[發明專利]一種氣體噴淋頭及制作該氣體噴淋頭的方法

有效

• 申請號: 201210419129.7
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103789747A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 彭帆;徐朝陽;賀小明;左濤濤
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造領域，尤其涉及一種制作控制反應氣體進入反應腔的噴淋頭的技術領域。

背景技術

在半導體設備的制造過程中，例如蝕刻、沉積、氧化、濺射等處理過程中，通常會利用等離子體對基片（半導體晶片、玻璃基片等）進行處理。一般地，對于等離子體處理裝置來說，作為生成等離子體的方式，在高頻放電方式的等離子體處理裝置中，包括電容耦合型等離子體反應器和電感耦合型等離子體反應器。所述的電容耦合型反應器通常配置有上部電極和下部電極，優選地這兩個電極平行設置。而且，通常在下部電極之上載置被處理基片，經由整合器將等離子體生成用的高頻電源施加于上部電極或者下部電極。通過由該高頻電源所生成的高頻電場來使反應氣體的外部電子加速，從而產等離子體對下部基片進行等離子處理。

近年來，在半導體制造領域，使用了用于向待處理基片以噴淋狀供氣的噴淋頭。例如在等離子體刻蝕處理設備中，在處理室內設置有用于載置基片的載置臺，與該載置臺相對的位置設置有噴淋頭，該噴淋頭的表面設置有多個氣體噴出孔，以噴淋狀供給反應氣體來產生等離子體。在上述等離子體處理裝置中，因為在處理腔室內產生等離子體，所以噴淋頭的溫度一般較高。

現有的噴淋頭其基體一般為鋁，但是鋁容易在等離子環境下被腐蝕，導致該噴淋頭的壽命不長。針對這個問題，現有技術中通過在該基體的外表面覆蓋一層抗刻蝕能力比鋁強的氧化鋁（Al₂O₃），然而，由于噴淋頭在使用時其表面與等離子體接觸，而氧化鋁表面易與含氟的等離子體反應而生成氟化鋁顆粒，該顆粒逐漸堆積形成大的顆粒物，掉落在待刻蝕晶片上會導致污染，因而氧化鋁并不是噴淋頭覆蓋層的優選材質，行業內逐漸被不易產生顆粒污染且散熱性能佳的硅（熱傳導率：149Wm^-1K^-1）或碳化硅（熱傳導率：150Wm^-1K^-1）覆蓋層所取代。

通過化學氣相沉積等方式形成的一整片碳化硅材質的噴淋頭具有非常好的抗腐蝕性能，然而，該方法制作的噴淋頭成本過高，不具備市場競爭力。如果只在噴淋頭的表面涂覆碳化硅，由于等離子能量過高，會對噴淋頭的出氣孔進行轟擊，造成噴淋頭使用壽命的降低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種氣體噴淋頭和制作該氣體噴淋頭的方法，所述的方法包括下列步驟：

a）.在一石墨圓盤上設置若干個第一孔徑的孔；

b）.將所述石墨圓盤放置在一沉積反應器中，在所述石墨圓盤的下表面以及所述第一小孔內壁沉積一層碳化硅；

c）.在完成沉積的所述第一孔徑的孔內制作第二孔徑的孔，所述第二孔徑小于所述第一孔徑。

進一步的，所述的沉積反應方法為化學氣相沉積法，所述的沉積反應器為化學氣相沉積反應器。

進一步的，所述石墨圓盤的上表面也沉積一層碳化硅。

所述第一小孔的孔徑范圍為1毫米—6毫米，所述第二小孔的孔徑范圍為0.1毫米—2毫米。

所述石墨圓盤的上下表面以及所述第一小孔內壁沉積的碳化硅的厚度與化學氣相沉積反應器內的反應氣體濃度和反應時間成正比。

所述的碳化硅層外進一步沉積一層氧化釔，所述的氧化釔層通過化學氣相沉積法或等離子體增強化學氣相沉積法形成。

進一步的，所述石墨圓盤的上表面和下表面碳化硅層厚度大于0.5毫米。

進一步的，所述第一孔徑的孔和第二孔徑的孔在所述氣體噴淋頭上均勻分布。

進一步的，所述第一孔徑的孔下端從靠近等離子體的石墨圓盤表面開始制作，所述第一孔徑的孔的高度小于所述石墨圓盤的厚度。

進一步的，本發明還提供一種氣體噴淋頭，所述氣體噴淋頭包括一石墨圓盤，所述石墨圓盤上下表面涂覆一層碳化硅，所述石墨圓盤設置若干個小孔，所述小孔內壁涂覆一層碳化硅，所述小孔內壁涂覆的碳化硅厚度大于0.5毫米。

本發明所述的制作氣體噴淋頭的方法，通過兩次制孔，使得石墨圓盤的上下表面和進氣孔的內壁表面沉積較大厚度的不易被等離子體腐蝕的碳化硅，從而延長氣體噴淋頭的使用時間同時節省了成本。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1示出本發明所述氣體噴淋頭的俯視圖；

圖2示出所述氣體噴淋頭沿A-A截面刨開結構示意圖；

圖3示出另一實施例的氣體噴淋頭沿A-A截面刨開結構示意圖。

具體實施方式