[发明专利]喷头和气体供应系统

说明书

本发明涉及一种喷头以及一种气体供应系统，所述喷头包括：两个以上相互隔离的喷淋区域；每个喷淋区域包括相互堆叠且连通的气体隔离层和气体分散层；所述气体隔离层包括空腔，不同喷淋区域的气体隔离层分别连接至不同的气体管路；所述气体分散层包括多个分散的气孔，用于将对应的气体隔离层内通入的气体分散喷出。所述喷头以及气体供应系统能够单独控制不同喷淋区域的气体，提高工艺参数的均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种喷头及气体供应系统。

背景技术

在半导体制造的相关工艺中，如化学气相沉积等工艺过程，都需要在处理腔室中通入反应气体。一般情况下，反应气体都需要在减压气氛下进行工艺，例如在晶圆表面沉积薄膜等。在这些工艺中，处理腔室内的气流、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。

目前处理腔室的喷头的设计形式多样，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。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圆表面；而对于喷淋式喷头，则是直接将工艺气体均匀地供给晶圆表面。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不具备对局部区域的气体流量的控制能力，无法自由调整不同区域的工艺气体反应效果，导致不同区域薄膜沉积的厚度均匀性较差。

如何实现喷头的区域可调性，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种喷头和气体供应系统，所述喷头具有多个气体喷淋区域，可以分别控制各个气体喷淋区域的气体流量，从而提高气体供应系统的区域可控性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种喷头，包括：两个以上相互隔离的喷淋区域；每个喷淋区域包括相互堆叠且连通的气体隔离层和气体分散层；所述气体隔离层包括空腔，不同喷淋区域的气体隔离层分别连接至不同的气体管路；所述气体分散层包括多个分散的气孔，用于将对应的气体隔离层内通入的气体分散喷出。

可选的，所有喷淋区域沿所述喷头中心对称设置。

可选的，所述喷头包括沿喷头中心向喷头边缘的连线垂直分割的两个以上的喷淋区域。

可选的，所述喷头包括位于所述喷头中心位置的中心喷淋区域，以及围绕所述中心喷淋区域设置的一个以上环形喷淋区域。

可选的，所述喷头包括位于所述喷头中心位置的中心喷淋区域，以及沿喷头中心与喷头边缘的连线将位于所述中心喷淋区域外围的一个以上同心环形区域垂直分割而成的多个外围喷淋区域。

可选的，不同喷淋区域的气体分散层的气孔密度相同。

可选的，不同喷淋区域之间通过隔板隔离。

为解决上述问题，本发明的具体实施方式还包括一种气体供应系统，包括：上述喷头；多个气体供应管路，分别连接所述喷头的各个喷淋区域。

可选的，所述气体供应管路包括气流控制装置以及气体管道。

可选的，气流控制装置包括流量控制器、比例控制器以及压力控制器，所述流量控制器、比例控制器以及压力控制器之间通过气体管道连接。

本发明的喷头包括多个喷淋区域，可以对各个喷淋区域的气流进行控制；并且，各个喷淋区域包括气体隔离层和气体分散层，流入喷淋区域的工艺气体首先进入气体隔离层，然后再通过气体分散层的气孔分散喷出，通过气体隔离层的缓冲，可以进一步稳定通入气体的压力和流速，提高工艺处理过程的均匀性。