气体喷淋头、制作方法及包括气体喷淋头的等离子体装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气体喷淋头、制作方法及包括气体喷淋头的等离子体装置，所述气体喷淋头包括一背板及一气体分布板，所述气体分布板上包括若干具有以所述圆心为圆心的环形气体分布区；每一环形气体分布区上设置多个贯穿所述进气面和所述出气面的气体通孔，所述气体通孔至少包括沿径向倾斜一定角度的多个第一气体通孔，所述气体通孔还包括多个第二气体通孔，所述第二气体通孔与所述中心轴线平行或与所述第一气体通孔具有不同的径向倾斜方向；所述同一环形气体分布区中第一气体通孔和第二气体通孔中流出的气体互相远离。

【技术实现步骤摘要】
气体喷淋头、制作方法及包括气体喷淋头的等离子体装置
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种用于等离子体装置的气体喷淋头，其制作方法及设有该气体喷淋头的等离子体装置。
技术介绍
半导体芯片生产过程中，需要进行大量的微观加工，常见的等离子刻蚀反应器能够在基片上形成各种微米甚至纳米级尺寸的通孔或沟槽，再结合其它化学气相沉积等工艺，最终形成各种半导体芯片成品。随着技术的进步，超深宽比刻蚀的应用和需求越来越广泛。例如，在存储器领域，3DNAND闪存成为了主要的存储芯片结构之一。制造3DNAND芯片的过程，包括先形成交替的氧化硅和氮化硅材料层，层数可以达到64层甚至上百层，然后通过等离子体刻蚀贯穿所有这些材料层，由于这些材料层的整体厚度很大，大于5um甚至8um以上，因而属于超深宽比刻蚀。当刻蚀的氧化硅和氮化硅层超过一百层时，目前的技术刻蚀的深孔或槽难以保证垂直，会发生侧壁倾斜的问题，且基片的不同区域倾斜方向不完全相同。因此，为了得到垂直刻蚀的孔或槽，研究人员需要找出导致侧壁倾斜的原因，并加以改进。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的上述问题，本专利技术提出了能够改善均一性的用于等离子体装置的气体喷淋头。一种用于等离子体装置的气体喷淋头，所述气体喷淋头包括一具有进气面和出气面的气体分布板，所述气体分布板为具有一圆心的圆盘形结构，包括一经过所述圆心并垂直所述气体分布板的中心轴线，所述气体分布板上包括若干具有以所述圆心为圆心的环形气体分布区；每一环形气体分布区上设置多个贯穿所述进气面和所述出气面的气体通孔，所述气体通孔至少包括沿径向倾斜一定角度的多个第一气体通孔，所述气体通孔还包括多个第二气体通孔，所述第二气体通孔与所述中心轴线平行或与所述第一气体通孔具有不同的径向倾斜方向；所述同一环形气体分布区中第一气体通孔和第二气体通孔中流出的气体互相远离。可选的，所述多个第一气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜，所述多个第二气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜或与中心轴线平行。可选的，所述多个第一气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜，所述多个第二气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜或与中心轴线平行。可选的，同一环形气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线具有第一径向距离差，所述同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述出气面上的开口中心到所述中心轴线具有第二径向距离差，所述第二径向距离差大于所述第一径向距离差。可选的，同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的距离相等，所述第一气体通孔和所述第二气体通孔交替间隔设置。可选的，同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的距离相等，若干相邻所述第一气体通孔组成第一气体单元，若干相邻所述第二气体通孔组成第二气体单元，所述第一气体单元和第二气体单元交替间隔设置。可选的，所述多个第一气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜，所述多个第二气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜，所述气体分布板上还设置多个第三气体通孔，所述第三气体通孔与所述中心轴线平行，所述第一气体通孔、第二气体通孔和第三气体通孔交替间隔设置。可选的，同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线存在一大于0的径向距离差。可选的，同一气体分布区中所述第一气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离小于所述第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离，所述第一气体通孔和所述第二气体通孔在所述进气面上的开口中心两两位于同一径向上。可选的，同一气体分布区中所述第一气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离小于所述第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离，所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心分别位于不同径向上。可选的，所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度大于等于0°小于30°。可选的，所述第一气体通孔和所述第二气体通孔之间的夹角大于等于5°。可选的，相邻两环形气体分布区之间设置环形隔离区，所述环形气体分布区和环形隔离区沿径向依次交替分布设置。可选的，所述环形隔离区的径向宽度大于所述气体分布区的径向宽度。可选的，所述气体喷淋头还包括一背板，所述背板与所述气体分布板的进气面相对，所述背板与所述气体分布板之间设置若干热传导层。可选的，所述热传导层设置在所述环形隔离区域上表面。可选的，至少部分第一气体通孔或第二气体通孔在所述出气面的开口位于所述热传导层在所述气体分布板的出气面的正投影区域内。可选的，所述进气面包括若干凹槽，所述凹槽具有倾斜底面，所述第一气体通孔设置在所述凹槽的倾斜底面上。可选的，所述凹槽包括沿着所述进气面向所述出气面凹陷的侧壁和与所述侧壁之间呈一定夹角的倾斜底面。可选的，所述凹槽包括两个向不同方向倾斜的倾斜底面，两个倾斜底面构成一“V”字形凹槽。可选的，所述第一气体通孔和第二气体通孔垂直于所述凹槽的倾斜底面向所述出气面延伸。可选的，所述凹槽内设置若干沉孔，所述沉孔设置在所述凹槽的倾斜底面，所述气体通孔的开口设置在所述沉孔的倾斜底面。可选的，所述进气面上设置若干沉孔，所述沉孔具有倾斜底面，所述气体通孔的开口设置在所述沉孔的倾斜底面。进一步的，本专利技术还公开了一种等离子体装置，包括一真空反应腔，所述真空反应腔内设置：基座，用于支撑待处理的基片；气体喷淋头，与所述基座相对设置，用于向所述真空反应腔内提供反应气体；射频源功率源，用于将反应气体解离产生等离子体；射频偏置功率源，施加到所述基座，用于驱动等离子体中的带电粒子对所述基片进行处理；所述气体喷淋头具有如权利要求1所述的特征。可选的，所述射频偏置功率源输出频率大于等于1万瓦。可选的，所述基片刻蚀的深宽比大于等于40:1。可选的，所述基片的刻蚀目标层大于等于100层。可选的，所述射频偏置功率源的输出频率大于等于100Khz，小于等于2Mhz。可选的，所述射频偏置功率源输出一脉冲射频偏置信号。可选的，所述反应腔内的气压小于等于100毫托。进一步的，本专利技术还公开了一种制作上文所述气体喷淋头的方法，包括如下步骤：提供一圆盘形气体分布板，所述气体分布板包括一进气面、一出气面和一垂直所述气体分布板的所述中心轴线，在所述气体分布板上设置若干环形气体分布区，在所述每一气体分布区内设置多个具有第一倾斜角度的第一气体通孔和多个具有第二倾斜角度的第二气体通孔，其中，设置多个第一气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜，设置多个第二气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜。可选的，在所述气体分布板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于等离子体装置的气体喷淋头，所述气体喷淋头包括一具有进气面和出气面的气体分布板，所述气体分布板为具有一圆心的圆盘形结构，包括一经过所述圆心并垂直所述气体分布板的中心轴线，其特征在于，所述气体分布板上包括若干具有以所述圆心为圆心的环形气体分布区；/n每一环形气体分布区上设置多个贯穿所述进气面和所述出气面的气体通孔，所述气体通孔至少包括沿径向倾斜一定角度的多个第一气体通孔，所述气体通孔还包括多个第二气体通孔，所述第二气体通孔与所述中心轴线平行或与所述第一气体通孔具有不同的径向倾斜方向；/n所述同一环形气体分布区中第一气体通孔和第二气体通孔中流出的气体互相远离。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体装置的气体喷淋头，所述气体喷淋头包括一具有进气面和出气面的气体分布板，所述气体分布板为具有一圆心的圆盘形结构，包括一经过所述圆心并垂直所述气体分布板的中心轴线，其特征在于，所述气体分布板上包括若干具有以所述圆心为圆心的环形气体分布区；
每一环形气体分布区上设置多个贯穿所述进气面和所述出气面的气体通孔，所述气体通孔至少包括沿径向倾斜一定角度的多个第一气体通孔，所述气体通孔还包括多个第二气体通孔，所述第二气体通孔与所述中心轴线平行或与所述第一气体通孔具有不同的径向倾斜方向；
所述同一环形气体分布区中第一气体通孔和第二气体通孔中流出的气体互相远离。


2.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：所述多个第一气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜，所述多个第二气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜或与中心轴线平行。


3.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：所述多个第一气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜，所述多个第二气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜或与中心轴线平行。


4.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：同一环形气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线具有第一径向距离差，所述同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述出气面上的开口中心到所述中心轴线具有第二径向距离差，所述第二径向距离差大于所述第一径向距离差。


5.如权利要求2所述的气体喷淋头，其特征在于：同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的距离相等，所述第一气体通孔和所述第二气体通孔交替间隔设置。


6.如权利要求4所述的气体喷淋头，其特征在于：同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的距离相等，若干相邻所述第一气体通孔组成第一气体单元，若干相邻所述第二气体通孔组成第二气体单元，所述第一气体单元和第二气体单元交替间隔设置。


7.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：所述多个第一气体通孔的出气方向向靠近所述中心轴线方向倾斜，所述多个第二气体通孔的出气方向向远离所述中心轴线方向倾斜，所述气体分布板上还设置多个第三气体通孔，所述第三气体通孔与所述中心轴线平行，所述第一气体通孔、第二气体通孔和第三气体通孔交替间隔设置。


8.如权利要求4所述的气体喷淋头，其特征在于：同一气体分布区中所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线存在一大于0的径向距离差。


9.如权利要求8所述的气体喷淋头，其特征在于：同一气体分布区中所述第一气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离小于所述第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离，所述第一气体通孔和所述第二气体通孔在所述进气面上的开口中心两两位于同一径向上。


10.如权利要求8所述的气体喷淋头，其特征在于：同一气体分布区中所述第一气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离小于所述第二气体通孔在所述进气面上的开口中心到所述中心轴线的径向距离，所述第一气体通孔和第二气体通孔在所述进气面上的开口中心分别位于不同径向上。


11.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：所述第一倾斜角度和所述第二倾斜角度大于等于0°小于30°。


12.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：所述第一气体通孔和所述第二气体通孔之间的夹角大于等于5°。


13.如权利要求1所述的气体喷淋头，其特征在于：相邻两环形气体分布区之间设置环形隔离区，所述环形气体分布区和环形隔离区沿径向依次交替分布设置。


14.如权利要求13所述的气体喷淋头，其特征在于：所述环形隔离区的径向宽度大于所述气体分布区的径向宽度。


15.如权利要求13所述的气体喷淋头，其特征在于：所述气体喷淋头还包括一背板，所述背板与所述气体分布板...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪图强，徐朝阳，江家玮，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31