CN106415789A - 气体分配设备与具有该气体分配设备的基板处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气体喷射设备与包括该气体喷射设备的基板处理设备，这样能够将处理气体均匀地注入至和多个气体喷射孔相连通的多个气体流动通道中。根据本发明的气体喷射设备包括：主体，包括与用于喷射处理气体的多个气体喷射孔相连接的多个气体流动通道；以及一个或更多个气体注入模块，耦接至所述主体的至少一个侧表面以分别与所述多个气体流动通道相连通，其中所述气体注入模块能够初次缓冲从外部供给的处理气体，以及第二次缓冲初次缓冲后的处理气体，从而将缓冲后的处理气体注入至多个气体流动通道中。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体分配设备与具有该气体分配设备的基板处理设备。
背景技术
通常，为了制造太阳能电池、半导体装置以及平板显示装置，必须在基板的表面上形成预定的薄膜层。因此，可以进行半导体制造工艺，例如，在基板上沉积预定材料的薄膜的薄膜沉积工艺；通过使用光敏材料选择性地曝光薄膜的感光工艺；以及通过选择性地去除薄膜的曝光部分来形成图案的蚀刻工艺。
这种半导体制造工艺在设计成适合于最佳情况的基板处理设备内部执行。近来，一种使用等离子体的基板处理设备通常用于进行沉积或蚀刻工艺。
使用等离子体的这种半导体制造工艺可以为PECVD(等离子体增强化学气相沉积，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)设备，其中PECVD设备可以使用将气体引入至腔室内部的气体分配设备。
气体分配设备通过在面板状主体中形成的多个气体分配孔，将各种处理气体(processing gas)分配到基板的表面上。通常，考虑对处理气体的可加工性和反应性，气体分配设备可以由铝形成。
如图1所示，现有技术的气体分配设备可以包括：面板状主体10；多个气体通路20，通过使用钻机的机械作业在主体10内部沿主体10的预定方向以固定间隔形成多个孔，并且通过焊接22密封每个孔的两端而被设置；以及多个气体分配孔30，分别与多个气体通路20相连接且形成为垂直于主体10的底表面。在这种现有技术的气体分配设备中，通过气体供给管40注入到多个气体通路20的每一个的中心中的处理气体通过多个气体分配孔30向下分配。
在现有技术的气体分配设备的情况下，处理气体注入到多个气体通路20的每一个中，从而难以实现处理气体均匀注入至多个气体通路20中。此外，多个气体通路20的每一个的两端通过焊接永久地密封，从而难以清洁气体通路20和气体分配孔30。
发明内容
技术问题
因此，本发明在于提供一种气体分配设备与具有该气体分配设备的基板处理设备，从而消除由于现有技术的限制及缺点所产生的一个或多个问题。
本发明的一方面在于提供一种气体分配设备与具有该气体分配设备的基板处理设备，从而能够将处理气体均匀地注入至和多个气体分配孔相连通的多个气体通路中。
本发明的另一方面在于提供一种气体分配设备与具有所述气体分配设备的基板处理设备，从而能够有利于清洁多个气体分配孔和多个气体通路。
本发明其他的优点和特征将在如下的描述中部分地加以阐述，并且本发明其他的优点和特征对于本领域的普通技术人员来说，可以通过本发明如下的说明得以部分地理解或者可以从本发明的实践中得出。
技术方案
为了获得本发明目的的这些和其他优点，正如本文具体化和概括性的描述，提供一种气体分配设备，包括：主体，具有多个气体通路，所述气体通路与用于分配处理气体的多个气体分配孔相连接；以及至少一个气体注入模块，与主体的至少一个侧表面相连接且分别所述多个气体通路相连通，其中所述气体注入模块包括：第一气体缓冲空间，用于第一次缓冲从外部供给的处理气体；以及第二气体缓冲空间，用于第二次缓冲在第一气体缓冲空间中第一次缓冲的处理气体，并且将第二次缓冲后的处理气体注入至这些气体通路中。
在本发明的另一方面中，提供的一种基板处理设备，所述基板处理设备可以包括：处理室；腔室盖，用于覆盖所述处理室的顶部；基板支撑装置，用于支撑基板，所述基板支撑装置设置于所述处理室的内部；以及气体分配装置，面对所述基板支撑装置，所述气体分配装置与所述腔室盖的底表面相连接，其中所述气体分配装置包括上述的气体分配设备。
有益效果
根据本发明，处理气体被均匀注射到多个气体通路，使得能够容易地清洁多个气体通路和多个气体分配孔。另外，处理气体被均匀分配到基板的表面，从而允许均匀的基板处理。
附图说明
图1为示出了现有技术的气体分配设备的剖视图；
图2为示出了根据本发明第一实施例的气体分配设备的后透视图；
图3为沿图2的I-I′线的垂直剖视图；
图4为沿图2的II-II′线的水平剖视图；
图5为用于解释图4中所示的多个连通孔的剖视图；
图6示出了在根据本发明第一实施例的气体分配设备中的处理气体的流动；
图7示出了根据本发明第二实施例的气体分配设备；
图8为用于解释图7中所示的气体注入孔的剖视图；
图9示出了根据本发明第二实施例的气体分配设备的修改例；
图10示出了根据本发明第三实施例的气体分配设备；
图11示出了根据本发明第四实施例的气体分配设备；
图12示出了根据本发明第四实施例的气体分配设备的修改例；
图13示出了根据本发明第五实施例的气体分配设备的后透视图；
图14为沿图13的III-III′线的垂直剖视图；
图15为沿图13的IV-IV′线的水平剖视图；以及
图16为根据本发明实施例的基板处理设备的剖视图。
具体实施方式
在说明本发明的实施例时，应理解关于术语的下列细节。
单数表达的术语如果在上下文中没有具体的定义，则应理解为包括单数表达以及多种表达。如果使用术语例如“第一”或“第二”，则表示将任何一种组件与其他组件相区分。因此，权利要求范围不受这些术语的限制。此外，应当理解的是，术语例如“包括”或“具有”并不排除一个或多个特征、数目、步骤、操作、组件、部件或它们组合的存在或可能性。应所述理解的是，术语“至少一个”包括与任何一个项目相关的所有组合。例如，“第一组件、第二组件以及第三组件中的至少一个”可以包括从第一组件、第二组件以及第三组件中选择的两个或更多个组件的所有组合，以及第一组件、第二组件以及第三组件中每一组件。此外，如果提及第一组件定位于第二结构“上或上方”，则应所述理解的是，第一组件和第二组件可以彼此相接触，或者第三组件可以位于第一组件和第二元件之间。
在下文中，将参考附图描述根据本发明的用于分配气体的设备(下文中，称为“气体分配设备”)，以及具有所述气体分配设备的基板处理设备。
图2为示出了根据本发明第一实施例的气体分配设备的后透视图。图3为沿图2的I-I′线的垂直剖视图，以及图4为沿图2的II-II′线的水平剖视图。
参见图2至图4，根据本发明第一实施例的气体分配设备100可以包括主体110、第一气体注入模块120a以及第二气体注入模块120b。
主体110可以由具有预定厚度的面板状金属材料，例如铝或铝合金形成。主体110可拆卸地设置于用于覆盖处理室(未示出)的顶部的腔室盖的底表面中，从而主体110面对设置于所述处理室的底表面上的基板支撑装置(未示出)。
主体110上设置有多个气体通路111和多个气体分配孔113。
多个气体通路111在主体110的内部以固定的间隔平行于水平方向(X)或垂直方向(Y)来设置。例如，多个气体通路111可以通过经深钻孔(gun drilling)加工而从主体110的一个表面至另一个表面穿透主体110而形成多个孔来设置。在此，处理气体从第一及第二气体注入模块120a及120b注入到多个气体通路111中。
多个气体分配孔113以固定间隔垂直地形成于主体110的后表面上，并且分别与多个气体通路111相连通。在恒定的压力下，多个气体分配孔113向下分配注入到多个气体通路111中的处理气体。多个气体分配孔113可以包括至少一个分配喷嘴以最优化处理气体的分配区域、处理气体的分配角度以及处理气体的分配量中至少一个。
根据本发明的一个实施例的多个气体分配孔113中的每一个可以形成为筒状，所述筒状的直径比气体通路111的直径小。
尽管未示出，但根据本发明另一实施例的多个气体分配孔113中的每一个可以形成为漏斗形状，所述漏斗形状具有：具有第一直径的第一分配部，与气体通路111相连通；以及第二分配部，与所述第一分配部相连通，其中，所述第二分配部的直径从具有第一直径的所述第一分配部向主体110的后表面逐渐增加。
尽管未示出，但根据本发明另一实施例的多个气体分配孔113中的每一个可以形成为预定的形状，所述预定的形状具有：具有第一直径的第一分配部，与气体通路111相连通；第二分配部，与所述第一分配部相连通、具有比第一直径小的第二直径；以及第三分配部，与所述第二分配部相连通，其中所述第三分配部的直径从具有第二直径的所述第二分配部向主体110的后表面逐渐增加。
第一气体注入模块120a与主体110的一个侧表面相连接，其中第一气体注入模块120a将通过至少一个第一气体供给管130a供给的处理气体注入至多个气体通路111的每一个中。根据本发明一个实施例的第一气体注入模块120a可以包括：第一气体缓冲空间(GBS1)，用于第一次缓冲从第一气体供给管130a供给的处理气体；以及第二气体缓冲空间(GBS2)，用于第二次缓冲从第一气体缓冲空间(GBS1)供给的处理气体且将缓冲后的处理气体注入至多个气体通路111的每一个的一个侧面中。例如，第一气体注入模块120a可以包括具有第一气体缓冲空间(GBS1)的第一气体缓冲件121，以及具有第二气体缓冲空间(GBS2)的第二气体缓冲件123。
第一气体缓冲件121包括用于第一次缓冲通过第一气体供给管130a供给的处理气体的第一气体缓冲空间(GBS1)，并且第一气体缓冲件121与主体110的一个侧表面相连接以便覆盖多个气体通路111中的每一个的一个侧面。例如，第一气体缓冲件121可以形成为箱状，这个箱状朝向多个气体通路111的内侧表面是开口的，以便包括由外侧面和垂直于所述外侧面的每一横向侧壁所包围的第一气体缓冲空间(GBS1)。因此，第一气体缓冲件121第一次缓冲或扩散通过第一气体供给管130a供给的在第一气体缓冲空间(GBS1)中的处理气体。
与第一气体供给管130a相连通的气体供给孔120h形成在第一气体缓冲件121的侧表面中，例如，第一气体缓冲件121的上侧表面中。在这种情况下，密封件可以设置在第一气体缓冲件121的所述上侧表面和第一气体供给管130a之间。此外，第一气体供给管130a和气体供给孔120h之间的连接部分可以通过密封套131密封，在此，第一气体缓冲件121可以设置有两个或更多个第一气体供给管130a。在这种情况下，所述两个或更多个第一气体供给管130a可以单独地与气体供应装置(未示出)相连接，或者可以由与气体供给装置(未示出)相连接的主供给管分支出。
密封件125设置在第一气体缓冲件121的每一个侧壁和主体110的一个侧表面之间。密封件125可以是O形环或垫，其中所述O形环或垫可以由不被处理气体损坏的材料形成。
第二气体缓冲件123包括第二气体缓冲空间(GBS2)，第二气体缓冲空间(GBS2)用于第二次缓冲在第一气体缓冲件121的第一气体缓冲空间(GBS1)中第一次缓冲的处理气体，并且将第二次缓冲后的处理气体注入到多个气体通路111中。此外，第二气体缓冲件123布置在第一气体缓冲件121的内侧，并且与主体110的一个侧表面相连接，以便覆盖多个气体通路111中的每一个的一侧。例如，第二气体缓冲件123可以形成为箱状，所述箱状朝向多个气体通路111的内侧表面是开口的，以便包括由外侧面和每一横向侧壁所包围的第二气体缓冲空间(GBS2)。
根据本发明的一个实施例，第二气体缓冲空间(GBS2)的尺寸可以与第一气体缓冲空间(GBS1)的尺寸相同。
根据本发明的另一实施例，由于在第一气体缓冲空间(GBS1)中第一次缓冲的处理气体在第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲，所以第二气体缓冲空间(GBS)的尺寸相比较于第一气体缓冲空间(GBS1)的尺寸可以相对更小。在这种情况下，能够减小第一气体注入模块120a的宽度。
多个连通孔123h以固定的间隔设置在第二气体缓冲件123的外侧表面中，即，与第一气体缓冲件121的外侧表面面对的相对表面中，并且与第一气体缓冲空间(GBS1)相连通。这里，多个连通孔123h形成在第一气体缓冲空间(GBS1)中缓冲及扩散的处理气体到第二气体缓冲空间(GBS2)的通路。通过多个连通孔123h，处理气体的压力通过在第一气体缓冲空间(GBS1)中第一次扩散而降低的处理气体以恒定的压力向第二气体缓冲空间(GBS2)分配，从而第一次扩散的处理气体平稳地在第二气体缓冲空间(GBS2)中进行第二次扩散。
根据本发明一个实施例的多个连通孔123h可以以固定的间隔设置在第二气体缓冲件123的外侧表面中，其中多个连通孔123h可以具有相同的直径(或尺寸)。
如图5中(a)所示，考虑到处理气体的流动距离，根据本发明另一实施例的多个连通孔123h中的每一个的直径(D1、D2、D3)可以从第二气体缓冲件123的中心向相对于第二气体缓冲件123的外侧表面的第二气体缓冲件123的两端(或相对于主体110的一个侧表面的纵向方向的主体110的两端)逐渐增大。这种情况下，从第一气体缓冲空间(GBS1)到第二气体缓冲空间(GBS2)供给的处理气体可以缓冲或扩散的更均匀。
如图5的(b)所示，考虑处理气体的流动距离，根据本发明另一实施例的多个连通孔123h中的每一个可以具有相同的直径，并且相邻的连通孔123h中的每一个的中心之间的间隔(S1、S2)可以从第二气体缓冲件123的中心向相对于第二气体缓冲件123的外侧表面的第二气体缓冲件123的两端逐渐减小。在这种情况下，从第一气体缓冲空间(GBS1)供给至第二气体缓冲空间(GBS2)的处理气体可以更加均匀地缓冲或扩散。另外，虽然未示出，但考虑到处理气体的流动距离，多个连通孔123h中的每一个的直径(D1、D2、D3)可以从第二气体缓冲件123的中心向相对于第二气体缓冲件123的外侧表面的第二气体缓冲件123的两端逐渐增大，并且相邻的连通孔123h中的每一个的中心之间的间隔(S1、S2)可以从第二气体缓冲件123向相对于第二气体缓冲件123的外侧表面的第二气体缓冲件123的两端逐渐减小。
再参照图2至图4，第二气体注入模块120b与主体110的一个侧表面的相对侧的主体110的另一侧表面相连接，从而经至少一个第二气体供给管130b供给的处理气体通过第二气体注入模块120b注入到多个气体通路111的每一个中。根据本发明一个实施例的第二气体注入模块120b可以包括：第一气体缓冲空间(GBS1)，用于第一次缓冲从第二气体供给管130b供给的处理气体；以及第二气体缓冲空间(GBS2)，用于第二次缓冲从第一气体缓冲空间(GBS1)供给的处理气体且将缓冲后的处理气体注入至多个气体通路111中。例如，第一气体注入模块120a可以包括具有第一气体缓冲空间(GBS1)的第一气体缓冲件121，以及具有第二气体缓冲空间(GBS2)的第二气体缓冲件123。除了从第二气体供给管130b供给的处理气体注入到多个气体通路111中的每一个的另一侧之外，第二气体注入模块120b与第一气体注入模块120a的结构相同，从而附图中的相同的附图标记来表示相同或相似的部件，并且将省去对相同的部件的详细描述。
图6示出在根据本发明第一实施例的处理气体分配设备中的处理气体的流动。
结合图4参考图6，在根据本发明第一实施例的气体分配设备的情况下，通过第一及第二气体供给管130a及130b供给的处理气体(PG)在第一及第二气体注入模块120a及120b的第一气体缓冲空间(GBS1)中第一次缓冲和扩散，并且然后第一次缓冲后的处理气体通过第一及第二气体注入模块120a及120b的连通孔123h供给至第二气体缓冲空间(GBS2)，在第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲并扩散，然后注入到多个气体通路111中。然后，注入到多个气体通路111中的处理气体在多个气体通路111中第三次缓冲并扩散，并且然后通过多个气体分配孔113向下分配。
在上述的说明中，处理气体在第一及第二气体注入模块120a及120b的每一个中缓冲，并且注入到多个气体通路111的每一个的两侧，从而实现平稳地将处理气体均匀注入到多个气体通路111中，但并不限于此种结构。能够省略第二气体注入模块120b。这种情况下，多个气体通路111中的每一个的另一端没有通过焊接永久密封，而是通过使用可拆卸的密封盖密封，以容易实现清洗过程。
在根据本发明第一实施例的气体分配设备中，气体注入模块120a及120b可拆卸地与设置有多个气体通路111和多个气体分配孔113的主体110的一个侧表面和另一侧表面相连接，并且处理气体通过在第一及第二气体注入模块120a及120b中的第一及第二次缓冲处理而被注入到与多个气体分配孔113相连通的气体通路111中，从而能够将处理气体均匀地注入到气体通路111中，并且通过第一及第二气体注入模块120a及120b的拆卸而容易清洁多个气体通路111和多个气体分配孔113。
图7示出了根据本发明第二实施例的气体分配设备。除了气体注入件额外设置于图4中所示的第一及第二气体注入模块的每一个中之外，根据本发明第二实施例的气体分配设备在结构上与根据本发明第一实施例的气体分配设备相同。在下文中，仅详细说明此气体注入件。
首先，第一气体注入模块120a的第一气体注入件127a将在第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲且扩散的处理气体在恒定的压力下注入(或分配)于多个气体通路111的每一个的一个侧面中。为此，第一气体注入件127a形成为具有恒定厚度的面板状，并且然后与主体111的一个侧表面连接以用于覆盖多个气体通路111中的每一个的一个侧面。多个气体注入孔127h设置在第一气体注入件127a中，并且多个气体注入孔127h按照一对一的对应关系分别与多个气体通路111相重叠，从而使得在第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲的处理气体在恒定的压力下注入到多个气体通路111的每一个的一侧。
多个气体注入孔127h的每一个可以具有用于增加注入到第二气体缓冲空间(GBS2)中的多个气体通路111的处理气体的压力的直径和/或横截面形状。例如，多个气体注入孔127h的每一个中的直径相比较于多个气体通路111的每一个的直径可以相对较小。
另外，考虑第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲的处理气体的流动，如图8所示，多个气体注入孔127h的每一个的直径(或尺寸，D1至D5)可以相对于主体110的一个侧表面的纵向方向从主体110的中心向主体110的两端逐渐增大，从而处理气体可以均匀地注入到多个气体通路111的每一个中。
优选地，密封件(未示出)设置于除了多个气体通路111的每一个的一侧的周边和多个气体注入孔127h的周边之外的第一气体注入件127a和主体110的一个侧表面之间。
第二气体注入模块120b的第二气体注入件127b将在第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲和扩散的处理气体在恒定的压力下注入(或分配)于多个气体通路111的每一个的另一侧。为此，第二气体注入件127b形成为具有恒定厚度的面板状，并且然后与主体111的另一个侧表面连接以用于覆盖多个气体通路111的每一个的另一侧。多个气体注入孔127h设置于第二气体注入件127b中，并且多个气体注入孔127h按照一对一的对应关系分别与多个气体通路111相重叠，从而使得在第二气体缓冲空间(GBS2)中第二次缓冲的处理气体在恒定的压力下注入到多个气体通路111的每一个的另一侧。第二气体注入模块120b中设置的多个气体注入孔127h的每一个与第一气体注入模块120a的多个气体注入孔在结构上相同，从而附图中相同的附图标记将用来表示相同或相似的部件，并且将省去对相同的部件的详细说明。
优选地，密封件(未示出)设置于除了多个气体通路111的每一个的另一侧的周边和多个气体注入孔127h的周边之外的第二气体注入件127b和主体110的另一个侧表面之间。
同时，如图9中所示，上述的第一气体注入件127a可以插入至第一插入槽115a中且与其相连接，其中第一插入槽115a以预定的深度设置在主体110的一个侧表面中。在这种情况下，优选地，第一气体注入件127a不突出于主体110的一个侧表面。以相同的方式，第二气体注入件127b可以插入至第二插入槽115b中且与其相连接，其中第二插入槽115b以预定的深度设置在主体110的另一个侧表面中。在这种情况下，优选地，第二气体注入件127b不突出于主体110的另一个侧表面。因此，第一及第二气体注入件127a及127b分别插入至主体110的一个侧表面和主体110的另一个侧表面中，从而便于在主体110和第一及第二气体缓冲件121及123之间密封。
根据本发明第二实施例的气体分配设备200提供了与根据本发明第一实施例的第一气体分配设备相同的效果。此外，根据本发明第二实施例的气体分配设备200增加了从第二气体缓冲空间(GBS2)注入至多个气体通路111的每一个中的处理气体的压力，并且由此均匀地将处理气体注入到多个气体通路111的每一个中。
图10示出了根据本发明第三实施例的气体分配设备。除了图1至图4中所示的第一及第二气体注入模块中的每一个中的第二气体缓冲件的结构之外，根据本发明第三实施例的气体分配设备在结构上与根据本发明第一实施例的气体分配设备相同。在下文中，将仅详细描述第二气体缓冲件。
首先，多个气体通路111形成在主体110中，并且多个气体通路组(GPG1、GPG2)通过分组多个气体通路111形成，其中每一气体通路组(GPG1、GPG2)包括相邻的两个或更多个气体通路111。例如，如果主体110包括十个气体通路111，则可能形成第一及第二气体通路组(GPG1、GPG2)，其中第一及第二气体通路组(GPG1、GPG2)的每一个包括相邻的五个气体通路111。
第一及第二气体注入模块120a及120b的每一个中的第二气体缓冲件123可以包括多个组缓冲件123a及123b以用于第二次缓冲从第一气体缓冲空间(GBS1)供给的处理气体且将第二次缓冲后的处理气体注入至多个气体通路组(GPG1、GPG2)的每一个中。
多个组缓冲件123a及123b的每一个可以包括至少一个连通孔123h和第二气体缓冲空间(GBS2)，所述第二气体缓冲空间用于第二次缓冲在第一气体缓冲空间(GBS1)中第一次缓冲的处理气体，并且将缓冲后的处理气体共同注入至相应的气体通路组(GPG1、GPG2)的相应气体通路111中。每一个组缓冲件123a及123b与图1至图4中所示的第二气体缓冲件123在结构上相同，从而附图中相同的附图标记将用来表示相同或相似的部件，并且将省去对相同的部件的详细说明。
根据本发明第三实施例的气体分配设备300提供了与根据本发明第一实施例的气体分配设备相同的效果，在根据本发明第三实施例的气体分配设备300的情况下，第二气体缓冲空间(GBS2)分成多个部分，并且处理气体通过每个划分部分注入到多个气体通路111中，从而能够将处理气体均匀地注入至多个气体通路111中。
根据本发明第三实施例的气体分配设备300可以进一步包括气体注入件(未示出)，所述气体注入件布置在组缓冲件123a及123b的每一个的内侧中，并与对应于多个气体通路组(GPG1、GPG2)中的每一个的主体110的一个侧表面和主体110的另一侧表面相连接。所述气体注入件与图8至图10中所示的气体注入件127a及127b的结构相同，从而将省去对气体注入件的结构的详细描述。
图11示出了根据本发明第四实施例的气体分配设备，第11图示出了供给至图1至图4中所示的多个气体通路的处理气体的变化。下文中，仅详细描述多个气体通路以及处理气体。
首先，多个气体通路111形成于主体110中。在主体110中形成的多个气体通路111之中，一些气体通路110o，即奇数的气体通路111o的每一个的一侧与第一气体注入模块120a的第二气体缓冲空间(GBS2)相连通，并且奇数的气体通路111o的另一侧通过可拆卸的密封帽140而封闭。这里，第一处理气体(PG1)通过第一气体注入模块120a的第一及第二次缓冲而注入到奇数的气体通路111o中。
在形成于主体110中的多个气体通路111之中，其余的气体通路111e，即偶数的气体通路111e的每一个的一侧通过可拆卸的密封帽140而封闭，并且偶数的气体通路111e的每一个的另一侧与第二气体注入模块120b的第二气体缓冲空间(GBS2)相连通。在此，与第一处理气体(PG1)相同或不相同的第二处理气体(PG2)通过第二气体注入模块120b的第一和第二次缓冲注入到偶数的气体通路111e中。
具体地讲，第一气体注入件127a与主体110的一个侧表面相连接，以便覆盖多个气体通路111的一个侧面，其中第一气体注入件127a包括多个气体注入孔127h，多个气体注入孔127h分别与多个气体通路111之中的一些气体通路111o的仅一侧相重叠。由此，当一些气体通路111o的每一个的一侧通过多个气体注入孔127h与第一气体注入模块120a的第二气体缓冲空间(GBS2)相连通时，每一个其余的气体通路111e的一侧通过第一气体注入件127a封闭。
同时，第二气体注入件127b与主体110的另一侧表面相连接，以便覆盖多个气体通路111的另一侧，其中，第二气体注入件127b包括多个气体注入孔127h，多个气体注入孔127h分别与多个气体通路111中其余的气体通路111e的另一侧相重叠。由此，当一些气体通路111o的每一个的另一侧通过第一气体注入件127a封闭时，其余气体通路111e的每一个的另一侧通过多个气体注入孔127h与第二气体注入模块120b的第二气体缓冲空间(GBS2)相连通。
在根据本发明第四实施例的气体分配设备400中，如果第一处理气体和第二处理气体(PG1、PG2)相同，则第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)分别从相反方向注入到一些气体通路111o和其余的气体通路111e中，使得能够均匀地将处理气体注入至气体通路111中。
即使在根据本发明第四实施例的气体分配设备400中第一处理气体(PG1)与第二处理气体(PG2)不相同，一些气体通路111o也在空间上与其余的气体通路111e相隔离，使得能够防止第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)在主体110的内部混合，并且能够均匀地分配彼此不相同的第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)。
图13是示出了根据本发明第五实施例的气体分配设备的后透视图。图14为沿图13的III-III′线的垂直横剖视图。图15为沿第13图的IV-IV′线的水平剖视图。
参见图13至图15，根据本发明第五实施例的气体分配设备500可以包括主体110，以及第一至第四气体注入模块120a、120b、120c以及120d。
主体110可以由具有预定厚度的面板状金属材料，例如，铝或铝合金形成。主体110可拆卸地设置于用于覆盖处理室(未示出)的上部的腔室盖的底表面中，从而主体110面对设置于处理室的底表面上的基板支撑装置(未示出)。
主体110设置有多个第一及第二气体通路116及117，以及多个第一及第二气体分配孔118及119。
多个第一气体通路116以固定的间隔平行于垂直方向(Y)设置于主体110的内部，并且多个第二气体通路117以固定的间隔与水平方向(X)相平行设置于主体110的内部，其中，每一个第二气体通路117在主体110的厚度方向(Z)上布置为距每一个第一气体通路116预定的间隔。在与上述本发明第一实施例相同的方式下，多个第一及第二气体通路116及117可通过深钻孔加工来形成。
多个第一气体分配孔118以固定的间隔垂直地形成在主体110的后表面上。另外，多个第一气体分配孔118分别与多个第一气体通路116相连通，以从而在恒定的压力下向下分配注入至多个第一气体通路116中的第一处理气体(PG1)。多个第二气体分配孔119以固定的间隔垂直地形成在主体110的后表面上，并且布置为避开第一气体通路116。此外，多个第二气体分配孔119分别与多个第二气体通路117相连通，以从而在恒定的压力下向下分配注入至多个第二气体通路117中的第二处理气体(PG2)。在这种情况下，第二处理气体(PG2)可以与第一处理气体(PG1)相同或不相同。在与本发明第一实施例相同的方式下，多个第一及第二气体分配孔118及119可以包括至少一个分配喷嘴。
第一气体注入模块120a与主体110的第一侧表面相连接。第一气体注入模块120a将通过至少一个第一气体供给管130a供给的第一处理气体(PG1)注入至每一个第一气体通路116的一侧。第一气体注入模块120a与根据第一实施例的第一气体注入模块120a相同，因此将省去对第一气体注入模块120a的详细说明。
第二气体注入模块120b与主体110的第一侧表面相对的第二侧表面相连接。第二气体注入模块120b将通过至少一个第二气体供给管130b供给的第一处理气体(PG1)注入至每一个第一气体通路116的另一侧。第二气体注入模块120b与根据第一实施例的第二气体注入模块120b相同，因此将省去对第二气体注入模块120b的详细说明。
第三气体注入模块120c与主体110的第三侧表面相连接。第三气体注入模块120c将通过至少一个第三气体供给管130c供给的第二处理气体(PG2)注入至每一个第二气体通路117的一侧。在此种情况下，第二处理气体(PG2)可以与第一处理气体(PG1)相同或不相同。根据本发明一个实施例的第三气体注入模块120c可以包括：第一气体缓冲空间(GBS1)，用于第一次缓冲从第三气体供给管130c供给的第二处理气体；以及第二气体缓冲空间(GBS2)，用于第二次缓冲从第一气体缓冲空间(GBS1)提供的第二处理气体(PG2)且将第二处理气体(PG2)注入到多个第二气体通路117的每一个的一侧。例如，第三气体注入模块120c可以包括具有第一气体缓冲空间(GBS1)的第一气体缓冲件121，以及具有第二气体缓冲空间(GBS2)的第二气体缓冲件123。除了从第三气体供给管130c供给的第二处理气体(PG2)注入到多个第二气体通路117的每一个的一侧之外，第三气体注入模块120c在结构上与上述第一气体注入模块120a相同，从而将省去对第三气体注入模块120c的结构的详细描述。
第四气体注入模块120d与和主体110的第三侧表面相对的第四侧表面相连接。第四气体注入模块120d将通过至少一个第四气体供给管130d供给的第二处理气体(PG2)注入至每一个第二气体通路117的另一侧。在与第三气体注入模块120c相同的方式下，第四气体注入模块120d可以包括具有第一气体缓冲空间(GBS1)的第一气体缓冲件121，以及具有第二气体缓冲空间(GBS2)的第二气体缓冲件123。除了从第四气体供给管130d供给的第二处理气体(PG2)注入到多个第二气体通路117的每一个的另一侧之外，第四气体注入模块120d在结构上与上述第三气体注入模块120c相同，由此将省去对第四气体注入模块120d的详细描述。
在根据本发明第五实施例的气体分配设备500中，如果第一处理气体和第二处理气体(PG1、PG2)是相同的，则第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)分别注入到相互交叉的第一及第二气体通路116及117的每一个的两侧，使得能够将处理气体均匀地注入至多个第一及第二气体通路116及117中。
即使在根据本发明第五实施例的气体分配设备500中第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)不相同，多个第一气体通路116与第多个二气体通路117也在空间上隔离，使得能够防止第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)在主体110的内部混合，并且能够将彼此不相同的第一处理气体(PG1)和第二处理气体(PG2)均匀地分配。
为了更加均匀地将处理气体(PG1、PG2)注入至多个第一及第二气体通路116及117中，根据本发明第五实施例的气体分配设备500可以进一步包括：图7至图9中所示的第一及第二气体注入件127a及127b的结构、图10中所示的多个组缓冲件123a及123b的结构、图11中所示的密封帽140的结构、或图12中所示的气体注入件127a及127b的结构，其中上述的结构可以布置在主体110的第一至第四侧表面的每一个中。例如，如果根据本发明第五实施例的气体分配设备500包括图12中所示的气体注入件127a及127b，则注入到多个第一及第二气体通路116及117中的处理气体将描述为如下。第一处理气体(PG1)可以通过第一气体注入件127a供给至多个第一气体通路116之中的一些第一气体通路，第二处理气体(PG2)可以通过第二气体注入件127b供给至其余的第一气体通路，与第二处理气体相同或不相同的第三处理气体可以通过与上述第一气体注入件127a相同的第三气体注入件(未示出)供给至多个第二气体通路117之中的一些第二气体通路，以及与第三处理气体相同或不相同的第四处理气体可以通过与上述第二气体注入件127b相同的第四气体注入件(未示出)供给至其余的第二气体通路。
图16为示出了根据本发明一个实施例的基板处理设备的剖视图。
参考图16，基板处理设备700可以包括处理室710、腔室盖730、基板支撑装置750以及气体分配装置770。
处理室710形成为上部开口的“U”形状。基板入口(未示出)形成在处理室710的一侧处，基板通过所述基板入口加载或卸除，并且用于排出处理气体的至少一个排气口712形成在处理室710的底表面上。
腔室盖730设置在处理室710的上部处，从而覆盖处理室710的上部。在这种情况下，诸如O形环的绝缘件720设置于处理室710和腔室盖730之间的连接部之间。绝缘件720密封在处理室710和腔室盖730之间的空间，并且将处理室710和腔室盖730彼此电绝缘。
腔室盖730通过电力电缆792与外部电源装置790相连接，并且从电源装置790供给等离子体电源。在这种情况下，阻抗匹配电路794可以设置在电力电缆792中。阻抗匹配电路794可以包括至少两个阻抗装置(未示出)，以用于匹配供给至腔室盖730的等离子体电源的源阻抗以及负载阻抗。所述阻抗装置可以由可变电容和可变电感的至少一种形成。
设置于处理室710中的基板支撑装置750支撑通过使用基板传送设备(未示出)装载到处理空间中的基板(S)。基板支撑装置750可以可移动地设置在处理室710中。在这种情况下，基板支撑装置750通过使用贯穿处理室710的底表面的升降轴752而可移动地设置，使得基板支撑装置750根据升降装置(未示出)操纵通过升降轴752的运动而移动至处理位置或基板装载及卸除位置。这里，升降轴752和处理室710之间的空间由波纹管754密封。
面对基板支撑装置750的气体分配装置770与腔室盖730的底表面相连接。气体分配装置770将从外部气体供给设备供给的处理气体分配到基板(S)上。气体分配装置770可以根据由图2至图15中所示的本发明第一至第五实施例的气体分配设备100、200、300、400以及500的任何一个形成，其中将省去对气体分配装置770的详细描述。
在下文中，将详细描述使用根据本发明之实施例的上述基板处理设备700的薄膜沉积工艺。
首先，多个基板(S)或大型基板(S)可以加载和放置于基板支撑装置750上。
如果处理气体通过第一及第二气体供给管130a及130b注入到气体分配装置770的气体注入模块中，则所注入的处理气体通过气体注入模块的第一及第二气体缓冲空间进行第一次和第二次缓冲(或扩散)，并且注入到多个气体通路中，并且然后处理气体通过多个气体分配孔向下分配到基板(S)上。同时，等离子体电源通过电源装置790施加到腔室盖730，从而等离子体电源通过腔室盖730施加到气体分配装置770。因此，等离子体形成于基板支撑装置750和气体分配装置770之间。
因此，从气体分配装置770分配的处理气体通过等离子体而活化，并且分配到基板(S)上，用以由此通过活化的处理气体在基板(S)的顶表面上沉积预定的薄膜。
在根据本发明的基板处理设备700中，处理气体在与气体分配装置770的主体相连接的气体注入模块中第一次和第二次缓冲和扩散，并且然后注入到气体通路中，从而处理气体均匀地分配到基板(S)上，从而使得能够实现均匀的基板处理。为了清洁气体分配装置770，多个气体通路的每一个的两端通过气体注入模块的拆卸而暴露于外部，其中所述气体注入模块可拆卸地设置于气体分配装置770的主体中，使得能够促进气体通路和气体分配孔的清洁，并且能够减少清洁时间。
对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明之精神或范围内能够进行各种变化和修改。因此，本发明覆盖这些修改和变型，只要它们落在所附的权利要求及其等同范围内。
Claims (20)
1.一种气体分配设备，包括：
主体，包括多个气体通路，所述多个气体通路与用于分配处理气体的多个气体分配孔相连接；以及
至少一个气体注入模块，与所述主体的至少一个侧表面相连接且分别与所述多个气体通路相连通，
其中，所述气体注入模块包括：
第一气体缓冲空间，用于第一次缓冲从外部供给的所述处理气体；以及
第二气体缓冲空间，用于第二次缓冲在所述第一气体缓冲空间中第一次缓冲后的所述处理气体，并且将第二次缓冲后的所述处理气体注入至所述多个气体通路中。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述气体注入模块包括：
第一气体缓冲件，设置有与至少一个气体供给管相连通的所述第一气体缓冲空间，并且与所述主体的一个侧表面相连接；以及
第二气体缓冲件，与所述第一气体缓冲空间相连通，并且设置有与所述多个气体通路相连通的所述第二气体缓冲空间。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述气体注入模块进一步包括密封件，所述密封件用于密封在所述第一气体缓冲件与所述主体的所述侧表面之间的空间。
4.如权利要求2所述的设备，其中，所述第二气体缓冲件设置有与所述第一气体缓冲空间相连通的多个连通孔。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述多个连通孔的每一个的直径相对于所述主体的所述侧表面的纵向方向从所述主体的中心向所述主体的两端逐渐增大。
6.如权利要求4所述的设备，其中，相邻的所述连通孔的每一个的中心之间的间隔相对于所述主体的所述侧表面的纵向方向从所述主体的中心向所述主体的两端逐渐减小。
7.如权利要求2所述的设备，其中，
所述气体注入模块进一步包括气体注入件，所述气体注入件布置于所述第二气体缓冲件的内侧，并且与所述主体的所述侧表面相连接以便覆盖与所述第二气体缓冲空间相连通的所述多个气体通路，并且
所述气体注入件设置有多个气体注入孔，所述多个气体注入孔用于将在所述第二气体缓冲空间中第二次缓冲后的所述处理气体注入至所述多个气体通路中。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述气体注入孔比所述气体通路小。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述多个气体注入孔的每一个的直径相对于所述主体的所述侧表面的纵向方向从所述主体的中心向所述主体的两端逐渐增大。
10.如权利要求7所述的设备，其中，所述主体的所述侧表面设置有插入槽，所述气体注入件插入到所述插入槽中，并且所述气体注入件在可拆卸地设置于所述插入槽中的同时插入至所述插入槽中且与所述插入槽相连接。
11.如权利要求2所述的设备，其中，
所述多个气体通路分组为多个气体通路组，其中，每一个气体通路组包括相邻的两个或更多个气体通路，并且
所述第二气体缓冲件包括多个组缓冲件，所述多个组缓冲件第二次缓冲从所述第一气体缓冲空间供给的所述处理气体且将第二次缓冲后的所述处理气体注入至所述多个气体通路组中。
12.如权利要求1所述的设备，其中，所述气体注入模块包括：
第一气体注入模块，与所述主体的一个侧表面相连接，其中，所述第一气体注入模块包括第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间，所述第一气体缓冲空间和所述第二气体缓冲空间用于将第一处理气体注入至所述多个气体通路之中的一些气体通路中，以及
第二气体注入模块，与在所述主体的一个侧表面的相对侧的所述主体的另一个侧表面相连接，其中，所述第二气体注入模块包括第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间，所述第一气体缓冲空间和所述第二气体缓冲空间用于将与所述第一处理气体相同或不相同的第二处理气体注入至所述多个气体通路之中其余的气体通路中。
13.如权利要求12所述的设备，其中，
所述多个气体通路之中的一些气体通路的每一个的一侧与所述第一气体注入模块的所述第二气体缓冲空间相连通，并且所述一些气体通路的每一个的另一侧是封闭的，并且
所述多个气体通路之中的其余的气体通路的每一个的一侧是封闭的，并且所述其余的气体通路的每一个的另一侧与所述第二气体注入模块的所述第二气体缓冲空间相连通。
14.如权利要求12所述的设备，其中，
所述第一气体注入模块进一步包括第一气体注入件，所述第一气体注入件用于将在所述第二气体缓冲空间中第二次缓冲后的所述第一处理气体注入至所述多个气体通路之中的一些气体通路中，并且
所述第二气体注入模块进一步包括第二气体注入件，所述第二气体注入件用于将在所述第二气体缓冲空间中第二次缓冲后的所述第二处理气体注入至所述多个气体通路之中的其余的气体通路中。
15.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个气体通路包括：
多个第一气体通路，以固定的间隔平行于所述主体的第一纵向方向设置；以及
多个第二气体通路，在所述主体的厚度方向上距所述多个第一气体通路预定间隔布置，并且以固定的间隔平行于所述主体的第二纵向方向设置，所述第二纵向方向垂直于所述主体的所述第一纵向方向。
16.如权利要求15所述的设备，其中，所述气体注入模块包括：
第一气体注入模块，与所述主体的第一侧表面相连接，其中，所述第一气体注入模块包括用于将第一处理气体注入至所述多个第一气体通路的一侧的第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间；
第二气体注入模块，与在所述第一侧表面的相对侧的所述主体的第二侧表面相连接，其中，所述第二气体注入模块包括用于将所述第一处理气体注入至所述多个第一气体通路的另一侧的第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间；
第三气体注入模块，与所述主体的第三侧表面相连接，其中，第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间用于将与所述第一处理气体相同或不相同的第二处理气体注入至所述多个第二气体通路的一侧；以及
第四气体注入模块，与在所述第三侧表面的相对侧的所述主体的第四侧表面相连接，其中，所述第四气体注入模块包括用于将所述第二处理气体注入至所述多个第二气体通路的另一侧的第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间。
17.如权利要求16所述的设备，其中，所述第一气体注入模块至所述第四气体注入模块的每一个进一步包括气体注入件，所述气体注入件具有多个气体注入孔，所述多个气体注入孔用于将在所述第二气体缓冲空间中第二次缓冲后的相应的处理气体注入至相应的气体通路中。
18.如权利要求15所述的设备，其中，所述气体注入模块包括：
第一气体注入模块，与所述主体的第一侧表面相连接，其中，所述第一气体注入模块包括第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间，所述第一气体缓冲空间和所述第二气体缓冲空间用于将第一处理气体注入至所述多个第一气体通路之中的一些第一气体通路中；
第二气体注入模块，与在所述第一侧表面的相对侧的所述主体的第二侧表面相连接，其中，所述第二气体注入模块包括第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间，所述第一气体缓冲空间和所述第二气体缓冲空间用于将与所述第一处理气体相同或不相同的第二处理气体注入至所述多个第一气体通路之中的其余的第一气体通路中；
第三气体注入模块，与所述主体的第三侧表面相连接，其中，所述第三气体注入模块包括第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间，所述第一气体缓冲空间和所述第二气体缓冲空间用于将与所述第二处理气体相同或不相同的第三处理气体注入至多个第二气体通路之中的一些第二气体通路中；以及
第四气体注入模块，与在所述第三侧表面的相对侧的所述主体的第四侧表面相连接，其中，所述第四气体注入模块包括第一气体缓冲空间和第二气体缓冲空间，所述第一气体缓冲空间和所述第二气体缓冲空间用于将与所述第三处理气体相同或不相同的第四处理气体注入至所述多个第二气体通路之中的其余的第二气体通路中。
19.如权利要求18所述的设备，其中，所述第一气体注入模块至所述第四气体注入模块的每一个进一步包括气体注入件，所述气体注入件具有多个气体注入孔，所述多个气体注入孔用于将在所述第二气体缓冲空间中第二次缓冲后的相应的处理气体注入至相应的气体通路中。
20.一种基板处理设备，包括：
处理室；
腔室盖，用于覆盖所述处理室的顶部；
基板支撑装置，用于支撑基板，所述基板支撑装置设置于所述处理室的内部；以及
气体分配装置，与所述基板支撑装置面对，所述气体分配装置与所述腔室盖的底表面相连接，
其中，所述气体分配装置包括权利要求1至19中任意一项公开的所述气体分配设备。
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