CN101197270A - 气体分布装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体分布装置，用于向反应腔室供气，包括中部供气装置和边缘供气装置，中部供气装置包括喷嘴，设于反应腔室的上壁的中部，用于为反应腔室的中部区域供气；边缘供气装置包括进气环，设于反应腔室内上部的边缘部位，进气环上均匀设置有多个进气孔，用于为反应腔室的边缘区域供气。中部供气装置和边缘供气装置设有单独的供气气路，并设有单独的流量控制装置。使得反应腔室内的硅片上方中央与周围气体分布均匀，尤其适用于半导体硅片加工设备的供气系统中，也适用于其它场合的供气。

Description

气体分布装置
技术领域
本发明涉及一种气体分布系统，尤其涉及一种向半导体硅片加工腔室供气的装置。
背景技术
集成电路制造的刻蚀制程中，刻蚀均匀性对器件性能和良率有着明显的影响。随着晶圆制造从200mm硅片向着大尺寸300mm硅片的方向发展，刻蚀均匀性的重要性更加突出。刻蚀速率的均匀性和刻蚀工艺气体的均匀性密切相关，而刻蚀工艺气体的均匀性又与反应腔室的进气方式有直接的关系。
目前，刻蚀工艺气体的进气方式大都是在反应腔室顶部的中央设有一个进气喷嘴，工艺气体是通过这个喷嘴进入反应腔室的。
如图1所示，是现有技术中反应腔室的进气方式的一个具体实例。工艺气体通过喷嘴1的进气口2进入反应腔室3，对静电卡盘5上的硅片4进行刻蚀。
这种进气方式，因为只有中间一个喷嘴进气，导致了反应腔室外围和中间的工艺气体的密度不同，从而导致了中间和外围的等离子体密度不同，造成了刻蚀速率的不均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体分布均匀的气体分布装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的气体分布装置，用于向反应腔室供气，包括中部供气装置和边缘供气装置，
所述中部供气装置包括喷嘴，所述喷嘴设于反应腔室的上壁的中部，并与反应腔室相通，用于为反应腔室的中部区域供气；
所述边缘供气装置包括进气环，所述进气环设于反应腔室内上部的边缘部位，用于为反应腔室的边缘区域供气。
所述的中部供气装置和边缘供气装置设有单独的供气气路，分别为中部供气气路和边缘供气气路，
所述中部供气气路与喷嘴连接，喷嘴上设有进气口，中部供气气路中的气体通过进气口进入反应腔室的中部区域；
所述边缘供气气路与进气环连接，进气环上均匀设置有多个进气孔，边缘供气气路中的气体通过进气孔进入反应腔室的边缘区域。
所述的中部供气气路和边缘供气气路设有单独的流量控制装置。
所述的进气环为圆环形。
所述的进气孔设置在进气环的下部，进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈0°～90°的夹角。
所述的进气孔的方向沿反应腔室的侧壁方向向下。
所述的进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈20°～60°的夹角。
所述的进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈30°～45°的夹角。
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装置，由于包括中部供气装置和边缘供气装置，中部供气装置用于为反应腔室的中部区域供气；边缘供气装置包括进气环，设于反应腔室内上部的边缘部位，用于为反应腔室的边缘区域供气，补充了反应腔室内边缘区域的气体，从而改善了反应腔室内中心和边缘区域的气体分布不均匀的状况。使得反应腔室内的硅片上方中央与周围气体分布更加均匀。
本发明尤其适用于半导体硅片加工设备的供气系统中，也适用于其它场合的供气。
附图说明
图1为现有技术中的气体分布装置的结构示意图；
图2为本发明的气体分布装置的结构示意图；
图3为图2的俯视结构示意图；
图4为硅片上方设置的刻蚀速率测试点分布图；
图5为应用现有技术中的气体分布装置与应用本发明的气体分布装置时硅片上方刻蚀速率分布对比图。
具体实施方式
本发明的气体分布装置，用于向反应腔室供气，这里的反应腔室主要指半导体硅片加工设备的反应腔室，也可以是其它的腔室。
其较佳的具体实施例一，如图2、图3所示，包括中部供气装置和边缘供气装置，反应腔室3内设有静电卡盘5，静电卡盘5上放置硅片4，工艺气体通过中部供气装置和边缘供气装置进入反应腔室3对硅片4进行刻蚀。
所述中部供气装置包括喷嘴1，设于反应腔室3的上壁的中部，并与反应腔室3相通，用于为反应腔室3的中部区域供气，反应腔室3的上部一般设有上盖，喷嘴1可以设于反应腔室3的上盖的中部。
所述边缘供气装置包括进气环6，所述进气环6设于反应腔室3内上部的边缘部位，用于为反应腔室3的边缘区域供气。
所述的中部供气装置和边缘供气装置设有单独的供气气路，分别为中部供气气路7和边缘供气气路8。
其中，中部供气气路7与喷嘴1连接，喷嘴1上设有进气口2，中部供气气路7中的气体通过进气口2进入反应腔室3的中部区域；边缘供气气路8与进气环6连接，进气环6上均匀设置有多个进气孔9，边缘供气气路8中的气体通过进气孔9进入反应腔室3的边缘区域。
所述的中部供气气路7和边缘供气气路8可以设置单独的流量控制装置(图中未示出)，这样进入反应腔室中部区域的气体和边缘区域的气体流量就可以单独进行控制。
上述的进气环6最好为圆环形。所述的进气孔9设置在进气环6的下部，进气孔9的方向与反应腔室3的侧壁呈0°～90°的夹角。可以是0、20、30、45、60、90°等优选的角度。
也可以沿反应腔室的侧壁方向向下。
一般的，进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈20°～60°的夹角，最好为30°～45°的夹角。
本发明中，由于反应腔室内的上部边缘设有进气环，所以，补充了反应腔室内边缘区域的气体，从而改善了反应腔室内中心和边缘区域的气体分布不均匀的状况。从而可以得到满意的刻蚀效果。尤其适用于半导体硅片加工设备的供气系统中，也适用于其它场合的供气。
如图4所示，在硅片上方设置49个测试点，其中，第26点到第49点为边缘点。
如图5所示，图中两条曲线是使用现有技术和使用本发明的方案，对图4中各测试点进行测试，分别得到的刻蚀速率比较图，可以看出，使用本发明方案得到的刻蚀速率在边缘区域的值接近于非边缘区域的刻蚀速率。
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 (8)

1.一种气体分布装置，用于向反应腔室供气，包括中部供气装置和边缘供气装置，
所述中部供气装置包括喷嘴，所述喷嘴设于反应腔室的上壁的中部，并与反应腔室相通，用于为反应腔室的中部区域供气；
所述边缘供气装置包括进气环，所述进气环设于反应腔室内上部的边缘部位，用于为反应腔室的边缘区域供气。
2.根据权利要求1所述的气体分布装置，其特征在于，所述的中部供气装置和边缘供气装置设有单独的供气气路，分别为中部供气气路和边缘供气气路，
所述中部供气气路与喷嘴连接，喷嘴上设有进气口，中部供气气路中的气体通过进气口进入反应腔室的中部区域；
所述边缘供气气路与进气环连接，进气环上均匀设置有多个进气孔，边缘供气气路中的气体通过进气孔进入反应腔室的边缘区域。
3.根据权利要求2所述的气体分布装置，其特征在于，所述的中部供气气路和边缘供气气路设有单独的流量控制装置。
4.根据权利要求1或2所述的气体分布装置，其特征在于，所述的进气环为圆环形。
5.根据权利要求4所述的气体分布装置，其特征在于，所述的进气孔设置在进气环的下部，进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈0°～90°的夹角。
6.根据权利要求5所述的气体分布装置，其特征在于，所述的进气孔的方向沿反应腔室的侧壁方向向下。
7.根据权利要求5所述的气体分布装置，其特征在于，所述的进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈20°～60°的夹角。
8.根据权利要求7所述的气体分布装置，其特征在于，所述的进气孔的方向与反应腔室的侧壁呈30°～45°的夹角。
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