[发明专利]结合进气和排气的喷头

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷头(showerhead)的设计，且特别是涉及一种结合进气(intake)和排气(exhaust)的喷头。

背景技术

有机金属化学气相沉积法(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)是目前在晶片上进行外延制作工艺的一种方法，目前MOCVD的进气设备主要是以喷头模式为主。喷头的设计却常有中央气体浓度滞流现象发生，造成此区域不能使用之外，还会影响到晶片边缘波长均匀度(wavelength uniformity)分布。由于上述现象为小尺寸腔体现象，将来要朝大尺寸发展时，均匀度的控制更为不易，不止会有中间滞流区的问题，还会因为气体流动的路径变长，造成越靠近抽气的位置会有明显浓度较低情况。

因此，近来有针对改善气流场的均匀度的专利，如美国专利US 7,138,336B2或是美国专利US 7,641,939B2。前述专利都是采取喷头进气及腔体侧边抽气的方式控制气体进出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合进气和排气的喷头，可以解决气体滞流在喷头的问题之外，还可平衡基板表面的浓度分布并能先将反应过程中的副产物排掉。

为达上述目的，本发明提出一种结合进气和排气的喷头，适于进行气体的喷洒。这样的喷头至少包括一喷头主体，其具有一气体作用表面、位于气体作用表面上的多数个进气孔以及位于气体作用表面的中心位置的一中央排气口。

在本发明的一实施例中，上述中央排气口的面积与进气孔的面积的比率为0.03～0.04。

在本发明的一实施例中，上述中央排气口例如是由数个排气孔所构成。

在本发明的一实施例中，上述中央排气口的抽气端向喷头主体内凹。

在本发明的一实施例中，上述中央排气口的排气方向与进气孔的进气方向相互平行。

在本发明的一实施例中，上述中央排气口的面积与进气孔的面积的比率小于0.03。此时，喷头主体还可包括至少一环状排气口，这个环状排气口是以中央排气口为中心呈同心圆状地配置。

在本发明的一实施例中，上述环状排气口例如是由数个排气孔所构成。

在本发明的一实施例中，上述环状排气口的抽气端向喷头主体内凹。

在本发明的一实施例中，上述环状排气口的排气方向与进气孔的进气方向相互平行。

在本发明的一实施例中，上述结合进气和排气的喷头还可包括至少一流量计，用以控制中央排气口以及/或是环状排气口的排气量。

在本发明的一实施例中，上述结合进气和排气的喷头用于将气体喷洒至多数个基板上。

在本发明的一实施例中，上述环状排气口与基板的位置错开配置。

在本发明的一实施例中，上述中央排气口与基板的位置错开配置。

在本发明的一实施例中，上述结合进气和排气的喷头还可包括一升降机构，用以调整基板与喷头主体的距离。

在本发明的一实施例中，上述喷头主体的面积大于所有基板的总面积。

基于上述，本发明将进气与排气同时设计在喷头上，以区域性的进气与排气的喷洒技术抽离腔体中间高浓度的气体，达到腔体中央与旁边的浓度一致，同时可将反应产生的副产物先行抽离，以免在腔体滞留时间过久而影响反应结果，譬如成长出较差品质的外延。

为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照一实施例的一种结合进气和排气的喷头的立体图；

图2A是依照另一实施例的一种结合进气和排气的喷头的正视图；

图2B是图2A的B-B线段的剖面示意图；

图3A是喷头的中央排气口的面积与进气孔的面积比率小于0.03的平面示意图；

图3B是依照又一实施例的一种结合进气和排气的喷头的正视图；

图4是图3B的B’-B’线段的剖面示意图。

主要元件符号说明

100、200、300：喷头

102、202、302：喷头主体

102a：气体作用表面

104、204、304：进气孔

106、206、306：中央排气口

206a、306a、310a：抽气端

108、208：排气孔

210、400：基板

212、402、404：流量计

214、406：升降机构

216、408：反应腔体

218、410：侧抽气口