一種可改善半導體等離子體處理均勻性的噴淋頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及可改善半導體等離子體處理均勻性的喂'淋頭。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有等離子體處理裝置，大多是通過在反應腔室形成等離子體來對載物臺及所載物進行等離子體處理。通常是使用噴淋頭作為上極板和載物臺作為下電極，噴淋頭上分布有多個通孔，從噴淋頭的通孔以噴淋狀對載物臺進行工藝氣體的供給，從載物臺周圍均勻排氣，通過控壓裝置穩(wěn)壓后，在上下極板間施加電壓，形成等離子體來進行等離子體處理。
[0003]在上述工藝過程中，氣體運輸方向為由載物臺中心向外圍流動，容易造成載物臺中心區(qū)域的氣體流量大于載物臺外圍氣體流量，這種流量的差異距離載物臺中心越遠越明顯，從而造成等離子體處理造成的載物臺中心區(qū)域與外圍區(qū)域的不均勻性。另外，等離子體受電場控制在兩極板的接近邊緣處會受到上下極板的形狀及材質(zhì)的影響，從而會導致電場彎曲，也會導致載物臺中心區(qū)域與外圍區(qū)域的不均勻性。上述的情況均會導致半導體處理制程良率的降低。
[0004]目前，為了避免上述的情況造成的載物臺中心區(qū)域與外圍區(qū)域的等離子體處理不均勻性，通常的做法是將噴淋頭開孔區(qū)域的面積增大，使噴淋頭開孔區(qū)域的面積大于載物臺及所載物的面積，這樣使載物臺及所載物落在等離子體處理相對均勻的區(qū)域內(nèi)，使等離子體處理不均勻的區(qū)域發(fā)生在載物臺及所載物的外圍，這種方式固然可以改善等離子體處理的均勻性，但由于噴淋頭開孔區(qū)域較大，造成等離子體處理所需氣體量的增大及氣體利用率較低。因此，可考慮設計一種新型的噴淋頭，提高氣體的利用率，并可改善等離子體工藝制程的均勻性，以適應技術不斷提高的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是鑒于提高氣體的利用率并改善等離子體處理的均勻性而提出的，主要解決現(xiàn)有技術均勻性不夠好、氣體利用率較低的技術問題。
[0006]本發(fā)明第一方面，是一種可實現(xiàn)半導體等離子體處理工藝制程的均勻處理的噴淋頭，所述噴淋頭與載物臺形成相對面，設置于反應腔室中，從噴淋頭以噴淋狀向載物臺進行氣體供給，該噴淋頭的特征在于:
[0007]所述噴淋頭的噴淋開孔區(qū)域設置有多個通孔，用于氣體的噴淋狀供給。
[0008]進一步地，所述噴淋頭，其特征在于:噴淋頭設置的多個通孔為均勻或非均勻分布在噴淋頭的開孔區(qū)域內(nèi)。
[0009]進一步地，所述噴淋頭，其特征在于:噴淋頭設置的開孔區(qū)域的面積小于載物臺所載物的面積。
[0010]進一步地，所述噴淋頭，其特征在于:上述噴淋頭設置的開孔區(qū)域的面積是所載物面積的50% -99%。
[0011]進一步地，所述噴淋頭，其特征在于:噴淋頭與載物臺形成相對電極。
[0012]進一步地，所述噴淋頭，其特征在于:對所述噴淋頭與載物臺間施加電壓形成等離子體，可對載物臺及所載物進行等離子體處理。
[0013]本發(fā)明的有益效果及特點:
[0014]本發(fā)明所設計的新型噴淋頭，能夠簡單有效地提高氣體的利用率，并改善等離子體處理的均勻性?？蓮V泛應用于半導體制造技術領域。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明噴淋頭與載物臺的結(jié)構(gòu)示意圖，也是本發(fā)明的實施例。
[0016]圖2是本發(fā)明的沉積速率與噴淋頭開孔區(qū)域直徑關系對比坐標示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的噴淋頭做進一步詳細說明。根據(jù)下面說明，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。本文以射頻電離方式形成等離子體為例，對本發(fā)明的噴淋頭進行描述。需說明的是，實施列所用的附圖均采用簡化圖，以便于輔助實施例的解釋說明。
[0018]本發(fā)明的噴淋頭與載物臺形成相對面，設置于反應腔室中，噴淋頭開孔區(qū)域面積小于所載物面積。噴淋頭開孔區(qū)域設置有多個通孔，用于向反應腔室內(nèi)以噴淋狀噴射反應氣體。這些通孔按照一定的規(guī)律進行分布，可以是均勻分布也可以是非均勻分布，本實施例采用均勻分布的通孔。
[0019]參照圖1，一種可改善半導體等離子體處理均勻性的噴淋頭，包括噴淋頭主體2，噴淋頭主體2的邊緣處設有凸臺3 ;噴淋頭主體2的凹面部分設置有開孔區(qū)域，開孔區(qū)域上制有多個通孔1，用于氣體的噴淋狀供給。
[0020]上述的多個通孔I為均勻或非均勻分布在噴淋頭凹面部分的開孔區(qū)域內(nèi)。
[0021]上述噴淋頭設置的開孔區(qū)域的面積小于載物臺5上的所載物4的面積。
[0022]上述噴淋頭設置的開孔區(qū)域的面積是所載物4面積的50% -99%。
[0023]上述噴淋頭與載物臺5形成相對電極。
[0024]上述噴淋頭與載物臺5間施加電壓形成等離子體，可對載物臺5及所載物4進行等離子體處理。
[0025]上述噴淋頭開孔區(qū)域為圓形區(qū)域，所載物也為圓形，噴淋頭開孔區(qū)域面積小于所載物面積，即為噴淋頭開孔區(qū)域直徑D小于所載物直徑Dl。
[0026]參照圖1，從噴淋頭的通孔以噴淋狀對載物臺進行工藝氣體的供給，并從載物臺周圍均勻排氣，通過控壓裝置穩(wěn)壓后，噴淋頭與載物臺作為上下電極來施加電壓可在噴淋頭與載物臺間形成等離子體場，對所載物進行等離子體處理。
[0027]參照圖1，所述開孔區(qū)域的面積小于載物臺所載物的面積，本實施例載物臺所載物直徑Dl為300mm的硅片，噴淋頭設置通孔區(qū)域的直徑D為280mm，噴淋頭設置的開孔區(qū)域面積占所載物面積的87.7 %。
[0028]參照圖2，該圖是使用開孔區(qū)域直徑分別為D = 310mm、D = 280mm的噴淋頭對直徑為300mm硅片進行等離子體處理處理后的沉積速率效果對比圖。該圖以硅片的圓心為原點，X軸是沿著娃片徑向距離娃片邊3mm的坐標由(-150mm至150mm)，y軸是娃片表面沿著徑向方向經(jīng)過等離子體處理的沉積速率?？梢姡瑖娏茴^設置通孔區(qū)域的直徑是310mm的噴淋頭，經(jīng)過等離子體處理的沉積速率沿著硅片徑向方向呈現(xiàn)由中心向邊緣逐漸變大的趨勢，越靠近硅片邊緣尤其明顯。而使用噴淋頭設置通孔區(qū)域的直徑是280mm的噴淋頭，經(jīng)過等離子體處理的沉積速率沿著硅片徑向方向表現(xiàn)的很均勻。而且使用噴淋頭設置通孔區(qū)域的直徑是280mm的噴淋頭得到的等離子體處理的沉積速率要比噴淋頭設置通孔區(qū)域的直徑是310mm的噴淋頭高10%，在改善均勻性的情況下有效提高了氣體的利用率。
【主權(quán)項】
1.一種可改善半導體等離子體處理均勻性的噴淋頭，噴淋頭與載物臺形成相對面，設置于反應腔室中，從噴淋頭以噴淋狀向載物臺進行氣體供給，其特征在于: 所述噴淋頭的噴淋開孔區(qū)域設置有多個通孔，用于氣體的噴淋狀供給； 進一步地，噴淋頭設置的開孔區(qū)域的面積小于載物臺所載物的面積； 進一步地，噴淋頭與載物臺形成相對電極； 進一步地，對所述噴淋頭與載物臺間施加電壓形成等離子體，可對載物臺及所載物進行等離子體處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可改善半導體等離子體處理均勻性的噴淋頭，其特征在于:所述噴淋頭設置的多個通孔為均勻或非均勻分布在噴淋頭的開孔區(qū)域內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可改善半導體等離子體處理均勻性的噴淋頭，其特征在于:所述噴淋頭設置的開孔區(qū)域的面積是所載物面積的50% -99%。
【專利摘要】一種可改善半導體等離子體處理均勻性的噴淋頭，主要解決現(xiàn)有技術均勻性不夠好、氣體利用率較低的技術問題。其結(jié)構(gòu)是：噴淋頭與載物臺處于反應腔室中的相對位置，噴淋頭與載物臺形成相對面，從噴淋頭以噴淋狀向載物臺進行氣體供給。上述噴淋頭的噴淋開孔區(qū)域設置有多個通孔，其開孔區(qū)域的面積小于載物臺所載物的面積。上述噴淋頭與載物臺形成相對電極，對所述噴淋頭與載物臺間施加電壓形成等離子體，可對載物臺及所載物進行等離子體處理。通過控制噴淋頭所設置通孔的面積可實現(xiàn)半導體等離子體處理工藝制程的均勻處理。本發(fā)明能夠簡單有效地提高氣體的利用率，并改善等離子體處理的均勻性?？蓮V泛應用于半導體制造技術領域。
【IPC分類】H01L21-67, H01J37-32, B05B1-14
【公開號】CN104785389
【申請?zhí)枴緾N201510133721
【發(fā)明人】于棚, 劉憶軍
【申請人】沈陽拓荊科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月25日