[發明專利]具有間隙控制器的晶片處理設備的噴頭

無效

• 申請號: 02126876.2
• 申請日: 2002-07-16
• 公開（公告）號: CN1397991A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: 樸鐘撤;金東賢;權五益;趙慧珍
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/205;B05B1/00;B05B3/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 謝麗娜,谷惠敏

技術領域

本發明涉及制造半導體器件的裝置，特別涉及，使用等離子體向在晶片處理設備中的反應室供給反應氣體的一種噴頭。

背景技術

隨著半導體器件的集成密度的增加，設計規則降低，晶片的直徑增加。大型晶片經常經歷制造半導體器件的多個步驟，例如其中包括，在晶片上沉積材料層的沉積過程，或為了沉積或蝕刻晶片，通過從反應室的上部供給反應氣體，按預定的圖案蝕刻晶片上的材料層的蝕刻過程。特別是，隨著晶片大小增加，在蝕刻過程中，將整個地晶片表面上的蝕刻速度均勻性最佳化是很重要的。

在典型的蝕刻設備中，通過一種下游方法向反應室引入蝕刻所需的反應氣體，從而，從上電極供給反應氣體，并且所述氣體被抽出到下電極的周圍。為了在反應室內均勻地分布反應氣體，包括幾個擋板的噴頭安裝在反應室的上部，每個擋板具有多個通孔。在現有技術的噴頭中，通孔的各個位置和在擋板之間的間隙是固定的。

在噴頭中的擋板的功能是控制在蝕刻設備的(即，氣體分布板(GDP))內的氣流的分布。一般情況是，在各擋板之間的間隙和在各擋板中形成的通孔的開放比(opening?ratio)確定擋板的氣體分布功能。但是，因為在現有技術的噴頭中固定了在各擋板中提供的通孔的各個位置和在擋板之間的間隙，所以，一旦改變蝕刻設備中將要進行的處理過程，蝕刻速度在整個晶片表面上的分布都要變化。這樣，現有技術噴頭的結構在發展新處理工藝中存在限制。而且，新的蝕刻設備的開發通常要求大量的模擬過程和相當大的費用。

例如，在晶片上形成一個柵極的蝕刻過程中，在形成柵極圖案前，在形成蝕刻掩模層的蝕刻處理步驟當中，可能不希望在整個晶片上獲得均勻蝕刻。而且，如果進行一個包括多個步驟的蝕刻過程，則晶片的蝕刻速率的均勻性在一個步驟到另一步驟變化。然而，在固定各擋板的通孔位置和擋板之間間隙的現有技術的噴頭中，不可能向晶片的不同位置提供不同數量的反應氣體，從而增加了優化在整個晶片表面上形成圖案均勻性的難度。在半導體器件的制造過程的蝕刻處理期間，與蝕刻速率不均勻相關聯的問題有害地影響到半導體器件的性能和生產率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的實施例的一個特征是提供一種噴頭，它能夠根據晶片上的位置控制反應氣體的分布量，以獲得在半導體器件的制造過程中在整個的晶片表面上的蝕刻速率最佳均勻度。

本發明的實施例的另一個目的是提供一種噴頭，通過對在蝕刻步驟中與晶片上的位置有關地發生的蝕刻速率均勻度的降低進行補償，它能夠依據在晶片上希望的位置控制供給的反應氣體量，從而使得最終的蝕刻速率均勻度最佳。

因此，為了提供上述特征，本發明提供用于控制在反應室內處理區域的反應氣體分布量的一種噴頭。根據本發明的第一方面的一種噴頭，頂板具有氣體口，用于引入從外源向反應室供給的反應氣體。面板，它具有多個通孔，與處理區域相對地設置。第一擋板，具有多個通孔，在頂板和面板之間設置，使得能夠上下移動。第一擋板具有頂表面，它限定形成反應氣體的第一橫向流動通道的第一間隙。第二擋板，具有多個通孔，在第一擋板和面板之間設置，使得它能夠上下移動。第二擋板具有頂表面，所述頂表面限定形成在第一和第二擋板之間反應氣體的第二橫向流動通道的第二間隙。使用一個間隙控制器，確定第一間隙的寬度和第二間隙的寬度。

最好是，在第一擋板上形成的多個通孔包括多個第一通孔和多個第二通孔，所述第一通孔形成在接近第一擋板的中心線并與中心軸線在徑向分開第一距離的第一位置上，所述第二通孔，形成在接近第一擋板的邊并與中心軸線分開第二距離的第二位置上，所述的第二距離大于第一距離。

所述間隙控制器最好確定第一擋板的位置，以降低第一間隙的寬度，使得通過多個第一通孔流動的反應氣體量大于通過多個第二通孔流動的反應氣體量。

間隙控制器最好是確定第一擋板的位置，以增加第一間隙寬度，使得通過多個第二通孔的反應氣體量增加。

而且，間隙控制器最好是確定第二擋板的位置，以增加第二間隙的寬度，使得通過在第二擋板形成的多個通孔流動的反應氣體量在整個處理區域上均勻。

間隙控制器最好是確定第二擋板的位置，以降低第二間隙的寬度，使得通過第二擋板中形成的多個通孔流動的反應氣體量選擇地根據處理區域中的位置變化。