專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及，本發(fā)明通常涉及用于分布?xì)鈶B(tài)物質(zhì)的系統(tǒng)，更具體地涉及向半導(dǎo)體加工腔室內(nèi)注入和擴(kuò)散更均勻氣體的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體加工廠，由進(jìn)入反應(yīng)腔室的工藝氣體激活產(chǎn)生的等離子體刻蝕晶片表面的材質(zhì)。在半導(dǎo)體加工腔室內(nèi)部，非均勻性氣體分布將導(dǎo)致在腔室內(nèi)部的晶片表面上的刻蝕速率和均勻性有較大的變化。而且目前隨著技術(shù)進(jìn)步。反應(yīng)腔室的體積也相應(yīng)的增大，這使得要想提供更加均勻的氣體分布更加困難，因此由于氣體分布的非均勻性，從晶片的中央到周?chē)目涛g速率與均勻性有很大的變化。
圖1所示為現(xiàn)有的半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備中采用的工藝氣體注入系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)的氣體注入組件呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，包括一封閉空間主體，其中形成至少一個(gè)封閉空間42和多個(gè)氣體噴嘴34，一管道結(jié)構(gòu)延伸于封閉空間和噴嘴之間，氣體物質(zhì)沿著一迂回通道通過(guò)封閉空間和噴嘴注入處理室12。該設(shè)備的氣體注入腔室以后，擴(kuò)散速度不夠快，而且傳輸管道和噴嘴過(guò)多，導(dǎo)致注入氣路過(guò)于復(fù)雜，造成加工及維護(hù)上的難度。
圖2所示為現(xiàn)有的半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備中采用的另一種工藝氣體注入系統(tǒng)。該相同的噴嘴主要分布在等離子體加工室的兩個(gè)區(qū)域頂中央?yún)^(qū)及周邊區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氣體釋放區(qū)域的控制調(diào)節(jié)，其中，氣體出口226把源氣體供給等離子體加工室202的頂中央?yún)^(qū)，出口228把源氣體供給等離子體加工室202的周邊區(qū)。同樣該設(shè)備的氣體注入腔室以后，擴(kuò)散速度不夠快，而且傳輸管道和噴嘴過(guò)多，導(dǎo)致注入氣路過(guò)于復(fù)雜，造成加工及維護(hù)上的難度。

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，提供一種在被刻蝕物質(zhì)表面上得到均勻的刻蝕速率氣體的氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)。
(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)明所述的氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)，包括密封安裝在反應(yīng)腔室上的真空板，與真空板密封相接的噴嘴，該噴嘴穿過(guò)與真空板3牢固聯(lián)接的微型電機(jī)的空心轉(zhuǎn)軸，真空轉(zhuǎn)軸的端部具有至少一個(gè)擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管上分布有出氣孔。
所述出氣孔是圓柱形、圓錐形、方形或橢圓形。
所述擴(kuò)散管與轉(zhuǎn)軸制成一體、或兩者分為兩體聯(lián)接在一起。
所述擴(kuò)散管為兩個(gè)以上時(shí)，出氣孔的分布位置是各管之間的孔從中心往外端交叉分布、或者采取一個(gè)管上的孔靠近中心設(shè)置，相鄰管上的孔在離中心孔遠(yuǎn)的一端設(shè)置的內(nèi)外分布相結(jié)合的方式。
(三)有益效果本發(fā)明所述的氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)改變了半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備傳統(tǒng)的氣體注入和擴(kuò)散方式，改善了氣體分布的均勻性，氣體的動(dòng)擴(kuò)散使趨向均勻性的速度更快，從而有助于在晶片表面的各點(diǎn)上獲得更加相近的刻蝕速率。而且注入氣路也不復(fù)雜。隨著以后晶片尺寸的不斷增大，將更會(huì)體現(xiàn)本技術(shù)方案的優(yōu)越性。


圖1是本發(fā)明所述氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示系統(tǒng)的擴(kuò)散管出氣孔的分布形式圖；圖3是圖1所示系統(tǒng)的擴(kuò)散管出氣孔的另一種分布形式圖；
圖4是一種現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖；圖5是另一種現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.反應(yīng)腔室；2.擴(kuò)散管；2-1.擴(kuò)散管A；2-2.擴(kuò)散管B；3.真空板；4.噴嘴；5.微型電機(jī)；6.氣體入口；7.轉(zhuǎn)軸；8.出氣孔。
下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所述的氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)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。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明所述的氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)，包括與反應(yīng)腔室1密封安裝的真空板3，與真空板3密封相接的噴嘴4，該噴嘴穿過(guò)與真空板3牢固聯(lián)接的微型電機(jī)5的空心轉(zhuǎn)軸7，真空轉(zhuǎn)軸的端部具有至少一個(gè)擴(kuò)散管2。在擴(kuò)散管上分布有出氣孔8。
工作時(shí)，氣體從入口6經(jīng)過(guò)噴嘴4和擴(kuò)散管2，從出氣孔8進(jìn)入反應(yīng)腔室1，在此同時(shí)，擴(kuò)散管2在微型電機(jī)5的帶動(dòng)下，繞轉(zhuǎn)軸不停轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣每個(gè)出氣孔8就能夠?qū)崿F(xiàn)氣體的環(huán)形注入，整體就是與晶片平行的面上的氣體注入，而氣體進(jìn)入反應(yīng)腔室時(shí)不但有一個(gè)向下的初速度，而且還有一個(gè)橫向的切向速度，這就能夠促使氣體在運(yùn)動(dòng)中加強(qiáng)擴(kuò)散，不但速度快，而且更加均勻。
所述出氣孔的數(shù)量以多為佳，根據(jù)氣體分布均勻性、腔室及擴(kuò)散管尺寸等共同確定。在同一擴(kuò)散管上的孔距相等，其形狀可以是圓柱形、圓錐形、方形或橢圓形等。
所述擴(kuò)散管可以與轉(zhuǎn)軸一體制成，也可以為兩體聯(lián)接在轉(zhuǎn)軸上，或者管與軸間加多頭的轉(zhuǎn)接裝置。擴(kuò)散管的數(shù)量可為一個(gè)或者多個(gè)，最好多個(gè)結(jié)合，根據(jù)氣體分布均勻性、腔室尺寸及電機(jī)功率等共同確定。
雖然由于擴(kuò)散管2上各出氣孔與噴嘴4的距離有遠(yuǎn)近差異而導(dǎo)致氣體流率的差異，且各孔在橫向的覆蓋面積也不同，但是因?yàn)闅怏w進(jìn)入腔室時(shí)有一個(gè)切向速度，使得氣體向四周擴(kuò)散，可以促使氣體在腔室中央及邊緣的分布趨向均勻。而且電機(jī)轉(zhuǎn)速可控，可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速達(dá)到改善氣體均勻性的目的。
采用多擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)時(shí)，在出氣孔的分布位置上，可以采用各管之間從中心向外端交叉分布的方式，可以起到擴(kuò)散面積互補(bǔ)的作用，氣體分布更加均勻，如圖2所示，擴(kuò)散管A2.1的出氣孔位置與擴(kuò)散管B2.2的出氣孔位置是錯(cuò)開(kāi)互補(bǔ)的。其中，與噴嘴下面相對(duì)的山峰結(jié)構(gòu)可以使氣體更好地分流。
各出氣孔8的位置也可以采用如圖3所示的內(nèi)外分布相結(jié)合，即一個(gè)管上的孔靠近中心設(shè)置，相鄰管上的孔在離中心孔遠(yuǎn)的一端設(shè)置的內(nèi)外分布。圖3中，擴(kuò)散管A上的孔分布于邊緣區(qū)域，擴(kuò)散管B上的孔分布于中央附近區(qū)域，這樣可以使中央和邊緣區(qū)域之間的氣體分布更加均勻。
在進(jìn)行等離子體刻蝕加工時(shí)，為了在被刻蝕物質(zhì)表面上得到比較均勻的刻蝕速率，就需要在反應(yīng)腔室內(nèi)部晶片上方獲得比較均勻的反應(yīng)室氣體分布，而氣體注入系統(tǒng)的性能對(duì)氣體分布的均勻性有著直接而重要的影響。本發(fā)明所述的技術(shù)方案能在氣體物質(zhì)注入腔室后，迅速擴(kuò)散，達(dá)到均勻分布的目的，而且注入氣路簡(jiǎn)單可靠，便于加工。
本發(fā)明所述的技術(shù)方案還可以通過(guò)改變各個(gè)出氣孔在擴(kuò)散管橫向上的疏密排列，以及改變各個(gè)出氣孔在擴(kuò)散管橫向上的大小排列等，來(lái)改善氣體分布的均勻性。也可以在擴(kuò)散管上開(kāi)狹縫，通過(guò)改變狹縫的形狀、大小排布，或多管結(jié)構(gòu)下使其交叉或內(nèi)外分布，來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體物質(zhì)的全面積均勻注入。
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.氣體注入及擴(kuò)散系統(tǒng)，其特征是包括密封安裝在反應(yīng)腔室(1)上的真空板(3)，與真空板(3)密封相接的噴嘴(4)，該噴嘴穿過(guò)與真空板3牢固聯(lián)接的微型電機(jī)(5)的空心轉(zhuǎn)軸(7)，真空轉(zhuǎn)軸的端部具有至少一個(gè)擴(kuò)散管(2)，在擴(kuò)散管上分布有出氣孔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述出氣孔(8)是圓柱形、圓錐形、方形或橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征是所述擴(kuò)散管與轉(zhuǎn)軸制成一體、或兩者分為兩體聯(lián)接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征是所述擴(kuò)散管(2)為兩個(gè)以上時(shí)，出氣孔的分布位置是各管之間的孔從中心往外端交叉分布、或者采取一個(gè)管上的孔靠近中心設(shè)置，相鄰管上的孔在離中心孔遠(yuǎn)的一端設(shè)置的內(nèi)外分布相結(jié)合的方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征是所述擴(kuò)散管(2)為兩個(gè)以上時(shí)，出氣孔的分布位置是各管之間的孔從中心往外交叉分布、或者采取一個(gè)管上的孔靠近中心設(shè)置，相鄰管上的孔在離中心孔遠(yuǎn)的一端設(shè)置的內(nèi)外分布相結(jié)合的方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工過(guò)程中向半導(dǎo)體加工腔室內(nèi)注入和擴(kuò)散氣體的系統(tǒng)，包括密封安裝在反應(yīng)腔室上的真空板，與真空板密封相接的噴嘴，該噴嘴穿過(guò)與真空板牢固聯(lián)接的微型電機(jī)的空心轉(zhuǎn)軸，真空轉(zhuǎn)軸的端部具有至少一個(gè)擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管上分布有出氣孔。該系統(tǒng)改變了半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備傳統(tǒng)的氣體注入和擴(kuò)散方式，改善了氣體分布的均勻性，氣體的動(dòng)擴(kuò)散使趨向均勻性的速度更快，從而有助于在晶片表面的各點(diǎn)上獲得更加相近的刻蝕速率。而且注入氣路也不復(fù)雜。隨著以后晶片尺寸的不斷增大，將更會(huì)體現(xiàn)本技術(shù)方案的優(yōu)越性。
文檔編號(hào)C23F1/10GK1851858SQ200510126378
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者王志升 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