半导体晶片处理装置的制作方法

半导体晶片处理装置
1.本技术要求于2021年6月3日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0071978号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
2.本公开涉及半导体晶片处理装置。


背景技术：

3.通常，半导体元件通过包括晶片薄膜沉积工艺和晶片蚀刻工艺的多个单元工艺来制造。在这些工艺之中，蚀刻工艺通过在与外部隔绝的腔室内通过喷头将气体喷射到半导体晶片上来执行。由于半导体晶片的表面应当被精确地处理到非常小的单元，所以在腔室内部执行半导体晶片处理工艺的工艺中，气体应当从喷头均匀地喷射到半导体晶片。


技术实现要素：

4.然而，由于诸如工艺中使用的腔室的非对称结构或连接到喷头的气体管的非对称结构的因素，气体喷射的程度可能根据半导体晶片上的位置而不均匀。这可能不利地影响半导体晶片的工艺均匀性。因此，示例实施例可提供能够更均匀地供应气体使得半导体晶片可作为整体被更均匀地处理的喷头。
5.本公开的方面提供了允许气体被更均匀地喷射到晶片上的半导体晶片处理装置。本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将从下面的描述更清楚地理解本公开的未公开的其他目的。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种半导体晶片处理装置，包括：腔室；以及喷头，被配置为将气体供应到腔室中，其中，喷头包括板，多个第一喷射孔组和第二喷射孔组，所述多个第一喷射孔组在从板的中心开始的第一排中，第二喷射孔组在第一排外部的第二排中，其中，每个第一喷射孔组包括多个第一喷射孔，并且当l是从板的中心到每个第一喷射孔组的每个喷射孔的距离的平均值时，距板的中心的距离小于l的第一喷射孔的数量大于距板的中心的距离大于l的第一喷射孔的数量。
7.根据本公开的另一方面，提供了一种半导体晶片处理装置，包括：腔室；以及喷头，被配置为将气体供应到腔室中，其中，喷头包括板，多个第一喷射孔组和多个第二喷射孔组，所述多个第一喷射孔组在从板的中心开始的第一排中，所述多个第二喷射孔组在第一排外部的第二排中，其中，每个第一喷射孔组包括多个喷射孔，并且位于距板的中心的第一距离处的喷射孔的数量大于位于比第一距离远的第二距离处的喷射孔的数量，并且每个第二喷射孔组包括多个喷射孔，并且位于距板的中心的第三距离处的喷射孔的数量小于位于比第三距离远的第四距离处的喷射孔的数量。
附图说明
8.通过参照附图详细描述本公开的示例实施例，本公开的以上以及其他方面和特征
将变得更清楚，在附图中：
9.图1是用于描述根据本公开的示例实施例的半导体晶片处理装置的视图。
10.图2是用于描述图1的气体输入端的视图。
11.图3是具体示出图1的气体输入端的气体分支管的视图。
12.图4是用于描述图1的喷头的堆叠结构的视图。
13.图5是从图4的方向a示出供应板的视图。
14.图6是从图4的方向b示出板的视图。
15.图7是图6的区域c被放大的放大图。
16.图8是用于描述根据本公开的其他示例实施例的在半导体晶片处理装置中使用的板的视图。
17.图9是图8的区域d被放大的放大图。
18.图10是用于描述根据本公开的其他示例实施例的半导体晶片处理装置中使用的板的视图。
19.图11是同时示出图10的板和图3的气体分支管的透视图，以便描述图10的板的构造。
20.图12是用于描述根据本公开的其他示例实施例的在半导体晶片处理装置中使用的板的视图。
21.图13是用于描述图12的板的腔室的剖视图。
22.图14是用于描述图13的腔室的结构的结构图。
具体实施方式
23.在下文中，将参照附图描述根据本公开的技术精神的示例实施例。
24.图1是用于描述根据本公开的示例实施例的半导体晶片处理装置的视图。
25.参照图1，半导体晶片处理装置10可包括腔室100、被配置为将气体供应到腔室中的气体输入端200、被配置为喷射从气体输入端200供应的气体的喷头300、晶片支撑件400和/或气体输出端500。
26.腔室100可包括安装在腔室100中的晶片入口110、悬臂120和/或内部空间130。腔室100可在半导体晶片处理工艺中通过泵(未示出)将内部空间130维持在密封状态或真空状态。晶片入口110可安装在腔室100的一个侧壁上，以将半导体晶片输入到内部空间130中。悬臂120可将各种装置固定在腔室100内。悬臂120可安装在与晶片入口110背对的壁上。气体输入端200可包括气体供应管210和/或连接到气体供应管210的气体分支管220。喷头300可包括供应板310和/或板320。稍后将描述气体输入端200和喷头300的结构。晶片支撑件400可固定晶片，使得在腔室100内处理晶片的工艺中晶片的位置可被恒定地维持。气体输出端500可将通过喷头300注入腔室100中的气体排放到腔室的外部。
27.图2是用于描述图1的气体输入端的视图。图3是具体示出图1的气体输入端的气体分支管的视图。
28.参照图2，气体输入端200可储存从外部提供的气体，以通过气体供应管210将气体注入腔室的内部空间130中。气体分支管220可形成为具有多个分支的分支形状，使得从气体供应管210提供的气体可在宽的区域上被喷射。例如，气体分支管220可如图2中所示以十
字形分支形状安装在供应板310上。气体分支管220可包括连接到供应板310的多个孔，以便将气体提供给供应板310。例如，当气体分支管220具有如图2中所示的十字形分支形状时，气体可通过位于气体分支管220的十字形状的端部处的孔而被供应到气体分支管220下方的供应板310。如图2中所示，气体分支管220也可位于供应板310上方，并且也可具有与供应板310封装在一起的结构。
29.图3是从另一角度示出气体分支管220的结构的视图。
30.参照图3，气体分支管220可具有沿与供应板310平行的方向延伸的十字形分支形状。气体分支管220的每个分支形成有孔(未示出)，并且可连接到供应板310的每个供应管。尽管图3示出气体分支管220具有十字形状，但是示例实施例不限于此，并且每个分支可具有沿各个方向(包括从供应板310的中心的两个方向或三个方向)延伸到边缘的形状。
31.接下来，将参照图4至图6描述图1的喷头300的结构。
32.图4是用于描述图1的喷头300的堆叠结构的视图。图5是从图4的方向a示出供应板310的视图。图6是从图4的方向b示出板320的视图。
33.首先，参照图4，喷头300可包括供应板310和/或板320。供应板310的上部可连接到气体分支管220，并且供应板310的下部可连接到板320。板320可形成为平行于供应板310。参照图5和图6，供应板310可包括供应板中心311、紧固孔(未示出)、对准孔(未示出)和/或供应孔312以及供应管(未示出)，并且板320可包括板中心321、紧固孔(未示出)、对准孔(未示出)和/或喷射孔组322。当供应板310和板320具有圆形形状时，供应板中心311和板中心321可对应于每个圆的中心。当供应板310和板320结合时，供应板中心311可对应于板中心321，并且紧固孔(未示出)可形成为使得板320可被固定到与板320的每个紧固孔(未示出)对应的供应板310。同样地，对准孔(未示出)可形成为使得板320可被精确地固定到与板320的每个对准孔(未示出)对应的供应板310。紧固孔(未示出)和对准孔(未示出)可具有例如可通过螺栓固定的结构。
34.参照图3和图5，供应孔312可在沿相对于供应板310的中心的虚拟同心圆布置的供应管的下部上形成为多排(row)。例如，如图5中所示，供应孔312可沿相对于供应板310的中心的虚拟同心圆形成为八排。当从最靠近供应板中心311的排的顺序定义第一排至第八排时，第一排中的供应管可包括7个供应孔312，第二排中的供应管可包括17个供应孔312，第三排中的供应管可包括28个供应孔312，第四排中的供应管可包括40个供应孔312，第五排中的供应管可包括48个供应孔312，第六排中的供应管可包括56个供应孔312，第七排中的供应管可包括64个供应孔312，并且第八排中的供应管可包括72个供应孔312。然而，示例实施例不限于此，并且供应板310的供应孔312可以以各种布置结构中的任何一种形成。
35.板320的喷射孔组322可形成为对应于供应板310的每个供应孔312。参照图5和图6，当板320和供应板310结合时，分别地，喷射孔组322_a可对应于供应孔312_a，喷射孔组322_b可对应于供应孔312_b，并且喷射孔组322_c可对应于供应孔312_c。然而，示例实施例不限于这种布置。此外，每个喷射孔组322可包括一个或多个喷射孔。例如，如图6中所示，喷射孔组322_a可各自包括3个喷射孔，喷射孔组322_b可各自包括1个喷射孔，喷射孔组322_c可各自包括1个喷射孔。从气体输入端200通过喷头300的堆叠结构提供的气体可在其穿过气体分支管220、供应管、供应孔312和喷射孔时在宽的区域上逐渐扩散。
36.图7是图6的区域c被放大的放大图。
37.参照图6和图7，形成在第一排中的喷射孔组323的数量可以是7。此外，包括在每个喷射孔组323中的子喷射孔323_1、323_2和323_3的数量可以是3。尽管图6和图7示出喷射孔组323的数量为7并且包括在每个喷射孔组323中的子喷射孔的数量为3的示例实施例，但是示例实施例不限于此。例如，每个喷射孔组323可包括不同数量的子喷射孔。特定喷射孔组323中的一个子喷射孔323_3与另一子喷射孔323_1之间的距离d1小于子喷射孔323_3和与特定喷射孔组323邻近的另一喷射孔组中的任何子喷射孔之间的距离d2。结果，喷射孔组323可被限定。
38.对于每个喷射孔，从板中心321到喷射孔组323的喷射孔的距离可不同。参照图7，l是从板中心321到喷射孔组323的每个喷射孔的距离的平均值。从板中心321到子喷射孔323_1、323_3的距离l1小于从板中心321到子喷射孔323_2的距离l2。在一些示例实施例中，l1《l《l2被建立。
39.在喷射孔组323的喷射孔之中，距板中心321的距离小于l的子喷射孔323_1、323_3的数量可大于距板中心321的距离大于l的子喷射孔323_2的数量。参照图7，位于距板中心321的距离l1处的子喷射孔323_1、323_3的数量为14，并且位于距板中心321的距离l2处的子喷射孔323_2的数量为7(14》7)。换句话说，形成在第一排中的喷射孔组323中包括的更多喷射孔可布置在相对靠近板中心321的部分中。
40.如上所述在板320上布置喷射孔的原因如下。通常，在腔室内部处理半导体晶片的工艺中，与半导体晶片的其他部分相比，气体可能无法从板320充分地供应到半导体晶片的中心部分。然而，如在本示例实施例中那样，可通过在板320的中心部分中布置相对多的喷射孔来将更多的气体供应到板320的中心部分。如上所述，通过总体上将气体更均匀地供应到半导体晶片，可改善半导体晶片的工艺均匀性。
41.图8是用于描述根据本公开的另一示例实施例的在半导体晶片处理装置中使用的板的视图。图9是图8的区域d被放大的放大图。在下文中，将主要描述与图6的板的不同之处。
42.参照图5和图8，板330可包括板中心331、紧固孔(未示出)、对准孔(未示出)和/或喷射孔组332。供应板中心311可对应于板中心331。紧固孔(未示出)可形成为使得板330可被固定到与板330的每个紧固孔(未示出)对应的供应板310。同样地，对准孔(未示出)可形成为使得板330可被精确地固定到与板330的每个对准孔(未示出)对应的供应板310。
43.板330的喷射孔组332可形成为对应于供应板310的每个供应孔312。当板330和供应板310结合时，喷射孔组332_a可对应于供应孔312_a，喷射孔组332_b可对应于供应孔312_b，并且喷射孔组332_c可对应于供应孔312_c。此外，喷射孔组332可各自包括一个或多个喷射孔。例如，如图8中所示，喷射孔组332_a可各自包括3个喷射孔，喷射孔组332_b可各自包括1个喷射孔，并且喷射孔组332_c可各自包括3个喷射孔。
44.形成在板330的第七排和第八排中的喷射孔组332可对应于供应板310的第七排和第八排中的供应孔312。
45.图9是图8的区域d被放大的放大图。
46.形成在第八排cl8中的喷射孔组333中包括的喷射孔的数量可大于形成在第七排cl7中的喷射孔组334中包括的喷射孔的数量。此外，参照图8和图9，形成在第八排中的喷射孔组333中包括的喷射孔的数量可大于形成在第二排至第六排中的其他喷射孔组中包括的
喷射孔的数量。
47.例如，参照图9，形成在第八排中的每个喷射孔组333中包括的喷射孔的数量可以是3，并且形成在第七排中的每个喷射孔组334中包括的喷射孔的数量可以是2(3》2)。此外，参照图8，除了形成在第一排、第七排和第八排中的喷射孔组之外的喷射孔组中包括的喷射孔的数量可以是1(3》2》1)。换句话说，形成在第一排中的喷射孔组中包括的喷射孔的数量可大于除了形成在第一排、第七排和第八排中的喷射孔组之外的喷射孔组中包括的喷射孔的数量。此外，除了形成在第一排中的喷射孔组之外，更远离板中心331的喷射孔组(位于更靠近板300的边缘的喷射孔组)可包括更多数量的喷射孔。然而，示例实施例不限于此，并且板330的每个喷射孔组可包括各种数量的喷射孔。
48.如上所述在板330上布置喷射孔的原因如下。通常，在腔室内处理半导体晶片的工艺中，与半导体晶片的其他部分相比，气体可能未被充分地供应到半导体晶片的边缘部分。然而，如在本示例实施例中那样，可通过在板330的中心部分和边缘部分中布置相对多的喷射孔来补充不足量的气体供应，从而改善半导体晶片的工艺均匀性。
49.图10是用于描述根据本公开的其他示例实施例的在半导体晶片处理装置中使用的板340的视图。图11是同时示出图10的板和图3的气体分支管220以便描述图10的板的构造的透视图。在下文中，将主要描述与图8的板的不同之处。
50.参照图5、图10和图11，板340可包括板中心341、紧固孔(未示出)、对准孔(未示出)和/或喷射孔组342。供应板中心311可对应于板中心341。紧固孔(未示出)可形成为使得板340可被固定到与板340的每个紧固孔(未示出)对应的供应板310。同样地，对准孔(未示出)可形成为使得板340可被精确地固定到与板340的每个对准孔(未示出)对应的供应板310。
51.板340的喷射孔组342可形成为对应于供应板310的每个供应孔312。当板340和供应板310结合时，喷射孔组342_a可对应于供应孔312_a，喷射孔组342_b可对应于供应孔312_b，并且喷射孔组342_c可对应于供应孔312_c。此外，喷射孔组342可各自包括一个或多个喷射孔。形成在供应板310的第八排中的供应孔312_c可各自对应于形成在板340的第八排中的第二喷射孔组342_c。
52.参照图11，形成在气体分支管的端部处的孔(未示出)可连接到第八排中的供应管，以将气体提供给供应孔315。此时，形成在供应板310的第八排中的供应孔可各自具有“到最靠近气体分支管的端部的两个供应孔315(它们是连接到气体分支管的端部的供应孔和与该供应孔逆时针相邻的供应孔)之间的中点”的不同距离。在图11中，s1是最靠近气体分支管的一侧的端部的供应孔315与最靠近与该端部相邻的气体分支管的另一侧的端部的供应孔315之间的距离。相比于与形成在距离s2内的供应孔317对应的喷射孔组，与“距供应板310的供应孔315中的任何一个等于或远于距离(s1)/2的供应孔316”对应的喷射孔组可包括更多的喷射孔，距离s2是比距离(s1)/2更近的距离中的任何一个。例如，与供应孔316对应的喷射孔组可包括4个喷射孔，并且与供应孔317对应的喷射孔组可包括3个喷射孔。然而，图10中示出的板340是说明性的，并且示例实施例不限于此。
53.如上所述在板340上布置喷射孔的原因如下。当气体通过气体分支管220被提供给供应板310的供应管时，远离气体分支管220和供应管所连接的孔的供应孔316可比相对靠近该孔的供应孔317具有更少的从气体分支管220接收的气体量。在一些示例实施例中，最后，气体可不均匀地喷射到半导体晶片，从而损害半导体晶片的工艺均匀性。在一些示例实
施例中，如在本示例实施例中那样，可通过在远离气体分支管的部分中布置相对更多的喷射孔来更均匀地调节喷射到半导体晶片的气体量，从而改善半导体晶片的工艺均匀性。
54.图12是用于描述根据本公开的其他示例实施例的在半导体晶片处理装置中使用的板的视图。图13是用于描述图12的板的腔室的剖视图。图14是用于描述图13的腔室的结构的结构图。在下文中，将主要描述与图10的板的不同之处。
55.参照图5和图12，板350可包括板中心351、紧固孔(未示出)、对准孔(未示出)和/或喷射孔组352。供应板中心311可对应于板中心351。紧固孔(未示出)可形成为使得板350可被固定到与板350的每个紧固孔(未示出)对应的供应板310。同样地，对准孔(未示出)可形成为使得板350可被精确地固定到与板350的每个对准孔(未示出)对应的供应板310。
56.板350的喷射孔组352可形成为对应于供应板310的每个供应孔312。当板350和供应板310结合时，喷射孔组352_a可对应于供应孔312_a，喷射孔组352_b可对应于供应孔312_b，并且喷射孔组352_c可对应于供应孔312_c。此外，喷射孔组352可各自包括一个或多个喷射孔。例如，如图12中所示，喷射孔组352_a可各自包括3个喷射孔，喷射孔组352_b可各自包括2个喷射孔，并且喷射孔组352_c可各自包括3个喷射孔。
57.参照图12和图13，包括形成在板350上的第五排和第六排中的喷射孔组的区域可被分类为区域a(a)和区域b(b)。从晶片入口110到属于区域a的任何一个喷射孔组的y方向距离t1大于从晶片入口110到板中心351的距离t。另一方面，从晶片入口110到属于区域b的任何一个喷射孔组的y方向距离t2小于从晶片入口110到板中心351的距离t。在一些示例实施例中，包括在区域b的喷射孔组中的喷射孔的数量可大于包括在区域a中的喷射孔的数量。例如，在图13中，包括在区域a的每个喷射孔组中的喷射孔的数量为1，并且包括在区域b的每个喷射孔组中的喷射孔的数量为2(1《2)。然而，示例实施例不限于此，并且包括在区域a和区域b的喷射孔组中的喷射孔的数量可被不同地改变。
58.如上所述在板350上布置喷射孔的原因如下。参照图14，由于腔室100的晶片入口110和悬臂120所占据的空间彼此不同，所以可在腔室内部发生结构非对称性。由于这种结构非对称性，气体可能无法从喷头充分地供应到半导体晶片的靠近半导体晶片入口110的部分。在一些示例实施例中，如在本示例实施例中，可通过在板350的更靠近晶片入口110的部分(图13的区域b)中布置更多的喷射孔来改善半导体晶片的工艺均匀性。
59.总结具体实施方式，本领域技术人员将理解，在实质上不脱离本发明构思的原理的情况下，可对优选示例实施例做出许多变化和修改。因此，公开的发明构思的优选示例实施例仅在一般性和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。