注入器设备、基板处理设备及在机器可读介质中实现的结构的制作方法

1.本文公开的实施方式一般涉及半导体制造配备的领域，且更具体地，涉及具有主动冷却和气体分离的气体注入的设备。


背景技术：

2.cvd处理腔室及其部件内的热表面可能导致前驱物的分解，这导致在到达处理容积之前沉积在腔室部件上。例如，用于将前驱物输送到处理容积的通道的加热可能导致通道内的不期望的沉积。这种过早分解导致流动路径的堵塞，且可能改变前驱物进到处理容积中的流动特征。在这些表面上的持续沉积不仅阻碍了前驱物的流动，而且还可能导致应力和热膨胀系数(cte)引起的沉积膜的分层。cte引起的分层可能在处理容积中产生颗粒。
3.因此，本领域所需要的是改良的气体注入设备和制造气体注入设备的方法。


技术实现要素：

4.在一个实施方式中，提供了一种注入器设备，其包括注入器主体。注入器设备包括第一弧形表面，具有形成在第一弧形表面中的第一出口。第一出口与形成在注入器主体内的第一导管流体连通。第二弧形表面具有形成在第二弧形表面中的第二出口。第二出口与形成在注入器主体内的第二导管流体连通。注入器设备还包括形成在注入器主体内的通道。通道的第一部分设置在第一导管的第一侧及与第一导管的第一侧相对的第一导管的第二侧上，并与第一弧形表面相邻。通道的第二部分形成在注入器主体内，通道的第二部分设置在第二导管的第一侧及与第二导管的第一侧相对的第二导管的第二侧上，并与第二弧形表面相邻。
5.在另一个实施方式中，提供了一种基板处理设备，其包括：腔室主体，封闭处理容积；壳体结构，封闭腔室主体；多个加热灯，设置在壳体结构内；第一石英窗，设置在处理容积和多个加热灯之间的壳体结构内；及注入器设备，耦接到腔室主体。注入器设备包括第一弧形表面，具有形成在第一弧形表面中的第一出口。第一出口与形成在注入器主体内的第一导管流体连通。第二弧形表面具有形成在第二弧形表面中的第二出口。第二出口与形成在注入器主体内的第二导管流体连通。注入器设备还包括形成在注入器主体内的通道。通道的第一部分设置在第一导管的第一侧及与第一导管的第一侧相对的第一导管的第二侧上，并与第一弧形表面相邻。通道的第二部分形成在注入器主体内，通道的第二部分设置在第二导管的第一侧及与第二导管的第一侧相对的第二导管的第二侧上，并与第二弧形表面相邻。
6.在又一个实施方式中，提供了一种在设计过程中使用的机器可读介质中实现的结构。结构包括注入器主体。结构还包括第一弧形表面，具有形成在第一弧形表面中的第一出口。第一出口与形成在注入器主体内的第一导管流体连通。第二弧形表面具有形成在第二弧形表面中的第二出口。第二出口与形成在注入器主体内的第二导管流体连通。注入器设备还包括形成在注入器主体内的通道。通道的第一部分设置在第一导管的第一侧及与第一
导管的第一侧相对的第一导管的第二侧上，并与第一弧形表面相邻。通道的第二部分形成在注入器主体内，通道的第二部分设置在第二导管的第一侧及与第二导管的第一侧相对的第二导管的第二侧上，并与第二弧形表面相邻。
附图说明
7.因此，可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式获得上文简要概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些实施方式在示出在附图中。然而，应注意附图仅显示了本公开内容的典型实施方式，且因此不应认为是对本公开内容范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。
8.图1显示了根据本公开内容的实施方式的处理腔室的示意性侧剖视图。
9.图2显示了根据本公开内容的实施方式的注入器设备的前透视图。
10.图3显示了根据本公开内容的实施方式的图2的注入器设备的后透视图。
11.图4a显示了根据本公开内容的实施方式的注入器设备的一部分的示意性侧剖视图。
12.图4b显示了根据本公开内容的实施方式的注入器设备的一部分的示意性侧剖视图。
13.图5显示了根据本公开内容的实施方式的注入器设备的示意性剖视图。
14.图6显示了根据本公开内容的实施方式的注入器设备的一部分的示意性剖视图。
15.图7显示了根据本公开内容实施方式的具有电脑可读介质的电脑系统的示意图。
16.为促进理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。可预期在一个实施方式中公开的元件可有利地用于其他实施方式而无需具体叙述。
具体实施方式
17.本文描述的实施方式一般涉及用于制造半导体装置的设备。气体注入设备耦接到第一气体源和第二气体源。来自第一气体源和第二气体源的气体可保持分离，直到气体进入在处理腔室中的处理容积。冷却剂流过气体注入设备中的通道，以冷却气体注入设备中的第一气体和第二气体。冷却剂用于通过减轻来自处理腔室的热辐射的影响来防止气体的热分解。在一个实施方式中，通道围绕具有第一气体的第一导管和围绕具有第二气体的第二导管。
18.注入器设备还经构造以在气体进入处理容积之前通过绝缘及/或冷却前驱物气体来减少从处理容积辐射的热能的影响。在一个实施方式中，注入器设备包括形成在其中的通道。冷却流体流过通道，以移除注入器设备从处理容积吸收的热量。
19.图1是根据本文描述的实施方式的处理腔室100的示意性侧剖视图。处理腔室100可用于执行化学气相沉积(诸如外延沉积处理)，尽管处理腔室100 可用于蚀刻或其他处理。处理腔室100的非限制性示例包括rpepi反应器，其可从加州圣克拉拉市的应用材料公司商购获得。尽管本文所述的处理腔室100可用以实践本文所述的各种实施方式，来自不同制造商的其他适当构造的处理腔室也可用以实践该公开内容中描述的实施方式。
20.处理腔室100包括由耐处理材料(诸如铝或不锈钢)制成的壳体结构102。壳体结构
102包围处理腔室100的各种功能元件，诸如石英腔室104，其包括处理容积110、额外容积108和底板131，处理容积110界定在底板131中。基板支撑件112设置在石英腔室104内并适于在石英腔室104内接收基板114。在一个实施方式中，基板支撑件112由陶瓷材料制成。在另一实施方式中，基板支撑件112由涂覆有含硅材料(诸如碳化硅材料)的石墨材料制成。盖103 设置在壳体结构上并与石英腔室104相对。盖103至少部分地界定在石英腔室 104和盖103之间的容积140。
21.将源自一种或多种前驱物的反应性物种暴露于基板114的处理表面116。随后从处理表面116移除来自沉积处理和反应性物种暴露的副产物。由一个或多个辐射源(诸如灯模块118a和118b)执行基板114和/或处理容积110的加热。在一个实施方式中，灯模块118a和118b是红外灯。
22.来自灯模块118a和118b的辐射行进通过石英腔室104的第一石英窗120，并通过石英腔室104的第二石英窗122。在这个实施方式中，第一石英窗120 和第二石英窗122由对从灯模块118a和118b发射的辐射的波长是基本上透明的含石英材料制成。在一个实施方式中，第一石英窗120和第二石英窗122 相对彼此设置。在一个实施方式中，第一石英窗120位于灯模块118a和处理容积110之间。在另一实施方式中，第二石英窗122位于灯模块118b和处理容积110之间。
23.反应物种通过气体注入器设备128输送到石英腔室104。在一个实施方式中，注入器设备128是单一主体，其中形成有一个或多个导管和通道，如下文详细讨论的。处理副产物通过与真空源(未显示)流体连通的排气组件130 从处理容积110中移除。用于处理腔室100的前驱物反应物材料以及稀释剂、净化气体和排放气体通过气体注入器设备128进入处理容积110并通过排气组件130离开处理容积110。
24.处理腔室100还包括多个衬垫132a
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132d，衬垫132a
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132d将底板131 和金属壁134从处理容积110屏蔽开。在一个实施方式中，衬垫132a
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132d 包括覆盖可能与处理容积110流体连通或以其它方式暴露于处理容积110的所有金属部件的处理套件。衬垫132a设置在附加容积108中。衬垫132b至少部分地设置在附加容积108中并且与衬垫132a相邻。排气嵌入衬垫组件132c 设置在衬垫132b附近。排气衬垫132d可设置在排气嵌入衬垫组件132c附近，并且可代替衬垫132b的一部分以便于安装。
25.注入器设备128包括注入器主体125，注入器主体125具有形成在其中的多个导管，诸如第一导管190、第二导管192。一个或多个气体分别通过第一导管190和第二导管192从第一气体源135a和第二气体源135b提供至处理容积110。例如，第一气体源135a经由形成在注入器主体125中的第一导管 190向处理容积110提供第一气体，且第二气体源135b通过形成在注入器主体125中的第二导管192向处理容积110提供第二气体。第一导管190和第二导管192保持第一和第二气体分离，直到气体到达处理容积110。
26.一个或多个第一阀(未显示)设置在将第一气体源135a耦接到处理腔室 100的一个或多个导管155a上。类似地，一个或多个第二阀(未显示)设置在将第二气体源135b耦接到处理腔室100的一个或多个导管155b上。第一阀和第二阀适于控制来自气体源135a、135b的气流。第一阀和第二阀可为任何类型的合适的气体控制阀，诸如针阀或气动阀。在一个实施方式中，一个或多个第一阀经构造以从第一气体源135a提供到基板114的中心区域的更大的气流。第一阀和第二阀的每一个彼此独立地控制且第一阀和第二阀的每一个至少部分
地负责确定处理容积110内的气流。
27.来自第一气体源135a和第二气体源135b两者的气体行进通过形成在注入器主体125中的一个或多个出口136a和136b。在一个实施方式中，从第一气体源135a提供的气体行进通过出口136a，且从第二气体源135b提供的气体行进通过出口136b。在另一个实施方式中，第一气体源135a提供第一处理气体，且第二气体源135b提供不同于第一处理气体的第二处理气体。冷却剂流体经由冷却剂源160提供给气体注入器设备128。冷却剂流体流过形成在注入器主体125中的通道142。
28.形成在注入器主体125中的一个或多个出口136a和136b耦接到被构造为用于层流路径133a或喷射流路径133b的出口。出口136a和136b经构造以提供具有各种参数(诸如速度、密度或成分)的单个或多个气流。在适配多个出口136a和136b的一个实施方式中，出口136a和136b沿着气体注入器设备128的一部分(如，注入器主体125)以基本上线性的布置分布，以提供足够宽的气流，以基本上涵盖基板114的直径。例如，出口136a和136b的每一个以至少一个线性群组的方式布置，以提供通常对应于基板直径的气流。替代地，出口136a和136b布置在基本相同的平面或高度上，以使(多个) 气体以平面、层状的方式流动。出口136a和136b可沿着注入器衬垫132e均匀地间隔开，或可以不同的密度间隔开。例如，出口136a和136b的一个或两个可更集中地位于注入器衬垫132e的对应于基板的中心的区域处。
29.在一些实施方式中，出口136a的密度大于出口136b的密度。例如，形成在注入器主体125中的每个出口136b对应于多个出口136a。另外，出口 136b的尺寸和形状可与出口136a的尺寸和形状不同，如下面参照图2所讨论的。
30.每个流动路径133a、133b经配置成以层流或非层流方式流动穿过处理腔室100的纵向轴线a”到排气衬垫132d。流动路径133a、133b通常是与轴线 a’共平面，或可相对于轴线a’成角度。例如，流动路径133a、133b可相对于轴线a’向上或向下成角度。轴线a’基本上垂直于处理腔室100的纵向轴线a”。流动路径133a、133b在排气流动路径133c中终止并流入形成在排气衬管 132d中的气室137中。气室137耦接到排气或真空泵(未显示)。
31.第2
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6图中所示的注入器设备128可用以实施本公开内容中讨论的沉积处理的各种实施方式。图2显示了注入器设备128的一个实施方式的透视图。如图所示，注入器设备128包括注入器主体125、第一突起物210、第二突起物 230和突出物240。突出物240包括第一弧形表面242和第二弧形表面244。在一个实施方式中，第一弧形表面242设置在第二弧形表面244的径向内侧。突出物240的表面209从第二弧形表面244延伸到第一弧形表面242。表面209 基本上垂直于第一和第二弧形表面242和244。
32.多个第一出口136a形成在第一弧形表面242中。多个出口136a与形成在注入器主体125内的导管(未显示)(诸如图1中所示的第一导管190)流体连通。虽然多个第一出口136a的每一个在图1中是圆形的，但是出口136a 可采用许多其他形状，诸如椭圆形、圆锥形等。多个第一出口136a的每一个的容积可基于气流参数而改变，以在处理腔室100中执行处理。
33.多个第二出口136b形成在第二弧形表面244中。在一个实施方式中，出口136b的每一个是形成在第二弧形表面244中并与形成在注入器主体125内的导管(未显示)(诸如图1中的第二导管192)流体连通的连续开口。在突出物240的第一部分204中的出口136b的容积大于在第一弧形表面242中且在突出物240的第一部分204中的多个出口136a的组合容积。
类似地，在突出物240的第二部分208中的出口136b的容积可大于在突出物240的第二部分208中的出口136a的组合容积。
34.在操作中，第一处理气体通过突出物240的第一部分204中的出口136a 进入处理容积110。第一处理气体也可通过突出物240的第二部分208中的出口136a进入处理容积110。通过第二部分208中的出口136a进入处理容积 110的气体的流率可与通过第一部分204中的出口136a进入的气体的流率不同。第一处理气体的不同流率能使气体到达处理容积110内的不同区域。例如，相较于较低的流率，第一处理气体的较高流率将气体进一步注入到处理容积 110中。另外，根据伯努利原理，第一弧形表面242中的出口136a的较小容积可导致进入处理容积110的处理气体的速度增加。
35.第二处理气体通过出口136b进入处理容积110。在一个实施方式中，第二处理气体以与第一处理气体不同的速度和流率进入处理容积110。例如，第二处理气体受到伯努利原理影响的程度可能不如第一处理气体流过出口136a 的程度。因此，第一处理气体可比第二处理气体从第一弧形表面242进一步流入处理容积110中。在一个实施方式中，第一处理气体是三甲基镓(tmga)，而第二处理气体是氨(nh3)。
36.如图所示，第一突起物210包括用于各种流体源(未显示)的连接件212、214、216、218和220。连接件212经由形成在注入器主体125内的第一导管 (未显示)与突出物240的第一部分204中的出口136a流体连通。类似地，连接件214经由形成在注入器主体125内的第二导管(未显示)与突出物240 的第一部分204中的出口136b流体连通。连接件216可与第一净化出口流体连通(如关于图3所讨论的)，以经由形成在注入器主体125内的第三导管(未显示)向处理容积110的一部分提供净化气体。
37.连接件220经由形成在注入器主体125内的通道(未显示)与连接件218 流体连通。该通道从连接件220到突出物240的第一端250形成在注入器主体 125内。该通道在突出物240内的与第一弧形表面242相邻的位置延续到突出物240的第二端252。该通道在突出物240内的与第二弧形表面244相邻的位置延续到第一端250，该通道在第一端250处连接到连接件218。通道的设计的许多其他变型是可能的。例如，通道可仅通过突出物240的一个方向流动。此外，可修改通道的形状，以实现从注入器主体125到冷却流体的期望的热传送。
38.突出物240内与第一弧形表面242相邻的通道的第一部分设置在第一导管的第一侧和第二侧上，第一导管与出口136a的每一个流体连通。突出物240 内与第二弧形表面244相邻的通道的第二部分设置在第二导管的第一侧和第二侧上，第二导管与出口136b流体连通。冷却流体通过连接件220进入注入器主体125，流过邻近第一弧形表面242的通道而从第一端250流到第二端252，流过邻近第二弧形表面244的通道而从第二端252流到第一端250，并通过连接件218离开注入器主体。在一些实施方式中，冷却流体通过连接件218进入注入器主体125并通过连接件220离开注入器主体125。
39.第二突起物230包括用于流体源(未显示)的连接件232、234和236。连接件234经由形成在注入器主体125内的第四导管(未显示)与突出物240 的第二部分208中的出口136a流体连通。连接件236经由形成在注入器主体 125内的第五导管(未显示)与突出物240的第二部分208中的出口136b流体连通。连接件232经由形成在注入器主体125内的第六导管(未显示)与第二净化出口流体连通(如关于图3所讨论的)。
40.为了在注入器主体125内形成导管和通道，传统的减材制造方法是不足的。例如，
为了容纳注入器主体125内的每个导管和通道，导管和通道可能被弯曲并且包含完全位于注入器主体内的转弯。传统的减材方法不能满足导管和通道的复杂路径。然而，增材制造技术(诸如3d印刷)可用以设计和制造其中形成有导管和通道的注入器设备128。
41.在一个实施方式中，注入器设备128使用增材制造(诸如3d印刷)制造。注入器设备128的印刷方向由箭头260显示，箭头260与在注入器主体125 的第一表面262和注入器主体125的第二表面264之间的方向正交。第二表面 264相对且平行于第一表面262。也就是，第一弧形表面242形成在第二弧形表面244之前，且第二弧形表面244形成在注入器主体125之前。以箭头260 的方向印刷注入器设备128使得注入器设备128的特征(如，出口136a、136b、导管和通道、突出物240等)能被精确地印刷并且减少注入器设备128的变形特征的发生。
42.替代地，或除了增材制造之外，可使用磨料流(abrasive flow)加工以形成注入器主体125内的导管和通道。磨料流加工可减少或消除使用后处理操作来平滑化导管和通道的内侧表面。此外，可在后处理中使用磨料流加工来平滑化导管和通道的内侧表面。在一个实施方式中，注入器设备128由耐处理和腐蚀材料(诸如316不锈钢或或其合金)制成。更具体地，选择注入器设备128的材料以抵抗由清洁流体(诸如氯)引起的腐蚀。清洁流体可用以移除处理腔室100中和导管和通道内的沉积颗粒。
43.图3显示了与图2的透视图相对的注入器设备128的一个实施方式的透视图。凹槽308形成在突出物240的与第一弧形表面242相邻的表面312中。第一净化出口302形成到凹槽308的表面316中，并经由形成在注入器主体125 内的第三导管(未显示)与连接件216流体连通。尽管图3中描绘了一个第一净化出口302，但是多个第一净化出口302可形成在表面316中。
44.通道310形成在突出物240的与第一弧形表面242相对并且与表面316 相邻的表面314中。通道310形成到表面314中并从第二净化出口306前进到突出物240的第二端252。第二净化出口306与通道310流体连通。第二净化出口也经由形成在注入器主体125内的第六导管(未显示)与连接件232流体连通。在操作中，第二净化气体流过通道310以防止颗粒进入处理容积110。第二净化气体可包括氢气、氮气、氨气、其他类似气体及它们的任何组合。
45.在一些实施方式中，帽304设置在凹槽308中的表面316上。帽304经由焊接粘附到表面316，且可由与注入器设备128相同或类似的材料制成。帽304 限制与连接件218和220流体连通的第三导管的容积。帽304使得在形成注入器主体125之后能平滑化第三导管的内侧表面。此外，在移除帽304的情况下，可在导管(和通道)的内侧表面上执行电镀处理以增加耐腐蚀性。导管和通道的后处理(如，平滑和电镀)可防止流过其中的气体的冷凝和聚集而阻碍通过注入器主体125的流动。因此，后处理被认为减少了用于清洁注入器主体125 的内侧的维护间隔。在后处理之后，导管和通道的内侧表面的rms表面粗糙度可小于约50微米，例如，小于约25微米，例如小于约5微米，诸如小于约 0.5微米。
46.图4a显示了注入器设备128的一部分的示意性侧剖视图。如图所示，通道310凹入注入器设备128的表面314中。第一通道402、406和第二通道404、 408在注入器设备128内形成。第一通道402的第一部分设置在第一导管190 的第一侧上并与第一弧形表面242相邻。第一通道406的第二部分设置在第一导管190的与第一导管190的第一侧相对的第二侧上。第一通道406的第二部分与第一弧形表面242相邻且与突出物240的表面209相邻。
47.第二通道404的第一部分设置在第二导管192的第一侧上并与第二弧形表面244相
邻。第二通道408的第二部分设置在第二导管192的与第二导管192 的第一侧相对的第二侧上。第二通道408的第二部分与第二弧形表面244相邻。
48.第一通道402、406的第一和第二部分与第二通道404、408的第一和第二部分流体连通。第一通道402、406的第一和第二部分的容积小于第二通道404、 408的第一和第二部分的容积，以增加通过第一通道402、406的第一和第二部分的流率(假设恒定的流体压力)。也就是，流过第一通道402、406的冷却流体的流率将大于流过第二通道404、408的冷却流体的流率。第一通道402、406中的更大流率能使在第一通道402、406中的冷却流体从邻近第一弧形表面242的注入器设备128吸收并移除更大量的热量。
49.在第一通道402、406中流动的冷却流体的流动方向与在第二通道404、 408中流动的冷却流体的流动方向相反。在一些实施方式中，冷却流体是水。流过注入器设备128的冷却流体的速率经选择以将通道和导管的温度保持在所期望的温度。例如，注入器设备128的最高温度可保持在约300摄氏度。流过注入器设备128的冷却流体的压力可在约20psi和约80psi之间。这种压力产生在约1加仑/分钟和约5加仑/分钟之间的冷却流体的流率。在一个实施方式中，冷却流体的流率为约2加仑/分钟。更高流率的冷却流体可改善冷却注入器设备128的效率。
50.如图所示，限制第一导管或第四导管的容积的帽304的表面与表面316 共面。如上所述，第一导管190的容积小于第二导管的容积。与流过第二导管 192的流体的速度相比，第一导管190的更小容积增加了流过第一导管190流到出口136a的流体的速度，假设用于第一导管190和第二导管192的每一个的流体压力大约且基本上恒定。
51.图4b显示了根据本公开内容的实施方式的注入器设备128的一部分的示意性侧剖视图。第一通道410、第二通道412和第三通道414形成在注入器设备128中。第一通道410形成在注入器设备128的突出物240内并与第一弧形表面242相邻。第二通道412邻近第二弧形244表面并邻近突出物240的表面 209形成。第二通道412设置在第二导管192的第一侧上。第三通道414邻近第二弧形表面244形成，并且设置在在第二导管192的与第二导管192的第一侧相对的第二侧上。
52.第一通道410的形状被构造为使得能够使用增材制造来制造注入器设备 128内的第一通道。在一个实施方式中，一个或多个支柱418延伸通过第二通道412并将第二通道412划分为两个或更多个部分。第二通道412的每个部分具有类似的形状和尺寸。在一个实施方式中，第二通道412的每个部分的形状或尺寸可与第二通道412的相邻部分不同。支柱418被制造成在增材制造处理期间支撑第二通道412的相邻部分。因此，支柱418使得能够使用增材制造处理来制造第二通道412。
53.第二通道412的每个部分的制造在平坦表面430处开始。当制造注入器设备128时，通过在第二通道412周围增加材料而在注入器主体125中形成第二通道412的部分。第二通道412的平坦表面430设置在距第二弧形表面244 一段距离416处。在平坦表面430和第二弧形表面244之间的距离416在约 1mm和约3mm之间，例如约2mm。第二通道412和第二弧形表面244之间的相对短的距离416(即，最小厚度)增加了在注入器设备128的操作期间从注入器设备128到第二通道412中的流体的热传送。
54.第二通道412的弯曲表面432形成为与平坦表面430相对。弯曲表面432 使得增材制造处理能够封闭第二通道412，而不会使用于制造注入器设备128 的材料塌缩到第二通
道中。在一个实施方式中，第三通道414的尺寸和形状基本上类似于第二通道412的每个部分的尺寸和形状。
55.第一管道422形成为穿过注入器设备。第一管道422沿着并且平行于第二弧形表面244从第一端250延伸到第二端252。第一管道422设置在第二通道 412和通道310之间。第一管道422与图2和图3中显示的连接件212和234 流体连通。第二管道420在注入器设备128中制造并与表面316相邻。第二管道420沿着并相切于突出物240从第一端250延伸到第二端252。第二管道420 平行于第一管道422。一个或多个管424在第一管道422和第二管道420之间延伸。在一个实施方式中，第一管道422和第二管道420是半环形的。在一个实施方式中，一个或多个管424是圆柱形的。第一管道422和第二管道420 经由一个或多个管424流体连通。在一个实施方式中，第一管道422的直径基本上等于第二管道420的直径。
56.第三管道440形成在注入器设备128中。第三导管与图2和图3中所示的连接件216流体连通。在一个实施方式中，第三管道440沿着表面314和表面316延伸。第三管道440设置在表面316和通道310之间。第三管道440是半环形的。在一个实施方式中，第三管道440的直径小于第一管道422的直径和第二管道420的直径。
57.图5显示了注入器设备128的示意性剖视图。如图所示，注入器设备128 的注入器主体125穿过处理腔室(诸如图1中所示的处理腔室100)的底板131 设置。安装板150将注入器设备128安装到处理腔室100的底板131上。密封件502和504将处理容积110从处理腔室100外部的大气流体密封。在一个实施方式中，密封件502、504是由弹性材料制成的o形环。
58.注入器屏蔽件506设置在处理容积110和注入器设备128之间。注入器屏蔽件506经构造以防止或基本上减少热辐射从处理容积110传导到注入器设备 128。注入器屏蔽件506由不透明的材料制成，诸如不透明的石英材料或碳化硅材料。面向处理容积110的注入器屏蔽件506耦接到突出物240的第一弧形表面242并横穿整个第一弧形表面242。注入器屏蔽件506将注入器设备128 与处理容积110分开，以防止来自注入器设备128的金属颗粒进入处理容积 110。
59.对于由石英材料制成的注入器屏蔽件506而言，屏蔽件506的面向处理容积110的表面512吸收来自处理容积110的热辐射，而屏蔽件506的面向注入器主体125的相对表面616由于石英屏蔽件的热屏蔽而保持较冷。对于由碳化硅材料制成的注入器屏蔽件506而言，据信表面512和616两者的温度由于通过碳化硅屏蔽件吸收的处理容积110中的热辐射而增加。然而，注入器屏蔽件 506的温度升高被流过第一通道402、406的冷却流体的流动而抵消。在清洁处理期间，由注入器屏蔽件506吸收的热辐射被认为有助于从表面512移除沉积的材料。
60.一个或多个孔508穿过注入器屏蔽件506而形成。孔508的每一个与形成在突出物240中的出口136a的每一个对齐。这样，孔508(和出口136a)与形成在注入器主体125内的第一导管190流体连通。一个或多个槽510也穿过注入器屏蔽件506而形成。一个或多个槽510设置成与突出物240的表面312 基本共面。这样，一个或多个槽510水平地设置在具有一个或多个孔508的平面之外。一个或多个槽510与第一净化出口302(未显示)和形成在注入器主体125内的第三导管(未显示)流体连通。一个或多个槽510将参考图6更详细地讨论。
61.图6显示了注入器设备128的一部分的示意性剖视图。如上所述，第一净化出口302形成在凹槽308的表面316中。第三导管602形成在注入器主体 125内。衬垫614位于注入器
屏蔽件506和第一石英窗120之间。一个或多个出口608穿过衬垫614形成。一个或多个出口608经由一个或多个净化通道 612与净化气室604流体连通。一个或多个出口608设置在注入器屏蔽件506 和第一石英窗120之间。净化气室形成在突出物240和衬垫614之间。净化气室604经由第一净化出口302与第三导管602流体连通。一个或多个槽510 还经由一个或多个净化通道610与净化气室604流体连通。
62.第三导管602中的第一净化气体经由一个或多个净化通道610和612通过一个或多个槽510和一个或多个出口608进入处理容积110。第一净化气体从第三导管602流出并经由第一净化出口302流到净化气室604中。第一净化气体经由一个或多个净化通道610和612从净化气室流到处理容积110。
63.第一净化气体选自氢气、氮气、氨气、其他类似气体以及它们的任何组合中的一种或多种。第一净化气体通过一个或多个槽510和一个或多个出口608 的一者或两者进入处理容积110，并将通过孔508进入处理容积110的处理气体分离，以避免与第一石英窗120接触。第一净化气体防止或基本上减少处理气体在处理容积110中膨胀和扩散到第一石英窗120。在一个实施方式中，第一净化气体以与处理气体的速率和速度不同的速率和速度进入处理容积110。
64.图7显示了根据一个实施方式的具有计算机可读介质的计算机系统700 的示意图。如图所示，计算系统700包括用于执行程序指令的中央处理单元 (cpu)702和一个或多个输入/输出(i/o)装置接口704，其实现与各种i/o 装置706(如，键盘、显示器，鼠标装置、笔输入等)的连接。系统700还包括网络接口708，其可包括(例如)用于从外部网络(诸如网络710)发送和接收数据的收发器。系统进一步包括存储器720(诸如易失性随机存取存储器)、储存装置730(诸如非易失性盘片驱动器、raid阵列等)及互连件715(诸如数据总线)。在一些示例中，储存装置730的一些或全部可远离计算系统700 (未显示)，并可代替地经由网络接口708访问。cpu 702经由互连件715检索并执行储存在存储器720中的可执行指令。cpu 702还从储存装置730检索和处理数据。
65.在一个实施方式中，增材制造处理(诸如三维印刷(3
‑
d印刷))用于制造如本文所述的注入器设备128。在一个实施方式中，首先制作注入器设备128 的计算机辅助设计(cad)模型，并接着切片算法映射每层的信息。通过将粉末薄层分布在粉末床的表面上开始一层。选择的粘合剂材料接着选择性地连接要形成物体的颗粒。接着，降低支撑粉末床和进行中零件的活塞，以便形成下一个粉末层。在每层之后，重复相同的处理，然后进行最后的热处理以制造物体。由于3d印刷可对材料成分、微结构和表面纹理进行局部控制，因此可使用这种方法实现各种(以及之前达不到的)几何形状。
66.在一个实施方式中，如本文所述的注入器设备128以可由计算机绘图装置或计算机显示装置读取的数据结构表示。计算机可读介质含有表示注入器设备 128的数据结构。数据结构是计算机文件并含有关于一个或多个制品(如注入器设备128)的结构、材料、纹理，物理性质或其他特征的信息。数据结构还含有代码，诸如计算机可执行代码或装置控制代码，其接合计算机渲染装置或计算机显示装置的所选功能。数据结构储存在计算机可读介质(诸如存储器 720)上。计算机可读介质包括物理储存介质，诸如磁存储器、软盘或任何方便的物理储存介质。物理储存介质可由计算机系统700读取，以在计算机屏幕或可为增材制造设备(诸如3d印刷机)的物理渲染装置上呈现由数据结构表示的制品。
67.虽然前述内容涉及本公开内容的实施方式，但是可在不背离其基本范围的情况下设计所公开主题的其他和进一步的实施方式，且本公开内容的范围由随附的权利要求书确定。