[發明專利]氣體注射裝置

有效

• 申請號: 200610114205.8
• 申請日: 2006-11-01
• 公開（公告）號: CN101174542A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 魏小波
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/3065;H01L21/205;C23F4/00;C23C16/455;H01J37/32;H05H1/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種氣體分布裝置，尤其涉及一種半導體硅片加工設備的供氣裝置。

背景技術

在微電子行業半導體晶片制造過程中，需要利用等離子體對晶片進行不同的工藝處理，其中等離子體一般是由位于反應腔室頂部的噴嘴噴出的反應氣體經過射頻激發形成，然后通過靜電卡盤的偏置電壓使等離子體轟擊位于卡盤上的晶片，從而實現對晶片的Etch(刻蝕)、CVD(化學氣相沉積)等工藝。而氣體進入反應腔室的方式直接決定了氣體在腔室內流場的均勻性以及分布的均勻性，可以實現在工藝過程中反應氣體能與晶片表面均勻接觸并有相同的晶片表面氣壓，并能夠使反應完成后繼續使表面的殘留工藝氣體被均勻的抽走，從而最終提高晶片表面的刻蝕速率或CVD速率的均勻性。

目前，半導體刻蝕設備中采用的工藝氣體注入系統中，為了在反應腔室內得到較為均勻的工藝氣體分布，有各種結構的噴嘴，但目前的噴嘴的噴氣孔形式普遍存在著由于進氣的不均勻性引起的刻蝕速率的不均勻性問題。

如圖1、圖2所示，是現有技術的一種噴嘴，其中心開一垂直的中心噴氣孔3，四周均勻開8個孔徑略小的周邊噴氣孔2，其發散角度為20~35度。

這種噴嘴在0~20度以及35~90度的發散空間沒有氣體噴入，這樣就使得噴入的氣體不夠均勻，內部存在一個較大的盲區1氣體無法直接噴入，氣體覆蓋面積也較小，而且其單個噴孔的直徑均在1mm~2.5mm，孔徑較大，氣體在噴入chamber(反應腔室)時很難形成細流狀的均勻的噴灑效果。

如圖3所示，為現有技術的另一種噴嘴，其已經采用了蓮蓬頭狀的噴頭設計，周邊噴氣孔2按一定的角度沿中心線往兩邊均勻發散。

由于周邊噴氣孔2之間的夾角比較大，即發散角度太大，每個周邊噴氣孔2之間也存在較大的盲區1，而且周邊噴氣孔2的直徑也較大，同樣存在氣流不能均勻的噴灑在chamber里面，且各束氣流較大，很難在晶片表面形成均勻的氣體。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、氣體注射覆蓋的面積大、氣體分布均勻的氣體注射裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的氣體注射裝置，用于向反應腔室供氣，包括本體，本體內設有氣體通道，所述的本體的前端設有表面為弧面的噴頭，并沿噴頭的弧面設置多個噴氣孔，所述噴氣孔的直徑為0.3～0.7毫米，氣體通過氣體通道并由噴氣孔噴入反應腔室。

所述的噴頭為半球狀。

所述的噴氣孔的直徑為0.4～0.6毫米。

所述的噴氣孔的直徑為0.5毫米。

所述的噴氣孔包括中心噴氣孔和周邊噴氣孔，所述中心噴氣孔沿氣體注射裝置的中心軸線方向設置，所述周邊噴氣孔布置在中心噴氣孔的四周，并與中心噴氣孔成0～90°的夾角。

所述周邊噴氣孔與中心噴氣孔成8～60°夾角。

所述周邊噴氣孔自中心噴氣孔向四周輻射，輻射角為15～30°。

所述的輻射角為20°。

所述的噴氣孔與相鄰的噴氣孔之間的夾角為5～15°。

所述的噴氣孔與相鄰的噴氣孔之間的夾角為8～10°。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明的氣體注射裝置，由于前端設有表面為弧面的噴頭，并沿噴頭的弧面設置多個噴氣孔，所述噴氣孔的直徑為0.3～0.7毫米，直徑較小，可以多角度較密的布置噴氣孔，使噴氣孔之間的盲區較小，結構簡單、氣體注射覆蓋的面積大、氣體分布均勻。

尤其適用于半導體硅片加工設備的供氣系統中，也適用于其它場合的供氣。

附圖說明

圖1為現有技術一的氣體注射裝置(噴嘴)的結構示意圖一；

圖2為現有技術一的氣體注射裝置的結構示意圖二；

圖3為現有技術二的氣體注射裝置的結構示意圖；

圖4為本發明氣體注射裝置的結構示意圖；

圖5為本發明氣體注射裝置的噴氣孔分布示意圖；

圖6為本發明氣體注射裝置的噴頭的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的氣體注射裝置，用于向反應腔室供氣。所述反應腔室可以是電感耦合等離子體裝置的反應腔室，也可以是其它半導體加工設備的反應腔室，或其它的空腔。

如圖4所示，本發明的氣體注射裝置包括本體5，本體5內設有氣體通道4，本體5的前端設有表面為弧面的噴頭6，并沿噴頭6的弧面設置多個噴氣孔，氣體通過氣體通道4并由噴氣孔噴入反應腔室。

如圖6所示，噴頭6最好為半球狀。也可以是其它的弧面形狀。