[發(fā)明專利]一種進氣裝置、反應(yīng)腔室及等離子體加工設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310121123.6
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN104099583A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊斌;鄭友山
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種進氣裝置、反應(yīng)腔室及等離子體加工設(shè)備。

背景技術(shù)

等離子體增強化學(xué)氣相沉積(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，以下簡稱PECVD)技術(shù)是被廣泛用于沉積高質(zhì)量薄膜的一種方法，該方法是將基片置于真空的反應(yīng)腔室中的間隔設(shè)置且相互平行的兩個電極板之間，兩個電極板中的其中一個電極板與射頻電源連接，其中另一個電極板接地，而且，向兩個電極板之間通入工藝氣體，在射頻電源開啟之后，工藝氣體被激發(fā)而在兩個電極板之間形成等離子體，等離子體會與基片發(fā)生反應(yīng)，從而在基片表面形成工藝所需的薄膜。

圖1為現(xiàn)有的應(yīng)用上述方法的PECVD設(shè)備。圖2為圖1中PECVD設(shè)備的進氣裝置的擴散板的俯視圖。請一并參閱圖1和圖2，PECVD設(shè)備包括反應(yīng)腔室10，在反應(yīng)腔室10內(nèi)設(shè)置有接地的載板11，其作為兩個電極板中的下電極板且用以承載多個基片12；在反應(yīng)腔室10的頂部設(shè)置有射頻蓋板13，其與射頻電源(圖中未示出)連接，用以作為兩個電極板中的上電極板，并且，在射頻蓋板13與載板11之間設(shè)置有勻流板16，勻流板16與射頻蓋板13形成勻流腔室18，且在勻流板16上均勻分布有使勻流腔室18和反應(yīng)腔室10相連通的多個出氣口17；而且，在反應(yīng)腔室10的頂部還設(shè)置有進氣裝置，其包括氣源(圖中未示出)、中央進氣口14和擴散板15。其中，中央進氣口14設(shè)置在射頻蓋板13的中心位置處，且與勻流腔室18相連通；擴散板15設(shè)置在勻流腔室18內(nèi)，且位于中央進氣口14的端部下方，并與中央進氣口14的端部形成水平進氣口，并且，在擴散板15上分布有多個垂直進氣口151，在進行薄膜沉積工藝的過程中，自氣源的輸出端流出的工藝氣體中的一部分氣體經(jīng)由中央進氣口14和垂直進氣口151進入勻流腔室18的中心區(qū)域，并經(jīng)由出氣口17進入反應(yīng)腔室10內(nèi)的中心區(qū)域；其余氣體經(jīng)由中央進氣口14和擴散板15與中央進氣口14的端部形成的水平進氣口進入勻流腔室18，且沿水平方向朝向四周擴散，并經(jīng)由出氣口17進入反應(yīng)腔室10內(nèi)的邊緣區(qū)域。

在實際應(yīng)用中，在使用上述PECVD設(shè)備時，由于等離子體除了在基片上沉積薄膜之外，還會在反應(yīng)腔室的腔室壁和其他零部件上沉積薄膜，該薄膜會在累積一定的厚度之后掉落污染顆粒，導(dǎo)致基片被污染，從而降低了產(chǎn)品質(zhì)量。為此，就需要在完成預(yù)定次數(shù)的薄膜沉積工藝之后對反應(yīng)腔室的內(nèi)部進行清洗。目前，干法清洗(Dry?clean)是人們普遍應(yīng)用的一種清洗工藝，其在無需打開反應(yīng)腔室的前提下即可對反應(yīng)腔室中的腔室內(nèi)壁和零部件表面進行清洗。

然而，上述PECVD設(shè)備在進行薄膜沉積工藝和干法清洗工藝相結(jié)合的工藝過程中，其不可避免地存在以下問題：

其一，由于擴散板15與中央進氣口14的端部形成的水平進氣口的通氣截面積是固定的，或者，擴散板15與中央進氣口14的端部之間的垂直距離D是固定的，而且水平進氣口的通氣截面積、氣體流量和腔室壓力這三個參數(shù)與工藝氣體自水平進氣口向四周擴散的半徑(以下簡稱擴散半徑)之間具有一定的對應(yīng)關(guān)系，即，在水平進氣口的通氣截面積不變的前提下，氣體流量和腔室壓力越大，則擴散半徑越大；反之，則擴散半徑越小，而干法清洗工藝所采用的氣體流量和腔室壓力往往高于薄膜沉積工藝所采用的氣體流量和腔室壓力，這使得在進行干法清洗工藝時工藝氣體的擴散半徑比在進行薄膜沉積工藝時工藝氣體的擴散半徑大，也就是說，在保證薄膜沉積工藝獲得理想的氣體擴散效果的前提下，必然無法保證干法清洗工藝獲得理想的氣體擴散效果，從而不僅導(dǎo)致干法清洗工藝所采用的工藝氣體的利用率降低，造成設(shè)備的運行成本增加，而且還會導(dǎo)致干法清洗工藝的清洗效果較差，以至于必須通過增加清洗時間才能對反應(yīng)腔室進行徹底清洗，進而降低了工藝效率。

其二，由于擴散板15與中央進氣口14的端部形成的水平進氣口在制造和安裝過程中往往具有尺寸誤差和安裝誤差，導(dǎo)致自該水平進氣口噴出的工藝氣體向各個方向擴散的擴散半徑不均勻，從而使工藝氣體經(jīng)由水平進氣口朝向反應(yīng)腔室各個區(qū)域流動的氣流量不均勻，進而給產(chǎn)品質(zhì)量以及清洗效果帶來了不良影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種進氣裝置、反應(yīng)腔室及等離子體加工設(shè)備，其可以調(diào)節(jié)水平進氣口對應(yīng)于各個方向的通氣截面積，從而不僅可以使不同的工藝均能夠獲得理想的氣體擴散效果，而且還可以使自水平進氣口噴出的工藝氣體朝各個方向擴散的擴散半徑趨于均勻。