气体只有少量会缓慢扩散进反应腔100，在进入下一个沉积步骤前主要残余气体仍然留存在第二喷气管道21内。在V21关闭的同时，阀门V22开通，刻蚀气体从第一反应气体输入端12快速流入反应腔。完成刻蚀步骤后阀门V22被关闭，没有来自第一反应气体输入端12高压气体推动，残留在喷气管道20内的刻蚀气体也只有少量会自由扩散到反应腔，主要刻蚀气体仍然在喷气管道20内，直到下一次刻蚀步骤开始时阀门V22再次开通，来自气源的高压气体推动残余气体进入反应腔。
[0016]图2所示是本发明第二实施例，与图1所示的第一实施例基本相同，不同的是多种刻蚀气体和沉积气体V11 -V 14连接到共有的反应气体输入端1，第一喷气管道20通过切换阀门V22连接到反应气体输入端10，第二喷气管道21通过切换阀门V21连接到反应气体输入端10。在进行沉积步骤时V21开通，Vll和V12也开通，V13、V14关闭这样只有与沉积步骤相关的反应气体D1、D2被通入喷气管道21。在沉积步骤到刻蚀步骤转换时，阀门V21关闭，同时Vll和V12也关闭，阀门V21、V13、V14开通。在切换过程中沉积步骤和刻蚀步骤共用的反应气体输入端10内残余的部分气体会被通入反应腔，可以通过改善气体管道长度和接入端位置改善。比如缩短V21和V11、V12之间管道距离或者缩短V22和V13、V14间管道长度。阀门V21与反应气体输入端10的连接部靠近沉积气体供应的阀门VI1、V12远离刻蚀气体阀门V13、V14。这样仍然能保证前一个处理步骤的残余气体在下一个步骤开始时流入的量远小于现有技术。
[0017]图3所示为本发明第三实施例，与第一、二实施例具有相同的反应腔结构，在供气网络部分具有不同的设置。反应气体D1、D2、E1、E2通过三通阀门Vllx、V12x、V13x和V14x选择性的连接到第一反应气体输入端13或者第二反应气体输入端14。阀门V22和V21分别连接到第一反应气体输入端13和第二反应气体输入端14。Vllx-V14x具有两个输出端，通过阀门的切换可以使一种反应气体选择性的联通到沉积气体管道或者刻蚀气体管道，沉积气体和刻蚀气体可以根据工艺流程的需要选择多种气体成分组合。
[0018]本发明中的阀门V11-V14也可以由流量控制器MFC代替，不仅可以实现气体开关而且能够控制各种气体的流量大小。为了获得稳定的气体流量也可以如现有技术那样在第一实施例的第二反应气体输入端11上连接一个旁路阀门，使得沉积步骤结束时V21关闭，相应的旁路阀门开通，沉积气体被通入排气管道，或者反应区域下方空间。同样的原理第一反应气体输入端12上也可以设置一个旁路开关使得刻蚀气体在沉积步骤时被直接排放到排气管道。
[0019]本发明除了可以用于图1所示的电感耦合等离子反应器(ICP)外也可以应用于电容耦合的等离子反应器(CCP)，这些反应器类型的选择属于公知技术，在此不再赘述。
[0020]本发明的刻蚀气体和沉积气体喷口除了实施例1-3所述的可以分别设置在通过绝缘材料窗中间和反应腔侧壁顶部外也可以两个气体喷口设置在同一个位置，或者设置在反应腔其它位置，比如绝缘材料窗外围的一圈喷口，只要能够通过两个独立的供气喷口向反应腔供气的结构均属于本发明实施结构。
[0021 ] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种硅通孔刻蚀装置，包括: 反应腔，基座，射频功率发生装置和反应气体供气系统； 所述基座设置在反应腔内，反应气体供气系统供应刻蚀气体和沉积气体到反应腔内，射频功率发生装置施加射频功率到反应腔内，待处理基片设置在所述基座上； 其特征在于:所述反应气体供气系统包括刻蚀气体供应管道和沉积气体供应管道，所述刻蚀气体供应管道第一端通过一个刻蚀气体阀门连接到第一反应气体输入端；所述沉积气体供应管道第一端通过一个沉积气体阀门连接到第二反应气体输入端；所述刻蚀气体供应管道第二端联通到一个刻蚀气体喷口向反应腔喷入刻蚀气体，所述沉积气体供应管道第二端联通到一个沉积气体喷口，向反应腔喷入沉积气体。
2.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀气体喷口位于反应腔顶部或者位于反应腔侧壁顶部，用于向待处理基片喷出刻蚀气体。
3.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述沉积气体喷口位于反应腔顶部或者位于反应腔侧壁顶部，用于向待处理基片喷出刻蚀气体。
4.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述第一反应气体输入端连接到第一反应气体，所述第一反应气体包括SF6。
5.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述第二反应气体输入端连接到第二反应气体，所述第二反应气体包括C4F8。
6.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述第一反应气体输入端通过多个阀门或者气体流量控制器连接到多个刻蚀气体源。
7.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述第一反应气体输入端通过一个多通道阀门连接到一个或多个反应气源，所述第二反应气体输入端通过所述多通道阀门连接到所述相同的一个或多个反应气源。
8.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀气体阀门开通时，所述沉积气体阀门关闭。
9.如权利要求1所述硅通孔刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀气体阀门或者沉积气体阀门开通时间小于I秒。
10.一种硅通孔刻蚀装置，包括: 反应腔，基座，射频功率发生装置和反应气体供气系统； 所述基座设置在反应腔内，反应气体供气系统供应刻蚀气体和沉积气体到反应腔内，射频功率发生装置施加射频功率到反应腔内，待处理基片设置在所述基座上； 其特征在于所述反应气体供气系统包括刻蚀气体供应管道和沉积气体供应管道，所述刻蚀气体供应管道通过一个刻蚀气体阀门连接到一个共用反应气体输入端(10);所述沉积气体供应管道通过一个沉积气体阀门连接到所述共用反应气体输入端；所述刻蚀气体供应管道联通到一个刻蚀气体喷口向反应腔喷入刻蚀气体，所述沉积气体供应管道联通到一个沉积气体喷口，向反应腔喷入沉积气体，多个反应气体源通过阀门选择性的供应反应气体到所述共用反应气体输入端。
【专利摘要】一种硅通孔刻蚀装置，包括：反应腔，基座，射频功率发生装置和反应气体供气系统；所述基座设置在反应腔内，反应气体供气系统供应刻蚀气体和沉积气体到反应腔内，射频功率发生装置施加射频功率到反应腔内；待处理基片设置在所述基座上，其特征在于所述反应气体供气系统包括刻蚀气体供应管道和沉积气体供应管道，所述刻蚀气体供应管道通过一个刻蚀气体阀门连接到第一反应气体输入端；所述沉积气体供应管道通过一个沉积气体阀门连接到第二反应气体输入端；所述刻蚀气体供应管道联通到一个刻蚀气体喷口向反应腔喷入刻蚀气体，所述沉积气体供应管道联通到一个沉积气体喷口，向反应腔喷入沉积气体。
【IPC分类】H01L21-67, H01J37-32
【公开号】CN104752266
【申请号】CN201310751543
【发明人】倪图强, 李俊良
【申请人】中微半导体设备(上海)有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日