[发明专利]一种等离子体反应腔进气系统有效
申请号: | 201811299284.3 | 申请日: | 2018-11-02 |
公开(公告)号: | CN111146063B | 公开(公告)日: | 2022-04-08 |
发明(设计)人: | 许开东;胡冬冬;李娜;琚里;邱勇;侯永刚;车东晨;陈璐 | 申请(专利权)人: | 江苏鲁汶仪器有限公司 |
主分类号: | H01J37/32 | 分类号: | H01J37/32 |
代理公司: | 北京得信知识产权代理有限公司 11511 | 代理人: | 孟海娟;阿苏娜 |
地址: | 221300 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 等离子体 反应 腔进气 系统 | ||
本发明公开一种等离子体反应腔进气系统,包括设置在等离子反应腔上部的中心进气孔和设置在等离子体反应腔边缘的边缘进气孔,还包括匀气内环,其表面开设有导气孔,以可绕轴向转动的方式设置在所述等离子反应腔内。本发明通过设计导气孔与匀气内环的径向形成一定夹角,利用导气孔喷入的高速气体,使匀气内环在高速气流的作用下绕轴向转动,从而达到气流高度对称分配的效果。
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体涉及一种等离子体反应腔进气系统。
背景技术
等离子刻蚀是干法刻蚀中最常见的一种形式,其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体,由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体,从而形成了等离子或离子,电离气体原子通过电场加速时,会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。
等离子刻蚀是集成电路中常用的加工手段,并且广泛应用于亚微米的技术带。感应耦合等离子体刻蚀法(Inductively CoupledPlasma Etch,简称ICPE)是化学过程和物理过程共同作用的结果。它的基本原理是在真空低气压下,ICP射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈,以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电,产生高密度的等离子体,在下电极的RF射频作用下,这些等离子体对基片表面进行轰击,基片图形区域的半导体材料的化学键被打断,与刻蚀气体生成挥发性物质,以气体形式脱离基片,从真空管路被抽走。ICP因为上部需要缠绕线圈,所以不适合设计类似于电容耦合等离子体刻蚀机(CCP)的喷头进气系统,8英寸及以下主要采用中心喷嘴进气方式,如图1所示。随着晶圆的尺寸加大到12英寸,通过增加边缘补偿气体的方式来保证均匀性,如2所示。在腔体边缘增加若干个进气孔(比如8个),边缘总气路分配到若干个边缘气孔中。由于工艺过程中气压一般在mT级别,并且环路直径大于12英寸,所以总气路到若干个喷嘴间差生压力差,因而存在工艺结果不对称影响均匀性的问题,所以边缘进气如何均匀而对称成为设计的难点。
发明内容
为了解决上述问题,本发明公开一种等离子体反应腔进气系统,包括设置在等离子反应腔顶部的中心进气孔和设置在等离子体反应腔边缘的边缘进气孔,还包括:匀气内环,其表面开设有导气孔,以可绕轴向转动的方式设置在所述等离子反应腔内。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述匀气内环通过滑轨设置在所述等离子体反应腔内。
本的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述导气孔与所述匀气内环的径向呈一定夹角,当通过所述中心进气孔和所述边缘进气孔通入气体时,使所述匀气内环绕轴向转动。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述导气孔与所述匀气内环的径向所呈夹角为1°~89°。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述导气孔直径为0.1mm~10mm。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述滑轨包括上下两部分,所述滑轨的上下两部分分别设有开口,所述滑轨的上部以所述开口向下的方式设置在所述等离子体反应腔内腔壁的上部,所述滑轨的下部以所述开口向上的方式设置在所述等离子体反应腔内腔壁的下部,所述匀气内环安装在所述滑轨上部和滑轨下部之间。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述开口呈V型、U型或O型,当开口呈V型时,开口的角度为20°~80°,当开口为U型时,宽和高范围为0.1mm~20mm,当开口为O型时,开口的直径范围为0.1mm~20mm。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述匀气内环材料采用氧化陶瓷、石英、玻璃、耐等离子腐蚀的金属或耐等离子腐蚀的有机聚合物。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述匀气内环的壁厚为0.1mm~10mm。
本发明的等离子体反应腔进气系统中,优选为,所述边缘进气孔的尺寸在0.1mm~4mm×0.1~4mm之间。
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