專利名稱：一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置及其氣體供應(yīng)及切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制備エ藝流程中的處理氣體共享控制技術(shù)，具體涉及ー種用于進(jìn)行處理氣體快速開關(guān)型エ藝流程的氣體供應(yīng)裝置及其氣體供應(yīng)及切換方法。
背景技術(shù)：
博世法，即“Bosch”エ藝，為ー種用于刻蝕硅的時(shí)分復(fù)用(TDM)方法，該エ藝中淀積エ藝連續(xù)地與刻蝕エ藝交替進(jìn)行，每個(gè)刻蝕-淀積エ藝對構(gòu)成了一個(gè)エ藝周期。
目前，在進(jìn)行處理氣體快速開關(guān)型エ藝流程中，例如博世法、硅穿孔(TSV，Through Silicon Via)中會(huì)進(jìn)行淀積エ藝連續(xù)地與刻蝕エ藝交替進(jìn)行,需要在進(jìn)行不同的エ藝過程時(shí)向エ藝模塊(PM, process module)提供不同的反應(yīng)氣體，即需要實(shí)現(xiàn)輸入エ藝模塊(process module)的處理氣體快速開關(guān)和切換,其中エ藝模塊可以為真空處理裝置(chamber)或者ー個(gè)真空處理裝置中的若干個(gè)子腔室(station)。為實(shí)現(xiàn)處理氣體的快速切換和快關(guān)，同時(shí)保證在快速開關(guān)和切換處理氣體的過程中不發(fā)生處理氣體供應(yīng)不足的問題，現(xiàn)有技術(shù)的方案是保持處理氣體的持續(xù)輸出，以保證處理氣體快速開關(guān)型エ藝流程的正常運(yùn)作。如圖I和圖2所示，國際申請?zhí)枮镻CT/US2003/025290為發(fā)明專利中公開了ー種氣體配送設(shè)備，該設(shè)備包含質(zhì)量流量控制器(MFC) 11’和質(zhì)量流量控制器13’(MFC)，質(zhì)量流量控制器(MFC) 11’和質(zhì)量流量控制器13’ (MFC)的輸入口分別連接第一氣體10’(氣體A)和第二氣體12’(氣體B)，質(zhì)量流量控制器11’的輸出口分別連接室旁路閥2’和室入口閥4’的輸入口，質(zhì)量流量控制器13’的輸出口分別連接室入口閥6’和室旁路閥8’的輸入口。室入口閥4’與室入口閥6’的輸出口連接至エ藝室14’，エ藝室14’設(shè)有排放ロ20’，該排放ロ 20’用于將エ藝室14’中經(jīng)過反應(yīng)的廢氣排出。室旁路閥2’與室旁路閥8，的輸出口也都直接連接至排放ロ 20’處。其中第一氣體10’(氣體A)和第二氣體12’(氣體B)在整個(gè)エ藝過程中都保持持續(xù)輸出。如圖I所示，當(dāng)エ藝室14’中需要采用第一氣體10’進(jìn)行エ藝時(shí)，室入口閥4’打開，室旁路閥2’關(guān)閉，室入口閥6’關(guān)閉，室旁路閥8，打開。第一氣體10’通過質(zhì)量流量控制器11’和室入口閥4’通入エ藝室14’，利用第一氣體10’作為反應(yīng)氣體進(jìn)行エ藝操作，完成反應(yīng)后第一氣體10’的廢氣由排放ロ 20’排出。第二氣體12’通過質(zhì)量流量控制器13’和室旁路閥8，直接由排放ロ 20’排出。如圖2所示，當(dāng)エ藝室14’中需要采用第二氣體12’進(jìn)行エ藝時(shí)，室入口閥4’關(guān)閉，室旁路閥2’打開，室入口閥6’打開，室旁路閥8，關(guān)閉。第二氣體12’經(jīng)過質(zhì)量流量控制器13’和室入口閥6’通入エ藝室14’，利用第二氣體12’作為反應(yīng)氣體進(jìn)行エ藝操作，完成反應(yīng)后第二氣體12’的廢氣由排放ロ 20’排出。第一氣體10’通過質(zhì)量流量控制器11’和室旁路閥2’直接由排放ロ 20’排出。在整個(gè)エ藝流程中，根據(jù)エ藝需要，會(huì)快速切換通入エ藝室14’的是第一氣體10’(氣體A)或第二氣體12’(氣體B)，第一氣體10’和第二氣體12’的持續(xù)輸送，保證了在快速開關(guān)和切換處理氣體的過程中不會(huì)發(fā)生處理氣體供應(yīng)不足的問題。當(dāng)エ藝室14’需要通入第一氣體10’時(shí)，第二氣體12’不關(guān)閉，而是直接由排放ロ 20’持續(xù)排出，同樣當(dāng)エ藝室14’通入第二氣體12’進(jìn)行エ藝操作時(shí)，第一氣體10’不關(guān)閉，持續(xù)輸出氣體A，并直接由排放ロ 20’排出。其缺點(diǎn)在于，在整個(gè)エ藝流程中為保證エ藝正常運(yùn)行，持續(xù)輸出處理氣體，在エ藝進(jìn)行過程中總有ー個(gè)反應(yīng)氣體會(huì)不經(jīng)過任何エ藝流程就直接排出，即導(dǎo)致了大量處理氣體的浪費(fèi)，提聞了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置及其氣體共享配送方法，解決了在進(jìn)行處理氣體快速開關(guān)型エ藝流程中處理氣體浪費(fèi)的問題，節(jié)約成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，用于交替 地向至少兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體，其特點(diǎn)是，上述氣體供應(yīng)裝置包含
第一氣體源和第二氣體源，其分別提供第一氣體和第二氣體；
第一氣體開關(guān)，其輸入端連接于第一氣體源，其輸出端分別可切換地連接于兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的氣體入口；
第二氣體開關(guān)，其輸入端連接于第二氣體源，其輸出端分別可切換地連接于兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的氣體入口；
控制裝置，其用于控制第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)的切換，以使得當(dāng)?shù)谝粴怏w連接于兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的其中之一的氣體入口并通過該氣體入口提供第一氣體時(shí)，第二氣體連接于兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中另ー個(gè)的氣體入口并通過該氣體入口提供第二氣體。上述的第一氣體為刻蝕反應(yīng)氣體，上述第二氣體為沉積反應(yīng)氣體。上述的第一氣體包含SF6、CF4,第二氣體包含C4F8、C3F6、N2。上述的第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)的切換時(shí)間的取值范圍為小于3秒。在上述的第一氣體源的輸出端和第一氣體開關(guān)的輸入端之間以及第ニ氣體源的輸出端和第二氣體開關(guān)的輸入端之間還分別連接有流量控制器。上述的氣體供應(yīng)裝置還包含
第一氣體收集裝置，其輸入端連接有第一閥門，第一閥門設(shè)置于第一氣體源的輸出端，第一氣體收集裝置的輸出端連接于第一氣體源，用于將冗余的第一氣體回收起來并送回第一氣體源；
第二氣體收集裝置，其輸入端連接有第二閥門，第二閥門連接于第二氣體源的輸出端，第二氣體收集裝置的輸出端連接于第二氣體源，用于將冗余的第二氣體回收起來并送回第ニ氣體源。上述的氣體供應(yīng)裝置還包含ー氣體旁路，用于將冗余的第一氣體或第二氣體排出
真空處理裝置。ー種真空處理裝置，其特點(diǎn)是，上述的真空處理裝置包含上述任意ー項(xiàng)實(shí)施結(jié)構(gòu)的氣體供應(yīng)裝置。一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)及切換方法，用于交替地向至少兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體，其中，上述真空處理裝置包含上述任意ー項(xiàng)實(shí)施結(jié)構(gòu)的氣體供應(yīng)裝置，其特點(diǎn)是，上述的氣體供應(yīng)及切換方法包含以下步驟
第一氣體開關(guān)控制第一氣體源與至少兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中的ー個(gè)連通，第一氣體源向其連通的該真空處理裝置或子腔室提供第一氣體；
第二氣體開關(guān)控制第二氣體源與至少兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中的另ー個(gè)連通，第二氣體源向其連通的該真空處理裝置或子腔室提供第二氣體；
控制裝置控制第一氣體開關(guān)與第二氣體開關(guān)快速切換，使第一氣體源與第二氣體源交 換各自所連接的真空處理裝置或真空處理裝置中的子腔室；
循環(huán)進(jìn)行上述流程。其中所有真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的所有子腔室中進(jìn)行的エ藝流程所需要的時(shí)間相同或近似相同。各個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室中進(jìn)行的エ藝流程所需要的時(shí)間不相同；
則將已經(jīng)先完成現(xiàn)階段エ藝流程的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源輸出功率降低，降低該些真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)的反應(yīng)速度，直至尚未完成現(xiàn)階段エ藝流程的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室完成現(xiàn)階段的エ藝操作；
當(dāng)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源降低輸出功率時(shí)，所有反應(yīng)氣體源仍持續(xù)輸送反應(yīng)氣體；
當(dāng)所有真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室中的現(xiàn)階段エ藝流程都完成后，第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)控制切換各真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連通的反應(yīng)氣體源，并使所有真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源正常輸出功率。各個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室中進(jìn)行的エ藝流程所需要的時(shí)間不相同；
則各真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室在進(jìn)行需要時(shí)間短的エ藝流程時(shí)，降低該真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)進(jìn)行該エ藝過程的整個(gè)階段的反應(yīng)速度，使所有真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)進(jìn)行エ藝流程所需的時(shí)間相同或近似相同。各個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室中進(jìn)行的エ藝流程所需要的時(shí)間不相同；
若刻蝕エ藝需要的時(shí)間比沉積エ藝長，則當(dāng)沉積エ藝先完成時(shí)，第二閥門打開，第二氣體通入第二氣體收集裝置，并通過第二氣體收集裝置返回至第二氣體源；直至當(dāng)前階段刻蝕エ藝與沉積エ藝都完成，則閉合第二閥門，第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)快速切換第一氣體源和第二氣體源所連接的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室；
若沉積エ藝需要的時(shí)間比刻蝕エ藝長，則當(dāng)刻蝕エ藝先完成時(shí)，第一閥門打開，第一氣體通入第一氣體收集裝置，并通過第一氣體收集裝置返回至第一氣體源；直至當(dāng)前階段刻蝕エ藝與沉積エ藝都完成，則閉合第一閥門，第二氣體開關(guān)和第一氣體開關(guān)快速切換第一氣體源和第二氣體源所連接的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。本發(fā)明ー種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置及其氣體供應(yīng)及切換方法和現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行氣體快速開關(guān)型エ藝時(shí)所采用的氣體共享配送技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明公開的半導(dǎo)體處理設(shè)備設(shè)有多路反應(yīng)氣體源和多個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室；每路反應(yīng)氣體源都分別與所有或部分真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室通過管路連通，管路上設(shè)有氣體開關(guān)，氣體開關(guān)分別根據(jù)エ藝要求控制其所連接的反應(yīng)氣體源與各個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室之間快速氣路切換，使得當(dāng)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室切換輸入的反應(yīng)氣體時(shí)，當(dāng)前不需要的反應(yīng)氣體可根據(jù)エ藝需求通入其他需要該反應(yīng)氣體的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室中，進(jìn)行エ藝操作，利用互補(bǔ)切換各真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室連通的反應(yīng)氣體源，實(shí)現(xiàn)完全利用全部輸送的反應(yīng)氣體，而不會(huì)將暫時(shí)不便 用的反應(yīng)氣體直接排出，節(jié)省了成本，也提高了工作效率。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中ー種氣體配送設(shè)備的工作示意 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中ー種氣體配送設(shè)備的工作示意 圖3為本發(fā)明用于真空處理裝置的氣體配送設(shè)備的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明用于真空處理裝置的氣體配送設(shè)備的實(shí)施例ニ的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明用于真空處理裝置的氣體配送設(shè)備與ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的連接示意 圖6為本發(fā)明一種用于真空處理裝置的的氣體供應(yīng)及切換方法的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，進(jìn)ー步說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。如圖3所示，為本發(fā)明所公開的用于真空處理裝置的氣體配送設(shè)備的實(shí)施例一，本實(shí)施例中該氣體配送設(shè)備設(shè)置于用于進(jìn)行硅穿孔エ藝(TSV)的半導(dǎo)體處理設(shè)備中，在TSVエ藝中需要進(jìn)行快速切換刻蝕與沉積的エ藝。該氣體配送設(shè)備包含六個(gè)氣體開關(guān)和六個(gè)反應(yīng)氣體源。該氣體配送設(shè)備的輸出端連接有兩個(gè)真空處理裝置(chamber)或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室(station)。本實(shí)施例中，本氣體配送設(shè)備輸出端連接兩個(gè)真空處理裝置(chamber),兩個(gè)真空處理裝置分別為第一真空處理裝置307和第二真空處理裝置308。六個(gè)反應(yīng)氣體源分別為第一反應(yīng)氣體源301、第二反應(yīng)氣體源302、第三反應(yīng)氣體源303、第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306。該六個(gè)反應(yīng)氣體源的輸出，可設(shè)為六個(gè)反應(yīng)氣體源分別輸出六種不同的反應(yīng)氣體，或者也可設(shè)為其中部分反應(yīng)氣體源輸出同一種反應(yīng)氣體，該六個(gè)反應(yīng)氣體源輸出至少兩種反應(yīng)氣體。本實(shí)施例中，六路反應(yīng)氣體源分別輸出六種不同的反應(yīng)氣體，該六路反應(yīng)氣體源分為兩組，分別按エ藝配比成刻蝕反應(yīng)氣體和沉積反應(yīng)氣體。其中第一反應(yīng)氣體源301、第ニ反應(yīng)氣體源302和第三反應(yīng)氣體源303為一組，第一反應(yīng)氣體源301、第二反應(yīng)氣體源302和第三反應(yīng)氣體源303分別輸出三種不同的氣體，例如SF6、CF4等，該第一反應(yīng)氣體源301、第二反應(yīng)氣體源302和第三反應(yīng)氣體源303輸出的反應(yīng)氣體的輸出量具體設(shè)定，配比混合輸出ー種用于進(jìn)行刻蝕エ藝的刻蝕反應(yīng)氣體。在進(jìn)行TSVエ藝中刻蝕反應(yīng)氣體的流量通常設(shè)為2000標(biāo)況暈升姆分(seem)。第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306為ー組，第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306分別輸出三種不同的氣體，例如C4F8、C3F6、N2等，該第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306輸出的反應(yīng)氣體的輸出量具體設(shè)定，配比混合輸出ー種用于進(jìn)行沉積エ藝的沉積反應(yīng)氣體。在進(jìn)行TSVエ藝中沉積反應(yīng)氣體流量通常設(shè)為1000標(biāo)況毫升姆分(seem)。 在進(jìn)行硅穿孔TSVエ藝中，為保證實(shí)現(xiàn)反應(yīng)氣體的快速切換，上述的六路反應(yīng)氣體源需要分別保持持續(xù)輸出反應(yīng)氣體。本實(shí)施例中，六個(gè)氣體開關(guān)分別為第一氣體開關(guān)311、第二氣體開關(guān)321、第三氣體開關(guān)331、第四氣體開關(guān)341、第五氣體開關(guān)351和第六氣體開關(guān)361。該六個(gè)氣體開關(guān)采用三通閥，每個(gè)氣體開關(guān)設(shè)有一個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，該三通閥可以采用電動(dòng)三通閥或氣動(dòng)三通閥，該氣體開關(guān)的觸發(fā)切換時(shí)間小于三秒。每個(gè)氣體開關(guān)的一個(gè)輸入端通過管路連接至一個(gè)反應(yīng)氣體源第一氣體開關(guān)311的輸入端通過氣體配送管路連接至第一反應(yīng)氣體源301 ;第二氣體開關(guān)321的輸入端通過氣體配送管路連接至第二反應(yīng)氣體源302 ;第三氣體開關(guān)331的輸入端通過氣體配送管路連接至第三反應(yīng)氣體源303 ;第四氣體開關(guān)341的輸入端通過氣體配送管路連接至第四反應(yīng)氣體源304 ;第五氣體開關(guān)351的輸入端通過氣體配送管路連接至第五反應(yīng)氣體源305 ；第六氣體開關(guān)361的輸入端通過氣體配送管路連接至第六反應(yīng)氣體源306。上述六個(gè)氣體開關(guān)的輸入端與其各自連接的反應(yīng)氣體源之間還設(shè)有質(zhì)量流量控制器(MFC)，質(zhì)量流量控制器輸入端通過管路連接反應(yīng)氣體源；輸出端連接氣體配送管路，通過氣體配送管路連接至氣體開關(guān)。每個(gè)氣體開關(guān)的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)；該兩個(gè)快速開關(guān)接收同一個(gè)控制信號，控制該兩個(gè)快速開關(guān)以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，氣體開關(guān)中互補(bǔ)的快速開關(guān)的切換時(shí)間小于兩秒。具體如下所述。第一氣體開關(guān)311的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)VAl和快速開關(guān)VBl，該快速開關(guān)VAl和快速開關(guān)VBl分別控制第一氣體開關(guān)11的輸入端與其兩個(gè)輸出端之間的連通或切斷?？焖匍_關(guān)VAl和快速開關(guān)VBl接收同一個(gè)控制信號，以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，當(dāng)快速開關(guān)VAl連通時(shí)快速開關(guān)VBl切斷，當(dāng)快速開關(guān)VBl連通時(shí)快速開關(guān)VAl切斷。第二氣體開關(guān)321的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)VA2和快速開關(guān)VB2,該快速開關(guān)VA2和快速開關(guān)VB2分別控制第二氣體開關(guān)21的輸入端與其兩個(gè)輸出端之間的連通或切斷?？焖匍_關(guān)VA2和快速開關(guān)VB2接收同一個(gè)控制信號，以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，當(dāng)快速開關(guān)VA2連通時(shí)快速開關(guān)VB2切斷，當(dāng)快速開關(guān)VB2連通時(shí)快速開關(guān)VA2切斷。第三氣體開關(guān)331的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)VA3和快速開關(guān)VB3,該快速開關(guān)VA3和快速開關(guān)VB3分別控制第三氣體開關(guān)31的輸入端與其兩個(gè)輸出端之間的連通或切斷?？焖匍_關(guān)VA3和快速開關(guān)VB3接收同一個(gè)控制信號，以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，當(dāng)快速開關(guān)VA3連通時(shí)快速開關(guān)VB3切斷，當(dāng)快速開關(guān)VB3連通時(shí)快速開關(guān)VA3則切斷。第四氣體開關(guān)341的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)VA4和快速開關(guān)VB4,該快速開關(guān)VA4和快速開關(guān)VB4分別控制第四氣體開關(guān)41的輸入端與其兩個(gè)輸出端之間的連通或切斷?？焖匍_關(guān)VA4和快速開關(guān)VB4接收同一個(gè)控制信號，以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，當(dāng)快速開關(guān)VA4連通時(shí)快速開關(guān)VB4切斷，當(dāng)快速開關(guān)VB4連通時(shí)快速開關(guān)VA4切斷。第五氣體開關(guān)351的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)VA5和快速開關(guān) VB5,該快速開關(guān)VA5和快速開關(guān)VB5分別控制第五氣體開關(guān)51的輸入端與其兩個(gè)輸出端之間的連通或切斷?？焖匍_關(guān)VA5和快速開關(guān)VB5接收同一個(gè)控制信號，以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，當(dāng)快速開關(guān)VA5連通時(shí)快速開關(guān)VB5切斷，當(dāng)快速開關(guān)VB5連通時(shí)快速開關(guān)VA5切斷。第六氣體開關(guān)361的輸入端與兩個(gè)輸出端之間分別設(shè)有快速開關(guān)VA6和快速開關(guān)VB6,該快速開關(guān)VA6和快速開關(guān)VB6分別控制第六氣體開關(guān)61的輸入端與其兩個(gè)輸出端之間的連通或切斷。快速開關(guān)VA6和快速開關(guān)VB6接收同一個(gè)控制信號，以互補(bǔ)關(guān)系連通和斷開，當(dāng)快速開關(guān)VA6連通時(shí)快速開關(guān)VB6切斷，當(dāng)快速開關(guān)VB6連通時(shí)快速開關(guān)VA6切斷。具體地，當(dāng)快速開關(guān)VAl連通時(shí)快速開關(guān)VBl切斷時(shí)，氣體送入第一真空處理裝置307 ;當(dāng)快速開關(guān)VBl連通時(shí)快速開關(guān)VAl切斷時(shí)，氣體送入第二真空處理裝置308。本實(shí)施例中，本氣體配送設(shè)備輸出端連接兩個(gè)真空處理裝置(chamber),兩個(gè)真空處理裝置分別為第一真空處理裝置307和第二真空處理裝置308。每個(gè)氣體開關(guān)的兩個(gè)輸出端分別通過氣體配送管路連接至兩個(gè)真空處理裝置。上述六個(gè)氣體開關(guān)分別根據(jù)エ藝要求控制其所在氣體配送管路所連接的反應(yīng)氣體源在兩個(gè)真空處理裝置之間快速氣路切換。本實(shí)施例一中，該氣體配送設(shè)備的氣體供應(yīng)及切換方法具體包含以下步驟
根據(jù)TSVエ藝的要求分別確定各個(gè)真空處理裝置所需要的反應(yīng)氣體。例如，若在當(dāng)前
階段的エ藝流程中，第一真空處理裝置307中需要進(jìn)行刻蝕エ藝，第二真空處理裝置308中需要進(jìn)行沉積エ藝，則在該階段的エ藝流程下，第一真空處理裝置307需要通入流量為2000標(biāo)況毫升毎分(sccm)的按エ藝要求配比的SF6、CF4等的刻蝕反應(yīng)氣體。第二真空處理裝置308中則需要通入流量為1000標(biāo)況毫升每分(sccm)的按エ藝要求配比的C4F8、C3F6、N2等的沉積反應(yīng)氣體。各個(gè)反應(yīng)氣體源對應(yīng)的氣體開關(guān)分別控制各反應(yīng)氣體源與當(dāng)前需要該種反應(yīng)氣體的真空處理裝置之間氣路連通，同時(shí)各氣體開關(guān)切斷相應(yīng)反應(yīng)氣體源與其他不需要該種反應(yīng)氣體的真空處理裝置之間的氣路，并將其不需要的另ー種反應(yīng)氣體送入另一真空處理腔室，使得，在本實(shí)施例中，兩個(gè)腔室交替地進(jìn)行沉積/刻蝕制程。控制信號分別發(fā)送至第一氣體開關(guān)311、第二氣體開關(guān)321、第三氣體開關(guān)331、第四氣體開關(guān)341、第五氣體開關(guān)351和第六氣體開關(guān)361。控制信號觸發(fā)第一氣體開關(guān)311中快速開關(guān)VAl打開、快速開關(guān)VBl關(guān)閉，使第一反應(yīng)氣體源301中用于刻蝕的反應(yīng)氣體通入第一真空處理裝置307。控制信號觸發(fā)第二氣體開關(guān)321中快速開關(guān)VA2打開、快速開關(guān)VB2關(guān)閉，使第二反應(yīng)氣體源302中用于刻蝕的反應(yīng)氣體也通入第一真空處理裝置307?？刂菩盘栍|發(fā)第三氣體開關(guān)331中快速開關(guān)VA3打開、快速開關(guān)VB3關(guān)閉，使第三反應(yīng)氣體源303中用于刻蝕的反應(yīng)氣體也通入第一真空處理裝置307。上述的第一氣體開關(guān)311、第二氣體開關(guān)321和第三氣體開關(guān)331分別控制第一反應(yīng)氣體源301、第二反應(yīng)氣體源302和第三反應(yīng)氣體源303輸出的刻蝕反應(yīng)氣體按一定配比通入第一真空處理裝置307，第一真空處理裝置307中則進(jìn)行半導(dǎo)體的刻蝕エ藝。同時(shí)，控制信號觸發(fā)第四氣體開關(guān)341中快速開關(guān)VA4關(guān)閉、快速開關(guān)VB4打開，使第四反應(yīng)氣體源304中用于沉積的反應(yīng)氣體通入第二真空處理裝置308?？刂菩盘栍|發(fā) 第五氣體開關(guān)351中快速開關(guān)VA5關(guān)閉、快速開關(guān)VB5打開，使第五反應(yīng)氣體源305中用于沉積的反應(yīng)氣體通入第二真空處理裝置308。控制信號觸發(fā)第六氣體開關(guān)361中快速開關(guān)VA6關(guān)閉、快速開關(guān)VB6打開，使第六反應(yīng)氣體源306中用于沉積的反應(yīng)氣體通入第二真空處理裝置308。上述的第四氣體開關(guān)341、第五氣體開關(guān)351和第六氣體開關(guān)361中分別控制第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306輸出的沉積反應(yīng)氣體按一定配比通入第二真空處理裝置308，第二真空處理裝置308中則進(jìn)行半導(dǎo)體的沉積エ藝。當(dāng)上述第一真空處理裝置307中的刻蝕エ藝與第二真空處理裝置308中的沉積エ藝進(jìn)行了小于三秒的エ藝時(shí)間后，第一真空處理裝置307與第二真空處理裝置308即分別進(jìn)入下一エ藝階段，第一真空處理裝置307中轉(zhuǎn)為進(jìn)行沉積エ藝，需通入用于沉積的反應(yīng)氣體；而第二真空處理裝置308中轉(zhuǎn)為進(jìn)行刻蝕エ藝，需要通入用于刻蝕的反應(yīng)氣體。各個(gè)氣體開關(guān)則分別根據(jù)上述エ藝要求，快速切換其對應(yīng)反應(yīng)氣體源與各真空處理裝置之間的氣路。各個(gè)氣體開關(guān)切斷對應(yīng)的反應(yīng)氣體源與其當(dāng)前連通的真空處理裝置之間的氣路，并連通反應(yīng)氣體源與下一エ藝階段中需要該種反應(yīng)氣體的真空處理裝置之間的氣路。控制信號觸發(fā)第一氣體開關(guān)311中快速開關(guān)VBl打開、快速開關(guān)VAl關(guān)閉，使第一反應(yīng)氣體源301中用于刻蝕的反應(yīng)氣體通入第二真空處理裝置308?？刂菩盘栍|發(fā)第二氣體開關(guān)321中快速開關(guān)VB2打開、快速開關(guān)VA2關(guān)閉，使第二反應(yīng)氣體源302中用于刻蝕的反應(yīng)氣體也通入第二真空處理裝置308?？刂菩盘栍|發(fā)第三氣體開關(guān)331中快速開關(guān)VB3打開、快速開關(guān)VA3關(guān)閉，使第三反應(yīng)氣體源303中用于刻蝕的反應(yīng)氣體也通入第二真空處理裝置308。即上述的第一氣體開關(guān)311、第二氣體開關(guān)321和第三氣體開關(guān)331分別控制第一反應(yīng)氣體源301、第二反應(yīng)氣體源302和第三反應(yīng)氣體源303輸出的刻蝕反應(yīng)氣體通入第二真空處理裝置308，第二真空處理裝置308中則進(jìn)行半導(dǎo)體的刻蝕エ藝。同時(shí)，控制信號觸發(fā)第四氣體開關(guān)341中快速開關(guān)VB4關(guān)閉、快速開關(guān)VA4打開，使第四反應(yīng)氣體源304中用于沉積的反應(yīng)氣體通入第一真空處理裝置307?？刂菩盘栍|發(fā)第五氣體開關(guān)351中快速開關(guān)VB5關(guān)閉、快速開關(guān)VA5打開，使第五反應(yīng)氣體源305中用于沉積的反應(yīng)氣體通入第一真空處理裝置307?？刂菩盘栍|發(fā)第六氣體開關(guān)361中快速開關(guān)VB6關(guān)閉、快速開關(guān)VA6打開，使第六反應(yīng)氣體源306中用于沉積的反應(yīng)氣體通入第一真空處理裝置307。上述的第四氣體開關(guān)341、第五氣體開關(guān)351和第六氣體開關(guān)361中分別控制第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306輸出的沉積反應(yīng)氣體通入第一真空處理裝置7，第一真空處理裝置7中則進(jìn)行半導(dǎo)體的沉積エ藝。當(dāng)上述第一真空處理裝置307中的沉積エ藝以及第ニ真空處理裝置308中的刻蝕エ藝進(jìn)行了小于三秒的エ藝時(shí)間后，則再次控制第一氣體開關(guān)311、第二氣體開關(guān)321、第三氣體開關(guān)331、第四氣體開關(guān)341、第五氣體開關(guān)351和第六氣體開關(guān)361進(jìn)行切換，使第四反應(yīng)氣體源304、第五反應(yīng)氣體源305和第六反應(yīng)氣體源306輸出的沉積反應(yīng)氣體通入第ニ真空處理裝置308，而第一反應(yīng)氣體源301、第二反應(yīng)氣體源302和第三反應(yīng)氣體源303輸出的刻蝕反應(yīng)氣體通入第一真空處理裝置307。第二真空處理裝置308與第一真空處理裝置307也即相應(yīng)分別進(jìn)行沉積或刻蝕エ藝。循環(huán)進(jìn)行以上流程，即實(shí)現(xiàn)本氣體配送設(shè)備控制各真空處理裝置按エ藝需求快速切換通入的反應(yīng)氣體，以完成半導(dǎo)體的TSVエ藝。
其中，在利用本發(fā)明所公開的氣體配送設(shè)備進(jìn)行氣體共享配送時(shí)，為使各真空處理裝置中的半導(dǎo)體處理工藝正常進(jìn)行，其所有真空處理裝置中進(jìn)行的エ藝流程所需要的時(shí)間需為相同或近似相同。本實(shí)施例中，即TSVエ藝中快速切換進(jìn)行刻蝕エ藝和沉積エ藝所需要的時(shí)間需為相同或近似相同。若TSVエ藝中，真空處理裝置中進(jìn)行的刻蝕エ藝和沉積エ藝流程所需要的時(shí)間不相同，使得某ー個(gè)真空處理裝置中的エ藝流程已經(jīng)完成吋，另ー個(gè)真空處理裝置中的エ藝流程還沒有結(jié)束，導(dǎo)致無法正常進(jìn)行反應(yīng)氣體的切換。而又由于反應(yīng)氣體源持續(xù)輸出反應(yīng)氣體，則會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)完成現(xiàn)階段エ藝流程的真空處理裝置中，其エ藝過度進(jìn)行。為解決上述問題即可采用以下方法
當(dāng)由于ー個(gè)真空處理裝置中的エ藝所需時(shí)間較短，已經(jīng)先完成現(xiàn)階段エ藝流程，則在該真空處理裝置中エ藝完成后或即將完成吋，將已經(jīng)先完成現(xiàn)階段エ藝流程的真空處理裝置所連接的射頻電源的輸出功率降低，降低該真空處理裝置內(nèi)的反應(yīng)速度。直至其余尚未完成現(xiàn)階段エ藝流程的真空處理裝置完成現(xiàn)階段的エ藝操作。當(dāng)所有真空處理裝置中的現(xiàn)階段エ藝流程都完成后，各個(gè)氣體開關(guān)再控制切換各真空處理裝置所連通的反應(yīng)氣體源，并使所有真空處理裝置所連接的射頻電源恢復(fù)正常輸出功率，以進(jìn)行下一階段的エ藝流程?；蛘咭部梢圆捎靡韵路椒?br> 當(dāng)本半導(dǎo)體處理設(shè)備的各個(gè)真空處理裝置中，分別進(jìn)行エ藝流程所需時(shí)間有差別時(shí)，則將其中時(shí)間較短的エ藝的整體反應(yīng)速度相應(yīng)減慢，使各個(gè)真空處理裝置中進(jìn)行的エ藝所需的時(shí)間相同或近似相同。減慢エ藝的反應(yīng)速度，可采用改變真空處理裝置內(nèi)的溫度、改變射頻電源輸入真空處理裝置的功率等方法。
如圖4所示，公開了ー種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置的實(shí)施例ニ。該氣體供應(yīng)裝置用于交替地向兩個(gè)真空處理裝置供應(yīng)兩種反應(yīng)氣體，該反應(yīng)氣體分別為蝕刻反應(yīng)氣體和沉積反應(yīng)氣體。氣體供應(yīng)裝置在本實(shí)施例中，用于交替地向兩個(gè)真空處理裝置供應(yīng)兩種反應(yīng)氣體，該反應(yīng)氣體分別為蝕刻反應(yīng)氣體和沉積反應(yīng)氣體。需要說明的是，本發(fā)明不限于此，本發(fā)明提供的氣體供應(yīng)裝置也適用于向ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室供應(yīng)反應(yīng)氣體。此外，該氣體供應(yīng)裝置至少向至少兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明還適用于向多個(gè)多個(gè)真空處理裝置或者子腔室交替地供應(yīng)多種反應(yīng)氣體。在如圖5所示的實(shí)施例中，氣體供應(yīng)裝置510用于交替地向ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室，即第一子腔室520和第二子腔室530，供應(yīng)蝕刻反應(yīng)氣體和沉積反應(yīng)氣體。氣體供應(yīng)裝置包含第一氣體源410、第二氣體源420、第一氣體開關(guān)414、第二氣體開關(guān)424、控制裝置430、第一流量控制器411、第二流量控制器421、第一閥門412、第二閥門 422、第一氣體收集裝置413、第二氣體收集裝置423。第一氣體源410和第二氣體源420分別輸出第一氣體和第二氣體，其中第一氣體為蝕刻反應(yīng)氣體，第二氣體為沉積反應(yīng)氣體。蝕刻反應(yīng)氣體包含按エ藝要求配比的SF6XF4等，沉積反應(yīng)氣體包含按エ藝要求配比的C4F8、C3F6、N2等。為實(shí)現(xiàn)輸入真空處理裝置的反應(yīng)氣體的快速切換，第一氣體源410和第二氣體源420分別持續(xù)輸出反應(yīng)氣體。第一氣體開關(guān)414的輸入端連接于第一氣體源410，其輸出端分別可切換地連接于第一真空處理裝置440和第二真空處理裝置450的氣體入口。第二氣體開關(guān)424的輸入端連接于第二氣體源420，其輸出端分別可切換地連接于第一真空處理裝置440和第二真空處理裝置450的氣體入口。控制裝置430用于控制第一氣體開關(guān)414和第二氣體開關(guān)424的切換，以使得當(dāng)?shù)谝粴怏w源410連接于第一真空處理裝置440和第二真空處理裝置450中之一的氣體入ロ并通過該氣體入口提供蝕刻反應(yīng)氣體時(shí)，第二氣體源420連接于第一真空處理裝置440和第二真空處理裝置450中另ー個(gè)的氣體入口并通過該氣體入口提供沉積反應(yīng)氣體。該第一氣體開關(guān)414和第二氣體開關(guān)424的切換時(shí)間的取值范圍為小于3秒。第一流量控制器411設(shè)置于第一氣體源410的輸出端和第一氣體開關(guān)414的輸入端之間。第二流量控制器421設(shè)置于第二氣體源420的輸出端和第二氣體開關(guān)424的輸入端之間。該流量控制器(MFC)用于控制第一氣體源410和第二氣體源420輸出的氣體流量。由于不同的真空處理裝置或同一真空處理裝置的不同子腔室的制程速度并不是完全一致的，先完成制程的真空處理裝置或子腔室需要等待后完成制程的真空處理裝置或子腔室完成之后，才ー并進(jìn)行氣體切換。然而，氣體是持續(xù)供應(yīng)的，因此本發(fā)明設(shè)置了氣體收集裝置，將先完成制程的真空處理裝置或子腔室的制程氣體收集起來以循環(huán)使用。在第一流量控制器411與第一氣體開關(guān)414之間的管路上設(shè)有旁路，該旁路連接至第一氣體收集裝置413的輸入端，第一氣體收集裝置413的輸出端連接至第一氣體源410。第一閥門412設(shè)置在該第一氣體收集裝置413的輸入端前，第一閥門412控制端連接控制裝置430，由控制裝置430控制第一閥門412的打開和閉合。假設(shè)第一真空處理裝置440首先完成刻蝕制程，而第二真空處理裝置450尚在進(jìn)行沉積制程，第一真空處理裝置440需等待第二真空處理裝置450完成制程，然而第一氣體源410持續(xù)輸出蝕刻反應(yīng)氣體，當(dāng)輸出至真空處理裝置的蝕刻反應(yīng)氣體超出真空處理裝置進(jìn)行刻蝕エ藝所需要的氣體量時(shí)，可打開第一閥門412，將冗余的蝕刻反應(yīng)氣體引入第一氣體收集裝置413中，并通過第一氣體收集裝置413送回至第一氣體源410。同理，在第二流量控制器421與第二氣體開關(guān)424之間的管路上設(shè)有旁路，該旁路連接至第二氣體收集裝置423的輸入端，第一氣體收集裝置423的輸出端連接至第二氣體源420。第二閥門422設(shè)置在該第二氣體收集裝置423的輸入端前，第二閥門422控制端連接控制裝置430，由控制裝置430控制第二閥門422的打開和閉合。假設(shè)第二真空處理裝置450首先完成沉積制程，而第一真空處理裝置450尚在進(jìn)行刻蝕制程，第二真空處理裝置450需等待第一真空處理裝置440完成制程，然而由于第二氣體源420持續(xù)輸出沉積反應(yīng)氣體，當(dāng)輸出至真空處理裝置的沉積反應(yīng)氣體超出真空處理裝置進(jìn)行沉積エ藝所需要的氣體量吋，可打開第二閥門422，將冗余的沉積反應(yīng)氣體引入第二氣體收集裝置423中，并通過第二氣體收集裝置423送回至第二氣體源420。本發(fā)明ー種氣體供應(yīng)裝置的另ー個(gè)實(shí)施例中，該氣體供應(yīng)裝置還包含一氣體旁 路，該氣體旁路分別通過管路連接至第一真空處理裝置440和第二真空處理裝置450的輸出端，用于將冗余的第一氣體或第二氣體排出第一真空處理裝置440或第二真空處理裝置450。
本實(shí)施例ニ中還公開一種用于真空處理裝置的的氣體供應(yīng)及切換方法，用于交替地向兩個(gè)真空處理裝置440、450或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室520、530供應(yīng)兩種反應(yīng)氣體，即第一氣體源410輸出的刻蝕反應(yīng)氣體、第二氣體源420輸出的沉積反應(yīng)氣體。其中，該真空處理裝置包含上述實(shí)施例ニ中所公開的氣體供應(yīng)裝置。該氣體供應(yīng)及切換方法包含
每個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室中所進(jìn)行的エ藝在刻蝕エ藝與沉積エ藝之間快速切換；其中，進(jìn)行刻蝕エ藝時(shí)真空處理裝置或真空處理裝置中的子腔室內(nèi)需通入刻蝕反應(yīng)氣體，進(jìn)行沉積エ藝時(shí)真空處理裝置或真空處理裝置中的子腔室內(nèi)需通入沉積反應(yīng)氣體。當(dāng)ー個(gè)真空處理裝置、或者ー個(gè)真空處理裝置中的一個(gè)子腔室在進(jìn)行刻蝕エ藝吋，另ー個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的另ー個(gè)子腔室則進(jìn)行沉淀エ藝，反之亦然。當(dāng)?shù)谝徽婵仗幚硌b置440或第二真空處理裝置450，或者ー個(gè)真空處理裝置中的第一子腔室520或第二子腔室530需要進(jìn)行刻蝕エ藝吋，則控制裝置430控制第一氣體開關(guān)414使第一氣體源410與該真空處理裝置或ー個(gè)真空處理裝置中子腔室的氣體入口之間的連通。同時(shí)第二氣體開關(guān)424控制第二氣體源420與該真空處理裝置或ー個(gè)真空處理裝置中子腔室的氣體入ロ之間不導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝徽婵仗幚硌b置440或第二真空處理裝置450，或者ー個(gè)真空處理裝置中的第一子腔室520或第二子腔室530需要進(jìn)行沉積エ藝吋，則控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424使第二氣體源420與該真空處理裝置或ー個(gè)真空處理裝置中子腔室的氣體入口之間的連通.同時(shí)第一氣體開關(guān)414控制第一氣體源410與該真空處理裝置或ー個(gè)真空處理裝置中子腔室的氣體入ロ之間不導(dǎo)通。
如圖6所示，當(dāng)所有真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的所有子腔室中進(jìn)行的刻蝕エ藝流程和沉積エ藝流程所需要的時(shí)間相同或近似相同，上述的氣體供應(yīng)及切換方法具體包含以下步驟
以第一氣體源410輸出的刻蝕反應(yīng)氣體先通入第一真空處理裝置440為例。在O時(shí)刻吋，控制裝置430控制第一氣體開關(guān)414使第一氣體源410與第一真空處理裝置440之間連通，且第一氣體源410與第二真空處理裝置450之間斷開。同時(shí)，控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424使第二氣體源420與第二真空處理裝置450之間連通，并且使第二氣體源420與第一真空處理裝置440之間斷開。實(shí)現(xiàn)第一氣體源410輸出刻蝕反應(yīng)氣體至第一真空處理裝置440進(jìn)行刻蝕エ藝。同時(shí)，第二氣體源420輸出沉積反應(yīng)氣體至第二真空處理裝置450進(jìn)行沉積エ藝。
根據(jù)TSV或博世法等處理氣體快速開關(guān)型エ藝流程的エ藝要求，當(dāng)?shù)谝徽婵仗幚硌b置440和第二真空處理裝置450中的エ藝進(jìn)行三秒以下的エ藝時(shí)間tl后。控制裝置430控制第一氣體開關(guān)414和第二氣體開關(guān)424進(jìn)行氣體供應(yīng)切換。在tl時(shí)刻，控制裝置430控制第一氣體開關(guān)414切換使第一氣體源410連通至第二真空處理裝置450，而第一氣體源410與第一真空處理裝置440斷開。同時(shí)，控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424切換使第二氣體源420連通至第一真空處理裝置440，而第二氣體源420與第二真空處理裝置450斷開。實(shí)現(xiàn)第二氣體源420輸出沉積反應(yīng)氣體至第一真空處理裝置440進(jìn)行沉積エ藝。同時(shí)，第一氣體源410輸出刻蝕反應(yīng)氣體至第二真空處理裝置450進(jìn)行刻蝕エ藝。根據(jù)TSV或博世法等處理氣體快速開關(guān)型エ藝流程的エ藝要求，當(dāng)?shù)谝徽婵仗幚硌b置440和第二真空處理裝置450中的エ藝進(jìn)行三秒以下的エ藝時(shí)間t2-tl后?？刂蒲b置430控制第一氣體開關(guān)414和第二氣體開關(guān)424進(jìn)行氣體供應(yīng)切換。在t2時(shí)刻，控制裝置430再控制第一氣體開關(guān)414切換，使第一氣體源410連通至第一真空處理裝置440，而第一氣體源410與第二真空處理裝置450之間斷開。同時(shí)，控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424切換，使第二氣體源420連通至第二真空處理裝置450，而第二氣體源420與第一真空處理裝置440之間斷開。實(shí)現(xiàn)第一氣體源410輸出刻蝕反應(yīng)氣體至第一真空處理裝置440進(jìn)行刻蝕エ藝。同時(shí)，第二氣體源420輸出沉積反應(yīng)氣體至第二真空處理裝置450進(jìn)行沉積エ藝。循環(huán)進(jìn)行上述流程，該氣體供應(yīng)及切換即實(shí)現(xiàn)兩個(gè)真空處理裝置之間或ー個(gè)真空處理裝置中兩個(gè)子腔室之間互補(bǔ)地進(jìn)行氣體供應(yīng)及切換。
若實(shí)施例ニ中的兩個(gè)真空處理裝置，或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中進(jìn)行的刻蝕與沉積エ藝流程所需要的時(shí)間不相同，可采用以下四種方法
一、若刻蝕エ藝所需時(shí)間大于沉積エ藝所需時(shí)間。當(dāng)進(jìn)行沉積エ藝的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室中已經(jīng)先完成現(xiàn)階段エ藝流程，則將該完成沉積エ藝的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源輸出功率降低，降低該些真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)的反應(yīng)速度，直至尚未完成現(xiàn)階段刻蝕エ藝流程的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室完成現(xiàn)階段的エ藝操作。
當(dāng)進(jìn)行刻蝕エ藝的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室中的現(xiàn)階段エ藝流程都完成后，則將所有真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源正常輸出功率?？刂蒲b置430控制第一氣體開關(guān)414和第二氣體開關(guān)424切換兩個(gè)真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室所連通的反應(yīng)氣體源。若沉積エ藝所需時(shí)間大于刻蝕エ藝所需時(shí)間，也同理按照上述流程操作。
ニ、若刻蝕エ藝所需時(shí)間大于沉積エ藝所需時(shí)間。則在真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室在進(jìn)行沉積エ藝流程時(shí)，降低該真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)進(jìn)行該エ藝過程的整個(gè)階段的反應(yīng)速度，以減慢沉積エ藝進(jìn)行的時(shí)間，使真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)進(jìn)行沉積エ藝流程和刻蝕エ藝所需的時(shí)間相同或近似相同。若沉積エ藝所需時(shí)間大于刻蝕エ藝所需時(shí)間，也同理按照上述流程操作。
三、若刻蝕エ藝需要的時(shí)間比沉積エ藝長，則當(dāng)沉積エ藝先完成吋，打開第二閥門422，沉積反應(yīng)氣體通入第二氣體收集裝置423，并通過第二氣體收集裝置423返回至第二氣體源420。直至當(dāng)前階段刻蝕エ藝與沉積エ藝都完成，則閉合第二閥門422，控制裝置430控制第一氣體開關(guān)414和第二氣體開關(guān)424快速互補(bǔ)切換第一氣體源410和第二氣體源420所連接的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。若沉積エ藝需要的時(shí)間比刻蝕エ藝長，則當(dāng)刻蝕エ藝先完成時(shí)，第一閥門412打開，刻蝕反應(yīng)氣體通入第一氣體收集裝置413，并通過第一氣體收集裝置413返回至第一氣體源410。直至當(dāng)前階段刻蝕エ藝與沉積エ藝都完成，則閉合第一閥門412，控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424和第一氣體開關(guān)414快速切換第一氣體源410和第二氣體源420所連接的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。
四、若刻蝕エ藝需要的時(shí)間比沉積エ藝長，則當(dāng)沉積エ藝先完成時(shí)，將進(jìn)行沉積エ藝的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)的沉積反應(yīng)氣體通過連接的氣體旁路將冗余的沉積反應(yīng)氣體排出真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。直至當(dāng)前階段刻蝕エ藝與沉積エ藝都完成，則停止氣體排出，并由控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424和第一氣體開關(guān)414快速切換第一氣體源410和第二氣體源420所連接的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。若沉積エ藝需要的時(shí)間比刻蝕エ藝長，則當(dāng)刻蝕エ藝先完成時(shí)，將進(jìn)行刻蝕エ藝的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)的刻蝕反應(yīng)氣體通過連接的氣體旁路將冗余的刻蝕反應(yīng)氣體排出真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。直至當(dāng)前階段刻蝕エ藝與沉積エ藝都完成，則停止氣體排出，并由控制裝置430控制第二氣體開關(guān)424和第一氣體開關(guān)414快速切換第一氣體源410和第二氣體源420所連接的真空處理裝置或者ー個(gè)真空處理裝置中的子腔室。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，用于交替地向至少兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體，其特征在于，所述氣體供應(yīng)裝置包含 第一氣體源和第二氣體源，其分別提供第一氣體和第二氣體； 第一氣體開關(guān)，其輸入端連接于所述第一氣體源，其輸出端分別可切換地連接于兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的氣體入口； 第二氣體開關(guān)，其輸入端連接于所述第二氣體源，其輸出端分別可切換地連接于兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的氣體入口； 控制裝置，其用于控制所述第一氣體開關(guān)和所述第二氣體開關(guān)的切換，以使得當(dāng)所述第一氣體連接于兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的其中之一的氣體入口并通過該氣體入口提供第一氣體時(shí)，第二氣體連接于兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中另一個(gè)的氣體入口并通過該氣體入口提供第二氣體。
2.如權(quán)利要求I所述的用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，所述的第一氣體為刻蝕反應(yīng)氣體，所述第二氣體為沉積反應(yīng)氣體。
3.如權(quán)利要求2所述的用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，所述的第一氣體包含SF6、CF4,第二氣體包含C4F8、C3F6、N2。
4.如權(quán)利要求I所述的用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，所述的第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)的切換時(shí)間的取值范圍為小于3秒。
5.如權(quán)利要求I所述的用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，在所述的第一氣體源的輸出端和所述第一氣體開關(guān)的輸入端之間以及所述第二氣體源的輸出端和所述第二氣體開關(guān)的輸入端之間還分別連接有流量控制器。
6.如權(quán)利要求I所述的用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，所述的氣體供應(yīng)裝置還包含 第一氣體收集裝置，其輸入端連接有第一閥門，所述第一閥門設(shè)置于所述第一氣體源的輸出端，所述第一氣體收集裝置的輸出端連接于所述第一氣體源，用于將冗余的第一氣體回收起來并送回所述第一氣體源； 第二氣體收集裝置，其輸入端連接有第二閥門，所述第二閥門連接于所述第二氣體源的輸出端，所述第二氣體收集裝置的輸出端連接于所述第二氣體源，用于將冗余的第二氣體回收起來并送回所述第二氣體源。
7.如權(quán)利要求I所述的用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，所述的氣體供應(yīng)裝置還包含一氣體旁路，用于將冗余的第一氣體或第二氣體排出真空處理裝置。
8.一種真空處理裝置，其特征在于，所述的真空處理裝置包含如權(quán)利要求I至權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的氣體供應(yīng)裝置。
9.一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)及切換方法，用于交替地向至少兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體，其中，所述真空處理裝置包含權(quán)利要求I至權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的氣體供應(yīng)裝置，其特征在于，所述的氣體供應(yīng)及切換方法包含以下步驟 第一氣體開關(guān)控制第一氣體源與至少兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中的一個(gè)連通，第一氣體源向其連通的該真空處理裝置或子腔室提供第一氣體； 第二氣體開關(guān)控制第二氣體源與至少兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室中的另一個(gè)連通，第二氣體源向其連通的該真空處理裝置或子腔室提供第二氣體； 控制裝置控制第一氣體開關(guān)與第二氣體開關(guān)快速切換，使第一氣體源與第二氣體源交換各自所連接的真空處理裝置或真空處理裝置中的子腔室； 循環(huán)進(jìn)行上述流程。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備的氣體共享配送方法，其特征在于，其中所有真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的所有子腔室中進(jìn)行的工藝流程所需要的時(shí)間相同或近似相同。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備的氣體共享配送方法，其特征在于，各個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室中進(jìn)行的工藝流程所需要的時(shí)間不相同； 則將已經(jīng)先完成現(xiàn)階段工藝流程的真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源輸出功率降低，降低該些真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)的反應(yīng)速度，直至尚未完成現(xiàn)階段工藝流程的真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室完成現(xiàn)階段的工藝操作； 當(dāng)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源降低輸出功率時(shí)，所有反應(yīng)氣體源仍持續(xù)輸送反應(yīng)氣體； 當(dāng)所有真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室中的現(xiàn)階段工藝流程都完成后，第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)控制切換各真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連通的反應(yīng)氣體源，并使所有真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室所連接的射頻電源正常輸出功率。
12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備的氣體共享配送方法，其特征在于，各個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室中進(jìn)行的工藝流程所需要的時(shí)間不相同； 則各真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室在進(jìn)行需要時(shí)間短的工藝流程時(shí)，降低該真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)進(jìn)行該工藝過程的整個(gè)階段的反應(yīng)速度，使所有真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室內(nèi)進(jìn)行工藝流程所需的時(shí)間相同或近似相同。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備的氣體共享配送方法，其特征在于，各個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的各個(gè)子腔室中進(jìn)行的工藝流程所需要的時(shí)間不相同； 若刻蝕工藝需要的時(shí)間比沉積工藝長，則當(dāng)沉積工藝先完成時(shí)，第二閥門打開，第二氣體通入第二氣體收集裝置，并通過第二氣體收集裝置返回至第二氣體源；直至當(dāng)前階段刻蝕工藝與沉積工藝都完成，則閉合第二閥門，第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)快速切換第一氣體源和第二氣體源所連接的真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室； 若沉積工藝需要的時(shí)間比刻蝕工藝長，則當(dāng)刻蝕工藝先完成時(shí)，第一閥門打開，第一氣體通入第一氣體收集裝置，并通過第一氣體收集裝置返回至第一氣體源；直至當(dāng)前階段刻蝕 工藝與沉積工藝都完成，則閉合第一閥門，第二氣體開關(guān)和第一氣體開關(guān)快速切換第一氣體源和第二氣體源所連接的真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的子腔室。
全文摘要
一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置及其氣體供應(yīng)及切換方法。本發(fā)明公開一種用于真空處理裝置的氣體供應(yīng)裝置，其包含第一氣體源和第二氣體源；第一氣體開關(guān)，其輸入端連接于第一氣體源，其輸出端分別可切換地連接于兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的氣體入口；第二氣體開關(guān)，其輸入端連接于第二氣體源，其輸出端分別可切換地連接于兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室的氣體入口；控制裝置，其用于控制第一氣體開關(guān)和第二氣體開關(guān)的切換，使第一氣體源與第二氣體源在兩個(gè)真空處理裝置或者一個(gè)真空處理裝置中的兩個(gè)子腔室之間互補(bǔ)切換。本發(fā)明將反應(yīng)氣體在至少兩個(gè)真空處理裝置之間互補(bǔ)切換，實(shí)現(xiàn)完全利用反應(yīng)氣體，節(jié)省了成本，也提高了工作效率。
文檔編號H01J37/32GK102832096SQ20121035100
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者許頌臨, 倪圖強(qiáng), 魏強(qiáng) 申請人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司