[发明专利]一种用于等离子反应器的气体喷淋头

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体处理领域，尤其涉及一种用于等离子反应器的气体喷淋头结构。

背景技术

在半导体设备的制造过程中，例如蚀刻、沉积、氧化、溅射等处理过程中，通常会利用等离子体对基片(半导体晶片、玻璃基片等)进行处理。一般地，对于等离子体处理装置来说，作为生成等离子体的方式，在高频放电方式的等离子体处理装置中，包括电容耦合型等离子体反应器和电感耦合型等离子体反应器。所述的电容耦合型反应器通常配置有上部电极和下部电极，优选地这两个电极平行设置。而且，通常在下部电极之上载置被处理基片，经由整合器将等离子体生成用的高频电源施加于上部电极或者下部电极。通过由该高频电源所生成的高频电场来使反应气体的外部电子加速，从而产等离子体对下部基片进行等离子处理。

在半导体制造领域，广泛使用向待处理基片以喷淋状供气的喷淋头。例如在等离子体刻蚀处理设备中，在处理室内设置有用于载置基片的载置台，与该载置台相对的位置设置有喷淋头，该喷淋头的表面设置有多个气体喷出孔，以喷淋状供给反应气体来产生等离子体。为了精确控制对载置台上固定的基片的加工效果，获得更高的均一性需要对通入反应腔的气体分区控制。在反应气体被气体分离装置分离为两种气体后分别通入气体喷淋头(showerhead)的不同区域，比如中心区域和外围区域。气体喷淋头包括上下两层气体分布板，上层板与下层板具有相对应的气孔，其中上层板上的气孔口径大于下层板上的气孔。为了避免中心区域和外围区域的气体互相串扰，在两个区域之间要设置隔离装置如气密的环形垫圈(O-ring)，环形垫圈放置在垫圈槽内使垫圈内外的气体通路互相气体隔离，其中垫圈槽可以开设在上层气体分布板也可以开设在下层气体分布板。为了保证中心区域和外围区域气体的隔离，垫圈需要足够厚度使得上层板与下层板用螺栓相互紧固时产生足够的压力。但是较厚的垫圈在保证气体隔离的同时也使得上层板和下层板之间的接触压力不够或者存在间隙，而上层板和下层板之间的间隙会造成上下层板之间的导热能力急剧恶化，最终导致整块气体喷淋头上温度分布的不均匀。气体喷淋头温度分布不均会导致器件变形，以及等离子处理时沉积的聚合物分布的不均匀，这些都会导致等离子处理效果的不均匀。

所以业内需要一种更好的气体隔离结构实现不同区域气体隔离的同时保证气体喷淋头中的上下层气体分布板紧密贴合，使得等离子处理效果在基片上保持均一。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子反应器的气体喷淋头。具体地，提供一种气体喷淋头结够输出互相隔离的至少两种反应气体，同时保证气体喷淋头上具有均一的温度。所述气体喷淋头，包括：一个气体分流装置包括第一出口和第二出口，一个上层气体分布板上包括第一组气孔与所述第一出口连通，第二组气孔与所述第二出口连通，一个下层气体分布板包括分别与所述上层气体分布板第一组气孔和第二组气孔位置对应的多个气孔，一个紧固装置使上层气体分布板和下层气体分布板相互紧贴固定，一个隔离环分隔所述第一组气孔和第二组气孔，所述隔离环包括一个隔离槽和位于隔离槽中的隔离垫圈，其特征在于，所述隔离垫圈在所述紧固装置使所述上层气体分布板和下层气体分布板紧贴后的压缩高度小于等于5％。

其中所述上层气体分布板和下层气体分布板的材料选自Si、SiC、AL以及石墨之一。上层气体分布板上的气孔口径大于所述下层气体分布板上的气孔口径。下层气体分布板下表面还包括一层抗腐蚀材料层。所述紧固装置选自螺栓、螺钉或夹持机构之一

附图说明

图1为本发明等离子反应器整体示意图；

图2为本发明等离子反应器局部放大图；

具体实施方式

以下结合图1和2，详细说明本发明第一实施例。