等离子体反应器及其气体喷嘴制造技术

本发明专利技术提供了一种等离子体反应器及其气体喷嘴，所述等离子体反应器具有内衬，所述气体喷嘴包括：插入部，所述插入部的第一端用于插入固定在管道的气体出口，与所述第一端相对的第二端用于置于所述管道外部；出气部，所述出气部的一侧表面具有安装槽，所述安装槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端与所述安装槽底部连接，所述出气部相对的另一侧表面具有主气体喷口；其中，所述气体喷嘴内具有连通所述插入部第一端与所述主气体喷口的主气体喷射通道；所述内衬具有用于放置在所述安装槽内的安装部，所述安装部位于所述内衬具有所述气体出口的表面，凸出该表面。应用本发明专利技术提供的技术方案，可以有效防止气体腐蚀现象发生。

【技术实现步骤摘要】
等离子体反应器及其气体喷嘴
本专利技术涉及半导体制造
，更具体的说，涉及一种等离子体反应器及其气体喷嘴。
技术介绍
随着半导体设备规模的不断扩大，对工艺复杂度的要求也越来越高，腐蚀性气体广泛应用于等离子体刻蚀。气体传输管道是等离子体刻蚀室的基本组成部分，不锈钢和含铝材料被广泛应用于输气管道、腔室壁和电子稳定控制系统等。等离子体刻蚀过程需要卤素气体(如Cl2、BCl3)和其他气体(如COS)，然而，这些气体对不锈钢和含铝材料具有严重的腐蚀作用。现有技术中采用碳基材料涂层的方法来隔离等离子体与零件表面的接触，但是由于工艺条件限制，无法使得涂层很好保护等离子体反应器中安装气体喷嘴的区域，导致该区域容易受到腐蚀气体的损坏，降低了等离子体反应器的使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种等离子体反应器及其气体喷嘴，有效防止气体腐蚀现象发生，从而延长等离子体反应器中各种零部件的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种用于等离子体反应器的气体喷嘴，所述等离子体反应器具有内衬，所述内衬内具有用于气体传输的管道，所述气体喷嘴包括：插入部，所述插入部的第一端用于插入固定在所述管道的气体出口，与所述第一端相对的第二端用于置于所述管道外部；出气部，所述出气部的一侧表面具有安装槽，所述安装槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端与所述安装槽底部连接，所述出气部相对的另一侧表面具有主气体喷口；其中，所述气体喷嘴内具有连通所述插入部第一端与所述主气体喷口的主气体喷射通道；所述内衬具有用于放置在所述安装槽内的安装部，所述安装部位于所述内衬具有所述气体出口的表面，凸出该表面，且环绕所述气体出口；所述安装槽的内侧壁用于与所述安装部的外侧面相对密封固定。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述安装槽的侧壁厚度由所述安装槽的底部至所述安装槽的顶部逐渐减小，或增大，或均匀不变。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述安装槽侧壁的外表面具有至少一个辅助气体喷口；所述辅助气体喷口通过位于所述出气部内的辅助气体喷射通道与所述主气体喷射通道连通。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述安装槽侧壁的外表面具有多个所述辅助气体喷口，所述辅助气体喷口均匀分布在所述安装槽侧壁的外表面。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述辅助气体喷口位于所述安装槽侧壁的相同高度位置；所述辅助气体喷射通道与所述主气体喷射通道垂直连通；或所述辅助气体喷射通道与所述主气体喷射通道斜向连通。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述辅助气体喷射通道的轴线通过所述主气体喷射通道的轴线，或所述辅助气体喷射通道的轴线与所述主气体喷射通道的轴线不相交。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述辅助气体喷射通道的直径由所述主气体喷射通道至所述辅助气体喷口逐渐变小，或逐渐增大，或均匀不变。可选的，在上述的气体喷嘴中，所述主气体喷射通道的直径由所述插入部至所述出气部逐渐变小，或均匀不变。本专利技术还提供一种等离子体反应器，所述等离子体反应器包括：反应腔、内衬以及气体喷嘴，所述气体喷嘴为上述任一项所述的气体喷嘴；所述反应腔包括反应腔侧壁，所述反应腔侧壁围成的空间为等离子体环境；所述内衬位于所述反应腔侧壁上，所述内衬内具有用于气体传输的管道；所述气体喷嘴安装在所述管道的气体出口中；所述气体喷嘴具有安装槽，所述内衬具有凸出其表面的安装部，用于放置在所述安装槽内；所述内衬朝向所述等离子体环境的表面涂覆有第一保护层。可选的，在上述的等离子体反应器中，所述安装部的侧壁外表面具有环绕所述安装部的凹槽，所述凹槽用于放置第一垫圈，所述第一垫圈用于密封安装槽侧壁的内表面与所述安装部侧壁的外表面。可选的，在上述的等离子体反应器中，还包括：第二垫圈，所述第二垫圈设置在所述安装部顶面与所述安装槽底部之间，以密封所述安装部顶面与所述安装槽底部相对区域；和/或，第三垫圈，所述第三垫圈设置在所述安装槽侧壁的顶面与所述内衬具有所述气体出口的一侧表面之间，以密封所述安装槽侧壁的顶面与所述内衬具有所述气体出口的一侧表面相对区域。可选的，在上述的等离子体反应器中，所述安装部高出所述内衬具有所述气体出口的一侧表面。可选的，在上述的等离子体反应器中，所述内衬具有所述气体出口的一侧表面还有凸起结构，所述凸起结构环绕所述安装部，且与所述安装部之间具有间隙，所述安装槽的侧壁置于所述间隙内。可选的，在上述的等离子体反应器中，所述内衬具有所述气体出口的一侧表面内具有容纳槽，所述安装槽的侧壁置于所述容纳槽内，所述容纳槽环绕所述气体出口，所述容纳槽与所述气体出口之间的所述容纳槽侧壁为所述安装部。可选的，在上述的等离子体反应器中，所述第一保护层的材料包括：氧化钇。可选的，在上述的等离子体反应器中，所述气体出口侧壁涂覆有第二保护层，所述第二保护层的材料包括：特氟龙。可选的，所述第一垫圈的材料为特氟龙塑胶。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案中，设置喷嘴具有安装槽，可以与内衬表面凸起的安装部相互嵌套密封，在气体出口外部形成密封结构，延长了等离子体的扩散路径，使得等离子体在向管道内扩散路径中逐渐熄灭，避免等离子体对气体出口侧壁的腐蚀。而且由于内衬表面具有凸起的安装部，该凸起安装部外朝向所述安装槽的外表面能够通过PS工艺形成氧化钇涂层，即便发生等离子体扩散问题，等离子体首先接触也是安装部外表面的耐等离子体腐蚀的氧化钇涂层，可以很好的防止等离子体腐蚀问题。避免了管道的铝基材由于表面保护层被腐蚀而暴露出来的问题，可以有效防止金属污染。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为一种气体喷嘴连接内衬的截面图；图2为另一种气体喷嘴连接内衬的截面图；图3为本专利技术提供的一种凸形内衬连接凹形气体喷嘴的截面图；图4为本专利技术提供的一种凸形内衬气体出口处的截面图；图5为本专利技术提供的凸形内衬与凹形气体喷嘴在气体出口处的连接结构的截面图；图6为本专利技术提供的一种气体喷嘴的截面图；图7为本专利技术提供的气体喷嘴中主气体喷射通道与辅助气体喷射通道的设计结构图；图8为本专利技术提供的一种等离子体反应器气体出口处气体喷嘴的截面图；图9为本专利技术提供的凸形内衬与凹形气体喷嘴在气体出口处的连接结构的截面图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于等离子体反应器的气体喷嘴，所述等离子体反应器具有内衬，所述内衬内具有用于气体传输的管道，其特征在于，所述气体喷嘴包括：/n插入部，所述插入部的第一端插入固定在所述管道的气体出口，与所述第一端相对的第二端用于置于所述管道外部；/n出气部，所述出气部的一侧表面具有安装槽，所述安装槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端与所述安装槽底部连接，所述出气部相对的另一侧表面具有主气体喷口；/n其中，所述气体喷嘴内具有连通所述插入部第一端与所述主气体喷口的主气体喷射通道；所述内衬具有用于放置在所述安装槽内的安装部，所述安装部位于所述内衬具有所述气体出口的表面，凸出该表面，且环绕所述气体出口；所述安装槽的内侧壁与所述安装部的外侧面相对密封固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体反应器的气体喷嘴，所述等离子体反应器具有内衬，所述内衬内具有用于气体传输的管道，其特征在于，所述气体喷嘴包括：
插入部，所述插入部的第一端插入固定在所述管道的气体出口，与所述第一端相对的第二端用于置于所述管道外部；
出气部，所述出气部的一侧表面具有安装槽，所述安装槽朝向所述插入部的第二端，且所述插入部的第二端与所述安装槽底部连接，所述出气部相对的另一侧表面具有主气体喷口；
其中，所述气体喷嘴内具有连通所述插入部第一端与所述主气体喷口的主气体喷射通道；所述内衬具有用于放置在所述安装槽内的安装部，所述安装部位于所述内衬具有所述气体出口的表面，凸出该表面，且环绕所述气体出口；所述安装槽的内侧壁与所述安装部的外侧面相对密封固定。


2.根据权利要求1所述的气体喷嘴，其特征在于，所述安装槽的侧壁厚度由所述安装槽的底部至所述安装槽的顶部逐渐减小，或增大，或均匀不变。


3.根据权利要求1所述的气体喷嘴，其特征在于，所述安装槽侧壁的外表面具有至少一个辅助气体喷口；
所述辅助气体喷口通过位于所述出气部内的辅助气体喷射通道与所述主气体喷射通道连通。


4.根据权利要求3所述的气体喷嘴，其特征在于，所述安装槽侧壁的外表面具有多个所述辅助气体喷口，所述辅助气体喷口均匀分布在所述安装槽侧壁的外表面。


5.根据权利要求4所述的气体喷嘴，其特征在于，所述辅助气体喷口位于所述安装槽侧壁的相同高度位置；
所述辅助气体喷射通道与所述主气体喷射通道垂直连通；或，所述辅助气体喷射通道与所述主气体喷射通道斜向连通。


6.根据权利要求3所述的气体喷嘴，其特征在于，所述辅助气体喷射通道的轴线通过所述主气体喷射通道的轴线，或所述辅助气体喷射通道的轴线与所述主气体喷射通道的轴线不相交。


7.根据权利要求3所述的气体喷嘴，其特征在于，所述辅助气体喷射通道的直径由所述主气体喷射通道至所述辅助气体喷口逐渐变小，或逐渐增大，或均匀不变。


8.根据权利要求1-7任一项所述的气体喷嘴，其特征在于，所述主气体喷射通道的直径由所述插入部至所述出气部逐渐变小，或均匀不变。


9.一种等离子体反应器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹思盛，张洁，刘志强，左涛涛，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31