[发明专利]具有高度对称四重式气体注入的等离子体反应器

说明书

一种等离子体反应器的环形盖板具有上层及下层气体分配通道，该等气体分配通道沿着相等长度路径从气体供应接线分配气体至顶部气体喷嘴的各自的气体分配通道。

本申请是申请日为2014年2月3日、申请号为201480003017.0，题为“具有高度对称四重式气体注入的等离子体反应器”的申请的分案申请。

技术领域

本揭示案是关于用于处理工件(诸如半导体晶圆)的等离子体反应器的气体注入系统。

背景技术

控制等离子体反应器的腔室中的处理气体分配影响等离子体处理期间工件的蚀刻速率分配或沉积速率分配的工艺控制。安装在腔室顶部上的可调谐的气体注入喷嘴可具有针对不同区域(诸如中心区域及侧面区域)的不同的注入狭缝。分离的气体输入可供应不同的注入狭缝，及单独的流动速率控制可经提供用于每一气体输入。每一气体输入可经由不同气流路径供应相对应的注入狭缝的不同部分。期望的是，出于均匀性目的，来自特定气体输入的不同气流路径具有相等长度。然而，针对所有输入及喷嘴，使得气体输入至喷嘴的路径长度相等似乎是不可能的，导致气体分配的非均匀性。

发明内容

用于等离子体反应室的气体传输系统中的环形盖板具有内部及外部气体注入通道的气体喷嘴。环形盖板界定中心开口及环形盖板包含：(a)第一组及第二组气体出口，耦合至内部及外部气体注入通道的各者，第一组及第二组气体出口的每一者中的气体出口间隔第一弧长；(b)气体传输块，包含第一及第二气体供应通道及(c)第一组及第二组气体分配通道，在各自上位准及下位准中。第一组及第二组气体分配通道的每一者包含：(a)弧形气体传输通道，该弧形气体传输通道具有连接至一对相对应的气体出口的一对端部；及(b)弧形气体供应通道，该弧形气体供应通道包含连接至第一及第二气体供应通道中的相对应一者的输入端及耦合至弧形气体传输通道的中间区的输出端。

在实施例中，气体传输块经安置在一位置处，该位置偏离气体供应通道的每一者的输出端达第二弧长，以使得第一组及第二组气体分配通道的气体供应通道具有相同长度。

在实施例中，第一组及第二组气体出口的气体出口关于环形盖板的圆周分布，及第一组气体出口与第二组气体出口沿着圆周交替。

在有关实施例中，第一组气体出口包含第一对气体出口及弧长对应于半圆，及第二组气体出口包含第二对气体出口，该第二对气体出口偏离第一对气体出口达四分之一圆。

在进一步有关实施例中，气体传输块经安置在一位置处，该位置偏离气体供应通道的每一者的输出端达四分之一圆的弧长。

在一个实施例中，第一组及第二组气体分配通道的每一者进一步包含流动转移元件，该流动转移元件连接于气体供应通道的输出端及气体传输通道的中间区之间。流动转移元件包含：(a)径向转移导管，(b)轴向输入导管，耦合于气体供应通道的输出端及径向转移导管的一端之间，及(c)轴向输出导管，连接于气体供应通道的中间区及径向转移导管的另一端之间。

在实施例中，轴向输入导管连接气体供应通道的输出端中的开口，及轴向输出导管连接气体供应通道的中间区中的开口。

在进一步的实施例中，气体喷嘴包含：(a)第一组径向升高供应接线，该第一组径向升高供应接线具有耦合至第一组气体出口的各者的各自输入端及覆盖内部气体注入通道的各自输出端，(b)第二组径向升高供应接线，该第二组径向升高供应接线具有耦合至第二组气体出口的各者的各自输入端及覆盖内部气体注入通道的各自输出端，(c)第一组数个轴向下降接线，该第一组轴向下降接线连接于各自的输出端及内部气体注入通道之间，(d)第二组轴向下降接线，该第二组轴向下降接线连接于各自的输出端及外部气体注入通道之间。

在有关实施例中，(a)第一组轴向下降接线在各自的下降点处相交内部气体注入通道，该等各自的下降点沿着内部气体注入通道均匀地间隔，及(b)第二组轴向下降接线在各自的下降点处相交外部气体注入通道，该等各自的下降点沿着外部气体注入通道均匀地间隔。