本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜沉積系統(tǒng)的氣體噴灑裝置，且特別是有關(guān)于一種能使氣體均勻地噴出的氣體分布板。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的薄膜沉積系統(tǒng)中，一種薄膜沉積形式為將反應(yīng)源以氣體形式輸送進到反應(yīng)腔室中，經(jīng)由氧化、還原或與工件反應(yīng)之方式進行化學(xué)反應(yīng)，其生成物通過內(nèi)擴散作用而沉積于工件表面上。

在反應(yīng)腔室中，通常會使用氣體分布板載流氣體均勻地噴灑于反應(yīng)腔室中，以在被加熱的工件上面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來進形薄膜成長。為了將氣體分布板的溫度控制在可操作的溫度范圍，常會使用冷卻系統(tǒng)來將氣體分布板冷卻。常見的方式為通過將冷卻管道設(shè)置于氣體分布板中來加以冷卻，而冷卻管道的設(shè)計方式對于載流氣體的流場與沉積薄膜的均勻度有著相當(dāng)大的影響。

一般來說，冷卻管道會以突出于氣體分布板的方式設(shè)置在氣體分布板的靠近工件的表面上。然而，在此設(shè)計下，通過氣體分布板進入反應(yīng)腔室中的載流氣體常會因為突出于氣體分布板的冷卻管道而導(dǎo)致氣體分布板與工件之間的流場受到干擾，進而影響到被加熱的工件上面所沉積薄膜的均勻性。

因此，在化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)過程中，如何均勻地噴灑載流氣體便成為重要的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種氣體分布板，其包括板體以及蓋板。板體具有進氣面以及與所述進氣面相對的噴灑面。所述板體中具有冷卻管道與多個氣體管道，其中所述氣體管道貫穿所述板體且包括位于所述進氣面處的進氣口以 及位于所述噴灑面處的出氣口，所述冷卻管道由所述進氣面暴露且包括入口與出口。蓋板固接于所述板體以密封所述冷卻管道，其中冷卻流體在所述冷卻管道中自所述入口流向所述出口。

在本發(fā)明的一實施例中，所述蓋板以焊接的方式與所述板體固接。

在本發(fā)明的一實施例中，所述蓋板的材料與所述板體的材料相同。

在本發(fā)明的一實施例中，所述氣體管道具有不同的孔徑。

在本發(fā)明的一實施例中，所述氣體管道具有相同的孔徑。

在本發(fā)明的一實施例中，所述冷卻流體包括水或硅膠油。

基于上述，本發(fā)明通過將冷卻管道設(shè)置于氣體分布板的板體的進氣面處，因此在載流氣體通過氣體分布板而由出氣口噴出時，不會受到冷卻管道或冷卻管道的周邊裝置所干擾，可避免氣流與熱能的傳遞受到干擾，且因此可使所沉積的薄膜具有優(yōu)良的均勻度。

附圖說明

圖1A是依照本發(fā)明一實施例所繪示的氣體分布板的剖面示意圖。

圖1B是圖1A的氣體分布板的俯視圖。

圖2是依照本發(fā)明一實施例所繪示的薄膜沉積系統(tǒng)的腔室內(nèi)部的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

10：板體

10a：進氣面

10b：噴灑面

12：氣體管道

12a：進氣口

12b：出氣口

14：冷卻管道

14a：入口

14b：出口

16：蓋板

18：接著物

20：加熱板

22：工件

24：氣流

100：氣體分布板

200：反應(yīng)腔室

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

本發(fā)明為有關(guān)于一種可用于薄膜沉積系統(tǒng)中且具有冷卻裝置的氣體分布板。所使用的冷卻裝置可有效冷卻氣體分布板，且不致于影響從氣體分布板所噴出的氣體。此氣體分布板可應(yīng)用于有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、等離子體化學(xué)氣相沉積法(PECVD)、超高真空化學(xué)氣相沉積(UHVCVD)、原子層化學(xué)氣相沉積(ALCVD)等薄膜沉積方法，本發(fā)明對此并不特別限定。

下文中參照隨附圖式來更充分地描述本發(fā)明實施例。然而，本發(fā)明可以多種不同的形式來實踐，并不限于文中所述的實施例。以下實施例中所提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”等，僅是參考附加圖式的方向，因此使用的方向用語是用來詳細說明，而非用來限制本發(fā)明。此外，在圖式中為明確起見可能將各對象的尺寸以及相對尺寸作夸張的描繪。

圖1A是依照本發(fā)明一實施例所繪示的氣體分布板的剖面示意圖。圖1B是圖1A的氣體分布板的俯視圖。請同時參照圖1A與圖1B，氣體分布板100配置于薄膜沉積反應(yīng)腔室(未繪示)中。氣體分布板100包括板體10以及蓋板16。板體10具有進氣面10a以及相對于進氣面的10a的噴灑面10b。載流氣體經(jīng)由板體10的進氣面10a進入板體10，且于板體10的噴灑面10b噴出。板體10的材料包括金屬，例如鋁、銅、鋼或其組合。板體10的形狀可以如圖1B所示為方形的設(shè)計，但本發(fā)明不限于此。在其他實施例中，也可依照實際需求來設(shè)計板體10的形狀，例如可將板體10設(shè)計為圓形或不規(guī)則形狀。

請繼續(xù)參照圖1A與圖1B，為了將載流氣體從反應(yīng)源均勻的噴灑至反應(yīng)腔室且確保氣體分布板的溫度處于可操作的范圍，在板體10中設(shè)置了多個氣體管道12及冷卻管道14。

氣體管道12主要用于傳遞載流氣體且將載流氣體均勻地分布于反應(yīng)腔室中。氣體管道12設(shè)置在板體10中，且貫穿板體10。氣體管道12包括位于進氣面10a處的進氣口12a以及位于噴灑面10b處的出氣口12b。在本實施例中，氣體管道12以陣列排列的方式分布于板體10中，但本發(fā)明不限于此。在其他實施例中，氣體管道12也可以是以任何有助于氣體均勻分布于反應(yīng)腔室中的方式分布于板體10中。此外，在本實施例中，所有的氣體管道12具有相同的孔徑，但本發(fā)明不限于此。在其他實施例中，這些氣體管道12可具有不同的孔徑，且通過使氣體流經(jīng)具有不同孔徑的氣體管道12可達成所需的氣體分布狀況。

冷卻管道14的主要作用為冷卻板體10。冷卻管道14設(shè)置在板體10中，且暴露于板體10的進氣面10a。如圖1A所示，冷卻管道14設(shè)置在板體10的上側(cè)(進氣面10a)處。冷卻管道14包括入口14a與出口14b。用來冷卻板體10的冷卻流體可自入口14a流過冷卻管道14而自出口14b流出。如圖1B所示，冷卻管道14可以是以圍繞氣體管道12且不會使冷卻流體流入氣體管道12的方式配置。此外，在本實施例中，冷卻管道為單一管道，而冷卻流體從單一管道的入口流向出口，但本發(fā)明不限于此。在另一實施例中，板體10中可以具有多個冷卻管道，而冷卻流體分別從這些管道的入口流向出口。冷卻流體可以包括氣體、液體或其組合。舉例來說，冷卻流體可以為水或硅膠油。

由于冷卻管道14設(shè)置在板體10的進氣面10a處，因此即使冷卻管道14在操作期間有所損壞，冷卻管道14中的冷卻流體也不會流到反應(yīng)腔室中，可避免冷卻流體進入反應(yīng)腔室進而污染反應(yīng)腔室或工件的情形發(fā)生。

此外，蓋板16設(shè)置在冷卻管道14的上方。蓋板16的作用主要在于密封冷卻管道14，避免冷卻流體滲出。蓋板16的形狀主要是對應(yīng)冷卻流道14而設(shè)計，但不以此為限。在一實施例中，蓋板16的材料包括金屬，例如鋁、銅、鋼或其組合。此外，蓋板16的材料可以與板體10的材料相同。

蓋板16通過接著物18固接于板體10以密封冷卻管道。接著物18主要是配置于蓋板16的兩側(cè)。如圖1B所示，接著物18的配置位置可位于蓋板的轉(zhuǎn)角處。在另一實施例中，接著物可以是連續(xù)的配置于所有蓋板16的兩側(cè)，但不以此為限。在一實施例中，蓋板18可以是以焊接的方式與板體10固接，此時接著物18即為用以焊接的焊料。

圖2是依照本發(fā)明一實施例所繪示的薄膜沉積系統(tǒng)的反應(yīng)腔室內(nèi)部的示意圖。請參照圖2，本發(fā)明的氣體分布板100應(yīng)用至薄膜沉積系統(tǒng)的反應(yīng)腔室200中。薄膜沉積系統(tǒng)的反應(yīng)腔室200中具有氣體分布板100、加熱板20與工件22。在薄膜沉積系統(tǒng)中，載流氣體從氣體源到達氣體分布板100的進氣面10a，再經(jīng)由氣體管道12從氣體分布板100的噴灑面10b產(chǎn)生氣流24而分布于真空反應(yīng)腔室中，使載流氣體與其它反應(yīng)氣體混合，并在經(jīng)加熱器20加熱的工件22上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以進行薄膜成長。

由圖2的示意圖可以得知，在此實施例中，由于冷卻管道14以及蓋板16設(shè)置于氣體分布板100的進氣面10a處，因此，氣體分布板100的噴灑面10b相對于進氣面10a可較為平整。因此，當(dāng)自氣體分布板100噴出的氣流24被冷卻管道14、蓋板16以及接著物18所干擾。由于所噴出的氣流24的流場不被干擾，所以反應(yīng)氣體可更均勻地分布至被加熱的工件22上并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來成長薄膜，且因此可得到均勻度高的膜厚。

此外，在鍍膜工藝中，當(dāng)冷卻管道及蓋板設(shè)置于氣體分布板靠近真空腔室的表面時，冷卻管道及蓋板常會因等離子體的離子撞擊而受到破壞，導(dǎo)致冷卻流體進入真空腔室中，因此污染真空腔室或工件。在本實施例中，由于冷卻管道14以及蓋板16設(shè)置于氣體分布板100的進氣面10a處，因此可以有效地避免冷卻管道14以及蓋板16受到等離子體的離子撞擊。

綜上所述，本發(fā)明通過將冷卻管道設(shè)置于板體的進氣面處，因此可避免對于工藝氣體的氣流干擾，而使所得到的薄膜具有優(yōu)良的均勻度。

此外，由于冷卻管道設(shè)置于板體的進氣面處，因此可以減少因受到等離子體離子撞擊而損壞的情況發(fā)生。

再者，本發(fā)明的設(shè)計使經(jīng)由氣體分布板所輸出的工藝氣體分布更為均勻，因此可提升工藝良率，以及提高氣體分布板的維護便利性。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行 了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。