[发明专利]一种新型匀气结构

说明书

技术领域

本发明涉及等离子刻蚀、淀积设备、中性粒子刻蚀技术领域，具体涉及一种应用于等离子体或中性粒子刻蚀系统的匀气结构。

背景技术

在刻蚀和淀积等等离子体工艺中，进气匀气结构，不仅决定工艺气体的压力和流量分布，对于加载射频启辉生成的等离子体的均匀分布也有很大影响，从而，影响处理芯片的质量。

在刻蚀工艺中，匀气结构，一般采用进气管直接通入腔室，由于进气管和腔室尺寸的差别比较大。或者，在进气管壁上加工一些均匀分布的小孔。进气后，气体的压力和流量梯度较大。这样，在射频加载后，启辉得到的等离子体均匀一致性难以保证。处理芯片时，因进气结构匀气效果差，腔室内部水平方向气体分布梯度较大，导致等离子体在芯片表面的密度分布不均匀，造成刻蚀芯片表面和刻蚀速率的均匀性不一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型匀气结构，在等离子体或中性粒子刻蚀工艺中实现气体压力和流量分布均匀，启辉后，确保在处理芯片的表面，得到均匀一致性的等离子体。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型匀气结构，所述匀气结构设置在真空腔室的进气管的下方，所述匀气结构包括匀气筒，所述匀气筒采用中心同轴且相互旋转的内匀气筒和外匀气筒的双层圆筒状结构，所述匀气筒的底部为封闭的；所述内匀气筒和所述外匀气筒上设有匀气孔。

上述方案中，所述外匀气筒的高度为1～200mm，直径为1～100mm，壁厚为1～10mm，所述外匀气筒侧壁上的匀气孔的直径为0.1～10mm。

上述方案中，所述内匀气筒的高度为1～200mm，直径为1～100mm，壁厚为1～10mm，所述内匀气筒侧壁上的匀气孔的直径为0.1～20mm。

上述方案中，所述外匀气筒侧壁上的匀气孔的直径小于所述内匀气筒侧壁上的匀气孔的直径。

上述方案中，所述匀气结构包括匀气盘，所述匀气盘设置在所述匀气筒下方；所述匀气盘采用中心同轴且相互旋转的上匀气盘和下匀气盘的双层结构；所述上匀气盘和所述下匀气盘上设有匀气孔。

上述方案中，所述上匀气盘的直径为1～5000mm，厚度为1～100mm，所述上匀气盘上的匀气孔在所述上匀气盘的直径范围内分布，所述上匀气盘上的匀气孔的直径为0.1～10mm。

上述方案中，所述下匀气盘的直径为1～5000mm，厚度为1～100mm，所述下匀气盘上的匀气孔在所述下匀气盘的直径范围内分布，所述下匀气盘上的匀气孔的直径为0.1～20mm。

上述方案中，所述下匀气盘上的匀气孔的直径大于所述上匀气盘上的匀气孔的直径。

上述方案中，所述匀气筒和所述匀气盘的材质为非金属材料，所述非金属材料为聚四氟、聚碳酸酯、工程塑料、石墨、陶瓷、石英、碳化硼或碳化硅。

与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下：

本发明在等离子体启辉条件下，匀气筒和匀气盘呈密封状态(匀气孔不通)，气体密度增高后容易电离，有利于气体启辉，能够加快启辉速度，启辉后通过旋转匀气筒的内外筒和匀气盘的上下层，使匀气孔露出，等离子体随气流通过匀气孔对芯片进行刻蚀，提高芯片表面气体的均匀性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的匀气结构应用在真空腔室的结构示意图；

图2为本发明实施例中匀气筒的结构示意图；

图3为本发明实施例中外匀气筒的结构示意图；

图4为本发明实施例中内匀气筒的结构示意图；

图5为本发明实施例中匀气盘的结构示意图；

图6为本发明实施例中上匀气盘的结构示意图；

图7为本发明实施例中下匀气盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的匀气结构应用在真空腔室中，匀气结构设置在腔室上盖7和腔室3组成的反应腔上方，腔室上盖7内侧设有射频电极2；进气管1固定设置在腔室上盖7中部，与腔室上盖7法兰密封，密封法兰结构采用橡胶圈密封结构、刀口密封结构；进气管1末段均匀分布小孔，且进气管1末端延伸至反应腔内的匀气筒4内，匀气盘5设置在匀气筒4下方；排气口8设置在腔室3下端；芯片放置在反应腔内载片台6上。匀气筒4和匀气盘5的材质为聚四氟、聚碳酸酯、PE等工程塑料、石墨、陶瓷、石英、碳化硼或碳化硅等非金属材料。