[發明專利]一種氣體分配裝置及采用該氣體分配裝置的等離子體處理設備

有效

• 申請號: 200810116796.1
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN101315880A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 姚立強
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/3065;C23F4/00;C23C16/455;H01J37/32;H05H1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及等離子體技術領域，特別涉及一種等離子體處理設備的氣體分配裝置及采用該氣體分配裝置的等離子體處理設備。

背景技術

在等離子刻蝕、薄膜沉積等等離子體處理設備中，通常設有氣體分配裝置，用來將刻蝕氣體或反應氣體輸送至真空腔室內。氣體分配裝置能否實現氣體的均勻分配直接關系到等離子體處理工藝的結果，例如，用于沉積薄膜的反應氣體如果不能夠均勻地分配至真空腔室內，則可能導致沉積形成的薄膜厚度均勻性較差，從而不能達到設計要求。

如圖1所示，一種在半導體工藝中廣泛使用的平行板等離子體設備。該設備包括真空腔室，設于真空腔室內的頂部的氣體分配裝置，設于所述氣體分配裝置上的上電極，與所述上電極相對的下電極，所述下電極與真空腔室外的射頻電源連接，工藝氣體經過氣體分配裝置進入真空腔室(當然，等離子體處理設備的具體結構形式可以有多種，不限于此)。進行工藝時，將待加工的加工件置于所述下電極之上，通過射頻電源向電極加入射頻能量，使上電極與下電極之間的真空腔室內的氣體電離，從而產生等離子體，所述等離子體對位于下電極上的加工件進行加工。氣體分配裝置將氣體均勻分配到晶片表面上的空間，從而被射頻能量激發出均勻的等離子體，才能得到均勻的加工效果。隨著制造技術的發展，基片的尺寸逐漸增加，真空腔室的體積相應增大，這導致氣體在更大空間內的均勻分配變得更加困難，進一步提高了氣體分配裝置的設計難度。

圖2為現有技術公開的一種氣體分配裝置的分解示意圖，圖3為該氣體分配裝置的局部放大圖。該氣體分配裝置包括：設有大量通孔的氣體分配板208，氣體分配板208之上的環形上電極206，上電極206之上的部件234，部件234之上的進氣板205；其中進氣板205上設有中間進氣通路230和邊緣進氣通路212。部件234朝向上電極206的一面上設有大量凸起圓柱體246，而上電極206中相對圓柱體246的位置上設有大量均勻分布的通孔(圖中未標號)，而且圓柱體246的直徑小于所述通孔的直徑，使得安裝后部件234的圓柱體246能夠進入上電極206中的通孔內。圖3為部件234與氣體分配板208組裝后的通孔和圓柱體配合位置的局部放大圖，可見，通孔247和圓柱體246的中心線基本重合，圓柱體246穿進通孔247之中，并和通孔247之間形成間隙248，該間隙248可使氣體流過。氣體由進氣板205上的中間進氣通路230和邊緣進氣通路212進入部件234與上電極206之間的內腔(圖中為示出)，經過所述通孔247和圓柱體246之間的間隙248，再通過氣體分配板208，均勻的分配至氣體分配板208下方的真空腔室中。

上述氣體分配裝置使進入的氣體流經大量均勻分布的圓柱體246和通孔247之間的間隙248，從而達到均勻分配氣體的目的，然而問題在于，圓柱體246和通孔247的位置和尺寸應當相互對應，才可保證部件234和氣體分配板208裝配后形成所述間隙248，例如，設計間隙為1mm，則圓柱體246直徑為3mm，通孔的直徑為5mm，而且圓柱體246的中心線應當剛好與通孔247的中心線重合，如此以來，具有大量凸起圓柱體的部件234、以及具有大量通孔的氣體分配板208的加工難度較大，從而導致氣體分配裝置較高的制造成本。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種結構簡單、制造成本較低的氣體分配裝置。

本發明解決的另一問題是提供一種等離子體處理設備，具有結構簡單的氣體分配裝置，能夠降低制造成本。

為解決上述問題，本發明提供了一種氣體分配裝置，包括：進氣板、嵌入式分配板和下分配板；其中，所述進氣板設有進氣通路、以及與進氣通路連通的容置部，所述嵌入式分配板嵌入容置部內；所述嵌入式分配板具有分配通路并且與容置部之間具有間隙；下分配板位于進氣板的下面，將嵌入式分配板封裝在所述容置部內。

所述間隙沿著氣體在間隙中流動的方向逐漸減小。

所述嵌入式分配板包括第一分配板和圍繞在所述第一分配板外的第二分配板；所述容置部包括用于嵌入第一分配板的第一容置部和用于嵌入第二分配板的第二容置部；所述進氣通路包括中間進氣通路和邊緣進氣通路；所述第一容置部與中間進氣通路連通，所述第二容置部與邊緣進氣通路連通。

所述第一分配板為圓盤形，所述第二分配板為圓環形，所述第二分配板圍繞在第一分配板的圓周外。

所述嵌入式分配板包括與所述進氣通路相對的上表面，所述上表面中具有均勻分布的分配通路。