[發明專利]一種噴淋頭及其等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 201610340838.4
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105779972B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 劉憶軍;戚艷麗;柴智;王卓
• 申請（專利權）人: 沈陽拓荊科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

本發明提供一種噴淋頭，其用于半導體等離子體處理裝置，所述半導體等離子體處理裝置包括反應腔及設置于所述反應腔中的載物臺，所述載物臺用以承載襯底，所述噴淋頭相對于所述載物臺設置于所述反應腔中，用以將反應氣體沿著所述襯底的方向噴淋，所述噴淋頭包括噴淋頭通孔以將所述反應氣體通入所述反應腔，所述噴淋頭通孔包括第一通孔與第二通孔，所述第一通孔具有第一流阻，所述第二通孔具有第二流阻，所述第一通孔在噴淋頭中所形成的區域位置及區域形狀不同于所述第二通孔在噴淋頭中所形成的區域位置及區域形狀以均勻所述反應氣體在所述襯底上的沉積速率。本發明的噴淋頭及等離子體處理裝置有效提高了反應氣體在所述襯底上的沉積速率均勻性。

技術領域

本發明涉及一種半導體處理裝置，尤其涉及一種噴淋頭及包含所述噴淋頭的等離子體處理裝置。

背景技術

在現有等離子體處理裝置中，大多是通過在反應腔室中形成的等離子體對襯底進行等離子體處理。裝置中通常將噴淋頭作為上極板、載物臺作為下電極來使用。進行等離子體處理時，噴淋頭先以噴淋狀將氣體輸送至載物臺上的襯底，真空泵再將從載物臺周圍的氣體均勻的排出，然后控壓裝置進行穩壓處理，最后在噴淋頭上極板和載物臺下電極之間施加電壓，以形成等離子體對襯底進行等離子處理。

在上述工藝過程中，因所使用的噴淋頭的通氣孔的結構各處都相同，所以氣體運輸方向是由載物臺中心向外圍輸送，這樣容易造成載物臺中心的氣體與外圍氣體分布不均，從而造成等離子體分布的不均勻，進而導致反應氣體在所述襯底上的沉積速率不均勻。

為了避免等離子體分布的不均勻，現有技術US6793733公開了一種氣體分配噴頭，通過在噴淋頭上設置氣體入口部的面板和氣體出口部，且出口部分是細長的狹縫，所述狹縫的長至少為面板厚度的一半，以控制噴淋氣體的均勻性，所述方法雖然在一定程度上減少了所述襯底上的斑點及條紋，但是所述均勻分布的狹縫，還是會造成反應氣體在所述襯底上的沉積速率不均勻的問題。

目前，隨著半導體技術的不斷發展，所需處理襯底的面積會不斷增大，傳統噴淋頭的處理方式所導致的薄膜均勻性降低問題會越發顯著。因此，需要設計一種新型的噴淋頭，提高反應氣體在所述襯底上的沉積速率均勻性。

發明內容

為了克服上述背景技術的缺陷，本發明提供一種噴淋頭及其等離子體處理裝置以提高反應氣體在所述襯底上的沉積速率均勻性。

為了解決上述技術問題本發明提供了一種噴淋頭，用于半導體等離子體處理裝置，所述半導體等離子體處理裝置包括反應腔及設置于所述反應腔中的載物臺，所述載物臺用以承載襯底，所述噴淋頭相對于所述載物臺設置于所述反應腔中，用以將反應氣體沿著所述襯底的方向噴淋，所述噴淋頭包括噴淋頭通孔以將所述反應氣體通入所述反應腔，所述噴淋頭通孔包括第一通孔與第二通孔，所述第一通孔具有第一流阻，所述第二通孔具有第二流阻，所述第一流阻不等于所述第二流阻，所述第一通孔在噴淋頭中所形成的區域位置及區域形狀不同于所述第二通孔在噴淋頭中所形成的區域位置及區域形狀以均勻所述反應氣體在所述襯底上的沉積速率，所述區域位置及區域形狀是指所述噴淋頭具有圓形的出氣面，所述出氣面包括第一區域和第二區域，所述第一區域為內嵌三角形陣列，所述第二區域為內嵌三角形外的弧陣列，所述第一通孔在所述出氣面上形成若干第一出氣口，所述第一出氣口形成于所述第一區域，所述第二通孔在所述出氣面上形成若干第二出氣口，所述第二出氣口形成于所述第二區域。

較佳的，所述噴淋頭通孔包括進氣端及與所述進氣端相連通的出氣口，所述進氣端沿著垂直氣體流向的方向具有進氣橫截面積，所述出氣口沿著垂直氣體流向的方向具有出氣橫截面積，所述進氣橫截面積大于所述出氣橫截面積，所述進氣橫截面積為0.00785-7.85平方毫米，所述出氣橫截面積為0.00785-0.785平方毫米，所述進氣端長度與出氣口長度之和為5-20mm，氣端長度范圍為2-20mm，出氣口長度范圍為2-20mm。