半導体シャワーヘッド

The ガス分布プレート、しばしば「シャワーヘッド」と呼ばれ、従来のシャワーヘッドに似ている可能性がありますが、その価格は典型的なバスルームシャワーよりもかなり高い数十万に達する可能性があります。

ガス分布プレートの表面には、細かく織り込まれたニューラルネットワークに似た数百または数千の正確に配置された穴があります。この設計により、ガスの流れと噴射角を正確に制御できるようになり、ウェーハ処理領域のすべての部分がプロセスガスで均等に「浸る」ことを保証します。これにより、生産効率が向上するだけでなく、製品の品質が向上します。

ガス分布プレートは、洗浄、エッチング、堆積などの主要なプロセスに不可欠です。半導体プロセスの精度と最終製品の品質に直接影響し、さまざまなガス分布アプリケーションの重要なコンポーネントになります。

ウェーハ反応プロセス中、の表面シャワーヘッドマイクロポア（0.2〜6 mm）で密に覆われています。正確に設計されたチャネル構造とガスパスを通じて、特別なプロセスガスは、均一なガスプレート上の何千もの小さな穴を通過し、ウェーハ表面に均等に堆積する必要があります。ウェーハのさまざまな領域のフィルム層は、高い均一性と一貫性を確保する必要があります。したがって、清潔さと腐食抵抗のための非常に高い要件に加えて、ガス分布プレートには、ガス分布プレート上の小さな穴の開口部と小さな穴の内壁のバリの一貫性に関する厳格な要件があります。開口サイズの耐性と一貫性標準偏差が大きすぎる場合、または内壁にバリがある場合、堆積した膜層の厚さは異なり、機器のプロセス収量に直接影響します。

ガス分布プレートの材料は、脆性材料（単結晶シリコン、クォーツガラス、セラミックなど）である場合があり、外力の作用下で簡単に壊れます。また、マイクロポアの直径の50倍以内の超深さの穴であり、切断状況を直接観察することはできません。さらに、切断熱を送信するのは簡単ではなく、チップの除去は困難であり、チップの閉塞のためにドリルビットは簡単に壊れます。したがって、その処理と準備は非常に困難です。

さらに、プラズマアシストプロセス（PECVDやドライエッチングなど）では、電極の一部としてシャワーヘッドもRF電源を介して均一な電界を生成して、プラズマの均一な分布を促進し、エッチングまたは堆積の均一性を改善する必要があります。

半導体製造プロセスで使用されるガスは高温、高圧、または腐食性である可能性があるため、シャワーヘッドは通常、耐食性材料でできています。実際の生産では、さまざまな使用シナリオと実際の必要な精度により、ガス分布プレートは、その材料構成に従って次の2つのカテゴリに分類できます。

（1）金属ガス分布プレート

金属ガス分布プレートの材料には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル金属が含まれます。その中で最も広く使用されている金属ガス分布材料は、良好な熱伝導率と強い腐食抵抗を備えているため、アルミニウム合金です。広く利用可能で、処理が簡単です。

（2）非金属ガス分布プレート

非金属ガス分布プレートの材料には、単結晶シリコン、石英ガラス、セラミック材料が含まれます。その中で、一般的に使用されるセラミック材料は、CVD-SIC、アルミナセラミック、窒化シリコンセラミックなどです。

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