氣體噴灑頭的製作方法

2023-05-19 03:41:31

專利名稱：氣體噴灑頭的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關於一種氣體噴灑頭，且特別是有關於一種可以噴灑兩種以上氣體，且能達到均勻混合效果的氣體噴灑頭。
背景技術：
隨著鍍膜製程的發展，在化學氣相沈積的反應過程中，如何將氣體均勻地噴灑到腔室中便成為重要的問題。對此，氣體分布模塊(gas distribution module),特別是氣體噴灑頭(gas showerhead)扮演了重要的角色。針對氣體分布模塊或氣體噴灑頭的設計與結構，已經有數種專利提出。美國專利US 7138336B2與美國專利US 7641939B2採用噴灑頭進氣、腔室側邊抽氣的方式控制氣體 進出。美國專利US 6921437揭露一種可預先混合先驅氣體的氣體分布模塊，但不適用於先驅氣體不可預先混合的製程。美國專利US 6478872揭露一種將氣體輸送至腔室的方法，以及用於輸送氣體的噴灑頭。然而該設計的構造複雜，且製造成本昂貴。

實用新型內容本實用新型提供一種氣體噴灑頭，可以噴灑兩種以上氣體，且達到均勻混合的效
果O本實用新型提出一種氣體噴灑頭，包括一噴灑頭主體，其特徵在於噴灑頭主體具有氣體作用表面與位於氣體作用表面上的多個進氣孔，其中各進氣孔包括第一進氣道與開設於第一進氣道周圍的至少一第二進氣道，且第一進氣道的進氣面積與第二進氣道的進氣面積的比例在I : 1.5 I : 2.5之間。在進氣孔的進氣方向上，第一進氣道的長度比第二進氣道的長度多O. 5mm I. 5mm。在本實用新型的一實施例中，上述的第一進氣道的進氣面積例如在I. 8mm2 2. Imm2 之間。在本實用新型的一實施例中，上述的第二進氣道的進氣面積例如在3. 6mm2 4. 2mm2 之間。在本實用新型的一實施例中，該至少一第二進氣道為一環狀進氣道，且該環狀進氣道環繞該第一進氣道。在本實用新型的一實施例中，該至少一第二進氣道為多個第二進氣道，圍繞該第一進氣道。在本實用新型的一實施例中，上述的第二進氣道的進氣方向例如與第一進氣道的進氣方向平行。在本實用新型的一實施例中，上述的第二進氣道的進氣方向與第一進氣道的進氣方向例如成一夾角。在本實用新型的一實施例中，上述的進氣孔還包括錐形開口，與第一進氣道以及第二進氣道相連通。[0013]在本實用新型的一實施例中，上述的第一進氣道與噴灑頭主體例如為一體成型。在本實用新型的一實施例中，上述的第一進氣道例如是利用螺接或緊密配合的方式連接於噴灑頭主體上。在本實用新型的一實施例中，氣體噴灑頭還包括位於氣體作用表面的中心位置的中央排氣口。在本實用新型的一實施例中，上述的中央排氣口例如是由多個排氣孔所構成。在本實用新型的一實施例中，上述的中央排氣口的排氣面積與進氣孔的總進氣面積的比例例如為O. 03 O. 04。在本實用新型的一實施例中，上述的中央排氣口的排氣面積與進氣孔的總進氣面積的比例例如小於O. 03。 在本實用新型的一實施例中，上述的噴灑頭主體還包括至少一環狀排氣口，環狀排氣口例如是以中央排氣口為中心，呈同心圓狀配置。在本實用新型的一實施例中，上述的環狀排氣口由多個排氣孔所構成。本實用新型的有益效果基於上述，本實用新型的氣體噴灑頭由於其第一進氣道與第二進氣道具有優化的進氣面積比例，在噴灑氣體時，能使其均勻地混合。

圖IA是依照本實用新型第一實施例所繪示的氣體噴灑頭的立體示意圖。圖IB是依照本實用新型第一實施例所繪示的氣體噴灑頭的正視圖。圖IC是圖IB的氣體噴灑頭的進氣孔局部放大圖。圖ID是沿著圖IC的BB線的剖面圖。圖2A是依照本實用新型第二實施例所繪示的進氣孔的正視圖。圖2B是沿著圖2A的C-C聯機的剖面圖。圖3A是依照本實用新型第三實施例所繪示的一種進氣孔的剖面圖。圖3B是依照本實用新型第三實施例所繪示的另一種進氣孔的剖面圖。圖4是依照本實用新型第四實施例所繪示的氣體噴灑頭的正視圖。圖5是依照本實用新型第五實施例所繪示的氣體噴灑頭的正視圖。主要元件符號說明100,400,500 :氣體噴灑頭102、402、502 :噴灑頭主體104,404,504 :氣體作用表面106,200,300,406,506 :進氣孔106a、200a、300a :第一進氣道106b,200b,300b :第二進氣道300c:錐形開口408、508 :中央排氣口408a、510a :排氣孔510:環狀排氣口具體實施方式
為讓本實用新型的上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。圖IA是依照本實用新型第一實施例所繪示的氣體噴灑頭的立體示意圖。圖IB是依照本實用新型第一實施例所繪示的氣體噴灑頭的正視圖。圖IC是圖IB的進氣孔的局部放大圖。圖ID是沿著圖IC的BB線所繪示的剖面圖。請一併參照圖IA與圖1B，第一實施例的氣體噴灑頭100包括噴灑頭主體102。噴灑頭主體102具有氣體作用表面104與位於氣體作用表面104上的多個進氣孔106。請參照圖1C，各進氣孔106包括第一進氣道106a與環繞開設於第一進氣道106a周圍的環狀第二進氣道106b。在本實施例中，第一進氣道106a的進氣面積與第二進氣道 106b的進氣面積的比例在I : 1.5 I : 2. 5之間。在進氣孔的進氣方向上，第一進氣道的長度比第二進氣道的長度多O. 5mm I. 5mm。第一進氣道106a的進氣面積例如可在I. 8mm2 2. Imm2之間，而第二進氣道106b的面積例如可在3. 6mm2 4. 2mm2之間。請參照圖1D，在第一實施例中，第一進氣道106a的進氣方向與第二進氣道106b的進氣方向互相平行。圖2A是依照本實用新型第二實施例所繪示的進氣孔正視圖。圖2B是沿著圖2A的C-C聯機所繪示的剖面圖。請一併參照圖2A與圖2B。在第二實施例中，進氣孔200包括第一進氣道200a與環繞第一進氣道200a開設的六個第二進氣道200b，然而，本實用新型並不以此為限，還可依照實際尺寸設計更少或更多個第二進氣道。另外，在圖2B中，第二進氣道200b的進氣方向與第一進氣道200a的進氣方向成一夾角Θ。圖3A與圖3B分別是依照本實用新型第三實施例繪示的兩種進氣孔的剖面圖。請先參照圖3A，進氣孔300具有第一進氣道300a、開設於第一進氣道300a周圍的第二進氣道300b，以及錐形開口 300c。錐形開口 300c與第一進氣道300a與第二進氣道300b相連通。然後請參照圖3B，本圖與圖3A相似，不同者在於，第一進氣道300a的進氣方向與第二進氣道300b的進氣方向成一夾角Θ。在此需指出，進氣道300b的進氣面積是如圖3A與圖3B所示的A。圖4是依照本實用新型第四實施例所繪示的氣體噴灑頭的正視圖。請參照圖4。在第四實施例中，氣體噴灑頭400具有噴灑頭主體402。噴灑頭主體402包括氣體作用表面404以及位於其上的多個進氣孔406。進氣孔406例如與第一實施例的進氣孔106相同。在第四實施例中，氣體噴灑頭400還包括位於氣體作用表面404的中心位置的中央排氣口408。中央排氣口 408包括多個排氣孔408a。在本實施例中，中央排氣口 408的排氣面積與進氣孔406的總進氣面積的比例為O. 03 O. 04。圖5是依照本實用新型第五實施例所繪示的氣體噴灑頭的正視圖。請參照圖5。在第五實施例的氣體噴灑頭500中，噴灑頭主體502、氣體作用表面504、進氣孔506與中央排氣口 508與第五實施例相似。所不同者在於，在第五實施例中，中央排氣口 508的排氣面積與進氣孔506的總進氣面積的比例小於O. 03。為了平衡排氣與進氣，在本實施例中，於氣體作用表面504上再設置環狀排氣口 510。環狀排氣口 510包括多個排氣孔510a，且是以中央排氣口 508為中心，呈同心圓狀配置。[0054]本實用新型的氣體噴灑頭還可參考中國臺灣專利公開號第201111545號(專利名稱氣體分布板及其裝置)所揭露的氣體分布板以及中國臺灣專利申請號第100127734號所揭露的氣體噴灑頭的部份特徵，在此將前述兩案以引用的方式併入本文的中，以供參考。例如，在本實用新型中，第一進氣道可與噴灑頭主體一體成形。另外，第一進氣道例如也可以螺接或緊密配合的方式連接於噴灑頭主體。在本實用新型的各實施例中，氣體噴灑頭還可包括至少一流量計(未繪示)，用以控制中央排氣口及/或環狀排氣口的排氣量。綜上所述，本實用新型的氣體噴灑頭包括第一進氣道與環繞第一進氣道開設的第二進氣道，兩進氣道可供應不同氣體。通過適當地控制第一進氣道的進氣面積與第二進氣道的進氣面積的比例，可調控不同氣體的進氣速率與擴散的程度，進而達到良好的氣體混合效果。本實用新型的氣體噴灑頭還可包括錐形開口，使不同氣體在錐形開口中先行混合，再自進氣孔噴出，從而達到更均勻的混合。另外，本實用新型的氣體噴灑頭還可包括中央排氣口及環狀排氣口，通過同時進行排氣與進氣，使配備氣體噴灑頭的製程腔室內的氣體濃度更趨向一致，並且還可將製程反應中產生的副產物先行抽離，提升製程良率。雖然本實用新型已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本實用新型，任何所屬 技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本實用新型的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定的為準。
權利要求1.一種氣體噴灑頭，包括一噴灑頭主體，其特徵在於 該噴灑頭主體具有一氣體作用表面與位於該氣體作用表面上的多個進氣孔，其中各該進氣孔包括一第一進氣道與開設於該第一進氣道周圍的至少一第二進氣道，且該第一進氣道的進氣面積與該至少一第二進氣道的進氣面積的比例在I : 1.5 I : 2. 5之間， 在該進氣孔的進氣方向上，該第一進氣道的長度比該第二進氣道的長度多O. 5mm I. 5mm。
2.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該第一進氣道的進氣面積在I.8mm2 2. Imm2 之間。
3.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該至少一第二進氣道的進氣面積在3.6mm2 4. 2mm2 之間。
4.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該至少一第二進氣道為一環狀進氣道，且該環狀進氣道環繞該第一進氣道。
5.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該至少一第二進氣道為多個第二進氣道，圍繞該第一進氣道。
6.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該至少一第二進氣道的進氣方向與該第一進氣道的進氣方向平行。
7.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該至少一第二進氣道的進氣方向與該第一進氣道的進氣方向成一夾角。
8.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於各該進氣孔還包括一錐形開口，與該第一進氣道與該至少一第二進氣道相連通。
9.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該第一進氣道與該噴灑頭主體為一體成型。
10.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該第一進氣道是利用螺接或緊密配合的方式連接於該噴灑頭主體上。
11.如權利要求I所述的氣體噴灑頭，其特徵在於還包括位於該氣體作用表面的中心位置的一中央排氣口。
12.如權利要求11所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該中央排氣口是由多個排氣孔所構成。
13.如權利要求11所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該中央排氣口的排氣面積與所述進氣孔的總進氣面積的比例為O. 03 O. 04。
14.如權利要求11所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該中央排氣口的排氣面積與所述進氣孔的總進氣面積的比例小於O. 03。
15.如權利要求14所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該噴灑頭主體還包括至少一環狀排氣口，該環狀排氣口是以該中央排氣口為中心呈同心圓狀配置。
16.如權利要求15所述的氣體噴灑頭，其特徵在於該環狀排氣口由多個排氣孔所構成。
專利摘要本實用新型是一種氣體噴灑頭，包括一噴灑頭主體，其特徵在於噴灑頭主體具有氣體作用表面與位於氣體作用表面上的多個進氣孔，其中各進氣孔包括一第一進氣道與開設於第一進氣道周圍的至少一第二進氣道，且第一進氣道的進氣面積與第二進氣道的進氣面積的比例在1∶1.5～1∶2.5之間。在進氣孔的進氣方向上，第一進氣道的長度比第二進氣道的長度多0.5mm～1.5mm。
文檔編號C23C16/455GK202610324SQ20122017703
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月24日 優先權日2011年12月29日
發明者黃智勇, 陳建志, 王慶鈞, 簡榮禎, 蔡陳德, 林龔樑 申請人:財團法人工業技術研究院