[实用新型]一种气体喷头以及等离子体处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制程领域，特别涉及一种气体喷头以及具有该气体喷头的等离子体处理设备。

背景技术

在半导体制造的相关工艺中，如等离子体刻蚀、化学气相沉积等工艺过程，需要对反应气体进行离化以产生等离子体。一般情况下，等离子体都需要在减压气氛下产生及进行工艺，例如对晶片上的膜层产生刻蚀或沉积相关膜层。在这些工艺中，等离子体处理腔室内气流、压强等参数对工艺效果有显著影响，因此，对这些参数的控制就尤为重要。而对这些参数的控制主要是通过气体传输系统及真空控制系统相互配合完成的。其中，气体喷头是气体传输系统的主要部件之一，对工艺的均匀性影响较大。

目前等离子体处理设备及其等离子体处理腔室的设计形式多样，根据工艺类型及需求，气体喷头主要有喷淋式和喷注式两类。喷注式应用于超低压(<80mtorr)的工艺过程，喷淋式适用的工艺压强略高(100～2000mtorr)的工艺过程。对于喷注式喷头，是利用气体分子在腔室内的扩散将气体供给晶片表面；而对于喷淋式喷头，则是直接将工艺气体均匀地供给晶片表面。由于半导体制程工艺中对均匀性具有较高的要求，而现有的喷淋式喷头大多无法实现对局部区域的气体流量进行调整，即使部分存在可分区的喷淋式喷头一般也仅仅将喷头分为中心区域和边缘区域。这些喷淋式喷头对于局部区域的气体流量进行调整效果并不明显。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种气体喷头以及等离子体处理设备。该气体喷头可以通过调节局部区域的气体流量，以此调节通入等离子体处理腔室内的反应气体分布，提高半导体制程工艺的可调节性及灵活性并且改善半导体制程工艺的均匀性。

根据本实用新型的一个方面提供一种气体喷头，所述气体喷头具有一中心，所述气体喷头包括至少两个相对所述中心对称设置且互不连通的喷淋区；其中，每个所述喷淋区内设有多个喷嘴，且每个所述喷淋区还包括：中心子喷淋区，靠近所述中心设置；以及边缘子喷淋区，远离所述中心设置。

可选地，所述气体喷头具有一经过所述中心的第一中心线，所述气体喷头包括分别设置于所述第一中心线两侧的两个喷淋区。

可选地，所述气体喷头还具有一经过所述中心的第二中心线，所述气体喷头包括分别设置于所述第一中心线和所述第二中心线之间的四个喷淋区。

可选地，所述第一中心线与所述第二中心线相互垂直。

可选地，所述气体喷头还具有多条与所述第一中心线平行且两两相对所述第一中心线对称的第一分割线以及多条与所述第二中心线平行且两两相对所述第二中心线对称的第二分割线，所述气体喷头包括分别设置于所述第一中心线、第二中心线、多条第一分割线以及多条第二分割线之间的多个呈矩阵排列的喷淋区。

可选地，所述气体喷头还具有第三中心线和第四中心线，所述气体喷头包括分别设置于所述第一中心线、所述第三中心线以及所述第四中心线之间的六个喷淋区。

可选地，所述第一中心线与所述第三中心线之间的夹角以及所述第一中心线与所述第四中心线之间的夹角均为60度。

可选地，设置于每个所述喷淋区内的喷嘴的数量相等。

可选地，每个所述喷嘴的尺寸相同。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种等离子体处理设备，所述等离子体处理设备包括上述的气体喷头。

可选地，所述等离子体处理设备还包括第一气体控制单元，所述第一气体控制单元与所述气体喷头相连接，控制通入所述气体喷头的各个喷淋区的反应气体的流量。

可选地，所述等离子体处理设备还包括多个用于通入反应气体的气体管路以及控制每个所述气体管路流量的第二气体控制单元。

可选地，所述气体管路的数量大于10。

相比于现有技术，本实用新型实施例提供的气体喷头以及等离子体处理设备中，将气体喷头分为至少两个相对中心对称设置且互不连通的喷淋区，且每个喷淋区还包括中心子喷淋区以及边缘子喷淋区，通过改进气体喷头的分区，使等离子体处理设备的第一气体控制单元可以对气体喷头的不同区域的反应气体的流量进行控制，进而，可以有效地调节通入等离子体处理腔室内的反应气体的分布，提高半导体制程工艺的可调节性及灵活性并且有助于改善半导体制程工艺的均匀性、稳定性和一致性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的一种气体喷头的结构示意图；