CN112951696B - 等离子体处理设备及其气体挡板结构、等离子体处理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种等离子体处理设备的气体挡板结构，第一基板和设置在第一基板第一表面的多个间隔件，第一基板和多个间隔件形成多个气体腔，多个气体腔包括中心腔和环绕中心腔的至少一个环形腔，至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，各第一气体腔分别对应一个第一入气通路，各第一入气通路独立控制，从而使得各第一气体腔对应的第一入气通路中通入的第一气体流量独立控制，进而在刻蚀过程中，可以基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，单独控制环形腔中的各第一气体腔中通入的气体流量，以调节距离待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。

Description

等离子体处理设备及其气体挡板结构、等离子体处理方法
技术领域
本申请涉及等离子体处理技术领域，尤其涉及一种气体挡板结构、等离子体设备及调节刻蚀速率的方法。
背景技术
随着等离子体处理技术的不断发展，使得应用该技术的等离子体处理设备也不断的改进，现已研发出来几种等离子体处理设备，如电容耦合等离子体(即CapacitivelyCoupled Plasma，CCP)处理设备、电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP)处理设备以及电子回旋共振等离子体(Electron Cyclotron Resonance，ECR)处理设备。然而目前的等离子体处理设备在刻蚀过程中，距离待处理晶圆中心同一距离不同位置处经常会出现刻蚀不均匀的问题。
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挡板结构，以降低等离子体处理设备在刻蚀过程中，提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种等离子体处理设备的气体挡板结构，包括：
第一基板和设置在所述第一基板第一表面的多个间隔件，所述第一基板和所述多个间隔件形成多个气体腔，所述多个气体腔包括中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔；
其中，所述第一基板中具有贯穿所述第一基板的至少两个第一入气通路，所述第一入气通路与所述第一气体腔一一对应，且与其对应的第一气体腔相连通，所述第一入气通路用于通入第一气体，且各所述第一入气通路独立控制。
可选的，所述至少一个环形腔包括多个环形腔，不同所述环形腔中包括的第一气体腔的数量相同或不同。
可选的，如果不同所述环形腔中包括的第一气体腔的数量不同，所述多个环形腔中至少一个环形腔包括一个第一气体腔。
可选的，如果不同所述环形腔中包括的第一气体腔的数量不同，所述多个环形腔中至少两个环形腔包括多个第一气体腔，且不同所述环形腔中对应的多个第一气体腔的数量不同。
可选的，所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的至少两个第二入气通路，所述第二入气通路与所述第一气体腔一一对应，且与其对应的第一气体腔相连通；其中，所述第二入气通路用于通入所述第二气体，所述第一气体和所述第二气体的成分不同。
可选的，所述第一入气通路具有至少一个第一入气孔，并通过所述第一入气孔与其对应的第一气体腔相连通；
所述第二入气通路具有至少一个第二入气孔，并通过所述第二入气孔与其对应的第一气体腔相连通。
可选的，所述第一入气通路具有至少两个所述第一入气孔，所述第二入气通路具有至少两个所述第二入气孔，所述第一入气孔与所述第二入气孔沿所述环形腔的环形方向间隔排布。
可选的，所述中心腔为一个中心气体腔，所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的第一中心入气通路，所述第一中心入气通路与所述中心气体腔相连通，用于通入第一气体，且所述第一中心入气通路和所述第一入气通路独立控制。
可选的，所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的第二中心入气通路，所述第二中心入气通路与所述中心气体腔相连通，其中，所述第二中心入气通路用于通入所述第二气体，且所述第二中心入气通路与所述第二入气通路独立控制。
可选的，还包括位于所述间隔件背离所述第一基板一侧的第二基板，所述第二基板中具有多个第一出气孔，所述第一出气孔与其对应的所述气体腔相连通。
一种等离子体处理设备，其特征在于，包括：
腔体，所述腔体具有开口；
位于所述腔体开口处的气体挡板结构，所述气体挡板结构与所述腔体组成的空间为等离子体处理设备的反应腔；
位于所述反应腔内，且位于所述气体挡板结构下方的气体喷淋头，所述气体喷淋头上具有多个第二出气孔，所述第二出气孔用于连通所述气体腔和所述反应腔；
位于所述反应腔内，与所述气体喷淋头相对设置的基台，所述基台用于放置晶圆；
其中，所述气体挡板结构为上述任一项所述的气体挡板结构，所述第一入气通路通入的第一气体用于对所述晶圆进行处理。
可选的，所述等离子体处理设备还包括：
与所述第一入气通路一一对应的第一控制元件，所述第一控制元件用于控制通过所述第一入气通路进入所述第一气体腔的气体流量。
可选的，如果所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的至少两个第二入气通路，所述等离子体处理设备还包括：与所述第二入气通路一一对应的第二控制元件，所述第二控制元件用于控制通过所述第二入气通路进入所述第一气体腔的气体流量。
一种等离子体处理方法，其特征在于，应用于上述任一项所述的等离子体处理设备，所述等离子体刻蚀方法包括：
将待处理晶圆放置在基台上；
向所述第一基板中的各第一入气通路充入第一气体；
控制各所述第一入气通路中通入的气体流量，以控制所述晶圆第一表面的刻蚀速率；
其中，各所述第一气体腔中通入的所述第一气体的流量不同。
可选的，如果所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的至少两个第二入气通路，该方法还包括：
向所述第一基板中的第二入气通路充入所述第二气体；
通过控制各所述第二入气通路中的气体流量，控制所述晶圆第一表面的刻蚀速率。
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等离子体处理设备的气体挡板结构中，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，各所述第一气体腔分别对应一个第一入气通路，且各所述第一入气通路独立控制，从而使得各所述第一气体腔对应的第一入气通路中通入的第一气体流量独立控制，因此，在应用于刻蚀时，基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，单独控制所述环形腔中的各第一气体腔通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀速率较为均衡，进而提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
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为本申请实施例提供的一种气体挡板结构的剖面示意图；
图2为本申请实施例提供的一种气体挡板结构的仰视图；
图3为本申请实施例提供的一种气体挡板结构的俯视图；
图4为本申请实施例提供的一种气体挡板结构中各气体腔的划分示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种气体挡板结构中各气体腔的划分示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种气体挡板结构的剖面示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种气体挡板结构的仰视图；
图8为本申请实施例提供的另一种气体挡板结构的俯视图；
图9为本申请实施例提供的又一种气体挡板结构的剖面示意图；
图10为本申请实施例提供的一种等离子体处理设备的剖面示意图；
图11为本申请实施例提供的一种等离子体刻蚀方法流程示意图。
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，目前的等离子体处理设备在刻蚀过程中，距离待处理晶圆中心同一距离不同位置处经常会出现刻蚀不均匀的问题。
研究发现，在刻蚀过程中，等离子体处理设备的射频场的分布不均匀或是喷淋头的排气孔喷出的气体不均匀都会导致在刻蚀过程中整个刻蚀区域出现刻蚀不均匀的现象，例如，沿整个刻蚀区域与基台平行的Y轴或X轴会出现中间刻蚀区域的刻蚀速率高，两边刻蚀区域的刻蚀速率低，即刻蚀速率曲线为V型，或是中间的刻蚀速率低，两边的刻蚀速率高，即刻蚀速率曲线为倒V型，或是，中间和两边的刻蚀速率低，位于中间和两边中间的刻蚀速率高，即刻蚀速率曲线为M型，或是，中间和两边的刻蚀速率高，位于中间和两边之间的刻蚀速率低，即刻蚀速率曲线为W型。
针对上述这些情况，常将气体挡板结构分割成中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，每个环形腔可单独控制其通入的工艺气体的流量，因此，在刻蚀过程中，基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，可通过调节不同环形腔的气体流量，以调节沿同一方向距离所述待处理晶圆中心不同距离处的刻蚀速率，进而提高所述待处理晶圆表面沿同一方向距离其中心不同距离处的刻蚀均匀度，然而这种结构无法解决距离待处理晶圆中心同一距离不同位置处经常会出现刻蚀不均匀的问题。
鉴于此，本申请实施例提供了一种等离子体处理设备的气体挡板结构，如图1、图2和图3所示，该气体挡板结构包括：
第一基板100和设置在所述第一基板100第一表面的多个间隔件200，所述第一基板100和所述多个间隔200件形成多个气体腔300，所述多个气体腔300包括中心腔301和环绕所述中心腔301的至少一个环形腔302，所述至少一个环形腔302中至少一个环形腔302包括至少两个第一气体腔3021；
其中，所述第一基板100中具有贯穿所述第一基板100的至少两个第一入气通路400，所述第一入气通路400与所述第一气体腔3021一一对应，且与其对应的第一气体腔3021相连通，所述第一入气通路400用于通入第一气体，且各所述第一入气通路400独立控制。
可选的，在本申请实施例中，各所述第一气体腔3021沿所述环形腔302的轴向分布，即各所述第一气体腔3021距离所述中心腔301的距离相同。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述气体挡板结构为铝合金的气体挡板结构，在本申请的其他实施例中，所述气体挡板结构还可以为其他材质的气体挡板结构，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
需要说明的是，继续如图1所示，所述间隔件200背离所述第一基板100一侧上还设置有密封圈500，以防止各气体腔300的气体泄漏，影响各气体腔300内气体的含量，进而影响刻蚀速率。
本申请实施例所提供的等离子体处理设备的气体挡板结构中，所述气体挡板包括多个气体腔，所述多个气体腔包括中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，各所述第一气体腔分别对应一个第一入气通路，各所述第一入气通路独立控制，从而使得各所述第一气体腔对应的第一入气通路中通入的第一气体流量独立控制，因此，在刻蚀过程中，可以基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，单独控制所述环形腔中的各第一气体腔通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀速率较为均衡，进而提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
需要说明的是，在本申请实施例中，所述第一气体为工艺气体，由于刻蚀对象的不同，第一气体的种类也不相同，具体的，在本申请的一个实施例中，所述第一气体可以为碳氟类气体CxFy、Ar、N2、O2、H2和CO2中至少一种或至少两种的任意组合，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
还需要说明的是，在本申请实施例中，所述气体流量可以为气体的质量流量，也可以为气体的体积流量，对此本申请并不做限定，具体视情况而定。
下面以气体流量为气体的质量流量为例进行描述。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一入气通路400具有至少一个第一入气孔401，通过所述第一入气孔401与所述第一气体腔3021相连通。需要说明的是，为了提高通入到所述第一气体腔3021中不同位置处的第一气体量的均匀度，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2所示，所述第一入气通路400具有至少两个第一入气孔401，通过所述第一入气孔401与所述第一气体腔3021相连通，可选的，所述至少两个第一入气孔401在所述第一气体腔3021的表面均匀分布。需要说明的是，本申请对所述第一气体腔3021对应的第一入气孔401的数量并不做限定，所述第一气体腔3021对应的第一入气孔401的数量越多，通入到所述第一气体腔3021中不同位置处的第一气体量越均匀。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一入气通路400可以为直的入气通路，即所述第一入气通路400的气体输送路径为直线；在本申请的另一实施例中，所述第一入气通路400的还可以为弯折的入气通路，即所述第一入气通路400中的气体输送路径为非直线，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
需要说明的是，如果所述第一入气通路400的气体输送路径为直线时，则所述第一入气通路400中远离所述第一入气孔401的一端位于所述第一气体腔的正上方；如果所述第一入气通路400中的气体输送路径为非直线(如曲线或折线)时，则所述第一入气通路400中远离所述第一入气孔401的一端可以不位于其对应的所述第一气体腔3021的正上方，本申请对此不限定，只要保证所述第一入气通路400能够将工艺气体通入到其对应的第一入气孔401即可，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，所述多个气体腔300包括中心腔和301环绕所述中心腔301的两个环形腔302，所述两个环形腔302中至少一个环形腔302包括至少两个第一气体腔3021。
在本申请的另一个实施例中，所述多个气体腔300包括中心腔301和环绕所述中心腔301的多个环形腔302，所述多个环形腔302中至少两个环形腔302包括至少两个第一气体腔3021，优选的，在一个实施例中，所述多个环形腔302中至少两个环形腔302包括至少三个第一气体腔3021，以进一步提高基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，单独控制同一环形气体腔所包括的各个第一气体腔3021通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离多个不同位置处的刻蚀速率的精确度，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离多个不同位置处的刻蚀速率更为均衡，进一步提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度。
需要说明的是，在本申请的实施例中所述中心腔301在预设平面内的投影为圆形，环绕所述中心腔301的多个环形腔302在预设平面内的投影构成圆环形，所述中心腔301在所述预设平面内的投影的圆心与环绕所述中心腔301的多个环形腔302在所述预设平面内的投影的圆心为同一圆心，其中，所述预设平面与所述第一基板100的第一表面平行。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述至少一个环形腔302包括多个环形腔302，不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量相同或不同。需要说明的是，本申请一个实施例中，所述不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量不同包括：所述不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量完全不同，在本申请的另一个实施例中，所述不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量不同包括：所述不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量不完全相同，对此本申请并不做限定，具体视情况而定。
还需要说明的是，本申请实施例中所述多个环形腔302包括至少两个环形腔302。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量不同，所述多个环形腔302中至少一个环形腔302包括一个第一气体腔3021。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果不同所述环形腔302中包括的第一气体腔3021的数量不同，所述多个环形腔302中至少两个环形腔302包括多个第一气体腔3021，且不同所述环形腔302中对应的多个第一气体腔3021的数量不同，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
具体的，继续如图2所示，在本申请的一个实施例中，所述多个气体腔包括一个中心腔301和环绕所述中心腔301的两个环形腔302，所述两个环形腔302中只有一个环形腔302包括多个第一气体腔3021，且该环形腔302包括四个第一气体腔3021，另一个靠近中心腔301的环形腔302只包括一个第一气体腔3021。
如图4所示，在本申请的另一个实施例中，所述多个气体腔300包括一个中心腔301和环绕所述中心腔301的三个环形腔302，所述三个环形腔302中有两个环形腔302包括多个第一气体腔3021，且该两个环形腔302中每个环形腔302均包括四个第一气体腔3021。
如图5所示，在本申请的又一个实施例中，所述多个气体腔300包括一个中心腔301和环绕所述中心腔301的三个环形腔302，所述三个环形腔302中三个环形腔302包括多个第一气体腔3021，且该两个环形腔302中每个环形腔302包括八个第一气体腔3021以及一个环形腔302包括四个第一气体腔3021。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，每个环形腔302均被均匀分成多个第一气体腔3021，以便于单独控制各环形腔302所在区域不同第一气体腔3021通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离多个不同位置处的刻蚀速率。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述多个环形腔302的宽度相同，即沿所述中心腔301至所述环形腔302方向，不同环形腔302的尺寸相同，在本申请的另一个实施例中，所述多个环形腔302的宽度也可以不完全相同，对此本申请并不做限定，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，继续如图1、图2和图3所示，所述中心腔301为一个中心气体腔，所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的第一中心入气通路600，所述第一中心入气通路600与所述中心气体腔相连通，用于通入第一气体，且所述第一中心入气通路600和所述第一入气通路400独立控制，可选的，在本申请的一个实施例中，所述第一中心入气通路600具有至少一个第一中心入气孔601，并通过所述第一中心入气孔601与所述中心气体腔相连通。但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述中心腔301也可以包括至少两个中心气体腔，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图6、图7和图8所示，所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的至少两个第二入气通路700，所述第二入气通路700与所述第一气体腔3021一一对应，且与其对应的第一气体腔3021相连通；在本申请实施例中，所述第二入气通路700用于通入第二气体，所述第一气体和所述第二气体的成分不同，需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第一气体和所述第二气体的成分不同包括所述第一气体和所述第二气体的成分不完全相同，在本申请的另一个实施例中，所述第一气体和所述第二气体的成分不同包括所述第一气体和所述第二气体的成分完全不同，对此本申请并不做限定，具体视情况而定。
可选的，在本申请的一个实施例中，所述第二气体为调节气体，所述调节气体用于调节所述第一气体的刻蚀速率，例如，所述第二气体可以为碳氟类气体CxFy或O2。具体的，在本申请的一个实施例中，所述调节气体用于降低所述第一气体的刻蚀速率，在本申请的另一个实施例中，所述调节气体用于提高所述第一气体的刻蚀速率，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，各所述第一气体腔3021对应的所述第二入气通路700独立控制，以便于灵活控制不同的第一气体腔3021通入的第二气体的流量，从而更好的控制各第一气体腔3021对应的刻蚀区域的刻蚀的速率，改善各所述第一气体腔3021所对应的刻蚀区域的均匀性。在本申请的另一个实施例中，各所述第一气体腔3021对应的所述第二入气通路700也可以不完全独立控制，以使得各所述第二入气通路700中部分第二入气通路700中通入的第二气体流量相同，部分第二入气通路700中通入的第二气体流量不同，在本申请的其他实施例中，各所述第一气体腔3021对应的所述第二入气通路700还可以统一控制，以使得各所述第二入气通路700通入的第二气体流量均相同，本申请对此并不做具体限定。
在本申请的一个具体实施例中，如图7所示，所述第一入气通路400具有至少一个第一入气孔401，并通过第一入气孔401与其对应的第一气体腔3021相连通；在本申请实施例中，所述第二入气通路700具有至少一个第二入气孔701，并通过第二入气孔701与其对应的第一气体腔3021相连通。
在本申请的另一具体实施例中，所述第一入气通路400具有至少两个第一入气孔401，所述第二入气通路具有至少两个第二入气孔701，需要说明的是，为了使得通入到所述第一气体腔3021的所述第一气体和所述第二气体混合均匀，调节所述第一气体腔3021中不同位置刻蚀的均匀性，具体的，所述第一入气孔401与所述第二入气孔701沿所述环形腔3021的环形方向间隔排布。
需要说明的是，为了进一步使得通入到所述第一气体腔3021的所述第一气体和所述第二气体混合均匀，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一入气孔401与所述第二入气孔701沿所述环形腔3021的环形方向间隔排布包括：所述第一入气孔401与所述第二入气孔701沿所述环形腔3021的环形方向均匀间隔排布。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第二入气通路700可以为直的入气通路，即所述第二入气通路700的气体输送路径为直线；在本申请的另一实施例中，所述第二入气通路700的还可以为弯折的入气通路，即所述第二入气通路700中的气体输送路径为非直线，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
需要说明的是，如果所述第二入气通路700的气体输送路径为直线时，则所述第二入气通路700中远离所述第二入气孔701的一端位于其对应的所述第一气体腔3021的正上方；如果所述第二入气通路700中的气体输送路径为非直线(如曲线或折线)时，则所述第二入气通路700中远离所述第二入气孔701的一端可以不位于其对应的所述第一气体腔3021的正上方，本申请对此并不做限定，只要保证所述第二入气通路700能够将调节气体通入到其对应的第二入气孔701即可。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述中心腔为一个中心气体腔时，所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的第二中心入气通路(未画出)，所述第二中心入气通路与所述中心气体腔相连通，其中，所述第二中心入气通路用于通入所述第二气体，且所述第二中心入气通路与所述第二入气通路700独立控制。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如9所示，所述气体挡板还包括位于所述间隔件200背离所述第一基板100一侧的第二基板110，所述第二基板110中具有多个第一出气孔111，所述多个第一出气孔111连通反应腔与所述气体腔300，所述第一气体腔3021对应所述多个第一出气孔111中至少两个第一出气孔111。
由上可知，本申请上述任一实施例所提供的等离子体处理设备的气体挡板结构在刻蚀过程中，可以基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，单独控制所述环形腔中的各第一气体腔通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀速率较为均衡，进而提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
相应的，本申请还提供了一种等离子体处理设备，如图10所示，所述等离子体处理设备包括：
腔体1，所述腔体1具有开口；
位于所述腔体1开口处的气体挡板结构10，所述气体挡板结构10与所述腔体1组成的空间为等离子体处理设备的反应腔；
位于所述反应腔内，且位于所述气体挡板结构10下方的气体喷淋头20，所述气体喷淋头20上具有多个第二出气孔，所述第二出气孔用于连通所述气体腔和所述反应腔；
位于所述反应腔内，与所述气体喷淋头20相对设置的基台30，所述基台30用于放置晶圆；
其中，所述气体挡板结构10为上述任一实施例中所提供的气体挡板结构10，所述第一入气通路400通入的第一气体用于对所述晶圆进行处理。
可选的，在本申请实施例中，各所述第一气体腔3021沿所述环形腔302的轴向分布，即各所述第一气体腔3021距离所述中心腔301的距离相同。
可选的，在本申请的一个实施例中，不同所述第一入气通路400通入的所述第一气体的流量不同。具体的，在本申请一个实施例中，所述不同所述第一入气通路400通入的所述第一气体的流量不同包括：所述不同所述第一入气通路400通入的所述第一气体的流量不完全相同，在本申请的另一个实施例中，所述不同所述第一入气通路400通入的所述第一气体的流量不同包括：所述不同所述第一入气通路400通入的所述第一气体的流量完全不同，本申请对此不做限定，具体视情况而定。
本申请实施例所提供的等离子体处理设备中，所述气体挡板结构包括中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，各所述第一气体腔分别对应一个第一入气通路，且各所述第一入气通路独立控制，从而使得各所述第一气体腔对应的第一入气通路中通入的第一气体流量独立控制，进而使得所述气体挡板结构中各第一入气通路中通入的第一气体经过所述气体喷淋头达到待处理晶圆表面的不同区域时，可以使得待处理基板表面不同区域的等离子体浓度可以独立控制，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀速率较为均衡，进而提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述等离子体处理设备还包括：与所述第一入气通路400一一对应的第一控制元件410，所述第一控制元件410用于控制通过所述第一入气通路400进入所述第一气体腔3021的气体流量。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的至少两个第二入气通路700；所述等离子体处理设备还包括：与所述第二入气通路700一一对应的第二控制元件710，所述第二控制元件710用于控制通过所述第二入气通路700进入所述第一气体腔3021的气体流量。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的第一中心入气通路600，所述等离子体处理设备还包括与所述第一中心入气通路600对应的第一中心控制元件610，所述第一中心控制元件610用于控制通过所述第一中心入气通路600进入所述中心气体腔的气体流量。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的第二中心入气通路(未画出)，所述等离子体处理设备还包括与所述第二中心入气通路对应的第二中心控制元件(未画出)，所述第二中心控制元件用于控制通过所述第二中心入气通路进入所述中心气体腔的气体流量。
相应的，本申请还提供了一种等离子体刻蚀方法，应用于上述任一实施例中提供的等离子体处理设备，如图11所示，所述等离体子刻蚀方法包括：
将待处理晶圆放置在基台30上；
向所述第一基板100中的各第一入气通路400充入第一气体；
控制各所述第一入气通路400中通入的气体流量，以控制所述晶圆第一表面的刻蚀速率；
其中，各所述第一气体腔3021中通入的所述第一气体的流量不同；
需要说明的是，在本申请实施例中，所述各所述第一气体腔3021中通入的所述第一气体的流量不同包括：所述各所述第一气体腔3021中通入的所述第一气体的流量不完全相同，在本申请的另一个实施例中，所述各所述第一气体腔3021中通入的所述第一气体的流量不同包括：所述各所述第一气体腔中3021通入的所述第一气体的流量完全不同。
本申请实施例所提供的应用于上述任一实施例中提供的等离子体处理设备的等离体子刻蚀方法，所述气体挡板结构包括中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，各所述第一气体腔分别对应一个第一入气通路，各所述第一入气通路独立控制，进而使得在向所述第一基板中的各第一入气通路充入第一气体时，可以通过单独控制各所述第一入气通路控制各所述第一入气通路中通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀速率较为均衡，进而提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的至少两个第二入气通路700，该等离体子刻蚀方法还包括：
向所述第一基板100中的第二入气通路700充入所述第二气体；
通过控制各所述第二入气通路700中的气体流量，控制所述晶圆第一表面的刻蚀速率。
具体的，在本申请中的一个实施例中，可通过调节第一气体腔3021中的第一气体和第二气体的流量比，从而调节各第一气体腔3021所对应的刻蚀速率。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如果所述第一基板100中还具有贯穿所述第一基板100的第二中心入气通路(未画出)，该等离体子刻蚀方法还包括：
向所述第一基板100中的第二中心入气通路充入所述第二气体；
通过控制所述第二中心入气通路的气体流量，控制所述晶圆第一表面的刻蚀速率。
需要说明的是，在本申请一个实施例中各气体腔300都对应着用于通入第一气体的入气通路和通入第二气体的入气通路，且各气体腔300所对应的用于通入第一气体的入气通路和用于通入第二气体的入气通路也是独立控制的，因此，在本申请的其他实施例中，根据刻蚀情况，也可以通过调节各气体腔的第一气体和第二气体的流量比，来调节各气体腔300所对应的刻蚀速率。
综上可知，本申请实施例所提供的等离子体处理设备及其气体挡板结构、等离子体处理方法中，所述气体挡板包括多个气体腔，所述多个气体腔包括中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，各所述第一气体腔分别对应一个第一入气通路，各所述第一入气通路独立控制，从而使得各所述第一气体腔对应的第一入气通路中通入的第一气体流量独立控制，因此，在刻蚀过程中，可以基于待处理晶圆表面的刻蚀需求和刻蚀情况，单独控制所述环形腔中的各第一气体腔通入的气体流量，以调节距离所述待处理晶圆中心同一距离不同位置处的刻蚀速率，使得所述待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀速率较为均衡，进而提高待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀均匀度，改善待处理晶圆表面距离其中心同一距离不同位置处的刻蚀不均匀现象。
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 (11)

1.一种等离子体处理设备的气体挡板结构，其特征在于，所述气体挡板结构为铝合金材料，所述气体挡板结构包括：
第一基板和设置在所述第一基板第一表面的多个间隔件，所述第一基板和所述多个间隔件形成多个气体腔，所述多个气体腔包括中心腔和环绕所述中心腔的至少一个环形腔，所述至少一个环形腔中至少一个环形腔包括至少两个第一气体腔，所述间隔件背离所述第一基板一侧上还设置有密封圈；
其中，所述第一基板中具有贯穿所述第一基板的至少两个第一入气通路，所述第一入气通路与所述第一气体腔一一对应，且与其对应的第一气体腔相连通，所述第一入气通路用于通入第一气体，且各所述第一入气通路独立控制，单独控制各所述第一气体腔通入的气体流量，以调节距离待处理晶圆中心同一距离多个不同位置处的刻蚀速率；所述第一气体为工艺气体，所述第一气体用于对所述晶圆进行刻蚀；
所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的至少两个第二入气通路，所述第二入气通路与所述第一气体腔一一对应，且与其对应的第一气体腔相连通；其中，所述第二入气通路用于通入第二气体，所述第一气体和所述第二气体的成分不同，所述第二气体为调节气体，所述第二气体用于调节所述第一气体的刻蚀速率；
所述第一入气通路具有至少两个第一入气孔，并通过所述第一入气孔与其对应的第一气体腔相连通；所述第二入气通路具有至少两个第二入气孔，并通过所述第二入气孔与其对应的第一气体腔相连通；所述第一入气孔与所述第二入气孔沿所述环形腔的环形方向间隔排布。
2.根据权利要求1所述的气体挡板结构，其特征在于，所述至少一个环形腔包括多个环形腔，不同所述环形腔中包括的第一气体腔的数量相同或不同。
3.根据权利要求2所述的气体挡板结构，其特征在于，如果不同所述环形腔中包括的第一气体腔的数量不同，所述多个环形腔中至少一个环形腔包括一个第一气体腔。
4.根据权利要求2所述的气体挡板结构，其特征在于，如果不同所述环形腔中包括的第一气体腔的数量不同，所述多个环形腔中至少两个环形腔包括多个第一气体腔，且不同所述环形腔中对应的多个第一气体腔的数量不同。
5.根据权利要求1所述的气体挡板结构，其特征在于，所述中心腔为一个中心气体腔，所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的第一中心入气通路，所述第一中心入气通路与所述中心气体腔相连通，用于通入第一气体，且所述第一中心入气通路和所述第一入气通路独立控制。
6.根据权利要求5所述的气体挡板结构，其特征在于，所述第一基板中还具有贯穿所述第一基板的第二中心入气通路，所述第二中心入气通路与所述中心气体腔相连通，其中，所述第二中心入气通路用于通入所述第二气体，且所述第二中心入气通路与所述第二入气通路独立控制。
7.根据权利要求1所述的气体挡板结构，其特征在于，所述气体挡板结构还包括位于所述间隔件背离所述第一基板一侧的第二基板，所述第二基板中具有多个第一出气孔，所述第一出气孔与其对应的所述气体腔相连通。
8.一种等离子体处理设备，其特征在于，包括：
腔体，所述腔体具有开口；
位于所述腔体开口处的气体挡板结构，所述气体挡板结构与所述腔体组成的空间为等离子体处理设备的反应腔；
位于所述反应腔内，且位于所述气体挡板结构下方的气体喷淋头，所述气体喷淋头上具有多个第二出气孔，所述第二出气孔用于连通所述气体腔和所述反应腔；
位于所述反应腔内，与所述气体喷淋头相对设置的基台，所述基台用于放置晶圆；
其中，所述气体挡板结构为权利要求1-7任一项所述的气体挡板结构，所述第一入气通路通入的第一气体用于对所述晶圆进行处理。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述等离子体处理设备还包括：
与所述第一入气通路一一对应的第一控制元件，所述第一控制元件用于控制通过所述第一入气通路进入所述第一气体腔的气体流量。
10.根据权利要求8所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述等离子体处理设备还包括：与所述第二入气通路一一对应的第二控制元件，所述第二控制元件用于控制通过所述第二入气通路进入所述第一气体腔的气体流量。
11.一种等离子体处理方法，其特征在于，应用于权利要求8-10任一项所述的等离子体处理设备，所述等离子体处理方法包括：
将待处理晶圆放置在基台上；
向所述第一基板中的各第一入气通路充入第一气体；
控制各所述第一入气通路中通入的气体流量，以控制晶圆第一表面的刻蚀速率；其中，各所述第一气体腔中通入的所述第一气体的流量不同；
向所述第一基板中的第二入气通路充入所述第二气体；
通过控制各所述第二入气通路中的气体流量，控制所述晶圆第一表面的刻蚀速率。
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