CN115058702A - 一种喷淋头及真空处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种喷淋头及真空处理设备，该喷淋头包括喷淋主体，喷淋主体具有相互独立的第一排气通道和第二排气通道；所述喷淋主体包括相对设置的第一喷淋层和第二喷淋层，所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间形成过渡腔室，所述第一排气通道设置于所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间，并贯穿所述过渡腔室，所述第一喷淋层和所述第二喷淋层均设置有孔结构，并与所述过渡腔室相通以形成所述第二排气通道。本发明通过设置相互独立的第一排气通道和第二排气通道，保证反应气体在进入反应腔体之前不会相互污染，提高了反应的可靠性。

Description

一种喷淋头及真空处理设备
技术领域
本发明涉及半导体镀膜设备领域，尤其涉及一种喷淋头及真空处理设备。
背景技术
随着国内对半导体芯片的需求日益提高，半导体设备也在不断更新。其中，半导体薄膜设备中的喷淋系统是尤为重要的一个关键部分，可用于均匀分气、加载射频、控制反应气体的温度以及反应腔室的温度等。
现有的喷淋系统中的喷淋头温度控制精度不高，导致喷淋头释放的温度不均匀。并且，存在两种反应气体在进入反应腔室前的混合，使喷淋头内产生大量的薄膜沉积，维护成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷淋头及真空处理设备，避免了两种反应气体在进入反应腔体之前发生混合，可准确控制加热腔体内的温度，提高了反应腔体内的颗粒度表现。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种喷淋头，包括：喷淋主体，具有相互独立的第一排气通道和第二排气通道；所述喷淋主体包括相对设置的第一喷淋层和第二喷淋层，所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间形成过渡腔室，所述第一排气通道设置于所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间，并贯穿所述过渡腔室，所述第一喷淋层和所述第二喷淋层均设置有孔结构，并与所述过渡腔室相通以形成所述第二排气通道。
本发明的有益效果在于：所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间形成过渡腔室。并且，所述第一排气通道设置于所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间，并贯穿所述过渡腔室。所述第一喷淋层和所述第二喷淋层均设置有孔结构，并与所述过渡腔室相通以形成所述第二排气通道，通过所述第一喷淋层的孔结构接入反应气体后，再通过过渡腔室，最后从所述第二喷淋层的孔结构排出，实现了所述第一排气通道和所述第二排气通道的独立排气，并且，第二排气通道经过过渡腔室，将反应气体均匀的从所述第二喷淋层的孔结构排出，提高了反应的均匀性。通过在喷淋主体上设置相互独立的第一排气通道和第二排气通道用于输送反应气体，从而保证反应气体在进入反应腔体之前不会相互污染，提高了反应的可靠性。
可选的，所述第一排气通道包括若干排气柱，所述排气柱的一端设置于所述第一喷淋层以导入第一反应气体，另一端设置于所述第二喷淋层以导出所述第一反应气体，所述若干排气柱沿所述喷淋头的径向方向排列。
可选的，所述孔结构包括设置于所述第一喷淋层的接气孔以供第二反应气体导入，以及设置于所述第二喷淋层的若干排气孔以供所述第二反应气体导出。
可选的，所述接气孔设于所述第一喷淋层的中部，若干所述排气孔阵列分布于所述第二喷淋层。
可选的，若干所述接气孔均匀的设于所述第一喷淋层，若干所述排气孔阵列分布于所述第二喷淋层。
可选的，所述排气柱一端设于所述第一喷淋层的孔径大于所述排气柱另一端设于所述第二喷淋层的孔径。
可选的，还包括加热腔体，设于所述喷淋主体，并与所述第一排气通道和所述第二排气通道导通；加热器，设于所述加热腔体内；温度控制器，与所述加热器电连接。其有益效果在于：通过将加热器设置在喷淋主体内，并且设置温度控制器对加热器进行控制，反应气体会预先经过加热腔体加热，实现了对反应气体的温度的调节，然后通过喷淋主体输送至反应腔体内反应，可改善在反应腔体内形成的薄膜质量，提高反应效果。
可选的，还包括隔离板，所述隔离板设于所述加热腔体和所述喷淋主体之间；所述隔离板对应于所述第一排气通道设有第一过渡孔以引导所述第一排气通道内的气体导出，所述隔离板对应于所述第二排气通道设有第二过渡孔以引导所述第二排气通道内的气体导出。其有益效果在于：通过设置可拆卸的隔离板，反应气体通过隔离板进入加热腔体内，避免反应气体直接接触到加热腔体的表面，提高了产品清洗维护的便利性。
可选的，所述隔离板的一侧壁与所述加热腔体贴合，且所述第一过渡孔与所述排气柱的另一端抵接以内部相通，所述第二过渡孔与所述接气孔抵接以内部相通。
可选的，所述隔离板可拆卸设于所述加热腔体和所述喷淋主体之间。
可选的，还包括连接板，所述连接板具有通孔，所述连接板呈中空环形结构，所述通孔的直径大于所述隔离板的直径；所述加热腔体与所述喷淋主体通过所述连接板连接。其有益效果在于：通过设置连接板实现对加热腔体与喷淋主体的连接，并且连接板呈中空环形结构，连接板上设置的通孔直径大于隔离板的直径，避免了连接板与隔离板的干涉。
可选的，所述加热腔体内开设有安装槽，所述加热器卡设于所述安装槽。
可选的，还包括挡板，所述加热器包括相接的加热线圈和引线杆，所述加热腔体开设有凹槽，所述安装槽设于所述凹槽的底部；所述挡板一端具有挡板开口以供所述引线杆贯穿；所述挡板卡设于所述凹槽以进一步限定所述加热线圈的位置。其有益效果在于：通过设置挡板，实现对安装槽的封闭，使加热器加热的反应温度得以保持。
可选的，所述温度控制器包括控温部和过热控制部，所述控温部设置于所述加热腔体以控制所述加热线圈的升温速率和温度，所述过热控制部设置于所述挡板以控制所述加热线圈的温度。有益效果在于：可有效限定加热腔体内的温度在安全范围内，提高了安全性。
可选的，所述控温部包括控温热偶，所述过热控制部包括过温热偶。
在第二方面，本发明实施例提供一种真空处理设备，包括反应腔体和上述的喷淋头，所述反应腔体具有安装口；所述喷淋头与所述安装口配合，并将所述反应腔体密封。
本发明的有益效果在于：保证反应气体在进入反应腔体之前不会相互污染，提高了反应的可靠性。另外，通过将加热器设置在加热腔体的安装槽内，并且设置温度控制器对加热器进行控制，反应气体会预先经过加热腔体加热，实现了对反应气体的温度的调节，然后通过喷淋主体输送至反应腔体内反应，可改善在反应腔体内形成的薄膜质量，提高反应效果。
附图说明
图1为本发明提供的实施例喷淋头的爆炸图；
图2为本发明提供的实施例喷淋头的结构示意图；
图3为本发明提供的实施例喷淋头的正视图；
图4为图3中A-A处的截面图；
图5为本发明提供的实施例喷淋主体的剖视图。
附图标记：
喷淋主体100、第一喷淋层101、第二喷淋层102、过渡腔室103、第一排气通道105、排气孔106、接气孔107；控温热偶111、过温热偶112；第二排气通道120；
加热腔体200、安装槽201；加热器300；
挡板400；连接板500、 通孔501；隔离板600。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种喷淋头，参考图1至图4所示，该喷淋头包括喷淋主体100、加热腔体200、加热器300和温度控制器（图中未标示），所述温度控制器包括控温部和过热控制部，所述控温部包括控温热偶111，所述过热控制部包括过温热偶112。其中，所述喷淋主体100内设有相互独立的第一排气通道105和第二排气通道120，所述第二排气通道120具有接气孔107和若干排气孔106。所述喷淋主体100与所述加热腔体200连接，所述第一排气通道105和所述第二排气通道120均与所述加热腔体200导通，用于向所述加热腔体200内输送反应气体。所述加热腔体200内设有安装槽201，所述安装槽201用于安装所述加热器300。通过将所述控温热偶111和所述过温热偶112与所述加热器300连接，用于控制所述加热器300的加热温度，实现对所述加热腔体200内温度的调节。
具体的，所述加热器300包括加热线圈和引线杆，所述控温热偶111用于控制所述加热线圈的升温速率和加热到达的具体温度，所述过温热偶112用于限定所述加热腔体200内的温度，用于防止加热器300在生升温过程中由于温度控制器的失效而导致零部件的损坏，实现对加热腔体200内温度的有效调节。
在本实施例中，通过在所述喷淋主体100上设置相互独立的所述第一排气通道105和所述第二排气通道120用于输送反应气体，从而保证反应气体在进入反应腔体之前不会相互污染，提高了反应的可靠性。另外，所述加热腔体200的上表面开设有凹槽，所述安装槽201设于所述凹槽的底部，通过将所述加热器300设置在所述加热腔体200的安装槽201内，然后通过挡板400盖住所述安装槽201，实现所述加热器300的安装，以进一步限定所述加热线圈的位置。所述挡板400一端具有挡板开口以供所述引线杆贯穿。并且设置所述温度控制器（图中未示出）对所述加热器300进行控制，实现了对所述加热腔体200内温度的调节，反应气体会先经过所述加热腔体200，加热后通过所述喷淋主体100的反应气体可降低在所述加热腔体200内形成的颗粒度，提高反应效果。
可选的，参考图3至5所示，所述喷淋主体100包括依次层叠设置的第一喷淋层101和第二喷淋层102，且所述第一喷淋层101和所述第二喷淋层102之间形成过渡腔室103。所述第一排气通道105设于所述第一喷淋层101和所述第二喷淋层102之间，并贯穿所述过渡腔室103。所述第一喷淋层101和所述第二喷淋层102内均设置有孔结构，并与所述过渡腔室103相通以形成所述第二排气通道120。
具体的，所述第一排气通道105包括若干排气柱，所述排气柱的一端设置于所述第一喷淋层101以导入第一反应气体，另一端设置于所述第二喷淋层102以导出所述第一反应气体，所述若干排气柱沿所述喷淋头的径向方向排列。所述排气柱的柱体位于所述过渡腔室103，使经过所述排气柱的所述第一反应气体与所述过渡腔室103内的第二反应气体分隔。所述孔结构包括设置于所述第一喷淋层101的接气孔107以供的第二反应气体导入，以及设置于所述第二喷淋层102的若干排气孔106以供所述第二反应气体导出。即所述第二排气通道120由接气孔107、若干排气孔106和所述过渡腔室103形成。所以，位于所述第一排气通道105和位于所述第二排气通道120的气体相互独立，所述第一反应气体和所述第二反应气体不会在进入反应腔室前互相污染。
在本实施例中，采用电子束焊接的方式将所述第一喷淋层101和所述第二喷淋层102焊接在一起。其中，所述排气柱是由电子束焊接的若干中心孔形成的。通过将所述第一排气通道105和所述第二排气通道120设置为相互独立的输气通道。这样可以大大减少在所述喷淋主体100内形成薄膜的沉积，降低了所述加热腔体200内颗粒度，同时还可以延长所述喷淋头的使用周期和清洗周期，从而节省了维护成本。
可选的，所述喷淋头还包括隔离板600，所述隔离板600可拆卸的设于所述加热腔体200和所述喷淋主体100之间，所述隔离板600对应所述第一排气通道105设有第一过渡孔（图中未示出），所述隔离板600对应所述第二排气通道120设有第二过渡孔（图中未示出），且所述隔离板600的一侧壁与所述加热腔体200贴合，所述隔离板600的另一侧壁与所述排气柱的另一端抵接，以实现内部相通，使所述第二过渡孔与所述接气孔107抵接以实现内部相通。
在本实施例中，所述隔离板600与所述加热腔体200采用螺栓紧固连接。通过设置可拆卸的所述隔离板600，反应气体通过隔离板600进入加热腔体200内，避免反应气体直接接触到加热腔体200的下表面，提高了产品清洗维护的便利性。
可选的，所述喷淋头还包括连接板500，所述连接板500具有通孔501，所述连接板500呈中空环形结构，所述通孔501的直径大于所述隔离板600的直径，所述加热腔体200与所述喷淋主体100通过所述连接板500连接。
在本实施例中，通过设置所述连接板500实现对所述加热腔体200与所述喷淋主体100的连接，并且所述连接板500呈中空环形结构，所述连接板500上设置的通孔501直径大于隔离板600的直径，实现了连接所述加热腔体200与所述喷淋主体100的同时，避免了所述连接板500与所述隔离板600的干涉。
在本发明公开的又一个实施例中，提供一种真空处理设备，该设备包括反应腔体和上述的喷淋头。其中，所述反应腔体具有安装口，所述喷淋头与所述安装口配合，将所述反应腔体密封。
在本实施例中，保证反应气体在进入反应腔体之前不会相互污染，提高了反应的可靠性。另外，通过将加热器300设置在加热腔体200的安装槽201内，并且设置温度控制器对加热器300进行控制，反应气体会预先经过加热腔体200加热，实现了对反应气体的温度的调节，然后通过喷淋主体100输送至反应腔体内反应，可提高在反应腔体内形成的薄膜质量，提高反应效果。
以上所述，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种喷淋头，其特征在于，包括：
喷淋主体，具有相互独立的第一排气通道和第二排气通道；
所述喷淋主体包括相对设置的第一喷淋层和第二喷淋层，所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间形成过渡腔室，所述第一排气通道设置于所述第一喷淋层和所述第二喷淋层之间，并贯穿所述过渡腔室，所述第一喷淋层和所述第二喷淋层均设置有孔结构，并与所述过渡腔室相通以形成所述第二排气通道；
加热腔体，设于所述喷淋主体，并与所述第一排气通道和所述第二排气通道导通；
加热器，设于所述加热腔体内；
温度控制器，与所述加热器电连接；
隔离板，所述隔离板设于所述加热腔体和所述喷淋主体之间；
所述隔离板对应于所述第一排气通道设有第一过渡孔以引导气体导入所述第一排气通道，所述隔离板对应于所述第二排气通道设有第二过渡孔以引导气体导入所述第二排气通道。
2.根据权利要求1所述的喷淋头，其特征在于，所述第一排气通道包括若干排气柱，所述排气柱的一端设置于所述第一喷淋层以导入第一反应气体，另一端设置于所述第二喷淋层以导出所述第一反应气体，所述若干排气柱沿所述喷淋头的径向方向排列。
3.根据权利要求2所述的喷淋头，其特征在于，所述孔结构包括设置于所述第一喷淋层的接气孔以供第二反应气体导入，以及设置于所述第二喷淋层的若干排气孔以供所述第二反应气体导出。
4.根据权利要求3所述的喷淋头，其特征在于，所述接气孔设于所述第一喷淋层的中部，若干所述排气孔阵列分布于所述第二喷淋层。
5.根据权利要求3所述的喷淋头，其特征在于，若干所述接气孔均匀的设于所述第一喷淋层，若干所述排气孔阵列分布于所述第二喷淋层。
6.根据权利要求2所述的喷淋头，其特征在于，所述排气柱一端设于所述第一喷淋层的孔径大于所述排气柱另一端设于所述第二喷淋层的孔径。
7.根据权利要求3所述的喷淋头，其特征在于，所述隔离板的一侧壁与所述加热腔体贴合，且所述第一过渡孔与所述排气柱的另一端抵接以内部相通，所述第二过渡孔与所述接气孔抵接以内部相通。
8.根据权利要求3所述的喷淋头，其特征在于，所述隔离板可拆卸设于所述加热腔体和所述喷淋主体之间。
9.根据权利要求3至8任一项所述的喷淋头，其特征在于，还包括连接板，所述连接板具有通孔，所述连接板呈中空环形结构，所述通孔的直径大于所述隔离板的直径；
所述加热腔体与所述喷淋主体通过所述连接板连接。
10.根据权利要求3所述的喷淋头，其特征在于，所述加热腔体内开设有安装槽，所述加热器卡设于所述安装槽。
11.根据权利要求10所述的喷淋头，其特征在于，还包括挡板，所述加热器包括相接的加热线圈和引线杆；
所述加热腔体开设有凹槽，所述安装槽设于所述凹槽的底部；
所述挡板一端具有挡板开口以供所述引线杆贯穿；
所述挡板卡设于所述凹槽以进一步限定所述加热线圈的位置。
12.根据权利要求11所述的喷淋头，其特征在于，所述温度控制器包括控温部和过热控制部，所述控温部设置于所述加热腔体以控制所述加热线圈的升温速率和温度，所述过热控制部设置于所述挡板以控制所述加热线圈的温度。
13.根据权利要求12所述的喷淋头，其特征在于，所述控温部包括控温热偶，所述过热控制部包括过温热偶。
14.一种真空处理设备，其特征在于，包括反应腔体和权利要求1至13任一项所述的喷淋头；
所述反应腔体具有安装口；
所述喷淋头与所述安装口配合，并密封所述反应腔体。
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