具有方位角与径向分布控制的多区域气体注入组件的制作方法_3

文档序号:8476996阅读:来源:国知局
囊164为圆柱形、在径向方向中延伸并且在环状的底部表面156中形成开孔164a。气体传送插件囊166形成于支架170中,支架170从顶部衬垫环140的圆周周边172向外延伸。
[0056]图12与图13分别为气体传送环144的俯视图与仰视图。图12图示了在气体传送环144中的四个气体分配通道136与四个气体供应通道138的结构。每一气体供应通道138从对应的气体入口 120接收气体。每一气体入口 120 (图3)包括形成于突出部144-1中的轴向端口 120-1(图13),突出部144-1从气体传送环144的周边144-2延伸。轴向端口 120-1穿过突出部144-1的底部表面而形成开口。径向延伸的气体入口通道120-2(图12)耦接于轴向端口 120-1与气体供应通道138的一端部138-1之间。气体供应通道138的相对端部138-2耦接于气体分配通道136的中点。气体分配通道136的每一端部136-1与136-2端接于轴向气体出口 122’。轴向气体出口 122’耦接于气体传送插件146的内部的轴向插件气体流动通路150的底部,如同图6所示。以此方式,四个气体分配通道136馈送至八个气体传送插件146。在例示的实施例中,在每一突出部144-1中有两个轴向气体端口 120-1馈送至个别组的气体流动通道136、138。在例示的实施例中,气体分配通道136与气体供应通道138遵循拱形的路径,拱形的路径与圆柱形侧壁102同中心。气体分配通道136、气体供应通道138与径向气体入口通道120-2提供气体入口 120与气体出口 122之间的相等长度的个别路径。相等路径长度的一个优点是减低各种路径之中的气体流动阻抗的不均匀性,提供较佳的处理控制。
[0057]图14为沿着图12的线14-14所取的放大横剖面视图,且图示了形成于气体传送环144中并且由气体通道盖体171所覆盖的气体分配通道136的一者。图14另外图示了气体分配通道136的一端部与气体出口 122’之间的相交区。
[0058]图6的注入喷嘴148更详细地绘示在图15与图16的横剖面图中。注入喷嘴148具有圆柱形主体180,内部的径向喷嘴气体流动通路152通过圆柱形主体180延伸至气体注入通路182,形成在圆柱形主体180的径向内部端部180a处的孔口 184。轴向延伸的气体传送插件孔186在圆柱形主体180的径向外部端部180b附近形成通过圆柱形主体180。气体传送插件146容纳于气体传送插件孔186中。与圆柱形主体180同中心的第一 O型环槽188形成于圆柱形主体180的径向外部端部180b附近,且第一 O型环槽188界定第一 O型环槽内部表面188a。与圆柱形主体180同中心的第二 O型环槽190形成于圆柱形主体180中的第一 O型环槽188与径向内部端部180a之间,且第二 O型环槽190界定第二 O型环槽内部表面190a。轴向排空狭孔192形成于圆柱形主体180的表面中,且轴向排空狭孔192包括:在径向外部端部180b与第一 O型环槽188之间的第一狭孔部192-1、在第一与第二O型环槽188与190之间的第二狭孔部192-2、以及从第二 O型环槽190朝向径向内部端部180a延伸一短距离的第三狭孔部192-3。轴向狭孔192另外包括:在第一 O型环槽内部表面188a中的第一槽轴向狭孔部192-4,以及在第二 O型环槽内部表面190b中的第二槽轴向狭孔部192-5。如同图6所示,O型环194插设于第一与第二 O型环槽188与190中。圆柱形主体180与喷嘴囊164的内部表面之间有小的喷嘴至囊的间隙或缝隙。轴向狭孔192能使注入喷嘴148的径向外部端部180b与喷嘴囊164的后壁164b (图11)之间所限制住的气体透过该喷嘴至囊的缝隙而排空。轴向狭孔192能使所排空的空气绕过O型环194。
[0059]图17绘示图6所示的气体传送插件146。图18为对应于图17的横剖面视图。参见图17与图18,气体传送插件146包括圆柱形插件杆202,圆柱形插件杆202支撑于大体上平坦的插件基部204。图6所示的内部的轴向插件气体流动通路150延伸通过圆柱形插件杆202。通过圆柱形插件杆202的气体出口 205a与205b与内部的轴向插件气体流动通路150相交。在形成图6的组件时,将圆柱形插件杆202 (图18)插入图16的注入喷嘴148的气体传送插件孔186,直到气体出口 205a与205b配接于图6的内部的径向喷嘴气体流动通路152。
[0060]圆柱形插件杆202具有与圆柱形插件杆202同中心的O型环槽206、208,O型环槽206,208中容纳O型环209(图6)。气体入口孔186的内部表面186a(图16)为O型环密封表面,当插件杆202插设进入气体入口孔186时,O型环209压抵内部表面186a。O型环槽210 (图18)形成于插件基部204的顶部表面中、在圆柱形插件杆202的底部周围。O型环槽212(图18)形成于插件基部204的底部表面中、与圆柱形插件杆202同中心。O型环216 (图6)固持于O型环槽212中,用于将气体传送插件146恰当地抵于顶部衬垫环140。O型环214 (图6)固持于O型环槽210中,用于将插件基部204配接于气体传送环144上。
[0061]上面图12与图13的叙述是参照气体传送环144的两个突出部144_1,每一突出部144-1支撑一对气体入口端口 120-1,气体入口端口 120-1在突出部144-1的底部表面形成开口。图19与图20绘示气体传送块220,用于紧固至突出部144-1的底部表面并且具有一对气体入口柄部222,当气体传送块220结合于突出部144-1时,该对气体入口柄部222接触于该对气体入口端口 120-1。例示的该对气体入口柄部222提供至四通道气体流率控制器124的两个输出的连接。
[0062]通过控制三通道气体流率控制器126,调整气体流动的径向分布。独立的,控制四通道气体流率控制器124,来调整方位角的气体分布。一个优点是:气体流率控制器124与126提供对于气体流动的径向分布与气体流动的方位角分布两者的同时独立控制。另外一个优点是:腔室周边处的气体出口 122平行地被馈送,且压力损失均匀地分布在方位角方向中。此后者的特征简化了方位角气体分布的控制。
[0063]气体注入插件146有利于在顶部气体环140的凹陷表面156中的注入喷嘴148的位置。从侧部注入气体是最佳的,因为注入喷嘴148位于顶部衬垫环140的凹陷表面156中,且所注入的气体由凹陷表面156导引。顶部气体环140与注入喷嘴148位于含有四对循环的气体流动通道136、138的气体传送环144之上的平面中。跨越注入喷嘴148的平面与气体传送环144之间的缝隙的气体流动路径由气体传送插件146提供。
[0064]参见图21与图22,顶部衬垫环140、气体传送环144、八个气体传送插件146与八个注入喷嘴148是分离的物件,这样能通过选择材料来针对每一个别物件最佳化,且有利于有效率的模块化组件。在一实施例中,气体传送环144接触于处理气体,但是未接触于等离子体。气体传送环144因此由可以相容于等离子体处理中所用的处理气体的陶瓷材料(或不锈钢或其他合适的材料)形成,等离子体处理例如是等离子体增强式反应离子蚀刻处理、或等离子体增强式化学气相沉积处理(作为某些范例)。注入喷嘴148面向腔室的等离子体处理区域,且因此注入喷嘴148是由可以相容于曝露至等离子体的材料形成,例如陶瓷材料。顶部衬垫环140与底部衬垫
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