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用于高密度等离子体制程的注射装置

阅读:930发布:2021-09-19

专利汇可以提供用于高密度等离子体制程的注射装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种用于高 密度 等离子体 制程的注射装置,包括:一第一 注射管 ,上述第一注射管可以让一第一反应气体通过;一第二注射管,上述第二注射管包围在上述第一注射管的外围,上述第二注射管可以让一缓冲气体(cushiony gas)通过;以及,一第三注射管,上述第三注射管包围在上述第二注射管的外围,上述第三注射管可以让一第二反应气体通过;当上述第一反应气体、缓冲气体(cushiony gas)与第二反应气体分别流出上述第一注射管、第二注射管与第三注射管时,上述缓冲气体(cushiony gas)介于第二反应气体与第一反应气体之间,因此可以防止上述第二反应气体与第一反应气体提早反应的情形发生。,下面是用于高密度等离子体制程的注射装置专利的具体信息内容。

1.一种用于等离子体制程的注射装置,包括:
一第一注射管,该第一注射管可让一第一反应气体通过;
一第二注射管,该第二注射管包围在该第一注射管的外围,该第二注射 管可让一缓冲气体通过;以及
一第三注射管,该第三注射管包围在该第二注射管的外围,该第三注射 管可让一第二反应气体通过;
当该第一反应气体、该缓冲气体与该第二反应气体分别流出该第一注射 管、该第二注射管与该第三注射管时,该缓冲气体介于该第二反应气体与该 第一反应气体之间,防止该第二反应气体与该第一反应气体提早反应。
2.如权利要求1所述的用于等离子体制程的注射装置,其中该第一反应 气体为SiH4或SiF4。
3.如权利要求1所述的用于等离子体制程的注射装置,其中该缓冲气体 为Ar或He。
4.如权利要求1所述的用于等离子体制程的注射装置,其中该第二反应 气体为O2。
5.如权利要求1所述的用于等离子体制程的注射装置,更包括调整该缓 冲气体的流动速率以决定从该第二注射管的末端到反应点的距离L,来得到 最少的反应时间。
6.如权利要求5所述的用于等离子体制程的注射装置,其中该第一反应 气体为SiF4的例子中,利用较小的该缓冲气体的流动速率来使反应更快发生。
7.如权利要求5所述的用于等离子体制程的注射装置,其中该第一反应 气体为SiH4的例子中,利用较大的该缓冲气体的流动速率来使反应更快发生。
8.如权利要求1所述的用于等离子体制程的注射装置,其中该第一注射 管、第二注射管与该第三注射管的材质为陶瓷注射管。

说明书全文

技术领域

发明与一种的高密度等离子体(High Density Plasma:HDP)制程有关, 特别是一种用于高密度等离子体制程的注射器装置。

背景技术

集成电路在我们日常生活中,已经达到无所不在的地步。它已应用在计 算机工业、通信产业与各种消费性的电子产品中,集成电路制作的流程 (process flow)非常的复杂,基本上,约需经过数百个不同的步骤,包括:薄 膜沉积(deposition)、微影(photolithography)、蚀刻(etching)、扩散(diffusion)、离 子植入(ion implantation)、化(oxidation)、热处理制程(thermal treatment process) 等,耗时约一、两个月的时间才能完成。
而上述集成电路的每一道制作的流程都有一对应的机台(machine),例 如在薄膜沉积(deposition)的制程中需要用到所谓的化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition:CVD)的机台(machine),而一般的化学气相沉积机台均 包含一个反应器(reactor)、一组气体输送系统排气系统(Exhaust)与制程 控制系统(Process Control System)等。一般待沉积的芯片(wafer)置于反应 室中时,反应室上方的一组注射器(injector)的喷嘴会将化学反应所须的气 体往芯片所在的方向送,以达到化学气相沉积的目的。
一般而言,在利用高密度等离子体(High Density Plasma:HDP)制程以 沉积PSG或FSG的方法中,通常是利用(1)SiH4或SiF4+Ar或He与(2) O2作为反应物(reactants),上述加入的Ar或He作为SiH4/SiF4的输送气体 或离子轰击(bombardment)的来源。传统所有的高密度等离子体注射器 (injector)的设计都是利用一个单一的注射器(injector)于完全混合后同时 引进上面(1)与(2)的气体。由于较佳的预先混合(pre-mix)设计可以得 到非常均匀的气体分布,但是,一个潜在的险可能发生,也就是说,在这 一些气体还没有注入反应室之前,有时候在陶瓷注射管(cermaic injected tube) 内这一些混合的反应物(reactants)会变成一些不需要的副产物(by-product)。 如果等离子体的清洁不能完全移除这个涂布(coating),则遗留下来的副产 物(by-product)将会导致严重的粒子污染(particle contamination)。为了解 决这个问题,有一些机台的卖主(vendor)修改了上述注射器(injector)从 原来的一个单一头变成二个分离的。然而,这样的设计不太容易的到较佳的 混合情形。
因此,上面所述的二种方式所产生的二个问题必须作取舍(trade-off), 也就是说,其中一种不需要的副产物(by-product)会从反应物气体(reactant gas)的预先混合(pre-mix)中产生,另外一种则会使混合的效果不均匀 (uniformity)的情形发生。
鉴于上面所述的缺点,本发明提出了一个新的设计,由此设计可以同 时解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种用于高密度等离子体制程的注射器装置,以符 合最低的副产物(by-product)与最佳的混合效果(mix performance)的需求。
本发明提供的一种用于高密度等离子体制程的注射装置,包括:一第一 注射管,上述第一注射管可以让一第一反应气体通过;一第二注射管,上述 第二注射管包围在上述第一注射管的外围,上述第二注射管可以让一缓冲气 体(cushiony gas)通过;以及,一第三注射管,上述第三注射管包围在上述 第二注射管的外围,上述第三注射管可以让一第二反应气体通过;当上述第 一反应气体、缓冲气体(cushiony gas)与第二反应气体分别流出上述第一注 射管、第二注射管与第三注射管时,上述缓冲气体(cushiony gas)介于第二 反应气体与第一反应气体之间,因此可以防止上述第二反应气体与第一反应 气体提早反应的情形发生。
附图说明
本发明的较佳实施例将于下述说明中辅以下列图形做更详细的阐述:
图1所示为显示本发明的注射管的视图。
图2所示为显示本发明的注射管的截面图。
图3所示为显示本发明的注射管的截面图。
图4所示为显示本发明的注射管的截面图。
主要部份的代表符号:
注射管100
注射管101
注射管102

具体实施方式

本发明揭露一种用于高密度等离子体制程的注射装置,目的在于达到最 低的副产物(by-product)与最佳的混合效果(mix performance)的需求,其 通过提供三个注射管的设计,而巧妙地避免了反应气体的提早反应的情形发 生。本发明并提供其实施例,其详细说明如下,所述的较佳实施例只做一说 明,而非用以限定本发明。
请参考图1和图2,注射管(injected tube)100可以让一第一反应气体 通过。注射管101包围在注射管100的外围,上述注射管101可以让一缓冲 气体(cushiony gas)通过。另外,注射管102包围在注射管101的外围,上 述注射管102可以让一第二反应气体通过。上述第一反应气体例如是SiH4或SiF4,上述缓冲气体(cushiony gas)例如是Ar或He,而上述第二反应气 体例如是O2。
上述SiH4或SiF4气体是Si与F原子的来源,Ar或He是上述SiH4或 SiF4气体的输送气体,而Ar是作为离子轰击(ion bombardment)的来源,另 外,O2是作为氧原子的来源。当上述第一反应气体、缓冲气体(cushiony gas) 与第二反应气体分别流出上述注射管100、注射管101与注射管102时,上 述缓冲气体(cushiony gas)介于第二反应气体与第一反应气体之间,因此, 可以防止上述第二反应气体与第一反应气体提早反应的情形发生。
也就是说,上述选择Ar(或He)作为缓冲气体(cushiony gas)可以防 止SiH4(或SiF4)与O2提早反应。另外,我们也可以调整缓冲气体(cushiony gas)的流动速率(flow rate)以决定从注射器(injector)的末端到反应点的 距离L,来得到最少的反应时间。例如SiF4的例子,需要较长的反应时间, 所以我们可以利用较小的缓冲气体(cushiony gas)的流动速率(flow rate)来 使反应更快发生,请参考图3。另一方面,对于SiH4的例子,我们选择较大 的缓冲气体(cushiony gas)的流动速率(flow rate)来符合我们的需求,请参 考图4。
上述注射管100、注射管101与注射管102的材质例如为陶瓷注射管 (cermaic injected tube)。
因此,本发明的高密度等离子体制程的注射器装置可以避免不需要的副 产物(by-product)会从反应物气体(reactant gas)的预先混合(pre-mix)中 产生,也可以使混合气体均匀(uniformity)的分布。
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