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      一種氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備的制作方法

      文檔序號(hào):11101014閱讀:1260來源:國知局
      一種氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備的制造方法

      本發(fā)明涉及等離子體刻蝕領(lǐng)域,尤其涉及一種氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備。



      背景技術(shù):

      目前,在現(xiàn)有的等離子體刻蝕設(shè)備中,上部電極作為工藝氣體的分散裝置,無論是增強(qiáng)型電容耦合等離子體(Enhanced Capacitive Coupled Plasma,ECCP)模式的上部電極,還是感應(yīng)耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma,ICP)模式的上部電極,都是先將所有工藝氣體混合后通過內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道通入至上部電極,并通過管道上的氣體分配比控制裝置(Flow Ratio Control,F(xiàn)RC)進(jìn)行氣體分配比控制,但是由于不同氣體的離解能和運(yùn)動(dòng)速度不同,且不同氣體在工藝中所起的作用也不同,因此混合后再分配得不到滿意的刻蝕效果及很好的刻蝕均一性。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備,通過在氣體流量控制裝置上設(shè)置獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng),從而可以根據(jù)工藝需求對(duì)內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道中不同的氣體進(jìn)行獨(dú)自的分配調(diào)節(jié)。

      因此,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣體流量控制裝置,包括內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道;還包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng);其中,

      各所述管路系統(tǒng)包括第一支路和第二支路,所述第一支路與所述內(nèi)環(huán)管道相連,所述第二支路與所述外環(huán)管道相連。

      較佳地,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,所述第一支路包括:第一進(jìn)氣管路,連接在所述內(nèi)環(huán)管道與所述第一進(jìn)氣管路之間的第一小流量管路,連接在所述內(nèi)環(huán)管道與所述第一進(jìn)氣管路之間的第一大流量管路,設(shè)置在所述第一小流量管路上的第一流量控制器和設(shè)置在所述第一大流量管路上的第二流量控制器。

      較佳地,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,所述第二支路包括:第二進(jìn)氣管路、連接在所述外環(huán)管道與所述第二進(jìn)氣管路之間的第二小流量管路,連接在所述外環(huán)管道與所述第二進(jìn)氣管路之間的第二大流量管路,設(shè)置在所述第二小流量管路上的第一流量控制器和設(shè)置在所述第二大流量管路上的第二流量控制器。

      較佳地,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,所述第一進(jìn)氣管路和所述第二進(jìn)氣管路為同一進(jìn)氣管路。

      較佳地,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,所述第一小流量管路和所述第二小流量管路通過同一管路與進(jìn)氣管路相連。

      較佳地,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,所述第一大流量管路和所述第二大流量管路通過同一管路與進(jìn)氣管路相連。

      相應(yīng)地,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種刻蝕設(shè)備,包括用于刻蝕反應(yīng)的腔室,還包括上述任一種所述的氣體流量控制裝置,所述氣體流量控制裝置通過內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道向所述腔室通入氣體。

      本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備,氣體流量控制裝置包括內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道;還包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng);其中,各管路系統(tǒng)包括第一支路和第二支路,第一支路與內(nèi)環(huán)管道相連,第二支路與外環(huán)管道相連。本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體流量控制裝置通過設(shè)置包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng),將不同的氣體通過各自的管路系統(tǒng)通入至內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道后進(jìn)行各自分配,根據(jù)工藝需求,調(diào)節(jié)各種氣體的內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的分配比,并且不同氣體的內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的分配調(diào)節(jié)互不干擾。因此本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置用于等離子體刻蝕時(shí),可以很大程度提高刻蝕效果及刻蝕均一性。

      附圖說明

      圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體流量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一;

      圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體流量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二;

      圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體流量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三。

      具體實(shí)施方式

      在現(xiàn)有的等離子體刻蝕設(shè)備中,都是先將所有工藝氣體混合后再通過內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道通入至上部電極,但是由于不同氣體的離解能和運(yùn)動(dòng)速度不同,且不同氣體在工藝中所起的作用也不同,例如,對(duì)于SiNX的刻蝕,主要?dú)怏w為SF6和O2,其中SF6的作用主要是刻蝕膜層,而O2的作用主要是灰化光刻膠和調(diào)節(jié)被刻蝕膜層的坡度角,而且不同氣體分子離解之后得到的基團(tuán)或離子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)速度也不同,因此采用現(xiàn)有的等離子體刻蝕設(shè)備將SF6和O2氣體混合后再分配得不到滿意的刻蝕效果。本申請(qǐng)通過研究發(fā)現(xiàn),要想達(dá)到較好的刻蝕效果,SF6在內(nèi)環(huán)管道與外環(huán)管道的分配比與O2在內(nèi)內(nèi)環(huán)管道與外環(huán)管道的分配比是不相同的。

      因此,有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

      附圖中各部件的形狀和大小不反映真實(shí)比例,目的只是示意說明本發(fā)明內(nèi)容。

      本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣體流量控制裝置,如圖1所示,包括內(nèi)環(huán)管道01和外環(huán)管道02;還包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng)03(圖1中以兩個(gè)管路系統(tǒng)為例);其中,

      管路系統(tǒng)03包括第一支路031和第二支路032,第一支路031與內(nèi)環(huán)管道01相連,第二支路032與外環(huán)管道02相連。

      本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置,包括內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道;還包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng);其中,各管路系統(tǒng)包括第一支路和第二支路,第一支路與內(nèi)環(huán)管道相連,第二支路與外環(huán)管道相連。本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體流量控制裝置通過設(shè)置獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng),將不同的氣體通過各自的管路系統(tǒng)通入至內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道后進(jìn)行各自分配,根據(jù)工藝需求,調(diào)節(jié)各種氣體的內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的分配比,并且不同氣體的內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的分配調(diào)節(jié)互不干擾。因此本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置用于等離子體刻蝕時(shí),可以很大程度提高刻蝕效果及刻蝕均一性。

      需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,圖1所示的兩個(gè)管路系統(tǒng)03是以設(shè)置在內(nèi)環(huán)管道01與外環(huán)管道02兩側(cè)進(jìn)行說明的,也可以將兩個(gè)管路系統(tǒng)03設(shè)置在內(nèi)環(huán)管道01與外環(huán)管道02的同側(cè)。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí),可以根據(jù)刻蝕環(huán)境以及工藝的需要,在內(nèi)環(huán)管道01與外環(huán)管道02相應(yīng)的位置上設(shè)置各管路系統(tǒng)03,在此不作限定。

      具體實(shí)施時(shí),在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,如圖2所示,第一支路031包括:第一進(jìn)氣管路031_1,連接在內(nèi)環(huán)管道01與第一進(jìn)氣管路031_1之間的第一小流量管路031_2,連接在內(nèi)環(huán)管道01與第一進(jìn)氣管路031_1之間的第一大流量管路031_3,設(shè)置在第一小流量管路031_2上的第一流量控制器a1和設(shè)置在第一大流量管路031_3上的第二流量控制器a2。這樣在使用時(shí),當(dāng)需要少量氣體時(shí),可以采用小流量管路進(jìn)行通氣;當(dāng)需要大量氣體時(shí),可以采用大流量管路進(jìn)行通氣;這樣的設(shè)計(jì)不僅可以對(duì)應(yīng)較寬流量范圍的氣體,而且可以對(duì)通入內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的氣體進(jìn)行精確的分配調(diào)節(jié)。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí),當(dāng)需要更多量的氣體時(shí),可以采用大流量管路和小流量管路同時(shí)進(jìn)行通氣,在此不作限定。

      基于與上述相同的理由,具體實(shí)施時(shí),在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,如圖2所示,第二支路032包括:第二進(jìn)氣管路032_1、連接在外環(huán)管道02與第二進(jìn)氣管路032_1之間的第二小流量管路032_2,連接在外環(huán)管道02與第二進(jìn)氣管路032_1之間的第二大流量管路032_3,設(shè)置在第二小流量管路032_2上的第一流量控制器a1和設(shè)置在第二大流量管路032_3上的第二流量控制器a2。

      進(jìn)一步地,具體實(shí)施時(shí),由于等離子體刻蝕設(shè)備中的布線較多,因此為了減少進(jìn)氣管路所占等離子體刻蝕設(shè)備的空間,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,如圖3所示,第一進(jìn)氣管路031_1和第二進(jìn)氣管路032_1為同一進(jìn)氣管路。

      進(jìn)一步地,具體實(shí)施時(shí),由于等離子體刻蝕設(shè)備中的布線較多,因此為了減少進(jìn)氣管路所占等離子體刻蝕設(shè)備的空間,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,如圖3所示,第一小流量管路031_2和第二小流量管路032_2通過同一管路與進(jìn)氣管路031_1相連。

      進(jìn)一步地,具體實(shí)施時(shí),由于等離子體刻蝕設(shè)備中的布線較多,因此為了減少進(jìn)氣管路所占等離子體刻蝕設(shè)備的空間,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,如圖3所示,第一大流量管路031_3和第二大流量管路032_3通過同一管路與進(jìn)氣管路031_1相連。

      需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置中,根據(jù)刻蝕環(huán)境以及工藝的需要來設(shè)置管路系統(tǒng)的個(gè)數(shù),當(dāng)需要刻蝕兩種主要?dú)怏w時(shí)就設(shè)置兩個(gè)管路系統(tǒng),當(dāng)需要刻蝕多種主要?dú)怏w時(shí)就設(shè)置多個(gè)管路系統(tǒng)。在刻蝕工藝中,對(duì)刻蝕效果具有決定性作用的一般只有兩種氣體,因此只設(shè)置兩個(gè)管路系統(tǒng),但對(duì)于在其它要求的情況下,可能會(huì)加入其它輔助氣體,例如He或者N2。例如,對(duì)于a-Si的刻蝕,主要?dú)怏w為Cl2和SF6;對(duì)于SiNX的刻蝕,主要?dú)怏w為SF6和O2。因此當(dāng)工藝需要通入其它輔助氣體時(shí),可以將第三種或更多種輔助氣體分別通過上述兩個(gè)管路系統(tǒng)通入至內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道后再進(jìn)行調(diào)節(jié)。

      基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種等離子體刻蝕設(shè)備,包括用于刻蝕反應(yīng)的腔室,還包括本發(fā)明實(shí)施例提供的上述任一種氣體流量控制裝置,氣體流量控制裝置通過內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道向腔室通入氣體。由于該等離子體刻蝕設(shè)備解決問題的原理與前述一種氣體流量控制裝置相似,因此該等離子體刻蝕設(shè)備的實(shí)施可以參見前述氣體流量控制裝置的實(shí)施,重復(fù)之處不再贅述。

      本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置及等離子體刻蝕設(shè)備,氣體流量控制裝置包括內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道;還包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng);其中,各管路系統(tǒng)包括第一支路和第二支路,第一支路與內(nèi)環(huán)管道相連,第二支路與外環(huán)管道相連。本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體流量控制裝置通過設(shè)置包括獨(dú)立的至少兩個(gè)管路系統(tǒng),將不同的氣體通過各自的管路系統(tǒng)通入至內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道后進(jìn)行各自分配,根據(jù)工藝需求,調(diào)節(jié)各種氣體的內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的分配比,并且不同氣體的內(nèi)環(huán)管道和外環(huán)管道的分配調(diào)節(jié)互不干擾。因此本發(fā)明實(shí)施例提供的上述氣體流量控制裝置用于等離子體刻蝕時(shí),可以很大程度提高刻蝕效果及刻蝕均一性。

      顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

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