本發(fā)明涉及襯底處理系統(tǒng)，更具體地涉及用于在襯底處理系統(tǒng)中向爐供應(yīng)處理氣體的氣體噴射器。

背景技術(shù)：

這里提供的背景描述是為了一般地呈現(xiàn)本公開的上下文的目的。目前所指名的發(fā)明人的工作，在該背景技術(shù)部分中描述的程度以及本說明書的可能在申請時(shí)不被另外認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)的部分，既不明確地也不隱含地被承認(rèn)為針對本公開的現(xiàn)有技術(shù)。

可以在一個(gè)或多個(gè)制造階段期間使用爐中的襯底例如半導(dǎo)體晶片的批處理?？梢栽跔t中執(zhí)行熱化學(xué)氣相沉積(cvd)或另一工藝。將襯底加熱到預(yù)定溫度范圍，并且使用氣體噴射器將前體氣體引入爐中。

氣體噴射器通常由石英或碳化硅制成。在一些情況下，在沉積膜的熱膨脹系數(shù)(cte)和用于制造氣體噴射器的材料的cte之間可能沒有足夠的匹配。結(jié)果，在操作期間可能發(fā)生在氣體噴射器的內(nèi)表面上形成的膜的分層(delamination)。分層在爐中產(chǎn)生顆粒。顆?？赡苈湓谝r底上并增加缺陷。為了防止這些缺陷，執(zhí)行更頻繁的預(yù)防性維護(hù)，這增加了成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種氣體噴射器包括由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成的管狀桿節(jié)段。管狀桿節(jié)段包括限定流體通道的主體和直接在其一端上加工的螺紋。轉(zhuǎn)向節(jié)包括螺紋。管狀桿節(jié)段的螺紋連接到轉(zhuǎn)向節(jié)的螺紋。氣體供應(yīng)管連接到轉(zhuǎn)向節(jié)。

在其它特征中，所述管狀桿節(jié)段包括直接在其相對端上加工的螺紋。附加的管狀桿節(jié)段連接到管狀桿節(jié)段的相對端上的螺紋。轉(zhuǎn)向節(jié)包括限定用于接收管狀桿節(jié)段的腔的主體。所述轉(zhuǎn)向節(jié)的螺紋位于所述腔的一端。

在其它特征中，轉(zhuǎn)向節(jié)包括從所述轉(zhuǎn)向節(jié)的一端朝向所述轉(zhuǎn)向節(jié)的相對端延伸的第一槽和第二槽。管狀桿節(jié)段完全由所述材料制成。

氣體噴射器包括第一管狀桿節(jié)段，所述第一管狀桿節(jié)段包括：限定流體通道的主體；直接加工在所述第一管狀桿節(jié)段的一端上的陽螺紋；以及直接加工在所述第一管狀桿節(jié)段的相對端上的陰螺紋。第二管狀桿節(jié)段包括：限定流體通道的主體；直接加工在所述第二管狀桿節(jié)段的一端上的陽螺紋；以及直接加工在所述第二管狀桿節(jié)段的相對端上的陰螺紋。第一管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成。第二管狀桿節(jié)段的一端螺紋連接到第一管狀桿節(jié)段的一端。第一管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段的流體通道流體連通。

在其它特征中，第三管狀桿節(jié)段包括：限定流體通道的主體；直接加工在所述第三管狀桿節(jié)段的一端上的陽螺紋；以及直接加工在所述第三管狀桿節(jié)段的相對端上的陰螺紋。第三管狀桿節(jié)段的一端可螺紋連接到第二管狀桿節(jié)段的相對端。第三管狀桿節(jié)段由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成。第三管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段的流體通道流體連通。

在其它特征中，轉(zhuǎn)向節(jié)通過螺紋連接到第一管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段中的一個(gè)。氣體供應(yīng)管連接到轉(zhuǎn)向節(jié)。氣體供應(yīng)管包括與第一管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段中的一個(gè)的流體通道流體連通的流體通道。轉(zhuǎn)向節(jié)包括限定用于接收第一管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段中的一個(gè)的外徑的腔的主體。

在其它特征中，轉(zhuǎn)向節(jié)包括從轉(zhuǎn)向節(jié)的一端朝向轉(zhuǎn)向節(jié)的相對端延伸的第一和第二槽。第一管狀桿節(jié)段和第二管狀桿節(jié)段完全由所述材料制成。

一種氣體噴射器包括：n個(gè)管狀桿節(jié)段，其完全由選自硅和碳化硅的材料制成。n是大于1的整數(shù)。n個(gè)管狀桿節(jié)段中的每一個(gè)包括限定流體通道的主體和直接在其相對端上加工的螺紋。n個(gè)管狀桿節(jié)段通過螺紋連接在一起。轉(zhuǎn)向節(jié)連接到n個(gè)管狀桿節(jié)段。氣體供應(yīng)管連接到轉(zhuǎn)向節(jié)。

在其它特征中，轉(zhuǎn)向節(jié)包括連接到n個(gè)管狀桿節(jié)段中的一個(gè)上的螺紋的螺紋。轉(zhuǎn)向節(jié)包括限定用于接收n個(gè)管狀桿節(jié)段中的一個(gè)的腔的主體。轉(zhuǎn)向節(jié)的螺紋位于腔的一端。

在其它特征中，轉(zhuǎn)向節(jié)包括從轉(zhuǎn)向節(jié)的一端朝向轉(zhuǎn)向節(jié)的相對端延伸的第一和第二槽。

根據(jù)詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖，本公開的其它適用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。詳細(xì)描述和具體示例僅意圖用于說明的目的，并不旨在限制本公開的范圍。

具體而言，本發(fā)明的一些方面可以描述如下:

1.一種氣體噴射器，包括：

由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成的管狀桿節(jié)段，其中所述管狀桿節(jié)段包括限定流體通道的主體和直接在其一端上加工的螺紋；

包括螺紋的轉(zhuǎn)向節(jié)，其中所述管狀桿節(jié)段的螺紋被連接到所述轉(zhuǎn)向節(jié)的螺紋；和

連接到所述轉(zhuǎn)向節(jié)的氣體供應(yīng)管。

2.根據(jù)條款1所述的氣體噴射器，其中所述管狀桿節(jié)段包括直接在其相對端上加工的螺紋。

3.根據(jù)條款2所述的氣體噴射器，還包括連接到所述管狀桿節(jié)段的相對端上的螺紋的附加的管狀桿節(jié)段。

4.根據(jù)條款1所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括限定用于接收所述管狀桿節(jié)段的腔的主體，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)的螺紋位于所述腔的一端。

5.根據(jù)條款1所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括從所述轉(zhuǎn)向節(jié)的一端朝向所述轉(zhuǎn)向節(jié)的相對端延伸的第一槽和第二槽。

6.根據(jù)條款1所述的氣體噴射器，其中所述管狀桿節(jié)段完全由所述材料制成。

7.一種氣體噴射器，包括：

第一管狀桿節(jié)段，其包括：限定流體通道的主體；直接加工在所述第一管狀桿節(jié)段的一端上的陽螺紋；以及直接加工在所述第一管狀桿節(jié)段的相對端上的陰螺紋；和

第二管狀桿節(jié)段，其包括：限定流體通道的主體；直接加工在所述第二管狀桿節(jié)段的一端上的陽螺紋；以及直接加工在所述第二管狀桿節(jié)段的相對端上的陰螺紋，

其中所述第一管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成，

其中所述第二管狀桿節(jié)段的一端螺紋連接到所述第一管狀桿節(jié)段的一端，其中所述第一管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段的流體通道流體連通。

8.根據(jù)條款7所述的氣體噴射器，還包括：

第三管狀桿節(jié)段，其包括：限定流體通道的主體；直接加工在所述第三管狀桿節(jié)段的一端上的陽螺紋；以及直接加工在所述第三管狀桿節(jié)段的相對端上的陰螺紋，

其中所述第三管狀桿節(jié)段的一端螺紋連接到所述第二管狀桿節(jié)段的相對端，

其中所述第三管狀桿節(jié)段由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成，

其中所述第三管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段的流體通道流體連通。

9.根據(jù)條款7所述的氣體噴射器，還包括可螺紋附接到所述第一管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段中的一個(gè)上的轉(zhuǎn)向節(jié)。

10.根據(jù)條款9所述的氣體噴射器，還包括連接到所述轉(zhuǎn)向節(jié)的氣體供應(yīng)管，其中所述氣體供應(yīng)管包括與所述第一管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段中的一個(gè)的流體通道流體連通的流體通道。

11.根據(jù)條款10所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括主體，所述主體限定用于接收所述第一管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段中的一個(gè)的外徑的腔。

12.根據(jù)條款11所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括從所述轉(zhuǎn)向節(jié)的一端朝向所述轉(zhuǎn)向節(jié)的相對端延伸的第一槽和第二槽。

13.根據(jù)條款7所述的氣體噴射器，其中所述第一管狀桿節(jié)段和所述第二管狀桿節(jié)段完全由所述材料制成。

14.一種氣體噴射器，包括：

n個(gè)管狀桿節(jié)段，其完全由從硅和碳化硅構(gòu)成的組中選擇的材料制成，

其中n是大于1的整數(shù)，

其中所述n個(gè)管狀桿節(jié)段中的每一個(gè)包括限定流體通道的主體和直接在

其相對端上加工的螺紋，

其中所述n個(gè)管狀桿節(jié)段通過所述螺紋連接在一起；

連接到所述n個(gè)管狀桿節(jié)段的轉(zhuǎn)向節(jié)；和

連接到所述轉(zhuǎn)向節(jié)的氣體供應(yīng)管。

15.根據(jù)條款14所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括連接到所述n個(gè)管狀桿節(jié)段中的一個(gè)上的螺紋的螺紋。

16.根據(jù)條款15所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括限定用于接收所述n個(gè)管狀桿節(jié)段中的一個(gè)的腔的主體，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)的螺紋位于所述腔的一端。

17.根據(jù)條款14所述的氣體噴射器，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)包括從所述轉(zhuǎn)向節(jié)的一端朝向所述轉(zhuǎn)向節(jié)的相對端延伸的第一和第二槽。

附圖說明

從詳細(xì)描述和附圖將更充分地理解本公開，其中：

圖1是包括根據(jù)本公開的氣體噴射器的爐的示例的側(cè)截面圖；

圖2是根據(jù)本公開的氣體噴射器的示例的側(cè)視圖；

圖3和圖4是在氣體噴射器的管狀桿節(jié)段的端部上加工的陽螺紋和陰螺紋的示例的側(cè)橫截面圖；

圖5和圖6是根據(jù)本公開的氣體噴射器的示例的透視圖；

圖7a和7b是根據(jù)本公開的連接器和轉(zhuǎn)向節(jié)的示例的側(cè)截面圖和端部截面圖；

圖8是根據(jù)本公開的用于制造氣體噴射器的螺紋管狀桿節(jié)段的方法的流程圖；和

圖9是根據(jù)本公開的用于組裝氣體噴射器的方法的流程圖。

在附圖中，附圖標(biāo)記可以重新使用以標(biāo)識類似和/或相同的元件。

具體實(shí)施方式

本公開涉及包括多個(gè)管狀桿節(jié)段的氣體噴射器。每個(gè)管狀桿節(jié)段具有圓柱形主體和內(nèi)部流體通道，以允許處理氣體的輸送。在一些示例中，管狀桿節(jié)段可以完全由硅(si)或碳化硅(sic)制成，但是也可以使用其它材料。

兩個(gè)或更多個(gè)管狀桿節(jié)段使用機(jī)械螺紋連接在一起以提供可變長度。機(jī)械螺紋被直接加工到管狀桿節(jié)段的端部中。螺紋消除了對諸如粘合劑接合之類的其它類型的附接的需要。一旦螺紋連接在一起，管狀桿節(jié)段形成單一的、整體的氣體噴射器管，其將處理氣體輸送到爐或其它襯底處理室。

現(xiàn)在參考圖1，示出了布置在爐10中的氣體噴射器的示例。雖然示出了特定類型的爐，但本文所述的氣體噴射器也可以與其他類型的爐或其他襯底處理設(shè)備一起使用。爐10被示出為包括絕熱外殼12。加熱線圈14布置在絕熱外殼12的內(nèi)部?？梢酝ㄟ^電源(未示出)向加熱線圈14供應(yīng)電力。

內(nèi)部容器16可以布置在絕熱外殼12和加熱線圈14的內(nèi)部?？梢允褂靡r套18，襯套18裝配在內(nèi)部容器16內(nèi)。襯底支撐件20位于基座22上。在處理期間，基座22和襯底支撐件20通常由襯套18圍繞。襯底支撐件20可包括豎直布置的狹槽，用于在熱處理期間保持多個(gè)襯底。襯底可以是半導(dǎo)體晶片。

氣體噴射器24包括螺紋連接在一起的供應(yīng)管25、轉(zhuǎn)向節(jié)26和多個(gè)管狀桿節(jié)段27-1、27-2、…和27-n(統(tǒng)稱為管狀桿節(jié)段27)(其中n是大于1的整數(shù))。在一些示例中，供應(yīng)管25由不銹鋼制成，但也可以使用其他材料。氣體噴射器24可以布置在襯底支撐件20和襯套18之間。氣體噴射器24包括在其上端上的出口，用于在襯套18內(nèi)噴射處理氣體。

真空泵(未示出)可以用于通過內(nèi)部容器16的底部排出處理氣體。絕熱外殼12、內(nèi)部容器16和襯套18可以豎直地升高，以允許晶片被傳送到襯底支撐件20和從襯底支撐件20傳走，但在一些配置中，這些元件保持靜止，而升降機(jī)(未示出)使基座22和襯底支撐件20升起和下降進(jìn)出爐10。

現(xiàn)在參考圖2，更詳細(xì)地示出了氣體噴射器24。管狀桿節(jié)段27包括直接在其端部上加工的陽螺紋40和陰螺紋42。例如，管狀桿節(jié)段27-1包括與位于相鄰管狀桿節(jié)段27-2上的陽螺紋40配合的陰螺紋42。其它管狀桿節(jié)段以類似的方式連接以提供可變長度。轉(zhuǎn)向節(jié)26包括在其上端的陰螺紋42，其與管狀桿節(jié)段27-1上的陽螺紋40配合。供應(yīng)管25可以被接合到、螺紋連接到或以其他方式附接到轉(zhuǎn)向節(jié)26的下端。

現(xiàn)在參考圖3，更詳細(xì)地示出了管狀桿節(jié)段27的示例。管狀桿節(jié)段27包括主體39。陽螺紋40被加工在其外表面上。管狀桿節(jié)段27具有限定流體通道54的外徑44和內(nèi)徑46。管狀桿節(jié)段27還包括到流體通道54的第一開口48，其可以用作流體入口或出口。陽螺紋40的徑向外徑可以相對于外徑44向內(nèi)間隔開，使得陽螺紋40被接收在相應(yīng)的陰螺紋42的內(nèi)部。

現(xiàn)在參考圖4，更詳細(xì)地示出了管狀桿節(jié)段27的示例。管狀桿節(jié)段27包括在其內(nèi)表面上加工的陰螺紋42。管狀桿節(jié)段27還包括到流體通道54的第二開口72，其可以用作流體入口或出口。

現(xiàn)在參考圖5至7b，示出了與轉(zhuǎn)向節(jié)26有關(guān)的附加細(xì)節(jié)。在圖5，轉(zhuǎn)向節(jié)26包括限定用于接收管狀桿節(jié)段27-1的腔80的主體73。轉(zhuǎn)向節(jié)26包括形成在其相對側(cè)上的槽82和84，所述槽82和84從轉(zhuǎn)向節(jié)26的上部延伸到與轉(zhuǎn)向節(jié)26的底部間隔開的點(diǎn)。供應(yīng)管25容納在轉(zhuǎn)向節(jié)26的底部。如圖6所示，管狀桿節(jié)段27-1插入腔80中，陽螺紋40由轉(zhuǎn)向節(jié)26的陰螺紋42接納。槽82和84為管狀桿節(jié)段27-1提供物理支撐，以增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和柔性來減少否則可能在溫度變化期間發(fā)生的損壞。

如圖7a和7b所示，流體通道90被限定通過供應(yīng)管25的中央。轉(zhuǎn)向節(jié)26中的流體通道92將流體通道90流體地連接到管狀桿節(jié)段27-1的流體通道54。轉(zhuǎn)向節(jié)的內(nèi)徑94提供足夠的間隙以接收管狀構(gòu)件27-1的外徑。

現(xiàn)在參考圖8，示出了用于制造氣體噴射器的方法154的示例。在152，生長硅錠。在154，進(jìn)行硅錠的芯鉆以生成實(shí)心管狀桿節(jié)段。在158處，在實(shí)心管狀桿節(jié)段上執(zhí)行線電極放電制造(edm)以獲得期望的長度并平滑管狀桿節(jié)段的端面，但也可以使用其它方法。在162，edm也用于在管狀桿節(jié)段中產(chǎn)生流體通道，但也可以使用其它方法。

在164，在管狀桿節(jié)段的端部上執(zhí)行計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(cnc)加工以生產(chǎn)陽螺紋和陰螺紋，但也可以使用其它方法。在一些示例中，可以使用金剛石尖鉆。在cnc加工期間可以使用諸如水或油基潤滑劑之類的潤滑。調(diào)節(jié)速度和進(jìn)給設(shè)置，以相對于執(zhí)行cnc加工所需的時(shí)間優(yōu)化管狀桿節(jié)段可能發(fā)生的損壞。在其他示例中，使用如在共同轉(zhuǎn)讓的“ductilemodemachiningmethodsforhardandbrittlecomponentsofplasmaprocessingapparatus”的美國專利8893702中所述的延性模式加工在管狀桿節(jié)段上加工螺紋，該專利在11月25日授權(quán)并在此通過引用將其全部并入。

在166，清潔管狀桿節(jié)段。在168，在管狀桿節(jié)段上執(zhí)行表面化學(xué)處理。在170，在表面化學(xué)處理之后再次清潔管狀桿節(jié)段。在174，執(zhí)行附加的清潔步驟作為最終清潔操作。僅作為示例，可以使用氟化氫(hf)。

現(xiàn)在參考圖9，示出了用于組裝氣體噴射器的方法200的示例。在204，提供n個(gè)管狀桿節(jié)段、轉(zhuǎn)向節(jié)和供應(yīng)管，其中n是大于或等于1的整數(shù)。在212，n個(gè)桿螺紋連接在一起(當(dāng)n大于1時(shí))，然后被螺紋連接到轉(zhuǎn)向節(jié)中。氣體供應(yīng)管連接到轉(zhuǎn)向節(jié)。在一些示例中，氣體供應(yīng)管使用粘合劑連接，但也可以使用其他連接方法。在214，氣體噴射器可以在使用之前密封并烘干。僅作為示例，膜可以沉積在氣體噴射器的內(nèi)部上以密封氣體噴射器。在216，氣體噴射器安裝在爐中并在過程中使用。在一些示例中，氣體噴射器在諸如沉積摻雜或未摻雜的多晶硅之類的熱化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝期間使用，但也可以執(zhí)行其他工藝。

前面的描述本質(zhì)上僅僅是說明性的，并且絕不旨在限制本公開、其應(yīng)用或用途。本公開的廣泛教導(dǎo)可以以各種形式實(shí)現(xiàn)。因此，盡管本公開包括特定示例，但是本公開的真實(shí)范圍不應(yīng)當(dāng)如此限制，因?yàn)樵谘芯扛綀D，說明書和所附權(quán)利要求時(shí)，其他修改將變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解，在不改變本公開的原理的情況下，方法中的一個(gè)或多個(gè)步驟可以以不同的順序(或同時(shí)地)執(zhí)行。此外，雖然每個(gè)實(shí)施例在上面被描述為具有某些特征，但是關(guān)于本公開的任何實(shí)施例描述的那些特征中的任何一個(gè)或多個(gè)可以在任何其它實(shí)施例的特征中實(shí)現(xiàn)和/或與其組合，即使該組合沒有明確描述。換句話說，所描述的實(shí)施例不是相互排斥的，并且一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例彼此的排列保持在本公開的范圍內(nèi)。