TW202016353A - 腔室注入器 - Google Patents

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Abstract

於此描述的實施例一般關於用於製造半導體裝置的設備。氣體注入設備耦接到第一氣體源和第二氣體源。來自第一氣體源和第二氣體源的氣體可保持分離，直到氣體進入在處理腔室中的處理容積。冷卻劑流過氣體注入設備中的通道，以冷卻氣體注入設備中的第一氣體和第二氣體。冷卻劑用於藉由減輕來自處理腔室的熱輻射的影響來防止氣體的熱分解。在一個實施例中，通道圍繞具有第一氣體的第一導管和圍繞具有第二氣體的第二導管。

Description

腔室注入器
於此揭露的實施例一般關於半導體製造配備的領域，且更具體地，關於具有主動冷卻和氣體分離的氣體注入的設備。
CVD處理腔室及其部件內的熱表面可能導致前驅物的分解，這導致在到達處理容積之前沉積在腔室部件上。例如，加熱用以將前驅物輸送到處理容積的通道可能導致通道內的不期望的沉積。這種過早分解導致流動路徑的堵塞，且可能改變前驅物進到處理容積中的流動特性。在這些表面上的持續沉積不僅阻礙了前驅物的流動，而且還可能導致應力和熱膨脹係數（CTE）引起的沉積膜的分層。 CTE引起的分層可能在處理容積中產生顆粒。
因此，本領域所需要的為改良的氣體注入設備和製造氣體注入設備的方法。
在一個實施例中，提供了一種注入器設備，其包括注入器主體。注入器設備包括第一弧形表面，具有形成在第一弧形表面中的第一出口。第一出口與形成在注入器主體內的第一導管流體連通。第二弧形表面具有形成在第二弧形表面中的第二出口。第二出口與形成在注入器主體內的第二導管流體連通。注入器設備還包括形成在注入器主體內的通道。通道的第一部分設置在第一導管的第一側及第一導管的第二側上，第一導管的第二側與第一導管的第一側相對，與第一弧形表面相鄰。通道的第二部分形成在注入器主體內，通道的第二部分設置在第二導管的第一側及第二導管的第二側上，第二導管的第二側與第二導管的第一側相對，與第二弧形表面相鄰。
在另一個實施例中，提供了一種基板處理設備，其包括：腔室主體，封閉處理容積；殼體結構，封閉腔室主體；複數個加熱燈，設置在殼體結構內；第一石英窗口，設置在處理容積和複數個加熱燈之間的殼體結構內；及注入器設備，耦接到腔室主體。注入器設備包括第一弧形表面，具有形成在第一弧形表面中的第一出口。第一出口與形成在注入器主體內的第一導管流體連通。第二弧形表面具有形成在第二弧形表面中的第二出口。第二出口與形成在注入器主體內的第二導管流體連通。注入器設備還包括形成在注入器主體內的通道。通道的第一部分設置在第一導管的第一側及第一導管的第二側上，第一導管的第二側與第一導管的第一側相對，與第一弧形表面相鄰。通道的第二部分形成在注入器主體內，通道的第二部分設置在第二導管的第一側及第二導管的第二側上，第二導管的第二側與第二導管的第一側相對，與第二弧形表面相鄰。
在又一個實施例中，提供了一種在設計處理中使用的機器可讀媒體中實現的結構。結構包括注入器主體。結構還包括第一弧形表面，具有形成在第一弧形表面中的第一出口。第一出口與形成在注入器主體內的第一導管流體連通。第二弧形表面具有形成在第二弧形表面中的第二出口。第二出口與形成在注入器主體內的第二導管流體連通。注入器設備還包括形成在注入器主體內的通道。通道的第一部分設置在第一導管的第一側及第一導管的第二側上，第一導管的第二側與第一導管的第一側相對，與第一弧形表面相鄰。通道的第二部分形成在注入器主體內，通道的第二部分設置在第二導管的第一側及第二導管的第二側上，第二導管的第二側與第二導管的第一側相對，與第二弧形表面相鄰。
於此描述的實施例一般關於用於製造半導體裝置的設備。氣體注入設備耦接到第一氣體源和第二氣體源。來自第一氣體源和第二氣體源的氣體可保持分離，直到氣體進入在處理腔室中的處理容積。冷卻劑流過氣體注入設備中的通道，以冷卻氣體注入設備中的第一氣體和第二氣體。冷卻劑用於藉由減輕來自處理腔室的熱輻射的影響來防止氣體的熱分解。在一個實施例中，通道圍繞具有第一氣體的第一導管和圍繞具有第二氣體的第二導管。
注入器設備還經配置以在氣體進入處理容積之前藉由絕緣及/或冷卻前驅物氣體來減少從處理容積輻射的熱能的影響。在一個實施例中，注入器設備包括形成在其中的通道。冷卻流體流過通道，以從處理容積移除由注入器設備吸收的熱量。
第1圖是根據於此描述的實施例的處理腔室100的示意性側剖視圖。處理腔室100可用於執行化學氣相沉積（諸如磊晶沉積處理），儘管處理腔室100可用於蝕刻或其他處理。處理腔室100的非限制性示例包括CENTURA® RP EPI反應器，其可從加州聖克拉拉市的應用材料公司商購獲得。儘管於此所述的處理腔室100可用以實施於此所述的各種實施例，來自不同製造商的其他適當配置的處理腔室也可用以實施這份揭露書中描述的實施例。
處理腔室100包括由耐處理材料（諸如鋁或不銹鋼）製成的殼體結構102。殼體結構102包圍處理腔室100的各種功能元件，諸如石英腔室104，其包括處理容積110、附加容積108和底板131，處理容積110界定在底板131中。基板支撐件112設置在石英腔室104內並適於在石英腔室104內接收基板114。在一個實施例中，基板支撐件112若由陶瓷材料製成。在另一實施例中，基板支撐件112由塗覆有含矽材料（諸如碳化矽材料）的石墨材料製成。蓋103設置在殼體結構上，與石英腔室104相對。蓋103至少部分地界定在石英腔室104和蓋103之間的容積140。
將源自一種或多種前驅物的反應性物種曝露於基板114的處理表面116。隨後從處理表面116移除來自沉積處理和反應性物種曝露的副產物。加熱基板114及/或處理容積110由一個或多個輻射源執行，諸如燈模組118A和118B。在一個實施例中，燈模組118A和118B是紅外燈。
來自燈模組118A和118B的輻射行進通過石英腔室104的第一石英窗口120，並通過石英腔室104的第二石英窗口122。在這個實施例中，第一石英窗口120和第二石英窗口122由含石英材料製成，含石英材料對從燈模組118A和118B發射的輻射的波長是基本上透明的。在一個實施例中，第一石英窗口120和第二石英窗口122相對彼此設置。在一個實施例中，第一石英窗口120位於燈模組118A和處理容積110之間。在另一實施例中，第二石英窗口122位於燈模組118B和處理容積110之間。
藉由氣體注入器設備128將反應物種輸送到石英腔室104。在一個實施例中，注入器設備128是單一主體，其中形成有一個或多個導管和通道，如下文詳細討論的。處理副產物藉由排氣組件130從處理容積110中移除，排氣組件130與真空源（未顯示）流體連通。用於處理腔室100的前驅物反應物材料以及稀釋劑、吹掃氣體和排出氣體通過氣體注入器設備128進入處理容積110並通過排氣組件130離開處理容積110。
處理腔室100還包括多個襯墊132A-132D，襯墊132A-132D將底板131和金屬壁134與處理容積110隔開。在一個實施例中，襯墊132A-132D包括覆蓋可能與處理容積110流體連通或以其它方式曝露於處理容積110的所有金屬部件的處理套組。襯墊132A設置在附加容積108中。襯墊132B至少部分地設置在附加容積108中並且與襯墊132A相鄰。排氣嵌入襯墊組件132C設置在襯墊132B附近。排氣襯墊132D可設置在排氣嵌入襯墊組件132C附近，並且可代替襯墊132B的一部分以便於安裝。
注入器設備128包括注入器主體125，注入器主體125具有形成在其中的複數個導管，諸如第一導管190、第二導管192。一個或多個氣體分別通過第一導管190和第二導管192從第一氣體源135A和第二氣體源135B提供給處理容積110。例如，第一氣體源135A經由形成在注入器主體125中的第一導管190向處理容積110提供第一氣體，且第二氣體源135B通過形成在注入器主體125中的第二導管192向處理容積110提供第二氣體。第一導管190和第二導管192保持第一和第二氣體分離，直到氣體到達處理容積110。
一個或多個第一閥（未顯示）設置在一個或多個導管155A上，導管155A將第一氣體源135A耦接到處理腔室100。類似地，一個或多個第二閥（未顯示）設置在一個或多個導管155B上，導管155B將第二氣體源135B耦接到處理腔室100。第一閥和第二閥適於控制來自氣體源135A、135B的氣流。第一閥和第二閥可為任何類型的合適的氣體控制閥，諸如針閥或氣動閥。在一個實施例中，一個或多個第一閥經配置以提供從第一氣體源135A到基板114的中心區域的更大的氣流。第一閥和第二閥的每一個彼此獨立地控制且第一閥和第二閥的每一個至少部分地負責確定處理容積110內的氣流。
來自第一氣體源135A和第二氣體源135B兩者的氣體行進通過形成在注入器主體125中的一個或多個出口136A和136B。在一個實施例中，從第一氣體源135A提供的氣體行進通過出口136A，且從第二氣體源135B提供的氣體行進通過出口136B。在另一個實施例中，第一氣體源135A提供第一處理氣體，且第二氣體源135B提供不同於第一處理氣體的第二處理氣體。冷卻劑流體經由冷卻劑源160提供給氣體注入器設備128。冷卻劑流體流過形成在注入器主體125中的通道142。
形成在注入器主體125中的一個或多個出口136A和136B耦接到配置用於層流路徑133A或噴流路徑133B的出口。出口136A和136B經配置以提供具有各種參數（諸如速度、密度或成分）的單個或多個氣流。在適配多個出口136A和136B的一個實施例中，出口136A和136B沿著氣體注入器設備128的一部分（如，注入器主體125）以基本上線性的佈置分佈，以提供足夠寬的氣流，以基本上覆蓋基板114的直徑。例如，出口136A和136B的每一個以至少一個線性群組的方式佈置，以提供通常對應於基板直徑的氣流。替代地，出口136A和136B佈置在基本相同的平面或水平面上，以使（多個）氣體以平面、層狀的方式流動。出口136A和136B可沿著注入器襯墊132E均勻地間隔開，或可以不同的密度間隔開。例如，出口136A和136B的一個或兩個可更集中地在注入器襯墊132E的對應於基板的中心的區域處。
在一些實施例中，出口136A的密度大於出口136B的密度。例如，形成在注入器主體125中的每個出口136B對應於複數個出口136A。另外，出口136B的尺寸和形狀可與出口136A的尺寸和形狀不同，如下面參照第2圖所討論的。
每個流動路徑133A、133B經配置成以層流或非層流方式流過處理腔室100的縱向軸線A”到排氣襯墊132D。流動路徑133A、133B通常是與軸線A’共平面，或可相對於軸線A’成角度。例如，流動路徑133A、133B可相對於軸線A’向上或向下成角度。軸線A’基本上垂直於處理腔室100的縱向軸線A”。流動路徑133A、133B在排氣流動路徑133C中終止並流入形成在排氣襯管132D中的氣室137中。氣室137耦接到排氣或真空泵（未顯示）。
第2-6圖中所示的注入器設備128可用以實施這份揭露書中討論的沉積處理的各種實施例。第2圖顯示了注入器設備128的一個實施例的透視圖。如圖所示，注入器設備128包括注入器主體125、第一突起210、第二突起230和突出物240。突出物240包括第一弧形表面242和第二弧形表面244。在一個實施例中，第一弧形表面242設置在第二弧形表面244的徑向內側。突出物240的表面209從第二弧形表面244延伸到第一弧形表面242。表面209基本上垂直於第一和第二弧形表面242和244。
複數個第一出口136A形成在第一弧形表面242中。複數個出口136A與形成在注入器主體125內的導管（未顯示）（諸如第1圖中所示的第一導管190）流體連通。雖然複數個第一出口136A的每一個在第1圖中是圓形的，但是出口136A可採用許多其他形狀，諸如橢圓形、圓錐形等。複數個第一出口136A的每一個的容積可基於氣流參數而改變，以在處理腔室100中執行處理。
複數個第二出口136B形成在第二弧形表面244中。在一個實施例中，出口136B的每一個是形成在第二弧形表面244中並與形成在注入器主體125內的導管（未顯示）（諸如第1圖中的第二導管192）流體連通的連續開口。在突出物240的第一部分204中的出口136B的容積大於在第一弧形表面242中且在突出物240的第一部分204中的複數個出口136A的組合容積。類似地，在突出物240的第二部分208中的出口136B的容積可大於在突出物240的第二部分208中的出口136A的組合容積。
在操作中，第一處理氣體通過突出物240的第一部分204中的出口136A進入處理容積110。第一處理氣體也可通過突出物240的第二部分208中的出口136A進入處理容積110。通過第二部分208中的出口136A進入處理容積110的氣體可處於與通過第一部分204中的出口136A進入的氣體不同的流速。第一處理氣體的不同流速能使氣體到達處理容積110內的不同區域。例如，相較於較低的流速，第一處理氣體的較高流速將氣體進一步注入到處理容積110中。另外，根據伯努利原理，第一弧形表面242中的出口136A的較小容積可導致進入處理容積110的處理氣體的速度增加。
第二處理氣體通過出口136B進入處理容積110。在一個實施例中，第二處理氣體以與第一處理氣體不同的速度和流速進入處理容積110。例如，第二處理氣體受到伯努利原理影響的程度可能不到第一處理氣體流過出口136A的程度。因此，第一處理氣體可比第二處理氣體從第一弧形表面242進一步流入處理容積110中。在一個實施例中，第一處理氣體是三甲基鎵（TMGa），而第二處理氣體是氨（NH3 ）。
如圖所示，第一突起210包括用於各種流體源（未顯示）的連接件212、214、216、218和220。連接件212經由形成在注入器主體125內的第一導管（未顯示）與突出物240的第一部分204中的出口136A流體連通。類似地，連接件214經由形成在注入器主體125內的第二導管（未顯示）與突出物240的第一部分204中的出口136B流體連通。連接件216可與第一吹掃出口流體連通（如關於第3圖所討論的），以經由形成在注入器主體125內的第三導管（未顯示）向處理容積110的一部分提供吹掃氣體。
連接件220經由形成在注入器主體125內的通道（未顯示）與連接件218流體連通。通道從連接件220到突出物240的第一端250形成在注入器主體125內。通道在突出物240內延續到突出物240的第二端252，並且與第一弧形表面242相鄰。通道在突出物240中延續到第一端250，並且與第二弧形表面244相鄰，通道在第一端250處連接到連接件218。通道的設計的許多其他變型是可能的。例如，通道可僅通過突出物240的一個方向流動。此外，可修改通道的形狀，以實現從注入器主體125到冷卻流體的期望的熱傳送。
突出物240內與第一弧形表面242相鄰的通道的第一部分設置在第一導管的第一側和第二側上，第一導管與出口136A的每一個流體連通。突出物240內與第二弧形表面244相鄰的通道的第二部分設置在第二導管的第一側和第二側上，第二導管與出口136B流體連通。冷卻流體通過連接件220進入注入器主體125，從第一端250到第二端252流過鄰近第一弧形表面242的通道，從第二端252到第一端250流過鄰近第二弧形表面244的通道，並通過連接件218離開注入器主體。在一些實施例中，冷卻流體通過連接件218進入注入器主體125並通過連接件220離開注入器主體125。
第二突起230包括用於流體源（未顯示）的連接件232、234和236。連接件234經由形成在注入器主體125內的第四導管（未顯示）與突出物240的第二部分208中的出口136A流體連通。連接件236經由形成在注入器主體125內的第五導管（未顯示）與突出物240的第二部分208中的出口136B流體連通。連接件232經由形成在注入器主體125內的第六導管（未顯示）與第二吹掃出口流體連通（如關於第3圖所討論的）。
為了在注入器主體125內形成導管和通道，傳統的減材製造方法是不足的。例如，為了容納注入器主體125內的每個導管和通道，導管和通道可能被彎曲並且包含完全在注入器主體內的轉彎。傳統的減材方法不能符合導管和通道的複雜路徑。然而，增材製造技術（諸如3D印刷）可用以設計和製造其中形成有導管和通道的注入器設備128。
在一個實施例中，注入器設備128使用增材製造（諸如3D印刷）製造。注入器設備128的印刷方向由箭頭260顯示，箭頭260與在注入器主體125的第一表面262和注入器主體125的第二表面264之間的方向正交。第二表面264相對且平行於第一表面262。也就是，第一弧形表面242形成在第二弧形表面244之前，且第二弧形表面244形成在注入器主體125之前。以箭頭260的方向印刷注入器設備128使得注入器設備128的特徵（如，出口136A、136B、導管和通道、突出物240等）將被精確地印刷並且減少注入器設備128的變形特徵的發生。
替代地，或除了增材製造之外，可使用磨料流加工以形成注入器主體125內的導管和通道。磨料流加工可減少或消除使用後處理操作來平滑導管和通道的內側表面。此外，可在後處理中使用磨料流加工來平滑導管和通道的內側表面。在一個實施例中，注入器設備128由耐處理和腐蝕材料（諸如316不銹鋼或Inconel® ，或其合金）製成。更具體地，選擇注入器設備128的材料以抵抗由清潔流體（諸如氯）引起的腐蝕。清潔流體可用以移除處理腔室100中和導管和通道內的沉積顆粒。
第3圖顯示了與第2圖的透視圖相對的注入器設備128的一個實施例的透視圖。凹槽308形成在突出物240的與第一弧形表面242相鄰的表面312中。第一吹掃出口302形成到凹槽308的表面316中，並經由形成在注入器主體125內的第三導管（未顯示）與連接件216流體連通。儘管第3圖中描繪了一個第一吹掃出口302，但是複數個第一吹掃出口302可形成在表面316中。
通道310形成在突出物240的與第一弧形表面242相對並且與表面316相鄰的表面314中。通道310形成到表面314中並從第二吹掃出口306前進到突出物240的第二端252。第二吹掃出口306與通道310流體連通。第二吹掃出口也經由形成在注入器主體125內的第六導管（未顯示）與連接件232流體連通。在操作中，第二吹掃氣體流過通道310以防止顆粒進入處理容積110。第二吹掃氣體可包括氫氣、氮氣、氨氣、其他類似氣體及它們的任何組合。
在一些實施例中，帽304設置在凹槽308中的表面316上。帽304經由焊接黏附到表面316，且可由與注入器設備128相同或類似的材料製成。帽304限制與連接件218和220流體連通的第三導管的一定容積。帽304使得在形成注入器主體125之後使第三導管的內側表面平滑。此外，在移除帽304的情況下，可在導管（和通道）的內側表面上執行電鍍處理以增加耐腐蝕性。導管和通道的後處理（如，平滑和電鍍）可防止流過其中的氣體的冷凝和聚集阻礙通過注入器主體125的流動。因此，後處理被認為減少了用於清潔注入器主體125的內側的維護間隔。在後處理之後，導管和通道的內側表面的RMS表面粗糙度可小於約50微米，例如，小於約25微米，例如小於約5微米，諸如小於約0.5微米。
第4A圖顯示了注入器設備128的一部分的示意性側剖視圖。如圖所示，通道310凹入注入器設備128的表面314中。第一通道402、406和第二通道404、408在注入器設備128內形成。第一通道402的第一部分設置在第一導管190的與第一弧形表面242相鄰的第一側上。第一通道406的第二部分設置在第一導管190的與第一導管190的第一側相對的的二側上。第一通道406的第二部分與第一弧形表面242相鄰且與突出物240的表面209相鄰。
第二通道404的第一部分設置在第二導管192的與第二弧形表面244相鄰的第一側上。第二通道408的第二部分設置在第二導管192的與第二導管192的第一側相對的第二側上。第二通道408的第二部分與第二弧形表面244相鄰。
第一通道402、406的第一和第二部分與第二通道404、408的第一和第二部分流體連通。第一通道402、406的第一和第二部分的容積小於第二通道404、408的第一和第二部分的容積，以增加通過第一通道402、406的第一和第二部分的流速（假設恆定的流體壓力）。也就是，流過第一通道402、406的冷卻流體的流速將大於流過第二通道404、408的冷卻流體的流速。第一通道402、406中的較大流速能使在第一通道402、406中的冷卻流體從鄰近第一弧形表面242的注入器設備128吸收並移除更大量的熱量。
在第一通道402、406中流動的冷卻流體的流動方向與在第二通道404、408中流動的冷卻流體的流動方向相反。在一些實施例中，冷卻流體是水。選擇流過注入器設備128的冷卻流體的速率，以將通道和導管的溫度保持在所期望的溫度。例如，注入器設備128的最高溫度可保持在約攝氏300度。流過注入器設備128的冷卻流體的壓力可在約20psi和約80psi之間。這種壓力產生在約1加侖/分鐘和約5加侖/分鐘之間的冷卻流體的的流速。在一個實施例中，冷卻流體的流速為約2加侖/分鐘。較高流速的冷卻流體可改善冷卻注入器設備128的效率。
如圖所示，限制第一導管或第四導管的容積的帽304的表面與表面316共面。如上所述，第一導管190的容積小於第二導管的容積。與流過第二導管192的流體的速度相比，第一導管190的較小容積增加了流過第一導管190流到出口136A的流體的速度，假設用於第一導管190和第二導管192的每一個的流體壓力大約且基本上恆定。
第4B圖顯示了根據本揭露書的實施例的注入器設備128的一部分的示意性側剖視圖。第一通道410、第二通道412和第三通道414形成在注入器設備128中。第一通道410形成在注入器設備128的與第一弧形表面242相鄰的突出物240內。第二通道412鄰近第二弧形244表面和鄰近突出物240的表面209形成。第二通道412設置在第二導管192的第一側上。第三通道414鄰近第二弧形表面244形成，並且設置在在第二導管192的與第二導管192的第一側相對的第二側上。
第一通道410的形狀被配置為使得能夠使用增材製造來製造注入器設備128內的第一通道。在一個實施例中，一個或多個支柱418延伸通過第二通道412並將第二通道412劃分為兩個或更多個部分。第二通道412的每個部分具有類似的形狀和尺寸。在一個實施例中，第二通道412的每個部分的形狀或尺寸可與第二通道412的相鄰部分不同。支柱418被製造成在增材製造處理期間支撐第二通道412的相鄰部分。因此，支柱418使得能夠使用增材製造處理來製造第二通道412。
第二通道412的每個部分的製造在平坦表面430處開始。當製造注入器設備128時，藉由在第二通道412周圍增加材料而在注入器主體125中形成第二通道412的部分。第二通道412的平坦表面430設置在距第二弧形表面244一段距離416處。在平坦表面430和第二弧形表面244之間的距離416在約1mm和約3mm之間，例如約2mm。在注入器設備128的操作期間，在第二通道412和第二弧形表面244之間的相對短的距離416（亦即，最小厚度）增加了從注入器設備128到第二通道412中的流體的熱傳送。
第二通道412的彎曲表面432相對於平坦表面430而形成。彎曲表面432使得增材製造處理能夠封閉第二通道412，而不會使用以製造注入器設備128的材料塌縮到第二通道中。在一個實施例中，第三通道414的尺寸和形狀基本上類似於第二通道412的每個部分的尺寸和形狀。
通過注入器設備形成第一管道422。第一管道422沿著並且平行於第二弧形表面244從第一端250延伸到第二端252。第一管道422設置在第二通道412和通道310之間。第一管道422與第2和3圖中顯示的連接件212和234流體連通。第二管道420在與表面316相鄰的注入器設備128中製造。第二管道420沿著並相切於突出物240從第一端250延伸到第二端252。第二管道420平行於第一管道422。一個或多個管424在第一管道422和第二管道420之間延伸。在一個實施例中，第一管道422和第二管道420是半環形的。在一個實施例中，一個或多個管424是圓柱形的。第一管道422和第二管道420經由一個或多個管424流體連通。在一個實施例中，第一管道422的直徑基本上等於第二管道420的直徑。
第三管道440形成在注入器設備128中。第三導管與第2和3圖中所示的連接件216流體連通。在一個實施例中，第三管道440沿著表面314和表面316延伸。第三管道440設置在表面316和通道310之間。第三管道440是半環形的。在一個實施例中，第三管道440的直徑小於第一管道422的直徑和第二管道420的直徑。
第5圖顯示了注入器設備128的示意性剖視圖。如圖所示，注入器設備128的注入器主體125穿過處理腔室（諸如第1圖中所示的處理腔室100）的底板131設置。安裝板150將注入器設備128安裝到處理腔室100的底板131上。密封件502和504將處理容積110從處理腔室100外部的大氣流體密封。在一個實施例中，密封件502、504是由彈性材料製成的O形環。
注入器屏蔽件506設置在處理容積110和注入器設備128之間。注入器屏蔽件506經配置以防止或基本上減少熱輻射從處理容積110傳播到注入器設備128。注入器屏蔽件506由不透明的材料製成，諸如不透明的石英材料或碳化矽材料。面向處理容積110的注入器屏蔽件506耦接到突出物240的第一弧形表面242並橫穿整個第一弧形表面242。注入器屏蔽件506將注入器設備128與處理容積110分開，以防止來自注入器設備128的金屬顆粒進入處理容積110。
對於由石英材料製成的注入器屏蔽件506而言，屏蔽件506的面向處理容積110的表面512吸收來自處理容積110的熱輻射，而屏蔽件506的面向注入器主體125的相對表面616由於石英屏蔽件的熱屏蔽而保持較冷。對於由碳化矽材料製成的注入器屏蔽件506而言，認為兩個表面512和616的溫度由於藉由碳化矽屏蔽件吸收的處理容積110中的熱輻射而增加。然而，注入器屏蔽件506的溫度升高被冷卻流體流過第一通道402、406而抵消。在清潔處理期間，由注入器屏蔽件506吸收的熱輻射被認為有助於從表面512移除沉積的材料。
穿過注入器屏蔽件506形成一個或多個孔508。孔508的每一個與形成在突出物240中的出口136A的每一個對齊。這樣，孔508（和出口136A）與形成在注入器主體125內的第一導管190流體連通。一個或多個槽510也穿過注入器屏蔽件506形成。一個或多個槽510設置成與突出物240的表面312基本共面。這樣，一個或多個槽510水平地設置在具有一個或多個孔508的平面之外。一個或多個槽510與第一吹掃出口302（未顯示）和形成在注入器主體125內的第三導管（未顯示）流體連通。一個或多個槽510將參考第6圖更詳細地討論。
第6圖顯示了注入器設備128的一部分的示意性剖視圖。如上所述，第一吹掃出口302形成在凹槽308的表面316中。第三導管602形成在注入器主體125內。襯墊614位於注入器屏蔽件506和第一石英窗口120之間。一個或多個出口608穿過襯墊614形成。一個或多個出口608經由一個或多個吹掃通導612與吹掃氣室604流體連通。一個或多個出口608設置在注入器屏蔽件506和第一石英窗口120之間。吹掃氣室形成在突出物240和襯墊614之間。吹掃氣室604經由第一吹掃出口302與第三導管602流體連通。一個或多個槽510還經由一個或多個吹掃通道610與吹掃氣室604流體連通。
第三導管602中的第一吹掃氣體經由一個或多個吹掃通道610和612通過一個或多個槽510和一個或多個出口608進入處理容積110。第一吹掃氣體從第三導管602流出並經由第一吹掃出口302流到吹掃氣室604中。第一吹掃氣體經由一個或多個吹掃通道610和612從吹掃氣室流到處理容積110。
第一吹掃氣體選自氫氣、氮氣、氨氣、其他類似氣體的一種或多種，以及它們的任何組合。第一吹掃氣體通過一個或多個槽510和一個或多個出口608的一個或兩個進入處理容積110，並將通過孔508進入處理容積110的處理氣體分離，以避免與第一石英窗口120接觸。第一吹掃氣體防止或基本上減少處理氣體在處理容積110中膨脹和擴散到第一石英窗口120。在一個實施例中，第一吹掃氣體以與處理氣體的速率不同之速率進入處理容積110。
第7圖顯示了根據一個實施例的具有電腦可讀媒體的電腦系統700的示意圖。如圖所示，計算系統700包括用於執行程式指令的中央處理單元（CPU）702和一個或多個輸入/輸出（I/O）裝置介面704，其實現與各種I/O裝置706（如，鍵盤、顯示器，滑鼠裝置、筆輸入等）的連接。系統700還包括網路介面708，其可包括（例如）用於從外部網路（諸如網路710）發送和接收資料的收發器。系統進一步包括記憶體720（諸如揮發性隨機存取記憶體）、儲存器730（諸如非揮發性磁碟驅動器、RAID陣列等）及互連件715（諸如資料匯流排）。在一些示例中，儲存器730的一些或全部可遠離計算系統700（未顯示），而是可經由網路介面708存取。CPU 702經由互連件715檢索並執行儲存在記憶體720中的可執行指令。CPU 702還從儲存器730檢索和處理資料。
在一個實施例中，增材製造處理（諸如三維印刷（3-D印刷））用以製造如於此所述的注入器設備128。在一個實施例中，首先製作注入器設備128的電腦輔助設計（CAD）模型，並接著切片算法映射每層的資訊。一層開始時粉末薄層分佈在粉末床的表面上。選擇的黏合劑材料接著選擇性地連接要形成物體的顆粒。接著，降低支撐粉末床和正在進行的部分的活塞，以便形成下一個粉末層。在每層之後，重複相同的處理，然後進行最後的熱處理以製造物體。由於3D印刷可對材料成分、微結構和表面紋理進行局部控制，因此可使用這種方法實現各種（以及之前達不到的）幾何形狀。
在一個實施例中，如於此所述的注入器設備128以可由電腦繪圖裝置或電腦顯示裝置讀取的資料結構表示。電腦可讀媒體含有表示注入器設備128的資料結構。資料結構是電腦文件並含有關於一個或多個製品（如注入器設備128）的結構、材料、紋理，物理性質或其他特性的資訊。資料結構還含有代碼，諸如電腦可執行代碼或裝置控制代碼，其接合電腦繪圖裝置或電腦顯示裝置的所選功能。資料結構儲存在電腦可讀媒體（諸如記憶體720）上。電腦可讀媒體包括物理儲存媒體，諸如磁記憶體、軟碟或任何方便的物理儲存媒體。物理儲存媒體可由電腦系統700讀取，以在電腦螢幕或可為增材製造設備（諸如3D印刷機）的物理繪圖裝置上呈現由資料結構表示的製品。
雖然前述內容涉及本揭露書的實施例，但是可在不背離其基本範圍的情況下設計所揭露的標的的其他和進一步的實施例，且本揭露書的範圍由以下的申請專利範圍決定。
100:處理腔室 102:殼體結構 103:蓋 104:石英腔室 108:附加容積 110:處理容積 112:基板支撐件 114:基板 116:處理表面 118A:燈模組 118B:燈模組 120:第一石英窗口 122:第二石英窗口 125:注入器主體 128:注入器設備 130:排氣組件 131:底板 132A:襯墊 132B:襯墊 132C:排氣嵌入襯墊組件/襯墊 132D:排氣襯墊/襯墊 132E:注入器襯墊 133A:路徑 133B:路徑 133C:路徑 134:金屬壁 135A:第一氣體源/氣體源 135B:第二氣體源/氣體源 136A:出口 136B:出口 137:氣室 140:容積 142:通道 150:安裝板 155A:導管 155B:導管 160:冷卻劑源 190:第一導管 192:第二導管 204:第一部分 208:第二部分 209:表面 210:第一突起 212:連接件 214:連接件 216:連接件 218:連接件 220:連接件 230:第二突起 232:連接件 234:連接件 236:連接件 240:突出物 242:第一弧形表面 244:第二弧形表面 250:第一端 252:第二端 260:箭頭 262:第一表面 264:第二表面 302:第一吹掃出口 304:帽 306:第二吹掃出口 308:凹槽 310:通道 312:表面 314:表面 316:表面 402:第一通道 404:第二頻道 406:第一通道 408:第二頻道 410:第一通道 412:第二通道 414:第三通道 416:距離 418:支柱 420:第二管道 422:第一管道 424:管 430:平坦表面 432:彎曲表面 440:第三管道 502:密封件 504:密封件 506:注入器屏蔽件 508:孔 510:槽 512:表面 602:第三導管 604:吹掃氣室 608:出口 610:吹掃通道 612:吹掃通道 614:襯墊 616:表面 700:電腦系統/計算系統/系統 702:CPU 704:I/O裝置介面 706:I/O裝置 708:網路介面 710:網路 715:互連件 720:記憶 730:儲存器
因此，可詳細地理解本揭露書的上述特徵的方式，可藉由參考實施例獲得上面簡要概述的本揭露書的更具體的描述，其中一些實施例在附隨的圖式中。然而，應注意附隨的圖式僅顯示了本揭露書的典型實施例，且因此不應認為是對其範圍的限制，因為本揭露書可允許其他等效的實施例。
第1圖顯示了根據本揭露書的實施例的處理腔室的示意性側剖視圖。
第2圖顯示了根據本揭露書的實施例的注入器設備的前透視圖。
第3圖顯示了根據本揭露書的實施例的第2圖的注入器設備的後透視圖。
第4A圖顯示了根據本揭露書的實施例的注入器設備的一部分的示意性側剖視圖。
第4B圖顯示了根據本揭露書的實施例的注入器設備的一部分的示意性側剖視圖。
第5圖顯示了根據本揭露書的實施例的注入器設備的示意性剖視圖。
第6圖顯示了根據本揭露書的實施例的注入器設備的一部分的示意性剖視圖。
第7圖顯示了根據本揭露書實施例的具有電腦可讀媒體的電腦系統的示意圖。
為促進理解，在可能的情況下，使用相同的元件符號來表示圖式中共有的相同元件。可預期在一個實施例中揭露的元件可有利地用於其他實施例而無需具體敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:處理腔室
102:殼體結構
103:蓋
104:石英腔室
108:附加容積
110:處理容積
112:基板支撐件
114:基板
116:處理表面
118A:燈模組
118B:燈模組
120:第一石英窗口
122:第二石英窗口
125:注入器主體
128:注入器設備
130:排氣組件
131:底板
132A:襯墊
132B:襯墊
132C:排氣嵌入襯墊組件/襯墊
132D:排氣襯墊/襯墊
133A:路徑
133B:路徑
133C:路徑
134:金屬壁
135A:第一氣體源/氣體源
135B:第二氣體源/氣體源
136A:出口
136B:出口
137:氣室
140:容積
142:通道
150:安裝板
155A:導管
155B:導管
160:冷卻劑源
190:第一導管
192:第二導管

Claims (20)

  1. 一種注入器設備，包含： 一注入器主體；一第一弧形表面，具有形成在該第一弧形表面中的一第一出口，該第一出口與形成在該注入器主體內的一第一導管流體連通；一第二弧形表面，具有形成在該第二弧形表面中的一第二出口，該第二出口與形成在該注入器主體內的一第二導管流體連通；一通道的一第一部分，形成在該注入器主體內，該通道的該第一部分設置在該第一導管的一第一側及該第一導管的一第二側上，該第一導管的該第二側與該第一導管的該第一側相對，與該第一弧形表面相鄰；及該通道的一第二部分，形成在該注入器主體內，該通道的該第二部分設置在該第二導管的一第一側及該第二導管的一第二側上，該第二導管的該第二側與該第二導管的該第一側相對，與該第二弧形表面相鄰。
  2. 如請求項1所述之注入器設備，其中該通道的該第一部分的一容積小於該通道的該第二部分的一容積。
  3. 如請求項1所述之注入器設備，其中該第一弧形表面設置在該第二弧形表面的徑向內側。
  4. 如請求項1所述之注入器設備，進一步包含： 一注入器屏蔽件，設置在該第一弧形表面附近，該注入器屏蔽件具有形成通過該注入器屏蔽件的一孔，該孔與該第一出口對齊。
  5. 如請求項1所述之注入器設備，進一步包含： 一第三弧形表面，基本垂直於該第一弧形表面和該第二弧形表面；及一第三出口，形成在該第三弧形表面中，該第三出口與形成在該注入器主體內的一第三導管流體連通。
  6. 如請求項1所述之注入器設備，其中該注入器主體包含不銹鋼或其合金。
  7. 如請求項1所述之注入器設備，其中該第一導管和該第二導管被電拋光並具有小於約0.5微米的一RMS表面粗糙度。
  8. 如請求項1所述之注入器設備，其中該通道的該第一部分的一容積大於該通道的該第二部分的一容積。
  9. 一種基板處理設備，包含： 一腔室主體，封閉一處理容積；一殼體結構，封閉該腔室主體；複數個加熱燈，設置在該殼體結構內；一第一石英窗口，設置在該處理容積和該複數個加熱燈之間的該殼體結構內；及一注入器設備，耦接到該腔室主體，該注入器設備包含：一注入器主體；一第一弧形表面，具有形成在該第一弧形表面中的一第一出口，該第一出口與形成在該注入器主體內的一第一導管流體連通；一第二弧形表面，具有形成在該第二弧形表面中的一第二出口，該第二出口與形成在該注入器主體內的一第二導管流體連通；一通道的一第一部分，形成在該注入器主體內，該通道的該第一部分設置在該第一導管的一第一側及該第一導管的一第二側上，該第一導管的該第二側與該第一導管的該第一側相對，與該第一弧形表面相鄰；及該通道的一第二部分，形成在該注入器主體內，該通道的該第二部分設置在該第二導管的一第一側及該第二導管的一第二側上，該第二導管的該第二側與該第二導管的該第一側相對，與第二弧形表面相鄰。
  10. 如請求項9所述之基板處理設備，其中該通道的該第一部分的一容積小於該通道的該第二部分的一容積。
  11. 如請求項9所述之基板處理設備，其中該第一弧形表面設置在該第二弧形表面的徑向內側。
  12. 如請求項9所述之基板處理設備，其中該注入器設備進一步包含： 一注入器屏蔽件，設置在該第一弧形表面附近，該注入器屏蔽件具有形成通過該注入器屏蔽件的一孔，該孔與該第一出口對齊。
  13. 如請求項9所述之基板處理設備，其中該注入器設備進一步包含： 一第三弧形表面，基本垂直於該第一弧形表面和該第二弧形表面；及一第三出口，形成在該第三弧形表面中，該第三出口與形成在該注入器主體內的一第三導管流體連通。
  14. 如請求項9所述之基板處理設備，其中該注入器主體包含不銹鋼或其合金。
  15. 如請求項9所述之基板處理設備，其中該該第一導管和該第二導管被電拋光並具有小於約0.5微米的一RMS表面粗糙度。
  16. 一種在一設計處理中使用的一機器可讀媒體中實現的結構，該結構包含： 一注入器主體；一第一弧形表面，具有形成在該第一弧形表面中的一第一出口，該第一出口與形成在該注入器主體內的一第一導管流體連通；一第二弧形表面，具有形成在該第二弧形表面中的一第二出口，該第二出口與形成在該注入器主體內的一第二導管流體連通；一通道的一第一部分，形成在該注入器主體內，該通道的該第一部分設置在該第一導管的一第一側及該第一導管的一第二側上，該第一導管的該第二側與該第一導管的該第一側相對，與該第一弧形表面相鄰；及該通道的一第二部分，形成在該注入器主體內，該通道的該第二部分設置在該第二導管的一第一側及該第二導管的一第二側上，該第二導管的該第二側與該第二導管的該第一側相對，與該第二弧形表面相鄰。
  17. 如請求項16所述之結構，其中該結構作為用於交換佈局資料的資料格式駐留在儲存媒體上。
  18. 如請求項16所述之結構，其中該結構包括測試資料文件、特性資料、驗證資料或設計規範的至少一個。
  19. 如請求項16所述之結構，其中該通道的該第一部分的一容積小於該通道的該第二部分的一容積。
  20. 如請求項19所述之結構，其中該第一弧形表面設置在該第二弧形表面的徑向內側。
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