CN107881484A - 应用于半导体设备的气体喷射装置 - Google Patents

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Abstract

一种应用于半导体设备的气体喷射装置，其包含底板、中心套盖、进气本体、内环盖及外环盖。底板包含中心区域及多个通道，通道以中心区域为中心而依序相邻环设于底板上，且通道包含多个第一、第二及第三通道。中心套盖配置于中心区域上且与底板形成第一进气腔体，其中中心套盖的环壁套接于通道上，且具有多个第一连通开口，以分别对应连接至第一通道。进气本体具有顶部、内环壁及外环壁，外环盖配置于通道上并且介于内环壁与外环壁之间。本发明目的之一在于提出一种应用于半导体设备的自动化气体喷射装置，使得输出气体可具有水平多向的分隔分布流动，并且避免气体在喷射处即相互产生混合，同时亦提供可有效即时调整其气体流速。

Description

应用于半导体设备的气体喷射装置
技术领域
本发明有关一种气体喷射装置，特别是关于一种应用于半导体设备的气体喷射装置。
背景技术
在目前常见的半导体制造工艺的化学气相沉积(CVD)系统设备中，其气体喷射装置以垂直堆叠的分隔方式，将气源气体传送至反应室。
举例而言，请参照第一图，其绘示一般传统应用于化学气相沉积(CVD)制程设备的结构侧视图。气体喷射装置100包含第一输入管道111、第二输入管道112及第三输入管道113，其采用垂直分隔的配置方式，如此一来第一输入管道111、第二输入管道112及第三输入管道113的输出端之间相互垂直堆叠配置，致使所输出气体仅能提供单向垂直分层分布流动，且气体容易在输出端处即相互产生混合，同时输出气体的流速亦难以即时调整控制。
因此，亟需发展出一种应用于半导体设备的自动化气体喷射装置，使其输出气体具有水平分布流动，并且避免输出气体相互间在输出端处即产生混合，同时提供气体流速调整机制。
发明内容
鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种应用于半导体设备的自动化气体喷射装置，使得输出气体可具有水平多向的分隔分布流动，并且避免气体在喷射处即相互产生混合，同时亦提供可有效即时调整其气体流速。
根据本发明实施例，一种应用于半导体设备的气体喷射装置，其包含底板、中心套盖、进气本体、内环盖及外环盖。底板包含中心区域及多个通道，而通道以中心区域为中心而依序相邻环设于底板上，且通道亦包含多个第一通道、多个第二通道及多个第三通道。中心套盖则配置于中心区域上且与底板形成第一进气腔体，其中中心套盖的环壁套接于通道上，且中心套盖的环壁具有多个第一连通开口，设置以分别对应连接至第一通道。进气本体具有顶部、内环壁及外环壁，其中内环壁及外环壁的顶面连接于顶部，而内环壁及外环壁的底面则配置于通道上。内环盖配置于通道上并且介于中心套盖与内环壁之间，以形成第二进气腔体，其中内环盖具有多个第二连通开口，设置以分别对应连接至第二通道。外环盖配置于通道上并且介于内环壁与外环壁之间，以形成第三进气腔体，其中外环盖具有多个第三连通开口，设置以分别对应连接至第三通道。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该底板包含多个分隔板，用以间隔该些通道。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该些第一通道、该些第二通道及该些第三通道的数量皆为N个，其中N为正整数。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该些第一通道、该些第二通道及该些第三通道依序间隔邻接重复配置。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该进气本体更包含：
第一输入管道，穿设该进气本体的顶部并且连通至该中心套盖，用以提供第一气体至该第一进气腔体；
第二输入管道，设置于该进气本体的顶部且连通至该第二进气腔体，用以提供第二气体至该第二进气腔体；及
第三输入管道，设置于该进气本体的顶部且连通至该第三进气腔体，用以提供第三气体至该第三进气腔体。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该中心套盖的外侧具有多个卡槽，用对应卡接于该些通道的分隔板的一端。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该内环盖包含：
多个子内环盖件；
多个子内环连接件，其中每一该些子内环连接件，连接两相邻的该些子内环盖件，并且用以形成该些第二连通开口于该些子内环盖件之间。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该外环盖包含
多个子外环盖件；
多个子外环连接件，其中每一该些子外环连接件，连接两相邻的该些子外环盖件，并且用以形成该些第三连通开口于该些子外环盖件之间。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，更包含通道盖板，配置于该些通道上，并且环设该进气本体。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该通道盖板包含：
盖板本体，环设该进气本体；及
多个调整片，依序间隔连接于该盖板本体的外侧，每一该些调整片对应遮盖每一该些通道，其中该些调整片包含多个第一调整片、多个第二调整片及多个第三调整片，分别设置对应遮盖该些第一通道、该些第二通道及该些第三通道。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中每一该些调整片的厚度小于0.5厘米。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，更包含调节单元，用以调节该些通道的通道截面积，其中该调节单元包含：
多个第一调节器，设置于该些第一调整片上，用以调整该些第一调整片的偏折弯曲率；
多个第二调节器，设置于该些第二调整片上，用以调整该些第二调整片的偏折弯曲率；及
多个第三调节器，设置于该些第三调整片上，用以调整该些第三调整片的偏折弯曲率。
上述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其中该些第一调节器、该些第二调节器及该些第三调节器为直动装置(Linear Motion Device)。
附图说明
图1绘示一般传统应用于化学气相沉积(CVD)制程设备的结构侧视图。
图2A与图2B分别显示本发明一实施例的一种应用于半导体设备的气体喷射装置的元件分解图与组合结构部分剖面图。
图2C绘示图2A中的中心套盖组装于底板的组合结构示意图。
图2D绘示图2A中的内环盖及外环盖组装于底板的组合结构示意图。
图2E绘示本发明另一实施例的一种应用于半导体设备的气体喷射装置的组合结构部分剖面图。
【主要组件符号说明】
100：气体喷射装置 111：第一输入管道
112：第二输入管道 113：第三输入管道
200：气体喷射装置 210：底板
212：中心区域 214：通道
214A：第一通道 214B：第二通道
214C：第三通道 216：分隔板
220：中心套盖 222：第一连通开口
224：卡槽 226：连接卡槽
230：进气本体 232：顶部
234：内环壁 236：外环壁
237A：第一输入管道 237B：第二输入管道
237C：第三输入管道 238A：第一圆孔
238B：第二圆孔 238C：第三圆孔
240：内环盖 242：第二连通开口
244：子内环盖件 246：内环连接件
250：外环盖 252：第三连通开口
254：子外环盖件 256：外环连接件
260A：第一进气腔体 260B：第二进气腔体
260C：第三进气腔体 270：调节单元
272A：第一调节器 272B：第二调节器
272C：第三调节器 280：固定板
290：通道盖板 291：盖板本体
292：调整片 292A：第一调整片
292B：第二调整片 292C：第三调整片
具体实施方式
请参考图2A及图2B，其分别显示本发明一实施例的一种应用于半导体设备的气体喷射装置的元件分解图与组合结构部分剖面图。如图所示，一种应用于半导体设备的气体喷射装置200，其包含底板210、中心套盖220、进气本体230、内环盖240及外环盖250。底板210包含中心区域212及多个通道214，而通道214以中心区域212为中心而依序相邻环设于底板210上，且通道214亦包含多个第一通道214A、多个第二通道214B及多个第三通道214C。
中心套盖220配置于中心区域212上且与底板210形成第一进气腔体260A，其中中心套盖220的环壁套接于通道214的一端，且中心套盖220的环壁具有多个第一连通开口222，设置以分别对应连接至第一通道214A。进气本体230具有顶部232、内环壁234及外环壁236，其中内环壁234及外环壁236的顶面连接于顶部232，而内环壁234及外环壁236的底面则配置于通道214上。内环盖240配置于通道214上并且介于中心套盖220与内环壁234之间，以形成第二进气腔体260B，其中内环盖240具有多个第二连通开口242，设置以分别对应连接至第二通道214B。外环盖250配置于通道214上并且介于内环壁234与外环壁236之间，以形成第三进气腔体260C，其中外环盖250具有多个第三连通开口252，设置以分别对应连接至第三通道214C。
在本实施例中，进气本体230更包含第一输入管道237A、第二输入管道237B及第三输入管道237C。第一输入管道237A穿设进气本体230的顶部232并且连通至中心套盖220，用以提供第一气体至第一进气腔体260A。第二输入管道237B设置于进气本体230的顶部232且连通至第二进气腔体260B，用以提供第二气体至第二进气腔体260B。第三输入管道237C则是设置于进气本体230的顶部232且连通至第三进气腔体260C，用以提供第三气体至第三进气腔体260C。
此外，于本实施例中，如图2B所示，进气本体230可更包含辅助板238，水平对应设置于顶部232，并且嵌接于内环壁234及外环壁236之间。然而，辅助板238可包含多个第一圆孔238A，设置对应于中心套盖220上方，而每一第一圆孔238A可用以借由穿设固定件，且固定件的一端固定连接至中心套盖220顶部上的连接卡槽226，从而使得进气本体230与中心套盖220两者相互固定连接。虽然本实施例以连接卡槽226为示意，惟本发明不以此为限，于其他实施例中亦可依据实际设计或制造工艺需求，中心套盖220顶部上亦可为连接穿孔，以螺接或榫接于固定件的一端。再者，辅助板238亦可包含多个第二圆孔238B与多个第三圆孔238C，分别对应于第二连通开口242及第三连通开口252，进而使第二气体及第三气体可分别直接垂降经由至第二连通开口242及第三连通开口252，而扩散进入至第二通道214B及第三通道214C中。
另外，底板210为圆板，且底板210可包含多个分隔板216，用以间隔通道214，使得第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C之间的进气气体在喷射前将不会相互混合。
于本发明的另一实施例中，底板210上的第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C的数量可分别为N个，其中N为正整数。再者，第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C在底板上的配置排序，其可依据实际制造工艺需求而予以调整设计。举例而言，如图1所示，第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C可依序间隔邻接重复配置，致使第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C以中心区域212为中心而平均分布配置于底板210上。
请同时参照图2C，其绘示图2A中的中心套盖组装于底板的组合结构示意图。如图所示，中心套盖220配置于中心区域212上，且中心套盖220的外侧壁可包含多个卡槽224，用以与底板210上的分隔板216的一端相对应卡接固定，进而与底板210形成第一进气腔体260A，且中心套盖220的环壁上的第一连通开口222设置以分别对应连接至第一通道214A，因此自第一输入管道237A所提供的第一气体，将可先传送至第一进气腔体260A，接着再经由第一进气腔体260A的第一连通开口222而均匀地分布传送至底板210上的第一通道214A中。
接着，请继续同步参照图2D，其绘示图2A中的内环盖及外环盖组装于底板的组合结构示意图。如图所示，内环盖240配置于通道214上并且介于中心套盖220与内环壁234之间，且内环盖240具有多个第二连通开口242且分别对应连接至第二通道214B，使得自第二输入管道237B所提供的第二气体进入至第二进气腔体260B后，第二气体将均匀地自第二连通开口242垂降传送至第二通道214B。更进一步地说，内环盖240包含多个子内环盖件244及多个子内环连接件246。每一子内环连接件246配置以连接两相邻的子内环盖件244，进而形成第二连通开口242于子内环盖件244与内环连接件246之间。
相同地，外环盖250配置于通道214上并且介于内环壁234与外环壁236之间以形成第三进气腔体260C，其中外环盖250具有多个第三连通开口252设置以分别对应连接至第三通道214C。如此一来，自第三输入管道237C所提供的第三气体进入至第三进气腔体260C后，第三气体将均匀地自第三连通开口252垂降传送至第三通道214C。更进一步地说，外环盖250包含多个子外环盖件254及多个子外环连接件256。每一子外环连接件256配置以连接两相邻的子内环盖件254，进而形成第三连通开口252于子外环盖件254与外环连接件256之间。
请继续参照图2A及图2B，气体喷射装置200可更包含通道盖板290。通道盖板290配置于通道214上，并且环设套接进气本体230的外环壁236。如此一来，通过分隔板216与通道盖板290的组合配置，将可使得分别传输流通于第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C之间的第一气体、第二气体及第三气体彼此相互间可有效隔绝。
此外，于本发明的另一实施例中，通道盖板290可包含盖板本体291、及多个调整片292。盖板本体292环设套接于进气本体230。调整片292则依序间隔连接于盖板本体291的外侧，每一调整片292对应遮盖每一通道214，其中调整片292可包含多个第一调整片292A、多个第二调整片292B及多个第三调整片292C分别设置对应遮盖第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C。更进一步地说，调整片292之间存有间隙，致使每一调整片292可分别产生偏折弯曲。于本发明的一较佳实施例中，每一调整片292的厚度小于0.5厘米。
再者，请参考图2E，其显示本发明另一实施例的一种应用于半导体设备的气体喷射装置的组合结构部分剖面图。如图所示，气体喷射装置200可包含调节单元270，其借由固定板280而与进气本体230及通道盖板290相互固定，并且用以调节通道214的通道截面积。
更仔细地说，其中调节单元270包含多个第一调节器272A、多个第二调节器272B及多个第三调节器272C。第一调节器272A设置于第一调整片292A上，用以调整第一调整片292A的偏折弯曲率。第二调节器272B设置于第二调整片292B上，用以调整第二调整片292B的偏折弯曲率。第三调节器272C则设置于第三调整片292C上，用以调整第三调整片292C的偏折弯曲率。于本发明的一较佳时实施例中，第一调节器272A、第二调节器272B及第三调节器272C可为直动装置(Linear Motion Device)，如此一来将可准确地分别控制第一调整片292A、第二调整片292及第三调整片292C的偏折程度，以分别调节第一通道214A、第二通道214B及第三通道214C的通道截面积，致使可依据实际制造工艺需求，而有效且精准地改变第一气体、第二气体与第三气体的流动速率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书中。

Claims (13)

1.一种应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，包含：
底板，包含中心区域及多个通道，其中该些通道是以该中心区域为中心而依序相邻环设于该底板上，且该些通道包含多个第一通道、多个第二通道及多个第三通道；
中心套盖，配置于该中心区域上且与该底板形成第一进气腔体，其中该中心套盖的环壁套接于该些通道，且具有多个第一连通开口，设置以分别对应连接至该些第一通道；
进气本体，具有顶部、内环壁及外环壁，其中该内环壁及该外环壁的顶面连接于该顶部，该内环壁及该外环壁的底面则配置于该些通道上；
内环盖，配置于该些通道上并且介于该中心套盖与该内环壁之间，以形成第二进气腔体，其中该内环盖具有多个第二连通开口，设置以分别对应连接至该些第二通道；
外环盖，配置于该些通道上并且介于该内环壁与该外环壁之间，以形成第三进气腔体，其中该外环盖具有多个第三连通开口，设置以分别对应连接至该些第三通道。
2.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该底板包含多个分隔板，用以间隔该些通道。
3.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该些第一通道、该些第二通道及该些第三通道的数量皆为N个，其中N为正整数。
4.根据权利要求3所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该些第一通道、该些第二通道及该些第三通道依序间隔邻接重复配置。
5.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该进气本体更包含：
第一输入管道，穿设该进气本体的顶部并且连通至该中心套盖，用以提供第一气体至该第一进气腔体；
第二输入管道，设置于该进气本体的顶部且连通至该第二进气腔体，用以提供第二气体至该第二进气腔体；及
第三输入管道，设置于该进气本体的顶部且连通至该第三进气腔体，用以提供第三气体至该第三进气腔体。
6.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该中心套盖的外侧具有多个卡槽，用对应卡接于该些通道的分隔板的一端。
7.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该内环盖包含：
多个子内环盖件；
多个子内环连接件，其中每一该些子内环连接件，连接两相邻的该些子内环盖件，并且用以形成该些第二连通开口于该些子内环盖件之间。
8.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该外环盖包含
多个子外环盖件；
多个子外环连接件，其中每一该些子外环连接件，连接两相邻的该些子外环盖件，并且用以形成该些第三连通开口于该些子外环盖件之间。
9.根据权利要求1所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，更包含通道盖板，配置于该些通道上，并且环设该进气本体。
10.根据权利要求9所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该通道盖板包含：
盖板本体，环设该进气本体；及
多个调整片，依序间隔连接于该盖板本体的外侧，每一该些调整片对应遮盖每一该些通道，其中该些调整片包含多个第一调整片、多个第二调整片及多个第三调整片，分别设置对应遮盖该些第一通道、该些第二通道及该些第三通道。
11.根据权利要求10所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中每一该些调整片的厚度小于0.5厘米。
12.根据权利要求10所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，更包含调节单元，用以调节该些通道的通道截面积，其中该调节单元包含：
多个第一调节器，设置于该些第一调整片上，用以调整该些第一调整片的偏折弯曲率；
多个第二调节器，设置于该些第二调整片上，用以调整该些第二调整片的偏折弯曲率；及
多个第三调节器，设置于该些第三调整片上，用以调整该些第三调整片的偏折弯曲率。
13.根据权利要求12所述的应用于半导体设备的气体喷射装置，其特征在于，其中该些第一调节器、该些第二调节器及该些第三调节器为直动装置(Linear Motion Device)。
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