TWI764089B - 用於半導體製作的氣體混合系統及混合氣體的方法 - Google Patents

用於半導體製作的氣體混合系統及混合氣體的方法

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TWI764089B
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Abstract

一種用於半導體製作的氣體混合系統包括混合區塊。所述 混合區塊界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到氣體混合室；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到氣體混合室，其中第一出口位置相對於氣體混合室而言沿直徑與第二出口位置相對，且第二氣體通道在第二氣體通道的入口與第二出口位置之間具有90度或小於90度的彎曲部分。

Description

用於半導體製作的氣體混合系統及混合氣體的 方法
本發明實施例是關於用於半導體製作的氣體混合系統及在半導體製作中混合氣體的方法。
通常，在半導體製作期間會形成各種絕緣材料層、半導體材料層及導電材料層以製成多層式半導體器件。形成這些材料的方法是通過沉積，例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)。
根據一些實施例，一種用於半導體製作的氣體混合系統包括混合區塊。所述混合區塊界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對，且所述第二氣體通道在所述第二氣體通道的入口與所述第二出口位置之間具有90度或小於90度的彎曲部分。
根據一些實施例，一種用於半導體製作的氣體混合系統包括混合區塊，所述混合區塊界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第一氣體通道的入口界定在所述混合區塊的側壁中；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第二氣體通道的入口界定在所述混合區塊的所述側壁中且所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對。
根據一些實施例，一種在半導體製作中混合氣體的方法包括：將第一氣體以第一速度且沿第一方向引入到氣體混合室中；以及將第二氣體以第二速度且沿第二方向引入到所述氣體混合室中，其中所述第一速度不同於所述第二速度且所述第一方向相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二方向相反。
5-5、450:線
100:氣體混合系統
101:混合區塊
102:氣體混合室
104:第一氣體通道
105、112、114、308、342、344:寬度
106:第二氣體通道
108:第一出口位置
110:第二出口位置
116:第一氣體
117:混合
118:第二氣體
124:混合氣體
125:底部
126:其他氣體
127:頂部
302:第一部分
304:第二部分
306:彎曲部分
310、311:角度
312:側壁
313:頂表面
314:第一入口
315:底表面
316:第二入口
402、404:緊固實例
406:進入口
407、409:冷卻通道
408:排出口
816:管線
452:縱向室軸線
802:室本體
804:晶圓支撐件
806:溫度調節器
808:半導體晶圓
810:室蓋
812:壓力調節器
814:室
818:泵
820:第一射頻阻擋特徵
822:氣體箱
824:噴淋頭
826:第一安裝板
830:RF帶
832、854:緊固件
834:第一密封件
836:第二RF阻擋特徵
838:第二密封件
840:第二安裝板
844:第三密封件
850:遠程電漿源支撐件
852:遠程電漿源
856:第四密封件
858:RPS電漿或氣體
860:第五密封件
902:端部
904:第一氣體歧管
906:第一來源
910:第一殼體
912:第二氣體歧管
914:第二來源
920:第二殼體
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本公開內容的各個方面。應注意，根據本產業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的透視圖。
圖2示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的俯視圖。
圖3示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的俯視 圖。
圖4示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的透視圖。
圖5示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的俯視圖或剖視圖。
圖6示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的側視圖。
圖7示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的俯視圖。
圖8示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的側視圖。
圖9示出根據一些實施例的至少部分氣體混合系統的側視圖。
以下公開內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或例子。以下闡述組件及佈置的具體例子以簡化本公開內容。當然，這些僅為例子而非旨在進行限制。舉例來說，在以下說明中，在第二特徵之上或第二特徵上形成第一特徵可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成附加特徵從而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開內容可在各種例子中重複使用參考編號和/或字母。這種重複使用是為了簡明及清晰的目的，且自身並不表示所論述的各個實施例和/或配置 之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如「在...之下(beneath)」、「在...下方(below)」、「下部的(lower)」、「在...上方(above)」、「上部的(upper)」等空間相對性用語來闡述圖中所示一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵的關係。除圖中所繪示的取向以外，所述空間相對性用語還旨在囊括器件在使用或操作中的不同取向。裝置可具有另外的取向(旋轉90度或處於其他取向)，且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地作出解釋。
根據一些實施例，一種氣體混合系統包括混合區塊，所述混合區塊界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室。在一些實施例中，所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對。沿直徑相對的佈置使得來自第一氣體通道的第一氣體與來自第二氣體通道的第二氣體在氣體混合室中迎面相遇或以180度的角度相遇，以促進第一氣體與第二氣體的混合。在一些實施例中，第一氣體通道的形狀(例如寬度)發生改變以控制第一氣體在進入氣體混合室時的體積、壓力或速度中的至少一者。在一些實施例中，第二氣體通道的形狀(例如寬度)發生改變以控制第二氣體在進入氣體混合室時的體積、壓力或速度中的至少一者。在一些實施例中，第一氣體通道具有彎曲或非線性部分，以控制第一氣體在進入氣體混合室時的體積、壓力、速度或方向中的至少一者。在一些實施例中，第二氣體通道具有彎曲或非線性部分， 以控制第二氣體在進入氣體混合室時的體積、壓力、速度或方向中的至少一者。在一些實施例中，控制第一氣體或第二氣體中的至少一者的體積、壓力、速度或方向中的至少一者使得在一定程度上控制在氣體混合室中對第一氣體與第二氣體進行的混合。在一些實施例中，在確定是否或如何控制對第一氣體與第二氣體的混合時考慮的一個或多個變數包括第一氣體或第二氣體中的至少一者的組成、氣體混合室中的一種或多種其他氣體(例如通過氣體混合室的頂部施加的氣體)的組成、由氣體混合室中的氣體混合產生的混合氣體的期望組成等。在一些實施例中，例如在混合氣體離開氣體混合室的底部之後，混合氣體分佈在氣體混合系統中的半導體晶圓之上。
根據一些實施例，第一氣體通道的第一入口及第二氣體通道的第二入口二者界定在混合區塊的側壁中。在一些實施例中，第一氣體被施加到第一入口，且從第一入口通過第一氣體通道行進到第一出口位置以進入氣體混合室，例如用於與氣體混合室中的一種或多種其他氣體進行混合。在一些實施例中，第一入口耦合到第一氣體歧管，使得第一氣體通過第一氣體歧管被施加到第一入口，其中第一氣體歧管耦合到第一氣體的來源。在一些實施例中，第二氣體被施加到第二入口，且從第二入口通過第二氣體通道行進到第二出口位置以進入氣體混合室，例如用於與氣體混合室中的一種或多種其他氣體進行混合。在一些實施例中，第二入口耦合到第二氣體歧管，使得第二氣體通過第二氣體歧管被施加到第二入口，其中第二氣體歧管耦合到第二氣體的來源。
根據一些實施例，使第一入口及第二入口位於側壁中有 利於在具有共面歧管的氣體混合系統(例如化學氣相沉積(CVD)系統)中使用混合區塊。因此，如本文中所提供，混合區塊可用於CVD系統中，其中混合區塊被配置成對混合區塊的氣體混合室中的氣體的混合提供一定程度的控制，使得期望的混合氣體以期望的方式(例如均勻地)分佈在CVD系統中所處理的半導體晶圓之上。在一些實施例中，氣體混合室的底部界定在混合區塊的底表面中。在一些實施例中，混合區塊的底表面相鄰於或鄰接混合區塊的在其中界定有第一入口及第二入口的側壁。在一些實施例中，氣體混合室的頂部界定在混合區塊的頂表面中。在一些實施例中，混合區塊的頂表面相鄰於或鄰接混合區塊的在其中界定有第一入口及第二入口的側壁。在一些實施例中，所述混合區塊的頂表面到混合區塊的側壁的佈置或者所述混合區塊的底表面到混合區塊的側壁的佈置中的至少一者有利於在氣體混合系統(例如CVD系統)中使用混合區塊。
圖1示出根據一些實施例的界定在氣體混合系統100的混合區塊101內(以虛線示出)的氣體混合室102、第一氣體通道104及第二氣體通道106的透視圖。在一些實施例中，第一氣體通道104在第一出口位置108處流體耦合到氣體混合室102。在一些實施例中，第二氣體通道106在第二出口位置110處流體耦合到氣體混合室102。根據一些實施例，第一出口位置108相對於氣體混合室102而言沿直徑與第二出口位置110相對。在一些實施例中，沿直徑相對意味著第一出口位置108與第二出口位置110隔開180度的角度，使得第一出口位置108直接跨越位於第一出口位置108與第二出口位置110之間的氣體混合室102而與第二出 口位置110相對。
在一些實施例中，氣體混合系統100對應於化學氣相沉積(CVD)系統。在一些實施例中，第一氣體通道104將第一氣體116載送到氣體混合室102。在一些實施例中，第二氣體通道106將第二氣體118載送到氣體混合室102。在一些實施例中，例如由於第一出口位置108與第二出口位置110之間的沿直徑相對的關係，第一氣體116與第二氣體118在氣體混合室102中迎面相遇。第一氣體116與第二氣體118在氣體混合室102中混合117且形成混合氣體124，混合氣體124通過氣體混合室102的底部125離開。在一些實施例中，第一氣體116是N2O。在一些實施例中，第二氣體是SiH4。在一些實施例中，遠端電漿源(remote plasma source，RPS)氣體或其他氣體126中的至少一者通過氣體混合室102的頂部127進入氣體混合室102。在一些實施例中，使用RPS氣體或其他氣體中的至少一者來清潔氣體混合室102(例如在存在或不存在一種或多種其他氣體的情況下)。在一些實施例中，RPS氣體或其他氣體中的至少一者與第一氣體116或第二氣體118中的至少一者混合以形成混合氣體124。
圖2示出根據一些實施例的界定在氣體混合系統100中的混合區塊101內(以虛線示出)的氣體混合室102、第一氣體通道104及第二氣體通道106的俯視圖。在一些實施例中，氣體混合室102具有寬度105。在一些實施例中，氣體混合室102的寬度105為至少9mm。在一些實施例中，第一氣體通道104具有寬度112。在一些實施例中，第一氣體通道104的寬度112為至少0.7mm。在一些實施例中，第二氣體通道106具有寬度114。在一些 實施例中，第二氣體通道106的寬度114為至少0.5mm。在一些實施例中，第一氣體通道104的寬度112與第二氣體通道106的寬度114不同。在一些實施例中，第一氣體通道104的寬度112與第二氣體通道106的寬度114相同。
圖3示出根據一些實施例的界定在氣體混合系統100中的混合區塊101內(以虛線示出)的氣體混合室102、第一氣體通道104及第二氣體通道106的俯視圖。根據一些實施例，以下中的至少一者成立：第一氣體通道104具有一個或多個部分，或者第二氣體通道106具有一個或多個部分。在一些實施例中，第二氣體通道106包括第一部分302及第二部分304。在一些實施例中，第一部分302具有寬度114，而第二部分304具有寬度308。在一些實施例中，第二部分304的寬度308為至少3mm。在一些實施例中，第二部分304的寬度308與第一部分302的寬度114不同。在一些實施例中，第二部分304的寬度308與第一部分302的寬度114相同。在一些實施例中，第一氣體通道104的寬度112與第二氣體通道106的第二部分304的寬度308或第二氣體通道106的第一部分302的寬度114中的至少一者不同。在一些實施例中，第一氣體通道104的寬度112與第二氣體通道106的第二部分304的寬度308或第二氣體通道106的第一部分302的寬度114中的至少一者相同。在一些實施例中，使用相同的工具(例如鑽頭)來形成第一氣體通道104、第二氣體通道106的第二部分304或第二氣體通道106的第一部分302中的至少兩者，例如其中第一氣體通道104、第二氣體通道106的第二部分304或第二氣體通道106的第一部分302中的至少兩者具有相同的寬度。在一些實 施例中，通過利用相同的工具製作氣體混合系統的多於一個方面、多於一個元件等等，會減少製作時間或製作成本中的至少一者。
在一些實施例中，以下中的至少一者成立：第一氣體通道104具有一個或多個彎曲部分，或者第二氣體通道106具有一個或多個彎曲部分。在一些實施例中，第二氣體通道106包括彎曲部分306，使得在第二氣體通道106的第二部分304與第二氣體通道106的第一部分302之間界定角度310。在一些實施例中，角度310小於90度。在一些實施例中，第一氣體通道104被形成為相對於混合區塊101的側壁312而言呈角度311。在一些實施例中，第一氣體通道104與側壁312之間的角度311有利於使第一出口位置108相對於氣體混合室102而言沿直徑與第二出口位置110相對。在一些實施例中，以下中的至少一者成立：第一氣體通道104是漸縮的或者第二氣體通道106是漸縮的。在一些實施例中，以下中的至少一者成立：第一氣體通道104具有變化的橫截面輪廓，或者第二氣體通道106具有變化的橫截面輪廓。
在一些實施例中，第一氣體通道104的第一入口314界定在混合區塊101的側壁312中。在一些實施例中，第一氣體116被施加到第一入口314，且從第一入口314通過第一氣體通道104行進到第一出口位置108以進入氣體混合室102，例如用於與氣體混合室102中的一種或多種其他氣體進行混合。在一些實施例中，第一入口314耦合到第一氣體歧管，使得第一氣體116通過第一氣體歧管被施加到第一入口314，其中第一氣體歧管耦合到第一氣體的來源。在一些實施例中，第二氣體通道106的第二入口316 界定在混合區塊101的側壁312中。在一些實施例中，第二氣體118被施加到第二入口316，且從第二入口316通過第二氣體通道106行進到第二出口位置110以進入氣體混合室102，例如用於與氣體混合室102中的一種或多種其他氣體進行混合。在一些實施例中，第二入口316耦合到第二氣體歧管，使得第二氣體118通過第二氣體歧管被施加到第二入口316，其中第二氣體歧管耦合到第二氣體的來源。在一些實施例中，第一入口314的寬度342與第二入口316的寬度344不同。在一些實施例中，第一入口314的寬度342與第二入口316的寬度344相同。在一些實施例中，第一入口314的寬度342為至少0.7mm。在一些實施例中，第二入口316的寬度344為至少0.5mm。
根據一些實施例，第一入口314與第二入口316在混合區塊101的側壁312中並排或彼此相鄰。在一些實施例中，第一入口314、第一氣體通道104、第二入口316及第二氣體通道106共面，使得平面經過第一入口314、第一氣體通道104、第二入口316及第二氣體通道106。在一些實施例中，所述平面與混合區塊101的其中界定有氣體混合室102的頂部127的頂表面313平行。在一些實施例中，所述平面與混合區塊101的其中界定有氣體混合室102的底部125的底表面315平行。根據一些實施例，使第一入口314及第二入口316位於側壁312中有利於將混合區塊101結合到具有所界定歧管佈置的氣體混合系統(例如CVD系統)中。
圖4示出根據一些實施例的氣體混合系統100的混合區塊101的透視圖。在一些實施例中，在混合區塊101的頂表面313中存在一個或多個緊固實例(fastening instance)402。根據一些 實施例，所述一個或多個緊固實例402中的至少一些緊固實例402與氣體混合系統100的一個或多個其他方面配合以將混合區塊101安裝在氣體混合系統100內。在一些實施例中，所述一個或多個緊固實例402中的至少一些緊固實例402包括位於頂表面313中的凹槽，例如以容納螺栓、螺釘等。在一些實施例中，所述一個或多個緊固實例402中的至少一些緊固實例402包括從頂表面313突出的螺栓、螺釘等。在一些實施例中，在混合區塊101的側壁312中存在一個或多個緊固實例404。根據一些實施例，所述一個或多個緊固實例404中的至少一些緊固實例404與氣體混合系統100的一個或多個其他方面配合以將混合區塊101安裝在氣體混合系統100內。在一些實施例中，所述一個或多個緊固實例404中的至少一些緊固實例404包括位於側壁312中的凹槽，例如以容納螺栓、螺釘等。在一些實施例中，所述一個或多個緊固實例404中的至少一些緊固實例404包括從側壁312突出的螺栓、螺釘等。
根據一些實施例，混合區塊101界定至少一個冷卻通道。在一些實施例中，冷卻通道的進入口406界定在側壁312中。在一些實施例中，冷卻通道的排出口408界定在側壁312中。在一些實施例中，進入口406或排出口408中的至少一者的位置不同於圖4中所示的位置，例如以下中的至少一者成立：進入口406相鄰於第二入口316或者排出口408相鄰於第一入口314。
在一些實施例中，由於第一入口314與第二入口316並排或相鄰佈置，與混合區塊101的頂表面313或混合區塊的底表面315中的至少一者垂直且與第一入口314相交的線450不與第 二入口316相交。根據一些實施例，線450與氣體混合室的縱向室軸線452平行，使得由於第一入口314與第二入口316並排或相鄰佈置，與氣體混合室的縱向室軸線平行且與第一入口314相交的線不與第二入口316相交。
在一些實施例中，混合區塊101的其中界定有氣體混合室102的頂部127的頂表面313相鄰於混合區塊101的其中界定有第一入口314或第二入口316中的至少一者的側壁312。在一些實施例中，頂表面313相鄰於側壁312意味著頂表面313鄰接側壁312。在一些實施例中，頂表面313相鄰於側壁312意味著頂表面313與側壁312交會形成90度的角度。在一些實施例中，混合區塊101的其中界定有氣體混合室102的底部125的底表面315相鄰於混合區塊101的其中界定有第一入口314或第二入口316中的至少一者的側壁312。在一些實施例中，底表面315相鄰於側壁312意味著底表面315鄰接側壁312。在一些實施例中，底表面315相鄰於側壁312意味著底表面315與側壁312交會形成90度的角度。
圖5示出根據一些實施例沿著圖4中的線5-5截取的氣體混合系統100的混合區塊101的俯視圖或剖視圖。圖5示出根據一些實施例從沿直徑相反的方向進入氣體混合室102的第一氣體116與第二氣體118。在一些實施例中，進入口406耦合到冷卻通道407。在一些實施例中，排出口408耦合到冷卻通道409。在一些實施例中，冷卻通道407流體耦合到冷卻通道409，使得具有單個冷卻通道。在存在單個冷卻通道的一些實施例中，流體通過進入口406流入到冷卻通道中且流體通過排出口408流出冷卻通 道。在一些實施例中，冷卻通道407不流體耦合到冷卻通道409。在一些實施例中，流體通過進入口406流入到冷卻通道407中且通過進入口406或混合區塊中的另一開口中的至少一者流出冷卻通道407。在一些實施例中，流體通過排出口408流入到冷卻通道409且通過排出口408或混合區塊中的另一開口中的至少一者流出冷卻通道409。根據一些實施例，儘管在本文中使用術語「冷卻通道」，但冷卻通道中的一個或多個冷卻通道並不僅限於冷卻功能且還實行其他功能，例如輸送一種或多種流體以加熱混合區塊101等。
圖6示出根據一些實施例的氣體混合系統100的混合區塊101的側壁312。在一些實施例中，第一入口314、第二入口316、進入口406、排出口408及所述一個或多個緊固實例404界定在側壁312中。
圖7示出根據一些實施例的氣體混合系統100的混合區塊101的頂表面313。在一些實施例中，氣體混合室的頂部127及所述一個或多個緊固實例404界定在頂表面313中。
圖8示出根據一些實施例的包括混合區塊101的氣體混合系統100。在一些實施例中，氣體混合系統100是CVD系統。圖8中繪示的視圖是示出氣體混合系統100的一些內部方面的剖切圖或剖視圖。然而在圖8中為了觀察其中界定有第一入口314、第二入口316、進入口406、排出口408及所述一個或多個緊固實例404的側壁312，沒有將混合區塊101繪示為剖切圖。在一些實施例中，氣體混合系統100包括其中設置有晶圓支撐件804的室本體802。在一些實施例中，室本體802包含鋁或其他合適的材 料。在一些實施例中，晶圓支撐件804包含鋁或其他合適的材料。在一些實施例中，晶圓支撐件804包括溫度調節器806以對由晶圓支撐件804支撐並由氣體混合系統100處理的半導體晶圓808進行冷卻或加熱中的至少一者。在一些實施例中，溫度調節器806包含鋁或其他合適的材料，例如為加熱到400攝氏度的加熱器。在一些實施例中，氣體混合系統100包括耦合到室本體802的室蓋810。在一些實施例中，室蓋810包含鋁或其他合適的材料。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括壓力調節器812以調節由室本體802及室蓋810界定的室814內的壓力。在一些實施例中，壓力調節器812包括耦合到泵818的管線816，泵818進行以下操作中的至少一者：將氣體泵入到室814中例如以增加室814內的壓力，或者將氣體泵出室814外以例如減小室814內的壓力。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括第一射頻(radio frequency，RF)阻擋特徵820以抑制RF信號對氣體混合系統100的影響。在一些實施例中，第一RF阻擋特徵820包含陶瓷或其他合適的材料。在一些實施例中，第一RF阻擋特徵820與室蓋810接觸。在一些實施例中，氣體混合系統100包括氣體箱(gas box)822。在一些實施例中，氣體箱822包含鋁或其他合適的材料。在一些實施例中，氣體箱822與第一RF阻擋特徵820接觸。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括界定一個或多個狹縫、開口等的噴淋頭824，混合氣體124通過或經過噴淋頭824進行分散以均勻分佈到半導體晶圓808上。在一些實施例中，噴淋頭824包含鋁或其他合適的材料。在一些實施例中，噴淋頭 824與第一RF阻擋特徵820或氣體箱822中的至少一者接觸。在一些實施例中，氣體混合系統100包括第一安裝板826。在一些實施例中，第一安裝板826包含鋁或其他合適的材料。在一些實施例中，第一安裝板826與氣體箱822接觸。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括RF帶(RF strap)830以抑制RF信號對氣體混合系統100的影響。在一些實施例中，RF帶830包含導電材料，例如銅或其他合適的材料。在一些實施例中，RF帶830通過緊固件832(例如螺栓、螺釘等)耦合到氣體箱822。在一些實施例中，混合區塊101位於第一安裝板826上。在一些實施例中，混合區塊101通過一個或多個緊固件(未示出)安裝到第一安裝板826。在一些實施例中，所述一個或多個緊固件在第一安裝板826的頂表面與混合區塊101的底表面315之間進行配合。在一些實施例中，在混合區塊101與第一安裝板826之間存在第一密封件834(例如O形環)以在混合區塊101與第一安裝板826之間建立氣密的密封。在一些實施例中，第一密封件834位於第一安裝板826的頂表面與混合區塊101的底表面315之間。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括第二RF阻擋特徵836以抑制RF信號對氣體混合系統100的影響。在一些實施例中，第二RF阻擋特徵836包含陶瓷或其他合適的材料。在一些實施例中，第二RF阻擋特徵836位於混合區塊101上。在一些實施例中，第二RF阻擋特徵836通過一個或多個緊固件(未示出)安裝到混合區塊101。在一些實施例中，所述一個或多個緊固件在混合區塊101的頂表面313與第二RF阻擋特徵836的底表面之間進 行配合。在一些實施例中，在混合區塊101與第二RF阻擋特徵836之間存在第二密封件838(例如O形環)以在混合區塊101與第二RF阻擋特徵836之間建立氣密的密封。在一些實施例中，第二密封件838位於混合區塊101的頂表面313與第二RF阻擋特徵836的底表面之間。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括第二安裝板840。在一些實施例中，第二安裝板840包含鋁或其他合適的材料。在一些實施例中，第二安裝板840位於第二RF阻擋特徵836上。在一些實施例中，第二安裝板840通過一個或多個緊固件(未示出)安裝到第二RF阻擋特徵836。在一些實施例中，所述一個或多個緊固件在第二RF阻擋特徵836的頂表面與第二安裝板840的底表面之間進行配合。在一些實施例中，在第二RF阻擋特徵836與第二安裝板840之間存在第三密封件844(例如O形環)以在第二RF阻擋特徵836與第二安裝板840之間建立氣密的密封。在一些實施例中，第三密封件844位於第二RF阻擋特徵836的頂表面與第二安裝板840的底表面之間。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括遠端電漿源(RPS)支撐件850以支撐遠程電漿源(RPS)852。在一些實施例中，RPS支撐件850包含鋁或其他合適的材料。在一些實施例中，RPS支撐件850位於第二安裝板840上。在一些實施例中，RPS支撐件850通過一個或多個緊固件854安裝到第二安裝板840。在一些實施例中，所述一個或多個緊固件854在第二安裝板840的頂表面與RPS支撐件850的底表面之間進行配合。在一些實施例中，在第二安裝板840與RPS支撐件850之間存在第四密封件856 (例如O形環)以在第二安裝板840與RPS支撐件850之間建立氣密的密封。在一些實施例中，第四密封件856位於第二安裝板840的頂表面與RPS支撐件850的底表面之間。
在一些實施例中，氣體混合系統100包括RPS 852以例如通過將NF3轉化為電漿而產生RPS電漿或氣體858，以與零種或多種其他氣體一起用於混合區塊101的氣體混合室102中，例如以實現以下中的至少一者：有利於清潔混合氣體124；或者有利於產生混合氣體124。在一些實施例中，RPS 852位於RPS支撐件850上。在一些實施例中，RPS 852通過一個或多個緊固件(未示出)安裝到RPS支撐件850。在一些實施例中，所述一個或多個緊固件在RPS支撐件850的頂表面與RPS 852的底表面之間進行配合。在一些實施例中，在RPS支撐件850與RPS 852之間存在第五密封件860(例如O形環)以在RPS支撐件850與RPS 852之間建立氣密的密封。在一些實施例中，第五密封件860位於RPS支撐件850的頂表面與RPS 852的底表面之間。
圖9示出根據一些實施例的包括混合區塊101的氣體混合系統100。圖9中所示的氣體混合系統100對應於圖8中所示的氣體混合系統100，但相對於圖8旋轉了90度以使得在圖9中可看到混合區塊101的端部902而非側壁312。根據一些實施例，第一氣體歧管904耦合到第一氣體通道的第一入口314。根據一些實施例，第一氣體116的第一來源906耦合到第一氣體歧管904，使得第一氣體116被饋送到第一氣體通道中。在一些實施例中，第一氣體歧管904中的至少一些第一氣體歧管904包括第一殼體910。在一些實施例中，第一殼體910包含特氟隆(Teflon)或其 他合適的材料。根據一些實施例，第二氣體歧管912耦合到第二氣體通道的第二入口316。根據一些實施例，第二氣體118的第二來源914耦合到第二氣體歧管912，使得第二氣體118被饋送到第二氣體通道中。在一些實施例中，第二氣體歧管912中的至少一些第二氣體歧管912包括第二殼體920。在一些實施例中，第二殼體920包含特氟隆或其他合適的材料。應理解，儘管在圖9中將第二氣體歧管912示出為位於第一氣體歧管904上方，但在一些實施例中，由於如至少在圖4、圖6及圖8中所示第一入口314與第二入口316在混合區塊101的側壁312中並排或彼此相鄰，第二氣體歧管912中的至少一些第二氣體歧管912將在圖9所示取向中被第一氣體歧管904遮蔽。應理解，儘管在圖9中將第二氣體歧管912示出為位於第一氣體歧管904上方，但在一些實施例中，由於如在至少圖4、圖6及圖8中所示第一入口314與第二入口316在混合區塊101的側壁312中並排或彼此相鄰，第一氣體歧管904中的至少一些第一氣體歧管904將在圖9所示取向中被第二氣體歧管912遮蔽。
根據一些實施例，例如由於第一氣體通道104的構造，將第一氣體116以第一速度且沿第一方向引入到氣體混合室102中，且例如由於第二氣體通道106的構造，將第二氣體118以第二速度且沿第二方向引入到氣體混合室102中。根據一些實施例，例如由於第一氣體通道104或第二氣體通道106中的至少一者的構造，第一速度與第二速度不同且第一方向相對於氣體混合室102而言沿直徑與第二方向相反。
根據一些實施例，一種用於半導體製作的氣體混合系統 包括混合區塊。所述混合區塊界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對，且所述第二氣體通道在所述第二氣體通道的入口與所述第二出口位置之間具有90度或小於90度的彎曲部分。
在一些實施例中，所述氣體混合系統包括位於所述混合區塊與半導體晶圓支撐件之間的噴淋頭，以將在所述氣體混合室中混合的氣體分散於被支撐在所述半導體晶圓支撐件上的半導體晶圓之上。在一些實施例中，所述第二氣體通道具有第一部分及第二部分，所述第一部分具有第一寬度，所述第二部分具有與所述第一寬度不同的第二寬度。在一些實施例中，所述第一氣體通道具有第三寬度。在一些實施例中，所述第三寬度不同於所述第一寬度或所述第二寬度中的至少一者。在一些實施例中，以下中的至少一者成立：所述第一氣體通道是漸縮的或者所述第二氣體通道是漸縮的。在一些實施例中，以下中的至少一者成立：所述第一氣體通道具有在所述第一氣體通道的入口與所述第一出口位置之間變化的橫截面輪廓，或者所述第二氣體通道具有在所述第二氣體通道的所述入口與所述第二出口位置之間變化的橫截面輪廓。在一些實施例中，所述第一氣體通道的入口界定在所述混合區塊的側壁中且所述第二氣體通道的所述入口界定在所述混合區塊的所述側壁中。在一些實施例中，所述氣體混合室的入口界定在所述混合區塊的頂表面中，所述混合區塊的頂表面相鄰於所述混合區塊的所述側壁。在一些實施例中，與所述氣體混合室的縱 向室軸線平行且與所述第一氣體通道的所述入口相交的線不與所述第二氣體通道的所述入口相交。在一些實施例中，所述氣體混合系統，包括：第一氣體歧管，耦合到所述第一氣體通道的所述入口，以將第一氣體供應到所述第一氣體通道以用於在所述氣體混合室中與第二氣體進行混合，以及第二氣體歧管，耦合到所述第二氣體通道的所述入口，以將所述第二氣體供應到所述第二氣體通道以用於在所述氣體混合室中與所述第一氣體進行混合。在一些實施例中，所述第一氣體是N2O且所述第二氣體是SiH4。在一些實施例中，所述混合區塊界定冷卻通道，且以下中的至少一者成立：所述冷卻通道的進入口界定在所述側壁中或者所述冷卻通道的排出口界定在所述側壁中。
根據一些實施例，一種用於半導體製作的氣體混合系統包括混合區塊，所述混合區塊界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第一氣體通道的入口界定在所述混合區塊的側壁中；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第二氣體通道的入口界定在所述混合區塊的所述側壁中且所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對。
在一些實施例中，所述第二氣體通道在所述第二氣體通道的所述入口與所述第二出口位置之間具有90度或小於90度的彎曲部分。在一些實施例中，所述第二氣體通道具有第一部分及第二部分，所述第一部分具有第一寬度，所述第二部分具有與所述第一寬度不同的第二寬度。在一些實施例中，所述第一氣體通 道具有與所述第一寬度或所述第二寬度中的至少一者不同的第三寬度。
根據一些實施例，一種在半導體製作中混合氣體的方法包括：將第一氣體以第一速度且沿第一方向引入到氣體混合室中；以及將第二氣體以第二速度且沿第二方向引入到所述氣體混合室中，其中所述第一速度不同於所述第二速度且所述第一方向相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二方向相反。
在一些實施例中，引入所述第二氣體包括：使所述第二氣體在流體耦合到所述氣體混合室的第二氣體通道中穿越90度或小於90度的彎曲部分。在一些實施例中，引入所述第一氣體包括：將所述第一氣體的來源耦合到界定所述氣體混合室的混合區塊的側壁中的第一入口；且引入所述第二氣體包括：將所述第二氣體的來源耦合到所述混合區塊的所述側壁中的第二入口。
以上概述了若干實施例的特徵，以使所屬領域中的普通技術人員可更好地理解本公開內容的各個方面。所屬領域中的普通技術人員應知，其可容易地使用本公開內容作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的各種實施例相同的目的和/或實現與本文中所介紹的各種實施例相同的優點。所屬領域中的普通技術人員還應認識到，這些等效構造並不背離本公開內容的精神及範圍，而且他們可在不背離本公開內容的精神及範圍的條件下對其作出各種改變、代替及變更。
儘管已採用專用於結構特徵或方法動作的語言闡述了本發明主題，然而應理解，隨附申請專利範圍的主題未必僅限於上述具體特徵或動作。而是，上述具體特徵及動作是作為實施申請 專利範圍中的至少一些申請專利範圍的示例性形式而公開的。
本文中提供實施例的各種操作。闡述一些或所有所述操作時的次序不應被視為暗示這些操作必須依照次序進行。應理解，替代次序也將具有本說明的有益效果。此外，應理解，並非所有操作均必須存在於本文中提供的每一實施例中。另外，應理解，在一些實施例中，並非所有操作均是必要的。
應理解，在一些實施例中，例如出於簡潔及易於理解的目的，本文中繪示的層、特徵、元件等是以相對於彼此的特定尺寸(例如，結構尺寸或取向)進行例示，且所述層、特徵、元件等的實際尺寸實質上不同於本文中所例示的尺寸。另外，舉例來說，存在例如以下中的至少一者等各種技術來形成本文中所提及的層、區、特徵、元件等：蝕刻技術、平坦化技術、植入技術、摻雜技術、旋塗技術、濺射技術、生長技術或沉積技術(例如，化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD))。
此外，本文中使用「示例性」來指充當例子、實例、示例等，而未必指為有利的。本申請中使用的「或」旨在指包含性的「或」而不是排他性的「或」。另外，本申請及隨附發明申請專利範圍中使用的「一(a及an)」一般來說被視為指「一個或多個」，除非另外指明或從上下文中清楚地表明指單數形式。另外，「A及B中的至少一者」等表述一般來說指A或B、或A與B兩者。此外，就使用「包括(includes)」、「具有(having、has)」、「帶有(with)」或其變型而言，這些用語旨在以與用語「包括(comprising)」相似的方式為包含性的。另外，除非另外指明，否則「第一」、「第二」等並不旨在暗示時間方面、空間方面、次序等。確切來說， 這些用語僅用作特徵、元件、專案等的識別符、名稱等。舉例來說，第一元件及第二元件一般來說對應於元件A及元件B、或兩個不同元件、或兩個相同元件或同一元件。
另外，儘管已示出並針對一種或多種實施方式闡述了本公開，然而所屬領域中的一般技術人員在閱讀及理解本說明書及附圖後將會想到等效更改及修改形式。本公開包括所有此類修改及更改形式，且僅受以下發明申請專利範圍的範圍限制。特別對於由上述元件執行的各種功能而言，用於闡述此類元件的用語旨在對應於執行所述元件的指定功能的任意元件(除非另外表明)，即使所述元件在結構上不與所公開的結構等效。另外，儘管可能僅針對若干實施方式中的一種實施方式公開了本公開的特定特徵，然而在針對任意給定或特定應用而言可能為期望的及有利的時，此特徵可與其他實施方式的一種或多種其他特徵進行組合。
100:氣體混合系統
101:混合區塊
102:氣體混合室
104:第一氣體通道
106:第二氣體通道
108:第一出口位置
110:第二出口位置
112、114、308、342、344:寬度
116:第一氣體
118:第二氣體
127:頂部
302:第一部分
304:第二部分
306:彎曲部分
310、311:角度
312:側壁
313:頂表面
314:第一入口
315:底表面
316:第二入口

Claims (9)

  1. 一種用於半導體製作的氣體混合系統，包括：混合區塊，界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對，所述第二氣體通道在所述第二氣體通道的入口與所述第二出口位置之間具有90度或小於90度的彎曲部分，且所述第二氣體通道的所述彎曲部分位在所述氣體混合室外部，其中所述第一氣體通道的入口界定在所述混合區塊的側壁中且所述第二氣體通道的所述入口界定在所述混合區塊的所述側壁中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的氣體混合系統，其中以下中的至少一者成立：所述第一氣體通道是漸縮的或者所述第二氣體通道是漸縮的。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的氣體混合系統，其中以下中的至少一者成立：所述第一氣體通道具有在所述第一氣體通道的入口與所述第一出口位置之間變化的橫截面輪廓，或者所述第二氣體通道具有在所述第二氣體通道的所述入口與所述第二出口位置之間變化的橫截面輪廓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的氣體混合系統，其中與所述氣體混合室的縱向室軸線平行且與所述第一氣體通道的所述入口相交的線不與所述第二氣體通道的所述入口相交。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的氣體混合系統，其中所述混合區塊界定冷卻通道，且以下中的至少一者成立：所述冷卻通道的進入口界定在所述側壁中或者所述冷卻通道的排出口界定在所述側壁中。
  6. 一種用於半導體製作的氣體混合系統，包括：混合區塊，界定：氣體混合室；第一氣體通道，在第一出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第一氣體通道的入口界定在所述混合區塊的側壁中；以及第二氣體通道，在第二出口位置處流體耦合到所述氣體混合室，其中所述第二氣體通道的入口界定在所述混合區塊的所述側壁中且所述第一出口位置相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二出口位置相對，其中所述第一氣體通道的寬度與所述第二氣體通道的寬度不同。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的氣體混合系統，其中所述第二氣體通道具有第一部分及第二部分，所述第一部分具有第一寬度，所述第二部分具有與所述第一寬度不同的第二寬度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的氣體混合系統，其中所述 第一氣體通道具有與所述第一寬度或所述第二寬度中的至少一者不同的第三寬度。
  9. 一種在半導體製作中混合氣體的方法，包括：藉由第一氣體通道將第一氣體以第一速度且沿第一方向引入到氣體混合室中；以及藉由第二氣體通道將第二氣體以第二速度且沿第二方向引入到所述氣體混合室中，其中所述第一速度不同於所述第二速度且所述第一方向相對於所述氣體混合室而言沿直徑與所述第二方向相反，其中引入所述第二氣體包括：使所述第二氣體在流體耦合到所述氣體混合室的第二氣體通道中穿越90度或小於90度的彎曲部分，且所述第二氣體通道的所述彎曲部分位在所述氣體混合室外部，且其中所述第一氣體通道的寬度與所述第二氣體通道的寬度不同。
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