TW201208775A - Showerhead - Google Patents

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201208775 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係有關於一種半導體設備，特別是有關於一種 氣體喷頭。 【先前技術】 [0002] 半導體設備普遍應用於半導體元件之生產，半導體設 備通常具有一反應室，半導體製程所需之反應氣體可藉 由反應室之氣體喷頭流入反應室内部。第一圖顯示一傳 統氣體喷頭100之示意圖。傳統氣體喷頭100包含一底板 110、複數之通氣管120、一第一平板131、一第二平板 132以及一頂板140。 [0003] 其中，通氣管120包含複數之第一通氣管121與複數之 第二通氣管122 ;傳統氣體噴頭100包含一第一空間191 、一第二空間192以及一第三空間193。一第一製程氣體 與一第二製程氣體可分別流入第二空間1 92與第三空間 193，第一製程氣體與第二製程氣體可分別通過第一通氣 q 管121與第二通氣管122流入反應室内部。相對地，流入 第一空間191之流體不會流入反應室内部。因此，冷卻流 體，例如，水可流入第一空間191藉以對傳統氣體喷頭 10 0進行冷卻。 [0004] 第二A圖至第二F圖顯示第一圖中，傳統氣體噴頭100之 製作方法。如第二A圖至第二C圖所示，首先，提供一底 板110及複數之通氣管120，底板110具有複數之孔洞； 接著，將複數之通氣管120插入底板110之孔洞；然後， 以焊接製程，例如，高溫硬焊製程，將該等通氣管120固 100126719 表單編號A0101 第3頁/共19頁 1002045305-0 201208775 疋於底板11G之孔洞’並且封_等通氣管12G與該等孔 洞之間的間隙。在實際應用上，通氣管12G之數量可能高 達數千，因此’將複數之通氣管120插人底板11()之孔洞 之步驟將耗費很長的時間’而且通氣管12{)與底板ιι〇的 間隙的封閉效果會大幅影響傳統氣體喷頭⑽的品質。 [0005] [0006] [0007] 如第二D圖至第二F圖所示，首先，提供一第一平板131 與一第二平板132，第一平板131與第二平板132分別具 有複數之孔洞；接著，將通氣管12〇穿入第一平板131與 第二平板132之孔洞；然後，以焊接製程，例如，高溫硬 焊製程，將通氣管120固定於第一平板131與第二平板 132之孔洞，同時，以高溫焊接製程封閉通氣管12〇與第 一平板131、通氣管120與第二平板132之間的間隙；最 後，提供一頂板140，並將頂板14〇結合於底板11()，而 完成傳統氣體喷頭100之製作。 高溫焊接製程之品質對於傳統氣體喷頭1〇〇十分重要。 任何一個沒有適當焊接的通氣管】2〇都可能會導致整個傳 統氣體喷頭100失效。例如，第一製程氣體與第二製程氣 體可分別流入第二空間192與第三空間193，如果第二空 間192與第三空間193之間發生洩漏，第一製程氣體與第 二製程氣體會在傳統氣體喷頭100内部混合，第—製程氣 體與第二製程氣體所形成的粉塵可能會阻塞通氣管12〇。 另外’尚溫、反覆之溫度衝擊以及反應氣體之侵蚀可 能會造成通氣管120與底板110孔洞之間的間隙焊接部份 的破壞，進而使得位於第一空間191之冷卻流體茂漏至反 應室内部，而影響製程良率。 100126719 表單編號A0101 第4頁/共19頁 1002045305-0 201208775 [0008] 鑑於上述先前技術所存在的缺點，有必要提出一種氣 體喷頭’不同製程氣體不會在氣體喷頭内部混合，該氣 體喷頭對高溫、反覆之温度衝擊以及反應氣體侵蝕之抵 抗力較高’壽命較長’冷卻流體不會洩漏至反應室内部 而影響製程良率。 【發明内容】 [0009] 本發明欲解決的問題為提供一種氣體噴頭，該氣體喷 頭對高溫、反覆之溫度衝擊以及反應氣體侵蝕之抵抗力 較高’壽命較長，冷卻流體不會洩漏至反應室内部而影 〇 響製程良率。 [0010] 為解決上述的問題，本發明提出一種氣體喷頭，該氣 體喷頭包含一底板、一通道板以及一頂板。底板具有複 數之冷卻通道與複數之通氣孔，其中，該等通氣孔包含 至少一第一通氣孔與至少一第二通氣孔；通道板包含一 第一溝槽區域與一第二溝槽區域，其中，第一通氣孔連 接至第一溝槽區域，第二通氣孔連接至第二溝槽區域； 0 頂板結合於通道板》 [0011] 藉由本發明之氡體噴頭，通氣孔形成於底板與通道板 ，並不需使用通氣管，不同製程氣體不會在氣體噴頭内 部混合，不會因為通氣管與底板之間的間隙而產生洩漏 ，故對高溫、反覆之溫度衝擊以及反應氣體侵蝕之抵抗 力較高，因此，本發明之氣體噴頭之壽命較長，冷卻流 體不會洩漏至反應室内部。 【實施方式】 [0012] 本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如 100126719 表單編號A0101 第5頁/共19頁 1002045305-0 201208775 下描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行， 且本發明的範圍並不受實施例之限定，其以之後的專利 範圍為準。再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發 明’圖式内各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺 寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分 也未完全繪出，以求圖式的簡潔。 [0013] 第三A圖顯示本發明一較佳實施例之氣體噴頭2〇〇之示 意圖。該氣體喷頭200包含一底板21〇、一通道板22〇以 及一頂板230。底板210具有複數之冷卻通道211與複數 之通氣孔2 4 0，冷卻流體，例如，水可流入冷卻通道211 進行氣體噴頭200之冷卻；該等通氣孔240包含至少一第 一通氣孔241與至少一第二通氣孔242 ;通道板220包含 一第一溝槽區域221與一第二溝槽區域222。第一通氣孔 241連接至第一溝槽區域221，其中，一第一製程氣體可 通過第一溝槽區域221與第一通氣孔241流入反應室内部 ;第二通氣孔242連接至第二溝槽區域222，其中，一第 二製程氣體可通過第二溝槽區域222與第二通氣孔242流 入反應室内部；底板210與通道板220之間的間隙以焊接 製程封閉；頂板230結合於通道板220。 [0014] 第三B圖顯示第三a圖中，通道板220之一範例之俯視示 意圖。通道板220包含一第一溝槽區域221與一第二溝槽 區域222。第一溝槽區域221與第二溝槽區域222均具有 梳狀外型，第一溝槽區域221與第二溝槽區域222交錯排 列。另外，第一通氣孔241連接至第一溝槽區域221 ’第 二通氣孔242連接至第二漢槽區域222，第一製程氣體與 100126719 表單編號A0101 第6頁/共19頁 1002045305-0 201208775 第二製程氣體可分別通過第一通氣孔241與第二通氣孔 242流入反應室内部，其中，大部分之第一通氣孔241被 第二通氣孔242圍繞。因此，第—製程氣體與第二製程氣 體可在反應室内部均勻混合。 [0015] ❹ 第三C圖顯示第三A圖中，通道板22〇之另一範例之俯視 不意圖。通道板220包含一第一溝槽區域221與一第二溝 槽區域222。第一通氣孔241連接至第一溝槽區域221， 第二通氣孔242連接至第二溝槽區域222 ,第一製程氣體 與第二製程氣體可分別通過第一通氣孔241與第二通氣孔 242流入反應室内部。本實施例中，大部分之第一通氣孔 241被第二通氣孔242圍繞。因此，第—製程氣體與第二 製程氣體可在反應室内部均勻混合。 [0016]

本實施射，通氣孔240係以機械加4㈣成於 210與通道板220，其中，機械加工製程包含各種加工方 式，例如，切削加工、放電加工或其他加工方式，口 是可以將通氣孔240形成於底板21〇與通道板22〇之機要 加工製程均可考慮，並錄據各錄不同2 工方式。雖然，本實施例採用機械加工製程，彳曰並 、 此為限，通氣孔240也可以採用化學加工製程戋其他乂 方式形成於底板210與通道板220。 工 [⑻ 17] 100126719 第四A圖至第四D圖顯示第三A圖中，翕脚‘ Λ 軋體喷頭20〇之製 作方法。首先，如第四Α圖所示，提供一底板21〇，： 板210具有複數之冷卻通道211 ;接著， X 如第四B圖所示， 提供一通道板220 ’該通道板220包含一笛 第一溝槽區域 22m-第二溝槽區域222 ·’接著’將通道板22〇結合至 表單編號A0101 第7頁/共19頁 1002045305-0 201208775 底板2l〇，底板210與通道板220之間的間隙以焊接製程 封閉，其中，焊接製程玎以是高溫焊接製程，例如，硬 焊製程（hard soldering)或銅焊製程（brazing)。 [0018] [0019] [0020] 如第四C圖所示，複數之通氣孔240形成於底板210與 通道板220。該等通氣孔240包含至少一第一通氣孔241 與至少一第二通氣孔242 ’其中，第一通氣孔241連接至 第一溝槽區域221，第二通氣孔242連接至該第二溝槽區 域222。 本實施例中，通氣孔240係以機械加工製程形成於底板 21〇與通道板220，其中，機械加工製程包含各種加工方 式’例如，切削加工、放電加工或其他加工方式，只要 是可β將通氣孔240形成於底板210與通道板220之機械 加工製程均可考慮，並且依據各種狀況而採用不同的加 工方式。雖然，本實施例採用機械加工製程，但並不以 此為限’通氣孔240也可以採用化學加工製程或其他加工 方式形成於底板210與通道板220。最後，如第四D圖所示 ’提供一頂板230 ’並將頂板230結合於通道板220，而 完成氣體喷頭200之製作。 本實施例中’在通道板220結合至底板210之步驟後， 將通氣孔240形成於通道板220與底板210。然而，也可 以在通道板220結合至底板210之步驟之前，將通氣孔 240分別形成於通道板220與底板21〇。 藉由本發明之氣體喷頭’通氣孔形成於底板與通道板 ，並不需使用通氣管，不同製程氣體不會在氣體喷頭内 100126719 表單編號Α0101 第8頁/共19頁 1002045305-0 [0021] 201208775 部混合，不會因為通氣管與底板之間的間隙而產生洩漏 ，故對高温、反覆之溫度衝擊以及反應氣體侵飯之抵抗 力較高，因此，本發明之氣體喷頭之壽命較長，冷卻流 體不會洩漏至反應室内部。 [0022] 上述本發明之實施例僅係為說明本發明之技術思想及 特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之内 容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即 凡其它未脫離本發明所揭示之精神所完成之等效的各種 ^ 改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍内，均應包含 o z 在下述之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0023] 第一圖顯示一傳統氣體喷頭之示意圖。 第二A圖至第二F圖顯示第一圖中，傳統氣體喷頭之製作 方法》 第三A圖顯示本發明一較佳實施例之氣體噴頭之示意圖。 第三B圖顯示第二A圖中，通道板之一範例之俯視示意圖 〇 。 第三C圖顯示第二A圖中，通道板之另一範例之俯視示意 圖。 第四A圖至第四D圖顯示第三a圖中，氣體噴頭之製作方法 〇 【主要元件符號說明】 [0024] 100傳統氣體噴頭 110底板 120通氣管 100126719 表單編號A0101 第9頁/共19頁 1002045305-0 201208775 121 第一 通氣管 122 第二 通氣管 131 第一 平板 132 第二 平板 140 頂板 191 第一 空間 192 第二 空間 193 第三 空間 200 氣體 喷頭 210 底板 211 冷卻通道 220 通道板 221 第一 溝槽區域 222 第二 溝槽區域 230 頂板 240 通氣孔 241 第一 通氣孔 242 第二 .通氣孔 100126719 表單編號A0101 第10頁/共19頁 1002045305-0

Claims (1)

1. 201208775 七、申請專利範圍： 1 . 一種氣體喷頭，包含： 一底板，該底板具有複數之冷卻通道與複數之通氣孔，其 中，該等通氣孔包含至少一第一通氣孔與至少一第二通氣 一通道板，該通道板包含一第一溝槽區域與一第二溝槽區 域，其中，該第一通氣孔連接至該第一溝槽區域，該第二 通氣孔連接至該第二溝槽區域；以及 一頂板，該頂板結合於該通道板。 I 2 .如申請專利範圍第1項所述之氣體喷頭，其中，該等通氣 孔係以一機械加工製程或一化學加工製程形成於該底板與 該通道板。 3 .如申請專利範圍第1項所述之氣體喷頭，其中，該底板係 以一焊接製程結合至該通道板。 4 .如申請專利範圍第1項所述之氣體喷頭，其中，該第一溝 槽區域包含一第一梳狀外型，該第二溝槽區域包含一第二 梳狀外型，該第一梳狀外型與該第二梳狀外型交錯排列。 〇 5.如申請專利範圍第1項所述之氣體喷頭，其中，該第一通 氣孔被複數之該第二通氣孔圍繞。 6 . —種氣體喷頭之製作方法，包含： 提供一底板，該底板具有複數之冷卻通道； 提供一通道板，該通道板包含一第一溝槽區域與一第二溝 槽區域； 將該通道板結合至該底板； 形成複數之通氣孔，其中，該等通氣孔包含至少一第一通 100126719 表單編號A0101 第11頁/共19頁 1002045305-0 201208775 氣孔與至少一第二通氣孔，該第一通氣孔連接至該第一溝 槽區域，該第二通氣孔連接至該第二溝槽區域；以及 提供一頂板，將該頂板結合於該通道板。 7 .如申請專利範圍第6項所述之氣體喷頭之製作方法，其中 ，該第一通氣孔被複數之該第二通氣孔圍繞。 8 .如申請專利範圍第6項所述之氣體喷頭之製作方法，其中 ，該等通氣孔係以一機械加工製程或一化學加工製程形成 於該底板與該通道板。 9 .如申請專利範圍第6項所述之氣體噴頭之製作方法，其中 ，該底板係以一焊接製程結合至該通道板。 10 . —種氣體喷頭之製作方法，包含： 提供一底板，該底板具有複數之冷卻通道與複數之通氣孔 ，其中，該等通氣孔包含至少一第一通氣孔與至少一第二 通氣孔； 提供一通道板，該通道板包含一第一溝槽區域與一第二溝 槽區域； 將該通道板結合至該底板，其中，該第一通氣孔連接至該 第一溝槽區域，該第二通氣孔連接至該第二溝槽區域；以 及 提供一頂板，將該頂板結合於該通道板。 100126719 表單編號A0101 第12頁/共19頁 1002045305-0