CN210668264U - 改善icp腔体制程气体分布不均的结构及气体均匀组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了改善ICP腔体制程气体分布不均的结构及气体均匀组件，包括上分流板、下分流板以及外壳，外壳为上端设置有开口的壳状结构，且外壳底部均匀开设有外壳通孔，上分流板以及下分流板均设置于外壳内，且上分流板设置于下分流板的上方；上分流板外缘均匀开设有上分流板通孔，所述上分流板上端设置有气流通道，所述气流通道设置有进气口与出气口，所述气流通道的进气口朝上设置，所述气流通道的出气口朝向上分流板通孔设置，用于均匀地向各分流板通孔输送气流；所述下分流板上环形阵列设置有下分流板通孔，所述下分流板通孔孔径自上分流板中心到边缘方向逐渐减小。该气体均匀组件能有效地将气流均匀分散开，从而提高晶圆生产质量。

Description

改善ICP腔体制程气体分布不均的结构及气体均匀组件

技术领域

本实用新型涉及晶圆制造领域，尤其涉及改善ICP腔体制程气体分布不均的结构及气体均匀组件。

背景技术

ICP电感耦合蚀刻机的制程气体由厂务端提供，经机台端Gas Box后，通过腔体上盖的进气口进入反应室。反应室有两个射频，分别为上电极的Source RF和下电极的PlatenRF。Source RF经Matching Box阻抗匹配器后与反应室内的金属线圈连接，线圈内部会形成交变电磁场，从而促使制程气体在线圈区域附近解离产生等离子体，下电极Platen RF经阻抗匹配器后与静电吸盘ESC相连接，主要为等离子提供向下轰击的能量。

气体进入反应室的分布均匀性直接影响产生等离子的分布状态。当等离子在Planten RF的作用下向下轰击晶圆表面，并与晶圆表面发生反应时，由于受等离子分布状况的影响会使制程出来的晶圆表面各部位蚀刻率产生偏差。

如图1所示，目前ICP腔体所采用供气方式为在腔盖中部开一小圆孔，气体通过该小圆孔进入反应室，该通气方式易使制程气体向腔体各处扩散量分布不均，并呈中部气体浓度高，外围气体浓度低的趋势，制程时易对晶圆的均匀性产生影响。

实用新型内容

为此，需要提供改善ICP腔体制程气体分布不均的结构及气体均匀组件，来解决ICP腔体内气体分布不均造成晶圆均匀性差的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种气体均匀组件，包括上分流板、下分流板以及外壳，所述外壳为上端设置有开口的壳状结构，且外壳底部均匀开设有外壳通孔，所述上分流板以及下分流板均设置于外壳内，且上分流板设置于下分流板的上方；

所述上分流板外缘均匀开设有上分流板通孔，所述上分流板上端设置有气流通道，所述气流通道设置有进气口与出气口，所述气流通道的进气口朝上设置，所述气流通道的出气口朝向上分流板通孔设置，用于均匀地向各分流板通孔输送气流；

所述下分流板上环形阵列设置有下分流板通孔，所述下分流板通孔孔径自上分流板中心到边缘方向逐渐减小。

进一步地，所述气流通道进气口与上分流板的中心位置相对应。

进一步地，所述气流通道包括两个以上的弧形突起结构，所述弧形突起结构连接于上分流板的上端面，各弧形突起结构背向相对设置形成气流通道进气口，相邻弧形突起结构之间的缝隙形成大小相同的气流通道出气口。

进一步地，所述弧形突起结构的个数为四个。

进一步地，所述弧形突起结构的形状、大小均相同。

进一步地，所述弧形突起结构为扇环。

进一步地，所述外壳的上端开口处设置有法兰结构。

进一步地，还包括第一O型密封圈，所述上分流板的上端面外缘设置有第一密封圈槽，所述第一O型密封圈设置于第一密封圈槽内。

进一步地，还包括第二O型密封圈，所述下分流板的上端面外缘设置有第二密封圈槽，所述第二O型密封圈设置于第二密封圈槽内。

发明人还提供了一种改善ICP腔体制程气体分布不均的结构，包括ICP 腔盖以及气体均匀组件，所述气体均匀组件为上述任意技术方案所述的气体均匀组件，所述ICP腔盖上开设有腔盖进气口，所述气流通道的进气口位置与腔盖进气口位置相对应。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：利用上分流板外缘均匀开设的上分流板通孔输送将气流均匀分散到下分流板，再经下分流板由内而外逐渐缩小的孔径来控制向各外壳通孔均匀输送气流，该气体均匀组件能有效地将气流均匀分散开，从而提高晶圆生产质量。

附图说明

图1为背景技术中ICP腔体制程气体不均的结构示意图；

图2为本实施例一种气体均匀组件的整体结构示意图；

图3为本实施例一种气体均匀组件的爆炸示意图；

图4为本实施例一种气体均匀组件的上分流板结构示意图；

图5为本实施例一种气体均匀组件的下分流板结构示意图；

图6为本实施例一种气体均匀组件的外壳结构示意图。

附图标记说明：

1、上分流板；

11、气流通道；

12、气流通道进气口；

13、气流通道出气口；

14、弧形突起结构；

15、上分流板通孔；

16、第一密封圈槽；

2、下分流板；

21、下分流板通孔；

22、第二密封圈槽；

3、外壳；

31、外壳通孔；

32、第三密封圈槽；

33、法兰结构；

4、ICP腔盖；

41、ICP腔盖进气口。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图2至图6，本实用新型提供一种气体均匀组件，包括上分流板1、下分流板2以及外壳3，在本实施例中，上分流板、下分流板以及外壳的形状均为圆形，且上分流板、下分流板以及外壳的大小相适配，从腔盖进入的气体依次经过上分流板、下分流板，再从外壳均匀扩散到腔体内。在其他的实施例中，上分流板、下分流板以及外壳的形状还可以是椭圆形或矩形等，上分流板、下分流板以及外壳上开设的通孔只需要能满足气体的均匀扩散即可。

所述外壳为上端设置有开口的壳状结构，且外壳底部均匀开设有外壳通孔31，外壳的开口用于与ICP腔盖4的下表面相连接，用于接收从ICP腔盖的腔盖进气口流入的气体。所述上分流板以及下分流板均设置于外壳内，且上分流板设置于下分流板的上方。在上分流板以及下分流板安装在外壳内后，上分流板与ICP腔盖的下表面之间实现密封、下分流盖与下分流盖之间实现密封、下分流盖以及外壳的底部之间也实现密封，因此流入该气体均匀组件内的气流只能依次从下分流板上开设的上分流板通孔、下分流板上开设的下分流板通孔以及外壳上开设的外壳通孔31内均匀流入腔体内。

上分流板通孔15均匀分布在上分流板的边缘处，其目的在于，将ICP腔盖进气口41输送来的集中的气流均匀分散到四周，气流从上分流板的边缘处均匀向下流动。所述上分流板上端设置有气流通道，气流通道所起到的是更好的气流导向作用，避免ICP腔盖进气口输送来的气流往某一集中位置输送。

所述气流通道11设置有进气口与出气口，所述气流通道的进气口12朝上设置，气流通道的进气口用于收集ICP腔盖进气口输送来的气流，所述气流通道的出气口13朝向上分流板通孔设置，用于均匀地向各分流板通孔输送气流。气流通道的出气口平行于上分流板的上表面，气流通道的出气口方向与气流通道的进气口的方向相垂直。

所述下分流板上环形阵列设置有下分流板通孔21，所述下分流板通孔孔径自上分流板中心到边缘方向逐渐减小，从上分流板的上分流板通孔向下分流板输送气流，上分流板通孔与下分流板边缘位置相对应，即从上分流板通孔输送来的气流从下分流板边缘位置向下分流板的中心位置输送。下分流板上孔径较小的下分流板通孔先将气流导通到下分流板下方，再从外壳的外壳通孔输送入腔体内，下分流板上孔径较大的下分流板通孔在后将气流导通到下分流板下方，再从外壳的外壳通孔输送入腔体内，孔径较小的下分流板通孔处气流的流速快，孔径较大的下分流板通孔处气流的流速慢，确保下分流板的各下分流板通孔中输送出的气流大小相同。

在优选的实施例中，所述气流通道进气口与上分流板的中心位置相对应，气流从上分流板的中心位置输入，再从上分流板的各上分流板通孔均匀输出。

具体的，气流通道包括两个以上的弧形突起结构14，所述弧形突起结构连接于上分流板的上端面，各弧形突起结构背向相对设置形成气流通道进气口，相邻弧形突起结构之间的缝隙形成大小相同的气流通道出气口。弧形突起结构背向设置是指其外弧相对。气流通道进气口是弧形突起结构外弧之间的空间。弧形的突起结构在气流导流上能够起到更为顺畅的作用。

当弧形突起结构为两个时，由弧形突起结构所构成的气流通道出气口为两个，当弧形突起结构为三个时，由弧形突起结构所构成的气流通道出气口为三个，当弧形突起结构为四个时，由弧形突起结构所构成的气流通道出气口为四个，从气流通道进气口输入的气流经气流通道出气口均匀地覆盖到上分流板的四周，以此类推，但是气流通道进气口的个数始终为一个。

在某些优选的实施例中，所述弧形突起结构的形状、大小均相同，在气流的导流作用上能起到相同的效果，使得导流到上分流板各上分流板通孔处的气流均匀。

在某些优选的实施例中，所述弧形突起结构为扇环，其有益效果在于能够有效节约上分流板的制作成本。在其他实施例中，弧形突起结构是圆柱状。

所述外壳的上端开口处设置有法兰结构33，可通过螺栓、螺钉等紧固件与ICP腔盖连接。

在某些优选的实施例中，所述上分流板的上端面外缘设置有第一密封圈槽，所述第一O型密封圈设置于第一密封圈槽内；所述下分流板的上端面外缘设置有第二密封圈槽，所述第二O型密封圈设置于第二密封圈槽内；所述外壳的底部外缘设置有第三密封圈槽32，所述第三O型密封圈设置于第三密封圈槽内。第一O型密封圈用于密封上分流板上端面与ICP腔盖的下表面，第二O型密封圈用于密封下分流板上端面与上分流板下端面，第三O型密封圈用于密封下分流板下端面与外壳底部。

发明人还提供了一种改善ICP腔体制程气体分布不均的结构，包括ICP 腔盖以及气体均匀组件，所述气体均匀组件为上述任意实施例中的气体均匀组件，所述ICP腔盖上开设有腔盖进气口，所述气流通道的进气口位置与腔盖进气口位置相对应。ICP腔盖上对应开设有连接孔，气体均匀组件可以通过外壳开口处的法兰结构与ICP腔盖连接固定，ICP腔盖与该气体均匀组件实现密封，具体可以在ICP腔盖于外壳的开口处设置密封圈实现。气流从ICP腔盖进气口进入该气体均匀组件，然后由外壳通孔输出均匀的气流。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体均匀组件，其特征在于：包括上分流板、下分流板以及外壳，所述外壳为上端设置有开口的壳状结构，且外壳底部均匀开设有外壳通孔，所述上分流板以及下分流板均设置于外壳内，且上分流板设置于下分流板的上方；

所述上分流板外缘均匀开设有上分流板通孔，所述上分流板上端设置有气流通道，所述气流通道设置有进气口与出气口，所述气流通道的进气口朝上设置，所述气流通道的出气口朝向上分流板通孔设置，用于均匀地向各分流板通孔输送气流；

所述下分流板上环形阵列设置有下分流板通孔，所述下分流板通孔孔径自上分流板中心到边缘方向逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的气体均匀组件，其特征在于：所述气流通道进气口与上分流板的中心位置相对应。

3.根据权利要求1或2所述的气体均匀组件，其特征在于：所述气流通道包括两个以上的弧形突起结构，所述弧形突起结构连接于上分流板的上端面，各弧形突起结构背向相对设置形成气流通道进气口，相邻弧形突起结构之间的缝隙形成大小相同的气流通道出气口。

4.根据权利要求3所述的气体均匀组件，其特征在于：所述弧形突起结构的个数为四个。

5.根据权利要求3所述的气体均匀组件，其特征在于：所述弧形突起结构的形状、大小均相同。

6.根据权利要求3所述的气体均匀组件，其特征在于：所述弧形突起结构为扇环。

7.根据权利要求1所述的气体均匀组件，其特征在于：所述外壳的上端开口处设置有法兰结构。

8.根据权利要求1所述的气体均匀组件，其特征在于：还包括第一O型密封圈、第二O型密封圈以及第三O型密封圈，第一O型密封圈用于密封上分流板上端面与ICP腔盖的下表面，第二O型密封圈用于密封下分流板上端面与上分流板下端面，第三O型密封圈用于密封下分流板下端面与外壳底部。

9.根据权利要求8所述的气体均匀组件，其特征在于：所述上分流板的上端面外缘设置有第一密封圈槽，所述第一O型密封圈设置于第一密封圈槽内；所述下分流板的上端面外缘设置有第二密封圈槽，所述第二O型密封圈设置于第二密封圈槽内；所述外壳的底部外缘设置有第三密封圈槽，所述第三O型密封圈设置于第三密封圈槽内。

10.一种改善ICP腔体制程气体分布不均的结构，其特征在于：包括ICP腔盖以及气体均匀组件，所述气体均匀组件为权利要求1-8任意一项所述的气体均匀组件，所述气体均匀组件包括气流通道，所述ICP腔盖上开设有腔盖进气口，所述气流通道的进气口位置与腔盖进气口位置相对应。

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