專利名稱：進(jìn)氣噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體噴嘴，特別是一種在用于等離子體的半導(dǎo)體晶圓制造工藝中的進(jìn)體噴嘴。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體加工包括金屬、介電和半導(dǎo)體材料的化學(xué)氣相沉積(CVD)的沉積處理，這些層的蝕刻，光刻膠掩膜層的拋光等等。在刻蝕的情況中，等離子體刻蝕通常用于蝕刻金屬、介電和半導(dǎo)體材料。平行板式的等離子體反應(yīng)器典型的結(jié)構(gòu)包括含有一塊或多塊擋板的氣室，讓蝕刻氣體通過(guò)它的上電極，將硅晶片支撐在下電極的支架上，射頻電源和用于向氣室提供氣體的氣體噴射源。氣體被電極電離而形成等離子體。等離子體蝕刻支持在上電極下面的晶片上。
在等離子體蝕刻過(guò)程期間，通過(guò)向處于較低壓力的氣體加入大量的能量而使氣體電離以形成等離子體。通過(guò)調(diào)節(jié)晶片的電位，等離子體中帶電的粒子可以被導(dǎo)向以便垂直地沖撞到晶片上，使晶片上無(wú)掩膜區(qū)域的材料被移走。
為了在整個(gè)晶片表面上得到均勻的蝕刻速率，希望在晶片表面上能均勻的分布等離子體。常規(guī)的氣體分配設(shè)計(jì)包括多噴嘴、簇射頭等。隨著半導(dǎo)體基片尺寸的增加，要在基片上面實(shí)現(xiàn)均勻的氣體分布變得更加困難，開(kāi)口和擋板的數(shù)量必須大量增加以維持刻蝕氣體的均勻性，制造這樣一種氣體分配設(shè)備的復(fù)雜性和費(fèi)用也大為增加，更為重要的是，這種氣體分配板會(huì)對(duì)絕緣窗體的厚度產(chǎn)生影響，厚度增加會(huì)降低與線圈能量的耦合效率，影響等離子體的生成，因而有必要對(duì)進(jìn)氣噴嘴進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
半導(dǎo)體加工系統(tǒng)用來(lái)加工半導(dǎo)體晶片，從而制造集成電路。特別是在蝕刻、氧化、化學(xué)氣相沉積(CVD)等過(guò)程中，通常使用基于等離子體的半導(dǎo)體加工。傳統(tǒng)的等離子加工系統(tǒng)通過(guò)控制在等離子加工腔內(nèi)的氣流或者等離子體流，以便為加工晶片提供最佳的環(huán)境。流向真空室的和真空室內(nèi)的處理氣體的不均勻分布會(huì)對(duì)等離子體的均勻分布產(chǎn)生不利影響。
常見(jiàn)的反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括由腔室壁3和電絕緣材料窗體2，腔室壁3下端部設(shè)有排氣口6，上端部設(shè)有周邊進(jìn)氣口5，窗體2上設(shè)有中央進(jìn)氣口4，絕緣窗體2上設(shè)有線圈1。其中腔室壁3和絕緣窗體2組成一個(gè)封閉空間9，即反應(yīng)室，靜電卡盤或者機(jī)械卡盤7放置在封閉空間9中央，卡盤7上放有晶片8。工作時(shí)，排氣口6與真空裝置(干泵)等連接，將封閉空間9制造成真空環(huán)境，排出反應(yīng)的殘余物質(zhì)，工藝氣體由中央進(jìn)氣口4或周邊進(jìn)氣口5，或者二者組合進(jìn)入該空間，絕緣窗體2上方的線圈1通以射頻能量，通過(guò)絕緣窗體2耦合，在封閉空間9中形成等離子體，對(duì)卡盤7上的晶片8進(jìn)行刻蝕。這種傳統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)在封閉空間9內(nèi)的氣體分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠提高反應(yīng)室內(nèi)氣體均勻性的進(jìn)氣噴嘴。
(二)技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明進(jìn)氣噴嘴，包括具有中央進(jìn)氣孔的噴嘴本體，其中所述噴嘴本體的下端部設(shè)有與中央進(jìn)氣孔連通的中心孔和呈放射狀均勻分布的若干個(gè)圓周孔。
其中所述圓周孔為4～18個(gè)，優(yōu)選為6個(gè)。
其中所述圓周孔為錐形孔或階梯狀孔，且孔徑小的一端與中央進(jìn)氣孔相接。
其中所述噴嘴本體下端部中央位置設(shè)有錐臺(tái)，所述中心孔設(shè)置在錐臺(tái)中央位置，所述圓周孔設(shè)置在錐臺(tái)側(cè)壁上。
其中所述錐臺(tái)包括上錐臺(tái)、下錐臺(tái)兩部分，其中下錐臺(tái)的圓錐角大于上錐臺(tái)的圓錐角，所圓周孔設(shè)置在下錐臺(tái)側(cè)壁上。
(三)有益效果本發(fā)明的進(jìn)氣噴嘴的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于本發(fā)明中，由于噴嘴本體的下端部設(shè)有與中央進(jìn)氣孔連通的中心孔和呈放射狀均勻分布的若干個(gè)圓周孔，當(dāng)刻蝕氣體經(jīng)過(guò)噴嘴本體下端部時(shí)，由中心孔和若干個(gè)圓周孔對(duì)氣體進(jìn)行了分流，由中心孔進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)的氣體直接噴向反應(yīng)室底壁中央位置，而由圓周孔進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)的氣體趨于沿著窗體內(nèi)表面向四周擴(kuò)散，從而減少了直接撞擊反應(yīng)腔室底壁的氣體量，使反應(yīng)腔室內(nèi)中央部分的氣體密度與四周部分的氣體密度趨于相同，大幅度提高了反應(yīng)腔室內(nèi)氣體的均勻性。


圖1是現(xiàn)有的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的進(jìn)氣噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.線圈；2.絕緣窗體；3.腔室壁；4.中央進(jìn)氣口；5.周邊進(jìn)氣口；6.排氣口；7.卡盤；8.晶片；9.封閉空間9；10.中央進(jìn)氣孔；13.噴嘴本體；14.錐臺(tái)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明進(jìn)氣噴嘴的具體實(shí)施方式
，但不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參見(jiàn)圖2。本發(fā)明的進(jìn)氣噴嘴，包括安裝在絕緣窗體2上的噴嘴本體13。噴嘴本體13內(nèi)設(shè)有中央進(jìn)氣孔10。在噴嘴本體13下端部中央位置設(shè)有錐臺(tái)14，該錐臺(tái)14包括上錐臺(tái)、下錐臺(tái)兩部分，其中下錐臺(tái)的圓錐角大于上錐臺(tái)的圓錐角，在錐臺(tái)14內(nèi)中央位置貫穿上錐臺(tái)、下錐臺(tái)設(shè)有中心孔11，在下錐臺(tái)側(cè)壁上均勻分布有6個(gè)圓周孔12。中心孔11及各個(gè)圓周孔12與中央進(jìn)氣孔10相通。中央孔11與圓周孔12的孔徑相同，也可以不相同，具體根據(jù)實(shí)際要求而定。錐臺(tái)14的作用在于首先增加了中心孔11長(zhǎng)度，增加了氣體流過(guò)時(shí)的壓降，從而確保有更多的氣體經(jīng)過(guò)圓周孔12通往反應(yīng)室，錐臺(tái)14的斜面也利于氣體集中到圓周孔14的入口處，減小阻力。所述圓周孔12為錐形孔或階梯狀孔，且孔徑小的一端與中央進(jìn)氣孔10相接。這樣氣體在孔中流動(dòng)的過(guò)程中，孔截面積增大，減小了氣體的噴出阻力，并且減小流速，利于氣體最終在反應(yīng)腔室內(nèi)的均勻分布。圓周孔12可以是4～18個(gè)，具體根據(jù)反應(yīng)室的大小而定。
本發(fā)明中，錐臺(tái)14也可以不分成上錐臺(tái)、下錐臺(tái)兩部分，或者不設(shè)置錐臺(tái)，只要具有呈放射狀均勻分布的若干個(gè)圓周孔，即可提高反應(yīng)室內(nèi)氣體的均勻性。
以上為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，依據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯而易見(jiàn)地想到的一些雷同、替代方案，均應(yīng)落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.進(jìn)氣噴嘴，包括具有中央進(jìn)氣孔(10)的噴嘴本體(13)，其特征在于所述噴嘴本體(13)的下端部設(shè)有與中央進(jìn)氣孔(10)連通的中心孔(11)和呈放射狀均勻分布的若干個(gè)圓周孔(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣噴嘴，其特征在于所述圓周孔(12)為4～18個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣噴嘴，其特征在于所述圓周孔(12)為6個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣噴嘴，其特征在于所述圓周孔(12)為錐形孔或階梯狀孔，且孔徑小的一端與中央進(jìn)氣孔(10)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣噴嘴，其特征在于所述噴嘴本體(13)下端部中央位置設(shè)有錐臺(tái)(14)，所述中心孔(11)設(shè)置在錐臺(tái)(14)中央位置，所述圓周孔(12)設(shè)置在錐臺(tái)(14)側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)氣噴嘴，其特征在于所述錐臺(tái)(14)包括上錐臺(tái)、下錐臺(tái)兩部分，其中下錐臺(tái)的圓錐角大于上錐臺(tái)的圓錐角，所圓周孔(12)設(shè)置在下錐臺(tái)側(cè)壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體噴嘴。本發(fā)明進(jìn)氣噴嘴包括具有中央進(jìn)氣孔的噴嘴本體，其中所述噴嘴本體的下端部設(shè)有與中央進(jìn)氣孔連通的中心孔和呈放射狀均勻分布的若干個(gè)圓周孔。本發(fā)明的進(jìn)氣噴嘴的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于當(dāng)刻蝕氣體經(jīng)過(guò)噴嘴本體下端部時(shí)，由中心孔和若干個(gè)圓周孔對(duì)氣體進(jìn)行了分流，由中心孔進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)的氣體直接噴向反應(yīng)室底壁中央位置，而由圓周孔進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)的氣體趨于沿著窗體內(nèi)表面向四周擴(kuò)散，從而減少了直接撞擊反應(yīng)腔室底壁的氣體量，使反應(yīng)腔室內(nèi)中央部分的氣體密度與四周部分的氣體密度趨于相同，大幅度提高了反應(yīng)腔室內(nèi)氣體的均勻性。
文檔編號(hào)C23F4/04GK1850349SQ20051012634
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者管長(zhǎng)樂(lè) 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司