[发明专利]为延长电极寿命具有气流修改的喷头电极总成

说明书

背景技术

等离子处理设备通过包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、离子注入和抗蚀剂去除技术处理基片。一种等离子处理中使用的等离子处理设备包括反应室，包含有上部和下部电极。在该电极之间建立电场以将工艺气体激发为等离子态，从而在反应室中处理基片。 

发明内容

提供用于等离子处理设备的喷头电极总成。在一个示范性实施例中，该喷头电极总成包括具有多个第一气体通道和等离子暴露表面的电极。背衬构件贴附于该电极并具有与该第一气体通道流体连通的多个第二气体通道。一个或多个第一集气室形成在该背衬构件中并与该第二气体通道流体连通。当工艺气体流过该第一和第二气体通道，在该第一和第二气体通道产生总的压降。在该第二气体通道的该总的压降的部分大于在该第一气体通道的该总的压降的部分。 

用于等离子处理设备的喷头电极总成的另一示范性实施例包括具有等离子暴露表面和多个轴向延伸的第一气体通道的硅电极。金属背衬构件贴附于该电极并具有多个与该第一气体通道流体连通的轴向延伸第二气体通道。一个或多个第一集气室形成在该金属背衬构件中并与该第二气体通道流体连通。当工艺气体流过该第一和第二气体通道，在该第一和第二气体通道产生总的压降。在 该第二气体通道的该总的压降的部分大于在该第一气体通道的该总的压降的部分。 

用于等离子处理设备的喷头电极总成的另一示范性实施例，包括具有多个第一气体通道的第一构件，该通道具有第一部分和比该第一部分宽的第二部分。该第一构件具有等离子暴露表面，该第二部分邻近该等离子暴露表面。第二构件贴附于该第一构件的背侧，该第二构件具有多个与该第一气体通道流体连通的第二气体通道。当工艺气体流过该第一和第二气体通道，在该第一和第二部分产生总的压降。在该第二部分的该总的压降的部分大于在该第一部分的该总的压降的部分。 

附图说明

图1说明等离子处理设备喷头电极总成的一个实施例和基片支撑件的一部分的剖视图。 

图2A是图1示出的一部分喷头总成的放大视图，描述热控制板以及背衬构件和上部电极中的气体通道。 

图2B示出图2A的上部电极结构的暴露于等离子导致的受到腐蚀的气体通道。 

图3说明等离子处理设备的喷头电极总成另外实施例和基片支撑件的一部分。 

图4A是图3中示出的一部分喷头电极总成的放大视图，描述热控制板，背衬构件和上部电极中的气体通道，背衬构件和上部电极之间的集气室。 

图4B是图4A中示出的一部分喷头电极总成的俯视图，描述背衬构件和上部电极中的气体通道，背衬构件和上部电极之间的集气室。 

图5A说明该喷头电极总成的额外实施例，包括热控制板和背衬构件和上部电极中的气体通道，背衬构件和上部电极之间以及热控制板和背衬构件之间的集气室。 

图5B是图5A的喷头电极总成的俯视图，描述背衬构件和上部电极中的气体通道，背衬构件和上部电极之间以及热控制板和背衬构件之间的集气室。 

图6是图4A所示喷头电极总成的实施例的俯视图，说明背衬构件中的气体通道和集气室(虚线)相对上部电极中气体通道(实线)的布置。 

图7是图6的喷头电极总成的实施例的一部分的三维立体视图，示出上部电极(实线)，以及背衬构件的气体通道和集气室(虚线)。 

图8示出该喷头电极总成的额外实施例的一部分，描述热控制板，背衬构件和上部电极中的气体通道，该上部电极中的气体通道不同部分具有不同的截面积。 

具体实施方式

在等离子蚀刻或沉积系统运行期间，通常将固定质量流率的反应物(即，工艺气体)传送进该处理室以在该晶片表面上实现所需的蚀刻或沉积速率(例如，在该晶片表面上每分钟蚀刻或沉积若干微米薄膜)。从该气体分配系统进入该处理室的气体通过量 的局部变化会导致整个晶片表面上不均匀蚀刻。因此，能够在等离子处理期间将基本上恒定的气体通过量引入该处理室的气体分配系统对于保持均匀的蚀刻或沉积是有利的。 

等离子蚀刻条件对该处理室暴露于等离子的表面产生大量的离子轰击。这个离子轰击，与等离子化学制剂和/或蚀刻副产物结合，会对该处理室等离子暴露表面产生严重侵蚀、腐蚀和腐蚀-侵蚀。结果，通过物理和/或化学攻击(包括侵蚀，腐蚀和/或腐蚀-侵蚀)去除表面材料。这个攻击导致的问题包括缩短部件寿命、增加部件成本、颗粒污染、晶上过渡金属污染和工艺漂移。