氣體輸送裝置及等離子體處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體加工設備，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】
[0002]目前在等離子體工藝中，通常是將反應氣體由等離子體處理裝置的反應腔內上部設置的氣體噴淋頭導入反應腔室內，反應氣體經過射頻激發形成等離子體，然后通過反應腔室內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，從而實現對晶片的刻蝕、沉積等等離子體工藝。
[0003]然而，由于氣體輸送、電場作用或抽氣不均勻等多種原因，容易使產生的等離子體在半導體晶片表面上的不同區域具有不同的分布密度，從而在晶片表面的不同區域產生不同的處理速度，對于沿晶片徑向分布的不同區域，如中心區域和邊緣區域，這種不均勻處理尤其明顯，進而導致晶片上不同區域形成的半導體器件的性能不同，對半導體器件制造的工藝控制及產品良率都有很大影響。
[0004]為了解決該問題，現有技術提出了一種氣體分流器，其可將反應氣體分流為不同流量的多路，從而將不同流量的多路反應氣體輸送至氣體噴淋頭的不同區域，使得反應腔室內不同區域能夠獲得不同密度的的等離子體，以改善對整個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氣體的流量范圍是相同的，如10%到90%，如果對于某一區域希望得到特別小的流量比例，如0.5%，則現有的氣體分流器無法實現。
[0005]因此，需要提供一種氣體輸送裝置以改善上述缺陷。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種氣體輸送裝置，能夠向等離子體處理裝置的反應腔室內的不同區域輸送不同流量，特別是小流量的反應氣體，提高氣體流量的控制精度。
[0007]為達成上述目的，本發明提供一種氣體輸送裝置，應用于等離子體處理裝置，所述等離子體處理裝置包括反應腔體，所述氣體輸送裝置包括氣體分流器以及至少一個氣體調節器。所述氣體分流器用于將反應氣體分流為流量可控的多路以輸出至位于所述反應腔體內的氣體導流件的不同氣體分布區域；所述氣體調節器連接于所述氣體分流器及所述氣體導流件之間，用于接收經所述氣體分流器輸出的其中一路反應氣體并將其分流為多條支路以輸出至所述氣體導流件上對應于該路反應氣體的氣體分布區域內的不同子區域。所述氣體調節器包括與該對應的氣體分布區域的不同子區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通和截止狀態以調節該條氣體傳輸管線所輸送的氣體流量。
[0008]優選的，所述流量切換組件包括設置于所述至少三條分支管線上的多個限流元件和至少兩個開關元件。
[0009]優選的，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置于所述第一分支管線上的第一限流元件、設置于所述第二分支管線上的串聯的第二限流元件和第一開關元件、以及設置于所述第三分支管線上的串聯的第三限流元件和第二開關元件。
[0010]優選的，所述第一氣體傳輸管線上設置第四限流元件。
[0011]優選的，所述流量切換組件還包括設置于所述第一分支管線上的與所述第一限流元件串聯的第三開關元件。
[0012]優選的，所述氣體分流器將反應氣體分流為第一流量和第二流量的兩路反應氣體以輸出至所述氣體導流件的第一氣體分布區域和第二氣體分布區域，所述氣體調節器將所述第二流量的反應氣體分流為第三流量和第四流量的兩路反應氣體以分別傳輸至所述第二氣體分布區域的第一子區域和第二子區域。
[0013]優選的，各所述限流元件均為限流孔，各所述開關元件均為開關閥。
[0014]優選的，各所述限流孔的尺寸不同。
[0015]優選的，所述氣體導流件為氣體噴淋頭。
[0016]根據本發明的另一方面，本發明還提供了一種等離子體處理裝置，包括反應腔體和上述的氣體輸送裝置。
[0017]本發明的有益效果在于通過氣體調節器將氣體分流器分流的其中一路反應氣體切換為多條支路，并通過流量切換組件及并聯的至少三條分支管線的設計控制各條支路的流量比例，而使得反應腔室內的特定區域能夠得到所需流量的反應氣體供給，進而根據需求調節等離子體處理裝置反應腔體內不同區域的等離子體分布密度，提高晶片上不同區域所形成的半導體器件的均一性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明一實施例的氣體輸送裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。
[0020]圖1顯示了本發明一種實施方式提供的本發明氣體輸送裝置。該氣體輸送裝置應用于等離子體處理裝置，等離子體處理裝置包括反應腔室1，反應腔室I內的上部設置有氣體導流件4，氣體導流件4可包括多個氣體分布區。本實施例中氣體導流件4為氣體噴淋頭，在其他實施例中也可以是氣體導流環或導流板等其他類似裝置。氣體輸送裝置用于將反應氣體分流為不同流量的多路輸送至氣體導流件4的不同氣體分布區，以引入反應腔室內的不同區域。氣體輸送裝置包括氣體分流器2和氣體調節器3，氣體分流器2將反應氣體分為多路流量不同的反應氣體，例如本實施例中，氣體噴淋頭4上設置氣體分布區41和42，則氣體分流器2對應將反應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行其分流及流量調節功能，并且經其分流的多路反應氣體可以是成分相同或不同的氣體。
[0021]需要注意的是，本發明中經氣體分流器2分流的多路反應氣體并不都直接輸出至氣體噴淋頭4，至少其中一路反應氣體由氣體調節器3進一步分流及調節流量。如圖1所示，氣體調節器3設置于氣體分流器2和氣體噴淋頭4之間，具體地是設置在氣體分流器2的至少一個管線上，用于接收經氣體分流器2輸出的其中一路反應氣體并將其分流為多條支路以輸出至氣體噴淋頭4上對應于該路反應氣體的氣體分布區域內的不同子區域。氣體調節器3也可以是多個，分別對多路反應氣體進一步分流及調節流量。本實施例中以氣體調節器3設置在管線22上、氣體分布區42具有兩個子區域42A和42B加以說明，其中氣體分布區域41、42分別對應于氣體噴淋頭4的邊緣位置和中心位置，并且氣體分布區域的子區域42B比42A更靠近氣體噴淋頭的中心，當然在其他實施例中也可以將處于氣體噴淋頭邊緣位置的氣體分布區域劃分成多個子區域以分別提供進一步細分的氣體流量。氣體調節器3將流量b的一路反應氣體分成流量為bl和b2的兩條支路而輸送至子區域42A和42B，其包括與各子區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的傳輸流量及導通和截止狀態，從而使得氣體傳輸管線32所輸送的氣體流量得以調節。流量切換組件可包括限流元件和開關元件，其中限流元件負責控制分支管線的最大氣體流量，開關元件負責控制分支管線的導通或截止，通過限流元件和開關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氣體。本實施例及下文所