CN2785310Y

CN2785310Y - 电感耦合等离子体装置

Info

Publication number: CN2785310Y
Application number: CN 200520001643
Authority: CN
Inventors: 申浩南
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2015-01-27

Abstract

本实用新型所述的电感耦合等离子体装置由电感耦合线圈、上盖、反应腔室与进气装置组成，进气装置包括至少两路进气气路。从两路进气气路的出气口进入反应腔室的工艺气体在反应腔室中干涉。两路气体喷出后组合在一起沿一定方向喷射，调节两路气体的压力就可以改变气流的喷射方向和强度。实现矢量化调节进气的目的。在灵活调节的基础上可以使工艺气体在反应腔室中分布更均匀，使晶片表面发生的化学反应速度差异较小，刻蚀速率均匀，提高晶片刻蚀均匀性。

Description

电感耦合等离子体装置

技术领域

本实用新型涉及一种半导体晶片加工设备，尤其涉及一种电感耦合等离子体装置。

背景技术

目前，随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集成电路的企业不断地提高半导体晶片的加工能力。等离子体装置广泛地应用于制造集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中。其中电感耦合等离子体装置(ICP)被广泛应用于刻蚀等工艺中。在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离形成等离子体，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粒子，这些活性反应基团和被刻蚀物质表面发生各种物理和化学反应并形成挥发性的生成物，从而使材料表面性能发生变化。

图1所示的电感耦合等离子体装置是目前半导体刻蚀设备中大多数采用的结构。在半导体加工过程中，从反应腔室3的上盖1中央的进气口进入工艺气体被上方的电感耦合线圈2电离形成等离子体，生成的等离子体刻蚀晶片4表面的材质。系统中分子泵从出气口5抽出反应腔室3的气体排出。在这一过程中，工艺气体从进气口2进入反应腔室3，由于进气口2只是采用简单的喇叭口形状，不利于工艺气体在反应腔室3中的扩散。而且目前的晶片4的尺寸从100mm增加到300mm。反应腔室3的体积也相应的增大，依靠目前这种进气口使工艺气体扩散使等离子体密度达到均匀已经非常的困难了，因此目前大多数的刻蚀设备都存在着刻蚀速率不均匀的问题，这对半导体制造工艺造成了很大的不利影响。

为了在被刻蚀物质表面上得到比较均匀的刻蚀速率，就需要在反应腔室3内部晶片4上方获得比较均匀的等离子体密度分布。这就需要发明一种进气装置，使工艺气体进入反应腔室3后能扩散到较大的空间，使晶片4上方获得较为均匀的等离子体分布，提高刻蚀的质量。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种电感耦合等离子体装置，提供至少两路进气气路，且可以矢量化调节进气的方向和强度。使工艺气体在反应腔室的晶片上方分布均匀，使晶片表面发生的化学反应速度差异较小，刻蚀速率均匀，提高刻蚀晶片的质量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电感耦合等离子体装置，由电感耦合线圈、反应腔室与进气装置组成，其特征在于所述的进气装置包括至少两路进气气路。

所述的进气装置的结构由阀体、喷嘴、第一进气管与第二进气管组成；喷嘴位于阀体的下方，阀体安装于反应腔室的上盖上，阀体中设有两路气路，第一进气管与第二进气管固定于阀体上分别与两路气路的进气端相连，两路气路的出气端通反应腔室或通过喷嘴与反应腔室相通。

所述的阀体由阀座与阀盖组成，阀座上端设有空腔，阀盖固定于阀座上与此空腔形成缓冲腔室；缓冲腔室底部中心向下沿轴向开有一个中心通孔为一路气路，缓冲腔室底部周边向下沿轴向开有多个圆周通孔为另一路气路。

所述的第一进气管固定于中心通孔上端，并与之相通；第二进气管固定于阀盖上，并与缓冲腔室相通。

所述的喷嘴为一四周开有第一出气孔的缓冲腔，固定于阀体的中心通孔下方。

所述的喷嘴为一环形缓冲腔，环形缓冲腔与通圆周孔相通；环形缓冲腔中间开有第二出气孔与阀体的中心通孔相通；环形缓冲腔的外壁向斜下方开有第三出气孔。

所述的阀体与反应腔室的上盖间设有密封圈。

所述的第一进气管穿出阀盖的位置设有密封环。

所述的阀体通过螺栓固定于反应腔室的上盖上。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的感耦合等离子体装置的由电感耦合线圈、上盖、反应腔室与进气装置组成，进气装置包括至少两路进气气路。从两路进气气路的出气口进入反应腔室的工艺气体在反应腔室中干涉。两路气体喷出后组合在一起沿一定方向喷射，调节两路气体的压力就可以改变气流的喷射方向和强度。实现矢量化调节进气的目的。在灵活调节的基础上可以使工艺气体在反应腔室中分布更均匀，使晶片表面发生的化学反应速度差异较小，刻蚀速率均匀，提高晶片刻蚀均匀性。

附图说明

图1为现有技术的电感耦合等离子体装置结构示意图；

图2为本实用新型的电感耦合等离子体装置结构示意图一；

图3为本实用新型的电感耦合等离子体装置结构示意图二。

具体实施方式

本实用新型所述的电感耦合等离子体装置，其具体实施方式如图2与图3所示：由电感耦合线圈、反应腔室与进气装置组成，所述的进气装置的结构由阀体、喷嘴、第一进气管7与第二进气管8组成。

上述阀体由阀座9与阀盖10组成，阀座9上端设有空腔，阀盖10固定于阀座9上与此空腔形成缓冲腔室11；缓冲腔室11底部中心向下沿轴向开有一个中心通孔12为一路气路，第一进气管7固定于中心通孔12上端，并与中心通孔12相通。缓冲腔室11底部周边向下沿轴向开有多个圆周通孔13为另一路气路，第二进气管8固定于阀盖10上，并与缓冲腔室11相通。

图2所示的喷嘴6为一四周开有第一出气孔14的缓冲腔15，固定于中心通孔12的下端出口处。

图3所示的喷嘴6还可为一环形缓冲腔16，中间开有第二出气孔17，环形缓冲腔16的外壁向斜下方开有第三出气孔18。环形缓冲腔16与圆周通孔13相通，第二出气孔17与中心通孔12相通。

在阀体与上盖1间设有密封圈19。在第一进气管7穿出阀盖10的位置设有密封环20。

阀体可以通过螺栓固定于上盖1上。

由以上结构可知，如图2所示的本实用新型所述的进气装置的两路进气气路：

一路，从第一进气口7进气，经中心通孔12至缓冲腔15，再由第一出气口14喷入反应腔室3。

另一路，从第二进气口8进气，进入缓冲腔室11，经圆周通孔13喷入反应腔室3。

两路气体喷入反应腔室3后互相干涉组合后沿一定方向喷向反应腔室3的空间，调节两路气体的压力与流速，可以改变气体合流的方向与流量。达到使喷出的气体矢量化的目的。

如图3所示的本实用新型所述的进气装置的两路进气气路：

一路，从第一进气口7进气，经中心通孔12由第二出气口17喷入反应腔室3。

另一路，从第二进气口8进气，进入缓冲腔室11，经圆周通孔13至环形缓冲腔16，由第三出气口18喷入反应腔室3。

两路气体喷入反应腔室3后一路向下喷，另一路向侧喷。调节两路气体的压力与流速，可以改变不同气体的流量与方向。达到使喷出的气体矢量化的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1、一种电感耦合等离子体装置，由电感耦合线圈、反应腔室与进气装置组成，其特征在于所述的进气装置包括至少两路进气气路。

2、根据权利要求1所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的进气装置的结构由阀体、喷嘴、第一进气管与第二进气管组成；喷嘴位于阀体的下方，阀体安装于反应腔室的上盖上，阀体中设有两路气路，第一进气管与第二进气管固定于阀体上分别与两路气路的进气端相连，两路气路的出气端通反应腔室或通过喷嘴与反应腔室相通。

3、根据权利要求2所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的阀体由阀座与阀盖组成，阀座上端设有空腔，阀盖固定于阀座上与此空腔形成缓冲腔室；缓冲腔室底部中心向下沿轴向开有一个中心通孔为一路气路，缓冲腔室底部周边向下沿轴向开有多个圆周通孔为另一路气路。

4、根据权利要求2或3所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的第一进气管固定于中心通孔上端，并与之相通；第二进气管固定于阀盖上，并与缓冲腔室相通。

5、根据权利要求2或3所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的喷嘴为一四周开有第一出气孔的缓冲腔，固定于阀体的中心通孔下方。

6、根据权利要求2或3所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的喷嘴为一环形缓冲腔，环形缓冲腔与通圆周孔相通；环形缓冲腔中间开有第二出气孔与阀体的中心通孔相通；环形缓冲腔的外壁向斜下方开有第三出气孔。

7、根据权利要求2所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的阀体与反应腔室的上盖间设有密封圈。

8、根据权利要求4所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的第一进气管穿出阀盖的位置设有密封环。

9、根据权利要求2所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于所述的阀体通过螺栓固定于反应腔室的上盖上。