混合型陶瓷喷淋头制造技术

本发明专利技术提供用于衬底处理喷淋头的混合型陶瓷花盘的各种实施方案。混合型陶瓷喷淋头花盘可包括嵌入于该花盘的陶瓷材料内的电极以及穿孔图案。该电极可是相对于穿孔完全封装于该陶瓷材料内。在某些实施方案中，加热器元件也可嵌入于该混合型陶瓷喷淋头花盘内。在使用期间，DC电压源可与该混合型陶瓷喷淋头花盘电气连接。混合型陶瓷花盘可容易地从衬底处理喷淋头拆卸以便易于清洁及花盘更换。

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.

【技术实现步骤摘要】
混合型陶瓷喷淋头本申请是申请日为2012年3月2日、中国专利申请号为201280011733.4(对应国际申请号为PCT/US2012/027596)、专利技术名称为“混合型陶瓷喷淋头”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请案根据35U.S.C.§119(e)要求于2011年3月4日提出申请的美国临时专利申请案第61/449,537号及于2012年3月2日提出申请的美国专利申请案第13/411,369号的权利，这些申请案以引用方式并入本文中。
技术介绍
喷淋头组件通常用于半导体制作模块中以在沉积、蚀刻或其他工艺期间跨越晶片或衬底的表面分布工艺气体。喷淋头因磨损而必须经常更换，而定期更换喷淋头对半导体制造商而言在更换部分费用及设备停机时间方面两者都是巨大成本。某些半导体制作方法减小常用喷淋头的寿命，从而导致需要更频繁地更换。
技术实现思路
本专利技术公开了一种混合型陶瓷喷淋头，其包括嵌入式电极。在下文且贯穿本专利技术中描述了该喷淋头的各种实施方案。应理解，不应将下文所述的实施方案视为将本专利技术仅限制为所显示的实施方案。相反地，与本文中所概述的原理及概念相符的其他实施方案也可归属于本专利技术的范畴内。在某些实施方案中，提供了一种气体分布装置。该气体分布装置可包括用于衬底处理喷淋头的陶瓷花盘(faceplate)。该陶瓷花盘可包括第一图案的第一通孔，该第一图案的第一通孔被配置成当将该陶瓷花盘安装于该衬底处理喷淋头中且将该衬底处理喷淋头安装于衬底处理装置中时跨越衬底分布半导体工艺气体。该陶瓷花盘也可包括包括第二图案的第二通孔的电极。该电极可嵌入于该陶瓷花盘内，该第二图案可匹配该第一图案，且每个第二通孔的大小可大于该对应第一通孔。在某些另外的实施方案中，该陶瓷花盘可被配置成在不需要从衬底处理装置拆卸该衬底处理喷淋头的情形下从该衬底处理喷淋头能拆卸。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，每个第二通孔可具有直径，该直径是该对应第一通孔的直径加上0.04英寸与该对应第一通孔的该直径中的两倍中的至少较大者。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，第一通孔可具有介于0.02英寸至0.06英寸的直径。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该第一通孔可具有大约0.05英寸的直径。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该电极可以当将该气体分布装置安装于该衬底处理喷淋头中时距背对该衬底处理喷淋头的该陶瓷花盘的面大约0.05英寸的深度嵌入于该陶瓷花盘内。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该电极可为大约0.002英寸厚。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，除位于当将该气体分布装置安装于该衬底处理喷淋头中时面向该衬底处理喷淋头的导电板的一侧上的一或多个电接触贴片之外，该电极完全可由陶瓷材料包住。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括一或多个导电路径。该一或多个导电路径可与该一或多个电接触贴片导电接触；且该导电路径中的至少一部分可经曝露以提供与该衬底处理喷淋头的电极功率或接地源连接的导电接触接口。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括可电气连接至该导电接触接口的DC电压源。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该DC电压源可被配置成供应介于0伏与200伏之间的一或多个DC电压。在该气体分布装置的某些另外实施方案中,该气体分布装置可包括接触环和一或多个支座(standoff)。该接触环和该一或多个支座可导电，该一或多个支座中的每一者可与该电极的该一或多个电接触贴片中的不同接触贴片导电接触；且每个支座可经由导电路径与该接触环电气连接。另外，该陶瓷花盘可包括一或多个盲支座孔，该盲支座孔各自包括当将该陶瓷花盘安装于该衬底处理喷淋头中时背对该衬底的开口端。每个盲支座孔可通过该电极端接(terminated)，且每个盲支座孔可被配置成接纳该一或多个支座的对应支座。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置也可包括背板。该背板可被配置成与该接触环且与该衬底处理喷淋头的气体分布杆或杆套筒机械连接。该背板可形成从该接触环至该气体分布杆或杆套筒的导电路径。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该陶瓷花盘可包括机械接口，该机械接口位于该陶瓷花盘的中心附近且被配置成与该衬底处理喷淋头的气体分布杆的互补机械接口配合。当该陶瓷花盘安装于该衬底处理喷淋头中时，该机械接口与该互补机械接口可配合在一起且该气体分布杆经由所配合的机械接口及互补机械接口可支撑该陶瓷花盘的该中心。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括该气体分布杆及气体分布杆套筒。该气体分布杆可经由滑动接口与该气体分布杆套筒配合，且该滑动接口可包括弹簧，该弹簧约束该气体分布杆相对于该气体分布杆套筒的滑动移动。该气体分布杆套筒及该陶瓷花盘可相对于彼此且相对于沿该滑动接口的行进方向的移动在空间上基本固定，且提供至该陶瓷花盘的该中心的支撑量可通过该弹簧的位移来控制。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该接触环可包括被配置成将该接触环与该衬底处理喷淋头刚性地连接的接口特征，且支座可相对于该陶瓷花盘支撑该接触环且反之亦然。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，接口特征可选自由如下组成的群组：围绕该接触环的圆周形成的带螺纹接口、围绕该接触环的该圆周形成的卡口座及围绕该接触环的该圆周间隔开的带螺纹紧固件特征的图案。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括RF套圈。该RF套圈可由导电材料制成且可包括具有直径的薄壁箍环，该直径大于该陶瓷花盘且小于该接触环的内直径。该RF套圈也可包括多个内部套圈片，每个内部套圈片从该薄壁箍环朝向该陶瓷花盘突出，与该陶瓷花盘重叠，且基本上平行于垂直于该薄壁箍环的中心轴线的平面。该RF套圈也可包括多个外部套圈片，每个外部套圈片从该薄壁箍环远离该陶瓷花盘突出，与该接触环重叠，且基本上平行于垂直于该薄壁箍环的该中心轴线的该平面。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该薄壁箍环可由经配置首尾相连以形成总体箍环形状的一或多个段形成。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，每个外部套圈片可定位于围绕该RF套圈的圆周的相邻内部套圈片对之间的大约中间处。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，每个内部套圈片可定位于围绕该RF套圈的圆周的相邻外部套圈片对之间的大约中间处。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括至少一个加热器元件。该至少一个加热器元件可嵌入于该陶瓷花盘内，不与该电极电气接触，循着不与第一通孔中的任一者相交的路径，且维持距每个第一通孔达0.04英寸和该第一通孔的半径中的至少较大者的最小距离。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括嵌入于该气体分布装置的陶瓷部分内的加热器元件。该实施方案的该加热器元件可基本上环绕该第一图案的第一通孔且可定位于最紧密靠近该衬底处理喷淋头的最外标称直径处。在该气体分布装置的某些另外实施方案中，该气体分布装置可包括陶瓷背板。该陶瓷花盘与该陶瓷背板可通过具有与该陶瓷花盘及该陶瓷背板的外直径基本相同的外直径的环形陶瓷壁结合以形成单式花盘/背板。在该单式花盘/背板内可存在喷淋头充气容积，且第一通孔可与该喷淋头充气容积流体接触。该陶瓷背板可包括至少一个机械接口特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体分布器，其包括：陶瓷花盘，其用于处理室的衬底处理喷淋头，所述陶瓷花盘包括第一图案的第一通孔；电极，其包括第二图案的第二通孔；以及多个支座，其中所述多个支座是导电的并且每一个与所述电极导电耦合，其中：所述电极嵌入于所述陶瓷花盘内，所述第二图案匹配所述第一图案，所述第一图案包括所有的当将所述陶瓷花盘安装于所述处理室的所述衬底处理喷淋头中时通过其使处理气体流动通过所述陶瓷花盘的通孔，每个第二通孔的大小大于对应的第一通孔，所述陶瓷花盘是圆形的并且具有多个盲孔，每个盲孔在所述电极端接并且由所述支座中不同的一个所占据，以及每个支座具有暴露的且没有由所述陶瓷花盘的陶瓷材料覆盖的背对所述电极的表面。

【技术特征摘要】
2011.03.04 US 61/449,5371.一种气体分布器，其包括：陶瓷花盘，其用于处理室的衬底处理喷淋头，所述陶瓷花盘包括第一图案的第一通孔；电极，其包括第二图案的第二通孔；以及多个支座，其中所述多个支座是导电的并且每一个与所述电极导电耦合，其中：所述电极嵌入于所述陶瓷花盘内，所述第二图案匹配所述第一图案，所述第一图案包括所有的当将所述陶瓷花盘安装于所述处理室的所述衬底处理喷淋头中时通过其使处理气体流动通过所述陶瓷花盘的通孔，每个第二通孔的大小大于对应的第一通孔，所述陶瓷花盘是圆形的并且具有多个盲孔，每个盲孔在所述电极端接并且由所述支座中不同的一个所占据，以及每个支座具有暴露的且没有由所述陶瓷花盘的陶瓷材料覆盖的背对所述电极的表面。2.如权利要求1所述的气体分布器，其中所述陶瓷花盘的陶瓷材料选自由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅、氮化硼(BN)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·萨布里，拉姆吉斯汗·拉奥·林加帕里，卡尔·F·利泽，
申请(专利权)人：诺发系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US