CN220106445U - 进气喷嘴及干法化学蚀刻设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种进气喷嘴及干法化学蚀刻设备，该进气喷嘴包括喷嘴本体，包括气体传输方向走向一致的第一气体传输通道和若干第二气体传输通道；第一出气口设置于所述喷嘴本体的底部中心位置，所述第一出气口为所述第一气体传输通道的出气口；若干第二出气口沿所述第一出气口的周向间隔布置，所述第二出气口为所述第二气体传输通道的出气口；所述第二气体传输通道包括倾斜传输通道，所述倾斜传输通道的出气口作为所述第二出气口；所述倾斜传输通道向远离所述喷嘴本体的中轴线的方向与所述喷嘴本体的中轴线成夹角设置。利用本申请的进气喷嘴能够调整干法化学蚀刻设备腔体边缘和中心的气体分布，提高蚀刻均匀性。

Description

进气喷嘴及干法化学蚀刻设备

技术领域

本申请涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种进气喷嘴及干法化学蚀刻设备。

背景技术

半导体干法化学刻蚀技术是一种新型刻蚀技术，可广泛应用于先进制程的逻辑、存储器的各项同性刻蚀，部分取代先进制程的清洗工艺。常规干法刻蚀技术，需要依赖等离子体进行刻蚀，刻蚀选择比通常小于30，而半导体干法化学刻蚀技术可在无等离子氛围下实现更高刻蚀选择比，干法化学刻蚀选择比通常大于500。

现有的干法化学刻蚀设备中关于节流盘的设计，不足以将腔体内部的中心的气流和边缘的气流做到均衡，会使得腔体内的工艺气体呈现中心气体流量大、边缘气体流量小的分布情况，使得工艺气体过于集中在晶圆表面的中心区域。尤其针对小流量工艺，当节流盘中心的气流未达到饱和时，腔体内的边缘的气体流量比中心的气体流量小得多，甚至没有气体流量，导致工艺气体基本只能流向晶圆表面的中心区域，使得晶圆表面的中心区域的刻蚀速率比边缘区域快得多，导致晶圆刻蚀不均匀的结果，影响后续产品的性能。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种进气喷嘴及干法化学蚀刻设备，用于解决现有的干法化学蚀刻设备的工艺气体过于集中于晶圆表面的中心区域而导致干法化学刻蚀的非均性大的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种进气喷嘴，包括：

喷嘴本体，包括气体传输方向走向一致的第一气体传输通道和若干第二气体传输通道；

第一出气口设置于所述喷嘴本体的底部中心位置，所述第一出气口为所述第一气体传输通道的出气口；

若干第二出气口沿所述第一出气口的周向间隔布置，所述第二出气口为所述第二气体传输通道的出气口；

所述第二气体传输通道包括倾斜传输通道，所述倾斜传输通道的出气口作为所述第二出气口；

所述倾斜传输通道向远离所述喷嘴本体的中轴线的方向与所述喷嘴本体的中轴线成夹角设置，所述倾斜传输通道与所述喷嘴本体的中轴线的夹角大于0°，且小于或等于90°。

在本实施例的一可选实施例中，所述倾斜传输通道与所述喷嘴本体的中轴线的夹角介于30°-70°之间。

在本实施例的一可选实施例中，所述第一气体传输通道和所述第二气体传输通道均嵌于所述喷嘴本体内部；所述第一气体传输通道沿所述喷嘴本体的中轴线设置，并贯穿所述喷嘴本体；所述第二气体传输通道沿所述喷嘴主体的边缘设置。

在本实施例的一可选实施例中，所述第一出气口自靠近第一进气口的一端向远离所述第一进气口的一端的横截面积逐渐增大，所述第一进气口为所述第一气体传输通道的进气口。

在本实施例的一可选实施例中，所述第一气体传输通道自第一进气口向所述第一出气口的横截面积逐渐增大，所述第一进气口为所述第一气体传输通道的进气口。

在本实施例的一可选实施例中，所述进气喷嘴还包括第一进气嘴和第二进气嘴；所述第一进气嘴设置于所述喷嘴本体上，且所述第一进气嘴与所述第一进气口连通；所述第二进气嘴设置于所述喷嘴本体上，且所述第二进气嘴与第二进气口连通，所述第二进气口为所述第二气体传输通道的进气口。

在本实施例的一可选实施例中，所述喷嘴本体包括：

喷嘴主体；

喷嘴盖，所述喷嘴盖装配于所述喷嘴主体上；

所述第一气体传输通道依次贯穿所述喷嘴盖与所述喷嘴主体，所述第一进气嘴设置于喷嘴盖的顶部。

在本实施例的一可选实施例中，所述喷嘴主体包括沿所述第一气体传输通道的周向环形布置的环形气体流道，所述环形气体流道设置于所述喷嘴主体的内部；所述第二进气嘴与第二进气口连通，包括：所述第二进气嘴通过所述环形气体流道与若干所述第二气体传输通道的所述第二进气口连通。

在本实施例的一可选实施例中，沿所述第一气体传输通道的周向，越靠近所述第二进气嘴的所述第二进气口的横截面越小。

在本实施例的一可选实施例中，若干所述第二气体传输通道沿所述第一气体传输通道的周向均匀布置。

在本实施例的一可选实施例中，所述第二气体传输通道还包括垂直传输通道，所述垂直传输通道与所述倾斜传输通道一体成型，所述垂直传输通道的出气口与所述倾斜传输通道的进气口衔接。

在本实施例的一可选实施例中，所述第一气体传输通道和所述第二气体传输通道所传输的气体相同。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请还提供一种干法化学蚀刻设备，包括：

刻蚀腔体；

第一节流盘，设置于所述刻蚀腔体上；

气体解离重组腔，设置于所述第一节流盘上，所述气体解离重组腔通过所述第一节流盘与所述刻蚀腔体连通；

腔盖，设置于所述气体解离重组腔上，所述腔盖中心设置有喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔沿厚度方向贯穿所述腔盖，所述喷嘴安装孔与所述气体解离重组腔连通；

承载基座，所述承载基座设置于所述刻蚀腔体的中心；

上述的进气喷嘴，安装于所述喷嘴安装孔。

在本实施例的一可选实施例中，所述气体解离重组腔包括：

接地电极，设置于所述第一节流盘上；

绝缘环，设置于所述接地电极上；以及

工作电极，设置于所述绝缘环上。

在本实施例的一可选实施例中，还包括第二节流盘，设置于所述气体解离重组腔与所述腔盖之间，所述第二节流盘包括均衡腔，所述气体解离重组腔通过所述均衡腔与所述第一出气口和所述第二出气口连通。

在本实施例的一可选实施例中，还包括温控系统，所述温控系统设置于所述承载基座上。

在本实施例的一可选实施例中，干法化学蚀刻设备还包括：

第一气体管路，所述第一气体管路的一端与供气端连接，所述第一气体管路的另一端与所述第一气体传输通道的进气口连通；以及

第二气体管路，所述第二气体管路的一端与所述供气端连接，所述第二气体管路的另一端与所述第二气体传输通道的进气口连通。

在本实施例的一可选实施例中，还包括：

第一流量计，所述第一流量计设置于所述第一气体管路上；

第二流量计，所述第二流量计设置于所述第二气体管路上。

本申请的进气喷嘴，可应用于干法化学蚀刻设备，喷嘴本体，包括气体传输方向走向一致的第一气体传输通道和若干第二气体传输通道；第一出气口设置于所述喷嘴本体的底部中心位置，所述第一出气口为所述第一气体传输通道的出气口；若干第二出气口沿所述第一出气口的周向间隔布置，所述第二出气口为所述第二气体传输通道的出气口；所述第二气体传输通道包括倾斜传输通道，所述倾斜传输通道的出气口作为所述第二出气口；所述倾斜传输通道向远离所述喷嘴本体的中轴线的方向与所述喷嘴本体的中轴线成夹角设置，所述倾斜传输通道与所述喷嘴本体的中轴线的夹角大于0°，且小于或等于90°。利用本申请的进气喷嘴能够调整干法化学蚀刻设备腔体边缘和中心的气体分布，提高了蚀刻均匀性。

本申请的干法化学蚀刻设备，由于引入进气喷嘴进行气体均匀性调节，故而可以移除顶部的节流盘，降低整个设备的成本。

本申请干法化学蚀刻设备，由于引入进气喷嘴，并保留第二节流盘，从而将气流均衡控制，在单一被动的节流盘的节流控制的基础上，增加了通过调整中间、边缘工艺气流比率的调节，更灵活更便捷。

附图说明

图1为一种典型干法化学蚀刻设备的结构示意图。

图2为图1所示的干法化学蚀刻设备的进气示意图。

图3为图1所示的干法化学蚀刻设备进气侧与晶圆之间的气体分布图。

图4为利用图1所示的干法化学蚀刻设备对晶圆进行蚀刻时沿直径方向的蚀刻速率示意图。

图5为本申请的进气喷嘴的结构示意图。

图6为沿图5中A-A的截面图。

图7为本申请的进气喷嘴的一变形实施例的结构示意图。

图8为本申请的进气喷嘴的另一变形实施例的结构示意图。

图9为本申请的进气喷嘴的喷嘴主体和喷嘴盖夹持固定的示意图。

图10为装配有本申请的进气喷嘴的干法化学蚀刻设备的结构示意图。

图11为装配有本申请的进气喷嘴的干法化学蚀刻设备的进气示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。

半导体干法化学刻蚀因无需依赖等离子氛围，以及高高刻蚀选择比，而广泛应用于先进制程的逻辑器件、存储器的各项同性刻蚀，部分取代先进制程的清洗工艺。

作为示例，在逻辑器件的刻蚀过程中，可基于干法化学刻蚀高选择比的特性，实现横向刻蚀功能。作为示例，在3D NAND制程中可应用于晶圆经深孔刻蚀，沉积后的回刻过程，凭借干法化学刻蚀对不同材料的高选择比实现高精度刻蚀。作为示例，干法化学刻蚀还应用于其它先进半导体制程，例如DRAM Air gap及先进制程中的高深宽比常规干法RIE刻蚀后的清洗等，以避免流体冲击导致的图形倒塌。

图1示出了一种典型干法化学蚀刻设备的结构示意图。请参阅图1，所述干法化学蚀刻设备包括刻蚀腔体16、第一节流盘15、气体解离重组腔、第二节流盘17、腔盖11以及承载基座18。

所述刻蚀腔体16位于设备的底部，刻蚀腔体的底部中心位置设置有用于承载固定晶圆20的承载基座18。所述第一节流盘15设置于所述刻蚀腔体16上部，所述第一节流盘15用于气体均衡。所述气体解离重组腔设置于所述第一节流盘15上，所述气体解离重组腔通过所述第一节流盘15与所述刻蚀腔体16连通；所述腔盖11设置于所述气体解离重组腔上，所述腔盖11中心设置有作为工艺气体的进气通道的进气口111，所述进气口111沿厚度方向贯穿所述腔盖11，所述进气口111与供气端相连；所述第二节流盘17设置于所述气体解离重组腔与所述腔盖11之间，所述第二节流盘17包括均衡腔，所述气体解离重组腔通过所述均衡腔与所述进气口111连通。

其中，所述气体解离重组腔包括接地电极14，绝缘环13及工作电极12，所述接地电极14设置于所述第一节流盘15上；所述绝缘环13设置于所述接地电极14上；所述工作电极12设置于所述绝缘环13上。所述气体解离重组腔用于对经第二节流盘17重分布后的工艺气体进行解离，以形成等离子体，对等离子体中的带电粒子进行过滤，将过滤掉带电粒子的反应气体输送至第一节流盘15。

请参阅图2，进行干法化学刻蚀时，供气端的工艺气体经进气口111流入第二节流盘17的均衡腔后，由中心向边缘扩散分布后继续向下进入气体解离重组腔进行解离形成等离子体，等离子体中的带电粒子被接地电极14过滤，过滤掉带电粒子的反应气体继续向下经过第一节流盘15再次分布，从而得到更均匀的气体分布，最后由反应气体中的自由基团与承载基座18上的晶圆20反应，通过极高选择比的化学反应实现刻蚀。

图1的干法化学刻蚀设备，由于只在腔盖11的中心设置有中间进气口，需要依赖节流阀，使中心流量饱和，借助于第二节流盘17硬性驱动中间气流向边缘扩散以实现刻蚀的均匀性。这种方案存在工艺气体过于集中于晶圆20中心，节流盘不足于均衡中心、边缘的气流，典型气体分布如图3所示，典型的刻蚀速率分布如图4所示，由图3及图4可知，在进行刻蚀时，中心流量大而边缘流量小，刻蚀速率中心更快，边缘偏慢，刻蚀的非均性大于10％。

特别是针对小流量工艺，节流盘中心气流未饱和时，工艺气体只流中心区域，边缘气流分布小，或无法有气流分布，上述问题会更突出。

鉴于此，如图5所示，本申请提供一种应用干法化学刻蚀设备的进气喷嘴30，将这种进气喷嘴30代替图1所示干法化学刻蚀设备的进气口来克服图1所示干法化学刻蚀设备存在的问题。

请参阅图5，所述进气喷嘴30包括喷嘴本体，所述喷嘴本体上设置有第一气体传输通道36和第二气体传输通道37，所述第一气体传输通道36和所述第二气体传输通道37的气体传输方向走向一致，此处的气体传输方向走向相同是指相对于喷嘴本体的顶部传输至其底部，而非严格意义上的一模一样。

所述第一气体传输通道36作为中心气体传输通道，将所述第一气体传输通道36的进气口定义为第一进气口，将所述第一气体传输通道36的出气口定义为第一出气口361，所述第一出气口361设置于所述喷嘴本体的底部中心位置，所述第一出气口361用于连接供气端。

所述进气喷嘴30包括若干第二气体传输通道37，所述第二气体传输通道37作为边缘气体传输通道，若干所述第二气体传输通道37沿所述第一气体传输通道36的周向间隔布置，将所述第二气体传输通道37的进气口定义为第二进气口，将所述第二气体传输通道37的出气口定义为第二出气口3721，若干第二出气口3721沿所述第一出气口361的周向间隔布置，第二进气口用于连接供气端。

请参阅图5所示，在本实施例中，所述第一气体传输通道36作为中心气体传输通道，嵌于所述喷嘴本体内部；沿所述喷嘴本体的中轴线Z设置，并贯穿所述喷嘴本体的顶部和底部。所述第一气体传输通道36具有第一进气口和第一出气口361，所述第一出气口361设置于所述喷嘴本体的底部中心位置；所述第一出气口361用于连接供气端，其位于所述喷嘴本体的顶部中心位置。可以理解的是，在其他实施例中，所述第一进气口也可设置于所述喷嘴本体的其他位置，只要保证第一出气口361设置于所述喷嘴本体的底部中心位置即可。

为了使第一进气口覆盖更大的范围，使气流更均匀的覆盖中间区域，可如图5所示将第一进气口设置成锥形或喇叭状，使所述第一出气口361自靠近所述第一进气口的一端向远离所述第一进气口的一端的横截面积逐渐增大。当然，也可将所述第一气体传输通道36整个设置成锥形或喇叭状，使所述第一气体传输通道36可自所述第一进气口向所述第一出气口361的横截面积逐渐增大，也可实现同样的目的。

请参阅图5所示，在本实施例中，为了便于管路连接，所述进气喷嘴30还设置有第一进气嘴34。所述第一进气嘴34设置于所述喷嘴本体的第一进气口位置，所述第一进气口与所述第一进气嘴34连通，可通过所述第一进气嘴34实现第一气体传输通道36与供气端的连接。

请参阅图5所示，在本实施例中，所述喷嘴本体可由金属材质或者陶瓷材质构成，所述喷嘴本体主要由两个部分构成，分别是喷嘴主体32和喷嘴盖31。当所述喷嘴本体采用金属材质时，所述喷嘴盖31可通过螺栓、焊接或者如图9所示通过夹具36的夹持方式装配于所述喷嘴主体32上。当所述喷嘴本体采用金属材质时，所述喷嘴盖31可通过如图9所示通过夹具36的夹持方式装配于所述喷嘴主体32上。

具体地，所述第一气体传输通道36依次贯穿所述喷嘴盖31与所述喷嘴主体32，包括位于所述喷嘴主体32的中心开口和位于喷嘴主体32的中心通孔，所述第一进气嘴34设置于喷嘴盖31的顶部的中心开口处。

需要说明的是，所述喷嘴主体32与所述喷嘴盖31之间还设置有O型的密封圈，包括内层密封圈(未图示)和外层密封圈(未图示)，所述内层密封圈用于将第一气体传输通道36和第二气体传输通道37在所述喷嘴主体32与所述喷嘴盖31的对接处实现密封隔离，所述外层密封圈用于将所述第二气体传输通道37与外界大气在所述喷嘴主体32与所述喷嘴盖31的对接处实现密封隔离。

请参阅图5，所述第二气体传输通道37作为边缘气体传输通道，包括若干个，若干个第二气体传输通道37沿所述第一气体传输通道36的周向间隔布置。

为了便于加工，所述第二气体传输通道37例如可包括一体成型的垂直传输通道371和倾斜传输通道372，所述垂直传输通道371作为垂直分流孔；所述垂直传输通道371的进气口作为所述第二进气口，所述垂直传输通道371的出气口与所述倾斜传输通道372的进气口衔接，所述倾斜传输通道372的出气口作为所述第二出气口3721，所述倾斜传输通道372向远离所述喷嘴本体的中轴线Z的方向与所述喷嘴本体的中轴线Z成夹角设置，所述倾斜传输通道372与所述喷嘴本体的中轴线Z的夹角大于0°，且小于或等于90°。作为示例，所述倾斜传输通道372与所述喷嘴本体的中轴线Z的夹角介于30°-70°之间，譬如30°、40°、50°、60°、70°等等。

本申请最佳的实施例是所述第二气体传输通道37采用倾斜式设计，其相对于直角设计可以减小折弯区域的阻力系数，避免惯性力在弯折区域产生涡流区，亦可抑制由离心惯性力与边界层作用产生的二次流，减少流量损失，优化第二出气口3721处的流场特性，提高到达边缘气体的均匀与稳定性。

请参阅图5所示，所述喷嘴本体上的若干所述第二气体传输通道37的第二出气口3721沿所述喷嘴本体的侧壁间隔均匀设置。可以理解的是，若干所述第二气体传输通道37的第二出气口3721也可倾斜设置于所述喷嘴本体的底面，并沿第一出气口361的周向设置。

可以理解的是，在一可选实施例中，所述倾斜传输通道372与所述喷嘴本体的中轴线Z的夹角，也即所述第二气体传输通道37包括相互连接的垂直传输通道371和水平传输通道。在另一可选实施例中，所述第二气体传输通道37也可以整体设置成倾斜状，也即所述第二气体传输通道37只包括倾斜传输通道372。

请参阅图5所示，在本实施例中，为了便于管路连接，并减少外接管路数量，所述进气喷嘴30可只设置一个第二进气嘴35，由于第二进气嘴35并不一定是正对第二气体传输通道37，故而图中用虚线绘制，所述第二进气嘴35可设置于所述喷嘴本体的侧壁，或者顶部的合适位置，所述第二进气口与所述第二进气嘴35连通，可通过第二进气嘴35实现各第二气体传输通道37与供气端的连接。

为了实现单个第二进气嘴35与各第二气体传输通道37的连通，可在所述喷嘴主体32的内部设置有平面环形气体流道33，所述环形气体流道33沿所述第一气体传输通道36的周向环形布置，并且所述环形气体流道33与多个所述第二气体传输通道37同心设置，所述环形气体流道33与所述第二进气嘴35连通，多个所述第二气体传输通道37的第二进气口与所述环形气体流道33的底部连通，也即所述第二进气嘴35通过所述环形气体流道33与若干所述第二气体传输通道的所述第二进气口连通。

所述环形气体流道33既可以如图5所示，由自喷嘴盖31的底面向内凹陷的环形凹槽与喷嘴主体32围成，所述第二进气嘴35设置于所述喷嘴盖31的侧壁；也可以如图7所示，由自喷嘴主体32的顶面向内凹陷的环形凹槽与喷嘴盖31围成，所述第二进气嘴35设置于所述喷嘴主体32的侧壁；也可以如图8所示，由自喷嘴盖31的底面向内凹陷的环形凹槽与自喷嘴主体32的顶面向内凹陷的环形凹槽围成，所述第二进气嘴35设置于所述喷嘴盖31的侧壁。

具体地，如图6所示，由于只设置一个第二进气嘴35，在环形气体流道33中，气体密度是不均匀的，靠近第二进气嘴35的气体密度大于远离第二进气嘴35处的气体密度，为了保证各第二气体传输通道37中传输的工艺气体流量相同，对第二进气口的横截面积进行特殊设计，沿所述第一气体传输通道36的周向，越靠近所述第二进气嘴35的所述第二进气口的横截面越小，换句话说，越远离所述第二进气嘴35的所述第二进气口的横截面越大，从而保证各第二气体传输通道37中传输的工艺气体流量相同。其中，各第二进气口的横截面积的比例关系可根据工艺气体、应用由仿真结果确定。

以图6中圆孔状第二气体传输通道37为例，边缘工艺气体经环形气体流道33进入作为垂直分流孔的垂直传输通道371，并由倾斜传输通道372流出，为确保各方向气流的均匀性，由进气方向向两侧，垂直传输通道371的孔径逐渐增大，具体比例关系根据工艺气体、应用由仿真结果确定。作为示例，由进气方向向两侧，垂直传输通道371的孔径按比例增大。

需要说明的是，为了保证边缘气体供应的稳定，需要保证多个所述第二气体传输通道37沿所述第一气体传输通道36的周向均匀布置，也即沿圆周方向，相邻两个第二气体传输通道37之间的中心间距相同，相邻两个第二气体传输通道37与所在圆周的圆心的夹角相等。以图6中包含8个第二气体传输通道37为例，沿圆周方向，相邻两个第二气体传输通道37之间的中心间距均相同，均等于各第二气体传输通道37的横截面的圆心所在圆的周长的八分之一，相邻两个第二气体传输通道37与该圆的圆心的夹角均为45°。

需要说明的是，所述喷嘴本体的第一气体传输通道36和第二气体传输通道37除了采用上述在喷嘴本体上加工孔的方式形成，还可以全部或部分采用管道来替代。

图10示出了装配有上述进气喷嘴30的干法化学蚀刻设备的结构示意图。如图10所示，所述干法化学蚀刻设备与图1所示的干法化学蚀刻设备相比，所不同的是对图1中的进气口111进行改进，作为喷嘴安装孔，所述进气喷嘴30安装于所述喷嘴安装孔中，所述进气喷嘴30的所述第一气体传输通道36和所述第二气体传输通道37所传输的气体相同，当然也可以不同。

具体地，请参阅图10，请参阅图10，所述干法化学蚀刻设备包括刻蚀腔体16、第一节流盘15、气体解离重组腔、第二节流盘17、腔盖11、承载基座18以及进气喷嘴30。

所述刻蚀腔体16位于设备的底部，其中心位置设置有用于承载固定晶圆20的承载基座18。所述第一节流盘15设置于所述刻蚀腔体16上部，所述第一节流盘15用于气体均衡。所述气体解离重组腔设置于所述第一节流盘15上，所述气体解离重组腔通过所述第一节流盘15与所述刻蚀腔体16连通；所述腔盖11设置于所述气体解离重组腔上，所述腔盖11中心设置有用于安装进气喷嘴30的喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔沿厚度方向贯穿所述腔盖11；所述第二节流盘17设置于所述气体解离重组腔与所述腔盖11之间，所述第二节流盘17包括均衡腔171，所述气体解离重组腔通过所述均衡腔171与所述进气喷嘴30的所述第一气体传输通道36的第一出气口361和第二气体传输通道37的第二出气口3721连通。

请参阅图10，所述气体解离重组腔包括接地电极14，绝缘环13及工作电极12，所述接地电极14设置于所述第一节流盘15上；所述绝缘环13设置于所述接地电极14上；所述工作电极12设置于所述绝缘环13上。所述气体解离重组腔用于对经第二节流盘17重分布后的工艺气体进行解离，以形成等离子体，对等离子体中的带电粒子进行过滤，将过滤掉带电粒子的反应气体输送至第一节流盘15。另外，接地电极14、工作电极12的底部采用类似与节流盘的多孔设置，也可以起到一定的节流均衡作用。

在本实施例中，所述干法化学蚀刻设备还可设置有温控系统(未图示)，所述温控系统可设置于所述承载基座18上，用来调控晶圆20的温度。

需要说明的是，在本实施例中，所述干法化学蚀刻设备还包括第一气体管路(未图示)和第二气体管路(未图示)。所述第一气体管路的一端与供气端连接，所述第一气体管路的另一端与所述第二进气口连通；所述第二气体管路的一端与所述供气端连接，所述第二气体管路的另一端与所述第二进气口连通。

需要说明的是，在本实施例中，为了能够精确控制进气喷嘴30中第一气体传输通道36和第二气体传输通道37中的气体流量比，所述干法化学蚀刻设备还设置有第一流量计和第二流量计；所述第一流量计设置于所述第一气体管路上，用于控制输送至第一气体传输通道36的工艺气体流量，所述第二流量计设置于所述第二气体管路上，用于控制输送至第二气体传输通道37的工艺气体的流量。工艺人员可根据晶圆20中间、边缘刻蚀快慢相应调整气流中间边缘流量比，实现晶圆20刻蚀的均匀性。

需要说明的是，在一可选实施例中，由于设置有进气喷嘴30，也可不设置所述第二节流盘17，从而降低整个设备的成本。

请参阅图11，进行干法化学刻蚀时，供气端的工艺气体同时经第一气体传输通道36的第一出气口361为腔体中心供气，经多个第二气体传输通道37的第二出气口3721为腔体边缘供气，工艺气体流入第二节流盘17的均衡腔171后，均匀分布后向下进入气体解离重组腔进行解离形成等离子体，等离子体中的带电粒子被接地电极14过滤，过滤掉带电粒子的反应气体继续向下经过第一节流盘15再次分布，从而得到更均匀的气体分布，最后由反应气体中的自由基团与承载基座18上的晶圆20反应，通过极高选择比的化学反应实现刻蚀。

由于增加了边缘的第二气体传输通道37，工艺气体经气体流量计分流后分为两路，一路输入到位于中间的第一气体传输通道36，另一路输入到位于边缘的第二气体传输通道37中，因此，即使在小流量工艺时，中心供气不饱和的情况下，可在保证总供气流量不变的情况下，通过增加边缘的第二气体传输通道37中的气体流量，而减小中间的第一气体传输通道36中的气体流量，来实现工艺气体的均匀分布，实现刻蚀的均匀性。

相比图1，图10所示的干法化学刻蚀设备通过引入进气喷嘴30，并保留第二节流盘17，从而将气流均衡控制，在单一被动的节流盘的节流控制的基础上，增加了通过调整中间、边缘工艺气流比率的调节，更灵活更便捷。

综上所述，本申请的进气喷嘴30，可应用于干法化学蚀刻设备，包括喷嘴本体，包括气体传输方向走向一致的第一气体传输通道36和若干第二气体传输通道37；第一出气口361设置于所述喷嘴本体的底部中心位置，所述第一出气口为所述第一气体传输通道36的出气口；若干第二出气口3721沿所述第一出气口361的周向间隔布置，所述第二出气口3721为所述第二气体传输通道37的出气口；所述第二气体传输通道37包括倾斜传输通道372，所述倾斜传输通道372的出气口作为所述第二出气口3721；所述倾斜传输通道372向远离所述喷嘴本体的中轴线Z的方向与所述喷嘴本体的中轴线Z成夹角设置，所述倾斜传输通道372与所述喷嘴本体的中轴线Z的夹角大于0°，且小于或等于90°，利用本申请的进气喷嘴30能够调整干法化学蚀刻设备腔体边缘和中心的气体分布，提高蚀刻均匀性。本申请的干法化学蚀刻设备，由于引入进气喷嘴30进行气体均匀性调节，故而可以移除顶部的节流盘，降低整个设备的成本。本申请干法化学蚀刻设备，由于引入进气喷嘴30，并保留第二节流盘17，从而将气流均衡控制，在单一被动的节流盘的节流控制的基础上，增加了通过调整中间、边缘工艺气流比率的调节，更灵活更便捷。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本申请实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本申请的实施例。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

本申请所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本申请限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本申请的具体实施例和本申请的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本申请的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本申请所述实施例的上述描述来对本申请进行这些修改，并且这些修改将在本申请的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本申请的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本申请实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本申请的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本申请实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本申请在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出申请的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本申请的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本申请的实质范围和精神。本申请并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本申请的最佳方式公开的具体实施例，但是本申请将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本申请的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (18)

1.一种进气喷嘴，其特征在于，包括：

喷嘴本体，包括气体传输方向走向一致的第一气体传输通道和若干第二气体传输通道；

第一出气口设置于所述喷嘴本体的底部中心位置，所述第一出气口为所述第一气体传输通道的出气口；

若干第二出气口沿所述第一出气口的周向间隔布置，所述第二出气口为所述第二气体传输通道的出气口；

所述第二气体传输通道包括倾斜传输通道，所述倾斜传输通道的出气口作为所述第二出气口；

所述倾斜传输通道向远离所述喷嘴本体的中轴线的方向与所述喷嘴本体的中轴线成夹角设置，所述倾斜传输通道与所述喷嘴本体的中轴线的夹角大于0°，且小于或等于90°。

2.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于，所述倾斜传输通道与所述喷嘴本体的中轴线的夹角介于30°-70°之间。

3.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于，所述第一气体传输通道和所述第二气体传输通道均嵌于所述喷嘴本体内部；所述第一气体传输通道沿所述喷嘴本体的中轴线设置，并贯穿所述喷嘴本体；所述第二气体传输通道沿所述喷嘴本体的边缘设置。

4.根据权利要求3所述的进气喷嘴，其特征在于，所述第一出气口自靠近第一进气口的一端向远离所述第一进气口的一端的横截面积逐渐增大，所述第一进气口为所述第一气体传输通道的进气口。

5.根据权利要求3所述的进气喷嘴，其特征在于，所述第一气体传输通道自第一进气口向所述第一出气口的横截面积逐渐增大，所述第一进气口为所述第一气体传输通道的进气口。

6.根据权利要求4所述的进气喷嘴，其特征在于，所述进气喷嘴还包括第一进气嘴和第二进气嘴；所述第一进气嘴设置于所述喷嘴本体上，且所述第一进气嘴与所述第一进气口连通；所述第二进气嘴设置于所述喷嘴本体上，且所述第二进气嘴与第二进气口连通，所述第二进气口为所述第二气体传输通道的进气口。

7.根据权利要求6所述的进气喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体包括：

喷嘴主体；

喷嘴盖，所述喷嘴盖装配于所述喷嘴主体上；

所述第一气体传输通道依次贯穿所述喷嘴盖与所述喷嘴主体，所述第一进气嘴设置于喷嘴盖的顶部。

8.根据权利要求7所述的进气喷嘴，其特征在于，所述喷嘴主体包括沿所述第一气体传输通道的周向环形布置的环形气体流道，所述环形气体流道设置于所述喷嘴主体的内部；所述第二进气嘴与第二进气口连通，包括：所述第二进气嘴通过所述环形气体流道与若干所述第二气体传输通道的所述第二进气口连通。

9.根据权利要求7所述的进气喷嘴，其特征在于，沿所述第一气体传输通道的周向，越靠近所述第二进气嘴的所述第二进气口的横截面越小。

10.根据权利要求6所述的进气喷嘴，其特征在于，所述第二气体传输通道还包括垂直传输通道，所述垂直传输通道与所述倾斜传输通道一体成型，所述垂直传输通道的出气口与所述倾斜传输通道的进气口衔接。

11.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于，若干所述第二气体传输通道沿所述第一气体传输通道的周向均匀布置。

12.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于，所述第一气体传输通道和所述第二气体传输通道所传输的气体相同。

13.一种干法化学蚀刻设备，其特征在于，包括：

刻蚀腔体；

第一节流盘，设置于所述刻蚀腔体上；

气体解离重组腔，设置于所述第一节流盘上，所述气体解离重组腔通过所述第一节流盘与所述刻蚀腔体连通；

腔盖，设置于所述气体解离重组腔上，所述腔盖中心设置有喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔沿厚度方向贯穿所述腔盖，所述喷嘴安装孔与所述气体解离重组腔连通；

承载基座，所述承载基座设置于所述刻蚀腔体的中心；

如权利要求1～12中任一项所述的进气喷嘴，安装于所述喷嘴安装孔；

其中，所述第一出气口、第二出气口均与所述气体解离重组腔连通，所述第二出气口为所述第二气体传输通道的出气口。

14.根据权利要求13所述的干法化学蚀刻设备，其特征在于，所述气体解离重组腔包括：

接地电极，设置于所述第一节流盘上；

绝缘环，设置于所述接地电极上；以及

工作电极，设置于所述绝缘环上。

15.根据权利要求13所述的干法化学蚀刻设备，其特征在于，还包括第二节流盘，设置于所述气体解离重组腔与所述腔盖之间，所述第二节流盘包括均衡腔，所述气体解离重组腔通过所述均衡腔与所述第一出气口和所述第二出气口连通。

16.根据权利要求13所述的干法化学蚀刻设备，其特征在于，还包括温控系统，所述温控系统设置于所述承载基座上。

17.根据权利要求13所述的干法化学蚀刻设备，其特征在于，还包括：

第一气体管路，所述第一气体管路的一端与供气端连接，所述第一气体管路的另一端与所述第一气体传输通道的进气口连通；以及

第二气体管路，所述第二气体管路的一端与所述供气端连接，所述第二气体管路的另一端与所述第二气体传输通道的进气口连通。

18.根据权利要求17所述的干法化学蚀刻设备，其特征在于，还包括：

第一流量计，所述第一流量计设置于所述第一气体管路上；

第二流量计，所述第二流量计设置于所述第二气体管路上。