一種氣體調(diào)節(jié)裝置及其所處的等離子體反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體反應(yīng)器，特別涉及等離子體反應(yīng)器內(nèi)均勻調(diào)節(jié)氣體分布的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體反應(yīng)器或反應(yīng)腔在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，并廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路、平板顯示器，發(fā)光二極管(LED)，太陽能電池等的制造工業(yè)內(nèi)。在等離子腔中通常會施加一個射頻電源以產(chǎn)生并維持等離子于反應(yīng)腔中。其中，有許多不同的方式施加射頻功率，每個不同方式的設(shè)計都將導(dǎo)致不同的特性，比如效率、等離子解離、均一性等等。其中，一種設(shè)計是電容耦合(CCP)等離子體反應(yīng)器。
[0003]在電容耦合(CCP)等離子體反應(yīng)器中，反應(yīng)氣體主要通過一氣體噴淋頭進入等離子體反應(yīng)腔中，在射頻功率源的作用下，反應(yīng)氣體電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和待處理半導(dǎo)體基片的表面發(fā)生多種物理和化學(xué)反應(yīng)，使得半導(dǎo)體基片表面的形貌發(fā)生改變，即完成刻蝕過程。在半導(dǎo)體基片的刻蝕中，一個很重要的指標是基片加工的均一性。也就是，一個作用于基片中心區(qū)域的工藝流程應(yīng)和作用于基片邊緣區(qū)域的工藝流程相同或者高度相近。因此，例如，當(dāng)執(zhí)行工藝流程時，基片中心區(qū)域的刻蝕率應(yīng)與基片邊緣區(qū)域的刻蝕率相同。在刻蝕過程中，反應(yīng)氣體在等離子體反應(yīng)腔內(nèi)的分布是影響基片刻蝕是否均勻的重要參數(shù)，除此之外，反應(yīng)腔內(nèi)的射頻功率分布、反應(yīng)腔下方的真空抽氣裝置等也會影響基片的刻蝕均勻性。
[0004]然而在現(xiàn)有技術(shù)中，由于受反應(yīng)腔內(nèi)多種參數(shù)的影響，基片的刻蝕速率很難實現(xiàn)均勻，為此，急需一種均勻刻蝕半導(dǎo)體基片的等離子體反應(yīng)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種氣體調(diào)節(jié)裝置和其所在的等離子體反應(yīng)器。本發(fā)明所述氣體調(diào)節(jié)裝置連接一氣體噴淋頭，所述氣體噴淋頭包括中心區(qū)域和環(huán)繞所述中心區(qū)域的邊緣區(qū)域；所述氣體調(diào)節(jié)裝置包括至少一個調(diào)節(jié)氣體輸入管道，所述調(diào)節(jié)氣體輸入管道后端連接一個氣體分配器，所述氣體分配器包括兩個輸出，分別連接所述氣體噴淋頭的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域。
[0006]優(yōu)選的，所述氣體噴淋頭還包括環(huán)繞所述邊緣區(qū)域的外緣區(qū)域；所述氣體分配器還包括第三輸出，所述第三輸出與所述外緣區(qū)域連接。
[0007]優(yōu)選的，所述氣體調(diào)節(jié)裝置包括至少兩個調(diào)節(jié)氣體輸入管道，所述兩個及以上調(diào)節(jié)氣體輸入管道內(nèi)部的氣體混合后進入氣體分配器。
[0008]優(yōu)選的，所述氣體分配器控制進入所述中心區(qū)域、邊緣區(qū)域和外緣區(qū)域的調(diào)節(jié)氣體流量相同或者不同。
[0009]優(yōu)選的，所述氣體調(diào)節(jié)裝置包括兩個調(diào)節(jié)氣體輸入管道，所述調(diào)節(jié)氣體輸入管道分別輸送O2和CxFy/CHxFy。
[0010]優(yōu)選的，所述氣體輸入所述氣體分配器的氣體流量之和等于所述氣體分配器進入所述中心區(qū)域、邊緣區(qū)域和外緣區(qū)域的反應(yīng)氣體流量之和。
[0011]本發(fā)明還公開了一種等離子體反應(yīng)器，包括一真空反應(yīng)腔，所述真空反應(yīng)腔下方設(shè)置一基座用于支撐待處理基片，所述基座上方對應(yīng)設(shè)置一氣體噴淋頭，所述氣體噴淋頭包括中心區(qū)域和環(huán)繞所述中心區(qū)域的邊緣區(qū)域，所述真空反應(yīng)腔連接一主氣體供應(yīng)裝置，所述主氣體供應(yīng)裝置包括向所述中心區(qū)域供氣的第一供氣管路和向邊緣區(qū)域供氣的第二供氣管路，所述真空反應(yīng)腔還連接一氣體調(diào)節(jié)裝置，所述氣體調(diào)節(jié)裝置包括至少一個調(diào)節(jié)氣體輸入管道，所述調(diào)節(jié)氣體輸入管道后端連接一個氣體分配器，所述氣體分配器包括第一輸出和第二輸出，所述第一輸出連接所述氣體噴淋頭的中心區(qū)域，所述第二輸出連接所述氣體噴淋頭的邊緣區(qū)域。
[0012]優(yōu)選的，所述氣體噴淋頭還包括環(huán)繞所述邊緣區(qū)域的外緣區(qū)域，所述主氣體供應(yīng)裝置包括第三供氣管路與所述外緣區(qū)域連接，所述氣體分配器還包括第三輸出與所述外緣區(qū)域連接。
[0013]優(yōu)選的，所述主氣體供應(yīng)裝置的第一供氣管路與所述氣體調(diào)節(jié)裝置的第一輸出連接后與所述真空反應(yīng)腔連接，所述主氣體供應(yīng)裝置的第二供氣管路與所述氣體調(diào)節(jié)裝置的第二輸出連接后與所述真空反應(yīng)腔連接。
[0014]優(yōu)選的，調(diào)節(jié)氣體輸入所述氣體分配器的氣體流量之和等于所述氣體分配器進入所述第一輸出和第三輸出的調(diào)節(jié)氣體流量之和。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明提供一種氣體調(diào)節(jié)裝置及其所在的等離子體反應(yīng)器，所述氣體調(diào)節(jié)裝置包括至少一個調(diào)節(jié)氣體輸入管道，所述調(diào)節(jié)氣體輸入管道后端連接一個氣體分配器，所述氣體分配器包括兩個輸出，分別連接所述氣體噴淋頭的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域。根據(jù)半導(dǎo)體基片的刻蝕結(jié)果，氣體調(diào)節(jié)裝置對刻蝕速率較慢的區(qū)域進行補充調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體，有針對性的對刻蝕過程進行彌補，同時，由于氣體分配器的存在，可以明確的設(shè)定注入不同區(qū)域氣體的流量，從而對不均勻的基片刻蝕結(jié)果進行彌補，實現(xiàn)均勻的刻蝕速率。
【附圖說明】
[0016]附圖作為本發(fā)明說明書的一部分，例證了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起解釋和說明本發(fā)明的原理。附圖用圖解的方式來解釋舉例實施例的主要特征。附圖不是用于描述實際實施例所有特征也不用于說明圖中元素間的相對尺寸，也不是按比例繪出。
[0017]圖1示出本發(fā)明所述等離子體反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出本發(fā)明所述主氣體供應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3示出本發(fā)明所述氣體調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4示出本發(fā)明一實施例的刻蝕結(jié)果示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 本發(fā)明涉及一氣體調(diào)節(jié)裝置及其所在的等離子體反應(yīng)器，為了詳細描述本發(fā)明技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)進行描述。
[0022]圖1示出本發(fā)明所述等離子體反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖1所示的等離子體反應(yīng)器中，包括真空反應(yīng)腔100和環(huán)繞構(gòu)成所述真空反應(yīng)腔的反應(yīng)腔側(cè)壁101。反應(yīng)腔下方設(shè)置基座130，用于支撐半導(dǎo)體基片135，基座130同時用作等離子體反應(yīng)器的下電極，其連接一射頻功率源140。在下電極130上方對應(yīng)設(shè)置一氣體噴淋頭120，氣體噴淋頭120同時作為等離子體反應(yīng)器的上電極，射頻功率源140施加的射頻功率在上電極和下電極之間形成電磁場，由氣體噴淋頭120注入反應(yīng)腔內(nèi)的氣體在電磁場的作用下電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和半導(dǎo)體基片135的表面發(fā)生多種物理和化學(xué)反應(yīng)，使得半導(dǎo)體基片表面的形貌發(fā)生改變，完成刻蝕過程。
[0023]真空反應(yīng)腔100連接一主氣體供應(yīng)裝置160，圖2示出所述主氣體供應(yīng)裝置160的結(jié)構(gòu)示意圖，主氣體供應(yīng)裝置160包括若干氣體供應(yīng)管道(圖中未示出)，根據(jù)不同半導(dǎo)體基片的刻蝕需求可以選擇主氣體供應(yīng)裝置160的若干路不同氣體，如本實施例中的反應(yīng)氣體I和反應(yīng)氣體2，若干路反應(yīng)氣體在進入氣體噴淋頭前充分混合并注入氣體噴淋頭120內(nèi)。為了確保反應(yīng)氣體通過氣體噴淋頭120均勻的注入反應(yīng)腔100內(nèi)，本實施例的氣體噴淋頭設(shè)置為中心區(qū)域121和環(huán)繞所述中心區(qū)域121的邊緣區(qū)域122，在另外的實施例中還設(shè)置環(huán)繞邊緣區(qū)域122的外緣區(qū)域123。主氣體供應(yīng)裝置160中混合充分的反應(yīng)氣體在進入氣體噴淋頭120前分為向中心區(qū)域121供氣的第一供氣管路161和向邊緣區(qū)域122供氣的第二供氣管路162，在某些實施例中還包括向外緣區(qū)域12