[發(fā)明專利]用于感應(yīng)耦合等離子體腔室的氣體注入裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310252246.3
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104241070A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳狄;倪圖強;何乃明;劉身健
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體刻蝕技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室的氣體注入裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體刻蝕制程中，會使用等離子體對晶元進(jìn)行處理，而ICP（inductively?couple?plasma）感應(yīng)耦合等離子體處理是一種比較常用的方法，圖1是通常的感應(yīng)耦合等離子體腔室的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈2連接高頻電源4，真空泵5排氣使反應(yīng)腔100成為真空腔，氣體源3通過輸氣管道104將反應(yīng)氣體輸送給氣體注入器102，氣體注入器102嵌設(shè)在陶瓷的射頻窗（RF?window）101內(nèi)，氣體注入器102上開設(shè)若干聯(lián)通輸氣管道104的氣孔103，反應(yīng)氣體通過氣孔103注入反應(yīng)腔100，高頻電源4對線圈2施加高頻電壓，反應(yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)氣體發(fā)生離子化，產(chǎn)生等離子體，對放置在載片臺6上的晶元1進(jìn)行處理。

在等離子環(huán)境中，為了隔離氣體注入器102，需要在氣體注入器102的四周設(shè)置金屬屏蔽層105，而氣體注入器102本身的尺寸大小，也限制了氣體輸送區(qū)域的大小，容易造成氣體輸送不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室的氣體注入裝置，氣體輸送區(qū)域更寬，氣體輸送更均勻，獲得了更好的清洗效果，且無需使用金屬屏蔽層，節(jié)省了工序，降低了成本。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室的氣體注入裝置，該氣體注入裝置設(shè)置在感應(yīng)耦合等離子體腔室頂部，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔和設(shè)置在反應(yīng)腔頂部的氣體注入裝置，該氣體注入裝置通過輸氣管道連接氣體源，反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有載片臺，載片臺用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔連接真空泵，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈，以及連接線圈的高頻電源，該氣體注入裝置包含射頻窗以及設(shè)置在射頻窗下表面的第一氣孔陣列，該氣體注入裝置還包含設(shè)置在射頻窗上表面的一個與所述第一氣孔陣列聯(lián)通的第一氣體擴散空間，利用第一氣密板對第一氣體擴散空間進(jìn)行密封，氣體源通過輸氣管道穿過所述第一氣密板向所述第一氣體擴散空間供應(yīng)反應(yīng)氣體，該第一氣孔陣列包含若干氣孔。

所述的射頻窗為平面圓盤形，或者為桶形，或者為穹頂形。

所述射頻窗的下表面還包括圍繞所述第一氣孔陣列的第二氣孔陣列，相應(yīng)的在射頻窗上表面包括一個第二氣體擴散空間和第二氣密板，氣體源通過輸氣管道穿過所述第二氣密板向第二氣體擴散空間供應(yīng)反應(yīng)氣體。

所述的氣孔陣列的排布是多層環(huán)狀排列，或者是無序自由排列。

所述的氣孔的噴氣方向與下方載片臺平面呈20^?o?~180^?o。

氣孔陣列中每個氣的直徑相同，或者不相同，同一個氣孔，沿其長度方向，從上至下的直徑相同，或者不相同。

本發(fā)明還提供一種具有氣體注入裝置的感應(yīng)耦合等離子體腔室，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔和設(shè)置在反應(yīng)腔頂部的氣體注入裝置，該氣體注入裝置通過輸氣管道連接氣體源，反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有載片臺，載片臺用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔連接真空泵，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈，以及連接線圈的高頻電源；

該氣體注入裝置包含射頻窗以及設(shè)置在射頻窗下表面的氣孔陣列組，該氣體注入裝置還包含設(shè)置在射頻窗上表面的一個與所述氣孔陣列組聯(lián)通的氣體擴散空間，利用氣密板對氣體擴散空間進(jìn)行密封，氣體源通過輸氣管道穿過所述氣密板向所述氣體擴散空間供應(yīng)反應(yīng)氣體，該氣孔陣列組包含若干氣孔陣列，該氣孔陣列包含若干氣孔。

所述的射頻窗為平面圓盤形，或者為桶形，或者為穹頂形。

所述的氣孔陣列組的分布范圍為整個射頻窗的面積區(qū)域，所述的氣孔陣列組的排布為單一氣孔陣列單區(qū)分布，或者為多個氣孔陣列多區(qū)分布。

所述的氣孔陣列的排布是多層環(huán)狀排列，或者是無序自由排列。

所述的氣孔的噴氣方向與下方載片臺平面呈20^?o?~180^?o。

氣孔陣列中每個氣孔的直徑相同，或者不相同，同一個氣孔，沿其長度方向，從上至下的直徑相同，或者不相同。

本發(fā)明省略了氣體注入器，直接在射頻窗上開氣孔，氣體輸送區(qū)域更寬，氣體輸送更均勻，獲得了更好的清洗效果，且無需使用金屬屏蔽層，節(jié)省了工序，降低了成本。

附圖說明

圖1是背景技術(shù)中感應(yīng)耦合等離子體腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-4是本發(fā)明提供的用于感應(yīng)耦合等離子體腔室的氣體注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。