TWI777301B - 等離子體反應器及其氣體噴嘴 - Google Patents

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張潔
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Abstract

本發明提供了一種等離子體反應器及其氣體噴嘴，所述等離子體反應器具有內襯，所述氣體噴嘴包括：插入部，所述插入部的第一端用於插入固定在管道的氣體出口，與所述第一端相對的第二端用於置於所述管道外部；出氣部，所述出氣部的一側表面具有安裝槽，所述安裝槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端與所述安裝槽底部連接，所述出氣部相對的另一側表面具有主氣體噴口；其中，所述氣體噴嘴內具有連通所述插入部第一端與所述主氣體噴口的主氣體噴射通道；所述內襯具有用於放置在所述安裝槽內的安裝部，所述安裝部位於所述內襯具有所述氣體出口的表面，凸出該表面。應用本發明提供的技術方案，可以有效防止氣體腐蝕現象發生。

Description

等離子體反應器及其氣體噴嘴
本發明涉及半導體製造的技術領域，更具體的說，涉及一種等離子體反應器及其氣體噴嘴。
隨著半導體設備規模的不斷擴大，對製程複雜度的要求也越來越高，腐蝕性氣體廣泛應用於等離子體蝕刻。氣體傳輸管道是等離子體蝕刻室的基本組成部分，不銹鋼和含鋁材料被廣泛應用於輸氣管道、腔室壁和電子穩定控制系統等。等離子體蝕刻過程需要鹵素氣體(如Cl2、BCl3)和其他氣體(如COS)，然而，這些氣體對不銹鋼和含鋁材料具有嚴重的腐蝕作用。
習知技術中採用碳基材料塗層的方法來隔離等離子體與零件表面的接觸，但是由於製程條件限制，無法使得塗層很好保護等離子體反應器中安裝氣體噴嘴的區域，導致該區域容易受到腐蝕氣體的損壞，降低了等離子體反應器的使用壽命。
有鑑於此，本發明提供了一種等離子體反應器及其氣體噴嘴，有效防止氣體腐蝕現象發生，從而延長等離子體反應器中各種零部件的使用壽命。
為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種用於等離子體反應器的氣體噴嘴，所述等離子體反應器具有內襯，所述內襯內具有用於氣體傳輸的管道，所述氣體噴嘴包括： 插入部，所述插入部的第一端用於插入固定在所述管道的氣體出口，與所述第一端相對的第二端用於置於所述管道外部；出氣部，所述出氣部的一側表面具有安裝槽，所述安裝槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端與所述安裝槽底部連接，所述出氣部相對的另一側表面具有主氣體噴口；其中，所述氣體噴嘴內具有連通所述插入部第一端與所述主氣體噴口的主氣體噴射通道；所述內襯具有用於放置在所述安裝槽內的安裝部，所述安裝部位於所述內襯具有所述氣體出口的表面，凸出該表面，且環繞所述氣體出口；所述安裝槽的內側壁用於與所述安裝部的外側面相對密封固定。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述安裝槽的側壁厚度由所述安裝槽的底部至所述安裝槽的頂部逐漸減小，或增大，或均勻不變。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述安裝槽側壁的外表面具有至少一個輔助氣體噴口；所述輔助氣體噴口通過位於所述出氣部內的輔助氣體噴射通道與所述主氣體噴射通道連通。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述安裝槽側壁的外表面具有複數個所述輔助氣體噴口，所述輔助氣體噴口均勻分佈在所述安裝槽側壁的外表面。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述輔助氣體噴口位於所述安裝槽側壁的相同高度位置；所述輔助氣體噴射通道與所述主氣體噴射通道垂直連通；或所述輔助氣體噴射通道與所述主氣體噴射通道斜向連通。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述輔助氣體噴射通道的軸線通過所述主氣體噴射通道的軸線，或所述輔助氣體噴射通道的軸線與所述主氣體噴射通道的軸線不相交。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述輔助氣體噴射通道的直徑由所述主氣體噴射通道至所述輔助氣體噴口逐漸變小，或逐漸增大，或均勻不變。
較佳的，在上述的氣體噴嘴中，所述主氣體噴射通道的直徑由所述插入部至所述出氣部逐漸變小，或均勻不變。
本發明還提供一種等離子體反應器，所述等離子體反應器包括：反應腔、內襯以及氣體噴嘴，所述氣體噴嘴為上述任一項所述的氣體噴嘴；所述反應腔包括反應腔側壁，所述反應腔側壁圍成的空間為等離子體環境；所述內襯位於所述反應腔側壁上，所述內襯內具有用於氣體傳輸的管道；所述氣體噴嘴安裝在所述管道的氣體出口中；所述氣體噴嘴具有安裝槽，所述內襯具有凸出其表面的安裝部，用於放置在所述安裝槽內；所述內襯朝向所述等離子體環境的表面塗覆有第一保護層。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，所述安裝部的側壁外表面具有環繞所述安裝部的凹槽，所述凹槽用於放置第一墊圈，所述第一墊圈用於密封安裝槽側壁的內表面與所述安裝部側壁的外表面。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，還包括：第二墊圈，所述第二墊圈設置在所述安裝部頂面與所述安裝槽底部之間，以密封所述安裝部頂面與所述安裝槽底部相對區域； 和/或，第三墊圈，所述第三墊圈設置在所述安裝槽側壁的頂面與所述內襯具有所述氣體出口的一側表面之間，以密封所述安裝槽側壁的頂面與所述內襯具有所述氣體出口的一側表面相對區域。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，所述安裝部高出所述內襯具有所述氣體出口的一側表面。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，所述內襯具有所述氣體出口的一側表面還有凸起結構，所述凸起結構環繞所述安裝部，且與所述安裝部之間具有間隙，所述安裝槽的側壁置於所述間隙內。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，所述內襯具有所述氣體出口的一側表面內具有容納槽，所述安裝槽的側壁置於所述容納槽內，所述容納槽環繞所述氣體出口，所述容納槽與所述氣體出口之間的所述容納槽側壁為所述安裝部。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，所述第一保護層的材料包括：氧化釔。
較佳的，在上述的等離子體反應器中，所述氣體出口側壁塗覆有第二保護層，所述第二保護層的材料包括：特氟龍。
較佳的，所述第一墊圈的材料為特氟龍塑膠。
與習知技術相比，本發明技術方案具有以下優點：本發明技術方案中，設置噴嘴具有安裝槽，可以與內襯表面凸起的安裝部相互嵌套密封，在氣體出口外部形成密封結構，延長了等離子體的擴散路徑，使得等離子體在向管道內擴散路徑中逐漸熄滅，避免等離子體對氣體出口側壁的腐蝕。而且由於內襯表面具有凸起的安裝部，該凸起安裝部外朝向所述安裝槽的 外表面能夠通過PS製程形成氧化釔塗層，即便發生等離子體擴散問題，等離子體首先接觸也是安裝部外表面的耐等離子體腐蝕的氧化釔塗層，可以很好的防止等離子體腐蝕問題。避免了管道的鋁基材由於表面保護層被腐蝕而暴露出來的問題，可以有效防止金屬污染。
00:插入部
10,28,40,57:主氣體噴射通道
11,21,51:自由基分子
12,22:氣體傳輸管道
13,23,32,53:第二保護層
14,24,33,54,63:內襯
15,25,35,55,65:氣體噴嘴
16,37,67:第三墊圈
17,36,66:第一墊圈
18:侵蝕點
19,34,64:第一保護層
20,38,68:第二墊圈
27,56:室壁
31,52,61:管道
39,60:出氣部
41:安裝部
45:安裝槽
58:輔助氣體噴口
59:輔助氣體噴射通道
71:凸起結構
72:容納槽
d:側壁厚度
為了更清楚地說明本發明實施例或習知技術中的技術方案，下面將對實施例或習知技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域通常知識者來講，在不付出進步性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為一種氣體噴嘴連接內襯的截面圖；圖2為另一種氣體噴嘴連接內襯的截面圖；圖3為本發明提供的一種凸形內襯連接凹形氣體噴嘴的截面圖；圖4為本發明提供的一種凸形內襯氣體出口處的截面圖；圖5為本發明提供的凸形內襯與凹形氣體噴嘴在氣體出口處的連接結構的截面圖；圖6為本發明提供的一種氣體噴嘴的截面圖；圖7為本發明提供的氣體噴嘴中主氣體噴射通道與輔助氣體噴射通道的設計結構圖；圖8為本發明提供的一種等離子體反應器氣體出口處氣體噴嘴的截面圖；圖9為本發明提供的凸形內襯與凹形氣體噴嘴在氣體出口處的連接結構的截面圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域通常知識者在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，圖1為一種氣體噴嘴連接內襯的截面圖。圖1所示方式中，氣體噴嘴15通過卡環(圖中未示出)固定在等離子體反應器的氣體出口處，該氣體噴嘴15具有第一墊圈17、第二墊圈20、第三墊圈16以及連通氣體噴嘴15的主氣體噴射通道10，其中，在氣體噴嘴15與氣體出口之間的間隙用第一墊圈17、第二墊圈20以及第三墊圈16進行密封，該等離子體反應器具有內襯14、第二保護層13、氣體傳輸管道12以及在等離子體反應器氣體出口的一側表面具有第一保護層19，其中，氣體傳輸管道12用於傳輸腐蝕性氣體。
圖1所示方式中，通過主氣體噴射通道10將所述氣體傳輸管道12內的氣體噴出進入反應腔內形成等離子體。等離子體中具有自由基分子11，該自由基分子11對第二保護層13具有腐蝕作用，自由基分子11從間隙中進入氣體傳輸管道12，導致保護層侵蝕點18被腐蝕，降低了第二保護層13的使用壽命。侵蝕點18位置由於氣體噴嘴15和其他出口之間不能實現完全密封以及部件棱角位置保護層覆蓋品質差等原因，容易受到腐蝕。
需要說明的是，所述第一保護層的材料包括氧化釔，所述第二保護層的材料包括特氟龍。
如圖2所示，圖2為另一種氣體噴嘴連接內襯的截面圖。圖2所示方式中，氣體噴嘴25通過卡環(圖中未示出)固定在等離子體反應器的氣體出口處，在氣體噴嘴25與氣體出口之間的間隙用墊圈和O型圈進行密封，該氣體噴 嘴25具有主氣體噴射通道28，該等離子體反應器具有內襯24、第二保護層23、氣體傳輸管道22以及室壁27，其中，氣體傳輸管道22用於傳輸腐蝕性氣體。
圖2所示方式中，在理想狀況下，氣體出口內表面用墊圈與等離子體或自由基分子21隔離。該方式僅能一定程度上改善腐蝕問題，但是改善效果較差，仍然不能保證完全密封效果以及由於棱角處膜層覆蓋差導致的第二保護層23在侵蝕點易被腐蝕的問題。
上述兩種方式描述的氣體噴嘴都不能很好的改善自由基分子進入氣體傳輸管道，導致氣體出口表面第二保護層腐蝕的問題。
為了解決上述問題，本發明提供一種等離子體反應器及其氣體噴嘴，所述等離子體反應器具有內襯，所述內襯內具有用於氣體傳輸的管道，所述氣體噴嘴包括：插入部，所述插入部的第一端用於插入固定在所述管道的氣體出口，與所述第一端相對的第二端用於置於所述管道外部；出氣部，所述出氣部的一側表面具有安裝槽，所述安裝槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端與所述安裝槽底部連接，所述出氣部相對的另一側表面具有主氣體噴口；其中，所述氣體噴嘴內具有連通所述插入部第一端與所述主氣體噴口的主氣體噴射通道；所述內襯具有用於放置在所述安裝槽內的安裝部，所述安裝部位於所述內襯具有所述氣體出口的表面，凸出該表面，且環繞所述氣體出口；所述安裝槽的內側壁用於與所述安裝部的外側面相對密封固定。
由此可知，本發明提供的技術方案中，在等離子體反應器中氣體出口處具有凸出的安裝部，凸出的安裝部與凹形氣體噴嘴連接，凹形氣體噴嘴 插入氣體出口中。通過氣體噴嘴和安裝部的凹凸嵌套設計結構，可以有效提高氣體噴嘴與氣體出口結合位置的密封性，有效改善等離子體中自由基分子對所述結合位置腐蝕的問題。
另外，在本發明提供的技術方案中，進一步的，還可以通過在氣體噴嘴的側壁設置輔助氣體噴射通道，氣體可以同時從主氣體噴射通道和輔助氣體噴射通道噴出，而側噴氣體可以將噴嘴四周的反應腔內的等離子體吹離氣體出口，從而抑制了自由基分子擴散對氣體出口內表面第二保護層的損傷，從而防止氣體腐蝕第二保護層問題的發生。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
實施例一
參考圖3和圖4，圖3為本發明提供的一種凸形內襯連接凹形氣體噴嘴的截面圖，圖4為本發明提供的一種凸形內襯氣體出口處的截面圖。
如圖3所示，等離子體反應器中氣體出口處的凸形內襯與凹形氣體噴嘴連接，凹形氣體噴嘴插入氣體出口中。通過氣體噴嘴和內襯的凹凸嵌套設計結構，可以有效提高氣體噴嘴與氣體出口結合位置的密封性，有效改善等離子體中自由基分子對所述結合位置腐蝕的問題。
具體的，所述等離子體反應器具有內襯33，所述內襯33內具有用於氣體傳輸的管道31。
所述氣體噴嘴35包括：插入部00，所述插入部00的第一端用於插入固定在所述管道31的氣體出口處，與所述第一端相對的第二端用於置於所述管道31外部；出氣部39，所述出氣部39的一側表面具有安裝槽45，所述安裝槽 45朝向所述插入部00的第二端，且所述插入部00的第二端與所述安裝槽45底部連接，所述出氣部39相對的另一側表面具有主氣體噴口；其中，所述氣體噴嘴35內具有連通所述插入部00第一端與所述主氣體噴口的主氣體噴射通道40；所述內襯33具有用於放置在所述安裝槽45內的安裝部41，所述安裝部41位於所述內襯33具有所述氣體出口的表面，凸出該表面，且環繞所述氣體出口；所述安裝槽45的內側壁用於與所述安裝部41的外側面相對密封固定。
如圖3和圖4中所示，還具有第二保護層32、第一保護層34。為了進一步提高密封性，還包括第一墊圈36、第二墊圈38以及第三墊圈37。其中這三層墊圈的材料均為特氟龍塑膠，均用於密封，防止氣體洩漏。
需要說明的是，所述第二保護層32可以為特氟龍，所述第一保護層34可以為氧化釔。其中，氧化釔具有抗腐蝕性氣體腐蝕的作用，但是由於塗噴技術限制，形成第一保護層34時，氧化釔材料不能完美地在深寬比較大的孔中進行噴塗。而本發明實施例中，由於所述內襯33外表面的安裝部41為凸起結構，故氧化釔材料可以成功地噴射到內襯33凸出的外表面上。具有凸起安裝部41的內襯33與安裝槽45的氣體噴嘴35配合，第二保護層32被保護在第一墊圈36、第二墊圈38以及第三墊圈37後面，密封區由氣體出口內表面移到了氣體出口的外表面，即使在最壞的情況下，三層墊圈都無法密封時，繞阻擴散路徑也會增強對自由基分子阻擋效果，大大降低其對第二保護層32的腐蝕，增加內襯33與第二保護層32的使用壽命。
所述內襯33的結構與所述氣體噴嘴35的結構匹配，二者可以相互嵌套安裝固定。所述內襯33設置有所述氣體出口的表面具有用於置於所述安裝槽45內的安裝部41，所述安裝部41環繞所述氣體出口。其中，所述安裝部41的 外側壁設置有凹槽42，所述凹槽42用於安裝第一墊圈。另外，圖4中還示出了氣體傳輸的管道31、第二保護層32以及第一保護層34。
在圖3和圖4所示方式中，所述安裝槽45的側壁厚度由所述安裝槽的底部至所述安裝槽45的頂部逐漸減小，其他方式中，也可以逐漸增大或均勻不變。
如圖5所示，圖5為本發明提供的凸形內襯與凹形氣體噴嘴在氣體出口處的連接結構的截面圖。圖5(a)和圖5(c)中，所述安裝槽45的側壁厚度d由所述安裝槽45的底部至所述安裝槽45的頂部均勻不變。而圖5(b)中，所述安裝槽45的側壁厚度d由所述安裝槽45的底部至所述安裝槽45的頂部逐漸增大。
本發明方案中，採用凹形結構和凸形結構相互配合的連接結構，通過將凸形結構的襯底與凹形結構的氣體噴嘴相配合，密封區由氣體出口內表面移動到氣體出口外表面，可以有效提高氣體噴嘴與氣體出口結合位置的密封性，有效改善等離子體中自由基分子對所述結合位置腐蝕的問題。
根據上述描述可知，本發明技術方案中，設置噴嘴具有安裝槽，可以與內襯表面凸起的安裝部相互嵌套密封，在氣體出口外部形成密封結構，延長了等離子體的擴散路徑，使得等離子體在向管道內擴散路徑中逐漸熄滅，避免等離子體對氣體出口側壁的腐蝕。而且由於內襯表面具有凸起的安裝部，該凸起安裝部外朝向所述安裝槽的外表面能夠通過PS製程形成氧化釔塗層，即便發生等離子體擴散問題，等離子體首先接觸也是安裝部外表面的耐等離子體腐蝕的氧化釔塗層，可以很好的防止等離子體腐蝕問題。避免了管道的鋁基材由於表面保護層被腐蝕而暴露出來的問題，可以有效防止金屬污染。
實施例二
為了防止避免等離子體中自由基分子導致的腐蝕，本發明實施例還提供了另一種氣體噴嘴。
參考圖6和圖7，圖6為本發明提供的一種氣體噴嘴的截面圖，圖7為本發明提供的氣體噴嘴中主氣體噴射通道與輔助氣體噴射通道的設計結構圖。
如圖6所示，等離子體反應器中氣體出口處氣體噴嘴55插入氣體傳輸的管道52中。所述等離子體反應器具有內襯54，所述內襯54內具有用於氣體傳輸的管道52，所述氣體噴嘴55包括：插入部00，所述插入部00的第一端用於插入固定在所述管道52的氣體出口處，與所述第一端相對的第二端用於置於所述管道52外部。出氣部60，所述插入部00的第一端用於插入固定在所述管道52的氣體出口處，所述插入部00的第二端連接固定所述出氣部60，所述出氣部60位於所述氣體出口位置。
在圖6和圖7所示方式中，所述出氣部60與所述內襯54相對的表面均為平面。也可以如實施例中，所述出氣部60與所述內襯54通過上述凹凸嵌套結構相互固定，以提高密封性。
所述出氣部60的頂部具有主氣體噴口；其中，所述氣體噴嘴55內具有連通所述插入部00第一端與所述主氣體噴口的主氣體噴射通道57。如圖6和圖7所示，還具有第二保護層53、室壁56以及自由基分子51。
如上述實施例，所述安裝槽的側壁厚度可以由所述安裝槽的底部至所述安裝槽的頂部逐漸減小，或增大，或均勻不變。
如圖6-圖7所示，所述安裝槽側壁的外表面具有至少一個輔助氣體噴口58；所述輔助氣體噴口58通過位於所述出氣部內的輔助氣體噴射通道59與 所述主氣體噴射通道57連通。如圖6所示，通過所述輔助氣體噴口58朝向所述出氣部60四周噴出氣體，可以將腔室內的等離子體吹離所述氣體噴嘴55的四周，以減少等離子體中自由基分子對氣體噴嘴55與氣體出口相對位置處第二保護層的腐蝕。
如圖6-圖7所示所述安裝槽側壁的外表面具有複數個所述輔助氣體噴口58，所述輔助氣體噴口58均勻分佈在所述安裝槽側壁的外表面。所述輔助氣體噴口58的數量可以基於需求進行設置。複數個所述輔助氣體噴口58均勻分佈在所述安裝槽側壁的外表面，可以使得噴嘴四周的等離子體被均勻吹散開。
一種方式中，如圖7(a)，所述輔助氣體噴口58位於所述安裝槽側壁的相同高度位置；圖7(a)中左圖為出氣部60朝向主氣體噴口的俯視圖，右圖為氣體噴嘴55的切面圖。如圖7(a)中右圖所示，所述輔助氣體噴射通道59與所述主氣體噴射通道57垂直連通。
一種方式中，如圖7(f)，所述輔助氣體噴射通道59與所述主氣體噴射通道57斜向連通。如圖7(f)所示。該方式中，較佳的設置所述輔助氣體噴射通道59背離主氣體噴射通道57方向傾斜，這樣可以使得輔助氣體噴射通道59出射氣體朝向內襯54噴射，更好的防止等離子體中自由基分子對氣體出口內第二保護層的腐蝕。
一種方式中，如圖7(a)左圖、圖7(b)和7(d)所示，所述輔助氣體噴射通道59的軸線通過所述主氣體噴射通道57的軸線。
一種方式中，如圖7(c)所示，所述輔助氣體噴射通道59的軸線與所述主氣體噴射通道57的軸線不相交。
一種方式中，如圖7(d)中左圖所示，所述輔助氣體噴射通道59的直徑由所述主氣體噴射通道57至所述輔助氣體噴口58逐漸變小，以增大噴射壓力，或如圖7(d)中右圖所示，所述輔助氣體噴射通道59的直徑由所述主氣體噴射通道57至所述輔助氣體噴口58逐漸減小，或增大，或均勻不變，或如圖7(a)中左圖、圖7(b)和圖7(c)所示，所述輔助氣體噴射通道59的直徑均勻不變。
一種方式中，如圖7(e)中所示，所述主氣體噴射通道57的直徑由所述插入部至所述出氣部逐漸變小，以增大噴射壓力，或如圖7(a)中右圖所示，均勻不變。如圖7(e)所示。
需要說明的是，為了控制氣體的流動分佈，所述主氣體噴射通道57與所述輔助氣體噴射通道59的尺寸以及孔徑結構可以基於需求進行設計，其中，氣體出口的總流量大於或者等於主氣體噴射通道57與輔助氣體噴射通道59的氣體的流量之和。
通過上述描述可知，本發明實施例中，為了防止氣體腐蝕，通過在氣體噴嘴側壁設置輔助氣體噴射通道，這樣氣體可以同時通過輔助氣體噴射通道與所述主氣體噴射通道噴出，有效減小由於主氣體噴射通道噴射壓力較大導致的氣流衝擊，而且通過輔助氣體噴口噴出的氣體可以將氣體出口處的等離子體中的自由基分子吹離氣體出口，從而抑制了自由基分子擴散對氣體出口內表面第二保護層的損傷，從而防止氣體腐蝕第二保護層問題的發生。
實施例三
基於上述描述，本發明另一個實施例還提供了一種等離子體反應器。
參考圖8，圖8為本發明提供的一種等離子體反應器氣體出口處氣體噴嘴的截面圖。
如圖8所示，所述等離子體反應器包括：反應腔、內襯63以及氣體噴嘴65，所述氣體噴嘴65為上述實施例中描述的氣體噴嘴；所述反應腔包括反應腔側壁，所述反應腔側壁圍成的空間為等離子體環境；所述內襯63位於所述反應腔側壁上，所述內襯63內具有用於氣體傳輸的管道61，所述氣體噴嘴65安裝在所述管道61的氣體出口中；所述氣體噴嘴65具有安裝槽45，所述內襯63具有凸出其表面的安裝部41，用於放置在所述安裝槽45內；所述內襯63朝向所述等離子體環境的表面塗覆有第一保護層64。該內襯63具有用於放置在所述安裝槽45內的安裝部41，所述安裝部41位於所述內襯63具有所述氣體出口的表面，凸出該表面，且安裝部41環繞氣體出口設置，氣體噴嘴65可以通過安裝部41安裝在氣體出口，與之匹配的所述內襯63結構也可以參考上述實施例所述方式結構。
其中，所述第一保護層64的材料可以為氧化釔。
另外，在所述氣體出口側壁還塗覆有第二保護層，所述第二保護層的材料可以為特氟龍。
需要說明的是，第一保護層64可以耐等離子體腐蝕，但是由於製備製程的限制，不能在深寬比較大的出氣口和管道內形成，所以在內襯63朝向等離子體環境的表面塗覆第一保護層64。另外，在氣體出口側壁以及管道61內表面塗覆第二保護層，所述管道61內充滿了腐蝕性氣體，第二保護層62具有防管道內氣體腐蝕的作用，其用於保護襯裡63不受氣體腐蝕。
本發明實施例中，在安裝部00的側壁外表面具有環繞所述安裝部41的凹槽，所述凹槽用於放置第一墊圈66，所述第一墊圈66用於密封安裝槽45側壁的內表面與所述安裝部41側壁的外表面。其中，所述第一墊圈66的材料可以為特種塑膠，耐等離子體腐蝕，如可以為特氟龍塑膠。
進一步的，所述等離子體反應器還包括：第二墊圈68，所述第二墊圈68設置在所述安裝部41頂面與所述安裝槽45底部之間，以密封所述安裝部41頂面與所述安裝槽45底部相對區域；和/或，第三墊圈67，所述第三墊圈67設置在所述安裝槽45側壁的頂面與所述內襯63具有所述氣體出口的一側表面之間，以密封所述安裝槽45側壁的頂面與所述內襯63具有所述氣體出口的一側表面相對區域。
需要說明的是，上述三種墊圈均為特種塑膠，均用於密封氣體出口處的間隙，防止氣體洩漏。
參考圖9，圖9為本發明提供的凸形內襯與凹形氣體噴嘴在氣體出口處的連接結構的截面圖。
如圖9(a)和圖9(c)中，所述安裝槽45的側壁厚度d由所述安裝槽45的底部至所述安裝槽45的頂部均勻不變。而圖9(b)中，所述安裝槽45的側壁厚度d由所述安裝槽45的底部至所述安裝槽45的頂部逐漸增大。
如圖9(b)所示，所述安裝部41高出所述內襯33具有所述氣體出口的一側表面。需要說明的是，所述安裝部41與出氣部的側壁可以設計為錐形結構，以提高第一保護層的噴塗效率。
如圖9(a)所示，所述內襯33具有所述氣體出口的一側表面還有凸起結構71，所述凸起結構71環繞所述安裝部41，且與所述安裝部41之間具有 間隙，所述安裝槽45的側壁置於所述間隙內。需要說明的是，所述凸起結構71的數量可以基於需求進行設置，以便於更好的密封。所述凸起結構71設置在管道61外，有利於通過PS製程塗覆氧化釔，氧化釔具有耐等離子體腐蝕的作用，另外，凸起結構71距離氣體出口較遠，繞阻擴散路徑也會增強對等離子體阻擋效果，大大降低其對內襯33的腐蝕。
如圖9(c)所示，所述內襯33具有所述氣體出口的一側表面內具有容納槽72，所述安裝槽45的側壁置於所述容納槽72內，所述容納槽72環繞所述氣體出口，所述容納槽72與所述氣體出口之間的所述容納槽72側壁為所述安裝部41。容納槽72與安裝部41的凹凸結構設置，可以更有效的密封。
通過以上描述可知，本發明技術方案中，設置噴嘴具有安裝槽，可以與內襯表面凸起的安裝部相互嵌套密封，在氣體出口外部形成密封結構，延長了等離子體的擴散路徑，使得等離子體在向管道內擴散路徑中逐漸熄滅，避免等離子體對氣體出口側壁的腐蝕。而且由於內襯表面具有凸起的安裝部，該凸起安裝部外朝向所述安裝槽的外表面能夠通過PS製程形成氧化釔塗層，即便發生等離子體擴散問題，等離子體首先接觸也是安裝部外表面的耐等離子體腐蝕的氧化釔塗層，可以很好的防止等離子體腐蝕問題。避免了管道的鋁基材由於表面保護層被腐蝕而暴露出來的問題，可以有效防止金屬污染。
本說明書中各個實施例採用遞進、或並列、或遞進和並列結合的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或 者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個...”限定的要素，並不排除在包括上述要素的物品或者設備中還存在另外的相同要素。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域具有通常知識者能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的具有通常知識者來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
00:插入部
32:第二保護層
33:內襯
35:氣體噴嘴
37:第三墊圈
36:第一墊圈
34:第一保護層
38:第二墊圈
31:管道
39:出氣部
40:主氣體噴射通道
41:安裝部
45:安裝槽

Claims (17)

  1. 一種用於等離子體反應器的氣體噴嘴，該等離子體反應器具有內襯，該內襯內具有用於氣體傳輸的一管道，其中，該氣體噴嘴包括：一插入部，該插入部的一第一端插入固定在該管道的一氣體出口，與該第一端相對的一第二端用於置於該管道外部；一出氣部，該出氣部的一側表面具有一安裝槽，該安裝槽朝向該插入部的該第二端，且該插入部的該第二端與該安裝槽的底部連接，該出氣部相對的另一側表面具有一主氣體噴口；其中，該氣體噴嘴內具有連通該插入部的該第一端與該主氣體噴口的一主氣體噴射通道；該內襯具有用於放置在該安裝槽內的一安裝部，該安裝部位於該內襯具有該氣體出口的表面，凸出該表面，且環繞該氣體出口；該安裝槽的內側壁與該安裝部的外側面相對密封固定。
  2. 根據請求項1所述的氣體噴嘴，其中，該安裝槽的側壁厚度由該安裝槽的底部至該安裝槽的頂部逐漸減小，或增大，或均勻不變。
  3. 根據請求項1所述的氣體噴嘴，其中，該安裝槽的側壁的外表面具有至少一個輔助氣體噴口；該輔助氣體噴口通過位於該出氣部內的一輔助氣體噴射通道與該主氣體噴射通道連通。
  4. 根據請求項3所述的氣體噴嘴，其中，該安裝槽的側壁的外表面具有複數個該輔助氣體噴口，複數個該輔助氣體噴口均勻分佈在該安裝槽的側壁的外表面。
  5. 根據請求項4所述的氣體噴嘴，其中，複數個該輔助氣體噴口位於該安裝槽的側壁的相同高度位置； 該輔助氣體噴射通道與該主氣體噴射通道垂直連通；或，該輔助氣體噴射通道與該主氣體噴射通道斜向連通。
  6. 根據請求項3所述的氣體噴嘴，其中，該輔助氣體噴射通道的軸線通過該主氣體噴射通道的軸線，或該輔助氣體噴射通道的軸線與該主氣體噴射通道的軸線不相交。
  7. 根據請求項3所述的氣體噴嘴，其中，該輔助氣體噴射通道的直徑由該主氣體噴射通道至該輔助氣體噴口逐漸變小，或逐漸增大，或均勻不變。
  8. 根據請求項1至7中任一項所述的氣體噴嘴，其中，該主氣體噴射通道的直徑由該插入部至該出氣部逐漸變小，或均勻不變。
  9. 一種等離子體反應器，其中，包括：一反應腔、該內襯以及一氣體噴嘴，該氣體噴嘴為如請求項1至8中任一項所述的氣體噴嘴；該反應腔包括一反應腔側壁，該反應腔側壁圍成的空間為一等離子體環境；該內襯位於該反應腔側壁上，該內襯內具有用於氣體傳輸的該管道；該氣體噴嘴安裝在該管道的該氣體出口中；該氣體噴嘴具有該安裝槽，該內襯具有凸出其表面的該安裝部，用於放置在該安裝槽內；該內襯朝向該等離子體環境的表面塗覆有一第一保護層。
  10. 根據請求項9所述的等離子體反應器，其中，該安裝部的側壁外表面具有環繞該安裝部的一凹槽，該凹槽用於放置一第一墊圈，該第一墊圈用於密封該安裝槽的側壁的內表面與該安裝部的側壁的外表面。
  11. 根據請求項9所述的等離子體反應器，其中，還包括：一第二墊圈，該第二墊圈設置在該安裝部的頂面與該安裝槽的底部之間，以密封該安裝部的頂面與該安裝槽的底部的相對區域； 和/或，一第三墊圈，該第三墊圈設置在該安裝槽的側壁的頂面與該內襯具有該氣體出口的一側的表面之間，以密封該安裝槽的側壁的頂面與該內襯具有該氣體出口的一側的表面的相對區域。
  12. 根據請求項9所述的等離子體反應器，其中，該安裝部高出該內襯具有該氣體出口的一側的表面。
  13. 根據請求項12所述的等離子體反應器，其中，該內襯具有該氣體出口的一側的表面還有一凸起結構，該凸起結構環繞該安裝部，且與該安裝部之間具有一間隙，該安裝槽的側壁置於該間隙內。
  14. 根據請求項9至11中任一項所述的等離子體反應器，其中，該內襯具有該氣體出口的一側的表面內具有一容納槽，該安裝槽的側壁置於該容納槽內，該容納槽環繞該氣體出口，該容納槽與該氣體出口之間的該容納槽的側壁為該安裝部。
  15. 根據請求項9所述的等離子體反應器，其中，該第一保護層的材料包括：氧化釔。
  16. 根據請求項9所述的等離子體反應器，其中，該氣體出口側壁塗覆一第二保護層，該第二保護層的材料包括：特氟龍。
  17. 根據請求項10所述的等離子體反應器，其中，該第一墊圈的材料為特氟龍塑膠。
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