TWI910485B - 半導體處理腔室及其面板 - Google Patents

Abstract

示例性半導體處理腔室面板可以包括具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的主體。主體可限定延伸穿過第一表面和第二表面中的一個或兩個的複數個孔。面板可包括設置在主體內部的加熱器。面板可以包括設置在加熱器和第一表面之間的第一RF網格。面板可以包括設置在加熱器和第二表面之間的第二RF網格。第一RF網格和第二RF網格可以耦接在一起並且形成圍繞加熱器的法拉第籠。

Description

半導體處理腔室及其面板

對於相關申請案的交互參照：本申請案主張對於申請於2022年11月2日、名為「FARADAY FACEPLATE」的美國專利申請案第17/979,572號的優先權，在此仰賴且併入此美國申請案之內容以作為參考。

本科技相關於半導體處理設備。更具體地，本技術涉及半導體腔室部件與基板處理方法。

電漿用於基板處理過程中的各種操作。在一些應用中，電漿旨在在基板處理期間僅在基板處理系統的處理區域內的面板下方產生。然而，在處理區域之外的位置可能會無意中產生不必要的電漿（稱為寄生電漿）。這種寄生電漿會導致各種問題，包括增加基板污染的風險、整個基板的溫度不均勻性以及基板處理系統的某些部件的故障。

因此，對於基板處理系統而言，最小化寄生電漿將是有益的。

示例性半導體處理腔室面板可以包括具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的主體。主體可限定延伸穿過第一表面和第二表面中的一個或兩個的複數個孔。面板可包括設置在主體內部的加熱器。面板可以包括設置在加熱器和第一表面之間的第一RF網格。面板可以包括設置在加熱器和第二表面之間的第二RF網格。第一RF網格和第二RF網格可以耦接在一起並且形成圍繞加熱器的法拉第籠。

在一些具體實施例中，面板可包括設置在主體內部的一個或多個導管。一個或多個導管與複數個孔流體連通。一個或多個導管可形成圍繞面板的區域徑向向外分佈氣體的遞歸圖案。主體可以包括將加熱器固定至第一導電網格的第一支柱。主體可以包括將加熱器固定至第二導電網格的第二支柱。第一支柱的一部分可以延伸穿過主體的第一表面。絕緣套筒可以周向地圍繞第一支柱的該部分。絕緣套筒可以包括陶瓷材料。第一支柱的該部分可以與接地RF帶耦接。主體可以由陶瓷材料製成。

本技術的一些具體實施例可以涵蓋半導體處理腔室面板。面板可以包括具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的陶瓷體。主體可限定延伸穿過第一表面和第二表面中的一個或兩個的複數個孔。面板可包括設置在主體內部的加熱器。面板可以包括法拉第籠，法拉第籠佈置在主體的內部並且圍繞加熱器形成。

在一些具體實施例中，法拉第籠可以包括第一RF網格。面板可以包括將加熱器固定至第一RF網格的第一支柱。法拉第籠可以包括第二RF網格。面板可以包括將加熱器固定至第二RF網格的第二支柱。複數個孔可僅延伸穿過主體的第二表面。面板可以包括與主體耦接的軸。軸可以包括接地桿。主體的邊緣可以包括RF接地帶。

本技術的一些具體實施例可以涵蓋半導體處理腔室。腔室可以包括限定處理腔室的腔室主體。腔室可以包括設置在處理腔室內的基板支座。腔室可包括位於腔室主體頂部的面板。面板的特徵可以在於第一表面和與第一表面相對的第二表面。第二表面可以面向基板支座。面板可限定延伸穿過第一表面和第二表面中的一個或兩個的複數個孔。加熱器可以設置在面板的內部。第一RF網格可以設置在加熱器和第一表面之間。第二RF網格可以設置在加熱器和第二表面之間。第一RF網格和第二RF網格可以耦接在一起並且形成圍繞加熱器的法拉第籠。

在一些具體實施例中，面板的邊緣可以包括與至少一個蓋疊層部件耦接的接地部件。接地部件可以與法拉第籠耦接。接地部件可以經由延伸穿過第一表面的支柱與法拉第籠耦接。支柱的從面板向外延伸的部分可以包括陶瓷套筒。

基板處理可以包括用於在晶圓或半導體基板上添加、去除或以其他方式修改材料的時間密集的操作。基板的有效移動可以減少排隊時間並提高基板處理量。為了提高在群集工具中處理的基板數量，可以將其他腔室合併到主機上。儘管可以藉由加長工具來連續添加傳送機器人和處理室，但是隨著群集工具的佔地面積擴大，空間效率可能會降低。因此，本技術可以包括在限定的佔地面積內具有增加數量的處理室的群集工具。為了適應關於傳送機器人的有限的佔地面積，本技術可以增加從機器人橫向向外的處理腔室的數量。例如，一些習知的群集工具可以包括一個或兩個處理室，這些處理室圍繞位於中心的傳送機器人的部分而定位，以使圍繞機器人的徑向室的數量最大化。本技術可以在此概念上藉由在橫向上併入另外的腔室作為另一行或另一組腔室以擴展。例如，本技術可以與包括三個、四個、五個、六個或更多個處理腔室的群集工具一起應用，處理腔室可在一個或多個機器人進入位置中的每個位置處進入。

但是，由於增加了其他處理位置，如果沒有每個位置的附加傳輸功能，從中心機器人存取這些位置可能不再可行。一些習知技術可以包括晶圓載體，在運送期間基板保持在其上。但是，晶圓載體可能會導致基板上的熱不均勻和顆粒污染。本技術藉由結合與處理室區域垂直對準的傳送部分，和可以與中心機械手協同操作以訪問附加晶圓位置的圓盤傳送帶或傳送設備，來克服這些問題。

許多沉積和清潔操作在高溫下更有效和/或高效，例如超過400℃、500℃、600℃或更高的溫度。傳統上，面板由鋁製成，在如此高的溫度下可能會下垂或以其他方式變形。另外，一些習知處理系統可被設計成僅在處理區域內（例如，在面板和基板支座之間）產生電漿。然而，面板上方電場的存在可能導致在面板上方的腔室部件上產生寄生電漿。這種寄生電漿可能會導致許多問題。例如，寄生電漿可能產生功率損耗源，其消耗用於在處理區域內的基板上沉積材料的功率。由於寄生電漿的殘留物從腔室清潔操作期間不容易到達的處理系統的表面剝離，寄生電漿可能會產生顆粒問題。寄生電漿的形成可能造成製程不均勻性，因為電漿的產生（以及隨後的功率損耗）可能導致處理區域內電漿的產生不對稱。另外，寄生電漿可能會導致腔室匹配問題，因為每個腔室產生的寄生電漿的量可能不同。

本技術利用由能夠承受超過600℃的溫度的陶瓷材料形成的面板克服了這些挑戰。這可以使得面板能夠用於高溫處理和/或清潔操作。另外，面板的具體實施例可以整合圍繞設置在面板本身內的加熱元件的法拉第籠。使用這種法拉第籠可以幫助減少面板上方存在的電場量，並且可以隨後減少或消除面板上方的腔室部件上的任何寄生電漿的生成。在一些減少面板上方存在的電場量的具體實施例中，面板的外圍邊緣可以接地，這可以進一步減少面板上方存在的電場量。因此，本技術可實現更高溫度處理的效能，同時也有助於減少或消除處理系統內寄生電漿的存在。

儘管剩餘的揭示內容將常規地標識可以為其使用本結構和方法的特定結構，例如四位置傳送區域，但是將容易理解，系統和方法同樣適用於可能會受益於所說明的移送功能中受益的任何數量的結構和裝置。因此，技術不應被視為僅限於與任何特定結構一起使用。而且，儘管將描述示例性工具系統以提供本技術的基礎，但是應當理解，本技術可以與可以受益於將要描述的系統的一些或所有操作和實施方式的任何數量的半導體處理室和工具結合。

圖1A示出了根據本技術的一些具體實施例的沉積、蝕刻、烘烤和固化室的基板處理工具或處理系統100的一個具體實施例的俯視圖。在圖中，一組前開式晶圓傳送盒102提供各種尺寸的基板，這些基板被機械臂104a和104b接收於工廠介面103中，並被放置在裝載閘裝置或低壓保持區106中，然後再傳送到位於腔室系統或四重部分109a-c中的一個基板處理區域108中的一個，其每個可以是具有與複數個處理區域108流體耦接的傳輸區域的基板處理系統。儘管示出了四重系統，但是應當理解，包括獨立腔室、雙腔室和其他多腔室系統的平台同樣被本技術涵蓋。容納在傳送室112中的第二機械臂110可以用於將基板晶圓從保持區106傳送到四重部分109並返回，並且第二機械臂110可以被容納在傳送室中，每個四重部分或處理系統可連接至傳送室。每個基板處理區域108可被裝配成執行許多基板處理操作，包括任何數量的沉積處理，包括循環層沉積、原子層沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉積以及蝕刻、預清洗、退火、電漿處理、脫氣、定向和其他基板處理。

每個四重部分109可以包括傳送區域，傳送區域可以從第二機械臂110接收基板並將基板傳送到第二機械臂110。腔室系統的傳送區域可以與具有第二機械臂110的傳送腔室對齊。在一些具體實施例中，傳送區域可以是機器人可橫向存取的。在後續操作中，傳送部分的部件可以將基板垂直平移到上覆處理區域108中。類似地，傳送區域也可用於在每個傳送區域內的位置之間旋轉基板。基板處理區域108可以包括用於在基板或晶圓上沉積、退火、固化和/或蝕刻材料膜的任何數量的系統部件。在一種配置中，可以使用兩組處理區域（例如四重部分109a和109b中的處理區域）來在基板上沉積材料，以及使用第三組處理室（例如四重部分109c中的處理室或區域）固化、退火或處理沉積的膜。在另一種配置中，所有三組腔室，例如所示的所有十二個腔室，可以被配置為既沉積和/或固化基板上的膜。

如圖所示，第二機械臂110可以包括兩個臂，用於同時輸送和/或取回多個基板。例如，每個四重部分109可包括沿著傳送區域的殼體的表面的兩個入口107，其可與第二機械臂橫向對準。可以沿著與傳送室112相鄰的表面限定入口。在諸如所示的一些具體實施例中，第一入口可以與四重部分的複數個基板支座中的第一基板支座對準。另外，第二通道可與四重部分的複數個基板支座中的第二基板支座對準。在一些具體實施例中，第一基板支座可以與第二基板支座相鄰，並且兩個基板支座可以限定第一列基板支座。如圖所示的構造，第二列基板支座可以位於第一列基板支座的後面，第一列基板支座從傳送室112橫向向外。第二機械臂110的兩個臂可以間隔開以允許兩個臂同時進入四重部分或腔室系統，以將一個或兩個基板傳送或取回至傳送區域內的基板支座。

所描述的任何一個或多個傳送區域可以與從不同具體實施例中示出的製造系統分離的另外的腔室合併。將理解到系統100思及到對於材料膜的沉積、蝕刻、退火與固化腔室的額外配置。另外，本技術可以利用任何數量的其他處理系統，其可以結合用於執行諸如基板移動之類的任何特定操作的傳送系統。在一些具體實施例中，可以提供進入多個處理腔室區域的入口，同時在各個部分中保持真空環境的處理系統，例如所述的保持和傳送區域，可以允許在多個腔室中執行操作，同時在各個處理之間保持特定的真空環境。

圖1B示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性處理工具的一個具體實施例的示意性截面正視圖，例如藉由腔室系統。圖1B可以示出藉由任何四重部分109中的任何兩個相鄰處理區域108的截面圖。正視圖可以示出一個或多個處理區域108與傳送區域120的配置或流體耦接。例如，連續的傳送區域120可以由傳送區域殼體125限定。殼體可以限定開放的內部空間，在其中可以佈置多個基板支座130。例如，如圖1A所示，示例性處理系統可以包括四個或更多個，包括圍繞傳送區域分佈在殼體內的複數個基板支座130。如圖所示，基板支座可以是底座，儘管也可以使用許多其他配置。在一些具體實施例中，底座可以在傳送區域120和覆蓋傳送區域的處理區域之間垂直地平移。基板支座可以沿著腔室系統內的第一位置和第二位置之間的路徑沿著基板支座的中心軸線垂直平移。因此，在一些具體實施例中，每個基板支座130可以與由一個或多個腔室部件限定的上覆處理區域108軸向對準。

敞開的傳送區域可以提供諸如圓盤傳送帶的傳送設備135在各種基板支座之間接合和例如旋轉地移動基板的能力。傳送設備135可以繞中心軸線旋轉。這可以允許將基板定位成在處理系統內的任何處理區域108內進行處理。傳送設備135可以包括一個或多個端效器，其可以從上方、下方與基板接合，或者可以與基板的外邊緣接合以圍繞基板支座運動。傳送設備可以從傳送室機器人（例如，先前描述的第二機械臂110）接收基板。然後，傳送設備可以旋轉基板以替代基板支座，以利於輸送額外基板。

一旦定位並等待處理，傳送設備可以將端效器或臂定位在基板支座之間，這可以允許基板支座被抬起經過傳送設備135並將基板輸送到處理區域108中，處理區域108可以相對於傳送區域在垂直方向偏移。例如，並且如圖所示，基板支座130a可以將基板輸送到處理區域108a中，而基板支座130b可以將基板輸送到處理區域108b中。在其他兩個基板支座和處理區域中，以及包括附加處理區域的具體實施例中的附加基板支座和處理區域中，這可能發生。在這種構造中，當例如在第二位置處被操作接合以處理基板時，基板支座可以至少部分地從下方限定處理區域108，並且處理區域可以與相關的基板支座軸向對準。可以藉由面板140以及其他蓋堆疊部件從上方限定處理區域。在一些具體實施例中，每個處理區域可以具有單獨的蓋堆疊部件，儘管在一些具體實施例中，這些部件可以容納多個處理區域108。基於此構造，在一些具體實施例中，每個處理區域108可以與傳送區域流體地耦接，同時在腔室系統或四重部分內與上方的每個其他處理區域流體地隔離。

在一些具體實施例中，面板140可以用作系統的電極，以在處理區域108內產生局部電漿。如圖所示，每個處理區域可以利用或結合單獨的面板。例如，可以包括面板140a以從上方限定處理區域108a，並且可以包括面板140b以從上方限定處理區域108b。在一些具體實施例中，基板支座可以用作用於在面板和基板支座之間產生電容耦接電漿的配對電極。在一些具體實施例中，可以利用圍繞面板延伸的加熱器142來加熱面板。取決於空間幾何形狀，泵送襯套145可至少部分地徑向地或側向地限定處理區域108。同樣，單獨的泵送襯套可用於每個處理區域。例如，泵送襯套145a可至少部分地徑向限定處理區域108a，而泵送襯套145b可至少部分地徑向限定處理區域108b。泵送襯套145可以位於阻流板147上，阻流板147可以控制從蓋堆疊到冷卻的腔室主體的熱分佈。在具體實施例中，阻隔板150可以位於蓋155和面板140之間，並且可以再次包括分開的阻隔板以促進流體在每個處理區域內的分佈。例如，可以包括阻隔板150a以向處理區域108a分配，並且可以包括阻隔板150b以向處理區域108b分配。

蓋155可以是每個處理區域的單獨部件，或者可以包括一個或多個共同態樣。在一些具體實施例中，蓋155可以是系統的兩個各別的蓋板之一。例如，第一蓋板158可位於傳送區域殼體125上方。傳送區域殼體可以限定開放空間，並且第一蓋板158可以包括穿過蓋板的多個孔，這些孔將上覆的空間分離成特定的處理區域。在諸如所示的一些具體實施例中，蓋155可以是第二蓋板，並可為限定了多個孔口160的單一部件以將流體輸送到各個處理區域。例如，蓋155可以限定用於將流體輸送至處理區域108a的第一孔口160a，並且蓋155可以限定用於將流體輸送至處理區域108b的第二孔口160b。當包括在每個部分內的附加處理區域時，可以限定附加的孔口。在一些具體實施例中，可以容納多於或少於四個基板的每個四重部分109或多處理區域部分，可以包括一個或多個用於將電漿流出物輸送到處理室中的遠端電漿單元165。在一些具體實施例中，可以為每個腔室處理區域併入個別的電漿單元，儘管在一些具體實施例中，可以使用較少的遠端電漿單元。例如，如圖所示，單個遠端電漿單元165可以用於多個腔室，例如兩個、三個、四個或更多個腔室，直至特定四重部分的所有腔室。在本技術的具體實施例中，管道可以從遠端電漿單元165延伸到每個孔口160，以用於輸送電漿流出物以進行處理或清潔。

在一些具體實施例中，淨化通道170可以在每個基板支座130附近或鄰近處延伸穿過傳送區域殼體。例如，複數個淨化通道可延伸穿過傳送區域殼體，以提供將流體耦接的淨化氣體輸送到傳送區域中的流體通路。淨化通道的數量可以與處理系統內的基板支座的數量相同或不同，包括更多個或更少個。例如，淨化通道170可以延伸穿過每個基板支座下方的傳送區域殼體。在示出了兩個基板支座130的情況下，第一淨化通道170a可延伸穿過鄰近基板支座130a的殼體，並且第二淨化通道170b可延伸穿過鄰近基板支座130b的殼體。應當理解，任何另外的基板支座可以類似地具有延伸穿過傳送區域殼體的下垂的淨化通道，以將淨化氣體提供到傳送區域中。

當淨化氣體透過一個或多個淨化通道輸送時，淨化氣體可以類似地透過泵送襯套145排出，泵送襯套145可以提供來自處理系統的所有排氣路徑。因此，在一些具體實施例中，處理前驅物和淨化氣體均可透過泵送襯套排出。淨化氣體可以向上流動到相關聯的泵送襯套，例如流過第二淨化通道170b的淨化氣體可以從泵送襯套145b從處理系統中排出。

如所指出的，處理系統100，或更具體地是與系統100或其他處理系統結合的四重部分或腔室系統，可以包括位於所示的處理腔室區域下方的傳送部分。圖2示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性腔室系統200的傳送部分的示意性等距視圖。圖2可以示出上述傳送區域120的其他態樣或變化的態樣，並且可以包括所描述的任何部件或特徵。所示的系統可以包括限定傳送區域的傳送區域殼體205，其中可以包括多個部件。傳送區域可以另外至少部分地由處理腔室（或與傳送區域流體耦接的處理區域）從上方限定，例如圖1A的四重部分109所示的處理腔室區域108。傳送區域殼體的側壁可以限定一個或多個進入位置207，藉由進入位置207可以例如藉由如上所述的第二機械臂110遞送和取回基板。進入位置207可以是狹縫閥或其他可密封的進入位置，在一些具體實施例中，其可以包括門或其他密封機構以在傳送區域殼體205內提供氣密環境。儘管以兩個這樣的進入位置207示出，但是應當理解，在一些具體實施例中，可以僅包括單個進入位置207，以及在傳送區域殼體的多側上的進入位置。還應當理解，所圖示的轉一部分的尺寸可以設置成適應任何基板尺寸，包括200mm、300mm、450mm或更大或更小的基板，包括以任何數量的幾何形狀或形狀為特徵的基板。

在傳送區域殼體205內可以是圍繞傳送區域空間定位的複數個基板支座210。儘管示出了四個基板支座，但是應當理解，本技術的具體實施例類似地涵蓋了任何數量的基板支座。例如，根據本技術的具體實施例，可以在傳送區域中容納大於或大約三個、四個、五個、六個、八個或更多的基板支座210。第二機械臂110可以藉由入口207將基板傳送到基板支座210a或210b中的一個或兩個。類似地，第二機械臂110可以從這些位置取回基板。升降銷212可以從基板支座210伸出，並且可以允許機械手進入基板下方。在一些具體實施例中，升降銷可以固定在基板支座上，或者固定在基板支座可以在下方凹陷的位置，或者升降銷可以額外地藉由基板支座升高或降低。基板支座210可以是垂直可平移的，並且在一些具體實施例中，可以延伸到位於傳送區域殼體205上方的基板處理系統的處理腔室區域，例如處理腔室區域108。

傳送區域殼體205可以提供對準系統215的入口，對準系統215可以包括對準器，對準器可以延伸穿過傳送區域的孔，如圖所示，並且可以與雷射、照相機或其他監測裝置一起突出或透射藉由附近孔口，並且可以決定被平移的基板是否正確對準。傳送區域殼體205還可包括傳送設備220，其可以以多種方式操作以定位基板並在各種基板支座之間移動基板。在一個示例中，傳送設備220可以將基板支座210a和210b上的基板移動到基板支座210c和210d，這可以允許將額外基板傳送到傳送室中。額外的傳送操作可以包括在基板支座之間旋轉基板，以在覆蓋的處理區域中進行額外處理。

傳送設備220可包括中心輪轂225，中心輪轂225可包括延伸到傳送室中的一個或多個軸。與軸耦接的是端效器235。端效器235可包括從中心轂徑向或橫向向外延伸的複數個臂237。儘管以臂從其延伸的中央主體示出，但是端效器可以另外包括單獨的臂，在各個具體實施例中，每個臂與軸或中心轂耦接。在本技術的具體實施例中可以包括任何數量的臂。在一些具體實施例中，多個臂237可以與腔室中包括的基板支座210的數量相似或相等。因此，如圖所示，對於四個基板支座，傳送設備220可包括四個臂，四個臂從端效器延伸。臂的特徵可以在於任何數量的形狀和輪廓，例如筆直的輪廓或弓形輪廓，以及包括任何數量的遠端輪廓，包括鉤、環、叉或用於支撐基板和/或存取基板的其他設計（例如用於對準或接合）。

端效器235或端效器的部件或部分可用於在傳送或移動期間接觸基板。這些部件以及端效器可以由包括導電和/或絕緣材料的多種材料製成或包括多種材料。在一些具體實施例中，材料可以被塗覆或鍍覆以承受與可能從上覆處理室進入傳送室的前驅物或其他化學物質的接觸。

此外，還可以提供或選擇材料以承受其他環境特徵，例如溫度。在一些具體實施例中，基板支座可用於加熱設置在支座上的基板。基板支座可以被配置為將表面或基板溫度增加到大於或大約100℃、大於或大約200℃、大於或大約300℃、大於或大約400℃、大於或大約500℃、大於或大約600℃、大於或大約700℃、大於或大約800℃或更高。這些溫度中的任何一個都可以在操作過程中保持，因此傳送設備220的部件可能會暴露於這些所述的或涵蓋的溫度中的任何一個。因此，在一些具體實施例中，可以選擇任何材料來適應這些溫度範圍，並且可以包括諸如陶瓷和金屬的材料，其可以以相對低的熱膨脹係數或其他有益特性為特徵。

部件耦接器還可以適於在高溫和/或腐蝕性環境中運行。例如，在端效器與末端部分都為陶瓷時，耦接器可以包括壓配合件、按扣配合件、或不包括其他材料的其他配合件，諸如螺栓，其可以隨溫度而膨脹和收縮並且可以導致陶瓷破裂。在一些具體實施例中，末端部分可以與端效器連續，並且可以與端效器整體形成。可以使用可以在操作期間促進操作或抵抗的任何數量的其他材料，並且本技術類似地涵蓋其他材料。

圖3示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性基板處理系統的示例性面板設置300的剖視圖。特定而言，面板設置300包括軸310、接地桿320和面板400。接地桿320可用於釋放與面板400相關的電流。軸310可容納接地桿320和/或其他部件。例如，在一些具體實施例中，一根或多根氣體輸送管線可設置在軸310內。氣體輸送管線可與一種或多種氣體源耦接，並可用於將一種或多種前驅物、清潔氣體、惰性氣體和/或其他氣體輸送至面板400的輸送空間。

圖4和圖5示出了根據本技術的一些具體實施例的面板400的局部剖面圖。圖4和圖5可以顯示與系統100中的部件相關的進一步細節，例如面板140。面板400被理解為包括先前在一些具體實施例中討論的系統100的任何特徵或態樣。面板400可用於執行半導體處理操作，包括如先前描述的硬遮罩材料的沉積、以及其他沉積、去除和清潔操作。面板400可以顯示可併入半導體處理系統中的面板的局部視圖，並且可以示出穿過面板的中心的視圖，面板也可以是任何其他尺寸，並包含任意數量的孔。儘管示出了多個橫向或徑向向外延伸的孔，但是應當理解該圖僅用於說明具體實施例，並且不認為是按比例繪製的。例如，示例性面板的特徵可以是沿著中心直徑的多個孔，如下面將進一步描述的，大於或約20個孔，並且可以特徵在於大於或約25個孔、大於或約30個孔、大於或約35個孔、大於或約40個孔、大於或約45個孔、大於或約50個孔或更多。

如所指出的，面板400可以被包括在任何數量的處理室中，包括上述的系統100。面板400可以被包括作為氣體入口組件的一部分，例如與氣體箱和阻隔板一起。例如，氣體箱可以限定或提供進入處理室的入口。基板支座可包含在腔室內，且可經配置以支撐基板以進行處理。阻隔板可以被包括在氣體箱和基板支座之間的腔室中。阻隔板可以包括或限定穿過板的多個孔。這些部件可以包括先前描述的類似部件的任何特徵，以及本技術類似地涵蓋的各種其他修改。

在如先前所說明的一些具體實施例中，面板400可定位在腔室內的阻隔板與基板支座之間。面板400可以包括主體410，主體410具有頂部（或第一）表面401和與頂部表面401相對的底部（或第二）表面402。例如，在一些具體實施例中，第一表面401可面向阻隔板、氣體箱或進入處理室的氣體入口，而第二表面402可定位成面向處理室的處理區域內的基板支座或基板。例如，在一些具體實施例中，面板400的第二表面402和基板支座可以至少部分限定腔室內的處理區域。面板400的特徵可以在於中心軸線，中心軸線可以垂直延伸穿過噴淋頭的中點，並且可以與穿過處理室的中心軸線同軸。

面板400可限定穿過面板400的至少一部分限定的複數個孔403。例如，在一些具體實施例中，孔403可以從第一表面401延伸穿過第二表面402。換句話說，每個孔403可以延伸穿過面板400的整個厚度。在其他具體實施例中，每個孔403可以僅由第二表面402限定並延伸穿過第二表面402。例如，面板400可以限定中心空間470和/或一個或多個遞歸導管450，遞歸導管450可以與孔403流體耦接並且可以從一個或多個氣體輸送管線（在一些具體實施例中其可以被提供在軸310內）接收一種或多種氣體。來自輸送管線的氣體可以分佈在中心空間470和/或遞歸導管450內。由於孔403的小尺寸，氣體可以在中心空間470內徑向向外流動和/或穿過循環導管450的長度並且穿過整個面板400形成的孔403。每個孔403可以提供穿過面板400的流體路徑，並且孔403可以提供到腔室的處理區域的流體通路。根據面板400的尺寸和孔403的尺寸，面板400可限定穿過板的任意數量的孔403，例如大於或約1,000個孔、大於或約2,000個孔、大於或約3,000個孔、大於或約4,000個孔、大於或約5,000個孔、大於或約6,000個孔或更多。如上所述，孔可包括在從中心軸線向外延伸的一組環中，並且可包括如前所述的任意數量的環。環的特徵可以是任何數量的形狀，包括圓形或橢圓形，以及任何其他幾何圖案，例如矩形、六邊形，或可以包括分佈在徑向向外多個環中的孔的任何其他幾何圖案。孔可以具有均勻的或交錯的間距，並且可以從中心到中心間隔開小於或約10mm。孔也可以以小於或約9mm、小於或約8mm、小於或約7mm、小於或約6mm、小於或約5mm、小於或約4mm、小於或約3mm，或更小的間隔隔開。

這些環可以由如上所述的任何幾何形狀來表徵，並且在一些具體實施例中，孔可以由每個環的孔的縮放函數來表徵。例如，在一些具體實施例中，第一孔可以延伸穿過面板的中心，例如沿著中心軸線。第一環孔可繞著中心孔延伸，並且可包括任意數量的孔，例如約4個至約10個孔之間，這些孔可繞延伸穿過每個孔的中心的幾何形狀等距間隔。任意數量的附加孔環可以從第一環徑向向外延伸，並且可以包括可以是第一環中的孔的數量的函數的孔的數量。例如，每個連續環中的孔的數量可以由根據方程式XR的每個相應環內的孔的數量來表徵，其中X是孔的基本數量，並且R是相應的環數量。孔的基本數量可以是第一環內的孔的數量，並且在一些具體實施例中可以是一些其他數量，如下面將進一步描述的，其中第一環具有增加數量的孔。例如，對於具有圍繞第一環分佈的5個孔的示例性面板，並且其中5可以是孔的基本數量，第二環的特徵可以是10個孔，（5）x（2），第三環的特徵可以是15個孔，（5）x（3），而第二十環的特徵可以是100個孔，（5）x（20）。這同樣適用於對於如前所述的任意數量的孔環，例如多達、大於或大約50個環。在一些具體實施例中，橫跨面板的複數個孔中的每個孔可以由孔輪廓來表徵，孔輪廓在本技術的具體實施例中可以相同或不同。例如，孔輪廓可以是如圖所示的圓柱形，或者可以是大致截頭圓錐形的形狀。在一些具體實施例中，一些或所有孔的孔輪廓可包括多個圓柱形和/或圓錐形部分，並且可包括一個或多個扼流區域。每個孔的孔輪廓可以是相同的，或者在各個具體實施例中可以是不同的。

主體410可以容納面板400的多個部件。特定而言，主體410可以容納第一（或頂部）RF網格420、第二（或底部）RF網格430、加熱器460、支座440和/或導管450。如圖所示，主體410可以完全容納RF網格420、430、加熱器460、支座440和/或導管450。然而，在其他具體實施例中，一個或多個部件的至少一部分可以不完全容納在主體410內。

加熱器460可以嵌入主體410內，如上所述。加熱器460可包括用於加熱面板400的一個或多個導電板和/或線圈。例如，在一些具體實施例中，加熱器460可包括一個或多個線圈和/或可延伸穿過中心空間470的一部分的其他加熱元件。例如，在一些具體實施例中，線圈可以具有從面板400的中心徑向向外延伸的螺旋形狀，而在其他具體實施例中，線圈可以具有其他遞歸形狀。在其他具體實施例中，加熱器460可包括一個或多個大致盤形板，其至少實質上（例如，大於90%、大於95%、大於97%、大於99%等）填充、延伸橫過和/或以其他方式跨越面板400的橫斷面區域。加熱器460可以與諸如AC電源之類的電源耦接，該電源可以向加熱器460供應電流以增加面板400和流過面板400的任何氣體的溫度。加熱器460可以具有與主體410的內部實質相似的圓周面積和/或直徑，使得加熱器460向主體410內的部件施加實質均勻的熱分佈。然而，在其他具體實施例中，加熱器可具有比主體410的內部更小的圓周面積和/或直徑（例如，在存在多於一個加熱器的情況下）。

如上所述，主體410可包括和/或限定一個或多個導管450。在一些具體實施例中，導管450可包括從面板400的中心向中心空間470的外周延伸的一種或多種遞歸形狀。例如，導管450可包括螺旋形狀、多個同心圓環和/或可用於在面板400的區域周圍分佈一種或多種氣體的其他形狀。每個導管450可包括多個通道451和/或與多個通道451流體耦接，每個通道451在導管450和孔403中的相應一個之間延伸。以這種方式，一種或多種氣體流過導管450、通道451，並且可以經由孔403離開面板400。在一些應用中，RF功率可以被供應到面板400和基座以激發處理室的處理區域內的一種或多種氣體的電漿。儘管導管450被描繪為具有矩形橫截面，但是應當理解，在其他具體實施例中，導管450的橫截面可以具有其他形狀（例如，圓形）。

第一RF網格420和第二RF網格430可以定位在加熱器460的相對側。在特定具體實施例中，每個RF網格420、430可定位在最近的相應表面（例如，第一表面401或第二表面402）約1mm與10mm之間、2mm與9mm之間、3mm與8mm之間、4mm與7mm之間、或5mm與6mm之間，在一些具體實施例中間距由主體410的厚度決定。RF網格420、430的外周可以徑向向外延伸至與加熱器460相同或更大的距離，這可以使得RF網格420、430能夠耦接在一起以完全圍繞加熱器460的主體。例如，多個通孔442可用於將RF網格420、430耦接在一起。通孔或支柱442可以直接在RF網格420、430之間延伸，或者可以在RF網格420、430之一和一個或多個中間部件之間延伸。例如，如圖5所示，第一通孔442a可在第二RF網格430和增強墊或凸緣443之間延伸並耦接第二RF網格430和增強墊或凸緣443。第二通孔442D可在增強墊或凸緣443與增強墊或凸緣441之間延伸並且將增強墊或凸緣443與增強墊或凸緣441耦接。第三通孔442B可以在增強墊或凸緣441和加熱器460之間延伸並且將其耦接。第四通孔442A可在加熱器460與第一RF網格420之間延伸並將加熱器460與第一RF網格420耦接。以這種方式，兩個RF網格420、430可以耦接在一起。應理解，可以進行更多、更少和/或不同的中間連結來耦接兩個RF網格420、430。

第一和第二RF網格420、430、通孔442、加熱器460和凸緣441、443可以由導電材料製成，使得RF網格420、430形成圍繞導電加熱器460的法拉第籠。法拉第籠可以幫助將處理操作期間產生的電場（例如，來自加熱器460和/或來自面板400和用於在處理區域內激發電漿的基座之間的RF場）產生的電場限制到面板400下方的區域。面板400上方電場的減少可以幫助減少或消除面板400上方寄生電漿的生成。RF網格420、430可以限定開口421、431，開口421、431的尺寸分別被設定為形成用於形成法拉第籠的網格結構。開口421、431的尺寸也可設定為允許部件穿過RF網格420、430。例如，開口431的尺寸和/或位置可被設計成允許至少一些通道451的一部分穿過第二RF網格430。以這種方式，一種或多種氣體可以穿過RF網格420、430以輸送到處理區域。

此外，RF網格420、430可以具有與主體410的內部實質相似的圓周區域，使得RF網格420、430形成法拉第籠，法拉第籠具有與主體410的內部實質相似的圓周面積，並且因此幾乎具有與主體410的內部類似的圓周面積（因此與面板400的圓周面積類似）。這個法拉第籠的尺寸可以幫助防止面板400的一側上的電荷傳遞到另一側。例如，當面板400組裝在基板處理系統中時，由RF網格420、430產生的法拉第籠可以幫助防止在面板400下方（例如，在電容耦接電漿製程中在面板400和基座（用作電極）之間）產生的電荷滲漏到面板400上方的基板處理系統的組件。防止此電荷有助於減少或最小化面板400上方寄生電漿的形成。

面板400的部件在主體410內的位置可以透過支座440來加強。支座440可以包括頂部（或第一）凸緣或墊441、底部（或第二）凸緣或墊443、以及在凸緣441、443之間延伸的通孔或支柱442。支座440可以整體形成，使得凸緣441、443和支柱442彼此成為一體。或者，凸緣441、443和支柱442可以單獨構造再彼此接合（例如，藉由焊接等）。

凸緣441、443可以接合到主體410（例如，透過焊接等），使得接合到凸緣441、443的任何其他部件可以同樣地由主體410支撐。例如，凸緣441、443可接合至導管450以支撐導管450的位置。特定而言，頂部凸緣441可以接合到導管450的頂部表面，並且底部凸緣443可以接合到導管450的底部表面。以此方式，導管450的位置可透過凸緣441、443及其與主體410的連結來支撐。

具體參考圖5所示，支柱442被描繪為從凸緣441、443向主體410內的其他部件延伸以支撐那些部件的位置。例如，支柱442A從底部凸緣443延伸以與第二RF網格430接合。另外，支柱442B從頂部凸緣441延伸以與加熱器460接合。單獨的支柱442C可以從加熱器460延伸到頂部網格420。支柱442A、442B、442C、442D可以透過焊接等接合到對應的部件。因此，RF網格420、430和加熱器460的位置可以透過它們各自與支柱442A、442B、442C、442D的連接、支柱442A、442B、442C、442D與凸緣441、443的連接、以及凸緣441、443與主體410的連接來支撐。

在其他具體實施例中，可存在將加熱器和網格中的至少一者連接至主體的附加凸緣。例如，每個加熱器和網格可以包括它們自己的一對凸緣以將每個部件連接到主體。或者，導管不接合至凸緣，而是將網格或加熱器之一接合至凸緣，而凸緣又接合至主體。在另一個替代方案中，從頂部凸緣延伸的支柱是整體結構，使得這些支柱的端部接合到頂部網格和頂部凸緣。在這個範例中，支柱可以穿過加熱器並且加熱器可以固定至支柱的中間。

支座440可以由諸如鎢的導電材料製成。以這種方式，支座440可以與RF網格420、430一起形成法拉第籠的一部分。

主體410可以由諸如陶瓷的絕緣材料製成，其可以具有比諸如鋁的導體更高的熱膨脹係數。合適的陶瓷可以包括例如氮化鋁和/或氧化鋁。較高的熱膨脹係數可使得面板400能夠用於高溫處理和清潔操作，例如包括超過250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500°C、550°C、600°C或更高的操作溫度的操作。

儘管面板400可以使處理系統在面板400上方的區域的電荷顯著減少，但可能需要進一步的電荷保護。圖6描繪了示例性面板400’，其可以類似於面板400，除了下面指出的。在本具體實施例中，除了下面指出的以外，具有與上述特徵相同的附圖標記的特徵是類似的。每個支柱442C’可以包括延伸經過頂部網格420’和頂表面401’的導電材料部分444’。

每個部分444’包括耦接到接地部件500’（例如帶）的端部445’，接地部件500’可以與腔室主體和/或蓋堆疊部件耦接。接地部件500’可以幫助消散面板400內的電荷。由於支柱442C’可以形成法拉第籠的一部分，因此將部分444’接地可以有助於消除法拉第籠的電荷。這種接地可以進一步最小化電荷從面板400’上方滲漏的風險。

套筒475’可以周向圍繞部分444’，以防止部分444’暴露於任何製程氣體並損壞部分444’。套筒475’可以由絕緣材料製成，例如陶瓷。

在上文說明中，為了解釋的目的，闡述了多種細節，以期通透瞭解本科技的各種具體實施例。然而在本發明技術領域中具有通常知識者將顯然瞭解到，特定具體實施例的實作可並不需要這些特定細節的一些（或是需要額外的細節）。

在已揭示了數種具體實施例之後，在本發明技術領域中具有通常知識者將理解到，可使用各種修改、替代性結構與均等範圍，而不脫離所揭示具體實施例的精神。此外，並未說明一些為人熟知的處理與要素，以避免不必要地遮蔽本科技。因此，上文的說明不應被視為限制科技的範圍。另外，方法或處理可以被描述為順序的或分步的，但是應當理解，操作可以同時執行，或者以與所列順序不同的順序執行。

在提供一系列值的情況下，應當理解，除非上下文另有明確規定，否則還具體公開了此範圍的上限和下限之間的每個中間值，至下限單位的最小部分。在所述範圍內的任何陳述值或未陳述的介入值與所述範圍內的任何其他陳述或介入值之間的任何較窄範圍都包括在內。這些較小範圍的上限和下限可以獨立地包括在此範圍內或排除在此範圍內，且包含上下限之一者、兩者、或皆不包含的較小範圍中的每一範圍也被包含在本技術內，且受制於所陳述範圍中任何特別排除的限制。在所陳述的範圍包含上下限之一者或兩者時，也包含了排除了這些上下限之任一者或兩者的範圍。

說明書與附加申請專利範圍中所使用的單數形式「一（a）」、「一（an）」以及「該」，包含複數的參照物，除非背景內容清楚表示並非如此。因此，例如，對「一板」的參照，包含複數個此種板，且對於「此孔」的參照，包含對於一或更多種孔的參照以及在本發明技術領域中具有通常知識者所能知的均等範圍，諸如此類。

此外，本說明書和下列申請專利範圍中使用的詞語「包含（comprise（s））」、「包含（comprising）」、「含有（contain（s））」、「含有（containing）」、「包括（include（s））」和「具有（including）」，意為指明所陳述的特徵、整數、部件、或作業的存在，但他們不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、部件、作業、步驟、或組。

諸如「上」、「上」、「下」、「下」、「頂」、「左」、「右」、「底」等方向性參考並非旨在進行限制，而是旨在說明指組件和方向所參考的圖中所示和描述的方向。

100:基板處理工具或處理系統 102:前開式晶圓傳送盒 103:工廠介面 104a:機械臂 104b:機械臂 106:保持區 107:入口 108:處理區域 108a:處理區域 108b:處理區域 109a:四重部分 109b:四重部分 109c:四重部分 110:第二機械臂 112:傳送室 120:傳送區域 125:傳送區域殼體 130a:基板支座 130b:基板支座 135:傳送設備 140a:面板 140b:面板 142:加熱器 145a:泵送襯套 145b:泵送襯套 147:阻流板 150a:阻隔板 150b:阻隔板 155:蓋 158:第一蓋板 160:孔口 160a:第一孔口 160b:第二孔口 165:遠端電漿單元 170:淨化通道 170a:第一淨化通道 170b:第二淨化通道 200:腔室系統 205:傳送區域殼體 207:進入位置 210a:基板支座 210b:基板支座 210c:基板支座 210d:基板支座 215:對準系統 220:傳送設備 225:中心輪轂 235:端效器 237:臂 300:面板設置 310:軸 320:接地桿 400:面板 400’:面板 401:第一表面 401’:頂表面 402:第二表面 403:孔 410:主體 410’:主體 420:第一RF網格 420’:頂部網格 421:開口 430:第二RF網格 430’:第二RF網格 431:開口 440:支座 441:凸緣 442:通孔 442A:第四通孔 442B:第三通孔 442C:支柱 442C’:支柱 442D:支柱 443:凸緣 444:導電材料部分 444’:導電材料部分 445’:端部 450:遞歸導管 451:通道 460:加熱器 475’:套筒 500’:接地部件

參照說明書的其餘部分與圖式，可進一步理解所揭示技術的本質與優點。

圖1A示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性處理工具的示意性俯視圖。

圖1B示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性處理系統的示意性局部剖視圖。

圖2示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性基板處理系統的傳送部分的示意性透視圖。

圖3示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性基板處理系統的面板佈置的剖視圖。

圖4示出了圖3的面板處理系統的面板的局部剖面圖。

圖5示出了圖3的面板處理系統的面板的局部剖面圖。

圖6示出了根據本技術的一些具體實施例的示例性基板處理系統的示例性面板佈置的局部剖視圖。

數個圖式被包含以作為示意圖。應瞭解到圖示是用於說明，且不應被視為具有實際尺寸比例，除非特定說明其為實際尺寸比例。此外，作為示意圖，圖式被提供以幫助理解，且可不包含相較於實際呈現的所有態樣或資訊，並可包含誇大的內容以供說明。

在附加圖式中，類似的部件及（或）特徵可具有相同的元件符號。再者，相同類型的各個部件，可由元件符號之後的字母來分辨，此字母分辨類似的部件。若說明書中僅使用了首個元件符號，則其說明可適用於具有相同的首個元件符號的類似部件之任意者，不論其字尾字母為何。

300:面板設置 310:軸 320:接地桿 400:面板

Claims (20)

1. 一種半導體處理腔室面板，包括： 一主體，該主體具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該主體限定延伸穿過該第一表面和該第二表面中的一個或兩個的複數個孔； 一加熱器，該加熱器設置在該主體的一內部； 一第一RF網格，該第一RF網格設置在該加熱器和該第一表面之間；以及 一第二RF網格，該第二RF網格設置在該加熱器和該第二表面之間，其中該第一RF網格和該第二RF網格耦接在一起並形成圍繞該加熱器的一法拉第籠。
2. 如請求項1所述之半導體處理腔室面板，該面板進一步包含： 一個或多個導管，該一個或多個導管設置在該主體的該內部中，該一個或多個導管與該複數個孔流體耦接。
3. 如請求項2所述之半導體處理腔室面板，其中該一個或多個導管形成圍繞該面板的一區域徑向向外分佈氣體的一遞歸圖案。
4. 如請求項1所述之半導體處理腔室面板，其中該主體包括將該加熱器固定到該第一RF網格的一第一支柱。
5. 如請求項4所述之半導體處理腔室面板，其中該主體包括將該加熱器固定到該第二RF網格的一第二支柱。
6. 如請求項4所述之半導體處理腔室面板，其中該第一支柱的一部分延伸穿過該主體的該第一表面。
7. 如請求項6所述之半導體處理腔室面板，其中一絕緣套筒周向地圍繞該第一支柱的該部分。
8. 如請求項7所述之半導體處理腔室面板，其中該絕緣套筒包括一陶瓷材料。
9. 如請求項6所述之半導體處理腔室面板，其中該第一支柱的該部分與一接地RF帶耦接。
10. 如請求項1所述之半導體處理腔室面板，其中該主體由一陶瓷材料製成。
11. 一種半導體處理腔室面板，包括： 一陶瓷主體，該陶瓷主體具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該主體限定延伸穿過該第一表面和該第二表面中的一個或兩個的複數個孔； 一加熱器，該加熱器設置在該主體的一內部；以及 一法拉第籠，該法拉第籠設置在該主體的該內部中並圍繞該加熱器形成。
12. 如請求項11所述之半導體處理腔室面板，其中： 該法拉第籠包括一第一RF網格；和 該面板進一步包括將該加熱器固定至該第一RF網格的一第一支柱。
13. 如請求項12所述之半導體處理腔室面板，其中： 該法拉第籠包括一第二RF網格；和 該面板進一步包括將該加熱器固定至該第二RF網格的一第二支柱。
14. 如請求項11所述之半導體處理腔室面板，其中該複數個孔僅延伸穿過該主體的該第二表面。
15. 如請求項14所述之半導體處理腔室面板，該面板進一步包含： 一軸，該軸與該主體耦接，該軸包括一接地桿。
16. 如請求項14所述之半導體處理腔室面板，其中該主體的一邊緣包括一RF接地帶。
17. 一種半導體處理腔室，包含： 一腔室主體，該腔室主體限定一處理腔室； 一基板支座，該基板支座設置在該處理腔室內；以及 一面板，該面板位於該腔室主體的頂部，其中該面板的特徵在於一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該第二表面面向該基板支座，其中： 該面板限定複數個孔，該複數個孔延伸穿過該第一表面和該第二表面中的一個或兩個； 一加熱器，該加熱器設置在該面板的一內部中； 一第一RF網格，該第一RF網格設置於該加熱器與該第一表面之間； 一第二RF網格，該第二RF網格設置於該加熱器與該第二表面之間；和 該第一RF網格和該第二RF網格耦接在一起並形成圍繞該加熱器的一法拉第籠。
18. 如請求項17所述之半導體處理腔室，其中該面板的一邊緣包括與至少一個蓋堆疊部件耦接的一接地部件。
19. 如請求項18所述之半導體處理腔室，其中該接地部件與該法拉第籠耦接。
20. 如請求項18所述之半導體處理腔室，其中： 該接地部件透過延伸穿過該第一表面的一支柱與該法拉第籠耦接；和 該支柱的從該面板向外延伸的一部分包括一陶瓷套筒。