TWI633586B - 用於改良之電漿成形及控制的波狀外形噴淋頭 - Google Patents

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Abstract

提供具有波形化面板之半導體處理腔體噴淋頭，以及生產這種面板的技術。當參考噴淋頭與參考基板相對於彼此處於一固定配置，可獲得描述沉積速率的資料，沉積速率作為介於一參考噴淋頭面板與一參考基板之間的一間隙距離的一函數，以及獲得描述沉積速率的資料，沉積速率作為該基板上位置的一函數。該兩個資料集可用於確定從一關聯於該面板之參考平面的偏移，其確定將使用於該面板的一波形輪廓。

Description

用於改良之電漿成形及控制的波狀外形噴淋頭
本發明係關於一種用於改良之電漿成形及控制的波狀外形噴淋頭。
半導體處理工具通常使用稱為“噴淋頭“的組件以在處理期間橫跨一半導體基板分配處理氣體，例如，反應物。通常噴淋頭尺寸大於其所設計使用的基板，並且為電容耦合電漿產生的目的也可作為一射頻電極。一典型的噴淋頭可包括一面板，該面板形成一氣室的一壁；面板通常定向成平行於、並且面對著正使用噴淋頭處理的基板。面板可具有大量的通孔橫跨分佈於其上，而且引入到氣室的氣體可流經通孔並流向正使用噴淋頭處理的基板。
於本揭露中所討論的各種實施方式可用來提供用於一電漿處理環境的波形化噴淋頭面板，例如，一電容耦合電漿(CCP)系統和處理。在一電容耦合電漿系統或處理中，一半導體基板可由一基板支撐件所支撐而位於一噴淋頭裝置之下，該噴淋頭裝置橫跨半導體基板運送處理氣體。一電場可在晶圓與噴淋頭之間產生，因而離子化處理氣體並形成一電漿。電場可在兩電極，例如，基板支撐件與噴淋頭，之間產生。所造成的電漿鞘層可用來處理半導體基板。電漿鞘層密度的變化可導致半導體處理中的非均勻性。目前，在行業中的努力主要針對嘗試減輕這種非均勻性，藉由，例如，改變橫跨於噴淋頭面板的氣體分配通孔的密度或佈置以改變用於形成電漿之氣體的分佈。然而，本揭露針對一根本上不同的方法。
在一些實施方式中，提供一種生產用於半導體製造處理的一噴淋頭面板的方法。在一實施方式中，該方法可包括獲得描述複數個第1沉積速率的第1沉積速率資料，在實行一涉及一電容耦合電漿的半導體製造處理期間每一第1沉積速率相關於介於一參考噴淋頭面板與一參考基板之間的一間隙距離，其中與該等第1沉積速率中的至少兩個相關的間隙距離是不同的。該方法還可包括獲得第2沉積速率資料，在涉及電容耦合電漿的半導體製造處理期間，當參考噴淋頭面板相對於參考基板處於一固定配置，第2沉積速率資料描述複數個第2沉積速率，在實行半導體製造程序期間，該等第2沉積速率關聯於分佈跨越參考噴淋頭面板之一或多個部分的位置。該方法還可包括基於第1沉積速率資料及第2沉積速率資料為一波形化噴淋頭面板確定一波形輪廓。
在該方法的一些實施方式中，第2沉積速率資料可能是複數個位置上的沉積層厚度。在一些實施方式中，確定波形輪廓可包括確定一標稱沉積速率並為該波形化噴淋頭面板確定一參考平面。當該波形化噴淋頭面板在半導體製造程序期間使用時，該參考平面界定為大體上平行於正在半導體製造程序中被處理的基板，並且以一相關於第1沉積速率，其對應於該標稱沉積速率，之間隙距離偏離基板。確定波形輪廓亦可包括藉由從一第2間隙距離減去一第1間隙距離為每一位置確定一間隙距離差值。該第1間隙距離可相關於該第1沉積速率，其對應於該標稱沉積速率，並且該第2間隙距離可相關於該第1沉積速率，其對應於與該位置關聯的該第2沉積速率。確定波形輪廓亦可包括，為每一位置，建立一波形點，其以為該位置確定的該間隙距離差值由參考平面偏移。當波形化噴淋頭面板在半導體製造程序使用時，該正間隙距離差值可指示該波形點以一朝向基板的方向偏離，而當波形化噴淋頭面板在半導體製造程序使用時，該負間隙距離差值可指示該波形點以一遠離基板的方向偏離。
在一些實施方式中，該方法可進一步包括製造一波形化面板，其具有一由該波形輪廓所界定的表面。在一些進一步的實施方式中，該方法還可包括在一垂直於該參考平面的方向以一偏離該波形輪廓的第2波形輪廓波形化該面板的內表面。
在一些實施方式中，每一第1沉積速率可為一平均沉積速 率。在一些實施方式中，該平均沉積速率可為實質上跨越整個參考基板的平均值。
在一些實施方式中，第1沉積速率資料中的該等第1沉積速率可被分組成資料集，每一資料集對應於一距參考基板中心的特定徑向位置，並且每一第2間隙距離可藉由從兩個或多個資料集取出的中間間隙距離之間內插而確定，其中每一中間間隙距離可藉由該資料集裡的複數個第1沉積速率之間內插而確定，該中間間隙距離由該資料集取出。
在該方法的一些實施方式中，每一位置可對應於一距通過參考基板中心的一中心軸的徑向距離而且每一第2沉積速率可為在每一徑向距離的平均沉積速率。
在該方法的一些實施方式中，相關於該第1沉積速率的間隙距離可藉由該第1沉積速率資料裡的資料點之間內插而確定，該第1沉積速率對應於該標稱沉積速率。在該方法的一些實施方式中，相關於該第1沉積速率的間隙距離可藉由該第1沉積速率資料裡的資料點之間內插而確定，該第1沉積速率對應於與位置關聯的該第2沉積速率。
在該方法的一些實施方式中，該參考噴淋頭面板可為一平坦的面板，在一些實施方式中，該參考噴淋頭面板的一個或多個部分可包括一參考噴淋頭面板的環形區域。
在一些實施方式中，波形輪廓在由該波形化面板中心起算小於該環形區域的內環形半徑的徑向距離上可為平坦，而在由該波形化面板中心起算大於該環形區域的內環形半徑的徑向距離上可變化。
在一些實施方式中，該參考噴淋頭面板的一個或多個部分可包括一標稱尺寸大體上與該參考基板相同的區域。在一些實施方式中，波形點的偏移量可包括負間隙距離差值及正間隙距離差值兩者。在一些實施方式中，該波形輪廓可以一大於該參考噴淋頭面板的一平坦度公差帶的總量偏離該參考平面。在一些實施方式中，該波形輪廓可以一大於每3吋0.010吋的總量偏離該參考平面。
在一些實施方式中，該參考噴淋頭面板的一個或多個部分可符合經歷圖案負載效應之參考基板的一個或多個區域。
在一些實施方式中，可提供一波形化噴淋頭面板其具有一申 請專利範圍第1項的方法確定的波形輪廓。
在一實施方式中，可提供一用於一半導體製造工具的噴淋頭面板。該噴淋頭面板可包括一大體為圓形的結構其具有一底部表面及一中心軸。當噴淋頭面板用於一半導體製造處理時，該底部表面可面對一遭受該半導體製造處理的基板。該大體為圓形的結構可包括多數個氣體分配孔，其通過該圓形結構及一底部表面，其被波形化且具有一徑向輪廓，徑向輪廓隨著由一垂直於該中心軸的參考平面起算之垂直距離變化。
在一些進一步的實施方式中，該大體為圓形的結構還包括一頂部表面，其相對並大體平行於該底部表面，該頂部表面界定該噴淋頭的一內部氣室體積的一部分。該頂部表面可以大體相同於該底部表面的方式波形化，使得每一個氣體分配孔的長度大體上與其他氣體分配孔的長度相同。
在該噴淋頭面板之一些進一步的實施方式中，在一對應該基板外側3吋的區域裡該徑向輪廓可以一大於0.010吋的量隨著由該參考平面起算之垂直距離變化。在一些進一步的實施方式中，在一對應該基板外側3吋以內基板區域的區域裡該徑向輪廓可以一小於0.010吋的量隨著由該參考平面起算之垂直距離變化。
在該噴淋頭面板之一些實施方式中，該徑向輪廓可被波形化以提供一電漿密度，其較使用一具有與參考平面相符合的一平坦輪廓的面板所產生的電漿密度更均勻。在一些實施方式中，該底部表面的大部分可與該參考平面相符合，而且該徑向輪廓的一或多個部分可在一第1方向從該參考平面偏移，以及該徑向輪廓的一或多個部分可在一與第1方向相反的第2方向從該參考平面偏移。
在一些實施方式中，該徑向輪廓可在一介於該面板的一邊緣區域與該面板的中心之間的一區域裡波形化，該邊緣區域包括任何施加於該面板之邊緣的邊緣處理。在一些進一步的實施方式中，該邊緣處理可為一圓形而且該邊緣區域可以一大體上相等於該圓形半徑的量從該邊緣偏移。在一些進一步的實施方式中，該邊緣區域可為一大體上圓環狀的區域，其具有一大於該基板標稱尺寸的內直徑。
在本說明書中描述的主題的一個或多個實施方式的細節在 附圖和下面的描述中說明。由描述、圖式和權利要求，其他特徵、態樣和優點將變得明顯。注意，接下來圖中的相對尺寸可能不是按比例繪製，除非特別指明其為按比例繪製圖。
100‧‧‧傳統噴淋頭
102‧‧‧柄
104‧‧‧背板
106‧‧‧平坦面板
110‧‧‧通孔
300‧‧‧傳統噴淋頭
306‧‧‧平坦面板
328‧‧‧基板支撐
330‧‧‧基板
332‧‧‧間隙距離
334‧‧‧電容耦合電漿
336‧‧‧半導體處理腔體
901‧‧‧波形化噴淋頭
902‧‧‧柄
904‧‧‧背板
908‧‧‧波形化面板
910‧‧‧通孔
912‧‧‧接合/焊接界面
914‧‧‧間隙器
916‧‧‧折流板
918‧‧‧邊緣區域
920‧‧‧波形區域
922‧‧‧參考平面
922'‧‧‧參考平面
1001‧‧‧波形化噴淋頭
1008‧‧‧波形化面板
1024‧‧‧第1參考平面
1026‧‧‧第2參考平面
1302‧‧‧開始
1304‧‧‧獲得描述沉積速率對間隙距離的第1資料
1306‧‧‧平均跨越整個基板之沉積速率對間隙距離
1308‧‧‧平均在跨越基板各種徑向位置之沉積速率對間隙距離
1310‧‧‧獲得描述沉積速率(或層厚度)對基板上位置的第2資料
1312‧‧‧為一參考平面確定所期望的標稱沉積速率
1314‧‧‧基於所期望的標稱沉積速率，第1資料，以及第2資料，確定一波形輪廓
1316‧‧‧使用第2資料為跨越基板之分類的位置確定沉積速率
1318‧‧‧以該第1資料確定關聯於該所確定基於位置的沉積速率之間隙距離
1320‧‧‧以該第1資料確定關聯於該標稱沉積速率之間隙距離
1322‧‧‧由關聯於每一位置之間隙距離減去關聯於標稱沉積速率之間隙距離以產生間隙距離差值
1324‧‧‧為每一位置，以間隙差值將該波形輪廓由參考平面偏移
1326‧‧‧對正值，朝向基板
1328‧‧‧對負值，遠離基板
1330‧‧‧製造具波形之面板
1332‧‧‧結束
圖1A描繪一平坦的傳統噴淋頭的一等角截面視圖，由於剖視的原因，只顯示一半的噴淋頭。
圖1B描繪圖1A之平坦的傳統噴淋頭的一截面側視圖。
圖1C描繪一平坦的傳統噴淋頭的一非剖視底視圖。
圖2描繪在一基板上沉積層厚度/沉積速率作為一從基板的中心起算徑向距離的一函數的一示例性繪圖。
圖3描繪在半導體製造程序期間一噴淋頭，一基板，以及一基板支撐件的相對位置的一示例性代表視圖。
圖4描繪沉積層厚度作為一噴淋頭與基板之間間隙距離的一函數的一示例性繪圖。
圖5A顯示具有額外註釋之圖2的一示例性繪圖。
圖5B顯示圖5A繪圖的局部，其位於波形化區域之一者中。
圖6描繪一沉積速率對間隙距離的繪圖。
圖7描繪一噴淋頭波形距一參考平面的偏移作為一從基板的中心起算距離的一函數的一示例性繪圖。
圖8描繪一示例性繪圖，比較圖2之沉積層厚度資料與使用一波形化噴淋頭收集而得之沉積層厚度資料。
圖9A描繪一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。
圖9B描繪圖9A之該波形化噴淋頭的一部分的一詳細視圖。
圖9C描繪圖9B的一移轉剖視側視圖，但沿一軸放大300%。
圖9D描繪圖9A之該波形化噴淋頭的一部分的一詳細視圖，但具有額外的內部波形化。
圖10A描繪另一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。
圖10B描繪圖10A的示例噴淋頭的一截面側視圖，但沿一軸放大600%。
圖11A描繪另一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。
圖11B描繪圖11A的示例噴淋頭的一截面側視圖，但沿一軸放大600%。
圖12A描繪另一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。
圖12B描繪圖12A的示例噴淋頭的一截面側視圖，但沿一軸放大600%。
圖13提供用於確定一噴淋頭面板波形輪廓的一種技術的一流程圖。
圖14描繪在多個資料集之間進行內插的一示例。
圖9A、9B、10A、11A和12A為按比例繪圖，但是圖與圖間繪圖比例可能會有所不同(然而在每一圖內大小仍然按比例)。
各種實施方式的示例在附圖中說明並在下面進一步描述。將會理解的是，此處的討論並非意欲限制申請專利範圍於所描述的特定實施方式。與此相反，它是為了涵蓋包括在由所附的申請專利範圍所界定之本發明的精神和範圍之替換，修改和等同物。在下面的描述中說明許多具體實施細節，以提供本發明的透徹理解。沒有這些具體實施細節的部分或全部，本發明也可以實施。在其他情況下，不詳細描述眾所周知的處理操作，以避免不必要地混淆本發明。
圖1A描述一平坦的傳統噴淋頭的等角截面視圖；由於剖視的原因，只顯示一半的噴淋頭。圖1B描述圖1A之平坦的傳統噴淋頭的截面側視圖。圖1C描述一平坦的傳統噴淋頭的非截面底視圖。
在圖1A-1C可見，一傳統噴淋頭100可包括一柄102，其支持背板104，以及通過背板104，支持一平坦面板106。在一些實施方式中，該平坦面板106可粘接或焊接到該背板104，或者可以可拆卸地連接，例如，使用螺紋緊固件。該平坦面板106與該背板104之間的空間可形成一氣室體積，處理氣體引入其中，而且接著氣體可流經該平坦面板106中的通孔110並朝向基板。為清楚起見，噴淋頭的各種其他特徵，例如焊縫，加熱器，內部管路，緊固件等，已在本圖中省略，而且在本申請中的其他圖中也可 能省略。雖然通孔110顯示於圖1A-1C，為清楚起見，在本申請中的其他圖中類似的通孔可能不顯示。實務上，顯示於本申請之圖中的噴淋頭之面板可根據需要修改成具有通孔的圖案以由噴淋頭之內部體積輸送處理氣體至基板處理區。這些圖案可導致一跨越整個噴淋頭面板大體上均勻的孔分佈，或者可導致跨越整個面板的各種孔密度。
可以進一步觀察到，圖1的傳統噴淋頭100具備一非波形化平坦面板106，即平坦面板106在其整個跨度實質上是平面型的。如平坦面板106的噴淋頭面板可能具備對於該平坦面板106的邊緣進行之邊緣處理，如圓形化(如在本例中所示)，平坦面板106的邊緣偏離該平坦面板的整體平面性質，但這些特徵通常位於超過由該傳統噴淋頭100處理之基板的邊緣的距離。這些特徵也可設計成以避免潛在電弧發生的位置，例如，銳利邊緣，並且通常限制在平坦面板106的最外側邊緣。可以理解這樣的邊緣處理不視為如在本文件後面所描述的形成一“波形化(contoured)”面板。
雖然圖1的傳統噴淋頭100以及其他在本申請案中所描述的噴淋頭為“吊燈”型噴淋頭，例如，噴淋頭背板和面板可藉由柄102從一半導體處理腔室頂部懸掛，在此所討論的技術和噴淋頭面板也可用於“嵌入式安裝”型噴淋頭，例如，並非由一靠近噴淋頭中心的柄所支撐之噴淋頭，其被支撐在大約噴淋頭周邊並且可形成一半導體處理腔室的部分頂部。應了解本揭露適合應用於任一類型的噴淋頭之面板。
傳統噴淋頭，如顯示於圖1中者，在各種涉及於噴淋頭面板與基板之間產生電漿的半導體處理中可能產生非均勻性。取決於各種環境條件，這樣一種電漿的電漿密度可能隨位置而不同，不予校正將導致使用該電漿實施之沉積處理中的非均勻性。
例如，在一沉積處理中，橫跨基板之沉積層厚度可能會發生變化，例如，沉積層厚度可能很大程度上取決於橫跨基板的徑向位置。圖2描繪使用一平坦面板噴淋頭在一被處理基板上之平均沉積層厚度/沉積速率作為一從基板的中心起算徑向距離之函數的示例性繪圖。
在圖2可見，該圖的X軸與距該平坦噴淋頭中心(其通常也對應基板的中心)的徑向距離R相關。該圖的Y軸與沉積層厚度(左軸)及沉 積速率(右軸)相關。由於沉積速率直接決定沉積層厚度，此圖的Y軸可被定義為參照任一類型的資料；圖的行為將是一樣的。應當注意該圖只顯示整體資料圖的一局部部分。在這種情況下，該圖只顯示一厚度“t”與大約“t”的95%之間的資料。同樣地，該圖只顯示一沉積速率“DR”與大約“DR”的95%之間的資料。在圖2可見，雖然橫跨基板之厚度/沉積速率之間可能有一些變化，這樣的資料可反映一橫跨基板之一般性地軸對稱趨勢，即，通常相對於基板的中心軸對稱。例如，基板上的層厚度在基板半徑的最外側1/6處顯著下降，然後再次上升到接近靠近基板中心處所發現者厚度的水準。這樣的非均勻性是不受歡迎的。在圖2中，橫跨基板的內側有一些非均勻性，例如，在約2/3R的區域內。然而，在介於2/3R與R之間的環形區域中，可看見非均勻性顯著增加。在這種情況下，這意味著超過一半的基板表面區域的沉積層厚度將大幅小於朝向基板內側的沉積層厚度。當然，其他的半導體處理可能顯現不同的非均勻性模式，例如，朝向基板中心增加的非均勻性。
對付這種非均勻性的技術在下面討論。該技術已經過測試並導致橫跨被處理基板之非均勻性的顯著減少。在一高層級，該技術涉及作為一半徑的函數之基板-噴淋頭間隙的調變以調變電漿密度以及，隨之地，沉積速率/沉積層厚度。
首先，獲得兩組資料集。第1資料集表示沉積速率與間隙距離之函數。該間隙距離為一參考噴淋頭面板與一使用該參考噴淋頭處理的參考基板之間的偏移距離。當然，該間隙距離也可以由其他位置測量，例如由該參考噴淋頭面板至一支撐該參考基板的基板支撐件-無論該間隙距離如何紀錄或測量，使用該間隙距離資料以確定該參考噴淋頭面板與該參考基板之間的偏移距離將是可能的。該參考噴淋頭面板可為一平坦噴淋頭面板，例如，類似圖1中所描繪者。圖3描繪在一半導體處理腔體336中、置於由基板支撐件328所支撐的一基板330之上的傳統噴淋頭300的高層級視圖。一電容耦合電漿334已經形成於該傳統噴淋頭300與該基板支撐件328之間。可以看見，該基板330與平坦面板306之間有一間隙距離332。可藉由垂直平移該傳統噴淋頭300，垂直平移該基板支撐件328，或垂直平移兩結構以變化間隙距離。
圖4描繪沉積層厚度作為一參考噴淋頭面板與參考基板之間的間隙距離之函數的示例性繪圖。可以看到，該圖的X軸表示參考基板與參考噴淋頭面板之間的間隙距離。在這種情況下，間隙距離是指參考噴淋頭面板與跨越大部分參考噴淋頭面板的參考基板之間的間隙距離，因為參考噴淋頭面板和參考基板的相對表面兩者皆為“平坦”的而且大致上平行於彼此。該圖的Y軸表示測得的沉積速率，例如，基於測得的沉積層厚度除以沉積時間而導出。可以看到，三對厚度資料點於不同的間隙距離取得。實行一線性曲線擬合，例如，一回歸分析。可以看到，隨著間隙距離增加，沉積速率降低。此曲線擬合獲得沉積速率與間隙距離之間的關係，至少對討論中的特定半導體處理以及關於用來收集資料的參考噴淋頭和參考基板。也可以使用各種技術，例如，平均化，以使得該第1資料集對處理及量測變化較不敏感而較適合用於本技術中。
第2資料集表示沉積速率或沉積層厚度與參考基板或面板上位置之函數，對於與用於產生沉積速率對間隙距離資料集(第1資料集)實質上相同的半導體處理，但不變化間隙距離，即，噴淋頭保持在相對基板固定的位置。該等位置可就一基板座標系或一面板座標系加以表示，因為隨著基板輪換基板及面板通常位於相同的相對定位，例如，每一基板可大致上中心對準面板的中心軸。圖2表示這一沉積速率/沉積層厚度對位置資料集的一例子。雖然不要求使用相同的參考噴淋頭以獲得兩資料集的資料，但使用不同的參考噴淋頭可能提供測量結果中的變化並且降低該第1資料集與該第2資料集之間的相關性。因此，相同的參考噴淋頭通常可用於產生該第1資料集及該第2資料集兩者。然而，在每一處理操作期間可使用實體上不同，儘管標稱上相同，的參考基板以避免先前沉積在一參考基板上的材料影響一隨後沉積操作所收集的資料點。由於基板製造時具備的高精度，使用具有相同標稱類型/尺寸的不同實體參考基板之影響可為最小。例如，即使基板之間的整體厚度有輕微變化，當一參考基板被一具有相同標稱尺寸的新參考基板替換時，藉由測量參考噴淋頭面板與參考基板之間的實際間隙距離可補償這樣的變化。與第1個資料集一樣，各種技術，例如，平均化，可用來使得該第2資料集對處理及量測變化較不敏感而較適合用於本波形化技術中。
圖2提供一基於位置之沉積速率第2資料集的一例子。基於第1資料集中的資料，即，沉積速率對間隙距離，以及第2資料集中的資料，沉積速率/沉積層厚度對位置，一噴淋頭面板的一或多個部分可被波形化以產生一非平坦面板噴淋頭。這樣一個面板的波形化部分可局部地改變一基板上相應區域所經歷的沉積速率。因此，由於波形化的結果，波形化區域中的沉積速率可由一基準/參考/標稱沉積速率而增加或減少並且因此未雨綢繆解決潛在的非均勻性。下面進一步描述波形界定過程。
圖5A顯示具有額外註釋之圖2的示例性沉積速率/沉積層厚度對位置之繪圖。在圖5A中，括號指示討論中面板之被選擇待波形化的區域，以及面板之將維持“平坦”的區域。應當注意圖5A繪製的資料代表來自一平坦的傳統噴淋頭的資料，而非一波形化噴淋頭；該括號內的區域僅指示一面板之將被波形化的區域(而且也提供可藉由這樣的波形化所解決的非均勻性的一個指標)。這樣的區域可根據各種因素來確定。在本例中，存在於所指示“平坦區域”的非均勻性可能足夠均勻使得在該面板平坦區域中之波形化視為不必要的。同樣地，靠近基板或面板邊緣的邊緣效應可能導致集中於邊緣區域顯著的非均勻性，其無法使用面板波形化予以緩和。因此，此例子中波形化區域並不一路延伸到面板邊緣。這並不是說面板在外側邊緣是“平坦的”，而僅是表示在此描述的波形化技術，在某些情況下，可能無法用於界定靠近面板邊緣的面板，例如，緊鄰邊緣。
應當理解，在一些實施方式中，可能不存在“平坦區域”，即，實質上整個面板表面可波形化。也應當理解，在一些實施方式中，取決於要解決的特定非均勻性，可能有多個不連續的平坦和/或波形化區域。例如，一波形化面板的一中心區域以及該波形化面板的一外側環形區域可皆為“平坦”，但由一插入該兩平坦區域之間的一波形化環形區域所連接。在一些實施方式中，波形化區域可包括“平坦”區，例如，由另一平坦區域朝向或遠離該基板偏離的一平坦區域。在圖10A和10B可見此種實施方式，在本文件後面討論。
在圖5A中還可以看到指示關聯於一參考平面之一標稱沉積速率/沉積層厚度的一水平虛線。該標稱沉積速率/沉積層厚度可為一所期望半導體處理之目標沉積速率/層厚度。
在一些實施方式中，該第2資料集，即，沉積速率/沉積層厚度對位置資料集，可由一或多個處理運行獲得，於其中間隙距離相關於參考平面與基板間的間隙距離。在圖示的情況下，參考平面符合於噴淋頭的平坦區域而與此平坦區域相關聯的間隙距離可等價於由該第1資料集而來之間隙距離，其符合於標稱沉積速率/沉積層厚度。
在一些實施方式中，本技術可用來重新設計一傳統平坦面板噴淋頭以產生較少量的非均勻性。在此例子中，傳統平坦面板噴淋頭可用於一半導體處理環境中並且結合一特定間隙距離，該特定間隙距離在基板的一區域上產生所希望的沉積層厚度，但也在該區域以外的基板上產生不希望的非均勻沉積層厚度。為了方便起見，該傳統平坦面板噴淋頭可作為參考噴淋頭，而在處理期間面對基板的平坦面板表面可指定為參考平面。採用該傳統平坦面板噴淋頭處理的基板可用作參考基板用於為第2資料集收集資料。在此情形中與該參考平面關聯的間隙距離可單純為使用該傳統平坦面板噴淋頭之正常處理期間所用的間隙距離。
圖5B顯示圖5A之繪圖的一局部，其位於波形化區域之一者中。在圖5B中可以看到，沿著該圖之若干興趣點被確認(CP1、CP2、CP3、CP4、CP5及CP6)。可以看到，在這些點的沉積速率以D1、D2、D3、D4、D5及D6的量由參考平面沉積速率偏離。這些興趣點也將作為界定，至少部分地，該面板的波形輪廓之點；它們可想成是波形點。可以看到，在波形點CP1，沉積速率相較於參考平面沉積速率略為提升。在波形點CP3，沉積速率大幅壓低。在波形點CP2和CP4，沉積速率大約是在波形點CP3之壓低情況與參考平面沉積速率的中間。在波形點CP5，沉積速率略為壓低。波形點CP6標示平坦區域的開始；實際上，在此例子中，波形點CP6與一沉積速率相關聯，其相等於參考平面沉積速率。實務上，波形點可根據需要選擇以界定一波形。例如，波形點可選擇成沿著該噴淋頭面板的一半徑每隔0.1吋取一個。也可以使用更高或更低密度的波形點，以及彼此非等距間隔的波形點。例如，在均勻性急劇變化的區域可能希望使用緊密排列的波形點，而在均勻性平緩變化的區域可能希望使用較不密的波形點。
確定波形點之後，可確定在每一波形點位置上該面板的表面要由該參考平面偏移多遠，以重新界定和該波形點關聯之該面板與該基板 之間的間隙距離，並在該位置增加或減少基板上的沉積速率使得非均勻性減少。可使用如下概述的技術確定這樣的偏移。
圖6描述一沉積速率對間隙距離的繪圖，並作為一討論確定在一波形點之一面板表面偏移的例子有用的工具。圖6描繪圖4的沉積速率對間隙距離的繪圖，但有額外的註釋。可以看到，虛線代表沉積速率和關聯於參考平面之間隙距離。短劃線代表一特定波形點的沉積速率和間隙距離。在與該參考平面及該波形點之沉積速率相關的該等間隙距離之間的差值可用以確定在該參考平面與該波形點之間需要的偏移量。
例如，圖6中說明之該波形點的偏移量可藉由從圖6中關聯於該波形點之間隙距離減去圖6中關聯於參考平面沉積速率之間隙距離來計算。如果偏移為正，在該波形點之噴淋頭的表面可以一對應該偏移的量及一朝向基板處理區的方向從該參考平面偏移。如果偏移為負，如關於顯示於圖6之波形點者，在該波形點之噴淋頭的表面可以一對應該偏移的量及一遠離基板處理區的方向從該參考平面偏移。
例如，藉由從關聯於該波形點之沉積速率減去關聯於參考平面之沉積速率，然後以描述該第1資料集之線性關係的斜率乘以該差值，可以獲得類似的結果。當然，在該第1資料集產生一非線性關係的情況下，這種技術可能需要相應地進行修改。在圖6的情況下，關聯於參考平面之沉積速率小於關聯於該波形點之沉積速率，因而該兩個值的差將為正的。然而，描述的該第1資料集之線性函數向右下傾斜，即，是負的，並且藉由以該負斜率乘以該正差值所計算的結果偏移將為負的。再次，如果偏移為正，在該波形點之噴淋頭的表面可以一對應該偏移的量及一朝向基板處理區的方向從該參考平面偏移。如果偏移為負，如關於顯示於圖6之波形點者，在該波形點之噴淋頭的表面可以一對應該偏移的量及一遠離基板處理區的方向從該參考平面偏移。
當然，數學上等效的技術也可用於確定偏移；這樣數學上等效的技術應該被理解為也在本公開的範圍之內。例如，為正及負的偏移定義不同的慣例可導致一表面上不同的技術，但以如同在此討論之一般原則操作而且將在本公開的範圍內。
可為每個被確認的波形點重複上述技術，而且可基於結果的 偏移建立一波形，即，可通過複數個波形點之複數個偏移以繪製一波形輪廓。圖7描繪一噴淋頭波形距一參考平面的偏移作為一從基板的中心起算距離之函數的示例性繪圖。在圖7中，該波形輪廓係藉由波形點CP1、CP2、CP3、CP4及CP5之偏移距離O1、O2、O3、O4及O5分別確定。CP6未顯示偏移，因為在此情況下偏移為0。可以看到，該波形輪廓之整體形狀與在相同區域的沉積速率資料之整體形狀相關，雖然其以一不同比例沿基板/噴淋頭面板中心線縮放。如果需要的話，該結果的波形可以平滑化，例如，可通過複數個偏移繪製一樣條，以應對任何非期望的尖銳邊緣。
這樣的波形化噴淋頭較傳統的平坦噴淋頭提供顯著的性能增加。圖8描述一示例性繪圖，比較圖2的沉積層厚度資料與使用一波形化噴淋頭所收集之沉積層厚度資料。可以看到，該波形化噴淋頭的沉積層厚度(短劃線)比該平坦噴淋頭的沉積層厚度均勻得多。例如，在陰影區域中，該平坦噴淋頭所達成之沉積層厚度之標準偏差大約是該波形化噴淋頭所達成之沉積層厚度之標準偏差300%大。
用以波形化一噴淋頭面板的偏移量，在實務上，通常非常小，並且因其小尺寸和平緩過渡，人眼大半察覺不到。圖9A描繪一波形化噴淋頭901的一例子的截面側視圖。圖9B描繪圖9A之該波形化噴淋頭901的一部分之詳細視圖。在這些圖中可以看到，在波形化面板908的周緣附近及在邊緣區域918中，看起來可見到一輕微漸縮。應當注意在該波形化面板908中可見多個通孔910。這些通孔910看起來非均勻地分佈在該波形化面板908上，但是，這是所使用截面平面的假象。實務上，對於此特定波形化噴淋頭901，該等通孔910的分佈係相當均勻。
在圖9A和9B還可見柄902、折流板916、背板904、間隙器914，和接合/焊接界面912，其可用於把該波形化面板908連接至背板904。
雖然在圖9A中波形化區域幾乎不可見，圖9B更詳細地(包括一參考線指示參考平面922)顯示波形化區域。在圖9B中可以看到，波形區域920中的波形化可以非常細微，而仍然對半導體處理產生巨大影響。
圖9C描述圖9B的一移轉剖面側視圖，但沿一軸放大300%。因而圖9C沿一軸誇大該波形化噴淋頭901之波形化，使讀者可以 很容易地分辨波形。
圖9D描述圖9A之該波形化噴淋頭的一部分的一詳細視圖，但具有額外的內部波形化。例如，由於在處理期間將指向半導體基板之面板之面波形化的結果，該等通孔通過該面板之通道長度可能跨越該面板變化，其取決於所使用的波形。有些實施方式藉由以一匹配的波形來波形化該面板的相對面，即，在該噴淋頭內形成氣室體積之一部分的面，可解決這種變化。以這種方式，該面板的厚度維持在一相對均勻的值而且跨越該面板之通孔的通道長度大體上可保持相同，因而降低進一步非均勻性的風險。
圖10A描繪另一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。在此例子中，討論中的波形化發生於波形化噴淋頭1001的內部區域，並且在顯示的剖視圖中清晰可見。此例子展示一參考平面的選擇有點隨意。例如，相對於在圖10A所顯示的實施方式，該參考平面可界定為與基板處理區最靠近的該波形化面板之外側平坦部分重合，然後波形化面板之內側部分可遠離該參考平面及基板處理區偏移。或者，該參考平面可界定為與該波形化面板之內側平坦部分重合，然後波形化面板之外側部分可朝向基板處理區偏移。在這兩種情況下，該面板的部分由一指定的參考平面偏移，並且導致的波形幾何形狀是相同的。
圖10B描繪圖10A的示例噴淋頭的一截面側視圖，但沿一軸放大600%。圖10B中也可見兩個參考平面。第1參考平面1024對應於與波形化面板1008之內側平坦部分重合的參考平面，而第2參考平面1026對應於與波形化面板1008之外側平坦部分重合的參考平面，如在前一段落所討論。如所討論的，任一參考平面可作為用來確定該波形化面板1008之波形輪廓的參考平面。
圖11A描繪另一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。在此例子中，該波形有點類似顯示於圖9A-9C的波形。圖11B描繪圖11A的示例噴淋頭之截面側視圖，但沿一軸放大600%。可以看到，即使以這樣的比例，波形仍非常細微。
圖12A描繪另一波形化噴淋頭的一例子的一截面側視圖。在這種情況下，波形只由一顯著的邊緣倒角所構成，而且即使在圖12A中 也清晰可見。圖12B描繪圖12A的示例噴淋頭之截面側視圖，但沿一軸放大600%。
由附圖中描述的示例波形化噴淋頭可以看到，根據此處概述的技術和概念生產的波形化噴淋頭可能有相當大的差異。任何與一給定半導體製造處理關聯之特定設計的細節可由在使用一參考噴淋頭/參考基板的製造處理實行期間觀察到的特定沉積對間隙距離行為，以及由跨越整個基板進行觀察之在一特定間隙距離觀察到的沉積層厚度，所決定。
圖13提供根據在此概述的概念之一種技術的一流程圖，用於確定一噴淋頭面板波形輪廓。該技術始於區塊1302。在區塊1304，獲得第1資料，例如，第1資料集，其描述在一參考半導體基板上的沉積速率對該參考半導體基板與一參考噴淋頭面板之間的間隙距離。這樣的第1資料有幾個可能的來源。例如，這樣的第1資料的一可能來源在區塊1306中確認：橫跨整個基板的平均沉積速率作為間隙距離的一函數。這樣一種平均值可基於以一單一參考基板觀察的結果或基於由幾個參考基板而得的平均結果。這樣的第1資料可用於確定一間隙距離其相關於一給定的沉積速率。
這樣的第1資料的另一可能來源在區塊1308中確認：在跨越一基板的數個位置對一參考噴淋頭作為間隙距離的一函數之平均沉積速率的繪圖。例如，考慮圖14，其描繪作為間隙距離的一函數之沉積速率的三個資料子集的繪圖，每一個關聯於一不同的徑向位置。在此例子中，一資料子集符合作為在該基板/噴淋頭中心(r=0)處之間隙距離的一函數之平均沉積速率。一第2資料子集符合作為在該基板/噴淋頭中間直徑(r=1/2R，其中R為該基板的外半徑)處之間隙距離的一函數之平均沉積速率，以及一第3資料子集符合作為在該基板周緣(r=R)處之間隙距離的一函數之平均沉積速率。可以看到，在每一資料子集所收集的資料點，當以一線性曲線擬合時，產生具不同斜率的線，表明在三個位置之每一個的沉積速率對間隙距離的關係是不同的。這樣的第1資料可用於確定一間隙距離其相關於一給定沉積速率及一特定徑向位置。
例如，如果某人期望在上面的情況下就該第1資料集確定該間隙距離其關聯於在該參考基板的中心處的一特定沉積速率，可使用該第1 資料子集。同樣地，如果某人期望在上面的情況下就該第1資料集確定該間隙距離其關聯於在該參考基板的中間直徑處的一特定沉積速率，可使用該第2資料子集。然而，如果某人希望確定該間隙距離其關聯於在，例如，一位於該基板半徑大約25%位置處的一特定沉積速率，可能需要在該第1資料子集與該第2資料子集之間進行內插。
在區塊1310中，可獲得第2資料，其描述對該參考噴淋頭在一參考基板上沉積層厚度/沉積速率對位置(相對於該參考基板該參考噴淋頭保持在一固定位置)。基於該第2資料，可選擇該噴淋頭的區域以波形化，例如，在該第2資料集中指出具有高度非均勻性之噴淋頭區域。
在區塊1312中，一所期望的標稱沉積速率可被選中。一參考平面可關聯於該標稱沉積速率；該參考平面可平行於該基板並且以一間隙距離由該基板偏移，該間隙距離對應在該第1資料中之間隙距離其關聯於在該第1資料中相關於該標稱沉積速率的沉積速率。該標稱沉積速率可為對該討論中處理的目標沉積速率。在一些實施方式中，與該標稱沉積速率關聯的該間隙距離也可為用於收集該第2資料的間隙距離。
在區塊1314中，基於所期望的標稱沉積速率/沉積層厚度、在第1資料集中的資料，以及在第2資料集中的資料，可為一面板確定一波形輪廓。用於確定這樣一波形輪廓的一可能技術在區塊1316至1328中概述，然而也可以使用其他技術。
在區塊1316中，基於該第2資料集可確定橫跨該基板各個位置的沉積速率。如果該第2資料集以層厚度表示，此資料可先變換成沉積速率資料(或者，可轉換每一資料集以使用沉積層厚度，而非沉積速率)。位置可對應波形點，即，橫跨一參考平面的位置，一波形偏移將由其確定。波形點及該參考平面的選擇在本文前面討論。
在區塊1318中，藉由相關聯由該第2資料集而來之每一波形點的沉積速率/沉積層厚度到由該第1資料集而來之關聯於一相應沉積速率/沉積層厚度的一間隙距離，可確定關聯於每一位置/波形點的間隙距離。如果採用的該第1資料集結構同於參考區塊1308所描述者，波形點的位置也可用於確定從該第1資料集，其將用於確定間隙距離，而來的資料。
在區塊1320中，藉由相關聯標稱沉積速率/沉積層厚度資料 到由該第1資料集而來之關聯於一相應沉積速率/沉積層厚度的一間隙距離，可確定關聯於標稱沉積速率的間隙距離。
在區塊1322中，可由該第1資料集裡與每一位置/波形點關聯的間隙距離減去該第1資料集裡與該標稱沉積速率關聯的間隙距離，以產生一與每個波形點關聯的間隙差值。
在區塊1324中，在每個波形點的位置，波形輪廓可以關聯於該波形點的間隙差值由該參考平面偏移。如在區塊1326及1328中所指明，正間隙差值可朝向該基板偏移，而負間隙差值可遠離該基板偏移。當然，這些方向取決於所採用的原始參考座標系，並且，如果使用的座標系在一些實施方式中顛倒，這些方向可能顛倒。
如所指明，也可以使用其他技術，用於確定波形偏移，例如，以擬合該第1資料集之直線的斜率乘以該標稱/波形點的沉積速率差值，如先前更完整描述。如此，用於實行區塊1314的特定程序可能不同於顯示於區塊1316至1328者。
在區塊1330中，可使用在區塊1314中確定的波形輪廓以製造一面板。例如，該參考平面可在該面板的一個3維模型中界定，並且通過複數個點畫一波形，該複數個點對應從沿著該參考平面之波形點的偏移。該波形可用於在該面板上形成一旋轉特徵，其界定該面板的底部面，即，波形化的面。在添加足夠的額外特徵後，該結果的實體模型可用於一計算機控制的加工處理，其以一實物部件重新建立該被界定的波形輪廓。在區塊1332中，完成該處理並且該面板安裝於一噴淋頭或一半導體處理工具中。
應當理解，上述處理可用來界定噴淋頭面板的幾何形狀，其可以各種不同的材料在噴淋頭上實現。例如，使用上面概述之技術產生的噴淋頭面板波形輪廓可用於加工一鋁面板毛胚。或者使用一具備該波形化表面之模具燒結一陶瓷，例如，Al2O3，面板。也可以使用其他適當技術。
雖然此處的例子大多在一軸對稱波形輪廓(相對於面板/基板的中心軸)的背景下討論，以及隨之的單一軸資料集，例如，沉積速率或層厚度作為半徑的一函數，該技術也可適應於其他情景。例如，在某些製造處理中，基板可能表現出圖案負載效應。當在一基板上之微影圖案化導 致基板中金屬材料集中其影響基板上方的電磁環境，並且因此影響討論中圖案附近的沉積速率時，發生圖案負載效應。因此，在這種情況下沉積層厚度的非均勻性可能是徑向位置及角位置的一函數，或者，基於X-Y坐標對(假設X和Y軸平行於基板)。
在這樣的實施方式中，所開發的波形可能相當複雜，並且可能並非軸對稱。其結果是，可能需要確認數量大得多的波形點並確定偏移量以產生一有用的波形化面板。然而基本的技術保持大致相同。
應當理解，如上面所描述，傳統的平坦面板噴淋頭可能包括可能被視為偏離一“平坦”面板之一些特徵。例如，噴淋頭面板外側邊緣之圓滑化或其他邊緣處理在該面板周圍邊緣引入一非平面的表面。這種偏離一平面表面的邊緣區域應被理解為不屬於此處所討論的噴淋頭之波形化區域。雖然難以辨別一邊緣區域從何處開始(取決於特定的邊緣處理)，與一圓滑化邊緣特徵關聯的邊緣區域可能以一大致上與該圓滑化半徑相等的距離由該邊緣向內延伸。在許多噴淋頭中，該“邊緣區域”可界定為該面板的一環形區域，其由該面板的外側直徑及一大於基板外側直徑的直徑所包圍，該面板設計成用於該基板。因此，根據在此概述技術的面板之波形化區域通常位於符合基板區域之面板區域的所在。
其他可能導致偏離一平面表面的特徵為運送氣體通過面板的通孔。有時這些孔可在彼等離開該面板處有倒角或具備其他邊緣處理。這種倒角表面也不應該被視為代表一種如此處描述的“波形化”表面。
從上面的討論明顯的，相較於傳統平坦噴淋頭面板，根據在此討論的技術生產的噴淋頭面板可表現幾個明顯特徵差異。首先，整體而言，波形化噴淋頭面板可能沒有一平坦輪廓跨越該面板的徑距。其次，波形化噴淋頭面板可能具有根據在此處概述之技術界定的波形化表面，該波形化表面存在於該面板邊緣區域之外的區域。第三，波形化噴淋頭面板可在使用該波形化噴淋頭生產的沉積層中產生一程度低得多的非均勻性。
與各種處理測試此一概念似乎表明，具有較小典型間隙距離的處理，例如，小於約0.4英寸，比起具有較大典型間隙距離的處理，例如，大於約0.5英寸，對於波形化較為敏感。這一結果表明，相對於基線，調變的程度單純地與噴淋頭波形輪廓誇張的程度成比例。
在一些實施方式中，在此處描述的技術可使用一特別程式化的計算裝置實現，例如，通過在一機器可讀媒體上/中儲存的軟體指令，例如，在一硬碟、記憶體裝置、CD或DVD、網路儲存系統，等之上。這樣的指令可由該計算裝置之一或多個處理器執行並且如上面所詳述可用於為噴淋頭面板產生波形輪廓。這樣的軟體的輸出，例如，可提供給一電腦數值控制(CNC)製造裝置，例如，一CNC車床、銑床，或其他裝置，以方便一波形化噴淋頭面板的製造。
如上文所描述的波形化噴淋頭面板可與微影圖案化工具或處理結合使用，例如，用於半導體裝置、顯示器、發光二極管、太陽能面板等的製作或製造。通常，雖然不是必須的，這樣的工具/處理將在一共同製造設施中一起使用或進行。一薄膜之微影圖案化通常包含下列步驟的一些或全部，每個步驟因數個可能的工具成為可能：(1)使用一旋塗或噴塗工具在一工件，即，基材，上塗敷光阻；(2)使用一熱板或爐或UV固化工具固化光阻；(3)以一工具例如一基板步進機將光阻在可見光或紫外線或X射線中曝光；(4)使光阻顯影以選擇性地移除光阻，並由此使用一工具例如一濕式清洗台圖案化光阻；(5)使用一乾式或電漿輔助蝕刻工具轉移光阻圖案至一下方薄膜或工件；以及(6)使用一工具例如一射頻或微波電漿光阻剝除機移除光阻。另外，所揭露的波形化噴淋頭可在一處理中實現，該處理中微影和/或圖案化處理在所揭露方法之前或之後。
在一些實施方式中，波形化噴淋頭可安裝在一反應器中，並連接到一系統控制器，其具有用於控制處理操作的指令。該系統控制器通常包括一或多個記憶體裝置以及一或多個處理器配置成執行該等指令使得該裝置執行各種半導體製造處理。包含用於控制處理操作之指令的機器可讀媒體可耦接到該系統控制器。該等處理器可包括一CPU或計算機並可包括或通訊上連接到一或多個類比和/或數位輸入/輸出連接件、步進馬達控制板、等。該系統控制器，例如，可配置成控制至噴淋頭的氣體輸送，基座移動，真空口抽吸以由該反應器排空氣體，至電漿電極之功率及頻率，和/或加熱及冷卻單元，如果存在於一特定的實施方式。
通常會有一與該系統控制器關聯的使用者界面。使用者界面可包括一顯示螢幕，該裝置和/或處理條件的圖形化軟體顯示，以及使用者 輸入設備，如指標裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等。該系統控制器可連接到一工具或模組之任何或所有的所顯示的組件，包括在本申請之圖中顯示者；基於特定的實施方式，該系統控制器的放置和連接可有所變化。
在某些實施方式中，該系統控制器在一工具中控制各種處理腔體裡的壓力。該系統控制器還可藉由調節閥體、液體輸送控制器，以及輸送系統中的質量流量控制器(MFC)還有一廢氣管線中的流量限制閥，來控制在腔體裡各種處理氣體的濃度。該系統控制器執行系統控制軟體其包括指令集用於控制一特定處理之時序、氣體和液體的流率、腔體壓力、腔體/噴淋頭/基座/基板溫度，和/或其他參數。在一些實施方式中也可以採用儲存於與該控制器相關聯的記憶體裝置之其它計算機程式。在某些實施方式中，該系統控制器控制一基板之轉移進以及轉移出顯示於圖中的各種裝置。
該用於在一處理序列中控制處理的計算機程式碼可以任何傳統計算機可讀程式語言編寫：例如，組合語言、C、C++、Pascal、Fortran或其它。編譯後的目標碼或腳本由該處理器執行以履行在程式中確認的任務。該系統軟體可以許多不同方式設計或配置。例如，各個腔體組件副程式或控制物件可寫成控制腔體組件的操作，其為進行所描述處理所需要。為此目的之程式或程式的區段之例子包括處理氣體控制碼、壓力控制碼，以及電漿控制碼。
該等控制器參數與處理條件相關，例如，每項操作的時序，腔體內的壓力，基板溫度，處理氣體的流率，射頻功率，以及其它如上所述者。這些參數以一配方的形式提供給使用者，並且可利用使用者界面輸入。用於監視該處理的信號可藉由該系統控制器的類比和/或數位輸入連接件來提供。用於控制該處理的信號在該裝置的類比和數位輸出連接件上輸出。
雖然本發明的一些實施方式已參照附圖在此詳細描述，應當理解本發明並不限於這些確切的實施方式，而且在不脫離如所附申請專利範圍界定之本發明的精神的範圍的情況下，一熟習本技術者可進行各種改變和修改。

Claims (38)

  1. 一種方法，包含：獲得描述複數個第1沉積速率之第1沉積速率資料，在實行一涉及一電容耦合電漿的半導體製造處理期間，每一第1沉積速率相關於介於一參考噴淋頭面板與一參考基板之間的一間隙距離，其中與該等第1沉積速率中的至少兩個相關的間隙距離是不同的；獲得第2沉積速率資料，在涉及該電容耦合電漿的該半導體製造處理期間，當該參考噴淋頭面板相對於該參考基板處於一固定配置，該第2沉積速率資料描述複數個第2沉積速率，在實行半導體製造處理期間，該等第2沉積速率關聯於分佈跨越該參考噴淋頭面板之一或多個部分的複數個位置；及基於該第1沉積速率資料及該第2沉積速率資料，為一波形化噴淋頭面板確定一波形輪廓。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第2沉積速率數料包括在該等位置處的沉積層厚度。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中確定該波形輪廓之步驟包含：確定一標稱沉積速率；為該波形化噴淋頭面板確定一參考平面，當該波形化噴淋頭面板在該半導體製造處理期間使用時，該參考平面係界定為：實質上平行於正在該半導體製造處理中被處理的基板，以及以相關於對應於該標稱沉積速率之該第1沉積速率之該間隙距離偏離該基板；藉由從一第2間隙距離減去一第1間隙距離為每一位置確定一間隙距離差值，其中：該第1間隙距離相關於該第1沉積速率，該第1沉積速率對應於該標稱沉積速率；以及該第2間隙距離相關於該第1沉積速率，該第1沉積速率對應於與該位置關聯的該第2沉積速率；為每一位置，建立一波形點，其以為該位置確定的該間隙距離差值由該參考平面偏移，其中當該波形化噴淋頭面板在該半導體製造處理使用時，對於正間隙距離差值，該波形點以一朝向該基板的方向偏離，其中當該波形化噴淋頭面板在該半導體製造處理使用時，對於負間隙距離差值，該波形點以一遠離該基板的方向偏離。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，進一步包含製造一波形化面板，其具有一由該波形輪廓所界定的外表面。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，進一步包含製造該波形化面板，其具有在一垂直於該參考平面的方向由該波形輪廓偏離的一第2波形輪廓所界定的一內表面。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中每一第1沉積速率為一平均沉積速率。
  7. 如申請專利範圍第3項之方法，其中：該第1沉積速率資料中的該等第1沉積速率被分組成複數個資料集，每一資料集對應於一距該參考基板之中心的特定徑向位置，以及每一第2間隙距離藉由從兩個或多個資料集取出的複數個中間間隙距離之間內插而確定，其中每一中間間隙距離藉由該資料集裡的複數個第1沉積速率之間內插而確定，該中間間隙距離由該資料集取出。
  8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中每一第1沉積速率為實質跨越該整個參考基板的一平均沉積速率。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中每一位置對應於一距通過參考基板中心的一中心軸的徑向距離而且每一第2沉積速率為在每一徑向距離的一平均沉積速率。
  10. 如申請專利範圍第3項之方法，其中相闡於該第1沉積速率的該間隙距離係藉由該第1沉積速率資料裡的複數個資料點之間內插而確定，該第1沉積速率對應於該標稱沉積速率。
  11. 如申請專利範圍第3項之方法，其中相關於該第1沉積速率的該間隙距離係藉由該第1沉積速率資料裡的複數個資料點之間內插而確定，該第1沉積速率對應於與該位置關聯的該第2沉積速率。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該參考噴淋頭面板為一平坦的面板。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該參考噴淋頭面板的一個或多個部分包括該參考噴淋頭面板的一環形區域。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該波形輪廓：在由該波形化面板中心起算小於該環形區域的內環形半徑的徑向距離上為平坦，以及在由該波形化面板中心起算大於該環形區域的內環形半徑的徑向距離上變化。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該參考噴淋頭面板的一個或多個部分包括一標稱尺寸實質上與該參考基板相同的區域。
  16. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該波形點偏移量包括負間隙距離差值及正間隙距離差值兩者。
  17. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該波形輪廓以一大於該參考噴淋頭面板的一平坦度公差帶的量偏離該參考平面。
  18. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該波形輪廓以一大於每3吋0.010吋的量偏離該參考平面。
  19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該參考噴淋頭面板的一個或多個部分符合經歷圖案負載效應之該參考基板的一個或多個區域。
  20. 一種噴淋頭面板，其係用於一半導體製造工具中，該噴淋頭面板包含：一實質為圓形的結構，具有一底部表面及一中心軸，其中，當該噴淋頭面板用於一半導體製造處理時，該底部表面係面對一遭受該半導體製造處理的基板，並且其中：複數個氣體分配孔通過該圓形結構，該底部表面為波形化且具有一徑向輪廓，該徑向輪廓隨著由一垂直於該中心軸的參考平面起算之垂直距離變化，以及該徑向輪廓包含：一第一線性區段：起始於該中心軸，從該中心軸朝外延伸，並且垂直於該中心軸；一第二線性區段：起始並結束於比該第一線性區段之每一端距離該中心軸更遠的位置，從該中心軸朝外延伸，垂直於該中心軸，並且沿著該中心軸而從該第一線性區段偏移；以及一第一過渡區段，將該第一線性區段與該第二線性區段連接。
  21. 如申請專利範圍第20項之噴淋頭面板，其中該第二線性區段沿著該中心軸而從該第一線性區段偏移，以使該第二線性區段更接近當該噴淋頭面板用於該半導體製造處理時遭受該半導體製造處理的該基板。
  22. 如申請專利範圍第20項之噴淋頭面板，其中該第一過渡區段的大部分為線性。
  23. 一種噴淋頭面板，其係用於一半導體製造工具中，該噴淋頭面板包含：一實質為圓形的結構，具有一底部表面及一中心軸，其中，當該噴淋頭面板用於一半導體製造處理時，該底部表面係面對一遭受該半導體製造處理的基板，並且其中：複數個氣體分配孔通過該圓形結構，該底部表面為波形化且具有一徑向輪廓，該徑向輪廓隨著由一垂直於該中心軸的參考平面起算之垂直距離變化，以及該徑向輪廓包含：一第一線性區段：起始於該中心軸，從該中心軸朝外延伸，並且垂直於該中心軸；以及一第二線性區段：起始於該第一線性區段之距離該中心軸最遠的一端，結束於比該第一線性區段之距離該中心軸最遠的該端距離該中心軸更遠的一位置，並且相對於該第一線性區段而呈一斜角。
  24. 如申請專利範圍第23項之噴淋頭面板，其中該第二線性區段係相對於該第一線性區段而呈大約5°的角度。
  25. 如申請專利範圍第24項之噴淋頭面板，其中該第二線性區段與當該噴淋頭面板用於該半導體製造處理時遭受該半導體製造處理的該基板之間的距離係隨著由該中心軸起算之距離的增加而增加。
  26. 如申請專利範圍第23項之噴淋頭面板，其中該第一線性區段具有一長度，該長度為該中心軸與該實質為圓形的結構的最外側直徑之間的距離的約2/3。
  27. 一種噴淋頭面板，其係用於一半導體製造工具中，該噴淋頭面板包含：一實質為圓形的結構，具有一底部表面及一中心軸，其中，當該噴淋頭面板用於一半導體製造處理時，該底部表面係面對一遭受該半導體製造處理的基板，並且其中：複數個氣體分配孔通過該圓形結構，該底部表面為波形化且具有一徑向輪廓，該徑向輪廓隨著由一垂直於該中心軸的參考平面起算之垂直距離變化，以及該徑向輪廓包含：一第一區段：為線性，具有位在該中心軸的一第一端以及位在遠離該中心軸之一位置的一第二端，並且垂直於該中心軸；一第二區段：具有與該第一區段之該第二端連接的一第一端，以及具有位在離該第一區段之該第二端更遠距離的一第二端，該第二區段的該第二端係沿著該中心軸而從該第一區段偏移一第一距離，並且朝向當該噴淋頭面板用於該半導體製造處理時遭受該半導體製造處理的該基板；以及一第三區段：具有與該第二區段之該第二端連接的一第一端，以及具有位在離該第二區段之該第二端更遠距離的一第二端，該第三區段的該第二端係沿著該中心軸並且以與該第二區段的該第二端之偏移相反的方向，從該第一區段偏移一第二距離。
  28. 如申請專利範圍第27項之噴淋頭面板，其中：該第一區段與該第二區段彼此相切，在該相切處，該第一區段之該第二端與該第二區段之該第一端連接，以及該第二區段與該第三區段彼此相切，在該相切處，該第二區段之該第二端與該第三區段之該第一端連接。
  29. 如申請專利範圍第27項之噴淋頭面板，其中該徑向輪廓更包含：一第四區段：具有與該第三區段之該第二端連接的一第一端，以及具有位在離該第三區段之該第二端更遠距離的一第二端，該第四區段的該第二端係沿著該中心軸並且以與該第二區段的該第二端之偏移相反的方向，從該第一區段偏移一第三距離，其中該第三距離係大於該第二距離。
  30. 如申請專利範圍第29項之噴淋頭面板，其中該徑向輪廓更包含：一第五區段：為線性，具有與該第四區段之該第二端連接的一第一端，以及具有位在離該第四區段之該第二端更遠距離的一第二端，該第五區段的該第二端係沿著該中心軸並且以與該第二區段的該第二端之偏移相反的方向，從該第一區段偏移一第四距離，其中該第四距離係大於該第三距離。
  31. 如申請專利範圍第20至30項其中任一項之噴淋頭面板，該實質為圓形的結構還有一頂部表面，該頂部表面相對並實質平行於該底部表面，該頂部表面界定該噴淋頭的一內部氣室體積的一部分，其中該頂部表面以實質相同於該底部表面的方式波形化，使得每一個氣體分配孔的長度實質上與其他氣體分配孔的長度相同。
  32. 如申請專利範圍第20至30項其中任一項之噴淋頭面板，其中在一對應該基板外側3吋的區域裡該徑向輪廓以一大於0.010吋的量隨著由該參考平面起算之垂直距離變化。
  33. 如申請專利範圍第32項之噴淋頭面板，其中在一對應該基板外側3吋以內基板區域的區域裡該徑向輪廓以一小於0.010吋的量隨著由該參考平面起算之垂直距離變化。
  34. 如申請專利範圍第20至30項其中任一項之噴淋頭面板，其中該徑向輪廓被波形化以提供一電漿密度，該電漿密度較使用一具有與該參考平面相符合的一平坦輪廓的面板所產生的電漿密度更均勻。
  35. 如申請專利範圍第20至30項其中任一項之噴淋頭面板，其中該底部表面的大部分與該參考平面相符合，而且該徑向輪廓的一或多個部分在一第1方向從該參考平面偏移，以及該徑向輪廓的一或多個部分在一與該第1方向相反的第2方向從該參考平面偏移。
  36. 如申請專利範圍第20至30項其中任一項之噴淋頭面板，其中該徑向輪廓在介於該面板的一邊緣區域與該面板的中心之間的一區域裡波形化，該邊緣區域包括任何施加於該面板之邊緣的邊緣處理。
  37. 如申請專利範圍第36項之噴淋頭面板，其中該邊緣處理為一圓形而且該邊緣區域係以一實質上相等於該圓形半徑的量從該邊緣偏移。
  38. 如申請專利範圍第36項之噴淋頭面板，其中該邊緣區域為一實質上圓環狀的區域，其具有一大於該基板標稱尺寸的內直徑。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10658161B2 (en) * 2010-10-15 2020-05-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing particle defects in plasma etch chambers
US9315899B2 (en) 2012-06-15 2016-04-19 Novellus Systems, Inc. Contoured showerhead for improved plasma shaping and control
US9121097B2 (en) 2012-08-31 2015-09-01 Novellus Systems, Inc. Variable showerhead flow by varying internal baffle conductance
US10100408B2 (en) * 2014-03-03 2018-10-16 Applied Materials, Inc. Edge hump reduction faceplate by plasma modulation
US9859088B2 (en) * 2015-04-30 2018-01-02 Lam Research Corporation Inter-electrode gap variation methods for compensating deposition non-uniformity
US20160362782A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Gas dispenser and deposition apparatus using the same
US10266947B2 (en) * 2016-08-23 2019-04-23 Lam Research Corporation Rotary friction welded blank for PECVD heated showerhead
JP7384784B2 (ja) * 2017-08-11 2023-11-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 熱化学気相堆積（ｃｖｄ）における均一性を改善するための装置及び方法
KR102420164B1 (ko) * 2017-09-14 2022-07-12 삼성전자주식회사 기체의 유동 시뮬레이션을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템 및 시뮬레이션 방법
KR102560283B1 (ko) * 2018-01-24 2023-07-26 삼성전자주식회사 샤워 헤드를 설계하고 제조하는 장치 및 방법
US10984987B2 (en) 2018-10-10 2021-04-20 Lam Research Corporation Showerhead faceplate having flow apertures configured for hollow cathode discharge suppression
KR20220024568A (ko) * 2019-06-18 2022-03-03 램 리써치 코포레이션 기판 프로세싱 시스템들을 위한 감소된 직경 캐리어 링 하드웨어
KR102366930B1 (ko) * 2020-07-23 2022-02-24 (주)에스티아이 유기 발광 표시 장치 제조를 위한 레진 프린팅 방법
CN114075661B (zh) * 2020-08-14 2022-11-18 长鑫存储技术有限公司 半导体沉积方法及半导体沉积系统
US11752509B2 (en) * 2021-06-17 2023-09-12 Upside Foods, Inc. Fluid dispenser for recovering material from a surface
CN118318066A (zh) * 2021-11-29 2024-07-09 朗姆研究公司 喷头面板配置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120108072A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Angelov Ivelin A Showerhead configurations for plasma reactors

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3468859B2 (ja) 1994-08-16 2003-11-17 富士通株式会社 気相処理装置及び気相処理方法
KR100271770B1 (ko) 1998-09-03 2001-02-01 윤종용 반도체장치 제조를 위한 플라즈마 공정챔버
KR100378871B1 (ko) * 2000-02-16 2003-04-07 주식회사 아펙스 라디칼 증착을 위한 샤워헤드장치
US6761796B2 (en) 2001-04-06 2004-07-13 Axcelis Technologies, Inc. Method and apparatus for micro-jet enabled, low-energy ion generation transport in plasma processing
USD459434S1 (en) 2001-06-05 2002-06-25 Etablissements Fauquet, S.A. Watering hose nozzle
USD459435S1 (en) 2001-06-05 2002-06-25 Etablissements Fauquet, S.A. Watering hose nozzle
USD466183S1 (en) 2002-01-08 2002-11-26 Brand New Technology Ltd. Showerhead assembly
USD495776S1 (en) 2003-01-20 2004-09-07 Kohler Co. Face plate for plumbing fixture
US7601223B2 (en) * 2003-04-29 2009-10-13 Asm International N.V. Showerhead assembly and ALD methods
US7537662B2 (en) 2003-04-29 2009-05-26 Asm International N.V. Method and apparatus for depositing thin films on a surface
US6983898B2 (en) 2003-05-21 2006-01-10 Frank Clark Showerhead with optical lens feature
US6983892B2 (en) * 2004-02-05 2006-01-10 Applied Materials, Inc. Gas distribution showerhead for semiconductor processing
JP4707959B2 (ja) 2004-02-20 2011-06-22 日本エー・エス・エム株式会社 シャワープレート、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US7273526B2 (en) * 2004-04-15 2007-09-25 Asm Japan K.K. Thin-film deposition apparatus
JP4451221B2 (ja) 2004-06-04 2010-04-14 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置および成膜装置
WO2006000846A1 (en) 2004-06-08 2006-01-05 Epispeed S.A. System for low-energy plasma-enhanced chemical vapor deposition
US20070006893A1 (en) 2005-07-08 2007-01-11 Bing Ji Free radical initiator in remote plasma chamber clean
US7605078B2 (en) 2006-09-29 2009-10-20 Tokyo Electron Limited Integration of a variable thickness copper seed layer in copper metallization
CN100451163C (zh) * 2006-10-18 2009-01-14 中微半导体设备(上海)有限公司 用于半导体工艺件处理反应器的气体分布装置及其反应器
US20080190760A1 (en) 2007-02-08 2008-08-14 Applied Materials, Inc. Resputtered copper seed layer
US8435895B2 (en) 2007-04-04 2013-05-07 Novellus Systems, Inc. Methods for stripping photoresist and/or cleaning metal regions
US20080299326A1 (en) 2007-05-30 2008-12-04 Asm Japan K.K. Plasma cvd apparatus having non-metal susceptor
US8129288B2 (en) 2008-05-02 2012-03-06 Intermolecular, Inc. Combinatorial plasma enhanced deposition techniques
USD593640S1 (en) 2008-01-31 2009-06-02 Hansgrohe Ag Showerhead
JP2009200184A (ja) 2008-02-20 2009-09-03 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置のバッフル板
USD599881S1 (en) 2009-02-13 2009-09-08 Xiamen Lota International Co., Ltd. Dispensing plate for shower head
USD624155S1 (en) 2009-04-23 2010-09-21 Toto Ltd. Shower panel
USD619202S1 (en) 2009-06-23 2010-07-06 Jinwei Zhang Shower head
USD623721S1 (en) 2009-12-23 2010-09-14 I-JET, Inc. Apertured cover
USD641829S1 (en) 2010-10-29 2011-07-19 Novellus Systems, Inc. Plasma reactor showerhead face plate having concentric ridge pattern
US9315899B2 (en) 2012-06-15 2016-04-19 Novellus Systems, Inc. Contoured showerhead for improved plasma shaping and control

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120108072A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Angelov Ivelin A Showerhead configurations for plasma reactors

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