[发明专利]用于半导体处理的具有涂覆材料的气体分配喷洒头

说明书

相关申请

本申请要求2010年2月11日递交的美国临时申请No.61/303609的优先权，通过引用将其全部结合在这里。

技术领域

本发明的实施例涉及气体分配喷洒头，且该气体分配喷洒头具有涂覆材料。

背景技术

半导体制造处理使用多种的气体，这些气体例如为氟系(fluorine-based)气体、氯系气体、硅烷、氧气、氮气、有机气体(例如烃及氟碳化合物)及惰性气体(例如氩气或氦气)。为了提供进入半导体处理腔室(例如蚀刻腔室或是沉积腔室)的处理气体的均一分配，已采用“喷洒头”类型的气体分配组件作为半导体制造业的标准配备。

当半导体处理采用较侵蚀性的处理方法(例如非常高功率的腔室或是含氢的化学物质)，现存的喷洒头组件达到它们的制造极限。目前的喷洒头方式的典型问题包括较短的使用期限，这是因为侵蚀性的处理会加速碳化硅(SiC)板的侵蚀。再者，目前的喷洒头材料并不允许针对氟化铝的副产物移除的氯化学物质原位干式清洁。另外，结合至电极的喷洒头的目前设计具有固有的不平坦问题，而该问题会阻碍喷洒头的热性能。

发明内容

在此描述的是根据实施例的示范性方法及设备，该方法及设备用于制造气体分配喷洒头组件。在实施例中，方法包括提供气体分配板，该气体分配板具有第一组通孔，该第一组通孔用于将处理气体输送进入半导体处理腔室。第一组通孔位于板(例如铝基板)的背侧上。该方法包括将涂覆材料(例如氧化钇系材料)喷涂(例如等离子体喷涂)至气体分配板的已清洁表面上。该方法包括由该表面移除(例如表面研磨)涂覆材料的一部分，以减少涂覆材料的厚度。该方法包括在涂覆材料中形成(例如UV激光钻孔、机械加工)第二组通孔，而使得第二组通孔与第一组通孔对准。

附图说明

本发明的实施例借助示例方式而非限制方式示出，在附图中：

图1绘示了用于制造气体分配喷洒头组件的方法的实施例；

图2A至图2C绘示了根据实施例的气体分配喷洒头组件的剖面视图，而该气体分配喷洒头组件用在半导体处理腔室中；

图3显示了根据实施例的气体分配板的俯视图；

图4绘示了根据实施例的具有氢的蚀刻化学物质相对于不具有氢的蚀刻化学物质的标准化侵蚀率；

图5绘示了根据另一实施例的具有氢的蚀刻化学物质相对于不具有氢的蚀刻化学物质的标准化侵蚀率；

图6绘示了根据实施例的针对多种类型涂覆材料的标准化侵蚀率；

图7和图8绘示了根据实施例的气体分配板和涂覆材料的图像；

图9是根据实施例的基板处理设备；

图10绘示了根据实施例的喷洒头组件的剖面视图；

图11绘示了根据另一实施例的喷洒头组件的剖面视图；以及

图12绘示了用于制造气体分配喷洒头组件的方法的另一实施例。

具体实施方式

在此描述了根据实施例的示范性方法及设备，该方法及设备用于制造气体分配喷洒头组件。在实施例中，方法包括提供气体分配板，该气体分配板具有第一组通孔，该第一组通孔用于将处理气体输送进入半导体处理腔室。第一组通孔位于板(例如铝基板)的背侧上。该方法包括将涂覆材料(例如氧化钇系材料)喷涂(例如等离子体喷涂)至气体分配板的已清洁表面上。该方法包括由该表面移除(例如表面研磨)涂覆材料的一部分，以减少涂覆材料的厚度。该方法包括在涂覆材料中形成(例如UV激光钻孔、机械加工)第二组通孔，而使得第二组通孔与第一组通孔对准。

在本说明书中所描述的涂覆材料(例如氧化钇系材料、先进涂覆材料、YAG等)可用于提供喷洒头使用寿命需求、低微粒、低金属污染物、热性能需求及蚀刻均一性需求。相较于传统的喷洒头设计，这些涂覆材料具有增强的等离子体侵蚀抗性。另外，涂覆材料和整合性处理使得非结合性喷洒头设计成为可行的，并且使得用于改善热性能和喷洒头制造前置时间(lead time)的钳合型(clamped-on)气体分配板设计成为可行的。

以下的描述提供用于制造装置中的喷洒头组件的细节，该制造装置处理基板和/或晶片，以制造装置(例如电子装置、半导体、基板、液晶显示器、光罩、微机电系统)。制造这些装置一般需要很多制造步骤，而这些步骤涉及不同种类的制造处理。举例来说，蚀刻、溅射及化学气相沉积是三种不同种类的处理，而各个处理在装置的不同腔室中或是在相同腔室中进行。