[发明专利]气体调节装置及应用该装置的等离子体刻蚀设备

说明书

一种气体调节装置及应用该装置的等离子体刻蚀设备，气体调节装置设置在半导体处理设备的真空反应腔内，气体调节装置至少包含一个一级气体扩散槽和一个二级气体扩散槽，一级气体扩散槽与多个进气口连接，以获得反应气体，二级气体扩散槽上设置多个出气口，以向真空反应腔内提供反应气体，相邻的气体扩散槽之间设置有多个气体通道，以实现气体扩散槽之间的气体联通。本发明通过在反应腔内部设置多层气体扩散槽，并对不同的径向角度范围内的气体流量进行独立调节，能够在反应腔中360°圆周方向实现均匀的气体分布，保证了刻蚀的均匀性，提高了刻蚀效率，提高了产品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种气体调节装置及应用该装置的等离子体刻蚀设备。

背景技术

等离子体刻蚀设备上需要输入反应气体并通过将反应气体解离为等离子体以实现对晶圆的刻蚀处理。在部分等离子体刻蚀设备中，需要具有侧边进气装置，用于补偿或调节刻蚀均匀性。如图1和图2所示，通常侧边进气装置设置在反应腔1内，具有一个或两个进气口2，进气口2的一端通过气体管道连接气体供应装置5，另一端连接设置在反应腔侧壁内的环形气槽3，气体从气体供应装置5通过气体管道经过进气口2进入环形气槽3，再通过均匀分布在环形气槽3上的多个喷嘴4(nozzle)或气体喷射孔(gas injection hole)进入反应腔1内部。这种侧边进气装置上的不同的喷嘴4或气体喷射孔与进气口2的距离不等，越靠近进气口2的喷嘴4或气体喷射孔处，喷出的气体的气压越大，越远离进气口2的喷嘴4或气体喷射孔处，喷出的气体的气压越小，这就造成了反应腔1内部圆周方向上的气体分布不均匀，从而影响到刻蚀的均匀性和刻蚀效率，除此之外，不同径向的气体流量也不能独立控制，无法实现对处理工艺的有效调节。

发明内容

本发明提供一种气体调节装置及应用该装置的等离子体刻蚀设备，能够对不同的径向角度范围内的气体流量进行独立调节，在反应腔中360°圆周方向实现均匀的气体分布，保证了刻蚀的均匀性，提高了刻蚀效率，提高了产品的良率。

为了达到上述目的，本发明提供一种气体调节装置，其设置在一半导体处理设备内，用于向所述半导体处理设备的真空反应腔输送反应气体，所述的气体调节装置包含：

气槽装置，其包含一级气体扩散槽和二级气体扩散槽，所述的一级气体扩散槽与至少一个进气口气体联通，用于将所述的进气口引入的反应气体进行一级扩散；

所述的二级气体扩散槽设置若干出气口与所述的真空反应腔气体联通；

所述一级气体扩散槽和所述二级气体扩散槽之间气体联通。

所述的一级气体扩散槽和所述的二级气体扩散槽之间设置若干气体通道，所述的气体通道用于实现所述的一级气体扩散槽和所述的二级气体扩散槽的气体联通。

所述的一级气体扩散槽和所述的二级气体扩散槽之间设置至少一个中间气体扩散槽，所述的中间气体扩散槽与所述的一级气体扩散槽和所述的二级气体扩散槽之间设置若干气体通道，所述的气体通道用于实现所述的中间气体扩散槽与所述的一级气体扩散槽和所述的二级气体扩散槽的气体联通。

所述的一级气体扩散槽包含至少两个互相隔离的一级气体扩散区域，每个所述的一级气体扩散区域连接至少一个所述的进气口。

所述的二级气体扩散槽包含至少两个互相隔离的二级气体扩散区域，每个所述的二级气体扩散区域通过所述的气体通道与所述的一级气体扩散区域实现气体联通。

所述的一级气体扩散槽和二级气体扩散槽中至少有一个为连续的圆环形气槽。

所述的进气口、气体通道和出气口在径向上交错设置，避免形成贯通气道，保证了反应气体能够在气槽装置中充分扩散，实现气体的均匀分布。

所述的一级气体扩散区域之间的间隔部分的宽度小于等于气体通道的宽度，且小于等于出气口的宽度；