[发明专利]用于感应耦合等离子体腔室的气体注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀技术领域，尤其涉及一种用于感应耦合等离子体腔室的气体注入装置。

背景技术

在半导体刻蚀制程中，会使用等离子体对晶元进行处理，而ICP（inductively couple plasma）感应耦合等离子体处理是一种比较常用的方法，图1是通常的感应耦合等离子体腔室的结构示意图，线圈2连接高频电源4，真空泵5排气使反应腔100成为真空腔，气体源3通过输气管道104将反应气体输送给气体注入器102，气体注入器102嵌设在陶瓷的射频窗（RF window）101内，气体注入器102上开设若干联通输气管道104的气孔103，反应气体通过气孔103注入反应腔100，高频电源4对线圈2施加高频电压，反应腔内的反应气体发生离子化，产生等离子体，对放置在载片台6上的晶元1进行处理。

在等离子环境中，为了隔离气体注入器102，需要在气体注入器102的四周设置金属屏蔽层105，而气体注入器102本身的尺寸大小，也限制了气体输送区域的大小，容易造成气体输送不均匀。

发明内容

本发明提供的一种用于感应耦合等离子体腔室的气体注入装置，气体输送区域更宽，气体输送更均匀，获得了更好的清洗效果，且无需使用金属屏蔽层，节省了工序，降低了成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于感应耦合等离子体腔室的气体注入装置，该气体注入装置设置在感应耦合等离子体腔室顶部，该感应耦合等离子体腔室包含反应腔和设置在反应腔顶部的气体注入装置，该气体注入装置通过输气管道连接气体源，反应腔内设置有载片台，载片台用于放置待处理的晶元，反应腔连接真空泵，该感应耦合等离子体腔室上方或侧壁还设置线圈，以及连接线圈的高频电源，该气体注入装置包含射频窗以及设置在射频窗下表面的第一气孔阵列，该气体注入装置还包含设置在射频窗上表面的一个与所述第一气孔阵列联通的第一气体扩散空间，利用第一气密板对第一气体扩散空间进行密封，气体源通过输气管道穿过所述第一气密板向所述第一气体扩散空间供应反应气体，该第一气孔阵列包含若干气孔。

所述的射频窗为平面圆盘形，或者为桶形，或者为穹顶形。

所述射频窗的下表面还包括围绕所述第一气孔阵列的第二气孔阵列，相应的在射频窗上表面包括一个第二气体扩散空间和第二气密板，气体源通过输气管道穿过所述第二气密板向第二气体扩散空间供应反应气体。

所述的气孔阵列的排布是多层环状排列，或者是无序自由排列。

所述的气孔的喷气方向与下方载片台平面呈20 ^o ~180 ^o。

气孔阵列中每个气的直径相同，或者不相同，同一个气孔，沿其长度方向，从上至下的直径相同，或者不相同。

本发明还提供一种具有气体注入装置的感应耦合等离子体腔室，该感应耦合等离子体腔室包含反应腔和设置在反应腔顶部的气体注入装置，该气体注入装置通过输气管道连接气体源，反应腔内设置有载片台，载片台用于放置待处理的晶元，反应腔连接真空泵，该感应耦合等离子体腔室上方或侧壁还设置线圈，以及连接线圈的高频电源；

该气体注入装置包含射频窗以及设置在射频窗下表面的气孔阵列组，该气体注入装置还包含设置在射频窗上表面的一个与所述气孔阵列组联通的气体扩散空间，利用气密板对气体扩散空间进行密封，气体源通过输气管道穿过所述气密板向所述气体扩散空间供应反应气体，该气孔阵列组包含若干气孔阵列，该气孔阵列包含若干气孔。

所述的射频窗为平面圆盘形，或者为桶形，或者为穹顶形。

所述的气孔阵列组的分布范围为整个射频窗的面积区域，所述的气孔阵列组的排布为单一气孔阵列单区分布，或者为多个气孔阵列多区分布。

所述的气孔阵列的排布是多层环状排列，或者是无序自由排列。

所述的气孔的喷气方向与下方载片台平面呈20 ^o ~180 ^o。

气孔阵列中每个气孔的直径相同，或者不相同，同一个气孔，沿其长度方向，从上至下的直径相同，或者不相同。

本发明省略了气体注入器，直接在射频窗上开气孔，气体输送区域更宽，气体输送更均匀，获得了更好的清洗效果，且无需使用金属屏蔽层，节省了工序，降低了成本。

附图说明

图1是背景技术中感应耦合等离子体腔室的结构示意图。

图2-4是本发明提供的用于感应耦合等离子体腔室的气体注入装置的结构示意图。