一种硅反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种硅反应装置。


背景技术：

2.对于现有技术的硅反应装置，线圈通过电磁场电离工艺气体，从而在真空腔室中产生等离子体，在等离子体产生过程中，由进气管道的遮挡所导致的等离子体的不均匀性问题几乎无可避免。现有技术通常采用改变天线分配的功率、天线形状、天线数量的方式来获得真空反应腔室中均匀分布的电磁场，进而得到均匀分布的等离子体，但此类方法对天线的设计有着较高的要求，增加了设计以及制造的难度和成本。此外，硅晶圆表面等离子体的均匀分布不仅与电磁场有关，还与流场有着密切关系，因此，如何同时调整电磁场与流场的分布，使硅晶圆表面等离子体均匀分布至关重要。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种硅反应装置，以使得真空腔室内的等离子体均匀分布。
4.本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种硅反应装置，包括隔板、第一腔室、第二腔室、线圈、多个进气管道以及喷嘴，所述隔板设置在所述第一腔室以及所述第二腔室之间，所述线圈以及多个所述进气管道均设置在所述第一腔室的内部，多个所述进气管道的第一端连接至所述喷嘴，所述喷嘴与所述第二腔室连通，多个所述进气管道在所述第一腔室中以所述喷嘴为中心均匀布置。
5.在一些实施方式中，所述线圈位于多个所述进气管道的上方。
6.在一些实施方式中，所述进气管道由石英制成。
7.在一些实施方式中，所述进气管道由金属制成。
8.在一些实施方式中，多个所述进气管道的第二端通过流量控制器连通至进气装置。
9.在一些实施方式中，所述喷嘴设置于所述隔板的中央。
10.在一些实施方式中，所述喷嘴的第二端的侧部均匀设置有第一进气孔，所述喷嘴的第二端的底部均匀设置有第二进气孔。
11.在一些实施方式中，所述硅反应装置还包括抽气部，所述抽气部的底部设置有抽气孔，所述第二腔室的侧壁设置有出气孔，所述出气孔与所述抽气孔连通。
12.本实用新型的有益效果至少包括：
13.1、多个进气管道在第一腔室中以喷嘴为中心均匀布置，进气管道可由金属材料制成，也可由石英材料制成，金属材料制成的进气管道能够将线圈产生的电磁场均匀地屏蔽，从而使得工艺气体被均匀的电磁场电离之后，产生均匀分布的等离子体。石英材料制成的进气管道对电磁场不具有屏蔽作用，从而使得工艺气体直接被均匀的电磁场电离成均匀的等离子体。
14.2、通过将喷嘴设置在隔板的中央，喷嘴的第二端设置在第二腔室内，进气管道中的工艺气体经由喷嘴的第一端进入喷嘴，从喷嘴的第二端的侧部设置的第一进气孔以及底部设置的第二进气孔进入第二腔体的内部，提高了第二腔室内部的气体的均匀性分布。
15.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
16.图1为根据本实用新型的一种实施方式的硅反应装置的立体结构示意图；
17.图2为根据本实用新型的一种实施方式的硅反应装置的喷嘴的结构示意图；
18.图3a-3d为根据本实用新型的进气管道的各种示例的结构示意图。
具体实施方式
19.为更进一步阐述本实用新型的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的硅反应装置的具体实施方式详细说明。
20.如图1所示，本实用新型所述的硅反应装置包括隔板1、第一腔室2、第二腔室3、线圈4、多个进气管道5以及喷嘴6，其中，隔板1设置在第一腔室2以及第二腔室3之间，用于将第一腔室2以及第二腔室3隔开。隔板1由石英材料制成。第一腔室2位于第二腔室3的上方，第二腔室3为用于产生等离子体的真空腔室，第二腔室3处于低压状态。线圈4以及进气管道5均设置在第一腔室2的内部，线圈4位于进气管道5的上方，线圈4包括外线圈41和内线圈42，外线圈41和内线圈42均被构造成环形结构。多个进气管道5的第一端连接至喷嘴6，喷嘴6与第二腔室3连通，多个进气管道5通过喷嘴6向第二腔室3中通入工艺气体，线圈4用于产生电磁场，由线圈4产生的电磁场可在第二腔室2中将工艺气体(例如，氮气)电离成等离子体，多个进气管道5在第一腔室2中以喷嘴6为中心均匀布置。第一腔室2以及第二腔室3均被构造成圆柱形，但可以理解的是，本发明对第一腔室2以及第二腔室3的形状不作具体限制，在一个或多个其他实施例中，第一腔室2以及第二腔室3的形状也可以为棱柱形或矩形。
21.在一个优选实施例中，进气管道5可由金属材料(例如，不锈钢)制成，金属材料对电磁场具有屏蔽作用，又由于多个进气管道5在第一腔室2 中以喷嘴6为中心均匀布置，因此，多个进气管道5能够将线圈4产生的电磁场均匀地屏蔽，线圈4所产生的均匀的电磁场被均匀布置的进气管道5 屏蔽后，依旧是均匀的电磁场，从而使得工艺气体被均匀的电磁场电离之后，产生均匀分布的等离子体。
22.在一些其他实施例中，进气管道5可由石英材料制成，由于石英材料对电磁场不具有屏蔽作用，线圈4所产生的均匀的电磁场可直接对工艺气体进行电离，从而产生均匀分布的等离子体。
23.如图1以及图2所示，喷嘴6被构造成圆柱体结构，喷嘴6的第一端设置在第一腔室2内，喷嘴6的第二端设置在第二腔室3内，喷嘴6的主体内嵌在隔板1的中央。多个进气管道5的第一端连接至喷嘴6的第一端，多个进气管道5的第二端通过流量控制器连通至外部进气装置(图中未示)，进气装置用于供应工艺气体。喷嘴6的第二端的侧部均匀设置有第一进气孔61，喷嘴6的第二端的底部均匀设置有第二进气孔62在一个优选实施例中，第一进气孔61
以及第二进气孔62具有相同的孔径。本实用新型通过将喷嘴6设置在隔板1的中央，喷嘴6的第二端设置在第二腔室3内，进气管道5中的工艺气体经由喷嘴6的第一端进入喷嘴6，从喷嘴6的第二端的侧部设置的第一进气孔61以及底部设置的第二进气孔62进入第二腔体 3的内部，从而使得工艺气体能够从喷嘴6同时四周以及底部喷出，提高了第二腔室3内部的气体的均匀性分布，从而有利于产生均匀的等离子体。
24.如图3a-3d所示，多个进气管道5在第一腔室2中以喷嘴6为中心均匀布置，本实用新型对进气管道5的数量不做具体限制，只要能够满足以喷嘴6为中心均匀布置即可。进气管道5可以为笔直管道，也可以为弯曲管道，本实用新型对此不做具体限制。
25.如图1所示，本发明所述硅反应装置还包括抽气部7，抽气部7的底部设置有抽气孔71，第二腔室3的侧壁设置有出气孔(图中未示)，出气孔与抽气孔71连通，抽气孔71可外接真空泵以将第二腔室3中的工艺气体抽出。
26.本实用新型中涉及的诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。
27.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够实施本实用新型。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。