一种用于半导体晶片处理系统中喷头的双气体面板 |
|||||||
申请号 | CN200520114897.7 | 申请日 | 2005-07-27 | 公开(公告)号 | CN2848367Y | 公开(公告)日 | 2006-12-20 |
申请人 | 应用材料有限公司; | 发明人 | S·P·乌姆托; L·C-L·雷; A·N·源; S·H·乔; H·D·源; | ||||
摘要 | 本实用新型提供了一种用于 半导体 晶片 处理系统喷头的面板。面板具有多个气体通道,以向处理区域提供多种气体,并且这些气体在到达处理腔内的处理区域前不会混合。喷头包括一个面板和一个气体分配 歧管 装置。面板限定了多个第一气体孔,用来运输第一气体,把它们从歧管装置通过面板送到处理区域。面板还限定了多个通道,用来把多个第二气体孔连接到一个从歧管装置接收第二气体的圆周形气室。面板和歧管装置均由基本上为固体的镍成分制成。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于半导体晶片处理系统的面板,其特征在于所述面板包 括: |
||||||
说明书全文 | 技术领域本发明涉及半导体晶片的处理系统,更具体地是涉及一种气体分 配喷头,用来向半导体晶片处理系统中的反应腔提供至少两种处理气 体。 背景技术半导体晶片处理系统一般包括一个具有底座的处理腔,所述底座 在靠近一个处理区域的地方支撑一个位于所述处理腔内的半导体晶 片。所述处理腔形成一个真空封装,部分地限定了所述处理区域。一 个气体分配装置或者喷头为所述处理区域提供一种或多种处理气体。 然后加热所述气体,和/或为所述气体提供能量以形成等离子体,所述 等离子体在晶片上执行某些处理。这些处理程序可包括在晶片上沉积 一个薄膜的化学气相沉积(CVD)或者从晶片上去除材料的蚀刻反应。 在需要多种气体的处理过程中,这些气体通常在一个混合腔中进 行混合,该混合腔再通过一个管道连接到喷头。例如,在利用四氯化 钛(TiCl4)和氨(NH3)作为处理气体的氮化钛沉积过程中,这两种 处理气体与它们各自的载气(如氦气和氢气)一起供应到一个混合腔 中,所述气体在这里被混合成一种气态混合物。气态混合物然后通过 一个管道连接到一个包括多个孔的分配板,以使气态混合物均匀地分 配到反应区域中。当气态混合物进入处理区域并利用能量对其进行激 发时,在四氯化钛和氨气之间发生化学反应,以使四氯化钛与氨气发 生化学反应(例如,TiCL4被NH3还原)从而生成氮化钛。氮化钛在化 学气相沉积反应中被沉积到晶片上。 其他的双气体化学气相沉积反应包括:四二乙基氨基钛的热分解 物(TDEAT)与氨气混合生成氮化钛;四二甲基氨基钛的热分解物 (TDMAT)与氨气或一种氮氢混合物一起混合生成氮化钛;或者使用氢 气(H2)还原六氟化钨(WF6)产生钨。在所有这些情况中以及其他任 何需要两种或多种气体来处理晶片的情况中,需要将多种气体均匀地 供应给反应区域。 虽然在气体释放进反应区域前对其进行混合一般有利于保证气体 能够均匀地分配到反应区域,但是这些气体在混合腔内就可能开始发 生还原反应或者发生其他反应。因此,在气态混合物到达反应区域之 前,可能会沉积或蚀刻混合腔、管道和其他的腔元件。此外,反应副 产物可能会聚集在腔气体传送元件上。 在关于气体流出分配板进入反应区域前,保证气体在独立的通道 的一项成果中,1997年1月21日发布的美国专利号5,595,606(简称 “专利′606”)中公开了一种多块叠层(multiple block stack),其形成一 个喷头,该喷头在两种气体流出分配板进入反应区域前将它们保持在 独立的通道中。因此,气体在到达反应区域接近晶片之前不会相互混 合或反应。 图14描述了专利′606中的现有技术的喷头50的一个剖视图。喷 头50包括顶部块58、中部块60和底部块62。喷头50具有第一组气 体通道54a、54b、54c(总称为通道54),和第二组气体通道52a、52b 和52c(总称为通道52)。通道52、54以保持通道独立的方式从顶部 块58分支到底部块62。气体通过端口64提供给通道52,通过端口72 提供给54。使用了形成于中部块60中的歧管80和82来对通道52和 54进行分支。特别地,通道52通过歧管80进行分支,通道54通过歧 管82进行分支 在底部块62靠近气体出口78的位置提供了一个冷却剂通道84, 用来冷却气体出口78。这样,喷头50的温度被保持在处理气体的液化 温度以下,例如,对于TDEAT来说低于40℃。 块58、60和62,一个一个地堆叠在一起,在块58、60和62之间 放置了O形环90以密封喷头50中的气体。尽管这种O形环90可以 有效地保证气体不会泄漏到喷头之外,但在保证气体不在喷头内部混 合方面的效果不好,因为气体通道52和54之间在各个块连接处会发 生气体泄漏。这种混合破坏了双气体通道装置的目的,也就是说,气 体在流出底部块62进入处理区域之前未被完全隔离。此外,由于处理 腔内存在O形环,那么就存在O形环材料破损的可能,从而污染处理 腔,更严重的是可能污染晶片表面。 2000年授予Umotoy等人的美国专利号6,086,677中,提供了一种 面板(faceplate),其由铝制成,并镀有深度为0.2到0.4密耳的镍。在 面板中的各种空穴和通路的内部镀镍的处理工艺是昂贵的。此外,镀 镍合成物在较高的处理温度会分解。例如已经观察到,在处理温度高 于340℃时,镀镍层就会开始分解。在一些化学气相沉积处理步骤中, 处理区域的温度可以高达375℃。 因此,需要有一种喷头,其将至少两种气体传送到反应区域中, 并且在到达反应区域之前不会混合气体。此外,需要一种喷头结构, 其在喷头内不需要橡胶或者柔软的O形环来密封气体。而且,还需要 一种双气体面板,其由一种能够承受340℃以上处理温度的固体镍 (solid nickel)成分制成。 发明内容本实用新型的目的是提供一种用于半导体晶片处理系统中喷头的 双气体面板,并且使用一种能够承受340℃以上处理温度的固体镍成分 制成双气体面板。其中的喷头能够将至少两种气体传送到反应区域中, 并且在到达反应区域之前不会混合气体,并且在喷头内不需要橡胶或 者柔软的O形环来密封气体。 本文所描述的用于半导体晶片处理系统的面板和喷头克服了现有 技术的一些缺点。在至少一个实施例中,提供了一种用于半导体晶片 处理系统的面板。所述面板包括一个第一气体分配板,其与一个第二 气体分配板相连,所述第一气体分配板和所述第二气体分配板均由一 种固体镍成分(solid nickel component)制成,其中:所述第一气体分 配板和所述第二气体分配板均包括多个第一孔,所述第一孔以对准方 式延伸穿过所述第一气体分配板和所述第二气体分配板;所述第二气 体分配板包括穿过其底部形成的多个第二孔以及在其上部形成的多个 互连通道,所述互连通道位于所述多个第二孔的上方;所述第一气体 分配板具有一个凹进的下表面,当其连接到所述第二气体分配板时就 形成一个圆周形空穴,以致所述第二气体分配板的所述互连通道与所 述多个第二孔和所述圆周形空穴流体连通,从而形成一个贯穿所述面 板的第一流动路径,其与由所述多个第一孔形成的第二流动路径相隔 离。进一步地,所述第二气体分配板中的所述互连通道被制成一种交 叉图案。所述互连通道被切割,以在所述第二气体分配板的上部形成 方形凸起。所述第一气体分配板与所述第二气体分配板之间的连接是 通过将第一气体分配板铜焊到第二气体分配板来实现的。当所述第一 气体分配板和所述第二气体分配板铜焊在一起后,穿过所述第一气体 分配板和所述第二气体分配板的所述多个第一孔被钻成。 在至少另一个实施例中,提供了一种用于半导体晶片处理系统的 喷头。所述喷头包括一个具有整体式结构的面板,其由一种固体镍成 分制成,其中:所述面板包括一个第一气体分配板和一个第二气体分 配板,所述第一气体分配板和所述第二气体分配板均具有多个第一孔, 所述第一孔以对准方式延伸穿过其中;所述第二气体分配板包括穿过 其底部形成的多个第二孔以及在其上部形成的多个互连通道,所述互 连通道位于所述多个第二孔的上方;且所述第一气体分配板具有一个 凹进的下表面,当其连接到所述第二气体分配板时就形成一个圆周形 空穴,以致所述第二气体分配板的所述互连通道与所述多个第二孔和 所述圆周形空穴流体连通,从而形成一个贯穿所述面板的第一流动路 径,其与由所述多个第一孔形成的第二流动路径相隔离;以及一个与 所述面板相连的气体分配歧管装置,其用于向所述第一气体分配板中 的所述第一气体孔供应第一气体,向所述第二气体分配板中的所述通 道供应第二气体。进一步地,一个冷却板被装配在所述气体分配歧管 装置上。所述第二气体分配面板中的所述互连通道被制成一种交叉图 案,且所述互连通道被切割,以在所述第二气体分配板的上部形成方 形凸起。所述方形凸起延伸进所述内部气体分配空穴中,以形成一个 贯穿其中的流动路径。所述面板是通过将所述第一气体分配板铜焊到 所述第二气体分配板形成的。所述气体分配歧管进一步包括一个圆柱 形的第一气体通道,其向所述第一气体分配板中的所述多个第一气体 孔提供所述第一气体。所述气体分配歧管进一步包括一个具有环形空 穴的第二气体通道,以及从供应所述第二气体的所述环形空穴中延伸 到所述圆周形气室的径向通道。 在另一个实施例中,喷头包括一个面板,其具有一个下气体分配 分配板,所述下气体分配板与一个上气体分配板相连,其中:所述下 气体分配板和所述上气体分配板均由一种固体镍成分制成;且所述面 板具有多个第一气体孔和多个第二气体孔,其中所述第一气体孔以对 准方式穿过所述下气体分配板和所述上气体分配板,而所述第二气体 孔延伸穿过所述下气体分配板,进入多个互连通道中,所述互连通道 与一个圆周形气室(plenum)相连,所述圆周形气室与延伸穿过所述 上气体分配板的第三气体孔相连;以及一个与所述面板相连的气体分 配歧管装置,其用于向所述上气体分配板中的所述第一气体孔供应第 一气体,向所述第三气体孔和所述下气体分配板中的通道供应第二气 体。进一步地,所述下气体分配板中的所述互连通道被制成一种交叉 图案。所述互连通道被切割,以在所述第二气体分配板的上部形成方 形凸起。所述面板是通过将所述上气体分配板铜焊到所述下气体分配 板而形成的。所述气体分配歧管进一步包括一个圆柱形的第一气体通 道,其向所述上气体分配板中的所述多个第一气体孔供应所述第一气 体;和一个具有环形空穴的第二气体通道,以及从供应所述第二气体 的所述环形空穴中延伸到所述圆周形气室的径向通道。当所述上气体 分配板和所述下气体分配板铜焊在一起后,穿过所述上气体分配板和 所述下气体分配板的所述多个第一孔被钻成。所述固体镍成分包括镍 200系列材料。在所述第一孔之间的所述上气体分配板的一部分被铜焊 到所述下气体分配板的所述方形凸起的一个上表面,其中所述第一孔 是穿过所述上气体分配板形成的。 本实用新型的喷头克服了现有技术中的一些缺点。所述喷头的设 计阻止了对混合腔、管道和其他腔组件的沉积或蚀刻,或者使对混合 腔、管道和其他腔组件的沉积或蚀刻最小化。此外,可减少聚集在腔 气体传送元件上的反应副产物。 附图说明 结合附图参考下面的详细描述,可以更容易地理解本发明的原理, 其中所述附图包括: 图1是一个包含本发明喷头的半导体晶片处理反应器的示意性剖 视图。 图2是一个下气体分配板的顶视图。 图3是沿图2中的剖切线3-3截取的下气体分配板的局部剖视图。 图4是下气体分配板一个局部的详细顶视图。 图5是沿图4中剖切线5-5截取的下气体分配板一个局部的详细剖 视图。 图6是一个上气体分配板的顶视图。 图7是沿图6中的剖切线7-7截取的上气体分配板一个局部的剖视 图。 图8是图7中上气体分配板一个局部的分解剖视图。 图9是一个剖视图,描述了形成本发明喷头面板的上气体分配板 和下气体分配板的装配部分。 图10是一个气体分配歧管装置的顶视图。 图11是沿图10中剖切线11-11截取的气体分配歧管装置的剖视 图。 图12是气体分配歧管装置的底视图。 图13是喷头的一个替换实施例的一部分的剖视图。 图14是一个现有技术的双气体喷头的分解剖视图。 为了便于理解,尽可能使用相同的参考标记来标识各个附图中的 共同部件。 具体实施方式图1是一个示例性的半导体晶片处理反应腔100的示意性剖视图, 该反应腔100使用了本发明的喷头114。反应腔100定义了一个处理区 域104,其可被用来在晶片表面上沉积材料,或者用来从其中蚀刻材料。 衬底106(例如一个半导体晶片)被保持为紧接于处理区域104,并被 支撑在底座108的上表面上。底座108可以在反应腔100内垂直运动 (如箭头110所示),从而可以将底座降低到某一位置,以使衬底106 能够通过阀门缝隙(slit valve)112移走。当底座108处于所述低位置 时,一个新的衬底106可以被放到底座108上。然后如图所示,底座 108被升高进一个处理位置,其将晶片106紧接于处理区域104放置。 通过喷头114供应处理气体。在本发明的这个优选实施例中,使用了 多种气体来处理晶片,例如使用两种气体,即处理气体1(例如,四氯 化钛TLCL4)和处理气体2(例如,氨NH3)。这些气体形成了一种处 理晶片(例如在晶片上形成沉积物或者对晶片进行化学蚀刻)所需的 气态混合物。来自相应气体源116和118的处理气体分别通过阀门120 和122供应给管道124和126,管道124和126通过反应腔100的壁 128向上到达喷头114。喷头114形成了反应腔100的盖子。 喷头114包括一个面板130和一个气体分配歧管132。气体分配歧 管132具有两个分别与管道124和126相连的管道134和136,其中管 道124和126通过处理腔的壁128来运送气体。位于喷头114与反应 腔100的壁128的分界面138处的管道,被O型环140和142有效地 密封,O型环140和142分别包围着管道124和126。将第一处理气体 通过管道134提供给一个圆柱形腔144,圆柱形腔144将第一气体分配 到面板130。将第二处理气体通过管道136提供给一个环形腔146,环 形腔146将第二气体分配到面板130。 面板130包括多个气体通道,用来把多种气体引入处理区域104 中,而且这些气体在到达反应区域104前不会混合。在一个或者多个 实施例中,面板130包括一个下气体分配板148和一个上气体分配板 150。这两个板148和150均包括多个通道和孔,它们为两种处理气体 进入处理区域104限定了两个不同的通道。下面将参照对于下气体分 配板148的图3-图5、对于上气体分配板150的图6-图8来详细描 述通道和孔的具体布局。为了在不将O型圈用作通道与孔之间的密封 的情况下限定这些通道,上气体分配板150和下气体分配板148彼此 熔焊在一起,从而形成整体式的面板130。面板130优选栓接于(使用 多个螺栓)气体分配歧管132。面板130和歧管132的每个啮合面均为 1-3mm的平面。因此,这些元件在未使用O型圈的情况下被拴接在一 起,而且建立了一个避免气体混合的有效密封。面板130和歧管装置 132由可承受340℃以上温度的固体镍金属制成,例如固体Ni 200的系 列材料(series material)。 图2是下气体分配板148的顶视图。图3是沿图2中剖切线3-3 截取的下气体分配板148的局部剖视图。图4是图2中下气体分配板 148的一个部分的详细顶视图。图5是沿图4中的剖切线5-5截取的详 细剖视图。为了更好的理解下气体分配板148,读者应该同时参考图2 -图5。 参考图2-图5,下气体分配板148的平面视图是园形或者类似圆 盘形的。下气体分配板148具有一个中央入口区域200,和一个圆周边 缘202。优选地,边缘202的厚度为约2.5mm,而中央入口区域200 的厚度为约1.21cm。中央入口区域200由边缘202的宽度决定,该宽 度为约2.54cm。中央入口区域200包括两组孔204和206。每个孔204、 206与相邻孔的中线距为约6.35mm。一般地,用于第一气体的孔206 (例如,用于TiCl4的孔为0.025英寸)与用于第二气体的孔204(例 如,用于NH3的孔)的尺寸大致相同。 优选地,有大约700个孔204和206用于让每一种气体流出下气 体分配板148。然而,设计者可以基于处理条件选择用于每种气体的孔 的尺寸和数量。在这方面,孔的尺寸根据气体流速、气体压力、气体 种类、腔压力等条件而不同。整个面板表面上的孔的尺寸也可以不同, 以致气体通过孔的流速与孔在面板130上的位置有关。 用于第一气体的孔206延伸穿过中央入口区域200,并扩大成孔 210。或者,在两个板148和150焊接在一起后,孔208和210被钻成 (drill)。中央入口区域200被切成一个宽3.173mm、深9.525mm的 凹槽或通道208。通道208与水平方向的夹角为45°(如直线201所示), 并且被布置在孔204之上。通道208被切成一个“交叉(criss-cross)” 图案,当将其在它的上端开口包围起来时就形成一个用于第二气体的 气体歧管。因此,在形成通道208后,方形凸起212(如图4所示)就 留在孔206的周围。方形图案(即4个相等的边以及4个直角)比钻 石形的岛状图案容易加工,而且方形切口遗留的毛刺要少于钻石形切 口遗留的毛刺。 图6是上气体分配板150的顶视图。图7是沿图6中的剖切线7-7 线截取的板150的剖视图。图8是图7中的板150的一个部分的分解 剖视图。参照图6-图8,上气体分配板150有一个外沿(边缘支撑600), 装配时,该外沿连接并放置在下气体分配板148的边缘202上。上气 体分配板150的中央是一个凹进部分602。凹进部分602与下气体分配 板148上的凸出的中央入口区域200基本匹配,以致上板150与下板 148相互配合(interfit)。上气体分配板150包括多个位于中央的孔604, 孔604的直径为约1.6mm,而且这些孔与下气体分配板148中的用于 第一气体的孔210对准。此外,在靠近上气体分配板150的边缘、但 在边缘支撑600内侧处,有多个孔606,它们用于向下气体分配板148 上的通道208传送气体。在上气体分配板150上具有约700个孔,它 们与第一气体孔206的布局和它们在下气体分配板148上相对应的扩 孔210完全匹配。为下气体分配板148上通道208提供气体的气体分 配孔606被布置在上气体分配板150的外围附近,这里有8个孔,每 个孔的直径大约为6.35mm。 图9是面板130一个部分的装配图。为了装配面板130,应该使下 气体分配板148和上气体分配板150的表面均匀至1-3mm之内。为了 焊接这些镍板,邻接的表面需要涂敷富硅铝(silicon-rich aluminum)。 然后,将下气体分配板148和上气体分配板150相互夹紧,并将这一 组件放入熔炉中,气体分配板148和150在此相互熔合。这样,这两 个板就形成了一个单一的(即整体式的)元件,也就是面板130。另一 种可选的方式是,每个气体分配板148和150均由一种固体镍成分制 成,然后再通过铜焊焊接在一起。在这两个示例中,都没有使用O形 环来将气体保持在面板130中或者维持气体隔绝。 下板148和上板150在边缘202和边缘支撑600的接合处焊接在 一起。特别地,边缘202和边缘支撑600在外沿902处焊接在一起, 从而形成了一个充分的密封,以将所有气体保持在面板130内。此外, 上气体分配板150与下气体分配板148的边缘202形成一个圆周形气 室900,为形成于下气体分配板148中的气体通道208提供气体。孔 606为圆周形气室900供应气体。上气体分配板150形成了气体通道 208的顶部,以致形成截面为相同矩形的通道208,用以将第二处理气 体分配到下气体分配板148中的孔204。上气体分配板150中的孔604 与下气体分配板148中的孔210对准(如图5所示),从而使第一气体 可以畅通无阻的通过两个分配板148和150,到达腔102的反应区域 104。当焊接完成时,在圆周形边缘区域902中形成多个安装孔904(它 们被设置为埋头孔,以使螺栓(未示出)与面板表面保持平齐),这样 就便于将面板130固定到气体分配歧管132上。 图10是气体分配歧管132的顶视图,考虑到了气体分配歧管132 的更多细节。图11是沿图10中的剖切线11-11截取的气体分配歧管 132的剖视图。图12是图10所示气体分配歧管132的底视图。参考图 10-图12,气体分配歧管132将来自管道124和126(如图1所示) 中的每种处理气体提供给面板130。歧管132包括3个部件:一个底部 板1000,一个中间板1002和一个顶部板1004。底部板1000包括一个 第一圆柱形空穴1006,其直径与面板130的直径相同或基本相同。第 一空穴1006被设计成与面板130相互配合。第二空穴1008与第一空 穴1006同轴但直径较小,以致当面板130安装到第一空穴1006中邻 接于歧管132时,限定出一个腔144。腔144把第一处理气体分配到上 气体分配板150中的孔604。一个位于中央的孔1010将腔144连接到 管道134,管道134从中心孔1010延伸到顶部板1004的边沿附近的一 个位置。管道134与腔外壁102中的管道124在该位置处相连。为了 形成管道134,顶部板1004在其下表面中铣出(mill)一个通道,气体 就是从这里流过的。当把顶部板1004安装到中间板1002时,该通道 制作完成,以致中间板1002的上表面构成通道134的底部。 为了将第二气体从管道126和腔100的壁128中连接到面板130, 在歧管132中限定了一个环形腔146。环形腔146是通过在底部板1000 的上表面中铣出一个环形通道146而形成的。径向通道1012将环形通 道146连接到每个通道1012远端处的一个孔1014。此外,形成管道 136的通道形成于底部板1000中,其从环形通道146延伸到分界面138 处的管道连接位置。环形通道146的顶部被中间板1002包围,以致形 成一个封闭的环形通道146,其具有呈径向延伸的通道1012和孔1014, 它们将第二处理气体连接到面板130中的分配气室900。 为了制成气体分配歧管装置132,可以在底部板1000、中间板1002 和顶部板1004的接合面上涂敷一层富硅铝薄膜。或者,每个底部板 1000、中间板1002和顶部板1004均由一种固体镍200系列材料制成。 整个歧管装置132被夹在一起,然后放进一个温度约为550℃的熔炉 中,以焊接彼此间的接触面,从而形成一个整体式的歧管装置132。这 样,就不需要O形圈来隔离处理气体。对前面所述实施例中的喷头114 进行了10-5Torr的真空测试,结果表明,在提供给气体输入管道134 和136的每种气体之间没有发生混合或者交叉污染。 在上文或本文其他地方所述的任一实施例中,喷头114可以被连 接到一个能够将喷头114保持在均匀恒定温度的冷却板或其他冷却装 置。这样的冷却板可以利用一个具有冷却通道的主体制成,其中这些 冷却通道是在该主体中切割成或形成的,以致当冷却板被安装到气体 分配歧管132的顶部时,冷却剂可以通过冷却板循环。如图11所示, 冷却板1100的一个示例性放置方式是安装到歧管装置132的顶部。 图13是面板1300一个替换实施例的一个部分的剖视图。这个实 施例包括一个上气体分配板1302和一个下气体分配板1304。下气体分 配板1304与前面所述的下气体分配板(图9中148)相似,其中板1304 限定有多个气体分配孔(一组孔1306用来分配第一气体,另一组孔 1308用来分配第二气体)。每隔一个孔都是自下板1304的上端形成的 埋头孔。在每个埋头孔中均放置有一个垂直定向的管状管道(管子) 1312的一端。每个管子1312的另一端穿过上气体分配板1302中的孔 1320。上气体分配板1302和下气体分配板1304以及管子1312也是由 固体镍制成的。在装配时,面板1300被放进一个熔炉中加热,以焊接 (熔焊)彼此间的接触面,其方式与前面实施例中描述的相似。 每个管子1312都为第二气体进入气体分配孔1308限定了一个气 体通道。上气体分配板1302的下表面1314和下气体分配板1304的上 表面1310之间限定了一个空穴1316,它分配第一气体到气体分配孔 1306中。第一气体通过一个或多个入口1318提供给空穴1316。一个 气体歧管(未示出,但与图1中的歧管装置132相同)连接到面板1300, 为入口1318提供第一气体,为面板1300中的管子1312提供第二气体。 包括面板这一实施例的喷头的安装和操作与前面的实施例相同。 上文或本文其他地方描述的任一实施例的另一种可供选择的制造 工艺还包括堆叠冲切层(每层的厚度大约为5密耳),以“构建”面板 结构。这些堆叠的层或叠层接着被放进一个熔炉,熔焊成一个整体式 面板。面板的材料是固体镍。虽然在此已经详细描述了各种具体表现 本发明原理的实施例,但本领域技术人员能够容易地设计出许多其他 不同的、但仍然符合这些原理的实施例,例如包括下面这些实施例。 在至少一个特定的实施例中,喷头具有一个整体式面板和一个气 体分配歧管装置。面板由独立的上气体分配板和下气体分配板构成, 上气体分配板和下气体分配板被焊接或铜焊(braze)或者熔焊在一起 形成整体式面板。每个板都是用一种固体镍材料制成的,例如固体镍 200系列材料。处理气体通过气体分配歧管装置被隔离地运送到面板中 的不同通道中。气体分配歧管装置被拴接在上气体分配板的背面或者 上表面。可选地,把一个冷却板拴接在气体分配歧管装置上,以将喷 头保持在一个预定温度。 在上文或本文其他地方描述的一个或多个实施例中,每个上气体 分配板和每个下气体分配板都包括多个第一气体孔,第一气体孔以对 准方式延伸穿过上板和下板。面板的上气体分配板包括一个腔,该腔 为多个第一气体孔供应气体。第一处理气体被通过上腔中的多个孔被 引入。第一气体孔将第一气体分配到处理区域中。应该注意到,下气 体分配板同样包括多个与上气体分配板中的孔对准的孔。下气体分配 板被放置在上板的下面。这样,第一处理气体就以纯净形式分配入处 理区域中。在一种布局中,为了使进入处理区域的气体分布更均匀, 下气体分配板有一个环形平面,且气体分配孔均匀分布在板的表面的 周围。 在上文或本文其他地方描述的一个或多个实施例中,提供了多个 第二气体孔,它们延伸穿过下气体分配板,并通过多个互连通道相连。 互连通道被连接到一个用于接收第二处理气体的圆周形气室。第二气 体孔通过圆周形气室与第二气体流体连通。多个第二气体孔以及它们 的连接通道相对于多个第一气体孔中的每一个都是密封的。这样就在 面板中避免了隔离气体间的流体连通。 在上文或本文其他地方描述的一个或多个实施例中,上气体分配 板的下表面连接或者熔焊到下气体分配板的上表面。在这个方面中, 上气体分配板的平坦的下表面形成了运送第二气体的歧管通道的上表 面。歧管通道通过环形气室彼此相连,该气室位于下气体分配板的外 沿附近。在靠近上气体分配板的边沿附近的地方,多个孔被钻入圆周 形气室中,以向圆周形气室提供气体。气体被连接到歧管通道,歧管 通道将气体供应到下气体分配板中的第二气体孔。 在上文或本文其他地方描述的一个或多个实施例中,上气体分配 板和下气体分配板被熔焊在一起,以避免在面板内使用O形环。在一 种布局中,首先将3-5密耳厚的富硅铝薄膜或薄片施加到接触表面上以 进行熔焊。然后,将两个气体分配板相互夹紧。接下来,在温度大约 为550℃的条件下,在一个真空腔中加热面板。这样,气体分配板就在 彼此接触的地方熔合在一起。在另一种布局中,每个气体分配板均由 一种固体镍200系列材料制成。铜焊表面的平面度优选为1-3密耳,以 形成合适的密封,当气体在从上气体分配板进入到下气体分配板时, 保证气体隔离。铜焊固体镍板以提供期望的接触密封。 尽管前述内容涉及本发明的实施例,可以设计出本发明的其他和 进一步的实施例,而不脱离本发明的基本范围,而且该范围由所附权 利要求确定。 |