[发明专利]一种进气结构及等离子刻蚀设备

说明书

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，公开了一种进气结构及等离子刻蚀设备。即通过对第一阀门的导通/截止控制，能够将并排的多条进气支路可调地分成两部分：一部分排列相邻的进气支路导入分配后的其中一路进气，另一部分排列相邻的进气支路导入分配后的另一路进气，进而可通过进气支路的可调节组合，来达成对气体分区及室内气体分布影响区域的可调节组合，使得室内不同气体分布影响区域的分界点不再固化，可方便用户进行自定义，最终实现对室内气体分布进行灵活把控的目的，拓展了适用范围，以及大大增加了等离子刻蚀设备在均匀性和一致性方面的调节能力，可提升刻蚀工艺的产品质量。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造技术领域，具体地涉及一种进气结构及等离子刻蚀设备。

背景技术

刻蚀技术是一种在半导体制造工艺中按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术，其不仅是半导体器件和集成电路的基本制造工艺，而且还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工。目前的刻蚀法可分为湿法刻蚀和干法刻蚀，在干法刻蚀中，等离子刻蚀又是最常见的一种形式，其原理是使暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生由电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，当电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力来紧紧粘合材料或蚀刻表面。实现等离子蚀刻工艺的设备包括有刻蚀反应室、电源和真空部分，其工作原理是：待刻蚀工件送入被真空泵抽空的刻蚀反应室中，外部气体被导入并与等离子体进行交换，等离子体在工件表面发生反应，反应的挥发性副产物又被真空泵抽走。

目前在等离子刻蚀技术中，有一个非常重要的参数——即刻蚀反应室里面的气体分布，该气体分布的不同直接决定了刻蚀的均匀性、一致性和刻蚀效果。但是在目前等离子刻蚀设备中，多采用一个双通道进气结构来区域性调节气体分布，如图1所示，通过一个气体分配器1将总进气分为两条进气支路2的进气，其中一条进气支路2连通中间气体分区301(该中间气体分区301会通过通气孔21连通刻蚀反应室20的室内空腔中间区域顶部，进而影响室内中间区域的气体分布)，另一条进气支路2连通独立于所述中间气体分区301的边缘气体分区302(该边缘气体分区302会通过另一通气孔21连通所述刻蚀反应室20的室内空腔边缘区域顶部，进而影响室内边缘区域的气体分布)。由于两条进气支路2的进气分配比例由所述气体分配器1来设定，进而可通过调节两条进气支路2的进气比例，来调节在等离子刻蚀腔内部(即刻蚀反应室内部)的中间区域与边缘区域的气体分布。

但是上述这种进气结构设计，会存在如下缺点：由于室内不同的气体分布影响区域(例如中间区域与边缘区域)的分界点是通过双通道进气结构固化的，在使用过程中不能被用户自定义，进而导致无法对气体分布进行灵活把控，适用范围有限。例如，当用户需要控制的局部范围小于固化的室内中间区域或室内边缘区域时，就无法实现控制目的。

发明内容

为了解决现有双通道进气结构所存在的无法对室内气体分布进行灵活把控，导致适用范围有限的问题，本发明目的在于提供一种新型的进气结构及等离子刻蚀设备，可以灵活实现对等离子刻蚀腔体内部的气体分布进行大范围调节的目的，进而便于得到理想气体分布。

本发明第一方面所采用的技术方案为：

一种进气结构，包括气体分配器和并排的至少三条进气支路，其中，所述气体分配器的输入端作为总进气口；

各条所述进气支路的第一端分别一一对应地连通一个独立的气体分区，并有一条所述进气支路的第二端连通所述气体分配器的第一输出端，以及有另一条所述进气支路的第二端连通所述气体分配器的第二输出端，多个所述气体分区分别用于一一对应地连通在刻蚀反应室内腔中的不同气体分布影响区域；

针对排列相邻的两条所述进气支路，其中一条所述进气支路的第二端连通第一阀门的一端，另一条所述进气支路的第二端连通所述第一阀门的另一端。