[發(fā)明專利]具有方位角與徑向分布控制的多區(qū)域氣體注入組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710705541.8
• 申請(qǐng)日: 2014-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN107424901B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Y·羅森佐恩;K·坦蒂翁;I·優(yōu)素福;V·克尼亞齊克;B·基廷;S·巴納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 金紅蓮

描述具有方位角與徑向分布控制的多區(qū)域氣體注入組件。一種氣體注入系統(tǒng)包括：(a)側(cè)部氣體氣室；(b)耦接于所述側(cè)部氣體氣室的多數(shù)N個(gè)氣體入口；(c)從所述氣室徑向向內(nèi)延伸的數(shù)個(gè)側(cè)部氣體出口；(d)N通道氣體流率控制器，所述N通道氣體流率控制器具有分別耦接于所述N個(gè)氣體入口的N個(gè)輸出；及(e)M通道氣體流率控制器，所述M通道氣體流率控制器具有M個(gè)輸出，所述M個(gè)輸出的個(gè)別一者耦接于所述可調(diào)整的氣體噴嘴與所述N通道氣體流率控制器的氣體輸入。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年2月3日、申請(qǐng)?zhí)枮?01480003019.X、題為“具有方位角與徑向分布控制的多區(qū)域氣體注入組件”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本揭示案是關(guān)于等離子體反應(yīng)器中的處理氣體分布，所述等離子體反應(yīng)器用于處理工件，例如半導(dǎo)體晶圓。

背景技術(shù)

等離子體反應(yīng)器的腔室中的處理氣體分布的控制會(huì)影響在等離子體處理期間工件上的沉積速率分布或蝕刻速率分布的處理控制。氣體注入噴嘴可位于腔室的周邊與中心處。所期望的是控制在腔室中心處與周邊處兩者的氣體注入。一個(gè)問(wèn)題是：控制處理氣體流動(dòng)速率的徑向分布的系統(tǒng)通常無(wú)法控制處理氣體流動(dòng)速率的方位角分布。當(dāng)在此說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“方位角”是指圓柱形處理腔室中的圓周方向。另一個(gè)問(wèn)題是：使用側(cè)壁附近的氣體注入器來(lái)控制氣體流動(dòng)速率的方位角分布的系統(tǒng)會(huì)遇到沿著方位角方向的壓力下降的問(wèn)題。

一個(gè)相關(guān)問(wèn)題是：如何以此種方式將處理氣體饋送至氣體注入器的不同區(qū)域，以避免氣體分布的不對(duì)稱，而同時(shí)提供徑向與方位角氣體分布兩者的完全控制。

另一個(gè)問(wèn)題是：如何提供可以解決所有上述問(wèn)題的一種氣體分布系統(tǒng)，同時(shí)它的結(jié)構(gòu)可以提供具有緊密配接的容忍度的快速拆裝與重新組裝，而不會(huì)損傷。

在一層中的氣體分布通路的形成通常將腔室的氣體注入器的位置限制于那一層，所述層通常是平的并且對(duì)于腔室內(nèi)的氣體流動(dòng)沒有特殊的影響。

發(fā)明內(nèi)容

一種等離子體反應(yīng)器具有腔室內(nèi)部、工件支座與可調(diào)整的氣體噴嘴，所述等離子體反應(yīng)器包括：(a)側(cè)部氣體氣室；(b)耦接于所述側(cè)部氣體氣室的多數(shù)N個(gè)氣體入口；(c)從所述氣室徑向向內(nèi)延伸的數(shù)個(gè)側(cè)部氣體出口；(d)N通道氣體流率控制器，所述N通道氣體流率控制器具有分別耦接于所述N個(gè)氣體入口的N個(gè)輸出；及(e)M通道氣體流率控制器，所述M通道氣體流率控制器具有M個(gè)輸出，所述M個(gè)輸出的個(gè)別一者耦接于所述可調(diào)整的氣體噴嘴與所述N通道氣體流率控制器的氣體輸入。

在一實(shí)施例中，所述可調(diào)整的氣體噴嘴具有兩個(gè)氣體輸入，且N是四，且M是三。所述反應(yīng)器可進(jìn)一步包括氣體供應(yīng)板，所述氣體供應(yīng)板耦接于所述三通道氣體流率控制器的氣體輸入。在一實(shí)施例中，處理控制器耦接于所述M通道氣體流率控制器并且耦接于所述N通道氣體流率控制器，且用戶界面耦接于所述處理控制器。

在一實(shí)施例中，所述側(cè)部氣體氣室包括多數(shù)組的氣體流動(dòng)通道，所述多數(shù)組的氣體流動(dòng)通道的每一者包括：(a)拱形氣體分配通道，所述拱形氣體分配通道具有耦接于數(shù)個(gè)側(cè)部氣體出口的對(duì)應(yīng)的一對(duì)側(cè)部氣體出口的一對(duì)端部；以及(b)拱形氣體供應(yīng)通道，所述拱形氣體供應(yīng)通道的一端部連接至所述多數(shù)N個(gè)氣體入口的對(duì)應(yīng)一者，且所述拱形氣體供應(yīng)通道的一相對(duì)端部在所述氣體分配通道的中點(diǎn)附近耦接于所述氣體分配通道。

在一相關(guān)實(shí)施例中，所述多數(shù)組的氣體流動(dòng)通道在個(gè)別的氣體入口與個(gè)別的側(cè)部氣體出口之間為相等的路徑長(zhǎng)度。

在一實(shí)施例中，所述圓柱形側(cè)壁包括襯墊邊緣，所述等離子體反應(yīng)器進(jìn)一步包括：(a)氣體傳送環(huán)，所述氣體傳送環(huán)在所述襯墊邊緣之上，所述多數(shù)組的氣體流動(dòng)通道形成于所述氣體傳送環(huán)中；以及(b)頂部襯墊環(huán)，所述頂部襯墊環(huán)在氣體傳送環(huán)之上，所述數(shù)個(gè)側(cè)部氣體出口延伸進(jìn)入所述頂部襯墊環(huán)，所述頂部襯墊環(huán)包括頂部襯墊環(huán)表面，所述頂部襯墊環(huán)表面面向所述腔室內(nèi)部。