一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器，在本體內(nèi)設(shè)有由二組分別平行設(shè)置的若干氣體分配管之間按水平交錯(cuò)方向相互連通形成的氣體分配網(wǎng)絡(luò)，各氣體分配管之間從網(wǎng)絡(luò)中心向外側(cè)方向橫截面積依次對稱縮小，并在各氣體分配管的下方管壁均勻設(shè)有向本體下表面通出的出氣管，使從網(wǎng)絡(luò)中心位置的進(jìn)氣管通入的反應(yīng)氣體或蒸汽可由出氣管垂直均勻地吹向所覆蓋的硅片表面，并可使吹掃氣體容易將位于網(wǎng)絡(luò)邊緣位置的氣體分配管內(nèi)的殘留氣體吹掃干凈，不但可以提高通入氣體的均勻性，提高反應(yīng)及吹掃效率，節(jié)約氣體消耗及縮小設(shè)備體積，還可以避免因吹掃不干凈在ALD反應(yīng)中誤發(fā)生CVD反應(yīng)。
【專利說明】一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體原子層沉積【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種應(yīng)用于半導(dǎo)體原子 層沉積技術(shù)的可均勻分配反應(yīng)氣體并可防止在原子層沉積時(shí)誤發(fā)生化學(xué)氣相沉積反應(yīng)的 氣體分配器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，薄膜沉積反應(yīng)系統(tǒng)和方法廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)備中，如：半導(dǎo)體、集成 電路、太陽能電池板、平面顯示器、微電子、發(fā)光二極管等。利用化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapour Deposition，CVD)技術(shù)在基底表面形成10 μ m或小于10 μ m的薄膜是進(jìn)行薄膜沉積 的一種普遍方法。多數(shù)的CVD技術(shù)一般需要提供多種氣體或蒸汽沉積生成薄膜，以便獲得 期望的性能和化學(xué)成分，并且，反應(yīng)氣體一般是在反應(yīng)腔室中先進(jìn)行混合并在一定條件下 來發(fā)生所需的反應(yīng)的。
[0003] 而在另外一些薄膜沉積工藝?yán)缋迷訉映练e（Atomic Layer Deposition, ALD)技術(shù)進(jìn)行的薄膜沉積方法中，要求多種反應(yīng)氣體或蒸汽以擇一方式相繼地、連續(xù)地進(jìn) 入反應(yīng)腔室，并且在進(jìn)入腔室之前不能發(fā)生相互反應(yīng)。由于ALD技術(shù)具有可生成具有一定 特性的、極其薄的薄膜的優(yōu)點(diǎn)，因此，在某些應(yīng)用場所具有CVD技術(shù)不可比擬的應(yīng)用價(jià)值， 得以替代CVD技術(shù)。ALD技術(shù)的原理是，將第一種反應(yīng)氣體或蒸汽經(jīng)過一氣體分配器進(jìn)入 反應(yīng)腔室，通過化學(xué)吸附或物理吸附在其可接觸的所有表面（包括基底表面）形成單層原 子層；在將反應(yīng)腔室內(nèi)未被吸附的殘留氣體吹掃干凈后，再向反應(yīng)腔室內(nèi)通入第二種反應(yīng) 氣體或蒸汽，與第一種反應(yīng)氣體吸附在表面形成的單層原子層發(fā)生反應(yīng)，生成期望的薄膜， 然后再次將反應(yīng)腔室內(nèi)未被吸附的殘留氣體吹掃干凈。重復(fù)上述過程，直至得到期望的薄 膜厚度。由于ALD技術(shù)的特性，第一種反應(yīng)氣體和第二種反應(yīng)氣體必須獨(dú)立地、分別地通過 氣體分配器通入到反應(yīng)腔室中。在ALD反應(yīng)中，如果第一種反應(yīng)氣體和第二種反應(yīng)氣體在 氣體輸送的過程中相遇，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)。這種不期望的反應(yīng)其實(shí)就是一種CVD反應(yīng)。雖然 在某些場合的CVD反應(yīng)中，將反應(yīng)氣體或蒸汽在進(jìn)入反應(yīng)腔室之前進(jìn)行混合具有一定的優(yōu) 點(diǎn)，但是，在ALD反應(yīng)中，如果一些反應(yīng)氣體或蒸汽由于某種原因而在氣體輸送的過程中發(fā) 生相遇，例如在反應(yīng)腔室、氣體輸送管路或者氣體分配器的內(nèi)表面發(fā)生我們所不希望的CVD 反應(yīng)，以至于反應(yīng)氣體或蒸汽在進(jìn)入反應(yīng)腔室之前有所損耗，或之前的反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)腔 室和基底表面，就會(huì)影響薄膜沉積的質(zhì)量和效果。
[0004] 由于ALD技術(shù)的周期性和次序性特性，在一種反應(yīng)氣體被送入反應(yīng)腔室之前，將 反應(yīng)腔室內(nèi)殘留的另一種反應(yīng)氣體吹掃干凈就成為一項(xiàng)重要工作。在薄膜沉積技術(shù)中，一 般是通過排氣和吹掃的方式來清理腔室內(nèi)的殘余氣體。由于吹掃方法速度快、效率高，經(jīng)常 為首選方法。吹掃方法主要為通過氣體分配器向腔室內(nèi)通入低活性或惰性氣體（如：氦氣、 氮?dú)?、氬氣等）。并且，如果在通入下一種反應(yīng)氣體之前，能夠減少吹掃殘余氣體的時(shí)間，就 能明顯提高薄膜沉積周期的生產(chǎn)率，具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0005] 影響獲得所期望的薄膜特性所需要的吹掃氣體量的決定因素有很多，其中一些因 素例如反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，難以實(shí)際控制；還有一些因素例如惰性氣體流速和 需要吹掃的空間體積，可通過恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)置進(jìn)行控制。不過，雖然對惰性 氣體流速可以很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但是，在沉積工藝已預(yù)成型的前提下，惰性氣體流速可 調(diào)節(jié)范圍實(shí)際是很小的。并且，為防止惰性氣體流速過大而產(chǎn)生湍流氣體環(huán)境，從而產(chǎn)生微 粒進(jìn)入氣體分配器和反應(yīng)腔室，惰性氣體的流速可調(diào)范圍實(shí)際上也不宜過大。需要吹掃的 空間范圍主要由氣體分配器內(nèi)部空間體積、輸送反應(yīng)氣體到反應(yīng)腔室的管路體積和反應(yīng)腔 室本身內(nèi)部空間體積所組成。一般來說，需要吹掃的空間體積越小，吹掃周期也越短。另外， 許多CVD技術(shù)和ALD技術(shù)對反應(yīng)腔室內(nèi)和基底表面反應(yīng)氣體的進(jìn)氣均勻性很敏感，進(jìn)氣不 均勻會(huì)導(dǎo)致基底表面薄膜厚度不均。
[0006] 上述決定獲得所期望的薄膜特性所需要的吹掃氣體量的因素，對起用于輸送并能 夠均勻分配反應(yīng)氣體作用的氣體分配器的設(shè)計(jì)，提出了更高的要求。
[0007] 中國發(fā)明專利申請CN103194737A-種用于原子層沉積設(shè)備的氣體分配器公開了 一種氣體分配器，通過設(shè)置在原子層沉積設(shè)備反應(yīng)腔室內(nèi)、位于基片臺上方的環(huán)形或U型 的氣路管道式的氣體分配器，并在氣路管道的內(nèi)外兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)均勻分布的出氣方向與 垂直方向成斜角的出氣口，來實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)氣體的分配和輸送。該發(fā)明專利申請公開的氣體 分配器雖然是設(shè)置在基座（即上述基片臺）的正上方，可以實(shí)現(xiàn)吹入的氣體覆蓋整個(gè)基底 表面，以解決原有基底表面反應(yīng)氣體覆蓋不完整的問題，但由于其為環(huán)形或U型的氣路管 道形式，出氣口在基底上方的分布密度較低，從每個(gè)出氣口分配的氣體所需覆蓋的面積相 對較大，且反應(yīng)氣體是呈傾斜角度吹向基底表面的，因此，其氣體通入的均勻度還有提升空 間；這樣的設(shè)置形式為達(dá)到較好的吹氣效果，氣體分配器與基座之間的間距會(huì)相對增大，這 會(huì)帶來設(shè)備空間的擴(kuò)大，不利于氣體吹掃的效率提高，而且，還會(huì)因排氣的影響造成氣體消 耗的上升；此外，此氣體分配器的氣路管道具有等徑橫截面積，隨著反應(yīng)氣體或蒸汽從進(jìn)氣 口進(jìn)入，通過氣路管道到達(dá)出氣口時(shí)，反應(yīng)氣體或蒸汽的量其實(shí)是逐漸減少的。這是由于氣 體輸送的時(shí)間差及管道壓差的影響，一部分氣體通過氣體分配器近進(jìn)氣口端的出氣口先行 進(jìn)入反應(yīng)腔室。所以，這種具有相等或相近橫截面積管道的氣體分配器，在進(jìn)氣口遠(yuǎn)端的管 道處，具有比進(jìn)氣口近端的管道相對更大的內(nèi)部空間，由于壓力減小和流量降低的影響，吹 掃氣體就不易將此處管道內(nèi)殘留的前一種氣體吹掃干凈。
[0008] 通過前面的介紹可以看出，對于ALD反應(yīng)來說，是不希望在反應(yīng)中發(fā)生CVD反應(yīng) 的。如果在氣體分配器進(jìn)氣口遠(yuǎn)端的管道處有過多空間，未被吹掃完全的前一種反應(yīng)氣體 即會(huì)和后一種反應(yīng)氣體發(fā)生互相反應(yīng)，導(dǎo)致在基底表面的對應(yīng)部位發(fā)生所不希望的CVD反 應(yīng)。因此，采用上述現(xiàn)有技術(shù)的氣體分配器，為了將管道內(nèi)的殘留氣體吹掃干凈，勢必延長 吹掃時(shí)間，且難以量化控制，還是會(huì)存在誤發(fā)生局部CVD反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。所以，上述現(xiàn)有技術(shù) 存在會(huì)造成相對的設(shè)備空間大、反應(yīng)氣體和吹掃氣體消耗多、吹掃時(shí)間長的不足；更關(guān)鍵的 在于難以避免局部CVD反應(yīng)的誤發(fā)生。因而，會(huì)給產(chǎn)率和良率提高及成本控制帶來不利影 響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新的應(yīng)用于薄膜沉積 技術(shù)的氣體分配器，通過將用于分配反應(yīng)氣體或蒸汽的若干氣體分配管設(shè)計(jì)成分成分別平 行設(shè)置的二組氣體分配管，二組之間按水平交錯(cuò)方向相互連通形成網(wǎng)狀的氣體分配網(wǎng)絡(luò)， 各氣體分配管從氣體分配網(wǎng)絡(luò)中心向外側(cè)方向橫截面積依次對稱縮小設(shè)置，并在各氣體分 配管下方管壁均勻設(shè)有若干出氣管，使從氣體分配網(wǎng)絡(luò)中心位置的進(jìn)氣管通入的反應(yīng)氣體 或蒸汽可由眾多規(guī)律分布的出氣管垂直均勻地吹向所覆蓋的硅片表面，不但可以提高通入 氣體的均勻性，縮小氣體分配器與硅片之間的安裝距離，實(shí)現(xiàn)在硅片上的均勻反應(yīng)、提高反 應(yīng)效率及縮小設(shè)備體積，還可以利用各氣體分配管橫截面積依次縮小的特點(diǎn)，使吹掃氣體 容易將位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)邊緣位置的氣體分配管內(nèi)的殘留氣體吹掃干凈，可避免不同的反 應(yīng)氣體之間發(fā)生反應(yīng)，在實(shí)現(xiàn)減少吹掃時(shí)間，提高吹掃效率的同時(shí)，可以有效地防止在ALD 反應(yīng)中誤發(fā)生CVD反應(yīng)。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器，設(shè)于原子層沉積設(shè)備反應(yīng)腔室的頂部內(nèi) 壁，位于放置硅片的基座正上方，其特征在于，所述氣體分配器包括：
[0012] 本體，所述本體的上表面開有進(jìn)氣口，下表面開有規(guī)律分布的多數(shù)個(gè)出氣口，全部 的所述出氣口在垂直所述基座方向形成的投影區(qū)域能夠?qū)⑺龌戏胖玫乃龉杵?蓋在內(nèi)；
[0013] 氣體分配網(wǎng)絡(luò)，設(shè)于所述本體內(nèi)，包括二組分別平行設(shè)置的若干氣體分配管之間 按水平交錯(cuò)方向相互連通形成的網(wǎng)狀氣體分配管路通道，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)以其中2個(gè)交 錯(cuò)的主氣體分配管的交叉點(diǎn)為中心向所述本體的側(cè)部展開，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)所 述氣體分配管向所述本體的側(cè)部延伸，并在所述本體的側(cè)部具有封閉端；在2個(gè)所述主氣 體分配管的所述交叉點(diǎn)處的上方管壁設(shè)有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管向所述本體的所述進(jìn)氣口通 出，并連通所述原子層沉積設(shè)備的進(jìn)氣源管路；在各個(gè)所述氣體分配管的下方管壁分別均 勻設(shè)有若干出氣管，所述出氣管的數(shù)量與所述本體的所述出氣口的數(shù)量一致，各個(gè)所述出 氣管分別向?qū)?yīng)位置的所述本體的各個(gè)所述出氣口通出，并垂直朝向所述基座設(shè)置；其中， 2個(gè)所述主氣體分配管的橫截面積一致，位于2個(gè)所述主氣體分配管各自兩側(cè)的各個(gè)所述 氣體分配管按從所述主氣體分配管向外側(cè)方向橫截面積依次縮小設(shè)置，位于2個(gè)所述主氣 體分配管各自兩側(cè)對稱位置的所述氣體分配管的橫截面積一致，位于交錯(cuò)方向的與對應(yīng)的 所述主氣體分配管之間具有等次序數(shù)的所述氣體分配管的橫截面積一致。
[0014] 反應(yīng)氣體或蒸汽通過進(jìn)氣管進(jìn)入氣體分配網(wǎng)絡(luò)，再通過網(wǎng)狀互相連通的氣體分配 管進(jìn)行均勻分配；同時(shí)，在反應(yīng)周期中進(jìn)行氣體吹掃時(shí)，吹掃氣體也同樣可以通過上述通道 進(jìn)入及均勻分配。經(jīng)過均勻分配的反應(yīng)氣體或蒸汽通過出氣管均勻吹向硅片，保證了在硅 片上的反應(yīng)均勻發(fā)生；同時(shí)，在反應(yīng)周期中進(jìn)行氣體吹掃時(shí)，吹掃氣體也同樣可以通過上述 通道向反應(yīng)腔室均勻吹出。由于出氣管數(shù)量較多，且規(guī)律地垂直朝向基座設(shè)置，使得出氣管 下端面與硅片之間的距離可以設(shè)置得很接近，就可以保證反應(yīng)氣體快速、均勻地完全覆蓋 硅片，所以，也就相應(yīng)地節(jié)約了設(shè)備腔體的內(nèi)部空間，可以減小設(shè)備的體積。這樣，不但可以 節(jié)約反應(yīng)氣體的消耗量，而且，在進(jìn)行氣體吹掃時(shí)，也可以提高吹掃的效率。
[0015] 一般來說，首先將進(jìn)氣管設(shè)置在氣體分配網(wǎng)絡(luò)的中心位置，從而使進(jìn)氣管具有一 定的對稱性，可以使反應(yīng)氣體或蒸汽經(jīng)過分配后均勻地進(jìn)入反應(yīng)腔室，這是本發(fā)明區(qū)別于 現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)特點(diǎn)。
[0016] 此外，現(xiàn)有技術(shù)的氣體分配器的氣路管道由于具有等徑的橫截面積，隨著反應(yīng)氣 體或蒸汽從進(jìn)氣口進(jìn)入，通過環(huán)形或U型的氣路管道到達(dá)出氣口時(shí)，所分配的反應(yīng)氣體或 蒸汽的量其實(shí)是逐漸減少的。這是由于氣體輸送的時(shí)間差及管道壓差的影響，一部分氣體 已通過氣體分配器近進(jìn)氣口端的出氣口先行進(jìn)入反應(yīng)腔室。所以，這種具有相等或相近橫 截面積氣路管道的氣體分配器，在進(jìn)氣口遠(yuǎn)端的管道處，具有比進(jìn)氣口近端的管道相對更 大的內(nèi)部空間，由于壓力減小和流量降低的影響，吹掃氣體就不易將此處管道內(nèi)殘留的前 一種氣體吹掃干凈。針對上述問題，本發(fā)明將位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)中心的2個(gè)主氣體分配管 的橫截面積設(shè)計(jì)成最大，將位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)邊緣四周的4個(gè)氣體分配管的橫截面積設(shè)計(jì) 成最小，并將所有的氣體分配管按從中心向邊緣對稱地依次縮小的形式設(shè)置成網(wǎng)狀的氣體 分配網(wǎng)絡(luò)，使本發(fā)明的氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各氣體分配管具有從中心向邊緣橫截面積逐漸減 小的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，可以在保證反應(yīng)氣體或蒸汽均勻進(jìn)入反應(yīng)腔室的同時(shí)，減少吹掃時(shí)間， 提高吹掃效率，并有效地防止在ALD反應(yīng)中誤發(fā)生CVD反應(yīng)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量為1組或2組；其中，當(dāng)所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的 數(shù)量為2組時(shí)，各組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)之間按上、下二層獨(dú)立設(shè)置，并且，位于二層的所述 氣體分配網(wǎng)絡(luò)的所述氣體分配管之間按錯(cuò)位設(shè)置，所述本體設(shè)有2個(gè)所述進(jìn)氣口，2組所述 氣體分配網(wǎng)絡(luò)的所述進(jìn)氣管分別向所述本體的所述進(jìn)氣口通出，并分別連通所述原子層沉 積設(shè)備的其中一種進(jìn)氣源管路，所述本體設(shè)有與2組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的全部所述出氣管 數(shù)量一致的所述出氣口，2組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)所述出氣管分別向?qū)?yīng)位置的各個(gè) 所述出氣口通出，各組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的全部的所述出氣管在垂直所述基座方向分別形 成的投影區(qū)域能夠?qū)⑺龌戏胖玫乃龉杵采w在內(nèi)。當(dāng)氣體分配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量為2組 時(shí)，2組氣體分配網(wǎng)絡(luò)在氣體分配器的本體內(nèi)處于不同的平面上，并且通過設(shè)置不同的進(jìn)氣 管路和不同的出氣管路進(jìn)行分開，所以，在氣體分配器內(nèi)部不會(huì)發(fā)生一組氣體分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 的氣體流入到另一組中發(fā)生混合的現(xiàn)象。此種設(shè)計(jì)應(yīng)用在反應(yīng)中存在2種不同反應(yīng)氣體時(shí) 的情況，可以實(shí)現(xiàn)專管專用，節(jié)約不同反應(yīng)氣體切換的時(shí)間，同時(shí)也提高了氣體輸送的穩(wěn)定 性和安全性。
[0018] 進(jìn)一步地，所述氣體分配管的橫截面為圓形、橢圓形、矩形、正多邊形或異型中的 任意一種形狀。正是由于本發(fā)明的網(wǎng)狀交錯(cuò)形式的氣體分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，使得在本發(fā)明 中，能夠擴(kuò)大對于氣體分配管的橫截面形狀的適應(yīng)范圍，具有不同截面形狀的氣體分配管 所組成的氣體分配網(wǎng)絡(luò)，都可以很好地實(shí)現(xiàn)均勻分配和輸送氣體的功能，并能在氣體吹掃 時(shí)做到管道內(nèi)不殘留前種反應(yīng)氣體。
[0019] 進(jìn)一步地，各個(gè)所述出氣管的下端面與所述本體的下表面平齊，并與所述基座的 距離相等，一方面可節(jié)約空間，另一方面可使反應(yīng)氣體或蒸汽同時(shí)吹到硅片表面發(fā)生反應(yīng)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各所述氣體分配管之間按直角交錯(cuò)方向相互連 通設(shè)置，并處于同一水平面。
[0021] 進(jìn)一步地，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各所述氣體分配管之間按等距的直角交錯(cuò)方向 相互連通設(shè)置，并處于同一水平面。
[0022] 進(jìn)一步地，位于2個(gè)所述主氣體分配管各自兩側(cè)的各個(gè)所述氣體分配管按從所述 主氣體分配管向外側(cè)方向橫截面積依次以等比例縮小設(shè)置。
[0023] 進(jìn)一步地，位于2個(gè)所述主氣體分配管各自兩側(cè)的各個(gè)所述氣體分配管按從所述 主氣體分配管向外側(cè)方向橫截面積依次以等面積量縮小設(shè)置。
[0024] 進(jìn)一步地，與2個(gè)所述主氣體分配管分別相鄰的所述氣體分配管的橫截面積與所 述主氣體分配管的橫截面積一致，其他的所述氣體分配管按向所述本體的側(cè)部方向橫截面 積依次以等比例或等面積量縮小設(shè)置。
[0025] 進(jìn)一步地，所述橫截面積的縮小總量為50?90%，即位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)最外側(cè)的 4個(gè)氣體分配管中每一個(gè)的橫截面積是主氣體分配管的橫截面積的10?50%。
[0026] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過在氣體分配器的本體內(nèi)將用于分配反應(yīng)氣 體或蒸汽的若干氣體分配管分成分別平行設(shè)置的二組氣體分配管，二組之間按水平的等距 垂直交錯(cuò)方向相互連通形成網(wǎng)狀的氣體分配網(wǎng)絡(luò)，各氣體分配管從氣體分配網(wǎng)絡(luò)中心向外 側(cè)方向橫截面積依次對稱縮小設(shè)置，并在各氣體分配管下方管壁均勻設(shè)有若干出氣管，使 從氣體分配網(wǎng)絡(luò)中心位置的進(jìn)氣管通入的反應(yīng)氣體或蒸汽可由眾多規(guī)律分布的出氣管垂 直均勻地吹向所覆蓋的硅片表面，不但可以提高通入氣體的均勻性，縮小氣體分配器與硅 片之間的安裝距離，實(shí)現(xiàn)在硅片上的均勻反應(yīng)、提高反應(yīng)效率、節(jié)約反應(yīng)氣體消耗及縮小設(shè) 備體積，還可以利用各氣體分配管橫截面積依次縮小的特點(diǎn)，使吹掃氣體容易將位于氣體 分配網(wǎng)絡(luò)邊緣位置的氣體分配管內(nèi)的殘留氣體吹掃干凈，可避免不同的反應(yīng)氣體之間發(fā)生 反應(yīng)，在實(shí)現(xiàn)減少吹掃時(shí)間、提高吹掃效率的同時(shí)，可以有效地防止在ALD反應(yīng)中誤發(fā)生 CVD反應(yīng)。因此，本發(fā)明具有提高ALD反應(yīng)的產(chǎn)率和良率及降低成本的顯著特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器位于原子層沉積設(shè)備反應(yīng) 腔室內(nèi)的安裝位置示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的氣體分配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的氣體分配網(wǎng)絡(luò)的出氣管 安裝位置示意圖；
[0031] 圖5是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033] 實(shí)施例一
[0034] 在本實(shí)施例中，請參閱圖1，圖1是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器 位于原子層沉積設(shè)備反應(yīng)腔室內(nèi)的安裝位置示意圖。如圖所示，本發(fā)明的氣體分配器1安 裝在原子層沉積設(shè)備反應(yīng)腔室4的頂部內(nèi)壁，位于放置硅片2的基座3正上方，并與基座3 及硅片2保持一定距離。氣體分配器1的外形為圓柱形。氣體分配器1的外形與基座3及 基座3上放置的硅片2的形狀相一致；當(dāng)硅片2的形狀是方形，例如是方形的電池片時(shí)，氣 體分配器1也對應(yīng)采用方柱形形式。
[0035] 請繼續(xù)參閱圖1。在氣體分配器1頂部接近中心位置接出有進(jìn)氣管5和6,進(jìn)氣 管5和6分別連通設(shè)備的其中一種進(jìn)氣源管路。在用于ALD反應(yīng)時(shí)，向進(jìn)氣管5和6通入 相應(yīng)不同的反應(yīng)氣體或蒸汽（如圖中上方箭頭所指），以及在通入不同的反應(yīng)氣體或蒸汽 前，還需要切入吹掃氣體，對氣體分配管路通道及設(shè)備腔室進(jìn)行吹掃，將氣體分配管路通道 內(nèi)之前殘留的反應(yīng)氣體或蒸汽以及腔室內(nèi)的殘留氣體吹掃干凈，以避免在ALD反應(yīng)時(shí)發(fā)生 不期望的CVD反應(yīng)。反應(yīng)氣體或蒸汽以及吹掃氣體經(jīng)氣體分配器1內(nèi)的氣體分配網(wǎng)絡(luò)分配 后，由氣體分配器1下方的出氣口垂直吹入腔室4,并由腔室4的排氣口 7進(jìn)入排氣管路排 出（如圖中下部箭頭所指）。由氣體分配器1下方的出氣口垂直吹入的氣體或蒸汽（如圖 中中部箭頭所指），要將硅片2覆蓋在其垂直投影范圍內(nèi)，以保證在ALD反應(yīng)時(shí)吹向硅片2 的反應(yīng)氣體或蒸汽能同時(shí)均勻地接觸硅片2,從而通過反應(yīng)得到均勻的薄膜沉積層。進(jìn)氣 管的數(shù)量與氣體分配器1內(nèi)設(shè)置的氣體分配網(wǎng)絡(luò)的組數(shù)對應(yīng)，即如果氣體分配網(wǎng)絡(luò)為一組 時(shí)，進(jìn)氣管也為一個(gè)，在ALD反應(yīng)時(shí)，需要在此進(jìn)氣管內(nèi)交替切入不同的反應(yīng)氣體或蒸汽以 及吹掃氣體；如果氣體分配網(wǎng)絡(luò)為二組時(shí)，進(jìn)氣管也為二個(gè)（如圖中所示的進(jìn)氣管5和6)， 可以在不同的進(jìn)氣管分別固定通入一種氣體，實(shí)行專管專用，節(jié)約不同反應(yīng)氣體切換的時(shí) 間，并提高氣體輸送的穩(wěn)定性和安全性。在本實(shí)施例的以下描述部分，將針對氣體分配網(wǎng)絡(luò) 為一組時(shí)的情況，進(jìn)行詳細(xì)說明（對于氣體分配網(wǎng)絡(luò)為二組時(shí)的情況，將在實(shí)施例二中作 進(jìn)一步描述）。
[0036] 請參閱圖2,圖2是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的一種結(jié)構(gòu)示 意圖。如圖所示，氣體分配器包括本體8,在本體8的上表面開有一個(gè)進(jìn)氣口 9,下表面開有 規(guī)律分布的多數(shù)個(gè)出氣口 11，全部的出氣口在垂直方向形成的投影區(qū)域能夠?qū)⒒戏胖?的硅片覆蓋在內(nèi)。在本體8內(nèi)水平設(shè)有一個(gè)由二組分別平行設(shè)置的若干氣體分配管之間按 水平交錯(cuò)方向相互連通形成的網(wǎng)狀氣體分配網(wǎng)絡(luò)10。位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)10中心的氣體分 配管的中心位置上方管壁設(shè)有與氣體分配管連通的進(jìn)氣管5,進(jìn)氣管5從本體8上表面的進(jìn) 氣口 9通出，并連通至原子層沉積設(shè)備的進(jìn)氣源管路。
[0037] 請繼續(xù)參閱圖2。在氣體分配網(wǎng)絡(luò)10的各個(gè)氣體分配管的下方管壁均勻設(shè)有若干 個(gè)與各自的氣體分配管連通的出氣管12,出氣管12從本體8下表面的出氣口 11通出，與 腔室連通。各出氣管12的下端面與本體8水平的下表面平齊，使反應(yīng)氣體或蒸汽能夠同時(shí) 接觸硅片，以保證反應(yīng)的均勻性。氣體分配網(wǎng)絡(luò)10中的各個(gè)氣體分配管向本體8的側(cè)部延 伸，并在本體8的側(cè)部具有封閉端13和14 (圖中標(biāo)注的是其中1個(gè)氣體分配管的截面封閉 端）。反應(yīng)氣體或蒸汽以及吹掃氣體（如圖中氣體分配管中的黑點(diǎn)所示）可由進(jìn)氣管5進(jìn) 入氣體分配網(wǎng)絡(luò)10的氣體分配管，經(jīng)各氣體分配管分配后，由各出氣管12向下方垂直吹出 進(jìn)入腔室。
[0038] 請參閱圖3,圖3是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的氣體分配網(wǎng) 絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，氣體分配網(wǎng)絡(luò)水平設(shè)于氣體分配器的本體內(nèi)（為便于說明，圖 3將氣體分配網(wǎng)絡(luò)從氣體分配器的本體中分離出來表示），包括按等距的直角交錯(cuò)方向水 平相互連通的18個(gè)氣體分配管15-1?15-9和16-1?16-9所構(gòu)成的網(wǎng)狀氣體分配管路通 道，處于不同方向的9個(gè)氣體分配管15-1?15-9或16-1?16-9分別形成一組平行的氣 體分配管管路通道。各氣體分配管的橫截面為圓形。氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的18個(gè)氣體分配管 15_1?15_9和16_1?16_9處于同一水平面。氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)氣體分配管15_1? 15-9和16-1?16-9在相互連通的各個(gè)部位形成交叉點(diǎn)17 (為虛擬的點(diǎn)，圖中標(biāo)注出其中 之一的位置，以便理解），任意二個(gè)交叉點(diǎn)之間等距。
[0039] 請繼續(xù)參閱圖3。氣體分配網(wǎng)絡(luò)以2個(gè)交錯(cuò)的主氣體分配管15-1和16-1的交叉 點(diǎn)（位于進(jìn)氣管5下方的主氣體分配管15-1和16-1的交叉位置）為中心向本體的側(cè)部方 向水平展開呈圓形。2個(gè)主氣體分配管15-1和16-1在交叉點(diǎn)處的上方管壁設(shè)有進(jìn)氣管5 ; 18個(gè)氣體分配管在相互連通的各個(gè)交叉點(diǎn)處的下方管壁分別設(shè)有一個(gè)出氣管12 (圖中標(biāo) 注出其中之一）。
[0040] 請繼續(xù)參閱圖3。2個(gè)主氣體分配管15-1和16-1的橫截面積一致，位于2個(gè)主氣 體分配管15-1和16-1各自兩側(cè)的4個(gè)氣體分配管15-3?15-9和15-2?15-8、16-3? 16-9和16-2?16-8按從主氣體分配管15-1和16-1向外側(cè)方向橫截面積依次以等比例或 等面積量方式縮小設(shè)置，即從主氣體分配管15-1向兩側(cè)方向，氣體分配管15-3?15-9和 15-2?15-8的橫截面面積以等比例或等面積量方式順序逐漸減??；從主氣體分配管16-1 向兩側(cè)方向，氣體分配管16-3?16-9和16-2?16-8的橫截面面積以相同的等比例或等 面積量方式順序逐漸減小。各側(cè)氣體分配管橫截面積的縮小總量為50?90%，即位于氣體 分配網(wǎng)絡(luò)最外側(cè)的4個(gè)氣體分配管15-8、15-9、16-8、16-9中每一個(gè)的橫截面積分別是其主 氣體分配管的橫截面積的10?50%。
[0041] 請繼續(xù)參閱圖3。位于2個(gè)主氣體分配管15-1和16-1各自兩側(cè)對稱位置的氣體 分配管的橫截面積一致，例如，氣體分配管15-3與氣體分配管15-2的橫截面積一致，氣體 分配管16-3與氣體分配管16-2的橫截面積一致，并以此類推。位于交錯(cuò)方向的與對應(yīng)的 主氣體分配管之間具有等次序數(shù)的氣體分配管的橫截面積一致，例如，將主氣體分配管的 次序數(shù)設(shè)為一，則氣體分配管15-3是其主氣體分配管15-1側(cè)面的第二個(gè)氣體分配管，氣體 分配管16-3也是其主氣體分配管16-1側(cè)面的第二個(gè)氣體分配管，那么，氣體分配管15-3 與氣體分配管16-3的橫截面積一致，同樣的，氣體分配管15-8與氣體分配管16-8的次序 數(shù)都是五，所以，他們的橫截面積也一致。
[0042] 請繼續(xù)參閱圖3。氣體分配網(wǎng)絡(luò)以2個(gè)直角交錯(cuò)的主氣體分配管15-1和16-1的 交叉點(diǎn)為中心（也就是以進(jìn)氣管5為中心）向本體的側(cè)部展開。氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的18個(gè)氣 體分配管向本體的側(cè)部延伸，并在本體的側(cè)部具有封閉端13和14 (圖中標(biāo)注的是其中主氣 體分配管15-1的截面封閉端），使管中流經(jīng)的氣體或蒸汽只能從出氣管方向排出（圖3中 為表示氣體分配管內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，氣體分配管兩端的端口呈未封閉狀態(tài)，圖4的情況相同）。 各個(gè)出氣管12的數(shù)量與本體下表面的出氣口的數(shù)量一致，且位置一一對應(yīng)設(shè)置。
[0043] 請繼續(xù)參閱圖3。在2個(gè)主氣體分配管15-1和16-1的交叉點(diǎn)處的上方管壁堅(jiān)直 向上設(shè)有1個(gè)進(jìn)氣管5,進(jìn)氣管5向本體上表面的進(jìn)氣口通出，與設(shè)備的進(jìn)氣源管路連通。 在各個(gè)氣體分配管15-1?15-9和16-1?16-9相互連通的所有交叉點(diǎn)處的下方管壁堅(jiān)直 向下分別設(shè)有1個(gè)出氣管12，各個(gè)出氣管12分別從本體下表面對應(yīng)位置的出氣口通出與腔 室內(nèi)部連通，并垂直朝向基座設(shè)置。這樣，整個(gè)氣體分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部形成縱橫交錯(cuò)相互貫通的 水平管路通道，并通過進(jìn)氣管和出氣管，與設(shè)備的進(jìn)氣源管路和腔室內(nèi)部連通在一起。反應(yīng) 氣體或蒸汽通過進(jìn)氣管進(jìn)入氣體分配網(wǎng)絡(luò)，再通過網(wǎng)狀互相連通的氣體分配管進(jìn)行均勻分 配；同時(shí)，在反應(yīng)周期中進(jìn)行氣體吹掃時(shí)，吹掃氣體也同樣可以通過上述管路進(jìn)入及均勻分 配。經(jīng)各氣體分配管分配后的反應(yīng)氣體或蒸汽以及吹掃氣體，由各個(gè)均勻規(guī)律設(shè)置的出氣 管向下方垂直吹出，均勻地進(jìn)入腔室。
[0044] 請參閱圖4,圖4是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器的氣體分配網(wǎng) 絡(luò)的出氣管安裝位置示意圖。如圖所示，在氣體分配網(wǎng)絡(luò)（為便于理解，將圖4中的氣體 分配網(wǎng)絡(luò)與圖3中的氣體分配網(wǎng)絡(luò)上下方向顛倒，可進(jìn)一步說明各個(gè)出氣管的具體安裝位 置）的各個(gè)氣體分配管相互連通的所有交叉點(diǎn)處的下方管壁堅(jiān)直向下分別設(shè)有1個(gè)出氣管 12(圖中標(biāo)注的為其中之一，因圖形經(jīng)顛倒處理的關(guān)系，圖中的上下方向是與實(shí)際方向相反 的），出氣管12的數(shù)量與本體各個(gè)出氣口的數(shù)量一致，且位置一一對應(yīng)設(shè)置。各個(gè)出氣管 分別向本體對應(yīng)的出氣口通出，垂直朝向基座設(shè)置，并與腔室內(nèi)部連通。各出氣管的下端面 與本體水平的下表面平齊，以保證與基座的距離相等。經(jīng)過均勻分配的反應(yīng)氣體或蒸汽通 過出氣管均勻同時(shí)地吹向硅片，保證了在硅片上的反應(yīng)均勻發(fā)生；同時(shí)，在反應(yīng)周期中進(jìn)行 氣體吹掃時(shí)，吹掃氣體也同樣可以通過上述管路向反應(yīng)腔室均勻吹出。由于出氣管數(shù)量較 多，且規(guī)律地垂直朝向基座設(shè)置，使得出氣管與硅片之間的距離可以設(shè)置得很接近，就可以 保證反應(yīng)氣體快速、均勻地完全覆蓋硅片，所以，也就相應(yīng)地節(jié)約了設(shè)備腔體的內(nèi)部空間， 可以減小設(shè)備的體積。這樣，不但可以節(jié)約反應(yīng)氣體的消耗量，而且，在進(jìn)行氣體吹掃時(shí)，也 可以提商吹掃的效率。
[0045] 一般來說，首先將進(jìn)氣管設(shè)置在氣體分配網(wǎng)絡(luò)的中心位置，從而使進(jìn)氣管具有一 定的對稱性，可以使反應(yīng)氣體或蒸汽經(jīng)過分配后均勻地進(jìn)入反應(yīng)腔室，這是本發(fā)明區(qū)別于 現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)特點(diǎn)。
[0046] 此外，現(xiàn)有技術(shù)的氣體分配器的氣路管道由于具有等徑的橫截面積，隨著反應(yīng)氣 體或蒸汽從進(jìn)氣口進(jìn)入，通過環(huán)形或U型的氣路管道到達(dá)出氣口時(shí)，所分配的反應(yīng)氣體或 蒸汽的量其實(shí)是逐漸減少的。這是由于氣體輸送的時(shí)間差及管道壓差的影響，一部分氣體 已通過氣體分配器近進(jìn)氣口端的出氣口先行進(jìn)入反應(yīng)腔室。所以，這種具有相等或相近橫 截面積氣路管道的氣體分配器，在進(jìn)氣口遠(yuǎn)端的管道處，具有比進(jìn)氣口近端的管道相對更 大的內(nèi)部空間，由于壓力減小和流量降低的影響，吹掃氣體就不易將此處管道內(nèi)殘留的前 一種氣體吹掃干凈。針對上述問題，本發(fā)明將位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)中心的2個(gè)主氣體分配管 的橫截面積設(shè)計(jì)成最大，將位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)邊緣四周的4個(gè)氣體分配管的橫截面積設(shè)計(jì) 成最小，并將所有的氣體分配管按從中心向邊緣對稱地依次縮小的形式設(shè)置成網(wǎng)狀的氣體 分配網(wǎng)絡(luò)，使本發(fā)明的氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各氣體分配管具有從中心向邊緣橫截面積逐漸減 小的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，可以在保證反應(yīng)氣體或蒸汽均勻進(jìn)入反應(yīng)腔室的同時(shí)，減少吹掃時(shí)間， 提高吹掃效率，并有效地防止在ALD反應(yīng)中誤發(fā)生CVD反應(yīng)。
[0047] 在本實(shí)施例中，本發(fā)明的氣體分配器可通過對實(shí)心的本體采用機(jī)械加工的方式， 從本體側(cè)面向本體內(nèi)部加工出氣體分配網(wǎng)絡(luò)的縱橫交叉互相連通的水平氣體分配管管路 通道，并由本體上、下表面分別向內(nèi)部的氣體分配管加工連通的進(jìn)氣管和出氣管，然后，再 在本體側(cè)面將各氣體分配管的兩端進(jìn)行封閉。也可以對本體和氣體分配網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行加 工，將本體加工成可拆卸的腔體結(jié)構(gòu)，然后再將加工好的氣體分配網(wǎng)絡(luò)安裝進(jìn)去。這兩種加 工方式都可以達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)要求，在實(shí)際制作中可根據(jù)加工條件進(jìn)行選取。這兩種加 工方式屬于常規(guī)加工技術(shù)，故本實(shí)施例不再一一介紹。
[0048] 實(shí)施例二
[0049] 在本實(shí)施例中，請參閱圖5,圖5是本發(fā)明一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器 的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在氣體分配器的本體8內(nèi)設(shè)有二組氣體分配網(wǎng)絡(luò)20和 10。每組氣體分配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式與實(shí)施例一中的一組氣體分配網(wǎng)絡(luò)的情況一致,此處不 再重復(fù)描述。二組氣體分配網(wǎng)絡(luò)20和10之間按上、下位置分層獨(dú)立設(shè)置（對位于下層的 一組氣體分配網(wǎng)絡(luò)借用實(shí)施例一中的一組氣體分配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字標(biāo)注），每組氣體分配網(wǎng)絡(luò) 都是以2個(gè)交錯(cuò)的主氣體分配管的交叉點(diǎn)為中心（即以進(jìn)氣管為中心）向本體8的側(cè)部方 向水平展開，各氣體分配管的兩端封閉在本體側(cè)部（請參閱實(shí)施例一）。上、下層的氣體分 配網(wǎng)絡(luò)20和10的中心之間按錯(cuò)位設(shè)置，即二組氣體分配網(wǎng)絡(luò)的氣體分配管之間按錯(cuò)位設(shè) 置，以便使上、下層的氣體分配網(wǎng)絡(luò)的2個(gè)進(jìn)氣管6和5之間和全部的出氣管21和12 (圖 中標(biāo)注其中之一）之間相互錯(cuò)開，能夠直上直下設(shè)置。
[0050] 請繼續(xù)參閱圖5。本體8設(shè)有與2個(gè)進(jìn)氣管6、5和全部的出氣管21、12(圖中標(biāo)注 其中之一）數(shù)量分別一致且位置對應(yīng)的進(jìn)氣口 22、9和出氣口 23、11 (圖中標(biāo)注其中之一）， 2個(gè)進(jìn)氣管6、5分別向本體8接近中部位置的對應(yīng)的進(jìn)氣口 22、9通出，分別連通設(shè)備的其 中一種進(jìn)氣源管路；各個(gè)出氣管21、12分別向本體8對應(yīng)位置的一個(gè)出氣口 23、11通出，并 垂直朝向基座設(shè)置。各組氣體分配網(wǎng)絡(luò)20或10的氣體分配管的全部的出氣管21或12在 垂直基座的方向分別形成的投影區(qū)域都能夠?qū)⒒戏胖玫墓杵采w在內(nèi)。按照這樣的設(shè) 置方式，在氣體分配器內(nèi)部就不會(huì)發(fā)生一組氣體分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的氣體流入到另一組中發(fā)生混 合的現(xiàn)象（如圖中上層氣體分配網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)的黑點(diǎn)所代表的1種氣體與下層氣體分配網(wǎng)絡(luò) 10內(nèi)的水平虛線所代表的另1種氣體，相互之間不會(huì)發(fā)生串流并混合現(xiàn)象）。此種設(shè)計(jì)應(yīng) 用在反應(yīng)中存在2種不同反應(yīng)氣體或蒸汽時(shí)的情況，可以實(shí)現(xiàn)專管專用，節(jié)約不同反應(yīng)氣 體或蒸汽切換的時(shí)間，并提高了氣體輸送的穩(wěn)定性和安全性。此氣體分配器的其他方面與 實(shí)施例一類似，此處不再贅述。
[0051] 需要說明的是，本發(fā)明在原理上，可以在氣體分配器的本體內(nèi)設(shè)置二組以上的氣 體分配網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)氣體分配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量為多組時(shí)，任意二組氣體分配網(wǎng)絡(luò)在氣體分配器的本 體內(nèi)應(yīng)處于不同的平面上，并且通過設(shè)置不同的進(jìn)氣管路和不同的出氣管路進(jìn)行分開。本 發(fā)明的氣體分配管的橫截面還可以加工成橢圓形、矩形、正多邊形或異型中的任意一種形 狀，正是由于本發(fā)明的網(wǎng)狀交錯(cuò)形式的氣體分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，使得在本發(fā)明中，能夠擴(kuò)大 對于氣體分配管的橫截面形狀的適應(yīng)范圍，具有不同截面形狀的氣體分配管所組成的氣體 分配網(wǎng)絡(luò)，都可以很好地實(shí)現(xiàn)均勻分配和輸送氣體的功能，并能在氣體吹掃時(shí)做到管道內(nèi) 不殘留前種反應(yīng)氣體。在本發(fā)明的氣體分配網(wǎng)絡(luò)中，與2個(gè)主氣體分配管分別相鄰的4個(gè) 氣體分配管由于與主氣體分配管的位置較接近，所以，其橫截面積與主氣體分配管的橫截 面積也可以相同，以利于氣體通入初期快速向氣體分配網(wǎng)絡(luò)邊緣擴(kuò)散；在這4個(gè)氣體分配 管外側(cè)的其他氣體分配管，仍舊是按向本體的側(cè)部方向橫截面積依次以等比例或等面積量 縮小設(shè)置，且橫截面積的縮小總量為50?90%，即位于氣體分配網(wǎng)絡(luò)最外側(cè)的4個(gè)氣體分 配管中每一個(gè)的橫截面積是上述2個(gè)主氣體分配管和與其相鄰的4個(gè)氣體分配管其中任意 一個(gè)的橫截面積的10?50%。
[0052] 以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保 護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)的氣體分配器，設(shè)于原子層沉積設(shè)備反應(yīng)腔室的頂部內(nèi) 壁，位于放置硅片的基座正上方，其特征在于，所述氣體分配器包括： 本體，所述本體的上表面開有進(jìn)氣口，下表面開有規(guī)律分布的多數(shù)個(gè)出氣口，全部的所 述出氣口在垂直所述基座方向形成的投影區(qū)域能夠?qū)⑺龌戏胖玫乃龉杵采w在 內(nèi)； 氣體分配網(wǎng)絡(luò)，設(shè)于所述本體內(nèi)，包括二組分別平行設(shè)置的若干氣體分配管之間按水 平交錯(cuò)方向相互連通形成的網(wǎng)狀氣體分配管路通道，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)以其中2個(gè)交錯(cuò)的 主氣體分配管的交叉點(diǎn)為中心向所述本體的側(cè)部展開，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)所述氣 體分配管向所述本體的側(cè)部延伸，并在所述本體的側(cè)部具有封閉端；在2個(gè)所述主氣體分 配管的所述交叉點(diǎn)處的上方管壁設(shè)有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管向所述本體的所述進(jìn)氣口通出， 并連通所述原子層沉積設(shè)備的進(jìn)氣源管路；在各個(gè)所述氣體分配管的下方管壁分別均勻設(shè) 有若干出氣管，所述出氣管的數(shù)量與所述本體的所述出氣口的數(shù)量一致，各個(gè)所述出氣管 分別向?qū)?yīng)位置的所述本體的各個(gè)所述出氣口通出，并垂直朝向所述基座設(shè)置；其中，2個(gè) 所述主氣體分配管的橫截面積一致，位于2個(gè)所述主氣體分配管各自兩側(cè)的各個(gè)所述氣體 分配管按從所述主氣體分配管向外側(cè)方向橫截面積依次縮小設(shè)置，位于2個(gè)所述主氣體分 配管各自兩側(cè)對稱位置的所述氣體分配管的橫截面積一致，位于交錯(cuò)方向的與對應(yīng)的所述 主氣體分配管之間具有等次序數(shù)的所述氣體分配管的橫截面積一致。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配器，其特征在于，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量為1組或 2組；其中，當(dāng)所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量為2組時(shí)，各組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)之間按上、下二層 獨(dú)立設(shè)置，并且，位于二層的所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的所述氣體分配管之間按錯(cuò)位設(shè)置，所述本 體設(shè)有2個(gè)所述進(jìn)氣口，2組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的所述進(jìn)氣管分別向所述本體的所述進(jìn)氣 口通出，并分別連通所述原子層沉積設(shè)備的其中一種進(jìn)氣源管路，所述本體設(shè)有與2組所 述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的全部所述出氣管數(shù)量一致的所述出氣口，2組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的各個(gè) 所述出氣管分別向?qū)?yīng)位置的各個(gè)所述出氣口通出，各組所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)的全部的所述 出氣管在垂直所述基座方向分別形成的投影區(qū)域能夠?qū)⑺龌戏胖玫乃龉杵采w 在內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的氣體分配器，其特征在于，所述氣體分配管的橫截面為圓 形、橢圓形、矩形、正多邊形或異型中的任意一種形狀。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的氣體分配器，其特征在于，各個(gè)所述出氣管的下端面與所述 本體的下表面平齊，并與所述基座的距離相等。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的氣體分配器，其特征在于，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各所述氣 體分配管之間按直角交錯(cuò)方向相互連通設(shè)置，并處于同一水平面。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的氣體分配器，其特征在于，所述氣體分配網(wǎng)絡(luò)中的各所述氣 體分配管之間按等距的直角交錯(cuò)方向相互連通設(shè)置，并處于同一水平面。
7. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配器，其特征在于，位于2個(gè)所述主氣體分配管各自兩側(cè) 的各個(gè)所述氣體分配管按從所述主氣體分配管向外側(cè)方向橫截面積依次以等比例縮小設(shè) 置。
8. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配器，其特征在于，位于2個(gè)所述主氣體分配管各自兩側(cè) 的各個(gè)所述氣體分配管按從所述主氣體分配管向外側(cè)方向橫截面積依次以等面積量縮小 設(shè)置。
9. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配器，其特征在于，與2個(gè)所述主氣體分配管分別相鄰的 所述氣體分配管的橫截面積與所述主氣體分配管的橫截面積一致，其他的所述氣體分配管 按向所述本體的側(cè)部方向橫截面積依次以等比例或等面積量縮小設(shè)置。
10. 如權(quán)利要求1、7、8或9所述的氣體分配器，其特征在于，所述橫截面積的縮小總量 為50?90%。
【文檔編號】C23C16/455GK104046960SQ201410286103
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】蘇艷波, 克雷格·伯考, 趙星梅 申請人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司