CN112928008B

CN112928008B - 气体供应系统及其气体输送方法、等离子体处理装置

Info

Publication number: CN112928008B
Application number: CN201911243135.XA
Authority: CN
Inventors: 连增迪; 左涛涛; 吴狄
Original assignee: Advanced Micro Fabrication Equipment Inc Shanghai
Current assignee: Advanced Micro Fabrication Equipment Inc Shanghai
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2039-12-06
Also published as: TWI771798B; TW202137277A; CN112928008A

Abstract

本申请实施例公开了一种气体供应系统，包括多个气体输入管路和气体输出管路，所述气体输入管路包括并联的第一气体输出支路和第二气体输出支路，所述气体输出管路包括第一气体输出管路和第二气体输出管路，所述第一气体输出管路的输出端与所述第二气体输出管路的输入端相连，第二气体输出管路的输出端用于给等离子体处理设备的腔室输送气体，第一气体输出管路与多个气体输入管路中的第一气体输出支路的输出端相连通，第二气体输出管路与所多个气体输入管路中的第二气体输出支路的输出端相连通，从而在多个气体输入管路中输出不同流量需求的第一气体和第二气体时，以解决小流量需求的第二气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

Description

气体供应系统及其气体输送方法、等离子体处理装置

技术领域

本申请涉及等离子体处理技术领域，尤其涉及一种气体供应系统及其气体输送方法、等离子体处理装置。

背景技术

微电子器件等半导体器件的制造包括数个不同阶段，每一阶段包括多种工艺。在利用等离子体处理设备对半导体器件进行处理时，可能同一阶段需要通入多种气体，一种表现为在大流量的工艺气体中混入小流量的调节气体，以改善对半导体器件进行等离子体处理的工艺。具体工作时，该多种气体通过给各自的气体输入管路输送到同一气体输出管路中，经该气体输出管路输送到等离子体处理设备的腔室内，被电离成等离子体对待处理半导体器件进行处理。但是，现有等离子体处理设备在对待处理半导体器件进行处理时，其调节气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种气体供应系统，以解决调节气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种气体供应系统，用于给等离子体处理设备的腔室输送气体，该气体供应系统包括：

多个气体输入管路，所述气体输入管路包括并联的第一气体输出支路和第二气体输出支路；

气体输出管路，所述气体输出管路包括第一气体输出管路和第二气体输出管路，所述第一气体输出管路的输出端与所述第二气体输出管路的输入端相连，所述第二气体输出管路的输出端用于给所述等离子体处理设备的腔室输送气体；

与所述气体输入管路一一对应的控制元件，所述控制元件包括控制所述第一气体输出支路通断的第一控制元件以及控制所述第二气体输出支路通断的第二控制元件；

其中，所述第一气体输出管路与所述多个气体输入管路中的第一气体输出支路的输出端相连通，所述第二气体输出管路与所述多个气体输入管路中的第二气体输出支路的输出端相连通；

所述多个气体输入管路包括第一气体输入管路和第二气体输入管路，所述第一气体输入管路中输出第一气体，所述第二气体输入管路中输出第二气体，所述第一气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求，所述第一气体通过所述第一气体输入管路中的第一气体输出支路输出至所述气体输出管路。

可选的，所述多个气体输入管路包括第一组气体输入管路和第二组气体输入管路，其中，所述第一组气体输入管路包括至少一个沿第一方向排布的气体输入管路，所述第二组气体输入管路包括至少一个沿所述第一方向排布的气体输入管路，所述第一组气体输入管路和所述第二组气体输入管路沿第二方向排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。

可选的，沿所述第二方向上，所述气体输出管路位于所述第一组气体输入管路和所述第二组气体输入管路之间。

一种气体输送方法，应用于上述任一项所述的气体供应系统，该气体输送方法包括：

获取多个气体输入管路中输出的气体流量需求，所述多个气体输入管路包括第一气体输入管路和第二气体输入管路，所述第一气体输入管路中输出第一气体，所述第二气体输出管路中输出第二气体，所述第一气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求；

控制所述第一气体输入管路中的第一气体输出支路打开，所述第一气体输入管路中的第二气体输出支路关闭，利用所述第一气体输入管路中的所述第一气体输出支路输出所述第一气体至所述气体输出管路中。

可选的，利用所述第二气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中。

可选的，所述多个气体输入管路包括第三气体输入管路，所述第三气体输入管路输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求，该气体输送方法还包括：

利用所述第三气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第三气体至所述气体输出管路中。

可选的，如果所述第一气体输入管路和所述第二气体输入管路的相对位置满足第一条件，利用所述第二气体输入管路中的第一气体输出支路或第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中；

如果所述第一气体输入管路和所述第二气体输入管路的相对位置不满足第一条件，利用所述第二气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中；

其中，所述第一条件包括：沿第三方向上，流量需求大的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离大于流量需求小的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体管路输出管的连接端到所述预设位置之间的距离，所述预设位置为所述气体输出管路输出至所述等离子体处理设备的腔室的一端，所述第三方向为所述气体输出管路中的气体流动方向。

可选的，所述多个气体输入管路包括第三气体输入管路，所述第三气体输入管路输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求。

可选的，该气体输送方法还包括：

如果所述第三气体输入管路和所述第一气体输入管路不满足所述第一条件，利用所述第三气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第三气体至所述气体输出管路中。

可选的，该气体输送方法还包括：

如果所述第三气体输入管路和所述第一气体输入管路满足所述第一条件，利用所述第三气体输入管路中的所述第一气体输出支路或第二气体输出支路输出所述第三气体至所述气体输出管路中。

一种等离子体处理装置，包括真空反应腔以及上述任一项所述的气体供应系统，所述气体供应系统用于向所述真空反应腔输送工艺气体。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本申请实施例所提供的气体供应系统包括多个气体输入管路和气体输出管路，其中，所述气体输入管路包括并联的第一气体输出支路和第二气体输出支路，所述气体输出管路包括第一气体输出管路和第二气体输出管路，所述第一气体输出管路的输出端与所述第二气体输出管路的输入端相连，所述第二气体输出管路的输出端用于给所述等离子体处理设备的腔室输送气体，所述第一气体输出管路与所述多个气体输入管路中的第一气体输出支路的输出端相连通，所述第二气体输出管路与所述多个气体输入管路中的第二气体输出支路的输出端相连通，从而在所述多个气体输入管路中输出不同流量需求的第一气体和第二气体时，可以将大流量需求的第一气体输入到所述第一气体输出管路中，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的第一气体和小流量需求的第二气体输出至所述气体输出管路中后，大流量需求的第一气体将小流量需求的第二气体堵塞在气体输出管路中，导致小流量需求的第二气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，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为现有技术中提供的一种气体供应装置的结构示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种气体供应系统的结构简化图；

图3为本申请实施例中提供的另一种气体供应系统的结构简化图；

图4为本申请实施例中提供的又一种气体供应系统的结构简化图；

图5为本申请实施例中提供的一种气体供应系统的结构示意图；

图6为本申请实施例中提供的一种气体输送方法流程示意图；

图7为本申请实施例中提供的一种等离子体处理装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有等离子体处理设备在对待处理半导体器件进行处理时，其调节气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限。

如图1所示，图1示出了现有技术中的气体供应装置的结构示意图，所述气体供应装置输入的多种气体通过各自的气体输入管路输送到同一气体输出管路10中，经该气体输出管路10输送到等离子体处理设备的腔室内，如果用于输送大流量需求的第一气体(如气体流量为100sccm的CF₄气体)的气体输入管路GS6位于靠近共用的气体输出管路10的输出端，而用于输送小流量需求的第二气体(如气体流量为4sccm的O₂)的气体输入管路GS1位于远离共用的气体输出管路10的输出端时，那么在大流量需求的第一气体和小流量需求的第二气体输出至所述气体输出管路10中后，大流量需求的第一气体将小流量需求的第二气体堵塞在气体输出管路10中，使得大部分小流量需求的第二气体被限制在其自身的气体输入管路GS1而无法出来，从而导致小流量需求的第二气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

而在实际应用过程中，不同工艺过程中，不同气体的流量需求不同，因此，根据各气体的流量需求控制各气体输入的气体输入管路的可操作性十分困难。

有鉴于此，如图2所示，本申请实施例提供了一种气体供应系统，用于给等离子体处理设备的腔室输送气体，该气体供应系统包括：

多个气体输入管路(即Gas Stick，简称GS)，所述气体输入管路GS包括并联的第一气体输出支路和第二气体输出支路；

气体输出管路100，所述气体输出管路100包括第一气体输出管路101和第二气体输出管路102，所述第一气体输出管路101的输出端与所述第二气体输出管路102的输入端相连，所述第二气体输出管路102的输出端用于给所述等离子体处理设备的腔室输送气体；

与所述气体输入管路GS一一对应的控制元件，所述控制元件包括控制所述第一气体输出支路通断的第一控制元件以及控制所述第二气体输出支路通断的第二控制元件；

其中，所述第一气体输出管路101与所述多个气体输入管路GS中的第一气体输出支路的输出端相连通，所述第二气体输出管路102与所述多个气体输入管路GS中的第二气体输出支路的输出端相连通；

所述多个气体输入管路GS包括第一气体输入管路GS1和第二气体输入管路GS2，所述第一气体输入管路GS1中输出第一气体，所述第二气体输入管路GS2中输出第二气体，所述第一气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求，所述第一气体通过所述第一气体输入管路GS1中的第一气体输出支路GS11输出至所述气体输出管路。

需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第一控制元件为第一气动阀(即First Valve，简称FV)，所述第二控制元件为第二气动阀(即Second Valve，简称SV)，本申请对此不做限定，在本申请其他实施例中，所述第一控制元件和所述第二控制元件还可以为其他类型的控制元件，具体视情况而定。

具体的，继续如图2所示，所述第一气体输入管路GS1中的第一气体输出支路GS11对应第一控制元件FV1，所述第一气体输入管路GS1中的第二气体输出支路GS12对应第二控制元件SV1，所述第二气体输入管路GS2中的第一气体输出支路GS21对应第一控制元件FV2，所述第二气体输入管路GS2中的第二气体输出支路GS22对应第二控制元件SV2。

本申请实施例所提供的气体供应系统包括多个气体输入管路和气体输出管路，其中，所述气体输入管路包括并联的第一气体输出支路和第二气体输出支路，所述气体输出管路包括第一气体输出管路和第二气体输出管路，所述第一气体输出管路的输出端与所述第二气体输出管路的输入端相连，所述第二气体输出管路的输出端用于给所述等离子体处理设备的腔室输送气体，所述第一气体输出管路与所述多个气体输入管路中的第一气体输出支路的输出端相连通，所述第二气体输出管路与所述多个气体输入管路中的第二气体输出支路的输出端相连通，从而在所述多个气体输入管路中输出不同流量需求的第一气体和第二气体时，可以将大流量需求的第一气体输入到所述第一气体输出管路中，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的第一气体输出至所述气体输出管路中后，将大部分的小流量需求的第二气体堵塞在其自身的气体输入管路中，导致小流量需求的第二气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一气体输入管路GS1和所述第二气体输入管路GS2的相对位置满足第一条件，所述第二气体通过所述第二气体输入管路GS2中的第一气体输出支路GS21输出至所述气体输出管路100中，其中，所述第一条件包括：沿第三方向Z上，流量需求大的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离大于流量需求小的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路100的连接端到所述预设位置之间的距离，即如图3所示，所述第一气体输入管路GS1中的第一气体输出支路GS11与所述气体输出管路100的连接端B到预设位置C之间的距离大于所述第二气体输入管路GS2中的第一气体输出支路GS21与所述气体输出管路100的连接端A到所述预设位置C之间的距离。其中，所述预设位置C为所述气体输出管路100输出至所述等离子体处理设备的腔室的一端，所述第三方向Z为所述气体输出管路100中的气体流动方向，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

在本申请的另一个实施例中，继续如图3所示，如果所述第一气体输入管路GS1和所述第二气体输入管路GS2的相对位置满足第一条件，所述第二气体也可以通过所述第二气体输入管路GS2中的第二气体输出支路GS22输出至所述气体输出管路中，以使得所述第二气体输出至所述第二气体输出管路102中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路101中，从而使得所述第二气体输出至所述气体输出管路100中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路100中的位置更靠近所述气体输出管路100向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动的同时，还可缩短第二气体的输送路径，以快速将所述第二气体输送到所述等离子体处理设备的腔室中。本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一气体输入管路GS1和所述第二气体输入管路GS2的相对位置不满足第一条件，如图2和图4所示，即所述第一气体输入管路GS1中第一气体输出支路GS11与所述气体输出管路100的连接端B到预设位置C之间的距离小于(或等于)所述第二气体输入管路GS2中的第一气体输出支路GS21与所述气体输出管路100的连接端A到所述预设位置C之间的距离，则所述第二气体通过所述第二气体输入管路GS2中的第二气体输出支路GS22输出至所述气体输出管路100中，以使得所述第二气体输出至所述第二气体输出管路102中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路101中，从而使得所述第二气体输出至所述气体输出管路100中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路100中的位置更靠近所述气体输出管路100向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动的同时，还可缩短第二气体的输送路径，以快速将所述第二气体输送到所述等离子体处理设备的腔室中。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，也可以不考虑所述第一气体输入管路GS1中的第一气体输出支路GS11与所述气体输出管路100的连接端B到预设位置C之间的距离和所述第二气体输入管路GS2的第一气体输出支路GS21与所述气体输出管路100的连接端A到所述预设位置C之间的距离的关系，所述第二气体始终通过所述第二气体输入管路GS2中的第二气体输出支路输出至所述气体输出管路100中，以使得所述第二气体输出至所述第二气体输出管路102中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路101中，从而使得所述第二气体输出至所述气体输出管路100中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路100中的位置更靠近所述气体输出管路100向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动的同时，还可缩短第二气体的输送路径，以快速将所述第二气体输送到所述等离子体处理设备的腔室中。本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

如图4-图5所示，其中，图4示出了本申请实施例中提供的一种气体供应系统的结构简化图，图5示出了本申请实施例中提供的一种气体供应系统的结构示意图。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个气体输入管路还包括第三气体输入管路GS3，所述第三气体输入管路GS3中输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求。

在上述实施例的为基础上，在本申请的一个实施例中，所述第三气体始终通过所述第三气体输入管路GS3中的第二气体输出支路输出至所述气体输出管路100中，以使得所述第三气体和所述第二气体输出至所述第二气体输出管路102中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路101中，从而使得所述第三气体和所述第二气体输出至所述气体输出管路100中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路100中的位置更靠近所述气体输出管路100向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体和第三气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动的同时，还可缩短第三气体的输送路径，以快速将所述第二气体输送到所述等离子体处理设备的腔室中。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，如果所述第三气体输入管路GS3和所述第一气体输入管路GS1满足所述第一条件，所述第三气体通过所述第三气体输入管路GS3中的所述第一气体输出支路或所述第二气体输出支路输出至所述气体输出管路100中，从而使得所述第三气体和第二气体输出至所述气体输出管路100中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路100中的位置更靠近所述气体输出管路向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体和第三气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的第一气体输出至所述气体输出管路中后，将大部分的小流量需求的第二气体和第三气体堵塞在其自身的气体输入管路中，导致小流量需求的第二气体和第三气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第三气体输入管路GS3和所述第一气体输入管路GS1不满足所述第一条件，所述第三气体只能通过所述第三气体输入管路GS3中的第二气体输出支路输出至所述气体输出管路100中，以利用所述第一气体输出管路和所述第二气体输出管路的相对位置关系，使得所述第三气体输出至所述气体输出管路100中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路100中的位置更靠近所述气体输出管路100向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，从而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第三气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

继续如图4-图5所示，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个气体输入管路GS还可以包括第四气体输入管路GS4、第五气体输入管路GS5和第六气体输入管路GS6等更多个气体输入管路，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。其中，所述第四气体输入管路GS4中输出第四气体，所述第五气体输入管路GS5中输出第五气体，所述第六气体输入管路中输出第六气体。

需要说明的是，当所述多个气体输入管路GS包括至少四个气体输入管路GS时，不同气体输入管路GS中输出的气体流量需求不完全相同。具体的，如果所述第一气体为所述多个气体输入管路GS中输出的气体中流量需求最大的气体，则在本申请的一个实施例中，所述第一气体通过第一气体输入管路GS1中第一气体输出支路GS11输入到所述气体输出管路100中，其余气体通过各自的气体输入管路GS中的第二气体输出支路输入到所述气体输出管路100；如果所述第一气体不是所述多个气体输入管路GS中输出的气体中流量需求最大的气体，则将所述多个气体输入管路GS输出的气体中流量需求最大的气体通过其对应的气体输入管路GS中第一气体输出支路输入到所述气体输出管路100中，其余气体通过各自的气体输入管路GS中的第二气体输出支路输入到所述气体输出管路100中，以利用最大流量需求的气体推动其他流量需求的气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

在本申请的另一个实施例中，流量需求最大的气体通过其对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路输出至所述气体输出管路100中，至于其余气体，可根据其余气体对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路与所述气体输出管路100的连接端到预设位置之间的距离和流量需求最大的气体输入管路GS中的第一气体输出支路与所述气体管路输出管100的连接端到所述预设位置之间的距离的关系，确定该气体是通过其对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路输入到所述气体输出管路100中，还是通过其对应的气体输入管路GS中的第二气体输出支路输入到所述气体输出管路100中。

具体的，如果该气体对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路与所述气体输出管路100的连接端到预设位置之间的距离和流量需求最大的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体管路输出管100的连接端到所述预设位置之间的距离满足第一条件，则该气体可以通过其对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路或第二气体输出支路输入到所述气体输出管路100中；如果该气体对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路与所述气体输出管路100的连接端到预设位置之间的距离与流量需求最大的气体输入管路GS中的第一气体输出支路到所述气体输出管路100的连接端与所述预设位置之间的距离不满足第一条件，则该气体可以只能通过其对应的气体输入管路GS中的第二气体输出支路输入到所述气体输出管路100中，以保证该气体始终位于流量需求最大气体的传输路径上，使得流量需求最大气体可以推着该气体往等离子体处理设备的腔室方向流动。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个气体输入管路GS沿预设方向并排设置，需要说明的是，本申请中气体供应系统包括多个气体输入管路GS，如果所述多个气体输入管路GS按照预设方向并排设置，会使所述气体供应系统在所述预设方向上占用空间较大。

鉴于此，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图4-图5所示，所述多个气体输入管路GS包括第一组气体输入管路201和第二组气体输入管路202，其中，所述第一组气体输入管路201包括至少一个沿第一方向X排布的气体输入管路GS，所述第二组气体输入管路202包括至少一个沿所述第一方向X排布的气体输入管路GS，所述第一组气体输入管路201和所述第二组气体输入管路202沿第二方向Y排布，所述第二方向Y垂直于所述第一方向X，以使得整个所述气体供应系统的结构紧凑，减小所述多个气体输入管路GS在所述第一方向上占用的空间。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图4-图5所示，沿所述第二方向Y上，所述气体输出管路GS位于所述第一组气体输入管路201和所述第二组气体输入管路202之间，以在保证所述气体输入管路GS的输出端与所述气体输出管路相连通的基础上，缩短气体输入管路GS的长度。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述气体供应系统还包括手阀(manualvalve，简称MV)，所述手阀MV位于所述气体输入管路GS的输入端，用于控制所述气体输入管路GS的通断，具体在使用过程中，所述手阀MV处于常开状态以使相应的气体输入到所述气体输入管路GS中。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括质量流量控制计(即，Mass Flow Controller，简称MFC)，所述质量流量控制计MFC位于所述第一气体输出支路和所述第二气体输出支路的公共端与所述手阀MV之间，用于给所述第一气体输出支路或所述第二气体输出支路提供其所需的稳定的气体流量。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括第三气动阀(即Third Valve，简称TV)，所述第三气动阀TV位于所述质量流量控制计MFC和所述手阀MV之间，用于与所述质量流量控制计MFC连动控制所述气体输入管路输入到所述气体输出管路中的气体流量。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括沿所述气体输入管路GS的气体输送路径的方向，位于所述手动阀MV和第三气动阀TV之间的压力调节器(即Regulator，简称RG)、压力计(即Pressure Gauge，简称PG)和过滤器(即Filter，简称F)，其中，所述压力调节器RG用于将所述气体输入管路GS输入端输入的气体的压力调节到所述质量流量控制计MFC适用的范围内，且还可将该输入的气体的压力稳压到所述质量流量控制计MFC所需的范围，以使得所述气体输入管路提供稳定的输入气体；所述压力计PG用于测量该输入气体的压力，以便于读取该输入气体的压力；所述过滤器F用于对该输入气体进行过滤，以便于获取纯净的输入气体。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所提供的所述气体供应系统还包括：封装所述多个气体输入管路GS、所述气体输出管路100与所述控制元件等器件的箱体。需要说明的是，由于所述气体供应系统中包括需要经常维护的器件(例如质量流量控制计MFC)，因此，在本申请的一个可选实施例中，所述质量流量控制计MFC等经常维护的器件设置在箱体的门的附近，使得维修人员一打开门就可以看到，便于维护。

由上可知，本申请实施例所提供的气体供应系统，能够使小流量的气体始终位于流量需求最大气体的传输路径上，使得流量需求最大气体可以推着小流量的气体往等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的气体输出至所述气体输出管路中后，将大部分的小流量需求的气体堵塞在其自身的气体输入管路中，导致小流量需求的气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

相应的，本申请实施例中还提供了一种气体输送方法，应用于上述任一实施例中的所述气体供应系统，如图6所示，该气体输送方法包括：

本申请实施例所提供的气体输送方法，通过获取多个气体输入管路中输出的气体流量需求，所述多个气体输入管路包括第一气体输入管路和第二气体输入管路，所述第一气体输入管路中输出第一气体，所述第二气体输出管路中输出第二气体，所述第一气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求，控制所述第一气体输入管路中的第一气体输出支路打开，所述第一气体输入管路中的第二气体输出支路关闭，并利用所述第一气体输入管路中的所述第一气体输出支路输出所述第一气体至所述气体输出管路中，从而在所述多个气体输入管路中输出不同流量需求的第一气体和第二气体时，可以将大流量需求的第一气体输入到所述第一气体输出管路中，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的第一气体输出至所述气体输出管路中后，将大部分的小流量需求的第二气体堵塞在其自身的气体输入管路中，导致小流量需求的第二气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

下面结合具体实施例对本申请实施例所提供的气体输送方法进行描述。

实施例一：

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体输送方法包括：利用所述第二气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中，以使得所述第二气体输出至所述第二气体输出管路中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路中，从而使得所述第二气体输出至所述气体输出管路中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路中的位置更靠近所述气体输出管路向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个气体输入管路包括第三气体输入管路，所述第三气体输入管路输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求，在本申请实施例中该气体输送方法还包括：利用所述第三气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第三气体至所述气体输出管路中，以使得所述第三气体和所述第二气体输出至所述第二气体输出管路中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路中，从而使得所述第二气体和所述第三气体输出至所述气体输出管路中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路中的位置更靠近所述气体输出管路向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体和第三气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个气体输入管路还包括第四气体输入管路、第五气体输入管路和第六气体输入管路等更多个气体输入管路，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。其中，所述第四气体输入管路中输出第四气体，所述第五气体输入管路中输出第五气体，所述第六气体输入管路中输出第六气体。

需要说明的是，当所述多个气体输入管路包括至少四个气体输入管路时，不同气体输入管路中输出的气体流量需求不完全相同。具体的，如果所述第一气体为所述多个气体输入管路中输出的气体中流量需求最大的气体，则在本申请的一个实施例中，该方法利用第一气体输入管路中第一气体输出支路输出所述第一气体至所述气体输出管路中，利用其余气体输入管路中的第二气体输出支路输出其余气体至所述气体输出管路；如果所述第一气体不是所述多个气体输入管路中输出的气体中流量需求最大的气体，则利用所述多个气体输入管路中的流量需求最大的气体输入管路中的第一气体输出支路输出流量需求最大的气体至所述气体输出管路中，利用其余的气体输入管路中的第二气体输出支路输出其余气体至所述气体输出管路中，以利用最大流量需求的气体推动其他流量需求的气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

实施例二：

具体的，在本申请的一个实施例中，如果所述第一气体输入管路和所述第二气体输入管路的相对位置满足第一条件，该方法还包括：利用所述第二气体输入管路中的第一气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中，其中，所述第一条件包括：沿第三方向上，流量需求大的气体输入管路中第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离大于流量需求小的气体输入管路中第一气体输出支路与所述气体管路输出管的连接端到所述预设位置之间的距离，所述预设位置为所述气体输出管路输出至所述等离子体处理设备的腔室的一端，所述第三方向为所述气体输出管路中的气体流动方向，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

在本申请的另一个实施例中，如果所述第一气体输入管路和所述第二气体输入管路的相对位置满足第一条件，该方法还包括：利用所述第二气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中，以使得所述第二气体输出至所述第二气体输出管路中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路中，从而使得所述第二气体输出至所述气体输出管路中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路中的位置更靠近所述气体输出管路向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动的同时，还可缩短第二气体的输送路径，以快速将所述第二气体输送到所述等离子体处理设备的腔室中。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一气体输入管路和所述第二气体输入管路的相对位置不满足第一条件，该方法还包括：利用所述第二气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动；

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个气体输入管路包括第三气体输入管路，所述第三气体输入管路输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，该气体输送方法还包括：如果所述第三气体输入管路和所述第一气体输入管路不满足所述第一条件，利用所述第三气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第三气体至所述气体输出管路中，以使得所述第三气体和所述第二气体输出至所述第二气体输出管路中，所述第一气体输出至所述第一气体输出管路中，从而使得所述第二气体和第三气体输出至所述气体输出管路中的位置相较于所述第一气体输出至所述气体输出管路中的位置更靠近所述气体输出管路向等离子体处理设备腔室输送气体的输出端，进而利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第二和第三气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动的同时，还可缩短第三气体的输送路径，以快速将所述第二气体和所述第三气体输送到所述等离子体处理设备的腔室中。

在本申请的另一个实施例中，该气体输送方法还包括：如果所述第三气体输入管路和所述第一气体输入管路满足所述第一条件，利用所述第三气体输入管路中的所述第一气体输出支路或所述第二气体输出支路输出第三气体至所述气体输出管路中，以利用大流量需求的第一气体推动小流量需求的第三气体向所述等离子体处理设备的腔室方向流动。

需要说明的是，当所述多个气体输入管路包括至少四个气体输入管路时，不同气体输入管路中输出的气体流量需求不完全相同。具体的，如果所述第一气体为所述多个气体输入管路中输出的气体中流量需求最大的气体，则在本申请的一个实施例中，该该方法包括：利用第一气体输入管路中第一气体输出支路输出所述第一气体至所述气体输出管路中，至于其余气体，可根据其余气体对应的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离和所述第一气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体管路输出管的连接端到所述预设位置之间的距离的关系，确定该气体是通过其对应的气体输入管路中的第一气体输出支路输入到所述气体输出管路中，还是通过其对应的气体输入管路中的第二气体输出支路输入到所述气体输出管路中。

如果所述第一气体不是所述多个气体输入管路中输出的气体中流量需求最大的气体，则该方法包括：利用所述多个气体输入管路中的流量需求最大的气体输入管路中的第一气体输出支路输出流量需求最大的气体至所述气体输出管路中，至于其余气体，可根据其余气体对应的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离和流量需求最大的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体管路输出管的连接端到所述预设位置之间的距离的关系，确定该气体是通过其对应的气体输入管路中的第一气体输出支路输入到所述气体输出管路中，还是通过其对应的气体输入管路中的第二气体输出支路输入到所述气体输出管路中。

具体的，如果该气体对应的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离和流量需求最大的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体管路输出管的连接端到所述预设位置之间的距离满足第一条件，则利用该气体对应的气体输入管路GS中的第一气体输出支路或第二气体输出支路输出该气体至所述气体输出管路中；如果该气体对应的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离与流量需求最大的气体输入管路中的第一气体输出支路到所述气体输出管路的连接端与所述预设位置之间的距离不满足第一条件，则利用该气体对应的气体输入管路中的第二气体输出支路输出该气体至所述气体输出管路中，以保证该气体始终位于流量需求最大气体的传输路径上，使得流量需求最大气体可以推着该气体往等离子体处理设备的腔室方向流动。

由上可知，本申请实施例所提供的气体输送方法，能够使小流量的气体始终位于流量需求最大气体的传输路径上，使得流量需求最大气体可以推着小流量的气体往等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的气体输出至所述气体输出管路中后，将大部分的小流量需求的气体堵塞在其自身的气体输入管路中，导致小流量需求的气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括手阀(manualvalve，简称MV)，所述手阀MV位于所述气体输入管路的输入端，相应的，该气体输送方法还包括：利用所述手阀MV控制所述气体输入管路的通断，具体在使用过程中，所述手阀MV处于常开状态以使相应的气体输入到所述气体输入管路中。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括质量流量控制计(即，Mass Flow Controller，简称MFC)，所述质量流量控制计MFC位于所述第一气体输出支路和所述第二气体输出支路的公共端与所述手阀MV之间，相应的，该气体输送方法还包括：利用所述质量流量控制计MFC控制所述气体输入管路输出至所述气体输出管路中的气体流量，给所述第一气体输出支路或所述第二气体输出支路提供其所需的稳定的流量。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括第三气动阀(即Third Valve，简称TV)，所述第三气动阀TV位于所述质量流量控制计MFC和所述手阀MV之间，相应的，该气体输送方法还包括：利用所述第三气动阀TV与所述质量流量控制计MFC连动控制所述气体输入管路输入到所述气体输出管路中的气体流量。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体供应系统还包括沿所述气体输入管路的气体输送路径的方向，位于所述手动阀和气动阀之间的压力调节器(即Regulator，简称RG)、压力计(即Pressure Gauge，简称PG)和过滤器(即Filter，简称F)，相应的，该气体输送方法还包括：利用所述压力调节器RG将所述气体输入管路输入端输入的气体的压力调节到所述质量流量控制计MFC可适用的范围内，且还可将该输入的气体的压力稳压到所述质量流量控制计MFC所需求的范围，以提供稳定的输入气体；利用所述压力计PG检测该输入气体的压力，以便于获取该输入气体的压力；利用所述过滤器对该输入气体进行过滤，以便于获取纯净的输入气体。

相应的，本申请实施例中还提供了一种等离子体处理装置，如图7所示，该等离子体处理装置包括：

真空反应腔1；

所述的气体供应系统2，所述气体供应系统2为上述任一实施例中所提供的气体供应系统，所述气体供应系统2用于向所述真空反应腔1输送工艺气体。

综上，本申请实施例所提供的气体供应系统及其气体输送方法、等离子体处理装置，能够使小流量的气体始终位于流量需求最大气体的传输路径上，使得流量需求最大气体可以推着小流量的气体往等离子体处理设备的腔室方向流动，避免大流量需求的气体输出至所述气体输出管路中后，将大部分的小流量需求的气体堵塞在其自身的气体输入管路中，导致小流量需求的气体对等离子体处理工艺过程的改善效果较为有限的问题。

本说明书中各个部分采用并列和递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种气体供应系统，用于给等离子体处理设备的腔室输送气体，其特征在于，该气体供应系统包括：

多个气体输入管路，每个所述气体输入管路包括并联的第一气体输出支路和第二气体输出支路；

与各个所述气体输入管路一一对应的控制元件，所述控制元件包括控制所述第一气体输出支路通断的第一控制元件以及控制所述第二气体输出支路通断的第二控制元件；

其中，所述第一气体输出管路与每个所述气体输入管路中的第一气体输出支路的输出端相连通，所述第二气体输出管路与每个所述气体输入管路中的第二气体输出支路的输出端相连通；

2.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述多个气体输入管路包括第一组气体输入管路和第二组气体输入管路，其中，所述第一组气体输入管路包括至少一个沿第一方向排布的气体输入管路，所述第二组气体输入管路包括至少一个沿所述第一方向排布的气体输入管路，所述第一组气体输入管路和所述第二组气体输入管路沿第二方向排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。

3.根据权利要求2所述的气体供应系统，其特征在于，沿所述第二方向上，所述气体输出管路位于所述第一组气体输入管路和所述第二组气体输入管路之间。

4.一种气体输送方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的气体供应系统，该气体输送方法包括：

5.根据权利要求4所述的气体输送方法，其特征在于，利用所述第二气体输入管路中的第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中。

6.根据权利要求5所述的气体输送方法，其特征在于，所述多个气体输入管路包括第三气体输入管路，所述第三气体输入管路输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求，该气体输送方法还包括：

7.根据权利要求4所述的气体输送方法，其特征在于，如果所述第一气体输入管路和所述第二气体输入管路的相对位置满足第一条件，利用所述第二气体输入管路中的第一气体输出支路或第二气体输出支路输出所述第二气体至所述气体输出管路中；

其中，所述第一条件包括：沿第三方向上，流量需求大的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到预设位置之间的距离大于流量需求小的气体输入管路中的第一气体输出支路与所述气体输出管路的连接端到所述预设位置之间的距离，所述预设位置为所述气体输出管路输出至所述等离子体处理设备的腔室的一端，所述第三方向为所述气体输出管路中的气体流动方向。

8.根据权利要求7所述的气体输送方法，其特征在于，所述多个气体输入管路包括第三气体输入管路，所述第三气体输入管路输出第三气体，所述第三气体的流量需求大于所述第二气体的流量需求且小于所述第一气体的流量需求。

9.根据权利要求8所述的气体输送方法，其特征在于，该气体输送方法还包括：

10.根据权利要求8所述的气体输送方法，其特征在于，该气体输送方法还包括：

11.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：真空反应腔和权利要求1-3任一项所述的气体供应系统，所述气体供应系统用于向所述真空反应腔输送工艺气体。