[发明专利]匀流件和工艺腔室

说明书

本发明公开了一种匀流件和工艺腔室。所述匀流件包括本体，所述本体沿进气方向依次设置有至少两级匀流腔，且至少两级所述匀流腔的容积依次增大；相邻两级所述匀流腔之间相互连通，最后一级所述匀流腔用于与工艺腔室连通，以将经过至少两级匀流腔匀流后的工艺气体引入至所述工艺腔室中。本发明的匀流件，至少两级匀流腔的容积依次增大，可以使得工艺气体受到压力变化的作用膨胀、扩散。因此，可以改善工艺气体在匀流件内的分布，从而可以使得工艺气体在工艺腔室内分布更加均匀，进而可以提高工艺腔室中晶片的加工良率，降低制作成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种匀流件和一种包括该匀流件的工艺腔室。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)是指利用各种材料在气相间、气相和固相基体表面所产生的物理过程而沉积薄膜的工艺。在一些工艺设备中，镀膜前晶片表面的状态会对膜层的形成有重要的影响，因此，需要一种预清洗(Preclean)工艺来改变晶片表面状态从而改善成膜质量。

现广泛应用的一种预清洗工艺的工艺腔室是一种电感耦合型等离子体发生装置，其工作原理是通过射频功率的作用，将低气压的反应气体(如氩气、氦气、氢气等)激发为等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性反应基团，这些活性反应基团与待加工的晶片表面发生各种化学反应和物理轰击，从而将晶片表面以及沟槽底部的残留物清除。预清洗工艺完成后的下一步工艺就是通过磁控溅射在晶片的表面沉积铝、铜等金属薄膜，以构成金属接触、金属互连线等。

如图1所示，为现有技术中用于预清洗工艺的工艺腔室的结构示意图。该工艺腔室200包括腔室本体210、转接件220、匀流件100、腔室盖230和托架240。其中，腔室盖230与托架240固定连接，托架240与转接件220固定连接，转接件220放置在腔室本体210的顶部。匀流件100与转接件220连通，匀流件100内设置有用于匀流工艺气体的匀流腔111。

如图2和图3所示。工艺气体通过转接件220上的进气孔221进入匀流件100的匀流腔111，该匀流腔111的顶端设有多个圆周均布的匀流孔114，工艺气体通过该匀流孔114进入腔室本体210内，作为激发等离子体的气源，该工艺气体的流向如图2中的箭头方向所示。

上述结构中匀流件100呈环状，其横截面呈矩形且其横截面积大于进气孔221的横截面积，腔室本体210内的压力小于匀流腔111内的气体压力，匀流腔111内的气体压力小于进气孔221中的气体压力。因此，工艺气体通过进气孔221进入匀流腔111后，由于压力降低其发生膨胀，同时受到腔室本体210内负压力的牵引作用，会通过匀流孔114进入到腔室本体210内部。但是，该种进气方式，会出现靠近进气位置(如图4中的B)的匀流孔114的进气量大于远离进气位置的匀流孔114进气量的现象，使得工艺气体在腔室本体210内分布不均匀，从而会导致等离子体分布的不均匀，如图4所示。进而导致刻蚀状况的偏移、预清洗的均匀性较差，出现工艺不良等现象。

因此，如何设计一种能够提高进入到工艺腔室内的工艺气体均匀性的匀流件成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种匀流件和一种包括该匀流件的工艺腔室。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种匀流件，包括本体；

所述本体沿进气方向依次设置有至少两级匀流腔，且至少两级所述匀流腔的容积依次增大；

相邻两级所述匀流腔之间相互连通，最后一级所述匀流腔用于与工艺腔室连通，以将经过至少两级所述匀流腔匀流后的工艺气体引入至所述工艺腔室中。

优选地，所述本体呈环状，所述本体沿进气方向依次环绕设置有至少两级容纳槽，所述容纳槽的开口沿所述本体径向向外开设，所述容纳槽内的空间形成所述匀流腔。