喷头组件与原子层沉积设备制造技术

本发明专利技术公开一种喷头组件与原子层沉积设备。所述原子层沉积设备的喷头组件用以喷洒反应前驱物至基板载台所承载的基板上，以实现原子层沉积制程。所述喷头组件包括第一梯形柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件，第一梯形柱体部件透过其第一底边与第二梯形柱体部件的第二顶边彼此连接，以及第二梯形柱体部件的第二底边与柱体部件的柱体顶边彼此连接。所述第一梯形柱体部件具有第一底边尺径距离，第二梯形柱体部件具有第二垂直距离，以及柱体部件具有柱体垂直距离，柱体垂直距离与第二垂直距离的比值为大于或等于1.2，以及第二垂直距离与柱体垂直距离的加总小于第一底边尺径距离。透过上述设计，所述喷头组件改善反应前驱物喷洒到基板的均匀度。

【技术实现步骤摘要】
喷头组件与原子层沉积设备
本专利技术关于一种喷头组件与原子层沉积设备，尤其指一种具有特殊规格以在原子层沉积制程中优化基板均匀度的喷头组件，以及使用其的原子层沉积设备。
技术介绍
集成电路技术的发展已经成熟，且目前电子产品朝向轻薄短小、高性能、高可靠性与智能化的趋势发展。电子产品中的晶体管的微缩技术至关重要，小尺寸的晶体管会对电子产品的性能产生重要影响，当晶体管的尺寸愈小，可减少电流传输时间并降低耗能，以达到快速运算并节能的效果。在现今微小的晶体管中，部分关键的薄膜层几乎仅有几个原子的厚度，而发展这些微量结构的技术之一为原子层沉积制程(atomiclayerdepositionprocess,ALDprocess)。原子层沉积制程是一种将物质以单原子的形式一层一层地镀于基板表面的技术，其中在制程中，是使反应前驱物与基板或前一层膜的材料表面进行化学吸附，以生产既薄且均匀的薄膜。在原子层沉积制程中，均匀的沉积薄膜是晶体管微缩的重要基础，如何有效的控制薄膜均匀度为现今的晶体管发展的重要课题。目前原子层沉积制程的均匀度的控制仍未完善，其中一个问题来自设备中的喷头组件主要是透过其中心提供反应前驱物给腔体，此种装置的设计常导致基板的中心接收较多反应前驱物，而基板的外围所接触的反应前驱物的量则远小于基板中心，造成均匀度不佳且使基板难以全面而充分的与反应前驱物反应的问题。为改善上述问题，其中一种方法是使反应前驱物滞留于腔体的时间拉长，使反应前驱物有足够的时间与基板充分反应，但此方法将使制程时间延长而导致生产效率不佳，另有一种方法是将反应前驱物的用量增加以使基板可接触的反应前驱物增加，以弥补基板外围接触较少反应前驱物的问题，然而此方法将造成多于的成本支出。故如何在不影响原制程的效率与成本之下改善反应前驱物沉积于基板的均匀度，为现今原子层沉积制程待克服的议题。
技术实现思路
因此，为了克服习知技术的不足之处，本专利技术实施例提供一种喷头组件与原子层沉积设备，其中喷头组件系用于原子层沉积设备。所述喷头组件的结构具有特殊规格，可使反应前驱物不直接从喷头组件的中心喷洒至腔体内部，而是预先使反应前驱物扩散至喷头组件的全范围(即，由内至外)再同步地喷洒至腔体内部，以提升反应前驱物沉积到基板的均匀度。所述喷头组件具有第一梯形柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件，其中第一梯形柱体部件的第一底边连接第二梯形柱体部件的第二顶边，以及第二梯形柱体部件的第二底边连接柱体部件的柱体顶边，以使第一梯形柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件个别的第一中空部、第二中空部与喷嘴彼此连通。所述柱体部件具有柱体垂直距离，第二梯形柱体部件具有第二垂直距离，以及第一梯形柱体部件具有第一底边尺径距离(例如为第一「梯形圆柱」的底边直径，或为第一「梯形角柱」的底边对角线距离)，其中柱体垂直距离与第二垂直距离的比值大于或等于1.2，柱体垂直距离与第二垂直距离的加总小于第一底边尺径距离。本专利技术实施例提供一种喷头组件用于集成电路制程，其中喷头组件具有第一梯型柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件。所述第一梯型柱体部件具有第一顶边、第一底边与第一中空部。第二梯形柱体部件具有第二顶边、第二底边与第二中空部，且第二顶边与第二底边之间具有第二垂直距离，其中第二顶边连接第一梯形柱体部件的第一底边，以使第二中空部连通第一中空部。柱体部件具有柱体顶边、柱体底部与多个喷嘴，且柱体顶边与柱体底部之间具有柱体垂直距离，其中柱体顶边连接第二梯形柱体部件的第二底边，以使多个喷嘴连通第二中空部，所述多个喷嘴为柱体部件中的多个垂直流道，且喷嘴的多个开口设置于柱体底部。所述柱体垂直距离与第二垂直距离的比值为大于或等于1.2。可选地，所述第一梯形柱体部件的第一底边更包括第一底边尺径距离，其中在第一梯形柱体部件为第一梯形圆柱部件时，第一底边尺径距离为第一底边直径距离，在第一梯形柱体部件为第一梯形角柱部件时，第一底边尺径距离为第一底边对角线距离，其中第二梯形柱体部件的第二垂直距离与柱体垂直距离的加总小于第一底边尺径距离。可选地，所述柱体垂直距离与第二垂直距离的比值为2-4。可选地，所述第一梯形柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件为一体成形或彼此组合形成喷头组件。可选地，所述柱体部件的多个喷嘴的开口的宽度为0.5-1.5毫米(mm)。本专利技术实施例提供的一种喷头组件用于集成电路制程，其中喷头组件具有第一梯型柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件。所述第一梯型柱体部件具有第一顶边、第一底边与第一中空部，且第一底边具有第一底边尺径距离，其中在第一梯形柱体部件为第一梯形圆柱部件时，第一底边尺径距离为第一底边直径距离，在第一梯形柱体部件为第一梯形角柱部件时，第一底边尺径距离为第一底边对角线距离。第二梯形柱体部件具有第二顶边、第二底边与第二中空部，且第二顶边与第二底边之间具有第二垂直距离，其中第二顶边连接第一梯形柱体部件的第一底边，以使第二中空部连通第一中空部。柱体部件具有柱体顶边、柱体底部与多个喷嘴，且柱体顶部与柱体底部之间具有柱体垂直距离，其中柱体顶边连接第二梯形柱体部件的第二底边，以使多个喷嘴连通第二中空部，所述多个喷嘴为柱体部件中的多个垂直流道，且喷嘴的多个开口设置于柱体底部。所述第二垂直距离与柱体垂直距离的加总小于第一底边尺径距离。可选地，所述第一梯形柱体部件、第二梯形柱体部件与柱体部件为一体成形或彼此组合形成喷头组件。可选地，所述柱体部件的多个喷嘴的开口的宽度为0.5-1.5毫米。本专利技术实施例提供的一种原子层沉积设备包括如前述任何一个喷头组件、反应腔体以及基板载台。所述反应腔体包括抽气开口，其中喷头组件设置于反应腔体的上方。基板载台设置于反应腔体内部。所述喷头组件喷洒至少一种反应前驱物至基板载台承载的基板，以及抽气开口将多余的反应前驱物自反应腔体排出。可选地，所述基板载台承载的基板为硅晶圆。简言之，本专利技术实施例提供的喷头组件用于原子层沉积设备，其中喷头组件的结构具有特殊规格，可以使反应前驱物预先扩散至喷头组件的每一处后，再同步地提供至腔体内部，以提高对基板的沉积均匀度，故于对喷头组件有需求的制程与市场(例如集成电路制程)具有优势。附图说明图1是本专利技术实施例的喷头组件的正视示意图。图2是本专利技术实施例的喷头组件的剖面示意图。图3是本专利技术实施例的喷头组件的俯视示意图。图4是本专利技术另一实施例的喷头组件的俯视示意图。图5是本专利技术又一实施例的喷头组件的俯视示意图。图6是本专利技术实施例的喷头组件的上视示意图。图7是本专利技术另一实施例的喷头组件的上视示意图。图8是本专利技术又一实施例的喷头组件的上视示意图。图9是本专利技术实施例的原子层沉积设备的示意图。附图标记说明：1、1A、1B、1C-喷头组件；101-第一梯形柱体部件；102-第二梯形柱体部件；103-柱体部件；1031、1031a、1031b、1031c-喷嘴；101a-第一梯形圆柱部件；101b-第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷头组件，适用于集成电路制程，其特征在于，所述喷头组件包括：/n第一梯形柱体部件，具有第一顶边、第一底边与第一中空部，其中所述第一梯形柱体部件的所述第一底边更包括第一底边尺径距离，其中在所述第一梯形柱体部件为第一梯形圆柱部件时，所述第一底边尺径距离为第一底边直径距离，在所述第一梯形柱体部件为第一梯形角柱部件时，所述第一底边尺径距离为第一底边对角线距离；/n第二梯形柱体部件，具有第二顶边、第二底边与第二中空部，所述第二顶边与所述第二底边之间具有第二垂直距离，其中所述第二顶边连接所述第一梯形柱体部件的所述第一底边，以使所述第二中空部连通所述第一中空部，其中所述第二梯形柱体部件的所述第二垂直距离与所述柱体垂直距离的加总小于所述第一底边尺径距离；以及/n柱体部件，具有柱体顶边、柱体底部与多个喷嘴，所述柱体顶边与所述柱体底部之间具有柱体垂直距离，其中所述柱体顶边连接所述第二梯形柱体部件的所述第二底边，以使所述多个喷嘴连通所述第二中空部，而所述多个喷嘴为所述柱体部件中的多个垂直流道，且所述喷嘴的开口设置于所述柱体底部；/n其中所述柱体垂直距离与所述第二垂直距离的比值为大于或等于1.2。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷头组件，适用于集成电路制程，其特征在于，所述喷头组件包括：
第一梯形柱体部件，具有第一顶边、第一底边与第一中空部，其中所述第一梯形柱体部件的所述第一底边更包括第一底边尺径距离，其中在所述第一梯形柱体部件为第一梯形圆柱部件时，所述第一底边尺径距离为第一底边直径距离，在所述第一梯形柱体部件为第一梯形角柱部件时，所述第一底边尺径距离为第一底边对角线距离；
第二梯形柱体部件，具有第二顶边、第二底边与第二中空部，所述第二顶边与所述第二底边之间具有第二垂直距离，其中所述第二顶边连接所述第一梯形柱体部件的所述第一底边，以使所述第二中空部连通所述第一中空部，其中所述第二梯形柱体部件的所述第二垂直距离与所述柱体垂直距离的加总小于所述第一底边尺径距离；以及
柱体部件，具有柱体顶边、柱体底部与多个喷嘴，所述柱体顶边与所述柱体底部之间具有柱体垂直距离，其中所述柱体顶边连接所述第二梯形柱体部件的所述第二底边，以使所述多个喷嘴连通所述第二中空部，而所述多个喷嘴为所述柱体部件中的多个垂直流道，且所述喷嘴的开口设置于所述柱体底部；
其中所述柱体垂直距离与所述第二垂直距离的比值为大于或等于1.2。


2.如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，其中所述柱体垂直距离与所述第二垂直距离的比值为2-4。


3.如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，其中所述第一梯形柱体部件、所述第二梯形柱体部件与所述柱体部件为一体成形或彼此组合形成所述喷头组件。


4.如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，其中所述柱体部件的所述多个喷嘴的开口的宽度为0.5-1.5毫米。


5.一种喷头组件，适用于集成电路制程，其特征在于，所述喷头组件包括：
第一梯形柱体部件，具有第一顶边、第一底边与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊成，易锦良，许雲齐，
申请(专利权)人：鑫天虹厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35