改善气流的喷头支撑结构的制作方法_2

文档序号:9703429阅读:来源:国知局
边上。0形环促进电绝缘,并且当耦接到腔室100的真空栗提供负压时,0形环可密封所述可变压力区域148。
[0032]在一个实施例中,通过一个或多个中心支撑构件150,由背板140将气体分配喷头145支撑在气体分配喷头145的中心区域处。所述一个或多个中心支撑构件150可促进气体分配喷头145在气体分配喷头145的中心区域处的支撑,以控制气体分配喷头145的水平分布,从而减少气体分配喷头145因热、重力与真空的中一个或组合而低垂或下垂的倾向。也可由柔性悬置件155将气体分配喷头145支撑在气体分配喷头145的周边处。柔性悬置件155适于从气体分配喷头145的边缘来支撑气体分配喷头145,并且适于容许气体分配喷头145的横向膨胀与收缩。公元2002年11月12日授予且发明名称为“Flexibly Suspended GasDistribut1n Manifold for A Plasma Chamber(用于等离子体腔室的柔性悬置的气体分配歧管)”的美国专利第6,477,980号中揭示了一种柔性悬置件,所述专利的内容以引用方式并入本文。
[0033]腔室100耦接到气体入口160,气体入口 160耦接到气体源与等离子体源165。等离子体源165可以是直流功率源、射频(RF)功率源或远程等离子体源。RF功率源可电感地或电容地耦接到腔室100。气体入口 160经由孔洞162将来自气体源的工艺或清洁气体输送到中间区域170,其中所述中间区域170被界定在背板140与气体分配喷头145之间。在操作的一个实例中,从气体源输送工艺气体,同时由真空栗将腔室100的内部抽气到适当的压力。一个或多个工艺气体流动通过气体入口 160到被界定在背板140与气体分配喷头145之间的中间区域170。接着,所述一个或多个工艺气体从中间区域170流动通过多个开口或气体通道175到处理区域180,所述多个开口或气体通道175形成为穿过气体分配喷头145,所述处理区域180被界定在气体分配喷头145下方以及基板支撑件120上方的区域中。
[0034]通过将基板支撑件120朝向气体分配喷头145移动,使大面积基板105从传送位置升高到处理区域180。可基于气体分配喷头145的下表面与基板支撑件120的基板接收表面190之间的间隔,作为工艺参数改变处理区域180的高度。可由整合式加热器(诸如,耦接到基板支撑件120或设置在基板支撑件120内的加热线圈或电阻式加热器)来加热基板支撑件120。
[0035]可通过耦接到腔室100的等离子体源165,在处理区域180中形成等离子体。等离子体激发气体被沉积在大面积基板105上,以在大面积基板105上形成结构。在一个实施例中,基板支撑件120处于接地电位,以促进处理区域180中的等离子体形成。也可通过其它装置(诸如,热引发的等离子体)在腔室100中形成等离子体。尽管此实施例中所示的等离子体源165耦接到气体入口 160,等离子体源165可耦接到气体分配喷头145或腔室100的其它部分。
[0036]气体分配喷头145由导电材料制成或被涂覆有导电材料,并且经由气体入口160或其它连接方式耦接到等离子体源165,以使气体分配喷头145可作为腔室100内的第一电极。经选择用于气体分配喷头145的材料可包括钢、钛、铝或上述材料的组合,并且可对表面进行研磨或阳极化。气体分配喷头145可包括第一或上表面185A与第二或下表面185B。在一个实施例中,上表面185A与下表面185B在截面中是基本平行的。在另一个实施例中,上表面185A与下表面185B中的至少一个在截面中可以是弯曲的,以界定凹入的表面。在另一个实施例中,上表面185A与下表面185B中的至少一个是弯曲的,以界定凸起的表面。在另一个实施例中,上表面185A与下表面185B中的至少一个是非平行的。在一个实施例中,气体分配喷头145的厚度或截面尺寸在气体分配喷头145的周边处较厚且在气体分配喷头145的中心处较薄,以形成凹状的(dished)或“勺状的(scooped)”下表面185B。在此实施例中,至少上表面185A基本上为平坦的或齐平的。因此,在气体分配喷头145的周边处相对于气体分配喷头145的中心处的较厚截面尺寸形成了相对于基板支撑件120的水平分布为凹入的期望水平分布。在另一个实施例中,基板支撑件120的基板接收表面190基本为平坦的,并且气体分配喷头145的下表面185B相对于基板接收表面190是凹入的。
[0037]图2是图1的腔室100的部分放大截面图。背板140包括延伸穿过背板140的多个开口,诸如第一开口 205A以及一个或多个第二开口 205B。在一个实施例中,所述第一开口 205A适于接收气体入口 160,并且所述一个或多个第二开口 205B配置以接收各个中心支撑构件150。在一个实施例中,第一开口 205A位于背板140的大致上的几何中心处,尽管第一开口205A可位于其它位置处。在使用盖板135的实施例中,盖板135含有用以分别接收气体入口160与中心支撑构件150的通孔210A与210B。
[0038]在一个实施例中,中心支撑构件150中的每一个都包括第一支撑构件215,第一支撑构件215可分离地耦接到第二支撑构件(诸如,悬置配件220)。可以任何适当方式(诸如,通过匹配卡栓紧固件、匹配螺纹化部分、匹配四分之一转紧固件等等),将第一支撑构件215可分离地耦接到悬置配件220。在图2图示的实施例中,螺纹化支撑构件215包括轴230与螺纹化部分235,其中所述轴230位于螺纹化支撑构件215的第一端处,所述螺纹化部分235位于螺纹化支撑构件215的第二端处。螺纹化部分235适于耦接到支撑螺母225。支撑螺母225适于相对于螺纹化部分235与背板140的上表面245旋转。悬置配件220可紧固、焊接、接合或压配到悬置特征结构222中的气体分配喷头145,所述悬置特征结构222形成在气体分配喷头145的主体之中或之上。悬置特征结构222可以是位于气体分配喷头145的主表面上的安装孔或结构,其中所述悬置特征结构222能够以容许由施加到悬置配件220的力通常向上拉拽气体分配喷头145的方式,来容许悬置配件220和气体分配喷头145匹配。由悬置配件220施加到气体分配喷头145的力可仅抵消作用在气体分配喷头145上的重力。悬置配件220可具有键或包括螺纹,键或螺纹可与设置在气体分配喷头145中形成的悬置特征结构222中的沟槽或螺纹啮合。悬置配件220还可包括卡栓安装结构或其它四分之一转安装界面的一部分,卡栓安装结构或其它四分之一转安装界面可与气体分配喷头145中形成的悬置特征结构222耦接。悬置特征结构222配置有相应的基板,所述相应的基板与悬置配件220匹配,如上所述。
[0039]背板140的截面比气体分配喷头145的截面相对较厚。由于气体分配喷头145中的相对厚度与穿孔,气体分配喷头145相对于背板140更加柔性。背板140配置为比气体分配喷头145更加刚硬,因而背板140较不会受诸如重力、真空与热之类力的影响。背板140可因这些力而偏斜,但不会偏斜到气体分配喷头145可经历的程度。因此,气体分配喷头145可经历由上述力造成的一些变形,但所述变形有效地受到背板140的刚硬性的局限。因此,可通过调整支撑螺母225来预先确定并抵消气体分配喷头145及/或背板140中的下垂或变形。
[0040]支撑螺母225还接触背板140的上表面245上或附近的表面。支撑螺母225抵靠背板140的表面的旋转相对于背板140升高或降低轴230、悬置配件220与气体分配喷头145,从而控制气体分配喷头145的水平分布。在一个实施例中,轴230的第一端包括耦接机构240,耦接机构240促进螺纹化支撑构件215与悬置配件220的耦接和去耦接。帽250设置在各个支撑螺母225上方,以促进第二开口205B周围的真空密封。在使用盖板135的实施例中,帽250包括管状导管255,管状导管255设置在背板140的上表面245与盖板135之间的空间中。在一个实施例中,帽250包括夹持部260,夹持部260通过紧固件265耦接到盖板135或直接地耦接到背板140(未图示)。夹持部260压缩密封件270,所述密封件270位于帽250与盖板135之间或位于帽250与背板140(未图示)之间。
[0041]图3A是背板140的另一个实施例的部分截面图。在此实施例中,中心支撑构件150的支撑螺母225设置在凹部305中,凹部305形成在背板140的上表面245中。支撑螺母225可相对于轴230的螺纹化部分310与凹部305的表面旋转。由减少摩擦的材料制成的垫圈(未图示)可设置在凹部305的表面与支撑螺母225之间。垫圈也可作为密封件,以促进腔室的真空密封。支撑螺母225的旋转促进施加到气体分配喷头145的局部力,支撑螺母225的旋转连同其它中心支撑构件150控制气体分配喷头145的水平分布。在此实施例中,示出帽250直接地耦接到背板140,以密封凹部305。
[0042]在此图中,更清楚地显示了中心支撑构件150的耦接机构240。在一个方面中,耦接机构240包含沟槽/键器件,所述沟槽/键器件提供含有一个或多个键320的可分离界面,其中所述一个或多个键设置在轴230的远端且与形成在悬置配件220中的
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