背景技术:
1、半导体制造通常涉及在晶片上沉积并图案化结构的一或更多种工艺。随着晶片上或横跨整个晶片的结构和/或材料的复杂性和/或不均匀性增加,施加至晶片上的应力会导致晶片变形(例如,弯翘、扭曲等),其影响从结构形成到产品良率的许多方面。例如,在三维非与(not-and)逻辑门(3d-nand)结构制造中,具有厚、高应力基于碳的硬掩模、金属化图案及衬底沟槽的多层堆叠膜可能引起严重的晶片翘曲,导致前侧光刻叠加(overlay)不匹配、晶片弯翘超出静电卡盘的夹持极限等问题。
2、这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开内容的背景的目的。在此背景技术部分中描述的范围内的当前指定的发明人的工作以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面既不明确也不暗示地承认是针对本公开内容的现有技术。
技术实现思路
1、本说明书中所述主题的一或更多实现方案的细节在附图和下文的描述中阐述。其他特征、方面和优点将根据描述、附图及权利要求变得显而易见。以下非限定实现方案被视为本发明的一部分;根据本发明的整体内容和附图,其他实现方案也将显而易见。
2、一些实现方案提供能够以不同(distinct)或部分混合的状态提供一或更多种气体至气体分配器(例如喷头、喷头基座等)的装置。
3、一些实施方案提供能够将一或更多种气体(例如一或更多种工艺(反应物)气体和/或一或更多种稀释气体)分配在处理室中邻近(例如在上方或在下方)衬底的区域中。
4、额外的方面将于下文的详细描述中阐述,且部分将根据本发明显而易见,或可通过实行所公开的实施方案和/或所主张的主题来获知。
5、根据实施方案,一种装置包括杆体和多个内部流径。该杆体包括近端和远端。该近端包括多个入口。这些入口中的每一者相互不同(distinct)并被配置成接收对应的一或更多种气体。该远端沿着该杆体的纵向轴线设置成相对于该近端。该远端被配置成与沉积装置的气体分配器对接。该远端包括多个出口。所述出口中的至少一者与所述出口中的至少另一者不同(distinct)。该多个内部流径包括第一内部流径和第二内部流径。所述内部流径中的每一者在所述入口中的对应入口与所述出口中的至少一个对应出口之间延伸,使得所述内部流径相互不同(distinct)。所述内部流径中的每一者包括一或更多个结构,其被配置成沿着杆体的纵向轴线引发紊流以响应于对应的一或更多种气体沿着内部流径的流动。
6、在一些实施方案中,所述入口可包括第一入口和第二入口,第一入口的轴线可在第一方向上与杆体的纵向轴线间隔开,第一内部流径的第一部分可沿着第一入口的轴线纵向延伸,第二入口的轴线可在不同于第一方向的第二方向上与杆体的纵向轴线间隔开,且第二内部流径的第一部分可沿着第二入口的轴线纵向延伸。
7、在一些实施方案中,该一或更多个结构可定义第一内部流径的一或更多个第二部分。第一内部流径的第二部分中的每一者可沿着围绕杆体的纵向轴线的第一螺旋路径。此外,该一或更多个结构可定义第二内部流径的一或更多个第二部分。第二内部流径的第二部分中的每一者可沿着围绕杆体的纵向轴线的第二螺旋路径。
8、在一些实施方案中,第一和第二螺旋路径可相互呈不同相位,使得第二内部流径的每一第二部分与第一内部流径的对应第二部分缠绕。
9、在一些实施方案中,该一或更多个第一结构可进一步定义第一内部流径的一或更多个第三部分。第一内部流径的第三部分中的每一者可沿着杆体的纵向轴线线性延伸。此外,该一或更多个第二结构可进一步定义第二内部流径的一或更多第三部分。第二内部流径的第三部分中的每一者可沿着杆体的纵向轴线线性延伸。
10、在一些实施方案中,第一内部流径的第三部分中的每一者可在第二方向上与杆体的纵向轴线间隔开,且第二内部流径的第三部分中的每一者可在第一方向上与杆体的纵向轴线间隔开。
11、在一些实施方案中,第一内部流径的第三部分中的每一者可定义第一室,其包括缩窄第一内部流径的通道的至少一个第一冲击凸部,且第二内部流径的第三部分中的每一者可定义第二室,其包括缩窄第二内部流径的通道的至少一个第二冲击凸部。
12、在一些实施方案中,该至少一个第一冲击凸部可沿着第一室的内壁的第一周围区段(section)延伸,且该至少一个第二冲击凸部可沿着第二室的内壁的第二周围区段延伸。
13、在一些实施方案中,中间参考平面可将第一室和第二室分成对应的分区,且中间参考平面可平行并穿过(cross)杆体的纵向轴线延伸。进一步地,第一室的第一周围区段可设置于中间参考平面的与第二室的第二周围区段相反的一侧上。
14、在一些实施方案中,第一室可包括多个第一冲击凸部,且第二室可包括多个第二冲击凸部。
15、在一些实施方案中,第一内部流径的该一或更多个第二部分可与第一内部流径的该一或更多个第三部分沿着杆体的纵向轴线交替布置,且第二内部流径的该一或更多个第二部分可与第二内部流径的该一或更多个第三部分沿着杆体的纵向轴线交替布置。
16、在一些实施方案中,第一内部流径可包括四个第二部分和三个第三部分,且第二内部流径可包括四个第二部分和三个第三部分。
17、在一些实施方案中,第一内部流径的该四个第二部分中的三个可包括围绕杆体的纵向轴线的至少三个绕转部(revolution)。第一内部流径的该四个第二部分中的一个可包括围绕杆体的纵向轴线的至少一个绕转部,第一内部流径的该四个第二部分中的该一个可比第一内部流径的该四个第二部分中的该三个更靠近杆体的远端。第二内部流径的该四个第二部分中的三个可包括围绕杆体的纵向轴线的至少三个绕转部。第二内部流径的该四个第二部分中的一个可包括围绕杆体的纵向轴线的至少一个绕转部,第二内部流径的该四个第二部分中的该一个可比第二内部流径的该四个第二部分的该三个更靠近杆体的远端。
18、在一些实施方案中,所述出口中的该至少一者可定义第一内部流径的出口,且第一内部流径的第四部分可沿着所述出口中的该至少一者的轴线纵向延伸。所述出口中的该至少一者的该轴线可沿着杆体的纵向轴线延伸。
19、在一些实施方案中,所述出口中的该至少一者的该轴线可与杆体的纵向轴线同轴对准。
20、在一些实施方案中,该一或更多个结构可进一步定义第二内部流径的一或更多第四部分。第二内部流径的第四部分中的每一者可环绕第一内部流径的第四部分。第二内部流径的第四部分中的每一者可包括沿着杆体的纵向轴线延伸的环形通道。每一环形通道可包括较靠近杆体的近端的第一端以及较靠近杆体的远端的第二端。每一第二端可终止于对应冲击表面处,该冲击表面包括沿着杆体的纵向轴线延伸的多个贯通通道孔口。该对应的多个贯通通道孔口可围绕杆体的纵向轴线相互周向隔开。
21、在一些实施方案中,每一环形通道可与杆体的纵向轴线同轴对准。
22、在一些实施方案中,第二内部流径可包括沿着杆体的纵向轴线轴向布置的多个第四部分,且该多个第四部分中的一个第四部分的多个贯通通道孔口的第一中心轴线可周向偏离该多个第四部分中的另一个第四部分的多个贯通通道孔口的第二中心轴线。
23、在一些实施方案中,第一中心轴线可与第二中心轴线不重合。
24、在一些实施方案中,第二内部流径的该一个第四部分的多个贯通通道孔口可定义杆体的远端的所述出口中的多个出口。所述出口中的该多个出口可与第一内部流径的该出口不同。
25、在一些实施方案中,第二内部流径可包括五个该第四部分。
26、在一些实施方案中,第一内部流径的第四部分可延伸得比第二内部流径的第四部分中的每一者离杆体的近端更远。
27、在一些实施方案中,杆体可以是增材制成部件,且内部流径可在杆体中定义连续空隙。
28、在一些实施方案中,杆体可由铝合金形成。
29、在一些实施方案中,内部流径可在杆体内相互流体隔离。
30、在一些实施方案中,气体分配器可为沉积装置的喷头基座。
31、在一些实施方案中,气体分配器可为沉积装置的喷头。
32、在一些实施方案中,内部流径还可包括至少一个第三内部流径。
33、根据实施方案,装置包括喷头。喷头包括第一表面、第二表面和杆体。第一表面包括多个第一入口。第二表面与该第一表面相对。该第二表面包括多个气体分配端口。杆体包括近端、远端和多个内部流径。该近端包括多个第二入口。这些第二入口中的每一者相互不同并被配置成接收一或更多种气体。该远端沿着杆体的纵向轴线设置成相对于该近端。该远端被配置成耦合至喷头的第一表面。该远端包括与该多个第一入口对接的多个出口。所述出口中的至少一者与所述出口中的至少另一者不同。所述内部流径中的每一者在所述第二入口中的对应的第二入口与所述出口中的至少一个对应的出口之间延伸,使得所述内部流径在杆体内相互流体隔离。所述内部流径中的每一者包括被配置成沿着杆体的纵向轴线引发紊流以响应于一或更多种气体的流动的一或更多个结构。所述内部流径中的第一内部流径流体连接至第一组的气体分配端口。所述内部流径中的第二内部流径流体连接至第二组的气体分配端口,该第二组不同于该第一组。
34、在一些实施方案中,该喷头可为喷头基座,其配置成在其外围处或附近支撑衬底,使得衬底的背侧基本上暴露于该多个气体分配端口。
35、在一些实施方案中,装置还可包括处理室,其被配置成将杆体的第一部分和该喷头支撑于其内。该处理室可包括开口,杆体的第二部分延伸穿过该开口以暴露该近端。
36、根据实施方案,装置包括主体。该主体包括第一表面和在第一方向上与第一表面相对的第二表面。所述第一表面包括多个气体分配端口并且被分成多个区域。所述多个气体分配端口包括:成组的第一气体分配端口,其被分布于所述多个区域中的第一区域上,每一第一气体分配端口通过对应的第一气体分配流径流体连接至一或更多个第一气体入口;成组的第二气体分配端口,其被分布于所述多个区域中的第二区域上,每一第二气体分配端口通过对应的第二气体分配流径流体连接至一或更多个第二气体入口;以及成组的第三气体分配端口,其被分布于所述多个区域中的第三区域上,每一第三气体分配端口通过对应的第三气体分配流径流体连接至一或更多个第三气体入口。所述第一区域将所述第二区域与所述第三区域分开。在所述主体内,所述第一气体分配流径与所述第二气体分配流径和所述第三气体分配流径中的每一者分开。
37、在一些实施方案中,该一或更多个第二气体入口还可定义该一或更多个第三气体入口。
38、在一些实施方案中,第一气体分配流径可以被配置成提供一或更多种第一气体至所述第一气体分配端口,使得来自所述第一气体分配端口的所述一或更多种第一气体的输出在所述第一区域上呈现第一气流分布(profile);所述第二气体分配流径可以被配置成提供一或更多种第二气体至所述第二气体分配端口,使得来自所述第二气体分配端口的所述一或更多种第二气体的输出在所述第二区域上呈现第二气流分布;所述第三气体分配流径可以被配置成提供所述一或更多种第二气体至所述第三气体分配端口,使得来自所述第三气体分配端口的所述一或更多种第二气体的输出在所述第三区域上呈现第三气流分布;并且对于相同入口/出口边界条件,所述第一、第二和第三气流分布可以是不同的。
39、在一些实施方案中,第一气流分布可为基本上均匀的,第二气流分布可在第二区域上沿至少一个方向变化,且第三气流分布可在第三区域上沿至少一个方向变化。
40、在一些实施方案中,第二气流分布和第三气流分布中的每一者可随着距第一气流分布的距离增加而增加。
41、在一些实施方案中,所述第二区域和所述第三区域中的每一者可以包括:第一排列的气体分配端口,其具有第一空间关系;以及第二排列的气体分配端口,其具有不同于所述第一空间关系的第二空间关系。
42、在一些实施方案中,第二空间关系可包括比第一空间关系更密集排列的气体分配端口。
43、在一些实施方案中,第一气体分配端口可根据第一空间关系分布于第一区域上。
44、在一些实施方案中,第一排列的气体分配端口可环绕第二排列的气体分配端口。
45、在一些实施方案中,第二排列的气体分配端口可比第一表面的中心更靠近第一表面的外围。
46、在一些实施方案中,所述成组的所述第二气体分配端口可以包括:第一子组的所述第二气体分配端口,其被分布于所述第二区域的第一子区域上;以及第二子组的所述第二气体分配端口,其被分布于所述第二区域的第二子区域上,所述第二区域的所述第二子区域邻近所述第二区域的所述第一子区域。进一步,所述成组的所述第三气体分配端口可以包括:第一子组的所述第三气体分配端口,其被分布于所述第三区域的第一子区域上;以及第二子组的所述第三气体分配端口,其被分布于所述第三区域的第二子区域上,所述第三区域的所述第二子区域邻近所述第三区域的所述第一子区域。
47、在一些实施方案中,在相同入口/出口边界条件下,所述第二气体分配流径可以被配置为使得沿着与所述第二子组的所述第二气体分配端口相关联的这些第二气体分配流径中的每一者的相应流导大于沿着与所述第一子组的所述第二气体分配端口相关联的这些第二气体分配流径中的每一者的每一相应流导。进一步,在相同入口/出口边界条件下,所述第三气体分配流径可以被配置为使得沿着与所述第二子组的所述第三气体分配端口相关联的这些第三气体分配流径中的每一者的相应流导大于沿着与所述第一子组的所述第三气体分配端口相关联的这些第三气体分配流径中的每一者的每一相应流导。
48、在一些实施方案中,所述成组的所述第二气体分配端口还可以包括:第三子组的所述第二气体分配端口,其被分布于所述第二区域的第三子区域上,所述第二区域的所述第三子区域在所述第二区域的所述第一区域与所述第二子区域之间。此外,所述成组的所述第三气体分配端口还可以包括:第三子组的所述第三气体分配端口,其被分布于所述第三区域的第三子区域上,所述第三区域的所述第三子区域在所述第三区域的所述第一区域与所述第二子区域之间。
49、在一些实施方案中,在相同入口/出口边界条件下,所述第二气体分配流径可以被配置为使得沿着与所述第三子组的所述第二气体分配端口相关联的这些第二气体分配流径中的每一者的相应流导大于沿着与所述第一子组的所述第二气体分配端口相关联的这些第二气体分配流径中的每一者的每一相应流导,并小于沿着与所述第二子组的所述第二气体分配端口相关联的这些第二气体分配流径中的每一者的每一相应流导。进一步,在相同入口/出口边界条件下,所述第三气体分配流径可以被配置为使得沿着与所述第三子组的所述第三气体分配端口相关联的这些第三气体分配流径中的每一者的相应流导大于沿着与所述第一子组的所述第三气体分配端口相关联的这些第三气体分配流径中的每一者的每一相应流导,并小于沿着与所述第二子组的所述第三气体分配端口相关联的这些第三气体分配流径中的每一者的每一相应流导。
50、在一些实施方案中,所述第二区域的所述第三子区域可以包括子部分,其中所述第三子组的所述第二气体分配端口的第一多个所述第二气体分配端口被配置成不同于所述第三子组的所述第二气体分配端口的第二多个所述第二气体分配端口。此外,所述第三区域的所述第三子区域可以包括子部分,其中所述第三子组的所述第三气体分配端口中的第一多个所述第三气体分配端口被配置成不同于所述第三子组的所述第三气体分配端口中的第二多个所述第三气体分配端口。
51、在一些实施方案中,第三子组的第二气体分配端口中的第一多个第二气体分配端口可比第三子组的第二气体分配端口中的第二多个第二气体分配端口布置得更密集。此外,第三子组的第三气体分配端口中的第一多个第三气体分配端口可比第三子组的第三气体分配端口中的第二多个第三气体分配端口布置得更密集。
52、在一些实施方案中,该主体可包括多个通道沿不同于第一方向的第二方向延伸,所述通道在不同于第二方向的第三方向上相互间隔开。进一步地,所述通道中的每一者可流体连接至对应的多个所述气体分配端口。
53、在一些实施方案中,所述通道中的每一者在垂直于第二方向的平面上的横截面积可基本上相等。
54、在一些实施方案中,所述通道中的至少一者在垂直于第二方向的平面上的横截面积可不同于所述通道中的至少另一者在垂直于第二方向的平面上的横截面积。
55、在一些实施方案中,所述通道中的相邻通道之间的对应间距可基本上相等。
56、在一些实施方案中,第一多个所述通道可以第一间距沿第三方向布置,且第二多个所述通道可以不同于第一间距的第二间距沿第三方向布置。
57、在一些实施方案中,所述装置还可包括:外壁,其环绕所述主体。所述主体还可以包括:第三表面,其在所述第一表面与所述第二表面之间延伸;多个第一盲腔,其凹入所述第三表面并围绕所述主体的周边布置;以及多个第二盲腔,其凹入所述第三表面并围绕所述主体的周边布置,所述第一盲腔中的每一者在所述第一方向上设置于所述第一表面与所述第二盲腔中的对应一者之间。此外,所述第三表面的在所述第一盲腔与所述第二盲腔之间延伸的部分可以形成间隔壁。所述间隔壁可以包括在所述第三表面中的多个凹部。所述凹部中的每一者可以在所述第一方向上设置于彼此邻近的所述第一盲腔与所述第二盲腔的对应一者之间,以结合所述外壁的内表面形成流体连接所述第一盲腔与所述第二盲腔的对应一者的相应气流通道。
58、在一些实施方案中,第一盲腔中的每一者可流体连接至一或更多个通道。
59、在一些实施方案中,所述通道中的一些通道可将第一盲腔中的两个第一盲腔相互流体连接,相对于主体的中心轴线相互相对的该两个第一盲腔沿第一方向延伸。
60、在一些实施方案中,第一组的所述第一盲腔中的每一第一盲腔可以具有面向所述外壁的所述内表面的第一开口区、并且可以流体连接至第一数量的所述通道;以及第二组的所述第一盲腔中的每一第一盲腔可以具有面向所述外壁的所述内表面的第二开口区、并且可以流体连接至第二数量的所述通道。所述第二开口区可以大于所述第一开口区。所述第二数量可以大于所述第一数量。
61、在一些实施方案中,所述装置还可包括:在所述主体中的多个第一长孔,其从所述主体的第一中心区域径向延伸;以及在所述主体中的多个第二长孔,其从所述主体的第二中心区域径向延伸。所述第一长孔中的每一者可以具有:对应近端,其流体连接至所述一或更多个第一入口中的至少一者;以及对应远端,流体连接至所述第二盲腔中的一第二盲腔,以形成所述第一气体分配流径的至少一者的一对应部分。所述第二长孔的每一者可以具有:对应近端,其流体连接至所述一或更多个第二入口与所述一或更多个第三入口中的至少一者;以及对应远端,其流体连接至所述多个第二盲腔中的第二盲腔,以形成所述第二气体分配流径与所述第三气体分配流径中的至少一者的对应部分。
62、在一些实施方案中,所述第一长孔中的每一者可以在所述主体的第一平面区域中延伸;所述第二长孔中的每一者可以在不同于所述主体的所述第一平面区域的所述主体的第二平面区域中延伸;以及所述第一平面区域比所述第二平面区域可以更靠近所述主体的所述第二表面。
63、在一些实施方案中,所述第一平面区域与所述第二平面区域中的每一者可以比所述通道中的每一者更靠近所述第二表面。
64、在一些实施方案中,第一与第二长孔在垂直于其相应的纵向延伸方向的对应平面上的相应横截面积可以是相等的。
65、在一些实施方案中,第一组的所述第二盲腔可以直接物理且流体连接至所述第一长孔并且可以在所述主体内部与所述第二长孔分开;以及第二组的所述第二盲腔可以直接物理且流体连接至所述第二长孔并且可以在所述主体内部与所述第一长孔分开。所述第二组的所述第二盲腔可以包括:第一子组的第二盲腔,所述第一子组的第二盲腔的每一第二盲腔可以直接物理且流体连接至所述第二长孔的所述远端中的所述第二长孔的一个远端。所述第二组的所述第二盲腔还可以包括:第二子组的第二盲腔,所述第二子组的第二盲腔中的每一第二盲腔可以直接物理且流体连接至所述第二长孔的所述远端中的所述第二长孔的两个远端。
66、在一些实施方案中,所述第一组的所述第二盲腔可以被布置于所述主体的第一区域中;所述第一子组的第二盲腔可以被布置于所述主体的第二区域中;以及所述第二子组的第二盲腔可以被布置于所述主体的第三区域中。所述主体的所述第二区域可以在所述主体的所述第一区域与所述第三区域之间。
67、在一些实施方案中,所述第二区域可以被设置于所述第一区域的相对侧上;以及所述第三区域可以被设置于所述第二区域的相对侧上以及所述第一区域的相对侧上。
68、在一些实施方案中,所述第一长孔中的每一者可以在垂直于其相应的纵向延伸方向的平面上具有基本上相等的第一横截面积;与所述第一子组的第二盲腔相关联的每一第二长孔可以在垂直于其相应的纵向延伸方向的平面上具有基本上相等的第二横截面积;与所述第二子组的第二盲腔相关联的每一第二长孔可以在垂直于其相应的纵向延伸方向的平面上具有基本上相等的第三横截面积;以及所述第一横截面积、所述第二横截面积和所述第三横截面积可以互不相同。
69、在一些实施方案中,所述第三横截面积可大于所述第二横截面积,且所述第二横截面积可大于所述第一横截面积。
70、在一些实施方案中,所述装置还可包括热耦合至主体的冷却导管。该冷却导管可具有被配置成接收处于第一温度的洁净干空气(cda)的入口以及被配置成输出处于不同于第一温度的第二温度的该cda的出口。所述主体可包括凹入第二表面的第一凹槽。所述冷却导管的一部分可以在第一凹槽内延伸。
71、在一些实施方案中,第一帽结构可将所述冷却导管以压迫状态封于所述第一凹槽中。
72、在一些实施方案中,所述冷却导管可由不锈钢形成。
73、在一些实施方案中,所述冷却导管的尺寸可以是使得cda流速能够高达约140标准升每分钟且雷诺数大于约2500。
74、在一些实施方案中,所述装置还可包括电阻加热元件。所述主体还可包括凹入第二表面的第二凹槽。所述电阻加热元件的一部分可以在第二凹槽内延伸。
75、在一些实施方案中,在第一方向上,所述第二凹槽可比所述第一凹槽更深地延伸进入第二表面。此外,在垂直于第一方向的径向方向上,所述第二凹槽的最外部可比所述第一凹槽的最外部更靠近所述主体的外围。
76、在一些实施方案中,所述装置还可包括处理室,其被配置成将主体支撑于其内。该主体可形成喷头的一部分。
77、在一些实施方案中,喷头可以是喷头基座,其被配置成将衬底支撑于其上,使得衬底的大部分背侧暴露于多个气体分配端口。
78、在一些实施方案中,主体可由铝合金形成。
79、以上的概要性描述及以下的详细描述是说明性及解释性的,且旨在对所主张的主题提供进一步的解释。