[發明專利]氣體分配裝置和等離子體加工設備

無效

• 申請號: 200810247046.8
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101768733A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 李永軍
• 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: C23C16/513
• 分類號: C23C16/513;C23F4/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及等離子體加工技術領域，特別涉及一種氣體分配裝置和等離子體加工設備。

背景技術

在等離子體加工設備中，通常設有氣體分配裝置，用來將氣體輸送至工藝腔室內，在電場的作用下激勵出等離子體從而對工藝腔室中的基片進行等離子刻蝕、薄膜沉積等加工。

氣體分配裝置能否實現氣體在基片上方的均勻分配，將直接關系到等離子體加工工藝的結果，例如，用于沉積薄膜的反應氣體如果不能夠均勻地分配至反應腔室內，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。

圖1為一種等離子增強化學氣相沉積(Plasma?Enhanced?Chemical?VaporDeposition，PECVD)設備的結構示意圖，圖2為圖1中氣體分配板的立體結構圖。所述設備包括：反應腔室4，反應腔室內相對設置的上電極板2和下電極板6，下電極板6上方的多晶硅或石墨制的載板5，以及等離子體激勵源3。所述上電極板2也兼作為氣體分配板，所述氣體分配板2具有氣體進入孔1和在板體上均勻分布的多個氣體分配孔7。

進行薄膜沉積工藝時，工藝氣體通過氣體進入孔1進入氣體分配板2，并由氣體分配孔7分配輸入到載板5上方的待沉積的基片(圖未示)上，在上電極板2和下電極板6之間輸入高頻或低頻功率，使工藝氣體電離，而產生等離子體，實現在基片上的薄膜沉積。

在上述沉積薄膜的過程中，氣體分布的均勻性對整個工藝結果有非常重要的影響。由氣體分配板2進入反應腔室4內氣流的均勻性，直接影響到基片表面上等離子體的均勻性，進而影響沉積薄膜的均勻性。在小尺寸的設備中，由于氣體從氣體進入孔1進入后，在氣體分配板內由中心到邊緣的傳輸路徑比較短，氣體壓力分布差別不大，因而通過各個氣體分配孔7的氣體壓力差別不大，能滿足均勻性要求。

隨著產能的需求的增加，待加工的基片尺寸隨之增大，氣體分配板的尺寸也相應增大，氣體在上述氣體分配板2內的傳輸路徑越來越長。隨著傳輸路徑的變長，通過各個氣體分配孔7的氣體壓力隨之變小，導致通過氣體分配孔7的氣體流量隨傳輸路徑變長(由中間到邊緣)越來越小，從而無法保證氣體分配板2輸出氣體的分布均勻性。

而且，如果氣體進入孔1并不在氣體分配板2的中央，或者氣體分配板2分別在中央和邊緣具有多個氣體進入孔，那么同樣會存在氣體分配板2下方氣體分布不均勻的問題。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種氣體分配裝置，能夠靈活調整氣體在所述氣體分配裝置中的傳輸路徑，改善待加工基片上方氣體分布的均勻性。

本發明解決的問題是提供一種等離子體加工設備，能夠獲得均勻的等離子體分布，進而改善等離子體加工的均勻性。

為解決上述問題，本發明提供一種氣體分配裝置，包括：勻流板，分別位于所述勻流板兩面的氣體進入孔和至少兩個氣體分配孔，以及，

與所述氣體分配孔固定連接的分配部件；所述分配部件內具有與所述氣體分配孔連通的氣體通路，所述各個分配部件的氣體通路長度不完全相同。

所述分配部件為圓管狀的分配管，所述各個分配管的長度不完全相同。

沿著氣體在所述勻流板內部傳輸路徑的方向，所述各個分配管按長度由小到大分布。

所述分配管包括至少兩組不同長度的分配管，所述至少兩組分配管分級排布。

所述分配管包括三組不同長度的分配管，每組分配管包括至少兩個長度相同的分配管。

所述氣體進氣孔位于所述勻流板的中間位置，最短的第一組分配管位于勻流板中間位置，較長的第二組分配管位于中間向外的位置，最長的第三組分配管位于勻流板的邊緣位置。

所述氣體進氣孔位于所述勻流板的邊緣位置，最短的第一組分配管位于勻流板邊緣位置，較長的第二組分配管位于中間向外的位置，最長的第三組分配管位于勻流板的中間位置。

所述分配部件與所述氣體分配孔通過螺紋連接或密封圈連接。

所述分配部件的材料包括：石英、陶瓷或經過表面處理的金屬。

相應的，本發明的技術方案還提供一種等離子體加工設備，包括上述任一氣體分配裝置。

上述技術方案具有以下優點：

所述的氣體分配裝置，通過與各個氣體分配孔連接的各個分配部件來調整氣體分配裝置內部的氣體傳輸路徑的長度，使氣體分配裝置的氣體輸出端由現有技術中的平面變為弧面，這樣以來，各個分配部件的輸出端到基片的距離各不相同，由氣體分配裝置輸出的氣體到達待加工基片上方時，氣流的壓力分布得到調整。