[發明專利]一種應用于等離子處理裝置的氣體分布系統及驗證方法

有效

• 申請號: 201110431014.5
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN103177923A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 周旭升;周軍;孫海輝;范寶光
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/30
• 分類號: H01J37/30;G01F5/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種用于等離子反應室的多路氣體分布系統。

背景技術

半導體設備對晶圓進行加工需要用到等離子加工設備，等離子設備包括射頻供應系統和氣體供應系統，隨著晶圓尺寸現在普遍已經達到12英寸，甚至更大的尺寸也在研發中。為了在大面積的等離子反應腔中獲得均勻的加工效果，需要向反應腔不同區域供應不同流量的氣體，以抵消其它硬件參數造成的加工效果不同。多種反應氣體通過每種氣體上串聯的流量控制器(MFC)精確控制流量，最后經過混合腔體混合成反應氣體。混合完成后再通過互相隔離的管道或腔室分布到不同的氣體供應區，分離后的反應氣體具有設定的比例。現在工業界經常用同一臺等離子加工設備如等離子刻蝕機進行多種不同工藝的加工，在進行不同的加工時要獲得最佳的加工效果就要使流到晶圓上的處理氣體具有不同的流量比例。但是前方的混合氣體流量是經過MFC精確控制的，流到不同反應區的氣體流量比率設定后卻沒有精確測量或驗證，如果出現偏差或長期使用后的偏移會造成相應的加工效果同步會產生偏差。所以現有技術需要一個系統或方法能夠精確的測量分流器的分流精度。

發明內容

針對背景技術中的上述問題，本發明提出了一種用于等離子反應腔的氣體分布系統及其驗證方法。

本發明揭露了一種應用于等離子處理裝置的氣體分布系統，所述等離子處理器包括一個反應腔和氣體分布器，所述氣體分布器包括至少兩個獨立的氣體分布區向反應腔不同區域供應處理氣體，一個抽氣裝置與反應腔相聯通，排出反應腔中的處理氣體；一個氣體供應源供應可控流量的處理氣體；一個氣體分流器通過聯通到所述氣體供應源的供氣通道接收處理氣體；所述氣體分流器分流所述處理氣體并通過第一和第二氣體通道供應到所述氣體分布器的兩個獨立氣體分布區；第一氣體通道還包括一個第一開關閥門連通到所述反應腔，以及一個旁路通道通過第一旁路開關閥門連通到所述抽氣裝置。

第二氣體通道包括一個第二開關閥門連通到所述反應腔，以及一個旁路通道通過第二旁路開關閥門連通到所述抽氣裝置。

本發明也可以用于將反應氣體氣流分成三路供應到反應腔至少三個區的實施例，此時就需要至少測試兩路以上的實際氣體流量才能獲得精確的氣流分配比率，所以至少其中兩個氣體通道要包括一個旁路通道。比如第一路直通反應腔供氣，第二路和第三路各包括一個可開關的旁路通道連通到抽氣裝置。在設定氣體流量分配比率后，首先旁路第二第三路的氣體，按照前述方法測量一次到兩次反應氣壓獲得第一路氣體通道的流量測得值；其次旁路第三氣體通路，再次測量并獲得第一和第二通路開通狀況下的流量測得值。兩者相減就可獲得第二通路的流量值。由總流量值減去第一和第二流量的測得值就可獲得第三通路的流量值。其它更多路氣流的分區也可按照同樣的方法獲得驗證，當然2路或3路以上的氣體分流輸出口的每一條氣體通路都連接一個旁路通道是較佳方案，測試順序和方法可以有更多選擇。

附圖說明

圖1是本發明實施例系統結構圖

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明的具體實施方式進行說明。

圖1是本發明用于等離子體處理裝置氣體分布系統結構示意圖。一個氣體供應源10提供一種或多種可控流量與混合比的氣體。氣體供應源10內包括多個氣體流量控制器可以精確的控制并調節不同氣體流量。氣體供應源10輸出的反應氣體流向下游的一個氣體分流調節器20，將輸出反應氣體分為至少兩路輸出供應到下游反應腔100的不同區域。供應到反應腔第一區域的反應氣體通過第一氣體管道連通到氣體分流調節器的一個輸出端。供應到反應腔第二區域的反應氣體通過第二氣體管道連通到氣體比率調節器的另一個輸出端。通過控制氣體分流調節器兩個輸出端的輸出氣體流量比率可以適應不同加工工藝對反應氣體在反應腔100內不同的分布需要。在第一、第二氣體管道上還各包括一個可控制開合的閥門210、220。在閥門流入氣體的前端還各包括一個旁路氣體管道，分別通過一個可控制開合的旁路閥門211、221連接到抽氣裝置。此外氣體分流調節器上游也包括一個可控制開合的閥門11連接到該抽氣裝置。