CN101179023A - 气体分布控制系统及多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法 - Google Patents
气体分布控制系统及多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101179023A CN101179023A CNA2006101622888A CN200610162288A CN101179023A CN 101179023 A CN101179023 A CN 101179023A CN A2006101622888 A CNA2006101622888 A CN A2006101622888A CN 200610162288 A CN200610162288 A CN 200610162288A CN 101179023 A CN101179023 A CN 101179023A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- inlet duct
- reaction chamber
- control system
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种气体分布控制系统及应用该系统进行多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法，包括中心气体通道和边缘气体通道，分别用于向反应腔室的中心区域和边缘区域供气，所述气体通道上设有气体流量控制装置，用于控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的气体的比例。气体流量控制装置可设于中心气体通道上；也可以设于边缘气体通道上；也可以在中心气体通道与边缘气体通道上分别设有气体流量控制装置。反应腔室可以只设一个中心进气装置；也可以设一个中心进气装置和多个边缘进气装置。结构简单，可通过控制进入反应腔室的工艺气体的分布，改善硅片刻蚀的均匀性，主要适用于向半导体硅片刻蚀反应腔室供气，也是用于向其它腔室供气。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体分布控制系统及其应用，尤其涉及一种用于半导体加工设备中的气体分布控制系统，及应用该系统进行多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，刻蚀是在硅片上复制所想要的图形时，最后主要图形转移工艺的重要一步。刻蚀技术可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。干法刻蚀就是利用气体放电产生等离子来进行薄膜移出的刻蚀技术。刻蚀一般都在等离子工艺体系中的反应室里发生，工艺气体通入反应腔室后，在上射频源和下射频源的共同作用下，工艺气体被电离成等离子体，并实现对硅片的刻蚀。应用干法刻蚀主要需要注意刻蚀速率、刻蚀均匀性和刻蚀轮廓等等。均匀性是不同刻蚀位置的刻蚀速率差异的一个指标，较好的均匀性将会有较佳的良率和产率，尤其当刻蚀硅片面积增大时，均匀性的控制就显得更加重要。
如图1所示，为中心进气的等离子刻蚀装置，在进气装置的进气孔的位置，C12、HBr、HeO2等气体的混合气体从孔中心和边缘通入反应腔室中。在刻蚀图形片时，图形片中心区域的刻蚀均匀性很差。尤其在多晶硅栅极刻蚀及硅片浅沟槽隔离刻蚀时，会导致中心位置的尺寸偏低。
目前，主要是是通过改进下射频源来提高均匀性，但这同时增加了下射频源的复杂结构，并且会增大等离子引来的刻蚀损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体分布控制系统，该系统可通过控制进入反应腔室的工艺气体的分布，改善硅片刻蚀的均匀性；还提供一种应用该系统进行多晶硅栅极刻蚀及硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的气体分布控制系统，
本发明的气体分布控制系统，包括气体通道和反应腔室，反应腔室上设有进气装置，所述气体通道与进气装置相通，可向反应腔室内供应气体，所述的气体通道包括中心气体通道和边缘气体通道，分别用于向反应腔室的中心区域和边缘区域供气，所述气体通道上设有气体流量控制装置，用于控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的气体的流量比。
所述的气体流量控制装置设于中心气体通道和/或边缘气体通道上。
所述的反应腔室设有一个中心进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道，分别与中心进气装置的中心部位和边缘部位相通。
所述的反应腔室设有一个中心进气装置和多个边缘进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道分别与中心进气装置和多个边缘进气装置相通。
工艺气体通过上述气体分布控制系统进入反应腔室对多晶硅栅极进行刻蚀加工，并通过气体流量控制装置控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体的流量比。
所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置，进入中心进气装置的中心部位和边缘部位的工艺气体的流量比为0.5～1。
所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置和多个边缘进气装置，进入中心进气装置和多个边缘进气装置的工艺气体的流量比为0.4～1。
工艺气体通过上述气体分布控制系统进入反应腔室对硅片进行浅沟槽隔离刻蚀，并通过气体流量控制装置控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体流量的比例。
所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置，进入中心进气装置的中心部位和边缘部位的工艺气体的流量比为1～1.5。
所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置和多个边缘进气装置，进入中心进气装置和多个边缘进气装置的工艺气体的流量比为1～1.6。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的气体分布控制系统，由于包括中心气体通道和边缘气体通道，分别用于向反应腔室的中心区域和边缘区域供气，气体通道上设有气体流量控制装置，用于控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的气体的比例。结构简单，可通过控制进入反应腔室的工艺气体的分布，改善硅片刻蚀的均匀性，主要适用于向半导体硅片刻蚀反应腔室供气，也是用于向其它腔室供气。
本发明的多晶硅栅极刻蚀及硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法，应用上述气体分布控制系统可以很方便的控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体的流量比，改善刻蚀的均匀性。
附图说明
图1为现有技术的气体分布控制系统的结构示意图；
图2为本发明的气体分布控制系统的结构示意图一；
图3为本发明的气体分布控制系统的结构示意图二；
图4为本发明的气体分布控制系统的结构示意图三。
具体实施方式
本发明的气体分布控制系统较佳的具体实施方式是，包括气体通道和反应腔室，这里的反应腔室主要指对半导体硅片进行刻蚀的腔室，也可以是其它的腔室，C12、HBr、HeO2等气体的混合气体或其它工艺气体从孔中心和边缘通入反应腔室中，反应腔室中装有硅片，对硅片的刻蚀在反应腔室中完成。
反应腔室上设有进气装置，上述的气体通道与进气装置相通，可向反应腔室内供应气体，所述的气体通道包括中心气体通道和边缘气体通道，分别用于向反应腔室的中心区域和边缘区域供气，所述气体通道上设有气体流量控制装置，用于控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的气体的比例。
主要通过控制进入反应腔室的中心区域和边缘区域的流量，来改善中心位置硅片刻蚀的均匀性。
反应腔室上设有的进气装置可以只设一个中心进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道，分别与中心进气装置的中心部位和边缘部位相通；也可以设一个中心进气装置和多个边缘进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道分别与中心进气装置和多个边缘进气装置相通。
所述的气体流量控制装置可以是MFC(质量流量计，mass flow controller)，也可以是其它的气体流量控制装置。安装于气体通道上，具体的安装方式有多种方式。
具体实施例一，如图2所示，MFC安装于边缘气体通道上。气体在中心进气装置的孔中心直接通入到腔室，而气体在通过孔边缘之前，需要经过MFC来控制气体的流量。通过控制中心进气装置的孔边缘的气体流量，来控制气体在中心部位与边缘部位的流量比，这种情况一般适用于需要反应腔室中心部位与边缘部位的气体流量比大于1的情况下。
具体实施例二，如图3所示，所述的气体流量控制装置设于中心气体通道上。气体在中心进气装置的孔边缘直接通入到腔室，而气体在通过孔中心之前，需要经过一个MFC来控制气体的流量。通过控制孔中心的气体流量，控制气体在中心部位与边缘部位的流量比，这种情况一般适用于需要反应腔室中心部位与边缘部位的气体流量比小于1的情况下。
除了上述两个实施例外，还可以在中心气体通道与边缘气体通道上分别设有气体流量控制装置，这样就可以分别控制进入反应腔室中心部位和边缘部位的气体的流量，可使反应腔室中心部位与边缘部位的气体流量比为任意比例。
以上的实施例是针对单一中心进气方式的设备，反应腔室设有一个中心进气装置，通过控制进气口中心和边缘的流量比，来提高刻蚀的均匀性。
对于多孔进气方式的设备，也可以通过MFC对其它进气口的流量进行控制，同样也可以提高刻蚀的均匀性。
具体实施例三，如图4所示，所述的反应腔室设有一个中心进气装置和多个边缘进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道分别与中心进气装置和多个边缘进气装置相通，同样用上述的方法控制进入反应腔室中心部位和边缘部位的气体的流量。
也可以设多条边缘气体通道，分别与多个边缘进气装置相通。所述的多条边缘气体通道上分别设有气体流量控制装置。这样可以根据需要控制反应腔室边缘不同部位的气体流量。
在多孔进气方式的设备中，所述的边缘进气装置可根据需要设任意数量，最好有4～12个，可以是4、6、8、10、12个等优选数量。最佳是6个或8个。
本发明的多晶硅栅极刻蚀的方法，工艺气体通过上述气体分布控制系统进入反应腔室对多晶硅栅极进行刻蚀加工，并通过气体流量控制装置控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体流量的比例。
在多晶硅栅极刻蚀的过程中，对于只有一个中心进气装置的气体分布控制系统，进入中心进气装置的中心部位和边缘部位的工艺气体的流量比控制在0.5～1之间，可以是0.5、0.7、0.8、1等优选比例；
对于包括一个中心进气装置和多个边缘进气装置气体分布控制系统，进入中心进气装置和多个边缘进气装置的工艺气体的流量比控制在0.4～1之间，可以是0.4、0.5、0.7、0.8、1等优选比例。
本发明的硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法，工艺气体通过上述气体分布控制系统进入反应腔室对硅片进行浅沟槽隔离刻蚀，并通过气体流量控制装置控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体流量的比例。
在硅片浅沟槽隔离刻蚀过程中，对于只有一个中心进气装置的气体分布控制系统，进入中心进气装置的中心部位和边缘部位的工艺气体的流量比控制在1～1.5之间，可以是1、1.2、1.3、1.5等优选比例；
对于包括一个中心进气装置和多个边缘进气装置的气体分布控制系统，进入中心进气装置和多个边缘进气装置的工艺气体的流量比控制在1～1.6之间，可以是1、1.2、1.3、1.5、1.6等优选比例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气体分布控制系统，包括气体通道和反应腔室，反应腔室上设有进气装置，所述气体通道与进气装置相通，可向反应腔室内供应气体，其特征在于，所述的气体通道包括中心气体通道和边缘气体通道，分别用于向反应腔室的中心区域和边缘区域供气，所述气体通道上设有气体流量控制装置，用于控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的气体的流量比。
2.根据权利要求1所述的气体分布控制系统，其特征在于，所述的气体流量控制装置设于中心气体通道和/或边缘气体通道上。
3.根据权利要求1或2所述的气体分布控制系统，其特征在于，所述的反应腔室设有一个中心进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道，分别与中心进气装置的中心部位和边缘部位相通。
4.根据权利要求1或2所述的气体分布控制系统，其特征在于，所述的反应腔室设有一个中心进气装置和多个边缘进气装置，所述中心气体通道和边缘气体通道分别与中心进气装置和多个边缘进气装置相通。
5.一种多晶硅栅极刻蚀的方法，其特征在于，工艺气体通过上述气体分布控制系统进入反应腔室对多晶硅栅极进行刻蚀加工，并通过气体流量控制装置控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体的流量比。
6.根据权利要求5所述的多晶硅栅极刻蚀的方法，其特征在于，所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置，进入中心进气装置的中心部位和边缘部位的工艺气体的流量比为0.5～1。
7.根据权利要求5所述的多晶硅栅极刻蚀的方法，其特征在于，所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置和多个边缘进气装置，进入中心进气装置和多个边缘进气装置的工艺气体的流量比为0.4～1。
8.一种硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法，其特征在于，工艺气体通过上述气体分布控制系统进入反应腔室对硅片进行浅沟槽隔离刻蚀，并通过气体流量控制装置控制进入反应腔室中心区域和边缘区域的工艺气体流量的比例。
9.根据权利要求8所述的硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法，其特征在于，所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置，进入中心进气装置的中心部位和边缘部位的工艺气体的流量比为1～1.5。
10.根据权利要求8所述的硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法，其特征在于，所述气体分布控制系统包括一个中心进气装置和多个边缘进气装置，进入中心进气装置和多个边缘进气装置的工艺气体的流量比为1～1.6。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006101622888A CN100541732C (zh) | 2006-11-10 | 2006-12-19 | 气体分布控制系统及多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200610114467 | 2006-11-10 | ||
| CN200610114467.4 | 2006-11-10 | ||
| CNB2006101622888A CN100541732C (zh) | 2006-11-10 | 2006-12-19 | 气体分布控制系统及多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101179023A true CN101179023A (zh) | 2008-05-14 |
| CN100541732C CN100541732C (zh) | 2009-09-16 |
Family
ID=39405208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006101622888A Active CN100541732C (zh) | 2006-11-10 | 2006-12-19 | 气体分布控制系统及多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100541732C (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102427038A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-04-25 | 上海华力微电子有限公司 | 一种先进的自动调整刻蚀均匀性的方法 |
| CN101922611B (zh) * | 2009-06-16 | 2013-01-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 气体输送装置以及干法刻蚀装置 |
| CN103219260A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 使用极端边缘气体管道的刻蚀装置 |
| CN103839746A (zh) * | 2012-11-26 | 2014-06-04 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 刻蚀设备工艺气体供气装置 |
| CN104658846B (zh) * | 2013-11-15 | 2017-04-12 | Psk有限公司 | 衬底处理装置及方法 |
| CN107844133A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-03-27 | 北京创昱科技有限公司 | 一种质量流量控制器 |
| CN111128812A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-08 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种干法刻蚀装置 |
| CN111668086A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-15 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备及其供气控制方法 |
| CN114551204A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-27 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用于控制晶片边缘关键尺寸的系统及方法 |
| CN114855267A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 | 一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法 |
-
2006
- 2006-12-19 CN CNB2006101622888A patent/CN100541732C/zh active Active
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101922611B (zh) * | 2009-06-16 | 2013-01-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 气体输送装置以及干法刻蚀装置 |
| CN102427038A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-04-25 | 上海华力微电子有限公司 | 一种先进的自动调整刻蚀均匀性的方法 |
| CN103219260A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 使用极端边缘气体管道的刻蚀装置 |
| CN103839746A (zh) * | 2012-11-26 | 2014-06-04 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 刻蚀设备工艺气体供气装置 |
| CN104658846B (zh) * | 2013-11-15 | 2017-04-12 | Psk有限公司 | 衬底处理装置及方法 |
| CN107844133A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-03-27 | 北京创昱科技有限公司 | 一种质量流量控制器 |
| CN111128812A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-08 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种干法刻蚀装置 |
| CN111668086A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-15 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备及其供气控制方法 |
| CN111668086B (zh) * | 2020-07-14 | 2023-04-14 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备及其供气控制方法 |
| CN114551204A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-27 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用于控制晶片边缘关键尺寸的系统及方法 |
| CN114855267A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 | 一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法 |
| CN114855267B (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-11 | 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 | 一种晶圆外延生长系统及晶圆外延生长方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100541732C (zh) | 2009-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100541732C (zh) | 气体分布控制系统及多晶硅栅极刻蚀与硅片浅沟槽隔离刻蚀的方法 | |
| CN105556643B (zh) | 用于利用循环蚀刻工艺对蚀刻停止层进行蚀刻的方法 | |
| CN102473634B (zh) | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 | |
| TWI507561B (zh) | 結合進氣和排氣的噴灑頭 | |
| US20130267045A1 (en) | Shower head apparatus and method for controllign plasma or gas distribution | |
| JPH11154667A (ja) | 大きなウエハ直径のための空間的に均一なガス供給およびポンプ構成 | |
| KR102521089B1 (ko) | Finfet 디바이스들을 형성하기 위한 초고 선택적 나이트라이드 에칭 | |
| US20140361102A1 (en) | Gas supply method for semiconductor manufacturing apparatus, gas supply system, and semiconductor manufacturing apparatus | |
| WO2005052998A9 (en) | Gas distribution showerhead featuring exhaust apertures | |
| CN105047593B (zh) | 非接触式搬送手 | |
| US9488315B2 (en) | Gas distribution apparatus for directional and proportional delivery of process gas to a process chamber | |
| CN100527361C (zh) | 气体分布装置 | |
| KR102219586B1 (ko) | 기상 에칭 장치 및 기상 에칭 설비 | |
| CN104112639B (zh) | 一种实现反应气体快速切换的等离子体反应室及其方法 | |
| CN100377300C (zh) | 一种用于半导体处理的反应室 | |
| CN100421807C (zh) | 单进气双区可调喷嘴 | |
| JP2006120872A (ja) | ガス拡散プレート | |
| CN101369515A (zh) | 反应腔室 | |
| CN102087957A (zh) | 一种等离子体加工工艺中控制进气方式的方法 | |
| US8465593B2 (en) | Substrate processing apparatus and gas supply method | |
| CN115249625A (zh) | 干蚀刻装置 | |
| KR20030030161A (ko) | 반도체 제조용 챔버의 배기시스템 | |
| KR100264208B1 (ko) | 반도체 제조장비의 식각장치 | |
| KR101751746B1 (ko) | 듀얼 에칭을 이용한 플라즈마 에칭 장치 | |
| JPS62172727A (ja) | 表面処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 100176 Beijing economic and Technological Development Zone, Wenchang Road, No. 8, No. Patentee after: Beijing North China microelectronics equipment Co Ltd Address before: 100016, building 2, block M5, No. 1 East Jiuxianqiao Road, Beijing, Chaoyang District Patentee before: Beifang Microelectronic Base Equipment Proces Research Center Co., Ltd., Beijing |
|
| CP03 | Change of name, title or address |