具有主动冷却型格栅的气体分配装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及衬底处理系统，更具体地，涉及包括具有主动冷却型格栅的气体分配装置的衬底处理系统。
【背景技术】
[0002]此处提供的【背景技术】描述是出于大体上呈现本公开的背景的目的。当前署名的发明人的工作，就其在该技术背景部分以及说明书方面中所描述的、可能不符合作为提交时的现有技术的工作而言，既不明示地也不暗示地承认是本公开的现有技术。
[0003]衬底处理系统典型地用于在诸如半导体晶片之类的衬底上图案化、沉积、蚀刻以及灰化出各种类型的薄膜。衬底处理系统典型地包括具有诸如衬底基座、静电卡盘、板等的衬底支架的处理室。诸如半导体晶片之类的衬底可以布置于衬底支架上。
[0004]在化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)处理中，可以将包括一种或更多种前体的气体混合物引入处理室中，以使膜沉积于衬底上。在一些衬底处理系统中，可以将射频(RF)等离子体用于激活化学反应。RF等离子体可以通过气体分配装置而远程地输送至处理室或直接地在处理室中创建。
[0005]例如，在处理的期间，可以将光阻层用于限定膜中的特征。然后，典型地去除光阻层。可以将灰化用于去除光阻层。可以使用远程等离子体源来执行灰化。远程等离子体源典型地通过使用射频或微波信号来激励诸如氧气或氟气之类的反应性气体而生成等离子体。
[0006]可以将诸如喷头之类的气体分配装置布置在远程等离子体源与衬底之间。喷头可以包括由铝制成的板，该板包括限定孔图案的多个孔。板中的孔图案可以大约延伸至位于下面的衬底的边缘。孔充当离子过滤器。在使用期间，由于孔中的离子的复合而导致板中的热量趋向于增加。
[0007]随着衬底尺寸和面积增大，由远程等离子体源供给的RF功率的量典型地需要增大，以针对较大的衬底而维持期望的灰化速率。在较高的RF功率电平下，板的加热升高至不能接受的温度。虽然钎焊型喷头设计允许水冷却，以降低板的温度，但这类设计趋向于具有相对地较低的可靠性。枪钻型喷头设计也允许水冷却，以降低板的温度，但制造昂贵。
【发明内容】
[0008]用于衬底处理系统的格栅组件包括第一部分，该第一部分包括:第一主体，其限定中心开口 ；入口；出口；以及上歧管，其位于第一主体中，并且，与入口或出口流体连通。第二部分布置成与第一部分相邻，并且，包括限定中心开口的第二主体。多个管布置于第二主体的中心开口中。多个管中的第一管与上歧管流体连通。下歧管位于第二主体中，并且，与入口或出口中的另一个流体连通。多个管中的第二管与下歧管流体连通。格栅组件布置在远程等离子体源与衬底之间。
[0009]在其他特征中，第一主体和第二主体为环形。多个管平行地布置于第二部分的中心开口中。上歧管包括具有分别与多个管中的第一管中的多个第二孔流体连通的多个第一孔的底面。O环围绕多个第一孔布置于第一主体的底面，以提供第一主体的底面与第二主体的上表面之间的密封。
[0010]在其他特征中，第二部分包括第二主体的外周向侧表面上的多个第一孔。多个管布置于第一孔中。
[0011]在其他特征中，第一塞布置于多个管的第一管中。第二塞布置于多个管中的第二管中。第二塞具有与第一塞不同的长度。
[0012]在其他特征中，通过第一主体的孔与入口或出口中的另一个流体连通。孔还与下歧管流体连通。O环围绕孔布置在第一主体的底面，以提供第一主体的底面与第二主体的上表面之间的密封。
[0013]在其他特征中，S个上歧管限定于第一主体中。S个上歧管包括上歧管，其中，S是大于一的整数。T个下歧管限定于第二主体中。T个下歧管包括下歧管，其中，T是大于一的整数。
[0014]在其他特征中，S个上歧管中的一半位于第一主体的一侧。S个上歧管中的一半位于第一主体的相对侧。T个下歧管中的一半位于第二主体的一侧。T个下歧管中的一半位于第二主体的相对侧。
[0015]在其他特征中，衬底处理系统包括格栅组件和面板，面板包括孔图案，孔图案包括多个孔，并且，面板布置成与格栅组件的下部相邻。
[0016]在其他特征中，格栅组件的多个管由铝制成，并且，面板由石英制成。多个管具有圆形横截面。多个管具有椭圆形横截面。椭圆形横截面具有平行于包括多个管的平面的短轴。
[0017]根据详细描述、权利要求和附图，本公开的适用性的更大的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例目的仅在于图示，不旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0018]根据详细描述和附图，将更充分地理解本公开，其中:
[0019]图1是根据本公开的衬底处理系统的示例的功能框图；
[0020]图2是根据本公开的格栅组件的示例的透视图；
[0021 ]图3是格栅组件和面板的示例的透视剖视图；
[0022]图4是格栅组件的上部的示例的顶面的平面图；
[0023]图5是图4的上部的底面的透视图；
[0024]图6A是格栅组件的下部的示例的顶面的平面图；
[0025]图6B是管的示例的横截面图；
[0026]图7是图6的下部的底面的透视图；
[0027]图8A和图SB图示管和管相对于面板中的孔的间隔的示例;并且，
[0028]图9图示布置在面板上面的多个冷却格栅组件的示例。
[0029]在附图中，可以重复使用参考编号来识别类似的和/或相同的元件。
【具体实施方式】
[0030]根据本公开的气体分配装置包括格栅组件，该格栅组件包括上部、下部和多个管。多个管在过滤不需要的离子和有害的离子的同时，使等离子体与衬底隔离。在一些示例中，格栅组件电接地且俘获离子，以防止对衬底的损伤。格栅组件可以通过流过管的冷却流体而冷却，以防止熔融。仅举例而言，冷却流体可以包括水、Galden?或其他合适的冷却流体。
[0031]在一些示例中，格栅组件的管平行地布置于平行于喷头面板且位于喷头面板上面的平面上或以相交的图案布置。如果使用，则面板可以布置在格栅组件下面。另外，能够将管图案与位于格栅组件上面或下面的另一格栅组件结合。还可以将格栅组件的图案与喷头图案结合使用，以提供另外的气体分配。
[0032]如能够理解的，具有冷却格栅组件的气体分配装置可以用于任何衬底处理系统中。仅举例而言，具有冷却格栅组件的气体分配装置可以在用于使膜图案化、沉积、蚀刻并灰化于诸如半导体晶片的衬底上的衬底处理系统中使用。
[0033]现在，参考图1，示出了根据本公开的衬底处理系统10的示例。衬底处理系统10包括处理室12和气体分配装置13，气体分配装置13包括格栅组件14。在一些示例中，如将在下文中进一步描述的，远程等离子体可以供给至气体分配装置13或在气体分配装置13中创建。基座16可以布置于处理室12中。在使用期间，可以在基座16上布置衬底18，诸如半导体晶片或其他类型的衬底。
[0034]衬底处理系统10包括气体输送系统20。仅举例而言，气体输送系统20可以包括:一个或更多个气体源22-1、22-2、……、以及22-N(统称为气体源22)；阀24_1、24-2、……、以及24-N(统称为阀24)以及质量流量控制器(MFC)26-l、26-2、……、以及26_N(统称为MFC 26)，其中，N是大于零的整数。气体输送系统20的输出可以在歧管30中混合并输送至远程等离子体源且/或输送至气体分配装置13。
[0035]控制器40可以连接至监测处理室12中的诸如温度、压力等运行参数的一个或更多个传感器41。可以根据需要而设置加热器42，以加热基座16和衬底18。可以设置阀50和栗52，以从处理室12排空气体。
[0036]仅举例而言，远程等离子体源56可以包括创建远程等离子体的等离子体管、感应线圈或另一装置。仅举例而言，远程等离子体源56可以利用RF或微波功率而使用反应性气体，诸如但不限于氧气、氟气、包括氧气和/或氟气的气体混合物以及/或其他反应性气体来创建远程等离子体。在一些示例中，感应线圈围绕喷头的上杆部缠绕，并且，通过经由RF源和匹配网