[发明专利]一种气体流量控制装置及其气体流量控制方法

说明书

一种气体流量控制装置及其气体流量控制方法，气体流量控制装置包含划分为圆形进气区域和至少一个同心设置的环形进气区域的气体喷淋头，每一个环形进气区域又包含多个扇形区域，圆形进气区域和每一个扇形区域都具有供气通道，圆形进气区域和每一个扇形区域上都设置多个气体通孔，每个供气通道连接一个气体管路，每个气体管路通过流量控制器连接到气源，每个气体管路上设置电子开关阀门，通过控制环形进气区域上所有气体管路上的电子开关阀门轮流开启或关闭，来控制环形进气区域上的气体流量。本发明通过控制气体管路的开启或关闭的时间来控制气体流量，可以较为精准地控制气量，从而对刻蚀不均匀进行有效补偿，而且用较为简单的开关阀门来代替流量控制器，极大地节省了成本。

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀领域，尤其涉及一种用于刻蚀设备的气体流量控制装置及其气体流量控制方法。

背景技术

在半导体刻蚀设备中，通过气体喷淋头将气体引入反应腔中，电离形成等离子体对晶片进行刻蚀，为了保证刻蚀均匀性，通常将气体喷淋头划分为多个同心环，每个环形进气区域分别通入气体，利用流量控制器(MFC)来控制通入每个环形进气区域的气体流量。这种方式实现了在径向上的气量均匀性控制，但是针对同一个环形进气区域，需要在360°圆周上的不同区域之间供应不同流量的反应气体，以补偿其它原因导致的刻蚀不均一性，这种在同一个圆环内不同扇形区域间精确控制气流比例很难实现。如果利用固定参数的限流阀(Orifice)则无法进行有效的动态调控，另外如果不同区域的气体流量控制完全通过多个独立MFC实现，针对气量较小的情况，MFC难以保证较高的精度，并且多个互相并联的MFC会互相干扰，所以难以保持每个气体管路中的气体的压力稳定，最终导致气量难以精准控制，从而导致刻蚀不均匀，再者，大规模使用MFC也大大增加了成本。

发明内容

本发明提供一种气体流量控制装置及其气体流量控制方法，通过控制气体管路的开启或关闭的时间来控制气体流量，可以较为精准地控制气量，从而对刻蚀不均匀进行有效补偿，而且用较为简单的开关阀门来代替流量控制器，极大地节省了成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种气体流量控制装置，该气体流量控制装置设置在半导体刻蚀设备上，所述的气体流量控制装置包含：

气体喷淋头，其设置在半导体刻蚀设备的反应腔内部，位于晶片上方，该气体喷淋头包含圆形进气区域和至少一个同心设置的环形进气区域，所述圆形进气区域和环形进气区域互相隔离，且圆形进气区域和环形进气区域的下表面包含多个气体通孔用于通入反应气体，每一个环形进气区域又包含多个扇形区域，不同的扇形区域之间互相隔离，每一个扇形区域都具有一个供气通道；

多个气体管路，其分别连接气体喷淋头上的多个扇形区域对应的多个供气通道；

多个电子开关阀门，其分别设置在每一个气体管路上，每一个电子开关阀门都连接控制器，用于控制气体管路的通断；

一个流量控制器，其包含一个输出端联通到环形进气区域上的所有气体管路，用于控制提供给环形进气区域的总气量；

气源，其管路连接所述流量控制器，用于提供反应气体；

所述控制器控制所述每一个电子开关阀门交替通断，使得反应气体流入不同扇形区域的流量比例与各个扇形区域对应的电子开关阀门的开通时间成正比。

所述的气体喷淋头上的环形进气区域的数量大于等于2个，每一个环形进气区域上的扇形区域的数量大于等于2个，圆形进气区域和每一个扇形区域上的气体通孔的数量大于等于2个，且气体通孔的位置均匀分布。

本发明还提供一种气体流量控制装置，该气体流量控制装置设置在半导体刻蚀设备上，所述的气体流量控制装置包含：