加热的陶瓷面板的制作方法

本公开内容的实施方式总体涉及一种用于工艺腔室中的面板。

背景技术：

在集成电路的制造中，诸如化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)的沉积工艺用于在半导体基板上沉积各种材料的膜。在其它操作中，使用诸如蚀刻的层改变工艺来暴露层的一部分用于进一步处理。通常，这些工艺以重复的方式被使用以制造电子器件(诸如半导体器件)的各个层。

当组装集成电路时，期望制造无缺陷半导体器件。存在于基板中或其上的层中的污染物或缺陷会导致制造的器件内的制造缺陷。例如，存在于制造腔室或工艺气体输送系统中的污染物可能沉积在基板上，从而导致制造的半导体器件中的缺陷和可靠性问题。因此，期望在执行沉积工艺时形成无缺陷膜。然而，用常规的沉积装置，分层膜可能形成有缺陷和污染物。

因此，本领域中需要用于膜沉积的改进的设备。

技术实现要素：

在一个实施方式中，一种面板包括主体。所述主体具有顶表面、第一底表面和第二底表面。第三底表面在所述第一底表面与所述第二底表面之间延伸。外表面在所述顶表面与所述第一底表面之间延伸。凹槽形成在所述主体的所述顶表面中，并且多个孔隙形成在所述凹槽与所述第二底表面之间。所述主体由陶瓷材料形成。

在另一个实施方式中，一种处理腔室包括主体。基板支撑件设置在所述主体内。盖组件耦接到所述主体，其中所述盖组件具有盖、耦接到所述盖的阻挡板、以及耦接到所述阻挡板和所述主体的由陶瓷材料形成的面板。所述面板具有主体，其中所述主体具有顶表面、第一底表面、第二底表面和在所述第一底表面与所述第二底表面之间延伸的第三底表面。外表面在所述顶表面与所述第一底表面之间延伸。凹槽形成在所述面板主体的所述顶表面中。多个孔隙形成在所述凹槽与所述第二底表面之间。

附图说明

为了能够详细地理解本公开内容的上述特征所用方式，上文简要概述的本公开内容的更具体的描述可以通过参考实施方式进行，其中一些实施方式示出在附图中。然而，应注意，附图仅示出了示例性实施方式，并且因此不应视为对范围的限制，因为本公开内容可允许其它等效实施方式。

图1示出了根据本公开内容的一个实施方式的示例性工艺腔室的示意性布置。

图2A示出了根据本公开内容的一个实施方式的面板的自顶向下视图。

图2B示出了图2A的面板的剖视图。

为了促进理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示各图共有的相同元件。将预期的是，一个实施方式的元件和特征可有益地并入在其它实施方式中，不再赘述。

具体实施方式

本文的实施方式涉及用于处理腔室中的气体分配的设备。更具体地，本公开内容的方面涉及一种陶瓷面板。所述面板一般具有陶瓷主体。凹槽形成在所述面板主体的上表面中。多个孔隙穿过所述面板在所述凹槽中形成。加热器可选择地设置在所述凹槽中以加热所述面板。

图1示出了根据一个实施方式的示例性工艺腔室100的示意性布置。工艺腔室100包括具有侧壁104和基部106的主体102。盖组件108耦接到主体102以在其中限定工艺容积110。在一个实施方式中，主体102由金属(诸如铝或不锈钢)形成，但是可以利用适于与在其中的处理一起使用的任何材料。基板支撑件112设置在工艺容积110内并在工艺腔室100内的处理期间支撑基板W。基板支撑件112包括耦接到轴116的支撑主体114。轴116耦接到支撑主体114并穿过基部106中的开口118延伸到主体102外。轴116耦接到致动器120，以使轴116和与轴116耦接的支撑主体114在基板装载位置与基板处理位置之间竖直地移动。真空系统130流体地耦接到工艺容积110，以便从工艺容积110排空气体。

为了促进工艺腔室100中的基板W的处理，基板W设置在支撑主体114上，与轴116相对。端口122形成在侧壁104中，以促进基板W进入和离开工艺容积110。门124(诸如狭缝阀)被致动以选择性允许基板W通过端口122，以装载到基板支撑件112上或从基板支撑件112上移除。电极126可选择地设置在支撑主体114内并通过轴116电耦接到电源128。电极126被电源128选择性偏置以产生电磁场来将基板W吸紧到支撑主体114和/或促进等离子体产生或控制。在某些实施方式中，加热器190(诸如电阻式加热器)设置在支撑主体114内以加热设置在其上的基板W。

盖组件108包括盖132、阻挡板134和面板136。阻挡板134包括由环形延伸部162包围的凹陷圆形分配部分160。阻挡板134设置在盖132与面板136之间并在环形延伸部162处耦接到盖132和面板136中的每一个。盖132耦接到与主体102相对的环形延伸部162。面板136耦接到环形延伸部162。第一容积146限定在阻挡板134与盖132之间。第二容积148进一步限定在阻挡板134与面板136之间。多个孔隙150穿过阻挡板134的分配部分160形成并促进第一容积146与第二容积148之间的流体连通。

入口端口144设置在盖132内。入口端口144耦接到气体导管138。气体导管138允许气体从第一气源140(诸如工艺气源)流过入口端口144进入第一容积146。第二气源142(诸如清洁气源)可选择地耦接到气体导管138。

第一气源140将工艺气体(诸如蚀刻气体或沉积气体)供应到工艺容积110，以在基板W上蚀刻或沉积层。第二气源142将清洁气体供应到工艺容积110，以便从工艺腔室100的内表面去除颗粒沉积物。为了促进基板处理，RF发生器180可选择地耦接到盖132，以从第一气源140、第二气源142或第一气源140和第二气源142两者激发气体以形成离子化物质。密封件152(诸如O形环)在包围第一容积146的环形延伸部162处设置在阻挡板134与盖132之间，以便将工艺容积110与外部环境隔离，从而允许在其中保持真空。

面板136具有分配部分164和设置在分配部分164的径向外侧的耦接部分166。分配部分164设置在工艺容积110与第二容积148之间。耦接部分166在面板136的周边处包围分配部分164。在一个实施方式中，面板136由陶瓷材料(诸如氧化铝或氮化铝)形成。然而，也预期了其它材料，诸如氧化铝、氧化钇和其它合适的陶瓷材料。

孔隙154在分配部分164内穿过面板136设置。孔隙154允许工艺容积110与第二容积148之间的流体连通。在操作期间，允许气体从入口端口144流入第一容积146中、流过阻挡板134中的孔隙150并流入第二容积148中。气体从第二容积148流过面板136中的孔隙154进入工艺容积110中。孔隙154的布置和大小允许使气体选择性流入工艺容积110中，以便实现所期望的气体分配。例如，对于某些工艺，可能期望在基板W上实现均匀分配。

一个或多个加热器174设置在面板136上。在一个实施方式中，加热器174设置在面板136内。加热器174可以是能够向面板136提供热的任何机构。在一个实施方式中，加热器174包括可嵌入在面板136内并包围面板136的电阻式加热器。在另一个实施方式中，加热器174包括形成在面板136中的通道(未示出)，所述通道使加热的流体从中流过。加热器174将面板136加热到高温，例如300℉、400℉、500℉或更高。在处理期间(诸如在化学气相沉积工艺期间)将面板136的温度升高到诸如300℉、400℉或500℉的温度使基板W上的污染物颗粒沉积显著更少。

密封件170设置在面板136与阻挡板134之间，以允许工艺容积110内保持真空。第二密封件156设置在面板136与侧壁104之间。在图1的实施方式中，密封件156、170是由诸如聚四氟乙烯(PTFE)、橡胶或硅树脂的材料形成的O形环。也预期了其它密封设计，诸如片状垫圈或结合剂。在常规设计中，面板一般不加热到本文所述的高温(例如，诸如约300℉、400℉或500℉)，因为密封材料在升高的温度(诸如250℉或更高)下降解。然而，通过利用如本文所述的陶瓷面板136，面板136的陶瓷材料限制由加热器174提供的热从面板136接近分配部分164的区域传导到具有密封件156、170在其中的耦接部分166。因此，面板136接近工艺容积110的内部部分可以被加热到升高的温度，而同时与密封件156、170相邻的外部部分保持在较低温度下。这限制了被处理的基板W上的污染物颗粒沉积，同时还保护了密封件156、170免于热降解。因此，在面板136被加热到高温的同时，密封件保持在工艺容积110周围。

图2A示出了面板236的平面图。图2B是图2A的面板236沿着指示的剖面线2B-2B的剖视图。为了清楚起见，同时描述图2A和图2B。可以使用面板236代替图1的面板136。面板236具有主体222，主体222由上表面212、第一下表面214、第二下表面218和外表面210限定，外表面210在上表面212与第一下表面214之间延伸并耦接上表面212和第一下表面214。第三下表面220从第二下表面218到第一下表面214在径向向外且代表性向上的方向上线性地延伸。第三下表面220不垂直于第一下表面214和第二下表面218。在一个示例中，第一下表面214、第二下表面218和第一上表面212彼此平行并各自设置在不同平面中。在这样的示例中，外表面210垂直于第一下表面214、第二下表面218和第一上表面212中的每一个。

在上表面212中形成凹槽216。凹槽216由主体222中的埋头孔形成，并且在所示的示例中，具有圆形形状。主体222的分配部分264限定在凹槽216的壁232的径向内侧。在一个示例中，壁232平行于外表面210，并且具有大于外表面210的高度的高度。耦接部分266限定在凹槽216的径向外侧，并且被表示为主体222的圆形凸缘部分。多个孔隙254形成在分配部分264中，在凹槽216(例如，分配部分264的上表面)与第二下表面218之间延伸。在这样的示例中，在所示的视图中，分配部分264的上表面位于第一下表面214的平面下方的平面中。在图2A和图2B的实施方式中，孔隙254布置成围绕面板236的中心轴线设置的孔隙的同心圆组。然而，应理解，可以利用孔隙254的其它布置来实现从孔隙中穿过的所期望的气体流动和气体分配。

加热器274设置在包围孔隙254的凹槽216中。加热器274可以是能够向面板136提供热的任何机构。在一个实施方式中，加热器274是可嵌入在面板136内并包围面板136的电阻式加热器。在另一个实施方式中，加热器274是形成在面板236中的通道(未示出)，所述通道使加热的流体从中流过。

在外表面210中形成多个对准特征224。在图2A和图2B中，对准特征224是在上表面212与第一下表面214之间延伸穿过主体222的狭槽。对准特征224可以围绕面板236的中心轴线均匀地或不均匀地分配。

主体222具有在上表面212与第一下表面214之间的厚度226。主体222还具有在凹槽216的底部与第二下表面218之间的厚度230。厚度226、230通常被最小化，以便提高面板的制造质量。例如，厚度230被最小化，因此孔隙254可以穿过厚度230形成，诸如通过钻孔，而不会对主体222造成损坏。厚度226、230也可以被最小化以减小由加热器276提供到分配部分264的热对流到耦接部分266所通过的横截面积。厚度226、230可以例如在约1/8英寸与约1英寸之间，诸如约1/4英寸与约3/4英寸之间。例如，厚度226、230可以约为1/2英寸。

凹槽216还具有在其底表面与由上表面212限定的平面之间的深度228。深度228的大小设为允许在整个凹槽216上有足够的气体分配。深度228的大小也设为防止在面板236与RF发生器(诸如图1的RF发生器180)一起使用时在深度228中形成等离子体。通过最小化凹槽216的深度228，由RF发生器产生的远场电流不耦合到由凹槽216限定的容积中的气体，但从中穿过以与处理容积(诸如图1的工艺容积110)内的气体耦合。例如，深度228可以是约300微米至约700微米，诸如约400微米至约600微米。例如，深度228可以约为500微米。

本文描述的实施方式有利地减少了污染物颗粒在基板上的沉积。陶瓷面板允许面板的温度升高到高温，从而限制污染物颗粒的沉积，同时保持设置在外侧的密封件的密封能力。

虽然以上针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，也可以设计本公开内容的其它和进一步实施方式，并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。