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TW202436678A - 具有雙分配輻條及高密集度孔的極低容積噴淋頭 - Google Patents

具有雙分配輻條及高密集度孔的極低容積噴淋頭 Download PDF

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TW202436678A
TW202436678A TW112146487A TW112146487A TW202436678A TW 202436678 A TW202436678 A TW 202436678A TW 112146487 A TW112146487 A TW 112146487A TW 112146487 A TW112146487 A TW 112146487A TW 202436678 A TW202436678 A TW 202436678A
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TW112146487A
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English (en)
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尼溫 為克拉曼
潘亞 王塞納克運
斯里尼瓦斯 繞 席曼斯 繞 卡路爾卡爾
利皮姚 亞普
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美商蘭姆研究公司
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Abstract

用於基板處理系統的噴淋頭包括第一板及面板。第一板包括具第一長度的第一複數氣體通道以及具第二長度的第二複數氣體通道，第二長度大於第一長度。第一及第二複數氣體通道以交替序列從第一板的中心徑向地朝第一板的外徑延伸。面板係耦接至第一板並包括複數通孔。面板與第一板定義充氣部。第一及第二複數氣體通道和複數通孔係與充氣部流體連通。

Description

具有雙分配輻條及高密集度孔的極低容積噴淋頭
本揭示內容大體上係關於基板處理系統，且更特別地係關於具有雙分配輻條及高密集度孔的極低容積噴淋頭。
此處所提供之先前技術說明係為了大體上呈現所揭示內容之脈絡。在此先前技術章節中所敘述之範圍內的本案列名之發明人的成果、以及在申請時可能不適格作為先前技術之說明書的實施態樣，皆非有意地或暗示地被承認為對抗本揭示內容之先前技術。
原子層沉積(ALD)是一種薄膜沉積方法而序列地執行氣態化學製程以在材料的表面(例如，諸如半導體晶圓之基板的表面)上沉積薄膜。大部分ALD反應使用稱為前驅物(反應物)的至少兩化學品而以序列、自限方式一次一前驅物地與材料之表面發生反應。經由重複曝露至單獨的前驅物，逐步地於材料之表面上沉積薄膜。
在加熱處理腔室中進行熱ALD(T-ALD)。使用真空泵及惰性氣體之受控流量而將處理腔室維持在低於大氣壓力下。將待使用ALD膜塗覆的基板放置在處理腔室中並且在開始ALD製程之前讓基板與處理腔室的溫度平衡。
用於基板處理系統的噴淋頭包含第一板及面板。第一板包含具第一長度的第一複數氣體通道以及具第二長度的第二複數氣體通道，第二長度大於第一長度。第一及第二複數氣體通道以交替序列從第一板的中心徑向地朝第一板的外徑延伸。面板係耦接至第一板。面板包含複數通孔。面板與第一板定義充氣部。第一及第二複數氣體通道和複數通孔係與充氣部流體連通。
在額外的特徵中， 第一板包含於第一板之中心處的圓形腔。第一及第二複數氣體通道從圓形腔延伸。噴淋頭進一步包含配置在第一板上的第二板。第二板包含延伸經過第二板的導管。導管包含於第二板之頂面處的入口以及於第二板之底面處的擴口式出口。擴口式出口朝第二板的外徑徑向地向外延伸並且與於第一板之中心處的圓形腔對齊。
在額外的特徵中，圓形腔與擴口式出口的直徑相同。
在額外的特徵中， 第一與第二複數氣體通道以及圓形腔的深度小於第一板的厚度。
在額外的特徵中， 第一複數氣體通道彼此分離第一角度，第二複數氣體通道彼此分離第一角度，且第一及第二複數氣體通道中的相鄰氣體通道彼此分離第二角度，第二角度小於第一角度。
在額外的特徵中， 第一複數氣體通道的每一者包含第一部、第二部、及第三部。第一部從圓形腔徑向地延伸。第二部從第一部的遠端朝第二複數氣體通道中的相鄰氣體通道延伸。第三部從第二部的遠端沿著第一板的半徑延伸。第二部及第三部具有與第一部相比的較短長度。第三部包含延伸經過耦接至面板的第一板之底面的複數孔。該複數孔與充氣部流體連通。
在額外的特徵中， 第一複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的第一部沿著第一板的第一直徑分佈。第一複數氣體通道中的直徑相對氣體通道之第三部以及第三部中該些孔的各別孔沿著第一板的第二直徑分佈。
在額外的特徵中， 面板包含同心脊以及相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一複數氣體通道的第三部與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊接觸第一板的底面。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中，第二複數氣體通道的每一者包含第一部、第二部、及第三部。第一部從圓形腔徑向地延伸。第二部從第一部的遠端朝第一複數氣體通道中的相鄰通道延伸。第三部從第二部的遠端沿著第一板的半徑延伸。第二部及第三部具有與第一部相比的較短長度。第三部包含延伸經過耦接至面板的第一板之底面的複數孔。該複數孔與充氣部流體連通。
在額外的特徵中， 第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的第一部沿著第一板的第一直徑分佈。第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道之第三部以及第三部中孔洞的各別孔洞沿著第一板的第二直徑分佈。
在額外的特徵中， 面板包含同心脊以及相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第二複數氣體通道的第三部係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊接觸第一板的底面。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中， 第二板包含內圓柱部及側壁，側壁圍繞內圓柱部且定義內圓柱部與側壁之間的環形通道。
在額外的特徵中， 第一板、面板、及側壁的外徑相同。
在額外的特徵中， 噴淋頭進一步包含加熱器、第三板、及冷卻板。加熱器係配置在環形通道中。第三板係配置在內圓柱部上。第三板包含具有與第一及第二板和面板不同之導熱度的材料。冷卻板包含配置在第三板上的冷卻通道。
在額外的特徵中， 第三板及冷卻板的外徑小於或等於環形通道的內徑。
在額外的特徵中， 第一板、第二板、及面板包含金屬材料。第三板的材料包含聚醯亞胺。
在額外的特徵中， 第三板包含氣穴。
在額外的特徵中， 第一板包含圓形腔及導管。圓形腔係在第一板的中心處。圓形腔靠近第一板的底面。第一及第二複數氣體通道從圓形腔沿著第一板的底面延伸。導管從第一板的頂面經過第一板的中心朝第一板的底面延伸。導管包含於第一板之頂面處的入口以及朝第一板之外徑徑向向外延伸且與圓形腔對齊的擴口式出口。
在額外的特徵中，圓形腔與擴口式出口的直徑相同。
在額外的特徵中， 第一與第二複數氣體通道以及圓形腔的深度小於第一板的厚度。
在額外的特徵中， 第一複數氣體通道彼此分離第一角度，第二複數氣體通道彼此分離第一角度，且第一與第二複數氣體通道的相鄰氣體通道彼此分離第二角度，第二角度小於第一角度。
在額外的特徵中， 第一複數氣體通道的每一者包含第一部、第二部、及第三部。第一部從圓形腔徑向地延伸。第二部從第一部的遠端朝第二複數氣體通道中的相鄰氣體通道延伸。第三部從第二部的遠端沿著第一板的半徑延伸。第二部及第三部具有與第一部相比的較短長度。第三部包含延伸經過第一板之底面的複數孔。
在額外的特徵中， 第一複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的第一部沿著第一板的第一直徑分佈。第一複數氣體通道中的直徑相對氣體通道之第三部以及第三部中孔的各別孔沿著第一板的第二直徑分佈。
在額外的特徵中， 噴淋頭進一步包含配置在第一板與面板之間的第二板。第二板包含與第一板中複數孔對齊的第二複數通孔。
在額外的特徵中， 第一板中的第一複數氣體通道及複數孔以及第二板中的第二複數通孔與充氣部流體連通。
在額外的特徵中，面板包含同心脊以及相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一板中第一複數氣體通道的第三部以及第二板中的第二複數通孔係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊接觸第二板的底面。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中，第二複數氣體通道的每一者包含第一部、第二部、及第三部。第一部從圓形腔徑向地延伸。第二部從第一部的遠端朝第一複數氣體通道中的相鄰通道延伸。第三部從第二部的遠端沿著第一板的半徑延伸。第二部及第三部具有與第一部相比的較短長度。第三部包含延伸經過第一板之底面的複數孔。
在額外的特徵中， 第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的第一部沿著第一板的第一直徑分佈。第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道之第三部以及第三部中孔的各別孔沿著第一板的第二直徑分佈。
在額外的特徵中，噴淋頭進一步包含配置在第一板與面板之間的第二板。第二板包含與第一板中複數孔對齊的第二複數通孔。
在額外的特徵中， 第一板中的第二複數氣體通道及複數孔以及第二板中的第二複數通孔與充氣部流體連通。
在額外的特徵中，面板包含同心脊以及相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一板中第二複數氣體通道的第三部以及第二板中的第二複數通孔係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊與第二板之底面接觸。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中， 第一板包含內圓柱部及側壁，側壁圍繞內圓柱部且定義內圓柱部與側壁之間的環形通道。
在額外的特徵中， 第一及第二複數氣體通道係配置在內圓柱部中並且分佈在環形通道的內徑中。
在額外的特徵中， 第一及第二複數氣體通道包含延伸經過第一板之底面的複數孔。噴淋頭進一步包含配置在第一板與面板之間的第二板。第二板包含與第一板中複數孔對齊的第二複數通孔。
在額外的特徵中， 第二板、面板、及側壁的外徑相同。
在額外的特徵中，噴淋頭進一步包含加熱器、第三板、及冷卻板。加熱器係配置在環形通道中。第三板係配置在內圓柱部上。第三板包含具有與第一及第二板和面板不同之導熱度的材料。冷卻板包含配置在第三板上的冷卻通道。
在額外的特徵中， 第三板及冷卻板的外徑小於或等於環形通道的內徑。
在額外的特徵中， 第一板、第二板、及面板包含金屬材料。第三板的材料包含聚醯亞胺。
在額外的特徵中， 第三板包含氣穴。
在額外的特徵中，第二板進一步包含從第二板之底面延伸且接觸面板的同心脊。面板包含相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一板中第一複數氣體通道的第三部以及第二板中的第二複數通孔係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中，第二板進一步包含從第二板之底面延伸且接觸面板的同心脊。面板包含相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一板中第二複數氣體通道的第三部以及第二板中的第二複數通孔係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中， 第一板包含內圓柱部及側壁，側壁圍繞內圓柱部且定義內圓柱部與側壁之間的環形通道。第一及第二複數氣體通道係配置在內圓柱部中並且分佈在環形通道的內徑中。第一及第二複數氣體通道包含延伸經過第一板之底面的複數孔。
在額外的特徵中， 噴淋頭進一步包含配置在第一板與面板之間的第二板。第二板包含與第一板中複數孔對齊的第二複數通孔並且包含從第二板之底面延伸且接觸面板的同心脊。
在額外的特徵中， 第二板、面板、及側壁的外徑相同。
在額外的特徵中，噴淋頭進一步包含加熱器、第三板、及冷卻板。加熱器係配置在環形通道中。第三板係配置在內圓柱部上。第三板包含具有與第一及第二板和面板不同之導熱度的材料。冷卻板包含配置在第三板上的冷卻通道。
在額外的特徵中， 第三板及冷卻板的外徑小於或等於環形通道的內徑。
在額外的特徵中， 第一板、第二板、及面板包含金屬材料。第三板的材料包含聚醯亞胺。
在額外的特徵中， 第三板包含氣穴。
在額外的特徵中，第一板進一步包含從第一板之底面延伸且接觸面板的同心脊。面板包含相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一板中第一複數氣體通道的第三部以及第二板中的第二複數通孔係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
在額外的特徵中，第一板進一步包含從第一板之底面延伸且接觸面板的同心脊。面板包含相交並穿越複數同心脊的徑向延伸氣體通路。第一板中第二複數氣體通道的第三部以及第一板中的第二複數通孔係與複數氣體通路對齊。
在額外的特徵中， 同心脊的高度等於充氣部的深度。
在額外的特徵中， 複數通孔係沿著從面板之中心分佈至面板之外徑的同心圓排列，而在同心脊中的連續同心脊之間分佈同心圓中的三同心圓。複數通孔的出口係錐形的。
經由詳細說明內容、申請專利範圍及圖式將顯見本揭示內容的其他適用領域。詳細說明內容和具體範例係旨在僅用於說明之目的而非意圖限制揭示內容的範圍。
在原子層沉積(ALD)製程中，期望化學品使用量的減少以降低成本與循環時間(例如，劑量時間與吹淨時間)並增加產能。通常按每ALD循環使用的化學品量來量測化學品使用量(因而亦稱為ALD容積)，可藉由減少噴淋頭中充氣部的容積而減少化學品使用量。藉由噴淋頭之頂板的底面(面向基板或面向面板表面)、噴淋頭之側壁、形成在噴淋頭之面板之上表面上的複數同心排列且分段的垂直牆(稱為脊或島)、以及脊之間的通路來定義充氣部。當減少充氣部的容積時(例如，藉由變化脊的高度)，充氣部的深度跨噴淋頭徑向地變化。充氣部之深度的變化造成流經噴淋頭之製程氣體中跨噴淋頭於徑向方向上的壓力梯度。製程氣體的壓力於噴淋頭之中心處最高，並隨著噴淋頭之半徑增加而遞減，且於噴淋頭的邊緣處(外徑或OD附近)最低。
亦可藉由減少噴淋頭至基板間隙而減少ALD容積。然而，減少充氣部容積及/或減少噴淋頭至基板間隙致使製程氣體撞擊在基板表面上的高速噴射，而造成基板上噴淋頭之孔圖案之反射(或押印)的沉積。此現象稱為流體噴射，其係由於壓力梯度而發生，並且增加沉積於基板上之材料的不均勻性。
本揭示內容藉由提供從中心朝噴淋頭之OD延伸達不同徑向距離的多組雙輻條(輻條狀通道)而解決流體噴射問題，而如下該在噴淋頭中形成兩徑向區(稱為內區及外區)。兩輻條中的第一輻條從中心延伸至噴淋頭之半徑的約一半，且兩輻條中的第二輻條從噴淋頭之中心延伸至噴淋頭之半徑的約3/4(或OD附近)。據此，第一輻條較第二輻條為短。第一及第二輻條係溝槽或氣體通道。第一及第二輻條具有於遠端處(即，離靠近噴淋頭之中心之第一端較遠的第二端)的孔以輸送製程氣體至面板中。從噴淋頭之中心至第一輻條在噴淋頭之一半的半徑點附近結束之處的噴淋頭之第一區域稱為噴淋頭的第一區或內區。第一輻條輸送製程氣體至第一區。第二輻條傳輸製程氣體所至的從噴淋頭之中心起的噴淋頭之第二區域(即，其餘區域)稱為噴淋頭的第二區或外區。
多組雙輻條係徑向地分佈於噴淋頭全處，而將噴淋頭劃分成多個扇區或餅狀區域。例如，可將六組雙輻條徑向地分佈於噴淋頭全處，其中第一輻條彼此分離60度；第二輻條亦彼此分離60度；且在每一組雙輻條中，第一與第二輻條彼此分離小於或等於15度。可使用任意數量的雙輻條。大體而言，雙輻條彼此分離360/N的角度，其中N為雙輻條的數量。第一輻條彼此分離360/N度；第二輻條亦彼此分離360/N度；且在每一組雙輻條中，第一與第二輻條彼此分離小於或等於360/4N度。在雙輻條的每一者中，第一及第二輻條從噴淋頭之中心以第一與第二輻條之間的銳角(例如，小於或等於360/4N)朝噴淋頭之OD延伸。
雙輻條的每一者經由第一與第二輻條提供兩氣體分配通道。在雙輻條的每一者中，藉由第一與第二輻條提供的氣體通道分別輸送製程氣體至每一扇區中的內區及內外區。換言之，雙輻條提供雙輻條狀氣體通道，其中第一輻條提供第一輻條狀氣體通道(即，第一氣體通道)，且第二輻條提供第二輻條狀氣體通道(即，第二通道)。據此，亦將雙輻條稱為雙輻條狀氣體通道。
可最佳化雙輻條之分佈的數量與幾何以劃分製程氣體的質量流量以將製程氣體均勻地饋送至第一與第二輻條之遠端處的孔以及至充氣部之內區與外區中的面板中通孔。因而，噴淋頭的雙輻條設計減輕充氣部中的徑向壓降同時保持充氣部的低容積。此外，於噴淋頭之中心處供應製程氣體至噴淋頭的氣體供應導管之出口係像漏斗一樣為徑向朝外擴口的，而第一與第二輻條的入口係連接至氣體供應導管之出口。第一與第二輻條從氣體出口的擴口部分徑向地向外延伸。於噴淋頭之中心附近雙輻條之入口處的噴淋頭之擴口式氣體出口防止再循環區的形成，而進一步改善充氣部之外區與內區之間的製程氣體之質量分佈平衡。
再者，可增加(例如，加倍)噴淋頭之面板中的孔密集度(即，通孔的數量)以由於每通孔質量流量與氣體速度降低而減少流體噴射，而改良基板表面上製程氣體的擴散。藉由最佳化充氣部中隔離牆(即，脊)的寬度(而非高度)以及藉由在連續充氣部隔離牆(脊)之間的方位角方向上包括額外的通孔組合(三組通孔而非兩組通孔)來實現增加的孔密集度。再者，噴淋頭之面板中通孔的排出口或出口係錐形的，而進一步降低從通孔離開之氣體噴射的速度並於基板上平均地(均勻地)分配製程氣體。
使用三金屬材料(例如，鋁合金)板的擴散結合製程製造噴淋頭：第一板，為面板；第二板(中間板)，包含藉由從第二板中提取材料而形成的輻條狀氣體通道；及第三板(即，頂板)，包含耦接至中間板中輻條狀氣體通道之入口的擴口式氣體出口。後接於擴散結合製程的係整體噴淋頭的無電鍍鎳。
在某些實施方式中，可在第三板(頂板)的底部區域(接近面向基板或面向面板表面)中而非僅有孔洞的第二板(中間板)中形成雙輻條狀氣體通道。在某些實施方式中，可在第三板(頂板)的底部區域(接近面向基板或面向面板表面)中而非第二板(中間板)中形成雙輻條狀氣體通道，並可在第二板(中間板)的底面(面向基板或面向面板表面)上而非面板的上表面上形成脊。在某些實施方式中，可在第二板(中間板)中形成雙輻條狀氣體通道並可在第二板(中間板)的底面(面向基板或面向面板表面)上而非面板的上表面上形成脊。此外，熱電阻器(熱抗流器)及冷卻板係配置在噴淋頭之第三板(頂板)的頂部上以控制噴淋頭的溫度與軸向冷卻。以下詳細描述本揭示內容的此些及其他特徵。
本揭露書組織如下。參考圖1顯示及描述可在其中使用依據本揭示內容之噴淋頭的處理腔室之範例。參考圖2至20顯示及描述依據本揭示內容包含具有雙輻條狀氣體通道之中間板的第一噴淋頭。參考圖21至22顯示及描述依據本揭示內容包含具有雙輻條狀氣體通道之頂板(而非中間板)及僅具有孔洞之中間板的第二噴淋頭。參考圖24至27顯示及描述依據本揭示內容包含具有雙輻條狀氣體通道之頂板(而非中間板)及具有孔洞與脊之中間板(而非面板)的第三噴淋頭。參考圖28與29顯示及描述依據本揭示內容包含具有雙輻條狀氣體通道與孔洞之中間板及具有脊之中間板(而非面板)的第四噴淋頭。圖30顯示於圖2至29中所示的四噴淋頭之頂板、中間板、及面板之全部特徵的總結。 基板處理系統的範例
圖1顯示包含處理腔室102之基板處理系統100的範例，處理腔室102係配置以使用原子層沉積(ALD)製程(例如，熱ALD或T-ALD製程)處理基板。處理腔室102封入基板處理系統100的其他組件。處理腔室102包含基板支撐件(例如，台座)104。於處理期間，將基板106安置於台座104上。
可將一或更多加熱器108(例如，加熱器陣列)配置在安置於台座104之金屬底板上的陶瓷板中以於處理期間加熱基板106。可在陶瓷板中將稱為區加熱器或主加熱器的一或更多額外加熱器(未顯示)安置於加熱器108上方或下方。此外，儘管未顯示，可將包含冷卻通道的冷卻系統配置在台座104的底板中，冷卻劑可流經冷卻通道以冷卻台座104；並可將一或更多溫度感測器配置在台座104中以感測台座104的溫度。
處理腔室102包含例如噴淋頭的氣體分配裝置110以將製程氣體引導和分配至處理腔室102中。參考後續的圖式進一步詳細描述氣體分配裝置(此後稱為噴淋頭)110。簡言之，噴淋頭110包含桿112。桿112的一端連接至處理腔室102的頂面。噴淋頭110通常為圓柱形的並且自桿122的一相對端徑向地向外延伸，桿112的該相對端位於與處理腔室102之頂面間隔開的位置。噴淋頭110的面向基板表面包含面板(於後續圖式中顯示)。噴淋頭110進一步包含介於頂板與面板之間的中間板(於後續圖式中顯示並詳細描述)。中間板包含輻條狀氣體分配通道以將從桿112接收的製程氣體送至面板。面板包含製程氣體經由其流入處理腔室102中的複數出口或特徵部(例如，槽或通孔)。
噴淋頭110進一步包含加熱器、熱電阻器、及冷卻板(參考後續圖式顯示及描述)。熱電阻器(參考圖20顯示並詳細描述)將熱從噴淋頭110的頂板傳導至冷卻板。冷卻板包含冷卻劑可經由其循環的導管或冷卻通道(參見圖19)。此外，儘管未顯示，可將一或更多溫度感測器配置在噴淋頭110中以感測噴淋頭110的溫度。
基板處理系統100進一步包含氣體輸送系統130。氣體輸送系統130包含一或更多氣體源132-1、132-2、…、及132-N(統稱氣體源132)，其中N為大於零的整數。氣體源132可供應製程氣體、清潔氣體、吹淨氣體、惰性氣體等。藉由閥134-1、134-2、…、及134-N(統稱閥134)和質量流量控制器136-1、136-2、…、及136-N(統稱質量流量控制器136)將氣體源132連接至歧管139。歧管139的輸出係饋送至噴淋頭110的桿112。噴淋頭110經由桿112從氣體輸送系統130接收一或更多氣體並供應一或更多氣體至處理腔室102。
基板處理系統110進一步包含流體輸送系統140。流體輸送系統140供應冷卻劑至台座104中的冷卻系統以及至噴淋頭110中的冷卻板。可將溫度控制器150連接至台座104中的加熱器108、區加熱器、冷卻系統、及溫度感測器。亦可將溫度控制器150連接至噴淋頭110中的加熱器、冷卻板、及溫度感測器。溫度控制器150可控制供應至台座104中加熱器108與區加熱器之功率、以及流經台座104中冷卻系統的冷卻劑流量以控制台座104及基板106的溫度。溫度控制器150亦可控制供應至配置在噴淋頭110中之加熱器的功率以及流經配置在噴淋頭110之冷卻板中導管的冷卻劑流量以控制噴淋頭110的溫度。
真空泵158於基板處理期間維持處理腔室102內低於大氣壓力。閥156係連接至處理腔室102的排氣埠。閥156及真空泵158係用以控制處理腔室102中的壓力並用以從處理腔室102中經由閥156排出反應物。系統控制器160控制以上該之基板處理系統100的組件。 噴淋頭的第一範例
圖2示意性地顯示依據本揭示內容之噴淋頭(第一噴淋頭)200之第一範例的側視圖。可使用第一噴淋頭200作為在圖1中所示基板處理系統100中的噴淋頭110。第一噴淋頭200包含頂板(亦稱為背板)202、中間板204、及面板206。頂板202、中間板204、及面板206可由金屬材料製成。可如圖所示將頂板202、中間板204、及面板206堆疊在彼此的頂部上。可將頂板202、中間板204、及面板206相互擴散結合。
以下參考圖3至20詳細顯示和描述頂板202、中間板204、及面板206的內部結構。此後，參考圖21至29顯示和描述頂板202、中間板204、及面板206之內部結構中的變化。頂板202、中間板204、及面板206之內部結構中的變化產出不同的噴淋頭。參考圖21至29將不同的噴淋頭描述為第二、第三、及第四噴淋頭。不同的噴淋頭(即，第二、第三、及第四噴淋頭)與第一噴淋頭200結構上相異但功能上與第一噴淋頭200相同。大體而言，無論變化如何，在第一至第四噴淋頭的每一者中，如同參考後續圖式顯示及描述的內容，面板206與頂板202和中間板204的至少其中一者定義噴淋頭中的充氣部259。為避免繪圖的重複及為說明內容的簡潔起見，在第二、第三、及第四噴淋頭的說明內容中對圖2至20中所示第一噴淋頭200的結構(例如，視圖)進行參照。 頂板的範例
圖3顯示沿著圖2中所示線條A-A截取的圖2所示第一噴淋頭200之頂板202之範例的剖面圖。頂板202係由金屬材料製成。頂板202通常為圓柱狀的。除了以下所述特徵外，頂板202係實心的(即，非空心的)。頂板202包含內圓柱部210及圍繞內圓柱部210的側壁212。側壁212具有外徑(OD)及內徑(ID)。內圓柱部210的OD小於側壁212的ID。環形通道214係形成於側壁212的ID與內圓柱部210的OD之間。一或更多加熱器元件(未顯示)係周向地配置在環形通道214中。
內圓柱部210包含頂面215及底面218。頂面215及底面218相互平行並且垂直於第一噴淋頭200的垂直軸。底面218面向基板106及台座104(顯示於圖1中)。頂面215的OD等於內圓柱部210的OD。底面218的OD等於側壁212的OD。側壁212從底面218的OD垂直向上延伸、平行於第一噴淋頭200的垂直軸且垂直於頂面215與底面218在頂面215上方延伸、而後平行於頂面215與底面218徑向地向外延伸以形成凸緣216。凸緣216的OD大於側壁212的OD。凸緣216係附接至圖1中所示處理腔室102的側壁。
頂板202(具體而言，頂板202的內圓柱部210)包含導管220。例如，可將導管220鑿穿內圓柱部210的中心。導管220從內圓柱部210的頂面215垂直向下延伸至內圓柱部210的底面218。導管220垂直於頂面215與底面218延伸。導管220平行於第一噴淋頭200的垂直軸。位於頂面215之導管220的第一端222係連接至桿112(顯示於圖1中)。第一端222從桿112接收製程氣體。於底面218附近，導管220的第二端向下延伸且擴張(即，像漏斗一樣以彎曲方式向下且徑向向外延伸)以形成位於底面218(即，位於頂板202之底部)的擴口式氣體出口224。擴口式氣體出口224提供以下在中間板204之說明內容中進一步詳細描述的優點。在某些範例中，擴口式氣體出口224可為錐形的。 中間板的範例
圖4顯示圖2之第一噴淋頭200之中間板204之範例的透視圖。中間板204形狀為扁圓柱體。中間板204亦由金屬材料製成。除了以下所述特徵外，中間板204亦為實心的(即，非空心的)。中間板204的OD等於頂板202之側壁212的OD。中間板204包含複數輻條狀氣體分配通道(此後稱為氣體通道)。例如，中間板204包含第一氣體通道250-1、250-2、…、250-6(統稱為第一氣體通道250)以及第二氣體通道252-1、252-2、…、252-6(統稱為第二氣體通道252)。儘管舉例而言僅顯示第一及第二氣體通道250、252之每一者的六通道，但中間板204可包含任意數量的第一及第二氣體通道250、252。無論第一及第二氣體通道250、252的數量為何，第一氣體通道250的數量等於第二氣體通道252的數量。第一氣體通道250-1與鄰接第一氣體通道250-1的第二氣體通道252-1統稱為第一雙氣體通道；第一氣體通道250-2與鄰接第一氣體通道250-2的第二氣體通道252-2統稱為第二雙氣體通道；以此類推。
藉由如下所述從中間板204移除材料而形成第一及第二氣體通道250、252。例如，中間板204具有厚度(高)H。藉由從中間板204之頂面(即，面向頂板202之表面)256移除材料直至小於H的深度X(例如，直至X=H/4、H/3、H/2、3H/4、或H之任意分數的深度)而形成第一及第二氣體通道250、252。第一及第二氣體通道250、252的每一者具有相同深度X＜H。
此外，藉由移除頂面256中材料直至深度X而於中間板204之中心處的頂面256上形成圓形腔254。如以下進一步詳細描述的內容，第一氣體通道250的每一者及第二氣體通道252的每一者從圓形腔254的圓周徑向地向外朝中間板204的OD延伸。中間板204的圓形腔254與頂板202的擴口式氣體出口224具有相同的圓周長(即，直徑)。當將中間板204接合至頂板202時(即，當將中間板204的頂面256接合至頂板202的底面218時)，中間板204的圓形腔254與頂板202的擴口式氣體出口224搭接(即，對齊)。以下描述第一及第二氣體通道250、252的額外結構細節。 輻條狀氣體通道的範例
圖5顯示中間板204的俯視圖而顯示輻條狀第一及第二氣體通道250、252。第一氣體通道250的每一者從圓形腔254的圓周徑向地向外朝中間板204的OD延伸直至第一徑向距離R1。舉例而言，R1可等於中間板204之半徑的一半。在某些範例中，R1可小於中間板204之半徑的一半。在其他範例中，R1可大於中間板204之半徑的一半。在此些設計的任意者中，第一氣體通道250之各者的長度相同。也就是說，第一氣體通道250係等長的(例如，第一長度)。
第二氣體通道252的每一者亦從圓形腔254的圓周徑向地向外朝中間板204的OD延伸直至第二徑向距離R2，其中R2＞R1。舉例而言，R2可等於中間板204之半徑的3/4。在某些範例中，R2可小於中間板204之半徑的3/4但大於R1。在其他範例中，R2可大於中間板204之半徑的3/4。在此些設計的任意者中，第二氣體通道252之各者的長度相同。也就是說，第二氣體通道252係等長的(例如，第二長度)。由於R2＞R1，故第二氣體通道252的第二長度(R2)大於第一氣體通道250的第一長度(R1)。
分別具第一及第二長度的第一及第二氣體通道250、252係在中間板204上以如下的交替序列徑向地(以輪之輻條的形式)排列：第一氣體通道250-1、第二氣體通道252-1、第一氣體通道250-2、第二氣體通道252-2、第一氣體通道250-3、第二氣體通道252-3，以此類推。由於輻條狀的交替排列以及不同的長度，第一及第二氣體通道250、252如以下詳細描述的供應製程氣體至第一噴淋頭200的內徑向區及外徑向區。由於輻條狀的交替排列以及第一與第二氣體通道250、252的其他結構特徵，第一噴淋頭200在無流動噴射的情況下平均且均勻地供應製程氣體至處理腔室102(圖1中所示)中。現進一步詳細描述第一及第二氣體通道250、252。
在雙氣體通道的每一者中，第一氣體通道250包含三部分：第一部260、第二部262、及第三部264(為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅針對第一氣體通道250中的某些氣體通道顯示)。第一部260從圓形腔254的圓周徑向地延伸直至小於R1的距離。第二部262從第一部260的遠端延伸，朝第二氣體通道252彎曲，並且朝第二氣體通道252延伸達第一距離。第一部260的遠端係第一部260的第二端，而第一部260的第一端係接近於圓形腔254的圓周。超過第一距離後，第二部262連接至並終止於第三部264的中心內。第三部264沿著中間板204的半徑延伸。第三部264的長度小於第一部260的長度且大於第二部262的長度。第二及第三部262、264形成字母「T」的形狀。第三部264的第一端朝中間板204的中心延伸。第三部264的第二端朝中間板204的OD延伸並位於半徑R1的圓上。
在雙氣體通道的每一者中，第二氣體通道252亦包含三部分：第一部270、第二部272、及第三部274(為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅針對第二氣體通道252中的某些氣體通道顯示)。第一部270從圓形腔254的圓周徑向地延伸直至小於R2的距離。第二部272從第一部270的遠端延伸，朝第一氣體通道250彎曲，並且朝第一氣體通道250延伸達第二距離。第一部270的遠端係第一部270的第二端，而第一部270的第一端係接近於圓形腔254的圓周。超過第二距離後，第二部272連接至並終止於第三部274的中心內。第三部274沿著中間板204的半徑延伸。第三部274的長度小於第一部270的長度且大於第二部272的長度。第二及第三部272、274亦形成字母「T」的形狀。第三部274的第一端朝中間板204的中心延伸。第三部274的第二端朝中間板204的OD延伸並位於半徑R2的圓上。第一及第二氣體通道250、252之第三部264、274的長度係相同的。
圖6顯示圖4及圖5中所示輻條狀第一及第二氣體通道250、252之幾何排列的範例。大體而言，若第一氣體通道250及第二氣體通道252之各者的數量為N，則中間板240包含N個雙氣體通道(以上所定義的)。第一氣體通道250彼此分離360/N度。第二氣體通道252亦彼此分離360/N度。在各雙氣體通道中，第一及第二氣體通道250、252彼此分離小於或等於360/4N度。在雙氣體通道的每一者中，第一及第二氣體通道250、252從圓形腔254的圓周以第一與第二氣體通道250、252之間的銳角(例如，小於或等於360/4N)朝噴淋頭的OD延伸。大體而言，第一及第二氣體通道250、252具有輪之輻條的外觀。
直徑相對之第一氣體通道250的第一部260係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)。直徑相對之第二氣體通道252的第一部270亦為徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)。例如，第一氣體通道250-1的第一部260與直徑相對於第一氣體通道250-1之第一氣體通道250-4的第一部260係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)；以此類推。例如，第二氣體通道252-1的第一部270與直徑相對於第二氣體通道252-1之第二氣體通道252-4的第一部270係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)；以此類推。
直徑相對之第一氣體通道250的第三部264係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)。直徑相對之第二氣體通道252的第三部274亦為徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)。例如，第一氣體通道250-1的第三部264與直徑相對於第一氣體通道250-1之第一氣體通道250-4的第三部264係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)；如虛線所示以此類推。例如，第二氣體通道252-1的第三部274與直徑相對於第二氣體通道252-1之第二氣體通道252-4的第三部274係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)；如虛線所示以此類推。
為了不使圖式雜亂，省略顯示以上所述的第一及第二氣體通道250、252之第一部260、270之相似直徑對齊(即，直徑對稱排列)的虛線。所省略的顯示第一及第二氣體通道250、252之第一部260、270之直徑對齊之虛線的範例係顯示為圖7中的線條C-C及D-D。
圖7顯示配置在圖4至圖6中所示輻條狀第一及第二氣體通道250、252中之孔的幾何排列之範例。為清楚起見及不使圖式雜亂而省略第一及第二氣體通道250、252之部260、262、270、272的參考符號。第一及第二氣體通道250、252之第三部264、274的每一者包含至少兩孔。例如，第一氣體通道250的第三部264包含位於第三部264之第一端的第一孔280以及位於第三部264之第二端的第二孔282。為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅針對第一氣體通道250中的某些氣體通道識別孔280、282。第三部264的第一及第二孔280、282位於中間板204的半徑上。
第二氣體通道252的第三部274包含位於第三部274之第一端的第一孔284以及位於第三部274之第二端的第二孔286。為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅針對第二氣體通道252中的某些氣體通道識別孔284、286。第三部274的第一及第二孔284、286位於中間板204的半徑上。孔280、282、284、286穿過中間板204的底面257(顯示於圖9中)而鑿於第三部264、274中。孔280、282、284、286之每一者的深度(高)等於(H-X)，其中H為中間板204的厚度(高)，且X為第一及第二氣體通道250、252的深度。
據此，在第一氣體通道250之各者的每一第三部264中的孔280、282係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同半徑分佈)。在第二氣體通道252之各者的每一第三部274中的孔284、286亦為徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同半徑分佈)。例如，第一氣體通道250-1之第三部264中的孔280、282係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同半徑分佈)；如圖8中虛線所示以此類推。例如，第二氣體通道252-1之第三部274中的孔284、286係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同半徑分佈)；如圖8中虛線所示以此類推。
再者，直徑相對之第一氣體通道250的孔280、282係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)。直徑相對之第二氣體通道252的孔284、286亦為徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)。例如，第一氣體通道250-1的孔280、282與直徑相對於第一氣體通道250-1之第一氣體通道250-4的孔280、282係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)；如圖8中虛線所示以此類推。例如，第二氣體通道252-1的孔284、286與直徑相對於第二氣體通道252-1之第二氣體通道252-4的孔284、286係徑向對齊的(即，沿著中間板204的相同直徑分佈)；如圖8中虛線所示以此類推。
圖8顯示配置在圖7中所示輻條狀第一及第二氣體通道250、252中之孔之對齊的範例。第一氣體通道250之第三部264的孔282位於半徑R1的圓上。第二氣體通道252之第三部274的孔286位於半徑R2的圓上。第一氣體通道250之第三部264的孔280位於半徑R3的圓上，R3小於R1。第二氣體通道252之第三部274的孔284位於半徑R4的圓上，R4小於R2且大於R1。
圖9顯示中間板204連同圖7及圖8中所示孔280、282、284、286的仰視圖。為了清楚顯示孔280、282、284、286而省略圖8中所示的孔280、282、284、286分佈於其上的圓。再者，為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅識別孔280、282、284、286中的某些孔。
圖10顯示中間板204連同圖4至圖7中所示輻條狀第一及第二氣體通道250、252與圓形腔254以及圖7至圖9中所示孔280、282、284、286的俯視圖。為清楚起見而省略圖5、圖7、及圖8中所示的第一及第二氣體通道250、252與孔280、282、284、286分佈於其上的圓。為清楚起見亦省略第一及第二氣體通道250、252之部260、262、264、270、272、274的參考符號。再者，為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅識別孔280、282、284、286中的某些孔。為簡明起見而不再描述所顯示的且以上已描述過的其他元件。
圖11顯示沿著圖4中所示線條B-B截取的中間板204之橫截面。該橫截面顯示圖4至圖7與圖10中所示的輻條狀第一及第二氣體通道250、252與圓形腔254以及圖7至圖10中所示的孔280、282、284、286。為清楚起見而省略圖5、圖7、及圖8中所示的第一及第二氣體通道250、252與孔280、282、284、286分佈於其上的圓。為清楚起見亦省略第一及第二氣體通道250、252之部260、262、264、270、272、274的參考符號。再者，為清楚起見及避免使圖式雜亂，僅識別孔280、282、284、286中的某些孔。為簡明起見而不再描述所顯示的且以上已描述過的其他元件。
圖12顯示沿著圖10中所示線條C-C截取的中間板204之剖面圖。在所示的剖面圖中可見到輻條狀第二氣體通道252-2、252-5。
圖13顯示沿著圖10中所示線條D-D截取的中間板204之剖面圖。在所示的剖面圖中可見到輻條狀第一氣體通道250-3、250-6。 面板的範例
圖14顯示圖2之第一噴淋頭200之面板206之範例的透視圖。面板206亦由金屬材料製成且亦為圓柱狀的。面板206的OD等於中間板204的OD以及頂板202之側壁212的OD。面板206包含在面板206之頂面(即，面向中間板204的表面)207上的複數同心脊290-1、290-2、…、及290-11(統稱為脊290)。儘管僅顯示例如11個脊290，但面板206可包含任意數量的脊290。脊290係形成於面板206之頂面207上的垂直牆。例如，藉由移除面板206之頂面207中材料直至深度d(顯示於圖17中)而形成脊290。據此，脊290具有高度d(顯示於圖17中)。脊290係從面板206的中心至面板206之頂面207的OD在頂面207上同心地排列。
脊290劃分面板206的頂面207以在面板206的頂面207上形成複數圓形且同心氣體通路。於291-1、291-2、291-3等處(統稱為氣體通路291)顯示圓形且同心氣體通路的範例。氣體通路291分佈在脊290之間。氣體通路291在面板206的整個頂面207上分佈。氣體通路291係從頂面207的中心分佈至面板206之頂面207的OD。
將脊290分段(即，脊290的每一者係周向不連續的)如下。面板206包含在面板206之頂面207上的複數徑向氣體通路。於292-1、292-2、292-3、292-4處(統稱為氣體通路292)顯示徑向氣體通路的範例。氣體通路292在面板206的整個頂面207上徑向地延伸。氣體通路292與氣體通路291徑向地相交。氣體通路292與同心脊290徑向地相交並將脊290分段。氣體通路292將脊290劃分成弧形段。脊290、氣體通路291與292、中間板之底面257、面板206之頂面207、及面板206之側壁205定義第一噴淋頭200的充氣部259。充氣部259跨面板206徑向地延伸且具有深度(高度)d(顯示於圖17中)。如以下詳細說明內容，脊290及氣體通路292係以與輻條狀第一及第二氣體通道250、252及孔280、282、284、286在中間板204中排列之圖案一致的圖案排列。
面板206進一步包含複數通孔294。藉由圖14、圖15、及圖18中的虛線圓圈顯示通孔294。通孔294係在脊290之間的同心圓中排列。通孔294係鑿穿面板206的頂面207及底面209(顯示於圖17及圖18中)。通孔294從面板206的中心徑向地分佈至面板206的OD。通孔294與充氣部259流體連通。以下參考後續圖式進一步詳細顯示及描述通孔294。
圖15顯示圖14中所示面板206的俯視圖而顯示脊290、氣體通路291與292、及通孔294。脊290及氣體通路292係以與輻條狀第一及第二氣體通道250、252及孔280、282、284、286在中間板204中排列之圖案一致的圖案排列如下。具體而言，脊290及氣體通路292係排列使得輻條狀第一及第二氣體通道250、252的孔280、282、284、286分佈於脊290中某些脊的分段之間並且當面板206之頂面207接合至中間板204之底面257時與氣體通路292中的某些氣體通路重合。在圖16中顯示當面板206之頂面207接合至中間板204之底面257時輻條狀第一及第二氣體通道250、252的孔280、282、284、286相對於脊290之分段與氣體通路292的重疊之視圖(即，布局)。
氣體通路292具有識別為292-1、292-2、及292-3的三型式。第一氣體通路292-1係三氣體通路292-1、292-2、及292-3中最短的。第一氣體通路292-1從面板206之半徑的大約一半處徑向地延伸至面板206的OD。第二氣體通路292-2係三氣體通路292-1、292-2、及292-3中最長的。除了脊290的其中一者相交且阻斷第二氣體通路292-2之外，第二氣體通路292-2從面板206的ID徑向地延伸至面板206的OD。因而，第二氣體通路292-2係分段的(即，由於與第二氣體通路292-2相交的其中一脊290的存在而徑向不連續)。第三氣體通路292-3具有大於第一氣體通路292-1且小於第二氣體通路292-2的長度。第三氣體通路292-3從小於面板206之半徑的一半處徑向地延伸至面板206的OD。具體而言，第三氣體通路292-3從與第二氣體通路292-2相交的其中一脊290徑向地延伸至面板206的OD。
第四氣體通路292-4位於第二氣體通路292-2與第三氣體通路292-3之間。第四氣體通路292-4與第一氣體通路292-1係相同的。也就是說，第四氣體通路292-4亦從面板206之半徑的大約一半處徑向地延伸至面板206的OD並具有與第一氣體通路292-1相同的長度。氣體通路292係在整個面板206上重複以下列序列排列：292-1、292-2、292-4、292-3；292-1、292-2、292-4、292-3；以此類推。第一、第三、及第四氣體通路292-1、292-3、292-4沒有分段(即，係徑向連續的且沒有被相交的脊290阻斷)。
圖16顯示當面板206之頂面207接合至中間板204之底面257時，圖4及圖7至圖10中所示中間板204中輻條狀第一及第二氣體通道250、252之孔280、282、284、286在圖14及圖15中所示面板206上的重疊。輻條狀第二氣體通道252的孔284、286沿著第一氣體通路292-1分佈(即，與之重合)。輻條狀第一氣體通道250的孔280、282沿著第二氣體通路292-2分佈(即，與之重合)。為清楚起見及避免圖式的雜亂而省略面板206的通孔294。
當頂板202、中間板204、及面板206如上所述接合在一起時，第一噴淋頭200的下列元件彼此流體連通：導管220；擴口式氣體出口224；第一及第二氣體通道250、252；通孔280、282、284、286；充氣部259；及通孔294。當經由桿112(顯示於圖1中)供應製程氣體至第一噴淋頭200時，製程氣體流經頂板202中的導管220(顯示於圖3中)。製程氣體流經導管220而經過頂板202(顯示於圖3中)的擴口式氣體出口224。製程氣體流經擴口式氣體出口224而進入中間板204(顯示於圖4至圖7、圖10、及圖11中)的輻條狀第一及第二氣體通道250、252中。製程氣體流經輻條狀第一及第二氣體通道250、252而經過中間板204(顯示於圖4及圖7至圖10中)中的孔280、282、284、286。製程氣體流經中間板204中的孔280、282、284、286而進入面板206中。製程氣體流經中間板204中的孔280、282、284、286而進入面板206中的充氣部259中。製程氣體流經面板206中充氣部259的氣體通路291、292並經由面板206的通孔294進入處理腔室102中以及至基板106(兩者皆顯示於圖1中)上。
由於輻條狀第一及第二氣體通道250、252之孔280、282、284、286相對於上述面板206中脊290與氣體通路292的重疊，製程氣體係在無徑向壓力梯度的情況下經由面板206中所有的通孔294平均地(均勻地)分配。具體而言，製程氣體係經由第一氣體通道250的孔280、282以及位於第一噴淋頭200之內區中的脊290與部分的氣體通路291、292分配至第一噴淋頭200之內區中的面板206中通孔294。第一噴淋頭200的內區包含第一氣體通道250的孔280、282以及位於半徑R1之圓內的脊290與部分的氣體通路291、292。製程氣體係經由第二氣體通道252的孔284、286以及位於第一噴淋頭200之外區中的脊290與部分的氣體通路291、292分配至第一噴淋頭200之外區中的面板206中通孔294。第一噴淋頭200的外區包含第二氣體通道252的孔284、286以及位於半徑R1之圓外(即，面板206從R1至R2或面板206之OD的其餘區域中)的脊290與部分的氣體通路291、292。
圖17顯示沿著圖15中所示線條E-E截取的圖14及圖15中所示面板206的剖面圖。在所示的剖面圖中可見到第二通路292-2以及相交(阻斷)第二通路292-2的其中一脊290。進一步詳細顯示通孔294的結構。具體而言，通孔294係圓柱狀的沿著第一噴淋頭200的軸從面板206的頂面207垂直延伸至面板206的底面209。於面板206之頂面207處的通孔294之第一端或入口係圓柱狀的。於面板206之底面209處的通孔294之遠(或第二)端或出口係錐形的。因而，通孔294的每一者包含圓柱部及錐部。通孔294的每一者具有等於面板206之厚度減去充氣部259之深度的高度。通孔294之遠端的錐形形狀降低離開通孔294之氣體噴射的速度並且於基板106上平均地(均勻地)分配製程氣體。
圖18顯示圖14至17中所示面板206的仰視圖。增加(例如，加倍)第一噴淋頭200之面板206中的孔密集度(即，通孔294的數量)以由於每通孔294質量流量及氣體速度的下降而減少流動噴射，而改善製程氣體於基板106之表面上的擴散。藉由最佳化脊290(顯示於圖14至16中)的寬度(而非高度)以及藉由在如圖14、15、及18所示的連續脊290之間的方位角方向上包括通孔294的額外組合(例如，三組通孔294而非兩組通孔294)以實現增加的孔密集度。
除了於充氣部259全處均勻地分配製程氣體之外，脊290提供從面板206至中間板204的軸向熱傳遞，而有助於在軸向(即，沿著垂直於第一噴淋頭200之直徑的垂直軸)上冷卻第一噴淋頭200。具體而言，當面板206接合至中間板204(參見圖2)時，脊290的遠端(即，脊290延伸直達的終點或端點)接觸中間板204的底面257。因而，脊290係熱耦接至中間板204。藉由面板206傳導的來自台座104(顯示於圖1中)的熱係經由脊290傳遞至中間板204並且從面板204至第一噴淋頭200的頂板202(參見圖2)。藉由設計脊290的寬度(而非高度)而最佳化熱傳遞。例如，可方位角地(沿著面板206的半徑)變化脊290的寬度以最佳化熱傳遞。如下所述，可使用熱電阻器進一步傳導以及可使用冷卻板移除傳遞至頂板202的熱。 熱電阻器及冷卻板的範例
圖19顯示圖3中所示頂板202連同配置於頂板202上之熱電阻器300及冷卻板310的剖面圖。如同以下詳細描述的，熱電阻器300及冷卻板310大體上係圓柱狀的且具有小於或等於頂板202之內圓柱部210之OD的外徑。此處顯示及描述的熱電阻器300及冷卻板310對於以下參考後續圖式顯示及描述的其他噴淋頭(第二、第三、及第四噴淋頭)而言係相同的。
熱電阻器300係配置於頂板202之內圓柱部210的頂面215上。以下參考圖20詳細描述熱電阻器300。簡言之，熱電阻器300從桿112(顯示於圖1中)的OD徑向地向外延伸至頂板202之內圓柱部210的OD。在某些範例中，熱電阻器300可延伸直至環形通道214。在某些範例中，熱電阻器300可具有等於頂板202之內圓柱部210之OD的OD。在某些範例中，熱電阻器300的OD可小於頂板202之內圓柱部210的OD。熱電阻器300傳導來自頂板202的熱，來自頂板202的熱係從面板206經由中間板204(顯示於圖2中)傳遞至頂板202的。
冷卻板310係堆疊於熱電阻器300的頂部上。冷卻板310亦從桿112(顯示於圖1中)的OD徑向地向外延伸至頂板202之內圓柱部210的OD。在某些範例中，冷卻板310可延伸直至環形通道214。在某些範例中，冷卻板310可具有等於頂板202之內圓柱部210之OD的OD。在某些範例中，冷卻板310的OD可小於頂板202之內圓柱部210的OD。
冷卻板310包含冷卻通道312(例如，導管)。冷卻通道312係圓形的(例如，螺旋形)。來自流體輸送系統140(顯示於圖1中)的冷卻劑經由冷卻通道312循環。冷卻板310傳導來自熱電阻器300的熱。流經冷卻通道312的冷卻劑移除來自冷卻第一噴淋頭200之冷卻板310的熱。
圖20顯示如圖19中所示配置在頂板202與冷卻板310之間的熱電阻器(亦稱為熱流抗流器)300之範例。舉例而言，熱電阻器300包含第一板330及第二板332。第一及第二板330、332的外徑小於或等於頂板202之內圓柱部210的OD。第一及第二板330、332係由具有相異導熱度的材料(例如，聚醯亞胺)製成，其中各導熱度小於製作頂板202及冷卻板310之材料(例如，金屬材料)的導熱度。
在某些範例中，若頂板202及冷卻板310係由例如鋁的金屬材料製成，則第一板330可由聚醯亞胺製成，且第二板332可由非金屬(例如，半導體材料)製成。據此，第一板330的導熱度可小於頂板220的導熱度且大於第二板332的導熱度。據此，第一及第二板330、332形成漸變阻礙從頂板202至冷卻板310之熱流(即，使熱流緩慢)的熱電阻器300以防止冷卻通道312中冷卻劑的過熱。因而，熱電阻器300防止流經冷卻板310的冷卻劑達到沸點。
第一板330額外地包含凹入部334，而提供進一步增加熱電阻器300之熱阻的氣穴。具體而言，第一板330包含複數凹入部334-1、334-2、334-3、…、及334-N，其中N為大於1的整數(統稱為凹入部334)。可將凹入部334安置在第一板330之頂面及底面的至少其中一者上。第一板330之頂面上凹入部334可具有使得約65%的第一板330之頂面之表面積與冷卻板310之底面接觸的尺寸、形狀、及數量。
相似地，第一板330之底面上凹入部334可具有使得約65%的第一板330之底面之表面積與第二板332之頂面接觸的尺寸、形狀、及數量。可使用其他百分比的第一板330之頂面及底面的接觸面積。例如，第一板330之頂面及底面的接觸面積可在50%至80%之間變化。再者，第一板330之頂面及底面的接觸面積可為相異的(即，不相等)。
更具體而言，第一及第二板330、332係由具有相對低導熱度的材料製成。第一板330可具有相較於第二板332的較高導熱度。第一及第二板330、332針對從頂板202流動至冷卻板310的熱提供熱阻障。第二板332針對從頂板202流動至第一板330的熱提供熱阻障，且第一板330針對從第二板332流動至冷卻板310的熱提供熱阻障。第一及第二板330、332用作為彼此串聯的熱抗流器或熱電阻器。據此，第二板332及第一板330對於從頂板202流動至冷卻板310的熱呈現漸變增加的熱阻障或熱阻。
凹入部334包含氣穴並且係在整個第一板330之頂面及底面的至少其中一者上進行間隔以進一步增加熱阻障。第一及第二板330、332的堆疊形成防止冷卻板310將相對大量的熱從頂板202傳導走的熱電阻器300，將相對大量的熱從頂板202傳導走可迫使配置在環形通道214(參見圖2及圖19)中的加熱器元件以相對較高能力運作。
熱電阻器300亦防止冷卻通道312中的冷卻劑(例如，水)由於熱流而接近沸點。據此，冷卻板310、以及配置在環形通道214(參見圖2及圖19)中的加熱器元件提供第一噴淋頭200之加熱與冷卻之間的平衡以最小化跨面板206的溫度梯度。
在某些範例中，可將第一板330製造為單體板。可替代地，第一板330可包含三層：包含凹入部334(以切穿層之凹槽或槽的形式)的兩層(頂層與底層)，以及平坦(即，不具有凹入部334)且夾在所述兩層之間的第三層。可將所述三層相互接合(例如，硬焊或擴散結合)。
可用許多方式將凹入部334安置在第一板330之頂面及底面的至少其中一者上。可將第一板330之頂面上的凹入部334與第一板330之底面上的凹入部334對齊。可替代地，可將第一板330之頂面上的凹入部334相對於第一板330之底面上的凹入部334偏移。例如，第一板330之頂面上的凹入部334可與第一板330之底面上凹入部334的至少其中之一重疊。可替代地，沒有任何的第一板330之頂面上凹入部334可與第一板330之底面上的凹入部334重疊。
於第一板330之頂面及底面上的凹入部334可具有任意的尺寸、形狀、及數量，只要第一板330之頂面及底面的接觸面積係如上所述的。例如，於第一板330之頂面及底面上的凹入部334可具有相同的尺寸和形狀。可替代地，於第一板330之頂面上的凹入部334可具有與第一板330之底面上凹入部334不同的尺寸及/或形狀。可將凹入部334對稱地或不對稱地安置在第一板330的頂面及底面上。
凹入部334的數量可與所顯示的不同(例如，更少或更多)。第一板330的頂面與底面可具有相同數量的凹入部334。可替代地，第一板330之頂面可包含與第一板330之底面不同數量的凹入部334。凹入部334的深度可為相同的或可為相異的。第一板330之頂面及底面上的凹入部334可具有相同的深度。可替代地，第一板330之頂面上的凹入部334可具有第一深度，且第一板330之底面上的凹入部334可具有第二深度。第一板330之頂面上凹入部334的深度可以第一模式變化，且第一板330之底面上凹入部334的深度可以第二模式變化。可使用上述變化的任意組合。
第一及第二板330、332的OD可小於或等於冷卻板310的OD。第一及第二板330、332的厚度可取決於製程需求而變化。第一板330可較第二板332為厚。在某些應用中，第二板332亦可包含在頂面及底面之至少其中一者上的凹入部並可包含以上參考第一板330描述之變化中的任意者。
再者，在第一及第二板330、332的凹入部之間可存在其他可能的排列與組合。在某些應用中，第二板332可由熱塑性材料(例如，聚醯亞胺)製成，可包含以上該第一板330之全部的結構特徵，並且係可獨立地使用(即，靠其自身而非與第一板330一起使用)。可替代地，在某些應用中，可省略第二板332，且第一板330可由熱塑性材料(例如，聚醯亞胺)製成。
再者，儘管未顯示，但除了第一及第二板330、332以外還可使用具有相對低導熱度的第三板。除了第三板的導熱度可與第一及第二板330、332不同之外，第三板可與第一及第二板330、332中的任意者相似。可將第三板安置在第一及第二板330、332上方、下方、或之間。可基於第三板的位置選擇第三板的導熱度。例如，安置在第二板332下方的第三板可具有相較於第二板332的較低導熱度。安置在第一板330上方的第三板可具有相較於第一板330的較高導熱度。安置在第一與第二板330、332之間的第三板可具有小於第一板330且大於第二板332的導熱度。 第二噴淋頭的範例
可將第二噴淋頭與第一噴淋頭200相異地建構如下。例如，在第二噴淋頭中，可於頂板202中而非於中間板204中實施輻條狀第一及第二通道250、252。在第二噴淋頭中，頂板202而非中間板204包含如以上參考圖4至圖8描述的第一及第二氣體通道250、252以及孔280、282、284、286；而中間板204僅包含除了頂板202中的孔280、282、284、286之外的孔280、282、284、286。頂板202中的孔280、282、284、286與中間板204中的孔280、282、284、286搭接(即，沿著第二噴淋頭的軸垂直地對齊)。據此，如下的第二噴淋頭之頂板202與中間板204的剖面圖與圖3及圖12至13中所示的第一噴淋頭200之剖面圖不同。以上參考第一噴淋頭200所提供的第一及第二氣體通道250、252以及孔280、282、284、286之描述內容、以及和以上參考圖14至18顯示與描述的面板206相同的面板206之描述內容，全部都適用於第二噴淋頭。
為了與第一噴淋頭200的頂板202及中間板204作區分，將第二噴淋頭的頂板及中間板分別稱為頂板402及中間板404。如同在第一噴淋頭200中，頂板402、中間板404、及面板206的側壁212具有相同的外徑(OD)。如同以上參考第一噴淋頭200所述的，頂板402、中間板404、及面板206係擴散結合以形成第二噴淋頭。第二噴淋頭的側視圖與圖2中所示的第一噴淋頭200之側視圖相同。可相似於如圖19中所示的第一噴淋頭200將熱電阻器300及冷卻板310堆疊在第二噴淋頭的頂板402上。可使用第二噴淋頭作為在圖1中所示基板處理系統100中的噴淋頭110。
圖21顯示第二噴淋頭之頂板402之範例的剖面圖，其中頂板402而非中間板404包含圖5至圖8中所示的輻條狀第一及第二通道250、252以及孔280、282、284、286，而該剖面圖係沿著圖7中所示線條C-C截取的。頂板402的外部幾何形狀與以上參考第一噴淋頭200(例如，參考圖2及圖3)顯示及描述的頂板202之外部幾何形狀相同。第二噴淋頭之頂板402的內部結構與第一噴淋頭200之頂板202的內部結構不同如下。
第一及第二氣體通道250、252與圓形腔254係形成在頂板402中而靠近頂板402之內圓柱部210的底面218(上方)。在所示視圖中可見到形成於頂板402中的第二氣體通道252-5、圓形腔254、及第二氣體通道252-2。第一及第二氣體通道250、252的孔280、282、284、286(在所示視圖中看不見)係鑿穿頂板402之內圓柱部210的底面218。第一及第二氣體通道250、252分佈於環形通道214的ID內(即，頂板402之內圓柱部210的OD內)。據此，具有半徑R2的圓(顯示於圖5、圖7、及圖8中)位於頂板402之內圓柱部210的OD內。第二噴淋頭中導管220與擴口式氣體出口224的組合長度小於第一噴淋頭200中的兩者組合長度。
圖22顯示第二噴淋頭之頂板402的剖面圖，其中頂板402而非中間板404包含圖5至圖8中所示的輻條狀第一及第二通道250、252以及孔280、282、284、286，而該剖面圖係沿著圖7中所示線條D-D截取的。在所示視圖中可見到形成於頂板402中的第一氣體通道250-3、圓形腔254、及第一氣體通道250-6。再次說明，頂板402的外部幾何形狀與以上參考圖2及圖3顯示及描述的第一噴淋頭200之頂板202的外部幾何形狀相同。如同以上參考圖21所述的，第二噴淋頭之頂板402的內部結構與第一噴淋頭200之頂板202的內部結構不同。
第二噴淋頭之頂板402的仰視圖以及中間板404的俯視及仰視圖(以及對應的幾何形狀和說明內容)與圖9中所示的第一噴淋頭200之中間板204的仰視圖(以及對應的幾何形狀和說明內容)相同，因而為簡明起見連同相應說明內容一起省略。再者，如上所述，第二噴淋頭的面板206與第一噴淋頭200的面板206相同。因而，為簡明起見，亦省略同樣適用於第二噴淋頭的顯示第一噴淋頭200之面板206的圖14至圖18以及相應說明內容。
圖23顯示第二噴淋頭之中間板404之範例的剖面圖，其中頂板402而非中間板404包含圖5至圖8中所示的輻條狀第一及第二通道250、252以及孔280、282、284、286，而該剖面圖係沿著圖10中所示線條C-C及線條D-D截取的。如上所述，中間板404僅包含孔280、282、284、286，不像在第一噴淋頭200的中間板204中那樣，而是從中間板404的頂面256延伸穿過整個中間板404至中間板404的底面257。儘管在所示視圖中見不到中間板404中的孔280、282、284、286，但中間板404的俯視及仰視圖(以及對應的幾何形狀和說明內容)與圖9中所示的第一噴淋頭200之中間板204的仰視圖(以及對應的幾何形狀和說明內容)相同。
當接合頂板402、中間板404、及面板206以形成第二噴淋頭時，第二噴淋頭的下列元件彼此流體連通：導管220；擴口式氣體出口224；第一及第二氣體通道250、252；通孔280、282、284、286；充氣部259；及通孔294。具體而言，頂板402中的孔280、282、284、286與中間板404中的孔280、282、284、286搭接(即，沿著噴淋頭的軸垂直地對齊)。中間板404的底面257、面板206之頂面207上的氣體通路291與292、以及面板206的側壁205定義第二噴淋頭的充氣部259。綜觀本揭示內容，在全部四個噴淋頭中，無論在何處實施第一及第二氣體通道250、252，充氣部259皆亦包含第一及第二氣體通道250、252以及第一及第二氣體通道250、252的通孔280、282、284、286。
經由桿112(顯示於圖1中)供應的製程氣體流經頂板402中的導管220及擴口式氣體出口224；頂板402中的第一及第二氣體通道250、252；頂板402中的孔280、282、284、286；中間板404中的孔280、282、284、286；面板206中充氣部259的氣體通路291、292；以及面板206中的通孔294而進入處理腔室102(顯示於圖1中)中。 第三噴淋頭的範例
可將第三噴淋頭與第一噴淋頭200相異地建構如下。例如，在第三噴淋頭中，可於頂板202中而非於中間板204中實施輻條狀第一及第二通道250、252。在第三噴淋頭中，頂板202而非中間板204包含如以上參考圖4至圖8描述的第一及第二氣體通道250、252以及孔280、282、284、286；而中間板204包含除了頂板202中的孔280、282、284、286之外的孔280、282、284、286。頂板202中的孔280、282、284、286與中間板204中的孔280、282、284、286搭接(即，沿著第三噴淋頭的軸垂直地對齊)。
此外，在第三噴淋頭中，於中間板204的底面257上而非於面板206中實施脊290。據此，如下的第三噴淋頭之頂板202、中間板204、及面板206的剖面圖與圖3及圖12至19中所示的第一噴淋頭200之剖面圖不同。以上參考第一噴淋頭200所提供的第一及第二氣體通道250、252以及孔280、282、284、286的所有描述內容都適用於第三噴淋頭。
為了與第一噴淋頭200的頂板202、中間板204、及面板206作區分，將第三噴淋頭的頂板、中間板、及面板分別稱為頂板402、中間板504、及面板506，第三噴淋頭的頂板402與以上參考第二噴淋頭描述的頂板402相同。如同在第一噴淋頭200中，頂板402、中間板504、及面板506的側壁212具有相同的外徑(OD)。如同以上參考第一噴淋頭200所述的，頂板402、中間板504、及面板506係擴散結合以形成第三噴淋頭。第三噴淋頭的側視圖與圖2中所示的第一噴淋頭200之側視圖相同。由於第三噴淋頭的頂板402 (以及對應的幾何形狀和說明內容)與以上參考第二噴淋頭描述的頂板402相同，故為了簡明起見不再顯示及描述第三噴淋頭的頂板402(以及對應的幾何形狀和說明內容)。可相似於如圖19中所示的第一噴淋頭200將熱電阻器300及冷卻板310堆疊在第三噴淋頭的頂板402上。可使用第三噴淋頭作為在圖1中所示基板處理系統100中的噴淋頭110。
圖24顯示第三噴淋頭之中間板504之範例的仰視圖，其中頂板402而非中間板504包含圖5至圖8中所示的輻條狀第一及第二通道250、252以及孔280、282、284、286；以及中間板504而非面板506於中間板504的底部處(即，底面257上)包含圖14至圖17中所示的脊290。脊290從中間板504的底面257平行於第三噴淋頭的軸垂直向下延伸。脊290具有與面板506中充氣部259的深度d(顯示於圖26中)相同的高度d(顯示於圖27中)。脊290於中間板504之底面257上的幾何排列與脊290於面板206之頂面207上的幾何排列相同，因而為簡明起見不再描述。
當將中間板504接合至面板506時，脊290的遠端接觸面板506的頂面207。脊290如同參考圖14至圖17顯示及描述的那樣分佈在面板506的頂面207上。中間板504中孔280、282、284、286的幾何排列與以上參考第二噴淋頭之中間板404描述的幾何排列相同，因而為簡明起見不再描述。第三噴淋頭之頂板402的仰視圖以及中間板504的俯視圖與參考圖9顯示及描述的第一噴淋頭200之中間板204的仰視圖相同，因而為簡明起見不再顯示及描述。
圖25顯示第三噴淋頭之面板506之範例的俯視圖，其中如圖24中所示，中間板504而非面板506於中間板504的底部處(即，底面257上)包含如圖15中所示的脊290。由於脊290並非形成於面板506的頂面207上，因而在面板506的俯視圖中僅形成和可見到通孔294。第三噴淋頭之面板506的通孔294與第一噴淋頭200之面板206的通孔294相同，因而為簡明起見不再描述。在代表面板506之頂面207上通孔294的同心圓中的某些同心圓之間不存在間隙，但僅係顯示以說明當將中間板504接合至面板506時中間板504之底面257上的脊290在面板506之頂面207上分佈的位置。
當將中間板504接合至面板506時，中間板504之底面257上的脊290分佈在面板506的頂面207上。由於以上描述的脊290之幾何排列，脊290形成面板506之頂面207上的氣體通路291、292。脊290與氣體通路292係以與輻條狀第一及第二通道250、252及孔280、282、284、286在頂板402及中間板504中排列的圖案一致的圖案排列。中間板504之底面257上的脊290、面板506之頂面207上的氣體通路291與292、中間板504的底面257、面板506的頂面207、以及面板506的側壁205定義第三噴淋頭的充氣部259(顯示於圖26中)。
圖26顯示沿著圖25中所示線條H-H截取的圖25中所示面板506的剖面圖。在所示視圖中可見到充氣部259。通孔294的結構與參考圖17顯示及描述的結構相同，因而為簡明起見不再重複。
圖27顯示沿著圖24中所示線條F-F及G-G截取的圖24中所示中間板504的剖面圖。在所示的剖面圖中可見到形成於中間板504之底面257上的脊290。由於脊290具有與形成在面板506中之充氣部259之深度d相同的高度d，故當將面板506接合至中間板504時，脊290的遠端接觸面板506的頂面207(顯示於圖26中)。在所示的剖面圖中看不見中間板504中的孔280、282、284、286。如同在第二噴淋頭的中間板404中而不像在第一噴淋頭200的中間板204中，中間板504中的孔280、282、284、286從中間板504的頂面256延伸穿過整個中間板504至中間板504的底面257。
當接合頂板402、中間板504、及面板506以形成第三噴淋頭時，第三噴淋頭的下列元件彼此流體連通：導管220；擴口式氣體出口224；第一及第二氣體通道250、252；通孔280、282、284、286；充氣部259；及通孔294。具體而言，頂板402中的孔280、282、284、286與中間板504中的孔280、282、284、286搭接(即，沿著噴淋頭的軸垂直地對齊)；並且如上所述，中間板504之底面257上的脊290分佈在面板506的頂面207上。經由桿112(顯示於圖1中)供應的製程氣體流經頂板402中的導管220及擴口式氣體出口224；頂板402中的第一及第二氣體通道250、252；頂板402中的孔280、282、284、286；中間板504中的孔280、282、284、286；面板506中充氣部259的氣體通路291、292；以及面板506中的通孔294而進入處理腔室102(顯示於圖1中)中。 第四噴淋頭的範例
可將第四噴淋頭與第一噴淋頭200相異地建構如下。例如，在第四噴淋頭中，除了輻條狀第一及第二通道250、252之外，可於中間板204中而非於面板206中實施脊290。在第四噴淋頭中，中間板204包含如以上參考圖4至圖8描述的第一及第二氣體通道250、252以及孔280、282、284、286；且中間板204而非面板206額外地包含脊290。具體而言，在第四噴淋頭中，脊290係形成在第四噴淋頭之中間板204的底面257上而非在面板206中。據此，如下的第四噴淋頭之中間板204與面板206的剖面圖與圖3及圖12至圖19中所示的第一噴淋頭200之剖面圖不同。以上參考第一噴淋頭200所提供的第一及第二氣體通道250、252以及孔280、282、284、286的所有描述內容都適用於第四噴淋頭。
為了與第一噴淋頭200的中間板204及面板206作區分，將第四噴淋頭的中間板及面板分別稱為中間板604、及面板506，第四噴淋頭的面板506與第三噴淋頭的面板506相同。如同在第一噴淋頭200中，頂板402、中間板604、及面板506的側壁212具有相同的外徑(OD)。如同以上參考第一噴淋頭200所述的，頂板202、中間板604、及面板506係擴散結合以形成第四噴淋頭。第四噴淋頭的側視圖與圖2中所示的第一噴淋頭200之側視圖相同。可使用第四噴淋頭作為在圖1中所示基板處理系統100中的噴淋頭110。
第四噴淋頭的頂板202(以及對應的幾何形狀和說明內容)與圖2及圖3中所示第一噴淋頭200的頂板202相同。據此，為簡明起見而不再顯示及描述第四噴淋頭的頂板202(以及對應的幾何形狀和說明內容)。可相似於如圖19中所示的第一噴淋頭200將熱電阻器300及冷卻板310堆疊在第四噴淋頭的頂板202上。
中間板604的俯視圖及橫截面(以及對應的幾何形狀和說明內容)與圖4至圖8、圖10、及圖11中所示的第一噴淋頭200之中間板204的俯視圖及橫截面(以及對應的幾何形狀和說明內容)相同，因而為簡明起見而不再顯示及描述。中間板604的仰視圖(以及對應的幾何形狀和說明內容)與圖24中所示的第三噴淋頭之中間板504的仰視圖(以及對應的幾何形狀和說明內容)相同，因而為簡明起見而不再顯示及描述。第四噴淋頭的面板506(以及對應的幾何形狀和說明內容)與圖25及圖26中所示的第三噴淋頭之面板506(以及對應的幾何形狀和說明內容)相同，因而為簡明起見而不再顯示及描述。
圖28顯示第四噴淋頭之中間板604之範例的剖面圖，其中乃中間板604而非面板506額外地包含於中間板604之底部處的如圖24中所示之脊290，而該剖面圖係沿著圖10中所示線條C-C截取的。如同在圖12所示第一噴淋頭200之中間板204的剖面圖中，在沿著圖10中所示線條C-C截取的中間板604之剖面圖中可見到輻條狀第二氣體通道252-2、252-5及圓形腔254。此外，可見到中間板604之底面257上的脊290。脊290具有與面板506中充氣部259之深度d(顯示於圖26中)相同的高度d。
圖29顯示第四噴淋頭之中間板604之範例的剖面圖，其中乃中間板604而非面板506額外地包含於中間板604之底部處的如圖24中所示之脊290，而該剖面圖係沿著圖10中所示線條D-D截取的。如同在圖13所示第一噴淋頭200之中間板204的剖面圖中，在沿著圖10中所示線條D-D截取的中間板604之剖面圖中可見到輻條狀第一氣體通道250-3、250-6及圓形腔254。此外，可見到中間板604之底面257上的脊290。脊290具有與面板506中充氣部259之深度d(顯示於圖26中)相同的高度d。
當將中間板604接合至面板506時，中間板604之底面257上的脊290分佈在面板506的頂面207上。由於以上描述的脊290之幾何排列，脊290形成面板506之頂面207上的氣體通路292。脊290與氣體通路292係以與輻條狀第一及第二通道250、252及孔280、282、284、286在中間板604中排列的圖案一致的圖案排列。中間板604之底面257上的脊290、面板506之頂面207上的氣體通路291與292、中間板604的底面257、面板506的頂面207、以及面板506的側壁205定義第四噴淋頭的充氣部259(顯示於圖26中)。
當接合頂板202、中間板604、及面板506以形成第四噴淋頭時，第四噴淋頭的下列元件彼此流體連通：導管220；擴口式氣體出口224；第一及第二氣體通道250、252；通孔280、282、284、286；充氣部259；及通孔294。經由桿112(顯示於圖1中)供應的製程氣體流經頂板202中的導管220及擴口式氣體出口224；中間板604中的第一及第二氣體通道250、252及孔280、282、284、286；面板506中充氣部259的氣體通路291、292；以及面板506中的通孔294而進入處理腔室102(顯示於圖1中)中。
圖30顯示圖2至圖29中所示的四噴淋頭之頂板、中間板、及面板之全部特徵的總結。該圖式係不言自明的，因而為簡明起見而未多加描述。
以上描述內容本質上僅係說明性的而非旨在限制揭示內容、其應用、或用途。本揭露書的廣泛教示內容可以諸多形式加以實施。因此，雖然本揭示內容包括特定範例，但本揭示內容的真實範圍不應受到如此限制，因為一旦研究圖式、說明書、及以下申請專利範圍後便將顯見其他修改內容。
應理解在不改變本揭示內容的原則下，可以不同的順序(或同時地)執行方法中的一或更多步驟。再者，儘管以上將每一實施例描述為具有特定特徵，但關於本揭示內容之任何範例所描述之任何一或更多的該些特徵可在任何其他範例的特徵中實施及/或相互結合，即使沒有明確地描述該結合。換言之，所描述的範例並不相互排斥，且一或更多範例彼此的交互排列仍在本揭示內容的範圍之中。
使用諸多術語來描述元件之間(例如，模組之間、電路元件之間、半導體層之間等)的空間和功能關係，諸多術語包括「連接」、「接合」、「耦合」、「相鄰」、「旁邊」、 「於其上」、「之上」、「之下」、及「配置」。除非明確描述為「直接」，否則當在以上揭示內容中描述第一與第二元件之間的關係時，該關係可為第一與第二元件之間不存在其他中間元件的直接關係，但亦可為第一與第二元件之間存在一或更多中間元件(空間上抑或功能上)的間接關係。在本文中所使用的用語「A、B、和C的至少其中之一」應解釋為意指使用非排他性邏輯「或(OR)」之邏輯(A或B或C)，而不應解釋為意指「A的至少其中之一、B的至少其中之一、及C的至少其中之一」。
在某些實施方式中，控制器為系統的一部分，而系統為上述範例之一部分。如此系統可包含半導體處理設備，而包括一或複數處理工具、一或複數腔室、用於處理的一或複數工作台、及/或特定處理組件(晶圓台座、氣流系統等)。這些系統可與用以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、與之後控制所述系統之操作的電子設備整合。
可將所述電子設備稱為「控制器」，其可控制一或複數系統的諸多組件或子部件。取決於製程條件及/或系統的型式，可將控制器編程以控制本文所揭示的任何製程，包括處理氣體的輸送、溫度設定(例如，加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、定位與操作設定、晶圓移進移出工具以及與特定系統連接或介面接合之其他傳送工具及/或裝載鎖。
總的來說，可將控制器定義為具有接收指令、發出指令、控制操作、實行清潔操作、實行端點測量等等之諸多積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。積體電路可包括儲存程式指令的韌體形式晶片、數位訊號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)的晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)的一或更多微處理器、或微控制器。
程式指令可為以諸多個別設定(或程式檔案)之形式傳送至控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對於系統實現特定製程的操作性參數。在某些範例中，操作性參數可為由製程工程師定義之配方的一部分，以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒的製造期間完成一或更多處理步驟。
在某些實施方式中，控制器可為電腦之一部分或耦接至電腦，電腦與系統整合、耦接至系統、或以其他方式網路連結至系統，或為以上之組合。例如，控制器可位於「雲端」或為晶圓廠主電腦系統之全部或部分，其可允許晶圓處理的遠端存取。電腦可實行對系統的遠端存取以監控製程操作的當前進度、檢視先前製程操作之歷史、從大量製程操作中檢視趨勢或效能度量指標，以改變當前處理的參數、以設定接續當前處理的處理步驟、或用以開啟新的製程。
在某些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可利用網路將製程配方提供至系統，網路可包括區域網路或網際網路。遠端電腦可包括允許參數及/或設定之輸入或程式化的使用者介面，而後這些參數及/或設定從遠端電腦傳送至系統。在某些範例中，控制器接收資料形式的指令，其針對待於一或更多操作期間執行之處理步驟的每一者指定參數。應理解的是，所述參數可針對待執行之製程的型式以及控制器配置以與其介面接合或對其控制之工具的型式。
因此，如上所述，控制器可為分散式的，例如藉由包含一或更多以網路連結在一起並針對相同目的而運作的分散式控制器，該相同目的例如本文所描述的製程與控制。用於如此目的之分散式控制器的範例為與遠端設置(例如在平台層或為遠端電腦的一部分)的一或更多積體電路通信之腔室上的一或更多積體電路，其結合以控制腔室上的製程。
在不受限制的情況下，示例性的系統可包括電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜面邊緣蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡腔室或模組、以及可與半導體晶圓之生產及/或製造相關或用於其中的任何其他半導體處理系統。
如以上所提及的，取決於待使用工具執行的單一或複數製程步驟，控制器可與下列之一或更多者通信：其他工具電路或模組、其他工具組件、叢集工具、其他工具介面、相鄰的工具、附近的工具、坐落在整個工廠的工具、主電腦、另一控制器、或是在半導體製造廠中將晶圓之容器攜帶往來工具位置及/或裝載埠之用於材料傳送的工具。
100:基板處理系統 102:處理腔室 104:基板支撐件(台座) 106:基板 108:加熱器 110:氣體分配裝置(噴淋頭) 112:桿 130:氣體輸送系統 132-1,132-2, … ,132-N:氣體源 134-1,134-2, … ,134-N:閥 136-1,136-2, … ,136-N:質量流量控制器(MFC) 139:歧管 140:流體輸送系統 150:溫度控制器 156:閥 158:真空泵 160:系統控制器 200:第一噴淋頭 202,402:頂板 204,404,504,604:中間板 205:面板的側壁 206,506:面板 207:面板的頂面 209:面板的底面 210:內圓柱部 212:頂板的側壁 214:環形通道 215:內圓柱部的頂面 216:凸緣 218:內圓柱部的底面 220:導管 222:導管的第一端 224:擴口式氣體出口 250-1、250-2、…、250-6:第一氣體通道 252-1、252-2、…、252-6:第二氣體通道 254:圓形腔 256:中間板的頂面 257:中間板的底面 R1:第一徑向距離 R2:第二徑向距離 259:充氣部 260:第一氣體通道的第一部 262:第一氣體通道的第二部 264:第一氣體通道的第三部 270:第二氣體通道的第一部 272:第二氣體通道的第二部 274:第二氣體通道的第三部 280:第一氣體通道之第三部的第一孔 282:第一氣體通道之第三部的第二孔 284:第二氣體通道之第三部的第一孔 286:第二氣體通道之第三部的第二孔 R3,R4:半徑 290,290-1,290-2, … ,290-11:脊 291,291-1,291-2,291-3:氣體通路 292:徑向氣體通路 292-1:第一氣體通路 292-2:第二氣體通路 292-3:第三氣體通路 292-4:第四氣體通路 294:通孔 d:深度 300:熱電阻器 310:冷卻板 312:冷卻通道 330:第一板 332:第二板 334-1,334-2,334-3, … ,334-N:凹入部
經由詳細說明內容及所附圖式將更充分理解本揭示內容，其中：
圖1顯示依據本揭示內容的基板處理系統之範例，基板處理系統包含處理腔室及噴淋頭；
圖2顯示用於在圖1之處理腔室中使用的噴淋頭之範例的側視圖，噴淋頭包含頂板、中間板、及面板；
圖3顯示沿著圖2中所示線條A-A截取的圖2之噴淋頭之頂板之範例的剖面圖，而顯示位於頂板之底部處的擴口式氣體出口；
圖4顯示包含輻條狀氣體分配通道的圖2之噴淋頭之中間板之範例的透視圖；
圖5顯示圖4中所示中間板的俯視圖而顯示輻條狀氣體分配通道；
圖6顯示圖5中所示輻條狀氣體分配通道之幾何排列的範例；
圖7顯示配置在圖5中所示輻條狀氣體分配通道中之孔的幾何排列之範例；
圖8顯示配置在圖7中所示輻條狀氣體分配通道中之孔之對齊的範例；
圖9顯示中間板連同圖7及圖8中所示孔的仰視圖；
圖10顯示中間板連同圖5至圖7中所示輻條狀氣體分配通道以及圖7與圖8中所示孔的俯視圖；
圖11顯示沿著圖4中所示線條B-B截取的中間板之橫截面；
圖12顯示沿著圖10中所示線條C-C截取的中間板之剖面圖；
圖13顯示沿著圖10中所示線條D-D截取的中間板之剖面圖；
圖14顯示圖2之噴淋頭之面板之範例的透視圖；
圖15顯示圖14中所示面板的俯視圖而顯示同心脊、徑向氣體通路、及通孔；
圖16顯示圖7及圖8中所示中間板之孔在圖15中所示面板上的重疊；
圖17顯示沿著圖15中所示線條E-E截取的圖15之面板的剖面圖；
圖18顯示圖14中所示面板的仰視圖；
圖19顯示圖3中所示頂板連同配置於頂板上之熱電阻器及冷卻板的剖面圖；
圖20顯示圖19中所示熱電阻器的範例；
圖21顯示當頂板而非中間板包含圖7中所示輻條狀氣體分配通道時的頂板之範例的剖面圖，該剖面圖係沿著圖7中所示線條C-C截取的；
圖22顯示當頂板而非中間板包含圖7中所示輻條狀氣體分配通道時的頂板之剖面圖，該剖面圖係沿著圖7中所示線條D-D截取的；
圖23顯示當頂板而非中間板包含圖7中所示輻條狀氣體分配通道時的中間板之範例的剖面圖，該剖面圖係沿著圖10中所示線條C-C及線條D-D截取的；
圖24顯示當頂板而非中間板包含圖7中所示輻條狀氣體分配通道時的中間板之範例的仰視圖；中間板包含圖7至圖11中所示的孔；且中間板而非面板於中間板之底部處包含圖15中所示的脊；
圖25顯示當如圖24中所示，中間板而非面板於中間板之底部處包含圖15中所示之脊時的面板之範例的俯視圖；
圖26顯示沿著圖25中所示線條H-H截取的圖25中所示面板的剖面圖；
圖27顯示沿著圖24中所示線條F-F及G-G截取的圖24中所示中間板的剖面圖；
圖28顯示當圖4中所示中間板而非面板額外地包含於中間板之底部處的圖15中所示脊時的中間板之範例的剖面圖，該剖面圖係沿著圖10中所示線條C-C截取的；
圖29顯示當圖4中所示中間板而非面板額外地包含於中間板之底部處的圖15中所示脊時的中間板之剖面圖，該剖面圖係沿著圖10中所示線條D-D截取的；以及
圖30顯示圖2至圖29中所示全部特徵的總結。
在圖式中，可重複使用參考符號以識別相似及/或相同的元件。
200:第一噴淋頭
202:頂板
204:中間板
206:面板

Claims (70)

  1. 一種用於基板處理系統的噴淋頭，該噴淋頭包含： 一第一板，包含具一第一長度的第一複數氣體通道以及具一第二長度的第二複數氣體通道，該第二長度大於該第一長度，該第一及第二複數氣體通道以一交替序列從該第一板的一中心徑向地朝該第一板的一外徑延伸；及 一面板，耦接至該第一板，該面板包含複數通孔，該面板與該第一板定義一充氣部，且該第一及第二複數氣體通道和該複數通孔與該充氣部流體連通。
  2. 如請求項1之噴淋頭，其中該第一板包含於該第一板之該中心處的一圓形腔且該第一及第二複數氣體通道從該圓形腔延伸，該噴淋頭進一步包含： 一第二板，配置於該第一板上，該第二板包含延伸經過該第二板的一導管，該導管包含於該第二板之一頂面處的一入口以及於該第二板之一底面處的一擴口式出口，該擴口式出口朝該第二板的一外徑徑向地向外延伸並且與位於該第一板之該中心處的該圓形腔對齊。
  3. 如請求項2之噴淋頭，其中該圓形腔與該擴口式出口的直徑相同。
  4. 如請求項2之噴淋頭，其中該第一及第二複數氣體通道與該圓形腔的一深度小於該第一板的一厚度。
  5. 如請求項2之噴淋頭，其中該第一複數氣體通道中的氣體通道彼此分離一第一角度，該第二複數氣體通道中的氣體通道彼此分離該第一角度，且該第一及第二複數氣體通道中的相鄰氣體通道彼此分離一第二角度，該第二角度小於該第一角度。
  6. 如請求項2之噴淋頭，其中該第一複數氣體通道中的每一者包含： 一第一部，從該圓形腔徑向地延伸； 一第二部，從該第一部的一遠端朝該第二複數氣體通道中的一相鄰氣體通道延伸；及 一第三部，從該第二部的一遠端沿著該第一板的一半徑延伸，該第二部及該第三部具有與該第一部相比的較短長度，該第三部包含延伸經過耦接至該面板的該第一板之一底面的複數孔，該複數孔與該充氣部流體連通。
  7. 如請求項6之噴淋頭，其中： 該第一複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的該第一部沿著該第一板的一第一直徑分佈；以及 該第一複數氣體通道中的該直徑相對氣體通道的該第三部以及該第三部中該些孔的各別孔沿著該第一板的一第二直徑分佈。
  8. 如請求項7之噴淋頭，其中該面板包含同心脊以及相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路，且其中該第一複數氣體通道的該第三部與複數該氣體通路對齊。
  9. 如請求項8之噴淋頭，其中該同心脊接觸該第一板的該底面。
  10. 如請求項8之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  11. 如請求項8之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  12. 如請求項2之噴淋頭，其中該第二複數氣體通道的每一者包含： 一第一部，從該圓形腔徑向地延伸； 一第二部，從該第一部的一遠端朝該第一複數氣體通道中的一相鄰通道延伸；及 一第三部，從該第二部的一遠端沿著該第一板的一半徑延伸，該第二部及該第三部具有與該第一部相比的較短長度，該第三部包含延伸經過耦接至該面板的該第一板之一底面的複數孔，該複數孔與該充氣部流體連通。
  13. 如請求項12之噴淋頭，其中： 該第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的該第一部沿著該第一板的一第一直徑分佈；以及 該第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道之該第三部以及該第三部中該些孔的各別孔沿著該第一板的一第二直徑分佈。
  14. 如請求項13之噴淋頭，其中該面板包含同心脊以及相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路，且其中該第二複數氣體通道的該第三部與複數該氣體通路對齊。
  15. 如請求項14之噴淋頭，其中該同心脊接觸該第一板的該底面。
  16. 如請求項14之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  17. 如請求項14之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  18. 如請求項2之噴淋頭，其中該第二板包含一內圓柱部及一側壁，該側壁圍繞該內圓柱部且定義該內圓柱部與該側壁之間的一環形通道。
  19. 如請求項18之噴淋頭，其中該第一板、該面板、及該側壁的外徑相同。
  20. 如請求項18之噴淋頭，進一步包含： 一加熱器，配置於該環形通道中； 一第三板，配置於該內圓柱部上，該第三板包含具有與該第一板和該第二板及該面板不同之一導熱度的一材料；及 一冷卻板，包含配置在該第三板上的一冷卻通道。
  21. 如請求項20之噴淋頭，其中該第三板及該冷卻板的外徑小於或等於該環形通道的一內徑。
  22. 如請求項20之噴淋頭，其中該第一板、該第二板、及該面板包含一金屬材料，且其中該第三板的該材料包含聚醯亞胺。
  23. 如請求項20之噴淋頭，其中該第三板包含氣穴。
  24. 如請求項1之噴淋頭，其中該第一板包含： 一圓形腔，位於該第一板的該中心處，該圓形腔靠近該第一板的一底面，該第一及第二複數氣體通道從該圓形腔沿著該第一板的該底面延伸；及 一導管，從該第一板的一頂面經過該第一板的該中心朝該第一板的該底面延伸，該導管包含於該第一板之該頂面處的一入口以及朝該第一板之一外徑徑向向外延伸且與該圓形腔對齊的一擴口式出口。
  25. 如請求項24之噴淋頭，其中該圓形腔與該擴口式出口的直徑相同。
  26. 如請求項24之噴淋頭，其中該第一及第二複數氣體通道與該圓形腔的一深度小於該第一板的一厚度。
  27. 如請求項24之噴淋頭，其中該第一複數氣體通道中的氣體通道彼此分離一第一角度，該第二複數氣體通道中的氣體通道彼此分離該第一角度，且該第一及第二複數氣體通道中的相鄰氣體通道彼此分離一第二角度，該第二角度小於該第一角度。
  28. 如請求項24之噴淋頭，其中該第一複數氣體通道中的每一者包含： 一第一部，從該圓形腔徑向地延伸； 一第二部，從該第一部的一遠端朝該第二複數氣體通道中的一相鄰氣體通道延伸；及 一第三部，從該第二部的一遠端沿著該第一板的一半徑延伸，該第二部及該第三部具有與該第一部相比的較短長度，該第三部包含延伸經過該第一板之該底面的複數孔。
  29. 如請求項28之噴淋頭，其中： 該第一複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的該第一部沿著該第一板的一第一直徑分佈；以及 該第一複數氣體通道中的該直徑相對氣體通道的該第三部以及該第三部中該些孔的各別孔沿著該第一板的一第二直徑分佈。
  30. 如請求項29之噴淋頭，進一步包含配置在該第一板與該面板之間的一第二板，該第二板包含與該第一板中該複數孔對齊的第二複數通孔。
  31. 如請求項30之噴淋頭，其中該第一板中的該第一複數氣體通道及該複數孔以及該第二板中的該第二複數通孔係與該充氣部流體連通。
  32. 如請求項30之噴淋頭，其中： 該面板包含同心脊以及相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路；以及 該第一板中該第一複數氣體通道的該第三部以及該第二板中的該第二複數通孔係與複數該氣體通路對齊。
  33. 如請求項32之噴淋頭，其中該同心脊接觸該第二板的該底面。
  34. 如請求項32之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  35. 如請求項32之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  36. 如請求項24之噴淋頭，其中該第二複數氣體通道的每一者包含： 一第一部，從該圓形腔徑向地延伸； 一第二部，從該第一部的一遠端朝該第一複數氣體通道中的一相鄰氣體通道延伸；及 一第三部，從該第二部的一遠端沿著該第一板的一半徑延伸，該第二部及該第三部具有與該第一部相比的較短長度，該第三部包含延伸經過該第一板之該底面的複數孔。
  37. 如請求項36之噴淋頭，其中： 該第二複數氣體通道中的直徑相對氣體通道的該第一部沿著該第一板的一第一直徑分佈；以及 該第二複數氣體通道中的該直徑相對氣體通道的該第三部以及該第三部中該些孔的各別孔沿著該第一板的一第二直徑分佈。
  38. 如請求項37之噴淋頭，進一步包含配置在該第一板與該面板之間的一第二板，該第二板包含與該第一板中該複數孔對齊的第二複數通孔。
  39. 如請求項38之噴淋頭，其中該第一板中的該第二複數氣體通道及該複數孔以及該第二板中的該第二複數通孔係與該充氣部流體連通。
  40. 如請求項38之噴淋頭，其中： 該面板包含同心脊以及相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路；以及 該第一板中該第二複數氣體通道的該第三部以及該第二板中的該第二複數通孔係與複數該氣體通路對齊。
  41. 如請求項40之噴淋頭，其中該同心脊接觸該第二板的該底面。
  42. 如請求項40之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  43. 如請求項40之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  44. 如請求項24之噴淋頭，其中該第一板包含一內圓柱部及一側壁，該側壁圍繞該內圓柱部且定義該內圓柱部與該側壁之間的一環形通道。
  45. 如請求項44之噴淋頭，其中該第一及第二複數氣體通道係配置在該內圓柱部中並且分佈在該環形通道的一內徑中。
  46. 如請求項45之噴淋頭，其中該第一及第二複數氣體通道包含延伸經過該第一板之該底面的複數孔，該噴淋頭進一步包含： 一第二板，配置在該第一板與該面板之間，該第二板包含與該第一板中該複數孔對齊的第二複數通孔。
  47. 如請求項46之噴淋頭，其中該第二板、該面板、及該側壁的外徑相同。
  48. 如請求項46之噴淋頭，進一步包含： 一加熱器，配置於該環形通道中； 一第三板，配置於該內圓柱部上，該第三板包含具有與該第一板和該第二板及該面板不同之一導熱度的一材料；及 一冷卻板，包含配置在該第三板上的一冷卻通道。
  49. 如請求項48之噴淋頭，其中該第三板及該冷卻板的外徑小於或等於該環形通道的一內徑。
  50. 如請求項48之噴淋頭，其中該第一板、該第二板、及該面板包含一金屬材料，且其中該第三板的該材料包含聚醯亞胺。
  51. 如請求項48之噴淋頭，其中該第三板包含氣穴。
  52. 如請求項30之噴淋頭，其中該第二板進一步包含從該第二板之一底面延伸且接觸該面板的同心脊，且其中： 該面板包含相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路；以及 該第一板中的該第一複數氣體通道的該第三部以及該第二板中的該第二複數通孔係與複數該氣體通路對齊。
  53. 如請求項52之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  54. 如請求項52之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  55. 如請求項38之噴淋頭，其中該第二板進一步包含從該第二板之一底面延伸且接觸該面板的同心脊，且其中： 該面板包含相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路；以及 該第一板中的該第二複數氣體通道的該第三部以及該第二板中的該第二複數通孔係與複數該氣體通路對齊。
  56. 如請求項55之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  57. 如請求項55之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  58. 如請求項24之噴淋頭，其中： 該第一板包含一內圓柱部及一側壁，該側壁圍繞該內圓柱部且定義該內圓柱部與該側壁之間的一環形通道； 該第一及第二複數氣體通道係配置在該內圓柱部中並且分佈在該環形通道的一內徑中；以及 該第一及第二複數氣體通道包含延伸經過該第一板之該底面的複數孔。
  59. 如請求項58之噴淋頭，進一步包含配置在該第一板與該面板之間的一第二板，該第二板包含與該第一板中該複數孔對齊的第二複數通孔並且包含從該第二板之一底面延伸且接觸該面板的同心脊。
  60. 如請求項59之噴淋頭，其中該第二板、該面板、及該側壁的外徑相同。
  61. 如請求項59之噴淋頭，進一步包含： 一加熱器，配置於該環形通道中； 一第三板，配置於該內圓柱部上，該第三板包含具有與該第一板和該第二板及該面板不同之一導熱度的一材料；及 一冷卻板，包含配置在該第三板上的一冷卻通道。
  62. 如請求項61之噴淋頭，其中該第三板及該冷卻板的外徑小於或等於該環形通道的一內徑。
  63. 如請求項61之噴淋頭，其中該第一板、該第二板、及該面板包含一金屬材料，且其中該第三板的該材料包含聚醯亞胺。
  64. 如請求項61之噴淋頭，其中該第三板包含氣穴。
  65. 如請求項7之噴淋頭，其中該第一板進一步包含從該第一板之一底面延伸且接觸該面板的同心脊，且其中： 該面板包含相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路；以及 該第一板中的該第一複數氣體通道的該第三部以及該第二板中的該複數孔係與複數該氣體通路對齊。
  66. 如請求項65之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  67. 如請求項65之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
  68. 如請求項13之噴淋頭，其中該第一板進一步包含從該第一板之一底面延伸且接觸該面板的同心脊，且其中： 該面板包含相交並穿越複數該同心脊的徑向延伸氣體通路；以及 該第一板中的該第二複數氣體通道的該第三部以及該第一板中的該複數孔係與複數該氣體通路對齊。
  69. 如請求項68之噴淋頭，其中該同心脊的一高度等於該充氣部的一深度。
  70. 如請求項68之噴淋頭，其中該通孔係沿著從該面板之一中心分佈至該面板之一外徑的同心圓排列，而在該同心脊中的連續同心脊之間分佈該同心圓中的三同心圓，且其中該通孔的出口係錐形的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20090162261A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Kallol Baera Plasma reactor gas distribution plate having a vertically stacked path splitting manifold
KR101091090B1 (ko) * 2009-11-25 2011-12-09 세메스 주식회사 플라즈마 화학 기상 증착 장치
JP6078354B2 (ja) * 2013-01-24 2017-02-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10023959B2 (en) * 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
KR20230074554A (ko) * 2020-09-25 2023-05-30 램 리써치 코포레이션 고온 프로세스들을 위한 축방향으로 냉각된 금속 샤워헤드들

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