CN104005006B - 应用于半导体设备的喷射器与上盖板总成 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种喷射器与上盖板总成，包含上盖板、喷射器及顶板。上盖板包含多个流体冷却通道。喷射器设置于上盖板，包含气源分配器、流体冷却式气源通道、多个气源喷射板及导锥。气源分配器均匀分布多种气体及气源通道冷却流体，流体冷却式气源通道连接气源分配器，导入气源通道冷却流体形成多个流体墙，并导入第一气体及多种气体。多个气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道下，顶板贴附于上盖板表面及邻近喷射器一侧。本发明可防止一般现有的工艺中堆积脏污物质附着于顶板的下表面，提高工艺正品率，同时具备可调变气源流速与流场特征，利于工艺开发，更具实用性。

Description

应用于半导体设备的喷射器与上盖板总成

技术领域

本发明是有关于一种应用于半导体设备的喷射器与上盖板总成，特别是有关于一种温度可调变式上盖板及其上的可拆卸式喷射器。

背景技术

在薄膜沉积工艺中，附加在上盖板之上的顶板(ceiling)的下表面温度必须被控制约300℃左右，以避免工艺中脏污颗粒堆积附着于顶板的下表面并随之掉落于晶圆之上，造成工艺晶圆的正品率不佳。而顶板的下表面温度取决于上盖板与顶板的结合方式及冷却方式。

在薄膜生长过程中，在反应腔内是利用喷射器将气源气体水平喷射至附加电路板(susceptor)之上进行混合，再利用加热所引起的物理或化学反应，从而在晶圆上沉积薄膜。喷射器的设计必须令气源气体水平喷出并达成均匀分布于旋转之附加电路板表面，从而在附加电路板表面产生均匀的边界层，以利于沉积薄膜的进行。除此之外，喷射器气源出口的间距与倾角对于工艺的结果亦有决定性的影响。

传统的上盖板为单层结构，以冷却水直接冷却。附加在上盖板上的顶板与上盖板有间距，该间距可以通入不同流量与气体组合的混合气体以控制顶板下表面的温度，目的为防止工艺中堆积脏污颗粒附着于顶板的下表面并掉落于晶圆上，影响晶圆的正品率。此设计必须使用氢气(H2)与氮气(N2)以及气体流量控制器(MFC)以调变不同流量与气体组合，并且必须使顶板与上盖板的间距维持在0.1mm并且非常均匀，以利于产生组合气体流过时的均匀性，进而达成温度的均匀性。

传统的喷射器是在薄膜生长过程中，在反应腔内将气源气体水平喷射至附加电路板上开始混合，再利用加热所引起的物理或化学反应，从而在基材上沉积出薄膜。先前使用的一体式喷射器为以多个零件组合而成并以硬焊(Brazing)工法焊接成一个独立组件，不仅制作上正品率较低，而且使用上也容易因狭小的流体路通道阻塞而导致漏水发生，从而必须更换整个喷射器组件。最重要是气源喷射板出口的间距为固定无法调整，将限制流速与流场型态等工艺参数的调变。需要调变流速与流场型态时必须整组更换以对应。

有鉴于上述现有的应用于半导体设备的喷射器与上盖板总成存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的喷射器与上盖板总成，可防止一般现有的工艺中堆积脏污物质附着于顶板的下表面，提高工艺正品率，同时具备可调变气源流速与流场特征，以利于工艺开发，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的应用于工艺系统的上盖板存在的缺陷，而提供一种新的应用于工艺系统的上盖板，所要解决的技术问题是提升晶圆正品率，使组件缩减并可降低成本，且容易安装，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种新的应用于工艺系统的喷射器，将喷射器拆解成多个子结构，气源喷射器设计成具备均匀分布的多孔式喷洒头(showerhead)，可进行气源的均匀分布；若流体冷却式气源通道因反复加温而漏出，则可以仅更换流体冷却式气源通道以节省成本；若需要调整气源喷射板出口间距，则可以新设计的气源喷射板直接更换旧气源喷射板，不需更换整组喷射器。所要解决的技术问题是使其具备新功能，以及降低成本、维修容易等优点，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出一种喷射器与上盖板总成，包含上盖板、喷射器以及顶板。上盖板包含多个流体冷却通道。喷射器设置于上盖板，包含气源分配器、流体冷却式气源通道、多个气源喷射板及导锥。气源分配器均匀分布多种气体及气源通道冷却流体，气源分配器包含气体管路导入第一气体。流体冷却式气源通道连接气源分配器，导入气源通道冷却流体形成多个流体墙，并导入第一气体及多种气体。流体冷却式气源通道包含多个独立信道、第一气体信道及多个气体通道。独立信道导入气源信道冷却流体形成多个流体墙。第一气体通道连接气体管路。气体通道分别导入多种气体。独立信道位于相邻二个气体信道之间以及外侧。多个气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道之下，相邻二个气源喷射板改变多种气体其中之一的流动方向，气源喷射板及导锥改变第一气体的流动方向。顶板则贴附于上盖板的表面及邻近于喷射器的一侧。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的邻近该顶板的该流体冷却信道通入温度最高的该冷却流体。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的多个冷却流体包含多个具有不同热传导特性的冷却流体。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的气源分配器包含外壳及多个隔板，每一个该隔板包含多个开孔以均匀分布该多种气体及该气源通道冷却流体，该气体管路穿越该外壳、该隔板以导入第一气体；及多个导管，每一个该导管位于每一个该隔板的开孔内并穿越该隔板以输送该多种气体。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的导管与该隔板之间的穿越接口是以硬焊方式封合。前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的隔板包含具有多圈开孔结构的气体均匀分布板。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的气源喷射板包含具有平盘边缘的喷射板。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的导锥的底面与基板载台(substratesusceptor)的上表面齐平。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的导锥的锥顶与该气体管路的连接处有多个开孔。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的气源喷射板包含三个有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板或中间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板其中之一。前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

前述的喷射器与上盖板总成，其中所述的流体冷却式气源通道以至少一个螺丝锁固于该气源分配器上，该气源喷射板以至少一个螺丝锁固于该流体冷却式气源通道上。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的应用于工艺系统的上盖板，包含上板、中隔板以及下板。该上板与该中隔板之间具有第一流体冷却通道，用以导入第一冷却流体。该中隔板与该下板之间具有第二流体冷却通道，用以导入第二冷却流体。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的上盖板，其中所述的第二冷却流体的温度较第一冷却流体高。

前述的上盖板，其中所述的第一与第二流体冷却通道包含回旋式冷却通路。

前述的上盖板，其中所述的第一与第二冷却流体的热传导特性及温度不同，或该第二冷却流体与第一冷却流体相同但温度不同，形成一个高温至低温的温度梯度。

前述的上盖板，其中所述的上盖板更包含贴附于该下板的顶板。

本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的应用于工艺系统的喷射器，包含气源分配器、流体冷却式气源通道、多个气源喷射板及导锥。气源分配器包含：由外壳及第一隔板组成的第二气源气体层，该第一隔板包含多个开孔以均匀分布第二气体；由该第一隔板与第二隔板组成的第三气源气体层，该第二隔板包含多个开孔以均匀分布第三气体；由该第二隔板与第三隔板组成的流体冷却层，该第三隔板包含多个开孔以分布第三冷却流体；多个第二导管，每一个该第二导管位于每一个该第一隔板的开孔内并穿越该第一隔板、该第二隔板与该第三隔板；多个第三导管，每一个该第三导管位于该第二隔板的开孔内并穿越该第二隔板与该第三隔板；及气体管路，该气体管路穿越该外壳、该第一隔板、该第二隔板与该第三隔板以导入第一气体。流体冷却式气源通道包含:多个独立信道，该独立信道连接该第三隔板的开孔，以导入该第三冷却流体形成多个流体墙；第一气体信道，该第一气体通道连接该气体管路；多个第二气体通道，每一个该第二气体通道连接每一个该第二导管；及多个第三气体通道，每一个该第三气体通道连接每一个该第三导管；其中该独立信道位于该第一气体通道与该第二气体通道之间、该第二气体通道与该第三气体通道之间以及该第三气体通道外侧。第一、第二及第三气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道下，该第一与该第二气源喷射板改变出自该第三气体通道的该第三气体的流动方向，该第二及该第三气源喷射板改变出自该第二气体通道的该第二气体的流动方向，该第三气源喷射板及该导锥改变出自该第一气体通道的该第一气体的流动方向。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的喷射器，其中所述的第三隔板与流体冷却式气源通道之间是以多个O型环(O ring)封合。

前述的喷射器，其中所述的第一、第二以及第三气源喷射板包含有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板或中间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板其中之一。

前述的喷射器，其中所述的第一、第二、第三气源喷射板与导锥之间的间距与倾角可调整。

前述的喷射器，其中所述的导锥的锥顶与气体管路的连接处有多个开孔。

前述的喷射器，其中所述的流体冷却式气源通道以至少一个螺丝锁固于气源分配器上，第一、第二及第三气源喷射板以至少一个螺丝锁固于流体冷却式气源通道上。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的应用于工艺系统的喷射器，包含气源分配器、流体冷却式气源通道、多个气源喷射板及导锥。气源分配器均匀分布多种气体及气源通道冷却流体，该气源分配器包含气体管路，该气体管路穿越该气源分配器以导入第一气体；流体冷却式气源通道连接该气源分配器，包含:多个独立通道，以导入该气源通道冷却流体形成多个流体墙；第一气体信道，该第一气体通道连接该气体管路；及多个气体通道，以分别导入该多种气体；其中该独立信道位于相邻二个该气体通道之间以及外侧；多个气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道下，相邻二个该气源喷射板改变该多种气体其中之一的流动方向，该气源喷射板及该导锥改变该第一气体的流动方向。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的喷射器，其中所述的气源分配器与流体冷却式气源通道之间是以多个O型环封合。

前述的喷射器，其中所述的气源喷射板之间及该气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

前述的喷射器，其中所述的气源喷射板包含三个有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板或中间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板其中之一。

前述的喷射器，其中所述的气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

前述的喷射器，其中所述的导锥的锥顶与该气体管路的连接处有多个开孔。

前述的喷射器，其中所述的流体冷却式气源通道以至少一个螺丝锁固于该气源分配器上，该气源喷射板以至少一个螺丝锁固于该流体冷却式气源通道上。

借由上述技术方案，本发明应用于半导体设备的喷射器与上盖板总成至少具有下列优点及有益效果：

1.将上盖板设计为双层，各层可以通入不同热传导特性及温度的流体，借由热传导现象以调整紧密贴附于上盖板的顶板下表面温度，防止工艺中堆积脏污物质附着于顶板的下表面并掉落于晶圆上，以提升晶圆正品率，使组件缩减并可降低成本，且容易安装。

2.气源喷射器以设计成具备均匀分布的多孔式喷洒头，可进行气源的均匀分布；若流体冷却式气源通道因反复加温而漏出，则可以仅更换流体冷却式气源通道以节省成本；若需要调整气源喷射板出口间距，则可以新设计的气源喷射板直接更换旧气源喷射板，不需更换整组喷射器。具备新功能，以及降低成本、维修容易等优点。

3.温度可调变式上盖板包括双层皆可独立控温的冷却通路以利于调变顶板温度。可拆卸式结构喷射器包括气源分配板、流体冷却式气源通道、气源喷射板以及导锥以组成气源喷射器。气源喷射器可以调变气源喷射板出口的间距与倾角，借以调变气源流出后的流速与流场特征，以利于工艺开发。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一个实施例的应用于半导体设备沉积工艺系统的喷射器及上盖板总成。

图2是本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器及上盖板总成的俯视图。

图2A与2B分别是图2的喷射器及上盖板总成沿AA’与BB’方向的截面图。

图3是本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器。

图4是本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器的分解图。

图5是本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器分解剖面图。

图6是本发明一个实施例的喷射器的俯视图。

图6A、图6B及图6C分别是图6的喷射器沿AA’、BB’及CC’方向的截面图。

【主要元件符号说明】

1：喷射器及上盖板总成 2：上盖板

21a：第一气体管线 21b：第二气体管线

21c：第三气体管线 22a：第一冷却流体入口

22b：第一冷却流体出口 23a：第二冷却流体入口

23b：第二冷却流体出口 24：上板

25：中隔板 26：下板

27：第一流体冷却通道 28：第二流体冷却通道

4：喷射器 40：气源分配器

401：外壳 402：第一隔板

403：第二隔板 404：第三隔板

405a:气体管路 405b:第二气源气体层405b

405c:第三气源气体层 406：流体冷却层

4061:独立通道 4062a～4062c:流体墙

407:O型环 408b:第二导管

408c:第三导管 41：流体冷却式气源通道

410a:第一气体通道 410b:第二气体通道

410c:第三气体通道 42：第一气源喷射板

43：第二气源喷射板 44：第三气源喷射板

45：导锥 46a：第一气源接头

46b：第二气源接头 46c：第三气源接头

47a～47b：冷却流体接头 5：顶板

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的应用于半导体设备的喷射器与上盖板总成其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

以下将完成针对本发明的特定实施例参考内容。本发明的一些实施例将详细描述如下。这些实施例的范例是伴随着附图以进行说明。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定。相反地，本发明的范围包含符合本发明实施例的替换、修改及等效实施例并以之后的本发明的申请专利范围为准。在以下的说明叙述中，提出的许多特定细节以使本发明能被更透彻了解。但本发明仍可在没有部分或全部特定细节的情况下实施。此外现有习知的工艺步骤及组件在此并不详细描述以避免不必要混淆本发明焦点。

本发明的一个实施例主要是关于一种半导体设备沉积工艺系统，其中包含喷射器及上盖板总成。此沉积工艺系统包含包围工艺空间的反应室(process chamber)、气体输送装置及具有喷射器及上盖板总成的气体处理装置，此沉积制程系统可用于薄膜沉积制程，例如有机金属化学气相沉积工艺。喷射器及上盖板总成是设置于工艺空间上或一端，而基板载台则设置于工艺空间下或另一端。基板载台是用于承载至少一个置于其上以进行工艺的基板。典型加载沉积是统以进行工艺的基板包含硅晶圆、蓝宝石基板、碳化硅基板或氮化镓或三五族半导体基板等。必须了解的是其他种类的基板，例如玻璃基板亦可加载沉积工艺系统以进行工艺。必须了解的是任何包围制程空间的反应室及气体输送装置的设计均可用于沉积工艺系统，因此在此处将不会特别描述两者特定的实例。沉积工艺系统可进一步包含其他对于本领域具一般技术者而言显而易见的所需的组件。不过与喷射器及上盖板总成相关的组件将于以下详细描述。

图1显示本发明一个实施例的应用于半导体设备沉积工艺系统的喷射器及上盖板总成。喷射器及上盖板总成1在薄膜沉积工艺中是设置于半导体设备的反应室以及承载基板的基板载台上方。在一个实施例中，喷射器及上盖板总成1包含上盖板2与喷射器4。在此实施例中，图1同时显示第一气体管线21a、第二气体管线21b与第三气体管线21c分别用于输入三种气体进入喷射器4，以及第一冷却流体入口22a与出口22b及第二冷却流体入口23a与出口23b，分别用于将二种冷却流体输入上盖板2并自上盖板2中输出。关于上盖板2与喷射器4的实施例将于以下的叙述中详细说明。

图2为本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器及上盖板总成的俯视图。图2A与图2B分别为第二图的喷射器及上盖板总成沿AA’与BB’方向的截面图。在一个实施例中，如图2A所示，上盖板2具有双层第一与第二流体冷却通道27与28，而第一与第二流体冷却通道27与28是由上板24、中隔板25、下板26及顶板5组成。顶板5的材质包含石英。其中，上板24与中隔板25所形成的上方空间为第一流体冷却通道27，中隔板25与下板26所形成的下方空间为第二流体冷却通道28。第一与第二流体冷却通道27与28包含回旋式冷却通路。第一与第二流体冷却通道27与28可以通入不同热传导特性及不同温度的流体，或是通入不同温度的相同流体，形成一个高温至低温的温度梯度，并借由热传导调整贴附于上盖板2的下板26的顶板5温度，防止工艺中堆积由反应气体反应形成的脏污物质颗粒在顶板5上，最后掉落在反应基板(例如晶圆)上。

图2A同时显示本发明一个实施例中喷射器4的结构。在本实施例中，喷射器4为具备水平喷射三层反应气体功能的喷射器，由多个子结构组成，包含气源分配器40、流体冷却式气源通道41、第一气源喷射板42、第二气源喷射板43与第三气源喷射板44以及下方的导锥45。其中气源分配器40、流体冷却式气源通道41、第一气源喷射板42、第二气源喷射板43与第三气源喷射板44以及导锥45循序分别锁固于上盖板2，即形成喷射器及上盖板总成。另一个独立组件顶板5则以第一气源喷射板42的外缘压住并锁固于上盖板2，因而贴附于上盖板2的下板26的下方。顶板5可利用上盖板2圆周的螺丝锁固于上盖板2。关于喷射器4的实施例将于以下的叙述中进一步详细说明。

图2中喷射器及上盖板总成沿BB’截面方向的图2B则显示第二冷却流体入口23a连接第二流体冷却通道28以及第一冷却流体出口22b连接第一流体冷却通道27。请同时参考图1、图2及图2B，第一冷却流体入口22a及第二冷却流体入口23a分别用于将不同热传导特性及不同温度的流体通入上盖板2的第一与第二流体冷却通道27与28，二种流体并经第一冷却流体出口22b及第二冷却流体出口23b自上盖板2中输出。

在一个实施例中，当进行沉积工艺时，较为低温的第一冷却流体将由上盖板2的第一冷却流体入口22a流进上盖板2内部，经由上盖板2上方的回旋式第一流体冷却通道27冷却下方的中隔板25，控制热量传递至上盖板2的上板24，之后由第一冷却流体出口22b流出。较为高温的第二冷却流体则由上盖板2的第二冷却流体入口23a流进上盖板2内部，经由上盖板2下方回旋式第二流体冷却通道28冷却下方的上盖板2的下板26，控制热量传递至上盖板2的中隔板25，之后由第二冷却流体出口23b流出。通过第一与第二冷却流体的不同热传导特性及温度控制沉积工艺进行时热量的上传，以热传导调控顶板温度，进而达成控制顶板5的温度，以避免工艺中堆积由反应气体反应形成的物质颗粒在顶板5上，最后掉落在反应基板或晶圆上。

图3显示本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器。图4为本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器的分解图。图5是本发明一个实施例的应用于半导体设备的喷射器分解剖面图。在本发明的一实施例中，喷射器4由多个子结构组成，包含气源分配器40、流体冷却式气源通道41、第一气源喷射板42、第二气源喷射板43与第三气源喷射板44以及导锥45。关于喷射器4的实施例详细内容将于以下的叙述中进一步详细说明。

图6为本发明一个实施例的喷射器的俯视图。图6显示分别用于与图1中所示的第一气体管线21a、第二气体管线21b与第三气体管线21c连接的第一气源接头46a、第二气源接头46b与第三气源接头46c，以及冷却流体接头47a与47b。

图6A、图6B及图6C分别为图6的喷射器沿AA’、BB’及CC’方向的截面图。图6A所示，在本发明的一个实施例中，气源分配器40为具有三层式空间的结构，其中心具有气体管路405a，用于导入来自第一气体管线21a与第一气源接头46a的第一气体。上层空间由外壳401及第一隔板402组成第二气源气体层405b，第二气体将由外壳401上的第二气源接头46b经通道引入；中层空间由第一隔板402与第二隔板403组成第三气源气体层405c，第三气体将由外壳401上的第三气体管线21c与第三气源接头46c(请参考图6B)经通道引入；下层空间由第二隔板403与第三隔板404组成流体冷却层406，冷却流体将由外壳401上的冷却流体接头47a或47b(请参考图6C)经通道引入并流经下层空间。第一隔板402、第二隔板403与第三隔板404包含具备多孔单圈或多圈开孔结构的气源或流体均匀分布板，具备喷洒头的均匀分布功能。

在本发明的一个实施例中，气源分配器40的三层式空间结构包含第二气源气体层405b、硬焊固定的第二导管408b、第三气源气体层405c以及硬焊固定的第三导管408c，形成如同三层式喷洒头的功能。气源分配器40的最上层空间为第二气源气体层405b，第二气源气体层405b的底板为第一隔板402，第一隔板402包含具备多孔单圈或多圈开孔结构的气体均匀分布板。气源分配器的中间层空间为第三气源气体层405c，第三气源气体层405c的下方底板为第二隔板403，第二隔板403包含具备多孔单圈或多圈开孔结构的气体均匀分布板。第一隔板402的孔内有多个第二导管408b穿越，并且穿越第二隔板403及流体冷却层406底板即第三隔板404，此三个穿越接口可利用硬焊的方式封合。第二隔板403的孔内有多个第三导管408c穿越，并且穿越第三隔板404，此二个穿越接口可利用硬焊的方式封合。

在本发明的一个实施例中，第二导管408b与第三导管408c则分别伸入流体冷却式气源通道41的第二气体通道410b与第三气体通道410c或与其衔接，使第二气体进气后，通过第一隔板402与第二导管408b的均匀分布，向下经过流体冷却式气源通道41的第二气体通道410b，经由第二气源喷射板43及第三气源喷射板44之间水平流出。第三气体进气后，通过第二隔板403与第三导管408c的均匀分布，向下经过流体冷却式气源通道41的第三气体通道410c，并经由第一气源喷射板42与第二气源喷射板43之间水平流出。气源分配器40的气体管路405a为第一气体通道，直接连通至下方的流体冷却式气源通道41的第一气体通道410a。导锥的圆锥顶与第一气体通道410a管路连接处有多个开孔，功能如同气体均匀分布板。第一气体进气后，经由气源分配器40的气体管路405a向下经过流体冷却式气源通道41的第一气体通道410a，经由第三气源喷射板44与导锥45之间水平流出。第二气源气体层405b与第三气源气体层405c内的气体各自独立从第二导管408b与第三导管408c向下流动，不相互混合。

在本发明的一个实施例中，冷却流体由流体冷却层406一侧的多个独立通道4061向下流至流体冷却式气源通道41的多个流体墙4062a～4062c的一侧，环绕一圈后由另一侧流至流体冷却层406的另一侧，再经由冷却流体接头47b或47a流出(请参考图6C)。如以上所述，流体冷却式气源通道41的流体墙4062a～4062c内的冷却流体是由气源分配器最下层的流体冷却层406的开孔流入，即独立通道4061连接第三隔板404的开孔；独立信道4061位于第一气体通道410a与第二气体通道410b之间以及第二气体通道410b与第三气体通道410c之间，亦即流体墙4062c位于第一气体通道410a与第二气体通道410b之间，流体墙4062b位于第二气体通道410b与第三气体通道410c之间，流体墙4062a位于第三气体通道410c外侧与流体冷却式气源通道41外壳内；气源分配器40的第三隔板404与流体冷却式气源通道41之间则可使用多圈O型环407封合，以利于气体及冷却流体的垂直流通及流体横向隔绝，防止流体泄漏流失。独立通道4061在流体冷却层406的一端与第三隔板404齐平。流体冷却式气源通道41包含以加工板件插入上方板件内的凹槽再以硬焊工法焊接而成。流体冷却式气源通道41包含利用螺丝锁固于气源分配器40上。

在图6B所示第图中的喷射器沿BB’方向的截面图中，第三气体由外壳401上的第三气体管线21c与第三气源接头46c经通道引入第三气源气体层405c，再经由气源分配器40的第二隔板403均匀分配流至流体冷却式气源通道41。

在图6C所示图6的喷射器沿CC’方向的截面图中，除了用于将第一气体自第一气体管线21a与第一气源接头46a导至导锥45的气体管路405a之外，同时显示气源分配器40内分别将第二气体与第三气体自第二气源气体层405b与第三气源气体层405c导至流体气源分配器40的第二导管408b及第三导管408c。第二导管408b可利用硬焊的方式固定于第一隔板402、第二隔板403与第三隔板404，以将第二气源气体层405b的第二气体导至流体冷却式气源通道41的第二气体通道410b，并继续向下流动至第二气源喷射板43与第三气源喷射板44之间水平流出。第三导管408c可利用硬焊的方式固定于第二隔板403与第三隔板404，以将第三气源气体层405c内的第三气体导引至流体冷却式气源通道41的第三气体通道410c，并继续向下流动至第一气源喷射板42与第二气源喷射板43之间水平流出。气源分配器40的气体管路405a及流体冷却式气源通道41的第一气体通道410a形成独立管状空间，以将第一气体由气源分配器40的外壳401上的第一气源接头46a经气源分配器40的气体管路405a以及流体冷却式气源通道41的第一气体通道410a导引至导锥45与第三气源喷射板44的与基板载台间水平流出，导锥的下底面则与基板载台的上表面齐平。外壳401、第一隔板402、第二隔板403、第三隔板404以及第二导管408b与第三导管408c皆以硬焊方式固定，以防止气体泄漏的情形。

在本发明的一些实施例中，用于改变气体流动方向的组件包含第一气源喷射板42、第二气源喷射板43以及第三气源喷射板44及导锥45。第一气源喷射板42、第二气源喷射板43以及第三气源喷射板44及导锥45包含有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板及中间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板。第一气源喷射板42、第二气源喷射板43以及第三气源喷射板44的圆周有开孔以利于使用例如螺丝锁固于流体冷却式气源通道41的流体墙4062a～4062c下方，形成改变气体流动方向的结构。第一气源喷射板42与第二气源喷射板43的组合为驱使第三气体由向下流动转向为水平流动。第二气源喷射板43与第三气源喷射板44的组合为驱使第二气体由向下流动转向为水平流动。第三气源喷射板44与导锥45的组合搭配基板载台为驱使第一气体由向下流动转向为水平流动。第一气源喷射板42、第二气源喷射板43、第三气源喷射板44与导锥45可利用螺丝锁固于流体冷却式气源通道41上。

在本发明的一个实施例中，由于第一气源喷射板42、第二气源喷射板43、第三气源喷射板44与导锥45包含借由螺丝锁固的方式固定，因此第一气源喷射板42与第二气源喷射板43之间的间距与倾角为可调整，以改变流体墙高度及第一气源喷射板42与第二气源喷射板43的结构。第二气源喷射板43与第三气源喷射板44之间的间距与倾角也可调整，以改变流体墙高度及第二气源喷射板43与第三气源喷射板44的结构。第三气源喷射板与导锥之间的间距与倾角同样为可调整，以改变第一气体通道410a高度及改变第三气源喷射板44与导锥45的结构。

在本发明的一个实施例中，第一气源分配板42的底部与顶板5底面齐平。导锥45包含圆锥体，其中间的第一气体通道410a外径略小于气体管路405a的内径，第一气体通道410a锁固于气体管路405a的内径。导锥45的圆锥顶与第一气体通道410a连接处有多个开孔，功能如同多孔结构的均匀分布板。

在本发明的一个实施例中，导锥45、第三气源喷射板44及基板载台形成改变第一气体流动方向的结构，亦即导锥45的下底面与基板载台的上表面齐平。第一气体进气后，向下经过第一气体通道410a，经由小孔从第三气源喷射板44与基板载台之间水平流出。

在以上这些实施例中，上盖板内具有第一与第二流体冷却通道27与28是用于通入不同热传导特性及不同温度的流体，仅为建立高温至低温的温度梯度的范例。因此上盖板内流体冷却信道的数量与结构并不是限制。此外，喷射器内的隔板所形成的气源气体层牵涉所能导入分配的不同气体数量，同样并非受限于所提出实施例。而第一气源喷射板42、第二气源喷射板43以及第三气源喷射板44及导锥45的排列方式及外观构型亦仅为范例，不是限制。例如除了倾角与间距之外，第一气源喷射板42、第二气源喷射板43以及第三气源喷射板44的厚度、曲线亦为可改变的特征。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (25)

1.一种喷射器与上盖板总成，其特征在于其包含：

上盖板，该上盖板包含多个流体冷却通道，用以分别导入多个不同温度冷却流体以形成温度梯度；

喷射器，该喷射器设置于该上盖板，包含：

气源分配器，该气源分配器均匀分布多种气体及气源通道冷却流体，该气源分配器包含气体管路，该气体管路穿越该气源分配器以导入第一气体；

流体冷却式气源通道，该流体冷却式气源通道连接该气源分配器，包含:

多个独立通道，以导入该气源通道冷却流体形成多个流体墙；

第一气体通道，该第一气体通道连接该气体管路；及

多个气体通道，以分别导入该多种气体；

其中该独立通道位于相邻二个该气体通道之间以及外侧；及

多个气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道下，相邻二个该气源喷射板改变该多种气体其中之一的流动方向，该气源喷射板及该导锥改变该第一气体的流动方向；以及

顶板，设置贴附于该上盖板的表面及邻近于该喷射器的一侧。

2.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的邻近该顶板的该流体冷却通道通入温度最高的该冷却流体。

3.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的多个冷却流体包含多个具有不同热传导特性的冷却流体。

4.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的气源分配器包含：

外壳及多个隔板，每一个该隔板包含多个开孔以均匀分布该多种气体及该气源通道冷却流体，该气体管路穿越该外壳、该隔板以导入第一气体；及

多个导管，每一个该导管位于每一个该隔板的开孔内并穿越该隔板以输送该多种气体。

5.根据权利要求4所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的导管与该隔板之间的穿越接口是以硬焊方式封合。

6.根据权利要求4所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的隔板包含具有多圈开孔结构的气体均匀分布板。

7.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的气源喷射板包含具有平盘边缘的喷射板。

8.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的导锥的底面与基板载台的上表面齐平。

9.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的导锥的锥顶与该气体管路的连接处有多个开孔。

10.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的气源喷射板包含三个有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板或中间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板其中之一。

11.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

12.根据权利要求1所述的喷射器与上盖板总成，其特征在于其中所述的流体冷却式气源通道以至少一个螺丝锁固于该气源分配器上，该气源喷射板以至少一个螺丝锁固于该流体冷却式气源通道上。

13.一种应用于工艺系统的喷射器，其特征在于其包含：

气源分配器，包含：

由外壳及第一隔板组成的第二气源气体层，该第一隔板包含多个开孔以均匀分布第二气体；

由该第一隔板与第二隔板组成的第三气源气体层，该第二隔板包含多个开孔以均匀分布第三气体；

由该第二隔板与第三隔板组成的流体冷却层，该第三隔板包含多个开孔以分布第三冷却流体；

多个第二导管，每一个该第二导管位于每一个该第一隔板的开孔内并穿越该第一隔板、该第二隔板与该第三隔板；

多个第三导管，每一个该第三导管位于该第二隔板的开孔内并穿越该第二隔板与该第三隔板；及

气体管路，该气体管路穿越该外壳、该第一隔板、该第二隔板与该第三隔板以导入第一气体；

流体冷却式气源通道，包含:

多个独立通道，该独立通道连接该第三隔板的开孔，以导入该第三冷却流体形成多个流体墙；

第一气体通道，该第一气体通道连接该气体管路；

多个第二气体通道，每一个该第二气体通道连接每一个该第二导管；及

多个第三气体通道，每一个该第三气体通道连接每一个该第三导管；

其中该独立通道位于该第一气体通道与该第二气体通道之间、该第二气体通道与该第三气体通道之间以及该第三气体通道外侧；以及

第一、第二及第三气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道下，该第一与该第二气源喷射板改变出自该第三气体通道的该第三气体的流动方向，该第二及该第三气源喷射板改变出自该第二气体通道的该第二气体的流动方向，该第三气源喷射板及该导锥改变出自该第一气体通道的该第一气体的流动方向。

14.根据权利要求13所述的喷射器，其特征在于其中所述的第三隔板与该流体冷却式气源通道之间是以多个O型环封合。

15.根据权利要求13所述的喷射器，其特征在于其中所述的第一、第二以及该第三气源喷射板包含有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板或中间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板其中之一。

16.根据权利要求13所述的喷射器，其特征在于其中所述的第一、第二、第三气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

17.根据权利要求13所述的喷射器，其特征在于其中所述的导锥的锥顶与该气体管路的连接处有多个开孔。

18.根据权利要求13所述的喷射器，其特征在于其中所述的流体冷却式气源通道以至少一个螺丝锁固于该气源分配器上，该第一、该第二及该第三气源喷射板以至少一个螺丝锁固于该流体冷却式气源通道上。

19.一种应用于工艺系统的喷射器，其特征在于其包含：

气源分配器，该气源分配器均匀分布多种气体及气源通道冷却流体，该气源分配器包含气体管路，该气体管路穿越该气源分配器以导入第一气体；

流体冷却式气源通道，该流体冷却式气源通道连接该气源分配器，包含:

多个独立通道，以导入该气源通道冷却流体形成多个流体墙；

第一气体通道，该第一气体通道连接该气体管路；及

多个气体通道，以分别导入该多种气体；

其中该独立通道位于相邻二个该气体通道之间以及外侧；以及

多个气源喷射板及导锥依序设置于该流体冷却式气源通道下，相邻二个该气源喷射板改变该多种气体其中之一的流动方向，该气源喷射板及该导锥改变该第一气体的流动方向。

20.根据权利要求19所述的喷射器，其特征在于其中所述的气源分配器与该流体冷却式气源通道之间是以多个O型环封合。

21.根据权利要求19所述的喷射器，其特征在于其中所述的气源喷射板之间及该气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

22.根据权利要求19所述的喷射器，其特征在于其中所述的气源喷射板包含三个有平盘边缘的倒立盘状喷射板、有曲度的倒立碗状喷射板或中 间为中空且圆心到圆周逐渐变厚度的喷射板其中之一。

23.根据权利要求19所述的喷射器，其特征在于其中所述的气源喷射板与该导锥之间的间距与倾角可调整。

24.根据权利要求19所述的喷射器，其特征在于其中所述的导锥的锥顶与该气体管路的连接处有多个开孔。

25.根据权利要求19所述的喷射器，其特征在于其中所述的流体冷却式气源通道以至少一个螺丝锁固于该气源分配器上，该气源喷射板以至少一个螺丝锁固于该流体冷却式气源通道上。