用於氣體供給設備的噴頭的製作方法

2023-06-01 02:19:36

專利名稱：用於氣體供給設備的噴頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於氣體供^^殳備的噴頭。
背景技術：
HL^適用於半#器件生產者的不同的生產設備。在一個這樣的設備中， 半*晶片支*^^腔內，同時噴頭式氣體^A^管位於晶片之上。噴頭包
括具有分布盤和至少一個內部氣體腔的主體，分布盤的夕卜表面位於晶片^Jl。 穿過分布盤形成通到氣體腔的多個孔。因此，當^I氣體供給到噴頭腔 時，這些氣體穿過分布盤的孔並^J'J晶片上。
噴頭可以適用於不同的半"IM^加工方法。例如，噴頭可以用在例如CVD 的穩態,模式，或者例如ALD的脈衝反應物的,模式。不管是何種IMt
模式，通常期望的是在噴頭分布盤和晶片之間氣^a4JL高度地一致，以M像
會導致在噴頭表面形成顆粒或者嚴重積粉的過分^目^I這樣一類的不期望 的結果。
噴頭表面顆粒形成或者嚴重積粉這兩種不利的效果，通過晶片上的氣體
的紊^^中央空U循環^C^劇。而且，再循環的存錄明缺斬氣體停留時
間的控制，且會發生不期望的顆粒形成的反應。另外，在多數半"^^加工情況 中，最 免在與來自相鄰孔中的氣流^^之前來自每個噴頭孔的氣體直接碰 撞在晶片上。
以前已知的噴頭典型地是穿有小直徑孔，其可充分地限制氣流以產生基
本J^目等的來自^r-"個出口孔的氣流。然而，這些小直徑出口孔能導致從噴頭
噴出氣體的高速射流並且噴射到晶片上。^v噴頭孔噴出 一定的高速流的情況 下，來自每個噴頭孔的氣體可在與來自相鄰孔中的氣流^^之前不利J4^撞晶 片的表面。這樣就^1過強制對流在反應腔中產生氣^#循環區。
相瓦也，在例如低流量、低壓、噴頭到晶片的距離大等的其他情況下， 來自相同噴頭的氣體與來自相鄰的噴頭孔的氣體混合，以便以期望的方式在晶
片上形^J4Ui—致的氣流鋒。
每個噴頭具有其自身的設計規格。這些設計規格不僅包M過噴頭的孔
的直徑，還包括;U^kr之間的間距，但是，由於通過噴頭中的孔的氣流的動力 學H貢，適用於一種工藝情況的噴頭設計會完全不適用於其他工藝情況。

發明內容
本發明提供一種用在半導體加工中的氣體供^i殳備的噴頭，其Jll良了已 知噴頭的上述缺點。
簡而言之，本發明的噴頭包括在一側具有分布盤的主體，至少一個氣體 腔包^"f該主體內。
多個孑U/v分布盤的外表面延伸垂直到形成在噴頭的主體內的腔。此外， 至少一個孔的至少一部分，且tt^;l^斤有的孔，沿著垂直軸線成截頭圓錐體 的形狀，其中截頭圓錐形孔的基底位於或鄰近分布盤的夕卜表面。
在噴頭分布盤中截頭圓錐形孔增強了在高壓應用中來自每個孔的氣體與 來自相鄰孔的氣體的混合。這樣，在高壓/高速應用中最小化或至少減少來自 在噴頭中4封可一個孔的氣體^>工的晶片J^雄的可能性。


參考下列結合附圖的詳細描述可更好地理解本發明，其中在這幾個圖中 相似的附圖;f科^示相似的部件，且其中
圖l是在氣體^裝置中本發明的噴頭的優選實施例的,財見示意圖2是沿著圖1中圓形2-2所取的局部截面圖且為了清楚而放大；
圖3是沿著圖2中線3-3所取的局部平面圖4是與圖2類似的示圖，^示它的^ii;
圖5是與圖2類似的示圖，^示它的進一步^
圖6是沿著圖5中線6-6所取的局部平面圖。
M實施方式
首先參考圖l,用圖解法闡述用於半"!^^加工的>^裝置。裝置10包括 其中支^"半"!^晶片14的J^腔12。噴頭16#於^腔12內，且噴頭 16包括位於離開晶片14但大體平行於晶片14的分布盤18。
至少一個，通常兩個或更多M氣體源20流^i^接到包含在噴頭16 內的歧管。這些歧管形成用於M氣體20的氣體腔。
5W別參考圖2和3，噴頭16包括主體24,該主體24具有下分布盤，
下分布盤具有外部下表面18。氣體腔22形成於主體24中並且顯然可通過常 規方式與一個或更多的M氣體源20連接。
多個間隔的孔28沿著垂直軸線30 AUf表面18到氣體腔22穿過分布盤 26而垂直地形成。至少一個，且^to^是全部孔28沿著垂直軸線30成截頭 圓錐體的形狀，其中每個孔28的基底鄰近分布盤26的夕卜表面18。可選擇地， 孔28"可以如圖5和6所示是截頭稜錐體的形狀，以使分布盤外表面18的表 面積最小。
最刑口圖2中所示，每個孔28的M 32與分布盤26的夕卜表面18對齊， 且其頂端通向^JS氣體腔22。但是，也可選擇^M^J造。
例如，如圖4中所示，每個孔28'包括截頭圓錐體中心部分34，圓柱形部 分36將截頭圓錐體部分34與a氣體腔22連接，且另一個圓柱形部分38將 截頭圓錐體部分34與分布盤26的夕卜表面18;M^^接。因此，只需要孔28' 的"^P分為截頭圓錐體形。
實際上，在噴頭分布盤26中孔28的截頭圓錐體形或截頭稜錐體形甚至 在高壓應用中都可以確保氣體與來自相鄰孔的氣流混合。因而，避免了來自任 何一個噴頭孔28的氣體的直接;QM童,所以最小化了反應腔12中的氣^#循環。
在^S應用中也實現了在與晶片14》M之前，來自每個孔28的氣體與 來自相鄰孔的氣體混合。因此，本發明的噴頭16可以在多種不同的應用和加 工模式下採用，而沒有以前已知的來自任何單獨孔的氣體在晶片14上不期望 的直^^f並撞和導^Jl腔12內不期望的氣^"循環。
才娘前述內容，可以看到本發明提^-種用於半"H^加工的噴頭氣體分 布歧管，其iJ良以前已知的噴頭氣體分布歧管的缺陷。描述完發明後，然而在 不背離如權利要求範圍所限定的本發明樹申的情況下，^域技術人員可以做 許多改進。
權利要求
1、一種用於氣體供給設備的噴頭，包括在一側具有分布盤的主體，包含在所述主體內的至少一個腔，從所述分布盤的外表面垂直延伸到所述至少一個腔的多個孔，其中，至少一個所述孔的至少一部分沿著所述垂直軸線成截頭圓錐形，該截頭圓錐形孔的基底與所述分布盤的所述外表面相鄰。
2、 如權利要求l中定義的本發明，其中所U少一個孔包括多個所述孔。
3、 如權利要求l中定義的本發明，其中截頭圓錐形孔的所ii^與所述 分布盤的所必卜表面對齊。
4、 一種用於氣體供^i殳備的噴頭，包括 在"~#俱有分布盤的主體， 包含在所iii體內的至少一個腔，^J斤述分布盤的夕卜表面垂iX伸到所ii^少一個腔的多個孔， 其中，至少一個所述孔的至少-"^分沿著所述垂直軸線成截頭稜錐形， 該截頭稜錐形孔的M與所述分布盤的所必卜表面相鄰。
5、 如權利要求4中定義的本發明，其中所n少一個孔包括多個所述孔。
6、 如權利要求4中定義的本發明，其中截頭稜錐形孔的所ili^與所述 分布盤的所述外表面對齊。
全文摘要
一種用於氣體供給設備的噴頭。該噴頭包括在一側具有分布盤的主體以及包含在該主體中的至少一個氣體腔。多個孔從分布盤的外表面垂直地延伸到所述腔。另外，至少一個孔的至少一部分沿著所述垂直軸線成截頭圓錐形或截頭稜錐形，該截頭圓錐形或截頭稜錐形孔的基底與分布盤的外表面相鄰。
文檔編號B05B1/14GK101172268SQ20071014644
公開日2008年5月7日 申請日期2007年6月28日 優先權日2006年6月29日
發明者J·B·德杜特尼, R·J·貝利 申請人:阿維扎技術公司