[发明专利]半导体衬底处理装置中包含中央气体喷射器的陶瓷喷头

摘要

本发明提供了半导体衬底处理装置中包含中央气体喷射器的陶瓷喷头，具体提供了一种电感耦合等离子体处理装置，其包括真空室、真空源和上面支承有半导体衬底的衬底支撑件。陶瓷喷头形成所述真空室的上壁。所述陶瓷喷头包括与用于供给工艺气体到所述真空室的所述内部的多个喷头气体出口流体连通的充气室，以及配置成容纳中央气体喷射器的中央开口。中央气体喷射器被布置在所述陶瓷喷头的中央开口中。所述中央气体喷射器包括用于供给工艺气体到所述真空室的所述内部的多个气体喷射器出口。RF能量源激励所述工艺气体成等离子体状态以处理所述半导体衬底。由中央气体喷射器供给的工艺气体的流率和由所述陶瓷喷头供给的工艺气体的流率能独立地控制。

主权项

1.一种电感耦合等离子体处理装置，其包括：真空室；真空源，其适于从所述真空室排出工艺气体和等离子体处理的副产物；衬底支撑件，其包括下电极，在所述真空室的内部，单个半导体衬底被支撑在该下电极上；陶瓷喷头，其形成所述真空室的上壁，其中所述陶瓷喷头包括与用于供给工艺气体到所述真空室的所述内部的在其等离子体暴露表面中的多个喷头气体出口流体连通的充气室，在所述陶瓷喷头中延伸所述陶瓷喷头的整个厚度的中央开口，并且所述陶瓷喷头包括围绕所述等离体子暴露表面并与所述真空室的真空密封表面形成真空密封的下部真空密封表面；中央气体喷射器，其布置在所述陶瓷喷头的所述中央开口中，其中所述中央气体喷射器包括用于至少在朝向所述半导体衬底的中央的方向上供给工艺气体到所述真空室的所述内部的在其暴露在所述真空室内的表面中的一个或多个气体喷射器出口；所述一个或多个气体喷射器出口包括多个中央气体出口，其中所述多个中央气体出口被布置成将工艺气体直接从所述中央气体喷射器供给到所述真空室中，而不通过所述陶瓷喷头的所述充气室，以及所述一个或多个气体喷射器出口包括多个径向气体出口，所述多个径向气体出口被布置在所述多个中央气体出口的径向外侧，其中所述多个径向气体出口被布置成将工艺气体从所述中央气体喷射器径向向外供给到所述陶瓷喷头的所述充气室并通过所述多个喷头气体出口；RF能量源，其感应耦合RF能量通过所述陶瓷喷头并进入所述真空室以激励所述工艺气体成等离子体状态从而处理所述半导体衬底；以及控制系统，其被配置为(i)控制以第一流率经由第一气体管线供给对流气体流通过所述中央气体出口，和(ii)控制独立于所述对流气体流，以第二流率经由第二气体管线供给扩散气体流通过所述喷头气体出口，其中所述对流气体流和所述扩散气体流被同时供应，并且其中，为了供给所述对流气体流和所述扩散气体流，所述控制系统还被配置为基于在所述半导体衬底上方的所需涡流选择和控制所述真空室内的压强、所述第一流率和所述第二流率，其中为了实现所需涡流，该控制系统配置为独立地控制所述第一流率和所述第二流率。