等离子体处理腔室、气体喷淋头及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种等离子体处理腔室、气体喷淋头及其制造方法。
【背景技术】
[0002]等离子处理装置利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来激发和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子平板进行加工。
[0003]气体喷淋头是等离子体处理装置中的重要组成部分。在等离子体处理装置外部设置有一个或多个气体源，气体源通过气体输送管道将一种或多种反应气体输送到气体喷淋头。气体喷淋头设置于等离子体处理装置腔室内部的上方，腔室下方与气体喷淋头平行的区域还设置有一个放置基片的基台，在气体喷淋头和基台之间是制程区域。气体喷淋头之中设置有若干气孔，反应气体通过若干气孔均匀地进入制程区域，并在射频功率源的作用下被激发成等离子体。由于气体喷淋头的下表面直接曝露于等离子体，因此往往需要在其上设置抗腐蚀层，但是，随着使用时间的增大，气体喷淋头往往也会产生开裂等问题。
[0004]因此，业内一直致力于研究稳定可靠、抗腐蚀能力强的气体喷淋头。
【发明内容】
[0005]针对【背景技术】中的上述问题，本发明提出了一种等离子体处理腔室、气体喷淋头及其制造方法。
[0006]本发明第一方面提供了一种用于等离子体处理腔室的气体喷淋头，其中，所述气体喷淋头是一体成型的，其中设置有若干个一次加工完成的气体通孔，所述气体喷淋头外壁以及气体通孔内壁覆盖有一层第一抗腐蚀层。
[0007]进一步地，所述气体喷淋头侧壁以及曝露于等离子体的下表面上的第一抗腐蚀层上，覆盖有一层第二抗腐蚀层。
[0008]进一步地，所述气体喷淋头中设置有加热装置。
[0009]进一步地，所述第一抗腐蚀层和第二抗腐蚀层的材料选自以下任一项或任多项:Y2O3λ YF3、ErO2 λ Al2O3O
[0010]进一步地，所述第一抗腐蚀层和第二抗腐蚀层的沉积方法分别选自以下任一项:等离子体浸没离子注入与沉积方法、物理气相沉积、化学气相沉积。
[0011]进一步地,所述第一抗腐蚀层的厚度取值范围为大于0.5um。
[0012]进一步地，所述第二抗腐蚀层的厚度取值范围是由所述气体喷淋头以及所述第一抗腐蚀层的使用寿命决定的，并且所述第二抗腐蚀层的厚度大于所述第一抗腐蚀层的厚度。
[0013]进一步地，所述气体喷淋头是由铝合金制程的。
[0014]本发明第二方面提供了一种用于等离子体处理腔室的气体喷淋头的制造方法，其中，其包括本发明第一方面的气体喷淋头，其中，所述制造方法包括如下步骤:
[0〇15] 提供一招合金基底；
[0016]在所述铝合金基地上从上到下钻若干个气体通孔，形成气体喷淋头；
[0017]在所述气体喷淋头的外壁以及气体通孔的内壁沉积一层第一抗腐蚀层；
[0018]在所述气体喷淋头的侧壁和曝露于等离子体的表面沉积一层第二抗腐蚀层。
[0019]进一步地，所述方法还包括在气体喷淋头中设置加热装置的步骤。
[0020]进一步地，所述制造方法包括如下步骤:在所述气体喷淋头的外壁以及气体通孔的内壁采用等离子体浸没离子注入与沉积方法沉积一层第一抗腐蚀层。
[0021]进一步地，所述制造方法包括如下步骤:在所述气体喷淋头的侧壁和曝露于等离子体的表面采用物理气相沉积沉积一层第二抗腐蚀层。
[0022]本发明第三方面提供了一种等离子体处理腔室，其中，所述等离子体处理腔室包括本发明第一方面所述的气体喷淋头。
[0023]本发明提供的等离子体处理腔室、气体喷淋头及其制造方法工序简单、制造成本低。气体喷淋头结构更加稳定可靠，并且抗腐蚀层无空隙且更稠密，不会开裂。本发明提供的等离子体处理腔室中基片制程更加稳定。
【附图说明】
[0024]图1是现有技术的等离子体处理腔室的气体喷淋头的结构示意图；
[0025]图2是根据本发明一个具体实施例的用于等离子体处理腔室的结构示意图；
[0026]图3是根据本发明一个具体实施例的用于等离子体处理腔室的气体喷淋头的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0028]要指出的是，“半导体工艺件”、“晶圆”和“基片”这些词在随后的说明中将被经常互换使用，在本发明中，它们都指在处理反应室内被加工的工艺件，工艺件不限于晶圆、衬底、基片、大面积平板基板等。为了方便说明，本文在实施方式说明和图示中将主要以“基片”为例来作示例性说明。
[0029]图1是现有技术的等离子体处理腔室的气体喷淋头的结构示意图。如图1所示，气体喷淋头100从上到下包括安装基板103、第二主体102和第一主体101以及氧化钇涂层104。其中，第一主体101上设置有若干个第一通孔106a，第二主体102上设置有若干个第二通孔106b。第一主体101和第二主体102是分别加工完成的，即，分别提供基地并在其中钻孔。因此，第一通孔106a和第二通孔106b并不是一次加工完成的。第一主体101和第二主体102分别钻孔完成以后再压合在一起组成气体喷淋头100的主体部分。安装基板103作为气体喷淋头100的安装框架，作为气体喷淋头的其他组件的支撑件和安装件。由于反应气体是从上而下流入气体喷淋头100的，因此，安装基板103上还适应性地设置有若干个第三通孔。也就是，反应气体按照从上而下的顺序分别流经第三通孔106c，第二通孔106b和第一通孔106a进入制程区域，从而在射频功率的作用下激发成为等离子体，以对基片进行制程。最后，在气体喷淋头100曝露于制程区域中的等离子体的背面再涂覆一层氧化钇涂层104，用于防止等离子体的腐蚀，延长气体喷淋头的使用寿命。
[0030]然而，现有技术的气体喷淋头存在很多缺陷。以电容耦合性等离子体处理腔室(CCP)为例，用碳化硅(SiC)制成的气体喷淋头100的第一主体101会在制程过程中被不同种类的卤素等离子体轰击，例如由CF4, Cl2等反应气体激发产生的等离子体。这样的气体喷淋头100也会有高成本和使用时间有限的问题。因此，为了改善性能和降低成本，现有技术的气体喷淋头100进一步地在其曝露于等离子体的表面采用等离子体喷涂(PlasmaSpray)涂覆了一层氧化钇涂层(Y203)104，而气体喷淋头100的其他区域均采用阳极化处理(anodized)以达到抗腐蚀的目的。由于等离子体喷涂的氧化钇涂层104粗糙表面的多孔结构(porous structure),这样的气体喷淋头100在等离子体制程中具有很高的颗粒污染风险(particle creat1n risk)。
[0031]现有技术为了进一步改善性能稳定性，气体喷淋头100进一步地采用物理气相沉积沉积没有孔隙并高密度的氧化钇涂层104于气体喷淋头曝露于等离子体