可调节气体分配系统技术方案

本发明专利技术提供一种气体分配装置（１０），它包括多个出口（２６）和至少一个放置在至少一个出口中的可更换插入物（３０）。该插入物带有一个通道（３４），可以改变该至少一个出口的尺寸和／或从该至少一个出口排出的气体的方向。该插入物带有可以基本上为直的和圆柱形的通道。该通道可以具有直径较小的第一部分，和直径较大的第二部分，以便可以有选择地改变该气体分配装置中的出口通道的尺寸。另一种方案是，该插入物带有主要通道和多个从该主要通道分支出来和与该主要通道成一定角度的辅助通道。该主要通道和分支通道之间的角度大约为１０度至９０度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及半导体设备和处理领域，更具体地说，本专利技术涉及一种在半导体制造中有用的可调节气体分配装置。
技术介绍
在半导体和集成电路的制造中，广泛使用晶片处理反应器系统和方法。作为制造半导体和集成电路的一个步骤，晶片处理系统的一个具体形式使用化学蒸气沉积(CVD)，在一个基片的表面上沉积薄膜或层。如在现有技术中所述，在半导体器件制造中的化学蒸气沉积中(或希望反应物以一定的几何学表现形式沉积或形成的其他化学反应器)，经常需要改进简单的基本设计的气体分散系统，对它进行一些达到所希望的最终结果的改变。在美国专利6415736，6410089，6284673，6050506，6184986和6126753中公开了这种系统的例子。为了沉积非常薄的薄膜，可利用原子层沉积(ALD)替换CVD处理。ALD可以在可与工业上趋向低温的趋势相适应的较低温度下进行，具有高的前驱利用效率和可以生产相似的薄的薄膜层。更有利的是，ALD可在原子等级上控制薄膜的厚度，并可用于“纳米工程”的复杂的薄的薄膜。在一个ALD处理循环中，每一种反应气体通过一个喷淋头独立地送入一个反应腔中，使得不产生气体相的互相混合。第一种反应物的一个单层利用物理方法或化学方法吸附在一个基片表面上。最好，利用惰性的清洗气体从该反应腔中排出多余的第一种反应物。然后，将第二种反应物送入该反应腔中，并且通过一种自行限制的表面反应，与第一种反应物反应，形成所希望的薄的薄膜的单层。当开始吸收的第一种反应物充分与第二种反应物反应后，该自行限制的反应停止。利用惰性清洗气体排出多余的第二种反应物。通过按需要重复沉积循环，可得到所希望的薄膜厚度。通过简单地计算沉积循环的数目，可将薄膜厚度控制至原子层的精度。在许多CVD或ALD应用中，气体分配装置中的出口孔的简单的基片几何形状不能达到所需要的沉积厚度。已经显示，出口孔或“间距”的一个固定不变的组并不一定能在一个晶片上形成均匀的沉积。因此，希望改变，该出口孔的形状或尺寸，以达到所希望的最终作用。一种先前技术的方法是改变该出口的位置和/或尺寸，以达到所希望的沉积图形。然而，这种方法的成功是有限的，因为如果例如在对于可以由出口形状影响多于一个基体处理或处方而使用相同的装置中，需要进一步改变，则不能进行调节。因此，需要进一步开发在CVD和ALD中使用的气体分配装置。
技术实现思路
提供了一种在半导体制造中有用的可调节气体分配装置。本专利技术的可调节气体分配装置允许人们改变从该气体分配装置排出的气体的大小和/或方向，因而可以有选择地适应该装置的结构从而达到所希望的最终响应。在一个方面，本专利技术提供一种气体分配装置，它包括多个出口和放置在至少其中一个出口中的至少一个可更换的插入物。该插入物带有适于改变从至少其中一个出口排出的气体的大小和/或方向的通道。该插入物可利用螺纹放置在该出口中。另一种方案是，该插入物可利用压配合放置在该出口中。在一个实施例中，该插入物带有可以基本上为直和圆柱形的通道。该通道可以具有直径较小的第一部分和直径较大的第二部分，以便可以有选择地改变该气体分配装置中的出口通道的尺寸。在另一个实施例中，该插入物带有一个主要通道和多个从该主要通道分支出来并与该主要通道成一定角度的辅助通道。该主要通道和分支通道之间的角度大约为10至90度。在一个实施例中，该主要和分支通道之间的角度大约为90度。在另一个方面，本专利技术提供一种气体分配装置，它包括具有面向处理区域的表面和多个出口通道的整体主体。多个出口通道在所述主体内形成并延伸穿过该表面，用于将气体引入所述处理区域。至少一个可更换的插入物放置在至少其中一个出口通道中，从而允许改变该至少一个出口通道的尺寸和/或从该至少一个出口通道中排出进入处理区域的气体方向。附图说明本专利技术的其他目的和优点从下面参照附图对本专利技术的详细说明中可以清楚得知，其中图1是喷淋头的外部视图，其示出可以安装本专利技术的一个或多个可更换的插入物的多个出口通孔；图2示出如图1所示的喷淋头内的内部气体分配网络；图3是根据本专利技术一个实施例的螺钉式插入物的正视图；图4是根据本专利技术一个实施例的如图3所示螺钉式插入物的俯视图；图5为沿着根据本专利技术一个实施例的如图4所示的螺钉式插入物的A-A线的横截面图；图6为根据本专利技术一个实施例的安装有图3至5所示插入物的喷淋头的部分横截面图；图7为根据本专利技术一个实施例的具有多个与主要通路成一个角度的分支通路的压配合式插入物的正视图；图8为根据本专利技术一个实施例的如图7所示的压配合式插入物的俯视图；图9为根据本专利技术一个实施例的沿着图8所示的压配合式插入物的B-B线的横截面图；图10为根据本专利技术一个实施例的安装有图7至9所示的压配合式插入物的喷淋头的部分横截面图；图11为根据本专利技术一个实施例的具有与主要通路垂直的多个分支通路的压配合式插入物的正视图；图12为根据本专利技术一个实施例的如图11所示的压配合式插入物的俯视图；图13为根据本专利技术一个实施例的沿着图12所示的压配合式插入物的C-C线的横截面图；图14为根据本专利技术一个实施例的安装有图11至13所示的压配合式插入物的喷淋头的部分横截面图； 图15为根据本专利技术一个实施例的示出压配合接合区域的细节的压配合式插入物的正视图；图16为根据本专利技术一个实施例的如图15所示的压配合式插入物的俯视图；图17为根据本专利技术一个实施例的沿着图16所示的压配合式插入物的D-D线的横截面图；图18为根据本专利技术一个实施例的示出图15至17所示的压配合式插入物和喷淋头的出口之间的接合细节的喷淋头的部分横截面图；图19为根据本专利技术一个实施例的示出压配合接合区域细节的压配合式插入物的正视图；图20为根据本专利技术一个实施例的如图19所示的压配合式插入物的俯视图；图21为根据本专利技术一个实施例的示出多个通路的螺钉式插入物的正视图；图22为根据本专利技术一个实施例的如图21所示的螺钉式插入物的俯视图；图23为根据本专利技术一个实施例的沿着图22所示的螺钉式插入物的F-F线的横截面图；图24为根据本专利技术一个实施例的安装有图21至23所示的螺钉式插入物的喷淋头的部分横截面图。具体实施例方式提供了一种在制造半导体中有用的可调节气体分配装置。一般来说，本专利技术的可调节气体分配装置包括多个气体出口和一个或多个安装在一个或多个出口中的插入物，该插入物可改变出口的尺寸和/或从该气体分配装置中出来的气体方向，从而可以有选择地使气体流动的速度和模式适合特定的处理要求。参见附图，其中相同的零件用相同的附图标记表示，更详细地说明本专利技术的可调节气体分配装置。图1表示使用一个或多个本专利技术的插入物的喷淋头10。应当指出，图1所示的喷淋头10只是为了说明，不是要限制本专利技术的范围。下述的插入物可以用在希望调节从装置中出来的气体的流动速度和/或方向的任何其他气体分配装置中。通常，在一个喷淋头中，在一个零件上作出多个通道，通路或孔，以形成一个内部气体分配网络。该零件可以为内部形成一个内部气体分配网络的一个整体块体。该零件也可以由几个单个的块体构成，在每个块体内作出多个通道，通路或孔。然后，利用多个螺钉，将这些单个块体连接和装配成一个单元。所述通道，通路或孔可以利用任何适当的加工方法，诸如钻、铰和放电加工等制成。具体地是，图1示出喷淋头1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体分配装置，它包括：具有面向一个处理区域的表面的体；在该体内形成，并延伸穿过该表面，将气体引入至该处理区域中的多个出口通道；和至少一个可更换的插入物；该插入物放在至少其中一个出口通道中，所述插入物带有一个通道， 适于改变至少其中一个出口通道的尺寸和／或从至少其中一个出口通道排出至处理区域中的气体方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-30 60/475,0791.一种气体分配装置，它包括具有面向一个处理区域的表面的体；在该体内形成，并延伸穿过该表面，将气体引入至该处理区域中的多个出口通道；和至少一个可更换的插入物；该插入物放在至少其中一个出口通道中，所述插入物带有一个通道，适于改变至少其中一个出口通道的尺寸和/或从至少其中一个出口通道排出至处理区域中的气体方向。2.如权利要求1所述的装置，其特征为，所述插入物通道基本上为圆柱形的。3.如权利要求1所述的装置，其特征为，该插入物通道包括直径较小的第一部分和直径较大的第二部分。4.如权利要求1所述的装置，其特征为，所述插入物通道与设置有该插入物的出口通道是同轴的。5.如权利要求1所述的装置，其特征为，该插入物通道包括与设置有该插入物的出口通道共轴的第一部分，和与该第一部分分支并呈一定角度、用于将气体导入处理区域的多个第二部分。6.如权利要求5所述的装置，其特征为，该插入物通道的所述第二部分与该第一部分呈大约10度至大约90度的角度。7.如权利要求5所述的装置，其特征为，该插入物通道的所述第二部分与该第一部分垂直。8.如权利要求5所述的装置，其特征为，该插入物通道的所述第二部分与所述整体主体的表面平行。9.如权利要求1所述的装置，其特征为，所述出口通道基本上为圆柱形的。10.如权利要求9所述的装置，其特征为，所述出口通道包括直径较小的第一部分和直径较大的第二部分。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰伊B德唐特尼，杰克C尧，
申请(专利权)人：阿维扎技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]