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贯通底部的第一喷孔，以及设置在所述进气喷气装置外周侧的多组第二喷孔，所述第二喷孔相对轴向倾斜设置，且每组所述第二喷孔的倾斜角度不同；所述进气喷嘴装置还包括旋转部，所述旋转部设有第一进气流道，所述旋转部转动可使所述第一进气流道和不同组的所述第二喷孔连通。

2、在一种具体实施方式中，所述进气喷嘴装置包括喷嘴座和喷嘴芯，所述喷嘴座和所述反应腔室密封连接，所述喷嘴座具有轴向通道，所述喷嘴芯安装于所述轴向通道中，所述第一喷孔设于所述喷嘴芯，所述第二喷孔设于所述喷嘴座，所述第二喷孔贯穿所述喷嘴座的内周壁和外周壁。

3、在一种具体实施方式中，所述喷嘴芯设有多组喷嘴流道，多组所述喷嘴流道分别和多组所述第二喷孔连通；

4、所述旋转部转动使所述第一进气流道和不同组的所述喷嘴流道连通，以连通对应组的所述第二喷孔。

5、在一种具体实施方式中，所述进气喷嘴装置包括两组倾斜角度不同的所述第二喷孔，所述喷嘴芯设置两组对应的所述喷嘴流道；所述喷嘴芯和所述旋转部，一者设置凸柱，另一者设置弧形槽，所述旋转部相对所述喷嘴芯转动，所述凸柱转动至所述弧形槽的一端，所述第一进气流道和一组所述喷嘴流道连通，所述凸柱转动至所述弧形槽的另一端，所述第一进气流道和另一组所述喷嘴流道连通。

6、在一种具体实施方式中，所述喷嘴芯的外周壁设置有多个环形槽，每组所述喷嘴流道和一个所述环形槽连通，所述环形槽连通对应组的所述第二喷孔。

7、在一种具体实施方式中，所述喷嘴流道沿轴向贯通所述喷嘴芯，所述喷嘴流道贯通所述环形槽的槽侧壁，以和对应的所述环形槽连通。

8、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，所述喷嘴芯的部分位于所述喷嘴座内，另一部分位于所述波纹管内。

9、在一种具体实施方式中，所述旋转部设置在所述波纹管内，所述波纹管的第二端设置有旋转法兰，所述旋转法兰和所述旋转部固定。

10、在一种具体实施方式中，还包括定位部，所述旋转法兰转动至预定位置，所述定位部固定所述旋转法兰。

11、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。

12、本申请通过旋转部的旋转，可以选择不同倾斜角度的第二喷孔进行边缘进气，即可以调整边缘进气角度，这样可以针对不同材料的晶圆选取相应倾斜角度的第二喷孔，以调整边缘进气情况，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贯通底部的第一喷孔，以及设置在所述进气喷气装置外周侧的多组第二喷孔，所述第二喷孔相对轴向倾斜设置，且每组所述第二喷孔的倾斜角度不同；所述进气喷嘴装置还包括旋转部，所述旋转部设有第一进气流道，所述旋转部转动可使所述第一进气流道和不同组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，所述进气喷嘴装置包括喷嘴座和喷嘴芯，所述喷嘴座和所述反应腔室密封连接，所述喷嘴座具有轴向通道，所述喷嘴芯安装于所述轴向通道中，所述第一喷孔设于所述喷嘴芯，所述第二喷孔设于所述喷嘴座，所述第二喷孔贯穿所述喷嘴座的内周壁和外周壁。

3.根据权利要求2所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴芯设有多组喷嘴流道，多组所述喷嘴流道分别和多组所述第二喷孔连通；

4.根据权利要求3所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述进气喷嘴装置包括两组倾斜角度不同的所述第二喷孔，所述喷嘴芯设置两组对应的所述喷嘴流道；所述喷嘴芯和所述旋转部，一者设置凸柱，另一者设置弧形槽，所述旋转部相对所述喷嘴芯转动，所述凸柱转动至所述弧形槽的一端，所述第一进气流道和一组所述喷嘴流道连通，所述凸柱转动至所述弧形槽的另一端，所述第一进气流道和另一组所述喷嘴流道连通。

5.根据权利要求3所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴芯的外周壁设置有多个环形槽，每组所述喷嘴流道和一个所述环形槽连通，所述环形槽连通对应组的所述第二喷孔。

6.根据权利要求5所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴流道沿轴向贯通所述喷嘴芯，所述喷嘴流道贯通所述环形槽的槽侧壁，以和对应的所述环形槽连通。

7.根据权利要求1-6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，所述喷嘴芯的部分位于所述喷嘴座内，另一部分位于所述波纹管内。

8.根据权利要求7所述的进气喷嘴装置，其特征在于，所述旋转部设置在所述波纹管内，所述波纹管的第二端设置有旋转法兰，所述旋转法兰和所述旋转部固定。

9.根据权利要求7所述的进气喷嘴装置，其特征在于，还包括定位部，所述旋转法兰转动至预定位置，所述定位部固定所述旋转法兰。

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贯通底部的第一喷孔，以及设置在所述进气喷气装置外周侧的多组第二喷孔，所述第二喷孔相对轴向倾斜设置，且每组所述第二喷孔的倾斜角度不同；所述进气喷嘴装置还包括旋转部，所述旋转部设有第一进气流道，所述旋转部转动可使所述第一进气流道和不同组的所述第二喷孔连通。本申请通过旋转部的旋转，可以选择不同倾斜角度的第二喷孔进行边缘进气，即可以调整边缘进气角度，这样可以针对不同材料的晶圆选取相应倾斜角度的第二喷孔，以调整边缘进气情况，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