使用激光钻孔来制造腔室部件的方法技术

本文提供了一种在用作工艺腔室部件的基板中形成一个或多个孔的方法的实施例。在一些实施例中，在用作工艺腔室部件的基板中形成一个或多个孔的方法包括使用冲击钻孔、套料钻孔或烧蚀工艺中的至少一者，用一个或多个激光钻机在基板中形成一个或多个孔，其中一个或多个孔中的每个孔具有约1:1至约50:1的深宽比，并且其中基板是用于气体输送或流体输送的部件。且其中基板是用于气体输送或流体输送的部件。且其中基板是用于气体输送或流体输送的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用激光钻孔来制造腔室部件的方法
领域
[0001]本公开的实施例总体涉及基板处理设备。

技术介绍

[0002]沉积腔室和蚀刻腔室(工艺腔室)通常在半导体器件的制造中使用。设置在这些工艺腔室内的一些基板包括孔。例如，用于在工艺腔室中使用的气体分配板可包括具有高深宽比的孔，以在工艺腔室内分配一种或多种工艺流体。具有高深宽比的孔减少或防止等离子体回流。制造这些孔的传统方法利用机械方法，诸如超声波冲击研磨或机械钻孔。然而，这些方法必须缓慢地进行，以避免损坏并满足容差要求，因此是昂贵的。
[0003]因此，专利技术人已经提供了用于形成穿过用作工艺腔室部件的基板的孔的改进方法和设备。

技术实现思路

[0004]本文提供了一种在用作工艺腔室部件的基板中形成一个或多个孔的方法的实施例。在一些实施例中，在用作工艺腔室部件的基板中形成一个或多个孔的方法包括使用冲击钻孔、套料钻孔(trepanning)或烧蚀工艺中的至少一者，用一个或多个激光钻机在基板中形成一个或多个孔，其中一个或多个孔中的每个孔具有约1:1至约50:1的深宽比，并且其中基板是用于气体输送或流体输送的部件。
[0005]在一些实施例中，一种在用于在工艺腔室中使用的基板中形成一个或多个孔的方法，所述方法包括：将基板放置在基板支撑件上，其中基板是包含硅的气体分配板；以及使用冲击钻孔、套料钻孔或烧蚀工艺中的至少一者，用一个或多个激光钻机在基板中形成一个或多个孔。
[0006]在一些实施例中，一种在用于在工艺腔室中使用的基板中形成孔的设备，所述设备包括：基板支撑件，所述基板支撑件具有用于保持基板的一个或多个保持表面和用于暴露基板的底表面的中央开口，其中基板支撑件被配置为沿着基板的细长轴线平移或围绕基板支撑件的中心轴线旋转中的至少一者；以及一个或多个激光钻机，所述一个或多个激光钻机设置在基板支撑件上方或下方中的至少一者处，其中一个或多个激光钻机被配置为以约1.0纳秒或更短的脉冲持续时间和约1.0毫焦耳至约8.0毫焦耳的脉冲能量将光子能量朝向基板引导。
[0007]下面描述本公开的其他和进一步的实施例。
附图说明
[0008]通过参考附图中描绘的本公开的说明性实施例，可以理解上面简要总结并且下面更详细讨论的本公开的实施例。然而，附图仅示出了本公开的典型实施例，因此不应被认为是对范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。
[0009]图1描绘了根据本公开的一些实施例的在用于在工艺腔室中使用的基板中形成孔
的方法的流程图。
[0010]图2A描绘了根据本公开的一些实施例的单侧成孔设备的示意性侧视图。
[0011]图2B描绘了根据本公开的一些实施例的单侧成孔设备的示意性俯视图。
[0012]图3A描绘了根据本公开的一些实施例的基板的一部分的剖视图。
[0013]图3B描绘了根据本公开的一些实施例的基板的一部分的剖视图。
[0014]图3C描绘了根据本公开的一些实施例的基板的一部分的剖视图。
[0015]图4描绘了根据本公开的一些实施例的基板的剖视图。
[0016]图5描绘了根据本公开的一些实施例的双侧成孔设备的示意性侧视图。
[0017]图6描绘了根据本公开的一些实施例的双侧成孔设备的示意性局部等距视图。
[0018]图7描绘了根据本公开的一些实施例的双侧成孔设备的示意性侧视图。
[0019]图8描绘了根据本公开的一些实施例的在用于在工艺腔室中使用的基板中形成孔的方法的流程图。
[0020]为了促进理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共享的元件。附图不是按比例绘制的，并且为了清楚起见可以简化。一个实施例的元件和特征可以有益地结合到其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0021]本文提供了在用作工艺腔室部件的基板中形成一个或多个孔的方法和设备的实施例。基板可以是用于气体或流体输送的部件，例如气体分配板、喷头、上部电极、冷却板、或具有穿过其中的一个或多个孔的任何其他合适的工艺腔室部件。在一些实施例中，基板可以是用于在等离子体工艺腔室(例如电介质蚀刻工艺腔室)中使用的部件。在一些实施例中，基板可以是用于在沉积腔室中使用的部件。本文所提供的方法和设备有利地采用激光钻孔来提供改进的孔精度(孔直径的容差和真实精度)，以及改进的孔与孔之间和零件与零件之间的一致性。本文所提供的方法和设备还可以有利地提供改进的孔质量和减少的表面下(sub
‑
surface)损伤，这还导致消除了传统方法中使用的其他处理步骤，例如化学蚀刻和抛光步骤。
[0022]图1描绘了根据本公开的一些实施例的在用于在工艺腔室中使用的基板中形成孔的方法100的流程图。在一些实施例中，方法100可以通过使用图2A至图2B的成孔设备200来执行。在102处，使用冲击钻孔、套料钻孔或烧蚀工艺中的至少一者，用一个或多个激光钻机(例如，一个或多个激光钻机215)在用于在工艺腔室中使用的基板(例如，基板208)中形成一个或多个孔，其中一个或多个孔(例如，一个或多个孔214)中的每个孔具有约1:1至约50:1的深宽比。在一些实施例中，一个或多个孔中的每个孔具有约10:1至约50:1的深宽比。在一些实施例中，一个或多个孔中的每个孔具有约30:1至约50:1、或约25:1至约50:1的深宽比。
[0023]在一些实施例中，基板由硅、碳化硅、铝、镍、钼或陶瓷材料制成。基板可以是气体分配板、喷头、上部电极、或具有穿过其中的一个或多个孔的用于在工艺腔室中使用的任何其他合适的基板。在一些实施例中，基板的厚度为约0.70mm至约20mm。在一些实施例中，基板的厚度为约5mm至约20mm。在一些实施例中，基板的厚度为约8mm至约12mm。在一些实施例中，基板的厚度为约0.70mm至约10mm。在此类实施例中，一个或多个孔可以经由从基板的第
一侧(例如，第一侧250)至基板的第二侧(例如，第二侧260)的单侧钻孔形成。在一些实施例中，基板的厚度为约10mm至约20mm。在一些实施例中，一个或多个孔可以经由从基板的第一侧和基板的第二侧两者的双侧钻孔形成。在一些实施例中，基板208具有基本上均匀的厚度。在一些实施例中，基板208可以具有变化的厚度(例如，参见图4)。
[0024]在一些实施例中，有利地在钻出一个或多个孔的同时，将净化气体引导至所述一个或多个孔以净化掉经烧蚀的材料。净化气体有助于最小化再沉积，并帮助控制一个或多个孔的形状和尺寸。可以在钻出一个或多个孔的同时，将净化气体引导到一个或多个孔。净化气体可围绕一个或多个激光钻机的激光束被引入，并被直接引导到一个或多个孔。净化气体可以是任何合适的气体，例如惰性气体，诸如氮气或氩气。
[0025]图2A描绘了根据本公开的一些实施例的用于执行102的单侧成孔设备200的示意性侧视图，并且图2B是单侧成孔设备200的俯视图的示意性俯视图。成孔设备200包括设置在基板支撑件204上的基板208。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成穿过用作工艺腔室部件的基板的一个或多个孔的方法，包括以下步骤：使用一个或多个激光钻机将所述基板从所述基板的第一侧钻至在所述基板的所述第一侧与第二侧之间的第一位置，以形成部分地穿过所述基板的一个或多个粗孔，其中所述第一位置是这样的位置：在所述位置之后，经由所述一个或多个激光钻机的钻孔速度将小于阈值钻孔速度的位置；以及使用所述一个或多个激光钻机将所述基板从所述第二侧钻至至少所述第一位置，以形成穿过所述基板的所述一个或多个孔，其中所述一个或多个孔中的每个孔具有约30:1至约50:1的深宽比，并且其中所述基板是用于气体输送或流体输送的部件。2.如权利要求1所述的方法，其中使用冲击钻孔工艺、套料钻孔工艺或烧蚀工艺中的至少一者来对所述基板钻孔。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：在形成所述一个或多个孔的同时，将净化气体引导至所述一个或多个孔。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：在从所述第一侧对所述基板钻孔之后旋转所述基板，使得所述基板的所述第二侧面向所述一个或多个激光钻机；以及在从所述第二侧对所述基板钻孔之前，将所述一个或多个激光钻机与所述一个或多个粗孔的位置对准。5.如权利要求1所述的方法，其中从所述第二侧对所述基板钻孔的步骤包括以下步骤：精加工所述一个或多个粗孔以形成所述一个或多个孔，其中精加工所述一个或多个粗孔的步骤包括以下步骤中的至少一者：降低所述一个或多个粗孔的粗糙度、增加所述一个或多个粗孔的圆度、增加所述一个或多个粗孔的直径、或使所述一个或多个粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：