一种用于等离子体处理装置的气体喷淋头制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种应用于等离子体处理装置的气体喷淋头，其中，所述气体喷淋头至少包括：支撑板，其具有从其顶面至底面之间延伸的第一气体通道；上电极，所述上电极位于所述支撑板下表面，所述上电极包括：一圆形板，其中设置有一个或多个真空空洞，该圆形板于其底面上具有一曝露于等离子体的气体分布板，所述上电极具有从其顶面至底面之间延伸并与所述第一气体通道相配合的第二气体通道。本发明专利技术还提供了包含上述气体喷淋头的等离子体处理装置。本发明专利技术能够有效改善基片制程均一性。

【技术实现步骤摘要】

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处理装置的气体喷淋头。
技术介绍
半导体工艺件的边缘效应是困扰半导体产业的一个问题。所谓半导体工艺件的边缘效应是指在等离子体处理过程中，由于等离子体受电场控制，而上下两极边缘处的场强会受边缘条件的影响，总有一部分电场线弯曲，而导致电场边缘部分场强不均，进而导致该部分的等离子体浓度不均匀。在该种情况下，生产出的半导体工艺件周围也存在一圈处理不均匀的区域。这一不均匀现象在射频电场频率越高时越明显，在射频频率大于60MHZ甚至大于IOOMhz时这一等离子浓度的不均匀性程度已经很难再用其它装置如位于静电夹盘边缘的聚集环来调控。由于半导体工艺件是圆形的，因此愈外圈面积愈大，边缘部分的各个工艺环节的均一性不佳将导致成品率显著下降。在普遍采用300mm制程的今天，半导体工艺件边缘效应带来的损失更为巨大。因此，业内需要能够简单有效地改善边缘效应，提高制程均一性。
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处理装置的气体喷淋头。本专利技术第一方面提供了一种应用于等离子体处理装置的气体喷淋头，其中，所述气体喷淋头至少包括:支撑板，其具有从其顶面至底面之间延伸的第一气体通道；上电极，所述上电极位于所述支撑板下表面，所述上电极包括:一圆形板，其中设置有一个或多个真空空洞，该圆形板于其底面上具有一曝露于等离子体的气体分布板，所述上电极具有从其顶面至底面之间延伸并与所述第一气体通道相配合的第二气体通道。进一步地，所述一个或多个真空空洞设置于对应于所述基片中央区域下方的所述上电极中。进一步地，所述一个或多个真空空洞分别设置于对应于所述基片中央区域和边缘区域，以及位于所述中央区域和所述边缘区域之间的中间区域的所述上电极中。进一步地，所述对应于所述基片中央区域的一个或多个真空空洞和所述对应于所述基片中间区域的一个或多个真空空洞的体积相同。进一步地，所述对应于基片中央区域的一个或多个空洞与所述对应于基片中间区域的一个或多个空洞相连，成为一体。进一步地，所述对应于所述基片中央区域的一个或多个真空空洞的体积大于所述对应于所述基片中间区域的一个或多个真空空洞的体积。进一步地，所述对应于基片中央区域的一个或多个空洞与所述对应于基片中间区域的一个或多个空洞相连，成为一体。进一步地，所述上电极至少包括对应于基片中央区域的第一区域，对应于基片边缘区域的第三区域，以及位于所述第一区域和所述第三区域之间的第二区域，其中，所述等离子体处理装置还包括:驱动装置，其用于可选地驱动所述第一区域、第二区域和第三区域的其中之一进行垂直方向上的伸缩。进一步地，所述驱动装置可选地驱动所述第一区域和第二区域进行垂直方向上的伸缩。进一步地，所述第一区域进行垂直方向上的伸缩产生的位于所述第一区域的真空空洞的体积大于所述第二区域进行垂直方向上的伸缩产生的位于所述第二区域的真空空洞的体积。进一步地，所述第一区域进行垂直方向上的伸缩产生的位于所述第一区域的真空空洞的体积等于所述第二区域进行垂直方向上的伸缩产生的位于所述第二区域的真空空洞的体积。 进一步地，所述驱动装置包括电机装置、液压装置、气压装置。进一步地，所述等离子体处理装置还包括一个位于所述上电极下方并与其平行的下电极，其连接有一个具有频率大于13M赫兹以上的射频功率源。本专利技术第二方面还提供了一种等离子体处理装置，其中，包括本专利技术第一方面提供的气体喷淋头。进一步地，所述等离子体处理装置还包括一个位于所述上电极下方并与其平行的下电极，其连接有一个具有频率大于13M赫兹以上的射频功率源。本专利技术第三方面还提供了一种应用于等离子体处理装置的气体喷淋头，其中，所述气体喷淋头至少包括:支撑板；上电极，所述上电极位于所述支撑板下表面，所述上电极包括:一圆形板，其中设置有一个或多个真空空洞，该圆形板于其底面上具有一曝露于等离子体的气体分布板，其中，所述气体分布板中设置有若干气体通道，反应气体通过所述气体分布板中的所述若干气体通道向下进入制程区域。本专利技术提供的气体喷淋头及包括该气体喷淋头的等离子体处理装置能够简单有效地改善边缘效应，提高制程均一性。附图说明图1是包括气体喷淋头的真空处理装置的结构示意图；图2是本专利技术的第一具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头细节放大示意图；图3是本专利技术对基片进行区域划分的示意图；图4是本专利技术的第二具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头细节放大示意图；图5是本专利技术的第三具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头细节放大示意图；图6是本专利技术的第四具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头细节放大示意图7是本专利技术的第五具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头细节放大示意图；图8是本专利技术的第六具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头细节放大示意图；图9是本专利技术专利技术效果示意图。具体实施例方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行说明。本专利技术通过将在真空处理装置的上电极划分为多个区域，并在对应于基片的不同位置产生一个或多个空洞，来改变所述上电极下表面和下电极上表面之间等效电容的介电常数，从而进一步改变所述等效电容的大小，以实现对基片的制程均一性进行优化。图1是等离子体处理装置的结构示意图。等离子体处理装置I包括一腔室10，其中，设置了一制程区。处理气体和其他辅助气体12从腔室顶部进入，射频能量通过射频功率源14连接于下电极13，并提供能量在制程区激发并产生等离子，使得等离子体与其中的基片W进行各种物理或化学反应，从而完成预定的制程。其中，还设置了一个真空泵15，用于将制程冗余的杂质气体等抽出腔室以外。其中，所述等离子体处理装置还包括一位于所述顶部的气体喷淋头I (showerhead)。其中，所述气体喷淋头是具有一定厚度的圆盘形组件，其中设置有若干个气体通道，用于向反应室内输入和喷射反应气体。所述气体通道由已经制备成的导电基体经超声波钻孔形成，其可以为直线性的孔径均匀的气体通道，其也可以为非均匀孔径的气体通道，t匕如，气体通道具有孔径较大的上端部以及孔径较小的下端部。应当理解，所述气体通道也可以被制造成其它各种非均匀孔径形状:例如上大下小的锥形气体通道，或者是上小下大的倒锥形气体通道，也可以是上下孔径一样而中间有一段较小孔径的气体通道，还可以是上下孔径一样或不一样的非直线性(弯曲)的气体通道等等。气体喷淋头周围还设置有一上部接地环(上部)，其用于对气体喷淋头起支撑作用或用于加大气体喷淋头横向面积以改善等离子体蚀刻的均匀性。气体喷淋头除了向反应腔体通入气体外，还被用作为电极以及射频通道。图2是本专利技术的第一具体实施例的真空处理装置的气体喷淋头I细节放大示意图，其中，气体喷淋头I至少包括:支撑板11a，其具有从其顶面至底面之间延伸的第一气体通道Ild ；上电极11b，所述上电极Ilb位于所述支撑板Ila下表面，所述上电极Ilb包括一圆形板，该圆形板于其底面上具有一曝露于等离子体的气体分布板11c，所述上电极Ilb具有从其顶面至底面之间延伸并与所述第一气体通道Ild相配合的第二气体通道lie。其中，在所述上电极Ilb中还设置有一个或多个真空空洞，下文将会对所述真空空洞的结构和配置进行详细描述。需要说明的是，在图2中为了简明起见只分别示出了一个第一气体通道I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于等离子体处理装置的气体喷淋头，其中，所述气体喷淋头至少包括：支撑板，其具有从其顶面至底面之间延伸的第一气体通道；上电极，所述上电极位于所述支撑板下表面，所述上电极包括：一圆形板，其中设置有一个或多个真空空洞，该圆形板于其底面上具有一曝露于等离子体的气体分布板，所述上电极具有从其顶面至底面之间延伸并与所述第一气体通道相配合的第二气体通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶铮，松尾裕史，曹雪操，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：