气体输送装置以及干法刻蚀装置 【技术领域】
本发明涉及集成电路制造领域， 尤其涉及气体输送装置以及干法刻蚀装置。 【背景技术】
集成电路制造领域中， 干法刻蚀是一种常见的刻蚀工艺。干法刻蚀是将特定的刻 蚀气体通入至于反应室中的样品表面， 在特定的条件下， 气体同样品表面的物质发生化学 反应， 从而达到刻蚀的目的。
刻蚀所用的气体采用专门的气体输送装置输送至反应室中。 为了保证刻蚀所用的 气体可以在晶圆表面形成均匀稳定的气流， 以保证刻蚀厚度和线宽的均匀性， 刻蚀气体通 常被分为不同的气路， 通过反应室上方的气体喷嘴进入反应室。常见的输送方法是将刻蚀 气体分为内层气体和外层气体。内层气体的喷嘴主要分布在晶圆中心部位的上方， 而外层 气体的喷嘴主要分布在晶圆外圈部位的上方。 内外两层气体的流量和成分根据实际刻蚀的 要求而略有不同， 外层气体主要用于补充内层气体经过晶圆中心区域而使刻蚀有效成分的 浓度降低， 从而保证在晶圆表面可以形成稳定的气流。
附图 1 所示是现有技术中的一种气体输送装置 10 的俯视图， 附图 2 是对应的仰视 图， 附图 3 是附图 1 与附图 2 沿着 A-A 方向的剖视图。参考附图 1 至附图 3， 所述气体输送 装置 10 包括内层供气管路 110 与外层供气管路 120。所述气体输送装置 10 还包括多个连 接管， 此处以连接管 131 ～ 136 表示。所述连接管 131 ～ 136 为多个同心排布的圆环， 并且 分为内层连接管 131 ～ 134 和外层连接管 135 与 136。内层连接管 131 ～ 134 通过多个串 接管 151 彼此串接， 且每个内层连接管在靠近反应室一侧都设置有多个气体喷嘴 140。 内层 供气管路 110 连接至内层连接管 131( 也可以是其他任意一个内层连接管 )， 进而与所有的 内层连接管连通， 内层气体通过内层供气管路 110 进入至内层连接管 131 ～ 134 并进一步 通过设置于内层连接管上的多个喷嘴 140 进入反应室。
外层连接管 135 与 136 以及外层供气管路 120 之间同样有类似的设置， 通过串接 管 152 串接。内层连接管 131 ～ 134 与外层连接管 135 和 136 之间彼此互不连通。
所述气体输送装置 10 置于反应室的上极板上方， 在上极板与气体输送装置 10 中 多个喷嘴 140 位置相对应的位置上也开有空洞， 以使气体可以流入反应室中。
随着晶圆尺寸的不断扩大以及线宽的不断降低， 对同一晶圆上的工艺均匀性要求 越来越高。附图 4 所示是采用现有技术所述气体输送装置 10 对直径 300mm 晶圆进行刻蚀 后， 刻蚀线宽分布的测试结果， 横坐标是测试位置与晶圆中心的距离， 纵坐标是线宽。从图 中可以看出， 刻蚀的线宽分布很不均匀， 采用现有技术中的气体输送装置进行刻蚀气体的 供给， 晶圆的边缘与中心的工艺偏差已经无法满足要求。 【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是， 提供一种气体输送装置以及干法刻蚀装置， 能够 提高晶圆表边缘与中心区域的工艺偏差程度， 改善刻蚀线宽的均匀性。为了解决上述问题， 本发明提供了一种气体输送装置， 包括 ： 多个连接管， 所述多 个连接管为在一个平面内相互嵌套的封闭环路， 每个连接管都设置有多个气体喷嘴 ； 以及 多个供气管路， 所述多个供气管路各自连接至不同的连接管， 所述连接管的相邻连接管之 间通过隔离阀相互连接， 所述隔离阀用于控制相邻连接管之间的通断状态。
作为可选的技术方案， 所述供气管路的数目为两个。
作为可选的技术方案， 所述多个供气管路中包括一连接至最内层连接管的供气管 路以及一连接至最外层连接管的供气管路。
作为可选的技术方案， 所述连接管为圆环或者多边形
作为可选的技术方案， 所述相互嵌套设置的多个连接管是一组半径互不相同的同 心圆。
本发明进一步提供了一种干法刻蚀装置， 包括 ： 反应室， 用于放置晶圆进行干法刻 蚀操作 ； 上电极板与下电极板， 所述上电极板与下电极板相对设置于反应室中 ； 以及多个 连接管， 所述多个连接管为在一个平面内相互嵌套的封闭环路， 每个连接管在靠近上极板 一侧设置有多个气体喷嘴， 上电极板在与喷嘴对应的位置设置有通孔 ； 所述气体输送装置 还包括多个供气管路， 所述多个供气管路各自连接至不同的连接管 ； 所述连接管的相邻连 接管之间通过隔离阀相互连接， 所述隔离阀用于控制相邻连接管之间的通断状态。 作为可选的技术方案， 所述供气管路的数目为两个。
作为可选的技术方案， 所述多个供气管路中包括一连接至最内层连接管的供气管 路以及一连接至最外层连接管的供气管路。
作为可选的技术方案， 所述连接管为圆环或者多边形
作为可选的技术方案， 所述相互嵌套设置的多个连接管是一组半径互不相同的同 心圆。
本发明的优点在于， 可以采用隔离阀调节气体的输出位置， 因此能够调节通过不 同的供气管路通入反应室的多种气体的分界位置， 从而更好的提高刻蚀工艺的一致性。
【附图说明】
附图 1 至附图 3 是本发明现有技术中一种气体输送装置的结构示意图 ；
附图 4 是采用现有技术中所述气体输送装置对直径 300mm 晶圆进行刻蚀后， 刻蚀 线宽的分布测试结果 ；
附图 5 与附图 6 是本发明所述气体输送装置具体实施方式的结构示意图 ；
附图 7 是本发明所述干法刻蚀装置具体实施方式的结构示意图 ；
附图 8 是采用本发明所述具体实施方式所提供的干法刻蚀装置对直径 300mm 晶圆 进行刻蚀后， 刻蚀线宽分布的测试结果。 【具体实施方式】
下面结合附图对本发明提供的气体输送装置以及干法刻蚀装置的具体实施方式 做详细说明。
首先结合附图给出本发明所述气体输送装置的结构示意图， 附图 5 所示是本具体 实施方式所述气体输送装置的俯视图， 附图 6 是附图 5 沿着 A-A 方向的剖面图。附图 5 所示结构的仰视图与附图 3 并无大异， 故而省略。
参考附图 5 与附图 6， 本具体实施方式所述的气体输送装置 20 包括多个连接管， 此 处以 231 ～ 236 表示， 在其他的具体实施方式中， 也可以布置其他数目的连接管。所述多个 连接管 231 ～ 236 为在一个平面内相互嵌套的圆环， 每个连接管 231 ～ 236 都设置有多个 气体喷嘴 240。所述连接管 231 ～ 236 的形状也可以是多边形或者其他形状的封闭环路。
继续参考附图 5 与附图 6， 所述气体输送装置 20 还包括多个供气管路， 多个供气 管路各自连接至不同的连接管。本具体实施方式中为一连接至最内层连接管 231 的内层供 气管路 210 以及一连接至最外层连接管 236 的外层供气管路 220。在其他的具体实施方式 中， 也可以采用三个或者更多的供气管路， 每个供气管路分别连接到不同的连接管上， 即每 个连接管至多连接一个供气管路。例如还可以有一个连接至连接管 233 的供气管路。
继续参考附图 5 与附图 6， 本具体实施方式中， 所述多个相互嵌套的连接管 231 ～ 236 由内向外依次通过多个隔离阀 250 相互串接。 本具体实施方式中， 相邻的两个连接管之 间通过两个隔离阀相互串接， 在其他的具体实施方式中， 也可以通过一个或者更多的隔离 阀相互连接。当两个相邻连接管之间设置的隔离阀处于开启状态的情况下， 则被该隔离阀 连接的两个连接管之间即处于连通状态， 反之当连接两个相邻连接管的所有隔离阀处于关 闭状态的情况下， 所述的两个连接管即处于隔断的状态。在相邻连接管之间设立隔离阀的 作用在于可以根据需要控制相邻连接管之间的通断状态。
本具体实施方式所述的气体输送装置 20 在实际使用时， 内层供气管路 210 与外层 供气管路 220 均有气体通入， 并进而进入与其相连通的连接管中， 并通过连接管上的喷嘴 240 输送至反应室。所通入的气体包括刻蚀气体和辅助气体等， 气体的种类和成分比例可 以根据实际情况进行调整。并且为了保证刻蚀的均匀性， 内层供气管路 210 与外层供气管 路 220 中的气体成分和流量并不相同。进一步的， 由于采用了本具体实施方式所述的气体 输送装置 20， 因此可以通过隔离阀 250 调整连接管 232 ～ 235 与内层供气管路 210 或者外 层供气管路 220 相连接。
接下来结合附图给出本发明所述干法刻蚀装置的具体实施方式。
附图 7 所示是本具体实施方式所述干法刻蚀装置 30 的剖面结构示意图， 该装置采 用前一个具体实施方式所述的气体输送装置 20( 图中虚线框所包括的部分 )， 还包括反应 室 310、 上电极 320 和下电极 330。上电极 320 和下电极 330 相对设置于反应室 310 中。气 体输送装置 20 固定于上电极板 320 远离下电极板 330 一侧的表面上， 上电极 320 板在与气 体输送装置 20 的喷嘴 240 所对应的位置亦设置有通孔。刻蚀气体通过气体输送装置 20 以 及上极板 320 上的通孔进入干法刻蚀装置中。 通过调节隔离阀 250， 可以控制气体的分布状 态， 从而提高刻蚀的均匀性。
附图 8 所示是采用所述干法刻蚀装置 30 对直径 300mm 晶圆进行刻蚀后， 刻蚀线宽 的分布测试结果， 横坐标是与晶圆中心的距离， 纵坐标是线宽。对比附图 8 与附图 4 的结果 可以看出， 刻蚀的线宽分布的均匀性得到了提高， 采用该装置进行刻蚀， 晶圆的边缘与中心 的工艺偏差大为降低。
从上面的叙述可以看出， 与现有技术相比， 以上气体输送装置以及干法刻蚀装置 具体实施方式的优点在于不仅可以将通入的气体分为外层气体和内层气体分别输出， 并且 还可以通过调解隔离阀的状态调节每个连接管以及喷嘴是用于输送内层气体还是外层气体， 从而可以调节通入反应室的两种气体的分界位置。 在其他的具体实施方式中， 也可以采 用更多的供气管路， 从而获得使气体从中心向外的分布具有更多的梯度， 并且可以采用隔 离阀调节气体的输出位置， 更好的提高刻蚀工艺的一致性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。