TWI807341B - 電漿處理裝置及其氣流調節蓋和氣流調節方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種電漿處理裝置及其氣流調節蓋和氣流調節方法;氣流調節蓋包含頂蓋、環形的底盤、兩者之間的環形的至少一層板體;其中,頂蓋與板體之間的空隙、相鄰板體之間的空隙、板體與底盤之間的空隙,分別形成環形側向通道,使抽氣通道內的氣體得以由位置較低的邊緣區域流向位置較高的內側區域,再流向底盤中間的開口,之後進入氣流調節閥的開口並被排氣泵抽走。各板體的底面為向下向外傾斜的斜面,能對下游返回的衝擊氣流及其攜帶的雜質顆粒等進行阻擋。在透過改變氣流調節閥的閥板開度以及對反應腔進行壓力轉換的過程中,本發明可以實現良好的壓力控制並減少壓力波動,使氣流調節更穩定均勻,並且有效阻止雜質顆粒等隨衝擊氣流反彈。
Description
本發明涉及半導體製造領域,特別涉及一種電漿處理裝置及其氣流調節蓋和氣流調節方法。
半導體製程中常用的電漿處理裝置包含反應腔,引入其中的反應氣體經耦合到反應腔內的射頻能量激發形成電漿,其用來對放置在反應腔內底部基座上的基板進行處理,如化學氣相沉積、乾式蝕刻等。反應腔的底部設有抽氣口,透過具有氣流調節閥的抽氣通道與排氣泵連通,用於將反應副產物等排出反應腔;透過調整氣流調節閥的閥板開度,可以對抽氣通道的氣體流通口徑進行調整,進而對反應腔內的壓力進行轉換。
常用的氣流調節閥是鐘擺閥(pendulum valve),具有橫向佈置的閥板81,可以繞一擺軸為圓心進行轉動。圖1繪示出俯視方向,體現鐘擺閥的閥板81與抽氣通道開口之間的相對位置關係。閥板81繞第一方向轉動(虛線箭頭表示),可以使開口處未被閥板81遮擋的第一區域71逐漸增大,在第一區域71達到需要的大小時閥板81停止轉動;最大可以使開口完全暴露。或者,閥板81繞相反的第二方向轉動(實線箭頭表示),可以使開口處的第一區域71逐漸減小,在第一區域71達到需要的大小時閥板81停止轉動;最小可以使開口被閥板81完全遮擋。
由此可見,當反應腔內需要進行壓力轉換時,在打開或關閉開口的過程中,閥板81都是沿一側(第一方向或第二方向)轉動的,則開口處被閥板81遮擋的第一區域71和未被遮擋的其餘區域(劃線部分)會發生動態變化,導致轉換過程中壓力控制很不穩定,進而影響反應腔內氣體壓力分佈的穩定性和均勻性,這樣不僅會影響到氣體作用於待處理基板表面的時間,並且在不穩定的壓力下如果引入射頻的電子流會進一步產生衝擊波,並對腔體內的零件造成一定的損傷;劇烈的壓力波動可能進一步導致已經抽到鐘擺閥下游的雜質顆粒等隨衝擊波的氣流返回到鐘擺閥的上游,甚至進入到反應腔內,並且對腔壁、腔內零件或基板等造成污染。
本發明的目的是透過一種電漿處理裝置及其氣流調節蓋和氣流調節方法,在對反應腔進行壓力轉換的過程中,實現良好的壓力控制,減少壓力波動,並且使氣流調節更穩定均勻,進而有效阻止雜質顆粒等隨衝擊氣流反彈。
為了達到上述目的,本發明的一個技術方案是提供一種氣流調節蓋;氣流調節蓋包含頂蓋、環形的底盤、位於頂蓋與底盤之間的至少一層環形的板體;板體的底面為斜面,斜面上端到下端朝徑向外側傾斜;氣流調節蓋設置在反應腔的抽氣通道內,位於抽氣通道內的氣流調節閥上方;頂蓋與環形板體之間的空隙、相鄰板體之間的空隙、環形板體與底盤之間的空隙,分別形成環形側向通道,環形側向通道的邊緣區域所在的平面低於內側區域所在的平面;環形側向通道、各個板體中間的開口、底盤中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道;環形側向通道使得抽氣通道內的氣體由位置較低的邊緣區域經位置較高的內側區域流向底盤中間的開口,底盤中間的開口與氣流調節閥的開口上端連通。
較佳地,氣流調節蓋進一步設有複數個縱向的隔板,包含;複數個第一隔板,位於頂蓋與最上層的板體之間,沿圓周方向間隔佈置;複數個第二隔板,位於相鄰的板體之間;相鄰兩層板體之間的第二隔板沿圓周方向間隔佈置;複數個第三隔板,位於最下層的板體與底盤之間,沿圓周方向間隔佈置。
較佳地,氣流調節蓋在以下所列的一個位置或多個位置設有斜面,且斜面上端到下端朝徑向外側傾斜:板體的頂面為斜面、頂蓋至少在其邊緣部位的底面形成斜面、底盤的頂面為斜面。
較佳地,斜面與豎直方向的夾角為45~60度。
較佳地,各板體的開口口徑、底盤的開口口徑,與氣流調節閥的開口上端口徑一致。
較佳地,氣流調節蓋進一步包含環形的支撐板,以對氣流調節蓋的其他部位進行支撐;支撐板包含內環區域和外環區域;內環區域位於底盤下方,外環區域在底盤的周圍環繞;支撐板設置在氣流調節閥的頂部,支撐板的中間開口環繞著氣流調節閥的開口上端。
較佳地,頂蓋透過複數個頂蓋組件組裝形成;底盤透過複數個底盤組件組裝形成;各板體透過複數個板體組件組裝形成。
較佳地,氣流調節蓋透過兩個組合體組裝形成;各組合體包含頂蓋的一半、底盤的一半,和各層板體的一半,以及這一半範圍內位於頂蓋與板體之間、或相鄰板體之間、或板體與底盤之間的縱向隔板。
較佳地,第一隔板與頂蓋及/或最上層的板體預先結合;第二隔板與其上方的一層板體及/或其下方的一層板體預先結合;第三隔板與最下層的板體及/或底盤預先結合。
較佳地,氣流調節蓋的高度,與抽氣通道內從反應腔的抽氣口到氣流調節閥的高度相匹配。
較佳地,頂蓋與底盤之間板體的層數,與抽氣通道內從反應腔的抽氣口到氣流調節閥的高度相匹配。
較佳地,氣流調節蓋由工程塑膠、陶瓷材料或表面經過耐腐蝕處理的金屬材料製成。
本發明的另一個技術方案是提供一種電漿處理裝置,包含:反應腔,與氣體供應裝置連通;引入到反應腔內的氣體經耦合到反應腔內的射頻能量激發形成電漿,用來對放置在反應腔內底部基座上的基板進行處理;反應腔下方的抽氣口,透過抽氣通道與排氣泵連通,用於將反應副產物排出反應腔;排氣泵上方的抽氣通道內設有氣流調節閥,透過調整氣流調節閥的閥板開度,對抽氣通道的氣體流通口徑進行調整,進而對反應腔內的壓力進行轉換;
電漿處理裝置進一步包含上述任意一種氣流調節蓋,氣流調節蓋設置在抽氣通道內,位於氣流調節閥上方;氣流調節蓋包含頂蓋、環形的底盤、位於頂蓋與底盤之間的至少一層環形的板體;氣流調節蓋中,至少一層板體的底面為向下傾斜的斜面,斜面上端到下端朝徑向外側傾斜;頂蓋與最上層板體之間的空隙、相鄰板體之間的空隙、最下層板體與底盤之間的空隙,分別形成環形側向通道,環形側向通道的邊緣區域所在的平面低於內側區域所在的平面;環形側向通道、各個板體中間的開口、底盤中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道;環形側向通道使得抽氣通道內的氣體由位置較低的邊緣區域經位置較高的內側區域流向底盤中間的開口;底盤中間的開口與氣流調節閥的開口上端連通。
較佳地,氣流調節閥是鐘擺閥。
本發明又另一個技術方案是提供一種氣流調節方法,用於上述的電漿處理裝置,反應腔下方的抽氣口透過抽氣通道與排氣泵連通,用於將反應副產物排出反應腔;在電漿處理裝置內進行製程切換時,調整氣流調節閥的閥板開度,來調整抽氣通道的氣體流通口徑,進而對反應腔內的壓力進行轉換;
氣流調節蓋包含頂蓋、環形的底盤、位於頂蓋與底盤之間的至少一層環形的板體;頂蓋與最上層板體之間的空隙、相鄰板體之間的空隙、最下層板體與底盤之間的空隙,分別形成環形側向通道;環形側向通道、各個板體中間的開口、底盤中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道;環形側向通道使得抽氣通道內的氣體由位置較低的邊緣區域經位置較高的內側區域流向底盤中間的開口;反應腔內的反應副產物隨著抽氣氣流,從抽氣口進入抽氣通道,經過氣流調節蓋中的可供氣體流通的通道、氣流調節閥的開口、排氣泵後被排出;氣流調節蓋中,至少一層板體的底面為向下傾斜的斜面,斜面上端到下端朝徑向外側傾斜;在透過調整氣流調節閥實施壓力轉換的過程中,經過氣流調節閥的開口返回到氣流調節蓋內的衝擊氣流,被氣流調節蓋的板體及/或頂蓋阻擋而得以緩衝。
較佳地,透過使用以下至少一項參數不同的氣流調節蓋,來調整抽氣通道內的氣體流量;氣流調節蓋的參數包含:環形側向通道的開口大小、板體中間的開口大小、底盤中間的開口大小;使得設置有氣流調節蓋的抽氣通道內的氣體流量,接近於不設置氣流調節蓋時的抽氣通道內的氣體流量。
較佳地,透過減少氣流調節蓋中頂蓋與底盤之間的板體層數及/或對板體的厚度減薄,來增大從環形側向通道流通的氣體流量。
較佳地,透過減少縱向隔板的數量及/或對縱向隔板的厚度減薄,來增大從環形側向通道流通的氣體流量。
綜上所述,本發明之電漿處理裝置及其氣流調節蓋和氣流調節方法,具有以下的優點:
本發明的氣流調節蓋結構簡單、組裝拆卸方便,其在抽氣通道內建構了新的氣體流通路徑;氣流調節蓋在各層相應的形成環形側向通道,可以使上游的抽氣氣流從周邊較低位置的邊緣區域流向到較高位置的內側區域,令氣流平緩;環形側向通道流入的氣流匯總到氣流調節蓋中心的通道,並透過底盤的中間開口進入氣流調節閥的開口,之後被排氣泵抽走。
假如有衝擊氣流從氣流調節閥的開口返回到上方,則氣流調節蓋的頂蓋及/或各層的板體能夠對衝擊氣流進行阻擋,使其速率降低、衝擊減小,而不會進一步衝擊到反應腔內,避免衝擊氣流對腔內的氣壓環境造成影響,或對腔內部件產生損壞或污染。
因此,利用本發明提供的技術方案,例如在透過氣流調節閥(如鐘擺閥)的閥板開度來對反應腔進行壓力轉換的過程中,可以實現良好的壓力控制並減少壓力波動,使氣流調節更穩定均勻,並且有效阻止雜質顆粒等隨衝擊氣流反彈。
如圖2所示,本發明提供一種電漿處理裝置,包含:反應腔1;引入到反應腔1內的氣體,經耦合到反應腔1內的射頻能量激發形成電漿4,用來對放置在反應腔1內底部基座2上的基片3進行蝕刻、沉積等處理。電漿處理裝置可以是電感耦合型或是電容耦合型的;圖1以電容耦合型的電漿處理裝置為例進行說明,反應腔1內的頂部設有噴淋頭5,其與外部的氣體供應裝置連通。
反應腔1的底部一側設有抽氣口6,透過抽氣通道7與排氣泵9連通,用於將反應副產物等排出反應腔1;排氣泵9上方的抽氣通道7內設有氣流調節閥8,透過調整氣流調節閥8的閥板81(如圖3所示)開度,可以對抽氣通道7的氣體流通口徑進行調整,進而對反應腔1內的壓力進行轉換。本實施例中的氣流調節閥8為鐘擺閥。
配合參見圖2至圖6所示,抽氣通道7內設有一氣流調節蓋10,整體呈塔型,且佈置於氣流調節閥8的上方,其為抽氣通道7內的氣體建構了新的流通路徑;氣流調節蓋10包含頂蓋11、環形的底盤13、位於頂蓋11與底盤13之間的至少一層環形的板體12(圖式中均以兩層板體12為例)。
參見圖4的原理圖(省略各層間的隔板),頂蓋11與最上層板體12之間的空隙、相鄰板體12之間的空隙、最下層板體12與底盤13之間的空隙,分別形成環形側向通道16(圖4中僅繪示出一處環形側向通道16在其中一側的剖視圖);環形側向通道16、各板體12中間的開口、底盤13中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道。底盤13中間的開口進一步與氣流調節閥8的開口上端連通。反應腔1內的反應副產物隨著抽氣氣流,從抽氣口6進入抽氣通道7,經過氣流調節蓋10中的可供氣體流通的通道、氣流調節閥8的開口、排氣泵9後被排出。
其中,各環形側向通道16包含邊緣區域161和內側區域162,邊緣區域161所在平面整體在縱向上低於內側區域162所在的平面;環形側向通道16的上述設計,使得抽氣通道7內從上游到達氣流調節蓋10的抽氣氣流,先由位置較低的邊緣區域161流向位置較高的內側區域162(對應圖4中低點A向高點B的流動),再流向底盤13中間的開口(以箭頭151表示)。
各層板體12和底盤13都是環形的,而頂蓋11本身可以不設置開口。假如因壓力波動產生的衝擊氣流,從氣流調節閥8的開口返回到氣流調節蓋10中,則氣流調節蓋10形成一緩衝區域,透過板體12及/或頂蓋11可以對返回的衝擊氣流進行阻擋(以箭頭152、153表示),使得激烈動蕩的壓力波動得以減弱。
各層板體12的底面為向下向外傾斜的斜面。從斜面的上端到下端朝著徑向外側傾斜;斜面上端更靠近徑向內側,斜面下端更靠近徑向外側。即,圍繞斜面上端一周的內圈的口徑,會小於圍繞斜面下端一周的外圈的口徑。斜面可以是平面,也可以是向下或向上彎的弧面,或者是其他任意形狀。
透過板體12底部的斜面,可以對衝擊氣流進行阻擋;一部分衝擊氣流可能經反彈而朝內側(如朝著環形側向通道16內側區域162的方向)流動;另一部分衝擊氣流雖然可能朝外側(如朝著環形側向通道16邊緣區域161的方向)流動,但是經過板體12阻擋,這部分衝擊氣流大致是沿板體12底部的斜面傾斜向下流動,到達位置較低的邊緣區域161或經過邊緣區域161進入抽氣通道7後,這部分衝擊氣流的方向是向下的,其速度減小、衝擊降低,很難超過預設高度閾值H(如圖3所示)再返回到反應腔1內。這兩部分衝擊氣流都會重新隨抽氣氣流被抽走,經過氣流調節蓋10中的可供氣體流通的通道、氣流調節閥8的開口、排氣泵9後被排出。
頂蓋11也可以設有向下向外傾斜的斜面。從斜面的上端到下端朝著徑向外側傾斜;斜面上端更靠近徑向內側,斜面下端更靠近徑向外側。可以主要在頂蓋11邊緣部位的環形底面形成斜面;也可以在頂蓋11的整個底面都形成斜面(圖中未繪示出)。頂蓋11處的斜面阻擋衝擊氣流產生的效果,與板體12底部斜面的效果基本相同,在此不一一贅述。頂蓋11的頂面形狀不限。如果考慮控制氣流調節蓋10的整體高度,則可以不在頂蓋11的頂面形成尖頂或其他向上凸出的結構。
各層板體12的頂面與頂蓋11或上層板體12的底面相對,底盤13的頂面是與其上層板體12的底面相對,這些相對表面的形狀一定程度影響了各層環形側向通道16的開口大小,並對透過環形側向通道16處的氣流產生一定的導向作用。此外,在設計各表面時,可以進一步考慮例如結構的強度、生產製造或安裝時的難度等。
可以理解的是,環形側向通道16的上表面(對應頂蓋11或板體12的底面)均為前述向下向外傾斜的斜面時,環形側向通道16的下表面(對應板體12或底盤13的頂面)如果是水平的或是向上傾斜的形態,都會減小環形側向通道16的開口大小。而以板體12為例,一層板體12的底面是向下向外傾斜的斜面;板體12的頂面若是水平的或是向上傾斜的形態,則與頂面是向下向外傾斜的斜面相比,前兩種形態下製造這層板體12所需的材料會更多,而這層板體12的整體強度有一定程度的提高,可能有助於增強正面抵抗衝擊損傷的能力。
因此,板體12的頂面及/或底盤13的頂面,可以形成為向下向外傾斜的斜面,也可以不設計成形成為這樣的斜面。
假設都使用向下向外傾斜的斜面時,則板體12的頂面、板體12的底面、頂蓋11邊緣部位的底面、底盤13的頂面,其各自傾斜的角度可以是一樣的,也可以相應設計成不一樣的。例示性地,斜面與豎直方向的夾角為45~60度。
氣流調節蓋10進一步設置有複數個縱向的隔板14:如圖5所示,在頂蓋11與最上層的板體12之間的為第一隔板141,在相鄰兩層板體12之間的為第二隔板142,以及在最下層的板體12與底盤13之間的為第三隔板143。各層的複數個隔板14在所處的環形側向通道16內沿圓周方向間隔佈置,且在環形側向通道16的上表面和下表面之間進行支撐。上一層的隔板14與下一層的隔板14在縱向上可以是相互對準的,也可以是錯開的;並且其數量可以相同也可以不同。
氣流調節蓋10的整體高度,與抽氣通道7內從反應腔1的抽氣口6到氣流調節閥8的高度相匹配。氣流調節蓋10的高度小於抽氣口6到氣流調節閥8的高度。配合設計氣流調節蓋10的高度、斜面的角度、環形側向通道16的開口等相關參數,使得從下方返回的衝擊氣流不會衝到預設的高度閾值H上方,因而不會對反應腔1內的氣壓環境造成影響,也不會有雜質顆粒等返回到反應腔1內污染零部件或基片3。
由於從反應腔1的抽氣口6到氣流調節閥8之間的空間較緊湊,為方便拆裝,可以將氣流調節蓋10製成為可組裝結構。例如,透過複數個頂蓋組件111、112組裝形成完整的頂蓋11;透過複數個底盤組件組裝形成完整的底盤13;各板體12分別透過複數個板體組件121、122組裝形成。
圖7中以一層板體12為例,四個板體組件123沿圓周方向分佈,組裝形成一個板體12的完整環形;可以類似設計沿圓周方向分佈的頂蓋組件或底盤組件。或者,在圖6的示例中,一層板體12同時由上下兩個部分的板體組件121、122組裝形成;類似地,頂蓋11也同時由上下兩個部分的頂蓋組件111、112組裝形成。
各個隔板14也可以各自作為隔板組件,用來與前述各示例的頂蓋組件111、112、底盤組件、板體組件121、122進行組裝。或者,第一隔板141可以與頂蓋11及/或最上層的板體12預先結合;第二隔板142可以與其上方的一層板體12及/或其下方的一層板體12預先結合;第三隔板143可以與最下層的板體12及/或底盤13預先結合。
在可組裝結構的另一個示例中,如圖5或圖6所示,氣流調節蓋10透過兩個組合體18組裝形成;各組合體包含頂蓋11的一半、底盤13的一半,和各層板體12的一半,以及這一半範圍內位於頂蓋11與板體12之間、或相鄰板體12之間、或板體12與底盤13之間的縱向隔板14。
或者,一個組合體18內包含一半的頂蓋11、一半的底盤13、一半的板體12,其分別可以進一步由相應的複數個頂蓋組件、底盤組件、板體組件等組裝形成。
氣流調節蓋10的材質不限,需要可以抵抗返回氣流的衝擊;並且,較佳為不會因反應腔1內執行的製程處理受到影響的材料(例如,不會被流經的蝕刻氣體侵蝕)。例示性地,可以使用諸如特氟龍等的各種工程塑膠、陶瓷材料及金屬材料(表面可經過耐腐蝕處理)等,來製成氣流調節蓋10。
底盤13處設有一個環形的支撐板17,用來對氣流調節蓋10整體進行支撐。支撐板17包含內環區域171和外環區域172(如圖6所示);內環區域171位於底盤13下方,外環區域172在底盤13的周圍環繞;支撐板17設置在氣流調節閥8的頂部,支撐板17的中間開口環繞著氣流調節閥8的開口上端。
其他狀態不變時(例如,腔內結構、製程參數、抽氣參數等),透過使用以下至少一項參數不同的氣流調節蓋10,可以調整抽氣通道7內的氣體流量;氣流調節蓋10的參數,包含:環形側向通道16的開口大小、板體12中間的開口大小、底盤13中間的開口大小。
較佳地,使得設有氣流調節蓋10時抽氣通道7內的氣體流量接近於不設置氣流調節蓋10時抽氣通道7內的氣體流量,這樣可以減少對電漿處理裝置中其他設備、相關製程或抽氣參數等的改動。
為此,例如,可以將氣流調節蓋10中各板體12的開口口徑及底盤13的開口口徑設成與氣流調節閥8的開口上端口徑一致。其中,板體12的開口大小主要由其斜面上端的開口大小決定,故板體12的開口口徑為其內圈口徑。
例如,透過將頂蓋11與底盤13之間的板體12層數減少及/或對板體12的厚度減薄,來增大從環形側向通道16流通的氣體流量。又例如,透過減少縱向隔板14的數量及/或對縱向隔板14的厚度減薄,來增大從環形側向通道16流通的氣體流量。
反之,板體12層數的增加、隔板14數量的增加,或者板體12、隔板14厚度的增加等,雖然可能使得相應透過環形側向通道16的氣體流量有一部分損失,但可能有助於氣體調節蓋10整體的結構強度和穩定性。
儘管本發明的內容已經透過上述較佳實施例作了詳細說明,但應當認識到上述的說明不應被認為是對本發明的限制。在本領域具有通常知識者閱讀了上述內容後,對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此,本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。
1:反應腔
2:基座
3:基片
4:電漿
5:噴淋頭
6:抽氣口
7:抽氣通道
71:第一區域
8:氣流調節閥
81:閥板
9:排氣泵
10:氣流調節蓋
11:頂蓋
111,112:頂蓋組件
12:板體
121,122,123:板體組件
13:底盤
14:隔板
141:第一隔板
142:第二隔板
143:第三隔板
151,152,153:箭頭
16:環形側向通道
161:邊緣區域
162:內側區域
17:支撐板
171:內環區域
172:外環區域
18:組合體
H:高度閾值
圖1是鐘擺閥的閥板與抽氣通道開口的相對位置關係的示意圖;
圖2是電漿處理裝置的整體結構示意圖;
圖3是表示氣流調節蓋的佈置位置及反應腔抽氣口到排氣泵之間部件關係的側視剖面圖;
圖4是氣流調節蓋的工作原理示意圖(省略了縱向隔板);
圖5是氣流調節蓋以兩個組合體組裝形成時的立體結構圖;
圖6是氣流調節蓋以兩個組合體組裝,且頂蓋與板體各自由上下兩部分組裝形成時的結構的側剖面圖;以及
圖7是板體由沿圓周方向分佈的板體組件組裝形成時的結構俯視圖。
14:隔板
141:第一隔板
142:第二隔板
143:第三隔板
17:支撐板
18:組合體
Claims (18)
- 一種氣流調節蓋,其中,該氣流調節蓋包含一頂蓋、環形的一底盤、位於該頂蓋與該底盤之間的環形的至少一板體;該至少一板體的底面為一斜面,該斜面上端到下端朝徑向外側傾斜;該氣流調節蓋設置在一反應腔的一抽氣通道內,位於該抽氣通道內的一氣流調節閥上方;該頂蓋與環形的該板體之間的空隙、相鄰的該板體之間的空隙、環形的該板體與該底盤之間的空隙,分別形成一環形側向通道,該環形側向通道的一邊緣區域所在的平面低於一內側區域所在的平面;該環形側向通道、各該板體中間的開口及該底盤中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道;該環形側向通道使得該抽氣通道內的氣體由位置較低的該邊緣區域經位置較高的該內側區域流向該底盤中間的開口,該底盤中間的開口與該氣流調節閥的開口上端連通。
- 如請求項1所述之氣流調節蓋,其中進一步設有縱向的複數個隔板,包含;複數個第一隔板,位於該頂蓋與最上層的該板體之間,沿圓周方向間隔佈置;複數個第二隔板,位於相鄰的該板體之間;相鄰的兩層該板體之間的該第二隔板沿圓周方向間隔佈置;複數個第三隔板,位於最下層的該板體與該底盤之間,沿圓周方向間隔佈置。
- 如請求項1所述之氣流調節蓋,其中在以下的一個位置或多個位置設有該斜面,該斜面上端到下端朝徑向外側傾斜:該板體的頂面為該斜面;該頂蓋至少在其邊緣部位的底面形成該斜面;該底盤的頂面為該斜面。
- 如請求項1或請求項3所述之氣流調節蓋,其中該斜面與豎直方向的夾角為45~60度。
- 如請求項4所述之氣流調節蓋,其中各該板體的開口口徑、該底盤的開口口徑,與該氣流調節閥的開口上端口徑一致。
- 如請求項4所述之氣流調節蓋,其中進一步包含環形的一支撐板,對該氣流調節蓋的其他部位進行支撐;該支撐板包含一內環區域和一外環區域;該內環區域位於該底盤下方,該外環區域在該底盤的周圍環繞;該支撐板設置在該氣流調節閥的頂部,該支撐板的中間開口環繞著該氣流調節閥的開口上端。
- 如請求項2所述之氣流調節蓋,其中該頂蓋透過複數個頂蓋組件組裝形成;該底盤透過複數個底盤組件組裝形成;各該板體透過複數個板體組件組裝形成。
- 如請求項2所述之氣流調節蓋,其中該氣流調節蓋透過兩個組合體組裝形成;各該組合體包含該頂蓋的一半、該底盤的一半,和各該板體的一半,以及這一半範圍內位於該頂蓋與該板體之間、或相鄰該板體之間、或該板體與該底盤之間的一縱向隔板。
- 如請求項7或請求項8所述之氣流調節蓋,其中該第一隔板與該頂蓋及/或最上層的該板體預先結合;該第二隔板與其上方的一層該板體及/或其下方的一層該板體預先結合;該第三隔板與最下層的該板體及/或該底盤預先結合。
- 如請求項1所述之氣流調節蓋,其中該氣流調節蓋的高度,與該抽氣通道內從該反應腔的一抽氣口到該氣流調節閥的高度相匹配。
- 如請求項1所述之氣流調節蓋,其中該頂蓋與該底盤之間該板體的層數,與該抽氣通道內從該反應腔的一抽氣口到該氣流調節閥的高度相匹配。
- 如請求項1或請求項2所述之氣流調節蓋,其中該氣流調節蓋由工程塑膠、陶瓷材料或表面經過耐腐蝕處理的金屬材料製成。
- 一種電漿處理裝置,包含一反應腔,與一氣體供應裝置連通;引入到該反應腔內的氣體,經耦合到該反應腔內的射頻能量激發形成電漿,用來對放置在該反應腔內底部的一基座上的一基片進行處理;該反應腔下方的一抽氣口透過一抽氣通道與一排 氣泵連通,用於將反應副產物排出該反應腔;該排氣泵上方的該抽氣通道內設有一氣流調節閥,透過調整該氣流調節閥的閥板開度,對該抽氣通道的氣體流通口徑進行調整,進而對該反應腔內的壓力進行轉換;其進一步包含請求項1至請求項12中的任意一項所述之氣流調節蓋,該氣流調節蓋設置在該抽氣通道內,位於該氣流調節閥上方;該氣流調節蓋包含一頂蓋、環形的一底盤、位於該頂蓋與該底盤之間的環形的至少一板體;該氣流調節蓋中,該至少一板體的底面為向下傾斜的一斜面,該斜面上端到下端朝徑向外側傾斜;該頂蓋與最上層的該板體之間的空隙、相鄰的該板體之間的空隙、最下層的該板體與該底盤之間的空隙,分別形成一環形側向通道,該環形側向通道的一邊緣區域所在的平面低於一內側區域所在的平面;該環形側向通道、各該板體中間的開口及該底盤中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道;該環形側向通道使得該抽氣通道內的氣體由位置較低的該邊緣區域經位置較高的該內側區域流向該底盤中間的開口;該底盤中間的開口與該氣流調節閥的開口上端連通。
- 如請求項13所述之電漿處理裝置,其中該氣流調節閥是鐘擺閥。
- 一種氣流調節方法,用於請求項13或請求項14所述之電漿處理裝置,該反應腔下方的該抽氣口,透過該抽氣通道與該排氣泵連通,用於將反應副產物排出該反應腔;在該電漿處理裝置內進行製程切換時,調整該氣流調節閥的閥板開度,來調整 該抽氣通道的氣體流通口徑,進而對該反應腔內的壓力進行轉換;其中該氣流調節蓋包含該頂蓋、環形的該底盤、位於該頂蓋與該底盤之間的環形的至少一該板體;該頂蓋與最上層的該板體之間的空隙、相鄰的該板體之間的空隙、最下層的該板體與該底盤之間的空隙,分別形成該環形側向通道;該環形側向通道、各該板體中間的開口、該底盤中間的開口相互連通,形成可供氣體流通的通道;該環形側向通道使得該抽氣通道內的氣體由位置較低的該邊緣區域經位置較高的該內側區域流向該底盤中間的開口;該反應腔內的反應副產物隨著抽氣氣流,從該抽氣口進入該抽氣通道,經過該氣流調節蓋中的可供氣體流通的通道、該氣流調節閥的開口、該排氣泵後被排出;該氣流調節蓋中,該至少一板體的底面為向下傾斜的該斜面,該斜面上端到下端朝徑向外側傾斜;在透過調整該氣流調節閥實施壓力轉換的過程中,經過該氣流調節閥的開口返回到該氣流調節蓋內的衝擊氣流,被該氣流調節蓋的該板體及/或該頂蓋阻擋而得以緩衝。
- 如請求項15所述之氣流調節方法,其中透過使用以下至少一項參數不同的該氣流調節蓋,來調整該抽氣通道內的氣體流量;該氣流調節蓋的參數包含:該環形側向通道的開口大小、該板體中間的開口大小、該底盤中間的開口大小;使得設置有該氣流調節蓋的該抽氣通道內的氣體 流量,接近於不設置該氣流調節蓋時的該抽氣通道內的氣體流量。
- 如請求項16所述之氣流調節方法,其中透過減少該氣流調節蓋中該頂蓋與該底盤之間的該板體層數及/或對該板體的厚度減薄,來增大從該環形側向通道流通的氣體流量。
- 如請求項16或請求項17所述之氣流調節方法,其中透過減少一縱向隔板的數量及/或對該縱向隔板的厚度減薄,來增大從該環形側向通道流通的氣體流量。
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US12002660B2 (en) | 2022-02-15 | 2024-06-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor manufacturing chamber with plasma/gas flow control device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201318484A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-05-01 | Applied Materials Inc | 於工作件處理區域中用於產生電漿離子之頂部電子束源 |
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 |
TW201933473A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-08-16 | 美商蘭姆研究公司 | 受電漿加熱之窗口的多區域冷卻 |
WO2020029833A1 (zh) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 升降针系统、反应腔室以及半导体加工设备 |
Family Cites Families (12)
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 |
JP5884500B2 (ja) * | 2012-01-18 | 2016-03-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
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 |
CN104103550B (zh) * | 2013-04-08 | 2018-01-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 真空抽气装置和刻蚀设备 |
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 |
DE102015100214B4 (de) * | 2015-01-09 | 2021-01-14 | Pierburg Gmbh | Seitenkanalgebläse für eine Verbrennungskraftmaschine |
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 |
CN108048819B (zh) * | 2018-01-10 | 2019-09-10 | 德淮半导体有限公司 | 一种化学气相沉积工艺 |
US10714319B2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-07-14 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for removing contaminant particles in a plasma process |
TWI702025B (zh) * | 2019-04-23 | 2020-08-21 | 亞弘電科技股份有限公司 | 抽氣調理裝置 |
-
2020
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-
2021
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201318484A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-05-01 | Applied Materials Inc | 於工作件處理區域中用於產生電漿離子之頂部電子束源 |
TW201933473A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-08-16 | 美商蘭姆研究公司 | 受電漿加熱之窗口的多區域冷卻 |
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 |
WO2020029833A1 (zh) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 升降针系统、反应腔室以及半导体加工设备 |
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