[發(fā)明專利]氣體分散設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280051101.0
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103890911B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 戴維·K·卡爾森
• 申請（專利權(quán)）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/3065;H01L21/02
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例一般涉及半導體處理設備。

背景

使用于半導體工藝腔室中的傳統(tǒng)的氣體分散設備(如，噴淋頭、氣體分散頭或類似物)典型包括水冷的不銹鋼主體，該不銹鋼主體具有多個氣體分散孔，所述多個氣體分散孔構(gòu)造為提供一種或多種工藝氣體至工藝腔室的處理空間。然而，本案發(fā)明人注意到由于不銹鋼的熱傳遞特性的緣故，對某些應用而言，傳統(tǒng)的氣體分散設備可能無法提供充分的溫度控制，因而可能增加氣相反應和/或工藝氣體成分離解發(fā)生在氣體分散設備內(nèi)。

在某些傳統(tǒng)的設備中，氣體分散孔的尺寸可設計為提供工藝氣體成分的高速氣體注射，以降低氣相反應和工藝氣體成分的離解的可能性。然而，本案發(fā)明人進一步注意到如此高速注射會在接近氣體分散孔處產(chǎn)生氣流渦流，從而導致氣體分散孔附近的顆粒沉積增加，因而需要更頻繁地清潔并維護氣體分散設備。

并且，本案發(fā)明人注意到利用不銹鋼結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)的氣體分散設備提供了不良的顆粒形成和金屬污染控制，進一步導致更頻繁的清潔和維護需求，也進一步增加了停機時間并降低了工藝腔室的效能。

因此，本案發(fā)明人提供改良的氣體分配設備，該氣體分配設備可克服至少某些前面所提到的問題和/或可提供其它如下所述的益處。

概述

本文提供氣體分散設備的實施例。在某些實施例中，與工藝腔室一起使用的氣體分散設備可包括：石英主體，該石英主體具有頂部、環(huán)和底板，該環(huán)耦接該頂部的底表面，且底板具有多個分散孔相對于該頂部耦接該環(huán)；多個石英板，所述多個石英板設置于該頂部與該底板之間，其中所述多個石英板被定位在彼此上方并間隔開來，以在所述多個石英板的每個石英板和該石英底板上形成氣室；多個石英管，所述多個石英管用以將氣室耦接至所述多個分散孔，所述多個石英管的每個石英管具有設置于氣室中的一個氣室內(nèi)的第一端，且所述多個石英管的每個石英管具有耦接所述多個分散孔中的一個分散孔的第二端；和多個導管，所述多個導管設置穿過石英主體的頂部，其中所述多個導管的每個導管耦接氣室中的一個氣室，以將工藝氣體提供至氣室。

在某些實施例中，用以提供氣體至工藝腔室的氣體分散設備可包括：石英主體，所述石英主體具有處理側(cè)、與處理側(cè)相對的第二側(cè)，和至少三個氣室，所述至少三個氣室包圍于石英主體內(nèi)介于處理側(cè)與第二側(cè)之間，其中各氣室彼此之間相互隔離，且至少三組氣體分散孔設置于主體的第二側(cè)上，其中所述至少三組氣體分散孔的各組氣體分散孔流通地耦接所述至少三個氣室中的一個對應的氣室；多個石英管，所述多個石英管設置于石英主體內(nèi)，各石英管將氣體分散孔耦接至所述至少三個氣室中的一個氣室；和多個導管，所述多個導管設置穿過該主體的第二側(cè)，其中所述多個導管中的至少一個導管耦接至所述至少三個氣室中的一個對應的氣室，以將工藝氣體提供至該對應的氣室。

以下描述本發(fā)明的其它及進一步實施例。

附圖簡要說明

可通過參照描繪于隨附附圖中的本發(fā)明的說明性實施例，而了解以上所簡述且更詳細于下文中討論的本發(fā)明的實施例。然而，應注意的是，隨附附圖僅為說明本發(fā)明的典型實施例，而非用于限制其范圍，本發(fā)明也允許其它同等有效的實施例。

圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，適于與氣體分散設備一起使用的工藝腔室的示意側(cè)視圖。

圖2至圖7描繪根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的氣體分散設備的多個實施例的截面圖。

圖8描繪根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的氣體分散設備的底視圖。

為方便了解，在可能情況下已使用相同標號以指出各附圖中所共有的相同元件。附圖并非按比例繪制，且可能為了清晰而加以簡化。可考慮將一個實施例的元件和特征有利地并入其它實施例，而無需進一步記載。

具體描述

本文提供氣體分散設備的實施例。在至少某些實施例中，相較于傳統(tǒng)的氣體分散設備，本發(fā)明的設備可有利地提供提升的溫度控制、改良的對溫度改變的反應時間，和/或較大的動態(tài)操作范圍。本發(fā)明的設備的至少某些實施例可進一步有利地提供減少的顆粒形成和污染，從而需要較低的清潔和維護的頻率，并因此需要較少的停機時間。本發(fā)明的設備的至少某些實施例可進一步有利地提供較低的工藝氣體注射速度，因而進一步提供具有減少的顆粒形成和污染的氣體分散設備，從而需要較低的清潔和維護的頻率，并因此需要較少的停機時間。