[发明专利]在等离子体处理系统中供给处理气体的方法和装置

说明书

背景技术

离子体处理已经长期地被采用以将衬底(例如晶片或平板)处理成电子产品(例如集成电路或显示面板)。在等离子体处理中，可对一种或多种气体供能并使其转化成等离子体以处理(例如沉积、清洗或蚀刻)衬底。

为了最大化衬底处理吞吐量以节省空间并最大化效率，已采用成簇工具以并行地处理多个衬底。在成簇工具方案中，多个等离子体处理腔可一起被耦合到成簇等离子体处理系统中。这些腔可共享某些共同资源，例如某些数据处理能力、装载机械臂、晶片存储箱、尾气导管等。可在成簇工具中使用同一配方或使用不同配方同时处理多个衬底。

由于每个腔根据所采用的配方可能需要多种气体的组合，因此一般对每个腔提供多种气体进给源。每个气体进给源可供给特定气体(例如N₂,O₂,CHF₃,C₄F₈等)。在每个腔与每个气体进给源关联的质量流控制器(MFC)计量对满足配方需求所需的时间量的所需气流量(例如每分钟给定立方英尺的N₂)。由于对每种气体进给源需要独立的MFC，所以腔可具有多个MFC以处理可由配方要求的不同类型气体。

过去，每个腔接收并调整其本身的气体进给源供应以将MFC性能保持在规格之内。调整气体进给源以使至MFC的输入压力保持相对稳定，对于精确的MFC性能而言是重要的，即使对于那些广告上说是压力不敏感的MFC也是如此。由于成本和空间约束，趋势已变成为：如果这些MFC全部供给相同类型的气体(例如N2)，则在多个MFC间共享一调整器。被某些人称为“单线滴注”方案的方案涉及使用共享歧管(本质上是导管的分支网络)以将给定的气体(例如N₂)从一个调节器提供给多个MFC。图1示出这样的单线滴注方法，其中调节器102被采用以调节MFC104、MFC106和MFC108的输入压力，它们所有的输入端口经由共享歧管110连接至共享调节器102。尽管图1中未示出，但MFC的输出被耦合以将气体供给至不同的处理腔。

单线滴注方案的一个优势是较低的获取和维护成本以及降低的复杂性，因为对于多个MFC只需要购买、校准、认证、维护、服务和/或监视一个调节器。单线滴注方案的另一优势是空间效率，因为每个腔附近的空间利用经常是最佳的。通过减少腔附近的调节器(经常是关联的测量仪器和其它关联的组件和管道)的数量，可为其它必需组件(例如控制电子器件、加热器、各种机电组件等)留出更多空间，这些组件必须在腔附近。如果调节器可位于MFC远端以使调节器不需要位于腔附近，则尤为如此。

然而，已发现当多个MFC共享单个调节器时，处理能力在许多情形下受到损害。例如，已发现蚀刻外形和/或均一性和/或产量在某些情形下受到影响。本发明的实施方式尝试提高使用单线滴注方案的成簇工具的处理性能。

发明内容

本发明在一实施方式中涉及采用成簇工具方案的以具有多个处理腔为特征的等离子体处理系统。等离子体处理系统包括提供处理气体的气体进给源以及耦合至气体进给源的调节器。等离子体处理系统包括与调节器气体连通的蓄积器以及与蓄积器气体连通的共享歧管。等离子体处理系统还包括与共享歧管气体连通的多个质量流控制器，藉此蓄积器被设置在多个质量流控制器和共享歧管之间。

在另一实施方式中，本发明涉及气体供给装置，其用于将处理气体供给至成簇等离子体处理系统的多个等离子体处理腔。气体供给装置包括调节器以及与调节器气体连通的蓄积器。气体供给装置也包括多个质量流控制器和歧管，所述歧管被耦合以将处理气体从蓄积器提供给多个质量流控制器，其中蓄积器和歧管的组合体积是没有蓄积器时歧管的体积的至少三倍。

附图说明

本发明在各附图中是以示例的方式而非以限制的方式示出的，在附图中相同的附图标记指代相同的元件，在附图中：

图1示出了现有技术的单线滴注方案，其中调节器用来调节多质量流控制器的输入压力。

图2示出了根据本发明实施方式的一种配置，其中提供共享蓄积器并且该共享蓄积器与共享歧管气体连通以增加共享歧管的无共享蓄积器体积以减少压力尖峰和下陷。

图3示出根据本发明一个或多个实施的实现方案，其中共享蓄积器与共享过滤器整合。

图4示出一优选实现方案，其中共享蓄积器是通过沿与共享歧管轴线正交的方向设置的其大块体积实现的。

图5示出根据本发明一个或多个实施方式将已有成簇工具改型为具有MFC串扰减少能力的方法。