TW202140841A - 具有斜向流動路徑的氣體分配面板 - Google Patents

Abstract

氣體分配面板被揭露係以從其第一側上之入口氣體埠延伸到其第二側上之出口氣體埠的氣體通道之集群為特徵。該等氣體通道可各自具有其相對於該氣體分配面板之標稱中心線而呈一傾斜角度的至少一部分，從而允許氣體通道之一既定集群的入口氣體埠緊密地聚集在一起，並且允許該氣體通道之集群的出口氣體埠隔得更開。此允許大量的氣體通道被使用，從而允許降低通過各氣體通道的流率並伴隨減少氣體通道侵蝕速率，並且同時減少或消除在各出口氣體埠周圍之重疊磨耗區域的影響。

Description

具有斜向流動路徑的氣體分配面板

本揭露內容係關於具有斜向流動路徑的氣體分配面板。

電容耦合電漿(CCP，capacitively coupled plasma)半導體處理工具可用以執行各種半導體處理操作，其包含蝕刻操作。在此種工具中，處理氣體可流過氣體分配面板並且流入晶圓處理區域中，該氣體分配面板為噴淋頭的部分。待處理之晶圓可被支撐在氣體分配面板的下方，以使處理氣體在晶圓之上流動。在處理期間，可藉由將射頻(RF，radio frequency)功率施加至晶圓支架或基座而產生電漿，該晶圓支架或基座可作為在處理期間支撐晶圓的電極，而氣體分配面板或噴淋頭的另一部分則可作為第二電極(接地)，俾能使電漿存在於晶圓與氣體分配面板之間；在某些情況下，亦可使陽極與陰極的角色顛倒，並且將RF功率施加至氣體分配面板或噴淋頭的另一部分。在某些實施例中，可將RF功率施加至晶圓支架與氣體分配面板或噴淋頭的另一部分兩者，例如，該兩者係使用作為RF電極，而腔室的壁則係作為接地電極。

在此提出用於CCP半導體處理工具的改良氣體分配面板結構。

本說明書中所述之標的之一或更多實施例的細節係在隨附圖式與以下說明內容中被提及。其他的特徵、實施態樣、以及優點將從說明內容、圖式、以及請求項而變得明瞭。

本案發明人確定，若穿過氣體分配面板的氣體通道被保持垂直的話，被限制從複數分離位置(例如可由安裝鄰接於氣體分配面板的氣體分配器所提供)接收處理氣體的氣體分配面板可能會遭受到非期望的性能問題。例如，可能出現的一個問題係，為了將期望數量的處理氣體輸送至在半導體晶圓上方所形成的電漿，在各此種分離位置之氣體通道的直徑可能必須相對地大 — 儘管一開始此可能不會呈現一個問題，但此種氣體分配面板最後將會因為處理環境、電漿、以及流過氣體通道之氣體的影響而在正常處理操作期間隨著時間被侵蝕。因此，氣體通道將會緩慢地增加尺寸。隨著氣體通道增加尺寸，當生成電漿環境時，氣體通道可能會變得越來越容易受到中空陰極放電現象的影響。中空陰極放電可能會引起發弧，其可能會對氣體分配面板、在氣體分配面板下方的晶圓、及/或設置鄰接於氣體分配面板的任何氣體分配器板造成損傷。

本案發明人確定，氣體通道的侵蝕速率係與通過氣體通道之處理氣體的流率直接相關。藉由在例如位於被相鄰之氣體分配器板提供氣體之各區域內的各分離位置將多個氣體通道群集在一起，事先流過單一氣體通道的流率可被再分，從而對每一通道提供較低的流率，此可減少每一通道所遭受到的侵蝕。然而，由於各分離位置的氣體通道可能必須被極緊密地聚集在一起以裝配在接收來自氣體分配器板之處理氣體的各分離位置的區域內，所以在面向電漿側上的通道出口於其周圍可能會具有重疊的磨耗區域，此可能產生可影響晶圓品質的不同類型問題。

尤其，吾人發現，在面向晶圓並且包圍氣體通道出口之氣體分配面板的區域中，各氣體通道出口傾向被侵蝕。此種磨耗傾向在各此種氣體通道出口周圍造成淺凹坑。在以緊密隔開之氣體通道出口為特徵的變體中，這些磨耗區域會重疊，且磨耗影響在重疊的區域中會被放大。此種增加的磨耗影響接著可用以將電漿『集中』在氣體通道出口附近，從而使電漿密度增加。此種電漿密度的增加接著可使電漿鞘彎曲或變形，此可能會使打擊晶圓的離子不再主要地朝向垂直方向移動。因此，透過藉由電漿源離子(plasma-sourced ions)的蝕刻所形成的特徵可能會開始表現出非期望的『傾斜』程度，即不再垂直於晶圓平面。

為了避免此種問題，本案發明人構想出利用氣體通道之集群的氣體分配面板，該等氣體通道具有完全群集在位於可面向氣體分配器板(例如朝上)之氣體分配面板之側上的分離位置周圍的入口，但具有位在曝露至處理腔室內之電漿環境之該面板之側上並且隔得更開的出口。為了容納不同的入口間與出口間之間隔，至少某些氣體通道必須傾斜一傾斜角度(當氣體分配面板係以使用中之配置被安裝在半導體處理工具中時，參考一垂直軸)。氣體通道出口可被隔得夠遠，以使相鄰之氣體通道出口的磨耗區域之間的重疊可被減少或消除，從而避免先前所論述的凹坑影響。同時，在各分離位置使用氣體通道的集群允許降低各氣體通道中的流率，從而大幅減少氣體通道的侵蝕並且增加氣體分配面板的壽命，在某些情況下增加高達400%。

以下參考圖式來更詳細地論述上述觀念的進一步細節，但吾人將理解本揭露內容並非僅限於在此所論述的具體實施例，並且亦延伸至該發明所屬技術領域中具有通常知識者將於本揭露內容之上下文中明瞭的其他變體。

至少，下列實施例被認為係在本揭露內容的範圍之內。

在某些實施例中，提供一種噴淋頭，其可包含一氣體分配面板。該氣體分配面板可具有一第一側以及相對於該第一側的一第二側，並且可包含從該第一側延伸到該第二側的複數氣體通道的集群。該等氣體通道之每一者可經由一對應之出口氣體埠離開該氣體分配面板的該第二側，每一出口氣體埠可與最近相鄰之出口氣體埠以中心到中心的方式隔開，各氣體通道之集群的該等氣體通道之其中一或更多者可具有沿著不與一第一軸平行的一方向延伸的至少一部分，該第一軸係與一平均中間平面垂直，該平均中間平面係界定在該第一側與該第二側之間，且各氣體通道的集群可具有一對應之一或更多入口氣體埠的組。各氣體通道之集群的每一氣體通道可經由該氣體通道之集群的該對應之一或更多入口氣體埠的組的一入口氣體埠離開該氣體分配面板的該第一側，且該等一或更多入口氣體埠的組之每一者的每一入口氣體埠可與該等一或更多入口氣體埠的其他組之每一者的每一入口氣體埠以中心到中心的方式隔開。

在某些此種實施例中，當沿著該第一軸觀看時，每一出口氣體埠可與最近相鄰的出口氣體埠以中心到中心的方式隔開至少一第一距離，當沿著該第一軸觀看時，該等一或更多入口氣體埠的組之每一者的每一入口氣體埠可與該等一或更多入口氣體埠的其他組之每一者的每一入口氣體埠以中心到中心的方式隔開至少一第二距離，且該第一距離可小於該第二距離。

在某些實施例中，該第二側可具有非平坦的輪廓及/或該第一側可具有非平坦的輪廓。

在某些實施例中，該第一側可包含一或更多凹部，每一凹部具有該等氣體通道之集群之每一者的該等入口氣體埠。

在某些實施例中，該氣體分配面板可由一材料所製成，該材料包含例如矽、矽碳化物、石英、或陶瓷的一或更多材料。

在某些實施例中，該氣體分配面板的材料可為摻雜矽，俾能具有導電性。

在某些實施例中，該氣體分配面板可以係具有導電性的。在其他實施例中，該氣體分配面板可以係不具有導電性的。

在某些實施例中，對於各氣體通道的群組，包圍該氣體通道之群組之所有該等出口氣體埠的一第一圓形區域的直徑可大於包圍該氣體通道之群組之所有該等一或更多入口氣體埠的一第二圓形區域的直徑，該氣體通道之群組的該第一圓形區域可為包圍該氣體通道之群組之該等出口氣體埠的最小圓形區域，且該氣體通道之群組的該第二圓形區域可為包圍該氣體通道之群組之該等一或更多入口氣體埠的最小圓形區域。

在某些實施例中，對於各氣體通道的群組，該第一圓形區域之直徑可為該第二圓形區域之直徑的至少二倍大。

在某些實施例中，每一氣體通道可依循該氣體通道的該出口氣體埠與該氣體通道的該入口氣體埠之間的一直線。

在某些實施例中，各氣體通道可包含一第一部分以及一第二部分，在該氣體分配面板內，各氣體通道的各第二部分可流體介設在該氣體通道的該出口氣體埠與該氣體通道的該第一部分之間，各第二部分可依循與該第一軸平行的一路徑，且各第一部分可相對於與該第一軸平行的一軸而呈一傾斜角度、或可不與該軸平行。

在某些實施例中，該氣體分配面板可包含一非犧牲性部分以及一犧牲性部分，該非犧牲性部分包含該第一側，該犧牲性部分包含該第二側並且延伸到達該非犧牲性部分，且該等第二部分可延伸穿過該犧牲性部分。

在某些實施例中，實質上所有該犧牲性部分可設置成在該氣體分配面板於正常操作使用時的正常操作壽命期間被侵蝕掉。

在某些實施例中，該等第二部分可進一步延伸到該非犧牲性部分中，且各第二部分可在該非犧牲性部分內與該對應之氣體通道的該第一部分流體連接。

在某些實施例中，對於具有對應之出口氣體埠與入口氣體埠的每對氣體通道，該對氣體通道之該等對應的出口氣體埠之間的第一距離可大於該對氣體通道之該等對應的入口氣體埠之間的中心到中心距離。

在某些實施例中，該等入口氣體埠的其中至少若干者可與該氣體分配面板內的多個氣體通道連接。

在某些實施例中，每一入口氣體埠可僅與該氣體分配面板內之該等氣體通道的一單一對應之氣體通道連接。

在某些實施例中，各一或更多入口氣體埠的組可包含排列成一或更多圓形陣列的多個入口氣體埠。

在某些實施例中，各一或更多入口氣體埠的組可包含排列成一或更多圓形陣列之介於5個與12個之間的入口氣體埠。

在某些實施例中，各一或更多入口氣體埠的組可至少包含排列成一圓形陣列之介於5個與6個之間的入口氣體埠。

在某些實施例中，該等出口氣體埠可排列成一三角形陣列或一方形陣列，且該等入口氣體埠的組不以同樣的方式排列。

在某些實施例中，該設備可更包含一氣體分配器板。該氣體分配器板可具有面向該氣體分配面板之該第一側的一底表面，該氣體分配器板可具有位在該底表面中的複數氣體輸送埠，且當沿著該第一軸觀看時，每一氣體輸送埠可與一對應之氣體通道之集群的該一或更多入口氣體埠的組的每一入口氣體埠重疊。

在某些此種實施例中，該設備可更包含一半導體處理腔室、一晶圓支架、以及一噴淋頭。該氣體分配面板與該氣體分配器板可為該噴淋頭的部分，該噴淋頭可被定位在該晶圓支架上方，且該晶圓支架、該氣體分配面板、以及該氣體分配器板可位於該半導體處理腔室內。

重要地，在此所論述的觀念既不限於在此所論述的任何單一實施態樣或實施例，也不限於此種實施態樣及/或實施例的任何組合及/或置換。此外，本發明之實施態樣及/或其實施例的每一者可單獨地使用或者與其他實施態樣及/或其實施例的其中一或更多者一起組合使用。為了簡潔之目的，在此將不再個別論述及/或例示許多這些置換及組合。

如先前所論述，本揭露內容係針對氣體分配面板，該等氣體分配面板係以氣體通道的特定排列為特徵，其可藉由將氣體通道群集在一起成為群組而大幅延長此種氣體分配面板的壽命，並且氣體通道的每一群組具有入口氣體埠以及出口氣體埠，該等入口氣體埠係位於氣體分配面板的上游側並且例如在氣體分配器板之氣體輸送埠的覆蓋區域(footprint)內緊密地聚集，而該等出口氣體埠係位於氣體分配面板的下游側並且較不緊密地聚集。涉及對氣體通道之一群組中的其中某些或所有氣體通道進行斜置的此種排列，係允許氣體通道維持降低的流率(藉由增加氣體通道的數量)，而不在此種群組中之氣體通道的出口氣體埠之間引起非期望的共伴侵蝕。因此，此使得該氣體分配面板的壽命比不具有此種特徵排列之氣體分配面板的壽命要長得多。此種氣體分配面板的各種實施例以下就圖式來進行論述，然而，吾人將理解本揭露內容的範圍並不限於圖式所示之實施例。

在此所論述的氣體分配面板可由用於半導體處理腔室的任何合適材料所製成，例如矽、矽碳化物或其他陶瓷材料、或石英，而在此所論述的具體範例係考慮由摻雜矽所製成，例如故意具有小量之非矽材料的矽，該非矽材料被加入到矽中而使矽導電並因此使其可被使用作為電極。使用包含金屬之其他導電材料或用以保護電極之導電部分之石英或其他各種陶瓷材料薄層的氣體分配面板，可能會遭受到局部磨耗率問題(例如在此所論述者)，並且亦可受益於在此所論述的技術與設備。

圖1係半導體處理腔室的示意圖。在圖1中，半導體處理腔室100被顯示包含噴淋頭102，該噴淋頭可包含氣體分配器板(GDP，gas distributor plate)104以及氣體分配面板106。GDP 104可經設計以將一或更多氣體源114所提供的氣體輸送到位於GDP 104之底表面中的複數氣體輸送埠。因此，氣體分配面板106可具有多組的一或更多入口氣體埠，且各組的入口氣體埠係位在面向GDP 104的表面上，以使在該組之內的一或更多入口氣體埠各自與GDP 104的對應氣體輸送埠重疊。接著，各入口氣體埠可與一或更多氣體通道流體連接，且各氣體通道係與位在氣體分配面板106之相反表面上的出口氣體埠流體連接。出口氣體埠可大致均勻地分佈在氣體分配面板106的整個底側，該氣體分配面板可與射頻(RF)電源112電性連接並且作為在半導體處理腔室100內的電極。晶圓110可在半導體處理腔室100內被晶圓支架108所支撐，該晶圓支架接著可作為互補電極118。當將RF功率施加至電極116並且同時使處理氣體流過氣體分配面板時，可使電漿120產生在晶圓110上方的區域中。電漿120可例如用以產生轟擊晶圓110之表面的離子，並且將特徵蝕刻到晶圓110的頂表面中。

亦可包含控制器(未顯示)，以控制處理腔室之操作的各種方面，例如當使處理氣體流動時的控制、當將RF功率施加至電極時的控制等等。

雖然如上所述，圖1係提供使用氣體分配面板之半導體處理腔室的一般概觀，但此種氣體分配面板的各種變體與具體細節會參考剩餘的圖式更詳細地加以論述。

圖2係示範氣體分配器板以及氣體分配面板的圖。如在圖2中所觀看到，GDP 104可經設置而包含複數氣體輸送埠124以及複數對應之氣體分配通道122，該等氣體分配通道經排列而在期望的輸送分佈中，例如在相同的流率與壓力下(或其他分配，其已可被視為一既定半導體製程所期望)，將處理氣體輸送到氣體輸送埠124。GDP 104可採用與所顯示者不同的其他形式，尤其係用以將處理氣體輸送到氣體輸送埠124的內部結構。在此所論述的氣體分配面板106可被使用，而與此種GDP 104之結構的差異無關。

吾人可觀看到，氣體分配面板106具有第一側126以及第二側128。平均中間平面146可被界定在第一側126與第二側128之間(平均中間平面146將被理解為位於兩參考平面中間的一平面，各參考平面係由第一側126或第二側128所界定；各參考平面例如可為該等側本身之其中一者(若為平坦的話)，或者可為由用以表示該側之複數點的點雲(point cloud)所界定的一平面(若該側為非平坦的話))。因此，平均中間平面146可與第一軸144正交，在大多數的半導體處理腔室中，該第一軸一般係與垂直軸對正。第一側126通常可和氣體分配面板106與GDP 104之間的界面重合，或者與其幾乎重合，但所有氣體分配面板106不一定皆為此種情況。在諸多實施例中，熱界面材料的薄層，例如導熱導電襯墊材料，可被放置而鄰接於第一側126(或大部分的第一側)，以在GDP 104與氣體分配面板106之間提供密封，並且提高GDP 104與氣體分配面板106間之界面的導熱與導電性。

在某些氣體分配面板106中，例如可存在與GDP 104隔開之第一側126的局部區域，此稍後將在此論述。在此種實施例中，第一側126將被理解包含此種局部區域以及與GDP 104重合或幾乎重合(例如，若熱界面材料層介設於GDP 104與第一側126之間的話，此就會發生)之第一側126的周圍區域。

氣體分配面板106亦包含氣體通道132的多個集群130；其他的氣體通道132被顯示出來但不個別加以標註。氣體通道132可從第一側126延伸到第二側128，且在本範例中，其為沿著入口氣體埠與出口氣體埠間之直線路徑延伸的直孔，入口氣體埠與出口氣體埠係分別位在第一側126與第二側128上。一般而言，各集群130中的幾乎所有或所有氣體通道132可沿著相對於第一軸144(或相對於與第一軸144平行的軸)而至少部分地呈傾斜角度(即，不與第一軸144平行)的路徑延伸。此允許各集群之在第二側128上之出口氣體埠彼此隔開的程度係比在第一側126上之入口氣體埠的隔開程度要大得多。

圖3係示範氣體分配面板(例如圖2所顯示者)之一部分的等角視圖，其顯示氣體通道的一集群。如可在圖3中觀看到，存在一組的入口氣體埠138，該等入口氣體埠群集在第一側126上的一區域內，該區域係位在氣體輸送埠124的覆蓋區域內(剖面線圓形區域表示在GDP 104上之氣體輸送埠124的邊界；然而，此區域不一定為圓形)。吾人可進一步觀看到，各氣體通道132係與位在第二側128上的出口氣體埠134流體連接。在本範例中，入口氣體埠138之群組的中心被定心(centered)於出口氣體埠134的群組之上。

所描繪之實施例係以與入口氣體埠138連接的十二個氣體通道132為特徵，該等入口氣體埠係排列成各具有六個入口氣體埠138的二個同心圓形陣列，但吾人將理解，其他實施例可以較多或較少數量的氣體通道132及/或入口氣體埠138為特徵。例如，某些實施例的特徵可在於三個氣體通道、四個氣體通道、五個氣體通道、六個氣體通道、七個氣體通道、八個氣體通道、九個氣體通道、十個氣體通道、十一個氣體通道、十三個氣體通道等等。在某些實例中，於一集群中可存在少至二個氣體通道，但此可能無法對氣體分配面板106的壽命提供充分的延長。吾人亦將理解，雖然圖式中所顯示的氣體分配面板皆僅顯示多個氣體通道的集群，但氣體分配面板的某些實施例，除了具有特定數量之多個氣體通道的集群之外，其特徵可在於a) 具有不同數量之氣體通道的一或更多集群及/或b) 於其中僅一個氣體通道被設置與一氣體輸送埠(而非多個氣體通道的一集群)流體連接的一或更多情況。例如，若對GDP之每一氣體輸送埠具有一個氣體通道的氣體分配面板遭受到隨著距氣體分配面板之中心軸的半徑距離而變化的出口氣體埠侵蝕，例如位於在第一速率(就達到氣體分配面板的期望壽命而言，其大致上可為理想)下之氣體分配面板之周邊處的出口氣體埠侵蝕、位於在第二速率(其為第一速率的二倍)下之氣體分配面板之中間直徑處的出口氣體埠侵蝕、以及位於在第三速率(其為第二速率的二倍)下之氣體分配面板之中心處的出口氣體埠侵蝕，則此種氣體分配面板之周邊附近的氣體通道可未經修改，即，氣體分配面板之周邊附近的GDP的每一氣體輸送埠在氣體分配面板/GDP界面內可僅具有與其流體連接的單一氣體通道，但位於氣體分配面板之中間直徑與中心處的氣體通道可被氣體通道的集群加以取代。例如，位在氣體分配面板之中間直徑附近之氣體輸送埠的氣體通道可各自被二個氣體通道的集群所取代，即，在氣體分配面板之中間直徑附近之GDP中的每一氣體輸送埠可與二個氣體通道的一集群流體連接，且在氣體分配面板之中心附近之氣體輸送埠的氣體通道可各自被四個氣體通道的一集群所取代，即，氣體分配面板之中心附近之GDP中的每一氣體輸送埠可與四個氣體通道的一集群流體連接。吾人將理解，氣體分配面板的其他配置亦在本揭露內容的範圍之內。吾人將進一步理解，在以單一氣體通道各自設置成與單一氣體輸送埠流體連接之情況為特徵的實施例中，此種氣體通道可平行於氣體分配面板的中心軸，或者如同群集之氣體通道的情況一樣，可相對於氣體分配面板的中心軸而呈一傾斜角度。

氣體通道可例如為直徑介於約0.010''與0.1''之間的鑽孔，其包含例如0.010''、0.020''、0.030''、0.040''、0.050''、0.060''、0.070''、0.080''、0.090''、以及0.100''，且直徑係在這些值之每一者的±0.005''的範圍內。在某些實施例中，氣體分配面板106的氣體通道132皆可為相同直徑，但在其他實施例中，氣體通道132可具有變化的直徑，以例如允許微調每一氣體通道132的流動阻力。在某些實施例中，氣體通道132的其中一或更多者可具有沿著其長度變化的尺寸，例如氣體通道132在入口氣體埠138處可具有第一直徑，而在氣體分配面板106內的一位置處可具有較小的第二直徑。此可允許進一步調整每一氣體通道132的氣體流動特性。此種特徵可用以抵消氣體通道132間之流動阻力差的影響，流動阻力差可能係因氣體通道132之間的長度差所引起。

在此所論述之氣體分配面板106可相對地厚，例如在某些情況或位置，其為大約一或二吋厚，以在氣體通道132相對於垂直線僅相對微量傾斜(例如相對於垂直線傾斜~±10°)的情況下，允許某些實施例中之氣體通道132的出口氣體埠134在第二側128上達到期望的間隔程度。任何合適的技術可用以產生氣體通道132，其包含使用機械鑽鑿技術、雷射鑽鑿技術、放電鑽鑿技術、噴水鑽鑿技術等等。

圖4係示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，其顯示氣體通道132的另一集群。所描繪的配置係與圖3所顯示者相同，除了入口氣體埠138之群組的中心不被定心於出口氣體埠134的群組之上以外  —  雖然此可能會造成此種集群之氣體通道132之長度的若干不對稱，但此種配置可使各入口氣體埠138之集群的定位專門適應在GDP 104上不一定與出口氣體埠134之群組之中心對正的氣體輸送埠124的位置，被氣體輸送埠124供應氣體的氣體通道132係連接至該等出口氣體埠。

此可參考圖5與6而被更清楚地觀察到。圖5係另一示範氣體分配面板之一部分的俯視圖。如可在圖5中觀看到，氣體分配面板106可具有可排列成空間填充(space-filling)陣列(例如，三角形陣列)的複數出口氣體埠134，於其中，出口氣體埠134係以至少一第一距離140的中心到中心間隔而與相鄰的出口氣體埠134隔開；吾人將理解，出口氣體埠134亦可排列成其他配置，例如方形陣列或已被確定產生期望氣體分配特性的某些其他排列(其包含於其中，出口氣體埠不與相鄰之出口氣體埠等距隔開的排列)。例如，在某些實施例中，各氣體通道之集群的出口氣體埠可排列成在與該集群相關聯的GDP之氣體輸送埠上定心的圓形圖案，以在相鄰的出口氣體埠之間產生不同的間隔，例如，對於一既定出口氣體埠而言，在位於該既定出口氣體埠之任一側上之同一圓形圖案中的二個出口氣體埠可等距隔開，但該既定出口氣體埠與出口氣體埠之相鄰圓形圖案的最近出口氣體埠之間的間隔可不同於等距間隔距離。

在本範例中，顯示氣體通道132(由在入口氣體埠138與出口氣體埠134之間延伸的粗體線所表示)的數個集群130(各自被包圍在斷線、呈陰影的三角形邊界內)，且各集群130包含十二個出口氣體埠134、十二個入口氣體埠138、以及十二個氣體通道132。各集群130的入口氣體埠138各自被顯示在與GDP 104之氣體輸送埠124之其中一者之位置相符的圓形剖面線區域內。在本示範實施例中，每一氣體輸送埠124大致上被定心在十二個出口氣體埠134的每一群組之內，如此各集群130的十二個氣體通道132大致上僅具有三種不同長度。例如，對於十二個出口氣體埠134的每一群組而言，存在圍繞著氣體輸送埠124之中心而排列成第一圓形陣列(並且具有第一長度之氣體通道132)的三個出口氣體埠134、圍繞著氣體輸送埠124之中心而排列成第二圓形陣列(並且具有第二長度之氣體通道132，該第二長度係比該第一長度更長)的另外三個出口氣體埠134、以及沿著定心於氣體輸送埠124之中心上的第三個圓排列(並且具有第三長度之氣體通道，該第三長度係比該第二長度更長)的六個剩餘出口氣體埠134。

圖6係示範氣體分配面板之一部分的俯視圖並且具有與以上就圖5所論述者相同的許多特徵。然而，圖6中的氣體輸送埠124係依照複數孔洞圖案152加以設置，例如在本範例中，氣體輸送埠124的圓形陣列造成氣體輸送埠124未位於與出口氣體埠134之群組之中心對正的位置上。因此，對於一既定集群130的每一氣體通道132而言，氣體通道132可具有的長度與角度可為不同。在某些情況下，這些長度的差異對於一既定製程之氣體輸送均勻性的影響可被忽略，但在其他實施例中，如以上所論述，氣體通道132可經設計而具有不同的幾何形狀，以使各氣體通道的流動阻力大致上相同。

吾人將理解，圖5與6中所顯示的氣體分配面板106包含例如在所描繪部分之周邊附近的額外出口氣體埠134，該等額外出口氣體埠亦可為各自之集群130的部分並且與各自之氣體通道132及入口氣體埠138連接，但為了減少圖式的雜亂，其不使用標註加以個別標示(或被顯示成連接至氣體通道132)。此外，對於周邊區域，不顯示或標註與集群130及氣體輸送埠124相關聯的三角形區域與圓形區域。

將進一步注意到，在一集群130中之出口氣體埠134之間的第一距離140可比在同一集群中之入口氣體埠138之間的距離要大得多。例如，在某些實施例中，一集群130的入口氣體埠138可皆位於第一圓形區域(例如觸及該集群130之最外入口氣體埠138的最小圓形區域)內，而該集群的出口氣體埠134可皆位於第二圓形區域(例如觸及該集群130之最外出口氣體埠134的最小圓形區域)內；第二圓形區域可具有例如比第一圓形區域更大的直徑。在某些實施例中，第二圓形區域之直徑可為第一圓形區域之直徑的至少2、3、4、或5倍大(上至±0.1、0.2、0.3、0.4、或0.5)。在某些實施例中，第一圓形區域可例如具有在0.1''、0.2''、0.3''、0.4''、0.5''、0.6''、0.7''、0.8''、0.9''、或1''的±0.05''之範圍內的直徑。在其他實施例中，第一圓形區域可具有大於1''的直徑。

例如，可選擇第一距離140，俾能減少或消除可能在各出口氣體埠134周圍產生之局部磨耗區域的重疊。例如，若各磨耗區域具有大約X in的標稱(nominal)外周部，則出口氣體埠134可被隔開至少X in。吾人將理解，在出口氣體埠134周圍之磨耗區域的尺寸可根據製程條件而變化，因此第一距離140可相應地取決於由一既定半導體製程所引起的特定磨耗影響。在某些實施例中，例如，第一距離140可在至少2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10 mm、11 mm、12 mm、13 mm、14 mm、15 mm、16 mm、17 mm、18 mm、19 mm、或20 mm的±0.1 mm、±0.2 mm、±0.3 mm、±0.4 mm、或 ±0.5 mm之範圍內。

在上述範例中，氣體通道132為以各種角度所形成的單純直孔。雖然這些實施例可適用於某些半導體製程，但一替代實施例可對氣體分配面板提供增加的壽命。此種替代實施例係顯示於圖7中，該圖式為另一示範氣體分配器板與氣體分配面板的圖。

圖7係描繪GDP 104以及氣體分配面板106，其係與圖2所顯示者相同，除了所顯示的氣體通道132不各自依循在其各自入口氣體埠138與出口氣體埠134之間的單一直線路徑之外。圖9顯示具有此種氣體通道132之氣體分配面板106之一部分的詳細視圖。吾人可觀看到，各氣體通道132包含二個部分  —  第一部分154以及第二部分156，該第一部分係依循沿著相對於第一軸144(或相對於與第一軸144平行的軸)而呈傾斜角度α之第一方向145的路徑，而該第二部分係平行於第一軸144(注意到，在圖7中，各集群130的中間之氣體通道132被顯示為筆直，但應理解，此僅係因該圖式之視角所致)。各氣體通道132的第一部分154與第二部分156可彼此流體連接，例如，第一部分154可從氣體分配面板106的第一側126鑽鑿，而第二部分156可從氣體分配面板106的第二側128鑽鑿，以使其與第一部分154接合。

在期望的操作壽命期間，第二部分156可具有比氣體分配面板106之第二側128之預期侵蝕深度更長的長度。例如，氣體分配面板106可具有一非犧牲性部分以及一犧牲性部分，該非犧牲性部分例如更靠近GDP 104並且包含第一側126，而該犧牲性部分例如位於氣體分配面板106的底側上並包含第二側128且延伸到達該非犧牲性部分。氣體分配面板106的該犧牲性部分係經設計以提供將會在正常操作使用時被侵蝕掉的材料，以使所有或幾乎所有該犧牲性部分將在氣體分配面板的正常操作壽命結束時已被移除，但氣體分配面板的所有或幾乎所有該非犧牲性部分則將會留下。吾人將理解，該犧牲性部分與該非犧牲性部分可以係指單一、連續結構的不同部分，並且不一定係指二個分離的部分。

例如，若預期到氣體分配面板106在該構件壽命期間將遭受到大約2 mm的侵蝕(並且該犧牲性部分因此為大約2 mm厚)，則可將該等第二部分的長度至少設定成該值或設定成高於2 mm的值，例如2.5 mm。因此，當氣體分配面板106隨著時間被侵蝕時，例如，如圖8所示(受侵蝕的氣體分配面板106被顯示，以及虛線輪廓顯示已被侵蝕掉的氣體分配面板106之犧牲性部分106')，出口氣體埠134之間的第一距離140(參見圖6或5)在氣體分配面板106之壽命期間可維持不變。相比之下，例如圖2所顯示者的一實施例，當其第二側128被侵蝕時，可觀看到相鄰之出口氣體埠134之間的中心到中心距離會因為侵蝕而隨著時間變化，例如第一距離140會縮短，而不同集群130之出口氣體埠134間的距離會增大。若此種距離的變化會對使用此種氣體分配面板106所處理之晶圓的製程均勻性造成非期望的變異，則因此可使用圖7的變體。

在某些實施例中，第二部分156的長度可為氣體分配面板106之該犧牲性部分之厚度(即，第二側128之預期侵蝕深度)的至少二倍。例如，如上所論述，若預期到氣體分配面板106在該構件壽命期間將遭受到大約2 mm的侵蝕，則可將該等第二部分的長度至少設定成該值或設定成高於4 mm的值，例如4.5 mm。此種排列可對第二部分156提供額外的深度，以致於當氣體分配面板106之操作壽命即將結束時，在該犧牲性部分已被移除或已被大部分地移除之後，存在對於第二部分156的足夠深度，並且以避免氣體分配面板106之性能的非期望變化之方式來控制在留下之第二部分156內的侵蝕。

將理解以上關於第二部分之特性的論述可應用於種種的預期侵蝕狀況，包含例如於其中氣體分配面板106之第二側128具有一犧牲性部分(其具有在1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、或10 mm的±0.1 mm、±0.2 mm、±0.3 mm、±0.4 mm、或±0.5 mm之範圍內的厚度)的侵蝕狀況。在其他實施例中，氣體分配面板可具有非直線之氣體通道，於其中，第一與第二部分為顛倒，即，依循與該氣體分配面板之中心軸平行之一路徑的該等氣體通道的部分可流體介設在該氣體分配面板的第一側與這些氣體通道之相對於該氣體分配面板之中心軸而呈一傾斜角度的部分之間。

吾人將明白，在此所論述的氣體分配面板106的特徵可在於，可為平坦(如以上論述之實施例所示)或非平坦(例如波形，如圖10所示)的第二側128，圖10係另一示範氣體分配器板與氣體分配面板的圖。

圖10的元件係類似於圖2與7的元件，且其先前論述亦可應用於圖10的對應元件。如可在圖10中觀看到，氣體分配面板106的底側，即，第二側128，具有波形表面，並且即使有波形的氣體分配面板，仍可以類似的方式使用類似之氣體通道132的集群。在所描繪的版本中，係使用非直線之氣體通道132(類似於圖7中的氣體通道)，但或者也可使用直線之氣體通道132。於在其中使用非直線之氣體通道132的某些實施例中，第二部分156的長度可被設計成與圖式所示相同，或者可作為替代地被設計成相對於氣體分配面板106的第一側126而皆被鑽鑿至相同的深度(在此情況下，相對於第二側128之第二部分156的最小深度可被設定成大於氣體分配面板106在其壽命期間之預期侵蝕量的值)。

在某些實施例中，如圖11與12所示(其皆顯示示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，這些等角視圖顯示氣體通道的一集群)，氣體通道132之一集群130的二或更多氣體通道132可共用一共同入口氣體埠138，即，一既定集群之一或更多入口氣體埠的組可僅為單一入口氣體埠。在圖11中，氣體通道132皆為直氣體通道，而在圖12中，氣體通道132皆為以第一部分154與第二部分156為特徵的二部分氣體通道132。在兩種情況下，所有氣體通道132共用單一共同入口氣體埠138。將注意到，在此種情況下，入口氣體埠138係位在相對於氣體輸送埠124的一位置而與表示氣體輸送埠124的圓形區域偏心。一般而言，較佳可使入口氣體埠138位於氣體分配面板106上，以使入口氣體埠138不位在於其中將處理氣體導入到氣體輸送埠124內之位置的正下方。氣體輸送埠124與入口氣體埠138之間的此種偏移亦可被使用於僅存在接收來自一特定氣體輸送埠124的氣體之單一入口氣體埠138的情況。在本範例中，氣體輸送埠124在各圓形區域之中心處具有導入到其內的氣體，且入口氣體埠138因此與表示氣體輸送埠124的圓形區域的中心偏移。此相同之定位範例亦可被使用於先前所論述之實施例，例如於其中每一氣體通道132具有個別入口氣體埠138的實施例。此種偏移孔洞佈置可減少在氣體輸送埠124之區域中發生電漿發弧現象的機會。

吾人將理解，在其他實施例中，對於氣體通道132的一既定集群，可存在複數入口氣體埠138，但多個氣體通道132仍可端接在該集群130的一共同入口氣體埠138。例如，對於一既定集群130，可存在十二個氣體通道132以及僅四個入口氣體埠138，且各入口氣體埠138可與氣體分配面板106內的三個氣體通道132流體連接。

如先前所論述，氣體分配面板的第一側可具有於其中第一側與GDP偏移某距離的局部區域。以下參考圖13至16來論述此種面板的各種範例。為了方便，圖13至16中所顯示的各種特徵係使用具有與先前圖式中所使用者相同之最後二個數字的標註，以提及大致對應的結構，並且將理解該些類似特徵的此種先前論述同樣可應用於圖13至16中的對應結構，除非在以下論述中有以其他方式表示。

吾人亦將理解，雖然圖13至16所示之範例皆係以非直線之氣體通道為特徵，即，具有相對於與中心軸平行的軸而呈一傾斜角度之第一部分以及與中心軸平行之第二部分的氣體通道，但於其中氣體通道為直線(如圖2所示)的其他類似面板亦在本揭露內容的範圍之內。吾人亦將明白，雖然圖13至16係為了論述具有於其中第一側與GDP偏移某距離之局部區域之氣體分配面板之目的而被提供，但不具有此種局部區域的類似氣體分配面板亦可被提供。

圖13係具有位於第一側之凹部的氣體分配面板的圖。吾人可觀看到，氣體分配面板1306的第一側1326係以複數凹部1358為特徵，每一凹部1358係與氣體輸送埠1324之其中一者對正。該等凹部可例如具有與氣體輸送埠1324相同的覆蓋區域(當沿著氣體分配面板之中心軸觀看時的橫剖面形狀與尺寸)，或者可如圖式所描繪，具有較大的覆蓋區域；該等凹部例如可為圓柱形孔，但其他形狀亦為可能。實際上，此係用來使氣體輸送埠1324延伸到氣體分配面板1306中。若凹部1358的直徑大於氣體輸送埠1324(該等凹部各自與其介接)的直徑，則此可對各氣體輸送埠1324提供較大的區域，於其中放置氣體通道1332的入口氣體埠。

圖14係具有位於第一側之凹部以及波形之第二側的氣體分配面板的圖。在本範例中，凹部1458具有不同的深度，以使氣體通道1432的長度可維持更緊密地群集，而與氣體分配面板1406的厚度無關。例如，位在氣體分配面板1406之中心處的凹部1458係比位在氣體分配面板1406之邊緣處的凹部1458更深，此係因為氣體分配面板1406的厚度在氣體分配面板1406之中心處係比在邊緣附近處更厚。此幫助減少各集群1430中之氣體通道1432之長度的變異，以使氣體通道長度更為均勻(此可減少氣體通道1432間之氣體流量的差異)，並且使透過氣體分配面板1406的氣體分配更為均勻。

圖15係具有位於波形之第一側之凹部的氣體分配面板的圖。與先前所論述的GDP相比，在圖15中，GDP 1504具有面向氣體分配面板1506的非平坦表面。氣體分配面板1506的第一側1526可具有互補輪廓。在本範例中，凹部1558具有變化的深度，以使各集群1530中的氣體通道1532可具有大致相同的長度(或至少不具有被第一側1526之輪廓所影響的長度)。

圖16係具有位於波形之第一側之凹部的氣體分配面板的圖；該氣體分配面板亦具有波形之第二側。在本範例中，第一側1626與第二側1628皆為波形(在此情況下，具有相同的方式，但其他實施例可以第一側1626與第二側1628上的不同輪廓為特徵)。凹部1658的深度可為相同(以獲得較大的區域，於其中可設置入口氣體埠，如就圖13所論述)，或者可例如具有變化的深度，例如以適應厚度變化的氣體分配面板1606。

吾人將理解，合併在此所論述的傾斜之氣體通道的氣體分配面板在某些情況下可包含此種傾斜之氣體通道與垂直通道(沿著與先前所論述之第一軸平行的軸延伸的通道)兩者。例如，若一既定氣體分配面板在位於氣體分配面板之外周部附近(而非氣體分配面板之中心附近)之氣體通道的出口氣體埠周圍經歷大幅增加的侵蝕，在氣體分配面板之內部區域內的氣體通道可為垂直(當安裝在將使用其的半導體處理腔室中時)或平行於第一軸，而在氣體分配面板之外部區域內的氣體通道可使用在角度上傾斜之氣體通道的集群來加以設置。以下論述此種面板的數個範例。

圖17係示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。在圖17中，傾斜通道區域1760係位在氣體分配面板1706的中心並且具有將其包圍的非傾斜通道區域1762。在傾斜通道區域1760中的氣體通道可例如藉由相對於第一軸(在本圖式與下列段落所論述之圖式的情況下，可理解第一軸係在與於其上具有圖式之頁面的平面垂直的方向上延伸)而呈一傾斜角度之氣體通道的集群加以設置，如先前至少就圖3至6所論述。在非傾斜通道區域1762中的氣體通道可例如為非傾斜之氣體通道(即，沿著其整體之長度延伸的氣體通道，該長度係沿著與該圖式之頁面垂直的軸)的集群。在某些實施例中，非傾斜通道區域1762中的某些或所有氣體通道可不排列成集群，即，單一非傾斜通道可設置在與氣體分配器板之某些或所有氣體輸送埠中之不同的一氣體輸送埠之位置相符的各個位置，該氣體分配器板可經設置以提供處理氣體至非傾斜通道區域1762內的氣體分配面板。

圖18係另一示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。圖18的實施例係與圖17之實施例相同，除了傾斜通道區域1760與非傾斜通道區域1762的位置交換(以及傾斜通道區域1760包圍非傾斜通道區域1762)以外。

圖19係又另一示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。在圖19中，存在三個個別的區域  —  環狀之傾斜通道區域1760、圓形之傾斜通道區域1760、以及在徑向上介設於前兩者之間的環狀之非傾斜通道區域1762。吾人將理解，在某些情況下亦可實施相反的區域排列，例如，最中心區域為非傾斜通道區域1762，且該等區域隨著其從中心徑向朝外移動而交替類型。吾人亦將理解，在某些氣體分配面板中可存在多於一個、二個或三個之傾斜及/或非傾斜通道的區域，例如，在某些氣體分配面板中可存在四個、五個、六個等等之傾斜及/或非傾斜通道之交替區域(亦可存在可能除了位於中心之非傾斜之氣體通道之外而不具有任何非傾斜之氣體通道的某些氣體分配面板)。

圖20係另一示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。圖20係類似於圖18，除了第三之混合傾斜/非傾斜通道區域1764被顯示在非傾斜通道區域1762與傾斜通道區域1760之間以外。混合傾斜/非傾斜通道區域1764可包含如上所論述的傾斜通道以及亦如上所論述的非傾斜通道兩者。

吾人將明白，當氣體分配面板的特定區域可能遭受到比該氣體分配面板之其他區域更高的流率並因此造成增加的侵蝕速率時，可使用例如包含傾斜通道區域以及非傾斜通道區域兩者之上述實施例的實施例。在此種情況下，在可能經歷較高流率與侵蝕的區域中可使用傾斜通道的集群以減少侵蝕的影響，而在不顯出此種增加之侵蝕影響的區域中可使用非傾斜通道。如此一來，可降低氣體分配面板的生產成本，並且仍可增加氣體分配面板的可能壽命。例如，相較於非傾斜通道，傾斜通道通常將會(因為該等通道的坡度)需要比非傾斜通道更多的材料移除，此會增加製造傾斜通道所需的加工時間。對於傾斜通道而言，亦可能為下列情況：為了確保通道被加工而沿著正確的角度方向延伸，加工該等通道的工具頭可能不僅需要就X、Y、及Z位置(此一般可為非傾斜通道的情況)被重新定位(repositioned)，而且需要繞著一、二、或三軸旋轉。此種工具定位亦可能會需要非傾斜通道所不需要的額外加工時間。藉由在於其中傾斜通道將就降低侵蝕速率而言提供減少之益處的區域中使用非傾斜通道，可免除在這些區域中加工傾斜通道的額外成本，並且仍可在於其中增強之侵蝕控制可被期望的區域中使用傾斜通道。吾人亦將理解，以上所論述之傾斜與非傾斜通道的區域亦可表示於其中設置特性可彼此不同之傾斜通道的區域。例如，可存在於其中設置傾斜通道之集群而每個集群具有4個傾斜通道並且於其中該等氣體通道可沿著與第一軸呈30°的軸延伸的一區域，並且可存在於其中每個集群可具有六個傾斜通道並且於其中該等氣體通道可沿著與第一軸呈40°的軸延伸的另一區域。本揭露內容係針對此種實施例、以及此種實施例的其他可預見變體。

吾人將理解，在如於此所論述之氣體分配面板的某些實施例中，可基於從觀看氣體分配面板之外部所明顯得知的孔洞間隔而推斷傾斜之氣體通道的集群存在於氣體分配面板內。例如，在氣體分配面板之第一側或第二側上的每一入口或出口氣體埠可與『最近相鄰者距離(closest neighbor distance)』相關聯，該最近相鄰者距離為該入口或出口氣體埠與分別和該入口或出口氣體埠最接近之入口或出口氣體埠之間的中心到中心距離。在以傾斜與非傾斜通道區域為特徵並且於其中非傾斜通道區域亦排列成多個此種非傾斜通道之集群以使各集群位在與氣體分配器板之氣體輸送埠相符之位置的氣體分配面板中，傾斜通道之出口氣體埠之最近相鄰者距離的平均值可高於非傾斜通道之出口氣體埠之最近相鄰者距離的平均值。換言之，相較於在非傾斜通道區域內之非傾斜通道的出口氣體埠，傾斜通道的出口氣體埠可在傾斜通道區域內被更加地散開或更均勻地分佈。例如，在某些實施例中，傾斜通道之出口氣體埠之最近相鄰者距離的平均值可比非傾斜通道之出口氣體埠之最近相鄰者距離的平均值高20%或更多、30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多、90%或更多、或100%或更多。

在某些實施例中，可使用在各此種區域內之出口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值對入口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值的比率來區分傾斜與非傾斜氣體通道區域彼此。例如，在一非傾斜通道區域內之出口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值對入口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值的比率將為1：1，此係因為在此種區域內之入口氣體埠與出口氣體埠的位置將為相同。相較之下，在一傾斜通道區域內之出口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值對入口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值的比率將大於1：1，例如，在某些實施例中，大於或等於1.5：1、大於或等於2：1、大於或等於2.5：1、大於或等於3：1、大於或等於3.5：1、大於或等於4：1、大於或等於4.5：1、或大於或等於5：1。

吾人亦將理解，一般而言，對於傾斜之氣體通道的集群，在各傾斜之氣體通道之集群內的出口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值(其係相對於在該傾斜之氣體通道之集群內的其他出口氣體埠，對在該集群內的每一出口氣體埠評估而得)對在同一傾斜之氣體通道之集群內的入口氣體埠之最近相鄰者距離之平均值(其係相對於該傾斜之氣體通道之集群的其他入口氣體埠，對在該傾斜之氣體通道之集群內的每一入口氣體埠評估而得)的比率將大於1：1，例如，在某些實施例中，大於或等於1.5：1、大於或等於2：1、大於或等於2.5：1、大於或等於3：1、大於或等於3.5：1、大於或等於4：1、大於或等於4.5：1、或大於或等於5：1。

在以上論述中，吾人將理解，一既定群體之埠的平均最近相鄰者距離可藉由下列方式加以確定：對該群體之埠中的每一埠，確定該埠的對應最近相鄰者距離為何，加總該群體中之所有埠的最近相鄰者距離，然後除以該群體中之埠的數量。若一既定埠具有二或更多的『最近相鄰者』，即，與該埠最接近的多個埠皆離該既定埠相同的距離，則最近相鄰者距離可被選擇為從該埠到該等最近相鄰之埠的任一者的距離。

在某些實施例中，可設置控制器。該控制器可為一系統的部分，該系統可包含上述範例，並且可操作地與各種閥、質量流量控制器、幫浦等等連接，以便能夠接收來自此種設備的資訊及/或控制此種設備。此種系統可包含半導體處理設備，其包含處理工具、腔室、處理用平台、及/或特定處理構件(晶圓支座、氣體流動系統等等)。這些系統可與電子元件整合在一起，該電子元件用以在處理半導體晶圓或基板之前、期間、以及之後，控制這些系統的操作。該電子元件可被稱為『控制器』，其可控制該系統的各種構件或子部件。可根據處理需求及/或系統類型，將該控制器程式化，以控制在此所揭露之任何製程，其包含各種氣體的輸送(例如，透過如在此所述的面板)、溫度設定(例如，加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、流率設定、流體輸送設定、以及位置與操作設定。

大體而言，該控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子元件，其接收指令、發出指令、控制操作、進行清理操作、進行終點測量等等。該積體電路可包含具有韌體形式而儲存有程式指令的晶片、數位信號處理器(DSP，digital signal processor)、被定義為特定用途積體電路(ASIC，application specific integrated circuits)的晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)的一或多個微處理器、或微控制器。程式指令可為以各種獨立設定值(或程式檔案)形式傳送至該控制器的指令，以定義用以在半導體晶圓上或對一系統實現特定製程的操作參數。在某些實施例中，這些操作參數可為製程工程師所定義之配方的部分，以在晶圓之一或更多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶粒的加工期間實現一或更多處理步驟。

在某些實施例中，該控制器可為電腦的一部分或耦合至該電腦，該電腦係與該系統整合在一起、耦合至該系統、或網路連接至該系統、或為其組合。例如，該控制器可位在「雲端(cloud)」中或為晶圓廠主電腦系統的全部或一部分，此可允許晶圓處理的遠端存取。該電腦可對該系統進行遠端存取，以監視加工操作的當前進度、檢查過去加工操作的歷史、從複數加工操作來檢查趨勢或性能指標、改變當前處理的參數、依當前處理來設定處理步驟、或開始新的製程。在某些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可透過網路將製程配方提供給系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含使用者介面，其可進行參數及/或設定值的輸入或程式化，這些參數及/或設定值之後從該遠端電腦傳送至該系統。在某些範例中，該控制器接收具有資料形式的指令，該指令規定待於一或更多操作期間執行之每一處理步驟的參數。吾人應理解這些參數可特定於待執行之製程的類型以及該控制器所介接或控制之工具的類型。因此，如上所述，可以下列方式來分配該控制器：例如藉由包含以網路連接在一起並且為一共同目的(例如在此所述的製程與控制)而運作的一或更多分離控制器。為此種目的而分配的控制器之一範例可為在腔室上之一或更多積體電路，該積體電路係與遠端設置(例如平台等級或作為遠端電腦之部分)的一或更多積體電路通信，以聯合控制在該腔室上的製程。

示範的系統可包含但不限於電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉清洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清理腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD，physical vapor deposition)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD，chemical vapor deposition)腔室或模組、原子層沉積(ALD，atomic layer deposition)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE，atomic layer etch)腔室或模組、離子植入腔室或模組、塗佈顯影(track)腔室或模組、以及可聯合或用於半導體晶圓之加工及/或製造的任何其他半導體處理系統。

如上所述，根據待由該工具所執行的製程步驟，該控制器可與下列其中一或多者進行通信：其他工具電路或模組、其他工具構件、集群工具、其他工具介面、鄰近工具、相鄰工具、設置遍布於工廠的工具、主電腦、另一控制器、或用於原料運送而將晶圓容器運至與運離半導體製造廠中之工具位置及/或裝載埠的工具。

為了本揭露內容之目的，用語『流體連接』係用於關於可相互連接以形成流體連接之容積、氣室、孔洞等等，類似於用語『電性連接』係用於關於連接在一起以形成電性連接之構件。用語『流體介設』(若有使用的話)可用來指與至少二個其他構件、容積、氣室、或孔洞流體連接的構件、容積、氣室、或孔洞，使得從這些其他構件、容積、氣室、或孔洞之其中一者流至這些構件、容積、氣室、或孔洞之其中另一者的流體在到達這些構件、容積、氣室、或孔洞之其中另一者之前，會先流過『流體介設』的構件。例如，若幫浦係流體介設於容器與出口之間，則從容器流至出口之流體在到達出口之前會先流過幫浦。

應理解，詞組『對於該一或更多 ＜項目＞ 的每一 ＜項目＞』、『該一或更多 ＜項目＞ 的每一 ＜項目＞』等等，若在此有使用的話，係包含單一項目群組與多個項目群組，即詞組『對於…每一』在其用於程式化語言的意義上係用於指所提及的任何群體之項目的每一項目。例如，若所提及的該群體之項目為單一項目，則『每一』將僅指該單一項目(儘管『每一』的字典定義經常將該用語定義為指『二或更多物的每一者』），並且不暗指必須存在這些項目的其中至少二個項目。

在本揭露內容與請求項中，例如(a)、(b)、(c)等等之順序指示(如果有的話)的使用，應理解為並非表達任何特定的順序或次序，除非明確指出此種順序或次序。例如，若存在標記為(i)、(ii)、以及(iii)的三個步驟，則應理解這些步驟可以任何順序執行(或甚至同時執行，如果沒有其他禁忌的話)，除非另有說明。例如，若步驟(ii)涉及處理在步驟(i)中所產生的元件，則可以將步驟(ii)視為發生在步驟(i)之後的某個時間點。同樣地，若步驟(i)涉及處理在步驟(ii)中所產生的元件，則應理解相反情況。

例如『約』、『大約』、『實質上』、『標稱』等等用語當用於提及數量或類似的可量化特性時，應理解為包含所指定之值或關係的±10%之範圍內的值(以及包含所指定的實際值或關係)，除非另有說明。

吾人應明白，上述觀念的所有組合(若此種觀念不相互矛盾的話)被設想為在此所揭露之發明標的之部分。尤其，在本揭露內容之結尾處出現的所請標的所有組合被設想為在此所揭露之發明標的之部分。吾人亦應明白，亦可能出現在藉由參考文獻方式所合併的任何揭露內容中之在此所明確使用的術語應被給予與在此所揭露之特定觀念最一致的意思。

應進一步理解，上述揭露內容，在專注於特定示範實施例的同時，並非僅限於所論述的範例，還可應用在類似的變體與機構，以及此種類似的變體與機構亦被認為係在本揭露內容的範圍內。

100:半導體處理腔室 102:噴淋頭 104:氣體分配器板 106:氣體分配面板 106':犧牲性部分 108:晶圓支架 110:晶圓 112:射頻電源 114:氣體源 116:電極 118:互補電極 120:電漿 122:氣體分配通道 124:氣體輸送埠 126:第一側 128:第二側 130:集群 132:氣體通道 134:出口氣體埠 138:入口氣體埠 140:第一距離 144:第一軸 145:第一方向 146:平均中間平面 152:孔洞圖案 154:第一部分 156:第二部分 1306:氣體分配面板 1324:氣體輸送埠 1326:第一側 1332:氣體通道 1358:凹部 1406:氣體分配面板 1430:集群 1432:氣體通道 1458:凹部 1504:GDP 1506:氣體分配面板 1526:第一側 1530:集群 1532:氣體通道 1558:凹部 1606:氣體分配面板 1626:第一側 1628:第二側 1658:凹部 1706:氣體分配面板 1760:傾斜通道區域 1762:非傾斜通道區域 1764:混合傾斜/非傾斜通道區域

於隨附圖式的圖中，在此所揭露之各種實施例被例示，以作為範例，而非作為限制，於其中，同樣的參考符號係指類似的元件。

圖1係半導體處理腔室的示意圖。

圖2係示範氣體分配器板與氣體分配面板的圖。

圖3係示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，其顯示氣體通道的一集群。

圖4係示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，其顯示氣體通道的另一集群。

圖5係另一示範氣體分配面板之一部分的俯視圖。

圖6係示範氣體分配面板之一部分的俯視圖。

圖7係另一示範氣體分配器板與氣體分配面板的圖。

圖8係圖7之示範氣體分配器板與氣體分配面板在氣體分配面板已被部分地侵蝕之後的圖。

圖9係示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，其顯示具有非直線流動路徑之氣體通道的另一集群。

圖10係另一示範氣體分配器板與氣體分配面板的圖。

圖11係示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，其顯示氣體通道的另一集群。

圖12係示範氣體分配面板之一部分的等角視圖，其顯示具有非直線流動路徑之氣體通道的一集群。

圖13係具有位於第一側之凹部的氣體分配面板的圖。

圖14係具有位於第一側之凹部以及波形之第二側的氣體分配面板的圖。

圖15係具有位於波形之第一側之凹部的氣體分配面板的圖。

圖16係具有位於波形之第一側之凹部的氣體分配面板的圖；該氣體分配面板亦具有波形之第二側。

圖17係示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜(angled)或非傾斜(non-angled)之氣體通道的不同區域。

圖18係另一示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。

圖19係又另一示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。

圖20係另一示範氣體分配面板的圖，其顯示可具有傾斜或非傾斜之氣體通道的不同區域。

106:氣體分配面板

124:氣體輸送埠

126:第一側

128:第二側

132:氣體通道

134:出口氣體埠

138:入口氣體埠

Claims (24)

1. 一種噴淋頭，包含： 一氣體分配面板，其中： 該氣體分配面板具有一第一側以及相對於該第一側的一第二側， 該氣體分配面板包含從該第一側延伸到該第二側的複數氣體通道的集群， 該等氣體通道之每一者經由一對應之出口氣體埠離開該氣體分配面板的該第二側， 每一出口氣體埠係與最近相鄰之出口氣體埠以中心到中心的方式隔開， 各氣體通道之集群的該等氣體通道之其中一或更多者具有沿著不與一第一軸平行的一方向延伸的至少一部分，該第一軸係與一平均中間平面垂直，該平均中間平面係界定在該第一側與該第二側之間， 各氣體通道的集群具有一對應之一或更多入口氣體埠的組， 各氣體通道之集群的每一氣體通道經由該氣體通道之集群的該對應之一或更多入口氣體埠的組的一入口氣體埠離開該氣體分配面板的該第一側，且 該等一或更多入口氣體埠的組之每一者的每一入口氣體埠係與該等一或更多入口氣體埠的其他組之每一者的每一入口氣體埠以中心到中心的方式隔開。
2. 如請求項1所述之噴淋頭，其中： 每一出口氣體埠係與最近相鄰的出口氣體埠以中心到中心的方式隔開至少一第一距離， 該等一或更多入口氣體埠的組之每一者的每一入口氣體埠係與該等一或更多入口氣體埠的其他組之每一者的每一入口氣體埠以中心到中心的方式隔開至少一第二距離，且 該第一距離係小於該第二距離。
3. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，對於該等氣體通道之集群的至少一第一集群： 該第一集群的每一出口氣體埠係與該第一集群之最近相鄰的出口氣體埠以中心到中心的方式隔開一對應之第一最近相鄰者距離， 該第一集群的該對應之一或更多入口氣體埠的組中的每一入口氣體埠係與該第一集群的最近相鄰之入口氣體埠以中心到中心的方式隔開一對應之第二最近相鄰者距離， 該第一集群的該等出口氣體埠之該等第一最近相鄰者距離之平均值對該第一集群的該對應之一或更多入口氣體埠的組之該等第二最近相鄰者距離之平均值的比率係大於1：1。
4. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該第二側具有非平坦的輪廓。
5. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該第一側具有非平坦的輪廓。
6. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該第一側包含一或更多凹部，每一凹部具有該等氣體通道之集群中之不同的一集群的該對應之一或更多入口氣體埠的組。
7. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該氣體分配面板係由一材料所製成，該材料包含選自於由下者所組成之群組的一或更多材料：矽、矽碳化物、陶瓷、以及石英。
8. 如請求項7所述之噴淋頭，其中，該氣體分配面板的材料為摻雜矽，俾能具有導電性。
9. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該氣體分配面板係具有導電性的。
10. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，對於各氣體通道的集群： 包圍該氣體通道之集群之所有該等出口氣體埠的一第一圓形區域的直徑係大於包圍該氣體通道之集群之所有該等一或更多入口氣體埠的一第二圓形區域的直徑， 該氣體通道之集群的該第一圓形區域為包圍該氣體通道之集群之該等出口氣體埠的最小圓形區域，且 該氣體通道之集群的該第二圓形區域為包圍該氣體通道之集群之該等一或更多入口氣體埠的最小圓形區域。
11. 如請求項10所述之噴淋頭，其中，對於各氣體通道的集群，該第一圓形區域之直徑為該第二圓形區域之直徑的至少二倍大。
12. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，每一氣體通道係依循該氣體通道的該出口氣體埠與該氣體通道的該入口氣體埠之間的一直線。
13. 如請求項1所述之噴淋頭，其中： 各氣體通道包含一第一部分以及一第二部分， 在該氣體分配面板內，各氣體通道的各第二部分係流體介設在該氣體通道的該出口氣體埠與該氣體通道的該第一部分之間， 各第二部分係依循與該第一軸平行的一路徑，且 各第一部分不與該第一軸平行。
14. 如請求項13所述之噴淋頭，其中： 該氣體分配面板包含一非犧牲性部分以及一犧牲性部分，該非犧牲性部分包含該第一側，該犧牲性部分包含該第二側並且延伸到達該非犧牲性部分，且 該等第二部分延伸穿過該犧牲性部分。
15. 如請求項14所述之噴淋頭，其中，實質上所有該犧牲性部分係設置成在該氣體分配面板於正常操作使用時的正常操作壽命期間被侵蝕掉。
16. 如請求項14所述之噴淋頭，其中： 該等第二部分係進一步延伸到該非犧牲性部分中，且 各第二部分係在該非犧牲性部分內與該對應之氣體通道的該第一部分流體連接。
17. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，對於具有對應之出口氣體埠與入口氣體埠的每對氣體通道，該對氣體通道之該等對應的出口氣體埠之間的一第一距離係大於該對氣體通道之該等對應的入口氣體埠之間的一中心到中心距離。
18. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該等入口氣體埠的其中至少若干者係與該氣體分配面板內的多個氣體通道連接。
19. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，每一入口氣體埠係僅與該氣體分配面板內之該等氣體通道的一單一對應之氣體通道連接。
20. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，各一或更多入口氣體埠的組包含排列成一或更多圓形陣列的多個入口氣體埠。
21. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，各一或更多入口氣體埠的組包含排列成一或更多圓形陣列之介於5個與12個之間的入口氣體埠。
22. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，各一或更多入口氣體埠的組至少包含排列成一圓形陣列之介於5個與6個之間的入口氣體埠。
23. 如請求項1所述之噴淋頭，其中，該等出口氣體埠排列成一三角形陣列或一方形陣列，且該等入口氣體埠的組不以同樣的方式排列。
24. 如請求項1所述之噴淋頭，更包含一氣體分配器板，其中： 該氣體分配器板具有面向該氣體分配面板之該第一側的一底表面， 該氣體分配器板具有位在該底表面中的複數氣體輸送埠，且 當沿著該第一軸觀看時，每一氣體輸送埠係與一對應之氣體通道之集群的該一或更多入口氣體埠的組的每一入口氣體埠重疊。

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