[发明专利]进气装置和包括该进气装置的腔室

说明书

一种进气装置和包括该进气装置的腔室，该进气装置包括：喷嘴，喷嘴为中空柱状，喷嘴的第一端的外周壁上设有凸出的第一轴肩，第二端的外周壁上设有凸出的第二轴肩；固定件，固定件为中空结构，在内壁上设有台阶，当喷嘴套置于固定件内时，台阶的台阶面与第一轴肩的端面相接合，固定件用于将进气装置固定至待安装件；第一密封圈，第一密封圈用于设置于第二轴肩的端面与待安装件之间；观察窗，观察窗设置于喷嘴的第一端的端面上；第二密封圈，第二密封圈设置在喷嘴的第一端的端面上的密封槽内。本发明的进气装置密封性强，安装便利。

技术领域

本发明涉及半导体制造设备领域，具体涉及一种进气装置和包括该进气装置的腔室。

背景技术

等离子体刻蚀设备可用于根据预先设计去除半导体的多余材料，生成具有相应工艺要求的沟槽，为后续工艺提供基础。在半导体加工过程中，工艺气体由等离子体刻蚀设备的喷嘴注入反应腔室，在高频电场作用下产生等离子体，从而刻蚀位于反应腔室内部的晶片表面。

等离子体刻蚀设备一般要求工艺气体从反应腔室上盖中心位置注入，即顶喷方式。由于反应腔室上盖一般采用陶瓷或石英等介电材料，且上盖中心位置位于等离子体射频线圈的中心，为避免对射频的干扰和打火，喷嘴的连接固定件需要使用非金属材料，且需要做电磁屏蔽处理。随着刻蚀工艺的发展，反应腔室上盖一般采用预热保温处理，以减少加工辅助动作，节约工艺待机准备时间，但在高温情况下，由于采用非金属件对喷嘴进行连接，容易造成密封圈压缩不均匀，且由于结构复杂，容易造成漏率不合格等故障。

图1显示了一种现有喷嘴及其固定结构，其中喷嘴104通过喷嘴固定结构固定在反应腔室的上盖106上。喷嘴固定结构包括喷嘴压环101、连接保护套102、喷嘴挂钩103和密封圈105，密封圈105安装在喷嘴104与上盖106之间的密封槽内，喷嘴104从上盖106的上方安装入安装孔内，通过四个喷嘴挂钩103、嘴压环101、连接保护套102及螺钉(未显示)将喷嘴104固定在反应腔室的上盖106上。这种喷嘴及其固定结构的缺点在于：(1)工艺气体从喷嘴顶部注入，由于喷嘴顶部不能透光，因此不能检测等离子辉光；(2)工艺气体从单孔进入反应腔室，生成的等离子体不均匀。

图2显示了另一种现有喷嘴，其在一定程度上克服了上述缺点。如图2所示，该喷嘴至少包括第一进气口201和第二进气口202、第一进气通道203和第二进气通道204、第一出气口205和第二出气口206。其中，第一出气口205位于喷嘴的中心轴线上，第二出气口206位于喷嘴的轴线外侧。工艺气体分为至少两路，在气路上设有流量控制元件，可以控制每一气体分路的流量。气体从各个分路进入对应的第一进气口201、第二进气口202及第一进气通道203、第二进气通道204，然后经由与各个进气通道对应的第一出气口205、第二出气口206进入反应腔室。通过流量控制元件可以分别调控第一出气口205、第二出气口206的气体流量，从而分别控制流向反应腔室中心区域及周边区域的气体流量，实现气体分布的区域控制，更好的促进气体分布的均匀性。此外，位于轴线上的第一出气口205的截面积至少有一段要小于第一进气通道203的截面积；位于轴线外侧的第二出气口206为一个环形出口，第二出气口206的截面积小于第二进气通道204的截面积。这样气体在进入反应腔室时，速度更快、喷射距离更远，能够促进反应腔室内部(尤其是反应腔室体积较大时)更快更好地实现气流均匀性；另外，由于气体从出气口进入反应腔室时速度更快，可以减少该处发生打火的机会，从而降低对腔体及晶片的污染。

图2所示的喷嘴的缺点在于：(1)喷嘴顶部与下部两个密封圈压缩不均匀，导致密封效果不好；(2)喷嘴外部为圆柱结构，与固定件之间没有定位，固定件和喷嘴之间会发生滑动，影响了进气部的安装，使密封效果不好。

因此，期待开发一种密封性更好的进气装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种进气装置和包括该进气装置的腔室，以解决现有技术中进气装置密封不严的问题。

为解决上述问题，本发明的一方面提供一种进气装置，包括：