CN113990730B - 等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法 - Google Patents
等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113990730B CN113990730B CN202010731384.XA CN202010731384A CN113990730B CN 113990730 B CN113990730 B CN 113990730B CN 202010731384 A CN202010731384 A CN 202010731384A CN 113990730 B CN113990730 B CN 113990730B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cover
- chassis
- plate body
- air flow
- air
- 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.)
- Active
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 128
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 72
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 41
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 22
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 9
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 8
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
- H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32853—Hygiene
- H01J37/32871—Means for trapping or directing unwanted particles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法;气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、两者之间至少一层环形的板体;顶盖与板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道,使抽气通道内的气体,得以由位置较低的边缘区域流向位置较高的内侧区域,再流向底盘中间的开口,之后进入气流调节阀的开口并被排气泵抽走。至少各板体的底面为向下向外倾斜的斜面,能对下游返回的冲击气流及其携带的杂质颗粒等进行阻挡。在通过改变气流调节阀的阀板开度,对反应腔进行压力转换的过程中,本发明可以实现良好的压力控制,减少压力波动,使气流调节更稳定均匀,有效阻止杂质颗粒等随冲击气流反弹。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域,特别涉及一种等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法。
背景技术
半导体制造工艺中常用的等离子体处理装置,包含反应腔,引入其中的反应气体,经耦合到反应腔内的射频能量激发形成等离子体,用来对放置在反应腔内底部基座上的基板进行处理,如化学气相沉积、干法刻蚀等。反应腔的底部设有抽气口,通过带气流调节阀的抽气通道与排气泵连通,用于将反应副产物等排出反应腔;通过调整气流调节阀的阀板开度,对抽气通道的气体流通口径进行调整,进而对反应腔内的压力进行转换。
常用的气流调节阀是钟摆阀(pendulum valve),具有横向布置的阀板81,可以绕一摆轴为圆心进行转动。图1示出俯视方向,体现钟摆阀的阀板81与抽气通道开口之间的相对位置关系。阀板81绕第一方向转动(虚线箭头表示),可以使开口处未被阀板81遮挡的第一区域717逐渐增大,在第一区域71达到需要的大小时阀板81停止转动;最大可以使开口完全暴露。或者,阀板81绕相反的第二方向转动(实线箭头表示),可以使开口处的第一区域71逐渐减小,在第一区域71达到需要的大小时阀板81停止转动;最小可以使开口被阀板81完全遮挡。
可见,反应腔内需要进行压力转换时,打开或关闭开口的过程中,阀板81都是沿一侧(第一方向或第二方向)转动的,则开口处被阀板81遮挡的第一区域71和未被遮挡的其余区域(划线部分)会动态变化,导致转换过程中压力控制很不稳定,进而影响反应腔内气体压力分布的稳定性和均匀性,这样不仅会影响到气体作用于待处理基板表面的时间,并且在不稳定的压力下如果引入射频的电子流还会产生冲击波,对腔体内的零件造成一定的损伤;剧烈的压力波动,还可能导致已经抽到钟摆阀下游的杂质颗粒等随冲击波的气流返回到钟摆阀的上游,甚至进入到反应腔内,对腔壁、腔内零件或基板等造成污染。
发明内容
本发明的目的是通过一种等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法,在对反应腔进行压力转换的过程中,实现良好的压力控制,减少压力波动,使气流调节更稳定均匀,有效阻止杂质颗粒等随冲击气流反弹。
为了达到上述目的,本发明的一个技术方案是提供一种气流调节盖;
所述气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、位于顶盖与底盘之间的至少一层环形的板体;至少板体的底面为斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜;
所述气流调节盖设置在真空反应腔的抽气通道内,位于抽气通道内的气流调节阀上方;
所述顶盖与环形板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、环形板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道,所述环形侧向通道的边缘区域所在的平面低于内侧区域所在的平面;所述环形侧向通道、各个板体中间的开口、底盘中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道;所述环形侧向通道使得抽气通道内的气体由位置较低的边缘区域经位置较高的内侧区域流向底盘中间的开口,底盘中间的开口与气流调节阀的开口上端连通。
可选地,所述气流调节盖进一步设有多个纵向的隔板,包含;
若干个第一隔板,位于顶盖与最上层的板体之间,沿圆周方向间隔布置;
若干个第二隔板,位于相邻的板体之间;相邻两层板体之间的第二隔板沿圆周方向间隔布置;
若干个第三隔板,位于最下层的板体与底盘之间,沿圆周方向间隔布置。
可选地,所述气流调节盖在以下的一个位置或多个位置设有斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜:
所述板体的顶面为所述斜面;
所述顶盖至少在其边缘部位的底面形成所述斜面;
所述底盘的顶面为所述斜面。
可选地,所述斜面与竖直方向的夹角为45~60度。
可选地,各板体的开口口径、底盘的开口口径,与气流调节阀的开口上端口径一致。
可选地,所述气流调节盖进一步包含环形的支撑板,对气流调节盖的其他部位进行支撑;
支撑板包含内环区域和外环区域;所述内环区域位于底盘下方,外环区域在底盘的周围环绕;所述支撑板设置在气流调节阀的顶部,支撑板的中间开口环绕着气流调节阀的开口上端。
可选地,所述顶盖通过多个顶盖组件组装形成;所述底盘通过多个底盘组件组装形成;每个板体通过多个板体组件组装形成。
可选地,所述气流调节盖通过两个组合体组装形成;
每个组合体包含顶盖的一半、底盘的一半,和每层板体的一半,以及这一半范围内位于顶盖与板体之间、或相邻板体之间、或板体与底盘之间的纵向隔板。
可选地,第一隔板与顶盖和/或最上层的板体预先结合;
第二隔板与其上方的一层板体和/或其下方的一层板体预先结合;
第三隔板与最下层的板体和/或底盘预先结合。
可选地,所述气流调节盖的高度,与抽气通道内从反应腔的抽气口到气流调节阀的高度相匹配。
可选地,所述顶盖与底盘之间板体的层数,与抽气通道内从反应腔的抽气口到气流调节阀的高度相匹配。
可选地,所述气流调节盖由工程塑料、或陶瓷材料、或表面经过耐腐蚀处理的金属材料制成。
本发明的另一个技术方案是提供一种等离子体处理装置,包含反应腔,与气体供应装置连通;引入到反应腔内的气体,经耦合到反应腔内的射频能量激发形成等离子体,用来对放置在反应腔内底部基座上的基板进行处理;反应腔下方的抽气口,通过抽气通道与排气泵连通,用于将反应副产物排出反应腔;所述排气泵上方的抽气通道内设有气流调节阀,通过调整气流调节阀的阀板开度,对抽气通道的气体流通口径进行调整,进而对反应腔内的压力进行转换;
所述等离子体处理装置进一步包含上述任意一种气流调节盖,所述气流调节盖设置在抽气通道内,位于气流调节阀上方;所述气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、位于顶盖与底盘之间的至少一层环形的板体;
所述气流调节盖中,至少每层板体的底面为向下倾斜的斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜;顶盖与最上层板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、最下层板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道,所述环形侧向通道的边缘区域所在的平面低于内侧区域所在的平面;所述环形侧向通道、各个板体中间的开口、底盘中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道;所述环形侧向通道使得抽气通道内的气体由位置较低的边缘区域经位置较高的内侧区域流向底盘中间的开口;所述底盘中间的开口与气流调节阀的开口上端连通。
可选地,所述气流调节阀是钟摆阀。
本发明还有一个技术方案是提供一种气流调节方法,用于上述的等离子体处理装置,反应腔下方的抽气口,通过抽气通道与排气泵连通,用于将反应副产物排出反应腔;在等离子体处理装置内进行工艺切换时,调整气流调节阀的阀板开度,来调整抽气通道的气体流通口径,进而对反应腔内的压力进行转换;
所述气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、位于顶盖与底盘之间的至少一层环形的板体;顶盖与最上层板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、最下层板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道;所述环形侧向通道、各个板体中间的开口、底盘中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道;
所述环形侧向通道使得抽气通道内的气体由位置较低的边缘区域经位置较高的内侧区域流向底盘中间的开口;反应腔内的反应副产物随着抽气气流,从抽气口进入抽气通道,经过所述气流调节盖中的所述可供气体流通的通道、气流调节阀的开口、排气泵后被排出;
所述气流调节盖中,至少每层板体的底面为向下倾斜的斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜;在通过调整气流调节阀实施压力转换的过程中,经过气流调节阀的开口返回到气流调节盖内的冲击气流,被气流调节盖的板体和/或顶盖阻挡而得以缓冲。
可选地,通过使用以下至少一项参数不同的气流调节盖,来调整抽气通道内的气体流量;气流调节盖的参数包含:环形侧向通道的开口大小、板体中间的开口大小、底盘中间的开口大小;使得设置有气流调节盖的抽气通道内的气体流量,接近于不设置气流调节盖时的抽气通道内的气体流量。
可选地,通过减少所述气流调节盖中顶盖与底盘之间的板体层数和/或对板体的厚度减薄,来增大从环形侧向通道流通的气体流量。
可选地,通过减少纵向隔板的数量和/或对纵向隔板的厚度减薄,来增大从环形侧向通道流通的气体流量。
综上所述,本发明所述等离子体处理装置,及其中的气流调节盖和气流调节方法,具有以下的优点:
本发明的气流调节盖,结构简单,装卸方便,其在抽气通道内构建了新的气体流通路径;气流调节盖在各层相应的形成环形侧向通道,可以使上游的抽气气流,从周边较低位置的边缘区域流向到较高位置的内侧区域,令气流平缓;环形侧向通道流入的气流汇总到气流调节盖中心的通道,通过底盘的中间开口进入气流调节阀的开口,之后被排气泵抽走。
假如有冲击气流从气流调节阀的开口返回到上方,则气流调节盖的顶盖和/或各层的板体能够对冲击气流进行阻挡,使其速率降低,冲击减小,而不会进一步冲到反应腔内,避免冲击气流对腔内的气压环境造成影响,或对腔内部件产生损坏或污染。
因而,利用本发明的方案,例如在通过气流调节阀(如钟摆阀)的阀板开度来对反应腔进行压力转换的过程中,可以实现良好的压力控制,减少压力波动,使气流调节更稳定均匀,有效阻止杂质颗粒等随冲击气流反弹。
附图说明
图1是钟摆阀的阀板与抽气通道开口的相对位置关系的示意图;
图2是等离子体处理装置的整体结构示意图;
图3是表示气流调节盖的布置位置,及反应腔抽气口到排气泵之间部件关系的侧视剖面图;
图4是气流调节盖的工作原理示意图(省略了纵向隔板);
图5是气流调节盖以两个组合体组装形成时的结构立体图;
图6是气流调节盖以两个组合体组装,且顶盖与板体各自由上下两部分组装形成时的结构侧视剖面图;
图7是板体由沿圆周方向分布的板体组件组装形成时的结构俯视图。
具体实施方式
如图2所示,本发明提供一种等离子体处理装置,包含反应腔1;引入到反应腔1内的气体,经耦合到反应腔1内的射频能量激发形成等离子体4,用来对放置在反应腔1内底部基座2上的基片3进行蚀刻、沉积等处理。所述等离子体处理装置可以是电感耦合型或是电容耦合型的;图1以电容耦合型的等离子体处理装置为例进行说明,反应腔1内的顶部设有喷淋头5与外部的气体供应装置连通。
反应腔1的底部一侧设有抽气口6,通过抽气通道7与排气泵9连通,用于将反应副产物等排出反应腔1;所述排气泵9上方的抽气通道7内设有气流调节阀8,通过调整气流调节阀8的阀板81(图3)开度,可以对抽气通道7的气体流通口径进行调整,进而对反应腔1内的压力进行转换。示例的气流调节阀8为钟摆阀。
配合参见图2~图6所示,抽气通道7内设有一气流调节盖10,整体呈塔型,布置于气流调节阀8的上方,为抽气通道7内的气体构建了新的流通路径;所述气流调节盖10包含顶盖11、环形的底盘13、位于顶盖11与底盘13之间的至少一层环形的板体12(图示均以两层板体12为例)。
参见图4的原理图(省略各层间的隔板),所述顶盖11与最上层板体12之间的空隙、相邻板体12之间的空隙、最下层板体12与底盘13之间的空隙,分别形成环形侧向通道16(图4中仅示出一处环形侧向通道16在其中一侧的剖视);所述环形侧向通道16、各个板体12中间的开口、底盘13中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道。底盘13中间的开口进一步与气流调节阀8的开口上端连通。反应腔1内的反应副产物随着抽气气流,从抽气口6进入抽气通道7,经过所述气流调节盖10中的所述可供气体流通的通道、气流调节阀8的开口、排气泵9后被排出。
其中,每个环形侧向通道16包含边缘区域161和内侧区域162,边缘区域161所在平面整体在纵向上低于内侧区域162所在的平面;环形侧向通道16的上述设计,使得抽气通道7内从上游到达气流调节盖10的抽气气流,先由位置较低的边缘区域161流向位置较高的内侧区域162(对应图4中低点A向高点B的流动),再流向底盘13中间的开口(以箭头151表示)。
每层板体12和底盘13都是环形的,而顶盖11本身可以不设开口。假如因压力波动产生的冲击气流,从气流调节阀8的开口返回到气流调节盖10中,则气流调节盖10形成一缓冲区域,通过板体12和/或顶盖11可以对返回的冲击气流进行阻挡(以箭头152、153表示),激荡的压力波动得以减弱。
每层板体12的底面为向下向外倾斜的斜面。从斜面的上端到下端,朝着径向外侧倾斜;斜面上端更靠近径向内侧,斜面下端更靠近径向外侧。即,围绕斜面上端一周的内圈的口径,会小于围绕斜面下端一周的外圈的口径。斜面可以是平面,也可以是向下或向上弯的弧面,或者是其他任意形状。
通过板体12底部的斜面,可以对冲击气流进行阻挡;一部分冲击气流可能经反弹而朝内侧(如朝着环形侧向通道16内侧区域162的方向)流动;另一部分冲击气流虽然可能朝外侧(如朝着环形侧向通道16边缘区域161的方向)流动,但是经过板体12阻挡,这部分冲击气流大致是沿板体12底部的斜面倾斜向下流动,到达位置较低的边缘区域161或经过边缘区域161进入抽气通道7后,这部分冲击气流的方向是向下的,速度减小,冲击降低,很难超过预设高度阈值H(图3)再返回到反应腔1内。这两部分冲击气流都会重新随抽气气流被抽走,经过气流调节盖10中的所述可供气体流通的通道、气流调节阀8的开口、排气泵9后被排出。
顶盖11也可以设有向下向外倾斜的斜面。从斜面的上端到下端,朝着径向外侧倾斜;斜面上端更靠近径向内侧,斜面下端更靠近径向外侧。可以主要在顶盖11边缘部位的环形底面形成斜面;也可以在顶盖11的整个底面都形成斜面(图未示出)。顶盖11处的斜面阻挡冲击气流产生的效果,与板体12底部斜面的效果基本相同,不一一赘述。顶盖11的顶面形状不限。如果考虑控制气流调节盖10的整体高度,则可以不在顶盖11的顶面形成尖顶或其他向上凸出的结构。
每层板体12的顶面与顶盖11或上层板体12的底面相对,底盘13的顶面是与其上层板体12的底面相对,这些相对表面的形状一定程度影响了各层环形侧向通道16的开口大小,并对通过环形侧向通道16处的气流产生一定的导向作用。此外,在设计各表面时,还可以考虑如结构的强度、生产制造或安装时的难度等。
可以理解到,环形侧向通道16的上表面(对应顶盖11或板体12的底面)均为前述向下向外倾斜的斜面时,环形侧向通道16的下表面(对应板体12或底盘13的顶面)如果是水平的或是向上倾斜的形态,都会减小环形侧向通道16的开口大小。而以板体12为例,一层板体12的底面是向下向外倾斜的斜面;板体12的顶面若是水平的或是向上倾斜的形态,则与顶面是向下向外倾斜的斜面相比,前两种形态下制造这层板体12所需的材料会更多,而这层板体12的整体强度有一定程度的提高,可能有助于增强正面抵抗冲击损伤的能力。
因而,板体12的顶面和/或底盘13的顶面,可以形成为向下向外倾斜的斜面,也可以不设计成这样的斜面。
假设都使用向下向外倾斜的斜面时,则板体12的顶面、板体12的底面、顶盖11边缘部位的底面、底盘13的顶面,其各自倾斜的角度可以是一样的,也可以相应设计成不一样的。示例地,斜面与竖直方向的夹角为45~60度。
气流调节盖10进一步设置有多个纵向的隔板14:如图5所示,在顶盖11与最上层的板体12之间的为第一隔板141,在相邻两层板体12之间的为第二隔板142,在最下层的板体12与底盘13之间的为第三隔板143。每一层的若干个隔板14,在所处的环形侧向通道16内,沿圆周方向间隔布置,在环形侧向通道16的上表面和下表面之间进行支撑。上一层的隔板14与下一层的隔板14,在纵向上可以是相互对准的,也可以是错开的;数量可以相同也可以不同。
气流调节盖10的整体高度,与抽气通道7内从反应腔1的抽气口6到气流调节阀8的高度相匹配。气流调节盖10的高度小于抽气口6到气流调节阀8的高度。配合设计气流调节盖10的高度、斜面的角度、环形侧向通道16的开口等相关参数,使得从下方返回的冲击气流不会冲到预设的高度阈值H上方,因而不会对反应腔1内的气压环境造成影响,也不会有杂质颗粒等返回到反应腔1内污染零部件或基片3。
由于从反应腔1的抽气口6到气流调节阀8之间的空间较紧凑,为方便拆装,可以将气流调节盖10制成为可组装结构。例如,通过多个顶盖组件组装形成完整的顶盖11;通过多个底盘组件组装形成完整的底盘13;每个板体12各自通过多个板体组件组装形成。
图7中以一层板体12为例,四个板体组件123沿圆周方向分布,组装形成一个板体12的完整环形;可以类似设计沿圆周方向分布的顶盖组件或底盘组件。或者,图6的示例中,一层板体12,同时由上下两个部分的板体组件121、122组装形成;类似地,顶盖11也同时由上下两个部分的顶盖组件111、112组装形成。
各个隔板14也可以各自作为隔板组件,用来与前述各示例的顶盖组件、底盘组件、板体组件进行组装。或者,第一隔板141可以与顶盖11和/或最上层的板体12预先结合;第二隔板142可以与其上方的一层板体12和/或其下方的一层板体12预先结合;第三隔板143可以与最下层的板体12和/或底盘13预先结合。
可组装结构的另一个示例中,如图5或图6所示,气流调节盖10通过两个组合体18组装形成;每个组合体包含顶盖11的一半、底盘13的一半,和每层板体12的一半,以及这一半范围内位于顶盖11与板体12之间、或相邻板体12之间、或板体12与底盘13之间的纵向隔板14。
或者,一个组合体18内所述一半的顶盖11、一半的底盘13、一半的板体12,各自也可以进一步由相应的若干顶盖组件、底盘组件、板体组件等组装形成。
气流调节盖10的材质不限,需要可以抵抗返回气流的冲击;并且,优选是不会因反应腔1内执行的工艺处理受到影响的材料(如不会被流经的蚀刻气体侵蚀)。示例地,可以用特氟龙等各种工程塑料、陶瓷材料、金属材料(表面可经过耐腐蚀处理)等,来制成气流调节盖10。
底盘13处设有一个环形的支撑板17,用来对气流调节盖10整体进行支撑。所述支撑板17包含内环区域171和外环区域172(图6);所述内环区域171位于底盘13下方,外环区域172在底盘13的周围环绕;所述支撑板17设置在气流调节阀8的顶部,支撑板17的中间开口环绕着气流调节阀8的开口上端。
其他状态不变时(如腔内结构、工艺参数、抽气参数等),通过使用以下至少一项参数不同的气流调节盖10,可以调整抽气通道7内的气体流量;气流调节盖10的参数,包含:环形侧向通道16的开口大小、板体12中间的开口大小、底盘13中间的开口大小。
优选地,是使设有气流调节盖10时抽气通道7内的气体流量,接近于不设置气流调节盖10时抽气通道7内的气体流量,这样可以减少对等离子体处理装置中其他设备、相关工艺或抽气参数等的改动。
为此,例如将气流调节盖10中,各板体12的开口口径、底盘13的开口口径,设成与气流调节阀8的开口上端口径一致。其中,板体12的开口大小主要由其斜面上端的开口大小决定,故所述板体12的开口口径,是其内圈口径。
例如,通过将顶盖11与底盘13之间的板体12层数减少,和/或对板体12的厚度减薄,来增大从环形侧向通道16流通的气体流量。又例如,通过减少纵向隔板14的数量和/或对纵向隔板14的厚度减薄,来增大从环形侧向通道16流通的气体流量。
反之,板体12层数的增加,隔板14数量的增加,或板体12、隔板14厚度的增加等,虽然可能使得相应通过环形侧向通道16的气体流量有一部分损失,但可能有助于气体调节盖10整体的结构强度和稳定性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (17)
1.一种气流调节盖,其特征在于,
所述气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、位于顶盖与底盘之间的至少一层环形的板体;至少板体的底面为斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜;所述气流调节盖设置在真空反应腔的抽气通道内,位于抽气通道内的气流调节阀上方;
所述顶盖与环形板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、环形板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道,所述环形侧向通道的边缘区域所在的平面低于内侧区域所在的平面;所述环形侧向通道、各个板体中间的开口、底盘中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道;所述环形侧向通道使得抽气通道内的气体由位置较低的边缘区域经位置较高的内侧区域流向底盘中间的开口,底盘中间的开口与气流调节阀的开口上端连通。
2.如权利要求1所述气流调节盖,其特征在于,
进一步设有多个纵向的隔板,包含;
若干个第一隔板,位于顶盖与最上层的板体之间,沿圆周方向间隔布置;若干个第二隔板,位于相邻的板体之间;相邻两层板体之间的第二隔板沿圆周方向间隔布置;
若干个第三隔板,位于最下层的板体与底盘之间,沿圆周方向间隔布置。
3.如权利要求1所述气流调节盖,其特征在于,
在以下的一个位置或多个位置设有斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜:
所述板体的顶面为所述斜面;
所述顶盖至少在其边缘部位的底面形成所述斜面;
所述底盘的顶面为所述斜面。
4.如权利要求3所述气流调节盖,其特征在于,
在所述板体的底面的斜面,与竖直方向的夹角为45~60度;
在以下一个位置或多个位置的斜面,与竖直方向的夹角为45~60度:在所述板体的顶面的斜面、在所述顶盖的边缘部位的底面形成的斜面、在所述底盘的顶面的斜面。
5.如权利要求4所述气流调节盖,其特征在于,
各板体的开口口径、底盘的开口口径,与气流调节阀的开口上端口径一致。
6.如权利要求4或5所述气流调节盖,其特征在于,
进一步包含环形的支撑板,对气流调节盖的其他部位进行支撑;
支撑板包含内环区域和外环区域;所述内环区域位于底盘下方,外环区域在底盘的周围环绕;所述支撑板设置在气流调节阀的顶部,支撑板的中间开口环绕着气流调节阀的开口上端。
7.如权利要求2所述气流调节盖,其特征在于,
所述顶盖通过多个顶盖组件组装形成;
所述底盘通过多个底盘组件组装形成;
每个板体通过多个板体组件组装形成。
8.如权利要求2所述气流调节盖,其特征在于,
所述气流调节盖通过两个组合体组装形成;
每个组合体包含顶盖的一半、底盘的一半,和每层板体的一半,以及这一半范围内位于顶盖与板体之间、或相邻板体之间、或板体与底盘之间的纵向隔板。
9.如权利要求7或8所述气流调节盖,其特征在于,
第一隔板与顶盖和/或最上层的板体预先结合;
第二隔板与其上方的一层板体和/或其下方的一层板体预先结合;
第三隔板与最下层的板体和/或底盘预先结合。
10.如权利要求1所述气流调节盖,其特征在于,
所述气流调节盖的高度,与抽气通道内从反应腔的抽气口到气流调节阀的高度相匹配。
11.如权利要求1或2所述气流调节盖,其特征在于,
所述气流调节盖由工程塑料、或陶瓷材料、或表面经过耐腐蚀处理的金属材料制成。
12.一种等离子体处理装置,包含反应腔,与气体供应装置连通;引入到反应腔内的气体,经耦合到反应腔内的射频能量激发形成等离子体,用来对放置在反应腔内底部基座上的基板进行处理;反应腔下方的抽气口,通过抽气通道与排气泵连通,用于将反应副产物排出反应腔;所述排气泵上方的抽气通道内设有气流调节阀,通过调整气流调节阀的阀板开度,对抽气通道的气体流通口径进行调整,进而对反应腔内的压力进行转换;
其特征在于,进一步包含权利要求1~11中任意一项所述气流调节盖,所述气流调节盖设置在抽气通道内,位于气流调节阀上方;所述气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、位于顶盖与底盘之间的至少一层环形的板体;所述气流调节盖中,至少每层板体的底面为向下倾斜的斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜;顶盖与最上层板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、最下层板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道,所述环形侧向通道的边缘区域所在的平面低于内侧区域所在的平面;所述环形侧向通道、各个板体中间的开口、底盘中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道;所述环形侧向通道使得抽气通道内的气体由位置较低的边缘区域经位置较高的内侧区域流向底盘中间的开口;所述底盘中间的开口与气流调节阀的开口上端连通。
13.如权利要求12所述等离子体处理装置,其特征在于,
所述气流调节阀是钟摆阀。
14.一种气流调节方法,用于权利要求12或13所述等离子体处理装置,反应腔下方的抽气口,通过抽气通道与排气泵连通,用于将反应副产物排出反应腔;在等离子体处理装置内进行工艺切换时,调整气流调节阀的阀板开度,来调整抽气通道的气体流通口径,进而对反应腔内的压力进行转换;其特征在于,所述气流调节盖包含顶盖、环形的底盘、位于顶盖与底盘之间的至少一层环形的板体;顶盖与最上层板体之间的空隙、相邻板体之间的空隙、最下层板体与底盘之间的空隙,分别形成环形侧向通道;所述环形侧向通道、各个板体中间的开口、底盘中间的开口相互连通,形成可供气体流通的通道;
所述环形侧向通道使得抽气通道内的气体由位置较低的边缘区域经位置较高的内侧区域流向底盘中间的开口;反应腔内的反应副产物随着抽气气流,从抽气口进入抽气通道,经过所述气流调节盖中的所述可供气体流通的通道、气流调节阀的开口、排气泵后被排出;
所述气流调节盖中,至少每层板体的底面为向下倾斜的斜面,斜面上端到下端朝径向外侧倾斜;在通过调整气流调节阀实施压力转换的过程中,经过气流调节阀的开口返回到气流调节盖内的冲击气流,被气流调节盖的板体和/或顶盖阻挡而得以缓冲。
15.如权利要求14所述的气流调节方法,其特征在于,
通过使用以下至少一项参数不同的气流调节盖,来调整抽气通道内的气体流量;气流调节盖的参数包含:环形侧向通道的开口大小、板体中间的开口大小、底盘中间的开口大小;使得设置有气流调节盖的抽气通道内的气体流量,接近于不设置气流调节盖时的抽气通道内的气体流量。
16.如权利要求15所述的气流调节方法,其特征在于,
通过减少所述气流调节盖中顶盖与底盘之间的板体层数和/或对板体的厚度减薄,来增大从环形侧向通道流通的气体流量。
17.如权利要求15或16所述的气流调节方法,其特征在于,
通过减少纵向隔板的数量和/或对纵向隔板的厚度减薄,来增大从环形侧向通道流通的气体流量。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010731384.XA CN113990730B (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法 |
TW110122205A TWI807341B (zh) | 2020-07-27 | 2021-06-17 | 電漿處理裝置及其氣流調節蓋和氣流調節方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010731384.XA CN113990730B (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113990730A CN113990730A (zh) | 2022-01-28 |
CN113990730B true CN113990730B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=79731477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010731384.XA Active CN113990730B (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113990730B (zh) |
TW (1) | TWI807341B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116190187A (zh) * | 2022-02-15 | 2023-05-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 用于处理半导体晶片的方法、工具及系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010024036A1 (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置のクリーニング方法 |
CN202830164U (zh) * | 2012-09-07 | 2013-03-27 | 中晟光电设备(上海)有限公司 | 一种防止气体反冲的装置以及金属有机化学气相沉积设备 |
CN104103550A (zh) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 真空抽气装置和刻蚀设备 |
CN107110169A (zh) * | 2015-01-09 | 2017-08-29 | 皮尔伯格有限责任公司 | 用于具有宽断流间隙的内燃机的侧通道鼓风机 |
CN108048819A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-18 | 德淮半导体有限公司 | 一种化学气相沉积工艺 |
CN210158510U (zh) * | 2019-04-23 | 2020-03-20 | 亚弘电科技股份有限公司 | 抽气调理装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130098873A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Applied Materials, Inc. | Overhead electron beam source for plasma ion generation in a workpiece processing region |
JP5884500B2 (ja) * | 2012-01-18 | 2016-03-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
JP6289859B2 (ja) * | 2013-10-21 | 2018-03-07 | 東京エレクトロン株式会社 | トラップ装置及び基板処理装置 |
US9360133B2 (en) * | 2014-10-14 | 2016-06-07 | Kennedy Valve Company | Cushioned check valve |
US20170053783A1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Semiconductor apparatus and cleaning method for the semiconductor apparatus |
CN108701583B (zh) * | 2016-04-13 | 2023-12-01 | 应用材料公司 | 用于排气冷却的设备 |
US11538666B2 (en) * | 2017-11-15 | 2022-12-27 | Lam Research Corporation | Multi-zone cooling of plasma heated window |
US10714319B2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-07-14 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for removing contaminant particles in a plasma process |
CN108493089A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-09-04 | 武汉华星光电技术有限公司 | 气流分配装置及干刻蚀设备 |
CN109192696B (zh) * | 2018-08-10 | 2021-06-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 升降针系统、真空反应腔室以及半导体加工设备 |
-
2020
- 2020-07-27 CN CN202010731384.XA patent/CN113990730B/zh active Active
-
2021
- 2021-06-17 TW TW110122205A patent/TWI807341B/zh active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010024036A1 (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置のクリーニング方法 |
CN202830164U (zh) * | 2012-09-07 | 2013-03-27 | 中晟光电设备(上海)有限公司 | 一种防止气体反冲的装置以及金属有机化学气相沉积设备 |
CN104103550A (zh) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 真空抽气装置和刻蚀设备 |
CN107110169A (zh) * | 2015-01-09 | 2017-08-29 | 皮尔伯格有限责任公司 | 用于具有宽断流间隙的内燃机的侧通道鼓风机 |
CN108048819A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-18 | 德淮半导体有限公司 | 一种化学气相沉积工艺 |
CN210158510U (zh) * | 2019-04-23 | 2020-03-20 | 亚弘电科技股份有限公司 | 抽气调理装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113990730A (zh) | 2022-01-28 |
TW202205916A (zh) | 2022-02-01 |
TWI807341B (zh) | 2023-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102763199B (zh) | 处理腔室之气流改良 | |
TWI397144B (zh) | 具有整合均流板及改善之傳導性的下部內襯件 | |
KR101184070B1 (ko) | 반도체 기판 처리 챔버에서 가스 유동을 제어하기 위한장치 | |
CN111383884B (zh) | 等离子体约束系统及方法 | |
KR101515896B1 (ko) | 가스 커튼을 구비한 가스 샤워 장치 및 이를 이용한 박막 증착을 위한 기구 | |
US10672629B2 (en) | Ring assembly and chuck assembly having the same | |
US20050011447A1 (en) | Method and apparatus for delivering process gas to a process chamber | |
CN101577216B (zh) | 等离子反应器 | |
CN113990730B (zh) | 等离子体处理装置及其中的气流调节盖和气流调节方法 | |
JP4971930B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
CN112447474B (zh) | 一种具有可移动环的等离子体处理器 | |
US20170345623A1 (en) | Apparatus and methods for reducing particles in semiconductor process chambers | |
CN110383450B (zh) | 处理腔室的排放模块、处理腔室及其中处理基板的方法 | |
US20190145002A1 (en) | Showerhead and substrate processing device including the same | |
KR102331286B1 (ko) | 입자 역류 방지 부재 및 기판 처리 장치 | |
KR20100102209A (ko) | 와이드 컨덕턴스 키트를 위한 방법 및 장치 | |
CN105529237A (zh) | 气体导流环、气体供应装置及等离子体处理装置 | |
TW202301408A (zh) | 等離子體處理裝置 | |
CN110534391B (zh) | 腔室内衬、反应腔室及半导体加工设备 | |
CN100566847C (zh) | 进气喷嘴 | |
CN110867365B (zh) | 等离子体系统 | |
KR20230024401A (ko) | 반도체 프로세싱 툴들을 위한 기울어진 가스 분배 통로들 (angled gas distribution passages) 을 갖는 샤워헤드 대면 플레이트들 | |
CN101459051A (zh) | 等离子体装置排气环 | |
CN111725105B (zh) | 半导体设备 | |
JP5179658B2 (ja) | プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |