專利名稱：氣體導流裝置和具有氣體導流裝置的刻蝕系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣體導流裝置 和具有該氣體導流裝置的刻蝕系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導體制造工藝中，等離子體得到了極為廣泛的應(yīng)用。等離子體 的產(chǎn)生通常是在低壓環(huán)境下，在反應(yīng)腔室內(nèi)通入反應(yīng)氣體并引入電子流，利用射頻(RF)電場使電子加速，使電子與氣體分子發(fā)生碰撞而轉(zhuǎn)移動 能，從而使氣體分子發(fā)生電離成為等離子體。產(chǎn)生的等離子體可用于各 種半導體制造工藝，例如等離子刻蝕、淀積等。專利號為5494523的美國 專利中公開了一種等離子體刻蝕系統(tǒng)，在刻蝕過程中，反應(yīng)腔室內(nèi)的溫 度通常較高，而為了保證刻蝕過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)微粒不會凝結(jié)在腔室頂 蓋的內(nèi)表面，需要將頂蓋的溫度保持特定的溫度，通過具有特定溫度的 冷卻氣體對頂蓋進行降溫并使頂蓋保持在特定溫度，并在頂蓋上方安裝 有導流裝置，冷卻氣體通過導流裝置被均勻地分布到頂蓋的外表面。圖1為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該 導流裝置100包括支架10和導流體12，在支架兩端設(shè)置有安裝柱lla 和llb。安裝柱lla和lib用于將支架安裝在頂蓋的上方。導流體12 包括導流面12b和12c，導流面12c呈圓錐狀，在圓錐頂部又具有導流 孔12a。導流面12b與導流面12c成一定角度，導流體12安裝在支架 IO表面。圖2為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置的俯視圖。如圖2所示，導流體 12安裝在支架10的上表面，且導流面12b與支架10表面平4亍。圖3 為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置工作狀態(tài)示意圖。如圖3所示，導流裝置100 借助安裝柱lla和lib安裝在頂蓋30的上方，冷卻氣體20向下噴向?qū)?流裝置100,經(jīng)過導流面12c和12b以及頂部的導流孔12a纟皮分流為三 股氣流20a、 20b和20c,分別流向頂蓋30的中央和四周，l吏頂蓋30冷卻并頂蓋30表面保持在一個均勻的溫度。但是，該導流裝置100的 安裝方式易使導流面12b和12c發(fā)生傾斜，圖4為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝 置發(fā)生傾斜時的工作狀態(tài)示意圖，圖5為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置發(fā)生傾 斜時的工作狀態(tài)剖面圖，結(jié)合圖4和圖5可以看出，當導流裝置100出 現(xiàn)傾斜時，導流面12b和12c隨之發(fā)生傾斜，冷卻氣體20被導流面12b 和12c分流的氣流20a和20c不能均勻地流向頂蓋30的四周，導致頂 蓋30表面不能保持在一個均勻的溫度。實用新型內(nèi)容一方面，本實用新型提供了一種氣體導流裝置，包括支架和導流體， 所述導流體包括第一導流面和第二導流面，所述第一導流面與所述第二 導流面相交，在所述第一導流面頂部具有導流孔，所述導流體的第二導 流面置于所述支架表面，其特征在于所述支架具有至少三個端部，所 述端部分別設(shè)置有安裝柱，所述安裝柱的高度大于所述第一導流面的高 度。優(yōu)選地，所述支架具有四個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱。優(yōu)選地，至少一個安裝柱表面具有刻度。優(yōu)選地，所述安裝柱的截面為圓形、橢圓形或紡錘形。優(yōu)選地，所述支架的材料為金屬。優(yōu)選地，所述導流體的材料為金屬。優(yōu)選地，所述金屬為鋁合金。另一方面，本實用新型提供了 一種具有氣體導流裝置的刻蝕系統(tǒng)， 包括刻蝕反應(yīng)室和冷卻氣體源，所述氣體導流裝置位于刻蝕反應(yīng)室和冷 卻氣體源之間，所述氣體導流裝置包括支架和導流體，所述導流體包括 第一導流面和第二導流面，所述第一導流面與所述第二導流面相交，在 所述第二導流面頂部具有導流孔，所述導流體的第一導流面置于所述支 架表面，冷卻氣體源流出的冷卻氣體經(jīng)所述第一導流面、第二導流面和導流孔分流后流向所述反應(yīng)室的頂蓋表面，其特征在于所述支架具有 至少三個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱，所述安裝柱的高度大于所 述第一導流面的高度。優(yōu)選地，所述支架具有四個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱。優(yōu)選地，至少一個安裝柱表面具有刻度。優(yōu)選地，所述安裝柱的截面為圓形、橢圓形或紡錘形。優(yōu)選地，所述支架的材料為金屬。優(yōu)選地，所述導流體的材料為金屬。優(yōu)選地，所述金屬為鋁合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型的氣體導流裝置的支架采用至少三個安裝柱，使支架能 夠以更加牢固的安裝方式固定，大大提高了支架的穩(wěn)定性，導流體安裝 在支架上，從而使導流體也更加穩(wěn)定，導流面不易發(fā)生傾斜。這樣，穩(wěn) 定的導流面能夠更加均勻地分流冷卻氣體，被分流的冷卻氣體均勻地流 向頂蓋，使頂蓋的溫度均勻性更好。此外，本實用新型的氣體導流裝置 還優(yōu)選在安裝柱表面標注刻度，能夠方便靈活地調(diào)節(jié)安裝柱的安裝高度， 可獲得導流面的各種不同的傾斜角度，從而靈活地調(diào)整氣流方向，使頂 蓋達到所需的溫度和溫度梯度。采用本實用新型氣體導流裝置的刻蝕系統(tǒng)，由于反應(yīng)腔室的頂蓋能 夠穩(wěn)定在特定的溫度值，刻蝕產(chǎn)生的雜質(zhì)微粒不易凝結(jié)在頂蓋的內(nèi)表面， 因此有益于降低刻蝕系統(tǒng)的維護成本，延長運行周期，提高了設(shè)備的運 轉(zhuǎn)效率。

通過附圖中所示的本實用新型的優(yōu)選實施例的更具體說明，本實用 新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的 附圖標記指示相同的部分。圖1為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置的俯視圖；圖3為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置工作狀態(tài)示意圖；圖4為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置發(fā)生傾斜時的工作狀態(tài)示意圖；圖5為現(xiàn)有冷卻氣體導流裝置發(fā)生傾斜時的工作狀態(tài)剖面圖；圖6為根據(jù)本實用新型實施例的冷卻氣體導流裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型冷卻氣體導流裝置的支架結(jié)構(gòu)的第一實施例示意圖；圖8為本實用新型冷卻氣體導流裝置的支架結(jié)構(gòu)的第二實施例示意圖；圖9為根據(jù)本實用新型實施例的安裝柱橫截面示意圖； 圖IO為本實用新型冷卻氣體導流裝置工作狀態(tài)示意圖； 圖11為本實用新型冷卻氣體導流裝置工作狀態(tài)剖面圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面 結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本實 用新型不受下面公開的具體實施的限制。圖6為根據(jù)本實用新型實施例的冷卻氣體導流裝置的立體結(jié)構(gòu)示意 圖，所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本實用新型的保護范圍。如 圖6所示，本實用新型的氣體導流裝置200,包括支架110和導流體12, 導流體12包括導流面12b和導流面12c。導流面12b為一平面，導流面12c圍成一圓錐狀，而且與導流面12b相交，相交角度為50 70度。在 導流面12c構(gòu)成的錐面頂部具有一個導流孔12a。導流體12的安裝方式 是以導流面12b平置于支架110表面的方式，可以通過黏結(jié)或其它方式 將導流體12的導流面12b固定于支架110表面。導流體12的材料為金 屬，本實施例中優(yōu)選為鋁合金。導流體12可以是一次整體加工形成， 也可以是導流面12b和導流面12c分別制作，然后焊接在一起形成。本 實用新型的支架具有至少三個端部，在每個端部分別設(shè)置有安裝柱，在 本實用新型實施例中支架110設(shè)置了四個端部，在每個端部分別具有安 裝柱llla、 lllb、 lllc和llld。上述安裝柱llla、 lllb、 lllc和llld 的高度大于所述導流面12c的高度。本實用新型的導流裝置通過上述四 個安裝柱llla、 lllb、 lllc和llld固定在上面的氣體管路或?qū)Ｓ弥?架(未示出)上。圖7為本實用新型冷卻氣體導流裝置的支架結(jié)構(gòu)的第一實施例示意 圖，結(jié)合圖7可以更加清晰地了解支架110的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，支架 110具有一個中空的支架主體120，四個端部121a、 121b、 121c和121d 與支架主體120相連。在每個端部分別具有l(wèi)lla、 lllb、 lllc和llld。 安裝柱llla、 lllb、 lllc和llld可以是具有外螺紋的螺柱，也可以是 具有內(nèi)螺紋的圓柱體，其長度應(yīng)該使導流裝置安裝后導流孔12a不會碰 到上面的排氣管。圖8為本實用新型冷卻氣體導流裝置的支架結(jié)構(gòu)的第二實施例示意 圖。如圖8所示，支架110的安裝柱llla、 lllb、 lllc和llld表面， 還可以在至少一個安裝柱表面標注刻度，如圖中的lllb。這樣，可以方 便靈活地調(diào)節(jié)安裝柱的安裝高度，能夠獲得導流面的各種不同的傾斜角 度，從而靈活地調(diào)整氣流方向，使頂蓋的達到所需的溫度和溫度梯度。 本實用新型的支架110的材料為金屬，優(yōu)選為鋁合金。圖9為根據(jù)本實用新型實施例的安裝柱橫截面示意圖，如圖9所示， 為減少安裝柱llla、 lllb、 lllc和llld對氣流的擾動作用，本實用新型的冷卻氣體導流裝置的支架結(jié)構(gòu)，將安裝柱的橫截面設(shè)計為圓形801、 或者是橢圓形802,亦或是紡錘形803。圖IO為本實用新型冷卻氣體導流裝置工作狀態(tài)示意圖，圖11為本 實用新型冷卻氣體導流裝置工作狀態(tài)剖面圖。結(jié)合圖IO和圖ll所示， 導流裝置200借助安裝柱11 la、 11 lb、 11 lc和11 ld安裝在頂蓋30的 上方，由于采用了四個安裝柱對支架進行固定,安裝點的增加使支架110 更加牢固，不易傾斜。冷卻氣體20向下噴向?qū)Я餮b置200，經(jīng)過導流面 12c和12b以及頂部的導流孔12a被分流為三股氣流20a、 20b和20c, 分別流向頂蓋30的中央和四周，使頂蓋30冷卻并頂蓋30表面保持在 一個均勻穩(wěn)定的溫度范圍。具有上述氣體導流裝置200的刻蝕系統(tǒng)可參見圖IO所示，包括刻 蝕反應(yīng)室和冷卻氣體源(未示出)，刻蝕反應(yīng)室具有頂蓋30,所述氣體 導流裝置200位于刻蝕反應(yīng)室的頂蓋30和冷卻氣體源之間，所述氣體 導流裝置200包括支架110和導流體12,所述導流體12包括第一導流 面12b和第二導流面12c,且第一導流面12b和第二導流面12c相交。 在所述第二導流面12c頂部具有導流孔12a。導流體12的導流面12b 置于所述支架110表面，冷卻氣體源流出的冷卻氣體20經(jīng)第一導流面 12b、第二導流面12c和導流孔12a分流后流向所述反應(yīng)室的頂蓋30表 面，其中支架IIO具有至少三個端部，端部分別設(shè)置有安裝柱，且安裝 柱的高度大于所述第二導流面12c的高度。在本實用新型的優(yōu)選實施例 中，支架110具有四個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱llla、 lllb、 lllc、和llld。所述第一導流面12b與所述第二導流面12c相交角度為 50 70度。在本實用新型的其它實施例中，在安裝柱llla、 lllb、 lllc、 和llld的至少一個安裝柱表面具有刻度。安裝柱的橫截面為圓形、或 者是橢圓形，或是紡錘形。所述支架的材料可以為金屬，所述導流體的 材料為金屬，所述金屬優(yōu)選為鋁合金。本實用新型的氣體導流裝置的支架采用至少三個安裝柱，優(yōu)選實施例采用了四個安裝柱，從而使支架能夠以更加牢固的安裝方式固定，大 大提高了支架的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的導流面能夠更加均勻地分流冷卻氣體， 被分流的冷卻氣體均勻地流向頂蓋，更好地達到使頂蓋的溫度均勻穩(wěn)定 的效果。此外，本實用新型的氣體導流裝置還可以在安裝柱表面標注刻 度，能夠方便靈活地調(diào)節(jié)安裝柱的安裝高度，獲得導流面的各種不同的 傾斜角度，從而靈活地調(diào)整氣流方向，使頂蓋的達到所需的溫度和溫度 梯度。采用本實用新型氣體導流裝置的刻蝕系統(tǒng)，由于反應(yīng)腔室的頂蓋 能夠穩(wěn)定在特定的溫度值，刻蝕產(chǎn)生的雜質(zhì)微粒不易凝結(jié)在頂蓋的內(nèi)表 面，因此有益于降低刻蝕系統(tǒng)的維護成本，延長運行周期，提高了設(shè)備 的運轉(zhuǎn)效率。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型 作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而 并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實 用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本 實用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等 效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用 新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾， 均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種氣體導流裝置，包括支架和導流體，所述導流體包括第一導流面和第二導流面，所述第一導流面與所述第二導流面相交，在所述第一導流面頂部具有導流孔，所述導流體的第二導流面置于所述支架表面，其特征在于所述支架具有至少三個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱，所述安裝柱的高度大于所述第一導流面的高度。
2、 如權(quán)利要求1所述的氣體導流裝置，其特征在于所述支架具 有四個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的氣體導流裝置，其特征在于至少一 個安裝柱表面具有刻度。
4、 如權(quán)利要求3所述的氣體導流裝置，其特征在于所述安裝柱 的截面為圓形、橢圓形或紡錘形。
5、 如權(quán)利要求1所述的氣體導流裝置，其特征在于所述支架的 材料為金屬。
6、 如權(quán)利要求1所述的氣體導流裝置，其特征在于所述導流體 的材料為金屬。
7、 如權(quán)利要求5或6所述的氣體導流裝置，其特征在于所述金 屬為鋁合金。
8、 一種具有氣體導流裝置的刻蝕系統(tǒng)，包括刻蝕反應(yīng)室和冷卻氣 體源，所述氣體導流裝置位于刻蝕反應(yīng)室和冷卻氣體源之間，所述氣體 導流裝置包括支架和導流體，所述導流體包括第一導流面和第二導流 面，所述第一導流面與所述第二導流面相交，在所述第二導流面頂部具 有導流孔，所述導流體的第一導流面置于所述支架表面，冷卻氣體源流 出的冷卻氣體經(jīng)所述第一導流面、第二導流面和導流孔分流后流向所述 反應(yīng)室的頂蓋表面，其特征在于所述支架具有至少三個端部，所述端 部分別設(shè)置有安裝柱，所述安裝柱的高度大于所述第一導流面的高度。
9、 如權(quán)利要求8所述的刻蝕系統(tǒng)，其特征在于所述支架具有四個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱。
10、 如權(quán)利要求8或9所述的刻蝕系統(tǒng)，其特征在于至少一個安 裝柱表面具有刻度。
11、 如權(quán)利要求10所述的刻蝕系統(tǒng)，其特征在于所述安裝柱的 截面為圓形、橢圓形或紡錘形。
12、 如權(quán)利要求8所述的刻蝕系統(tǒng)，其特征在于所述支架的材料 為金屬。
13、 如權(quán)利要求8所述的刻蝕系統(tǒng)，其特征在于所述導流體的材 料為金屬。
14、 如權(quán)利要求12或13所述的刻蝕系統(tǒng)，其特征在于所述金屬 為鋁合金。
專利摘要公開了一種氣體導流裝置，包括支架和導流體，所述導流體包括第一導流面和第二導流面，所述第一導流面與所述第二導流面相交，在所述第一導流面頂部具有導流孔，所述導流體的第二導流面置于所述支架表面，其特征在于所述支架具有至少三個端部，所述端部分別設(shè)置有安裝柱，所述安裝柱的高度大于所述第一導流面的高度。本實用新型的氣體導流裝置的支架采用至少三個安裝柱，從而使支架能夠以更加牢固的安裝方式固定，大大提高了導流體的穩(wěn)定性。
文檔編號H01L21/67GK201112359SQ20072007305
公開日2008年9月10日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者潘無忌 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司