一种气体流量控制装置及等离子体刻蚀设备的制作方法

本发明涉及等离子体刻蚀领域，尤其涉及一种气体流量控制装置及等离子体刻蚀设备。

背景技术：

目前，在现有的等离子体刻蚀设备中，上部电极作为工艺气体的分散装置，无论是增强型电容耦合等离子体(Enhanced Capacitive Coupled Plasma，ECCP)模式的上部电极，还是感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP)模式的上部电极，都是先将所有工艺气体混合后通过内环管道和外环管道通入至上部电极，并通过管道上的气体分配比控制装置(Flow Ratio Control，FRC)进行气体分配比控制，但是由于不同气体的离解能和运动速度不同，且不同气体在工艺中所起的作用也不同，因此混合后再分配得不到满意的刻蚀效果及很好的刻蚀均一性。

技术实现要素：

本发明实施例提供的一种气体流量控制装置及等离子体刻蚀设备，通过在气体流量控制装置上设置独立的至少两个管路系统，从而可以根据工艺需求对内环管道和外环管道中不同的气体进行独自的分配调节。

因此，本发明实施例提供了一种气体流量控制装置，包括内环管道和外环管道；还包括独立的至少两个管路系统；其中，

各所述管路系统包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述内环管道相连，所述第二支路与所述外环管道相连。

较佳地，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，所述第一支路包括：第一进气管路，连接在所述内环管道与所述第一进气管路之间的第一小流量管路，连接在所述内环管道与所述第一进气管路之间的第一大流量管路，设置在所述第一小流量管路上的第一流量控制器和设置在所述第一大流量管路上的第二流量控制器。

较佳地，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，所述第二支路包括：第二进气管路、连接在所述外环管道与所述第二进气管路之间的第二小流量管路，连接在所述外环管道与所述第二进气管路之间的第二大流量管路，设置在所述第二小流量管路上的第一流量控制器和设置在所述第二大流量管路上的第二流量控制器。

较佳地，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，所述第一进气管路和所述第二进气管路为同一进气管路。

较佳地，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，所述第一小流量管路和所述第二小流量管路通过同一管路与进气管路相连。

较佳地，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，所述第一大流量管路和所述第二大流量管路通过同一管路与进气管路相连。

相应地，本发明实施例还提供了一种刻蚀设备，包括用于刻蚀反应的腔室，还包括上述任一种所述的气体流量控制装置，所述气体流量控制装置通过内环管道和外环管道向所述腔室通入气体。

本发明实施例提供的上述气体流量控制装置及等离子体刻蚀设备，气体流量控制装置包括内环管道和外环管道；还包括独立的至少两个管路系统；其中，各管路系统包括第一支路和第二支路，第一支路与内环管道相连，第二支路与外环管道相连。本发明实施例提供的气体流量控制装置通过设置包括独立的至少两个管路系统，将不同的气体通过各自的管路系统通入至内环管道和外环管道后进行各自分配，根据工艺需求，调节各种气体的内环管道和外环管道的分配比，并且不同气体的内环管道和外环管道的分配调节互不干扰。因此本发明实施例提供的上述气体流量控制装置用于等离子体刻蚀时，可以很大程度提高刻蚀效果及刻蚀均一性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的气体流量控制装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的气体流量控制装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的气体流量控制装置的结构示意图之三。

具体实施方式

在现有的等离子体刻蚀设备中，都是先将所有工艺气体混合后再通过内环管道和外环管道通入至上部电极，但是由于不同气体的离解能和运动速度不同，且不同气体在工艺中所起的作用也不同，例如，对于SiN_X的刻蚀，主要气体为SF₆和O₂，其中SF₆的作用主要是刻蚀膜层，而O₂的作用主要是灰化光刻胶和调节被刻蚀膜层的坡度角，而且不同气体分子离解之后得到的基团或离子团的运动速度也不同，因此采用现有的等离子体刻蚀设备将SF₆和O₂气体混合后再分配得不到满意的刻蚀效果。本申请通过研究发现，要想达到较好的刻蚀效果，SF₆在内环管道与外环管道的分配比与O₂在内内环管道与外环管道的分配比是不相同的。

因此，有鉴于此，本发明实施例提供了一种气体流量控制装置及等离子体刻蚀设备。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种气体流量控制装置，如图1所示，包括内环管道01和外环管道02；还包括独立的至少两个管路系统03(图1中以两个管路系统为例)；其中，

管路系统03包括第一支路031和第二支路032，第一支路031与内环管道01相连，第二支路032与外环管道02相连。

本发明实施例提供的上述气体流量控制装置，包括内环管道和外环管道；还包括独立的至少两个管路系统；其中，各管路系统包括第一支路和第二支路，第一支路与内环管道相连，第二支路与外环管道相连。本发明实施例提供的气体流量控制装置通过设置独立的至少两个管路系统，将不同的气体通过各自的管路系统通入至内环管道和外环管道后进行各自分配，根据工艺需求，调节各种气体的内环管道和外环管道的分配比，并且不同气体的内环管道和外环管道的分配调节互不干扰。因此本发明实施例提供的上述气体流量控制装置用于等离子体刻蚀时，可以很大程度提高刻蚀效果及刻蚀均一性。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，图1所示的两个管路系统03是以设置在内环管道01与外环管道02两侧进行说明的，也可以将两个管路系统03设置在内环管道01与外环管道02的同侧。当然具体实施时，可以根据刻蚀环境以及工艺的需要，在内环管道01与外环管道02相应的位置上设置各管路系统03，在此不作限定。

具体实施时，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，如图2所示，第一支路031包括：第一进气管路031_1，连接在内环管道01与第一进气管路031_1之间的第一小流量管路031_2，连接在内环管道01与第一进气管路031_1之间的第一大流量管路031_3，设置在第一小流量管路031_2上的第一流量控制器a1和设置在第一大流量管路031_3上的第二流量控制器a2。这样在使用时，当需要少量气体时，可以采用小流量管路进行通气；当需要大量气体时，可以采用大流量管路进行通气；这样的设计不仅可以对应较宽流量范围的气体，而且可以对通入内环管道和外环管道的气体进行精确的分配调节。当然具体实施时，当需要更多量的气体时，可以采用大流量管路和小流量管路同时进行通气，在此不作限定。

基于与上述相同的理由，具体实施时，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，如图2所示，第二支路032包括：第二进气管路032_1、连接在外环管道02与第二进气管路032_1之间的第二小流量管路032_2，连接在外环管道02与第二进气管路032_1之间的第二大流量管路032_3，设置在第二小流量管路032_2上的第一流量控制器a1和设置在第二大流量管路032_3上的第二流量控制器a2。

进一步地，具体实施时，由于等离子体刻蚀设备中的布线较多，因此为了减少进气管路所占等离子体刻蚀设备的空间，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，如图3所示，第一进气管路031_1和第二进气管路032_1为同一进气管路。

进一步地，具体实施时，由于等离子体刻蚀设备中的布线较多，因此为了减少进气管路所占等离子体刻蚀设备的空间，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，如图3所示，第一小流量管路031_2和第二小流量管路032_2通过同一管路与进气管路031_1相连。

进一步地，具体实施时，由于等离子体刻蚀设备中的布线较多，因此为了减少进气管路所占等离子体刻蚀设备的空间，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，如图3所示，第一大流量管路031_3和第二大流量管路032_3通过同一管路与进气管路031_1相连。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述气体流量控制装置中，根据刻蚀环境以及工艺的需要来设置管路系统的个数，当需要刻蚀两种主要气体时就设置两个管路系统，当需要刻蚀多种主要气体时就设置多个管路系统。在刻蚀工艺中，对刻蚀效果具有决定性作用的一般只有两种气体，因此只设置两个管路系统，但对于在其它要求的情况下，可能会加入其它辅助气体，例如He或者N₂。例如，对于a-Si的刻蚀，主要气体为Cl₂和SF₆；对于SiN_X的刻蚀，主要气体为SF₆和O₂。因此当工艺需要通入其它辅助气体时，可以将第三种或更多种辅助气体分别通过上述两个管路系统通入至内环管道和外环管道后再进行调节。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种等离子体刻蚀设备，包括用于刻蚀反应的腔室，还包括本发明实施例提供的上述任一种气体流量控制装置，气体流量控制装置通过内环管道和外环管道向腔室通入气体。由于该等离子体刻蚀设备解决问题的原理与前述一种气体流量控制装置相似，因此该等离子体刻蚀设备的实施可以参见前述气体流量控制装置的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的上述气体流量控制装置及等离子体刻蚀设备，气体流量控制装置包括内环管道和外环管道；还包括独立的至少两个管路系统；其中，各管路系统包括第一支路和第二支路，第一支路与内环管道相连，第二支路与外环管道相连。本发明实施例提供的气体流量控制装置通过设置包括独立的至少两个管路系统，将不同的气体通过各自的管路系统通入至内环管道和外环管道后进行各自分配，根据工艺需求，调节各种气体的内环管道和外环管道的分配比，并且不同气体的内环管道和外环管道的分配调节互不干扰。因此本发明实施例提供的上述气体流量控制装置用于等离子体刻蚀时，可以很大程度提高刻蚀效果及刻蚀均一性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。