[發明專利]等離子處理裝置及其氣體輸送裝置、氣體切換方法

有效

• 申請號: 201310185772.2
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104167345A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王洪青;周旭升
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 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，尤其涉及一種等離子處理裝置及其氣體輸送裝置、氣體切換方法。

背景技術

等離子處理裝置利用真空反應室的工作原理進行半導體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應室的工作原理是在真空反應室中通入含有適當刻蝕劑源氣體的反應氣體，然后再對該真空反應室進行射頻能量輸入，以激活反應氣體，來激發和維持等離子體，以便分別刻蝕基片表面上的材料層或在基片表面上淀積材料層，進而對半導體基片和等離子平板進行加工。

基片的制程有時候需要兩種或以上的制程氣體，甚至還需要不斷地在兩種或以上的制程氣體之中切換。現有技術的其中一種做法是僅利用MFC等氣體流量控制裝置來控制多種制程氣體的切換，但是僅依靠MFC無法在多種制程氣體之中快速切換。現有技術的另一種做法是保持多種制程氣體的持續輸入腔室，當其中一種氣體用于制程時，控制其他氣體不要流入腔室或者導出腔室。但是這樣的氣體切換機制，會造成大量氣體的浪費，甚至環境污染。

為了解決現有技術的氣體切換機制的上述問題，提出本發明。

發明內容

針對背景技術中的上述問題，本發明提出了一種等離子處理裝置及其氣體輸送裝置、氣體切換方法。

本發明第一方面提供了一種用于等離子處理裝置的氣體輸送裝置，所述等離子處理裝置包括一腔室，基片放置于腔室之中進行制程，其中，所述氣體輸送裝置包括：

第一氣體源，其容納并提供第一制程氣體；

第一流量控制器，其連接于所述第一氣體源的下游，輸出具有可控流量的第一制程氣體；

第一閥門和第二閥門，其連接于所述第一流量控制器的下游，將從所述流量控制器輸出的第一制程氣體分成兩路；

第一子流量控制器和第二子流量控制器，其分別連接于所述第一閥門和第二閥門的下游，并分別將第一制程氣體進一步分成兩路；

串聯的第一預存空間和第二預存空間，其連接于所述第一子流量控制器下游，其連接于腔室并將第一制程氣體輸送入腔室；

串聯的第三預存空間和第四預存空間，其連接于所述第一子流量控制器下游，其連接于腔室并將第一制程氣體輸送入腔室，

其中，所述第一預存空間、所述第二預存空間、所述第三預存空間和所述第四預存空間和腔室之間還分別連接有第一子閥門、第二子閥門、第三子閥門和第四子閥門。

進一步地，所述氣體輸送裝置用于博世工藝。

進一步地，所述氣體輸送裝置還包括：

第二氣體源，其容納并提供第二制程氣體；

第二流量控制器，其連接于所述第二氣體源的下游，輸出具有可控流量的第二制程氣體；

第三閥門和第四閥門，其連接于所述流量控制器的下游，將從所述流量控制器輸出的第二制程氣體分成兩路；

第三子流量控制器和第四子流量控制器，其分別連接于所述第三閥門和第四閥門的下游，并分別將第二制程氣體進一步分成兩路；

串聯的第五預存空間和第六預存空間，其連接于所述第三子流量控制器下游，其連接于腔室并將第二制程氣體輸送入腔室；

串聯的第七預存空間和第八預存空間，其連接于所述第四子流量控制器下游，其連接于腔室并將第二制程氣體輸送入腔室，

其中，所述第五預存空間、所述第六預存空間、所述第七預存空間和所述第八預存空間和腔室之間還分別連接有第五子閥門、第六子閥門、第七子閥門和第八子閥門。

進一步地，所述第一流量控制裝置、所述第二流量控制裝置、所述第三流量控制裝置和所述第四流量控制裝置為MFC。

進一步地，所述第一子流量控制器、第二子流量控制器、第三子流量控制器和所述第四子流量控制器為orifice。

進一步地，所述第一制程氣體為刻蝕氣體，所述第二制程氣體為側壁保護氣體。

進一步地，所述刻蝕氣體包括Ar、O2、SF6；，所述側壁保護氣體包括Ar和C4F8。

本發明第二方面提供了一種等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子處理裝置包括本發明第一方面所述的氣體輸送裝置。

本發明第三方面提供了一種用于等離子處理裝置的氣體切換方法，其中，所述等離子體處理裝置包括本發明第一方面所述的氣體輸送裝置，其中，所述方法包括如下步驟：

步驟a，打開第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門，使得第一預存空間、所述第二預存空間、所述第三預存空間、所述第四預存空間、第五預存空間、第六預存空間、第七預存空間和第八預存空間都分別充滿第一制程氣體或第二制程氣體；