用于化學(xué)氣相沉積設(shè)備的饋通裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于化學(xué)氣相沉積設(shè)備的饋通裝置，該饋通裝置包含有：i）饋通主體；ii）多個(gè)滑道單元以及iii）可相對(duì)于多個(gè)滑道單元旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備?；绬卧惶峁┰陴佂ㄖ黧w的內(nèi)部，而每個(gè)滑道單元包含有：流體輸入通道，用于接收流體；延伸的滑道，其和流體輸入通道進(jìn)行流體互通，以接收來(lái)自流體輸入通道的流體，該延伸的滑道螺旋式延展在該滑道單元的表面上。該饋通設(shè)備包含有多個(gè)饋通設(shè)備流體通道，饋通設(shè)備流體通道包含有用于接收來(lái)自相應(yīng)的延伸的滑道的流體的饋通設(shè)備流體傳送孔和用于將流體釋放進(jìn)入反應(yīng)腔室的饋通設(shè)備流體排出孔。特別是，在饋通設(shè)備旋轉(zhuǎn)期間每個(gè)饋通設(shè)備流體傳送孔和相應(yīng)的延伸的滑道進(jìn)行流體互通，以接收來(lái)自相應(yīng)的延伸的滑道的流體，而每個(gè)饋通設(shè)備流體排出孔被提供來(lái)將流體釋放進(jìn)入反應(yīng)腔室。
【專利說(shuō)明】用于化學(xué)氣相沉積設(shè)備的饋通裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明申請(qǐng)涉及一種用于將薄膜沉積在襯底，如半導(dǎo)體晶圓上的饋通(feed-through)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜沉積(thin-film deposition)技術(shù)被用作在將膜材料沉積在半導(dǎo)體襯底上，以在半導(dǎo)體襯底上制造集成電路器件和光電器件。
[0003]例如，有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD:Metal_0rganic Chemical VapourDeposition)是一種將材料沉積在加熱襯底，如半導(dǎo)體晶圓上的方法。該方法包括將前驅(qū)氣體(precursor gases)引入具有溫控環(huán)境的反應(yīng)器中。該被引入的前驅(qū)氣體通常被引導(dǎo)至垂直于或者平行于加熱襯底的主平面的方向。這些前驅(qū)氣體也被引入靠近于該主平面和相互靠近以便于這些前驅(qū)氣體化學(xué)反應(yīng)而將材料沉積在加熱襯底的主平面上，而不是沉積在反應(yīng)器的其他部件上。
[0004]舉例來(lái)說(shuō)，前驅(qū)氣體包括第一前驅(qū)氣體和第二前驅(qū)氣體。第一前驅(qū)氣體包括III組元素，如稼(Ga)，而第二前驅(qū)氣體包括V組元素，如氮(N)。這些前驅(qū)氣體反應(yīng)以將化合物半導(dǎo)體如GaN沉積在加熱襯底的表平面上。
[0005]載體氣體，如氮?dú)?N2)和氫氣(H2),同樣也被引入在反應(yīng)器中以將前驅(qū)氣體朝向加熱襯底移動(dòng)，而使得前驅(qū)氣體在反應(yīng)器內(nèi)不期望區(qū)域上的沉積最小化。這些載體氣體同樣也用作為凈化氣體以將這些前驅(qū)氣體移出反應(yīng)器。
[0006]所以，本發(fā)明申請(qǐng)的目的是提供一種用于將氣體引入反應(yīng)腔室的改良裝置，以進(jìn)行薄膜沉積，尤其是化學(xué)氣相沉積(CVD )。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于反應(yīng)腔室進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)的饋通裝置，該反應(yīng)腔室也稱之為反應(yīng)器，該饋通裝置包含有:饋通主體，多個(gè)滑道單元(runner units)和可旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備。
[0008]本發(fā)明申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于化學(xué)氣相沉積設(shè)備的饋通裝置，該饋通裝置包含有:i)饋通主體；ii)多個(gè)滑道單元；和iii)可相對(duì)于該多個(gè)滑道單元旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備。該多個(gè)滑道單元被提供在饋通主體的內(nèi)部，而每個(gè)滑道單元包含有:流體輸入通道，用于接收流體；延伸的滑道，其和流體輸入通道進(jìn)行流體互通，以接收來(lái)自流體輸入通道的流體，該延伸的滑道螺旋式延展在該滑道單元的表面上。饋通設(shè)備包含有多個(gè)饋通設(shè)備流體通道，饋通設(shè)備流體通道包含有用于從相應(yīng)的延伸的滑道接收流體的饋通設(shè)備流體傳送孔和用于將流體釋放至涂布器設(shè)備的饋通設(shè)備流體排出孔。尤其是，在饋通設(shè)備旋轉(zhuǎn)期間每個(gè)饋通設(shè)備流體傳送孔和相應(yīng)的延伸的滑道進(jìn)行流體互通，以接收來(lái)自相應(yīng)的延伸的滑道的流體，每個(gè)饋通設(shè)備流體排出孔被提供來(lái)將流體釋放進(jìn)入反應(yīng)腔室?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0009]現(xiàn)在僅僅通過(guò)示例的方式，并參考附圖描述本發(fā)明較佳實(shí)施例，其中。
[0010]圖1至圖5表明了改良后的饋通裝置的一個(gè)實(shí)施例。
[0011]圖1所示為饋通裝置的立體示意圖。
[0012]圖2所示為圖1的饋通裝置的前視圖。
[0013]圖3所示為圖1的饋通裝置的剖面示意圖。
[0014]圖4所示為圖1的饋通裝置的上部的詳細(xì)剖面示意圖。
[0015]圖5所示為圖1的饋通裝置的下部的詳細(xì)剖面示意圖。
[0016]圖6所示為圖1的饋通裝置的滑道(runner)單元的一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。
[0017]圖7所示為圖1的饋通裝置的鐵磁流體密封(ferro-fluidic sealing)設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的剖面示意圖。
[0018]圖8所示為圖1的饋通裝置的輔助擴(kuò)展軸(auxiliary extension shaft)的一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。
[0019]圖9和圖10表明了圖1的饋通裝置的內(nèi)軸和涂布器(spinner)之間連接的一個(gè)實(shí)施例。
[0020]圖9所示為用于和圖1的饋通裝置的涂布器裝配的內(nèi)軸的凹槽的立體示意圖。
[0021]圖10所示為用于和圖9的饋通裝置的內(nèi)軸裝配的涂布的鎖固銷(xiāo)的立體示意圖。
[0022]圖11和圖12表明了用于限定降低涂布器的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
[0023]圖11所示為圖1的饋通裝置的內(nèi)軸的滑動(dòng)鍵和滑動(dòng)槽的剖面示意圖。
[0024]圖12所示為圖11的滑動(dòng)槽和滑動(dòng)鍵的放大示意圖。
[0025]圖13和圖14表明了圖1的饋通裝置的散熱模塊的一個(gè)實(shí)施例。
[0026]圖13所示為圖1的饋通裝置的內(nèi)軸的散熱通道的剖面示意圖。
[0027]圖14所示為圖1的饋通裝置的涂布器的散熱環(huán)。
[0028]圖15所示為圖14的涂布器的定位凸伸件(alignment protrusion)的一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。
[0029]圖16和圖17表明了圖1的饋通裝置的變化例。
[0030]圖16所示為更詳細(xì)的饋通裝置的剖面示意圖。
[0031]圖17所示為圖16的饋通裝置的氣體通路板體單元的仰視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下面的描述中，細(xì)節(jié)被提供來(lái)描述本發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)施例。顯然，對(duì)于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員而言，沒(méi)有這些細(xì)節(jié)，這些實(shí)施例也能夠被實(shí)施。
[0033]這些實(shí)施例在附圖中表明的一些部件具有類(lèi)似的部件。這些類(lèi)似的部件具有相同的帶基本符號(hào)或帶字母符號(hào)的名稱或類(lèi)似的部件數(shù)字。在合適的場(chǎng)合，這種類(lèi)似的部件的描述也參考其他類(lèi)似部件使用，藉此在不影響公開(kāi)的情形下減少文本的重復(fù)。
[0034]圖1至圖5表明了用于化學(xué)氣相沉積(CVD)裝置的饋通裝置10的不同視圖。饋通裝置10包含有饋通主體12、多個(gè)氣體輸入通道14、可旋轉(zhuǎn)的饋通軸25和可旋轉(zhuǎn)的涂布器16，該可旋轉(zhuǎn)的涂布器16被連接至可旋轉(zhuǎn)的饋通軸25上。
[0035]氣體輸入通道14具有基板17，其裝配在饋通主體12的外表面上。饋通主體12的下部具有水平安裝凸緣18，而饋通主體12的底部被安裝在涂布器16上，該涂布器被水平地設(shè)置。
[0036]在CVD裝置的裝配過(guò)程中，饋通主體12的水平安裝凸緣18被如此安裝在反應(yīng)腔室的上表面，以致于饋通主體12的底部和涂布器16被插置在反應(yīng)腔室內(nèi)。該反應(yīng)腔室也稱之為反應(yīng)器，其沒(méi)有闡述在附圖中。該反應(yīng)腔室包括水平的半導(dǎo)體晶圓夾盤(pán)(waferchuck)。
[0037]參考饋通裝置10,它還進(jìn)一步包含有多個(gè)帶有螺旋式滑道(spiral runners) 21的固定的滑道單元20和多個(gè)固定的鐵磁流體密封體23。
[0038]滑道單元20被插置在饋通主體12的內(nèi)部，而饋通軸25被插置在滑道單元20的內(nèi)部。鐵磁流體密封體23被放置在饋通主體12和饋通軸25之間。鐵磁流體密封體23還被沿著饋通軸25如此軸向設(shè)置以致于每個(gè)滑道單元20被放置在兩個(gè)相鄰的鐵磁流體密封體23之間。可旋轉(zhuǎn)的饋通軸25的底部被安裝在涂布器16上。
[0039]圖6所示為滑道單元20的一個(gè)可能的實(shí)施例。圖6顯示了一個(gè)圓柱形的滑道單元20’。該滑道單元20’具有外部的滑道載體27和內(nèi)部的滑道載體28，該內(nèi)部的滑道載體28在外部的滑道載體27內(nèi)并相鄰地放置。
[0040]外部的滑道載體27具有延展的外螺旋滑道29。該滑道也被稱作為軌道或通路。外螺旋滑道29具有兩個(gè)端部，并且其被放置在外部的滑道載體27的外表面30上，其中外螺旋滑道29圍繞所述的外表面30延伸。外螺旋滑道29的部分相鄰于相應(yīng)的氣體輸入通道14放置。
[0041]類(lèi)似地，內(nèi)部的滑道載體28具有延展的內(nèi)螺旋滑道32，該內(nèi)螺旋滑道32具有兩個(gè)端部。該內(nèi)螺旋滑道32被放置在內(nèi)部的滑道載體28的內(nèi)表面34上，并圍繞所述的內(nèi)表面34延伸。外螺旋滑道29的一端通過(guò)一通孔和內(nèi)螺旋滑道32的一端相連，而外螺旋滑道29的另一端通過(guò)另一通孔和內(nèi)螺旋滑道32的另一端相連。
[0042]參考圖3所示，可旋轉(zhuǎn)的饋通軸25被水平地設(shè)置，其具有多個(gè)內(nèi)部氣體轉(zhuǎn)軸通道
37。每個(gè)氣體轉(zhuǎn)軸通道37具有氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39和氣體排出轉(zhuǎn)軸孔40，其中，氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39和氣體排出轉(zhuǎn)軸孔40被設(shè)置在氣體轉(zhuǎn)軸通道37的端部。氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39也相鄰于相應(yīng)的內(nèi)螺旋滑道32設(shè)置。
[0043]可旋轉(zhuǎn)的饋通軸25也具有中空的殼體和可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)軸43，該內(nèi)軸43被插置在中空的殼體中以致于內(nèi)軸43連同饋通軸25 —起以相同的速度旋轉(zhuǎn)。
[0044]螺母和螺桿組件45以可釋放的方式將內(nèi)軸43的頂部安裝在饋通軸25的頂部。內(nèi)軸43的中部放置在饋通軸25的內(nèi)部，同時(shí)內(nèi)軸43的頂部凸伸出饋通軸25之外。內(nèi)軸的頂部具有螺紋。螺母44螺紋連接在這個(gè)螺紋上。墊圈(washer) 46放置在螺母44和饋通軸25的頂部之間。螺母44也被緊固以將內(nèi)軸43的頂部通過(guò)墊圈46固定在饋通軸25的頂部上。
[0045]以類(lèi)似的方式，內(nèi)軸43的底部通過(guò)螺母和螺桿組件47安裝在涂布器(spinner)16上。
[0046]參考圖4所示，饋通軸25的上部被插置在驅(qū)動(dòng)輪49中并安裝在該驅(qū)動(dòng)輪49上。上軸承50放置在饋通軸的上部和饋通主體12之間。類(lèi)似地，圖5表明了下軸承51放置在饋通軸的下部和饋通主體12之間。[0047]圖1所示為鐵磁流體密封體23的一個(gè)實(shí)施例。圖7表明了圓柱形的鐵磁流體密封體23’。鐵磁流體密封體23’包括:北環(huán)53和南環(huán)54、第一圓形鐵磁流體層(circularferromagnetic fluid layer) 58和第二圓形鐵磁流體層60、以及環(huán)形磁體56。
[0048]環(huán)形磁體56被放置在北環(huán)53和南環(huán)54之間，以便于環(huán)形磁體56的第一表面相鄰于北環(huán)53放置，而環(huán)形磁體56的、和其第一表面相對(duì)的第二表面相鄰于南環(huán)54放置。
[0049]其中的第一鐵磁流體層58相鄰于北環(huán)53的內(nèi)表面放置。類(lèi)似地，第二鐵磁流體層60相鄰于南環(huán)54的內(nèi)表面放置。
[0050]普遍而言，鐵磁流體密封體23是一種磁力密封設(shè)備的形式。
[0051]在饋通裝置10的安裝過(guò)程中，每個(gè)滑道單元20設(shè)置在兩個(gè)鐵磁流體密封體23’之間。內(nèi)軸43插置在每個(gè)鐵磁流體密封體23’的北環(huán)53、環(huán)形磁體56和南環(huán)54中。
[0052]每個(gè)第一鐵磁流體層58被提供在北環(huán)53和內(nèi)軸43之間以致于第一鐵磁流體層58物理接觸北環(huán)53和內(nèi)軸43。類(lèi)似地，每個(gè)第二鐵磁流體層被提供在南環(huán)54和內(nèi)軸43之間，其中第二鐵磁流體層60物理接觸南環(huán)54和內(nèi)軸43。
[0053]在使用中，鐵磁流體密封體23’的磁通量從其環(huán)形磁體56流向其北環(huán)53、其第一鐵磁流體層58、內(nèi)軸43、第二鐵磁流體層60、南環(huán)54和環(huán)形磁體56。
[0054]鐵磁流體密封體23’作為一種磁力密封設(shè)備，避免一個(gè)滑道單元20的氣體和來(lái)自相鄰的滑道單元20的另一氣體混合。
[0055]參考圖1-圖5所示，涂布器16包括多個(gè)葉片62，其從涂布器16的中央輪轂(hub)徑向延伸。
[0056]每個(gè)葉片62具有內(nèi)部的氣體葉片通道64。該內(nèi)部的氣體葉片通道64具有氣體傳送葉片孔65和多個(gè)氣體排出葉片孔`67。氣體傳送葉片孔65相鄰于相應(yīng)的饋通軸25的氣體排出孔40設(shè)置。氣體排出葉片孔67沿著葉片62的延伸表面設(shè)置。
[0057]在一般意義上，內(nèi)部的氣體轉(zhuǎn)軸通道37能夠具有一個(gè)或多個(gè)氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39和一個(gè)或多個(gè)氣體排出轉(zhuǎn)軸孔40。類(lèi)似地，內(nèi)部的氣體葉片通道64具有一個(gè)或多個(gè)氣體傳送葉片孔65和一個(gè)或多個(gè)氣體排出葉片孔67。
[0058]在使用中，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)饋通軸25的驅(qū)動(dòng)輪49，其然后轉(zhuǎn)動(dòng)涂布器16。上軸承50和下軸承51允許饋通軸25在固定的饋通主體12內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0059]位于反應(yīng)腔室內(nèi)部的晶圓夾盤(pán)被用于接收和支撐一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓。該晶圓夾盤(pán)也可使用加熱裝置加熱半導(dǎo)體晶圓。
[0060]每個(gè)氣體輸入通道14接收來(lái)自相應(yīng)的氣源處的氣體。可以理解的是，該氣體涉及物質(zhì)的形態(tài)，可以或者是固態(tài)，或者是液態(tài)。
[0061]每個(gè)外部的螺旋滑道29接收來(lái)自相應(yīng)的氣體輸入通道14處的氣體，它將所接收的氣體傳送至相應(yīng)的內(nèi)螺旋滑道32。
[0062]每個(gè)氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39接收來(lái)自相應(yīng)的內(nèi)螺旋滑道32的氣體，而其各自的氣體轉(zhuǎn)軸通道37將氣體傳送至其相應(yīng)的氣體排出轉(zhuǎn)軸孔40。
[0063]事實(shí)上，在饋通軸25正在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，滑道29和32以螺旋的方式從相應(yīng)的氣體輸入通道14處傳送氣體至相應(yīng)的內(nèi)部氣體轉(zhuǎn)軸通道37。這種傳輸?shù)姆绞绞沟糜蓛?nèi)部氣體轉(zhuǎn)軸通道37所接收的氣體缺少均壓。
[0064]每個(gè)氣體傳送葉片孔65接收來(lái)自相應(yīng)的氣體排出轉(zhuǎn)軸孔40的氣體。然后，相應(yīng)的氣體葉片通道64傳送氣體至氣體排出葉片孔67，其中氣體排出葉片孔67朝向位于晶圓夾盤(pán)上的半導(dǎo)體晶圓將所傳送的氣體釋放到相關(guān)聯(lián)的葉片62的外側(cè)。
[0065]來(lái)自不同氣體輸入通道14處的氣體彼此相互反應(yīng)，以在半導(dǎo)體晶圓上沉積薄膜物質(zhì)。由于各個(gè)獨(dú)立的通道用來(lái)將這些不同的氣體傳送至葉片62，所以僅僅在不同的氣體從葉片62處被釋放之后，它們才相互彼此混合和反應(yīng)。這些通道防止這些氣體在傳送期間相互彼此混合或相互反應(yīng)。
[0066]涂布器16轉(zhuǎn)動(dòng)以為橫跨半導(dǎo)體晶圓的上表面提供均勻分布的氣體，而避免集中氣體僅僅在半導(dǎo)體晶圓的特定區(qū)域上。
[0067]相鄰的鐵磁流體密封體23用來(lái)在滑道單元20和其相應(yīng)的氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39之間密封氣體，以致于該氣體不會(huì)與相鄰的滑道單元20和其相應(yīng)的氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔39之間的另一氣體相混合。換句話說(shuō)，鐵磁流體密封體23防止了流體泄露。
[0068]通常而言，液體或氣體和液體的混合能夠取代上述提及的氣體。
[0069]圖8所示為饋通裝置10的輔助擴(kuò)展軸70。輔助擴(kuò)展軸70的底部可釋放地安裝在饋通裝置10的內(nèi)軸43的頂部。
[0070]在饋通裝置10的維護(hù)期間，在圖4和圖5中所描述的螺母和螺桿組件45、47被松開(kāi)。在輔助擴(kuò)展軸70允許內(nèi)軸43連同涂布器16 —起以可控制的方式被降低的同時(shí)，這允許了內(nèi)軸43軸向移動(dòng)，如圖8 所示。
[0071]一個(gè)或多個(gè)圓形環(huán)72也被放置在饋通軸25和內(nèi)軸43之間，如圖4所示。圓形環(huán)72常被稱之為O型環(huán)。這些圓形環(huán)72用作為墊圈來(lái)密封饋通軸25和內(nèi)軸43之間的間隙，以便于它們防止安裝在饋通裝置10上的反應(yīng)腔室曝露在周?chē)h(huán)境中。
[0072]圖9和圖10表明了饋通裝置10的內(nèi)軸43和涂布器16之間連接。
[0073]圖9所示為帶有鎖固槽75的內(nèi)軸43的底端，內(nèi)軸43具有中空的開(kāi)口 77。該底端也具有延伸的滑槽79，其布置在內(nèi)軸43的縱軸方向上。
[0074]圖10所示為帶有輪轂81的涂布器16，該涂布器16具有鎖固銷(xiāo)82。每個(gè)葉片62的一端被徑向安裝在輪轂81上。
[0075]在使用中，鎖固銷(xiāo)82被插置在中空的開(kāi)口 77中，以便于鎖固槽75容納鎖固銷(xiāo)82。這種容納也引起了涂布器16被鎖固在內(nèi)軸43上，如圖11所示。這種鎖固方式容易實(shí)施，它不使用螺紋。換句話說(shuō)，這種連接不會(huì)將螺紋引入反應(yīng)腔室內(nèi)，其中螺紋可能改變反應(yīng)腔室內(nèi)氣體的流動(dòng)。
[0076]圖11和圖12所示為用于內(nèi)軸43的滑槽79的滑動(dòng)鍵(sliding key)84?；瑒?dòng)鍵84插置在饋通軸25的底端開(kāi)口中，并相鄰于滑槽79放置?；瑒?dòng)鍵84用作為阻擋滑槽79的上端，以便于在其維護(hù)期間限定涂布器16的下降。
[0077]圖13-圖15表明了饋通裝置10’的散熱模塊。
[0078]散熱模塊包括:帶有內(nèi)部轉(zhuǎn)軸液體通道的內(nèi)軸43’，如圖13所示；和可旋轉(zhuǎn)的涂布器16’，如圖13和圖14所示。
[0079]內(nèi)部轉(zhuǎn)軸液體通道包括:第一延伸液體通道91和第二延伸液體通道92。第二延伸液體通道92放置在第一延伸液體通道91的內(nèi)部，其中第一延伸液體通道91和第二延伸液體通道92具有同一個(gè)縱軸。
[0080]第一轉(zhuǎn)軸液體通道91具有第一轉(zhuǎn)軸液體傳送孔94和第一轉(zhuǎn)軸液體排出孔96。第一轉(zhuǎn)軸液體傳送孔94設(shè)置在第一轉(zhuǎn)軸液體通道91的上部，而第一轉(zhuǎn)軸液體排出孔96設(shè)置在第一轉(zhuǎn)軸液體通道91的下部。
[0081]相對(duì)比而言,第二轉(zhuǎn)軸液體通道92具有第二轉(zhuǎn)軸液體傳送孔98和第二轉(zhuǎn)軸液體排出孔100。第二轉(zhuǎn)軸液體傳送孔98設(shè)置在第二轉(zhuǎn)軸液體通道92的下部，而第二轉(zhuǎn)軸液體排出孔100設(shè)置在第二轉(zhuǎn)軸液體通道92的上部。
[0082]參考涂布器16 ’所示，它包括帶有多個(gè)徑向葉片的輪轂，該徑向葉片被連接至散熱環(huán)102。葉片的內(nèi)端被聯(lián)接至輪轂處，而葉片的外端被聯(lián)接至散熱環(huán)102。
[0083]這些葉片包括:多個(gè)第一葉片62a和多個(gè)第二葉片62b。
[0084]每個(gè)第一葉片62a具有第一葉片液體通道105。第一葉片液體通道105包含有第一葉片液體通道傳送孔107和第一葉片液體通道輸出孔109。第一葉片液體通道傳送孔107設(shè)置在第一葉片62a的內(nèi)側(cè)端部。它也相鄰于相應(yīng)的第一轉(zhuǎn)軸液體排出孔96設(shè)置。第一葉片液體通道輸出孔109設(shè)置在第一葉片62a的外側(cè)端部，并也相鄰于散熱環(huán)102的輸入通道111設(shè)置。
[0085]相對(duì)照地，每個(gè)第二葉片62b具有第二葉片液體通道114。第二葉片液體通道114包含有第二葉片液體通道傳送孔116和第二葉片液體通道輸出孔117。第二葉片液體通道傳送孔116設(shè)置在第二葉片62b的外側(cè)端部，并也相鄰于散熱環(huán)102的輸出通道119設(shè)置。第二葉片液體通道輸出孔117設(shè)置在第二葉片62b的內(nèi)側(cè)端部，并也相鄰于相應(yīng)的第二轉(zhuǎn)軸液體傳送孔98設(shè)置。
[0086]使用時(shí)，第一轉(zhuǎn)軸液體傳送孔94被用于從外部的散熱液體源處接收散熱液體。第一轉(zhuǎn)軸液體通道91從第一轉(zhuǎn)軸液體傳送孔94處傳送散熱液體至其第一轉(zhuǎn)軸液體排出孔96。
[0087]每個(gè)第一葉片液體通道傳送孔107從第一轉(zhuǎn)軸液體排出孔96處接收散熱液體，而其相應(yīng)的第一葉片液體通道105從`其第一葉片液體通道傳送孔107處傳送散熱液體至其第一葉片液體通道輸出孔109。
[0088]每個(gè)輸入通道111從相應(yīng)的第一葉片液體通道輸出孔109接收散熱液體，并與此同時(shí)散熱環(huán)102將所接收的散熱液體傳送至其輸出通道119。
[0089]每個(gè)第二葉片液體通道傳送孔116從相應(yīng)的輸出通道119處接收散熱液體。然后，相應(yīng)的第二葉片液體通道114將散熱液體傳送至其第二葉片液體通道輸出孔117。
[0090]第二轉(zhuǎn)軸液體傳送孔98從第二葉片液體通道輸出孔117接收散熱液體。然后,第二轉(zhuǎn)軸液體通道92將散熱液體從第二轉(zhuǎn)軸液體傳送孔98處傳送至第二轉(zhuǎn)軸液體輸出孔100。
[0091]外部的散熱液體庫(kù)接收來(lái)自第二轉(zhuǎn)軸液體輸出孔100的散熱液體。
[0092]散熱液體用作為從饋通裝置10’去除熱量。安裝在饋通裝置10’的反應(yīng)腔室，當(dāng)在完成高溫處理的同時(shí)產(chǎn)生熱量。然后，散熱液體被用于控制涂布器16’的溫度。
[0093]散熱環(huán)102提供了一種用于冷卻涂布器16’的可靠方式。
[0094]通常而言，散熱液體能夠被散熱氣體或散熱液體和散熱氣體的混合物所取代。
[0095]圖15所示為涂布器16’的定位凸伸件(alignment protrusion) 121。在涂布器16’安裝至內(nèi)軸43’期間，凸伸件121允許簡(jiǎn)易地將涂布器16’安裝至內(nèi)軸43’上。
[0096]圖16-圖17表明了圖1的饋通裝置10的變化例。[0097]圖16所示為更詳細(xì)的饋通裝置200。饋通裝置200包括:固定的水平氣體通路板體單元202、可旋轉(zhuǎn)的垂直饋通轉(zhuǎn)軸204、多個(gè)固定的環(huán)式鐵磁流體密封體207。氣體通路板體單元202被放置在饋通轉(zhuǎn)軸204的上部。氣體通路板體單元202也被稱作為滑道單元。鐵磁流體密封體207被放置在氣體通路板體單元202和饋通轉(zhuǎn)軸204之間。
[0098]如圖17所示，氣體通路板體單元202具有通孔211和多個(gè)螺旋氣體通路213。通孔211將氣體通路板體單元202的上表面連接至其下表面，而螺旋氣體通路213被設(shè)置在氣體通路板體單元202的下表面。螺旋氣體通路213的端部被連接至通孔211上。每個(gè)通孔211被如此設(shè)置以致于它和相應(yīng)的氣體輸入通道流體連通。該氣體輸入通道沒(méi)有描述在圖17中。
[0099]饋通轉(zhuǎn)軸204具有多個(gè)氣體通道215，其中氣體通道215具有相應(yīng)的氣體注入輸入通道217和相應(yīng)的氣體注入孔219。氣體注入輸入通道217被放置在饋通轉(zhuǎn)軸204的上表面。氣體注入孔219被放置在饋通轉(zhuǎn)軸204的下表面。氣體注入輸入通道217被稱作為氣體傳送轉(zhuǎn)軸孔，而氣體注入孔219也被稱作為氣體排出轉(zhuǎn)軸孔。
[0100]環(huán)式鐵磁流體密封體207被放置在氣體通路板體單元202和饋通轉(zhuǎn)軸204的上表面之間。每個(gè)螺旋氣體通路213也被放置在兩個(gè)相鄰的環(huán)式鐵磁流體密封體207之間。
[0101]環(huán)式鐵磁流體密封體207具有圓形分布的環(huán)型凹槽，其填充有鐵磁流體，以在氣體輸入通道和相應(yīng)的氣體通道之間提供密封。
[0102]在使用中，環(huán)式 鐵磁流體密封體207被用于密封通孔211和氣體注入輸入通道217之間的氣體。饋通轉(zhuǎn)軸204的下部被設(shè)想來(lái)連接涂布器。
[0103]總之，本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備的改良饋通裝置。
[0104]在CVD設(shè)備的裝配過(guò)程中，饋通主體裝配在反應(yīng)腔室上，其中，饋通主體的局部被放置在反應(yīng)腔室內(nèi)部。
[0105]使用中，反應(yīng)腔室被提供有一個(gè)或多個(gè)襯底。襯底的示例包括半導(dǎo)體晶圓。饋通裝置被用于向反應(yīng)腔室傳送流體，常為氣體。反應(yīng)腔室允許這些流體彼此相互混合和反應(yīng)，以生成薄膜材料，該薄膜材料被沉積在襯底上。反應(yīng)腔室還包含有一個(gè)或多個(gè)輸出通道以釋放這些流體。
[0106]參考該饋通裝置，它包含有固定的饋通主體、多個(gè)固定的滑道單元以及可旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備。該饋通設(shè)備可包含有帶有圓柱體的轉(zhuǎn)軸，其能夠被延展，雖然其它形狀是可能的。
[0107]具體地，饋通主體可以包含有多個(gè)主體流體輸入通道。每個(gè)主體流體輸入通道被設(shè)想來(lái)連接至流體供應(yīng)源以便于接收來(lái)自流體供應(yīng)的流體。該流體可以涉及氣體、液體或者氣體和液體的混合。
[0108]滑道單元被提供在饋通主體中。每個(gè)滑道單元包含有滑道流體輸入通道和延伸的滑道，該延伸的滑道和滑道流體輸入通道之間進(jìn)行流體互通。
[0109]該延伸的滑道螺旋式延伸在滑道單元的表面上。通常而言，滑道單元的表面可涉及滑道單兀的外表面、內(nèi)表面或者外表面和內(nèi)表面。外表面也稱之為外面，而內(nèi)表面也稱之為內(nèi)面?；烙米鳛橥ǖ阑蛲罚杂糜诮邮諄?lái)自相應(yīng)的滑道流體輸入通道的流體和用于將來(lái)自滑道一部分的流體傳送至滑道的另一部分。
[0110]滑道流體輸入通道可以接收來(lái)自主體流體輸入通道的流體或者接收直接來(lái)自流體供應(yīng)的流體。
[0111]可旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備包括和容納有多個(gè)饋通設(shè)備流體通道。換一種說(shuō)法，可旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備具有多個(gè)饋通設(shè)備流體通道，它們被提供在可旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備的內(nèi)部。
[0112]每個(gè)饋通設(shè)備流體通道包括:至少一個(gè)饋通設(shè)備流體傳送孔和至少一個(gè)饋通設(shè)備流體排出孔。饋通設(shè)備流體傳送孔被提供來(lái)接收來(lái)自相應(yīng)的延伸滑道處的流體。比較而言，在化學(xué)氣相沉積處理過(guò)程中，每個(gè)饋通設(shè)備流體排出孔被提供來(lái)釋放流體至反應(yīng)腔室。該流體通常通過(guò)涂布器設(shè)備被釋放至反應(yīng)腔室。
[0113]在CVD裝置的裝配過(guò)程中，可旋轉(zhuǎn)的饋通設(shè)備被安裝到涂布器設(shè)備，以便于該涂布器設(shè)備被放置在反應(yīng)腔室中。涂布器設(shè)備用作來(lái)接收來(lái)自饋通設(shè)備的流體，并將流體釋放至涂布器設(shè)備之外。涂布器設(shè)備也旋轉(zhuǎn)以便于流體均勻分布。
[0114]螺旋式延伸的滑道允許流體被傳輸?shù)金佂ㄔO(shè)備流體傳送孔以便獲得較小的壓力變化。均勻的壓力考慮了通過(guò)涂布器設(shè)備的流體均勻的分布，接著使得材料均勻沉積成為可能。在類(lèi)似半導(dǎo)體晶圓構(gòu)造的應(yīng)用中，材料的均勻沉積尤其重要。
[0115]提供滑道的不同方法是有可能的。根據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)一方面所述，滑道被設(shè)置為位于圓柱形部件上的螺旋式切口。該切口提供了一種用于傳輸流體的裝置。圓柱形部件允許饋通設(shè)備輕易地容納。根據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)另一方面所述，滑道被設(shè)置為位于平面上的螺旋式切口，該平面橫截于饋通設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸線。該平面使得輕易制造螺旋式切口成為可能。
[0116]螺旋式延伸的滑道通常具有帶有第一端部和第二端部的延伸主體。該延伸主體提供了一種設(shè)備以便于將流體從該主體的一部分傳送至該主體的另一部分。
[0117]廣而言之，滑道單元的流體輸入通道能夠設(shè)置在延伸滑道的第一端部或第二端部。
[0118]饋通裝置正常包含有多個(gè)密封設(shè)備。該密封設(shè)備被如此設(shè)置以便于它們防止相鄰的滑道和相應(yīng)的饋通設(shè)備流體傳送孔之間的流體泄露。換句話說(shuō)，它們密封防止流體泄露。帶有相應(yīng)的饋通設(shè)備流體傳送孔的每個(gè)滑道通常設(shè)置在兩個(gè)相鄰的密封設(shè)備之間。該密封設(shè)備常被提供為能夠提供緊密密封的磁力密封設(shè)備。
[0119]饋通裝置通常包含有涂布器設(shè)備。該涂布器設(shè)備被連接至饋通設(shè)備，并且該涂布器設(shè)備具有多個(gè)帶有多個(gè)葉片流體通道的葉片。該葉片通常徑向連接至輪轂上。每個(gè)葉片流體通道具有至少一個(gè)葉片流體傳送孔和至少一個(gè)葉片流體排出孔。葉片流體傳送孔被提供來(lái)從相應(yīng)的饋通設(shè)備流體排出孔處接收流體，而葉片流體排出孔被提供來(lái)將流體釋放至涂布器設(shè)備的外側(cè)。
[0120]在從葉片釋放之后，各個(gè)流體發(fā)生反應(yīng)以在襯底上沉積薄膜材料，該襯底被放置在涂布器設(shè)備的下方。
[0121]饋通設(shè)備可能包含有內(nèi)軸。該內(nèi)軸的一端被安裝在涂布器設(shè)備上，而該內(nèi)軸的另一端以可釋放的方式被連接在饋通設(shè)備。這種內(nèi)軸用作為加強(qiáng)饋通設(shè)備。
[0122]銷(xiāo)和槽組件能被用作以可釋放的方式將涂布器設(shè)備和內(nèi)軸相連。銷(xiāo)和槽組件為將涂布器設(shè)備固定在內(nèi)軸上提供了一種快捷的方法。
[0123]槽和鍵組件能夠提供在內(nèi)軸和饋通設(shè)備處，以限制涂布器設(shè)備的下降。使用中，涂布器設(shè)備設(shè)置在反應(yīng)腔室中。在饋通裝置維護(hù)期間，涂布器設(shè)備被降低。涂布器設(shè)備的降低被限位以防止涂布器設(shè)備損壞反應(yīng)腔室的部件。[0124]涂布器設(shè)備能夠具有定位凸伸件，以在裝配過(guò)程中簡(jiǎn)易地將內(nèi)軸和涂布器設(shè)備定位對(duì)齊。
[0125]根據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的又一方面，該饋通裝置具有散熱模塊，以用于將散熱流體傳送至涂布器設(shè)備上。
[0126]具體地，饋通設(shè)備包括至少一個(gè)第一內(nèi)軸冷卻流體通道和至少一個(gè)第二內(nèi)軸冷卻流體通道。
[0127]第一內(nèi)軸冷卻流體通道具有至少一個(gè)第一內(nèi)軸冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第一內(nèi)軸冷卻流體排出孔。第一內(nèi)軸冷卻流體傳送孔被提供來(lái)接收散熱流體。關(guān)于第二內(nèi)軸冷卻流體通道，它包括至少一個(gè)第二內(nèi)軸冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第二內(nèi)軸冷卻流體排出孔。
[0128]涂布器設(shè)備的葉片具有多個(gè)第一葉片冷卻流體通道和多個(gè)第二葉片冷卻流體通道。
[0129]每個(gè)第一葉片冷卻流體通道包括至少一個(gè)第一葉片冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第一葉片冷卻流體排出孔。每個(gè)第一葉片冷卻流體傳送孔被提供來(lái)接收來(lái)自相應(yīng)的第一內(nèi)軸冷卻流體排出孔的散熱流體。類(lèi)似地，每個(gè)第二葉片冷卻流體通道具有至少一個(gè)第二葉片冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第二葉片冷卻流體排出孔。
[0130]涂布器設(shè)備包括中空環(huán)體，該中空環(huán)體被連接至第一葉片冷卻流體排出孔和第二葉片冷卻流體輸入孔。
[0131]該中空環(huán)體被提供來(lái)接收來(lái)自第一葉片冷卻流體排出孔的散熱流體，并將所接收的散熱流體傳送至第二葉片冷卻流體傳送孔。
[0132]每個(gè)第二葉片冷卻流體`排出孔被提供來(lái)將散熱流體傳送至相應(yīng)的第二內(nèi)軸冷卻流體傳送孔。
[0133]第二內(nèi)軸冷卻流體排出孔被提供來(lái)釋放散熱流體。
[0134]簡(jiǎn)而言之,散熱流體從第一內(nèi)軸冷卻流體通道流向第一葉片冷卻流體通道、中空環(huán)體、第二葉片冷卻流體通道、第二內(nèi)軸冷卻流體通道。
[0135]這種布置提供了一種用于冷卻涂布器設(shè)備的流體通路。該涂布器設(shè)備能夠位于正在運(yùn)行發(fā)熱化學(xué)處理的反應(yīng)腔室內(nèi)部。這個(gè)冷卻步驟用作為將熱量從反應(yīng)腔室處去除。
[0136]中空環(huán)體能夠被連接至葉片的外側(cè)端部。這樣的連接考慮了中空環(huán)體的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0137]本發(fā)明申請(qǐng)還提供了一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備。該設(shè)備包含有化學(xué)反應(yīng)腔室、帶有至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)夾盤(pán)的平臺(tái)、上述的饋通裝置。該夾盤(pán)被提供來(lái)接收至少一個(gè)半導(dǎo)體晶圓，并且其被提供在化學(xué)反應(yīng)腔室中。該饋通裝置和化學(xué)反應(yīng)腔室相連通，以將流體提供至化學(xué)反應(yīng)腔室。
[0138]這些實(shí)施例也能夠使用下述的、被組織成物品的特征或部件清單進(jìn)行描述。在物品清單中所公開(kāi)的特征的各個(gè)組合被視作為獨(dú)立的、也能分別與本發(fā)明申請(qǐng)的其他特征合并的素材主題。
[0139]雖然以上的描述包含有很多的特定性，但是這不應(yīng)被解釋為限定這些實(shí)施例的范圍，其僅僅提供來(lái)闡述前面的實(shí)施例。這些實(shí)施例以上記載的優(yōu)點(diǎn)尤其不應(yīng)被解釋為限定這些實(shí)施例的范圍，其僅僅提供來(lái)解釋如果所描述的實(shí)施例被實(shí)施時(shí)可能的結(jié)果。所以，這些實(shí)施例的范圍應(yīng)該由權(quán)利要求和其相關(guān)內(nèi)容而不是由所給定的范例所決定。
[0140]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
【權(quán)利要求】
1.一種用于化學(xué)氣相沉積設(shè)備的饋通裝置，該饋通裝置包含有: 饋通主體； 多個(gè)滑道單元，其被提供在饋通主體的內(nèi)部，而每個(gè)滑道單元包含有:
流體輸入通道，用于接收流體；和延伸的滑道，其和流體輸入通道進(jìn)行流體互通，以接收來(lái)自流體輸入通道的流體，該延伸的滑道螺旋式延展在該滑道單元的表面上；以及 饋通設(shè)備，其可相對(duì)于多個(gè)滑道單元旋轉(zhuǎn)，該饋通設(shè)備包含有多個(gè)饋通設(shè)備流體通道，每個(gè)饋通設(shè)備流體通道包含有至少一個(gè)饋通設(shè)備流體傳送孔和至少一個(gè)饋通設(shè)備流體排出孔，在饋通設(shè)備旋轉(zhuǎn)期間每個(gè)饋通設(shè)備流體傳送孔和相應(yīng)的延伸的滑道進(jìn)行流體互通，以接收來(lái)自相應(yīng)的延伸的滑道的流體，每個(gè)饋通設(shè)備流體排出孔被提供來(lái)將流體釋放進(jìn)入反應(yīng)腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，其中，每個(gè)延伸的滑道被設(shè)置為位于圓柱形部件上的螺旋式開(kāi)口。
3.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，其中，每個(gè)延伸的滑道被設(shè)置為位于一平面上的螺旋式開(kāi)口，該平面橫截于饋通設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸線。
4.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，其中，每個(gè)延伸的滑道包含有第一端部和第二端部。
5.如權(quán)利要求4所述的饋通裝置，其中，每個(gè)滑道單元的流體輸入通道設(shè)置在延伸的滑道的第一端部。
6.如權(quán)利要求5所述的饋通裝置，其中，每個(gè)滑道單元還進(jìn)一步包含有另一個(gè)流體輸入通道，其設(shè)置在延伸的滑道的第二端部以接收流體。
7.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，該裝置還包含有:多個(gè)密封設(shè)備，其用于防止相鄰的滑道和相應(yīng)的饋通設(shè)備流體傳送孔之間流體泄露。
8.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，該裝置還包含有:涂布器設(shè)備，其連接至饋通設(shè)備，該涂布器設(shè)備包含有多個(gè)帶有多個(gè)葉片流體通道的葉片，每個(gè)葉片流體通道包含有至少一個(gè)葉片流體傳送孔和至少一個(gè)葉片流體輸出孔，每個(gè)葉片流體傳送孔被提供來(lái)接收來(lái)自相應(yīng)的饋通設(shè)備流體輸出孔的流體，和每個(gè)葉片流體輸出孔被提供來(lái)將流體釋放進(jìn)入反應(yīng)腔室。
9.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，其中，該饋通設(shè)備包含有內(nèi)軸，該內(nèi)軸的一端被安裝至涂布器設(shè)備，而該內(nèi)軸的另一端以可釋放的方式和饋通設(shè)備相連。
10.如權(quán)利要求9所述的饋通裝置，其中，銷(xiāo)和槽組件被提供來(lái)以可釋放的方式將涂布器設(shè)備和內(nèi)軸相連。
11.如權(quán)利要求9所述的饋通裝置，其中，槽和鍵組件被提供在內(nèi)軸和饋通設(shè)備處，以限制涂布器設(shè)備的下降。
12.如權(quán)利要求9所述的饋通裝置，其中，涂布器設(shè)備包含有定位凸伸件，其用于在裝配期間將內(nèi)軸和涂布器設(shè)備定位對(duì)齊。
13.如權(quán)利要求1所述的饋通裝置，其中， 該饋通設(shè)備包含有: 至少一個(gè)第一內(nèi)軸冷卻流體通道，該內(nèi)軸冷卻流體通道包含有至少一個(gè)第一內(nèi)軸冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第一內(nèi)軸冷卻流體排出孔，其中第一內(nèi)軸冷卻流體傳送孔被提供來(lái)接收散熱流體，以及 至少一個(gè)第二內(nèi)軸冷卻流體通道，該第二內(nèi)軸冷卻流體通道包含有至少一個(gè)第二內(nèi)軸冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第二內(nèi)軸冷卻流體排出孔， 涂布器設(shè)備的葉片包含有: 多個(gè)第一葉片冷卻流體通道，每個(gè)第一葉片冷卻流體通道包含有至少一個(gè)第一葉片冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第一葉片冷卻流體排出孔，其中每個(gè)第一葉片冷卻流體傳送孔被提供來(lái)接收來(lái)自相應(yīng)的第一內(nèi)軸冷卻流體排出孔的散熱流體，以及 多個(gè)第二葉片冷卻流體通道，每個(gè)第二葉片冷卻流體通道包含有至少一個(gè)第二葉片冷卻流體傳送孔和至少一個(gè)第二葉片冷卻流體排出孔，以及 涂布器設(shè)備包含有: 中空環(huán)體，其和第一葉片冷卻流體排出孔和第二葉片冷卻流體輸入孔相連，其中，該中空環(huán)體被提供來(lái)接收來(lái)自第一葉片冷卻流體排出孔的散熱流體，并將該散熱流體傳送至該第二葉片冷卻流體傳送孔； 其中， 每個(gè)第二葉片冷卻流體排出孔被提供來(lái)傳送該散熱流體至相應(yīng)的第二內(nèi)軸冷卻流體傳送孔處，以及 第二內(nèi)軸冷卻流體排出孔被提供來(lái)釋放散熱流體。
14.如權(quán)利要求13所述 的饋通裝置，其中，該中空環(huán)體被連接至葉片的外端部分。
15.一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備，該設(shè)備包含有: 化學(xué)反應(yīng)腔室； 帶有至少一個(gè)夾盤(pán)的平臺(tái)，該夾盤(pán)用于接收至少一個(gè)半導(dǎo)體晶圓，該平臺(tái)被提供在化學(xué)反應(yīng)腔室中；以及 如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的饋通裝置，其中，該饋通裝置和化學(xué)反應(yīng)腔室相連。
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK103510069SQ201310233757
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】黎子蘭, 柯定福, 帕拉尼潘·奇達(dá)巴拉姆, 拉加萬(wàn)德拉·拉溫德拉 申請(qǐng)人:先進(jìn)科技新加坡有限公司