气体输送装置及等离子体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体加工设备，特别涉及一种气体输送装置和等离子体处理装置。
【背景技术】
[0002]目前在等离子体工艺中，通常是将反应气体由等离子体处理装置的反应腔内上部设置的气体喷淋头导入反应腔室内，反应气体经过射频激发形成等离子体，然后通过反应腔室内下部的静电夹盘的偏置电压使等离子体轰击位于夹盘上的晶片，从而实现对晶片的刻蚀、沉积等等离子体工艺。
[0003]然而，由于气体输送、电场作用或抽气不均匀等多种原因，容易使产生的等离子体在半导体晶片表面上的不同区域具有不同的分布密度，从而在晶片表面的不同区域产生不同的处理速度，对于沿晶片径向分布的不同区域，如中心区域和边缘区域，这种不均匀处理尤其明显，进而导致晶片上不同区域形成的半导体器件的性能不同，对半导体器件制造的工艺控制及产品良率都有很大影响。
[0004]为了解决该问题，现有技术提出了一种气体分流器，其可将反应气体分流为不同流量的多路，从而将不同流量的多路反应气体输送至气体喷淋头的不同区域，使得反应腔室内不同区域能够获得不同密度的的等离子体，以改善对整个晶片表面处理的均匀性。然而，这种气体分流器所分流的每一路反应气体的流量范围是相同的，如10%到90%，如果对于某一区域希望得到特别小的流量比例，如0.5%，则现有的气体分流器无法实现。
[0005]因此，需要提供一种气体输送装置以改善上述缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种气体输送装置，能够向等离子体处理装置的反应腔室内的不同区域输送不同流量，特别是小流量的反应气体，提高气体流量的控制精度。
[0007]为达成上述目的，本发明提供一种气体输送装置，应用于等离子体处理装置，所述等离子体处理装置包括反应腔体，所述气体输送装置包括气体分流器以及至少一个气体调节器。所述气体分流器用于将反应气体分流为流量可控的多路以输出至位于所述反应腔体内的气体导流件的不同气体分布区域；所述气体调节器连接于所述气体分流器及所述气体导流件之间，用于接收经所述气体分流器输出的其中一路反应气体并将其分流为多条支路以输出至所述气体导流件上对应于该路反应气体的气体分布区域内的不同子区域。所述气体调节器包括与该对应的气体分布区域的不同子区域相连通的多条气体传输管线，其中至少一条气体传输管线包括并联的至少三条分支管线及流量切换组件，该流量切换组件用于控制每一所述分支管线的传输流量及导通和截止状态以调节该条气体传输管线所输送的气体流量。
[0008]优选的，所述流量切换组件包括设置于所述至少三条分支管线上的多个限流元件和至少两个开关元件。
[0009]优选的，所述多条气体传输管线包括第一气体传输管线和第二气体传输管线，所述第二气体传输管线包括并联的第一、第二和第三分支管线及所述流量切换组件，所述流量切换组件包括设置于所述第一分支管线上的第一限流元件、设置于所述第二分支管线上的串联的第二限流元件和第一开关元件、以及设置于所述第三分支管线上的串联的第三限流元件和第二开关元件。
[0010]优选的，所述第一气体传输管线上设置第四限流元件。
[0011]优选的，所述流量切换组件还包括设置于所述第一分支管线上的与所述第一限流元件串联的第三开关元件。
[0012]优选的，所述气体分流器将反应气体分流为第一流量和第二流量的两路反应气体以输出至所述气体导流件的第一气体分布区域和第二气体分布区域，所述气体调节器将所述第二流量的反应气体分流为第三流量和第四流量的两路反应气体以分别传输至所述第二气体分布区域的第一子区域和第二子区域。
[0013]优选的，各所述限流元件均为限流孔，各所述开关元件均为开关阀。
[0014]优选的，各所述限流孔的尺寸不同。
[0015]优选的，所述气体导流件为气体喷淋头。
[0016]根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种等离子体处理装置，包括反应腔体和上述的气体输送装置。
[0017]本发明的有益效果在于通过气体调节器将气体分流器分流的其中一路反应气体切换为多条支路，并通过流量切换组件及并联的至少三条分支管线的设计控制各条支路的流量比例，而使得反应腔室内的特定区域能够得到所需流量的反应气体供给，进而根据需求调节等离子体处理装置反应腔体内不同区域的等离子体分布密度，提高晶片上不同区域所形成的半导体器件的均一性。
【附图说明】
[0018]图1为本发明一实施例的气体输送装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
[0020]图1显示了本发明一种实施方式提供的本发明气体输送装置。该气体输送装置应用于等离子体处理装置，等离子体处理装置包括反应腔室1，反应腔室I内的上部设置有气体导流件4，气体导流件4可包括多个气体分布区。本实施例中气体导流件4为气体喷淋头，在其他实施例中也可以是气体导流环或导流板等其他类似装置。气体输送装置用于将反应气体分流为不同流量的多路输送至气体导流件4的不同气体分布区，以引入反应腔室内的不同区域。气体输送装置包括气体分流器2和气体调节器3，气体分流器2将反应气体分为多路流量不同的反应气体，例如本实施例中，气体喷淋头4上设置气体分布区41和42，则气体分流器2对应将反应气体分流形成具有不同的第一流量a和第二流量b的两路反应气体，分别通过管线21和22输出。气体分流器2可包括气体分离器和流量控制器来执行其分流及流量调节功能，并且经其分流的多路反应气体可以是成分相同或不同的气体。
[0021]需要注意的是，本发明中经气体分流器2分流的多路反应气体并不都直接输出至气体喷淋头4，至少其中一路反应气体由气体调节器3进一步分流及调节流量。如图1所示，气体调节器3设置于气体分流器2和气体喷淋头4之间，具体地是设置在气体分流器2的至少一个管线上，用于接收经气体分流器2输出的其中一路反应气体并将其分流为多条支路以输出至气体喷淋头4上对应于该路反应气体的气体分布区域内的不同子区域。气体调节器3也可以是多个，分别对多路反应气体进一步分流及调节流量。本实施例中以气体调节器3设置在管线22上、气体分布区42具有两个子区域42A和42B加以说明，其中气体分布区域41、42分别对应于气体喷淋头4的边缘位置和中心位置，并且气体分布区域的子区域42B比42A更靠近气体喷淋头的中心，当然在其他实施例中也可以将处于气体喷淋头边缘位置的气体分布区域划分成多个子区域以分别提供进一步细分的气体流量。气体调节器3将流量b的一路反应气体分成流量为bl和b2的两条支路而输送至子区域42A和42B，其包括与各子区域相连通的气体传输管线31，32。其中，气体传输管线32包括三条并联的分支管线32a、32b、32c，以及流量切换组件。流量切换组件用于控制气体传输管线32中各条分支管线32a、32b、32c的传输流量及导通和截止状态，从而使得气体传输管线32所输送的气体流量得以调节。流量切换组件可包括限流元件和开关元件，其中限流元件负责控制分支管线的最大气体流量，开关元件负责控制分支管线的导通或截止，通过限流元件和开关元件的配合就可使气体传输管线32输出不同流量或流量比例的反应气体。本实施例及下文所