一种进气喷嘴装置以及等离子体刻蚀机的制作方法

本发明涉及半导体生产设备，具体涉及一种进气喷嘴装置以及等离子体刻蚀机。

背景技术：

1、在半导体集成电路制造工艺中，刻蚀是其中最为重要的一道工序，其中等离子体刻蚀是常用的刻蚀方式之一，通常刻蚀发生在真空反应腔室内，真空的反应腔室内设置机械电极，用于承载晶圆、射频负载及冷却晶圆等作用。

2、目前在对半导体器件等的制作过程中，通常将机械电极放置在真空的反应腔室中部的基座上，晶圆位于机械电极的上表面，同时施加上射频和下射频，并向反应腔室内引入工艺气体，形成等离子体后对晶圆进行加工处理。刻蚀的均匀性是衡量刻蚀机性能的最直接指标，影响刻蚀均匀性的因素很多，其中工艺进气状况占据很大比重，工艺气体相对于晶圆的位置与分布范围会影响着等离子体相对于晶圆中心与边缘的接触密度，从而影响刻蚀反应的均匀性。目前的刻蚀机难以满足对不同材料的晶圆刻蚀时的均匀性要求。

技术实现思路

1、本申请提供一种进气喷嘴装置，用于向等离子体刻蚀机的反应腔室提供工艺气体，所述进气喷嘴装置包括进气喷嘴，以及和所述反应腔室密封连接的喷嘴座，所述喷嘴座具有轴向通道，所述进气喷嘴安装于所述轴向通道中，且能够相对所述喷嘴座沿轴向移动，以远离或靠近所述反应腔室中的晶圆；所述进气喷嘴设有多个贯通底部的第一喷孔，所述喷嘴座设有多组沿轴向分布的第二喷孔，所述第二喷孔贯通所述喷嘴座的内周壁和外周壁且相对轴向倾斜设置，所述进气喷嘴还设有第一流道，所述进气喷嘴沿轴向移动时，所述第一流道能够与不同轴向高度的所述第二喷孔连通。

2、在一种具体实施方式中，每组所述第二喷孔包括多个所述第二喷孔，所述进气喷嘴设有多个沿周向分布的第一流道，所述进气喷嘴的外周壁设置有环形槽，多个所述第一流道的出口均连通所述环形槽，所述第一流道通过所述环形槽和所述第二喷孔连通。

3、在一种具体实施方式中，所述喷嘴座的外周壁设置多个斜面，所述第二喷孔贯通所述斜面。

4、在一种具体实施方式中，所述喷嘴座的外周壁设置多个沿轴向分布的环形槽，所述斜面为所述环形槽的上侧槽壁。

5、在一种具体实施方式中，还包括波纹管，所述波纹管的第一端与所述喷嘴座密封连接，所述波纹管的第二端和向所述进气喷嘴供气的进气系统密封连接，所述进气喷嘴的部分位于所述喷嘴座内，另一部分位于所述波纹管内。

6、在一种具体实施方式中，所述波纹管的所述第二端设置有活动法兰，所述活动法兰和所述进气喷嘴固定；还包括升降驱动部，所述升降驱动部驱动所述活动法兰沿轴向移动，以带动所述进气喷嘴沿轴向移动；所述活动法兰设有气流输送通道，所述气流输送通道和进气系统连通。

7、在一种具体实施方式中，所述升降驱动部为气缸。

8、在一种具体实施方式中，所述活动法兰的中部向上以及向下延伸，形成杆部，所述杆部的中部中空形成所述气流输送通道。

9、在一种具体实施方式中，所述进气喷嘴设有多个沿轴向贯通所述进气喷嘴的第一喷孔，多个所述第一流道环绕所述多个所述第一喷孔设置；所述进气喷嘴的上端设有凹槽，多个所述第一流道和多个所述第一喷孔均连通所述凹槽。

10、本申请还提供一种等离子体刻蚀机，包括反应腔室和上述任一项所述的进气喷嘴装置。

11、本申请中进气喷嘴装置的进气喷嘴可以在喷嘴座的轴向通道中移动，即进气喷嘴相对晶圆的高度可以调整，这样可以针对不同材料的晶圆将进气喷嘴调整到不同的高度，而且进气喷嘴在轴向移动过程中，第二喷孔也可以喷气或者不喷气，这样改进气喷嘴装置既可以调整进气情况，还可以调整边缘进气情况，从而根据刻蚀工艺需求提高刻蚀均匀性。

技术特征：

1.一种进气喷嘴装置，用于向等离子体刻蚀机的反应腔室提供工艺气体，其特征在于，所述进气喷嘴装置包括进气喷嘴，以及和所述反应腔室密封连接的喷嘴座，所述喷嘴座具有轴向通道，所述进气喷嘴安装于所述轴向通道中，且能够相对所述喷嘴座沿轴向移动，以远离或靠近所述反应腔室中的晶圆；所述进气喷嘴设有多个贯通底部的第一喷孔，所述喷嘴座设有多组沿轴向分布的第二喷孔，所述第二喷孔贯通所述喷嘴座的内周壁和外周壁且相对轴向倾斜设置，所述进气喷嘴还设有第一流道，所述进气喷嘴沿轴向移动时，所述第一流道能够与不同轴向高度的所述第二喷孔连通。

2.根据权利要求1所述的进气喷嘴装置，其特征在于，每组所述第二喷孔包括多个所述第二喷孔，所述进气喷嘴设有多个沿周向分布的第一流道，所述进气喷嘴的外周壁设置有环形槽，多个所述第一流道的出口均连通所述环形槽，所述第一流道通过所述环形槽和所述第二喷孔连通。

3.根据权利要求2所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴座的外周壁设置多个斜面，所述第二喷孔贯通所述斜面。

4.根据权利要求3所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴座的外周壁设置多个沿轴向分布的环形槽，所述斜面为所述环形槽的上侧槽壁。

5.根据权利要求1-4任一项所述的进气喷嘴装置，其特征在于，还包括波纹管，所述波纹管的第一端与所述喷嘴座密封连接，所述波纹管的第二端和向所述进气喷嘴供气的进气系统密封连接，所述进气喷嘴的部分位于所述喷嘴座内，另一部分位于所述波纹管内。

6.根据权利要求5所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述波纹管的所述第二端设置有活动法兰，所述活动法兰和所述进气喷嘴固定；还包括升降驱动部，所述升降驱动部驱动所述活动法兰沿轴向移动，以带动所述进气喷嘴沿轴向移动；所述活动法兰设有气流输送通道，所述气流输送通道和进气系统连通。

7.根据权利要求6所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述活动法兰的中部向上以及向下延伸，形成杆部，所述杆部的中部中空形成所述气流输送通道。

8.根据权利要求8所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述升降驱动部为气缸。

9.根据权利要求1-4任一项所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述进气喷嘴设有多个沿轴向贯通所述进气喷嘴的第一喷孔，多个所述第一流道环绕所述多个所述第一喷孔设置；所述进气喷嘴的上端设有凹槽，多个所述第一流道和多个所述第一喷孔均连通所述凹槽。

10.一种等离子体刻蚀机，其特征在于，包括反应腔室和权利要求1-9任一项所述的进气喷嘴装置。

技术总结
本申请提供一种进气喷嘴装置以及等离子体刻蚀机，进气喷嘴装置包括进气喷嘴，以及和反应腔室密封连接的喷嘴座，喷嘴座具有轴向通道，进气喷嘴安装于轴向通道中，且能够相对喷嘴座沿轴向移动；进气喷嘴设有多个贯通底部的第一喷孔，喷嘴座设有多组沿轴向分布的第二喷孔，第二喷孔贯通喷嘴座的内周壁和外周壁且相对轴向倾斜设置，进气喷嘴还设有第一流道，进气喷嘴沿轴向移动时，第一流道能够与不同轴向高度的第二喷孔连通。本申请中进气喷嘴装置的进气喷嘴可以在喷嘴座的轴向通道中移动，即进气喷嘴相对晶圆的高度可以调整，这样可以针对不同材料的晶圆将进气喷嘴调整到不同的高度，以调整进气情况以及边缘进气情况，提高刻蚀均匀性。

技术研发人员：李娜,韩大健,王海东,郭颂,马世省,张彪,胡冬冬,许开东
受保护的技术使用者：江苏鲁汶仪器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/20