一种气体喷淋装置的制作方法

本发明涉及半导体加工设备领域，尤其涉及一种气体喷淋装置。

背景技术：

在半导体器件加工过程中，需要通过位于反应腔顶部的气体喷淋装置将反应气体注入到反应腔内。其中，气体喷淋装置通常包括多个相互接触的零部件。

一般情况下，在加工过程中或在加工完成后，需要对气体喷淋装置进行加热或冷却。然而机械加工技术无法做到零部件加工表面的绝对光滑，导致在零部件的加工表面形成高低不平的表面形貌。如此，当两个零部件的表面互相接触时，不能做到两个零部件的表面的完全接触，在接触界面上会存在一定的空隙，该空隙的存在，导致相互接触的零部件之间的热传递效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种气体喷淋装置，以提高气体喷淋装置内部零部件之间的热传递效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种气体喷淋装置，包括：气体分布扩散板、位于所述气体分布扩散板下方的安装基板以及位于所述安装基板下方的气体喷淋头，所述气体分布扩散板的第一表面与所述安装基板的第一表面接触，形成一接触界面处，所述安装基板的第二表面与所述气体喷淋头的第一表面接触，形成另一接触界面处；

至少一个所述接触界面处的至少一个表面上涂覆有导热涂层，所述导热涂层为易变形材料。

可选地，所述在至少一个所述接触界面处的至少一个表面上涂覆有导热涂层，具体包括：

所述气体分布扩散板的第一表面涂覆有导热涂层、所述安装基板的第一表面和/或第二表面涂覆有导热涂层、和/或，所述气体喷淋头的第一表面涂覆有导热涂层。

可选地，所述导热涂层的导热系数大于等于0.5W/m·k。

可选地，所述导热涂层的导热系数在1-2W/m·k之间，并且包括端点值。

可选地，所述导热涂层的厚度小于等于0.3mm。

可选地，所述导热涂层采用喷涂的方法涂覆。

可选地，所述导热涂层采用旋涂的方法涂覆。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的气体喷淋装置中，气体分布扩散板的第一表面和安装基板的第一表面接触，形成一个接触界面处，安装基板的第二表面与气体喷淋头的第一表面接触，形成另外一个接触界面处。其中，至少一个接触界面处的至少一个零部件的表面上涂覆有导热涂层，并且导热涂层为易变形材料。在将两个零部件组装在一起时，易变形的导热涂层能够填充该这两个零部件接触界面处的空隙，因此，该导热涂层的设置有利于增大两个零部件之间的接触面积，接触面积的增大有利于相接触的两个零部件之间的热量传递，因此，通过本发明设置的导热涂层能够提高气体喷淋装置内的热量传递效率，进而节约能源。

附图说明

为了清楚地理解本发明的技术方案，下面将描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的气体喷淋装置的一种结构示意图；

图2是本发明实施例提供的气体喷淋装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和技术效果更加清楚、完整，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

通常情况下，安装在反应腔顶部的气体喷淋装置包括气体分布扩散板、与气体分布扩散板的下表面接触的安装基板，以及与安装基板的下表面接触的气 体喷淋头。反应气体经过气体分布扩散板的分布扩散后，经由气体喷淋头喷出达到反应腔内。

由于机械加工技术无法做到加工部件的表面达到绝对光滑，所以，在气体分布扩散板、安装基板以及气体喷淋头的表面的加工形貌在微观上来说是凹凸不平的。而且制作气体分布扩散板、安装基板以及气体喷淋头的材料为刚性材料，通常为金属材料，这些材料不易发生变形，因此，在安装基板与气体分布扩散板的接触界面处以及在安装基板与气体喷淋头的接触界面处，会存在一定的空隙。

正如背景技术部分所述，这些空隙的存在，降低了气体喷淋装置的零部件之间的热传递效率。

为了减少甚至消除气体喷淋装置的不同零部件在接触界面处的空隙，进而提高零部件之间的热传递效率，本发明提供了一种气体喷淋装置。

图1是本发明实施例提供的气体喷淋装置的一种结构示意图。如图1所示，该气体喷淋装置100包括气体分布扩散板101、位于气体分布扩散板101下方的安装基板102以及位于安装基板102下方的气体喷淋头103。换句话说，安装基板102分别与气体分布扩散板101以及气体喷淋头103接触。

其中，气体分布扩散板101、安装基板102以及气体喷淋头103为本发明实施例所述的气体喷淋装置的零部件。

另外，气体分布扩散板101一般为气体喷淋装置的水冷板，所以，在气体分布扩散板101上一般设置有冷却水槽104，另外，在安装基板102上还可以设置有加热器105，并且加热器105设置在安装基板102的内部。

安装基板102包括相对的第一表面102a(相当于安装基板的上表面)和第二表面102b(相当于安装基板的下表面)，气体分布扩散板101包括第一表面101a(相当于气体分布扩散板的下表面)，气体喷淋头103包括第一表面103a(相当于气体喷淋头的上表面)。其中，安装基板102的第一表面102a与气体分布扩散板101的第一表面101a接触，形成第一接触界面处，安装基板102的第二表面102b与气体喷淋头103的第一表面103a接触，形成第二接触界面处。需要说明的是，在本发明实施例所述的任一接触界面处均包括相互接触的两个零部件的表面。具体地说，在第一接触界面处，包括气体分布扩散板101的第一表 面101a和安装基板102的第一表面102a。在第二接触界面处，包括安装基板102的第二表面102b和气体喷淋头103的第一表面103a。

为了提高气体喷淋装置零部件之间的热传递效率，在本发明提供的气体喷淋装置中，如图1所示，在气体分布扩散板101的第一表面101a上涂覆有一层导热涂层20。该导热涂层20由易变形材料制成。因此，在受到一定大小的作用力的情况下，该导热涂层20会发生变形。通常情况下，导热涂层20的材料可以为软橡胶。所以，当气体分布扩散板101的第一表面101a和安装基板的第一表面102a接触时，在压力的作用下，涂覆在气体分布扩散板101的第一表面101a上的导热涂层20会发生变形，因此，变形的导热涂层会填充气体分布扩散板101与安装基板102的接触界面处的空隙，从而使得气体分布扩散板101与安装基板102的接触面积增大。接触面积的增大，有利于气体分布扩散板101与安装基板102之间的热量传递，从而有利于提高气体喷淋装置零部件之间的热传递效率。

为了提高气体分布扩散板101和安装基板102之间的热传递效率，导热涂层的导热系数大于空气的导热系数，由于空气的导热系数为0.02W/m·k，所以，导热涂层的导热系数大于0.02W/m·k。进一步地，导热涂层的导热系数大于等于0.5W/m·k。如此，导热涂层的热传递能力至少是空气热量传递能力的25倍，所以，导热涂层的设置能够明显提高气体喷淋装置的零部件之间的热传递效率。更进一步地，导热涂层的导热系数在1～2W/m·k之间，并且包括端点值1和2。

另外，需要说明的是，导热涂层的厚度不能太厚，如果太厚的话，导热涂层20容易从气体分布扩散板101的第一表面101a上剥离下来。因此，在本发明实施例中，导热涂层20的厚度小于等于0.2mm。另外，为了防止导热涂层从气体分布扩散板101的第一表面101a上剥离下来，导热涂层采用与气体分布扩散板101的粘合力大于50N的材料。

另外，在本发明实施例中，导热涂层20采用喷涂或旋涂的方法涂覆在气体分布扩散板101的第一表面101a上。具体地，在气体分布扩散板101与安装基板102组装之前，采用本领域惯用的技术手段在第一表面101a上喷涂或旋涂一层导热涂层，然后，对该导热涂层进行加热使其固化，固化后的导热涂层粘附在第一表面101a上，从而使得导热涂层与气体分布扩散板形成一个整体结构。

为了验证上述所述的气体喷淋装置的零部件之间的热传递效果，本发明实施例还做了如下实验。当气体喷淋头103的温度需要控制在150℃时，对于气体分布扩散板的第一表面101a上未涂有导热涂层时，加热器105的功率输出效率在5％左右。当在气体分布扩散板101的第一表面101a上涂覆上一层导热系数为1.0W/m·k的导热涂层20时，在其它条件不变的情况下，加热器105的功率输出效率在17％左右。由此可以证实，导热涂层的设置明显增加了气体喷淋装置零部件之间的热传递效率。

上述图1所示的气体喷淋装置在气体分布扩散板101和安装基板102的接触界面处的气体分布扩散板的第一表面101a上涂覆有一层导热涂层20。作为本发明的另一实施例，也可以在安装基板102的第一表面102a上涂有一层导热涂层20。

作为本发明的又一实施例，如图2所示，还可以在安装基板102和气体喷淋头103的接触界面处的安装基板102的第二表面102b或者气体喷淋头103的第一表面103a上涂有一层导热涂层20’。需要说明的是，图2所示的气体喷淋装置的结构与图1所示的气体喷淋装置除了导热涂层20的位置不同以外，其它均与图1所示的气体喷淋装置的结构相同。为了简要起见，在此不再详细描述图2所示的气体喷淋装置的具体结构。

另外，也可以在上述的气体分布扩散板101的第一表面101a、安装基板102的第一表面102a、安装基板的第二表面102b、气体喷淋头103的第一表面103a上均涂覆一层导热涂层20，以尽最大可能地提高气体喷淋装置内部的零部件之间的热传递性能。理论上来说，只要在每一接触界面处均涂覆有一层导热涂层就能最大可能地提高气体喷淋装置内部的零部件之间的热传递性能。这是因为，能够使得气体喷淋装置内部的零部件之间达到无空隙接触，使得接触面积达到最大。

需要说明的是，上述实施例仅是本发明提供的气体喷淋装置的结构示例。实际上，只要在至少一个接触界面处的至少一个零部件的表面上涂覆有导热涂层的气体喷淋装置均在本发明的保护范围内。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。