專利名稱：用以制造半導(dǎo)體裝置的化學(xué)氣相沉積設(shè)備的噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求2002年4月10日提交的專利號(hào)為2002-19448的韓國(guó)專利的權(quán)益，在此引用該專利作為參考。
作為半導(dǎo)體裝置的晶片通常利用化學(xué)氣相沉積(CVD，ChemicalVapor Deposition)的方法于反應(yīng)室中進(jìn)行處理。反應(yīng)氣體通常透過(guò)噴頭由一供應(yīng)裝置(未圖示)注入反應(yīng)室中，以對(duì)裝載于反應(yīng)室中的晶片表面進(jìn)行處理。
隨著晶片尺寸變大，均勻地處理晶片表面也變得更為困難。為了解決這個(gè)問(wèn)題，處理晶片表面所用的氣體利用噴頭注入反應(yīng)室中。因?yàn)閲婎^，氣體得以均勻地分布于反應(yīng)室中，如此便可以在晶片表面上進(jìn)行一均勻的CVD過(guò)程。


圖1A及1B為一CVD反應(yīng)室及一用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD反應(yīng)室中噴頭的橫剖面圖。在圖1A及1B中，一狹縫閥60形成于反應(yīng)室10的側(cè)壁，使得晶片50可進(jìn)出反應(yīng)室10。如狹縫閥60打開(kāi)，晶片50由外界傳入反應(yīng)室10中，然后裝載于基座40上?；?0可借著一驅(qū)動(dòng)裝置45而上下移動(dòng)。一加熱器(未圖示)設(shè)置于基座40中用來(lái)加熱晶片50。如前所述，反應(yīng)氣體透過(guò)噴頭70注入反應(yīng)室10。噴頭70包含一具有多個(gè)穿過(guò)底板75的注入孔h的噴頭本體70a與一向其連接的氣體供應(yīng)管70b。處理晶片50表面所用的氣體透過(guò)氣體供應(yīng)管70b輸入噴頭本體70a，然后再透過(guò)多個(gè)注入孔h注入晶片50上的空間。最后，氣體借著一排氣管80排出反應(yīng)室10外。噴頭70連接到一射頻(RF，Radio Frequency)電源(power supply source)來(lái)同時(shí)作為一等離子體電極，而基座40是接地的。
圖2A及2B為依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的典型噴頭的橫剖面圖且特別放大了噴頭70的底板75的橫剖面。在圖2A中，注入孔h有一入口I及一出口O且入口I的直徑D1小于出口O的直徑D2。因此，注入孔h為圖2A所示的漏斗形狀。如此，當(dāng)流動(dòng)氣體通過(guò)注入孔h的出口O時(shí)，其通過(guò)注入孔h的速度會(huì)減慢，然后再注入晶片50上的空間。因?yàn)槌隹贠有一比入口I大的直徑D2，所以兩相鄰入口I之間的距離A1會(huì)大于兩相鄰出口O之間的距離A2。因此，如果噴頭70的溫度因基座40中的加熱器(未圖示)或射頻電源而上升，則噴頭70的底板75可能會(huì)如圖2B般變形。換言之，因?yàn)榈装?5頂端與底端部分之間的寬度差異可能會(huì)造成底板75的熱變形。如果熱變形發(fā)生于底板75，熱應(yīng)力便會(huì)累積于噴頭70中，而噴頭70與晶片50之間的距離可能會(huì)不一致。因此，晶片50無(wú)法于其整個(gè)表面進(jìn)行均勻的處理。此外，因?yàn)槌隹贠的直徑D2大于入口I的直徑D1，如此當(dāng)氣體流過(guò)出口O時(shí)其速度減慢，所以氣體無(wú)法到達(dá)遠(yuǎn)離注入孔h的區(qū)域。因之，氣體無(wú)法均勻地分布于反應(yīng)室10中。另外，因?yàn)槌隹贠的直徑D2相當(dāng)大，所以對(duì)于借緊密形成注入孔來(lái)增加氣體注入的有效面積會(huì)造成限制。此外，噴頭70的重量亦會(huì)因未鉆注入孔的區(qū)域而增加。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為提供一種用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，在其中配置有多個(gè)漏斗型的第一注入孔與多個(gè)倒漏斗型的第二注入孔穿透一底板，以避免該底板的熱變形與增加氣體注入的有效面積。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為提供一種用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，在其中形成多個(gè)注入孔穿透一底板，該注入孔的入口與出口之間有一通道，且該入口與出口的直徑相等。
其它本發(fā)明的特征與優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在接下來(lái)的描述中提出，借著下述說(shuō)明本發(fā)明將可更容易了解，或者可借由實(shí)行本發(fā)明而學(xué)習(xí)。本發(fā)明的組件與其它優(yōu)點(diǎn)借著接下來(lái)的說(shuō)明與權(quán)利要求及附圖所指出的結(jié)構(gòu)將可了解與獲得。
為了要達(dá)到這些以及其它關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，做為例示性與廣泛說(shuō)明性，一種用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，包含一氣體供應(yīng)管；一具有一底板的噴頭本體，該噴頭本體連接至該氣體供應(yīng)管，該底板具有多個(gè)穿透該底板的第一注入孔與第二注入孔，其中該第一注入孔的入口直徑小于該第一注入孔的出口直徑，該第二注入孔的入口直徑大于該第二注入孔的出口直徑，且該第二注入孔與該第一注入孔交替地配置。任選四個(gè)該第一注入孔作為一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，則該第二注入孔位于該正方形的中心點(diǎn)。該第一與第二注入孔為漏斗形狀。
另一種用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，包含一氣體供應(yīng)管；一具有一底板的噴頭本體，該噴頭本體連接至該氣體供應(yīng)管，該底板具有多個(gè)穿透該底板的注入孔，其中該注入孔的入口直徑等于該注入孔的出口直徑，且該入口通過(guò)一通道連接至該出口，該通道配置于該入口與該出口之間，且具有一小于該入口與該出口的直徑。
此處應(yīng)了解前述的一般說(shuō)明與接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明皆為例示性與說(shuō)明性，其是為了提供本發(fā)明更進(jìn)一步的說(shuō)明以主張權(quán)利。
在本發(fā)明中，所有圖中相同的符號(hào)代表與圖1A到1B與圖2A到2B中相同的組件或功能。所以在此省略相同組件與功能的說(shuō)明。
圖3A到3B為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴頭的橫剖面圖。在圖3A到3B中，一本發(fā)明第一實(shí)施例的噴頭本體70a不像圖2A到2B中典型的噴頭本體，其具有兩種不同的注入孔。即是，一第一注入孔h1與一第二注入孔h2穿過(guò)圖1A中噴頭本體70a的底板75而形成。第一注入孔h1為一漏斗形狀，其入口I1的直徑D3小于出口O1的直徑D4，而第二注入孔h2為一倒漏斗形狀，其入口I2的直徑D5大于出口O2的直徑D6。如圖3A所示，第一注入孔h1與第二注入孔h2交替的配置。即，任選四個(gè)第一注入孔h1作為矩形T1的四個(gè)頂點(diǎn)，則第二注入孔h2必位于矩形T1的中心點(diǎn)。因此，任選四個(gè)第二注入孔h2也會(huì)形成一第一注入孔h1位于中心點(diǎn)的矩形T2。較佳的狀況是第一注入孔h1與第二注入孔h2分別形成一正方形。因此，第一注入孔h1的入口I1和與第一注入孔h1鄰接的第二注入孔h2的入口I2之間的寬度A3會(huì)等于第一注入孔h1的出口O1和與第一注入孔h1鄰接的第二注入孔h2的出口O2之間的寬度A4。
因此，即使當(dāng)噴頭本體70a產(chǎn)生熱膨脹時(shí)，底板75也不會(huì)變形。此外，一部份用來(lái)處理晶片50表面的工藝氣體被注入晶片50上的區(qū)域，因?yàn)楫?dāng)流動(dòng)氣體通過(guò)出口O1較入口I1大的第一注入孔h1時(shí)，其速度減慢。其余的氣體則可被注入離晶片50較遠(yuǎn)的區(qū)域與晶片50上的區(qū)域，因?yàn)楫?dāng)流動(dòng)氣體通過(guò)出口O2較入口I2小的第二注入孔h2時(shí)，其速度會(huì)變快。另外，因?yàn)榕c現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)施例在相同大小面積里可形成較多數(shù)目的注入孔，所以可增加氣體注入的有效面積且可減少噴頭70的重量。
圖4為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的噴頭的橫剖面圖。在圖4中，底板75的注入孔h具有相同直徑大小的入口I與出口O。即，注入孔h入口I的直徑D7等于注入孔h出口O的直徑D8。在入口I與出口O之間有一通道S，其直徑小于入口I與出口O。雖然與現(xiàn)有技術(shù)相比，第二實(shí)施例中氣體注入的有效面積并沒(méi)有增加，但因?yàn)閮上噜徣肟贗之間的寬度A5等于兩相鄰出口O之間的寬度A6，所以可以避免底板75的熱變形。此外，因?yàn)榕c現(xiàn)有技術(shù)相比，底板75未包含注入孔h的面積減少，所以可以減輕噴頭70的重量。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樽⑷肟變上噜徣肟谥g的寬度等于兩相鄰出口之間的寬度，所以即使當(dāng)噴頭本體70a在遭受熱應(yīng)力時(shí)，也可以避免底板75的熱變形。因此，可以在晶片的整個(gè)表面上均勻地沉積薄膜。此外，具有如本發(fā)明第一與第二實(shí)施例所制作注入孔的噴頭70能夠均勻地分散工藝氣體到整個(gè)反應(yīng)室，包含離底板75較遠(yuǎn)的區(qū)域與晶片上的區(qū)域。另外，因?yàn)榕c現(xiàn)有技術(shù)相比，可形成更多的注入孔穿過(guò)底板75，所以可以增加氣體注入的有效面積并減輕噴頭70的重量。
很明顯地，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不離開(kāi)本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改與變化。因此所有與權(quán)利要求意義相等的變化均應(yīng)包含于本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1.一種用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，其特征在于包含一氣體供應(yīng)管；一具有一底板的噴頭本體，所述噴頭本體連接至所述氣體供應(yīng)管，所述底板具有多個(gè)穿透所述底板的第一注入孔與第二注入孔，其中所述第一注入孔的入口直徑小于所述第一注入孔的出口直徑，所述第二注入孔的入口直徑大于所述第二注入孔的出口直徑，且所述第二注入孔與所述第一注入孔交替地配置。
2.如權(quán)利要求1所述的用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，其特征在于任選四個(gè)所述第一注入孔作為一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，則所述第二注入孔位于所述正方形的中心點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，其特征在于所述第一與第二注入孔為漏斗形狀。
4.一種用以制造半導(dǎo)體裝置的CVD設(shè)備的噴頭，其特征在于包含一氣體供應(yīng)管；一具有一底板的噴頭本體，所述噴頭本體連接至所述氣體供應(yīng)管，所述底板具有多個(gè)穿透所述底板的注入孔，其中所述注入孔的入口直徑等于所述注入孔的出口直徑，且所述入口通過(guò)一通道連接至所述出口，所述通道配置于所述入口與所述出口之間，且具有一小于所述入口與所述出口的直徑。
全文摘要
一種用以制造半導(dǎo)體裝置的化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備的噴頭，包含一氣體供應(yīng)管；一具有一底板的噴頭本體，所述噴頭本體連接至所述氣體供應(yīng)管，所述底板具有多個(gè)穿透所述底板的第一注入孔與第二注入孔，其中所述第一注入孔的入口直徑小于所述第一注入孔的出口直徑，所述第二注入孔的入口直徑大于所述第二注入孔的出口直徑，且所述第二注入孔與所述第一注入孔交替地配置。
文檔編號(hào)B05B1/00GK1450598SQ0312095
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者李承善, 徐現(xiàn)模 申請(qǐng)人:周星工程股份有限公司