[發(fā)明專利]一種等離子體反應腔進氣系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811299284.3
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN111146063B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 許開東;胡冬冬;李娜;琚里;邱勇;侯永剛;車東晨;陳璐
• 申請（專利權）人: 江蘇魯汶儀器有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 北京得信知識產權代理有限公司 11511
• 代理人: 孟海娟;阿蘇娜

本發(fā)明公開一種等離子體反應腔進氣系統(tǒng)，包括設置在等離子反應腔上部的中心進氣孔和設置在等離子體反應腔邊緣的邊緣進氣孔，還包括勻氣內環(huán)，其表面開設有導氣孔，以可繞軸向轉動的方式設置在所述等離子反應腔內。本發(fā)明通過設計導氣孔與勻氣內環(huán)的徑向形成一定夾角，利用導氣孔噴入的高速氣體，使勻氣內環(huán)在高速氣流的作用下繞軸向轉動，從而達到氣流高度對稱分配的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體技術領域，具體涉及一種等離子體反應腔進氣系統(tǒng)。

背景技術

等離子刻蝕是干法刻蝕中最常見的一種形式，其原理是暴露在電子區(qū)域的氣體形成等離子體，由此產生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體，從而形成了等離子或離子，電離氣體原子通過電場加速時，會釋放足夠的力量與表面驅逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。

等離子刻蝕是集成電路中常用的加工手段，并且廣泛應用于亞微米的技術帶。感應耦合等離子體刻蝕法(Inductively CoupledPlasma Etch，簡稱ICPE)是化學過程和物理過程共同作用的結果。它的基本原理是在真空低氣壓下，ICP射頻電源產生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈，以一定比例的混合刻蝕氣體經耦合輝光放電，產生高密度的等離子體，在下電極的RF射頻作用下，這些等離子體對基片表面進行轟擊，基片圖形區(qū)域的半導體材料的化學鍵被打斷，與刻蝕氣體生成揮發(fā)性物質，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。ICP因為上部需要纏繞線圈，所以不適合設計類似于電容耦合等離子體刻蝕機(CCP)的噴頭進氣系統(tǒng)，8英寸及以下主要采用中心噴嘴進氣方式，如圖1所示。隨著晶圓的尺寸加大到12英寸，通過增加邊緣補償氣體的方式來保證均勻性，如2所示。在腔體邊緣增加若干個進氣孔(比如8個)，邊緣總氣路分配到若干個邊緣氣孔中。由于工藝過程中氣壓一般在mT級別，并且環(huán)路直徑大于12英寸，所以總氣路到若干個噴嘴間差生壓力差，因而存在工藝結果不對稱影響均勻性的問題，所以邊緣進氣如何均勻而對稱成為設計的難點。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明公開一種等離子體反應腔進氣系統(tǒng)，包括設置在等離子反應腔頂部的中心進氣孔和設置在等離子體反應腔邊緣的邊緣進氣孔，還包括：勻氣內環(huán)，其表面開設有導氣孔，以可繞軸向轉動的方式設置在所述等離子反應腔內。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述勻氣內環(huán)通過滑軌設置在所述等離子體反應腔內。

本的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述導氣孔與所述勻氣內環(huán)的徑向呈一定夾角，當通過所述中心進氣孔和所述邊緣進氣孔通入氣體時，使所述勻氣內環(huán)繞軸向轉動。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述導氣孔與所述勻氣內環(huán)的徑向所呈夾角為1°～89°。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述導氣孔直徑為0.1mm～10mm。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述滑軌包括上下兩部分，所述滑軌的上下兩部分分別設有開口，所述滑軌的上部以所述開口向下的方式設置在所述等離子體反應腔內腔壁的上部，所述滑軌的下部以所述開口向上的方式設置在所述等離子體反應腔內腔壁的下部，所述勻氣內環(huán)安裝在所述滑軌上部和滑軌下部之間。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述開口呈V型、U型或O型，當開口呈V型時，開口的角度為20°～80°，當開口為U型時，寬和高范圍為0.1mm～20mm，當開口為O型時，開口的直徑范圍為0.1mm～20mm。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述勻氣內環(huán)材料采用氧化陶瓷、石英、玻璃、耐等離子腐蝕的金屬或耐等離子腐蝕的有機聚合物。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述勻氣內環(huán)的壁厚為0.1mm～10mm。

本發(fā)明的等離子體反應腔進氣系統(tǒng)中，優(yōu)選為，所述邊緣進氣孔的尺寸在0.1mm～4mm×0.1～4mm之間。