 252所控制的硬體中以遠端方式定位。一些或所有的本發明的方法亦可在硬體中被執行。承上，方法與/或處理可被實現在軟體中且藉由使用電腦系統而被執行於硬體中，例如特定積體電路的應用或其他型態的硬體實現，或作為軟體或硬體的結合。軟體程序258可在基板210被置於基板支撐座208上之後而被執行。當軟體程序258被CPU 252所執行時，軟體程序258將通常目的電腦轉型為特定目的電腦（控制器）250，特定目的電腦（控制器）250控制腔室操作使得在此所揭示之方法被執行。
因此，茲已提供具有可拆卸式氣體分配板的噴淋頭的實施例。相較於傳統噴淋頭，具發明性的噴淋頭的實施例可具優勢地提供較長使用壽命且以較佳成本效率模式更換氣體分配板。
雖然前述揭露關於本發明之範例性實施例，應理解本發明之其他實施例可落在如下述申請專利範圍所定義出的本發明之基本範圍內。
100:噴淋頭 102:主體 104:氣體分配板 106:緊固件 108:射頻墊片 110:夾具 112:保護環 114:空腔 116:通孔 118:嵌埋件 120:熱墊片 122:熱墊片 124:熱墊片 126:射頻墊片 128:O形環 130:O形環 132:O形環 134:O形環 136:通孔 138:通孔 140:第二側 142:通孔 146:間隙 148:射頻墊片 150:第一側 200:處理腔室 201:圓柱型導體 202:腔室主體 203:絕緣體 204:處理容積 205:內容積 206:保護環 207:射頻功率終端 208:基板支撐座 209:射頻返回終端 210:基板 211:終端導體 212:開口 213:遠端 214:噴淋頭 215:近端 217:導電圓柱 218:流量閥 219:介電環 220:排氣系統 221:旋塞 222:進氣口 224:幫浦氣室 226:幫浦埠 228:真空幫浦 230:閥門 232:排氣出氣口 234:舉昇機制 236:匹配網路 238:偏壓功率源 242:屏障環 244:偏壓功率源 250:控制器 252:CPU 254:支援電路 256:記憶體 258:軟體程序 260:接地篩孔 262:匹配網路 264:上襯墊 266:下襯墊 270:冷卻板 272:外線圈 274:內線圈 276:導電外殼 278:插入環 280:基板支撐環 286:射頻功率源 288:氣體供應 290:冷卻器 292:同軸短線 294:主體 296:氣體分配板
藉由參照所附圖式中繪示之本發明的一些例示實施例，可更詳細瞭解上述本發明的特徵且得到簡短總結於上之上述本發明的更特定的描述。但是，注意到，所附圖式只例示本發明之一般實施例且因此不視為限制本發明之範圍，因為本發明可容許其他等效實施例。
第1圖圖示出根據本發明一些實施例之具有氣體分配板之噴淋頭的示圖。
第2圖圖示出根據本發明一些實施例之適於與具有氣體分配板的噴淋頭搭配使用的處理腔室的示圖。
為了促進瞭解，已經在任何可能的地方使用相同的參考號碼來表示圖式中共同的相同元件。附圖未按比例會制且可能為清楚圖示而簡化。可瞭解到，一實施例的元件與特徵可有利地併入在其他實施例中，而不用另外詳述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:噴淋頭
102:主體
104:氣體分配板
106:緊固件
108:射頻墊片
110:夾具
112:保護環
114:空腔
116:通孔
120:熱墊片
122:熱墊片
124:熱墊片
126:射頻墊片
128:O形環
130:O形環
132:O形環
134:O形環
136:通孔
138:通孔
140:第二側
142:通孔
146:間隙
148:射頻墊片
150:第一側

Claims (13)

  1. 一種在一基板處理腔室中使用之噴淋頭，包含： 一主體，該主體具有一第一側及相對的一第二側；一氣體分配板，該氣體分配板佈置於鄰近該主體之該第二側；及一夾具，該夾具佈置於接近該氣體分配板之一周圍邊緣，以將該氣體分配板可移除地耦合至該主體，其中該主體透過該夾具電氣耦合至該氣體分配板，且其中該夾具具有一連續接觸表面且不具有通孔。
  2. 如請求項1所述之噴淋頭，進一步包含一或更多熱墊片，該一或更多熱墊片佈置於該主體及該氣體分配板之間。
  3. 如請求項2所述之噴淋頭，其中該一或更多熱墊片包含複數個同心環，該複數個同心環佈置於該主體及該氣體分配板之間。
  4. 如請求項1所述之噴淋頭，進一步包含： 一環，該環佈置於接近該主體及該夾具之該周圍邊緣，且延伸超過該夾具之一部分。
  5. 如請求項1所述之噴淋頭，進一步包含一第一RF墊片，該第一RF墊片佈置於該夾具及該主體之間，以促進RF功率從該主體耦合至該夾具。
  6. 如請求項1所述之噴淋頭，進一步包含一第二RF墊片，該第二RF墊片佈置於該夾具及該氣體分配板之間，以促進RF功率從該夾具耦合至該氣體分配板。
  7. 如請求項1所述之噴淋頭，其中該主體包含複數個通孔，該複數個通孔從該主體之該第一側延伸至該第二側。
  8. 如請求項7所述之噴淋頭，其中該主體包含一氣室，該氣室形成於該主體之該第一側中，該氣室流體耦合至該複數個通孔。
  9. 如請求項7所述之噴淋頭，其中該複數個通孔之各者的一端嵌埋至該主體中。
  10. 如請求項1所述之噴淋頭，其中該氣體分配板以單晶矽（Si）製成。
  11. 如請求項1所述之噴淋頭，其中該夾具的一下表面與該氣體分配板的一最下表面實質上共面。
  12. 一種處理腔室，包含： 一腔室主體，該腔室主體具有一基板支撐座佈置於該腔室主體之一內容積內；及一噴淋頭，該噴淋頭佈置於該腔室主體之該內容積內而相對於該基板支撐座，該噴淋頭為以上所述任一請求項所揭露者。
  13. 如請求項12所述之處理腔室，進一步包含一冷卻板，該冷卻板耦合至該腔室主體之一頂板，其中該噴淋頭耦合至該冷卻板。
TW109105142A 2013-01-25 2014-01-09 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭 TWI728707B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361756545P 2013-01-25 2013-01-25
US61/756,545 2013-01-25
US13/833,257 2013-03-15
US13/833,257 US9610591B2 (en) 2013-01-25 2013-03-15 Showerhead having a detachable gas distribution plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202035756A true TW202035756A (zh) 2020-10-01
TWI728707B TWI728707B (zh) 2021-05-21

Family

ID=51221555

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109105142A TWI728707B (zh) 2013-01-25 2014-01-09 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭
TW103100867A TWI607108B (zh) 2013-01-25 2014-01-09 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭
TW106129239A TWI688668B (zh) 2013-01-25 2014-01-09 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103100867A TWI607108B (zh) 2013-01-25 2014-01-09 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭
TW106129239A TWI688668B (zh) 2013-01-25 2014-01-09 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭

Country Status (6)

Country Link
US (3) US9610591B2 (zh)
JP (3) JP6453240B2 (zh)
KR (3) KR102073941B1 (zh)
CN (2) CN104995719B (zh)
TW (3) TWI728707B (zh)
WO (1) WO2014116489A1 (zh)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9267205B1 (en) * 2012-05-30 2016-02-23 Alta Devices, Inc. Fastener system for supporting a liner plate in a gas showerhead reactor
US9610591B2 (en) 2013-01-25 2017-04-04 Applied Materials, Inc. Showerhead having a detachable gas distribution plate
US9657397B2 (en) * 2013-12-31 2017-05-23 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
US9597701B2 (en) * 2013-12-31 2017-03-21 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
US10077497B2 (en) * 2014-05-30 2018-09-18 Lam Research Corporation Hollow cathode discharge (HCD) suppressing capacitively coupled plasma electrode and gas distribution faceplate
US9911579B2 (en) * 2014-07-03 2018-03-06 Applied Materials, Inc. Showerhead having a detachable high resistivity gas distribution plate
US9355922B2 (en) 2014-10-14 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
US9905400B2 (en) * 2014-10-17 2018-02-27 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with non-power-absorbing dielectric gas shower plate assembly
US10167552B2 (en) * 2015-02-05 2019-01-01 Lam Research Ag Spin chuck with rotating gas showerhead
US9741593B2 (en) 2015-08-06 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9691645B2 (en) 2015-08-06 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Bolted wafer chuck thermal management systems and methods for wafer processing systems
US10504700B2 (en) 2015-08-27 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
JP6868616B2 (ja) * 2015-10-08 2021-05-12 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 背面でのプラズマ点火が低減されたシャワーヘッド
CN105483620B (zh) * 2015-11-27 2018-03-30 京东方科技集团股份有限公司 喷嘴部件、蒸镀装置及制作有机发光二极管器件的方法
US10373810B2 (en) 2016-02-21 2019-08-06 Applied Materials, Inc. Showerhead having an extended detachable gas distribution plate
WO2017218044A1 (en) * 2016-06-15 2017-12-21 Applied Materials, Inc. Gas distribution plate assembly for high power plasma etch processes
US10403476B2 (en) 2016-11-09 2019-09-03 Lam Research Corporation Active showerhead
US10607817B2 (en) * 2016-11-18 2020-03-31 Applied Materials, Inc. Thermal repeatability and in-situ showerhead temperature monitoring
US11367591B2 (en) * 2016-12-06 2022-06-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Composite plasma modulator for plasma chamber
US20180230597A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus of remote plasmas flowable cvd chamber
CN108531886B (zh) * 2017-03-01 2020-09-25 广东众元半导体科技有限公司 一种可拆卸式化学气相沉积喷淋装置
US11598003B2 (en) * 2017-09-12 2023-03-07 Applied Materials, Inc. Substrate processing chamber having heated showerhead assembly
US10633297B2 (en) 2018-03-16 2020-04-28 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing honeycomb structure
JP7182916B2 (ja) * 2018-06-26 2022-12-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10954595B2 (en) * 2019-07-30 2021-03-23 Applied Materials, Inc. High power showerhead with recursive gas flow distribution
JP7278175B2 (ja) * 2019-08-23 2023-05-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理装置の製造方法及びメンテナンス方法
TW202115815A (zh) * 2019-10-04 2021-04-16 美商應用材料股份有限公司 用於易碎板以防止破裂的氣體分配組件安裝
KR20210041354A (ko) 2019-10-07 2021-04-15 삼성전자주식회사 가스 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
TW202125573A (zh) 2019-11-16 2021-07-01 美商應用材料股份有限公司 具有嵌入式螺帽的噴淋頭
CN113000233B (zh) * 2019-12-18 2022-09-02 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体反应器及其气体喷嘴
US20210331183A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 Applied Materials, Inc. Fasteners for coupling components of showerhead assemblies
US11242600B2 (en) 2020-06-17 2022-02-08 Applied Materials, Inc. High temperature face plate for deposition application
CN114121582B (zh) * 2020-08-27 2023-10-31 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其工作方法
CN114446749B (zh) * 2020-11-02 2023-10-24 长鑫存储技术有限公司 刻蚀机的气体分布板的拆装装置和刻蚀机
TWI803075B (zh) * 2021-11-29 2023-05-21 春田科技顧問股份有限公司 裝載埠層流氣簾裝置
WO2023136814A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 Lam Research Corporation Plasma radical edge ring barrier seal
WO2023172507A1 (en) * 2022-03-08 2023-09-14 Lam Research Corporation Pedestal shroud to direct flow of process gases and byproducts in substrate processing systems

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5722668A (en) * 1994-04-29 1998-03-03 Applied Materials, Inc. Protective collar for vacuum seal in a plasma etch reactor
US5746875A (en) * 1994-09-16 1998-05-05 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
US5558717A (en) * 1994-11-30 1996-09-24 Applied Materials CVD Processing chamber
JPH09306896A (ja) * 1996-03-15 1997-11-28 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP3310171B2 (ja) * 1996-07-17 2002-07-29 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置
JP3480271B2 (ja) * 1997-10-07 2003-12-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置のシャワーヘッド構造
JP2000058510A (ja) * 1998-07-31 2000-02-25 Hitachi Chem Co Ltd プラズマエッチング電極板
US6200415B1 (en) * 1999-06-30 2001-03-13 Lam Research Corporation Load controlled rapid assembly clamp ring
US6772827B2 (en) 2000-01-20 2004-08-10 Applied Materials, Inc. Suspended gas distribution manifold for plasma chamber
US20020127853A1 (en) * 2000-12-29 2002-09-12 Hubacek Jerome S. Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof
US6786175B2 (en) * 2001-08-08 2004-09-07 Lam Research Corporation Showerhead electrode design for semiconductor processing reactor
JP4102873B2 (ja) * 2002-03-29 2008-06-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用電極板及びプラズマ処理装置
JP4847009B2 (ja) * 2002-05-23 2011-12-28 ラム リサーチ コーポレーション 半導体処理プラズマ反応器用の多部品電極および多部品電極の一部を取り換える方法
US7270713B2 (en) 2003-01-07 2007-09-18 Applied Materials, Inc. Tunable gas distribution plate assembly
JP4502639B2 (ja) * 2003-06-19 2010-07-14 財団法人国際科学振興財団 シャワープレート、プラズマ処理装置、及び、製品の製造方法
US20060021703A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Applied Materials, Inc. Dual gas faceplate for a showerhead in a semiconductor wafer processing system
JP2006120872A (ja) 2004-10-21 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス拡散プレート
CN2848267Y (zh) 2005-11-09 2006-12-20 岳全生 支架式气动灭火炮
US7743730B2 (en) 2005-12-21 2010-06-29 Lam Research Corporation Apparatus for an optimized plasma chamber grounded electrode assembly
US7862682B2 (en) * 2007-06-13 2011-01-04 Lam Research Corporation Showerhead electrode assemblies for plasma processing apparatuses
WO2009042137A2 (en) * 2007-09-25 2009-04-02 Lam Research Corporation Temperature control modules for showerhead electrode assemblies for plasma processing apparatuses
US20090188624A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for enhancing flow uniformity in a process chamber
US20090188625A1 (en) * 2008-01-28 2009-07-30 Carducci James D Etching chamber having flow equalizer and lower liner
US8679288B2 (en) * 2008-06-09 2014-03-25 Lam Research Corporation Showerhead electrode assemblies for plasma processing apparatuses
US8161906B2 (en) * 2008-07-07 2012-04-24 Lam Research Corporation Clamped showerhead electrode assembly
US8147648B2 (en) * 2008-08-15 2012-04-03 Lam Research Corporation Composite showerhead electrode assembly for a plasma processing apparatus
US20100184290A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Applied Materials, Inc. Substrate support with gas introduction openings
US8272346B2 (en) * 2009-04-10 2012-09-25 Lam Research Corporation Gasket with positioning feature for clamped monolithic showerhead electrode
KR101050403B1 (ko) 2009-07-03 2011-07-19 주식회사 하이닉스반도체 지연라인
KR200462655Y1 (ko) * 2009-09-18 2012-09-21 램 리써치 코포레이션 클램프형 모놀리식 샤워헤드 전극
JP3160877U (ja) 2009-10-13 2010-07-15 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ シャワーヘッド電極アセンブリの端部クランプ留めおよび機械固定される内側電極
ATE551439T1 (de) * 2010-02-08 2012-04-15 Roth & Rau Ag PARALLELER PLATTENREAKTOR ZUR GLEICHMÄßIGEN DÜNNFILMABLAGERUNG MIT REDUZIERTER WERKZEUGAUFSTELLFLÄCHE
JP5045786B2 (ja) * 2010-05-26 2012-10-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR20120007238U (ko) 2011-04-12 2012-10-22 홍순호 치아교정용 구멍 브라켓.
US9610591B2 (en) * 2013-01-25 2017-04-04 Applied Materials, Inc. Showerhead having a detachable gas distribution plate
US9677176B2 (en) * 2013-07-03 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Multi-plenum, dual-temperature showerhead
US9472379B2 (en) * 2014-06-20 2016-10-18 Applied Materials, Inc. Method of multiple zone symmetric gas injection for inductively coupled plasma
US9911579B2 (en) * 2014-07-03 2018-03-06 Applied Materials, Inc. Showerhead having a detachable high resistivity gas distribution plate

Also Published As

Publication number Publication date
TWI728707B (zh) 2021-05-21
US20170178863A1 (en) 2017-06-22
TW201739944A (zh) 2017-11-16
CN107578976B (zh) 2020-09-08
CN104995719B (zh) 2017-12-19
KR20150109463A (ko) 2015-10-01
JP2016511935A (ja) 2016-04-21
JP6728117B2 (ja) 2020-07-22
KR102196995B1 (ko) 2020-12-30
KR101874919B1 (ko) 2018-07-05
US20140209027A1 (en) 2014-07-31
TWI607108B (zh) 2017-12-01
KR102073941B1 (ko) 2020-02-05
TWI688668B (zh) 2020-03-21
JP2018049830A (ja) 2018-03-29
WO2014116489A1 (en) 2014-07-31
US9610591B2 (en) 2017-04-04
US11130142B2 (en) 2021-09-28
US20200238303A1 (en) 2020-07-30
KR20170115626A (ko) 2017-10-17
TW201435124A (zh) 2014-09-16
CN107578976A (zh) 2018-01-12
JP6453240B2 (ja) 2019-01-16
US10625277B2 (en) 2020-04-21
JP2019068090A (ja) 2019-04-25
KR20200013121A (ko) 2020-02-05
CN104995719A (zh) 2015-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI728707B (zh) 具有可拆卸式氣體分配板之噴淋頭
US10790120B2 (en) Showerhead having a detachable high resistivity gas distribution plate
US10886107B2 (en) Extended detachable gas distribution plate and showerhead incorporating same