[发明专利]一种气体分配装置及采用该气体分配装置的等离子体处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，特别涉及一种等离子体处理设备的气体分配装置及采用该气体分配装置的等离子体处理设备。

背景技术

在等离子刻蚀、薄膜沉积等等离子体处理设备中，通常设有气体分配装置，用来将刻蚀气体或反应气体输送至真空腔室内。气体分配装置能否实现气体的均匀分配直接关系到等离子体处理工艺的结果，例如，用于沉积薄膜的反应气体如果不能够均匀地分配至真空腔室内，则可能导致沉积形成的薄膜厚度均匀性较差，从而不能达到设计要求。

如图1所示，一种在半导体工艺中广泛使用的平行板等离子体设备。该设备包括真空腔室，设于真空腔室内的顶部的气体分配装置，设于所述气体分配装置上的上电极，与所述上电极相对的下电极，所述下电极与真空腔室外的射频电源连接，工艺气体经过气体分配装置进入真空腔室(当然，等离子体处理设备的具体结构形式可以有多种，不限于此)。进行工艺时，将待加工的加工件置于所述下电极之上，通过射频电源向电极加入射频能量，使上电极与下电极之间的真空腔室内的气体电离，从而产生等离子体，所述等离子体对位于下电极上的加工件进行加工。气体分配装置将气体均匀分配到晶片表面上的空间，从而被射频能量激发出均匀的等离子体，才能得到均匀的加工效果。随着制造技术的发展，基片的尺寸逐渐增加，真空腔室的体积相应增大，这导致气体在更大空间内的均匀分配变得更加困难，进一步提高了气体分配装置的设计难度。

图2为现有技术公开的一种气体分配装置的分解示意图，图3为该气体分配装置的局部放大图。该气体分配装置包括：设有大量通孔的气体分配板208，气体分配板208之上的环形上电极206，上电极206之上的部件234，部件234之上的进气板205；其中进气板205上设有中间进气通路230和边缘进气通路212。部件234朝向上电极206的一面上设有大量凸起圆柱体246，而上电极206中相对圆柱体246的位置上设有大量均匀分布的通孔(图中未标号)，而且圆柱体246的直径小于所述通孔的直径，使得安装后部件234的圆柱体246能够进入上电极206中的通孔内。图3为部件234与气体分配板208组装后的通孔和圆柱体配合位置的局部放大图，可见，通孔247和圆柱体246的中心线基本重合，圆柱体246穿进通孔247之中，并和通孔247之间形成间隙248，该间隙248可使气体流过。气体由进气板205上的中间进气通路230和边缘进气通路212进入部件234与上电极206之间的内腔(图中为示出)，经过所述通孔247和圆柱体246之间的间隙248，再通过气体分配板208，均匀的分配至气体分配板208下方的真空腔室中。

上述气体分配装置使进入的气体流经大量均匀分布的圆柱体246和通孔247之间的间隙248，从而达到均匀分配气体的目的，然而问题在于，圆柱体246和通孔247的位置和尺寸应当相互对应，才可保证部件234和气体分配板208装配后形成所述间隙248，例如，设计间隙为1mm，则圆柱体246直径为3mm，通孔的直径为5mm，而且圆柱体246的中心线应当刚好与通孔247的中心线重合，如此以来，具有大量凸起圆柱体的部件234、以及具有大量通孔的气体分配板208的加工难度较大，从而导致气体分配装置较高的制造成本。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种结构简单、制造成本较低的气体分配装置。

本发明解决的另一问题是提供一种等离子体处理设备，具有结构简单的气体分配装置，能够降低制造成本。

为解决上述问题，本发明提供了一种气体分配装置，包括：进气板、嵌入式分配板和下分配板；其中，所述进气板设有进气通路、以及与进气通路连通的容置部，所述嵌入式分配板嵌入容置部内；所述嵌入式分配板具有分配通路并且与容置部之间具有间隙；下分配板位于进气板的下面，将嵌入式分配板封装在所述容置部内。

所述间隙沿着气体在间隙中流动的方向逐渐减小。

所述嵌入式分配板包括第一分配板和围绕在所述第一分配板外的第二分配板；所述容置部包括用于嵌入第一分配板的第一容置部和用于嵌入第二分配板的第二容置部；所述进气通路包括中间进气通路和边缘进气通路；所述第一容置部与中间进气通路连通，所述第二容置部与边缘进气通路连通。

所述第一分配板为圆盘形，所述第二分配板为圆环形，所述第二分配板围绕在第一分配板的圆周外。

所述嵌入式分配板包括与所述进气通路相对的上表面，所述上表面中具有均匀分布的分配通路。