[發(fā)明專利]一種等離子體刻蝕設(shè)備及用于該設(shè)備的噴頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710736191.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN109427527B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊金全;徐朝陽;雷仲禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): 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: 周榮芳

本發(fā)明公開了一種等離子體刻蝕設(shè)備及用于該設(shè)備的噴頭。該噴頭設(shè)置在等離子體刻蝕設(shè)備中的反應(yīng)腔室的上部，包含：噴頭本體；設(shè)置在噴頭本體上的多個(gè)氣孔，其內(nèi)形成有臺(tái)階，臺(tái)階上方氣孔具有第一內(nèi)壁，臺(tái)階下方氣孔具有第二內(nèi)壁；設(shè)置在氣孔內(nèi)且與氣孔形狀匹配的塞子，其內(nèi)設(shè)置有通孔，所述通孔的直徑小于1mm；設(shè)置在噴頭本體表面及氣孔第一、第二內(nèi)壁上的第一保護(hù)涂層，及，設(shè)置在噴頭本體下部表面及氣孔第二內(nèi)壁的第一保護(hù)涂層上的第二保護(hù)涂層；所述塞子與氣孔第一內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙，用于防止高溫時(shí)塞子膨脹破裂；所述塞子的材質(zhì)為具有防刻蝕氣體及等離子體腐蝕的材料。本發(fā)明利用增加塞子的方式解決了氣孔內(nèi)壁無法保證保護(hù)涂層厚度的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子體刻蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種等離子體刻蝕設(shè)備及用于該設(shè)備的噴頭。

背景技術(shù)

等離子體刻蝕技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，特別是已成為集成電路制造中的關(guān)鍵制造工藝之一。該技術(shù)的常用手段是首先將刻蝕氣體,如：氯氣(Cl₂)和溴化氫氣體(HBr)，通過設(shè)置在等離子體刻蝕設(shè)備中的反應(yīng)腔室上的噴頭進(jìn)入反應(yīng)腔室，然后使用射頻激發(fā)刻蝕氣體，發(fā)生電離反應(yīng)而形成等離子體，等離子體與被加工物體表面發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，最終形成揮發(fā)性的反應(yīng)物，而該反應(yīng)物脫離被加工物體表面后，由真空系統(tǒng)將其抽出反應(yīng)腔室。

由于刻蝕氣體及其電離反應(yīng)后產(chǎn)生的等離子體具有強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)，因而在等離子體刻蝕過程中刻蝕氣體及等離子體不能直接與裸鋁，硅及碳化硅等用作噴頭制作的材料接觸，因此只能選用鋁材加保護(hù)涂層的方式來制作噴頭。此外，為了防止反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體從噴頭中穿出反應(yīng)腔室，因此噴頭的氣孔直徑必須要做得比較小，例如選擇0.5mm的氣孔直徑。但是目前制作保護(hù)涂層所采用的陽極氧化方法無法保證0.5mm直徑噴頭氣孔內(nèi)壁的保護(hù)涂層的厚度，從而無法實(shí)現(xiàn)噴頭防腐蝕的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種等離子體刻蝕設(shè)備及用于該設(shè)備的噴頭，利用增加塞子的方式來解決氣孔內(nèi)壁無法保證保護(hù)涂層厚度的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的噴頭，其設(shè)置在等離子體刻蝕設(shè)備中的反應(yīng)腔室的上部，包含：

噴頭本體；

設(shè)置在噴頭本體上的多個(gè)氣孔，其內(nèi)形成有臺(tái)階，臺(tái)階上方氣孔具有第一內(nèi)壁，臺(tái)階下方氣孔具有第二內(nèi)壁；

設(shè)置在氣孔內(nèi)且與氣孔形狀匹配的塞子，其內(nèi)設(shè)置有通孔，所述通孔的直徑小于1mm；

設(shè)置在噴頭本體表面及氣孔第一、第二內(nèi)壁上的第一保護(hù)涂層，及，

設(shè)置在噴頭本體下部表面及氣孔第二內(nèi)壁的第一保護(hù)涂層上的第二保護(hù)涂層；

所述塞子與氣孔第一內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙，用于防止高溫時(shí)塞子膨脹破裂；

所述塞子的材質(zhì)為具有防刻蝕氣體及等離子體腐蝕的材料；

所述塞子的下端具有向內(nèi)的傾角，且塞子的底面高于所述噴頭本體下部表面，用于防止插入塞子時(shí)破壞所述第二保護(hù)涂層。

上述的用于等離子體刻蝕設(shè)備的噴頭，其中，所述噴頭本體的材質(zhì)為鋁(Al)、硅(Si)和碳化硅(SiC)中的一種。

上述的用于等離子體刻蝕設(shè)備的噴頭，其中，所述氣孔由直徑不同的上部圓柱形和下部圓柱形組成，所述上部圓柱形和下部圓柱形之間形成臺(tái)階。

上述的用于等離子體刻蝕設(shè)備的噴頭，其中，所述臺(tái)階上設(shè)置有膠水，用于固定塞子。

上述的用于等離子體刻蝕設(shè)備的噴頭，其中，所述塞子的材質(zhì)為聚酰亞胺和陶瓷中的一種。

上述的用于等離子體刻蝕設(shè)備的噴頭，其中，所述傾角為1-3°。