专利名称：提高气流分布均匀性的气体喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体喷嘴，特别是一种在利用等离子体的半导体晶圆制造工艺中，用于反应室的提高气流分布均匀性的气体喷嘴。
背景技术：
在利用等离子体的半导体晶圆制造工艺中，所使用的装置包括反应室，反应室上安装有气体喷嘴，喷嘴的作用是将反应气体均匀地喷射至反应室内，以激发等离子体，被激发的等离子体再对卡盘上的晶圆进行相关的处理，如刻蚀(Etch)、化学气相沉积(CVD)、剥离光刻胶(Stripping)等。美国专利(U.S 6230651)公开了一种现有的气体喷嘴结构，如图1A和图1B所示包括圆柱本体2，在圆柱本体2内设有气体主流道4，主流道4底端部的中央位置设有与之相通的中心喷气孔7，在气体主流道4底端部圆周方向分布有与之相通的圆周喷气孔6。该种结构的气体喷嘴虽然能够达到一定程度的气流均匀性，但仍存在一些缺陷。由于气体主通道4为内径不变的圆筒形，且只在气体主流道4的底端部设置喷气孔，从而使反应气体集中从主通道4底端部喷向反应室中央，而向外围的喷射能力不足，使反应室内外围的气流密度较低，反应室内中央的气流密度较大。故反应室内的气流密度仍存在较大差异。该种结构中即使其中心喷气孔7的孔径较小，改善仍是有限的。
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气体喷嘴。
(二)技术方案为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
本发明提高气流分布均匀性的气体喷嘴，包括圆柱本体，在圆柱本体内设有气体主流道，其中所述气体主流道呈锥筒形状，其末端部形成中心喷气孔。
其中所述圆柱本体的体壁上设有若干与气体主流道相通的圆周喷气孔。
其中所述圆柱本体的下端部为半球形喷嘴头，该喷嘴头上设有若干与气体主流道相通的圆球喷气孔。
其中所述若干圆周喷气孔在圆柱本体的体壁上均匀分布。
其中所述若干圆球喷气孔在喷嘴头上均匀分布。
其中其由石英或陶瓷材料制成。
(三)有益效果本发明的提高气流分布均匀性的气体喷嘴的优点和积极效果在于本发明中，由于气体主流道为锥筒形状，所以流经该气体主流道的气体非常容易由与之相通的圆柱体壁上的各个喷气孔中喷出，有利于提高反应室中气体的均匀性，从而提高该半导体晶圆制造工艺中晶圆处理的良率。
图1A是现有的气体喷嘴的剖视图；图1B是现有的气体喷嘴的立体图；图2是本发明提高气流分布均匀性的气体喷嘴的立体图；图3是本发明提高气流分布均匀性的气体喷嘴的剖视图。
图中1.法兰；2.圆柱本体；3.喷嘴头；4.气体主流道；5.圆周喷气孔；6.圆球喷气孔；7.中心喷气孔。
具体实施例方式
下面结合附图，进一步详细说明本发明提高气流分布均匀性的气体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1。本发明的提高气流分布均匀性的气体喷嘴由石英或陶瓷等材料制成。其结构包括圆柱本体2、与圆柱本体2一体的连接法兰1和位于圆柱本体2下端部并与其一体的喷嘴头3。其中法兰1上可以加工出各种形状的槽以及孔洞来固定喷嘴，另外，法兰1也直接与工艺气体的输入管相连接，并且在连接处进行真空密封。所述圆柱本体2内设有气体主流道4，气体主流道4呈锥筒形状，其末端部形成中心喷气孔7。在圆柱本体2的体壁上设有若干与气体主流道4相通的均匀分布的圆周喷气孔5。圆柱本体2的下端部为半球形喷嘴头3，该喷嘴头3上设有若干与气体主流道4相通的均匀分布的圆球喷气孔6。若干圆周喷气孔5和若干圆球喷气孔6各自均匀分布，适用形状对称的反应室；而在有些情况下，需要使用不对称的反应室，这时，若干圆周喷气孔5和若干圆球喷气孔6也可以不再均匀分布，以补偿因反应室的不对称而造成的反应气体的不均匀性。
本发明中，气体主流道4为锥筒形状(也可以采用三棱锥筒、四棱锥筒等多棱锥筒)，该锥筒的圆锥角一般为锐角。由于锥筒状通道的倾斜面，气流在经过圆周喷气孔5和圆球喷气孔6时，会更多地从以上两种气孔中喷出。距离进气口最近的气孔会将反应气体喷射至反应室的最外围，依次向下的气孔，会将气体顺次喷射至从反应室外围至靠近中央的部分。如此会使得从圆周喷气孔5和圆球喷气孔6的喷出的气体量与从中央顶端喷气孔的气体量达到平衡，从而解决了单一依靠喷嘴底部气孔喷气而造成的外围气流密度较低的问题。
另外，在底部的半球形喷嘴头3均匀分布的气体喷孔，会进一步使得气体的喷射过渡到中央的位置，中央和周围喷气孔喷气分配的改善，从而大幅度提高反应室中气体的均匀性，有助于更加均匀的等离子体分布，提高晶圆处理的良率。
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
1.一种提高气流分布均匀性的气体喷嘴，包括圆柱本体(2)，在圆柱本体(2)内设有气体主流道(4)，其特征在于所述气体主流道(4)呈锥筒形状，其末端部形成中心喷气孔(7)。
2.根据权利要求1所述的提高气流分布均匀性的气体喷嘴，其特征在于所述圆柱本体(2)的体壁上设有若干与气体主流道(4)相通的圆周喷气孔(5)。
3.根据权利要求1所述的提高气流分布均匀性的气体喷嘴，其特征在于所述圆柱本体(2)的下端部为半球形喷嘴头(3)，该喷嘴头(3)上设有若干与气体主流道(4)相通的圆球喷气孔(6)。
4.根据权利要求2所述的提高气流分布均匀性的气体喷嘴，其特征在于所述若干圆周喷气孔(5)在圆柱本体(2)的体壁上均匀分布。
5.根据权利要求3所述的提高气流分布均匀性的气体喷嘴，其特征在于所述若干圆球喷气孔(6)在喷嘴头(3)上均匀分布。
6.根据权利要求1-5之任一所述的提高气流分布均匀性的气体喷嘴，其特征在于其由石英或陶瓷材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种气体喷嘴。本发明的提高气流分布均匀性的气体喷嘴包括圆柱本体，在圆柱本体内设有气体主流道，其中气体主流道呈锥筒形状，其末端部形成中心喷气孔。本发明的提高气流分布均匀性的气体喷嘴的优点和积极效果在于本发明中，由于气体主流道为锥筒形状，所以流经该气体主流道的气体非常容易由与之相通的圆柱体壁上的各个喷气孔中喷出，有利于提高反应室中气体的均匀性，从而提高该半导体晶圆制造工艺中晶圆处理的良率。
文档编号C23F4/04GK1850348SQ20051012630
公开日2006年10月25日 申请日期2005年12月5日 优先权日2005年12月5日
发明者陈鹏 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