CN116288265A - 喷淋头组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷淋头组件,包括配置在腔室内侧上部且形成有供给工艺气体的供给的孔喷淋头;以及将喷淋头连接到腔室顶盖并进行支撑且对喷淋头进行加热的加热支撑棒。所述加热支撑棒包括上端部连接到腔室顶盖且下端部连接到喷淋头的本体棒。更详细来说涉及一种可支撑喷淋头并对喷淋头进行加热,进而可与大面积基板对应以对大型化的喷淋头进行支撑及加热的喷淋头组件。

Description

喷淋头组件
技术领域
本发明涉及一种喷淋头组件,更详细来说涉及一种可与大面积基板对应以对大型化的喷淋头进行支撑及加热的喷淋头组件。
背景技术
通常基板处理装置对基板执行沉积、刻蚀等各种处理工艺。为此,在腔室内侧配置喷淋头以朝向基板供给工艺气体。
近来,随着基板大型化,上述喷淋头也变得大型化是一种趋势,因此喷淋头的重量也大大增加。喷淋头通常位于腔室的内侧上部,且喷淋头的边缘可被腔室支撑。
但是,喷淋头的中央部难以得到支撑,特别是随着喷淋头大型化且重量增加,喷淋头的中央部可能发生下垂。如果如上所述发生下垂,则喷淋头与基板之间的距离变化,从而难以正常进行对基板的处理工艺。
另外,在通过喷淋头供给工艺气体时,存在在工艺气体中彼此混合及反应从而生成如粉末(powder)等异物的情况。为了防止此情形,尽可能将工艺气体分开供给到喷淋头,进而在腔室顶盖等中配置加热器对喷淋头进行加热,从而防止工艺气体的反应。
但是,如上所述随着喷淋头大型化,利用顶盖加热器(lid heater)对喷淋头加热得不充分,从而可能产生通过工艺气体的反应产生粉末而堵塞喷淋头的供给孔的问题点。
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明用于解决如上所述的问题点,目的在于提供一种即便在喷淋头大型化的情况下也可稳定地支撑喷淋头进而对喷淋头进行加热,且尽可能防止产生由工艺气体的反应形成的粉末从而尽可能防止堵塞喷淋头的供给孔的喷淋头组件。
[解决问题的技术手段]
如上所述的本发明的目的通过喷淋头组件达成,所述喷淋头组件包括:
喷淋头,配置在腔室内侧上部且形成有供给工艺气体的供给孔;以及加热支5撑棒,将所述喷淋头连接到腔室顶盖并进行支撑且对所述喷淋头进行加热,
且所述加热支撑棒包括上端部连接到所述腔室顶盖且下端部连接到所述喷淋头的本体棒。
此处,所述喷淋头组件可还包括配置在所述本体棒的下端部以将所述本体棒与所述喷淋头的接触面积扩大的凸缘。
0进而,所述加热支撑棒可包括:第一加热支撑棒,布置在所述腔室顶盖
的中央部;以及第二加热支撑棒,与所述腔室顶盖的中央部隔开布置。
在此种情况,所述加热支撑棒可由贯通所述喷淋头的贯通孔的螺杆将所述本体棒的下端部紧固连接,且所述第二加热支撑棒的贯通孔以从所述喷淋头的中央部朝向边缘延伸的长孔形态形成。
5另外,所述第一加热支撑棒的直径与所述第二加热支撑棒的直径相比可
制作得更大。
另一方面,在将所述腔室的上部密闭的腔室顶盖中配置顶盖加热器,且
所述加热支撑棒中的至少一部分可贯通所述顶盖加热器布置在所述腔室顶盖中。
0另外,所述加热支撑棒的热膨胀率可以比所述喷淋头的热膨胀率小的方
式制作而成。
[发明的效果]
根据具有上述构成的本发明,即便在喷淋头大型化的情况下也可稳定地
支撑喷淋头进而对喷淋头进行加热,且可尽可能防止产生由工艺气体的反应5形成的粉末并防止堵塞喷淋头的供给孔。
附图说明
图1是具有根据本发明一实施例的喷淋头组件的基板处理装置的侧面图。
图2是基板处理装置的腔室顶盖的平面图。
0图3是喷淋头组件的侧面图。
图4是图3的“A”区域的部分放大图。
图5是根据另一实施例示出加热支撑棒的布置的腔室顶盖的平面图。
[符号的说明]
100:腔室
110:腔室顶盖
112:顶盖加热器
120:腔室本体
140、150:工艺气体供给流路
200:喷淋头组件
210:喷淋头
212:供给孔
310:加热支撑棒
310A:第一加热支撑棒
310B:第二加热支撑棒
312:凸缘
316:本体棒
330:螺杆
400:基板支撑部
1000:基板处理装置
A:区域
具体实施方式
以下,参照附图对根据本发明实施例的喷淋头组件的结构详细地进行阐述。
图1是具有根据本发明一实施例的喷淋头组件200的基板处理装置1000的侧面图,且图2是所述基板处理装置1000的腔室顶盖110的平面图。
参照图1及图2,所述基板处理装置1000可配置在内侧提供对基板10进行处理的处理空间124的腔室100。
所述腔室100可由腔室本体120、以及将所述腔室本体120的开放的上部密闭的腔室顶盖110组成。在所述腔室本体120中可形成供基板10出入的开口部130,且可配置将所述开口部130密闭的门(未示出)。此种腔室100的构成是列举一例进行说明,且可适当地进行变形。
可在所述腔室100内侧配置对所述基板10进行支撑的基板支撑部400。所述基板支撑部400以可升降的方式布置,从而可将所述基板10引入到腔室100,或者从腔室100导出所述基板10。
另一方面,可在所述腔室100的内侧上部配置朝向所述基板10供给工艺气体的喷淋头组件200。所述喷淋头组件200包括形成有供给工艺气体的供给孔212(参照图3)的喷淋头210(参照图3),从而起到朝向所述基板10供给从所述腔室100的外部供给的工艺气体的作用。
近来因基板的大面积化,所述喷淋头组件200也变得大型化是一种趋势,因此,所述喷淋头210的边缘可被在所述腔室本体120内侧突出的支撑棱122支撑。但是,此种喷淋头组件200的支撑结构仅是列举一例进行说明,且可进行各种变形。
另一方面,随着所述喷淋头组件200大型化,荷重也大大增加。在此种情况,所述喷淋头210的边缘可被如上所述腔室本体120的支撑棱122等支撑,但是难以配备对喷淋头210的中央部等适当地进行支撑的单元。因此,喷淋头的中央部可能朝向下部下垂,此情形使喷淋头与基板之间的距离变化,从而作为不能对基板顺畅地进行处理工艺的主要因素起作用。
另一方面,所述喷淋头210与腔室顶盖110之间的空间作为供给工艺气体的一种缓冲空间126提供。即,所述腔室100外部的工艺气体被供给到所述缓冲空间126,且通过所述喷淋头210被供给到下部的基板10。
在所述腔室顶盖110中可连接有供给工艺气体的工艺气体供给流路140、150。在此种情况,所述供给流路140、150可由多个(两个以上)组成。其原因在于在工艺气体中存在在规定温度以下彼此混合时生成粉末的气体。
例如,在将HF与NH3用作工艺气体的情况,由于在HF与NH3在规定温度以下混合时会产生粉末,因此优选为将流路分开进行供给。因此,可通过配置第一供给流路140及第二供给流路150将HF与NH3分开供给到所述缓冲空间126。
进而,在所述腔室顶盖110中可配置对所述腔室100内部及喷淋头210进行加热的顶盖加热器112。所述顶盖加热器112可由板加热器形成,且可在所述腔室顶盖110中配置有多个。例如,如图2所示,所述顶盖加热器112在腔室顶盖110中被隔开且可布置有四个。此种顶盖加热器112的布置及个数仅是列举一例进行说明,而不限定于此。
所述顶盖加热器112对所述腔室100内部及喷淋头210进行加热,从而可防止工艺气体混合进行反应。
但是,在如上所述所述喷淋头210大型化的情况,变得难以利用所述顶盖加热器112对所述腔室100内部的喷淋头210适当地进行加热。在此种情况,所述缓冲空间126内部的工艺气体可能混合而生成粉末,且所述喷淋头210的供给孔212可能被此种粉末堵塞。
在本发明中,提供一种用于解决上述问题点的喷淋头组件200。
图3是所述喷淋头组件200的侧面图,且图4是图3的“A”区域的放大图。
参照图3及图4,所述喷淋头组件200可包括:喷淋头210,配置在所述腔室100内侧上部且形成有供给工艺气体的供给孔212;以及加热支撑棒310,将所述喷淋头210连接到所述腔室顶盖110并进行支撑且对所述喷淋头210进行加热。
所述喷淋头210可形成有多个供给孔212来供给工艺气体。另外,所述喷淋头210可被提供为可用于大面积基板的大型化的类型。
另一方面,配置加热支撑棒310以支撑所述喷淋头210进而对所述喷淋头210进行加热。
所述加热支撑棒310连接所述腔室顶盖110与所述喷淋头210,并在支撑所述喷淋头210的同时对所述喷淋头210进行加热,从而防止所述喷淋头210的供给孔212被粉末堵塞。
例如,所述加热支撑棒310可包括:第一加热支撑棒310A,布置在所述腔室顶盖110的中央部;以及第二加热支撑棒310B,与所述腔室顶盖110的中央部隔开布置。
如上所述,在所述喷淋头210大型化的情况,所述喷淋头210的中央部的下垂可能最大。因此,在所述喷淋头210的中央部布置第一加热支撑棒310A从而防止所述喷淋头210的中央部的下垂。
在此种情况,所述第一加热支撑棒310A的直径与所述第二加热支撑棒310B的直径相比可相对更大。这是由于如上所述所述喷淋头210的中央部的下垂最大,因此使所述第一加热支撑棒310A的直径更大以防止所述喷淋头210的下垂。另一方面,如果使所述第二加热支撑棒310B的直径与所述第一加热支撑棒310A的直径同样变大,则所述喷淋头210的供给孔212被堵塞得太多,从而可能产生工艺气体的供给的不均衡。因此,通过仅增大所述第一加热支撑棒310A的直径,也可防止所述喷淋头210的下垂,进而尽可能减少工艺气体的供给干涉。
另外,所述第一加热支撑棒310A可与上述的工艺气体供给流路140、150相邻布置。在此种情况,如果增大所述第一加热支撑棒310A的直径,则可在内侧配置许多如电阻加热部件等加热器,从而可更有效地对工艺气体供给流路140、150进行加热。
另外,在与所述喷淋头210的中央部隔开的位置处布置所述第二加热支撑棒310B。在此种情况,如图2所示,所述第二加热支撑棒310B可布置在配置在所述腔室顶盖110的顶盖加热器112之间。
由于所述第一加热支撑棒310A与第二加热支撑棒310B具有类似的构成,因此将对第二加热支撑棒310B进行阐述。
首先,所述第二加热支撑棒310B可包括:本体棒316,上端部连接到所述腔室顶盖110且下端部连接到所述喷淋头210;以及凸缘312,配置在所述本体棒316的下端部且将与所述喷淋头210的接触面积扩大。
所述本体棒316可由热导率高的材质、例如金属等制作而成。在所述本体棒316的内部可布置有如电阻加热部件等加热器,且在所述加热器处连接电源来驱动。由于所述本体棒316穿过上述的缓冲空间126连接到所述腔室顶盖110,因此可能受到被分散在所述缓冲空间126中的工艺气体腐蚀等损伤。为防止此情形,可利用铁氟龙(Teflon)等粘在所述本体棒316的表面。
所述本体棒316的上端部可贯通所述腔室顶盖110进行连接,且可利用螺母314等将所述本体棒316的上端部固定在所述腔室顶盖110的上部外侧。
另一方面,所述本体棒316的下端部连接到所述喷淋头210。
例如,在所述喷淋头210形成第二贯通孔216B,且所述本体棒316的下端部可利用贯通所述喷淋头210的第二贯通孔216B的螺杆330等紧固以进行连接。
在所述本体棒316的下端部可具有将所述本体棒316与所述喷淋头210的接触面积扩大从而提高热传导效率的凸缘312。所述凸缘312可沿所述喷淋头210的上表面延伸形成。
另一方面,所述喷淋头210在针对基板进行的工艺中受热时可能发生热膨胀。特别是,大型化的喷淋头210的热膨胀可能相对更大。
因此,上述加热支撑棒310优选为由比所述喷淋头210热膨胀率小的材质制作而成。例如,所述加热支撑棒310也可由使用陶瓷芯(ceramic core)的加热器棒等形成。如果所述加热支撑棒310的热膨胀率小于所述喷淋头210则可减少所述加热支撑棒310的热膨胀,从而在工艺中也尽可能固定地保持所述喷淋头210与基板10之间的距离。
另一方面,在所述喷淋头210热膨胀的情况,如果所述本体棒316牢固地固定在所述喷淋头210并与所述喷淋头210连接,则在所述喷淋头210热膨胀的情况下可能在所述本体棒316与所述喷淋头210的连接部处产生破损或损伤。
因此,在本发明中,所述本体棒316可以容许所述喷淋头210热膨胀的方式连接到所述喷淋头210。
例如,所述第二贯通孔216B以长孔形态形成,从而即便在所述喷淋头210热膨胀的情况下也可在所述第二贯通孔216B的内侧提供可容许热膨胀的余裕空间。
另一方面,在所述喷淋头210热膨胀的情况,热膨胀的方向从所述喷淋头210的中央部朝向边缘。因此,所述第二贯通孔216B可从所述喷淋头210的中央部朝向边缘以长孔形态形成。
另外,所述螺杆330可仅在本体部334的末端部形成螺纹332。因此,所述螺杆330的本体部334可贯通所述第二贯通孔216B,且末端部紧固在所述本体棒316的下端部。
另一方面,在所述喷淋头210的中央部处可不存在热膨胀或热膨胀非常细微。因此,上述第一加热支撑棒310A所连接的第一贯通孔216A可并非长孔形态,而是以具有与所述螺杆330的本体部对应的直径的方式形成。
另一方面,图5是示出根据另一实施例的加热支撑棒310A、310B的布置的腔室顶盖110的平面图。
参照图5,本实施例中,所述加热支撑棒310A、310B中的至少一部分可与上述顶盖加热器112重叠布置在所述腔室顶盖110中。
例如,所述第二加热支撑棒320B可与所述顶盖加热器112重叠并贯通所述顶盖加热器112进行布置。再者,所述第二加热支撑棒320B可与所述顶盖加热器112连接进行布置。在此种情况,第一加热支撑棒310A布置在腔室顶盖110的中央部的情形与上述实施例相同。
如果所述第二加热支撑棒320B与所述顶盖加热器112重叠进行布置,则所述顶盖加热器112的热与所述第二加热支撑棒320B的热一同传递到所述喷淋头210,从而可有利于对所述喷淋头210均匀地进行加热。
以上虽然参照本发明的优选实施例进行了说明,但是相应技术领域的普通技术人员可在不脱离上述权利要求所记载的本发明的思想及领域的范围内对本发明实施各种修改及变更。因而,应当认为,如果变形的实施基本上包括本发明权利要求的构成要素,则均包括在本发明的技术范畴内。

Claims (7)

1.一种喷淋头组件,其特征在于,包括:
喷淋头,配置在腔室内侧上部且形成有供给工艺气体的供给孔;以及
加热支撑棒,将所述喷淋头连接到腔室顶盖并进行支撑且对所述喷淋头进行加热,
所述加热支撑棒包括上端部连接到所述腔室顶盖且下端部连接到所述喷淋头的本体棒。
2.根据权利要求1所述的喷淋头组件,其特征在于,
还包括配置在所述本体棒的下端部以将所述本体棒与所述喷淋头的接触面积扩大的凸缘。
3.根据权利要求1所述的喷淋头组件,其特征在于,
所述加热支撑棒包括:
第一加热支撑棒,布置在所述腔室顶盖的中央部;以及
第二加热支撑棒,与所述腔室顶盖的所述中央部隔开布置。
4.根据权利要求3所述的喷淋头组件,其特征在于,
所述加热支撑棒由贯通所述喷淋头的贯通孔的螺杆将所述本体棒的下端部紧固连接,
所述第二加热支撑棒的贯通孔以从所述喷淋头的所述中央部朝向边缘延伸的长孔形态形成。
5.根据权利要求3所述的喷淋头组件,其特征在于,
所述第一加热支撑棒的直径与所述第二加热支撑棒的直径相比更大。
6.根据权利要求1所述的喷淋头组件,其特征在于,
在将所述腔室的上部密闭的所述腔室顶盖中配置顶盖加热器,
所述加热支撑棒中的至少一部分贯通所述顶盖加热器布置在所述腔室顶盖中。
7.根据权利要求1所述的喷淋头组件,其特征在于,
所述加热支撑棒的热膨胀率比所述喷淋头的热膨胀率小。
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