气体分布器的多个气体喷嘴的流动性质的测量制造技术

一种气体喷嘴测量设备，包含：可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨具有气体喷嘴的气体板；以及感应器板，其尺寸覆盖包含该气体板的前表面的至少一部分的区域。该感应器板包含气体流动感应器，这些气体流动感应器被配置在与该气体板的个别气体喷嘴的位置相对应的位置处，使得各个气体流动感应器能够测量流经面对该气体流动感应器的该个别气体喷嘴的气体流的压力、流速、密度或速度，并且产生可指示或显示流经该个别气体喷嘴的该气体流的压力、流速、密度或速度的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体分布器的多个气体喷嘴的流动性质的测量
技术介绍
本专利技术涉及用以在衬底处理设备中分布气体的气体分布器的气体喷嘴的气体流动特性的测量。在电子电路与显示器的制造中，半导体、电介质与导体材料被沉积且被图案化在诸如硅晶片、复合半导体晶片或介电板之类的衬底上。这些材料是通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)制程、氧化、氮化、离子植入与其它制程来形成。例如，在CVD中，制程气体被引入到腔室内且被热能或RF能量所能量化，以在衬底上沉积膜。在PVD中，使用制程气体来溅射标靶，以在该衬底上沉积标靶材料层。在蚀刻过程中，包含光刻胶或硬质掩膜的图案化掩膜通过平板印刷术被形成在衬底上，并且掩膜特征之间所暴露出的衬底表面的一部分被能量化的制程气体所蚀刻。 在这样的制程中，衬底处理腔室包含具有气体喷头、板与其它结构的气体分布器，其具有多个气体喷嘴以将期望的制程气体引入到腔室中。例如，气体分布器可包含喷头，该喷头包括含有大量孔洞(诸如1000个至9000个孔洞)的面板。在另一版本中，气体板是具有多个圆形间隔的气体喷嘴的环状环，其定位在腔室的侧壁周围，以将气体横向地且从衬底周边周围注射到腔室内。在另一版本中，气体板包含圆形带，该圆形带具有约100个至约500个将气体从衬底周边周围垂直地注射到腔室内的气体喷嘴。在又一版本中,气体板是围绕溅射靶材的圆形环，其具有从靶材周围朝向衬底引入气体的气体喷嘴。在这些气体板的示范性实施例的任一者中，流经气体喷嘴的气体流的气体压力、流速、密度或速度会影响衬底上正被处理的层的处理均匀性。但是，传统的气体板常常无法在腔室中提供均匀的气体流动分布，以使其横跨正被处理的衬底的表面。例如，特定气体板的气体喷嘴可产生压力、流速或速度在一个气体喷嘴与另一喷嘴之间变化的气体流。应相信，由于这些气体喷嘴的直径或长度的较小差异，被加工成气体板的气体喷嘴可提供这样不同的气体流动特性。例如，这些气体喷嘴可具有不同尺寸的直径，这是因为用来使这些气体喷嘴加工成型的加工工具会在钻凿数百或数千个横跨气体板的上述孔洞的期间渐渐磨损。起初，加工工具可产生具有固定直径的孔洞，但随着加工工具的磨损，经加工的孔洞会具有由钝化工具所产生的较大直径或由本身具有较小直径的磨损加工工具所产生的较小直径。此外，气体喷嘴需要小于2/10密尔的加工公差，其如此严格使得稍微磨损的加工工具无法符合该公差。随着磨损加工工具的切割性质的恶化，该工具也会在气体喷嘴的侧壁中产生表面缺陷(诸如毛边、裂缝等)。同时已经发展了气体流动测量设备来测量气体板的个别气体喷嘴的气体流动特性，或者甚至四分之一圆周的这些气体喷嘴的平均流动特性。例如，Sun等人所著的、专利技术名称为 “GAS FLOW CONTROL BY DIFFERENTIAL PRESSURE MEASUREMENTS (通过微分压力测量来控制气体流动)”的、共同转让的美国专利申请11/754，244描述了测量个别气体喷嘴的流动性质、或整个四分之一圆周的这些喷嘴的平均气体流动性质的单一测量、或整个气体板的所有喷嘴的单一侧量，在此通过引用将其整体内容包含在本说明书中。所描述的气体流动测量设备使用了微分压力测量装置，其使用Wheatstone电桥电阻装置的气体压力模拟来运作。但是，当这样的测量设备在测量气体板(其具有大量喷嘴，例如至少100个喷嘴或甚至至少300个喷嘴)的每个气体喷嘴的个别气体流动性质时，这样的测量设备的运作是相当缓慢的。这样的设备也无法以同时的、时间有效的方式来轻易地测量大量气体喷嘴的个别性质。此外，测量气体喷嘴的内表面的表面粗糙度、平滑度或其它质量的传统技术难以实施。喷嘴侧壁表面的表面平滑度或粗糙度会影响在衬底上正被处理的层的性质。例如，具有较粗糙的侧壁的气体喷嘴会造成在面对喷嘴中心部分的衬底部分上沉积稍微较薄的层，以及面对喷嘴周围的较厚的沉积环状物。此外，当使用从具有粗糙或加工不佳的不平坦表面的气体喷嘴中喷出的蚀刻剂气体来蚀刻材料时，面对气体喷嘴中心的衬底部分常常比面对气体喷嘴周围的衬底部分更快地被蚀刻。由于颗粒抹擦效应(grain smearing effect)或当用以形成气体喷嘴的孔洞的加工工具随着时间渐渐地磨损时，导致一些气体喷嘴比起初被加工的喷嘴具有表面较粗糙的侧壁，气体喷嘴的不平坦性可能发生。但是，以轮廓仪进行的传统表面粗糙度方法(其使探针横跨表面来测量表面粗糙度)很难在不割开小直径的气体喷嘴的情况下于其内部实施，并且也无法常常提供精确的表面粗糙度测量。 鉴于包括这些与其它缺陷的各种理由，并且尽管发展了各种气体喷嘴测量设备和方法，但是需要持续地进一步改善个别气体喷嘴的气体流动性质的测量。
技术实现思路
一种气体喷嘴测量设备包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨具有气体喷嘴的气体板；以及感应器板，其尺寸覆盖了包含该气体板的前表面的至少一部分的区域。该感应器板包含气体流动感应器，该气体流动感应器被配置在与该气体板的个别气体喷嘴的位置相对应的位置处，使得各个气体流动感应器可测量流经面对该气体流动感应器的该个别气体喷嘴的气体流的压力、流速、密度或速度，并且产生可指示或显示流经该个别气体喷嘴的该气体流的压力、流速、密度或速度的信号。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体板的气体喷嘴；以及感应器板，包含压阻式压力感应器，该压阻式压力感应器可以监测来自气体喷嘴的撞击气体流的压力。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体板的气体喷嘴；及感应器板，包含衬底，该衬底被涂覆有压力敏感涂料的均匀涂层，该压力敏感涂料的性质可以在来自该气体板的气体喷嘴的气体流的压力施加下发生改变。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体板的气体喷嘴；及感应器板，包含透明晶片，该透明晶片具有膜加热器，该膜加热器将待冷却的均匀热输入提供到横跨其面积的不同范围，其中该范围取决于来自气体喷嘴的撞击气体流的流动。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体板的气体喷嘴；及感应器板，包含衬底，该衬底具有化学反应性涂层，该化学反应性涂层在来自气体板的气体喷嘴的气体流撞击时发生反应以产生可识别的颜色变化。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体板的气体喷嘴；及感应器容器，包含黏稠感应流体，该黏稠感应流体接收从该气体板的该气体喷嘴流出的多个气体流，并且保持该气体流的压力、流速、密度或速度的测量记忆。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体板的气体喷嘴；及感应器板，包含多个微管感应器，该微管感应器的每一者可以感应气体流的压力、流速、速度或密度，该微管感应器被配置在与该气体板中的气体喷嘴阵列的个别气体喷嘴的位置相对应的位置处，使得各个微管感应器可测量流经面对该微管感应器的个别气体喷嘴的气体流的压力、流速、密度或速度。气体喷嘴测量设备的另一版本包含可控气体源，用以提供恒定压力或恒定流速的气体流动，使其横跨气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡泽拉·R·纳伦德瑞纳斯，阿施施·布特那格尔，丹尼尔·L·马丁，罗伯特·T·海拉哈拉，甘歌德哈尔·舍拉凡特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：