專利名稱：用于氣體分配的保護(hù)罩及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及氣體分配系統(tǒng)，并且更加特別地涉及一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有用于減少系統(tǒng)表面上薄膜和工藝副產(chǎn)物的沉積的氣體罩。
背景技術(shù)：
化學(xué)汽相沉積(CVD)系統(tǒng)為人們所熟知，并且廣泛用于在襯底的表面上沉積或生長各種成分的薄膜。例如，CVD系統(tǒng)常用于在半導(dǎo)體晶片上沉積介電、鈍化和雜質(zhì)層。CVD系統(tǒng)通過向其中設(shè)置有將要被處理的襯底的沉積室中引入反應(yīng)性工藝氣體或試劑蒸汽而工作。隨著汽化材料通過襯底的上方，其被吸收并在襯底的表面上反應(yīng)，從而形成薄膜。還可使用各種惰性載體氣體將固體或液體原料以蒸汽形式載入沉積室中。通常，將襯底加熱以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。
常壓化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)(以下稱作APCVD系統(tǒng))是一種廣泛用于加工半導(dǎo)體晶片的CVD系統(tǒng)。在例如授予Bartholomew等人的美國專利No.4,834,020中介紹了APCVD系統(tǒng)，其作為參考在此引入。在APCVD系統(tǒng)中，沉積室在常壓下工作，同時(shí)引入氣態(tài)原料試劑，從而反應(yīng)并在襯底上沉積薄膜。一種APCVD系統(tǒng)在沉積工藝期間使用傳送帶或輸送機(jī)來移動(dòng)襯底通過一系列沉積室。典型的傳送帶驅(qū)動(dòng)APCVD系統(tǒng)可以具有三至四個(gè)獨(dú)立的沉積室。每個(gè)室具有用于將工藝氣體引入室內(nèi)從而對(duì)襯底進(jìn)行處理的線性工藝氣體噴射器(linear process gas injector)，以及一個(gè)或多個(gè)用于從反應(yīng)室排出氣體和副產(chǎn)物的排氣口。
例如，在授予DeDontney等人的美國專利No.5,683,516中介紹了線性工藝氣體噴射器，其作為參考在此引入。通常，噴射器具有幾個(gè)位于距離襯底表面小于一英寸，并且通常接近于1/8至1/2英寸處的注入口。由于注入口與襯底表面之間的這一有限間隔，注入口或相鄰表面可以迅速由材料和沉積工藝期間產(chǎn)生的副產(chǎn)物所覆蓋。材料和副產(chǎn)物還可以沉積在排氣口接近晶片附近的下邊緣上。隨著時(shí)間推移，這些沉積積累起來，變?yōu)榭赡苈袢氤练e在襯底上的薄膜中的顆粒之源，降低薄膜質(zhì)量。因此必須減緩或防止這種積累。
已經(jīng)進(jìn)行了改進(jìn)來減少CVD系統(tǒng)的注入口和排氣口上沉積物的積累。這種嘗試使用多個(gè)鄰近并圍繞噴射器和排氣口下表面的護(hù)罩。例如，在授予DeDontney等人的美國專利No.5,849,088和授予Bartholomew等人的美國專利No.6,056,824和6,352,592中介紹了這種護(hù)罩，其作為參考在此引入。每個(gè)護(hù)罩通常包括與篩網(wǎng)相接的基體或支撐體，從而形成其中引入諸如氮?dú)獾亩栊云帘螝怏w的通氣室(plenum)。屏蔽氣體通過導(dǎo)管或沿其長度具有孔的陣列的計(jì)量管傳送至通氣室。多條輸送線從氣體支管或APCVD系統(tǒng)中的隔壁裝置向測(cè)量管供給屏蔽氣體。然后，氣體支管連接至通常位于遠(yuǎn)端的外部屏蔽氣體源。惰性氣體通過篩網(wǎng)擴(kuò)散，從而取代并稀釋護(hù)罩附近區(qū)域中的反應(yīng)性工藝氣體，由此減小護(hù)罩本身上面的沉積。
雖然先前的護(hù)罩設(shè)計(jì)在技術(shù)上提供了改進(jìn)，但先前的護(hù)罩設(shè)計(jì)中存在的一個(gè)問題是氧化物、硅酸鹽玻璃和工藝副產(chǎn)物在護(hù)罩部件上的沉積。特別是對(duì)于護(hù)罩篩網(wǎng)，其上的沉積物可以干擾通過篩網(wǎng)的氣流，導(dǎo)致工藝室中的反應(yīng)物或工藝氣體濃度的不平衡。由此，導(dǎo)致了沉積均勻性的下降，這種下降隨著時(shí)間推移而增加，直至晶片內(nèi)的均勻性脫離可接受的范圍。與此相關(guān)的問題是，因?yàn)楸Ｗo(hù)著噴射器的護(hù)罩篩網(wǎng)的水平面形成了工藝室的頂板，形成于其上的沉積物可能碎裂或剝落，導(dǎo)致沉積在襯底上的薄膜被污染?？赡馨l(fā)生的另一個(gè)問題是排氣道中，并且特別是在鄰近排氣道入口位置處的氧化物、玻璃和工藝副產(chǎn)物的沉積。沉積物通常由于排出工藝或反應(yīng)氣體、或者副產(chǎn)物，導(dǎo)致其附著或凝結(jié)在排氣道中相對(duì)較冷的表面上而形成在排氣道中。如上所述，這些沉積物可能碎裂或剝落，導(dǎo)致沉積在襯底上的薄膜被污染。傳統(tǒng)APCVD系統(tǒng)和其它使用用來在晶片或襯底上沉積氧化物的線性噴射器的氧化物沉積工具的再一個(gè)問題在于，需要停止工藝并移出噴射器和通氣口組件從而進(jìn)行離線清潔的頻率。
因此，需要一種設(shè)備和方法，其增加了線性噴射器和相鄰的CVD系統(tǒng)部件的規(guī)定清潔之間的時(shí)間。需要一種設(shè)備，其能夠確保在每個(gè)晶片內(nèi)或在連續(xù)的晶片或襯底之間的工藝均勻性(膜厚)，從而在較大的時(shí)間間隔之上保持穩(wěn)定性。還需要一種設(shè)備和方法，其減少了擴(kuò)罩上和排氣道中以粉末形式沉積的副產(chǎn)物的積累，所述副產(chǎn)物可能剝落并回落到襯底或工件上，在薄膜中產(chǎn)生很高水平的缺陷。期望該設(shè)備和方法降低硅酸鹽玻璃積累在噴射器沉積硬件上，以增大清潔之間的有效運(yùn)行時(shí)間，增大總的運(yùn)行時(shí)間壽命。還需要該設(shè)備和方法降低或消除上述粉末或玻璃積累，從而提高工具或系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)系統(tǒng)的氣體分配系統(tǒng)，通過減少或消除罩、排氣道入口和其它系統(tǒng)部件上的沉積物，使其隨著時(shí)間的推移具有改進(jìn)的工藝均勻性和可重復(fù)性。本發(fā)明的另一目的在于提供規(guī)定的維護(hù)或清潔工作之間延長的工作時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于氣體分配系統(tǒng)的保護(hù)罩。該保護(hù)罩包括基體，具有形成在基體周邊周圍的單元框架；穿孔片，由該單元框架支撐；通氣室，部分地由基體和穿孔片限定；氣體輸送裝置，用于將惰性氣體輸送至通氣室；以及體積插件，設(shè)置在通氣室內(nèi)，用于控制通過該穿孔片的水平部分和垂直部分的氣流的分配。在通氣室內(nèi)設(shè)置體積插件減小了通氣室用于氣流的體積。該體積插件設(shè)置在通氣室內(nèi)，使得通過水平部分的氣流的分配適當(dāng)?shù)嘏c通過穿孔片垂直部分的氣流的分配相平衡。該體積插件可以為三折帶。在本實(shí)施例中，該三折帶具有面對(duì)穿孔片垂直部分的第一面、面對(duì)穿孔片水平部分的第二面和面對(duì)氣體輸送裝置的第三面。該三折帶的第二面和穿孔片的水平部分對(duì)于來自氣體輸送裝置的氣流形成了錐形的通道。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)。該CVD系統(tǒng)包括噴射器，用于向處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)；以及保護(hù)罩，位于噴射器附近，用于保護(hù)噴射器的前表面。該噴射器包括噴射器塞，設(shè)置在試劑注入口槽的端部，以相對(duì)于供給至試劑注入口槽中間的試劑氣流平衡供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣體流，其中減少了保護(hù)罩上反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積和積累。該噴射器塞可設(shè)置有尺寸變化的開口。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于氣體分配系統(tǒng)的罩組件。該罩組件包括一對(duì)噴射器罩體，位于噴射器附近并隔開以限定用于來自噴射器的氣態(tài)物質(zhì)流的接口；以及一對(duì)通氣口罩體，從所述噴射器罩體隔開。噴射器和通氣口罩體限定了用于排出未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物的排氣道入口。設(shè)置通氣口引導(dǎo)組件，用于將來自排氣道入口的未用氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物引導(dǎo)至通氣道。該通氣口引導(dǎo)組件包括第一引導(dǎo)部件，連接至噴射器罩體；以及第二引導(dǎo)部件，連接至通氣口罩體。第一和第二引導(dǎo)部件構(gòu)造為形成排氣道入口的彎曲部分，從而朝向通氣道的中心引導(dǎo)未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物，以降低通氣道壁上未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種具有全體積通氣口組件的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)。該CVD系統(tǒng)包括噴射器；罩組件，用于保護(hù)噴射器的前表面；以及全體積通氣口組件，用于從反應(yīng)室中去除未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物。該全體積通氣口罩組件基本圍繞噴射器體的全長度和寬度，為來自遠(yuǎn)離晶片的反應(yīng)副產(chǎn)物的粉末積累提供較大的體積，從而延長了維護(hù)清接間隔。


通過參照附圖閱讀本發(fā)明的詳細(xì)介紹及所附的權(quán)利要求，將使本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯易懂，附圖中圖1為可以采用根據(jù)本發(fā)明的新型保護(hù)罩的APCVD處理系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在噴射器罩框架內(nèi)具有體積插件的保護(hù)罩的示意圖；圖3A至3D為計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬圖和圖片，其示出了通過現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩的氮?dú)獯登鍤怏w的垂直和水平速度大小分布、以及預(yù)測(cè)的二氧化硅沉積速度；圖4A至4D為CFD模擬圖和圖片，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一和實(shí)施例，通過噴射器罩的氮?dú)獯登鍤怏w的垂直和水平速度大小分布、以及預(yù)測(cè)的二氧化硅沉積速度；圖5A和5B為CFD模擬圖，其示出了與現(xiàn)有技術(shù)的噴射器罩(圖5A)相比，具有體積插件的本發(fā)明噴射器罩(圖5B)內(nèi)的壓強(qiáng)分布；圖6A和6B為CFD模擬圖，其示出了與現(xiàn)有技術(shù)的噴射器罩(圖6A)相比，具有體積插件的本發(fā)明噴射器罩(圖6B)表面處的中間試劑反應(yīng)物的減少；圖7為在試劑分配槽端部處具有試劑塞的現(xiàn)有技術(shù)噴射器的分解圖；圖8為噴射器的截面圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例多個(gè)用于輸送氣體的通道和薄分配溝道和具有設(shè)置在試劑分配溝道端部處的局部塞的試劑塞的位置；圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在槽的端部具有局部塞的內(nèi)部噴射器試劑槽的示意圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴射器局部塞的示意圖，其改變了噴射器試劑槽端部處N2吹清流的方向和大??；圖11為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，具有通氣口引導(dǎo)組件的保護(hù)罩的一部分的示意圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出通氣口引導(dǎo)組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的詳述示意圖；圖13為示意圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，具有通氣口引導(dǎo)組件和體積插件的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)的保護(hù)罩；圖14A和14B為現(xiàn)有技術(shù)的CVD系統(tǒng)(圖14A)與具有全體積通氣口組件的本發(fā)明的CVD系統(tǒng)(圖14B)相比的示意圖；以及圖15至16為CVD系統(tǒng)的局部示意圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例，圖14B的全體積通氣口組件的一半。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明教導(dǎo)了一種方法和設(shè)備，用于降低薄膜和工藝副產(chǎn)物在CVD系統(tǒng)表面上的沉積。
圖1示意地示出了可使用本發(fā)明罩組件的現(xiàn)存已有技術(shù)CVD處理系統(tǒng)10的截面，其在美國專利No.4,834,020中更加詳細(xì)地介紹，該專利在此作為參考引入。如現(xiàn)有技術(shù)已知，常壓CVD系統(tǒng)通常包括一個(gè)或更多個(gè)沿著工藝路線設(shè)置的處理模塊或反應(yīng)室11。每個(gè)處理模塊11包括用于向噴射器下方的反應(yīng)室或處理區(qū)域中注入試劑和其它氣態(tài)物質(zhì)的噴射器。如圖1所示，在所示的示例中，CVD系統(tǒng)10包括四個(gè)處理模塊11，但是可以理解，所采用的處理模塊11的數(shù)量取決于特定工藝的限制。導(dǎo)管(未示出)通常將氣態(tài)物質(zhì)輸送至通過獨(dú)立的流路傳送氣體的噴射器。通過傳送機(jī)沿著工藝路線傳送襯底。
整個(gè)工藝路線封閉在用于襯底的傳送和處理的套筒中。如圖1所示，處理模塊11由緩沖模塊27分開，緩沖模塊27將處理模塊11從處理路線的其它部分隔開。緩沖模塊27可以包括從用于在隔板之間傳送諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w的通氣室主體懸下的多個(gè)隔板。通過與適合的排氣系統(tǒng)(未示出)連接的排氣口從反應(yīng)室排出包括未反應(yīng)氣體在內(nèi)的沉積廢產(chǎn)物。反應(yīng)室沉積區(qū)和襯底通過加熱元件保持在期望的反應(yīng)溫度。
隨著襯底移動(dòng)通過每個(gè)反應(yīng)室11，注入的物質(zhì)彼此和/或與襯底的上表面反應(yīng)，從而形成薄而均勻的層或膜。在CVD工藝中采用的實(shí)際反應(yīng)物部分地取決于所需薄膜的類型和質(zhì)量。在該處理系統(tǒng)10的一種應(yīng)用中，采用諸如TEOS、硅烷或乙硅烷的硅源反應(yīng)物，連同氮?dú)?，以及，如果需要可以采用諸如TMPi、TMB、TEPo、TEB、磷化氫和/或乙硼烷的雜質(zhì)源來沉積薄膜。反應(yīng)物通常供有諸如氮?dú)獾亩栊暂d體氣體。未摻雜或已摻雜的玻璃膜通過與通過噴射器獨(dú)立的口供給的氧氣和/或臭氧反應(yīng)而形成。
如上所述，保護(hù)罩已在現(xiàn)有技術(shù)中采用，以降低沉積物在CVD系統(tǒng)中各個(gè)表面上的積累。具有所謂“框架構(gòu)造”的保護(hù)罩在美國專利No.5,849,088、6,056,824和6,352,592中更加詳細(xì)介紹，其作為參考在此引入。
為了進(jìn)一步改善CVD處理中的保護(hù)罩，本發(fā)明提供了一種具有體積插件或部件的保護(hù)罩，如圖2至6所示。如圖2所示，保護(hù)噴射器罩100包括基體102，基體102具有形成在其周邊附近的單元框架104。穿孔片或篩網(wǎng)106由基體102的單元框架104承載。穿孔片106包括面對(duì)襯底(未示出)的水平部分108和面對(duì)排氣槽(未示出)的垂直部分110。通氣室112由基體102、以及穿孔片106的垂直和水平部分108和110限定。氣體輸送裝置114設(shè)置在通氣室112內(nèi)，用于以一定的流速輸送惰性氣體，使得氣體通過穿孔片106擴(kuò)散。體積插件116設(shè)置在通氣室112內(nèi)，用于控制流過穿孔片106的水平和垂直部分108和110的氣體的速度。
在本示例中有時(shí)也稱作“減體積插件”的體積插件116設(shè)置在通氣室112內(nèi)，從而防止氣體沒有首先受迫流向穿孔片106的水平部分108而直接流出穿孔片106的垂直部分110進(jìn)入排氣道，為水平面108提供更好的保護(hù)。
優(yōu)選，減體積插件116為通過諸如焊接的任何合適手段固定于罩體的基體102的固體折帶?；蛘撸w積插件可以是基體102的整體部分。固體折帶減小了部分地由基體102和穿孔片106限定的腔的內(nèi)部體積。在一個(gè)實(shí)施例中，減體積插件116為沿著基體的全長縱向延伸的三折帶。三折帶具有面對(duì)并設(shè)置在穿孔片106的垂直部分110設(shè)置的第一部分118、面對(duì)穿孔片106的水平部分108的第二部分120、以及面對(duì)氣體輸送裝置114的第三部分122。三折帶116的第二部分120和穿孔片106的水平部分108為來自氣體輸送裝置114氣流形成的錐形通道124。優(yōu)選，錐形通道124沿著水平部分108隨著來自氣體輸送裝置114的氣體由寬變窄。在本實(shí)施例中，薄氣體溝道形成在穿孔片106之間折帶116的第一與第二部分118和120的交叉點(diǎn)處。
優(yōu)選，保護(hù)噴射器罩100還包括用于將未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物引導(dǎo)至通氣道中心的通氣口引導(dǎo)部件302，并由此減少通氣系統(tǒng)壁上的顆粒沉積。通氣口引導(dǎo)部件連接至罩體的基體，并向上和向外延伸至通氣通道。通氣口引導(dǎo)部件可以通過諸如焊接的任何方式連接至基體?；蛘撸饪谝龑?dǎo)部件是罩體基體的整體部分。優(yōu)選，通氣口引導(dǎo)部件以相對(duì)于垂直軸大約10至30度之間的角向外彎曲。通過在護(hù)罩噴射器框架腔內(nèi)設(shè)置減體積插件，吹清惰性氣體被更有效地引導(dǎo)以離開篩網(wǎng)的水平面，并防止篩網(wǎng)上產(chǎn)生重的玻璃沉積。
圖3A至3D和4A至4D利用CFD模擬計(jì)算顯示了氮?dú)?N2)吹清氣通過現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩與具有本發(fā)明的減體積插件的噴射器罩的速度大小分布比較。如圖3A至3D所示，現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩使使大部分氣流離開并通過罩排氣口入口保護(hù)穿孔片的垂直部分，然而在防止穿孔片水平部分上產(chǎn)生嚴(yán)重的反應(yīng)副產(chǎn)物積累的方面則不那么有效，特別是在穿孔片的四個(gè)角。相比，如圖4A至4D所示，具有本發(fā)明的減體積插件的噴射器罩使更大部分氣流離開并保護(hù)穿孔片的水平部分，并且由此減少了反應(yīng)副產(chǎn)物在晶片表面上方的直接積累且隨著時(shí)間推移更好地保持流線譜。
圖5A和5B為由CFD模擬計(jì)算獲得的圖示，顯示了具有本發(fā)明的減體積插件的噴射器罩框架(圖5B)與現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩(圖5A)相比的內(nèi)部壓強(qiáng)分布。具有減體積插件的噴射器罩內(nèi)部的壓強(qiáng)分布在靠近噴射器的計(jì)量管附近表現(xiàn)為較大的值，而在排氣口入口附近表現(xiàn)為較低的值，對(duì)應(yīng)于更好地防止通過穿孔片的水平部分而來自噴射器槽的試劑侵入。噴射器和通氣口罩流在兩個(gè)模擬計(jì)算中都為35/35slm。增大噴射器罩流可以使噴射器罩體框架的整個(gè)減內(nèi)部體積的壓強(qiáng)增大得比現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩的高。
圖6A和6B顯示與現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩(圖6A)相比，具有本發(fā)明的體積插件的改進(jìn)噴射器罩(圖6B)表面處，所得的中間試劑反應(yīng)物的減少。在這種氧化硅沉積模式中，使用氣態(tài)化學(xué)反應(yīng)物四乙基原硅酸鹽(TEOS)和臭氧(O3)來形成二氧化硅(SiO2)。與具有本發(fā)明的體積插件的噴射器罩相比，由TEOS與O3的反應(yīng)形成的中間產(chǎn)物的質(zhì)量分率在用于現(xiàn)有技術(shù)噴射器罩的噴射器罩穿孔片的水平表面處的更加集中。本發(fā)明噴射器罩的反應(yīng)試劑的較低濃度(58％)與更加清潔的穿孔片相關(guān)，實(shí)驗(yàn)中還在實(shí)際進(jìn)行長時(shí)間SiO2沉積后觀察到。本發(fā)明的改進(jìn)罩穿孔片避免了噴射器入口附近SiO2的沉積。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，包括噴射器和保護(hù)罩。該噴射器包括設(shè)置在試劑注入口槽端部的噴射器塞，用于使供給至試劑注入槽端部的惰性吹清氣體與其它噴射流平衡，由此減少反應(yīng)副產(chǎn)物在保護(hù)罩上的沉積和積累，同時(shí)仍然保護(hù)噴射器端部的罩的端板。具有噴射器塞的噴射器將參照?qǐng)D7至10詳細(xì)介紹。
圖7示出了具有現(xiàn)有技術(shù)的噴射器塞或試劑塞202的噴射器200。噴射器由伸長部件204形成，伸長部件204具有端面206和沿著伸長部件204的長度延伸的前氣體輸送面208。伸長部件204包括多個(gè)用于輸送試劑或惰性氣體的伸長通道210。另外，在伸長部件204內(nèi)還形成有多個(gè)在伸長通道210與前氣體輸送面208之間延伸的薄分配溝道或槽212。分配溝道212將氣態(tài)物質(zhì)導(dǎo)向期望氣體混合物在噴射器200下方的襯底上形成薄膜的區(qū)域。端帽214、銅箔216、對(duì)準(zhǔn)引腳218和試劑塞202順序配附于伸長部件204。試劑塞202插入試劑分配通道212的端部。可以在美國專利No.5,683,516中查明該噴射器的更加詳細(xì)的說明，其整個(gè)作為參考在此引入。
在現(xiàn)有技術(shù)中，試劑塞202為指向下的指形。試劑塞的實(shí)體部分阻擋了試劑流出分配溝道212。諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w透過塞202的實(shí)體部分下面的開口流動(dòng)，在分配溝道212的端部形成惰性氣體吹清區(qū)。惰性氣體吹清區(qū)防止試劑氣體流出分配溝道212的端部，由此減少反應(yīng)副產(chǎn)物在鄰近分配溝道端部的保護(hù)罩的端板處的沉積。
然而，保護(hù)著罩板的高惰性吹清氣流可以使注入的試劑集中于離開分配溝道212端部一小段距離的位置，由此導(dǎo)致反應(yīng)副產(chǎn)物在罩的穿孔片的四個(gè)角上的積累更加嚴(yán)重。為調(diào)整分配溝道212端部的惰性氣流，本發(fā)明提供了噴射器局部塞220，如圖10中的實(shí)施例所示。局部塞220一般包括具有槽或開口221的薄片。改變局部塞220中的槽或開口221的尺寸，來調(diào)整吹清氣流。圖8至10詳細(xì)示出了局部塞的一個(gè)示例。如圖8至10所示，開口的尺寸在上部可以非常窄，而在鄰近噴射器前表面的下部則較寬。雖然為了說明的目的提供了一種具體示例，但本發(fā)明不限于此。可以改變局部塞開口的形狀和尺寸，從而在試劑槽的端部提供惰性吹清氣，以降低反應(yīng)副產(chǎn)物在保護(hù)罩穿孔片的端板和四個(gè)角上的沉積。對(duì)于特定的工藝應(yīng)用，過多的氣流將保護(hù)到罩端板，而不導(dǎo)致穿孔片上的過度積累。過少的吹清氣流將使得穿孔片上形成了更不均勻的積累，而未能保護(hù)到罩端板。因此，本發(fā)明允許對(duì)吹清氣流進(jìn)行平衡。
在噴射器中插入局部塞可以消除噴射器罩穿孔片上副產(chǎn)物的過度積累。在噴射器試劑分配通道的端部插入局部塞有利于改變和計(jì)量惰性吹清氣流，由此減少罩的噴射器穿孔片上出現(xiàn)嚴(yán)重的副產(chǎn)物積累，同時(shí)仍然基于每個(gè)具體工藝應(yīng)用保護(hù)到罩端板。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的保護(hù)罩提供了通氣口引導(dǎo)組件300，其具有噴射器罩100和用于引導(dǎo)未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物至通氣道中心的通氣口罩150，由此降低沉積在通氣口外罩側(cè)壁上的反應(yīng)副產(chǎn)物的量。通氣口引導(dǎo)組件300還可以防止反應(yīng)副產(chǎn)物顆?；蛩槠谔幚砥陂g回落到晶片上。參照?qǐng)D11至13詳細(xì)介紹通氣口引導(dǎo)組件300。圖13示出了整個(gè)保護(hù)罩301，包括本發(fā)明的噴射器罩100和通氣口罩150對(duì)。
一般而言，包括通氣口引導(dǎo)組件300的保護(hù)罩301包括一對(duì)位于噴射器附近并隔開以限定用于來自噴射器的反應(yīng)物流的口的噴射器罩體100，以及一對(duì)從噴射器罩體隔開以限定排氣道入口的通氣口罩體150。設(shè)置通氣口引導(dǎo)組件以沿著排氣口的中線引導(dǎo)未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物，并由此減少通氣口外罩側(cè)壁上反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積。
特別地，參照?qǐng)D11至13，為簡(jiǎn)化起見，圖11僅示出了保護(hù)罩的一側(cè)，通氣口引導(dǎo)組件300包括與噴射器罩體100連接的第一引導(dǎo)部件302和與通氣口罩體150連接的第二引導(dǎo)部件304。第一引導(dǎo)部件302向上并向外延伸至通氣道(未示出)。第一引導(dǎo)部件302的延伸部分與垂直軸形成角度。依據(jù)具體應(yīng)用，該角度可以在從約15至30度的范圍內(nèi)。第二引導(dǎo)部件304連接至通氣口罩體150，并向上和向外延伸至通氣道。第二引導(dǎo)部件304的延伸部分與垂直軸形成了范圍在約15至30度的角度。構(gòu)造第一和第二引導(dǎo)部件302和304，以形成排氣口入口向外彎曲的部分，從而將反應(yīng)副產(chǎn)物從排氣道中較冷的通氣口外罩壁引導(dǎo)至排氣道的中心，由此降低反應(yīng)副產(chǎn)物在通氣口罩壁上的沉積。優(yōu)選，第一和第二引導(dǎo)部件302和304平行地向上并向外延伸，并與垂直軸形成范圍在約15至30度的角度。
第一引導(dǎo)部件302可以是噴射器罩體100的基體框架104的整體部分。在此情況下，噴射器罩體100的基體框架104向上延伸，并以相對(duì)于垂直部分的一定角度向外彎曲。第二引導(dǎo)部件304也可以加工為通氣口罩體150的整體部分。
為了防止任何沉積物或碎片回落到晶片上，優(yōu)選第二引導(dǎo)部件304加工為在第二引導(dǎo)部件304、通氣口罩體150與將通氣口罩體150連接至通氣口外罩外壁的側(cè)板308之間形成凹陷306。因此，任何來自通氣口外罩外壁的沉積物或碎片將陷入凹陷306中，并防止其在工藝中回落到晶片上。類似地，第一引導(dǎo)部件302的向外彎曲部分也可以起物理陷阱的作用，其防止了任何來自通氣口外罩內(nèi)壁的沉積物或碎片在工藝中回落到晶片上。
在沒有通氣口引導(dǎo)組件的噴射器罩中，通氣口外罩中的粉狀沉積物可以從排氣道的壁上剝落，并在工藝中直接回落到晶片上。相比，本發(fā)明的保護(hù)罩和通氣口引導(dǎo)組件將未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物引導(dǎo)通過通氣口外罩排氣道的中央。這種對(duì)排出氣體方向的改變減少了通氣口外罩壁上粉狀沉積物的量，由此最小化了可能剝落的碎片的量。另外，通氣口引導(dǎo)組件形成了物理陷阱區(qū)域，使得如果粉末或碎片從通氣壁落下，其可以被捕獲在陷阱區(qū)域中，并防止其在工藝中回落到晶片上。
先前的排氣路線以較低的速度朝向較冷的通氣口罩壁引導(dǎo)罩排氣道入口中的反應(yīng)副產(chǎn)物至較大的體積中，使得粉狀沉積物形成在冷卻壁上。本發(fā)明的通氣口引導(dǎo)組件將排出氣從較冷的通氣口外罩壁變向至排氣道的中心，而未明顯降低速度?？梢宰鳛檩^熱的罩框架的延伸部分的通氣口引導(dǎo)組件表面處于足夠高的溫度(約225至275□)，使得副產(chǎn)物不會(huì)在引導(dǎo)部件上形成粉狀沉積物。粉狀沉積物的形成的發(fā)生進(jìn)一步遠(yuǎn)離，在超出組件引導(dǎo)道的更高高度。這使得集中的工藝副產(chǎn)物移至陷阱區(qū)域，其中任何來自通氣口外罩壁的碎片更容易無害地落入陷阱空間而非在工藝中回落到晶片上。除了減少積累在較近的通氣口外罩壁上的粉末的總量，通過通氣口引導(dǎo)組件的排氣流的較高速度更好地偏轉(zhuǎn)了從通氣壁落下的回落粉末或碎片。按此方式，防止了碎片在工藝中回落到晶片上。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了具有一個(gè)或更多個(gè)沉積室的CVD系統(tǒng)，沉積室其具有全體積通氣口組件400，以形成較大的粉末陷落體積，由此增加需要進(jìn)行清潔維護(hù)前的運(yùn)行時(shí)間?，F(xiàn)在，將參照?qǐng)D14至16介紹具有全體積通氣口組件400的該CVD系統(tǒng)。
一般而言，具有全體積通氣口組件400的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)包括噴射器體402，噴射器體402具有形成有一個(gè)或更多個(gè)用于注入氣態(tài)物質(zhì)的接口409的前表面404。設(shè)置罩組件406，從而保護(hù)噴射器的前表面409。罩組件406包括一對(duì)位于噴射器402附近并隔開以限定用于來自噴射器402的氣態(tài)物質(zhì)流的接口409的噴射器罩體408，以及一對(duì)從每個(gè)所述噴射器罩體408隔開以限定排氣道入口412的通氣口罩體410。設(shè)置全體積通氣口外罩414從而將未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物從反應(yīng)室中去除。通氣口外罩414包括一對(duì)由噴射器罩和通氣口罩體406和408限定的排氣道入口412。一對(duì)通氣道416設(shè)置在噴射器402上方。通氣道416基本圍繞了噴射器體402的全長和全寬。
圖14至16示意性地示出了具有全體積通氣口組件400的CVD系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。圖14示出了全體積通氣口組件400與現(xiàn)有技術(shù)通氣口組件的比較。通氣道416基本圍繞了噴射器體402的全長和全寬。這與通氣道由未圍繞噴射器的寬度和長度的通氣口外罩內(nèi)外壁限定的現(xiàn)有技術(shù)通氣系統(tǒng)形成對(duì)比。
如圖15所示，保護(hù)罩406由噴射器罩體408和通氣口罩體410形成，其具有噴射器402高度上方的延伸部分。保護(hù)罩406包括通氣口引導(dǎo)組件418，其包括為噴射器罩體408設(shè)置并向上延伸至噴射器402高度上方的第一引導(dǎo)部件420。第二引導(dǎo)部件422為通氣口罩體410設(shè)置。第二引導(dǎo)部件422包括向上并向內(nèi)延伸至通氣道416內(nèi)的彎曲部分。因此，第一和第二引導(dǎo)部件420和422限定了向上并向內(nèi)延伸至通氣道416內(nèi)的排氣口入口的彎曲段。
優(yōu)選第二引導(dǎo)部件422向上并向內(nèi)延伸，在第一引導(dǎo)部件420上方與其交叉，使得對(duì)于任何來自通氣道416的粉狀沉積物都不存在在工藝中通過排氣口入口412直接落到晶片上的垂直途徑。噴射器402優(yōu)選通過隔板424連接至通氣道416。第一引導(dǎo)部件420延伸至隔板424上方。通過通氣道416的內(nèi)壁、隔板424和第一引導(dǎo)部件420限定較大的物理陷阱區(qū)域426。第一引導(dǎo)部件420以最小的高度延伸于隔板424的上方，從而形成足以俘獲任何從通氣道416的內(nèi)壁回落的粉狀沉積物或碎片的物理陷阱區(qū)域426。
優(yōu)選，第二引導(dǎo)部件422加工為使得在第二引導(dǎo)部件422、通氣道416的外壁與通氣口罩體410之間形成物理陷阱區(qū)域428。任何從通氣道416外壁落下的粉狀沉積物或碎片接收在物理陷阱428中。
具有全體積通氣口組件400的CVD系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，由于第二通氣口引導(dǎo)部件橫向跨過第一引導(dǎo)部件上方延伸，因此不存在使粉狀沉積物或碎片回落至晶片上的垂直途徑。另外，可以用噴射器可用的最寬橫向幾何空間來形成非常大的粉末陷落體積。這提高了通氣壁需要清潔維護(hù)前的運(yùn)行時(shí)間，由此最小化了系統(tǒng)對(duì)于受重力驅(qū)動(dòng)的粉末或碎片在工藝中回落至晶片上的敏感性。
圖16顯示了全體積通氣口組件的另一個(gè)實(shí)施例，其中引入了惰性吹清氣體通氣口引導(dǎo)組件，以減少排氣口入口412中的玻璃狀或粉狀沉積物。在此實(shí)施例中，噴射器罩體408和通氣口罩體410的內(nèi)部體積向上延伸，從而利于吹清氣體流出分別結(jié)合于第一和第二引導(dǎo)部件420和422的內(nèi)表面的附加穿孔片430和432。具有帶惰性吹清氣體通氣口引導(dǎo)的全體積通氣口組件的CVD系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于從噴射器向上至大體積通氣口外罩的完整排氣道得到更好的吹清，從而進(jìn)一步降低后續(xù)工藝中晶片上潛在的微粒污染。
出于說明和介紹的目的提出了本發(fā)明的前述具體實(shí)施例和示例，并且盡管本發(fā)明通過上述特定的示例說明，但其并不構(gòu)成任何限制。不應(yīng)將本發(fā)明僅限于所公開的具體形式，顯然可以對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行多種改動(dòng)、實(shí)施和變化。為了工藝方便，可以組合上述實(shí)施例中的全部或某些。顯然，本發(fā)明的范圍涵蓋在此公開的一般范圍，并由所附權(quán)利要求及其等效物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體分配系統(tǒng)的保護(hù)罩，包括基體，具有形成在基體周邊周圍的單元框架；穿孔片，由單元框架支撐，所述穿孔片具有面對(duì)襯底的水平部分和面對(duì)排氣口的垂直部分；通氣室，部分地由基體和穿孔片的水平及垂直部分限定；氣體輸送裝置，用于將惰性氣體以一流速輸送至通氣室，使得氣體通過穿孔片擴(kuò)散；以及體積插件，設(shè)置在通氣室內(nèi)，用于控制通過穿孔片的水平部分和垂直部分流動(dòng)的氣體的分配。
2.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)罩，其中該體積插件為連接至基體并設(shè)置在通氣室內(nèi)的折帶，使得通氣室用于氣流的內(nèi)部體積減小，并且充分增大氣流對(duì)于水平部分的分配，從而防止外部氣體侵入該罩的內(nèi)部并形成充分消除穿孔片水平部分上的沉積物的適合的邊界層。
3.如權(quán)利要求2所述的保護(hù)罩，其中該體積插件為延伸基體全長的三折帶，該三折帶具有面對(duì)穿孔片垂直部分的第一面、面對(duì)穿孔片水平部分的第二面和面對(duì)氣體輸送裝置的第三面，其中三折帶的第二面和穿孔片的水平部分隨著來自氣體輸送裝置的氣體沿著穿孔片的水平部分流至垂直部分形成了由寬至窄成錐形的通道。
4.一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，包括噴射器，具有前表面，用于向處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)；以及保護(hù)罩，位于噴射器附近，用于保護(hù)噴射器的前表面，所述保護(hù)罩包括端板和穿孔片；其中，該噴射器包括試劑注入口槽，用于向所述處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)；以及噴射器塞，設(shè)置在試劑注入口槽的端部，以相對(duì)于供給至試劑注入口槽中間的試劑氣體平衡供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣體，其中減少穿孔片上反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積和積累而不允許在端板上形成大量沉積。
5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該噴射器塞設(shè)置有尺寸變化的開口，其限制供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣流，所述開口包括第一窄部和噴射器前表面附近的第二寬部。
6.如權(quán)利要求4或5所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該保護(hù)罩包括基體，具有形成在基體周邊周圍的單元框架；穿孔片，由單元框架支撐，所述穿孔片具有面對(duì)襯底的水平部分和面對(duì)排氣口的垂直部分；通氣室，部分地由基體和穿孔片的水平及垂直部分限定；氣體輸送裝置，用于將惰性氣體以一流速輸送至通氣室，使得氣體通過穿孔片擴(kuò)散；以及體積插件，設(shè)置在通氣室內(nèi)，用于控制通過穿孔片的水平和垂直部分的氣流的分配。
7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該體積插件為連接至基體并設(shè)置在通氣室內(nèi)的折帶，使得通氣室用于氣流的內(nèi)部體積減小，并且充分增大氣流對(duì)于水平部分的分配，從而防止外部氣體侵入該罩的內(nèi)部并形成充分消除穿孔片水平部分上的沉積物的適合的邊界層。
8.如權(quán)利要求7所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該體積插件為延伸基體全長的三折帶，該三折帶具有面對(duì)穿孔片垂直部分的第一面、面對(duì)穿孔片水平部分的第二面和面對(duì)氣體輸送裝置的第三面，其中三折帶的第二面和穿孔片的水平部分隨著來自氣體輸送裝置的氣體沿著穿孔片的水平部分流至垂直部分形成了由寬至窄成錐形的通道。
9.一種用于氣體分配系統(tǒng)的保護(hù)罩組件，包括一對(duì)噴射器罩體，位于噴射器附近并隔開以在其間限定用于來自噴射器的氣態(tài)物質(zhì)流的接口；一對(duì)通氣口罩體，從所述噴射器罩體隔開，其中所述通氣口罩和噴射器罩體限定了用于排出未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物的排氣道入口；以及一對(duì)通氣口引導(dǎo)組件，用于將來自排氣道入口的未用氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物引導(dǎo)至通氣道，其中每個(gè)通氣口引導(dǎo)組件包括第一引導(dǎo)部件，連接至噴射器罩體并向上和向外延伸至通氣道；以及第二引導(dǎo)部件，連接至通氣口罩體并向上和向外延伸至通氣道；其中第一和第二引導(dǎo)部件構(gòu)造為形成排氣道入口的向外彎曲部分，從而朝向通氣道的中心引導(dǎo)未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物，以降低通氣道壁上未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積。
10.如權(quán)利要求9所述的保護(hù)罩組件，其中所述第一引導(dǎo)部件為噴射器罩體的整體部分，而所述第二引導(dǎo)部件為通氣口罩體的整體部分，并且所述第一和第二引導(dǎo)部件基本平行地且與垂直軸以約10至30度之間的角度向上并向外延伸。
11.如權(quán)利要求10所述的保護(hù)罩組件，還包括一對(duì)側(cè)板，用于連接通氣口罩體至通氣道的壁，其中所述側(cè)板、第二引導(dǎo)部件和通氣口罩體形成凹陷以接收顆粒沉積物，并且所述第一引導(dǎo)部件向上且向外延伸以形成用于接收顆粒沉積物的陷阱區(qū)域。
12.如權(quán)利要求9、10或11所述的保護(hù)罩組件，其中該噴射器罩還包括基體，具有形成在基體周邊周圍的單元框架；穿孔片，由單元框架支撐，所述穿孔片具有面對(duì)襯底的水平部分和面對(duì)排氣口的垂直部分；通氣室，部分地由基體和穿孔片的水平及垂直部分限定；氣體輸送裝置，用于將惰性氣體以一流速輸送至通氣室，使得氣體通過穿孔片擴(kuò)散；以及體積插件，設(shè)置在通氣室內(nèi)，用于控制通過穿孔片的水平和垂直部分的氣流的分配。
13.如權(quán)利要求12所述的保護(hù)罩組件，其中該體積插件為延伸基體全長的三折帶，該三折帶具有面對(duì)穿孔片垂直部分的第一面、面對(duì)穿孔片水平部分的第二面和面對(duì)氣體輸送裝置的第三面，其中三折帶的第二面和穿孔片的水平部分隨著來自氣體輸送裝置的氣體沿著穿孔片的水平部分流至垂直部分形成了由寬至窄成錐形的通道。
14.一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，包括噴射器體，具有形成有用于注入氣態(tài)物質(zhì)的接口的前表面和用于連接至通氣口組件的后表面；罩組件，用于保護(hù)噴射器的前表面，所述罩組件包括一對(duì)噴射器罩體，位于噴射器體附近并隔開以在其間限定用于來自噴射器的氣態(tài)物質(zhì)流的接口；以及一對(duì)通氣口罩體，從每個(gè)所述噴射器罩體隔開，其中每個(gè)所述通氣口罩體和噴射器罩體限定了排氣道入口；以及全體積通氣口組件，用于從反應(yīng)室中去除未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物，所述通氣口組件包括一對(duì)排氣道入口，由噴射器罩和通氣口罩體限定，所述排氣道入口至少延伸至噴射器體高度的上方；以及一對(duì)通氣道，設(shè)置于噴射器上方，并基本圍繞噴射器的全長度和寬度。
15.如權(quán)利要求14所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中所述罩組件還包括通氣口引導(dǎo)組件，包括第一引導(dǎo)部件，連接至噴射器罩體并向上延伸于噴射器體后表面上方；以及第二引導(dǎo)部件，連接至通氣口罩體，所述第二引導(dǎo)部件包括向上和向外延伸至通氣道中的彎曲部分；其中所述第一和第二引導(dǎo)部件限定了向上并向內(nèi)延伸至通氣道、以及內(nèi)壁和外壁的排氣口入口的彎曲部分，其中噴射器罩的第一引導(dǎo)部件向上延伸于噴射器高度的上方，從而在內(nèi)壁、第一引導(dǎo)部件與噴射器之間形成陷阱區(qū)域，其中通氣口罩體、第二引導(dǎo)部件和全體積通氣口組件的外壁形成凹陷，用于接收顆粒沉積物，以及其中第二引導(dǎo)部件向上并向內(nèi)延伸跨越第一引導(dǎo)部件上方，使得對(duì)于任何顆粒沉積物不存在通過排氣口入口到襯底的直接途徑。
16.如權(quán)利要求14或15所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中第一和第二引導(dǎo)部件設(shè)置有部分地由穿孔片限定的通氣室，該穿孔片使入口對(duì)于全體積通氣口排成行，并且向通氣室供給惰性氣體并且惰性氣體通過第一和第二引導(dǎo)部件的穿孔片擴(kuò)散。
17.一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，包括噴射器，具有前表面，用于向處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)，所述噴射器包括試劑注入口槽，用于向所述處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)；以及噴射器塞，設(shè)置在試劑注入口槽的端部，以相對(duì)于供給至試劑注入口槽中間的試劑氣流平衡供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣流；以及罩組件，用于保護(hù)噴射器的前表面，所述罩組件包括一對(duì)噴射器罩體，位于噴射器附近并隔開以在其間限定用于來自噴射器的氣態(tài)物質(zhì)流的接口，其中每個(gè)噴射器罩體包括基體，具有形成在基體周邊周圍的單元框架；穿孔片，由單元框架支撐，所述穿孔片具有面對(duì)襯底的水平部分和面對(duì)排氣口的垂直部分；通氣室，部分地由基體和穿孔片的水平及垂直部分限定；氣體輸送裝置，用于將惰性氣體以一流速輸送至通氣室，使得氣體通過穿孔片擴(kuò)散；以及體積插件，設(shè)置在通氣室內(nèi)，用于控制通過穿孔片的水平和垂直部分的氣流的分配；一對(duì)通氣口罩體，從所述噴射器罩體隔開，其中所述通氣口罩和噴射器罩體限定了用于收集未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物的排氣道入口；以及一對(duì)通氣口引導(dǎo)組件，用于將來自排氣道入口的未用氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物引導(dǎo)至通氣道，其中每個(gè)通氣口引導(dǎo)組件包括第一引導(dǎo)部件，連接至噴射器罩體并向上和向外延伸至通氣道；以及第二引導(dǎo)部件，連接至通氣口罩體并向上和向外延伸至通氣道；其中第一和第二引導(dǎo)部件構(gòu)造為形成排氣道入口的向外彎曲部分，從而將未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物引導(dǎo)至通氣道的中心。
18.如權(quán)利要求17所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該體積插件為連接至基體并設(shè)置在通氣室內(nèi)的折帶，使得通氣室用于氣流的內(nèi)部體積減小，并且充分增大氣流對(duì)于水平部分的分配，從而防止外部氣體侵入該罩的內(nèi)部并形成充分消除穿孔片水平部分上的沉積物的適合的邊界層。
19.如權(quán)利要求18所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該體積插件為延伸基體全長的三折帶，該三折帶具有面對(duì)穿孔片垂直部分的第一面、面對(duì)穿孔片水平部分的第二面和面對(duì)氣體輸送裝置的第三面，其中三折帶的第二面和穿孔片的水平部分隨著來自氣體輸送裝置的氣體沿著穿孔片的水平部分流至垂直部分形成了由寬至窄成錐形的通道。
20.如權(quán)利要求17所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中噴射器塞設(shè)置有尺寸變化的開口，其限制供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣流，所述開口包括第一窄部和噴射器前表面附近的第二寬部。
21.如權(quán)利要求17所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中所述第一引導(dǎo)部件為噴射器罩體的整體部分，而所述第二引導(dǎo)部件為通氣口罩體的整體部分，并且所述第一和第二引導(dǎo)部件基本平行地且與垂直軸以約10至30度之間的角度向上并向外延伸。
22.如權(quán)利要求17所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，還包括一對(duì)側(cè)板，用于連接通氣口罩體至通氣道的壁，其中所述側(cè)板、第二引導(dǎo)部件和通氣口罩體形成凹陷以接收顆粒沉積物，并且所述第一引導(dǎo)部件向上且向外延伸以形成用于接收顆粒沉積物的陷阱區(qū)域。
23.一種化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，包括噴射器，具有前表面，用于向處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)，所述噴射器包括試劑注入口槽，用于向所述處理室內(nèi)注入氣態(tài)物質(zhì)；以及噴射器塞，設(shè)置在試劑注入口槽的端部，以相對(duì)于供給至試劑注入口槽中間的試劑氣流平衡供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣流；罩組件，用于保護(hù)噴射器的前表面，所述罩組件包括一對(duì)噴射器罩體，位于噴射器附近并隔開以在其間限定用于來自噴射器的氣態(tài)物質(zhì)流的接口，其中每個(gè)噴射器罩體包括基體，具有形成在基體周邊周圍的單元框架；穿孔片，由單元框架支撐，所述穿孔片具有面對(duì)襯底的水平部分和面對(duì)排氣口的垂直部分；通氣室，部分地由基體和穿孔片的水平及垂直部分限定；氣體輸送裝置，用于將惰性氣體以一流速輸送至通氣室，使得氣體通過穿孔片擴(kuò)散；以及體積插件，設(shè)置在通氣室內(nèi)，用于控制通過穿孔片的水平和垂直部分的氣流的分配；一對(duì)通氣口罩體，從所述噴射器罩體隔開，其中所述通氣口罩體和噴射器罩體限定了用于收集未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物的排氣道入口；以及全體積通氣口組件，用于從反應(yīng)室中去除未用的氣態(tài)物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物，所述通氣口組件包括一對(duì)排氣道入口，由噴射器罩和通氣口罩體限定，所述排氣道入口至少延伸于噴射器體高度的上方；以及一對(duì)通氣道，設(shè)置于噴射器后表面上方，并基本圍繞噴射器體的全長度和寬度。
24.如權(quán)利要求23所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該體積插件為連接至基體并設(shè)置在通氣室內(nèi)的折帶，使得通氣室用于氣流的內(nèi)部體積減小，并且充分增大氣流對(duì)于水平部分的分配，從而防止外部氣體侵入該罩的內(nèi)部并形成充分消除穿孔片水平部分上的沉積物的適合的邊界層。
25.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中該體積插件為延伸基體全長的三折帶，該三折帶具有面對(duì)穿孔片垂直部分的第一面、面對(duì)穿孔片水平部分的第二面和面對(duì)氣體輸送裝置的第三面，其中三折帶的第二面和穿孔片的水平部分隨著來自氣體輸送裝置的氣體沿著穿孔片的水平部分流至垂直部分形成了由寬至窄成錐形的通道。
26.如權(quán)利要求23所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中噴射器塞設(shè)置有尺寸變化的開口，其限制供給至試劑注入口槽端部的惰性吹清氣流，所述開口包括第一窄部和噴射器前表面附近的第二寬部。
27.如權(quán)利要求23所述的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)，其中第一和第二引導(dǎo)部件設(shè)置有部分地由穿孔片限定的通氣室，該穿孔片使入口對(duì)于全體積通氣口排成行，并且向通氣室供給惰性氣體并且惰性氣體通過第一和第二引導(dǎo)部件的穿孔片擴(kuò)散。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保護(hù)罩(301)和用于氣體分配的系統(tǒng)，以降低化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)表面上薄膜和工藝副產(chǎn)物的沉積。本發(fā)明在惰性氣體罩通氣室(112)內(nèi)設(shè)置體積插件(116)，其減小了罩上反應(yīng)副產(chǎn)物沉積的積累。在另一實(shí)施例中，通氣口引導(dǎo)部件(302、304)用于將氣態(tài)沉積副產(chǎn)物引導(dǎo)至通氣道(300)的中心，由此減小通氣口系統(tǒng)壁上的顆粒沉積物。在另一實(shí)施例中，局部塞(220)安裝于噴射器吹清通道中，以變向和計(jì)量惰性氣體，由此減小罩和噴射器端部副產(chǎn)物的沉積。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種CVD系統(tǒng)，其具有全體積通氣口組件(400)，該組件具有用于積累粉末的大容積，由此增加需要清潔維護(hù)前運(yùn)行時(shí)間。
文檔編號(hào)C23C16/56GK1732285SQ02820970
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者科爾比·馬特森, 艾拉杰·哈基米萊, 勞倫斯·D·巴塞洛繆, 樸勝俊, 呂順九 申請(qǐng)人:阿維扎技術(shù)公司