CN105779972B - 一种喷淋头及其等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷淋头，其用于半导体等离子体处理装置，所述半导体等离子体处理装置包括反应腔及设置于所述反应腔中的载物台，所述载物台用以承载衬底，所述喷淋头相对于所述载物台设置于所述反应腔中，用以将反应气体沿着所述衬底的方向喷淋，所述喷淋头包括喷淋头通孔以将所述反应气体通入所述反应腔，所述喷淋头通孔包括第一通孔与第二通孔，所述第一通孔具有第一流阻，所述第二通孔具有第二流阻，所述第一通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状不同于所述第二通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状以均匀所述反应气体在所述衬底上的沉积速率。本发明的喷淋头及等离子体处理装置有效提高了反应气体在所述衬底上的沉积速率均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体处理装置，尤其涉及一种喷淋头及包含所述喷淋头的等离子体处理装置。
背景技术
在现有等离子体处理装置中，大多是通过在反应腔室中形成的等离子体对衬底进行等离子体处理。装置中通常将喷淋头作为上极板、载物台作为下电极来使用。进行等离子体处理时，喷淋头先以喷淋状将气体输送至载物台上的衬底，真空泵再将从载物台周围的气体均匀的排出，然后控压装置进行稳压处理，最后在喷淋头上极板和载物台下电极之间施加电压，以形成等离子体对衬底进行等离子处理。
在上述工艺过程中，因所使用的喷淋头的通气孔的结构各处都相同，所以气体运输方向是由载物台中心向外围输送，这样容易造成载物台中心的气体与外围气体分布不均，从而造成等离子体分布的不均匀，进而导致反应气体在所述衬底上的沉积速率不均匀。
为了避免等离子体分布的不均匀，现有技术US6793733公开了一种气体分配喷头，通过在喷淋头上设置气体入口部的面板和气体出口部，且出口部分是细长的狭缝，所述狭缝的长至少为面板厚度的一半，以控制喷淋气体的均匀性，所述方法虽然在一定程度上减少了所述衬底上的斑点及条纹，但是所述均匀分布的狭缝，还是会造成反应气体在所述衬底上的沉积速率不均匀的问题。
目前，随着半导体技术的不断发展，所需处理衬底的面积会不断增大，传统喷淋头的处理方式所导致的薄膜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，提高反应气体在所述衬底上的沉积速率均匀性。
发明内容
为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供一种喷淋头及其等离子体处理装置以提高反应气体在所述衬底上的沉积速率均匀性。
为了解决上述技术问题本发明提供了一种喷淋头，用于半导体等离子体处理装置，所述半导体等离子体处理装置包括反应腔及设置于所述反应腔中的载物台，所述载物台用以承载衬底，所述喷淋头相对于所述载物台设置于所述反应腔中，用以将反应气体沿着所述衬底的方向喷淋，所述喷淋头包括喷淋头通孔以将所述反应气体通入所述反应腔，所述喷淋头通孔包括第一通孔与第二通孔，所述第一通孔具有第一流阻，所述第二通孔具有第二流阻，所述第一流阻不等于所述第二流阻，所述第一通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状不同于所述第二通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状以均匀所述反应气体在所述衬底上的沉积速率，所述区域位置及区域形状是指所述喷淋头具有圆形的出气面，所述出气面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为内嵌三角形阵列，所述第二区域为内嵌三角形外的弧阵列，所述第一通孔在所述出气面上形成若干第一出气口，所述第一出气口形成于所述第一区域，所述第二通孔在所述出气面上形成若干第二出气口，所述第二出气口形成于所述第二区域。
较佳的，所述喷淋头通孔包括进气端及与所述进气端相连通的出气口，所述进气端沿着垂直气体流向的方向具有进气横截面积，所述出气口沿着垂直气体流向的方向具有出气横截面积，所述进气横截面积大于所述出气横截面积，所述进气横截面积为0.00785-7.85平方毫米，所述出气横截面积为0.00785-0.785平方毫米，所述进气端长度与出气口长度之和为5-20mm，气端长度范围为2-20mm，出气口长度范围为2-20mm。
较佳的，所述第一通孔具有第一进气端和第一出气口，所述第一进气端和所述第一出气口相连通，所述第一进气端沿着垂直气体流向的方向具有第一进气横截面积，所述第一进气端沿着垂直气体流向的方向具有第一出气横截面积，所述第一进气横截面积大于所述第一出气横截面积。
较佳的，所述第二通孔具有第二进气端和第二出气口，所述第二进气端和所述第二出气口相连通，所述第二进气端沿着垂直气体流向的方向具有第二进气横截面积，所述第二出气口沿着垂直气体流向的方向具有第二出气横截面积，所述第二进气横截面积大于所述第二出气横截面积。
较佳的，所述第一出气口的长度与所述第一通孔的长度具有第一长度比值，所述第二出气口与所述第二通孔具有第二长度比值，所述第一长度比值不等于所述第二长度比值。
较佳的，所述第一进气横截面积与所述第一出气横截面积具有第一面积比值，所述第二进气横截面积与所述第二出气横截面积具有第二面积比值，所述第一面积比值不等于所述第二面积比值。
较佳的，所述喷淋头还包括第三通孔，所述第三通孔具有第三进气端和第三出气口，所述第三进气端和所述第三出气口相连通，所述第三进气端沿着垂直气体流向的方向具有第三进气横截面积，所述第三出气口沿着垂直气体流向的方向具有第三出气横截面积，所述第三进气横截面积大于所述第三出气横截面积。
较佳的，所述第三出气口的长度与所述第三通孔的长度具有第三长度比值，所述第一出气口的长度与所述第一通孔的长度具有第一长度比值，所述第二出气口的长度与所述第二通孔的长度具有第二长度比值，所述第三长度比值、所述第一长度比值与所述第二长度比值互不相等。
较佳的，所述第三进气横截面积与所述第三出气横截面积具有第三面积比值，所述第三面积比值、所述第一面积比值与所述第二面积比值互不相等。
较佳的，所述喷淋头具有圆形的出气面，所述出气面包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域为第一内嵌三角形阵列，所述第二区域为第二内嵌三角形阵列，所述第三区域为第二内嵌三角形外的弧阵列，所述第一通孔在所述出气面上形成若干第一出气口，所述第一出气口形成于所述第一区域，所述第二通孔在所述出气面上形成若干第二出气口，所述第二出气口形成于所述第二区域，所述第三通孔在所述出气面上形成若干第三出气口，所述第三出气口形成于所述第三区域。
较佳的，所述喷淋头具有圆形的出气面，所述出气面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为内嵌三角形阵列，所述第二区域为内嵌三角形外的弧阵列，所述第一通孔在所述出气面上形成若干第一出气口，所述第一出气口形成于所述第一区域，所述第二通孔在所述出气面上形成若干第二出气口，所述第二出气口形成于所述第二区域。此外，本发明还提供了一种设置所述的喷淋头的等离子体处理装置，所述等离子体处理装置用于以化学气相沉积的方法在所述衬底上沉积薄膜，所述衬底为硅片。
较佳的，还包括：设置在所述反应腔下方的排气系统，所述排气系统包括控压单元和排气泵，所述控压单元用以控制所述反应腔内的气压，所述的反应腔具有侧壁，所述侧壁设置有反应腔阀门，所述反应腔阀门与传输腔相连接，用以将传输腔内的衬底经由所述反应阀门传输至所述反应腔内。
较佳的，在所述喷淋头和所述载物台间施加电压形成等离子体，用于对所述衬底进行等离子体处理。
与现有技术相比，本发明的一种喷淋头及其等离子体处理装置，通过在喷淋头设有具有第一流阻的第一通孔和具有第二流阻的第二通孔，且所述第一流阻不等于所述第二流阻，所述第一通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状不同于所述第二通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状以提高反应气体在所述衬底上的沉积速率均匀性。
附图说明
图1是本发明的等离子体处理装置的结构示意图。
图2是图1所示的等离子体处理装置的喷淋头的布置示意图。
图3是图2所示的喷淋头通孔的布置示意图。
图4是图1所示的等离子体处理装置的喷淋头的实施例1的结构示意图。
图5是图4所示的喷淋头的第一通孔和第二通孔的结构示意图。
图6是图4所示的喷淋头在第一种等离子体处理工艺中形成的沉积速率分布的影响示意图。
图7是图1所示的等离子体处理装置的喷淋头的实施例2的结构示意图。
图8是图7所示的喷淋头的第一通孔和第二通孔的结构示意图。
图9是图7所示的喷淋头在第二种等离子体处理工艺中形成的沉积速率分布的影响示意图。
图10是图1所示的等离子体处理装置的喷淋头的实施例3的结构示意图。
图11是图10所示的喷淋头的第一通孔、第二通孔和第三通孔的结构示意图。
图12是图10所示的喷淋头在第三种等离子体处理工艺中形成的沉积速率分布的影响示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
参考图1所示，本发明的半导体等离子体处理装置100，具体包括:反应腔101及设置于所述反应腔中的载物台150，所述载物台150用以承载衬底160，所述喷淋头130相对于所述载物台150设置于所述反应腔101中，用以将反应气体沿着所述衬底160的方向喷淋。所述喷淋头130和所述载物台150间施加电压形成等离子体，用于对所述衬底160进行等离子处理。
在本发明的某些具体实施方式中，所述等离子体处理装置100用于以化学气相沉积的方法在所述衬底160上沉积薄膜，所述衬底160为硅片。所述硅片160的直径为300毫米。
在本发明的某些具体实施方式中，所述反应腔101设置在所述反应腔下方的排气系统120，所述排气系统120包括控压单元1202和排气泵1201，所述控压单元1201用以控制所述腔内的气压，所述的反应腔101具有侧壁102，所述侧壁102设置有反应腔阀门170，所述反应腔阀门170与传输腔180相连接，用以将传输腔180内的衬底160经由所述反应阀门170传输至所述反应腔101内。
参考图2和图3所示，本发明的所述等离子体处理装置100的喷淋头130整体结构为圆盘形状，所述喷淋头130包括喷淋头通孔，所述喷淋头通孔布置以圆盘中心向外呈等边三角形阵列分布1301，且所述喷淋头通孔之间间距离为3-8mm,在本发明的较优的实施方式为5mm。所述喷淋头通孔包括第一通孔与第二通孔。在本发明的某些其他实施方式中，所述喷淋头通孔还包括第三通孔。所述喷淋头通孔包括进气端和出气口，所述进气端及与所述出气口相连通，所述进气端沿着垂直气体流向的方向具有进气横截面积，所述出气口沿着垂直气体流向的方向具有出气横截面积，所述进气横截面积大于所述出气横截面积，所述进气横截面积为0.00785-7.85平方毫米，所述出气横截面积为0.00785-0.785平方毫米，所述进气端长度与出气口长度之和为5-20mm，进气端长度范围为2-20mm，出气口长度范围为2-20mm。具体地，所述喷淋头通孔的结构和布置具有多种实施方式，容后详述。
实施例1
参考图4和图5所示，在本实施例中，所述喷淋头130包括喷淋头通孔140以将所述反应气体通入所述反应腔101，所述喷淋头通孔140包括第一通孔141与第二通孔142，可参考图5，所述第一通孔141具有第一流阻，所述第二通孔142具有第二流阻，所述第一流阻不等于所述第二流阻以均匀所述反应气体在所述衬底上的沉积速率。
在本发明某些具体实施方式中，如图5所示，所述第一通孔141具有第一进气端1411和第一出气口1412，所述第一进气端1411和所述第一出气口1412相连通，所述第一进气端1411沿着垂直气体流向的方向具有第一进气横截面积，所述第一进气横截面积的为圆形，直径为2毫米，所述第一进气端沿着垂直气体流向的方向具有第一出气横截面积，所述第一出气横截面积的为圆形，直径为0.8毫米，所述第一进气横截面积大于所述第一出气横截面积，所述第一进气横截面积与所述第一出气横截面积比值为第一面积比值，所述第一面积比值为2.5。所述第一出气口1412的长度与所述第一通孔的长度141具有第一长度比值，所述第一长度比值为70％，即，所述第一出气口长度与第一进气端长度之和为14毫米，第一出气口长度为9.8毫米，第一进气端长度为4.2毫米。
在本发明某些具体实施方式中，如图5所示，所述第二通孔142具有第二进气端1421和第二出气口1422，所述第二进气端1421和所述第二出气口1422相连通，所述第二进气端1421沿着垂直气体流向的方向具有第二进气横截面积，所述第二进气横截面积的为圆形，直径为2毫米，所述第二进气端沿着垂直气体流向的方向具有第二出气横截面积，所述第二出气横截面积的为圆形，直径为0.8毫米，所述第二进气横截面积大于所述第二出气横截面积，所述第二进气横截面积与所述第二出气横截面积比值为第二面积比值，所述第二面积比值为2.5，等于所述第一面积比值。所述第二出气口1422的长度与所述第二通孔的长度142具有第二长度比值，所述第二长度比值为50％，即所述第二出气口长度与第二进气端长度之和为14毫米，第二出气口长度为7毫米，第二进气端长度为7毫米。所述第一通孔141和所述第二通孔142是通过所述第一长度比值和所示第二长度比值来改变相应孔的流阻，进而改变通过相应孔的流量，以实现相应衬底160位置薄膜沉积速率的改变。
在本发明的某些具体实施方式中，所述通孔的布置不同也会对薄膜沉积速率有所影响。如图4所示，所述喷淋头130具有圆形的出气面131，所述出气面131包括内嵌三角形阵列A1与内嵌三角形阵列外的弧阵列B1，所述第一通孔141在所述出气面上131形成若干第一出气口1412，所述第一出气口1412设置于所述弧阵列B1，所述第二通孔142在所述出气面上形成若干第二出气口1422，所述第二出气口设置于所述内嵌三角形阵列A1。所述弧阵列B1占所述铺设有通孔的喷淋头的出气面面积的25％，所述内嵌三角形阵列A1占所述铺设有通孔的喷淋头的出气面面积的75％。
本发明的某些实施方式中，所述长度比值越大该通气孔的流阻越大，对应的气流量越小。
如图6所示，该图是以所述硅片160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-147mm-147mm),y轴是硅片表面沿着径向方向经过等离子处理的沉积速率。
在第一种等离子体处理工艺中，所述第一种等离子工艺载物台温度为400℃，工作压力为0.9托，上下电极间距为12毫米，射频功率为280瓦，硅烷流量为350毫升每分钟，一氧化二氮气体流量为5000毫升每分钟。曲线11是所述喷淋头通孔长度比值全部都相同的沉积速率趋势线。因其所述喷淋头通孔长度比值都相同，所以通孔流阻都相同，进而通孔所有的气流量都相同，但是因为其在所述喷淋头的位置对应处理的衬底的位置不同，所以导致所对应位置的沉积速率不同，如沉积速率趋势线11所示，经过等离子处理的沉积速率沿着硅片径向呈现由中心向边缘逐渐变大，在靠近边缘处沉积速率又有急剧变大的趋势，在所述硅片上的沉积速率非常的不均匀。
进一步的，在所述第一种等离子体处理工艺中，曲线12代表本实施例中所述喷淋头130包括所述第一通孔141和所述第二通孔142的沉积速率趋势线。因所述第一长度比值大于所述第二长度比值，所以所述第一通孔141的流阻大于所述第二通孔142的流阻，进而所述第一通孔141的气流量小于所述第二通孔142的气流量，最终导致所述第一通孔所在的相应位置的薄膜沉积速率小于所述第二通孔的所在的相应位置的薄膜沉积速率。
具体的，本实施方式中，通过对所述喷淋头130第一通孔141和第二通孔142分别进行如上所述的结构设计及区域布置，使得所述硅片在经过所述喷淋头等离子处理后，硅片沉积速率沿着所述硅片160径向由中心向边缘方向表现的很均匀。
实施例2
参阅图7，本实施例所述的喷淋头230与实施例1所述的喷淋头130的区别在于所述喷淋头的通孔240结构或布置不同。所述喷淋头的通孔240包括第一通孔241与第二通孔242，所述第一通孔241具有第一流阻，所述第二通孔242具有第二流阻，所述第一流阻不等于所述第二流阻以均匀所述反应气体在所述衬底上的沉积速率。
如图8所示，其中，本实施例中的第一通孔241与实施例1中第一通孔141结构相同，但是布置不同，容后详述。
如图8所示，所述第二通孔的长度比例与实施例1中第二通孔142相同，但面积比例不同。具体的，所述第二通孔242具有第二进气端2421和第二出气口2422，所述第二进气端2421和所述第二出气口2422相连通，所述第二进气端2421沿着垂直气体流向的方向具有第二进气横截面积，所述第二进气横截面积的为圆形，直径为2.1毫米，所述第二进气端沿着垂直气体流向的方向具有第二横截面积，所述第二出气横截面积为圆形，直径为0.7毫米，所述第二进气横截面积大于所述第二出气横截面积，所述第二进气横截面积与所述第二出气横截面积比值为第二面积比值，所述第二面积比值为3，不等于所述第一面积比值2.5。
本实施方式中，所述通孔的区域布置不同也会对薄膜沉积速率有所影响。如图7和图8所示，所述喷淋头230具有圆形的出气面231，所述出气面包括内嵌三角形阵列A2与内嵌三角形外的弧阵列B2，所述第一通孔241在所述出气面上231形成若干第一出气口2412，所述第一出气口241设置于所述内嵌三角形阵列A2，所述第二通孔242在所述出气面上形成若干第二出气口2422，所述第二出气口设置于所述弧阵列B2。所述内嵌三角形阵列A2占所述铺设有通孔的喷淋头的出气面面积的25％，所述弧阵列B2占所述铺设有通孔的喷淋头的出气面面积的75％。
本发明的某些实施方式中，所述长度比值越大该通气孔的流阻越大，对应的气流量越小。所述面积比值越小流阻越大，对应的气流量越小。
如图9所示，该图是以所述硅片的圆心为原点，X轴是沿着硅片径向距离硅片边3mm的坐标(由-147mm-147mm),y轴是硅片表面沿着径向方向经过等离子处理的沉积速率。
在第二种等离子体处理工艺中，所述第二种等离子体处理工艺的载物台温度为400℃，工作压力为4托，上下电极间距为12毫米，射频功率为300瓦，硅烷流量为300毫升每分钟，一氧化二氮气体流量为9000毫升每分钟。曲线21是所述喷淋头通孔长度比值全部都相同的沉积速率趋势线。因其所述喷淋头通孔长度比值都相同，所以通孔流阻都相同，进而通孔所有的气流量都相同，但是因为其在所述喷淋头的位置对应处理的衬底的位置不同，所以导致所对应位置的沉积速率不同，如沉积速率趋势线21所示，经过等离子处理的沉积速率沿着硅片径向呈现由中心向边缘逐渐变小，在靠近边缘处沉积速率又有急剧变小的趋势，在所述硅片上的沉积速率非常的不均匀。
进一步的，在所述第二种等离子体处理工艺中，曲线22代表本实施例中所述喷淋头230包括所述第一通孔241和所述第二通孔242的沉积速率趋势线。因所述第一长度比值大于所述第二长度比值，所述第一通孔241的流阻大于所述第二通孔242的流阻，进而所述第一通孔241的气流量小于所述第二通孔242的气流量，所以所述第一通孔241所在的相应位置的薄膜沉积速率小于所述第二通孔242的所在的相应位置的薄膜沉积速率。
具体的，本实施方式中，通过对所述喷淋头230第一通孔241和第二通孔242分别进行如上所述的结构设计及区域布置，使得所述硅片在经过所述喷淋头等离子处理后，硅片沉积速率沿着所述硅片径向由中心向边缘方向表现的很均匀。
实施例3
参阅图10、图11，本实施例所述的喷淋头330与实施例1所述的喷淋头130和实施例2所述的喷淋头230区别在于所述喷淋头的通孔340的结构或布置不同。所述喷淋头330的通孔340包括第一通孔341、第二通孔342和第三通孔343，所述第一通孔341具有第一流阻，所述第二通孔342具有第二流阻，所述第三通孔343具有第三流阻，所述第三流阻不等于第一流阻和所述第二流阻以均匀所述反应气体在所述衬底上的沉积速率。
如图11所示，其中，本实施例中的第一通孔341和第二通孔的342的结构与实施例1中第一通孔141和第二通孔的142的结构相同，但是区域布置不同，容后详述。
如图11所示，本实施例中的所述第三通孔343具有第三进气端3431和第三出气口3432，所述第三进气端3431和所述第三出气口3432相连通，所述第三出气口3432的长度与所述第三通孔的长度343具有第三长度比值，所述第三长度比值为45％，即，所述第三出气口长度与第二进气端长度之和为14毫米，第三出气口长度为6.3毫米，第三进气端长度为7.7毫米。所述第三进气端3431沿着垂直气体流向的方向具有第三进气横截面积，所述第三进气横截面积的为圆形，直径为2.2毫米，所述第三进气端沿着垂直气体流向的方向具有第三出气横截面积，所述第三出气横截面积的为圆形，直径为0.7毫米，所述第三进气横截面积大于所述第三出气横截面积，所述第三进气横截面积与所述第三出气横截面积比值为第三面积比值，所述第三面积比值为22/7，不等于所述第一面积比值2.5和所述第二面积比值3。
在本实施方式中，所述通孔的区域布置不同也会对薄膜沉积速率有所影响。如图10所示，所述喷淋头330具有圆形的出气面331，所述出气面包括第一内嵌三角形阵列A3、第二内嵌三角形阵列C和弧阵列B3，所述第一通孔341在所述出气面上331形成若干第一出气口3412，所述第一出气口341设置于所述第二内嵌三角形阵列C，所述第二通孔342在所述出气面331上形成若干第二出气口3422，所述第二出气口设置于所述第一内嵌三角形阵列A3，所述第三通孔343在所述出气面331上形成若干第三出气口3432，所述第三出气口设置于所述弧阵列B3。所述第一内嵌三角形阵列A3占所述铺设有通孔的喷淋头出气面面积的40％，所述第二内嵌三角形阵列C占所述铺设有通孔的喷淋头出气面面积的50％，所述弧阵列B3占所述铺设有通孔的喷淋头出气面面积的10％。
本发明的某些实施方式中，所述长度比值越大该通气孔的流阻越大，对应的气流量越小，所述面积比值越小该通孔的流阻越大，对应的气流量越小。
如图12所示，该图是以所述硅片的圆心为原点，X轴是沿着硅片径向距离硅片边3mm的坐标(由-147mm-147mm),y轴是硅片表面沿着径向方向经过等离子处理的沉积速率。
在第三种等离子体处理工艺中，所述第三种等离子体处理工艺的载物台温度为400℃，工作压力为1.5托，上下电极间距17毫米，射频功率为500瓦，硅烷流量为600毫升每分钟，一氧化二氮气体流量为8000毫升每分钟。曲线31是所述喷淋头通孔长度比值全部都相同的沉积速率趋势线。因其所述喷淋头通孔长度比值都相同，所以通孔流阻都相同，进而通孔所有的气流量都相同，但是因为其在所述喷淋头的位置对应处理的衬底的位置不同，所以导致所对应位置的沉积速率不同，如沉积速率趋势线31所示，经过等离子处理的沉积速率沿着硅片径向呈现由中心向边缘逐渐变大，在靠近边缘处沉积速率又有急剧变大之后又急剧变小的趋势，在所述硅片上的沉积速率非常的不均匀。
进一步的，在第三种等离子体处理工艺中，曲线32代表本实施例中所述喷淋头30包括所述第一通孔341、所述第二通孔342和所述第三通孔343的沉积速率趋势线。因所述第一长度比值大于所述第二长度比值，所述第二长度比值大于所述第三长度比值，所述第一通孔341的流阻大于所述第二通孔342的流阻，所述第二通孔342的流阻大于所述第三通孔343的流阻，进而所述第一通孔341的气流量小于所述第二通孔342的气流量，所述第二通孔342的气流量小于所述第三通孔343的气流量，所以所述第一通孔341所在的相应位置的薄膜沉积速率小于所述第二通孔342的所在的相应位置的薄膜沉积速率，所述第二通孔342所在的相应位置的薄膜沉积速率小于所述第三通孔343的所在的相应位置的薄膜沉积速率。
具体的，本实施方式中，通过对所述喷淋头330第一通孔341、第二通孔342和第三通孔343分别进行如上所述的结构设计及区域布置，使得所述硅片在经过所述喷淋头等离子处理后，硅片沉积速率沿着所述硅片径向由中心向边缘方向表现的很均匀。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例。
应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。上文所列出的系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种喷淋头，用于半导体等离子体处理装置，所述半导体等离子体处理装置包括反应腔及设置于所述反应腔中的载物台，所述载物台用以承载衬底，所述喷淋头相对于所述载物台设置于所述反应腔中，用以将反应气体沿着所述衬底的方向喷淋，其特征在于，所述喷淋头包括喷淋头通孔以将所述反应气体通入所述反应腔，所述喷淋头通孔包括第一通孔与第二通孔，所述第一通孔具有第一流阻，所述第二通孔具有第二流阻，所述第一流阻不等于所述第二流阻，所述第一通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状不同于所述第二通孔在喷淋头中所形成的区域位置及区域形状以均匀所述反应气体在所述衬底上的沉积速率，所述区域位置及区域形状是指所述喷淋头具有圆形的出气面，所述出气面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为内嵌三角形阵列，所述第二区域为内嵌三角形外的弧阵列，所述第一通孔在所述出气面上形成若干第一出气口，所述第一出气口形成于所述第一区域，所述第二通孔在所述出气面上形成若干第二出气口，所述第二出气口形成于所述第二区域。
2.根据权利要求1所述的喷淋头，其特征在于：所述喷淋头通孔包括进气端及与所述进气端相连通的出气口，所述进气端沿着垂直气体流向的方向具有进气横截面积，所述出气口沿着垂直气体流向的方向具有出气横截面积，所述进气横截面积大于所述出气横截面积，所述进气横截面积为0.00785-7.85平方毫米，所述出气横截面积为0.00785-0.785平方毫米，所述进气端长度与出气口长度之和为5-20mm，进气端长度范围为2-20mm，出气口长度范围为2-20mm。
3.根据权利要求2所述的喷淋头，其特征在于：所述第一通孔具有第一进气端和第一出气口，所述第一进气端和所述第一出气口相连通，所述第一进气端沿着垂直气体流向的方向具有第一进气横截面积，所述第一进气端沿着垂直气体流向的方向具有第一出气横截面积，所述第一进气横截面积大于所述第一出气横截面积。
4.根据权利要求3所述的喷淋头，其特征在于：所述第二通孔具有第二进气端和第二出气口，所述第二进气端和所述第二出气口相连通，所述第二进气端沿着垂直气体流向的方向具有第二进气横截面积，所述第二出气口沿着垂直气体流向的方向具有第二出气横截面积，所述第二进气横截面积大于所述第二出气横截面积。
5.根据权利要求4所述的喷淋头，其特征在于：所述第一出气口的长度与所述第一通孔的长度具有第一长度比值，所述第二出气口与所述第二通孔具有第二长度比值，所述第一长度比值不等于所述第二长度比值。
6.根据权利要求4所述的喷淋头，其特征在于：所述第一进气横截面积与所述第一出气横截面积具有第一面积比值，所述第二进气横截面积与所述第二出气横截面积具有第二面积比值，所述第一面积比值不等于所述第二面积比值。
7.根据权利要求6所述的喷淋头，其特征在于：所述喷淋头还包括第三通孔，所述第三通孔具有第三进气端和第三出气口，所述第三进气端和所述第三出气口相连通，所述第三进气端沿着垂直气体流向的方向具有第三进气横截面积，所述第三出气口沿着垂直气体流向的方向具有第三出气横截面积，所述第三进气横截面积大于所述第三出气横截面积。
8.根据权利要求7所述的喷淋头，其特征在于：所述第三出气口的长度与所述第三通孔的长度具有第三长度比值，所述第一出气口的长度与所述第一通孔的长度具有第一长度比值，所述第二出气口的长度与所述第二通孔的长度具有第二长度比值，所述第三长度比值、所述第一长度比值与所述第二长度比值互不相等。
9.根据权利要求7所述的喷淋头，其特征在于：所述第三进气横截面积与所述第三出气横截面积具有第三面积比值，所述第三面积比值、所述第一面积比值与所述第二面积比值互不相等。
10.根据权利要求9所述的喷淋头，其特征在于：所述喷淋头具有圆形的出气面，所述出气面包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域为第一内嵌三角形阵列，所述第二区域为第二内嵌三角形阵列，所述第三区域为第二内嵌三角形外的弧阵列，所述第一通孔在所述出气面上形成若干第一出气口，所述第一出气口形成于所述第一区域，所述第二通孔在所述出气面上形成若干第二出气口，所述第二出气口形成于所述第二区域，所述第三通孔在所述出气面上形成若干第三出气口，所述第三出气口形成于所述第三区域。
11.一种设置有如权利要求1-10中任一项所述的喷淋头的等离子体处理装置，其特征在于，所述等离子体处理装置用于以化学气相沉积的方法在所述衬底上沉积薄膜，所述衬底为硅片。
12.根据权利要求11所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：设置在所述反应腔下方的排气系统，所述排气系统包括控压单元和排气泵，所述控压单元用以控制所述反应腔内的气压，所述的反应腔具有侧壁，所述侧壁设置有反应腔阀门，所述反应腔阀门与传输腔相连接，用以将传输腔内的衬底经由所述反应阀门传输至所述反应腔内。
13.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其特征在于：在所述喷淋头和所述载物台间施加电压形成等离子体，用于对所述衬底进行等离子体处理。
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