CN104835712A - 一种应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头 - Google Patents
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Abstract
一种应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，主要解决现有技术均匀性不够好、气体利用率较低的技术问题。所述喷淋头与载物台形成相对面，设置于反应腔室中，从喷淋头以喷淋状向载物台进行气体供给。所述喷淋头下表面为弧形结构，即喷淋头下表面各处与载物台的距离不等值，从中心到边缘的d不是固定值，是渐变值。所述喷淋头的喷淋开孔区域设置有多个通孔，用于气体的喷淋状供给。所述喷淋头下面的弧面结构区域面积占喷淋头下表面积的1％-100％。通过喷淋头下表面的弧面结构可实现半导体等离子体处理工艺制程的均匀处理，能够简单有效地提高气体的利用率，可广泛应用于半导体制造技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，属于半导体制造及应用技术领域。
背景技术
现有等离子体处理装置，大多是通过在反应腔室形成等离子体来对载物台上所载物进行等离子体处理。通常是使用表面平整的喷淋头作为上极板和表面平整的载物台做为下电极，从喷淋头以喷淋状进行工艺气体的供给，从载物台周围均匀排气，通过控压装置稳压后，在上下极板间施加电压，形成等离子体来进行等离子体处理。
在上述工艺过程中，相对来说气体运输方向为由载物台中心向外围运输，容易造成载物台中心的气体与外围气体分布不均，从而造成等离子分布的不均匀。另外，等离子体受电场控制在两极板的接近边缘处会受到上下极板的形状及材质的影响，从而会导致电场弯曲，进而导致等离子体的分布不均匀。在上述等离子体分布不均匀的情况下，体现在半导体的等离子体处理过程中就是对载物台及载物处理的不均匀，会降低半导体处理制程中的优良品率。
目前，随着半导体技术的不断发展，所需处理物面积会不断增大，传统喷淋头的处理方式而导致的均匀性降低问题会越发显著。因此，需要设计一种新型的喷淋头，提高等离子体工艺制程的均匀性，以适应技术不断提高的需要。
发明内容
本发明是鉴于改善等离子体处理的均匀性而提出的，其目的是提供一种可以实现等离子体处理的均匀性高于传统技术的喷淋头，主要解决现有技术均匀性不够好、气体利用率较低的技术问题。
本发明第一方面，是一种可实现半导体等离子体处理工艺制程的均匀处理的喷淋头，所述喷淋头与载物台形成相对面，设置于反应腔室中，从喷淋头以喷淋状向载物台进行气体供给，该喷淋头的特征在于：所述喷淋头下表面为弧形结构，即喷淋头下表面各处与载物台距离为非固定值，从中心到边缘的d不是固定值，是渐变值。
进一步地，所述喷淋头下面的弧面结构区域面积占喷淋头下表面积的1％-100％。
进一步地，所述喷淋头的喷淋开孔区域设置有多个通孔，用于气体的喷淋状供给。
进一步地，所述喷淋头设置的多个通孔为均匀或非均匀分布在喷淋头的开孔区域内。
进一步地，所述喷淋头可与载物台形成相对电极。
进一步地，所述喷淋头与载物台间施加电压形成等离子体，可对载物台上所载物进行等离子体处理。
本发明的有益效果及特点：
本发明所设计的新型弧面喷淋头，其结构科学合理，能够简单有效地提高气体的利用率，并改善等离子体处理的均匀性。可广泛应用于半导体制造技术领域。
附图说明
图1是本发明喷淋头与载物台的结构示意图，也是本发明的实施例。
图2是本发明与现有下表面为平面结构的喷淋头沉积速率对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的喷淋头做进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。本文以射频电离方式形成等离子体为例，对本发明的喷淋头进行描述。需说明的是，实施例所用的附图均采用简化图，以便于辅助实施例的解释说明。
实施例
参照图1，一种应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，其喷淋头与载物台形成相对面，喷淋头下表面为弧面结构。上述喷淋头上设有开孔区域，开孔区域设置有多个通孔，用于向反应腔室内以喷淋状喷射反应气体，喷淋头与载物台间施加电压形成等离子体，可对载物台上所载物进行等离子体处理。
这些通孔按照一定的规律进行分布，可以是均匀分布也可以是非均匀分布，本实施例采用均匀分布。
具体结构：它包括喷淋头主体2，喷淋头主体2的边缘处设有凸台3；喷淋头主体2的凹面部分设置有开孔区域，开孔区域上制有多个通孔1，用于气体的喷淋状供给。
所述喷淋头下表面的弧面结构区域面积占喷淋头下表面积的100％。
从喷淋头的通孔以喷淋状对载物台进行工艺气体的供给，并从载物台5周围均匀排气，通过控压装置稳压后，喷淋头与载物台5作为上下电极来施加电压可在喷淋头与载物台间形成等离子体场，对所载物4进行等离子体处理，本实施例载物台所载物4是300mm硅片。
参照图2，是使用相同的工艺配方，分别在喷淋头下表面是平面结构以及在喷淋头下表面成弧形结构的情况下，进行等离子体处理的沉积速率情况对比图。
该图是以硅片的圆心为原点，x轴是沿着硅片径向距离硅片边3mm的坐标由(-150mm-150mm)，y轴是硅片表面沿着径向方向经过等离子体处理的沉积速率。可见，喷淋头下表面是平面结构，经过等离子体处理的沉积速率沿着硅片径向方向呈现由中心向边缘逐渐变大的趋势，越靠近硅片边缘越明显。而使用下表面为弧形的非平面结构的喷淋头，经过等离子体处理的沉积速率沿着硅片径向方向表现的很平均。
Claims (6)
1.一种应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，所述喷淋头与载物台形成相对面，设置于反应腔室中，从喷淋头以喷淋状向载物台进行气体供给，其特征在于：所述喷淋头下表面为弧形结构，即喷淋头下表面各处与载物台的距离不等值，从中心到边缘的d不是固定值，是渐变值。
2.如权利要求1所述的应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，其特征在于：所述喷淋头下面的弧面结构区域面积占喷淋头下表面积的1％-100％。
3.如权利要求1所述的应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，其特征在于：所述喷淋头的喷淋开孔区域设置有多个通孔，用于气体的喷淋状供给。
4.如权利要求1所述的应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，其特征在于：所述喷淋头设置的多个通孔为均匀或非均匀分布在喷淋头的开孔区域内。
5.如权利要求1所述的应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，其特征在于：喷淋头可与载物台形成相对电极。
6.如权利要求1所述的应用于半导体等离子体处理装置的弧面喷淋头，其特征在于：喷淋头与载物台间施加电压形成等离子体，可对载物台上所载物进行等离子体处理。
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