专利名称：进气喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体喷嘴，特别是一种在用于等离子体的半导体晶圆制造工艺中的进体喷嘴。
背景技术：
半导体加工包括金属、介电和半导体材料的化学气相沉积(CVD)的沉积处理，这些层的蚀刻，光刻胶掩膜层的抛光等等。在刻蚀的情况中，等离子体刻蚀通常用于蚀刻金属、介电和半导体材料。平行板式的等离子体反应器典型的结构包括含有一块或多块挡板的气室，让蚀刻气体通过它的上电极，将硅晶片支撑在下电极的支架上，射频电源和用于向气室提供气体的气体喷射源。气体被电极电离而形成等离子体。等离子体蚀刻支持在上电极下面的晶片上。
在等离子体蚀刻过程期间，通过向处于较低压力的气体加入大量的能量而使气体电离以形成等离子体。通过调节晶片的电位，等离子体中带电的粒子可以被导向以便垂直地冲撞到晶片上，使晶片上无掩膜区域的材料被移走。
为了在整个晶片表面上得到均匀的蚀刻速率，希望在晶片表面上能均匀的分布等离子体。常规的气体分配设计包括多喷嘴、簇射头等。随着半导体基片尺寸的增加，要在基片上面实现均匀的气体分布变得更加困难，开口和挡板的数量必须大量增加以维持刻蚀气体的均匀性，制造这样一种气体分配设备的复杂性和费用也大为增加，更为重要的是，这种气体分配板会对绝缘窗体的厚度产生影响，厚度增加会降低与线圈能量的耦合效率，影响等离子体的生成，因而有必要对进气喷嘴进行优化设计。
半导体加工系统用来加工半导体晶片，从而制造集成电路。特别是在蚀刻、氧化、化学气相沉积(CVD)等过程中，通常使用基于等离子体的半导体加工。传统的等离子加工系统通过控制在等离子加工腔内的气流或者等离子体流，以便为加工晶片提供最佳的环境。流向真空室的和真空室内的处理气体的不均匀分布会对等离子体的均匀分布产生不利影响。
常见的反应装置结构如图1所示，包括由腔室壁3和电绝缘材料窗体2，腔室壁3下端部设有排气口6，上端部设有周边进气口5，窗体2上设有中央进气口4，绝缘窗体2上设有线圈1。其中腔室壁3和绝缘窗体2组成一个封闭空间9，即反应室，静电卡盘或者机械卡盘7放置在封闭空间9中央，卡盘7上放有晶片8。工作时，排气口6与真空装置(干泵)等连接，将封闭空间9制造成真空环境，排出反应的残余物质，工艺气体由中央进气口4或周边进气口5，或者二者组合进入该空间，绝缘窗体2上方的线圈1通以射频能量，通过绝缘窗体2耦合，在封闭空间9中形成等离子体，对卡盘7上的晶片8进行刻蚀。这种传统的喷嘴结构在封闭空间9内的气体分布不均匀。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种能够提高反应室内气体均匀性的进气喷嘴。
(二)技术方案为实现上述目的，本发明采用如下技术方案本发明进气喷嘴，包括具有中央进气孔的喷嘴本体，其中所述喷嘴本体的下端部设有与中央进气孔连通的中心孔和呈放射状均匀分布的若干个圆周孔。
其中所述圆周孔为4～18个，优选为6个。
其中所述圆周孔为锥形孔或阶梯状孔，且孔径小的一端与中央进气孔相接。
其中所述喷嘴本体下端部中央位置设有锥台，所述中心孔设置在锥台中央位置，所述圆周孔设置在锥台侧壁上。
其中所述锥台包括上锥台、下锥台两部分，其中下锥台的圆锥角大于上锥台的圆锥角，所圆周孔设置在下锥台侧壁上。
(三)有益效果本发明的进气喷嘴的优点和积极效果在于本发明中，由于喷嘴本体的下端部设有与中央进气孔连通的中心孔和呈放射状均匀分布的若干个圆周孔，当刻蚀气体经过喷嘴本体下端部时，由中心孔和若干个圆周孔对气体进行了分流，由中心孔进入反应室内的气体直接喷向反应室底壁中央位置，而由圆周孔进入反应室内的气体趋于沿着窗体内表面向四周扩散，从而减少了直接撞击反应腔室底壁的气体量，使反应腔室内中央部分的气体密度与四周部分的气体密度趋于相同，大幅度提高了反应腔室内气体的均匀性。
图1是现有的反应装置的结构示意图；图2是本发明的进气喷嘴的结构示意图。
图中1.线圈；2.绝缘窗体；3.腔室壁；4.中央进气口；5.周边进气口；6.排气口；7.卡盘；8.晶片；9.封闭空间9；10.中央进气孔；13.喷嘴本体；14.锥台。
具体实施例方式
下面结合附图，进一步详细说明本发明进气喷嘴的具体实施方式
，但不用来限制本发明的保护范围。
参见图2。本发明的进气喷嘴，包括安装在绝缘窗体2上的喷嘴本体13。喷嘴本体13内设有中央进气孔10。在喷嘴本体13下端部中央位置设有锥台14，该锥台14包括上锥台、下锥台两部分，其中下锥台的圆锥角大于上锥台的圆锥角，在锥台14内中央位置贯穿上锥台、下锥台设有中心孔11，在下锥台侧壁上均匀分布有6个圆周孔12。中心孔11及各个圆周孔12与中央进气孔10相通。中央孔11与圆周孔12的孔径相同，也可以不相同，具体根据实际要求而定。锥台14的作用在于首先增加了中心孔11长度，增加了气体流过时的压降，从而确保有更多的气体经过圆周孔12通往反应室，锥台14的斜面也利于气体集中到圆周孔14的入口处，减小阻力。所述圆周孔12为锥形孔或阶梯状孔，且孔径小的一端与中央进气孔10相接。这样气体在孔中流动的过程中，孔截面积增大，减小了气体的喷出阻力，并且减小流速，利于气体最终在反应腔室内的均匀分布。圆周孔12可以是4～18个，具体根据反应室的大小而定。
本发明中，锥台14也可以不分成上锥台、下锥台两部分，或者不设置锥台，只要具有呈放射状均匀分布的若干个圆周孔，即可提高反应室内气体的均匀性。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。
权利要求
1.进气喷嘴，包括具有中央进气孔(10)的喷嘴本体(13)，其特征在于所述喷嘴本体(13)的下端部设有与中央进气孔(10)连通的中心孔(11)和呈放射状均匀分布的若干个圆周孔(12)。
2.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于所述圆周孔(12)为4～18个。
3.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于所述圆周孔(12)为6个。
4.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于所述圆周孔(12)为锥形孔或阶梯状孔，且孔径小的一端与中央进气孔(10)相接。
5.根据权利要求1所述的进气喷嘴，其特征在于所述喷嘴本体(13)下端部中央位置设有锥台(14)，所述中心孔(11)设置在锥台(14)中央位置，所述圆周孔(12)设置在锥台(14)侧壁上。
6.根据权利要求5所述的进气喷嘴，其特征在于所述锥台(14)包括上锥台、下锥台两部分，其中下锥台的圆锥角大于上锥台的圆锥角，所圆周孔(12)设置在下锥台侧壁上。
全文摘要
本发明涉及一种气体喷嘴。本发明进气喷嘴包括具有中央进气孔的喷嘴本体，其中所述喷嘴本体的下端部设有与中央进气孔连通的中心孔和呈放射状均匀分布的若干个圆周孔。本发明的进气喷嘴的优点和积极效果在于当刻蚀气体经过喷嘴本体下端部时，由中心孔和若干个圆周孔对气体进行了分流，由中心孔进入反应室内的气体直接喷向反应室底壁中央位置，而由圆周孔进入反应室内的气体趋于沿着窗体内表面向四周扩散，从而减少了直接撞击反应腔室底壁的气体量，使反应腔室内中央部分的气体密度与四周部分的气体密度趋于相同，大幅度提高了反应腔室内气体的均匀性。
文档编号C23F4/04GK1850349SQ20051012634
公开日2006年10月25日 申请日期2005年12月7日 优先权日2005年12月7日
发明者管长乐 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司