[发明专利]气体分散设备

说明书

领域

本发明的实施例一般涉及半导体处理设备。

背景

使用于半导体工艺腔室中的传统的气体分散设备(如，喷淋头、气体分散头或类似物)典型包括水冷的不锈钢主体，该不锈钢主体具有多个气体分散孔，所述多个气体分散孔构造为提供一种或多种工艺气体至工艺腔室的处理空间。然而，本案发明人注意到由于不锈钢的热传递特性的缘故，对某些应用而言，传统的气体分散设备可能无法提供充分的温度控制，因而可能增加气相反应和/或工艺气体成分离解发生在气体分散设备内。

在某些传统的设备中，气体分散孔的尺寸可设计为提供工艺气体成分的高速气体注射，以降低气相反应和工艺气体成分的离解的可能性。然而，本案发明人进一步注意到如此高速注射会在接近气体分散孔处产生气流涡流，从而导致气体分散孔附近的颗粒沉积增加，因而需要更频繁地清洁并维护气体分散设备。

并且，本案发明人注意到利用不锈钢结构的传统的气体分散设备提供了不良的颗粒形成和金属污染控制，进一步导致更频繁的清洁和维护需求，也进一步增加了停机时间并降低了工艺腔室的效能。

因此，本案发明人提供改良的气体分配设备，该气体分配设备可克服至少某些前面所提到的问题和/或可提供其它如下所述的益处。

概述

本文提供气体分散设备的实施例。在某些实施例中，与工艺腔室一起使用的气体分散设备可包括：石英主体，该石英主体具有顶部、环和底板，该环耦接该顶部的底表面，且底板具有多个分散孔相对于该顶部耦接该环；多个石英板，所述多个石英板设置于该顶部与该底板之间，其中所述多个石英板被定位在彼此上方并间隔开来，以在所述多个石英板的每个石英板和该石英底板上形成气室；多个石英管，所述多个石英管用以将气室耦接至所述多个分散孔，所述多个石英管的每个石英管具有设置于气室中的一个气室内的第一端，且所述多个石英管的每个石英管具有耦接所述多个分散孔中的一个分散孔的第二端；和多个导管，所述多个导管设置穿过石英主体的顶部，其中所述多个导管的每个导管耦接气室中的一个气室，以将工艺气体提供至气室。

在某些实施例中，用以提供气体至工艺腔室的气体分散设备可包括：石英主体，所述石英主体具有处理侧、与处理侧相对的第二侧，和至少三个气室，所述至少三个气室包围于石英主体内介于处理侧与第二侧之间，其中各气室彼此之间相互隔离，且至少三组气体分散孔设置于主体的第二侧上，其中所述至少三组气体分散孔的各组气体分散孔流通地耦接所述至少三个气室中的一个对应的气室；多个石英管，所述多个石英管设置于石英主体内，各石英管将气体分散孔耦接至所述至少三个气室中的一个气室；和多个导管，所述多个导管设置穿过该主体的第二侧，其中所述多个导管中的至少一个导管耦接至所述至少三个气室中的一个对应的气室，以将工艺气体提供至该对应的气室。

以下描述本发明的其它及进一步实施例。

附图简要说明

可通过参照描绘于随附附图中的本发明的说明性实施例，而了解以上所简述且更详细于下文中讨论的本发明的实施例。然而，应注意的是，随附附图仅为说明本发明的典型实施例，而非用于限制其范围，本发明也允许其它同等有效的实施例。

图1描绘根据本发明的某些实施例，适于与气体分散设备一起使用的工艺腔室的示意侧视图。

图2至图7描绘根据本发明的某些实施例的气体分散设备的多个实施例的截面图。

图8描绘根据本发明的某些实施例的气体分散设备的底视图。

为方便了解，在可能情况下已使用相同标号以指出各附图中所共有的相同元件。附图并非按比例绘制，且可能为了清晰而加以简化。可考虑将一个实施例的元件和特征有利地并入其它实施例，而无需进一步记载。

具体描述

本文提供气体分散设备的实施例。在至少某些实施例中，相较于传统的气体分散设备，本发明的设备可有利地提供提升的温度控制、改良的对温度改变的反应时间，和/或较大的动态操作范围。本发明的设备的至少某些实施例可进一步有利地提供减少的颗粒形成和污染，从而需要较低的清洁和维护的频率，并因此需要较少的停机时间。本发明的设备的至少某些实施例可进一步有利地提供较低的工艺气体注射速度，因而进一步提供具有减少的颗粒形成和污染的气体分散设备，从而需要较低的清洁和维护的频率，并因此需要较少的停机时间。