專利名稱:混合塊件和cvd系統(tǒng)的制作方法
混合塊件和CVD系統(tǒng)[0001]實(shí)用新型背景[0002]1.實(shí)用新型領(lǐng)域[0003]本實(shí)用新型關(guān)于用于CVD工藝的混合塊件。[0004]2.現(xiàn)有技術(shù)的描述[0005]在集成電路、液晶顯示器、平板與其他電子設(shè)備的制造中，多重材料層沉積在基板上，并且從該基板蝕刻出這些多重材料層。用于制造此設(shè)備的處理系統(tǒng)一般包括數(shù)個(gè)連接到中央傳送腔室的真空處理腔室，以使基板保持在真空環(huán)境中。諸如物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)CVD (PECVD)、蝕刻、與退火等數(shù)個(gè)順序處理步驟可分別地在這些處理腔室中執(zhí)行。[0006]在一些PECVD系統(tǒng)中，TEOS (四乙氧單娃燒)前驅(qū)物用于沉積含娃材料。一些系統(tǒng)中，TEOS前驅(qū)物與清潔劑行進(jìn)通過公共供應(yīng)導(dǎo)管。由于清潔氣體的反應(yīng)活性造成的導(dǎo)管內(nèi)溫度上升可能會(huì)將導(dǎo)管加熱到遞送TEOS前驅(qū)物所期望的范圍之上。因此，在清潔之后而在公共導(dǎo)管冷卻到期望范圍內(nèi)的穩(wěn)態(tài)溫度之前，可能發(fā)生工藝偏移。再者，配置在導(dǎo)管內(nèi)的靜態(tài)型混合構(gòu)件冷卻緩慢(這是由于該構(gòu)件與導(dǎo)管壁接觸不良所致)，因而進(jìn)一步增加需要將導(dǎo)管冷卻到TEOS沉積期望的穩(wěn)態(tài)溫度的時(shí)間。[0007]因此，需要一種設(shè)備與方法，以維持混合塊件的溫度。[0008]實(shí)用新型概要[0009]本實(shí)用新型的一個(gè)態(tài)樣中，提供用于混合多種前驅(qū)物及/或清潔劑的混合塊件。[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的混合塊件是由單一塊體的材料形成，并且該混合塊件包含一體成形混合結(jié)構(gòu)、兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口、公共出口通口與至少一個(gè)通路。該一體成形混合結(jié)構(gòu)具有第一腔室與第二腔室。該第一腔室與該第二腔室被該混合結(jié)構(gòu)隔開，其中該混合結(jié)構(gòu)是該混合塊件的單一部件。所述兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口耦接該第一腔室以用于分別遞送至少一種預(yù)定的流體。該共同出口通口耦接該第二腔室。此外，所述通路形成于該混合塊件中以用于使一冷卻流體得以流過該混合塊件。在一些實(shí)施例中，該第一腔室與該第二腔室可為形成在該混合塊件中的同心鉆孔，并且該第一腔室與該第二腔室被該混合結(jié)構(gòu)隔開，其中該混合結(jié)構(gòu)可以是一材料的腹板(w e b ),該材料的腹板具有偏位(ο f f s e t)開口，該偏位開口在流體從該第一腔室移動(dòng)到該第二腔室時(shí)生成紊流。所述兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口可為TEOS遞送通口及氧遞送通口，該TEOS遞送通口用于遞送TEOS，而該氧遞送通口用于遞送氧及/或NF3 (三氟化氮)或其他清潔劑，其中該TEOS遞送通口與氧遞送通口被偏位以促進(jìn)該第一腔室內(nèi)的紊流式混合。[0011]本實(shí)用新型的另一實(shí)施例大體上提供一種CVD系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含先前所述的混合塊件、風(fēng)扇、與加熱器。該風(fēng)扇經(jīng)定位以在該混合塊件的外部上吹送空氣。該加熱器纏繞于該混合塊件周圍，以加熱該混合塊件。[0012]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供由單獨(dú)塊體的材料形成的混合塊件。該混合塊件包含一體成形混合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有第一腔室與第二腔室。該第一腔室與該第二腔室被混合構(gòu)件隔開，其中該混合構(gòu)件是該混合塊件的單一部件。此外，至少一個(gè)通路形成于該混合塊件中以用于使冷卻流體得以流過該混合塊件。據(jù)此，本實(shí)用新型的混合塊件適合用于通過依所需地加熱或冷卻混合塊件，而在前驅(qū)物遞送與清潔期間將該混合塊件的溫度維持在預(yù)定范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀隨后的優(yōu)選實(shí)施例(說明于隨后的圖示和圖畫中)的詳細(xì)說明后，毫無疑問能明了本實(shí)用新型的宗旨。
附圖簡要說明
藉由參考附圖中所說明的本實(shí)用新型實(shí)施例，可獲得于
實(shí)用新型內(nèi)容
中簡要總結(jié)的本實(shí)用新型的更詳細(xì)的說明，而能詳細(xì)得到和了解本實(shí)用新型的上述特征。
圖1是本文所述的混合塊件的一個(gè)實(shí)施例的概略視圖。
圖2是圖1沿線段A-A所取的剖面視圖。
圖3是圖1沿線段B-B所取的剖面視圖。
圖4是本文所述的CVD系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能方塊圖。
為了助于了解，如可能則使用相同元件符號(hào)指定公用于各圖的相同元件。應(yīng)了解一個(gè)實(shí)施例的元件與特征可有利地結(jié)合其他實(shí)施例而無須進(jìn)一步闡述。
然而應(yīng)注意附圖僅說明此實(shí)用新型的示范性實(shí)施例，而不應(yīng)將這些附圖視為限制本實(shí)用新型的范疇，因?yàn)楸緦?shí)用新型可容許其他等效實(shí)施例。
詳細(xì)說明
本實(shí)用新型的實(shí)施例大體上提供一種用于混合多種前驅(qū)物及/或清潔劑的混合塊件，該混合塊件的優(yōu)點(diǎn)是維持溫度并且改善前驅(qū)物、清潔劑、或該二者的混合物的混合效應(yīng)，以消除基板之間的差異，因而提供改善的工藝均勻性。
參考CVD系統(tǒng)(例如PECVD系統(tǒng))而在下文中說明性地描述本實(shí)用新型，該P(yáng)ECVD系統(tǒng)可購自AKT，AKT是位在美國加州Santa Clara的應(yīng)用材料公司的子公司。然而，應(yīng)了解本實(shí)用新型在其他系統(tǒng)配置中具有可用性，這些系統(tǒng)諸如物理氣相沉積系統(tǒng)、離子注入系統(tǒng)、蝕刻系統(tǒng)、化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、以及任何其他需要能夠有利維持前驅(qū)物溫度的混合塊件的系統(tǒng)。
為了清楚與便于描述起見，在下文中參考圖1至圖4描述本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)作序列。
圖1是本文所述的混合塊件的一個(gè)實(shí)施例的概略視圖。本實(shí)用新型的混合塊件I包含一體成形混合結(jié)構(gòu)16、兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口 12、公共出口通口 14與至少一個(gè)通路168?；旌蠅K件I的一體成形混合結(jié)構(gòu)16用于混合從前驅(qū)物遞送通口 12輸入的前驅(qū)物及/或清潔劑以形成混合物，該混合物于出口通口 14離開混合塊件I。大體而言，混合塊件I具有主體10，該主體可由單一塊件的材料制造，該材料為例如鋁或鋼之類的金屬，這是由于此類金屬低制造成本與高熱導(dǎo)率之故。可替代性地使用諸如聚合物或陶瓷之類的其他材料。
圖2是圖1沿線段A-A所取的剖面視圖。圖3是圖1沿線段B-B所取的剖面視圖。參考圖2與圖3 二者，一體成形混合結(jié)構(gòu)16用于混合自前驅(qū)物遞送通口 12輸入的前驅(qū)物或清潔劑。該一體成形混合結(jié)構(gòu)16具有第一腔室162與第二腔室164。第一腔室162與第二腔室164被混合構(gòu)件166隔開,該混合構(gòu)件166與主體10 —體成形(例如，該混合構(gòu)件為該主體的一部份)。
第一腔室162被界定成從前驅(qū)物遞送通口 12橫越到混合構(gòu)件166的容積。第二腔室164被界定成從共通出口通口 14橫越到混合構(gòu)件166的容積。公共出口通口 14容許混合的前驅(qū)物離開第二腔室164。
在所說明的實(shí)施例中，第一腔室162與第二腔室164可由混合塊件I的主體10中的同心鉆孔169形成，并且該第一腔室162與第二腔室164可被混合塊件I的混合構(gòu)件166隔開，但不以此為限。該混合構(gòu)件166是由同心鉆孔169的周邊形成并且由同心鉆孔169的周邊延伸的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如為一種材料的腹板?；旌蠘?gòu)件166具有開口 1662，以在前驅(qū)物及/或清潔劑的混合物從第一腔室162移動(dòng)到第二腔室164的同時(shí)生成紊流，而改善了前驅(qū)物及/或清潔劑的混合效應(yīng)。
混合構(gòu)件166是混合塊件I的主體10的單一部件，且因而混合構(gòu)件166易于隨混合塊件I加熱與冷卻，以貢獻(xiàn)良好的溫度控制。一個(gè)實(shí)施例中，混合構(gòu)件166的開口 1662可從第一腔室162的中心線偏位，以促進(jìn)紊流。當(dāng)前驅(qū)物或清潔劑的混合物從第一腔室162流到第二腔室164，可實(shí)現(xiàn)前驅(qū)物及/或清潔劑的良好混合。
開口 1662貫穿混合構(gòu)件166的兩表面，以使前驅(qū)物或清潔劑從第一腔室162流到第二腔室164，這些前驅(qū)物或清潔劑是諸如TE0S、氧、NF3、或由這些前驅(qū)物或清潔劑的流體形成的混合物。
前驅(qū)物遞送通口 12耦接第一腔室162，以分別輸入至少一種預(yù)定的流體進(jìn)入第一腔室162。例如，兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口 12可為TEOS遞送通口 12以及氧遞送通口 12，該TEOS遞送通口用于遞送TEOS而該氧遞送通口用于遞送氧及/或NF3或其他清潔氣體。這些前驅(qū)物遞送通口 12可偏位以促進(jìn)第一腔室162內(nèi)的紊流?！捌?offset)”一詞用于描述前驅(qū)物遞送通口的走向是經(jīng)過排列以使得進(jìn)入第一腔室162的流體流(即前驅(qū)物或清潔劑)碰撞并且促進(jìn)混合。
如在圖2與圖3中所示，混合塊件I包含至少一個(gè)形成在混合塊件中的通路168，以用于使冷卻流體流過混合塊件的主體10。該等通路168具有用于輸入冷卻流體的入口，該入口配置在混合塊件I內(nèi)。冷卻流體隨后沿通路168流動(dòng)，以吸收來自混合塊件I的主體10的熱量。在所說明的實(shí)施例中，通路168通過垂直地互連多個(gè)插塞通路鉆孔(形成于混合塊件I中)而形成，以容許冷卻流體流動(dòng)。
圖4是本文所述的CVD系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的功能方塊圖。參考圖4，本實(shí)用新型的實(shí)施例公開了 CVD系統(tǒng)9，該CVD系統(tǒng)包含混合塊件1、風(fēng)扇4、以及一或多個(gè)加熱器18。加熱器18可為帶式或匣式加熱器或其他適合的加熱器。
如先前所述，混合塊件I包含一體成形混合結(jié)構(gòu)16、兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口 12、公共出口通口 14與至少一個(gè)通路168。
前驅(qū)物遞送通口 12可為用于遞送TEOS的TEOS遞送通口 12以及用于遞送氧及/或NF3或其他清潔氣體進(jìn)入混合塊件I的氧遞送通口 12。該氧遞送通口 12耦接遠(yuǎn)端等離子體源2與氣體板，該氣體板選擇性提供清潔劑或氧氣至混合塊件1，通過該氣體平板，可遞送氧(或其他含氧工藝氣體)及/或遞送NF3 (或其他清潔劑)。清潔期間，在NF3或其他清潔劑進(jìn)入混合塊件I之前，遠(yuǎn)端等離子體源2被賦能而解離NF3或其他清潔劑。TEOS遞送通口 12耦接TEOS源3以供遞送TEOS至混合塊件I。
混合塊件I的一體成形混合結(jié)構(gòu)16用于混合自前驅(qū)物遞送通口 12所提供的前驅(qū)物以形成混合物。該混合物隨后經(jīng)由公共出口通口 14供應(yīng)到處理腔室6。此外，RF饋通件(feedthrough)5將混合塊件I稱接處理腔室6,其中該混合物通過RF熱噴頭遞送進(jìn)入處理腔室6。處理腔室6是用于處理配置在該腔室中的基板的腔室，該腔室使用例如沉積硅層的CVD工藝處理該基板。[0038]此外，同時(shí)這些前驅(qū)物在混合塊件I的一體成形混合結(jié)構(gòu)16內(nèi)混合。這些前驅(qū)物的混合物大體上維持在約85到160° C之間，諸如約100至130° C之間。此舉是通過使用加熱器18在遞送前驅(qū)物期間加熱混合塊件I而達(dá)成。此外，通過將加熱器18配置在混合塊件I的表面上或配置在與前驅(qū)物遞送通口或公共出口通口 14連接的管路上，前驅(qū)物可在進(jìn)入混合塊件I之前或從混合塊件I輸出之后被加熱。在遞送前驅(qū)物通過混合塊件I期間，主體10并未冷卻(即，無冷卻劑通過通路168)。或者，可通過使熱流體流過通路168而加熱主體10。[0039]清潔期間，如需要?jiǎng)t關(guān)閉加熱器18，同時(shí)通過將冷卻劑流過通路168移除由清潔劑生成的熱量而冷卻主體10。為了進(jìn)一步助于冷卻主體10，可利用風(fēng)扇4以于混合塊件I的外部上吹送空氣。清潔期間冷卻及/或加熱的量經(jīng)選擇以將主體10維持在前驅(qū)物遞送期間所利用的溫度范圍內(nèi)。因此，當(dāng)完成清潔時(shí)，前驅(qū)物離開混合塊件的溫度實(shí)質(zhì)上等于清潔前遞送的前驅(qū)物的溫度，因而減少了基板間的工藝變數(shù)。[0040]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供由單一塊體材料形成的混合塊件I?；旌蠅K件I包含一體成形混合結(jié)構(gòu)16，該一體成形混合結(jié)構(gòu)具有第一腔室162與第二腔室164。該第一腔室162與該第二腔室164被混合構(gòu)件166隔開，其中該混合構(gòu)件是混合塊件的單一部件。此外，至少一個(gè)通路168形成在混合塊件中，以使冷卻流體得以流過該混合塊件I。據(jù)此，本實(shí)用新型的混合塊件I能夠在需要分別加熱與冷卻的前驅(qū)物遞送期間與清潔期間維持混合塊件I的恒定的溫度。另外，本實(shí)用新型的混合塊件I還能夠改善輸入的前驅(qū)物的混合效應(yīng)。[0041]以上述的范例與解釋描述了本實(shí)用新型實(shí)施例的特征與精神。本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于觀察到:可在維持本實(shí)用新型的教示的同時(shí)制做裝置的許多修飾形式與替代形式。據(jù)此，應(yīng)將前述所揭露的內(nèi)容詮釋成僅受限于所附權(quán)利要求
的范疇與界限。
權(quán)利要求
1.一種混合塊件，其特征在于，所述混合塊件包含: 主體，所述主體由單獨(dú)塊體的材料形成； 一體成形混合結(jié)構(gòu)，所述一體成形混合結(jié)構(gòu)具有第一腔室與第二腔室，所述第一腔室與所述第二腔室被混合構(gòu)件隔開，其中所述混合構(gòu)件是所述主體的單一部件； 兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口，所述前驅(qū)物遞送通口形成于所述主體中并且耦接所述第一腔室； 公共出口通口，所述公共出口通口形成于所述主體中并且耦接所述第二腔室；以及 至少一個(gè)通路，所述通路形成于所述主體中以使溫度控制流體得以流過所述主體。
2.如權(quán)利要求
1所述的混合塊件，其特征在于，所述第一腔室與所述第二腔室是由所述混合構(gòu)件隔開的同心鉆孔。
3.如權(quán)利要求
1所述的混合塊件，其特征在于，所述混合構(gòu)件是材料的腹板。
4.如權(quán)利要求
3所述的混合塊件，其特征在于，所述材料的腹板具有偏位開口。
5.如權(quán)利要求
1所述的混合塊件,所述混合塊件進(jìn)一步包含: 一或多個(gè)加熱器，所述加熱器耦接所述主體。
6.如權(quán)利要求
1所述的混合塊件，其特征在于，所述遞送通口經(jīng)偏位以促進(jìn)在所述第一腔室內(nèi)的紊流式混合。
7.一種CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述CVD系統(tǒng)包含: 處理腔室； 混合塊件，所述混合塊件耦接所述處理腔室，所述混合塊件包含: 主體； 混合結(jié)構(gòu)，所述混合結(jié)構(gòu)與所述主體一體成形，所述混合結(jié)構(gòu)具有第一腔室與第二腔室，所述第一腔室與所述第二腔室被混合構(gòu)件隔開，其中所述混合構(gòu)件是所述主體的單一部件； 兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口，所述前驅(qū)物遞送通口形成為穿過所述主體并且耦接所述第一腔室，以用于分別遞送至少一種預(yù)定流體； 公共出口通口，所述公共出口通口形成為穿過所述主體并且耦接所述第二腔室；以及 至少一個(gè)通路，所述通路形成于所述主體中，以使冷卻流體得以流過所述混合塊件；以及 風(fēng)扇，所述風(fēng)扇可經(jīng)定位以冷卻所述混合塊件。
8.如權(quán)利要求
7所述的CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述第一腔室與所述第二腔室是由所述混合塊件中的同心鉆孔所形成，并且所述第一腔室與所述第二腔室被所述混合構(gòu)件隔開。
9.如權(quán)利要求
8所述的CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述混合構(gòu)件是材料的腹板。
10.如權(quán)利要求
9所述的CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述材料的腹板具有偏位開口。
11.如權(quán)利要求
7所述的CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)前驅(qū)物遞送通口耦接TEOS源與氧源。
12.如權(quán)利要求
7所述的CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述遞送通口經(jīng)偏位以促進(jìn)所述第一腔室內(nèi)的紊流式混合。
13.如權(quán)利要求
7所述的CVD系統(tǒng)，其特征在于，所述混合塊件進(jìn)一步包含一或多個(gè)加熱器。
專利摘要
本實(shí)用新型的實(shí)施例大體上提供一混合塊件，該混合塊件用于混合多種前驅(qū)物及/或清潔劑，該混合塊件的優(yōu)點(diǎn)是維持溫度以及改善前驅(qū)物、清潔劑或前述二者的混合物的混合效應(yīng)，而消除基板間的差異，因而提供改善的工藝均勻性。此外，本實(shí)用新型還提供了一種CVD系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C23C16/448GKCN202996788 U發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201190000531
公開日2013年6月12日 申請日期2011年6月24日
發(fā)明者D·李, W·王, W·N·斯特林, S·H·金, 崔壽永, 樸范洙, B·S·金, 王群華 申請人:應(yīng)用材料公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan