[发明专利]挡板和喷头组件及相应的制造方法

说明书

本发明涉及挡板和喷头组件及相应的制造方法。挡板组件包括挡板、环和支撑构件。挡板具有外径并且配置成将气体分配通过衬底处理系统的喷头组件的喷头。气体从喷头组件的杆接收。该环具有内径并且被配置为设置在喷头组件的环形通道中。所述内径大于挡板的外径。支撑构件从挡板延伸到环。环和支撑构件将挡板保持在喷头的顶板和底板之间的位置。

技术领域

本公开内容涉及衬底处理系统，更具体地涉及衬底处理系统的等离子体室中的喷头组件的挡板。

背景技术

这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。在该背景技术部分以及在提交时不会以其他方式认为是现有技术的描述的方面中描述的程度上，目前署名的发明人的工作既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可用于对诸如半导体晶片之类的衬底进行蚀刻、沉积和/或其他处理。示例性处理包括但不限于化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)和/或其它蚀刻、沉积和清洁处理。衬底可以布置在衬底处理系统的处理室中的诸如基座、静电卡盘(ESC)之类的衬底支撑件上。可以将包括一种或多种前体的不同气体混合物引入到处理室中，并且可以使用等离子体来激活化学反应。

处理室通常包括喷头组件，喷头组件用于输送气体混合物，并且可以用作气体混合物的电力导体。喷头组件可以包括具有内部通道的杆，气体和前体通过该内部通道供应。气体和前体被容纳在杆的第一端处并被提供到杆的第二端处的喷头。喷头可以包括挡板，挡板用于限制、分配和/或混合喷头内的气体和前体。施加到喷头的电功率可以用于在喷头和衬底支撑件之间或者在需要电力的衬底处理系统的其他方面产生等离子体。

图1示出了喷头组件的部分16的传统的挡板10和相应的杆12以及顶板14。示出了部分16旋转180°，使得部分16被倒置。喷头组件包括包括顶板14和底板(可以称为气体透镜或面板)的喷头。底板未示出，并且在顶板14的下方并平行于顶板14延伸。杆12是圆柱形的，并且包括内部通道22，内部通道22用于气体和前体通过其到喷头压力室(或顶板和底板之间的空间)。挡板10是圆盘形的并且可以被穿孔以包括孔24。挡板10由位于杆12的端部34与底板之间的悬挂位置的支座构件26保持。支座构件26在平行于杆12的纵向中心线(或轴线)28的方向上从杆12和/或底板延伸，并且被焊接到挡板10上。靠近顶板14的杆12的端部34被焊接到顶板14以提供内杆焊缝30。内杆焊缝30是圆形的，并且沿着顶板14的内周表面32和杆12的端部34延伸并且附接到顶板14的内周表面32和杆12的端部34。在支座构件26的焊接之后，对挡板10进行焊接修整和表面清理。

由于通过ALD喷头的气体的体积小并且流速低，ALD喷头的挡板(例如挡板10)倾向于具有小的直径(例如，小于1.0英寸)。这导致支撑构件具有例如0.05英寸的直径。由于支座构件的直径小，可能难以将挡板焊接到支撑构件。此外，由于挡板的尺寸小，挡板与支座构件的焊接和焊缝的清理可能会损坏挡板。焊接会使挡板翘曲和/或在挡板的孔附近引起裂纹。此外，在清理过程中，在焊缝磨削期间，挡板的表面可能会被无意中损坏，这可能会对挡板的表面产生负面影响。这可能是由于清理期间工具的滑动的、不受控制和/或不准确控制的移动。磨削可导致挡板的几何劣化，挡板具有粗糙表面和/或产生需要移除的颗粒。此外，挡板与支座构件的焊接通常包括引入填料，所述填料在挡板的使用期间易受到氟侵蚀和劣化的影响。

发明内容

提供了一种挡板组件，其包括挡板、环和支撑构件。挡板具有外径并且被配置成将气体分配通过衬底处理系统的喷头组件的喷头。气体从喷头组件的杆接收。该环具有内径并且被配置为设置在喷头组件的环形通道中。内径大于挡板的外径。支撑构件从挡板延伸到环。环和支撑构件将挡板保持在喷头的顶板和底板之间的位置。