混合型陶瓷噴淋頭制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供用于襯底處理噴淋頭的混合型陶瓷花盤的各種實(shí)施方案。混合型陶瓷噴淋頭花盤可包括嵌入于該花盤的陶瓷材料內(nèi)的電極以及穿孔圖案。該電極可是相對(duì)于穿孔完全封裝于該陶瓷材料內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，加熱器元件也可嵌入于該混合型陶瓷噴淋頭花盤內(nèi)。在使用期間，DC電壓源可與該混合型陶瓷噴淋頭花盤電氣連接。混合型陶瓷花盤可容易地從襯底處理噴淋頭拆卸以便易于清潔及花盤更換。

Mixed type ceramic shower head

Various embodiments of a hybrid ceramic disc for treating a shower head of a substrate are provided. Electrode ceramics hybrid ceramic spray tray may include embedded in the same disk inside and the perforation pattern. The electrode is fully encapsulated in the ceramic material relative to the perforation. In some embodiments, the heater elements can also be embedded in the hybrid ceramic flower spray tray. During use, the DC voltage source can be connected with the hybrid type ceramic disc electric spray head. The hybrid ceramic disc can be easily removed from the substrate to remove the showerhead so that it is easy to clean and replace the disc.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
混合型陶瓷噴淋頭本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年3月2日、中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01280011733.4(對(duì)應(yīng)國際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2012/027596)、專利技術(shù)名稱為“混合型陶瓷噴淋頭”的專利技術(shù)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)案根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求于2011年3月4日提出申請(qǐng)的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/449,537號(hào)及于2012年3月2日提出申請(qǐng)的美國專利申請(qǐng)案第13/411,369號(hào)的權(quán)利，這些申請(qǐng)案以引用方式并入本文中。
技術(shù)介紹
噴淋頭組件通常用于半導(dǎo)體制作模塊中以在沉積、蝕刻或其他工藝期間跨越晶片或襯底的表面分布工藝氣體。噴淋頭因磨損而必須經(jīng)常更換，而定期更換噴淋頭對(duì)半導(dǎo)體制造商而言在更換部分費(fèi)用及設(shè)備停機(jī)時(shí)間方面兩者都是巨大成本。某些半導(dǎo)體制作方法減小常用噴淋頭的壽命，從而導(dǎo)致需要更頻繁地更換。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)公開了一種混合型陶瓷噴淋頭，其包括嵌入式電極。在下文且貫穿本專利技術(shù)中描述了該噴淋頭的各種實(shí)施方案。應(yīng)理解，不應(yīng)將下文所述的實(shí)施方案視為將本專利技術(shù)僅限制為所顯示的實(shí)施方案。相反地，與本文中所概述的原理及概念相符的其他實(shí)施方案也可歸屬于本專利技術(shù)的范疇內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，提供了一種氣體分布裝置。該氣體分布裝置可包括用于襯底處理噴淋頭的陶瓷花盤(faceplate)。該陶瓷花盤可包括第一圖案的第一通孔，該第一圖案的第一通孔被配置成當(dāng)將該陶瓷花盤安裝于該襯底處理噴淋頭中且將該襯底處理噴淋頭安裝于襯底處理裝置中時(shí)跨越襯底分布半導(dǎo)體工藝氣體。該陶瓷花盤也可包括包括第二圖案的第二通孔的電極。該電極可嵌入于該陶瓷花盤內(nèi)，該第二圖案可匹配該第一圖案，且每個(gè)第二通孔的大小可大于該對(duì)應(yīng)第一通孔。在某些另外的實(shí)施方案中，該陶瓷花盤可被配置成在不需要從襯底處理裝置拆卸該襯底處理噴淋頭的情形下從該襯底處理噴淋頭能拆卸。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，每個(gè)第二通孔可具有直徑，該直徑是該對(duì)應(yīng)第一通孔的直徑加上0.04英寸與該對(duì)應(yīng)第一通孔的該直徑中的兩倍中的至少較大者。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，第一通孔可具有介于0.02英寸至0.06英寸的直徑。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該第一通孔可具有大約0.05英寸的直徑。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該電極可以當(dāng)將該氣體分布裝置安裝于該襯底處理噴淋頭中時(shí)距背對(duì)該襯底處理噴淋頭的該陶瓷花盤的面大約0.05英寸的深度嵌入于該陶瓷花盤內(nèi)。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該電極可為大約0.002英寸厚。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，除位于當(dāng)將該氣體分布裝置安裝于該襯底處理噴淋頭中時(shí)面向該襯底處理噴淋頭的導(dǎo)電板的一側(cè)上的一或多個(gè)電接觸貼片之外，該電極完全可由陶瓷材料包住。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括一或多個(gè)導(dǎo)電路徑。該一或多個(gè)導(dǎo)電路徑可與該一或多個(gè)電接觸貼片導(dǎo)電接觸；且該導(dǎo)電路徑中的至少一部分可經(jīng)曝露以提供與該襯底處理噴淋頭的電極功率或接地源連接的導(dǎo)電接觸接口。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括可電氣連接至該導(dǎo)電接觸接口的DC電壓源。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該DC電壓源可被配置成供應(yīng)介于0伏與200伏之間的一或多個(gè)DC電壓。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中,該氣體分布裝置可包括接觸環(huán)和一或多個(gè)支座(standoff)。該接觸環(huán)和該一或多個(gè)支座可導(dǎo)電，該一或多個(gè)支座中的每一者可與該電極的該一或多個(gè)電接觸貼片中的不同接觸貼片導(dǎo)電接觸；且每個(gè)支座可經(jīng)由導(dǎo)電路徑與該接觸環(huán)電氣連接。另外，該陶瓷花盤可包括一或多個(gè)盲支座孔，該盲支座孔各自包括當(dāng)將該陶瓷花盤安裝于該襯底處理噴淋頭中時(shí)背對(duì)該襯底的開口端。每個(gè)盲支座孔可通過該電極端接(terminated)，且每個(gè)盲支座孔可被配置成接納該一或多個(gè)支座的對(duì)應(yīng)支座。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置也可包括背板。該背板可被配置成與該接觸環(huán)且與該襯底處理噴淋頭的氣體分布桿或桿套筒機(jī)械連接。該背板可形成從該接觸環(huán)至該氣體分布桿或桿套筒的導(dǎo)電路徑。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該陶瓷花盤可包括機(jī)械接口，該機(jī)械接口位于該陶瓷花盤的中心附近且被配置成與該襯底處理噴淋頭的氣體分布桿的互補(bǔ)機(jī)械接口配合。當(dāng)該陶瓷花盤安裝于該襯底處理噴淋頭中時(shí)，該機(jī)械接口與該互補(bǔ)機(jī)械接口可配合在一起且該氣體分布桿經(jīng)由所配合的機(jī)械接口及互補(bǔ)機(jī)械接口可支撐該陶瓷花盤的該中心。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括該氣體分布桿及氣體分布桿套筒。該氣體分布桿可經(jīng)由滑動(dòng)接口與該氣體分布桿套筒配合，且該滑動(dòng)接口可包括彈簧，該彈簧約束該氣體分布桿相對(duì)于該氣體分布桿套筒的滑動(dòng)移動(dòng)。該氣體分布桿套筒及該陶瓷花盤可相對(duì)于彼此且相對(duì)于沿該滑動(dòng)接口的行進(jìn)方向的移動(dòng)在空間上基本固定，且提供至該陶瓷花盤的該中心的支撐量可通過該彈簧的位移來控制。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該接觸環(huán)可包括被配置成將該接觸環(huán)與該襯底處理噴淋頭剛性地連接的接口特征，且支座可相對(duì)于該陶瓷花盤支撐該接觸環(huán)且反之亦然。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，接口特征可選自由如下組成的群組：圍繞該接觸環(huán)的圓周形成的帶螺紋接口、圍繞該接觸環(huán)的該圓周形成的卡口座及圍繞該接觸環(huán)的該圓周間隔開的帶螺紋緊固件特征的圖案。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括RF套圈。該RF套圈可由導(dǎo)電材料制成且可包括具有直徑的薄壁箍環(huán)，該直徑大于該陶瓷花盤且小于該接觸環(huán)的內(nèi)直徑。該RF套圈也可包括多個(gè)內(nèi)部套圈片，每個(gè)內(nèi)部套圈片從該薄壁箍環(huán)朝向該陶瓷花盤突出，與該陶瓷花盤重疊，且基本上平行于垂直于該薄壁箍環(huán)的中心軸線的平面。該RF套圈也可包括多個(gè)外部套圈片，每個(gè)外部套圈片從該薄壁箍環(huán)遠(yuǎn)離該陶瓷花盤突出，與該接觸環(huán)重疊，且基本上平行于垂直于該薄壁箍環(huán)的該中心軸線的該平面。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該薄壁箍環(huán)可由經(jīng)配置首尾相連以形成總體箍環(huán)形狀的一或多個(gè)段形成。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，每個(gè)外部套圈片可定位于圍繞該RF套圈的圓周的相鄰內(nèi)部套圈片對(duì)之間的大約中間處。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，每個(gè)內(nèi)部套圈片可定位于圍繞該RF套圈的圓周的相鄰?fù)獠刻兹ζ瑢?duì)之間的大約中間處。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括至少一個(gè)加熱器元件。該至少一個(gè)加熱器元件可嵌入于該陶瓷花盤內(nèi)，不與該電極電氣接觸，循著不與第一通孔中的任一者相交的路徑，且維持距每個(gè)第一通孔達(dá)0.04英寸和該第一通孔的半徑中的至少較大者的最小距離。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括嵌入于該氣體分布裝置的陶瓷部分內(nèi)的加熱器元件。該實(shí)施方案的該加熱器元件可基本上環(huán)繞該第一圖案的第一通孔且可定位于最緊密靠近該襯底處理噴淋頭的最外標(biāo)稱直徑處。在該氣體分布裝置的某些另外實(shí)施方案中，該氣體分布裝置可包括陶瓷背板。該陶瓷花盤與該陶瓷背板可通過具有與該陶瓷花盤及該陶瓷背板的外直徑基本相同的外直徑的環(huán)形陶瓷壁結(jié)合以形成單式花盤/背板。在該單式花盤/背板內(nèi)可存在噴淋頭充氣容積，且第一通孔可與該噴淋頭充氣容積流體接觸。該陶瓷背板可包括至少一個(gè)機(jī)械接口特征本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種氣體分布器，其包括：陶瓷花盤，其用于處理室的襯底處理噴淋頭，所述陶瓷花盤包括第一圖案的第一通孔；電極，其包括第二圖案的第二通孔；以及多個(gè)支座，其中所述多個(gè)支座是導(dǎo)電的并且每一個(gè)與所述電極導(dǎo)電耦合，其中：所述電極嵌入于所述陶瓷花盤內(nèi)，所述第二圖案匹配所述第一圖案，所述第一圖案包括所有的當(dāng)將所述陶瓷花盤安裝于所述處理室的所述襯底處理噴淋頭中時(shí)通過其使處理氣體流動(dòng)通過所述陶瓷花盤的通孔，每個(gè)第二通孔的大小大于對(duì)應(yīng)的第一通孔，所述陶瓷花盤是圓形的并且具有多個(gè)盲孔，每個(gè)盲孔在所述電極端接并且由所述支座中不同的一個(gè)所占據(jù)，以及每個(gè)支座具有暴露的且沒有由所述陶瓷花盤的陶瓷材料覆蓋的背對(duì)所述電極的表面。

【技術(shù)特征摘要】
2011.03.04 US 61/449,5371.一種氣體分布器，其包括：陶瓷花盤，其用于處理室的襯底處理噴淋頭，所述陶瓷花盤包括第一圖案的第一通孔；電極，其包括第二圖案的第二通孔；以及多個(gè)支座，其中所述多個(gè)支座是導(dǎo)電的并且每一個(gè)與所述電極導(dǎo)電耦合，其中：所述電極嵌入于所述陶瓷花盤內(nèi)，所述第二圖案匹配所述第一圖案，所述第一圖案包括所有的當(dāng)將所述陶瓷花盤安裝于所述處理室的所述襯底處理噴淋頭中時(shí)通過其使處理氣體流動(dòng)通過所述陶瓷花盤的通孔，每個(gè)第二通孔的大小大于對(duì)應(yīng)的第一通孔，所述陶瓷花盤是圓形的并且具有多個(gè)盲孔，每個(gè)盲孔在所述電極端接并且由所述支座中不同的一個(gè)所占據(jù)，以及每個(gè)支座具有暴露的且沒有由所述陶瓷花盤的陶瓷材料覆蓋的背對(duì)所述電極的表面。2.如權(quán)利要求1所述的氣體分布器，其中所述陶瓷花盤的陶瓷材料選自由氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅、氮化硼(BN)和...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：穆罕默德·薩布里，拉姆吉斯汗·拉奧·林加帕里，卡爾·F·利澤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：諾發(fā)系統(tǒng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國,US