[发明专利]进气装置及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种进气装置及半导体加工设备。该进气装置用于向反应腔室内输送工艺气体，进气装置包括装置本体和一个或多个进气管，装置本体内设置有未贯穿其下表面的主进气通道，主进气通道与工艺气源相连通；每个进气管的进气端贯穿装置本体的侧壁与主进气通道相连通，每个进气管朝向装置本体侧壁外侧延伸，且其出气端远离装置本体，以使工艺气源提供的工艺气体自主进气通道和进气管输送至反应腔室内。本发明提供的进气装置和半导体加工设备，其可以解决反应腔室内气体分布不均匀的问题，从而可以提高衬底的工艺均匀性和工艺质量。

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种进气装置及半导体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备已广泛地应用在集成电路(IC)和微机电系统(MEMS)等的制造工艺中，例如电感耦合等离子体(ICP)加工设备，其基本原理为：激发反应腔室内的工艺气体形成等离子体，等离子体中含有的诸如离子、电子和自由基等的活性粒子与衬底表面发生各种物理和化学反应，从而实现对衬底表面进行刻蚀或沉积薄膜。

图1为典型的等离子体加工设备的结构示意图。如图1所示，等离子体加工设备包括反应腔室10和进气装置13。其中，在反应腔室10内设置有用于承载衬底12的静电卡盘11，静电卡盘11与反应腔室10同轴设置，且与偏压电源16电连接；而且，在反应腔室10的顶壁上方设置有线圈14及与之电连接的射频电源15；进气装置13设置在反应腔室10的顶部中心位置，且与工艺气源相连通。在进行工艺的过程中，工艺气源经由进气装置13向反应腔室10内提供工艺气体；接通射频电源15和偏压电源16，以激发反应腔室10内的工艺气体形成等离子体；偏压电源16对置于静电卡盘11上的衬底12加载偏压，以使等离子体中的活性粒子对衬底12表面进行刻蚀。

上述进气装置13的具体结构如图2所示，进气装置13包括未贯穿进气装置13下表面的主进气通道130，该主进气通道130的上端与气源连通，且在主进气通道130的底面上设置有与之连通的中心喷气孔131和环形喷气孔132，中心喷气孔131设置在主通道130底面的中心位置，环形喷气孔132沿主通道130的周向设置，且其内径沿气流方向逐渐增大。在进行工艺的过程中，由气源提供的工艺气体经由主进气通道130、中心喷气孔131和环形喷气孔132输送至反应腔室10内。

在实际应用中，采用上述进气装置13存在以下问题：反应腔室10的中心区域内的工艺气体的气流密度大于边缘区域内的工艺气体的气流密度，因而导致反应腔室10内的工艺气体分布不均匀，从而造成衬底的工艺均匀性较差。另外，随着衬底12尺寸的逐渐增大，例如，从200mm增加到300mm，需要增大反应腔室10的体积来保证单次产量，反应腔室10的体积越大实现工艺气体均匀就更加困难，而采用上述进气装置13也就更不能满足要求。

因此，目前亟需一种能够向反应腔室10均匀输送工艺气体的进气装置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种进气装置及半导体加工设备，其可以解决反应腔室内气体分布不均匀的问题，从而可以提高衬底的工艺均匀性和工艺质量。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种进气装置，用于向反应腔室内输送工艺气体，所述进气装置包括装置本体和一个或多个进气管，所述装置本体内设置有未贯穿其下表面的主进气通道，所述主进气通道与工艺气源相连通；每个所述进气管的进气端贯穿所述装置本体的侧壁与所述主进气通道相连通，每个所述进气管朝向所述装置本体侧壁外侧延伸，且每个所述进气管的出气端远离所述装置本体，所述工艺气源提供的工艺气体自所述主进气通道和所述进气管输送至反应腔室内，以使所述反应腔室内的工艺气体趋于均匀。

其中，在所述主进气通道的底面上设置有至少一个通孔，以使工艺气体经由所述主进气通道和所述通孔输送至所述反应腔室内。

其中，所述通孔的数量为一个，所述通孔设置在所述主进气通道底面的中心位置。