[发明专利]一种等离子体处理设备的进气装置

说明书

一种等离子体处理设备的进气装置，包括：腔盖(1)，覆盖于反应腔室的正上方，两侧分别设置有单独的进气嘴(4,5)，分别连接外部通入的两路工艺气体；耦合窗(2)，位于腔盖(1)的内部上方，下表面与腔盖(1)之间设置有密封圈(6)，使腔盖(1)与反应腔室之间形成封闭的真空空间；以及分区匀气盘(3)，位于腔盖(1)的内部，上表面正对耦合窗(2)，下表面面对反应腔室内部，反应气通过下表面进入反应腔。本发明能够实现两路气体独立通入反应腔室，并且对其混合比例进行精确灵活的控制，控制精度较高，极大程度的改善了等离子体处理工艺如刻蚀、镀膜等工艺的均匀性，并且结构简单，方便拆装。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种等离子体处理设备的进气装置。

背景技术

等离子体处理工艺是目前微细加工中最重要的一种方式，微电子学的快速发展推动其不断向前发展。随着技术的进步，芯片制造对等离子体刻蚀及镀膜的工艺要求也越来越高，其中描述工艺效果的一个主要参数就是均匀性，而影响均匀性最主要因素就是反应腔内等离子体的分布，腔室的结构与进气部分的设计共同决定了等离子体的分布。目前存在的等离子体制程系统中，反应腔室内部多为圆形，而抽气口结构位于侧边，反应气体经进气管道进入腔室上方的匀气结构中，之后均匀的进入到腔室中，这种结构容易造成在工艺过程中抽气系统从抽气口抽走气体时基片表面无法均匀接触到反应气体，尤其是远离抽气口区域的基片表面接触反应气体不足，该基片区域反应效果不佳，最终影响均匀性。

进气装置为等离子体反应工艺提供反应气体，其上部可放置连通射频源的耦合线圈等，射频匹配器输出电压，经过线圈的耦合作用，会在进气装置上方产生交变的电磁场，当电场到达一定程度时，进气装置内输入的气体产生放电现象，进入等离子态，同时在载片台内通入的偏压射频源的作用下加速达到晶圆表面，产生刻蚀或镀膜反应。刻蚀或镀膜反应所需的工艺气体种类较多，通过进气装置从设备外部的一个接口进入装置内部，经过一系列分散装置将反应气最大程度均匀的输送到反应腔室内，且均匀的覆盖到晶圆的表面。对于某些等离子体刻蚀设备来说，所有的工艺气体可经外部全部混合后进入到反应腔室中，只需要进行匀气步骤即可，而对于等离子体镀膜设备来说，工艺气体需要分两路气路单独通入，在进入反应腔室之后进行混合，以达到调节气体混合比例的效果，从而获得更好的成膜均匀性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种等离子体处理设备的进气装置，包括：腔盖，覆盖于反应腔室的正上方，两侧分别设置有单独的进气嘴，分别连接外部通入的两路工艺气体；耦合窗，位于腔盖的内部上方，下表面与腔盖之间设置有密封圈，使腔盖与反应腔室之间形成封闭的真空空间；分区匀气盘，位于腔盖的内部，上表面正对耦合窗，下表面面对反应腔室内部，反应气体通过下表面进入反应腔。

本发明的等离子体处理设备的进气装置中，优选为，所述分区匀气盘呈圆盘状，外环边缘相对设有外圈进气槽和中心进气孔，所述外圈进气槽连通第一进气嘴和外圈匀气区，所述中心进气孔连通第二进气嘴和中心匀气区。

本发明的等离子体处理设备的进气装置中，优选为，在分区匀气盘的上表面中心匀气区的外侧放置密封圈，通过压紧上部的耦合窗，隔离两路反应气体。

本发明的等离子体处理设备的进气装置中，优选为，所述外圈匀气区为圆环状，内部有环形分布的外圈进气孔，其中，位于中心进气孔一侧的圆环形状被打断，保留宽度为20～30mm的桥路，作为中心进气孔的传输通路。

本发明的等离子体处理设备的进气装置中，优选为，所述外圈进气孔以所述外圈进气槽为轴线对称分布，并且，所述外圈进气孔的分布为阶梯状，在靠近外圈进气槽的区域分布稀疏，远离外圈进气槽的区域分布紧密。

本发明的等离子体处理设备的进气装置中，优选为，所述外圈进气孔为沉头孔，沉头直径为2～4mm，通孔直径为0.5～1.5mm。

本发明的等离子体处理设备的进气装置中，优选为，所述中心进气孔穿过所述匀气盘的内部与竖直连通孔相连通，所述竖直连通孔经过通气槽与所述中心匀气区相连通。