[发明专利]一种等离子体处理装置及气体供应方法

说明书

本发明公开一种等离子体处理装置及气体供应方法，等离子体处理装置包括反应腔，反应腔内设置基座，气体供应装置向反应腔内输送反应气体，气体供应装置包含气体总管道和多路气体分流输送管路，在多路气体分流输送管路上分别设置一流量控制阀，将多个流量控制阀的流量系数和电信号的对应关系存储到一控制器内；设定多路气体分流输送管路的目标气体流量的比例关系，控制器根据多路气体分流输送管路的流量比例输送对应的电信号至流量控制阀，以调节每个流量控制阀的阀开度。本发明能实现1分2路、1分3路甚至1分更多路，本发明在未设置流量反馈模块时仍能准确地分流，耗时很少，响应速度快，控制结果基本不受各阀门差异的影响，实用性强。

技术领域

本发明涉及半导体加工领域，特别涉及一种等离子体处理装置及气体供应方法。

背景技术

等离子体处理装置利用真空反应腔的工作原理进行基片的加工，真空反应腔的工作原理是在真空反应腔中通入含有适当刻蚀剂源气体的反应气体，然后再对该反应腔进行射频能量输入，以激活反应气体，来激发和维持等离子体，使等离子体轰击位于基座上的基片，实现对晶片的刻蚀等等离子体工艺。

为了在大面积的等离子反应腔中获得均匀的加工效果或者为了使反应腔腔内不同区域能获得不同密度的等离子体或者其他需求，需要向反应腔不同区域供应相同或不同流量的气体，通过将反应气体分流为各自流量的多路，从而将多路反应气体输送至不同区域。

现有不少成品的气体比例分流器，存在一体式的一分多路的分流器，其输送管路的出口路数固定，不可随意增加；也存在分体式的1分多路的分流器，其出口路数可随意变化，但是其所有路进口需要设置在一起，不可以分离。上述两大类的分流器有个共同的问题：成本高，响应随路数增加会变慢。

使用可控制阀开度的电子阀门实现一分多路，目前市面上已有现成的电压控制阀开度的阀门，例如通过使用多路管路并联并通过改变电压来实现阀开度的不同，从而实现气体分流。但是，此举存在很多问题，比如阀门的电压信号和阀开度并不成正比，而且不同的阀门的特性也不一样。一种简单的方法是挑选出特性近似的阀门来实现分流，但是当分流路增多时，则给挑选阀门带来了很多困扰，并且不同批次的分流器有差异，导致最终进入不同分区的气体流量与预期的目标流量有所不同，影响等离子体处理装置中的基片的刻蚀效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置及气体供应方法，通过在多路气体分流输送管路上分别设置流量控制阀，根据流量控制阀的流量系数和电信号之间的对应关系，施加对应的电信号到各个流量控制阀，控制各流量控制阀的阀开度，使各路气体分流输送管路准确地按照设定流量比例向反应腔内输送相应流量的反应气体，成本低，快速响应来实现多区气体分流。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种等离子体处理装置的气体供应方法，所述等离子体处理装置包括一反应腔，所述反应腔内设置用于支撑基片的基座，一气体供应装置向所述反应腔内输送反应气体，所述气体供应装置包含一气体总管道和对所述气体总管道进行气体分流的多路气体分流输送管路，该方法包含以下步骤：

在所述多路气体分流输送管路上分别设置一流量控制阀，并将多个所述流量控制阀的流量系数和电信号的对应关系存储到一控制器内；

设定多路气体分流输送管路的目标气体流量的比例关系，所述控制器根据多路气体分流输送管路的目标气体流量的比例关系输送对应的电信号至所述流量控制阀，以调节每个流量控制阀的阀开度，控制多路分流输送管路上的气体流量。

可选的，在气体分流输送管路的输入端的第一压力与最大目标气体流量所在的气体分流输送管路上的流量控制阀的输出端的第二压力满足预设条件时，确定出各个流量控制阀的最大阀开度和/或最小阀开度；

最大目标气体流量所在的气体分流输送管路上的流量控制阀作为第一参考阀，最小目标气体流量所在的气体分流输送管路上的流量控制阀作为第二参考阀；