TW202213579A - 用於半導體處理機台之具有斜角氣體分配通道的噴淋頭面板 - Google Patents

用於半導體處理機台之具有斜角氣體分配通道的噴淋頭面板 Download PDF

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Abstract

提供半導體處理腔室所用的噴淋頭面板，該噴淋頭面板包括將其穿過的氣體分佈通道的一或更多子集合，該等氣體分佈通道至少部分沿著與噴淋頭面板的中央軸成傾斜角的軸延伸。此斜角氣體分佈通道可用以特別制定此噴淋頭面板的氣流特性，以在經由此噴淋頭面板而被輸送至晶圓的氣體中產生各種所欲的氣流行為。

Description

用於半導體處理機台之具有斜角氣體分配通道的噴淋頭面板
本揭露整體係關於用於半導體處理機台之具有斜角氣體分配通道的噴淋頭面板。 [相關申請案的交互參照]
PCT請求書係與本說明書同時提出以作為本申請案的一部分。本申請案所請求該同時提出的PCT請求書中所認證的優惠或優先權的各申請案係以其整體且為所有目的而作為參考文獻併入本文中。
半導體處理工具普遍使用「噴淋頭」以將半導體處理氣體分佈遍及基板或晶圓各處，其中該基板或晶圓係藉由基座或卡盤而被支撐在半導體處理腔室內。噴淋頭的特徵通常在於面向晶圓且包括大量氣體分佈通道(例如，孔洞)的面板，其中所述氣體分佈通道在半導體處理操作期間將處理氣體從噴淋頭的一或更多內部容積輸送通過該面板。存在二種普遍用於半導體處理工具中的噴淋頭分類—「吊燈」類型噴淋頭及「嵌入安裝型」噴淋頭。吊燈類型噴淋頭通常包括容納著氣體分佈通道的盤狀結構、用於將處理氣體分佈至該等氣體分佈通道的一或更多內部氣室、以及連接至或從該盤狀結構結構的頂側延伸並到達或穿過處理腔室的天花板的桿部，其中該吊燈類型噴淋頭係位於該處理腔室中。該桿部支撐著處理腔室內的該盤狀結構，且還將處理氣體引導至該盤狀結構內的氣室。嵌入安裝型噴淋頭不具有桿部或相等結構，反而係簡易安裝於半導體處理腔室的壁，而通常實際係作為半導體處理腔室的蓋體。
在各種實行例中，噴淋頭的面板得以係與該噴淋頭的其餘者分離的構件，或例如可為噴淋頭的整體部件，例如，與其他結構悶燒或焊接在一起而形成單一結構。一些噴淋頭的特徵可在於開放式內部氣室，例如各自與處理氣體輸入口及複數氣體分佈通道流體連接的一或更多大容積，然而其他噴淋頭可結合氣體分佈板，其可為噴淋頭內部的結構，用於將處理氣體從噴淋頭的處理氣體輸入口引導至噴淋頭面板的各種氣體分佈通道。
本文所呈現的是各種噴淋頭面板的設計，其特徵在於斜角氣體分佈通道的一或更多集合。
本說明書中所描述的標的主體的一或更多實行例細節係闡述於隨附圖式及下方的實施方式中。其他特徵、態樣及優點將從該實施方式、圖式及申請專利範圍而變得顯而易知。 所描述的實行例包括但不限於至少下列的具體實行例。
在一些實行例中，可提供一設備，包括：噴淋頭面板，具有複數氣體分佈通道，該複數氣體分佈通道係從該噴淋頭面板的第一側延伸至與該第一側相對的該噴淋頭面板的第二側。在此實行例中，該第一側及該第二側可界定該噴淋頭面板的平均中平面。當將該噴淋頭面板安裝於半導體處理腔室中而成為該半導體處理腔室的噴淋頭的一部分時，該噴淋頭面板的該第二側可面向且可暴露於該半導體處理腔室內的晶圓支撐件。當沿著與該平均中平面垂直的中央軸檢視時，該噴淋頭面板可具有內部區域，以及圍繞著該內部區域的周緣區域，且當將該噴淋頭面板安裝於該半導體處理腔室中而成為該半導體處理腔室的該噴淋頭的一部分時，當沿著該中央軸檢視時，介於該內部區域與該周緣區域之間的邊界可與該噴淋頭的內部圓周壁表面相符。該複數氣體分佈通道的第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可至少部分沿著與該中央軸成第一傾斜角的軸延伸，且該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可完全位於該內部區域內的第一環狀區域內。
在一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可被配置在該等氣體分佈通道的複數同心圓形圖案的最外側圓形圖案中，該第一氣體分佈通道集合中的該等氣體分佈通道可各自於複數位置處與該噴淋頭面板的該第一側相交，其中該等位置比起該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自與該噴淋頭面板的該第二側相交的位置還較接近該中央軸，以及該等圓形圖案的一或更多者可位於該圓形圖案內，其中該圓形圖案內具有該第一氣體分佈通道子集合，且該等圓形圖案的該一或更多者係各自為沿著與該中央軸平行的方向延伸的氣體分佈通道的圓形圖案。
在一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可被配置在該等氣體分佈通道的複數同心圓形圖案的圓形圖案中，其中該圓形圖案係與該等圓形圖案的最外側者徑向相鄰，該第一氣體分佈通道集合中的該等氣體分佈通道可各自於複數位置處與該噴淋頭面板的該第一側相交，其中該等位置比起該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自與該噴淋頭面板的該第二側相交的位置還較接近該中央軸，以及該等圓形圖案的一或更多者可位於該圓形圖案內，其中該圓形圖案內具有該第一氣體分佈通道子集合，且該等圓形圖案的該一或更多者為沿著與該中央軸平行的方向延伸的氣體分佈通道的圓形圖案。
在一些此實行例中，氣體分佈通道的該最外側圓形圖案可為該等氣體分佈通道的第二子集合的圓形圖案，以及該等氣體分佈通道的該第二子集合中的該等該等氣體分佈通道可沿著與該中央軸平行的方向延伸。
在一些替代性此實行例中，氣體分佈通道的該最外側圓形圖案可為該等氣體分佈通道的第二子集合的圓形圖案，以及該等氣體分佈通道的該第二子集合中的該等該等氣體分佈通道可至少部分沿著與該中央軸成第二傾斜角的軸延伸。
在一些此實行例中，該第一傾斜角及該第二傾斜角可為相同的。
在一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可被配置在該等氣體分佈通道的複數同心圓形圖案的該等氣體分佈通道的最內側圓形圖案中，該第一氣體分佈通道集合中的該等氣體分佈通道可各自於複數位置處與該噴淋頭面板的該第二側相交，其中該等位置比起該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自與該噴淋頭面板的該第一側相交的位置還較接近該中央軸，以及該等圓形圖案的一或更多者可位於該圓形圖案的外側，其中該圓形圖案內具有該第一氣體分佈通道子集合，且該等圓形圖案的該一或更多者係各自為沿著與該中央軸平行的方向延伸的氣體分佈通道的圓形圖案。
在該設備的一些實行例中，氣體分佈通道的該最內側圓形圖案可為氣體分佈通道的複數群集的圓形圖案，氣體分佈通道的各群集具有位於該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道的一或更多者。
在該設備的一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可為最接近該中央軸的氣體分佈通道。
在該設備的一些實行例中，該複數氣體分佈通道的額外氣體分佈通道子集合可至少部分沿著與該中央軸成第二傾斜角的軸延伸，該第一傾斜角可與該第二傾斜角不同，以及該額外氣體分佈通道子集合的該等氣體分佈通道亦可位在該第一環狀區域內。
在該設備的一些實行例中，該複數氣體分佈通道的額外氣體分佈通道子集合可至少部分沿著與該中央軸平行的軸延伸，以及該額外氣體分佈通道子集合的該等氣體分佈通道亦可位在該第一環狀區域內。
在該設備的一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可配置在複數同心圓形圖案中。
在上述實行例的其中一些中，介於該中央軸與該等軸之間的該等角度對於各圓形圖案可為相同的，其中各圓形圖案中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著該等軸延伸。
在上述實行例的一些其他版本中，介於該中央軸與該等軸之間的該等角度可隨著各圓形圖案的直徑增加而增加，其中各圓形圖案中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著該等軸延伸。
在上述實行例的又一些其他版本中，介於該中央軸與該等軸之間的該等角度可隨著各圓形圖案的直徑增加而減低，其中各圓形圖案中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著該等軸延伸。
在上述實行例的一些版本中，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道可依循通過該噴淋頭面板的線性路徑。在上述實行例的又一些其他版本中，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道可依循著通過該噴淋頭面板的非線性路徑。
在上述實行例的一些版本中，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道可依循著通過該噴淋頭面板的分枝路徑，且可具有位在該噴淋頭面板的該第一側上的輸入口開口，以及位在該噴淋頭面板的該第二側上的二或更多輸出口開口。
在一些此實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道所用的各分枝路徑可具有複數部分，該複數部分包括輸入口部分及複數輸出口部分，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分可具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該輸入口開口處，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的各輸出口部分可具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該等輸出口開口的其中一者處，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分及該等輸出口部分可具有複數第二端部，該複數第二端部係在該噴淋頭面板內彼此流體連接，以及該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該等輸出口部分的至少二者可為等長的。
在該設備的一些其他此實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道所用的各分枝路徑可具有複數部分，該複數部分包括輸入口部分及複數輸出口部分，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分可具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該輸入口開口處，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的各輸出口部分可具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該等輸出口開口的其中一者處，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分及該等輸出口部分可具有複數第二端部，該複數第二端部係在該噴淋頭面板內彼此流體連接，以及該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該等輸出口部分的至少二者可為不等長的。
在該設備的一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該等輸出口部分的至少二者在相應橫截面平面中可具有不同橫截面積，以及各橫截面平面可垂直於該分枝路徑的一部分，該部分係接著該相應輸出口部分。
在該設備的一些實行例中，該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分在相應橫截面平面中的橫截面積與相應橫截面平面中的該氣體分佈通道的該等輸出口部分的一或更多者的橫截面積可為不同的，以及各橫截面平面可垂直於該分枝路徑的一部分，該部分係接著該相應部分。
在上述實行例的其中一些中，該複數氣體分佈通道的第二氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可位於該內部區域內的第二環狀區域內，以及該第一環狀區域可與該第二環狀區域不同。
在一些此實行例中，該第二氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道可沿著與該中央軸平行的軸延伸。
在一些實行例中，該第二環狀區域可具有內邊界及外邊界，該第一環狀區域與該第二環狀區域可為同心的，以及該第一環狀區域可位於該內邊界內。
在一些實行例中，該第一環狀區域可具有內邊界及外邊界，該第一環狀區域與該第二環狀區域可為同心的，以及該第二環狀區域可位於該內邊界內。
在一些實行例中，在該第二氣體分佈通道子集合內可存在著氣體分佈通道的複數同心環。
在上述一些實行例中，該設備可更包括該半導體處理腔室、該噴淋頭及該晶圓支撐件。在此實行例中，該噴淋頭可位於該晶圓支撐件上方，該晶圓支撐件係位於該半導體處理腔室內，該晶圓支撐件可具有直徑D的圓形晶圓支撐區域，該晶圓支撐區域係配置以支撐具有標稱直徑D的半導體晶圓，該噴淋頭面板可安裝於該噴淋頭中，使該噴淋頭面板的該第二側係面向該晶圓支撐件，以及在該噴淋頭面板與至少90%的該晶圓支撐區域之間可不存在結構。
在一些此實行例中，該設備可包括氣體分佈板，該氣體分佈板位於該噴淋頭內且具有複數輸出埠口，該複數輸出埠口係配置以將處理氣體提供至該等氣體分佈通道。
各種實施例的示例係繪示於隨附圖式中且進一步描述於下。應當理解，本文中的論述並不旨在使申請專利範圍受限於所描述的特定實施例。反而，其旨在涵蓋可包括在由所附申請專利範圍限定的本發明的精神和範圍內的替代例、修改例和均等例。在以下實施方式中，闡述許多具體細節以提供對本發明的透徹理解。本發明可在沒有這些特定細節中的一些或全部的情況下實踐。在其他情況下，為了避免不必要地混淆本發明，並未詳細描述眾所周知的處理操作。
圖1繪示示例性半導體處理設備的簡化圖。圖1繪示包括半導體處理腔室102的設備100，半導體處理腔室102具有位在其中的晶圓支撐件104及噴淋頭110。將能理解的是圖1僅顯示圖1中所繪示的各種結構的一半;另一半在外觀上大致上得以但不必須為類似的。為顯示此大致對稱，在圖1顯示中央軸138，而省略該中央軸138左側的設備部分。晶圓支撐件104具有晶圓支撐區域106，該晶圓支撐區域106可用於在晶圓處理操作期間將晶圓108支撐在半導體處理腔室102內。如圖1所見，晶圓支撐件104係位於噴淋頭110下方，使得流經噴淋頭110的處理氣體(如虛線箭頭所表示)，流出至晶圓108上並遍及晶圓108各處。
在此示例中，噴淋頭110為吊燈類型噴淋頭，具有與背板124連接的桿部122。在此情況下，背板124，具有複數孔洞，而螺紋緊固件120係穿過該等孔洞而插置於其中。螺紋緊固件120可用於使環狀圓周壁128保持至背板124。圓周壁128可因此具有圍繞其內部周緣的圓周壁架或其他保持結構，而可與支撐件及噴淋頭面板112接合。圓周壁128還可具有內部圓周壁表面130，其至少部分界定，噴淋頭110的內部容積。將能理解的是，在本揭露範圍內所考量的其他噴淋頭設計可使用其他圓周壁結構，例如包括從背板124及/或噴淋頭面板112簡單延伸並與其毗鄰的圓周壁。
噴淋頭面板112可具有將其穿過的複數氣體分佈通道126。雖然所顯示的噴淋頭面板在將其穿過的氣體分佈通道126之間具有相對粗的間距，但將能理解的是可存在數百或數千個此種氣體分佈通道126從穿過該噴淋頭面板112的噴淋頭面板112的第一側132延伸至噴淋頭面板112的第二側134，其中當噴淋頭面板112係安裝在噴淋頭110中時，該第二側134係面向且暴露於晶圓支撐件104。第一側132及第二側134可在其之間界定平均中平面136。將能理解的是，雖然第一側132及第二側134在圖1中係顯示為實質平面的，但在一些實行例中，第一側132及第二側134的其中一者或二者可為起伏或另外具有不平坦輪廓。
本文中所使用的術語「平均中平面136」，可指相對於一或更多表面而定位及定向，使得在該平均中平面與該等一或更多表面之間的平均及最大距離最小化的參考平面。構件或構件部分的平均中平面係被理解為由此構件或構件部分的主表面所界定的平均中平面，其中所述主表面例如係此構件或構件部分的較大表面，但排除例如，未對該構件或構件部分的整體形狀產生貢獻的小孔洞或其他微小特徵部。舉例而言，對於濾器而言，其平均中平面將由該濾器的碗狀部分的內及外表面界定，但將不會由穿過該濾器的數百或數千孔洞的內表面、或是由該濾器的手柄部的表面(若存在的話)界定。
將能理解的是，本文中所使用的術語「噴淋頭面板」，指的是一結構，其係半導體處理噴淋頭的一部分且具有往氣體分佈通道的複數開口的表面，其中當被安裝在半導體處理腔室中的噴淋頭內時，該表面係朝向晶圓支撐件。噴淋頭面板通常係最接近在此半導體處理腔室中進行處理的晶圓的噴淋頭構件或元件，且在噴淋頭面板與位於其下方的晶圓支撐件的至少90%晶圓支撐區域之間通常不存在半導體處理腔室或工具的其他結構(至少在通常晶圓處理操作期間—當然在晶圓裝載/卸載操作期間晶圓搬運機器人可將端效器插置於此間隔中，但在晶圓處理操期間作並不會發生此短暫狀況)。當然，可由晶圓支撐區域所支撐的晶圓實際上並非半導體處理腔室或工具的構件或結構。實務上，在晶圓支撐區域與噴淋頭面板之間可能不存在或幾乎不存在半導體處理腔室或工具的結構，然而在一些情況下可能會使用邊緣環。邊緣環圍繞著晶圓並可能與該晶圓的薄環周緣區域重疊(並據此與晶圓支撐區域重疊)。一般而言，儘管這可能會使一些結構(邊緣環上內邊緣)介於噴淋頭面板與晶圓支撐區域之間，但此種重疊量係良好地落在低於晶圓支撐區域的10%面積。
在圖1的設備100中，噴淋頭110還包括氣體分佈板114，氣體分佈板114包括複數氣體分佈板通道118，該複數氣體分佈板通道118將處理氣體分佈至與噴淋頭面板112的第一側132相鄰的氣體分佈板114中的複數氣體分佈埠口116。氣體分佈板114可被策畫以提供往各種氣體分佈通道126的預定氣流分佈，其中該預定氣流分佈係為各種所欲處理條件而特別制定。
圖2繪示另一示例性半導體處理設備的簡化圖。圖2的設備100係與圖1的設備100相同，差異在於圖2的設備不包括氣體分佈板114而因此單純具有開放的內部氣室容積，用於將輸送通過桿部122中的氣體輸入口的處理氣體提供至氣體分佈通道126。
論述於下的各種類型的斜角氣體分佈通道或斜角及非斜角(即，與中央軸平行)氣體分佈通道的組合可使用於圖1及2中繪示的任一噴淋頭類型，以及類似內部設計的嵌入安裝型噴淋頭的背景中。在一些實行例中，此噴淋頭還可作為例如電荷-耦合電漿處理腔室中的電極。
圖3繪示出示例性噴淋頭的平面橫截面圖，即沿著中央軸138的圖。如圖可見，噴淋頭110具有被周緣區域144圍繞的內部區域142。介於內部區域142與周緣區域144之間的邊界140可與圓周壁128的內部圓周壁表面130相符。
在一些實施例中，圖1及2中顯示的噴淋頭面板112係噴淋頭面板112的內部區域142內的氣體分佈通道126全部為孔洞的噴淋頭面板，其中所述孔洞具有與中央軸138平行的中央軸。然而，在一些實施例中，特徵在於至少一些氣體分佈通道126係至少部分沿著與中央軸138成傾斜角的軸延伸的噴淋頭面板112可提供對離開此噴淋頭面板112的氣流進行微調或另為改動的能力，使此氣流適應各種處理需求。舉例而言，具有傾斜角氣體分佈通道的噴淋頭面板允許為特定處理所開發的氣體分佈板(例如，圖1的氣體分佈板114)得以再次用於其他處理，其將受益於具有從噴淋頭面板的下側上的至少一些點輸送的氣體，其中所述點並未與氣體分佈板的氣體分佈埠口(例如，氣體分佈埠口116)的位置對準。藉由斜角氣體分佈通道，能夠將特定氣體分佈板設計調整以與複數不同面板共同使用。在一些實施例中，噴淋頭110可具有氣體分佈通道，其終止於噴淋頭面板112的面向晶圓側上的不同位置處，但其終止噴淋頭面板112的面向氣體分佈板側上的相同或幾乎相同位置處。這允許改動或調整各噴淋頭的氣體分佈輪廓，藉由定位氣體分佈通道出口孔洞，不須要求將其使用的氣體分佈板114改動以具有相同位置中的匹配氣體分佈埠口。這避免為各噴淋頭開發、測試及鑑定新的氣體分佈板或新的噴淋頭面板所涉及的潛在成本。
給定噴淋頭面板112的氣體分佈通道126的一或更多子集合可包括此種斜角或部分斜角氣體分佈通道126。在噴淋頭面板112的相應環狀區域中可包括各此子集合;在一些情況下，噴淋頭面板112的公共環狀區域可包括二或更多子集合。在其他情況下，子集合可包括佈置於二或更多環狀區域內的氣體分佈通道126，其中其他氣體分佈通道126係位於該二或更多環狀區域中。
圖4繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的示例性噴淋頭面板的部分的橫截面圖。在圖4中，噴淋頭410係顯示位於晶圓支撐件404及晶圓408上方。噴淋頭410係僅部分顯示，其中在中央軸438左側的部分係被省略，且介於彎曲突破線之間的噴淋頭面板412的部分亦被省略。將能大致理解的是，介於突破線之間的噴淋頭面板412的部分還可具有將其穿過的氣體分佈通道426。
如圖4中可見，噴淋頭面板412具有第一側432及第二側434;氣體分佈通道426及426'可從第一側432延伸通過噴淋頭面板412到達第二側434。圓周壁428的圓周壁表面430可用於界定噴淋頭面板412的內部區域，其中氣體分佈通道426及426'可位在該內部區域內。
如圖4中可見，最接近噴淋頭面板412的中央軸438的氣體分佈通道426係具有平行於中央軸438(即，非斜角)的中央軸的孔洞。然而，距離中央軸438最遠的氣體分佈通道426'係沿著與該中央軸438成傾斜角的軸延伸的孔洞。在此示例中，距離中央軸438最遠的氣體分佈通道426'係成斜角，使得此氣體分佈通道426'與噴淋頭面板412的第一側432相交的位置係比該等氣體分佈通道426'與噴淋頭面板412的第二側434相交的位置更接近該中央軸438。
在一些類似於圖4的噴淋頭面板的實行例中，噴淋頭面板例如可具有氣體分佈通道的第一圓形陣列，其中該氣體分佈通道係沿著與中央軸成斜角的軸延伸。第一圓形圖案中的氣體分佈通道可至少部分沿著一軸延伸，其中該軸係相對於與中央軸平行的軸成介於約40°與65°之間的角度(例如，介於約50°與55°之間)。在一些實行例中，這些氣體分佈通道可成斜角，使得此氣體分佈通道與噴淋頭面板的第一側相交的位置係比該等氣體分佈通道與噴淋頭面板的第二側相交的位置更接近該中央軸。將能理解的是，本文所參照的圓形圖案指的是標稱圓形圖案，其包括完美圓形圖案(其中在該圓形圖案中的物品係位於與圍繞著圓的圓周完美等距間隔的位置相符的位置處)以及普通圓形圖案(其可使圖案中的物品稍微偏離此完美圓型圖案化，例如，使物品的子集合位於偏離「完美」圓型圖案位置的小於1%至2%圓型圖案直徑的位置處)二者。
圖5、6及7繪示出示例性噴淋頭面板(例如上述)的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖;下方敘述可參照此示例的態樣，但將能理解的是所繪示例並不受限於下方敘述。在圖5、6及7中，噴淋頭面板512係被顯示具有第一側532及第二側534(其在噴淋頭面板512有效使用中時通常將面向處理中的晶圓)。噴淋頭面板512包括複數氣體分佈通道526，其包括傾斜角氣體分佈通道526'，其在第一側532與第二側524之間延伸並係配置在圍繞噴淋頭面板512的中央軸538的圓形圖案中。
在一些實行例中，還可存在複數氣體分佈通道的額外同心圓圖案，其也是圍繞噴淋頭面板512的中央軸538進行配置。舉例而言，可存在5、6、7、8、9、10個等延伸通過噴淋頭面板的氣體分佈通道的額外同心圓圖案。在一些實例中，氣體分佈通道的其中一些圓形圖案可為氣體分佈通道的遠遠較小圓形圖案的圓形圖案，例如，氣體分佈通道的小(例如，直徑為0.1英吋至0.5英吋)圓形圖案，其自身可被配置在該等同心圓圖案的一或更多者中。舉例而言，噴淋頭面板512包括總共7個氣體分佈通道的同心圓圖案(包括第一圓形圖案，其包括傾斜角氣體分佈通道526')。圖5及6中顯示的氣體分佈通道的最內側圓形圖案實際上係氣體分佈通道526的小群集的圓形圖案，其中在各此群集內，氣體分佈通道526亦配置在較小圓形圖案中。
一般而言，將能理解的是，可將氣體分佈通道的小群集(例如上述)，用於本文所述的任何氣體分佈通道的配置中，以取代單一氣體分佈通道，例如，亦可將氣體分佈通道的任何圓形圖案實施為氣體分佈通道的群集的圓形圖案。此外，任何此群集可全部由傾斜角氣體分佈通道、全部由非傾斜角通道(即，沿著平行於中央軸的軸延伸)或是由其混合所構成。
在圖5至7中，氣體分佈通道526'的第一圓形圖案係位於氣體分佈通道526的最外側圓形圖案(其為非傾斜角)與氣體分佈通道526的第二圓形圖案之間，其中該氣體分佈通道526的該第二圓形圖案係位於氣體分佈通道526的最外側圓形圖案的徑向內側。
在一些此種實行例中，可存在7個氣體分佈通道的額外同心圖案，在一些實例中，最內側同心圖案包括氣體分佈通道的子集合，該氣體分佈通道的子集合各自配置在遠遠較小的圓形圖案中(其中各較小圓形圖案的中心係置中在較大同心圓形圖案的圖案位置上)。在氣體分佈通道的一些或所有此額外同心圓形圖案中的氣體分佈通道可沿著與噴淋頭面板的中央軸平行的軸延伸。在一些進一步此實行例中，與氣體分佈通道的次一最小直徑圓形圖案中的氣體分佈通道(或是相較於最內側圓形圖案的氣體分佈通道集合)的數量相比，氣體分佈通道的各圓形圖案可具有6與14個位於其中的額外氣體分佈通道，或是在一些情況下係8與12個位於其中的額外氣體分佈通道。此種額外同心圓形圖案的直徑可大於氣體分佈通道的圓形圖案的複數集合的直徑，例如，各圓形圖案(相對於氣體分佈通道噴淋頭面板的第一側相交的位置)的半徑通常比次一接近的較小圓形圖案的半徑大0.5英吋至1英吋。在此實行例中，氣體分佈通道的直徑可例如約為0.02英吋至0.04英吋。
在一些此實行例中，在傾斜角氣體分佈通道的圓形圖案與相鄰圓形圖案或氣體分佈通道的圖案之間的徑向間距可大於或小於上述。舉例而言，在一些實行例中，傾斜角氣體分佈通道的第一圓形圖案可徑向中介於氣體分佈通道的二個其他圓形圖案之間，其中第一圓形圖案中的氣體分佈通道與噴淋頭面板的第一側係在具有一半徑的圓形圖案中的位置處相交，其中該半徑係在第一圓形圖案內的最接近圓形圖案的半徑的0.1英吋至0.2英寸內。在一些進一步此實行例中，從第一圓形圖案徑向朝外且徑向相鄰的氣體分佈通道的其他圓形圖案可從第一圓形圖案徑向朝外分隔，使得氣體分佈通道與噴淋頭面板的第一側及第二側相交的位置均完全位在與第一圓形圖案徑向相鄰的二圓形圖案之間中。在同心圓形圖案或同心圓的背景中，本文所使用的術語「徑向相鄰」係用於指特定類型的物品或特徵部(例如圓形圖案)的其中二者係同心配置且在其之間不具有所述物品或特徵部上其他實例。因此，在五個同心環的集合中，第三環將與第二及第四環徑向相鄰，但不與第一及第五環徑向相鄰。
在一些實行例中，圖5至7中顯示的噴淋頭面板可使處理氣體沿著處理中晶圓的外周緣的滯留時間增加。舉例而言，圖5至7的噴淋頭面板可與氣體分佈板(未顯示，但例如參照圖1)共同使用，其使用帶狀方法，例如具有在第一流動條件下輸送氣體的圓形區域內的第一氣體分佈埠口，以及具有在第二流動條件下輸送氣體的位於圓形區域外側的第二氣體分佈埠口。此氣體分佈板可例如具有第二氣體分佈埠口的二環及第一氣體分佈埠口的複數環。第二氣體分佈埠口的該二環通常可用於在第二流動條件下將氣體提供至噴淋頭面板中的氣體分佈通道的二相應外部環。類似地，第一氣體分佈埠口的該等環通常可用於在第一流動條件下將氣體供應至此噴淋頭面板中的氣體分佈通道的相應內部環。
請參照圖5至7的噴淋頭面板，在一些實施例中，可將第一圓形圖案中的斜角氣體分佈通道526'用於從上方揭露的帶狀氣體分佈板的第一氣體分佈埠口的最外側環輸送氣體，使得該氣體在圓形區域外側的位置處被導出噴淋頭面板的下側。舉例而言，在圖5至7中，圓形區域將與斜角氣體分佈通道526'及第一側532相交處的孔洞內接。因此，第一氣體分佈埠口的最外側環將在第一流動條件下將氣體提供至氣體分佈通道的二同心環—噴淋頭面板512的氣體分佈通道526'及緊鄰其徑向內側的氣體分佈通道526的環。同時，第二氣體分佈埠口的二環將在第二流動條件下將氣體提供至噴淋頭面板512的氣體分佈通道526的僅單一外部環，即氣體分佈通道526的最外側環。此配置可使較多氣體被導向較接近晶圓邊緣的位置，並且與利用僅具有與氣體分佈板上的氣體分佈埠口的位置相應的垂直、非斜角氣體分佈通道的噴淋頭面板所可達成的相比，而使得此氣體在該晶圓邊緣(其例如可大致上位於氣體分佈通道526的最外側環下方)上方常駐較長的一段時間。因此，與使用相同氣體分佈板的非斜角氣體分佈噴淋頭面板相比，圖5至7的噴淋頭面板可使晶圓邊緣的均勻度提升。
圖8、9及10繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，該噴淋頭面板係類似於圖5、6及7的噴淋頭面板但具有起伏下側。噴淋頭面板的起伏下側可配置以更改電漿的電漿分佈，而該電漿可在噴淋頭面板的下方被點燃。舉例而言，噴淋頭面板可作為電漿產生背景中的電極，而噴淋頭面板的輪廓可促進晶圓處理中的增強電漿穩定度及降低不均勻性，其中該晶圓處理係使用該噴淋頭面板而執行。
舉例而言，如圖8、9及10中顯示，噴淋頭面板512的下表面可在中央區域中為彎曲的(例如，凸面的)，而在外區域中為凹面的。換言之，該下表面從圓形凸面中央區域轉變為環狀凹面外區域，且該中央區域及該凹面區域二者的厚度可為不同的。舉例而言，該下表面可為起伏的，使介於噴淋頭面板的上表面及下表面之間的厚度或距離得以曲線態樣從噴淋頭面板512的中央降低而進入噴淋頭面板512的外區域中。該下表面可為進一步起伏的，使介於噴淋頭面板的上表面及下表面之間的厚度或距離可接著在進到噴淋頭面板512的外區域後且在噴淋頭面板512的外周緣附近再次開始降低或保持平坦之前以曲線態樣增加。
在一些額外此種實行例中，可存在氣體分佈通道的複數同心圓形圖案，其係沿著相對於噴淋頭面板的中央軸成傾斜角的軸延伸。舉例而言，在一些實行例中，第一圓形圖案可為噴淋頭面板中的氣體分佈通道的次一最外側(next-to-outermost)圓形圖案，且該噴淋頭面板可包括與該第一圓形圖案徑向相鄰且為氣體分佈通道的最外側圓形圖案的第二圓形圖案。該第一圓形圖案及該第二圓形圖案二者可包括氣體分佈通道，其至少部分沿著與噴淋頭面板的中央軸平行的軸成傾斜角的軸延伸，而例如使各此氣體分佈通道與第一側相交的位置比起該等相同氣體分佈通道與噴淋頭面板的第二側相交的位置較接近噴淋頭面板的中央軸。
圖11、12及13繪示另一示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，其中該噴淋頭面板具有傾斜角氣體分佈通道的二圓形圖案。圖11至13的噴淋頭面板1112係類似於噴淋頭面板512，且其可呈現出與圖5至7中的相應標註以具有相同最後二位數的標註進行標示的特徵部係類似於圖5至7中具有相同最後二位數的標註的特徵部。因此，除另為表明或是顯而易知之外，先前關於圖5至7的此類似元件的敘述於此係同樣適用於此類似物。在圖11至13中，氣體分佈通道1126'的最外側圓形圖案為第二圓形圖案，而緊鄰第二圓形圖案的徑向內側的氣體分佈通道1126’的圓形圖案為第一圓形圖案。
在一些此實行例中，可存在氣體分佈通道的額外同心圓形圖案，其係位於第一圓形圖案內，即其直徑係小於第一圓形圖案的直徑。此額外同心圓形圖案可例如以類似於上述的方式而徑向分隔。第一圓形圖案內的這些額外圓形圖案內的氣體分佈通道的一或更多者(而在至少一實例中係所有者)可沿著與噴淋頭面板的中央軸平行的軸延伸。在一些實行例中，可存在圓形區域1111，其中第一圓形圖案的氣體分佈通道係完全位於圓形區域的內側，且第二圓形圖案的氣體分佈通道係完全位於圓形區域1111的外側。
圖14、15及16繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，該噴淋頭面板係類似於圖11、12及13的噴淋頭面板但具有起伏下側。
在圖17中顯示替代配置，其中圖17係繪示被安裝在示例性半導體處理設備的另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。在圖17中(及剩餘圖中)顯示的各種元件的許多者係類似於圖4中顯示的元件，且具有相同最後二位數的元件符號係用以表示圖17中(及剩餘圖中)的此種類似元件。讀者可以參考以上關於圖4對於此些元件的討論；為簡潔起見，除非上下文需要，否則下方並不會深入描述此些元件。
如圖17中可見，距離噴淋頭面板1712的中央軸1738最遠的氣體分佈通道1726係具有與中央軸1738平行的中央軸的孔洞。然而，最接近中央軸1738的氣體分佈通道1726'係沿著與中央軸1738成傾斜角的軸延伸的孔洞。在此示例中，最接近中央軸1738的氣體分佈通道1726'係斜角的，使得此氣體分佈通道1726’與噴淋頭面板1712的第一側1732相交的位置比起該等氣體分佈通道1726’與噴淋頭面板1712的第二側1734相交的位置係較遠離該中央軸1738。
此種配置可使得被導引通過斜角氣體分佈通道1726’的氣體在相對於中央軸1738的徑向內側方向中比起來自非斜角氣體分佈通道1726的氣流具有橫跨晶圓的增高流動速率。這可使此氣體在晶圓上方具有較長的滯留時間，以及在移動朝向晶圓周緣之前先移動朝向晶圓中央。
在類似於圖17的一些實行例中，噴淋頭面板可具有例如複數氣體分佈通道的複數集合的圓形圖案，其中各氣體分佈通道的集合中的至少一氣體分佈通道係沿著與中央軸成傾斜角的軸延伸。
圖18、19及20繪示另一示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，其中該噴淋頭面板具有此種氣體分佈通道的配置。圖18至20的噴淋頭面板1812係類似於噴淋頭面板512，且其可呈現出與圖5至7中的相應標註以具有相同最後二位數的標註進行標示的特徵部係類似於圖5至7中具有相同最後二位數的標註的特徵部。因此，除另為表明或是顯而易知之外，先前關於圖5至7的此類似元件的敘述於此係同樣適用於此類似物。
此圓形陣列例如可具有介於1英吋與2英吋之間(例如，介於約1.3與1.4英吋之間)的標稱直徑。各氣體分佈通道的集合例如可具有三個氣體分佈通道的三重體，其中該三個氣體分佈係以下述位置進行配置，其中該三個氣體分佈通道與噴淋頭面板的第一側相交而形成等邊三角圖案，例如具有例如介於0.1英吋與0.25英吋之間(例如，大約0.15英吋或0.2英吋)的圓形陣列直徑的三項圓形陣列。在一些實例中，各氣體分佈通道的集合中的氣體分佈通道數量可大於三個，例如，四、五、六等。在一些示例中，該等氣體分佈通道集合可各自包括至少二氣體分佈通道，其沿著實質平行於中央軸的方向而延伸通過噴淋頭面板，其中在此些集合的各者中的剩餘氣體分佈通道的一或更多者係至少部分沿著一或更多軸延伸，該一或更多軸係與中央軸或平行於中央軸的軸成一或更多傾斜角。在圖18至20中，在氣體分佈通道的最內側圓形圖案中顯示的氣體分佈通道的各三重體中的氣體分佈通道1826'係成傾斜角的，而各此三重體內的其他二氣體分佈通道1826係不成傾斜角的。
舉例而言，在一些此實施例中，各氣體分佈通道集合中成傾斜角的氣體分佈通道可相對於平行於噴淋頭面板的中央軸的軸為介於約20°與40°之間(例如，30°)的內向角，使得此氣體分佈通道離開噴淋頭面板的第二側(與其第一側相對)比起該等通道離開噴淋頭面板的第一側係較接近噴淋頭面板的中央軸。在一些此實行例中，還可存在氣體分佈通道的複數額外同心圓形圖案，其亦是圍繞著噴淋頭面板的中央軸配置。舉例而言，可存在延伸通過噴淋頭面板的氣體分佈通道的5、6、7、8、9、10等個額外同心圓形圖案。在一些此實行例中，可存在氣體分佈通道的7個額外同心圖案。在一些進一步此實行例中，與氣體分佈通道的次一最小直徑圓形圖案中的氣體分佈通道(或是相較於最內側圓形圖案的氣體分佈通道集合)的數量相比，氣體分佈通道的各圓形圖案可在其中具有介於6與14之間(或是在一些情況下，係介於8與12之間)個額外氣體分佈通道。此額外同心圓形圖案的直徑可大於氣體分佈通道的複數集合的圓形圖案的直徑，例如，各圓形圖案(相對於氣體分佈通道與噴淋頭面板的第一側相交的位置)的半徑可比起次一最接近的較小圓形圖案的半徑較大於0.5英吋至1英吋的尺度。在此實行例中，氣體分佈通道的直徑例如可約為0.02英吋至0.04英吋。
圖18至20中顯示的噴淋頭面板，例如，具有位在噴淋頭面板的中心附近的斜角氣體分佈通道，可增強晶圓中心附近的晶圓均勻性。舉例而言，在一些實例中，可能期望避免具有在噴淋頭面板的中心附近離開噴淋頭面板的氣體分佈通道，原因在於在噴淋頭面板的中心附近的孔洞或開口可能會因為噴淋頭面板的中心附近的射頻能量增高而提高受到中空陰極放電事件影響的風險。然而，省略來自噴淋頭面板的中心的氣體分佈通道可能會在晶圓的中心中產生死角區域，該死角區域遭受較低的氣體輸送並據此成為晶圓不均勻性的源頭。使用例如氣體分佈通道1826'的氣體分佈通道可協助確保將處理氣體充分運輸至晶圓中心，其中該氣體分佈通道1826'係傾斜的以將氣體均導引至徑向內側且較接近晶圓中心的位置(但並不足夠接近而具有中空陰極放電的風險)。舉例而言，往晶圓中心的氣體輸送點的較近接近性伴隨著來自氣體分佈通道1826'的氣流的徑向內側速度向量的組合可作用以在處理期間提高往晶圓的非常中心的氣流，從而減低晶圓中心的不均勻性。
圖21、22及23繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，該噴淋頭面板係類似於圖18、19及20的噴淋頭面板但具有起伏下側。
將能意識到的是，圖4及17中顯示的配置還可包括存在著斜角氣體分佈通道的複數同心圖案(例如，此斜角氣體分佈通道的2、3、4等個同心環)的配置。在一些極端情況下，所有氣體分佈通道可斜向所顯示的任一位向中，例如，斜向徑向內側(如圖17中顯示)或是斜向徑向外側(如圖4中顯示)。還將能理解的是，在一些實行例中可使用斜角氣體分佈通道的額外配置，其中斜向徑向內側的氣體分佈通道可位於最遠離噴淋頭面板的中央軸的位置，或是斜向徑向外側的氣體分佈通道係位於最接近噴淋頭面板的中央軸的位置。
為簡潔起見，對於在徑向內側方向中成斜角的氣體分佈通道或其部分的參考事項係被理解為指氣體分佈通道或其部分，其中該氣體分佈通道或其部分係沿著逐漸靠近噴淋頭面板的中央軸的軸延伸，其中該軸具有離噴淋頭面板的第一側增加的距離，以及離噴淋頭面板的第二側降低的距離。相對地，對於在徑向外側方向中成斜角的氣體分佈通道或其部分的參考事項係被理解為指氣體分佈通道或其部分，其中該氣體分佈通道或其部分係沿著逐漸遠離噴淋頭面板的中央軸的軸延伸，其中該軸具有離噴淋頭面板的第一側增加的距離，以及離噴淋頭面板的第二側降低的距離。
將進一步理解的是，在一些實行例中，可存在此噴淋頭面板的複數環狀區域，其各自的特徵可在於斜角氣體分佈通道，所述斜角氣體分佈通道係相對於噴淋頭面板的中央軸成不同傾斜角而傾斜。舉例而言，可存在具有氣體分佈通道的第一環狀區域，所述氣體分佈通道係沿著相對於噴淋頭面板的中央軸成角度X的軸延伸，以及圍繞著該第一環狀區域的第二環狀區域，該第二環狀區域具有氣體分佈通道，所述氣體分佈通道係沿著相對於噴淋頭面板的中央軸成角度Y的軸延伸，其中X及Y係不同的。
圖24繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的又另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。圖24的噴淋頭面板2412係類似於圖4中顯示的噴淋頭面板，其中斜角氣體分佈通道2426'(在此圖中係顯示為虛線以表示其位於非斜角氣體分佈通道2426「後方」)的子集合係位於外邊緣附近，與介於該噴淋頭面板2412的該周緣區域與內部區域(如內部圓周壁表面2430所界定)之間的邊界相鄰。然而，噴淋頭面板2412還具有非斜角氣體分佈通道2426的其他子集合，所述其他子集合係位於大致相同的位置中(例如，位於沿著圓形路徑但中介於氣體分佈通道2426'所位在的複數位置之間的位置處)。因此，氣體分佈通道的最外側環的特徵可例如在於圓周交替式的氣體分佈通道2426及2426'。
圖25繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的進一步示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。圖25的配置係類似於圖17及24的配置，且某些程度上係圖17及24的配置的混合，其特徵在於最接近中央軸2538的氣體分佈通道2526'係斜向徑向內側且圓周式中介於氣體分佈通道2526之間，所述氣體分佈通道2526相對於中央軸2538並未成斜角。
將能意識到的是，圖24及25中顯示的配置還可包括複數配置，其中存在圓周式中介斜角氣體分佈通道及非斜角氣體分佈通道的複數同心圖案，例如此圓周式中介斜角氣體分佈通道及非斜角氣體分佈通道的2、3、4等個同心環。在一些極端情況下，此圓周式中介斜角氣體分佈通道及非斜角氣體分佈通道可延伸橫跨整個噴淋頭面板(在所顯示的任一位向中成斜角，例如斜向徑向內側(如圖25中顯示)或斜向徑向外側(如圖25中顯示))。還將能理解的是，在一些實行例中可使用圓周式中介斜角氣體分佈通道及非斜角氣體分佈通道的額外配置，其中具有斜向徑向內側的氣體分佈通道的圓周式中介斜角氣體分佈通道及非斜角氣體分佈通道可位於離噴淋頭面板的中央軸最遠的位置，或是具有斜向徑向外側的氣體分佈通道的圓周式中介斜角氣體分佈通道及非斜角氣體分佈通道可位於離噴淋頭面板的中央軸最近的位置。
將能意識到的是，圖24及25中顯示的配置還可包括複數配置，其中存在圓周式中介斜角氣體分佈通道的複數同心圖案，所述圓周式中介斜角氣體分佈通道係沿著與噴淋頭面板的中央軸成不同角度的軸延伸(並可能不需包括非斜角氣體分佈通道)，而並非沿著同一角度。舉例而言，在噴淋頭面板的給定環狀區域內可存在斜角氣體分佈通道的二集合，其中一集合的斜角氣體分佈通道係大致圓周式中介於另一集合的斜角氣體分佈通道之間。然而，在該環狀區域中的各斜角氣體分佈通道集合中的斜角氣體分佈通道可沿著相對於噴淋頭面板的中央軸成不同傾斜角的軸延伸。
圖26繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的進一步示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。在圖26中，複數氣體分佈通道2626係被配置為複數同心圖案，其中該等同心圖案的氣體分佈通道2626係伴隨著氣體分佈通道2626的各圓形圖案的直徑增加，而以相對於中央軸2638成逐漸縮小的角度而斜向徑向內側。換言之，介於中央軸2638與各圓形圖案中的氣體分佈通道2626所沿著的軸之間的角度係至少部分隨著各圓形圖案的直徑增加而減少。
此配置可使流經噴淋頭的氣體具有較強的流動趨勢朝向噴淋頭面板中心中的晶圓中心，而較不傾向於徑向朝內流動朝向噴淋頭的周緣。
圖27繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的又另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。在圖27中，複數氣體分佈通道2726係被配置為複數同心圖案，其中該等同心圖案的氣體分佈通道2726係伴隨著氣體分佈通道2726的各圓形圖案的直徑增加，而以相對於中央軸2738成逐漸變大的角度而斜向徑向外側。換言之，介於中央軸2738與各圓形圖案中的氣體分佈通道2726所沿著的軸之間的角度係至少部分隨著各圓形圖案的直徑增加而增加。
此配置可使流經噴淋頭的氣體具有較強的流動趨勢朝向噴淋頭面板的外周緣附近的晶圓周緣，而較不傾向於徑向朝外流動朝向噴淋頭的中心。
將同樣能理解的是，所述配置(例如，圖26及27的該等配置)還可與其他配置混合。舉例而言，噴淋頭面板可具有第一環狀區域，其中提供有非斜角氣體分佈通道，以及圍繞著該第一環狀區域的第二環狀區域，其中氣體分佈通道係配置為複數同心圓形圖案，其中該等同心圖案的氣體分佈通道係伴隨著氣體分佈通道的各圓形圖案的直徑增加，而以相對於中央軸成逐漸變大的角度而斜向徑向外側。
圖28繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的額外示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。在圖28中，氣體分佈通道2826'係依循著穿過噴淋頭面板的分枝路徑2862。在此示例中，氣體分佈通道2826'的特徵在於複數部分，包括輸入口部分2868及輸出口部分2870。輸入口部分2868可各自具有第一端部，其終止於位在第一側2832上的輸入口開口2864處。相應地，輸出口部分2870可各自具有第一端部，其終止於位在第二側2834上的相應輸出口開口2866處。給定氣體分佈通道2826'的輸入口部分2868及輸出口部分2870還可具有第二端部，該第二端部係在噴淋頭面板2812內彼此流體連接，以允許經由相應輸入口開口2864而將流入該等氣體分佈通道2826'的氣體細分為複數氣流，其中該等氣流係經由該等氣體分佈通道2826'的輸出口開口2866而離開氣體分佈通道2826'。
出於本揭露的目的，術語「流體連接」是與可彼此連接以形成流體連接的體積、氣室、孔等一起使用，類似於術語「電性連接」係與連接在一起以形成電連接的構件一起使用。。術語「流體中介」(若有使用)可用於指構件、容積、氣室或孔洞與至少二其他構件、容積、氣室或孔洞流體連接，從該等其他構件、容積、氣室或孔洞的其中一者流動至該等構件、容積、氣室或孔洞的其他者或另一者的流體將會在到達該等構件、容積、氣室或孔洞的該其他者或另一者之前先流經該「流體中介」的構件。舉例而言，若幫浦係流體中介於儲存槽與輸出口之間，則從該儲存槽流動至該輸出口的流體將會在到達該輸出口之前先流經該幫浦。
在圖28的實行例中，該等輸出口部分2870係等長的，這可在各輸出口部分2870中提供大致相等的流動阻力，並據此在各輸出口部分2870之間大致均勻地分配流動。然而，將能理解的是，其他實行例的特徵可在於分枝氣體分佈通道，其中輸出口部分可能不會全部為相同長度。此示例可見於圖29中，其繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。在圖29中顯示氣體分佈通道2926'，其中所述氣體分佈通道2926'係依循著分枝路徑且其特徵在於不等長的輸出口部分2970。因此，終止於較遠離中央軸2938的輸出口開口2966處的輸出口部分2970係較長於終止在較接近中央軸2838的輸出口開口2966處的輸出口部分2970。
此配置可允許以單一流率將氣體提供至噴淋頭面板2912的輸入口開口2964，接著透過噴淋頭面板2912的複數輸出口開口2966將該氣體細分為具有不同流率的氣流。
還將能理解的是，依循著分枝路徑但在圖28及29中顯示為依循著二維分枝路徑的氣體分佈通道亦可依循著三維分枝路徑，例如，存在著從單一輸入口部分向外延展的三或四個輸出口部分，且該分枝路徑的分枝並不需要全部位在相同平面中。將能進一步理解的是，依循著分枝路徑的氣體分佈通道的特徵還可在於具有不同橫截面尺寸的輸入口部分及輸出口部分。舉例而言，分枝氣體分佈通道的輸入口部分的橫截面積可大於與其流體連接的輸出口部分的橫截面積，以准許充足氣流進入該輸入口部分，並且在細分後透過輸出口部分提供足量的氣體輸送。在一些實行例中，對於給定分枝氣體分佈通道的輸出口部分的一或更多者的橫截面積亦可與該分枝氣體分佈通道的其他輸出口部分的橫截面積不同。為簡潔起見，當提及氣體分佈通道或其部分的橫截面積時，應當理解的是此橫截面積係指與一路徑或軸垂直的相應橫截面平面中的橫截面積，其中該氣體分佈通道或其部分係沿著該路徑或軸延伸。
還將能理解的是，雖然本文所論述的氣體分佈通道通常在本質上可為線性的(例如，沿著線性軸而延伸通過噴淋頭面板的孔洞)，然而一些氣體分佈通道可依循著本質上為非線性的路徑。舉例而言，由於在路徑中存在著分枝，因此分枝氣體分佈通道將必須依循著至少一非線性路徑。然而，還將能理解的是，即使在非分枝氣體分佈通道中，仍可能存在氣體分佈通道依循著非線性路徑的示例。舉例而言，在一些氣體分佈通道中，該氣體分佈通道可包括在噴淋頭面板內流體連接的輸入口部分及輸出口部分;然而，輸入口部分及輸出口部分可沿著彼此不一致且非平行的軸延伸，例如，其中一軸可平行於噴淋頭面板的中央軸，而其他軸可與該中央軸成傾斜角。或者，該等部分均可沿著與噴淋頭面板的中央軸成不同傾斜角的軸延伸。
還將能進一步理解的是，雖然本文所論述的氣體分佈通道通常可被提供為圓形橫截面的孔洞，但仍可使用其他橫截面形狀。舉例而言，若是使用放電加工(EDM)處理(例如成型EDM或是快速鑽孔EDM處理)而並非習知機械式鑽孔處理，則所產生的孔洞不需被限制為圓形橫截面。
上述噴淋頭面板包括顯示為平坦噴淋頭面板的各種實行例顯示，其中例如該噴淋頭面板的底表面及頂表面為平坦的。然而，應當理解的是，此噴淋頭面板的頂表面及/或底表面的其中一或二者可具有起伏表面，即具有不平坦態樣(例如，例如圖8至10、14至16、或21至23的噴淋頭面板)。舉例而言，在一些實行例中，此噴淋頭面板的底表面(在處理操作期間面向晶圓的表面)可為起伏的，以在中心處最接近該晶圓(使用期間)，並接著隨著離噴淋頭面板的中央軸的徑向距離增加而逐漸傾斜遠離該晶圓。
在本揭露及申請專利範圍中所使用(若有使用)的序數指示符(例如，(a)、(b)、(c)等)係被理解為不表達任何特定順序或序列，除非此順序或序列係明確地被指明。舉例而言，若存在被標示為(i)、(ii)及(iii)的三個步驟，應理解的是，除非另以指明外，得以在任何順序中(或是若無其他禁止事項的話甚至是同時地)執行這些步驟。舉例而言，若步驟(ii)涉及搬運在步驟(i)中所製造的元件，則可將步驟(ii)視為發生在步驟(i)過後的某個時點。類似地，若步驟(i)涉及涉及搬運在步驟(ii)中所製造的元件，則能理解反之亦然。還應理解的是，在本文中使用序數指示符「第一」(例如，「第一項」)不應被解讀為暗示性或內含性建議必須存在「第二」實例(例如，「第二項」)。
應理解的是，若本文中使用詞組「對於一或更多＜項目＞的各＜項目＞」、「一或更多＜項目＞的各＜項目＞」等，其係包括單一項目群組及複數項目群組，即詞組「對於…各」在編程語言中用於指代所引用的任何項目族群中的每個項目的含意。舉例而言，若所引用的項目族群是單個項目，則「各」將僅指該單一項目（儘管事實上「各」的字典定義經常將該術語定義為指「兩或更多事物中的每一個」），並不意味著必須存在這些項目的至少二者。類似地，術語「集合」或「子集合」本身不應被視為必然包含多個項目，應當理解，集合或子集可以僅包含一個成員或複數成員（除上下文另為表明外）。
應當理解，前述概念的所有組合（假設這些概念不是相互矛盾的）係被認為本文所揭露的發明標的主體的一部分。尤其，本揭露最末端所呈現的所請標的主體的所有組合係被認為是本文所揭露的發明標的主體的一部分。還應當理解的是，本文中明確使用的術語(其亦可能出現在作為參考文獻而併入的任何揭露中)應具有與本文所揭露的特定概念最一致的含義。
應進一步理解的是，以上揭露雖著重於一或更多特定的示例性實行例，但不僅限於所討論的示例，而是可適用於類似的變體和機制，且此類似變體及機制也被視為落在在本揭露的範圍內。
100:設備 102:半導體處理腔室 104:晶圓支撐件 106:晶圓支撐區域 108:晶圓 110:噴淋頭 112:噴淋頭面板 114:氣體分佈板 116:氣體分佈埠口 118:氣體分佈板通道 120:螺紋緊固件 122:桿部 124:背板 126:氣體分佈通道 128:環狀圓周壁 130:內部圓周壁表面 132:第一側 134:第二側 136:平均中平面 138:中央軸 140:邊界 142:內部區域 144:周緣區域 404:晶圓支撐件 408:晶圓 410:噴淋頭 412:噴淋頭面板 426,426':氣體分佈通道 428:圓周壁 430:圓周壁表面 432:第一側 434:第二側 438:中央軸 512:噴淋頭面板 526:氣體分佈通道 526':傾斜角氣體分佈通道 532:第一側 534:第二側 538:中央軸 1111:圓形區域 1112:噴淋頭面板 1126':氣體分佈通道 1712:噴淋頭面板 1726,1726':氣體分佈通道 1732:第一側 1734:第二側 1738:中央軸 1812:噴淋頭面板 1826,1826':氣體分佈通道 2412:噴淋頭面板 2426:非斜角氣體分佈通道 2426':斜角氣體分佈通道 2430:內部圓周壁表面 2526,2526':氣體分佈通道 2538:中央軸 2626:氣體分佈通道 2638:中央軸 2726:氣體分佈通道 2738:中央軸 2812:噴淋頭面板 2826':氣體分佈通道 2832:第一側 2834:第二側 2862:分枝路徑 2864:輸入口開口 2866:輸出口開口 2868:輸入口部分 2870:輸出口部分 2912:噴淋頭面板 2926':氣體分佈通道 2938:中央軸 2964:輸入口開口 2966:輸出口開口 2970:輸出口部分
在以下討論中參考以下附圖；該等附圖不旨在限制範圍，而是僅提供以促進下方討論。
圖1繪示出示例性半導體處理設備的簡化圖。
圖2繪示另一示例性半導體處理設備的簡化圖。
圖3繪示出示例性噴淋頭的平面橫截面圖。
圖4繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的示例性噴淋頭面板的部分的橫截面圖。
圖5、6及7繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖。
圖8、9及10繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，該噴淋頭面板係類似於圖5、6及7的噴淋頭面板但具有起伏下側。
圖11、12及13繪示另一示例性噴淋頭面板的等角視圖。
圖14、15及16繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，該噴淋頭面板係類似於圖11、12及13的噴淋頭面板但具有起伏下側。
圖17繪示被安裝在示例性半導體處理設備的另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
圖18、19及20繪示另一示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖。
圖21、22及23繪示出示例性噴淋頭面板的等角視圖、俯視圖及側向部分截面圖，該噴淋頭面板係類似於圖18、19及20的噴淋頭面板但具有起伏下側。
圖24繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的又另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
圖25繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的進一步示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
圖26繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的進一步示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
圖27繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的又另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
圖28繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的額外示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
圖29繪示被安裝在示例性半導體處理設備中的另一示例性噴淋頭面板的一部分的橫截面圖。
512:噴淋頭面板
526:氣體分佈通道
526':傾斜角氣體分佈通道
532:第一側
534:第二側

Claims (32)

  1. 一種設備，包括： 噴淋頭面板，具有複數氣體分佈通道，該複數氣體分佈通道係從該噴淋頭面板的第一側延伸至與該第一側相對的該噴淋頭面板的第二側，其中： 該第一側及該第二側界定該噴淋頭面板的平均中平面， 當將該噴淋頭面板安裝於半導體處理腔室中而成為該半導體處理腔室的噴淋頭的一部分時，該噴淋頭面板的該第二側係面向且暴露於該半導體處理腔室內的晶圓支撐件， 當沿著與該平均中平面垂直的中央軸檢視時，該噴淋頭面板具有內部區域以及圍繞著該內部區域的周緣區域， 當將該噴淋頭面板安裝於該半導體處理腔室中而成為該半導體處理腔室的該噴淋頭的一部分時，當沿著該中央軸檢視時，介於該內部區域與該周緣區域之間的邊界係與該噴淋頭的內部圓周壁表面相符， 該複數氣體分佈通道的第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著與該中央軸成第一傾斜角的軸延伸，以及 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係完全位於該內部區域內的第一環狀區域內。
  2. 如請求項1之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係被配置在該等氣體分佈通道的複數同心圓形圖案的最外側圓形圖案中， 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自於複數位置處與該噴淋頭面板的該第一側相交，其中該等位置比起該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自與該噴淋頭面板的該第二側相交的位置還較接近該中央軸，以及 該等圓形圖案的一或更多者係位於具有該第一氣體分佈通道子集合的該圓形圖案內，且該等圓形圖案的該一或更多者係各自為沿著與該中央軸平行的方向延伸的氣體分佈通道的圓形圖案。
  3. 如請求項1之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係被配置在該等氣體分佈通道的複數同心圓形圖案的圓形圖案中，其中該圓形圖案係與該等圓形圖案的最外側者徑向相鄰， 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自於複數位置處與該噴淋頭面板的該第一側相交，其中該等位置比起該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自與該噴淋頭面板的該第二側相交的位置還較接近該中央軸，以及 位於具有該第一氣體分佈通道子集合的該圓形圖案內的該等圓形圖案的一或更多者係沿著與該中央軸平行的方向延伸的氣體分佈通道的複數圓形圖案。
  4. 如請求項3之設備，其中： 氣體分佈通道的該最外側圓形圖案係該等氣體分佈通道的第二子集合的圓形圖案，以及 該第二氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係沿著與該中央軸平行的方向延伸。
  5. 如請求項3之設備，其中： 氣體分佈通道的該最外側圓形圖案係該第二氣體分佈通道子集合的圓形圖案，以及 該第二氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著與該中央軸成第二傾斜角的軸延伸。
  6. 如請求項5之設備，其中該第一傾斜角及該第二傾斜角係相同的。
  7. 如請求項1之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係被配置在該等氣體分佈通道的複數同心圓形圖案的該等氣體分佈通道的最內側圓形圖案中， 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自於複數位置處與該噴淋頭面板的該第二側相交，其中該等位置比起該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道各自與該噴淋頭面板的該第一側相交的位置還較接近該中央軸，以及 該等圓形圖案的一或更多者係位於具有該第一氣體分佈通道子集合的該圓形圖案的外側，且該等圓形圖案的該一或更多者係各自為沿著與該中央軸平行的方向延伸的氣體分佈通道的圓形圖案。
  8. 如請求項7之設備，其中氣體分佈通道的該最內側圓形圖案係氣體分佈通道的複數群集的圓形圖案，氣體分佈通道的各群集具有位於該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道的一或更多者。
  9. 如請求項7或8之設備，其中該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係最接近該中央軸的氣體分佈通道。
  10. 如請求項1之設備，其中： 該複數氣體分佈通道的額外氣體分佈通道子集合係至少部分沿著與該中央軸成第二傾斜角的軸延伸， 該第一傾斜角與該第二傾斜角不同，以及 該額外氣體分佈通道子集合的該等氣體分佈通道亦位在該第一環狀區域內。
  11. 如請求項1之設備，其中： 該複數氣體分佈通道的額外氣體分佈通道子集合係至少部分沿著與該中央軸平行的軸延伸，以及 該額外氣體分佈通道子集合的該等氣體分佈通道亦位在該第一環狀區域內。
  12. 如請求項1之設備，其中該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係配置在複數同心圓形圖案中。
  13. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中介於該中央軸與該等軸之間的該等角度對於各圓形圖案係相同的，其中各圓形圖案中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著該等軸延伸。
  14. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中介於該中央軸與該等軸之間的該等角度係隨著各圓形圖案的直徑增加而增加，其中各圓形圖案中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著該等軸延伸。
  15. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中介於該中央軸與該等軸之間的該等角度係隨著各圓形圖案的直徑增加而減低，其中各圓形圖案中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著該等軸延伸。
  16. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道係依循通過該噴淋頭面板的線性路徑。
  17. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道係依循著通過該噴淋頭面板的非線性路徑。
  18. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道係依循著通過該噴淋頭面板的分枝路徑，且具有位在該噴淋頭面板的該第一側上的輸入口開口，以及位在該噴淋頭面板的該第二側上的二或更多輸出口開口。
  19. 如請求項18之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道所用的各分枝路徑具有複數部分，該複數部分包括輸入口部分及複數輸出口部分， 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該輸入口開口處， 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的各輸出口部分具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該等輸出口開口的其中一者處， 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分及該等輸出口部分具有複數第二端部，該複數第二端部係在該噴淋頭面板內彼此流體連接，以及 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該等輸出口部分的至少二者係等長的。
  20. 如請求項18之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道所用的各分枝路徑具有複數部分，該複數部分包括輸入口部分及複數輸出口部分， 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該輸入口開口處， 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的各輸出口部分具有第一端部，該第一端部係終止於該氣體分佈通道的該等輸出口開口的其中一者處， 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分及該等輸出口部分具有複數第二端部，該複數第二端部係在該噴淋頭面板內彼此流體連接，以及 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該等輸出口部分的至少二者係不等長的。
  21. 如請求項19之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該等輸出口部分的至少二者在相應橫截面平面中具有不同橫截面積，以及 各橫截面平面係垂直於該分枝路徑的一部分，該部分係接著該相應輸出口部分。
  22. 如請求項19之設備，其中： 該第一氣體分佈通道子集合中的各氣體分佈通道的該輸入口部分在相應橫截面平面中的橫截面積與相應橫截面平面中的該氣體分佈通道的該等輸出口部分的一或更多者的橫截面積係不同的，以及 各橫截面平面係垂直於該分枝路徑的一部分，該部分係接著該相應部分。
  23. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中： 該複數氣體分佈通道的第二氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係位於該內部區域內的第二環狀區域內，以及 該第一環狀區域與該第二環狀區域不同。
  24. 如請求項23之設備，其中該第二氣體分佈通道子集合中的該等氣體分佈通道係沿著與該中央軸平行的軸延伸。
  25. 如請求項23之設備，其中： 該第二環狀區域具有內邊界及外邊界， 該第一環狀區域與該第二環狀區域係同心的，以及 該第一環狀區域係位於該內邊界內。
  26. 如請求項23之設備，其中： 該第一環狀區域具有內邊界及外邊界， 該第一環狀區域與該第二環狀區域係同心的，以及 該第二環狀區域係位於該內邊界內。
  27. 如請求項23之設備，其中在該第二氣體分佈通道子集合內存在著氣體分佈通道的複數同心環。
  28. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，更包括該半導體處理腔室、該噴淋頭及該晶圓支撐件，其中： 該噴淋頭係位於該晶圓支撐件上方，該晶圓支撐件係位於該半導體處理腔室內， 該晶圓支撐件具有直徑D的圓形晶圓支撐區域，該晶圓支撐區域係配置以支撐具有標稱直徑D的半導體晶圓， 該噴淋頭面板係安裝於該噴淋頭中，使該噴淋頭面板的該第二側係面向該晶圓支撐件，以及 在該噴淋頭面板與至少90%的該晶圓支撐區域之間不存在結構。
  29. 如請求項28之設備，更包括氣體分佈板，該氣體分佈板位於該噴淋頭內且具有複數輸出埠口，該複數輸出埠口係配置以將處理氣體提供至該等氣體分佈通道。
  30. 如請求項1至8及10至12中任一項之設備，其中該噴淋頭面板的該第二側具有不平坦且起伏的輪廓。
  31. 一種噴淋頭，包括： 氣體分佈板； 噴淋頭面板，具有複數氣體分佈通道，該複數氣體分佈通道係從該噴淋頭面板的第一側延伸至與該第一側相對的該噴淋頭面板的第二側，其中： 該噴淋頭面板的該第一側係面向該氣體分佈板； 當該噴淋頭面板係安裝在半導體處理腔室中時，該噴淋頭面板的該第二側係背向該氣體分佈板， 該噴淋頭面板具有內部區域及圍繞著該內部區域的外部區域， 該噴淋頭面板的該內部區域包含該複數氣體分佈通道的第一子集合， 該等氣體分佈通道的該第一子集合中的該等氣體分佈通道係至少部分沿著複數軸延伸，該複數軸係與平行於該噴淋頭面板的中央軸的軸成傾斜角，以及 該噴淋頭面板的該外部區域僅包含該複數氣體分佈通道的第二子集合， 該等氣體分佈通道的該第二子集合中的該等氣體分佈通道係沿著與該噴淋頭面板的該中央軸平行的軸延伸。
  32. 如請求項31之噴淋頭，其中該噴淋頭面板的該第二側係具起伏的。
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