[发明专利]一种供气装置及等离子体增强型化学气相沉积机台

说明书

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，公开了一种供气装置及等离子体增强型化学气相沉积机台。通过本发明创造，提供了一种可应用在PECVD机台中的且用于工艺反应后清洗的新型供气装置及等离子体增强型化学气相沉积机台，即通过对PECVD机台上固有的射频系统进行功率切换改造，可使得沉积工艺和清洗工艺共用一套射频系统，节省一套远程离子源系统的成本，保证设备结构的简化，同时由于是采用线圈感应磁场的方式电离清洗气体，可保持与远程离子源的电离方式一致，使得获取的清洗气体具有能量低、密度高和方向性弱的特点，能够与化学反应的沉积工艺具有很好的适配性，最终可实现清洗效果好和对腔室内部零部件损伤小的目的。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造技术领域，具体地涉及一种供气装置及等离子体增强型化学气相沉积机台。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD)是一种利用等离子体技术，在真空环境下实现化学镀膜的工艺。PECVD的原理是将待反应气体(也称沉积气体)通入真空的反应腔体中，然后通过射频电离发生化学反应，使反应生成物沉积在晶圆表面。由于在反应腔体内壁上也会同时沉积反应生成物，而生成物沉积到腔壁和腔体内其它零部件表面上会带来颗粒物污染，以及对腔体一致性造成影响，因此为避免这些影响就需要在每完成一次工艺反应后，都需对反应腔体进行化学清洗。

目前PECVD机台的化学清洗有如下两种方式：

(A)在完成工艺反应后直接将清洗气体注入反应腔体中，然后利用射频电离来增加清洗气体的活性，使之与生成物进行反应，达到清洗目的。前述方式(A)是利用工艺反应装置来电离清洗气体，具有成本低和结构简单的优点，因此目前在12英寸晶圆以下的PECVD设备中普遍应用。但是由于前述方式(A)是通过反应腔电离清洗气体来产生活性离子，具有很强方向性，使得存在清洗不充分和效率低下的缺点。

(B)在完成工艺反应后将清洗气体注入远程离子源，在远程离子源内电离清洗气体，增加清洗气体的活性，然后使活性化的清洗气体被抽气系统带入反应腔中，实现化学清洗目的。对于前述方式(B)，由于被抽气系统带入反应腔体内部的清洗气体的主要成分为活性原子而非离子，使其方向性变弱，清洗效果好，对腔室内部零部件损伤小，因此目前在12英寸晶圆的PECVD的设备中普遍应用。但是前述方式(B)由于需要额外配置远程离子源，具有成本高和结构复杂的缺点。

综上，有必要提供一种能够同时兼顾上述两种清洗方式优点的且用于工艺反应后清洗的新型供气装置及等离子体增强型化学气相沉积机台。

发明内容

为了解决现有PECVD工艺反应后清洗方式在成本、结构简化和清洗效果方面难以兼顾的问题，本发明目的在于提供一种新型的且用于工艺反应后清洗的供气装置及等离子体增强型化学气相沉积机台，可以实现设备成本低廉、结构简单、清洗效果好以及对腔室内部零部件损伤小的目的。

本发明第一方面所采用的技术方案为：

一种供气装置，包括射频匹配器、第一射频开关、第二射频开关、缓冲腔体、匀气盘、线圈、电离腔体、清洗气导入管、沉积气导入管和阀门，其中，所述缓冲腔体和所述匀气盘分别采用导电体，所述电离腔体采用绝缘体；

所述射频匹配器的输出端分别电连接所述第一射频开关的第一端和所述第二射频开关的第一端；

所述第一射频开关的第二端电连接所述缓冲腔体，所述缓冲腔体电连接所述匀气盘，所述缓冲腔体覆盖在所述匀气盘上并与所述匀气盘一起围成缓冲空腔；

所述第二射频开关的第二端电连接所述线圈，所述线圈套设在所述电离腔体的外周上；

所述清洗气导入管连通所述电离腔体内的电离空腔，所述沉积气导入管连通所述缓冲空腔，所述电离空腔通过所述阀门也连通所述缓冲空腔。