[实用新型]一种化学气相沉积装置及其喷头

说明书

本实用新型提供一种化学气相沉积装置及其喷头，喷头包括本体、喷射部及热交换机构。本体开设有进气通道，以供反应气体进入。喷射部设有多个喷嘴，喷嘴与进气通道连通，反应气体经由进气通道进入喷嘴，并被喷嘴喷出。热交换机构设置于本体和/或喷射部，热交换机构内具有冷却剂，能够使得喷头的温度降低。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及一种化学气相沉积装置及其喷头。

背景技术

在半导体制造工艺中，经常需要利用化学气相沉积(CVD，Chemical VaporDeposition)的方法形成膜层，例如氧化硅层、氮化硅层等介质层。

CVD工艺常常通过反应类型或者压力来分类，包括低压CVD(LPCVD)，常压CVD(APCVD)，次压CVD(SACVD)，超高真空CVD(UHCVD)，等离子体增强CVD(PECVD)，高密度等离子体CVD(HDPCVD)以及快热CVD(RTCVD)。

CVD通常是在反应腔室内进行，首先将包括器件层的晶片放置于反应腔内的基台上，通入反应气体，反应气体被解离成原子、离子，或原子团沉积在晶片表面，然后经由晶粒生长、晶粒聚结，缝道填补等步骤，晶片表面被膜层覆盖，通过控制反应时间，反应温度，气体流速等便可以沉积不同厚度的薄膜。

CVD工艺中，温度对于沉积薄膜的质量有相当重要的影响，特别是SACVD工艺，是在高温(大于480℃)高压(100-600Torr)条件下反应，其能量来自于加热器产生的热量。

然而，现有的CVD工艺中由于加热器所产生的热量会使得部分反应气体在通过喷头时在喷头表面反应沉积，随着反应时间的增加沉积物越积越多，一方面沉积物会堵塞喷头的喷孔，另一方面沉积物会滴落在晶片表面形成缺陷，缺陷的存在不仅影响后续制程而且影响芯片良率。

因此，亟需对现有的化学气相沉积装置的结构进行改进，以解决CVD工艺中反应物在喷头上的沉积的问题，防止缺陷产生，提升芯片产品的良率。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供了一种化学气相沉积装置及其喷头，以避免反应气体在喷头表面发生化学反应，在喷头上出现沉积物，而产生缺陷，从而提升芯片产品的良率。

为达成上述目的，本实用新型提供一种化学气相沉积装置及其喷头，喷头包括本体、喷射部及热交换机构。本体开设有进气通道，以供反应气体进入。喷射部设有多个喷嘴，喷嘴与进气通道连通，反应气体经由进气通道进入喷嘴，并被喷嘴喷出。热交换机构设置于本体和/或喷射部，热交换机构内具有冷却剂，能够使得喷头的温度降低。

根据一实施例，热交换机构包括热交换器和冷却通道，冷却通道的两端具有冷却通道入口和冷却通道出口，冷却通道入口和冷却通道出口均与热交换器连接，冷却通道设置于本体和/或喷射部，冷却剂能够在冷却通道与热交换器之间循环。

根据一实施例，冷却通道设置于喷射部的外周，并围绕喷嘴设置。

根据一实施例，冷却通道设置于喷射部的远离本体的一侧。

根据一实施例，冷却通道设置于本体的靠近喷射部的一侧。

根据一实施例，冷却通道的内径为0.5cm-1cm，冷却剂的流速为10L/min-50L/min。

根据一实施例，热交换机构包括压力泵、容纳部、检测系统及阀门，容纳部用于容纳冷却剂，压力泵用于为冷却剂提供循环所需的动力，检测系统用于进行温度和压力检测。

根据一实施例，冷却剂包括乙二醇和去离子水。

根据一实施例，冷却通道内的冷却剂的温度为30℃-50℃。