TWI673754B - 加熱過濾器組件 - Google Patents

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TWI673754B
TWI673754B TW104133130A TW104133130A TWI673754B TW I673754 B TWI673754 B TW I673754B TW 104133130 A TW104133130 A TW 104133130A TW 104133130 A TW104133130 A TW 104133130A TW I673754 B TWI673754 B TW I673754B
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科林 Ｆ 史密斯
旻捧 成
凱文 麥德里格
尚恩 荷謬頓
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美商蘭姆研究公司
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    • 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4402—Reduction of impurities in the source gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件係包含界定孔穴、內表面、及外表面的外罩。過濾器元件設置於該外罩之孔穴內，其中該過濾器元件之外表面相對於該外罩之內表面而呈分隔之關係。熱傳遞元件設置於該過濾器元件內，且包含外表面與內孔穴。多個突起物設置於該熱傳遞元件的外表面上，並與該過濾器元件的內表面直接實體接觸。多個部分設置於該熱傳遞元件的外表面上，並與該過濾器元件的內表面隔開，且位於該多個突起物之間。

Description

加熱過濾器組件 〔相關申請案之交互參照〕
本申請案主張先申請於2014年10月8日之美國臨時專利申請案第62/061,342號的優先權，以上所提及之該申請案整體併入本說明書中以供參照。
本揭露內容係關於基板處理系統，更具體而言，係關於用於過濾輸送至基板處理系統之前驅物的過濾器。
此處所提供的背景敘述係為了概略地呈現本揭露內容的背景。在本「先前技術」段落中所描述的範圍內之目前所列名的發明人的成果、及在申請時可能未以其他方式認定為先前技術的描述之態樣，並未明示或默示地被承認為是相對於本揭露內容的先前技術。
基板處理系統可用於在基板(如半導體晶圓)上執行膜之沉積及/或蝕刻。基板處理系統通常包含具有基板支撐體(如基座、靜電卡盤、平板等)之處理腔室。例如半導體晶圓之基板可安置於基板支撐體上。在化學氣相沉積(CVD,chemical vapor deposition)及原子層沉積(ALD,atomic layer deposition)製程期間，可將包含一或更多前驅物的氣體混合物導入處理腔室中以在基板上沉積膜。在某些基板處理系統中，電漿可用於使化學反應活化。為了獲得高品質的 膜，在期望溫度、高均勻度、並具有高純度之情況下將前驅物氣體輸送至處理腔室係為重要的。氣體混合物係藉由氣體、汽化之液體、及昇華之固體的某些組合而獲得。尤其，汽化之液體幾乎經常是不完全汽化的，而產生之蒸氣包含不同尺寸的液滴。未汽化的液滴會造成晶圓缺陷。
加熱過濾器可用於在前驅物氣體輸送至處理腔室前加熱及過濾該前驅物氣體。此外，由於孔隙尺寸所致，加熱過濾器亦可防止未汽化之液滴進入腔室。加熱過濾器通常使用設置於過濾器外罩內的一或更多過濾器元件。外部的包覆式加熱器可圍繞過濾器外罩而設置，以加熱過濾器元件。當加熱過濾器元件時，熱能藉由對流或傳導透過加熱套而移至過濾器之中心。典型加熱過濾器的平均熱傳導途徑約為10英吋，係透過1/16英吋的多孔性壁，該多孔性壁亦具有較其實心類似物低得多的導熱性。此外，通常不存在自過濾器元件至溫度監測與控制系統的直接傳導途徑。
當使用此加熱過濾器配置，由於缺乏加熱器及溫度監測與控制系統之間的直接接觸，因此存在大量的加熱時間延遲。時間延遲造成巨大的溫度變動。過多的熱能可能引起前驅物之熱分解，而過少的熱能可能引起前驅物之凝結。
由於分解作用之副產物阻塞過濾器元件之孔隙，因此過濾器容易阻塞。由於液滴藉由毛細管作用而擴散通過過濾器元件，及當過濾器元件無法提供足夠的熱能來使該等液滴汽化時，過濾器亦容易阻塞。其他挑戰包括由於不足且延遲之熱控制所致的大氣溼氣之不完全吹淨，其會增加阻塞。目前，過濾器需要在導入前驅物之前，以惰性氣體吹淨48小時。
此外，當氣體膨脹與冷卻時難以維持所需的操作溫度。當氣體冷卻，熱能自過濾器被移除，而前驅物凝結之可能性增加。再者，由於液滴撞擊過濾器元件並移除熱能，因此難以補償冷點。
用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件包含界定孔穴、內表面、及外表面的外罩。過濾器元件係配置以過濾該氣體，且包含內表面及外表面。該過濾器元件設置於該外罩之該孔穴內，而該過濾器元件之外表面與該外罩之內表面呈分隔之關係。熱傳遞元件設置於該過濾器元件內，且其包含外表面及內孔穴。多個突起物設置於該熱傳遞元件的外表面上，並與該過濾器元件的內表面直接實體接觸。多個部分設置於該熱傳遞元件的外表面上，並與該過濾器元件的內表面隔開，且位於該多個突起物之間。
在其他特徵部中，加熱器設置於該熱傳遞元件之內孔穴中。該過濾器元件包含多孔性金屬過濾器。該熱傳遞元件之該多個突起物包含軸向延長的突起物，而該熱傳遞元件之該多個部分包含軸向延長的扇貝形部分。
在其他特徵部中，端蓋設置於該外罩與該過濾器元件之第一末端附近。該端蓋係配置以維持該外罩與該過濾器元件之間的分隔關係。該外罩包含氣體入口，該氣體入口與該外罩之內表面與該過濾器元件之外表面之間的圓柱形間隔流體連通。該端蓋包含與該過濾器元件之內表面流體連通的氣體出口。
在其他特徵部中，該熱傳遞元件包含體部部分及自該體部部分之一末端延伸的凸緣部分。該熱傳遞元件及該外罩鄰接該熱傳遞元件之該凸緣部分。該外罩及該過濾器元件係由導熱材料所製成。
在其他特徵部中，附屬熱傳遞元件包含附裝至該外罩之外表面的加熱器。該附屬熱傳遞元件之該加熱器包含加熱器匣筒。
在其他特徵部中，該外罩、該過濾器元件、及該熱傳遞元件具有一般圓柱形橫剖面。該熱傳遞元件包含配置以容納熱電耦的孔腔。
在其他特徵部中，該氣體進入該氣體入口，通過該過濾器元件，且在該多個突起物之間沿該多個部分而導向該氣體出口。
在其他特徵部中，該熱傳遞元件之該加熱器包含加熱器匣筒。圓柱形間隔係界定於該過濾器元件之外表面與該外罩之內表面之間。
本揭露內容的可應用性之進一步範圍將從實施方式、請求項、及圖式而變得清楚明瞭。實施方式及具體範例僅意為說明之目的且並非意為限制本揭露內容之範疇。
10‧‧‧基板處理系統
12‧‧‧處理腔室
14‧‧‧氣體分配裝置
16‧‧‧基板支撐體
18‧‧‧基板
20‧‧‧氣體輸送系統
22-1‧‧‧蒸氣/液體源
22-2‧‧‧蒸氣/液體源
22-N‧‧‧蒸氣/液體源
24-1‧‧‧閥
24-N‧‧‧閥
26-1‧‧‧質量流量控制器
26-N‧‧‧質量流量控制器
30‧‧‧岐管
31‧‧‧加熱過濾器
32‧‧‧熱電耦
40‧‧‧控制器
41‧‧‧感測器
42‧‧‧加熱器
46‧‧‧電漿產生器
50‧‧‧閥
52‧‧‧泵浦
60‧‧‧射頻電源
64‧‧‧匹配網路
110‧‧‧入口
114‧‧‧出口
120‧‧‧入口轉接器
124‧‧‧入口配件
130‧‧‧外罩
131‧‧‧端蓋
132‧‧‧間隔
133‧‧‧孔腔
134‧‧‧過濾器元件
138‧‧‧熱傳遞元件
142‧‧‧扇貝形部分
146‧‧‧間隔
148‧‧‧突起部分
148-1‧‧‧突起部分
148-2‧‧‧突起部分
148-6‧‧‧突起部分
160‧‧‧第一孔腔
162‧‧‧加熱器
164‧‧‧接頭
165‧‧‧第二孔腔
166‧‧‧外部熱傳遞元件
168‧‧‧第一孔腔
169‧‧‧加熱器
170‧‧‧出口轉接器
171‧‧‧連接器
174‧‧‧出口配件
200‧‧‧圓柱形體部部分
204‧‧‧末端部分
214‧‧‧內部圓柱形表面
216‧‧‧凸緣部分
242‧‧‧末端部分
244‧‧‧孔穴
本揭露內容將從實施方式及隨附圖式而變得更能徹底理解，其中：圖1係為包含加熱過濾器的基板處理系統之範例的功能方塊圖；圖2依據本揭露內容，係為加熱過濾器之範例的橫剖面圖；圖3依據本揭露內容，係為圖2之加熱過濾器的另一橫剖面圖；圖4依據本揭露內容，係為內部熱傳遞元件之範例的橫剖面圖；圖5依據本揭露內容，係為圖4之內部熱傳遞元件的側視圖；圖6依據本揭露內容，係為圖4之內部熱傳遞元件的端視圖；圖7依據本揭露內容，係為圖3之加熱過濾器之一末端的部分橫剖面圖；及 圖8依據本揭露內容，係為圖3之加熱過濾器之另一末端的部分橫剖面圖。
在該等圖式中，可重複使用參考符號以識別相似及/或相同的元件。
在操作期間，依據本揭露內容之加熱過濾器可保持在更為均勻且穩定的溫度。因此，加熱器提供更加均勻的、供應至基板處理系統的前驅物氣體加熱作用，並提供改善的缺陷降低率。當操作條件隨著非常小的時間遲延而改變，加熱過濾器提供該過濾器元件之溫度的動態監測及控制。該加熱過濾器包含熱傳遞元件，其將該過濾器元件的熱質量直接連結至該加熱器及一溫度監測與控制系統。因此，來自該加熱器的熱能具有通往該過濾器元件之直接且非常短的途徑(在某些範例中為小於0.5英吋)。此外，在最大熱通量方面，不存在顯著的幾何限制。因此，該過濾器元件可提供足夠的熱能以保持在操作溫度，同時亦提供足夠的熱能以使撞擊液滴汽化且防止阻塞。
更具體而言，設置於熱傳遞元件中的加熱器具有通往過濾器元件之短且直接的加熱途徑。大部分傳統加熱器依賴設置於外罩外側上的加熱套，而因此具有非常長的加熱途徑(>10英吋)。依據本揭露內容之加熱過濾器可快速地加熱過濾器元件，同時防止溫度過衝(temperature overshoot)。加熱過濾器亦將吹淨、保養、及替換時間從數天縮短至數小時。此外，無論與冷氣體或液體微滴對流，過濾器元件仍可維持於所需之溫度。加熱過濾器亦能夠即時精確地控制過濾器元件之溫度，以減少或防止前驅物之分解及凝結。
現參照圖1，顯示基板處理系統10之範例。儘管圖1的基板處理系統10係關於電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)或電漿輔助原子層沉積(PEALD)系 統，但加熱過濾器可在需要加熱的前驅物氣體之其他製程中使用。基板處理系統10包含處理腔室12。可使用氣體分配裝置14(例如：噴淋頭或其他裝置)來將氣體供應至處理腔室12。在處理期間，例如半導體晶圓之基板18可安置於基板支撐體16上。基板支撐體16可包含基座、靜電式卡盤、機械式卡盤、或其他類型之基板支撐體。
氣體輸送系統20可包含一或更多的蒸氣/液體源22-1、22-2、…、及22-N(統稱為蒸氣/液體源22)，其中N為大於1的整數。閥24-1、24-2、…、及24-N(統稱為閥24)、質量流量控制器26-1、26-2、…、及26-N(統稱為質量流量控制器26)、或其他流量控制裝置可用以將前驅物、反應性氣體、惰性氣體、吹淨氣體、及其混合物可控制地供應至岐管30，該岐管將氣體混合物供應至處理腔室12。加熱過濾器31可設置於該岐管與處理腔室12之間。或者，一或更多加熱過濾器31可設置於質量流量控制器(MFC)26與岐管30之間。在某些範例中，蒸氣/液體源22其中一或更多者可包含加熱的安瓿，該加熱的安瓿包含液體或固體前驅物。載氣係藉由閥而供應至該加熱的安瓿。另一閥供應該載氣與已昇華或汽化之該前驅物的混合物。熱電耦32可連接至控制器40，且用於使用以下進一步敘述之加熱器來控制加熱過濾器31的溫度。
控制器40可用以監控例如溫度、壓力等之製程參數(使用感測器41)、並控制製程時序。控制器40可用以控制製程裝置，例如氣體輸送系統20、基座加熱器42、及/或RF電漿產生器46。藉由使用閥50及泵浦52，控制器40亦可用以將處理腔室12抽空。
電漿產生器46在處理腔室中產生電漿。電漿產生器46可為電感式或電容式的電漿產生器。在某些範例中，電漿產生器46可包含RF電源60及匹配 與分配網路64。或者，亦可使用微波功率來產生電漿。儘管電漿產生器46顯示為連接至氣體分配裝置14，而基座係為接地或浮動，但電漿產生器46可連接至基板支撐體16，而氣體分配裝置14可為接地或浮動。雖然在圖1中，電漿在噴淋頭與基座之間產生，但可使用遠端電漿。
現參照圖2及圖3，額外詳加顯示加熱過濾器31。加熱過濾器31包含入口110及出口114。加熱過濾器31可包含入口轉接器120，該入口轉接器包含一或更多入口配件124。加熱過濾器31更包含外罩130。在某些範例中，外罩130具有圓柱狀外形。端蓋131設置於外罩130的一末端，且包含與出口114對應的孔腔133。加熱過濾器31包含過濾器元件134，該過濾器元件的一末端連接至端蓋131。過濾器元件134之徑向外表面係與外罩130之徑向內表面隔開，而界定出在其之間的間隔132。前驅物氣體係經由入口110而輸送至間隔132中。
熱傳遞元件138係嵌入至由過濾器元件134之徑向內表面內側所界定之孔穴中。熱傳遞元件138延伸實質上與過濾器元件134相同的長度。在某些範例中，熱傳遞元件138可為T字形。熱傳遞元件138可具有圓柱狀的體部及包含徑向向外延伸之凸緣的末端部分。熱傳遞元件138的徑向外表面可包含多個延長的扇貝形表面或部分142(如圖3中可見)，其界定過濾器元件134與熱傳遞元件138之間的間隔146。在多個扇貝形部分142之間軸向延伸的熱傳遞元件138之延長的突起部分148(如圖2中可見)係與過濾器元件134之徑向內表面直接接觸，以提供熱傳遞，如以下將進一步敘述。
第一孔腔160在熱傳遞元件138的徑向中心以軸向延伸，以使加熱器162(例如：匣筒加熱器)能夠嵌入至該孔腔中，以加熱熱傳遞元件138。可設置接頭164以控制加熱器162。第二孔腔165同樣以軸向延伸，且與熱傳遞元件138的徑向中心隔開，以使熱電耦32或溫度感測器能夠嵌入至熱傳遞元件138中，以決定熱傳遞元件138之溫度。
外部熱傳遞元件166可連接至外罩130的徑向外表面。可在外部熱傳遞元件166中設置第一孔腔168，以容納加熱器169(具有連接器171)來加熱外罩130。在某些範例中，加熱器169為匣筒加熱器。亦可設置熱電耦(未顯示)來決定外部熱傳遞元件166之溫度。包含一或更多出口配件174的出口轉接器170可用於將加熱過濾器31連接至基板處理系統之處理腔室。
在操作期間，前驅物氣體流經入口110而進入間隔132。該前驅物氣體流經過濾器元件134而進入多個扇貝形部分142。該前驅物氣體沿扇貝形部分142流至出口114。藉由使用加熱器162來加熱熱傳遞元件138，可以均勻的方式控制加熱過濾器31之溫度。熱傳遞元件138係透過突起部分148與過濾器元件134直接接觸。更具體而言，突起部分148軸向延伸實質上過濾器元件134之總長，以提供過濾器元件134之均勻加熱。同樣地，藉由加熱器169，可以均勻的方式來控制外罩130之溫度。
現參照圖4-6，進一步詳加顯示熱傳遞元件138。在圖4及圖5中，熱傳遞元件138可具有T字形的橫剖面，其具有延伸實質上與過濾器元件134相同長度的圓柱形體部部分200、及末端部分204。在某些範例中，末端部分204包含內部圓柱形表面214(圓柱形體部部分200附近)與凸緣部分216，其中內部圓柱形表面214用於容納過濾器元件134的一末端，而凸緣部分216自圓柱形體部部分200向外徑向突出。在圖6中，顯示突起部分148在多個位置(如：148-1、148-2…)向外延伸至圓柱形體部部分200之徑向外表面，以提供與過濾器元件134之徑向內表面實體接觸來提供熱傳遞。在某些範例中，存在與過濾器元件134之徑向內表面接觸的N個扇貝形部分142及N個突起部分148。在某些範例中，N等於6，然而N可大於3、4、5等。
現參照圖7及圖8，分別顯示關於熱傳遞元件138在加熱過濾器31之相對端的額外細節。在圖7中，熱傳遞元件138之扇貝形部分142在靠近過濾器 元件134之末端的內部圓柱形表面214附近端接。內部圓柱形表面214定位且維持過濾器元件134一末端的位置。在某些範例中，內部圓柱形表面214的外直徑係實質上與過濾器元件134的內直徑相等。可將外罩130的末端焊接，或以其他方式附裝至熱傳遞元件138之凸緣部分216。
在圖8中，端蓋131顯示為包含其內表面上的圓形狹槽240，圓形狹槽240係用於容納過濾器元件134的相對另一末端。圓形狹槽240定位且維持過濾器元件134之相對另一末端的位置。可將端蓋131焊接，或以其他方式附裝至外罩130之相對另一末端。熱傳遞元件138的末端部分242與端蓋131隔開，以設置出口114附近的孔穴244。在間隔146中流動的前驅物氣體流至孔穴244而通過出口114。
在某些範例中，過濾器元件134為多孔性金屬過濾器。在某些範例中，外罩130、端蓋131、及/或熱傳遞元件138係由導熱材料(例如金屬)所製成。在某些範例中，外罩130及端蓋131係由不鏽鋼所製成，而熱傳導元件138係由鋁所製成，然而亦可使用其他材料。
先前的敘述實質上僅為說明性，且無限制本揭露內容、其應用、或使用之意圖。可以各種形式來實施本揭露內容之主要教示。因此，儘管本揭露內容包含特定的範例，由於根據圖式、說明書、及下列請求項的研究，其他修改將變得清楚明瞭，故本揭露內容的真實範疇不應受到如此限制。如此處所使用，用語「A、B、及C其中之至少一者」應解釋為意指使用非排除性邏輯上的OR之邏輯上的(A or B or C)，且不應解釋為意指「A中之至少一者、B中之至少一者、及C中之至少一者」。應瞭解，可在不改變本揭露內容之原則的情況下，以不同的順序(或同時)執行方法中的一或更多的步驟。
在本申請案中(包含以下定義)，「控制器」一詞可以「電路」一詞替代。「控制器」一詞可能指涉、屬於、或包含下列元件：特殊應用積體電路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)；數位、類比、或混合類比/數位離散電路；數位、類比、或混合類比/數位積體電路；組合邏輯電路；場可程式化閘陣列(FPGA,field programmable gate array)；執行程式碼的處理器電路(分享的、專用的、或群組的)；儲存處理器所執行程式碼之記憶體電路(分享的、專用的、或群組的)；其他提供前述功能之合適的硬體元件；或上述中某些或全部的組合，如在一系統晶片(system-on-chip)中。
控制器可包含一或更多的介面電路。在某些範例中，介面電路可包含有線或無線的介面，其連接到區域網路(LAN,local area network)、網際網路、廣域網路(WAN,wide area network)、或其組合。可將本揭露內容的任何給定之控制器的功能分散於透過介面電路而連接的多個控制器中。例如，多個控制器能使負載平衡。在另外的範例中，伺服器(亦稱為遠端、或雲端)控制器可代替客戶控制器完成一些功能。
「程式碼」一詞(如以上所使用)可包含軟體、韌體、及/或微程式碼，亦可為程式、程序、功能、類程、資料結構、及/或物件。「共享處理器電路」一詞涵蓋執行來自多個控制器的一些或全部程式碼的單一處理器電路。「群組處理器電路」一詞涵蓋結合額外處理器的處理器電路，其執行來自一或更多的控制器的一些或全部的程式碼。當提及多個處理器電路時，其涵蓋了分立式晶片上的多個處理器電路、單一晶片上的多個處理器電路、單一處理器電路的多個核心、單一處理器電路的多個線程、或上述之組合。「共享記憶體電路」一詞涵蓋儲存來自多個控制器的一些或全部的程式碼的單一記憶體電路。「群 組記憶體電路」一詞涵蓋結合額外記憶體的記憶體電路，其儲存來自一或更多的控制器的一些或全部的程式碼。
「記憶體電路」一詞可為「電腦可讀取媒體」一詞之子集。「電腦可讀取媒體」一詞(如本說明書中所使用)，不涵蓋透過介質(例如載波)所傳播的暫態電子或電磁訊號，因此「電腦可讀取媒體」一詞可被認為係有形的及非暫態的。非暫態有形電腦可讀取媒體之非限定範例包含非依電性記憶體電路(例如：快閃記憶體電路、可抹除唯讀記憶體電路、或遮罩唯讀記憶體電路)、依電性記憶體電路(例如：靜態隨機存取記憶體電路及動態隨機存取記憶體電路)、磁性儲存裝置(例如：類比或數位磁帶、或硬碟)、及光學儲存媒體(例如：CD、DVD、或藍光光碟)。
本申請案中所述之設備及方法可部份地或完整地透過特殊用途電腦來實行，該特殊用途電腦係藉由配置一般用途電腦來執行一或更多的植入電腦程式中之特定功能而產生。上述功能性方塊及流程圖元件作為軟體說明之用，該軟體說明可藉由熟習技術之技術人員或編程人員的慣常程序作業而轉譯為電腦程式。
電腦程式包含處理器可執行的指令，該等指令係儲存於至少一非暫態有形電腦可讀媒體上。電腦程式亦可包含及/或依靠儲存的資料。電腦程式可涵蓋與特殊用途電腦之硬體互動的基本輸入/輸出系統(BIOS,basic input/output system)、與特殊用途電腦的特定元件互動的裝置驅動程式、一或更多的操作系統、使用者應用程式、幕後服務、及幕後應用程式等。
電腦程式包含：(i)符合語法的描述性文本，例如HTML(超文本標記式語言)或XML(可擴展標記式語言)；(ii)組合碼；(iii)由編譯器從來源碼產生 的目的碼；(iv)用於由直譯器執行的來源碼；(v)用於由即時編譯器編碼與執行的來源碼等。僅作為範例，來源碼可藉由使用來自包含下列各項之語言的語法來寫入：C、C++、C#、Objective-C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran,Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5、Ada、動態伺服器網頁(ASP,active server pages)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、及Python®。
任何敘述於申請專利範圍中的元件並不意為美國專利法§112(f)文意中的手段功能用語之元件，除非元件直接使用「用於...之手段」之措辭來敘述，或在使用「用於...的操作」或「用於...的步驟」的措辭之方法請求項情況下。
在某些實施例中，控制器係為系統的部分，其可為上述範例的部分。此類系統可包含半導體處理設備，含一或複數處理工具、一或複數腔室、用於處理的一或複數工作台、及/或特定處理元件(晶圓基座、氣體氣流系統等)。該等系統可與電子裝置整合，以於半導體晶圓或基板之處理前、處理期間、及處理後控制其操作。可將該等電子裝置稱為「控制器」，其可控制一或複數系統的各種元件或子部件。依據處理之需求及/或系統之類型，可將控制器程式化以控制本說明書中所揭露之製程的任一者，包含處理氣體之輸送、溫度設定(如：加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF,radio frequency)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置及操作設定、進出工具及連接至特定系統或與特定系統介面接合的其他傳送工具及/或負載鎖室之晶圓傳送。
廣泛而言，可將控制器定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許終點量測等之各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟 體的電子設備。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSPs,digital signal processors)、定義為特殊應用積體電路(ASICs,application specific integrated circuits)之晶片、及/或執行程式指令(如：軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在某些實施中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，該配方係用以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒的製造期間，完成一或更多的處理步驟。
在某些實施中，控制器可為電腦的部分或連接至電腦，該電腦係與系統整合、連接至系統、或透過網路連接至系統、或上述之組合。舉例而言，控制器係可位於「雲端」、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前製程、查看過去製造操作之歷史、查看來自多個製造操作之趨勢或性能指標，來改變目前處理之參數，以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在某些範例中，遠端電腦(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。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在某些範例中，控制器接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對該待執行的處理步驟之每一者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及工具(控制器係配置成與該工具介面接合或控制該工具)的類型。因此，如上所述，控制器可分散，例如藉由包含一或更多的分離的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業，例如本說明書中所敘述之製程及控制。用於此類目的之分開的控制器之範例可為腔室上之一或更多的積體電 路，其與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路連通，其結合以控制該腔室上的製程。
例示性系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、潔淨腔室或模組、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、徑跡腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統，但不限於此。
如上所述，依據待由工具執行之製程步驟(或複數製程步驟)，控制器可與下列一或多者通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、群集工具、其他工具介面、鄰接工具、附近工具、位於整個工廠的工具、主要電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的工具位置及/或載入埠的用於材料傳送之工具。

Claims (17)

  1. 一種用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，包含： 外罩，其界定孔穴、內表面、及外表面； 過濾器元件，其配置以過濾該氣體，且包含內表面及外表面，其中該過濾器元件設置於該外罩之該孔穴內，而該過濾器元件之外表面相對於該外罩之內表面呈分隔之關係；及 熱傳遞元件，其設置於該過濾器元件內，且其包含： 外表面； 內孔穴； 多個突起物，設置於該熱傳遞元件的外表面上，並與該過濾器元件的內表面直接實體接觸；及 多個部分，設置於該熱傳遞元件的外表面上，並與該過濾器元件的內表面隔開，且位於該多個突起物之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，更包含設置於該熱傳遞元件之內孔穴中的加熱器。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該過濾器元件包含多孔性金屬過濾器。
  4. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該熱傳遞元件之該多個突起物包含軸向延長的突起物，而該熱傳遞元件之該多個部分包含軸向延長的扇貝形部分。
  5. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，更包含設置於該外罩與該過濾器元件之第一相接端附近的端蓋。
  6. 如申請專利範圍第5項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該端蓋係配置以維持該外罩與該過濾器元件之間的分隔關係。
  7. 如申請專利範圍第5項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該外罩包含氣體入口，該氣體入口與該外罩之內表面及該過濾器元件之外表面之間的圓柱形間隔流體連通，而該端蓋包含氣體出口，該氣體出口與該過濾器元件之內表面流體連通。
  8. 如申請專利範圍第5項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該熱傳遞元件包含圓柱形體部部分及自該圓柱形體部部分之一末端延伸的凸緣部分，且其中該熱傳遞元件及該外罩鄰接該熱傳遞元件之該凸緣部分。
  9. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該外罩及該過濾器元件係由導熱材料所製成。
  10. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，更包含附屬熱傳遞元件，該附屬熱傳遞元件包含附裝至該外罩之外表面的加熱器。
  11. 如申請專利範圍第10項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該附屬熱傳遞元件之該加熱器包含加熱器匣筒。
  12. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該外罩、該過濾器元件、及該熱傳遞元件具有實質圓柱形橫剖面。
  13. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該熱傳遞元件包含配置以容納熱電耦的孔腔。
  14. 如申請專利範圍第7項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該氣體透過該氣體入口而進入該圓柱形間隔，自該圓柱形間隔通過該過濾器元件，且在該多個突起物之間沿該多個部分而導向該氣體出口。
  15. 如申請專利範圍第2項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該熱傳遞元件之該加熱器包含加熱器匣筒。
  16. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中圓柱形間隔係界定於該過濾器元件之外表面與該外罩之內表面之間。
  17. 如申請專利範圍第1項之用於加熱供應至基板處理系統之氣體的加熱過濾器組件，其中該多個突起物及該多個部分沿該熱傳遞元件之體部而軸向延伸。
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