TWI837369B - 具有驅淨功能的用於腐蝕性氣體的蒸氣存儲器 - Google Patents
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Abstract
提供用於半導體處理作業(例如原子層沉積作業)的蒸氣存儲器。如此的蒸氣存儲器可包含充滿一惰性氣體的一周邊充氣部容積,該周邊充氣部容積可減少或防止外部汙染物滲漏進入處理氣體。在若干實作之中,該存儲器可由抗腐蝕材料建造以減少進入處理氣體的內部汙染物。
Description
本揭露內容針對的是用於改進在半導體處理室中存儲器的設計及構造之新技術及器具。
在半導體處理作業期間,一或多種反應物可分配在半導體晶圓上,以實施蝕刻、沉積、清潔、或其他作業。在若干如此的半導體作業之中,該一或多種反應物可能以懸浮在載體氣體之中的汽化形式加以提供,例如:一氣體,在流動經過該半導體晶圓之前,可對所使用的其他反應物為化學惰性或不反應的。
一處理氣體可包含該載體氣體及該汽化反應物。分配在半導體晶圓上的處理氣體可來自一存儲器,在特定溫度及壓力範圍,該存儲器存儲大容積的處理氣體(相對於晶圓處理區域的體積)。於部份處理氣體分配在一或多片半導體晶圓上之前、期間、及之後的半導體處理期間,一存儲器可存儲高揮發性、毒性、及/或活性的處理氣體。
在此說明書中所述申請標的的一或多個實作的細節,在以下附隨圖示及實施方式章節加以闡明。其他特徵、實施態樣、及優勢將由實施方式章節、圖式、及專利申請範圍而變得顯而易見。以下的非限制的實作被視為本揭露內容之部份;其他實作亦將由本揭露之整體及隨附圖式而清楚明白。
在此揭露的實作的一個實施態樣,可提供一種器具用於半導體處理工具中。該器具可包含具有底部開口的一鐘罩、佈置在底部開口周圍且自該處徑向向外延伸的一或多個凸緣結構、及一密封表面;該器具亦可包含一主O形環及一板件。該板件可具有第一側及與第一側相反的第二側,該鐘罩可能定位成使該密封表面相鄰於該第一側,一主O形環溝槽可被定位在該板件的第一側及/或該鐘罩的密封表面之中,該主O形環可至少部分地被定位在該主O形環溝槽內且可被夾在該鐘罩的密封表面及該板件的第一側之間,且該板件可包含一或多個流體密封介面。每一流體密封介面可包含:(i) 一埠,位在該主O形環的內部周邊的內側且自第一側至第二側而延伸通過該板件,及(ii)至少一驅淨氣體出口,位在該板件的第二側之上且藉由位在該板件內對應的一驅淨氣體通道,與位在該板件第一側之上對應的驅淨氣體入口呈流體相連。該器具可進一步包含:一或多個夾持結構,具有一底面及一內部凸緣,該底面靠近於該板件第一側的一底面,該內部凸緣自該處徑向向內延伸並靠近該一或多個凸緣結構;以及一周邊充氣部容積,至少部份由以下所界定:該主O形環、該主O形環溝槽的一部份、該板件第一側的一部份、該密封表面的一部份、及在該一或多個夾持結構的內部凸緣與該密封表面之間的該一或多個凸緣結構每一者的至少一部份。該器具可能亦包含一或多個驅淨廊道溝槽,其(a)位在該板件及/或一或多個夾持結構之中,及(b)佈置在該主O形環溝槽周圍;該一或多個驅淨廊道溝槽可與該周邊充氣部容積及該器具內每一驅淨氣體入口呈流體相連,且一驅淨氣體饋送入口可與該一或多個驅淨廊道溝槽呈流體相連。
在若干實作之中,該器具可進一步包含具有一底部開口及一底面的一鐘罩蓋。鐘罩蓋的底面可靠近第一板件的第一側,且該鐘罩可被容納在一容積之內,該容積至少部份由該板件的第一側及鐘罩蓋的內部表面所界定。該周邊充氣部容積可能至少部份由鐘罩蓋的內部表面及該鐘罩的外部表面所額外界定。
在若干實作之中,該一或多個夾持結構可係該鐘罩蓋的部份,其中該一或多個夾持結構的底面係該鐘罩蓋的底面,且該一或多個夾持結構的內部凸緣係該鐘罩蓋的一內部凸緣。
在若干實作之中,該鐘罩蓋可具有靠近該板件第一側的該底面的一內邊緣,該一或多個驅淨廊道溝槽可位在該內邊緣之外,且該鐘罩蓋可具有複數的驅淨氣體埠,該驅淨氣體埠使該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積相連接。在若干實作之中,該複數的驅淨氣體埠,可在垂直於該驅淨廊道溝槽所遵循的路徑的一平面之中,具有比該驅淨廊道溝槽截面積的大約10%來得更小的截面積。
在若干實作之中,該一或多個夾持結構可藉由在該鐘罩蓋的底部開口的周邊周圍延伸的一內部凸緣所提供。在若干實作之中,該器具可包含靠近該板件第二側的一或多個加熱元件。在若干實作之中,該器具可包含一或多個溫度感測裝置,每一溫度感測裝置與該鐘罩、該板件、或該一或多個流體密封介面其中一者接觸。
在若干實作之中,該一或多個凸緣結構可係單凸緣結構。在若干實作之中,該一或多個夾持結構可係單夾持結構。在若干實作之中,該一或多個凸緣結構可係單凸緣結構,且該器具可進一步包含一次要O形環及位在該單凸緣結構及/或該單夾持結構之中的一次要O形環溝槽,且該次要O形環可至少部份加以定位在該次要O形環溝槽內且可徑向地插入在該單凸緣結構與該單夾持結構的第二表面之間。
在若干實作之中,可有六個流體密封介面。在若干實作之中,該主O形環溝槽可位在該板件之中。在若干實作之中,每一流體密封介面可包含:一凸緣板、一介面O形環、及位在該凸緣板及/或該板件第二側之中的一介面O形環溝槽。
在若干實作之中,該器具可包含一蒸氣存儲容積,該蒸氣存儲容積至少部份藉由該鐘罩的內部表面、該主O形環、及/或該板件的第一側所界定。
在若干實作之中,該器具可進一步包含與該鐘罩容積呈流體相連的一泵,及包含一或多個處理器及一或多個記憶裝置的一控制器。該一或多個處理器、該一或多個記憶裝置、及該泵可能與彼此可操作地相連,且該一或多記憶裝置可能儲存電腦可執行指令以控制該一或多個處理器以使得該泵減少在該鐘罩容積之中的絕對壓力至小於10 torr到200 torr的位準。
在若干實作之中,驅淨氣體饋送入口可與包含一惰性氣體的一氣體供給件連接。在若干實作之中,惰性氣體可包含氬、氦、氮、及氖的一或多者。在若干實作之中,該器具可包含至少部份地定位在該一或多個凸緣結構與該一或多個夾持結構之間的一次要O形環。
在若干實作之中,該主O形環可包含平坦的、環形的一段,該段自一環狀段徑向向內延伸。
在若干實作之中,該器具可包含複數的驅淨氣體埠,該驅淨氣體埠使該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積相連接。該複數的驅淨氣體埠每一者可在垂直於該驅淨廊道溝槽所遵循的路徑的一平面中具有比該驅淨廊道溝槽截面積的大約10%來得更小的截面積。
在若干實作之中,該一或多個驅淨廊道溝槽可由單驅淨廊道溝槽所提供。在若干實作之中,該單驅淨廊道溝槽可在該主O形環溝槽周圍形成完整的一環路。在若干實作之中,該一或多個流體密封介面的一或多者可與一氣體供給源相連接。在若干實作之中,該一或多個流體密封介面的一或多者係用於分配氣體的出口介面。
在若干實作之中,該鐘罩及/或該板件可對含氯化合物係非活性的。在若干實作之中,該鐘罩及/或該板件可對含氟化合物係非活性的。在若干實作之中,該鐘罩及該板件可各自包含以下材料的一或多者:石英(SiO2
),有藍寶石(Al2
O3
)塗層的石英,有氧化鋁(Al2
O3
)塗層的石英,有氧化釔(Y2
O3
)塗層的石英,有釔安定氧化鋯(ZrO2
)塗層的石英,有氧化鋁/氧化釔疊層塗層的石英,有石英塗層的硼矽玻璃,有藍寶石塗層的硼矽玻璃,鋁合金,有氧化鋁塗層的鋁6061,有氧化鋁塗層的鋁7075,或有氧化鋁塗層的鋁3003,有硬質陽極處理(Al2
O3
)塗層的鋁合金,有硬質陽極處理塗層的鋁6061,有硬質陽極處理塗層的鋁7075,或有硬質陽極處理塗層的鋁3003,有 無電解高磷鎳鍍覆(NiP)的鋁合金,有 無電解高磷鎳鍍覆(electroless high phosphate nickel plating)的鋁6061,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁7075,或有 無電解高磷鎳鍍覆的鋁3003,有著聚合物聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、或聚對二甲苯塗層的鋁合金,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗層的鋁6061,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗層的鋁7075,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗層的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼合金,有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼316,或有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼304,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗層的不鏽鋼合金,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗層的不鏽鋼316,或有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼304,抗腐蝕Ni-合金,赫史特合金C-22,赫史特合金C-276,赫史特合金B-2,或英高鎳合金718。
所揭露實作的這些及其他特徵將在以下參考相關圖示加以細節描述。
在以下實施方法之中,許多特定細節被闡明以提供對本實作的透徹理解。在此所揭露的實作可在沒有若干或全部這些特定細節的情況下實施。此外,儘管所揭露實作將與特定實作結合加以描述,將理解到,特定實作不旨在限制所揭露實作。
在此所揭露者係用於將汽化前驅物或其他反應物輸送至一或多個半導體處理腔室的方法、技術、系統、及器具。在此揭露的概念可能尤其適用在循環、多相的半導體處理作業,例如ALD或ALE製程,且可能亦適合用於單站或多站半導體處理工具,亦即在同腔室或在共用一或多個工具子系統的複數獨立腔室之中可同時處理複數半導體晶圓之工具,例如一控制器、氣體分配系統、真空泵系統、等等。如果希望的話,在此揭露的概念可能亦被實現在不涉及循環、多相的半導體處理作業及/或在單站半導體處理工具之中的情形。
本發明人理解現有的半導體處理系統(例如,用於實施ALD作業者)可能在若干方面提供不理想的表現。例如,許多ALD系統使用質量流控制器(MFC)以控制一前驅物流至正在接受ALD處理的半導體晶圓的流量。然而,ALD前驅物的給料週期其實相當短,例如在小於1秒或普遍不多於2-3秒的數量級。相反的,MFC具有非常慢的反應時間,例如比前驅物給料週期來得更長。因此,使用MFC以調節前驅物給料的ALD系統將通常在該MFC的下游包含一轉向或分流閥──前驅物流可因此分配到處理室(於該處其流動橫跨該半導體晶圓)或轉向至排氣系統。無論前驅物最終被輸送的目的地,流經該MFC的前驅物的流量可維持在相對穩定的狀態。在如此的系統之中,有時會根據MFC所提供的質量流量,藉由啟動該轉向閥(有著比該MFC更快得多的反應時間)加以控制輸送到處理室的前驅物的量。然而,此方法非常之浪費,這是因為前驅物必須持續流動經過MFC,且未輸送至半導體晶圓的前驅物因此必須被輸送至排氣系統中,於該處將其廢棄。MFC亦係昂貴的構件,且在多站半導體處理工具之中,為了如此目的,每一站將需要自己的MFC及轉向閥。
多站式ALD工具可對在工具之中正在處理的半導體晶圓使用低蒸氣壓前驅物的脈衝沉積。如此的工具(例如)可使用像是五氯化鎢或六氯化鎢之前驅物,該前驅物可能以汽化形式懸浮在惰性或其他非活性載體氣體之中。取代使用習用之MFC/轉向閥方法,將汽化前驅物提供至相對較大的一蒸氣存儲器,並接著依需求計量出通往一或多個處理室的小量汽化前驅物,是更為有效率的。可藉由蒸氣入口對如此的蒸氣存儲器自一或多個汽化器提供汽化前驅物,且該蒸氣存儲器藉由對應的蒸氣輸送線路連接至一或多個處理室。需要理解到,在此所討論之蒸氣存儲器不應與汽化器本身的工作容積混淆,該工作容積即係固態物或液態物的汽化真正發生處(固態至氣態的轉變技術上稱為昇華,但為了此應用之目的,術語「汽化」或相似者應被理解為指涉固態或液態材料至氣態的轉變)。當「蒸氣存儲器」之術語在此使用,係指涉一存儲器,其接收已夾帶在一載體氣體之中但本身不包含待蒸發的固態或液態物質的蒸氣。例如,液體或固體前驅物可存放於具有一容積的安瓿之中;該前驅物可在該安瓿容積內被蒸發,從而產生一蒸氣──此蒸氣可接著藉由管件、管路、或其他流通截面積相對較小的管道(與安瓿自身的流通截面積相比)往下游輸送至該蒸氣存儲器──由於該安瓿包含待蒸發之固態或液態反應物,該安瓿自身將不被認為係蒸氣存儲器。可用以實現在此所討論之實作的若干汽化器之例可見於授證於2018年10月2日的美國專利第10087523號,並藉由引用將其全部納入於此。
汽化前驅物自該蒸氣存儲器至每一獨立處理室的流動可藉由對應的一閥加以調節,可啟動該閥以輸送非常短的脈衝,例如數秒、500 ms或以下、50 ms或以下等等的脈衝寬度的汽化前驅物至該處理室。該蒸氣存儲器的容積可尺寸製作成使其包含足夠的前驅物,俾使自該蒸氣存儲器向其可能連接的任一處理室提供單一前驅物劑量不會負面影響該蒸氣存儲器同時輸送準確劑量至其所連接的其他處理室的能力(雖然在處理期間,該劑量可能亦加以非同步地輸送)。
為了使前驅物維持在蒸氣態,以允許準確給料,及與該處理室中的壓力呈壓力相容,該蒸氣存儲器可被維持在相對較低的壓力,例如中度真空,在大約10 torr與大約200 torr之間、在大約10 torr與大約20 torr之間、或在大約50 torr與大約200 torr之間。通常,在處理作業期間,該蒸氣存儲器的壓力將係該處理室之壓力的至少大約兩倍。因此,儲存在該蒸氣存儲器內的氣體量(汽化前驅物及載體氣體二者)在體積上可能係相當稀釋的。一泵可與該蒸氣存儲器呈流體相連,可控制該泵以減少該蒸氣存儲器內的壓力。
在若干實作之中,儲存在蒸氣存儲器中的處理氣體可係氯化前驅物或氯氧化物,包含六氯化鎢、五氯化鎢、氧四氯化鎢、二氯二氧化鎢、五氯化鉬、氧四氯化鉬、二氯二氧化鉬、及四氯化鈦。在若干實作之中,處理氣體係氟化前驅物或氟氧化物,包含六氟化鎢、五氟化鎢、氧四氟化鎢、二氟二氧化鎢、五氟化鉬、氧四氟化鉬、二氟二氧化鉬、及四氟化鈦。在若干實作之中,處理氣體可遵循MeClx
、MeOy
Clx
、MeFx
及/或MeOy
Fx
之通式,其中Me代表:鈦(Ti)、鎢(W)、鉬(Mo)、釕(Ru)、鈮(Nb)、及/或銠(Rh),而x及y二者大於或等於1。在若干實作之中,可使用溴化及碘化前驅物,其遵循MeHalx
(異-MeOy
Halx
)及/或MeOy
Halx
的通式,其中Hal代表:氯、氟、溴、及/或碘。
可以設計諸如本文所討論的蒸氣存儲器,以使其具有界定蒸氣存儲器內的容積的大致兩個主要部分:一鐘罩及將該鐘罩底部密封的一板件。舉例來說,該鐘罩可界定出該蒸氣存儲器內的容積的一或多個三維內部表面,而該板件可大致界定出該蒸氣存儲器內的容積的一標稱平坦的(例如,大致係二維的)表面。將理解到,在此所討論的該板件及鐘罩結構,或因此提供之功能性,可能以數種方式加以提供,包含以組合件的方式,其中該板件及/或該鐘罩可係其他構件的組合件。例如,該鐘罩可作為一圓柱部份及一圓頂蓋部份的組合件加以提供,當組合完成,該組合件提供相似於在此討論的單件式鐘罩的內部容積。
流動自及至一蒸氣存儲器的處理氣體可使其腐蝕,這引起汙染物及微粒而因此是不理想的。為減少汙染物的數量及減少部件更換的頻率,可選擇抗腐蝕材料用於蒸氣存儲器的建造。若干抗腐蝕材料(如陶瓷或石英)較金屬合金(如赫史特合金)來得不昂貴,但亦較難加工。因此,在若干實作之中,蒸氣存儲器的若干部份(如板件)可包含被加工的一金屬合金,而抵住該板件形成密封的鐘罩可能需要較少的加工而可能包含陶瓷。
在鐘罩及板件之間的密封可能不完全防漏。由於蒸氣存儲器通常維持在小於大氣壓的壓力,滲漏將空氣引入處理氣體,可能造成汙染物(如水蒸氣)或其他微粒進入處理氣體流,且因此可能汙染正在處理的晶圓。一種解方係將處理氣體容積封閉在惰性氣體(亦稱為驅淨氣體)的周邊充氣部容積之內,該惰性氣體如果維持在大於處理氣體容積的壓力,則在周邊充氣容積及處理氣體容積之間的任何滲漏將導致惰性氣體與處理氣體混合,此將不導致有害汙染。更進一步,在若干實作之中,周邊充氣部容積具有大於一大氣壓的壓力,使得在周邊充氣部容積與大氣之間的任何滲漏將導致惰性氣體流入蒸氣存儲器周圍的空氣,而非相反之情形。此可提供額外的保護佈設以對抗污染物與處理氣體的混合。在若干實作之中,惰性氣體係氬、氦、氮、或氖之一者或多者。在若干實作之中,惰性氣體的氣體供給件可使用一閥以與周邊充氣部容積連接,該閥被配置以調節惰性氣體的流動及周邊充氣部容積內的壓力。
圖1根據若干實作顯示蒸氣存儲器100的一分解圖。如先前所討論,該蒸氣存儲器100包含一鐘罩102及一板件110,在它們之間可大致界定該蒸氣存儲器100的內部容積。該鐘罩102及該板件110可能以夾在它們之間的一主O形環108加以組合,以在二構件之間的介面提供大致氣密密封。在若干實作之中,可提供一鐘罩蓋138,該鐘罩蓋138可附接至板件110且可用以在該鐘罩102之上提供一保護屏蔽。舉例而言,該鐘罩蓋138可由鋁、不鏽鋼、或其他相對耐用的材料所製成,以對該鐘罩102提供衝擊保護,在若干實作之中,該鐘罩102可由相對較脆的材料所製成,例如石英或陶瓷。在若干實作之中,該鐘罩蓋138可能亦與一夾持結構加以整合,該夾持結構可被用以將該鐘罩102相對於該板件110維持在適當位置。在所示實作之中,該鐘罩102具有一外部凸緣104(可在後續圖中更細節地看到)且鐘罩蓋138具有一內部凸緣,當沿著垂直於該板件110的一軸觀看時,該內部凸緣與鐘罩102的外部凸緣重疊。舉例而言,鐘罩蓋138可能以複數扣件(例如螺絲、或其他安裝系統)栓鎖至板件110,而鐘罩102的外部凸緣可能因此卡在鐘罩蓋138的內部凸緣與板件110之間。對以相對脆性的材料(如石英或陶瓷)所製成的鐘罩102而言,如此的佈置可被配置以避免壓縮(或僅輕微擠壓)在鐘罩102之上的外部凸緣,以避免使鐘罩102的外部凸緣可能受到過度應力而使得鐘罩102可能破裂及損壞。如此的夾持佈置可用以將鐘罩102大致維持在適當位置,因此當鐘罩102內的壓力減少(例如,藉由使用一泵)時,確保在鐘罩102之上由大氣/周遭空氣給予的外部壓力將使得鐘罩102壓在主O形環108上,從而實質上將鐘罩102內的容積密封。
板件110可用作對蒸氣存儲器100的內部容積的入口及出口的主要介面,且可具有暴露於該儲存容積的內部的第一側112,以及與第一側相反的第二側,該第二側與蒸氣輸送線路121連接。該板件亦具有連接特徵部115(例如,螺樁或用於螺紋扣件的通孔),可被用以使板件110與鐘罩蓋138相連接,但是亦可使用其他扣接系統(例如,卡口式安裝座、螺紋軸環等等)以將鐘罩蓋138與板件110連接。主O形環108可裝入板件110的一主O形環溝槽,但是在若干實作之中,該主O形環溝槽可替代地或額外地定位在鐘罩102與主O形環108相配的面之中。
可提供蒸氣輸送線路121以自蒸氣存儲器100的內部容積,例如經由噴淋頭或位在半導體處理工具的每一站的其他氣體分配站,輸送處理氣體至每一站(未顯示)。蒸氣輸送線路121可使用例如板件110的流體密封介面118以與蒸氣存儲器100加以流體相連。流體密封介面118每一者可能通常包含:在板件110之中的一通孔,該通孔自板件110的第一側112延伸至板件110的第二側,氣體可經由該通孔傳遞至或自該蒸氣存儲器容積;以及用於將蒸氣輸送線路121安裝至板件110的特徵部,例如,自板件110的第二側突出的螺樁或在板件110的第二側之中用於接受螺絲或螺栓的螺紋盲孔。流體密封介面118可被設計以與密封構件(如O形環)介接。在若干實作之中,用於容置該密封構件的額外特徵部可被包含在該流體密封介面之中,例如,可在板件110的第二側之上的一流體密封介面118的通孔周圍提供用於接受O形環的一環形溝槽,但是如此的特徵部可額外地或替代地被包含在例如蒸氣輸送線路121或相似構件的一或多個凸緣板之中。在若干實作之中,除了底部之外,或替代底部,該流體密封介面可定位在該蒸氣存儲器的頂部、或側部之上。在如此的實作之中,該通孔可定位在該蒸氣存儲器的頂部或側部。
在若干實作之中,可能有著對蒸氣存儲容積103進行監控的一蒸氣濃度感測器154以(例如)取樣在蒸氣存儲容積103內的氣體。蒸氣濃度感測器154可被用以確定在蒸氣存儲容積103內的處理氣體的壓力、相對濃度、或溫度。此資訊可接著被控制器用以調整該蒸氣存儲器的作業參數。該蒸氣濃度感測器可藉由相同於蒸氣輸送線路121的方式使用一流體密封介面與蒸氣存儲容積103加以流體相連。
在若干實作之中,可能亦有一轉向線路(未顯示),其可用以在不將氣體分配至每一站的情況下,使氣體流動經過蒸氣存儲容積103。一轉向線路可藉由相同於蒸氣輸送線路121的方式使用一流體密封介面與蒸氣存儲容積103加以流體相連。該轉向線路亦可用以將一泵連接至該蒸氣存儲容積。
在若干實作之中,一或多個加熱元件139(例如,電阻加熱墊或毯)可被定位在鐘罩蓋138之上或周圍。該等加熱元件可被用以將蒸氣存儲器100維持在恆溫,該恆溫在若干實作之中於作業期間可在130℃至200℃之間。在若干實作之中,可沒有鐘罩蓋,例如在如果鐘罩102係以不鏽鋼或其他不易受到脆性破壞的材料所製成的情況下,而在如此的實作之中,如果希望的話,該等加熱元件可直接放置在鐘罩自身之上。在若干實作之中,該加熱元件或一額外的加熱元件可被放置靠近於板件110的第二側。
在若干實作之中,該蒸氣存儲器可包含一或多熱電偶148,該熱電偶148可與該板件及/或該鐘罩接觸。例如,一熱電偶148a可經由在該鐘罩蓋之中的一感測器埠149與該鐘罩接觸;熱電偶148可有彈簧加壓的熱敏感尖端以允許該熱電偶主體被安裝在板件110及/或鐘罩蓋138之中,而仍允許熱電偶148的尖端壓在待監控表面以提供良好熱接觸。在若干實作之中,額外的熱電偶可與一或多個蒸氣輸送線路121(未顯示)相連接,例如,一額外的熱電偶可被配置以與每一蒸氣輸送線路121的外部表面接觸以監控每一該蒸氣輸送線路的溫度。在若干實作之中,取代熱電偶,可使用不同的一溫度感測裝置以測量各種不同構件的溫度。
圖2以組合、非展開的狀態顯示圖1的蒸氣存儲器100的一視圖。如可見,鐘罩蓋138及板件110將該鐘罩及該主O形環(未顯示)封裝。可以看到來自板件110底部的蒸氣輸送線路121,以及蒸氣濃度感測器154。
如所示,蒸氣存儲器100可基本上係圓形的。需理解的是,亦可使用其他形狀及配置的蒸氣存儲器100。
圖3A-C根據若干實作顯示蒸氣存儲器100的剖面圖以及該剖面部份的重點詳細視圖。圖3B顯示如圖3A所示的蒸氣存儲器100左側的剖面部份的詳細視圖,而圖3C係在圖3A所示的蒸氣存儲器100的右側的不同的剖面部份的第二視圖。
在圖3B之中,蒸氣存儲器100的剖面圖係加以顯示,其中板件110具有第一側112及第二側114,其中第一側112及第二側114分別以虛線表示。板件110的第一側112可具有一主O形環溝槽116及至少部分定位在主O形環溝槽116之中的一主O形環108。在若干實作之中,主O形環108可完全在主O形環溝槽116之內。主O形環108係定位在板件110及鐘罩102的一密封表面106之間,形成一蒸氣存儲容積103,該蒸氣存儲容積103至少以板件110、主O形環108、及鐘罩102所界定。在若干實作之中,該主O形環可具有自一環狀段徑向向內延伸且定位在板件110及密封表面106之間的一平坦段。這可能有助於減少在主O形環108的環狀段之上的壓力,及增進該密封件的品質及壽命。在若干實作之中,主O形環溝槽116可位在板件110之中,而在其他實作之中,該主O形環溝槽可位在鐘罩102之中。在若干實作之中,該主O形環溝槽可部份地位在板件110及鐘罩102二者之中。
鐘罩102亦可具有圍繞鐘罩102的周邊延伸的外部凸緣104。雖然在所示實作之中,鐘罩102具有環形的一外部凸緣104,該外部凸緣104形成在整個鐘罩102的周緣周圍延伸的單凸緣結構,在其他實作之中,外部凸緣104可包含圍繞鐘罩102的外周緣而相間隔的複數凸緣結構。外部凸緣104靠近鐘罩蓋138的內部凸緣128。在若干實作之中,此內部及外部凸緣可被設計為,當鐘罩蓋138與板件110接觸時,在此等凸緣之間具有一小間隙(例如,大約0.010英吋),以防將內部凸緣128過度夾持在外部凸緣104之上。
鐘罩蓋138亦可具有接觸到板件110的一底面130。鐘罩蓋138及板件110可使用多種習知方法的任何一種加以連接;在所示例之中,板件110具有穿過它的一圓形陣列的孔洞,且鐘罩蓋138的底面130具有一匹配圖案之螺紋盲孔,允許螺絲鎖入鐘罩蓋138以將鐘罩蓋138夾持至板件110。在其他實作之中,鐘罩蓋138及板件110可使用其他機制連接。
在若干實作之中,一次要O形環150可在內部凸緣128及底面130之間沿著鐘罩蓋138的一內部表面加以定位。在若干實作之中,次要O形環150可定位在該鐘罩的外部凸緣104與鐘罩蓋138的一內部表面之間,如圖3B所示。在如此的實作之中,鐘罩蓋138可在內部表面之中具有一次要O形環溝槽152,其中該次要O形環溝槽152可收納次要O形環150,使得次要O形環150部份被定位在鐘罩蓋138的內部表面之內。在若干如此的實作之中,次要O形環150可按一定尺寸製作以使得次要O形環150不在鐘罩蓋138及鐘罩102之間形成一氣密或液密密封;在如此的實作之中,次要O形環150可能替代地作為彈性緩衝器,作用以使鐘罩102相對於鐘罩蓋138及板件110定心,以及在鐘罩102及鐘罩蓋138之間緩衝潛在的衝擊。在若干實作之中,次要O形環溝槽152可位在鐘罩102的最外表面,而非鐘罩蓋138之中。
如先前所討論,在若干實作之中,可能根本沒有鐘罩蓋138。例如,雖然在圖1所示實作之中包含一鐘罩蓋138,該鐘罩蓋138包含一夾持結構呈該鐘罩蓋138之中的內部凸緣128形式,其他實作可能省略鐘罩蓋138,而可能利用延伸在鐘罩102周圍的一夾持環(相似於部份的鐘罩蓋138,包含所示該夾持結構但沒有鐘罩蓋138的圓柱壁及圓頂)替代。在如此的實作之中,一O形環可被放置在內部凸緣128的底面及外部凸緣104的上表面之間,以避免將外部凸緣104與內部凸緣128直接夾持,且亦至少提供部分氣密的一密封。在其他實作之中,被用以將鐘罩102維持在適當位置的該一或多個夾持結構可自鐘罩蓋138加以分離,例如,可在外部凸緣104的周邊周圍使用複數的線夾將鐘罩102夾持在板件110上的適當位置,而鐘罩蓋138接著被固定在板件110以覆蓋鐘罩102與線夾夾持結構。
無論是否有一鐘罩蓋,在此所討論的該蒸氣存儲器之實作可包含至少部份以主O形環108、主O形環溝槽116、及第一側112所界定的一周邊充氣部容積132。周邊充氣部容積132可實質上係一密閉容積,其可能以氣體(例如惰性氣體)加壓以置換任何的環境大氣空氣,否則該空氣可能會潛在地與該主O形環接觸並因此有著穿過該主O形環108被吸入蒸氣存儲容積103之中的風險。在若干實作之中,周邊充氣部容積可額外地藉由鐘罩蓋138的內部表面所界定,例如在底面130與內部凸緣128兩者之間的鐘罩蓋138的內部表面。在若干實作之中,周邊充氣部容積可藉由該一或多個夾持結構的內部凸緣128額外地加以界定。
在此所討論的該蒸氣存儲器亦可包含可能位在板件110之中的一驅淨廊道溝槽134。在若干實作之中,可能有在該板件的周邊周圍延伸的一單驅淨廊道溝槽。在若干實作之中,可能有非連續且部份地在該板件的周邊周圍延伸的一或多個驅淨廊道溝槽。在若干實作之中,驅淨廊道溝槽134可能僅在板件110的第一側112,而在其他實作之中,該驅淨廊道溝槽可能位在鐘罩蓋138的底面130(或夾持結構,如果沒有鐘罩蓋的話)與板件110的第一側112的其中之一者或二者之中。
在若干實作之中,一或多個驅淨氣體饋送入口136可被包含在板件110的第二側114之中;如此的驅淨氣體饋送入口每一者可與一驅淨廊道溝槽134連接。該驅淨氣體饋送入口可能可連接至一驅淨氣體供給件且被配置以允許驅淨氣體流動進入驅淨廊道溝槽134。在若干實作之中,可有著與該一或多個驅淨廊道溝槽相連接之複數驅淨氣體饋送入口。驅淨廊道溝槽可允許驅淨氣體(或相對於蒸氣存儲器100內所含之處理氣體而言,係功能上惰性或非活性之其他氣體)分配至環繞主O形環108的位置。
圖3C係在圖3A所示蒸氣存儲器100的不同剖面部份的第二視圖。圖3C顯示驅淨廊道溝槽134,其在所示實作之中係與圖3B所示驅淨廊道溝槽134相同而呈一環型溝槽,但在若干實作之中,可係不同的驅淨廊道溝槽,例如:如果使用二個C形驅淨廊道溝槽,每一者藉由相對應的一驅淨氣體饋送入口136提供驅淨氣體。在若干實作之中,周邊充氣部容積132及驅淨廊道溝槽134(於此可能亦簡單地以「驅淨廊道」稱之)可能普遍係單一、整合的容積(cohesive volume),例如:周邊充氣部容積132及驅淨廊道溝槽134可在鐘罩102的大部份或全部周緣的周圍與彼此流體相連。
然而在其他實作之中,如圖3C所示,周邊充氣部容積132及驅淨廊道溝槽134可有意地僅沿鐘罩102的周緣在分散的位置流體相連。舉例而言,複數的驅淨氣體埠142可在鐘罩102周緣周圍相間隔的位置上加以提供;如此的驅淨氣體埠142每一者可按一定尺寸製作以具有比驅淨廊道溝槽134的截面積小得多(例如,小一個數量級或更小)的截面積(如此的截面積取在與氣體流動經過驅淨氣體埠142或驅淨廊道溝槽134的總體行進方向垂直的平面上)且可具有開通入驅淨廊道溝槽134的第一端,及與第一端反向、開通入周邊充氣部容積132的第二端,以在驅淨廊道溝槽之內產生背壓,使得驅淨氣體經由所有的驅淨氣體埠均勻地分配。在如此的實作之中,驅淨廊道溝槽134可定位在鐘罩蓋138的內邊緣之外,使得鐘罩蓋138的底面覆蓋驅淨廊道溝槽134,且驅淨氣體埠142被定位在鐘罩蓋138之中。
驅淨廊道溝槽134可與驅淨氣體入口124加以流體相連,驅淨氣體入口124可被用以提供對可流動經過蒸氣存儲器100的處理氣體為惰性或非活性的一驅淨氣體(或者,如果驅淨氣體經由主O形環108或其他密封件少量地被吸入該存儲器容積及/或蒸氣輸送線路121,不會以其他方式對半導體處理作業造成負面影響的一驅淨氣體)。驅淨氣體可流動進入驅淨廊道溝槽134並接著分配至(例如,經由驅淨氣體埠142)周邊充氣部容積132之中,其中該驅淨氣體可圍繞主O形環108的外部表面且替換任何可能佔據周邊充氣部容積的大氣或環境空氣。因此,如果有經由主O形環108進入蒸氣存儲容積103的滲漏,被吸入蒸氣存儲容積103之中的氣體將係驅淨氣體而非環境空氣,從而保護半導體處理作業免於污染或其他不利影響。可調節進入驅淨廊道溝槽134的驅淨氣體的流量,以使驅淨廊道溝槽內的驅淨氣體的壓力維持在規定範圍內,例如在大氣壓以上大約50 torr與大約250 torr之間;如此的調節可主動地實施,例如使用壓力感測器及閥以控制驅淨氣體流動至驅淨廊道溝槽134,或可被動地實施,例如:藉由確定來自蒸氣存儲器100的驅淨氣體的平均滲漏率,而接著調整驅淨氣體的流量以應對該滲漏率。舉例而言,驅淨氣體可經由為熱電偶提供的埠(其可能普遍插著熱電偶,但可能非氣密介面),或經由鐘罩蓋138與板件110之間的介面(其可能係金屬至金屬的接觸介面,雖然緊密接合,但可能未裝配真正的密封件而可能因此出現氣體滲漏),自鐘罩蓋138滲漏而出。
除了上述經由周邊充氣部容積132對板件110的第一側112之上的主O形環108提供驅淨氣體的特徵之外,蒸氣存儲器100亦可包含用於亦使驅淨氣體分配至位在板件110的第二側114上的元件或特徵部的額外特徵。舉例而言,每一流體密封介面118可提供額外的一潛在滲漏路徑,讓大氣空氣進入來自蒸氣存儲器100的處理氣體流,例如藉由流動進入蒸氣輸送線路121之中(其中,取決於流動條件,滲漏氣體可接著回流進入蒸氣存儲容積103之中或進入藉由蒸氣輸送線路121提供處理氣體的半導體處理室之中)。
為減輕此潛在滲漏的影響,如在此所述的蒸氣存儲器可在板件110之中具有額外特徵部以促進每一流體密封介面118的局部驅淨。舉例而言,該一或多驅淨廊道溝槽可與每一流體密封介面118藉由對應的一驅淨氣體通道123而流體相連,驅淨氣體通道123每一者可具有開入一介面O形環溝槽160的一驅淨氣體出口122,該介面O形環溝槽160用於可將流體密封介面118密封的一介面O形環158;驅淨氣體通道123亦可具有相對應的驅淨氣體入口124,該驅淨氣體入口124開入驅淨廊道溝槽134以允許驅淨廊道溝槽134亦對流體密封介面118的介面O形環溝槽160亦以驅淨氣體加壓,從而替換任何可能相鄰於介面O形環158密封的大氣空氣,且防止如此的大氣空氣免於潛在地被吸入通過介面O形環158之密封而進入處理氣體流。驅淨氣體通道123被顯示為在板件110之中。在所示實作之中,驅淨氣體通道123藉由自板件110的周邊徑向向內鑽出的一孔洞所提供,接著以例如一固定螺絲(如所示)插入該孔洞;相對應的驅淨氣體入口及驅淨氣體出口接著自相反側鑽入板件110,以與驅淨氣體通道123相交。
在若干實作之中,驅淨氣體通道123可由自第一側112徑向向內鑽出、並與第一測112成一角度之一孔洞所提供,該驅淨氣體通道123與驅淨廊道溝槽134及驅淨氣體出口122相交。因為驅淨氣體通道直接連接至驅淨廊道溝槽134,在如此的實作之中沒有驅淨氣體入口124。在若干實作之中,驅淨氣體通道123亦可部份位在鐘罩蓋138之中。
在若干實作之中,蒸氣輸送線路121(或其他可與板件110連接之氣體流構件,例如一處理氣體入口)可包含連接至板件110的第二側114的一凸緣板156,且介面O形環溝槽160可位在凸緣板156之中。在其他實作之中,該介面O形環溝槽可位在板件110的第二側114,或部份位在凸緣板156及第二側114二者之中。無論介面O形環溝槽160係位在哪一或哪些部份之中,相對應的流體密封介面118之驅淨氣體出口122可被定位,使得自驅淨氣體出口122進入介面O形環溝槽160的驅淨氣體實質自由流動,例如:當沿著板件110的第二側114的垂直方向觀看時,使得驅淨氣體出口122與介面O形環溝槽160重疊。
流體密封介面118每一者亦包含延伸通過板件110的一埠120;該埠120係在主O形環108的周邊之內,使得埠120與蒸氣存儲容積103流體相連。因此,流體密封介面118每一者可包含至少一相對應的埠120、驅淨氣體出口122、及一或多安裝特徵部(例如螺樁、螺紋孔等等),以允許將流體流動構件(例如蒸氣輸送線路121)之安裝至流體密封介面。如以上所討論,流體密封介面118可能亦包含一介面O形環溝槽160(假設介面O形環溝槽160係被加工至板件110而非例如凸緣板156或相似者)。在若干實作之中,流體密封介面118可能亦包含,例如:凸緣板156、介面O形環溝槽160、及介面O形環158。在所繪示實作之中,有著六個流體密封介面118──四者用於經由蒸氣輸送線路121提供處理氣體至半導體處理室、一者用於提供處理氣體至蒸氣存儲器100、及一者用於允許對蒸氣存儲容積103的接取進行監控,例如:允許一蒸氣濃度感測器對蒸氣存儲容積103內的氣體進行取樣。將可以理解到,可提供任何數量的流體密封介面118。
圖4係蒸氣存儲器100的另一剖面圖。如可見,板件110及鐘罩102界定一蒸氣存儲容積103。鐘罩蓋138的內部表面、鐘罩102的外部表面、及板件110,可能部份地界定一周邊充氣部容積132。周邊充氣部容積可延伸超出鐘罩102,包覆鐘罩102。蒸氣輸送線路121經由流體密封介面118連接至蒸氣存儲器100以輸送處理氣體至半導體處理站(未顯示)。蒸氣濃度感測器154可感測蒸氣存儲器之中處理氣體的各種不同性質。熱電偶148與板件110連接,且可被用以監控板件110的溫度。
圖5係不具有鐘罩蓋的一蒸氣存儲器500的剖面圖。蒸氣存儲器500具有一板件510及一鐘罩502,它們一起可以部份地界定一蒸氣存儲容積503。亦有著被夾在板件510及鐘罩502之間且被容納在一主O形環溝槽之內的一主O形環。蒸氣輸送線路521及一蒸氣濃度感測器554可與蒸氣存儲容積503經由流體密封介面518而流體相連。
在所示實作之中,蒸氣存儲器500並不具有有著一內部凸緣的一鐘罩蓋,而是具有一夾持結構532。可能以一夾持結構取代該鐘罩蓋以減少材料成本或為了其他理由。如果該鐘罩不係以脆性材料(有著較高的機率在作業期間破裂)製成,則此方式可能特別有用。
在若干實作之中,夾持結構532可具有靠近於板件510第一側512的第一表面,及靠近於鐘罩502的一外部凸緣的第二表面。該第一表面可與板件510以相同於鐘罩蓋之方式介接。在若干實作之中,該第二表面可靠近於鐘罩502的外部凸緣並有著足夠的距離以防止在該外部凸緣上的應力。
在其他實作之中,有著一次要O形環溝槽552,該次要O形環溝槽552部分位在夾持結構532的第二表面及鐘罩502的外部凸緣的一者或二者,而一次要O形環550至少部分位在次要O形環溝槽552之中。當夾持結構532與板件510連接時,夾持結構532的第二表面可能以相似於該主O形環在鐘罩502與板件510之間產生一密封之方式將次要O形環550抵住鐘罩502的外部凸緣而密封。此密封可產生一周邊充氣部容積538,該周邊充氣部容積538係以第一側512、該主O形環、該主O形環溝槽、在該第一表面與該第二表面之間的該夾持結構的第三表面、及鐘罩502的外部凸緣的一部份所界定。流動進入該周邊充氣部容積的惰性或驅淨氣體將藉由次要O形環550加以密封,而非一鐘罩蓋的內部表面。
如可見,且在不提供特定標註的情況下,在若干實作之中,蒸氣存儲器500可具有由驅淨氣體入口、驅淨氣體通道、及驅淨氣體出口所提供的一驅淨廊道溝槽及流體密封介面。在若干實作之中,亦有著定位在鐘罩502與夾持結構532之間的O形環,以提供緩衝效應且如上述將夾持結構定心在鐘罩502之上。這可能伴隨將夾持結構抵住外部凸緣而密封的次要O形環550。
在若干實作之中,該板件及該鐘罩可能以抗腐蝕材料製成,雖然它們不需以相同材料製成。該板件及該鐘罩部分地界定該蒸氣存儲容積,且因此暴露於可能係腐蝕性的處理氣體。該蒸氣存儲容積的內部表面腐蝕可導致在處理氣體之中的汙染,及因此在暴露於處理氣體的半導體晶圓之中導致缺陷。
在若干實作之中,該板件及該鐘罩可能以對處理氣體係非活性的一或多材料製成,該材料包含:氯化前驅物、氯氧化物、氟化前驅物、或氟氧化物。如在此所使用,一非活性材料可能係與流動經過該蒸氣存儲器的處理氣體為完全非活性的或實質上非活性的,使得來自處理氣體與非活性材料的反應的微粒不會在所處理半導體晶圓之中造成缺陷。可與氯化前驅物、氯氧化物、氟化前驅物、或氟氧化物一起使用的非活性材料可能包含:石英(SiO2
),有藍寶石(Al2
O3
)塗層的石英,有氧化鋁(Al2
O3
)塗層的石英,有氧化釔(Y2
O3
)塗層的石英,有釔安定氧化鋯(ZrO2
)塗層的石英,有氧化鋁/氧化釔疊層塗佈的石英,有石英塗佈的硼矽玻璃,有藍寶石塗佈的硼矽玻璃,有氧化鋁塗佈的鋁合金(如6061、7075、或3003),有硬質陽極處理(Al2
O3
)塗佈的鋁合金(如6061、7075、或3003),有著無電解高磷鎳鍍覆(NiP)的鋁合金(如6061、7075、或3003),有著聚合物聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、或聚對二甲苯塗佈的鋁合金(如6061、7075、或3003),有著無電解高磷鎳鍍覆(NiP)的不鏽鋼合金(如316或304),有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼合金(如316或304),抗腐蝕Ni-合金,赫史特合金C-22,赫史特合金C-276,赫史特合金B-2,或英高鎳合金718。如以上討論,在若干實施例之中,該板件可能係以與陶瓷材料相比普遍較容易加工的金屬合金材料所製成。
在若干實作之中,處理氣體可包含溴化前驅物、溴氧化物、碘化前驅物、及/或碘氧化物。在如此的實作之中,以上列出的非活性材料可能與如此的化合物一同使用。
圖6顯示結合一蒸氣存儲器的一半導體處理工具的高階示意圖。圖6的該半導體處理工具係多站ALD型工具,雖然在此討論的該蒸氣存儲器可能亦使用在其他類型的工具之中,例如包含:PECVD、CVD、或蝕刻工具。在圖6之中,顯示二半導體處理室670(在本文中亦可能被稱為「反應器」、「反應室」、或「處理室」)──每一處理室670可包含一基座671,該基座671在半導體處理作業期間支撐一半導體晶圓673。基座671可能可以在複數垂直高度之間移動以有助於於半導體晶圓673的負載/卸載或處理;在最右處理室670之中的基座671係在一下降位置,其中在最左處理室670之中的基座671係在一上升位置。
每一處理室670可包含一室蓋639,室蓋639可包含在半導體晶圓673上分配處理氣體的複數氣體分配通道。在此例之中,每一室蓋639包含二組分離的氣體分配通道,每一組用於分配一種不同的前驅氣體。這防止一前驅物免於與其他前驅物之殘留物混和,如果二前驅物流動經過相同的通道將發生如此的混和──如此的混合可能導致化學反應發生在半導體晶圓673以外的其他位置,這可能係不理想的。在若干實作之中,該氣體分配通道可能位在從室蓋639分離的一結構之中,例如:一噴淋頭型氣體分配器;須了解到,在此所述的概念可能與任一類型的室蓋639或氣體分配器一起使用。
在如ALD或ALE處理工具的系統之中,一「微容積」672可在半導體處理作業期間形成在該處理室之內。當基座671係在晶圓處理所需求的位置之中,微容積672形成在基座671與室蓋639/氣體分配器之間;室蓋639或氣體分配器可能亦具有一環形壁,該環形壁向下延伸在基座671的外周緣周圍,從而對該微容積界定一周向邊界。該微容積的容積與處理室670的整體容積相比小得多,因此允許使用較小量的前驅物──此允許較快的劑量輸送、較快的驅淨、較少的反應物浪費、及各種不同的其他好處。微容積672可被認為係在將氣體分配在半導體晶圓673之上所經過的表面與基座671之間的連續容積,且可終止於超出半導體晶圓673被支撐處以外的第一主要流體限制件(其中,該第一主要流體限制件指涉足夠大的一流體限制,以防止在正常半導體處理作業期間處理氣體回流進入微容積之中)。處理氣體可經由可與一真空泵(未顯示)流體相連的真空前級管路640自處理室670加以排氣。
可對每一室蓋639供給含有來自一蒸氣存儲容積603的蒸氣的第一處理氣體,該蒸氣存儲容積603係藉由如本文所討論的一蒸氣存儲器(未顯示)所提供。第一處理氣體可自蒸氣存儲容積603經過對應的一蒸氣輸送線路621供給至每一處理室670。經過每一蒸氣輸送線路621的該第一處理氣體的流量可藉由對應的第一處理氣體劑量閥674(或控制閥組合件)加以控制,該第一處理氣體劑量閥674亦可包含一流量限制器,使得經過蒸氣輸送線路621的流體流量被限制為完全阻流或跨過該限制器的音速流動。替代地,該流量限制器可位在蒸氣輸送線路621的其他位置上。
該蒸氣存儲容積可具有充分大的容積而足以在不影響該蒸氣存儲器對其他處理室提供單劑量之能力的情況下,允許對每一處理室提供單劑量的蒸氣。在若干實作之中,蒸氣存儲容積可能被界定的容積滿足關係:其中,n = 被該蒸氣存儲器所服務的半導體處理室的數量;Pc
= 在原子層沉積作業期間在那些半導體處理室的微容積之中的平均壓力;Vm
= 每一半導體處理室的微容積之容積(假設所有半導體處理室係相似設計);q =單劑量之中,輸送至處理室微容積的蒸氣的相當微容積數量;及Pp
= 在對一半導體處理室脈衝輸送的期間在該蒸氣存儲器內的尖峰壓力。許多這些參數可能取決於該蒸氣存儲器所要支援的半導體製造程序的特定情形而改變,且蒸氣存儲器可能因此根據這些參數而在尺寸上改變。
亦可自一第二處理氣體源689對該等室蓋每一者供給一第二處理氣體,例如氫,以及其他氣體,例如一化學惰性驅淨氣體(未顯示,雖然可使用相似於被用於該第二處理氣體的一系統加以輸送)。進入每一室蓋639的第二處理氣體的流量可能以一對應的第二處理氣體劑量閥675加以控制。
如可見,蒸氣存儲容積603可與一感測器654加以流體相連。感測器654可量測在蒸氣存儲容積603之中的蒸氣濃度,且從而允許在蒸氣存儲容積603之中的蒸氣濃度的確定。
在若干實作之中,該蒸氣存儲容積可與連接一存儲驅淨氣體源688的一驅淨氣體饋送入口636呈流體相連。經過驅淨氣體饋送入口636的驅淨氣體的流量可藉由例如一存儲驅淨氣體閥690或其他適合的控制裝置加以控制。如果希望的話,可添加驅淨氣體以填充至少部份圍繞蒸氣存儲容積603的一周邊充氣部容積(未顯示,但見於先前的討論及圖)。
蒸氣存儲容積603可能經由蒸氣入口656以供給自一或多汽化器676(如汽化器676a/b/c/d)的蒸氣加以連續補充。該等汽化器676a/b/c/d每一者可能包含可含有一反應物687的一安瓿677;來自一載體氣體源679的載體氣體可經由相對應的一載體氣體流控制器680選擇性地提供給每一安瓿677,該載體氣體流控制器可控制載體氣體是否被提供至相對應的安瓿677,以及如果提供的話要以多少流量提供。當載體氣體流動經過該等安瓿(其可被維持在一特定壓力及溫度)的其中之一,該反應物687可蒸發進入載體氣體且被攜出該安瓿而朝向一流量限制器682。在到達該流量限制器682之前,反應物蒸氣及載體氣體混和物可由一安瓿稀釋氣體源683提供的額外載體氣體加以擴充;每一安瓿677的額外載體氣體流可藉由相對應的一安瓿稀釋氣體流控制器691加以調節。此載體氣體及蒸汽的混流可接著經過該流量限制器682,該流量限制器682可按一定尺寸製作以在涉及半導體處理作業的正常作業條件下在載體氣體/蒸氣流之中誘導音速流動。如此的音速流動可作為一緩衝器使安瓿677之中的壓力環境免於壓力變動的影響,該緩衝器不受該蒸氣存儲器之中壓力波動影響,即便該壓力變動係相對微小的(例如在1到5 torr的數量級)。需要理解到,其他類型的汽化器亦可與該蒸氣存儲器一起使用──該蒸氣存儲器所提供的功能性不取決於所使用汽化器的類型。亦可使用有著較少安瓿稀釋氣體流控制器691的其他架構,例如:可使用一安瓿稀釋氣體流控制器691以控制稀釋氣體至複數安瓿677的流量。
在若干實作之中,可提供一控制器691。該控制器691可係一系統的一部份(可包含上述例子),且可與各種不同的閥、質量流控制器、泵等等操作性地連接,以便能夠接收來自如此設備的資訊及/或控制如此的設備。如此的系統可包含半導體處理設備,該半導體處理設備包含一或多處理工具、一或多腔室、用於處理的一或多平台、及/或特定的處理構件(一晶圓基座、一氣體流系統等等)。這些系統可與用於在一半導體晶圓或基板件的處理之前、期間、及之後控制它們作業的電子元件加以整合。該等電子元件可被指涉為「控制器」,其可控制一或多系統的各種不同構件或子部份。取決於處理需求及/或系統的類型,該控制器可為控制在此所揭露之任何處理而加以程式編碼,該處理包含:各種不同氣體的輸送、溫度設定(例如,加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、流量設定、流體輸送設定、及位置與作業設定。
廣義而言,該控制器可被界定為電子元件具有:各種不同積體電路、邏輯件、記憶體、及/或用以接收指令、發佈指令、控制作業、啟動清潔作業、啟動末端測量等等的軟體。該積體電路可包含以韌體為形式的晶片,其儲存軟體指令、數位信號處理器(DSP)、被界定為特殊應用積體電路(ASIC)之晶片、及/或執行程式指令(如軟體)的一或多微處理器或微控制器。程式指令可係以各種不同獨立設定(或軟體檔案)為形式與該控制器通信之指令,該指令界定用於在一半導體晶圓之上或為一半導體晶圓或對一系統執行特定製程的作業參數。在若干實作之中,該作業參數可能係由製程工程師所界定以在一或多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或一晶圓的晶粒的製造期間達成一或多處理步驟的配方之部份。
在若干實作之中,該控制器可係一電腦之一部份或與一電腦耦合,該電腦與該系統整合、耦合、以其他方式連線至該系統、或其中的組合。例如,該控制器可在「雲端」或可允許晶圓處理的遠端存取的一晶圓廠主機電腦系統的全部或一部份。該電腦可使吾人能夠:對該系統遠端存取以監控目前的製造作業進度、檢視過去製造作業的歷史紀錄、檢視來自複數製造作業的趨勢或績效指標、改變目前製程的參數、設定處理步驟以遵循目前的製程、或開始一新的製程。在若干例之中,一遠端電腦(例如一伺服器)可透過網路對一系統提供製程配方,該網路包含一區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含能夠對參數及/或設定進行輸入或程式編碼的一使用者介面,該使用者介面接著自該遠端電腦與該系統通信。在若干例之中,該控制器接收以資料為形式的指令,該指令指明在一或多作業期間待實施的每一處理步驟的參數。需理解到,該參數可能係特定於待實施製程類型及該控制器被配置以介接或控制的工具類型。因此,如上所述,該控制器可係分散式的,例如藉由包含與彼此互相連線且朝一共同目的(例如在此所述的製程或控制)運作的一或多分離控制器。用於如此目的之一分散式控制器的一例子係在一腔室之上與位在遠端的(例如在平台層次或作為一遠端電腦之部份)一或多積體電路通信的一或多積體電路,其結合以控制在該腔室之上的製程。
不以此為限,例示系統可包含一電漿蝕刻室或模組、一沉積室或模組、一旋轉沖洗室或模組、一金屬電鍍室或模組、一潔淨室或模組、一斜邊蝕刻室或模組、一物理氣相沉積(PVD)室或模組、一化學氣相沉積(CVD)室或模組、一原子層沉積(ALD)室或模組、一原子層蝕刻室或模組、一離子佈植室或模組、一軌道室或模組、及可能關聯或使用於半導體基板的製造及/或生產的任何其他半導體處理系統。
如上所述,取決於將藉由該工具實施的一或多的處理步驟,該控制器可能與以下通信:一或多的其他工具電路或模組、其他工具構件、叢集工具、其他工具介面、鄰接工具、鄰近工具、遍布一工廠的工具、一主電腦、另一個控制器,或用在材料運送的工具,該材料運送係將晶圓之容器攜至及攜自工具位置及/或在一半導體生產工廠之中的裝載埠。
應理解到,在本文中所使用「一或多相連<零件>」的用語,不僅包含有著複數<零件>的例子,亦包含有著單一<零件>的例子(且因此技術上沒有其他<零件>會被視為與該單一<零件>相連)。另言之,「一或多相連<零件>」的用語應被理解為意指「一單一<零件>或二以上的相連<零件>」。相似地,如果在本文中使用「對一或多<零件>的每一<零件>」或「每一<零件>的」之用語,應被理解為包含一單一零件群組及複數零件群組二者,亦即該用語「對……每一者」係以其在程式語言中指涉無論所指涉之零件數量的每一零件之意義而使用。例如,如果所指涉零件之數量係一單一零件,則「每一」將指涉僅僅該單一零件(儘管事實上字典對「每一」的定義時常將該詞定義為係指涉「二以上事物之中的全部者」)且將不意指那些零件必須有著至少二個以上。
在本文所使用之「流體相連」用語係描述二容積或構件,其相連接使得流體可在它們之間流動,其意義非常相同於「電性相連」,其可被用以描述二構件相連接在一起使得電可自一者流動至他者。
雖然前述實作已為清晰理解之目的以若干細節加以描述,將顯而易見的是,特定改變及修飾可在附隨發明專利申請範圍的範圍內加以實施。須注意到,目前實作的製程、系統、及器具有著許多替代的實現方式。因此,本文的該等實作應被視為例示性且非限制性,且該等實作不應限制在本文所給定的細節。
上述各種不同的實作可至少藉由附隨實施例加以提供。雖然此實施例清單被認為係在本揭露的範圍之內,吾人將理解到由以上討論而顯而易見,卻未明確於以下列出之亦在本揭露之範圍內的額外實施例;以下的實施例清單不應被認為係排他性的實施例清單。
實施例1:一器具,包含:一鐘罩,具有一底部開口及佈置在底部開口周圍且由該處徑向向外延伸的一或多個凸緣結構;一板件,其中:該板件具有一第一側及與第一側相反的一第二側,該鐘罩定位成該底部開口相鄰於該第一側,且該板件包含一或多個流體密封介面,每一流體密封介面包含至少一驅淨氣體出口,該至少一驅淨氣體出口位在該板件的第二側之上,且藉由位在該板件內的對應的一驅淨氣體通道而與位在該板件第一側之上的對應的一驅淨氣體入口呈流體相連;一或多個夾持結構,具有靠近於該板件第一側的一底面及自該處徑向向內延伸且靠近於該一或多個凸緣結構的一內部凸緣;一周邊充氣部容積,至少部份由以下者所界定:該板件第一側的一部份、該一或多個夾持結構每一者的一部份、及該一或多凸緣結構每一者的至少一部份;及一或多個驅淨廊道溝槽,位在選自一群組的一或多個零件之中,該群組由以下所組成:該板件及該一或多個夾持結構,該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積及與該器具之內的驅淨氣體入口每一者呈流體相連。
實施例2:一器具,包含:具有一底部開口的一鐘罩、佈置在該底部開口周圍且自該處徑向向外延伸的一或多個凸緣結構、及一密封表面;一主O形環;一板件,其中:該板件具有一第一側及與第一側相反的一第二側,該鐘罩定位成該密封表面相鄰於該第一側,一主O形環溝槽位在選自一群組的一或多零件之中,該群組由以下所組成:該板件的第一側及該鐘罩的密封表面,該主O形環至少部份地定位在該主O形環溝槽內且夾在該鐘罩的密封表面與該板件的第一側之間,該板件包含一或多個流體密封介面,該等流體密封介面每一者包含(i) 一埠,位在該主O形環的內部周邊內且自第一側至第二側延伸穿過該板件,及(ii)至少一驅淨氣體出口,位在該板件的第二側之上,且藉由位在該板件內的對應的一驅淨氣體通道,與位在該板件第一側的對應的驅淨氣體入口呈流體相連;一或多夾持結構,具有靠近於該板件第一側的一底面、及自該處徑向向內延伸且靠近於該一或多凸緣結構的一內部凸緣;一周邊充氣部容積,至少部份由以下所界定:該主O形環、該主O形環溝槽的一部份、該板件第一側的一部份、該密封表面的一部份、及在該一或多夾持結構的內部凸緣與該密封表面之間的該一或多凸緣結構每一者的至少一部份;一或多驅淨廊道溝槽,(a)位在選自一群組的一或多零件之中,該群組由以下所組成:該板件及該一或多夾持結構,及(b)佈置在該主O形環溝槽周圍,該一或多驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積及在該器具內的驅淨氣體入口每一者流體相連;及一驅淨氣體饋送入口,與一或多驅淨廊道溝槽呈流體相連。
實施例3:如實施例1或實施例2之該器具,進一步包含:一鐘罩蓋,具有一底部開口及一底面,其中:該鐘罩蓋的底面靠近於第一板件的第一側,該鐘罩被包含在至少部份由該板件第一側及該鐘罩蓋的一內部表面所界定的一容積內,及該周邊充氣部容積至少部分由該鐘罩蓋的內部表面及該鐘罩的一外部表面所額外界定。
實施例4:如實施例1至3任一者的該器具,其中該一或多夾持結構係該鐘罩蓋之部份,其中:該一或多夾持結構的底面係該鐘罩蓋的底面,及該一或多夾持結構的內部凸緣係該鐘罩蓋的一內部凸緣。
實施例5:如實施例1至4任何一者的該器具,其中:該鐘罩蓋的底面的一內邊緣靠近於該板件的第一側,該一或多驅淨廊道溝槽係位在該內邊緣之外,及該鐘罩蓋具有複數的驅淨氣體埠將該一或多的驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積連接。
實施例6:如實施例5之該器具,其中該複數的驅淨氣體埠在與該驅淨廊道溝槽所遵循的一路徑相垂直的一平面中具有比該驅淨廊道溝槽截面積的大約10%來得更小的截面積。
實施例7:如實施例3至6任何一者的該器具,其中該一或多夾持結構係由在該鐘罩蓋的底部開口的周邊周圍延伸的一內部凸緣所提供。
實施例8:如實施例1至7任何一者的該器具,進一步包含靠近於該板件第二側的一或多加熱元件。
實施例9:如實施例1至8任何一者的該器具,進一步包含一或多的溫度感測裝置,該等溫度感測裝置每一者與選自一群組的一零件接觸,該群組由以下所組成:該鐘罩、該板件、及該一或多個流體密封介面的其中一者。
實施例10:如實施例1至9任何一者的該器具,其中該一或多個凸緣結構係一單凸緣結構。
實施例11:如實施例1至10任何一者的該器具,其中該一或多個夾持結構係一單夾持結構。
實施例12:如實施例11的該器具,其中:該一或多個凸緣結構係一單凸緣結構,且該器具進一步包含:一次要O形環;一次要O形環溝槽,位在選自一群組的一或多零件之中,該群組由以下所組成:該單凸緣結構及該單夾持結構,其中該次要O形環至少部份定位在該次要O形環溝槽內且徑向插入在該單凸緣結構與該單夾持結構的第二表面之間。
實施例13:如實施例1至12任何一者的該器具,其中有著六個流體密封介面。
實施例14:如實施例2至13任何一者的該器具,其中該主O形環溝槽係位在該板件之中。
實施例15:如實施例1至14任何一者的該器具,其中每一流體密封介面包含一凸緣板、一介面O形環,及一介面O形環溝槽,位在選自一群組的一或多零件之中,該群組由以下組成:該凸緣板及該板件的第二側。
實施例16:如實施例1至15任何一者的該器具,進一步包含一蒸氣存儲容積,至少部分由以下所界定:該鐘罩的一內部表面、該主O形環、及該板件的第一側。
實施例17:如實施例16的該器具,進一步包含:與該鐘罩容積呈流體相連的一泵、包含一或多處理器及一或多記憶裝置的一控制器,其中:該一或多處理器、該一或多記憶裝置、及該泵係與彼此可操作地連接,且該一或多記憶裝置儲存電腦可執行指令,該電腦可執行指令用於控制該一或多處理器以使得該泵將鐘罩容積之中的絕對壓力減少至小於10 torr至200 torr的程度。
實施例18:如實施例1至17任何一者的該器具,其中該驅淨氣體饋送入口與包含一惰性氣體的一氣體供給件相連接。
實施例19:如實施例18之該器具,其中該惰性氣體包含氬、氦、氮、及氖的一或多者。
實施例20:如實施例1至19任何一者的該器具,進一步包含一次要O形環,至少部份定位在該一或多凸緣結構與該一或多夾持結構之間。
實施例21:如實施例1至20任何一者的該器具,其中該主O形環包含平坦的、環形的一段,該段自一環狀段徑向向內延伸。
實施例22:如實施例1至3或7至21任何一者的該器具,進一步包含複數的驅淨氣體埠使該一或多驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積連接,其中該複數的驅淨氣體埠每一者在與由該驅淨廊道溝槽所遵循的一路徑相垂直的一平面之中,具有比該驅淨廊道溝槽截面積的大約10%來得更小的截面積。
實施例23:如實施例1至22任何一者的該器具,其中該一或多驅淨廊道溝槽係由一單驅淨廊道溝槽所提供。
實施例24:如實施例23的該器具,其中該單驅淨廊道溝槽在該主O形環溝槽周圍形成完整的一環路。
實施例25:如實施例1至24任何一者的該器具,其中該一或多個流體密封介面的一或多者與一氣體供給源連接。
實施例26:如實施例1至25任何一者的該器具,其中該一或多流體密封介面的一或多者係用於分配氣體的出口介面。
實施例27:如實施例1至26任何一者的該器具,其中該鐘罩對含氯化合物係非活性的。
實施例28:如實施例1至27任何一者的該器具,其中該鐘罩對含氟化合物係非活性的。
實施例29:如實施例1至28任何一者的該器具,其中該板件對含氯化合物係非活性的。
實施例30:如實施例1至29任何一者的該器具,其中該板件對含氟化合物係非活性的。
實施例31:如實施例1至30任何一者的該器具,其中該鐘罩包含選自一群組的一或多材料,該群組由以下所組成:石英(SiO2
),有藍寶石(Al2
O3
)塗佈的石英,有氧化鋁(Al2
O3
)塗佈的石英,有氧化釔(Y2
O3
)塗佈的石英,有釔安定氧化鋯(ZrO2
)塗佈的石英,有氧化鋁/氧化釔疊層塗佈的石英,有石英塗佈的硼矽玻璃,有藍寶石塗佈的硼矽玻璃,鋁合金,有氧化鋁塗佈的鋁6061,有氧化鋁塗佈的鋁7075,或有氧化鋁塗佈的鋁3003,有硬質陽極處理(Al2
O3
)塗佈的鋁合金,有硬質陽極處理塗佈的鋁6061,有硬質陽極處理塗佈的鋁7075,或有硬質陽極處理塗佈的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆(NiP)的鋁合金,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁6061,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁7075,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁3003,有著聚合物聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、或聚對二甲苯塗佈的鋁合金,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁6061,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁7075,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼合金、有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼316、或有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼304,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼合金,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼316,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼304,抗腐蝕Ni-合金,赫史特合金C-22,赫史特合金C-276,赫史特合金B-2,及英高鎳合金718。
實施例32:如實施例1至31任何一者的該器具,其中該板件包含選自一群組的一或多材料,該群組由以下所組成:鋁合金,有氧化鋁塗佈的鋁6061,有氧化鋁塗佈的鋁7075,或有氧化鋁塗佈的鋁3003,有硬質陽極處理(Al2
O3
)塗佈的鋁合金,有硬質陽極處理塗佈的鋁6061,有硬質陽極處理塗佈的鋁7075,或有硬質陽極處理塗佈的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆(NiP)的鋁合金,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁6061,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁7075,或有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁3003,有著聚合物聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、或聚對二甲苯塗佈的鋁合金,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁6061,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁7075,或有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼合金、有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼316、或有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼304,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼合金,有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼316,或有著聚合物、PTFE、PFA、或聚對二甲苯塗佈的不鏽鋼304,抗腐蝕Ni-合金,赫史特合金C-22,赫史特合金C-276,赫史特合金B-2,及英高鎳合金718。
100:蒸氣存儲器
102:鐘罩
103:蒸氣存儲容積
104:外部凸緣
106:密封表面
108:主O形環
110:板件
112:第一側
114:第二側
115:連接特徵部
116:主O形環溝槽
118:流體密封介面
120:埠
121:蒸氣輸送線路
122:驅淨氣體出口
123:驅淨氣體通道
124:驅淨氣體入口
128:內部凸緣
130:底面
132:周邊充氣部容積
134:驅淨廊道溝槽
136:驅淨氣體饋送入口
138:鐘罩蓋
139:加熱元件
142:驅淨氣體埠
148:熱電偶
148a:熱電偶
149:感測器埠
150:次要O形環
152:次要O形環溝槽
154:蒸氣濃度感測器
156:凸緣板
158:介面O形環
160:介面O形環溝槽
500:蒸氣存儲器
502:鐘罩
503:蒸氣存儲容積
510:板件
512:第一側
518:流體密封介面
521:蒸氣輸送線路
532:夾持結構
538:周邊充氣部容積
550:次要O形環
552:次要O形環溝槽
554:蒸氣濃度感測器
603:蒸氣存儲容積
621:蒸氣輸送線路
636:驅淨氣體饋送入口
639:室蓋
640:真空前級管路
654:感測器
656:蒸氣入口
670:半導體處理室
671:基座
672:微容積
673:半導體晶圓
674:第一處理氣體劑量閥
675:第二處理氣體劑量閥
676:汽化器
676a:汽化器
676b:汽化器
676c:汽化器
676d:汽化器
677:安瓿
679:載體氣體源
680:載體氣體流控制器
682:流量限制器
683:安瓿稀釋氣體源
687:反應物
688:存儲驅淨氣體源
689:第二處理氣體源
690:存儲驅淨氣體閥
691:控制器
在此揭露的各種不同實作係以例示的方式而非限制的方式繪示,在隨附圖示的圖之中,相似的參考編號指涉相似的元件。
圖1繪示如本文所討論之一例示蒸氣存儲器的一分解圖。
圖2繪示該例示蒸氣存儲器的一組合圖。
圖3A-C繪示該例示蒸氣存儲器的剖面圖。
圖4繪示該例示蒸氣存儲器的另一剖面圖。
圖5繪示另一例示蒸氣存儲器的一剖面圖。
圖6繪示結合一蒸氣存儲器的一半導體處理工具的一高階示意圖。
圖1至5,除了係圖3A之部份放大圖的圖3B及3C之外,在每一圖中均按比例繪製。該等圖彼此間可係不成比例的。
100:蒸氣存儲器
110:板件
121:蒸氣輸送線路
138:鐘罩蓋
139:加熱元件
149:感測器埠
154:蒸氣濃度感測器
Claims (22)
- 一種半導體處理器具,包含: 一鐘罩,具有一底部開口、佈置在該底部開口周圍且由該處徑向向外延伸的一或多個凸緣結構、及一密封表面; 一主O形環; 一板件,其中: 該板件具有一第一側、及與該第一側相反的一第二側, 該鐘罩定位成使該密封表面相鄰於該第一側, 一主O形環溝槽位在選自以下者組成的一群組的一或多個零件之中:該板件的第一側及該鐘罩的密封表面, 該主O形環至少部份定位在該主O形環溝槽內且夾在該鐘罩的密封表面及該板件的第一側之間, 該板件包含一或多個流體密封介面,每一流體密封介面包含:(i) 一埠,位在該主O形環的一內部周邊之內且自該第一側至該第二側而延伸穿過該板件;及(ii)至少一驅淨氣體出口,位在該板件的第二側之上,且藉由位在該板件內的對應的一驅淨氣體通道,與位在該板件的第一側的對應的驅淨氣體入口呈流體相連; 一或多個夾持結構,具有靠近於該板件的第一側的一底面、及自該處徑向向內延伸且靠近於該一或多個凸緣結構的一內部凸緣; 一周邊充氣部容積,至少部份由以下所界定: 該主O形環、 該主O形環溝槽的一部份、 該板件的第一側的一部份、 該密封表面的一部份,及 該一或多個凸緣結構每一者的至少一部份,介於該一或多個夾持結構的內部凸緣與該密封表面之間; 一或多個驅淨廊道溝槽:(a)位在選自由以下者組成的一群組的一或多零件之中:該板件及該一或多個夾持結構;及(b)佈置在該主O形環溝槽周圍,該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積及在該器具內的每一驅淨氣體入口呈流體相連;及 一驅淨氣體饋送入口,與該一或多個驅淨廊道溝槽呈流體相連。
- 一種半導體處理器具,包含: 一鐘罩,具有一底部開口、及佈置在該底部開口周圍且由該處徑向向外延伸的一或多個凸緣結構; 一板件,其中: 該板件具有一第一側、及與第一側相反的一第二側, 該鐘罩定位成該底部開口相鄰於該第一側,及 該板件包含一或多個流體密封介面,每一流體密封介面包含至少一驅淨氣體出口,該至少一驅淨氣體出口位在該板件的第二側之上且藉由位在該板件內相對應的一驅淨氣體通道而與位在該板件的第一側之上相對應的一驅淨氣體入口加以流體相連; 一或多個夾持結構,具有靠近於該板件的第一側的一底面、及自該處徑向向內延伸且靠近於該一或多個凸緣結構的一內部凸緣; 一周邊充氣部容積,至少部份由以下所界定: 該板件的第一側的一部份、該一或多個夾持結構每一者的一部份,及 該一或多個凸緣結構每一者的至少一部份;及 一或多個驅淨廊道溝槽,位在選自由以下者組成的一群組的一或多零件之中:該板件及該一或多個夾持結構,其中該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積及在該器具之內的驅淨氣體入口每一者加以流體相連。
- 如請求項2之該器具,進一步包含: 一鐘罩蓋,具有一底部開口及一底面,其中: 該鐘罩蓋的底面靠近於該板件的第一側, 該鐘罩被容納在至少部份由該板件第一側及該鐘罩蓋的一內部表面所界定的一容積內,及 該周邊充氣部容積至少部分由該鐘罩蓋的內部表面及該鐘罩的一外部表面所額外界定。
- 如請求項3之該器具,其中該一或多個夾持結構係該鐘罩蓋之部份,其中: 該一或多個夾持結構的底面係該鐘罩蓋的底面,及 該一或多個夾持結構的內部凸緣係該鐘罩蓋的一內部凸緣。
- 如請求項3之該器具,其中: 該鐘罩蓋的底面的一內邊緣靠近於該板件的第一側, 該一或多個驅淨廊道溝槽係位在該內邊緣之外,及 該鐘罩蓋具有複數個驅淨氣體埠,將該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積連接。
- 如請求項5之該器具,其中該複數個驅淨氣體埠在與該驅淨廊道溝槽所遵循的一路徑相垂直的一平面之中,具有比該一或多個驅淨廊道溝槽每一者的截面積的大約10%來得更小的截面積。
- 如請求項3之該器具,其中該一或多個夾持結構係由在該鐘罩蓋的底部開口的周邊周圍延伸的一內部凸緣所提供。
- 如請求項2之該器具,進一步包含選自由以下者組成的一群組的一或多零件:一或多個溫度感測裝置、及靠近於該板件第二側的一或多個加熱元件,其中該溫度感測裝置每一者與選自以下者所組成的一群組的一零件接觸:該鐘罩、該板件、及該一或多個流體密封介面的其中一者。
- 如請求項2之該器具,其中: 該一或多個夾持結構係一單夾持結構, 該一或多個凸緣結構係一單凸緣結構,及 該器具進一步包含: 一次要O形環;及 一次要O形環溝槽,位在選自由以下者所組成的一群組的一或多零件之中:該單凸緣結構及該單夾持結構,其中該次要O形環至少部份定位在該次要O形環溝槽內且徑向插入在該單凸緣結構及該單夾持結構之間。
- 如請求項2之該器具,其中有著六個流體密封介面。
- 如請求項2之該器具,進一步包含位在選自由以下者組成的一群組的一或多零件之中的一主O形環溝槽:該板件的第一側及該鐘罩的一底面。
- 如請求項11之該器具,進一步包含在該主O形環溝槽內的一主O形環,其中該主O形環包含平坦的、環形的一段,該段自一環狀段沿徑向向內延伸。
- 如請求項12之該器具,進一步包含一蒸氣存儲容積,至少部分由以下所界定: 該鐘罩的一內部表面, 該主O形環,及 該板件的第一側。
- 如請求項13之該器具,進一步包含: 一泵,與該蒸氣存儲容積呈流體相連, 一控制器,包含一或多個處理器及一或多個記憶裝置,其中: 該一或多個處理器、該一或多個記憶裝置、及該泵係與彼此可操作地連接,且 該一或多個記憶裝置儲存電腦可執行指令,該電腦可執行指令用於控制該一或多個處理器以使得該泵將該蒸氣存儲容積之中的絕對壓力減少至小於10 torr至200 torr的程度。
- 如請求項2之該器具,進一步包含複數的驅淨氣體埠,使該一或多個驅淨廊道溝槽與該周邊充氣部容積連接,其中該複數的驅淨氣體埠每一者在與該驅淨廊道溝槽所遵循的一路徑相垂直的一平面之中具有比該一或多個驅淨廊道溝槽每一者的截面積的大約10%來得更小的截面積。
- 如請求項2之該器具,其中該一或多個驅淨廊道溝槽係由一單驅淨廊道溝槽所提供。
- 如請求項16之該器具,其中該單驅淨廊道溝槽在一主O形環溝槽周圍形成完整的一環路,其中該主O形環溝槽位在選自由以下者組成的一群組的一或多零件之中:該板件的第一側及該鐘罩的密封表面。
- 如請求項2至17任一者之該器具,其中每一流體密封介面包含一凸緣板、一介面O形環、及一介面O形環溝槽,該介面O形環溝槽位在選自由以下者組成的一群組的一或多零件之中:該凸緣板及該板件的第二側。
- 如請求項2至17任一者之該器具,進一步包含一驅淨氣體饋送入口,該驅淨氣體饋送入口與該一或多個驅淨廊道溝槽及包含一惰性氣體的一氣體供給件呈流體相連,其中該惰性氣體包含氬、氦、氮、及氖的一或多者。
- 如請求項2至17任一者之該器具,其中該一或多個流體密封介面的一或多者與一氣體供給源連接。
- 如請求項2至17任一者之該器具,其中該一或多個流體密封介面的一或多者係用於分配氣體的出口介面。
- 如請求項2至17任一者之該器具,其中該鐘罩、該板件、或該鐘罩及板件:(a)係以下一或多者:對含氯化合物為非活性及對含氟化合物為非活性;及(b) 包含選自由以下者所組成的一群組的一或多材料:石英(SiO2 ),有藍寶石(Al2 O3 )塗佈的石英,有氧化鋁(Al2 O3 )塗佈的石英,有氧化釔(Y2 O3 )塗佈的石英,有釔安定氧化鋯(ZrO2 )塗佈的石英,有氧化鋁/氧化釔疊層塗佈的石英,有石英塗佈的硼矽玻璃,有藍寶石塗佈的硼矽玻璃,鋁合金,有氧化鋁塗佈的鋁6061,有氧化鋁塗佈的鋁7075,或有氧化鋁塗佈的鋁3003,有硬質陽極處理(Al2 O3 )塗佈的鋁合金,有硬質陽極處理塗佈的鋁6061,有硬質陽極處理塗佈的鋁7075,或有硬質陽極處理塗佈的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆(NiP)的鋁合金,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁6061,有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁7075、或有著無電解高磷鎳鍍覆的鋁3003,有著聚合物聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、或聚對二甲苯塗佈的鋁合金,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁6061,有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁7075,或有著聚合物聚四氟乙烯、全氟烷氧基、或聚對二甲苯塗佈的鋁3003,有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼合金,有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼316,或有著無電解高磷鎳鍍覆的不鏽鋼304,有著聚合物塗佈的不鏽鋼合金,有著聚合物塗佈的不鏽鋼316,或有著聚合物塗佈的不鏽鋼304,抗腐蝕Ni-合金,赫史特合金C-22,哈氏赫史特合金C-276,赫史特合金B-2,及英高鎳合金718。
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