帶溫度控制的多室噴頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶溫度控制的多室噴頭，提供了與自由基源一起使用以在半導(dǎo)體處理操作過程中供應(yīng)自由基的裝置。該裝置可包括形成面板組件的成堆的板或部件。面板組件可包括自由基擴(kuò)散板、前驅(qū)體輸送板和插在自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板之間的熱隔離器。面板組件可具有成圖案的自由基通孔，自由基通孔具有大體上垂直于自由基擴(kuò)散板的中心線。熱隔離器可被配置來調(diào)節(jié)自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板之間的熱流。
【專利說明】帶溫度控制的多室噴頭
相關(guān)申請(qǐng)交叉參考
[0001]本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典第35編第119條(e)要求2013年2月15日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?1/765，432的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)和2013年2月27日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?1/770，251的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，二者的名稱均為“MULT1-PLENUM SHOWERHEAD WITH TEMPERATURE CONTROL(帶溫度控制的多室噴頭)”，前述臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過參考并入本申請(qǐng)中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體處理，更具體地涉及半導(dǎo)體處理中的噴頭。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體處理工具常常使用自由基源(radical sources)以在處理過程中(例如,在化學(xué)氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)處理過程中)在整個(gè)半導(dǎo)體晶片上分配自由基化工藝氣體(radicalized process gas)。這樣的自由基源可包括在處理過程中面朝晶片的面板(faceplate)，而橫貫該面板可分布一些氣體分配孔以幫助自由基化氣體從自由基源內(nèi)部到晶片的輸送。
[0004]在一些半導(dǎo)體制造工藝(例如，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD))中，半導(dǎo)體制造工藝氣體可被轉(zhuǎn)變成等離子體以產(chǎn)生用在各種工藝步驟中的自由基。這樣的等離子體增強(qiáng)工藝相較于例如熱CVD可具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@樣的工藝可在較低的工藝溫度和較大的工藝化學(xué)靈活性情況下執(zhí)行。然而，等離子體轉(zhuǎn)變也可損傷晶片，例如，通過使晶片的底層硅或工藝中所使用的超低K電介質(zhì)氧化。為了減少這樣的潛在損害，可設(shè)置這樣的等離子體以“遠(yuǎn)(remote)”離晶片；一種這樣的工藝通常被稱為遠(yuǎn)程等離子體沉積(RPD)。例如，一些自由基源可具有內(nèi)容積腔，等離子體可產(chǎn)生在該內(nèi)容積腔中。該內(nèi)容積腔可通過自由基源面板與晶片分隔(使等離子體“遠(yuǎn)”離晶片)，在一定程度上遮蔽晶片以避免由等離子體轉(zhuǎn)變引起的可能損害。面板中的氣體分配孔可允許由遠(yuǎn)程產(chǎn)生的等離子體所產(chǎn)生的自由基流出自由基源并流到晶片上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在下面的附圖和說明書中描述了本說明書中所記載的主題的一或多種實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)說明書、附圖和權(quán)利要求，其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得顯而易見。注意，除非特別表明是比例圖，否則下面的附圖的相對(duì)尺寸可能沒有按比例繪制。
[0006]在一些實(shí)施方式中，可提供用于半導(dǎo)體處理操作的噴頭。該噴頭可包括具有第一面和相對(duì)的第二面的前驅(qū)體輸送板以及具有第一面和相對(duì)的第二面的自由基傳送板。所述自由基傳送板的第二面可面朝所述前驅(qū)體輸送板的第一面。該噴頭還可包括插在所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基 傳送板之間的熱隔離器。該噴頭還可包括成圖案的自由基通孔。所述自由基通孔中的每一個(gè)可穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器。所述自由基通孔中的每一個(gè)可具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸且可保持大體上一致的與穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的所述自由基通孔的孔中心軸垂直的橫截面積。
[0007]在一些進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述熱隔離器可被配置來控制所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的熱流以使之小于在所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板直接熱接觸且被增厚使得所述自由基擴(kuò)散板的第一面和所述前驅(qū)體輸送板的第二面保持相同的距離的情況下的所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的熱流。
[0008]在所述噴頭的一些進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述前驅(qū)體輸送板可包括成圖案的氣體輸送孔和一或多個(gè)內(nèi)部氣體分配通道。所述氣體輸送孔中的每一個(gè)可具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸。所述氣體輸送孔中的每一個(gè)還可流體連接到所述一或多個(gè)氣體分配通道中的至少一個(gè)且所述氣體輸送孔中的每一個(gè)可在所述前驅(qū)體輸送板的第二面上退出所述前驅(qū)體輸送板。
[0009]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，自由基通孔可具有介于7:1和10:1之間的長(zhǎng)度直徑比。在所述噴頭的一些其它實(shí)施方式中，自由基通孔可具有介于6:1和11:1之間的長(zhǎng)度直徑比。在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，自由基通孔可具有至少0.25英寸的長(zhǎng)度。
[0010]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述自由基傳送板可包括橫貫所述自由基傳送板延伸的一或多個(gè)第一內(nèi)部冷卻通道。所述一或多個(gè)第一內(nèi)部冷卻通道可與所述自由基傳送板中的所述自由基通孔流體隔離。
[0011]在所述噴頭的一些這樣的實(shí)施方式中，所述第一內(nèi)部冷卻通道可包括成陣列的通道。每個(gè)通道可沿著平 均而言與大體上垂直于所述自由基傳送板的第一面的參考平面大體上平行的路徑延伸，且每個(gè)通道可具有與入口流體連接的第一端和與出口流體連接的第二端。在所述噴頭的一些其它實(shí)施方式中，每個(gè)通道可沿著平均而言與大體上垂直于所述自由基傳送板的第一面的參考平面大體上平行的路徑延伸，且位于所述參考平面的第一面上的每個(gè)通道可具有與第一入口流體連接的第一端和與第一出口流體連接的第二端，且位于與所述參考平面的第一面相對(duì)的所述參考平面的第二面上的每個(gè)通道具有與第二入口流體連接的第一端和與第二出口流體連接的第二端。在一些這樣的實(shí)施方式中，所述第一入口、所述第二入口、以及所述第一出口和所述第二出口可各自經(jīng)由分開的在形狀上實(shí)質(zhì)為弧形且圍繞所述自由基傳送板的中心軸徑向排布的冷卻劑室(coolant plenum)與它們各自的通道連接。
[0012]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述第一內(nèi)部冷卻通道可包括成陣列的第一通道。所述第一通道中的每一個(gè)可沿著平均而言與大體上垂直于所述自由基傳送板的第一面的參考平面大體上平行的第一路徑延伸。所述第一內(nèi)部冷卻通道可包括成陣列的第二通道，且所述第二通道中的每一個(gè)可沿著平均而言大體上與所述參考平面平行的第二路徑延伸。所述第一通道和所述第二通道可在所述自由基傳送板內(nèi)彼此流體隔離。每個(gè)第一通道可具有與第一入口流體連接的第一端和與所述第一通道的第一端相對(duì)的與第一出口流體連接的第二端。每個(gè)第二通道可具有與第二入口流體連接的第一端和與所述第二通道的第一端相對(duì)的與第二出口流體連接的第二端。所述第一入口、所述第二入口、所述第一出口和所述第二出口可被配置使得流入所述第一入口的冷卻流體在第一平均方向上流過所述第一通道并自所述第一出口流出且流入所述第二入口的冷卻流體在第二平均方向上流過所述第二通道并自所述第二出口流出。所述第一平均方向和所述第二平均方向可大體上是相反的方向。
[0013]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述噴頭可進(jìn)一步包括環(huán)形的室(circumferential plenum)。所述環(huán)形的室可具有內(nèi)周,鄰近所述自由基傳送板的第一面，且被配置來使氣體以大體上均勻分配的方式流動(dòng)通過所述內(nèi)周并大體上流向所述自由基傳送板的中心軸。
[0014]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述噴頭可進(jìn)一步包括等離子體穹頂。所述等離子體穹頂可具有圍繞所述自由基傳送板的中心軸大體上軸對(duì)稱的內(nèi)表面、位于所述等離子體穹頂?shù)囊欢松峡拷鲎杂苫鶄魉桶宓闹行妮S的一或多個(gè)自由基氣體入口、以及位于所述等離子體穹頂?shù)南喾炊松锨冶慌渲脕韺⑺龅入x子體穹頂與所述噴頭連接使得所述等離子體穹頂?shù)膬?nèi)表面和所述自由基傳送板的第一面限定自由基源容積腔并使得來自所述環(huán)形的室的氣流流入所述自由基源容積腔的安裝接口。 [0015]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述環(huán)形的室可被設(shè)置在位于所述等離子體穹頂和所述自由基傳送板之間的適配器中。在所述噴頭的一些其它實(shí)施方式中，所述環(huán)形的室可被設(shè)置在所述等離子體穹頂中靠近所述安裝接口處。
[0016]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述熱隔離器可以是熱導(dǎo)率大幅低于所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板的各自的熱導(dǎo)率的板。在所述噴頭的一些其它實(shí)施方式中，所述熱隔離器可具有介于所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的間隙。所述間隙可限定所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的自由容積腔。所述熱隔離器還可包括對(duì)應(yīng)于所述成圖案的自由基通孔中的自由基通孔數(shù)量的若干管狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)管狀結(jié)構(gòu)可與所述自由基通孔中的不同的一個(gè)自由基通孔對(duì)應(yīng)，具有大體上等于對(duì)應(yīng)的所述自由基通孔的標(biāo)稱直徑的內(nèi)徑，跨越所述間隙，且在流體連通方面將所述自由基通孔與所述自由容積腔大體上隔離。
[0017]在所述噴頭的一些進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述管狀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)可以是離散的管段。在所述噴頭的一些進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述管狀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)由選自由石英或藍(lán)寶石組成的組的材料制成。
[0018]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述熱隔離器可包括至少兩個(gè)疊摞層，每個(gè)層包括所述自由基通孔。在一些進(jìn)一步的這樣的實(shí)施方式中，所述熱隔離器可進(jìn)一步包括介于所述層之一的第一配合面和相鄰層的第二配合面之間的第一界面，且所述第一配合面和所述第二配合面中的至少一者可具有約8至16微英寸或更高的表面粗糙度Ra值。在一些實(shí)施方式中，所述層可具有橫貫每個(gè)層的約0.002英寸的絕對(duì)平整度。
[0019]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述自由基通孔可經(jīng)由第一平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面，且所述氣體輸送孔可經(jīng)由在遠(yuǎn)離所述前驅(qū)體輸送板的第一面的方向上偏離所述第一平面第一非零距離的第二平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面。在一些實(shí)施方式中，所述第一非零距離可大于0.25英寸。在一些實(shí)施方式中，所述第一非零距離可介于0.25英寸和3英寸之間。在一些實(shí)施方式中，所述第一非零距離可介于3英寸和12英寸之間。
[0020]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述自由基通孔可經(jīng)由第一平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面，且所述氣體輸送孔可經(jīng)由在遠(yuǎn)離所述前驅(qū)體輸送板的第一面的方向上偏離所述第一平面的第二平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面，所述第一平面離所述第二平面足夠遠(yuǎn)使得來自所述自由基傳送板的經(jīng)由所述第一平面上的開口的自由基化氣體在遇到所述第二平面之前展現(xiàn)為基本上充分展開的流。
[0021]在所述噴頭的一些實(shí)施方式中，所述自由基擴(kuò)散板被抑制自由基與所述自由基擴(kuò)散板再結(jié)合的材料至少部分地涂布。在一些這樣的實(shí)施方式中，所述材料可選自由氮化鋁、石英和藍(lán)寶石組成的組。
[0022]在一些實(shí)施方式中，所述噴頭可進(jìn)一步包括處理室。在這樣的實(shí)施方式中，所述自由基擴(kuò)散板、所述熱隔離器和所述前驅(qū)體輸送板可被配置來將工藝氣體輸送給所述處理室。
[0023]在一些這樣的實(shí)施方式中，所述噴頭可進(jìn)一步包括一或多個(gè)附加處理室，且所述處理室和所述一或多個(gè)附加處理室可形成多處理室半導(dǎo)體處理工具。
[0024]在一些其它這樣的實(shí)施方式中，所述噴頭可進(jìn)一步包括第二自由基擴(kuò)散板、第二熱隔離器和第二前驅(qū)體輸送板。所述第二自由基擴(kuò)散板、所述第二熱隔離器和所述第二前驅(qū)體輸送板可以與所述自由基擴(kuò)散板、所述熱隔離器和所述前驅(qū)體輸送板類似的方式排布。所述處理室還可包括至少第一處理站和第二處理站。所述自由基擴(kuò)散板、所述熱隔離器和所述前驅(qū)體輸送板可被配置來將工藝氣體輸送給所述第一站，且所述第二自由基擴(kuò)散板、所述第二熱隔離器和所述第二前驅(qū)體輸送板可被配置來將工藝氣體輸送給所述第二站。
[0025]在一些實(shí)施方式中，提供了用于使用用于半導(dǎo)體處理操作的噴頭的方法。所述噴頭可包括具有第一面和相對(duì)的第二面的前驅(qū)體輸送板以及具有第一面和相對(duì)的第二面的自由基傳送板。所述自 由基傳送板的第二面可面朝所述前驅(qū)體輸送板的第一面。該裝置還可包括插在所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板之間的熱隔離器。該裝置還可包括成圖案的自由基通孔。所述自由基通孔中的每一個(gè)可穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器。所述自由基通孔中的每一個(gè)還可具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸且可保持大體上一致的與穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的所述自由基通孔的孔中心軸垂直的橫截面積。該方法可包括將所述前驅(qū)體輸送板保持在第一溫度；將所述自由基傳送板保持在第二溫度；經(jīng)由所述氣體輸送孔提供第一工藝氣體，同時(shí)所述自由基傳送板在所述第一溫度；且經(jīng)由所述自由基通孔提供第二工藝氣體，同時(shí)所述自由基傳送板在所述第二溫度。
[0026]在一些實(shí)施方式中，可提供用于半導(dǎo)體處理操作的反應(yīng)器。所述反應(yīng)器可包括反應(yīng)室、位于所述反應(yīng)室內(nèi)的晶片支撐件和噴頭。所述噴頭可包括具有第一面和相對(duì)的第二面的前驅(qū)體輸送板以及具有第一面和相對(duì)的第二面的自由基傳送板。所述自由基傳送板的第二面可面朝所述前驅(qū)體輸送板的第一面。該裝置還可包括插在所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板之間的熱隔離器。該裝置還可包括成圖案的自由基通孔。所述自由基通孔中的每一個(gè)可穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器。所述自由基通孔中的每一個(gè)還可具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸且可保持大體上一致的與穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的所述自由基通孔的孔中心軸垂直的橫截面積。所述噴頭和所述晶片支撐件可被配置使得所述晶片支撐件在所述反應(yīng)室內(nèi)在所述噴頭的下方。
[0027]在一些實(shí)施方式中，可提供熱隔離器。所述熱隔離器可包括第一面；大體上平行并偏移所述第一面的第二面；以及跨在所述第一面和所述第二面之間的多個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)橫貫所述第一面和所述第二面按分布圖案排布。所述管狀結(jié)構(gòu)可基本阻止在管狀通道內(nèi)的容積腔和基本上限定在所述第一面和所述第二面之間的容積腔之間的流體流。
[0028]在一些進(jìn)一步的這樣的實(shí)施方式中，所述熱隔離器可進(jìn)一步包括跨在所述第一面和所述第二面之間并包圍所述多個(gè)管狀結(jié)構(gòu)的周界壁。所述周界壁、所述第一面、所述第二面和所述管狀結(jié)構(gòu)的最外層表面可限定所述熱隔離器的中空內(nèi)容積腔。
[0029]在所述熱隔離器的其它一些進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述熱隔離器可進(jìn)一步包括與所述熱隔離器的所述中空內(nèi)容積腔流體連通的一或多個(gè)端口。
[0030]下面將更詳細(xì)地討論本公開的這些方面以及其它方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1A描繪了具有三分面板組件的遠(yuǎn)程等離子體源的實(shí)施例在自由基化氣流操作過程中的高級(jí)示意圖。
[0032]圖1B描繪了圖1A的遠(yuǎn)程等離子體源在通過面板的自由基化氣流被抑制的操作過程中的高級(jí)示意圖。
[0033]圖2A描繪了以充當(dāng)熱隔離器的穿孔板為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。
[0034]圖2B描繪了以充當(dāng)熱隔離器的中空板為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。
[0035]圖2C描繪了以替代的中空板熱隔離器設(shè)計(jì)為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的聞級(jí)不意圖。
[0036]圖2D描繪了以熱隔離器(以多個(gè)離散管為特征)為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的聞級(jí)不意圖。
[0037]圖2E描繪了以偏離的氣體分配孔和自由基通孔出口為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的聞級(jí)不意圖。
[0038]圖3A描繪了大體上是直的冷卻通道路徑的示意圖。
[0039]圖3B也描繪了大體上是直的冷卻通道路徑的示意圖。
[0040]圖4A描繪了三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)圖。
[0041]圖4B描繪了圖4A的面板組件的軸測(cè)圖，其中多個(gè)部分被切掉以便觀察內(nèi)部的特征。
[0042]圖4C描繪了圖4A的面板組件的軸測(cè)分解圖，其中一些部件被切掉一部分以便觀察內(nèi)部的特征。
[0043]圖5A描繪了具有相對(duì)的(opposing)流冷卻通道的自由基擴(kuò)散板的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)分解圖。
[0044]圖5B描繪了圖5A的自由基擴(kuò)散板的中板的第一面。
[0045]圖5C描繪了圖5A的 自由基擴(kuò)散板的中板的第二面。
[0046]圖6A描繪了前驅(qū)體輸送板的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)剖視圖。
[0047]圖6B描繪了圖6A的前驅(qū)體輸送板的仰視圖。
[0048]圖6C描繪了圖6A的前驅(qū)體輸送板的側(cè)剖視圖。[0049]圖6D描繪了圖6A的前驅(qū)體輸送板的分解反向軸測(cè)圖。
[0050]圖7A描繪了面板組件的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)分解圖。
[0051]圖7B描繪了圖7A的面板組件的軸測(cè)圖，其中一些部分被切掉以便觀察內(nèi)部的特征。
[0052]圖8A描繪了三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的正二軸測(cè)剖視圖。
[0053]圖SB描繪了圖8A的示例性剖視三分面板組件的一部分的細(xì)節(jié)圖。
[0054]圖8C描繪了圖8A的示例性三分面板組件的正二軸測(cè)剖視分解圖。
[0055]圖8D描繪了圖8A的示例性三分面板組件的另一正二軸測(cè)分解剖視圖，其中自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板的上面部分被去除以允許觀察內(nèi)部的特征。 [0056]圖SE到8H描繪了示出了表面粗糙度對(duì)兩個(gè)配合面之間的實(shí)際接觸區(qū)域的影響的概念示意圖。
[0057]圖9示出了可與本文描述的部件一起使用的多站處理工具的示意圖。
[0058]圖4A至8D每個(gè)圖都按比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0059]各種實(shí)施方式的實(shí)施例在附圖予以圖解并在下面作進(jìn)一步描述。應(yīng)當(dāng)理解，本文的討論并不意在將權(quán)利要求限制在所述描述的【具體實(shí)施方式】中。相反，它意在涵蓋可包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代方式、修改方式和等同方式。在下面的描述中，許多實(shí)施方式的具體細(xì)節(jié)被陳述以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。本發(fā)明可在沒有這些實(shí)施方式的具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施。另一方面，公知的工藝操作不會(huì)被詳細(xì)描述以免不必要地模糊本發(fā)明。
[0060]此處描述了用于與遠(yuǎn)程等離子體源以及其它可連同遠(yuǎn)程等離子體源使用的特征一起使用的噴頭的三分面板組件的各種實(shí)施方式。要理解的是，雖然短語(yǔ)“三分”可用于指代具有三個(gè)主要部件的面板組件，但短語(yǔ)“三分”也可用于指代具有限定三個(gè)不同的區(qū)(zone)的更多或更少主要部件的面板組件，每個(gè)區(qū)提供與下面聯(lián)系下面討論的面板組件的主要部件討論的功能類似的功能。
[0061]圖1A描繪了具有三分面板組件的遠(yuǎn)程等離子體源的實(shí)施例在自由基化氣流操作過程中的高級(jí)示意圖。遠(yuǎn)程等離子體源170被示出，包括面板組件100，面板組件100包括自由基擴(kuò)散板101、前驅(qū)體輸送板103和介于自由基擴(kuò)散板101和前驅(qū)體輸送板103之間的熱隔離器102。等離子體穹頂133 (plasma dome)可通過安裝接口 136 (例如,安裝凸緣、肩部或其它特征)與面板組件連接以形成自由基源容積腔137，例如，由面板組件和等離子體穹頂133的內(nèi)表面134圍成的容積腔。在一些實(shí)施方式中，可以不使用等離子體穹頂，而使用更傳統(tǒng)的蓋子，例如，平的背板或其它形狀，形成大體上為圓筒形的自由基源容積腔137，比如可在半導(dǎo)體處理操作中所使用的傳統(tǒng)噴頭上發(fā)現(xiàn)的。室適配器138(plenum adapter)可插在等離子體穹頂133 (或者替代結(jié)構(gòu)，例如，平的背板或其它結(jié)構(gòu)，如上所述)和面板組件100之間。室適配器138可包括環(huán)形的室132，室132構(gòu)造來使工藝氣體經(jīng)一或多個(gè)自由基入口 154流入自由基源容積腔137中。在圖1A中，沒有氣體流過一或多個(gè)自由基入口154。一或多個(gè)自由基入口 154可以是以圓形陣列排布的離散入口，或者可以是以環(huán)形室132中的薄的弧形槽為特征的一或多個(gè)弧形的“氣刀”入口。[0062]要理解的是，雖然圖1A和IB描繪了與電感耦合等離子體(ICP)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的那些類似的遠(yuǎn)程等離子體源，但面板組件100以及其它部件，比如室適配器138，可以與可被用來將自由基輸送給自由基擴(kuò)散板101上方的容積腔的各種技術(shù)一起使用。例如，面板組件100可以與利用紫外線產(chǎn)生自由基的自由基產(chǎn)生技術(shù)、電容耦合等離子體技術(shù)、微波等離子體產(chǎn)生器以及其它類型的自由基產(chǎn)生技術(shù)一起使用。自由基可直接在自由基源容積腔137內(nèi)產(chǎn)生，或者可從外部源(比如由MKS Instruments公司提供的ASTRONi?反應(yīng)氣體發(fā)生器)供應(yīng)，外部源在自由基源容積腔137的外面產(chǎn)生自由基，然后經(jīng)由一或多個(gè)輸送端口將自由基化的氣體輸送到自由基源容積腔137中。
[0063]第一工藝氣體可經(jīng)由一或多個(gè)自由基氣體入口 135流入裝置中。等離子體可利用射頻線圈152用第一工藝氣體產(chǎn)生，射頻線圈152可經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)153連接到RF源。自由基化的第一工藝氣體可流向自由基擴(kuò)散板101并穿過一或多個(gè)自由基通孔108，到達(dá)位于面板100和利用遠(yuǎn)程等離子體源170進(jìn)行處理的晶片101之間(或者在面板組件100和晶片支撐件103之間)的晶片反應(yīng)區(qū)域。同時(shí)，前驅(qū)體氣體可流入一或多個(gè)前驅(qū)體氣體入口148中并穿過內(nèi)部氣體分配通道112到氣體輸送孔110。因此，前驅(qū)體氣體和自由基化的第一工藝氣體可被同時(shí)傳送到晶片反應(yīng)區(qū)域。
[0064]圖1B描繪了圖1A的遠(yuǎn)程等離子體源在通過面板的自由基化氣流被抑制的操作過程中的高級(jí)示意圖。在圖1B中，第二工藝氣體可經(jīng)由一或多個(gè)自由基入口 154被引入自由基源容積腔137。一或多個(gè)自由基入口 154可被構(gòu)造來引導(dǎo)第二工藝氣體橫貫自由基擴(kuò)散板，在第一工藝氣體和自由基擴(kuò)散板101之間形成第二工藝氣體層。第二工藝氣體流可(至少部分地)抵制朝向自由基擴(kuò)散板101的第一工藝氣體流,從而在第二工藝氣體通過一或多個(gè)自由基入口 154流動(dòng)時(shí) 至少部分地防止自由基化的第一工藝氣體流過自由基通孔108。對(duì)一些操作過程中希望防止自由基氣體到達(dá)工藝反應(yīng)區(qū)域的應(yīng)用而言，這樣的第二工藝氣體流可消除在這些操作過程中對(duì)清理自由基氣體的自由基源容積腔(這還會(huì)涉及熄滅等離子體)的需要。第二工藝氣體可例如是惰性載氣或者可以是與第一工藝氣體相同的氣體。在一些實(shí)施方式中，第二工藝氣體可以是不同于第一工藝氣體的非載氣。
[0065]圖2A至2E描繪了各種面板組件的高級(jí)示意圖。本公開語(yǔ)境中的面板組件的各個(gè)方面被討論。一般而言，面板組件的自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板可被保持在不同的溫度以幫助改善處理環(huán)境。例如，自由基擴(kuò)散板可相比于前驅(qū)體輸送板保持在顯著較低的溫度以改善自由基傳送效率。這是因?yàn)橄噍^于表面較冷時(shí)，當(dāng)表面較暖時(shí)自由基在碰撞時(shí)展現(xiàn)出與表面再結(jié)合的上升趨勢(shì)。通過降低自由基擴(kuò)散板的溫度，與自由基擴(kuò)散板碰撞的自由基較少可能與自由基擴(kuò)散板再結(jié)合，使更多自由基流過自由基通孔。同時(shí)，冷卻前驅(qū)體輸送板會(huì)導(dǎo)致由前驅(qū)體輸送板傳送的工藝氣體的不希望的凝結(jié)。為了防止這種凝結(jié)，前驅(qū)體輸送板可被直接(例如，通過加熱元件或流體熱交換器)或間接(例如，通過與更高溫度的部件熱接觸)地加熱，使得前驅(qū)體輸送板保持在前驅(qū)體的蒸發(fā)溫度之上。
[0066]在一些實(shí)施方式中，自由基擴(kuò)散板以及其它部件可被材料全部或部分地覆蓋以抑制或防止自由基再結(jié)合。例如，自由基擴(kuò)散板面朝自由基源容積腔的一面可具有氮化鋁、石英或藍(lán)寶石涂層。
[0067]熱隔離器可插在自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板之間以控制這兩個(gè)部件之間的熱流。因此，熱隔離器可通常被描述為設(shè)置來阻礙前驅(qū)體輸送板和自由基擴(kuò)散板之間的熱流但不會(huì)大幅影響穿過面板組件的自由基傳送效率的一或多個(gè)部件。
[0068]在圖2A至2E所示的實(shí)施方式中，面板組件200均包括主要部件，所述主要部件包括自由基擴(kuò)散板201、熱隔離器202以及前驅(qū)體輸送板203。面板組件還包括成圖案的自由基通孔208和成圖案的氣體輸送孔210。自由基通孔208完全穿過面板組件200，而氣體輸送孔210穿過部分前驅(qū)體輸送板203并與自由基通孔208從前驅(qū)體輸送板203的相同的一側(cè)出口。氣體輸送孔210與一或多個(gè)內(nèi)部氣體分配通道212流體連接。內(nèi)部氣體分配通道212可與一或多個(gè)前驅(qū)體氣體入口 248流體連接，使工藝氣體(例如，前驅(qū)體氣體)流入前驅(qū)體輸送板203并從氣體輸送孔210流出。自由基擴(kuò)散板201可包括通道214，通道214可各自在第一端216流體連接到一或多個(gè)入口 219并在第二端217流體連接到一或多個(gè)出口220。冷卻劑可經(jīng)由通道214循環(huán)經(jīng)過自由基擴(kuò)散板201以從自由基擴(kuò)散板201轉(zhuǎn)移熱并降低自由基擴(kuò)散板的溫度。冷卻劑可由外部源(比如冷卻劑供應(yīng)源或熱交換器系統(tǒng))提供。
[0069]圖2A描繪了以充當(dāng)熱隔離器的穿孔板為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。在該實(shí)施方式中，熱隔離器202采用夾在自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203之間的材料層的形式。用于熱隔離器202的材料可以是在具有相對(duì)較低的熱導(dǎo)率(相較于自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203的熱導(dǎo)率)的同時(shí)仍然維持與工藝化學(xué)過程的相容性以及與自由基的低反應(yīng)性的材料。例如，熱隔離器202可由諸如低K陶瓷、石英、各種低熱導(dǎo)率塑料(例如，聚酰亞胺)或者不銹鋼(被涂層以保護(hù)它們免受半導(dǎo)體處理室的化學(xué)環(huán)境影響)(例如，300系列不銹鋼)之類的材料制成，而自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203可由具有常規(guī)更高或量值更高或大大更高的熱導(dǎo)率的材料(例如，鋁合金)制成。自由基通孔208可穿過熱隔離器202?？梢钥吹剑杂苫?08在它們穿過自由基擴(kuò)散板201、熱隔離器202和前驅(qū)體輸送板203時(shí)保持大體上一致的橫截面。這有助于減小各個(gè)自由基通孔208內(nèi)的自由基行進(jìn)穿過自由基通孔208可能碰到的表面積，減少這樣的自由基與自由基通孔的側(cè)壁再結(jié)合的機(jī)會(huì)。 [0070]圖2B描繪了以充當(dāng)熱隔離器的中空板為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。在面板組件200的該實(shí)施方式中，熱隔離器202可大部分被挖空從而形成可被抽排(pump down)至真空的內(nèi)自由容積腔241。自由容積腔241可在熱隔離器202內(nèi)基本限定間隙240 ;在一些實(shí)施方式中，可以看到，間隙240可在自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203之間或者在自由基擴(kuò)散板201或前驅(qū)體輸送板203和熱隔離器202的表面之間。管狀結(jié)構(gòu)242可基本流體隔離自由基通孔208和內(nèi)自由容積腔241。由于內(nèi)自由容積腔241中存在真空，所以穿過熱隔離器的熱流被有效地限制在通過自由容積腔241的輻射傳熱機(jī)構(gòu)并被限制穿過管狀結(jié)構(gòu)242的材料的傳導(dǎo)。為了降低該實(shí)施方式中的傳導(dǎo)熱流量，熱隔離器202 (如圖2A的熱隔離器202)由低K材料制成。
[0071 ]自由容積腔241可經(jīng)由與真空泵連接的真空端口 259抽排至真空或者可例如經(jīng)由引導(dǎo)穿過面板組件200并至晶片反應(yīng)區(qū)域的真空端口(圖2B中未示出，但可參見圖3A和3B)與容納(house)面板組件200的處理室的更大容積腔流體連接。因?yàn)榫磻?yīng)區(qū)域可保持真空條件(但有少量工藝氣體的添加，所述工藝氣體通過面板組件200提供)，所以這也可用于將自由容積腔241維持在類似的大氣條件。
[0072]圖2C描繪了以替代的中空板熱隔離器設(shè)計(jì)為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。該實(shí)施方式與參考圖2B所述的實(shí)施方式類似，但熱隔離器202沒有完全限定自由容積腔241。相反，熱隔離器202包括板，其中管狀結(jié)構(gòu)242在各個(gè)自由基通孔208的位置自其突出。在該實(shí)施方式中，間隙240由自由基擴(kuò)散板201和熱隔離器202中的所述板限定。管狀結(jié)構(gòu)242可延伸到自由基擴(kuò)散板201中的凹部。在一些實(shí)施方式中，管狀結(jié)構(gòu)242可簡(jiǎn)單地抵靠自由基擴(kuò)散板201平接且不延伸到這樣的凹部。在另外一些實(shí)施方式中，管狀結(jié)構(gòu)242可通過小間隙與自由基擴(kuò)散板201隔開，即管狀結(jié)構(gòu)242和自由基擴(kuò)散板201之間的密封不是必需的。這樣的小間隙可以足夠小使得管狀結(jié)構(gòu)242和自由基擴(kuò)散板201之間的流導(dǎo)率(flow conductance)大幅小于通過自由基通孔的流導(dǎo)率。真空端口259可用于抽排熱隔離器202內(nèi)的自由容積腔241以進(jìn)一步降低熱隔離器202的熱導(dǎo)率。
[0073]圖2D描繪了以熱隔離器(以多個(gè)離散管為特征)為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。在該實(shí)施方式中，熱隔離器202不是作為單個(gè)的、可限定的部件存在。相反，它可通過介于自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203之間的較小的部件的集合來形成。例如，自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203中的一者或二者可包括凹部，允許離散的管結(jié)構(gòu)242插入自由基擴(kuò)散板201和/或前驅(qū)體輸送板203中。環(huán)形的外壁可在自由基擴(kuò)散板201和前驅(qū)體輸送板203之間提供結(jié)構(gòu)性支撐并限定自由容積腔241的外部界限。該實(shí)施方式中的環(huán)形外壁和管狀結(jié)構(gòu)可由相同或不同的材料制成。例如，環(huán)形外壁可由氧化鋁制成，而管狀結(jié)構(gòu)可由石英制成。
[0074]圖2E描繪了以偏離的氣體分配孔出口和自由基通孔出口為特征的三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)示意圖。上面聯(lián)系圖2A至2D所討論實(shí)施方式關(guān)注各種熱隔離器實(shí)施方式。圖2E中所示的實(shí)施方式使用與圖2B中所示的熱隔離器類似的熱隔離器202，但也可使用上述其它類型的熱隔離器202。然而，在圖2E中，氣體輸送板203以與圖2A至2D中所示的氣體輸送板203不同的幾何形狀為特征。圖2E的氣體輸送板203具有在第一平面243中退出氣體輸送板203的自由基通孔208，第一平面243從第二平面244偏離第一非零距離245，穿過第二平面244，氣體分配孔210退出氣體輸送板203。
[0075]例如，氣體輸送板203可以是實(shí)質(zhì)上的平板，其中小型管在各個(gè)氣體輸送孔210的位置自該平板突出。氣體輸送孔210的出口平面和自由基通孔208的出口平面之間的偏離可使得來自自由基通孔的自由基氣體流在前驅(qū)體氣體被引介到自由基氣體之前能夠達(dá)到基本上充分展開的(fully-developed)流動(dòng)狀態(tài)。通過物理偏離各氣體的出口平面，自由基氣體有足夠的時(shí)間成為充分展開的流。在一些實(shí)施方式中，該偏離可大于0.25英寸。在其它一些實(shí)施方式中，該偏離可在0.25英寸到3英寸之間。在另外一些實(shí)施方式中，該偏離可在3英寸到12英寸之間。
[0076]要理解的是，自由基擴(kuò)散板201、熱隔離器202和氣體輸送板203的上述各種構(gòu)思可按與所示這些排列不同的各種排列進(jìn)行組裝。例如，具有來自圖2E的非共面出口平面的氣體輸送板203可與來自圖2A的自由基擴(kuò)散板201和熱隔離器202 —起使用。通過適當(dāng)?shù)男薷?，?duì)于其它的圖2B至2D可進(jìn)行類似的置換。 [0077]還要理解的是，雖然附圖中所示的前驅(qū)體輸送板203以僅僅單組氣體輸送孔為特征，但一些實(shí)施方式可以以具有多組氣體輸送通道和對(duì)應(yīng)的氣體輸送孔的前驅(qū)體輸送板203為特征。例如，前驅(qū)體輸送板203可被構(gòu)造為具有兩組氣體輸送通道和兩組對(duì)應(yīng)的氣體輸送孔,彼此在氣體輸送板203內(nèi)流體隔離。
[0078]就具有內(nèi)部冷卻通道的各種板(比如自由基擴(kuò)散板201和熱隔離器202的一些實(shí)施方式)而言，冷卻通道可穿過所述板，其中它們位于曲折或迂回的路徑中。在其它一些實(shí)施方式中，冷卻通道可沿著大體上是直的路徑延伸。圖3A描繪了大體上是直的冷卻通道路徑的示意圖。圖3B也描繪了大體上是直的冷卻通道路徑的示意圖。由圖3A可見，冷卻通道314可沿著直的路徑315延伸；這樣的通道可以是例如用槍鉆橫貫鉆過板的結(jié)果。由圖3B可見，冷卻通道314可偏離直的路徑315，例如，通過貫穿直的路徑315來回曲折前進(jìn)，同時(shí)，仍然總體上沿著直的路徑315延伸。因此，舉例來說，提到的沿著與參考平面平行的路徑延伸的通道可以理解為包括大體上沿著與參考平面平行的直的路徑延伸的通道，如圖3A和3B中所示。
[0079]現(xiàn)在根據(jù)本公開中所概述的構(gòu)思介紹描繪面板組件和其中的部件的其它實(shí)施例的各個(gè)更詳細(xì)的附圖。
[0080]圖4A描繪了三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)圖。所示面板組件400以自由基擴(kuò)散板401、前驅(qū)體輸送板403以及插在自由基擴(kuò)散板401和前驅(qū)體輸送板403之間的熱隔離器402為特征。熱隔離器402在該視圖中有點(diǎn)難以看見，但在后面的附圖中會(huì)更清楚。
[0081]面板組件可以以圍繞中心軸431在整個(gè)大體上圓形的區(qū)域上分布的成圖案的自由基通孔408為特征。自由基通孔408可具有大體上垂直于自由基擴(kuò)散板401的孔中心軸
409。自由基通孔可具有總側(cè)壁面積，該總側(cè)壁面積代表全部自由基通孔408的側(cè)壁面積的總和(包括自由基通孔408的位 于熱隔離器402和前驅(qū)體輸送板403中的部分的側(cè)壁)，而自由基擴(kuò)散板401的形成自由基源容積腔437的部分邊界的部分可具有橫截面積，不包括自由基通孔408的橫截面積。在一些實(shí)施方式中，自由基通孔408的總側(cè)壁面積和上述橫截面積的比可小于I至1.5。
[0082]在一些實(shí)施方式中，自由基通孔408的長(zhǎng)度和直徑的比可大于2:1且所述長(zhǎng)度可大于0.25英寸從而有助于防止由面板組件400傳送的氣體經(jīng)由氣體輸送孔410或自由基通孔408反擴(kuò)散至面板組件400中。在一些實(shí)施方式中，自由基通孔408的長(zhǎng)度和直徑的比可介于7:1和10:1之間。自由基通孔408可具有標(biāo)稱一致的與穿過面板組件400的孔中心軸垂直的橫截面積。在一些實(shí)施方式中,橫截面積可有一些變化,例如，自由基通孔408在它們進(jìn)入和退出面板組件400的地方有擴(kuò)口。
[0083]圖4A中所示的自由基擴(kuò)散板401和前驅(qū)體輸送板403是多部件設(shè)計(jì)，但多部件方案只是針對(duì)自由基擴(kuò)散板示出。例如，自由基擴(kuò)散板401由具有四個(gè)弧形外部分(outerportion)的大體上圓形的內(nèi)部分(inner portion)形成,弧形外部分在焊接區(qū)域447焊接到內(nèi)部分的外周。這允許穿過內(nèi)部分的寬度鉆出貫穿通道(cross-passage)且接著使貫穿通道能夠被外部分蓋住，形成氣體或流體流的密封的內(nèi)部空間。自由基擴(kuò)散板401還可包括可被構(gòu)造來將自由基擴(kuò)散板401密封至例如背蓋、適配器、等離子體穹頂或其它配合面的一或多個(gè)密封接口 446。進(jìn)一步地，密封接口 446也可位于其它部件上，比如在熱隔離器402或前驅(qū)體輸送板403上，以密封自由基擴(kuò)散板401、熱隔離器402和前驅(qū)體輸送板403之間的接口。
[0084]第一入口 423和第二入口 427可經(jīng)由自由基擴(kuò)散板401內(nèi)部的冷卻通道分別與第一出口 424和第二出口 428流體連通。類似地，一或多個(gè)前驅(qū)體氣體入口 448可與前驅(qū)體輸送板403中的一或多個(gè)內(nèi)部氣體分配通道流體連通。
[0085]圖4B描繪了圖4A的面板組件的軸測(cè)圖，其中多個(gè)部分被切掉以便觀察內(nèi)部的特征?？梢钥吹?，自由基通孔408完全穿過自由基擴(kuò)散板401、熱隔離器402和前驅(qū)體輸送板403，且通過這樣做，保持與中心軸409垂直的大體上一致的橫截面。此外，圖4B中可見通道414，該通道414是第一內(nèi)部冷卻通道網(wǎng)絡(luò)413中的若干這種通道414中的一個(gè)?？梢钥吹剑ǖ?14的第一端416可與冷卻劑室450流體連接，冷卻劑室與第一入口 423流體連接(如圖4C中可見)。第二入口 427可與不同的冷卻劑室450流體連接且進(jìn)而與其它通道414 (該圖中未不出)的第一端416流體連接。在一些實(shí)施方式中,第一入口 423和第二入口 427，或者單個(gè)共同入口，可與共同的冷卻劑室450連接，共同冷卻劑室450與通道414的第一端416連接。通道414的第二端417 (圖4B中未示出，但圖4C中可見，下面將討論)也可連接到一或多個(gè)冷卻劑室450，所述冷卻劑室450可進(jìn)而連接到第一出口 424和第二出口 428，或者在一些實(shí)施方式中，連接到單個(gè)共同冷卻劑室450和/或連接到單個(gè)共同出口。也可使用足以在整個(gè)自由基擴(kuò)散板401提供大體上均勻的冷卻的其它冷卻方案，例如在普通工藝條件下在自由基擴(kuò)散板可與自由基化氣體接觸的整個(gè)部分小于~1_2°C的溫差，這些方案也被認(rèn)為是在本公開的范圍內(nèi)。
[0086]在一些方面，前驅(qū)體輸送板403可具有與自由基擴(kuò)散板401中的特征類似的一些特征。例如，前驅(qū)體輸送板403可具有在一些方面可與冷卻劑室450和通道414大體上類似的前驅(qū)體室451 (precursorplenum451)和內(nèi)部氣體分配通道412。前驅(qū)體輸送板403也可具有構(gòu)造來將前驅(qū)體氣體引介到前驅(qū)體室451中的一或多個(gè)前驅(qū)體氣體入口 448。但是，相較于自由基擴(kuò)散板401，流入前驅(qū)體室451和內(nèi)部氣體分配通道412的流體(例如，前驅(qū)體氣體)可以不經(jīng)由與第一出口 424和第二出口 428類似的出口退出前驅(qū)體輸送板403，而相反地，可以自與內(nèi)部氣體分配通道412流體連接的成圖案的氣體輸送孔410流出。氣體輸送孔410可具有與自由基通孔408的中心軸409平行的孔中心軸411。就橫截面而言，氣體輸送孔410可大幅小于自由基通孔408。但是，在其它實(shí)施方式中，自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板403的結(jié)構(gòu)可在更大程度上與圖4B中所示的結(jié)構(gòu)不同。
[0087]圖4C描繪了圖4A的面板組件的軸測(cè)分解圖，其中一些部件被切掉一部分以便觀察內(nèi)部的特征。在圖4C中，自由基擴(kuò)散板401的上半部分已被移除以看到通道414。出于類似的原因，前驅(qū)體輸送板403的上半部分也被移除。
[0088]自由基擴(kuò)散板401可具有第一面406(其在圖4C中并非直接可見，因?yàn)樗谧杂苫鶖U(kuò)散板401已被切掉的部分上——圖4B中也示出了第一面406)和與第一面相對(duì)的第二面 407。
[0089]還可見冷卻劑室450，在該實(shí)施方式中，冷卻劑室450是弧形內(nèi)部空間，每一個(gè)占用自由基擴(kuò)散板401的不同的四分之一部分。位于參考平面418的一側(cè)上的冷卻劑室450和通道414在自由基擴(kuò)散板401內(nèi)可與位于參考平面418的另一側(cè)上的冷卻劑室450和通道414流體隔離。這種室/通道的布置可允許相對(duì)較高的冷卻劑流率且可跨越自由基擴(kuò)散板的寬度提供大體上均勻的溫差，例如，小于約1°C的溫差。每個(gè)通道414可在第一端416連接到冷卻劑室450并在第二端417連接到不同的冷卻劑室450。溫度傳感器孔449可被提供使得可在自由基擴(kuò)散板401的中心附近設(shè)置溫度傳感器，例如，熱電耦或其它溫度測(cè)量探針(未圖示)，用于自由基擴(kuò)散板401中的溫度監(jiān)測(cè)。 [0090]就前驅(qū)體輸送板403而言，可以觀察到，在該實(shí)施方式中，提供了大體上圍繞前驅(qū)體輸送板403的周界延伸的單個(gè)前驅(qū)體室451?？商峁┝吮粯?gòu)造來將前驅(qū)體氣體進(jìn)給到前驅(qū)體室451的前驅(qū)體氣體入口 448。來自前驅(qū)體室451的前驅(qū)體氣體可流入內(nèi)部氣體分配通道412，并從內(nèi)部氣體分配通道412經(jīng)由氣體輸送孔410流出前驅(qū)體輸送板。氣體輸送孔410可以與自由基通孔408的分布方式相對(duì)類似的方式在整個(gè)前驅(qū)體輸送板403上分布。要理解的是，就自由基通孔408和氣體輸送孔410 二者而言，其它實(shí)施方式可使用不同的孔圖案。自由基通孔408可被設(shè)置成與面板組件400內(nèi)的內(nèi)部氣體分配通道412、氣體輸送孔
410、冷卻劑室450、前驅(qū)體室451和通道414流體隔離。
[0091]類似于自由基擴(kuò)散板401，前驅(qū)體輸送403可具有第一面404 (同樣，該側(cè)在圖4C中由于切掉而并非直接可見)和第二面405。一般而言，前驅(qū)體輸送板403的第一面404可面朝自由基擴(kuò)散板401的第二面407，熱隔離器插在第一面404和第二面407之間。
[0092]如本公開中前面所討論的，可按各種疊摞布置使用不同類型的自由基擴(kuò)散板401、熱隔離器402和前驅(qū)體輸送板403以提供面板組件400。圖4A至4C描繪了具有自由基擴(kuò)散板401的面板組件400，自由基擴(kuò)散板401具有穿過通道414的單向冷卻劑流。
[0093]圖5A描繪了具有相對(duì)的(opposing)流冷卻通道的自由基擴(kuò)散板的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)分解圖。在圖5A中，自由基擴(kuò)散板501可由三個(gè)主要部件的疊摞形成:頂板555、中板556和底板557。這些板通過較持久的措施(比如通過釬焊)可被夾在一起或者可被保持在一起。頂板555可具有第一入口 523和第二入口 527。第一入口 523可穿透頂板555且經(jīng)由頂板555的下表面中的槽(未圖不,但與底板557的上表面上所不的槽類似)與冷卻劑室550 (在圖5A的右邊示出)流體連通。接著，經(jīng)由第一入口 523流入冷卻劑室550的冷卻劑可流過中板556中的第一通道525并進(jìn)入另一冷卻劑室550，然后經(jīng)由另一槽流出第一出口524。
[0094]圖5A中還可見第 二入口 527和第二出口 528，該二者經(jīng)由底板557中可見的槽與中板556的底面上的第二通道526 (該視圖中不可見，但圖5C中可見)流體連通。圖5A中包括箭頭以表示進(jìn)/出各入口/出口和室的流體流方向。
[0095]圖5B描繪了圖5A的自由基擴(kuò)散板的中板的第一面。圖5C描繪了圖5A的自由基擴(kuò)散板的中板的第二面。圖5B中所示的第一面對(duì)應(yīng)于圖5A中的中板556的可見的一面。流箭頭表示第一通道525中的流體流從右到左。圖5C中所示的第二面在中板556的第一面對(duì)面。流箭頭表示第二通道526中的流體流從左到右。因此，冷卻劑可在第一通道中沿第一方向流動(dòng)而在第二通道中沿與第一方向相反的第二方向流動(dòng)。這可跨越自由基擴(kuò)散板501包含自由基通孔508的部分產(chǎn)生更均勻的溫度分布。
[0096]圖6A描繪了前驅(qū)體輸送板的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)剖視圖。圖6A的前驅(qū)體輸送板603與圖2C中所示的構(gòu)思類似，且包括主板660 (main plate),主板660包括從主板660突出并進(jìn)入蓋板658的一些管狀結(jié)構(gòu)642。每一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)642可包括穿過它的自由基通孔608。主板660和蓋板658可通過間隙彼此偏離以形成前驅(qū)體室651。在該實(shí)施方式中，前驅(qū)體室651不僅包括圍繞自由基通孔608的周界容積腔，也包括管狀結(jié)構(gòu)642之間的空隙，從而代替了對(duì)離散氣體分配通道的需求。成圖案的氣體輸送孔610可存在于氣體輸送板603的第二面605上且與前驅(qū)體室651流體連通(要理解的是，在該視圖中，前驅(qū)體輸送板603被倒置示出，因?yàn)闅怏w輸送孔610在使用過程中通常向下對(duì)準(zhǔn)晶片反應(yīng)區(qū)域)。
[0097]圖6B描繪了圖6A的前驅(qū)體輸送板的仰視圖。由該視圖可見，氣體輸送孔610和自由基通孔以大體上均勻分布的方式跨越氣體輸送板603的內(nèi)里部分進(jìn)行排布。圖6C描繪了圖6A的前驅(qū)體輸送板的側(cè)剖視圖。該視圖更清晰地示出了圖6A的一些細(xì)節(jié)。圖6D描繪了圖6A的前驅(qū)體輸送板的分解反向軸測(cè)圖。該視圖示出了管狀結(jié)構(gòu)642沿著它們的外表面可具有肩部或錐形邊緣(tapered edge),但應(yīng)當(dāng)注意,所示內(nèi)表面反映了與自由基通孔橫截面匹配的恒定橫截面。在實(shí)踐中，管狀結(jié)構(gòu)642可包括各種特征以幫助制造或組裝例如圓形的或倒角的外部邊緣。
[0098]圖7A描繪了熱隔離器的一個(gè)實(shí)施例的軸測(cè)分解圖。在圖7A中示出了與自由基擴(kuò)散板401類似的自由基擴(kuò)散板701。但可提供與熱隔離器402和前驅(qū)體輸送板403不同的熱隔離器702和前驅(qū)體輸送板703。在該實(shí)施方式中，管狀結(jié)構(gòu)742自前驅(qū)體輸送板703的第一面704突出并進(jìn)入熱隔離器702內(nèi)的圓筒形容積腔。在圖7A中，管狀結(jié)構(gòu)占位符742’(placeholder)表示當(dāng)面板組件700完全組裝好時(shí)管狀結(jié)構(gòu)742在熱隔離器702內(nèi)的位置。因此，在組裝過程中，形成自由基擴(kuò)散板701、熱隔離器702和/或前驅(qū)體輸送板703的部分的各種部件可由面板組件700的其它層支撐或附著到面板組件700的其它層，然后被恰當(dāng)定位。圖7A中還可見真空端口 759，在該實(shí)施方式中，真空端口 759是簡(jiǎn)單的孔，允許熱隔離器702中的圓筒形容積腔通過前驅(qū)體輸送板703與晶片反應(yīng)區(qū)域或周圍的處理室容積腔通風(fēng)(從而允許該圓筒形容積腔中的壓強(qiáng)與半導(dǎo)體處理室內(nèi)的壓強(qiáng)條件保持均衡，例如，保持真空環(huán)境)。
[0099]圖7B描繪了圖7A的熱隔離器的軸測(cè)圖，其中一些部分被切掉以便觀察內(nèi)部的特征。在圖7B中，示出的自由基擴(kuò)散板具有弦切段(chord section cut)，將跨在冷卻劑室750之間且是第一內(nèi)部冷卻通道網(wǎng)絡(luò)713的部分的若干通道714中的一個(gè)一分為二。自由基通孔708可穿過自由基擴(kuò)散板701，而密封接口 746可被提供來使面板組件700能夠被密封到例如可結(jié)合面板組件700大體上限定遠(yuǎn)程等離子體容積腔的等離子體穹頂結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)(未圖示)。第一出口 724和第二出口 728可使得冷卻劑能夠退出自由基擴(kuò)散板701的內(nèi)部。
[0100]示出的熱隔離器702具有不同的弦切段?？梢钥吹?，從前驅(qū)體輸送板703突出的管狀結(jié)構(gòu)742可突出到由自由基擴(kuò)散板701和前驅(qū)體輸送板703之間的間隙740限定的容積腔中。
[0101]示出的前驅(qū)體輸送板703具有階梯式弦切，即，示出的前驅(qū)體輸送板703具有大約穿過其厚度一半的深度的弦切段，并具有穿過其剩余厚度的較小的弦切段。前驅(qū)體室751可見，還有兩個(gè)內(nèi)部氣體分配通道712和兩個(gè)氣體輸送孔710。前驅(qū)體氣體入口 748可與內(nèi)部氣體分配通道712流體連接。 [0102]圖8A描繪了三分面板組件的一個(gè)實(shí)施例的正二軸測(cè)剖視圖。圖8B描繪了圖8A的示例性剖視三分面板組件的一部分的細(xì)節(jié)圖。圖8C描繪了圖8A的示例性三分面板組件的正二軸測(cè)剖視分解圖。圖8D描繪了圖8A的示例性三分面板組件的另一正二軸測(cè)分解剖視圖，其中自由基擴(kuò)散板和前驅(qū)體輸送板的上面部分被去除以允許觀察內(nèi)部的特征。
[0103]一般而言，圖8A至8D中所示的許多特征與圖4A至4C中所示的那些特征類似。圖8A至8D中的用與圖4A至4C中的類似結(jié)構(gòu)有相同的最后兩位數(shù)字的附圖標(biāo)記編號(hào)的元件可理解為與圖4A至4C中的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)基本類似，除非文中另有說明。為了避免重復(fù)，針對(duì)圖8A至8D，讀者可參考前面聯(lián)系圖4A至4C對(duì)這些元件進(jìn)行的描述。
[0104]從圖8A可見，熱隔離器802位于自由基擴(kuò)散板801和前驅(qū)體輸送板803之間。但是，相較于圖4A至4C的熱隔離器402，熱隔離器802是具有兩個(gè)獨(dú)立部件(第一層802a和第二層802b)的分層式組件，該兩個(gè)獨(dú)立部件疊摞在一起以形成隔離器802。如圖所示，各層可至少足夠大到包括存在于面板組件800中的基本上所有的自由基通孔808 (每一個(gè)自由基通孔808穿過熱隔離器802的層以及自由基擴(kuò)散板801和前驅(qū)體輸送板803 ；穿過各部件的各個(gè)自由基通孔被稱為808’、808’ ’，等等)。如圖所示，第二層802b被嵌在第一層802a中的凹部的里面。該凹部可具有大體上等于第一層802a的標(biāo)稱厚度的一半的深度，而第二層802b可具有與凹部深度基本一致的厚度。據(jù)此，熱隔離器802可與熱隔離器402 —樣安裝在大體上相同的封套內(nèi)，但這不是必需的且其它實(shí)施方式可以不同的整體封套為特征。
[0105]另外，雖然第一層802a被示出為具有凹部，第二層802b安裝在該凹部中，但其它實(shí)施方式也可以基本上相同的層(例如，彼此上下疊摞的兩個(gè)平的板，無需一個(gè)凹進(jìn)到另一個(gè)中)為特征。還可預(yù)期各種其它實(shí)施方式，但這些其它實(shí)施方式的共同特征可全部以多個(gè)層為特征，其中在多個(gè)層之間至少在面板組件800內(nèi)包含自由基通孔808的區(qū)域內(nèi)具有不連續(xù)的邊界。
[0106]還要理解的是，雖然所描繪的實(shí)施例以兩個(gè)層為特征，但其它實(shí)施方式可以具有多于兩個(gè)層(例如，三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)層)的熱隔離器802為特征。這樣的另外的實(shí)施方式也在本公開的范圍內(nèi)。
[0107]所述層在其上可具有分度特征，例如以徑向?qū)ΨQ的方式圍繞第二層802b的圓周排列的三個(gè)徑向槽863 (只示出了兩個(gè)一剩下的位于面板組件800的切掉部分中)，還有以類似的方式圍繞第一層802a的凹部的內(nèi)部排列的三個(gè)對(duì)應(yīng)的徑向凸臺(tái)，以確保熱隔離器802的兩個(gè)(或更多個(gè))層和自由基通孔在各個(gè)所述層上的部分互相對(duì)準(zhǔn)。如圖所示，分度特征可被構(gòu)造為允許所述層能夠以不同的比率伸縮，卻不會(huì)因所述層之間的熱膨脹差而引起不可接受的熱應(yīng)力，同時(shí)保持所述層大體上相對(duì)于彼此居中。 [0108]層802a和802b 二者可通常由相同或類似的材料制成，但在一些實(shí)施方式中，如果需要，也可使用不同的材料，例如，如果用優(yōu)選的材料生產(chǎn)所述層之一太難或成本太高，則可將替代材料用于生產(chǎn)該層。
[0109]如前所述，第一層802a和第二層802b在自由基通孔808所在的區(qū)域中具有大體上相同的厚度。雖然所述層(包括示出的層之外額外層)在該區(qū)域中可具有不同厚度，但在許多實(shí)施方式中，所述層在該區(qū)域中可全部具有大體上相等的厚度。這可增強(qiáng)熱隔離器802對(duì)出現(xiàn)故障的整體抵抗能力。例如，如果一個(gè)層大幅薄于其它層(且所有層材料相同)，那么這會(huì)將較薄的層置于增加的破裂或損傷風(fēng)險(xiǎn)下。通過使每個(gè)層在具有自由基通孔808的區(qū)域中具有大體上相同的厚度，這種風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)被集中在任何一個(gè)層中，反而可在所有層中大體上均分。
[0110]用于第一層802a和第二層802b的材料可從各種低熱導(dǎo)率材料中選擇，例如，諸如低K陶瓷或石英之類的介電材料、諸如聚酰亞胺之類的各種低熱導(dǎo)率塑料、或者諸如300系列不銹鋼之類的不銹鋼(被涂層以保護(hù)它們免受半導(dǎo)體處理室的化學(xué)環(huán)境影響)。例如，第一層802a和第二層802b可由氧化鋁或氮化鋁制成。
[0111]本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，在低壓半導(dǎo)體處理環(huán)境(比如其中可使用面板組件800的那些)的背景下，相較于諸如圖4A至4C中所示之類的單層熱隔離器，多層熱隔離器802可提供優(yōu)秀的熱阻，從而實(shí)現(xiàn)自由基擴(kuò)散板801和前驅(qū)體輸送板803之間的更大溫差。這種增大的熱阻由于若干原因而出現(xiàn)，下面進(jìn)行更充分地探討。
[0112]首先，通常用于操作這樣的面板組件的壓強(qiáng)足夠低使得困在熱隔離器802的層之間的任何間隙或非接觸區(qū)域中的任何氣體的密度足夠低以便通過這樣的氣體的熱傳導(dǎo)不會(huì)顯著助長(zhǎng)通過熱隔離器802的整體熱傳導(dǎo)。雖然除了氣體的壓強(qiáng)之外，通過這樣的氣體的熱傳導(dǎo)也會(huì)依賴于這樣的氣體的成分，但一般來說，壓強(qiáng)通常會(huì)是通過這樣的氣體的熱導(dǎo)率的主要決定因素。這樣的氣體的壓強(qiáng)可例如小于約3至7托，在一些實(shí)施方式中，該壓強(qiáng)可小于約I至0.1托。
[0113]其次，熱隔離器802中的各對(duì)相鄰層之間的接觸界面由于所述層的表面光潔度而不是完全完美的接觸界面，即，所述層在整個(gè)接觸界面上在它們的暴露面積上沒有100%直接接觸。例如，許多陶瓷材料的表面粗糙度通常比其它材料通?？色@得的表面粗糙度更粗糙，且在熱隔離器802的層的實(shí)例中可被保持為至少8至16微英寸或更高的Ra值。在一些實(shí)施方式中，Ra值可被保持為至少4至8微英寸或更高的值。相較于在更光滑的表面光潔度情況下可出現(xiàn)的直接接觸，由于這種表面粗糙度，在所述層之間會(huì)有少得多的實(shí)際的直接接觸。例如，如果第一層802a具有16微英寸的表面粗糙度Ra而第二層802b具有8微英寸的表面粗糙度Ra，則兩個(gè)層只會(huì)在它們的約5%的配合面上彼此直接接觸。該配合面面積的其余85%可代表所述層可被隔開若干微英寸且彼此并未實(shí)際上接觸的區(qū)域。因此，在所述層之間在這些不接觸區(qū)域中沒有直接熱傳導(dǎo)。在所述層之間在這些不接觸區(qū)域中的唯一的熱傳導(dǎo)路徑由氣體提供，如上所述，該氣體處于足夠低的壓強(qiáng)使得它不顯著助長(zhǎng)熱隔離器的整體熱傳導(dǎo)。
[0114]圖8E到8H提供了對(duì)該構(gòu)思的進(jìn)一步的理解。在圖8E中，第一材料861和第二材料862被示出為在相對(duì)的表面上具有放大的表面粗糙度。在圖8F中，圖8E的第一材料861和第二材料862已彼此接觸，但由于表面粗糙度，直接接觸只存在于斜線陰影所表示的區(qū)域中。如果對(duì)整個(gè)第一材料861和第二材料862的部分上的帶陰影的接觸區(qū)域的寬度進(jìn)行總計(jì)，則獲得的合計(jì)區(qū)域(在該圖的底部再現(xiàn))是所示部分的寬度的大約23%。
[0115]在圖8G中，第一材料861和第二材料862再次被示出，但具有更加放大的表面粗糙度。在圖8H中，圖8G的第一材料861和第二材料862已彼此接觸。再一次，由于表面粗糙度，直接接觸只存在于斜線陰影所表示的區(qū)域中。在這種情況下，直接接觸只在所示部分的整體寬度的大約8%上存在。
[0116]雖然圖SE至8H是簡(jiǎn)化的、二維的示例且與任何特定粗糙度值無關(guān)，但它們用于表明配合面的表面粗糙度的增加會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)表面之間的合計(jì)的直接接觸區(qū)域的減少，以及配合面的彼此實(shí)際上不直接接觸的部分的增加。
[0117]第三，每個(gè)層的接口表面的平整度可被約束在特定公差內(nèi)，例如，在0.002英寸的絕對(duì)平整度內(nèi)。這可幫助確保存在于層之間少量直接接觸在層之間的整個(gè)接觸區(qū)域上均勻分布且可防止可由集中的 直接接觸區(qū)域?qū)е碌木植繜狳c(diǎn)。如果所述層不夠平，則這可導(dǎo)致所述層在集中區(qū)中彼此接觸。所述層之間的熱流可被集中在相同的位置，且可因減少的面積而經(jīng)歷熱壅塞。這反過來可導(dǎo)致該位置的溫差上升且可導(dǎo)致從工藝均勻性角度看不希望的局部熱點(diǎn)。
[0118]最后，所述層可通過被夾在自由基擴(kuò)散板801和前驅(qū)體輸送板803之間而被夾持力保持在一起。例如，層802a和802b可被用于所述面板組件800 (所述面板組件800具有標(biāo)稱約13英寸直徑的第二層802b)的大約3000磅(Ibs)的夾持力保持在一起。層對(duì)層的接觸可通常是“干”的，即，可以沒有接口材料(比如粘合劑、釬焊材料或其它填充物)存在。
[0119]要理解的是，此處討論的面板組件和其它部件可作為半導(dǎo)體處理室的部件提供，如本公開中前面所討論的。在一些實(shí)施方式中，一或多個(gè)這樣的半導(dǎo)體處理室可作為多站半導(dǎo)體處理工具中的處理站提供。在一些實(shí)施方式中，單個(gè)處理室可包括多個(gè)處理站，每一個(gè)均具有它們自己的面板組件。
[0120]可幫助減少通過熱隔離器802的熱傳導(dǎo)的熱隔離器802的另一特征是環(huán)形斷熱部864(thermal break)。環(huán)形斷熱部864可采用位于熱隔離器中的環(huán)形凹部的形式。環(huán)形凹部可被設(shè)置使得環(huán)形凹部的中央直徑(mid-diameter)大體上位于冷卻劑室850的中央直徑或中央半徑處(或者相當(dāng)于非圓形/非弧形冷卻劑室850的位置)。環(huán)形斷熱部864可發(fā)揮作用從而防止或限制熱在熱隔離器802的外周附近傳出熱隔離器并進(jìn)入冷卻劑室850。這可有助于熱隔離器802在自由基通孔808所在的整個(gè)區(qū)域上被保持在更均勻的溫度。
[0121]附圖中的軸測(cè)或其它三維視圖所示 的各種面板組件是標(biāo)稱設(shè)計(jì)用于處理300mm半導(dǎo)體晶片且通常具有大約13英寸的內(nèi)徑。但是，要理解的是，可用設(shè)計(jì)用于其它尺寸的半導(dǎo)體晶片(例如450mm的半導(dǎo)體晶片)的面板組件來實(shí)施類似的設(shè)計(jì)構(gòu)思，且這樣的設(shè)計(jì)可以以比所示這些尺寸大的相應(yīng)尺寸為特征。
[0122]還要理解的是，如果沒有其它不兼容的情況，此處所示的不同的實(shí)施方式的各種設(shè)計(jì)構(gòu)思可被組合成其它實(shí)施方式。例如，圖8A至8D的多層熱隔離器可與圖2E中所示的構(gòu)思組合以產(chǎn)生通過多個(gè)管狀構(gòu)件使層互相偏離從而在所述層之間產(chǎn)生大間隙的多層熱隔離器。
[0123]圖9示出了具有入站(inbound)加載鎖902和出站(outbound)加載鎖904的多站處理工具900的示意圖。機(jī)械手906在大氣壓強(qiáng)下被配置來將晶片從通過艙908 (pod)加載的晶片盒(cassette)經(jīng)由大氣端口 910移動(dòng)到入站加載鎖902中。晶片可被機(jī)械手906放置在入站加載鎖902中的基架912上，大氣端口 910可被關(guān)閉，接著，可抽排該加載鎖。如果入站加載鎖902包括遠(yuǎn)程等離子體源，則晶片可在被引介到處理室914中之前被暴露于該加載鎖中的遠(yuǎn)程等離子體處理。此外，晶片也可在入站加載鎖902中被加熱，例如從而除去濕氣和所吸附的氣體。接著，到處理室914的室傳輸端口 916可被打開，且另一機(jī)械手(未圖示)可將晶片放置到位于用于處理的反應(yīng)器中所示的第一站的基架上的處理室914中。雖然圖9中所描繪的實(shí)施方式包括加載鎖，但可以理解的是，在一些實(shí)施方式中，晶片可直接進(jìn)入到處理站中。
[0124]在圖9所示的實(shí)施方式中，所述處理室914包括四個(gè)處理站，編號(hào)從I到4。每個(gè)站均可具有加熱或不加熱的基架(就站I而言，在918處示出)，以及氣體管線入口。要知道的是，在一些實(shí)施方式中，每個(gè)處理站均可具有不同用途或者多個(gè)用途。例如，在一些實(shí)施方式中，處理站可在共形膜沉積(CFD)和PECVD處理模式之間切換。另外地或替代地，在一些實(shí)施方式中，處理室914可包括一或多對(duì)匹配的CFD和PECVD處理站。雖然所描繪的處理室914包括四個(gè)站，但可以理解的是，根據(jù)本公開的處理室可具有任何合適數(shù)量的站。例如，在一些實(shí)施方式中，處理室可具有五或更多個(gè)站，而在其它的實(shí)施方式中，處理室可具有三或更少的站。
[0125]每個(gè)站可包括將工藝氣體輸送給位于相關(guān)站的晶片的隔開的噴頭組件。在一些實(shí)施方式中，這些噴頭中的一些或全部可利用本文所述的面板組件。例如，如果站提供對(duì)晶片的RPD處理或可從本文所述的設(shè)備的使用中獲益的其它處理，則用于該站的噴頭可包括本文所述的面板組件。噴頭還可包括本文所討論的其它特征，比如環(huán)形的室、等離子體穹頂、和/或與外部遠(yuǎn)程等離子體源的連接。
[0126]圖9還描繪了用于在處理室914內(nèi)傳遞晶片的晶片搬運(yùn)系統(tǒng)990。在一些實(shí)施方式中，晶片搬運(yùn)系統(tǒng)990可在各個(gè)處理站之間和/或在處理站和加載鎖之間傳遞晶片。要知道的是，可以采用任何合適的晶片搬運(yùn)系統(tǒng)。非限制性的實(shí)施例包括晶片傳送圓盤和晶片搬運(yùn)機(jī)械手。圖9還描繪了用于控制處理工具900的工藝條件和硬件狀態(tài)的系統(tǒng)控制器950。系統(tǒng)控制器950可包括一或更多內(nèi)存設(shè)備956、一或更多海量存儲(chǔ)設(shè)備954以及一或更多處理器952。處理器952可包括CPU或計(jì)算器、模擬輸入/輸出連接(connection)和/或數(shù)字輸入/輸出連接、步進(jìn)馬達(dá)控制器板，等等。
[0127]在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器950控制處理工具900的所有的活動(dòng)。系統(tǒng)控制器950執(zhí)行系統(tǒng)控制軟件958，系統(tǒng)控制軟件958被存儲(chǔ)在海量存儲(chǔ)設(shè)備954中、被載入內(nèi)存設(shè)備956中并在處理器952上被執(zhí)行。系統(tǒng)控制軟件958可包括用于控制由處理工具900執(zhí)行的特定工藝的時(shí)序、氣體混合物、室壓強(qiáng)和/或站壓強(qiáng)、室溫和/或站溫、晶片溫度、目標(biāo)功率電平、RF功率電平、襯底基架、卡盤位置和/或基座位置、以及其它參數(shù)的指令。系統(tǒng)控制軟件958可以以任何合適的方式被配置。例如，可以編寫各種處理工具部件的子程序或控制目標(biāo)以控制執(zhí)行各種處理工具的工藝所必需的處理工具部件的操作。系統(tǒng)控制軟件958可以以任何合適的計(jì)算機(jī)可讀程序語(yǔ)言進(jìn)行編碼。
[0128]在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制軟件958可包括用于控制上述各種參數(shù)的輸入/輸出控制(IOC)排序指令。例如，CFD工藝的每一個(gè)階段可包括由系統(tǒng)控制器950執(zhí)行的一或多個(gè)指令。用于為CFD工藝階段設(shè)置工藝條件的指令可被包括在相應(yīng)的CFD配方階段中。在一些實(shí)施方式中， 多個(gè)噴頭(如果存在)可被獨(dú)立控制以允許執(zhí)行分開的、平行的工藝操作。
[0129]在一些實(shí)施方式中，可以采用存儲(chǔ)在與系統(tǒng)控制器950相關(guān)的海量存儲(chǔ)設(shè)備954和/或內(nèi)存設(shè)備956上的其它計(jì)算機(jī)軟件和/或程序。用于該目的的程序?qū)嵤├虺绦蚨伟ㄒr底定位程序、工藝氣體控制程序、壓強(qiáng)控制程序、加熱器控制程序和等離子體控制程序。
[0130]襯底定位程序可包括用于用來將襯底裝載到基架918上以及控制襯底和處理工具900的其它部件之間的間距的處理工具部件的程序代碼。
[0131 ] 工藝氣體控制程序可包括用于控制氣體成分和流率以及可選地用于在沉積之前使氣體流入一或多個(gè)處理站以穩(wěn)定處理站中的壓強(qiáng)的代碼。壓強(qiáng)控制程序可包括用于通過調(diào)節(jié)例如處理站的排氣系統(tǒng)中的節(jié)流閥或進(jìn)入處理站的氣流來控制處理站中的壓強(qiáng)的代碼。壓強(qiáng)控制程序或其它代碼可例如控制工藝氣體進(jìn)入前驅(qū)體輸送板或自由基源容積腔的流量。
[0132]加熱器控制程序可包括用于控制給用來加熱襯底的加熱單元的電流的代碼。替代地，加熱器控制程序可以控制給襯底的傳熱氣體(比如氦氣)的傳送。加熱器控制程序還可控制例如冷卻劑進(jìn)入自由基擴(kuò)散板的流量，以及與加熱前驅(qū)體輸送板相關(guān)聯(lián)的任何加熱器。加熱器控制程序可利用來自這些部件內(nèi)的溫度傳感器的反饋來精確控制這些部件的溫度。
[0133]等離子體控制程序可包括用于設(shè)置應(yīng)用到一或多個(gè)處理站中的處理電極的RF功率電平的代碼。等離子體控制程序在適當(dāng)?shù)那闆r下可包括用于控制外部等離子體產(chǎn)生器和/或?qū)⒐に嚉怏w供應(yīng)給等離子體產(chǎn)生器或自由基源容積腔所需的閥調(diào)節(jié)的代碼。
[0134]在一些實(shí)施方式中，可具有關(guān)聯(lián)于系統(tǒng)控制器950的用戶界面。所述用戶界面可包括顯示屏、裝置和/或工藝條件的圖形軟件顯示、以及用戶輸入設(shè)備(比如，定點(diǎn)設(shè)備、鍵盤、觸摸屏、麥克風(fēng)，等等)。
[0135]在一些實(shí)施方式中，由系統(tǒng)控制器950調(diào)整的參數(shù)可涉及工藝條件。非限制性的實(shí)施例包括工藝氣體成分和流率、溫度、壓強(qiáng)、等離子體條件(比如RF偏置功率電平)、壓強(qiáng)、溫度，等等。這些參數(shù)可以以可利用用戶界面輸入的配方的形式提供給用戶。
[0136]用于監(jiān)控工藝的信號(hào)可從各種處理工具傳感器通過系統(tǒng)控制器950的模擬和/或數(shù)字輸入連接來提供。用于控制工藝的信號(hào)可通過處理工具900的模擬和數(shù)字輸出連接被輸出?？杀槐O(jiān)控的處理工具傳感器的非限制性實(shí)施例包括質(zhì)量流量控制器、壓力傳感器(t匕如壓力計(jì))、熱電偶，等等。適當(dāng)程序化的反饋和控制算法可結(jié)合來自這些傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行使用以保持工藝條件。
[0137]系統(tǒng)控制器950可提供用于實(shí)施各種半導(dǎo)體制造工藝的程序指令。所述程序指令可控制各種工藝參數(shù)，比如DC功率電平、RF偏置功率電平、壓強(qiáng)、溫度，等等。所述指令可控制參數(shù)以操縱膜疊摞層(film stacks)的原位沉積。
[0138]系統(tǒng)控制器可通常包括一或多個(gè)內(nèi)存設(shè)備和配置來執(zhí)行指令的一或多個(gè)處理器，使得該裝置可執(zhí)行根據(jù)本 發(fā)明的方法。根據(jù)本發(fā)明的包含用于控制工藝操作的指令的機(jī)器可讀介質(zhì)可被耦合到系統(tǒng)控制器。
[0139]雖然圖9所示的半導(dǎo)體處理工具描繪了單個(gè)四站處理室或模塊，但半導(dǎo)體處理工具的其它實(shí)施方式可包括多個(gè)模塊，每一個(gè)均具有單個(gè)站或多個(gè)站。這樣的模塊可彼此互連和/或圍繞可幫助晶片在模塊之間移動(dòng)的一或多個(gè)傳送室排布。由這樣的多模塊半導(dǎo)體處理工具提供的站中的一或多個(gè)可裝備有包括上面所討論的面板組件和其它特征的噴頭。
[0140]一般來說，具有本文所述的面板組件的噴頭可被安裝在反應(yīng)室中，在配置來支撐一或多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片支撐件上方。噴頭還可例如用作反應(yīng)室的蓋子或蓋子的一部分。在其它實(shí)施方式中，噴頭可以是“吊燈”式噴頭且可通過桿(stem)或其它支撐結(jié)構(gòu)懸掛于反應(yīng)室的蓋子。
[0141]前述各種裝置/工藝可結(jié)合光刻圖案化工具或工藝被用于例如半導(dǎo)體器件、顯示器、LED、光伏板等的生產(chǎn)或制造。雖然不一定，但一般而言，這樣的工具/工藝會(huì)在通用制造設(shè)備中被聯(lián)合使用或管理。膜的光刻圖案化通常包括下述步驟中的一些或全部，每個(gè)步驟使用許多可能的工具:(I)利用旋涂或噴涂工具將光致抗蝕劑施加到工件(即晶片)上；
(2)利用熱板或爐子或UV固化工具固化光致抗蝕劑；(3)利用諸如步進(jìn)式晶片曝光器之類的工具將光致抗蝕劑暴露于可見光或UV光或X光；(4)顯影該抗蝕劑以便利用諸如濕法工作臺(tái)之類的工具選擇性地去除抗蝕劑從而將其圖案化；(5)利用干法或等離子體輔助蝕刻工具將抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)印到下伏膜或工件中；以及(6)利用諸如RF或微波等離子體抗蝕劑剝離器之類的工具移除該抗蝕劑。
[0142]本發(fā)明的另一方面是構(gòu)造來實(shí)施本文所述的方法的裝置。合適的裝置包括用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施工藝操作的硬件和具有用于控制工藝操作的指令的系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器可被配置來例如控制第一工藝氣體、第二工藝氣體和前驅(qū)體氣體進(jìn)入遠(yuǎn)程等離子體源的氣流。系統(tǒng)控制器還可控制RF線圈的RF輸出，且可基于利用溫度探針在面板組件中測(cè)定的溫度控制穿過系統(tǒng)中的任何冷卻通道流動(dòng)的冷卻劑的流率和溫度。系統(tǒng)控制器可通常包括一或多個(gè)內(nèi)存設(shè)備和配置來執(zhí)行指令的一或多個(gè)處理器使得該裝置可執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。根據(jù)本發(fā)明的包含用于控制工藝操作的指令的機(jī)器可讀介質(zhì)可通信地耦合到系統(tǒng)控制器。
[0143]上述實(shí)施方式中的任何一種可被單獨(dú)使用或以任意組合方式相互一起使用。雖然各種實(shí)施方式可由現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷(其可在本說明書中的一或多個(gè)地方被討論或提到)激發(fā)，但所述實(shí)施方式不一定解決任何的這些缺陷。換句話說，不同的實(shí)施方式可解決在本說明書中所討論的不同缺陷。一些實(shí)施方式可以只部分地解決本說明書中所討論的一些缺陷或者僅僅一種缺陷，而一些實(shí)施方式可能不解決任何的這些缺陷。
[0144]雖然本文已描述了多種實(shí)施方式，但應(yīng)當(dāng)理解的是，它們僅僅以示例性的方式闡述，而不是以限制性的方式。因此，本公開的覆蓋面和范圍不應(yīng)當(dāng)受到此處所描述的任何實(shí)施方式的限制，而只根據(jù)下面的稍后提供的權(quán)利要求及其等同方式來限定。
[0145]要理解的是，除非上述任何一種實(shí)施方式中的特征被明確認(rèn)定為相互不兼容或者上下文暗示了它們互相排斥且不易在互補(bǔ)和/或支持意義上進(jìn)行組合，否則本公開全文預(yù)定和預(yù)期這些實(shí)施方式的具體特征可被選擇性地組合以提供一或多種全面但略有不同的技術(shù)方案。因此，要 進(jìn)一步理解的是，上面的描述僅僅以示例性的方式給出，且在本公開的范圍內(nèi)可進(jìn)行細(xì)節(jié)上的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于半導(dǎo)體處理操作的噴頭，其包括: 具有第一面和相對(duì)的第二面的前驅(qū)體輸送板； 具有第一面和相對(duì)的第二面的自由基傳送板，其中所述自由基傳送板的第二面面朝所述前驅(qū)體輸送板的第一面； 插在所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板之間的熱隔離器；以及 成圖案的自由基通孔，其中所述自由基通孔中的每一個(gè): 穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器， 具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸，且 保持大體上一致的與穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的所述自由基通孔的孔中心軸垂直的橫截面積。
2.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述熱隔離器被配置來控制所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的熱流以使之小于在所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板直接熱接觸且被增厚使得所述自由基擴(kuò)散板的第一面和所述前驅(qū)體輸送板的第二面保持相同的距離的情況下所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的熱流。
3.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中: 所述前驅(qū)體輸送板 包括成圖案的氣體輸送孔和一或多個(gè)內(nèi)部氣體分配通道， 所述氣體輸送孔中的每一個(gè)均具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸， 所述氣體輸送孔中的每一個(gè)均流體連接到所述一或多個(gè)氣體分配通道中的至少一個(gè)，且 所述氣體輸送孔中的每一個(gè)均在所述前驅(qū)體輸送板的第二面上退出所述前驅(qū)體輸送板。
4.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述自由基通孔具有介于7:1和10:1之間的長(zhǎng)度直徑比。
5.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述自由基通孔具有介于6:1和11:1之間的長(zhǎng)度直徑比。
6.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述自由基通孔具有至少0.25英寸的長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述自由基傳送板包括橫貫所述自由基傳送板延伸的一或多個(gè)第一內(nèi)部冷卻通道，其中所述一或多個(gè)第一內(nèi)部冷卻通道與所述自由基傳送板中的所述自由基通孔流體隔離。
8.如權(quán)利要求7所述的噴頭，其中: 所述第一內(nèi)部冷卻通道包括成陣列的通道，其中: 每個(gè)通道沿著平均而言與大體上垂直于所述自由基傳送板的第一面的參考平面大體上平行的路徑延伸，且 每個(gè)通道具有與入口流體連接的第一端和與出口流體連接的第二端。
9.如權(quán)利要求7所述的噴頭，其中: 所述第一內(nèi)部冷卻通道包括成陣列的通道，其中: 每個(gè)通道沿著平均而言與大體上垂直于所述自由基傳送板的第一面的參考平面大體上平行的路徑延伸，且 位于所述參考平面的第一面上的每個(gè)通道具有與第一入口流體連接的第一端和與第一出口流體連接的第二端，且 位于與所述參考平面的第一面相對(duì)的所述參考平面的第二面上的每個(gè)通道具有與第二入口流體連接的第一端和與第二出口流體連接的第二端。
10.如權(quán)利要求9所述的噴頭，其中: 所述第一入口、所述第二入口、以及所述第一出口和所述第二出口各自經(jīng)由分開的在形狀上實(shí)質(zhì)為弧形且圍繞所述自由基傳送板的中心軸徑向排布的冷卻劑室與它們各自的通道連接。
11.如權(quán)利要求7所述的噴頭，其中: 所述第一內(nèi)部冷卻通道包括成陣列的第一通道； 所述第一通道中的每一個(gè)沿著平均而言與大體上垂直于所述自由基傳送板的第一面的參考平面大體上平行的第一路徑延伸； 所 述第一內(nèi)部冷卻通道包括成陣列的第二通道； 所述第二通道中的每一個(gè)沿著平均而言大體上與所述參考平面平行的第二路徑延伸； 所述第一通道和所述第二通道在所述自由基傳送板內(nèi)彼此流體隔離； 每個(gè)第一通道具有與第一入口流體連接的第一端和與所述第一通道的第一端相對(duì)的與第一出口流體連接的第二端； 每個(gè)第二通道具有與第二入口流體連接的第一端和與所述第二通道的第一端相對(duì)的與第二出口流體連接的第二端；且 所述第一入口、所述第二入口、所述第一出口和所述第二出口被配置使得: 流入所述第一入口的冷卻流體在第一平均方向上流過所述第一通道并自所述第一出口流出， 流入所述第二入口的冷卻流體在第二平均方向上流過所述第二通道并自所述第二出口流出，且 所述第一平均方向和所述第二平均方向大體上是相反的方向。
12.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其還包括: 環(huán)形的室，其中所述環(huán)形的室: 具有內(nèi)周， 鄰近所述自由基傳送板的第一面，且 被配置來使氣體以大體上均勻分配的方式流動(dòng)通過所述內(nèi)周并大體上流向所述自由基傳送板的中心軸。
13.如權(quán)利要求12所述的噴頭，其還包括: 等離子體穹頂，所述等離子體穹頂具有圍繞所述自由基傳送板的中心軸大體上軸對(duì)稱的內(nèi)表面、位于所述等離子體穹頂?shù)囊欢松峡拷鲎杂苫鶄魉桶宓闹行妮S的一或多個(gè)自由基氣體入口、以及位于所述等離子體穹頂?shù)南喾炊松锨冶慌渲脕韺⑺龅入x子體穹頂與所述噴頭連接使得所述等離子體穹頂?shù)膬?nèi)表面和所述自由基傳送板的第一面限定自由基源容積腔并使得來自所述環(huán)形的室的氣流流入所述自由基源容積腔的安裝接口。
14.如權(quán)利要求13所述的噴頭，其中所述環(huán)形的室被設(shè)置在位于所述等離子體穹頂和所述自由基傳送板之間的適配器中。
15.如權(quán)利要求13所述的噴頭，其中所述環(huán)形的室被設(shè)置在所述等離子體穹頂中靠近所述安裝接口處。
16.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中: 所述熱隔離器包括熱導(dǎo)率大幅低于所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板的各自的熱導(dǎo)率的板。
17.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述熱隔離器包括: 介于所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的間隙，其中所述間隙限定所述自由基傳送板和所述前驅(qū)體輸送板之間的自由容積腔；以及 對(duì)應(yīng)于所述成圖案的自由基通孔中的自由基通孔數(shù)量的若干管狀結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)管狀結(jié)構(gòu): 與所述自由基通孔中的不同的一個(gè)自由基通孔對(duì)應(yīng)， 具有大體上等于對(duì)應(yīng)的所述自由基通孔的標(biāo)稱直徑的內(nèi)徑， 跨越所述間隙，且 在流體連通方面將所述自由基通孔與所述自由容積腔基本隔離。
18.如權(quán)利要求17所述的噴頭，其中所述管狀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)是離散的管段。
19.如權(quán)利要求18所述的噴頭，其中所述管狀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)由選自由石英或藍(lán)寶石組成的組中的材料制成。
20.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述熱隔離器包括: 至少兩個(gè)疊摞層，每個(gè)層包括所述自由基通孔。
21.如權(quán)利要求20所述的噴頭，其中: 所述熱隔離器還包括介于所述層之一的第一配合面和相鄰層的第二配合面之間的第一界面， 所述第一配合面和所述第二配合面中的至少一者具有約8至16微英寸或更高的表面粗糙度Ra值。
22.如權(quán)利要求20所述的噴頭，其中: 所述層具有橫貫每個(gè)層的約0.002英寸的絕對(duì)平整度。
23.如權(quán)利要求3所述的噴頭，其中所述自由基通孔經(jīng)由第一平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面，且所述氣體輸送孔經(jīng)由在遠(yuǎn)離所述前驅(qū)體輸送板的第一面的方向上偏離所述第一平面第一非零距離的第二平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面。
24.如權(quán)利要求23所述的噴頭，其中所述第一非零距離大于0.25英寸。
25.如權(quán)利要求23所述的噴頭，其中所述第一非零距離在0.25英寸和3英寸之間。
26.如權(quán)利要求23所述的噴頭，其中所述第一非零距離在3英寸和12英寸之間。
27.如權(quán)利要求3所述的噴頭，其中所述自由基通孔經(jīng)由第一平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面，且所述氣體輸送孔經(jīng)由在遠(yuǎn)離所述前驅(qū)體輸送板的第一面的方向上偏離所述第一平面的第二平面上的開口退出所述前驅(qū)體輸送板的第二面，所述第一平面離所述第二平面足夠遠(yuǎn)使得來自所述自由基傳送板的經(jīng)由所述第一平面上的開口的自由基化氣體在遇到所述第二平面之前展現(xiàn)為大體上充分展開的流。
28.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述自由基擴(kuò)散板被抑制自由基與所述自由基擴(kuò)散板再結(jié)合的材料至少部分地涂布。
29.如權(quán)利要求28所述的噴頭，其中所述材料選自由氮化鋁、石英和藍(lán)寶石組成的組。
30.如權(quán)利要求1所述的噴頭，其中所述噴頭還包括處理室，且所述自由基擴(kuò)散板、所述熱隔離器和所述前驅(qū)體輸送板被配置來將工藝氣體輸送給所述處理室。
31.如權(quán)利要求30所述的噴頭，其中所述噴頭還包括一或多個(gè)附加處理室，且所述處理室和所述一或多個(gè)附加處理室形成多處理室半導(dǎo)體處理工具。
32.如權(quán)利要求30所述的噴頭，其還包括第二自由基擴(kuò)散板、第二熱隔離器和第二前驅(qū)體輸送板,其中: 所述第二自由基擴(kuò)散板、所述第二熱隔離器和所述第二前驅(qū)體輸送板以與所述自由基擴(kuò)散板、所述熱隔離器和所述前驅(qū)體輸送板類似的方式排布， 所述處理室包括至少第一處理站和第二處理站， 所述自由基擴(kuò)散板、所述熱隔離器和所述前驅(qū)體輸送板被配置來將工藝氣體輸送給所述第一站,且 所述第二自由基擴(kuò)散板、所述第二熱隔離器和所述第二前驅(qū)體輸送板被配置來將工藝氣體輸送給所述第二站。
33.一種用于使用用于半導(dǎo)體處理操作的噴頭的方法，所述噴頭包括: 具有第一面和相對(duì)的第二面的前驅(qū)體輸送板； 具有第一面和相對(duì)的第二面的自由基傳送板，其中所述自由基傳送板的第二面面朝所述前驅(qū)體輸送板的第一面； 插在所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板之間的熱隔離器；以及 成圖案的自由基通孔，其中: 所述自由基通孔中的每一個(gè)穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器， 所述自由基通孔中的每一個(gè)具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸，且 所述自由基通孔中的每一個(gè)保持大體上一致的與穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的所述自由基通孔的孔中心軸垂直的橫截面積， 所述前驅(qū)體輸送板包括成圖案的氣體輸送孔和一或多個(gè)內(nèi)部氣體分配通道， 所述氣體輸送孔中的每一個(gè)均具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸， 所述氣體輸送孔中的每一個(gè)均流體連接到所述一或多個(gè)氣體分配通道中的至少一個(gè)，且 所述氣體輸送孔中的每一個(gè)均在所述前驅(qū)體輸送板的第二面上退出所述前驅(qū)體輸送板；且 所述方法包括: 將所述前驅(qū)體輸送板保持在第一溫度； 將所述自由基傳送板保持在第二溫度； 經(jīng)由所述氣體輸送孔提供第一工藝氣體，同時(shí)所述自由基傳送板在所述第一溫度；且經(jīng)由所述自由基通孔提供第二工藝氣體，同時(shí)所述自由基傳送板在所述第二溫度。
34.一種用于半導(dǎo)體處理操作的反應(yīng)器，其包括: 反應(yīng)室； 位于所述反應(yīng)室內(nèi)的晶片支撐件；以及 噴頭，其包括: 具有第一面和相對(duì)的第二面的前驅(qū)體輸送板； 具有第一面和相對(duì)的第二面的自由基傳送板，其中所述自由基傳送板的第二面面朝所述前驅(qū)體輸送板的第一面； 插在所述前驅(qū)體輸送板和所述自由基傳送板之間的熱隔離器；以及 成圖案的自由基通孔，其中: 所述自由基通孔中的每一個(gè)穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器， 所述自由基通孔中的每一個(gè)具有大體上垂直于所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的孔中心軸， 所述自由基通孔中 的每一個(gè)保持大體上一致的與穿過所述前驅(qū)體輸送板、所述自由基傳送板和所述熱隔離器的所述自由基通孔的孔中心軸垂直的橫截面積， 所述噴頭和所述晶片支撐件被配置使得所述晶片支撐件在所述反應(yīng)室內(nèi)在所述噴頭的下方。
35.一種熱隔離器，其包括: 第一面； 大體上平行并偏移所述第一面的第二面； 跨在所述第一面和所述第二面之間的多個(gè)管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)橫貫所述第一面和所述第二面按分布圖案排布，其中: 所述管狀結(jié)構(gòu)基本阻止在管狀通道內(nèi)的容積腔和基本限定在所述第一面和所述第二面之間的容積腔之間的流體流。
36.如權(quán)利要求35所述的熱隔離器，其還包括跨在所述第一面和所述第二面之間并包圍所述多個(gè)管狀結(jié)構(gòu)的周界壁，其中所述周界壁、所述第一面、所述第二面和所述管狀結(jié)構(gòu)的最外層表面限定所述熱隔離器的中空內(nèi)容積腔。
37.如權(quán)利要求36所述的熱隔離器，其還包括與所述熱隔離器的所述中空內(nèi)容積腔流體連通的一或多個(gè)端口。
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK103993293SQ201410052998
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月15日
【發(fā)明者】帕特里克·G·布萊琳, 巴德里·N·瓦拉達(dá)拉簡(jiǎn), 詹妮弗·L·彼得拉利亞, 巴特·J·范施拉芬迪克, 卡爾·F·利澤, 曼迪阿曼吉·斯利拉姆, 雷切爾·E·巴策爾 申請(qǐng)人:諾發(fā)系統(tǒng)公司