[发明专利]一种半导体处理装置及应用于半导体处理装置的气体分布板

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种应用于半导体处理装置的气体分布板。

背景技术

用于集成电路的制造的半导体处理工艺包括化学气相沉积工艺、和等离子体刻蚀工艺等。典型的如金属有机物气相沉积MOCVD，需要将反应气体均匀的供应到反应腔内，反应腔底部包括旋转的托盘，托盘上放置有待处理的基片。由于托盘面积很大，所以要使托盘上的基片处理得更均匀需要用很多补偿手段来补偿反应腔内硬件结构、气流、温度、反应物浓度等带来的不均匀。常见的补偿手段是在气体供应装置上设置多个气体供应区，比如中心区域和环绕早中心区域外围的边缘区域。中心区域和边缘区域分别供应不同流量的反应气体或者不同浓度的反应气体以补偿其它原因造成的不均匀性。如图1所示为本发明领域的半导体处理装置的结构示意图，半导体处理装置包括反应腔100，反应腔内下方包括由旋转支柱24支撑的托盘104，旋转支柱24沿一个旋转轴X驱动托盘高速旋转。反应腔100下方还包括一个抽真空装置106维持反应腔内的低压状态。托盘101上设置有待处理的多片较小基片105，或者一整快基片。与基片相对的是气体分布板，气体分布板包括一底板210，底板的边缘包括一个侧壁212，气体分布板还包括一块顶板230，和隔离壁220。顶板230和底板210共同构成气体分布腔，位于气体分布腔内的隔离壁220又将气体分布腔进一步分隔成互相隔离的内腔和外腔。底板210下表面开设有多个气体通孔，将内腔和外腔内的气体均匀喷射到下方的基片。顶板上还开设有分别联通到内腔和外腔的进气口231和232。气体分布板前端还设置有气体分流装置240，该气体分流装置240通过管道43接收来自气源的气体41，并根据处理工艺的需要调节分配到内腔和外腔的处理气体流量或反应气体浓度，使从内腔喷射入反应腔100内中心区域的处理气体与从外腔喷射入反应腔100内外围区域的处理气体具有不同的流量或浓度。其中气源41供应的气体可以是单种气体也可以是多种气体的混合。气体分流装置输出到内腔和外腔的处理气体可以相同流量的，但是其中含有的有效反应气体浓度或者成分可以有差别。

图2a是传统技术气体分布板的底板210和气体隔离壁220的立体结构图，其中底板边缘包括侧壁212。传统技术中由于下方托盘呈圆形所以整个气体分布板也相应的为圆形，侧壁212也是圆环状的，气体隔离壁220也是圆形的。图2b为传统技术中气体分布板的截面图，气体分布板的底板210下表面开设有多个气体通孔211,底板210与顶板230围绕成的空间进一步被隔离壁220分隔成内腔S21和外腔S22。如图2c所示，当内腔气体1的流量较小，外腔气体2流量较大时，相应的会在基片表面也会形成中心区流量大，边缘区流量大的分布，这也是补偿其它不均匀因素的需要。但是当内腔S21和外腔S22内的气体流量或者浓度差距很大时，喷射到下方基片上表面的处理气体在隔离壁220对应位置处会出现气体流量或浓度的突变。这些在隔离壁对应位置的流量或浓度突变会造成下方处理效果的突变，造成在这个环状区域内的处理效果与中心区域和边缘区域的效果巨大差距。处于这个环状带的基片会出现大量瑕疵甚至报废，严重影响基片处理的质量和效率。

为了防止基片表面出现处理气体流量或浓度突变的区域，需要一种新的方法或结构抵消或减弱这一气体流量或浓度的突变。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体处理装置，半导体处理装置具有分区向基片供气的气体分布板，不同区域内具有不同的流量或反应气体浓度。要解决不同供气区域之间处理气体流量或者浓度的突变。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体处理装置，包括：反应腔，反应腔内包括一个沿旋转轴旋转的基座，基座上设置有待处理基片；反应腔内与所述旋转基座相对的是一个供气系统；所述供气系统包括一个气体分布腔和一个分流器，分流器接收来自气源的反应气体并通过第一输出端和第二输出端输出第一和第二处理气体到所述气体分布腔内；气体分布腔包括面向所述基座的第一表面，第一表面包括多个通气孔联通到气体分布腔将反应气体供应到所述基片；所述气体分布腔内还包括一个隔离壁将所述气体分布腔分隔成中心腔和环绕所述中心腔的外围腔，所述中心腔与所述第一输出端相联通接收第一处理气体，外围腔与所述第二输出端相联通接收第二处理气体；其特征在于所述隔离壁与所述旋转轴具有不同距离。

其中所述隔离壁可以是多边形。所述第一处理气体和第二处理气体具有不同的流量或者反应气体浓度。分流器用以调节第一处理气体和第二处理气体的流量比例，或者反应气体浓度比例。