氣體輸送裝置及等離子體處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工設(shè)備，特別涉及一種氣體輸送裝置和等離子體處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在等離子體工藝中，通常是將反應(yīng)氣體由等離子體處理裝置的反應(yīng)腔內(nèi)上部設(shè)置的氣體噴淋頭導(dǎo)入反應(yīng)腔室內(nèi)，反應(yīng)氣體經(jīng)過射頻激發(fā)形成等離子體，然后通過反應(yīng)腔室內(nèi)下部的靜電夾盤的偏置電壓使等離子體轟擊位于夾盤上的晶片，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)晶片的刻蝕、沉積等等離子體工藝。
[0003]然而，由于氣體輸送、電場(chǎng)作用或抽氣不均勻等多種原因，容易使產(chǎn)生的等離子體在半導(dǎo)體晶片表面上的不同區(qū)域具有不同的分布密度，從而在晶片表面的不同區(qū)域產(chǎn)生不同的處理速度，對(duì)于沿晶片徑向分布的不同區(qū)域，如中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，這種不均勻處理尤其明顯，進(jìn)而導(dǎo)致晶片上不同區(qū)域形成的半導(dǎo)體器件的性能不同，對(duì)半導(dǎo)體器件制造的工藝控制及產(chǎn)品良率都有很大影響。
[0004]為了解決該問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種氣體分流器，其可將反應(yīng)氣體分流為不同流量的多路，從而將不同流量的多路反應(yīng)氣體輸送至氣體噴淋頭的不同區(qū)域，使得反應(yīng)腔室內(nèi)不同區(qū)域能夠獲得不同密度的的等離子體，以改善對(duì)整個(gè)晶片表面處理的均勻性。然而，這種氣體分流器所分流的每一路反應(yīng)氣體的流量范圍是相同的，如10%到90%，如果對(duì)于某一區(qū)域希望得到特別小的流量比例，如0.5%，則現(xiàn)有的氣體分流器無法實(shí)現(xiàn)。
[0005]因此，需要提供一種氣體輸送裝置以改善上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種氣體輸送裝置，能夠向等離子體處理裝置的反應(yīng)腔室內(nèi)的不同區(qū)域輸送不同流量，特別是小流量的反應(yīng)氣體，提高氣體流量的控制精度。
[0007]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種氣體輸送裝置，應(yīng)用于等離子體處理裝置，所述等離子體處理裝置包括反應(yīng)腔體，所述氣體輸送裝置包括氣體分流器以及至少一個(gè)氣體調(diào)節(jié)器。所述氣體分流器用于將反應(yīng)氣體分流為流量可控的多路以輸出至位于所述反應(yīng)腔體內(nèi)的氣體導(dǎo)流件的不同氣體分布區(qū)域；所述氣體調(diào)節(jié)器連接于所述氣體分流器及所述氣體導(dǎo)流件之間，用于接收經(jīng)所述氣體分流器輸出的其中一路反應(yīng)氣體并將其分流為多條支路以輸出至所述氣體導(dǎo)流件上對(duì)應(yīng)于該路反應(yīng)氣體的氣體分布區(qū)域內(nèi)的不同子區(qū)域。所述氣體調(diào)節(jié)器包括與該對(duì)應(yīng)的氣體分布區(qū)域的不同子區(qū)域相連通的多條氣體傳輸管線，其中至少一條氣體傳輸管線包括并聯(lián)的至少三條分支管線及流量切換組件，該流量切換組件用于控制每一所述分支管線的傳輸流量及導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)以調(diào)節(jié)該條氣體傳輸管線所輸送的氣體流量。
[0008]優(yōu)選的，所述流量切換組件包括設(shè)置于所述至少三條分支管線上的多個(gè)限流元件和至少兩個(gè)開關(guān)元件。
[0009]優(yōu)選的，所述多條氣體傳輸管線包括第一氣體傳輸管線和第二氣體傳輸管線，所述第二氣體傳輸管線包括并聯(lián)的第一、第二和第三分支管線及所述流量切換組件，所述流量切換組件包括設(shè)置于所述第一分支管線上的第一限流元件、設(shè)置于所述第二分支管線上的串聯(lián)的第二限流元件和第一開關(guān)元件、以及設(shè)置于所述第三分支管線上的串聯(lián)的第三限流元件和第二開關(guān)元件。
[0010]優(yōu)選的，所述第一氣體傳輸管線上設(shè)置第四限流元件。
[0011]優(yōu)選的，所述流量切換組件還包括設(shè)置于所述第一分支管線上的與所述第一限流元件串聯(lián)的第三開關(guān)元件。
[0012]優(yōu)選的，所述氣體分流器將反應(yīng)氣體分流為第一流量和第二流量的兩路反應(yīng)氣體以輸出至所述氣體導(dǎo)流件的第一氣體分布區(qū)域和第二氣體分布區(qū)域，所述氣體調(diào)節(jié)器將所述第二流量的反應(yīng)氣體分流為第三流量和第四流量的兩路反應(yīng)氣體以分別傳輸至所述第二氣體分布區(qū)域的第一子區(qū)域和第二子區(qū)域。
[0013]優(yōu)選的，各所述限流元件均為限流孔，各所述開關(guān)元件均為開關(guān)閥。
[0014]優(yōu)選的，各所述限流孔的尺寸不同。
[0015]優(yōu)選的，所述氣體導(dǎo)流件為氣體噴淋頭。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種等離子體處理裝置，包括反應(yīng)腔體和上述的氣體輸送裝置。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于通過氣體調(diào)節(jié)器將氣體分流器分流的其中一路反應(yīng)氣體切換為多條支路，并通過流量切換組件及并聯(lián)的至少三條分支管線的設(shè)計(jì)控制各條支路的流量比例，而使得反應(yīng)腔室內(nèi)的特定區(qū)域能夠得到所需流量的反應(yīng)氣體供給，進(jìn)而根據(jù)需求調(diào)節(jié)等離子體處理裝置反應(yīng)腔體內(nèi)不同區(qū)域的等離子體分布密度，提高晶片上不同區(qū)域所形成的半導(dǎo)體器件的均一性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的氣體輸送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0020]圖1顯示了本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的本發(fā)明氣體輸送裝置。該氣體輸送裝置應(yīng)用于等離子體處理裝置，等離子體處理裝置包括反應(yīng)腔室1，反應(yīng)腔室I內(nèi)的上部設(shè)置有氣體導(dǎo)流件4，氣體導(dǎo)流件4可包括多個(gè)氣體分布區(qū)。本實(shí)施例中氣體導(dǎo)流件4為氣體噴淋頭，在其他實(shí)施例中也可以是氣體導(dǎo)流環(huán)或?qū)Я靼宓绕渌愃蒲b置。氣體輸送裝置用于將反應(yīng)氣體分流為不同流量的多路輸送至氣體導(dǎo)流件4的不同氣體分布區(qū)，以引入反應(yīng)腔室內(nèi)的不同區(qū)域。氣體輸送裝置包括氣體分流器2和氣體調(diào)節(jié)器3，氣體分流器2將反應(yīng)氣體分為多路流量不同的反應(yīng)氣體，例如本實(shí)施例中，氣體噴淋頭4上設(shè)置氣體分布區(qū)41和42，則氣體分流器2對(duì)應(yīng)將反應(yīng)氣體分流形成具有不同的第一流量a和第二流量b的兩路反應(yīng)氣體，分別通過管線21和22輸出。氣體分流器2可包括氣體分離器和流量控制器來執(zhí)行其分流及流量調(diào)節(jié)功能，并且經(jīng)其分流的多路反應(yīng)氣體可以是成分相同或不同的氣體。
[0021]需要注意的是，本發(fā)明中經(jīng)氣體分流器2分流的多路反應(yīng)氣體并不都直接輸出至氣體噴淋頭4，至少其中一路反應(yīng)氣體由氣體調(diào)節(jié)器3進(jìn)一步分流及調(diào)節(jié)流量。如圖1所示，氣體調(diào)節(jié)器3設(shè)置于氣體分流器2和氣體噴淋頭4之間，具體地是設(shè)置在氣體分流器2的至少一個(gè)管線上，用于接收經(jīng)氣體分流器2輸出的其中一路反應(yīng)氣體并將其分流為多條支路以輸出至氣體噴淋頭4上對(duì)應(yīng)于該路反應(yīng)氣體的氣體分布區(qū)域內(nèi)的不同子區(qū)域。氣體調(diào)節(jié)器3也可以是多個(gè)，分別對(duì)多路反應(yīng)氣體進(jìn)一步分流及調(diào)節(jié)流量。本實(shí)施例中以氣體調(diào)節(jié)器3設(shè)置在管線22上、氣體分布區(qū)42具有兩個(gè)子區(qū)域42A和42B加以說明，其中氣體分布區(qū)域41、42分別對(duì)應(yīng)于氣體噴淋頭4的邊緣位置和中心位置，并且氣體分布區(qū)域的子區(qū)域42B比42A更靠近氣體噴淋頭的中心，當(dāng)然在其他實(shí)施例中也可以將處于氣體噴淋頭邊緣位置的氣體分布區(qū)域劃分成多個(gè)子區(qū)域以分別提供進(jìn)一步細(xì)分的氣體流量。氣體調(diào)節(jié)器3將流量b的一路反應(yīng)氣體分成流量為bl和b2的兩條支路而輸送至子區(qū)域42A和42B，其包括與各子區(qū)域相連通的氣體傳輸管線31，32。其中，氣體傳輸管線32包括三條并聯(lián)的分支管線32a、32b、32c，以及流量切換組件。流量切換組件用于控制氣體傳輸管線32中各條分支管線32a、32b、32c的傳輸流量及導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，從而使得氣體傳輸管線32所輸送的氣體流量得以調(diào)節(jié)。流量切換組件可包括限流元件和開關(guān)元件，其中限流元件負(fù)責(zé)控制分支管線的最大氣體流量，開關(guān)元件負(fù)責(zé)控制分支管線的導(dǎo)通或截止，通過限流元件和開關(guān)元件的配合就可使氣體傳輸管線32輸出不同流量或流量比例的反應(yīng)氣體。本實(shí)施例及下文所