一种等离子体设备的进气结构的制作方法

文档序号:12913847阅读:354来源:国知局

本发明涉及等离子刻蚀、淀积设备技术领域,特别是涉及一种等离子体设备的进气结构。



背景技术:

等离子体增强化学的气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,简称pecvd)是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,能够在基片上沉积出所期望的薄膜。

反应离子刻蚀(reactiveionsetch,简称rie)是借助微波或射频等使含有刻蚀粒子的气体,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,最终刻蚀掉部分基片上的材料。

常规的等离子刻蚀或成膜设备均包括两个进气孔,两个进气孔分别用于向真空室内通入反应气体,但由于进气孔的出气方向固定,使得两种反应气体只能以固定的混合方式进气,无法实现对基片刻蚀或成膜性能的调整。且进气孔与真空室的压力和流量梯度较大,在射频加载后,启辉得到的等离子体均匀一致性难以保证。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种等离子体设备的进气结构,以解决上述现有技术存在的问题,使反应气体可以有多种进气方式可供选择,以方便调整等离子对基片进行刻蚀或成膜的性能。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

本发明提供了一种等离子体设备的进气结构,包括真空室,所述真空室的上部或下部连接有等离子体源,所述真空室的下部或上部设有用于放置工件的工作台;所述真空室的周向设有第一进气组和第二进气组,所述第一进气组通过管道连通有第一气源,所述第二进气组通过管道连通有第二气源;所述第一进气组和所述第二进气组均包括至少三个进气口,所述进气口在竖直平面内朝向不同的方向。

优选地,所述第一进气组和所述第二进气组均包括三个所述进气口,三个所述进气口分别朝向斜上30°~60°、水平和斜下30°~60°设置。

优选地,三个所述进气口分别朝向斜上45°、水平和斜下45°设置。

优选地,所述第一进气组与所述第二进气组相对或同向设置。

优选地,所述第一进气组与所述第二进气组在水平面内的夹角为30°~150°。

优选地,每个所述进气口上均设有一匀气帽,所述匀气帽上阵列有若干个匀气孔。

优选地,每个所述进气口与所述第一气源或所述第二气源之间的管道上依次设有一开关阀,所述第一气源或所述第二气源与所述开关阀之间设有一集流阀。

优选地,所述开关阀为电动阀门,所有所述电动阀门均由一控制器控制启闭,所述控制器内预设有控制所述电动阀门启闭的程序。

优选地,还包括设置在所述真空室内部的测厚传感器,所述测厚传感器与所述控制器电连接,所述控制器能够根据所述测厚传感器反馈的检测数据分别控制所述电动阀门的启闭。

优选地,所述测厚传感器为激光测厚传感器或晶振测厚传感器。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:本发明通过在真空室的四周设置进气组,并将进气组设置为至少有三个进气口,使第一气源和第二气源可以有多组的进气方案可供选择,增加了进气方式的灵活性,便于更加方便针对基片的刻蚀或成膜要求调整进气方式。在进气口上设置的匀气帽,可使气体的气流更分散,使两种气体更容易混合,增加了等离子体的均匀性,提高了刻蚀或成膜性能的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明等离子体设备的进气结构的示意图;

其中:1-真空室,2-等离子体源,3-工作台,4-第一进气组,5-第二进气组,6-第一气源,7-第二气源,8-进气口,9-匀气帽,10-开关阀,11-集流阀,12-控制器,13-测厚传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种等离子体设备的进气结构,以解决上述现有技术存在的问题,使反应气体可以有多种进气方式可供选择,以方便调整等离子对基片进行刻蚀或成膜的性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示:本实施例提供了一种等离子体设备的进气结构,包括真空室1,真空室1用于给反应气体和基片提供反应空间。真空室1需连接有真空泵,用于抽取反应气体和反应的中间产物,真空室1内的气压优选不高于50pa。真空室1的上部连接有等离子体源2,等离子体源2用于使反应气体电离成等离子体,以提高反应气体的电化学性能。等离子体源2优选使用射频源,射频频率优选为13.5mhz。真空室1的下部设有用于放置工件的工作台3,工作台3优选使用可旋转的转台。

真空室1的左侧设有第一进气组4,真空室1的右侧设有第二进气组5,第一进气组4与第二进气组5相对设置,使两种气体交错,以便混合更加均匀。第一进气组4和第二进气组5均包括三个进气口8,三个进气口8分别朝向斜上30°~60°(与水平面的夹角)、水平和斜下30°~60°(与水平面的夹角)设置。三个进气口8优选分别朝向斜上45°、水平和斜下45°设置。每个进气口8上均设有一匀气帽9,匀气帽9上阵列有若干个匀气孔,以使通过的气体分布更加均匀。

第一进气组4通过管道连通有第一气源6,第二进气组5通过管道连通有第二气源7。第一气源6和第二气源7分别用于向真空室1内提供反应气体。每个进气口8与第一气源6或第二气源7之间的管道上依次设有一开关阀10,开关阀10优选为电动阀门,第一气源6或第二气源7与开关阀10之间设有一集流阀11,集流阀11优选为四通阀。

所有电动阀门均由一控制器12控制启闭,控制器12内预设有控制所有电动阀门启闭的程序,和/或,真空室1的内部设有测厚传感器13,测厚传感器13优选为激光测厚传感器或晶振测厚传感器,测厚传感器13与控制器12电连接,控制器12能够根据测厚传感器13反馈的检测数据实时地分别控制电动阀门的启闭,以便及时调整成膜或刻蚀过程。

第一进气组4上的三个开关阀10与第二进气组5上的三个开关阀10的开闭状态可任意搭配,可改变两种气体的比例,实现多种进气方案可供选择。例如第一进气组4的上数第一个和第二个开关阀10打开,第二进气组5的上数第一个开关阀10打开,那么,在所有的进气口8大小相等的情况下,第一气源6和第二气源7的进气比例则为2:1。同理,本发明可实现的第一气源6和第二气源7的进气比例包括1:3,1:2,1:1,2:3,2:2,2:1,3:1,3:2和3:3。不仅如此,即使是同一进气比例,例如第一气源6和第二气源7的进气比例为1:3,本实施例还可通过选择使第一进气组4的哪个进气口8开启,以进一步调整两种气体的混合状态,以调整最终的刻蚀或成膜的效果。因此,本实施例共包含49种进气方案可供选择,极大地提高了进气方式的灵活性。

需要说明的是:等离子体源2可以设置在真空室1的上部或下部,与等离子体源2相反地,工作台3可以设置在真空室1的下部或上部。真空室1的上部也可以设置电极,而使工作台3连接等离子体源2。具体的设置方式可根据等离子体刻蚀或成膜的类型和要求而定。第一进气组4和第二进气组5并不限于相对设置,也可以设置在真空室1的同一侧,或分别设置在真空室1相邻的侧面上,使第一进气组4和第二进气组5之间形成一定的夹角,夹角可为30°~150°中的任意值。而第一进气组4和第二进气组5的进气口8的数量并不局限于三个,凡是不少于三个均可实现对第一气源6和第二气源7进气方案的调整,以实现有多种进气方案可供选择。而具体设置几个进气口8可根据等离子体刻蚀或成膜的设备的要求而定。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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