[发明专利]有源喷头

说明书

描述了一种用于等离子体反应器的有源喷头。有源喷头包括多个基板层。基板层包括至少一个致动器和传送部件。致动器和传送部件通过气体通道耦合到气体管线。有源喷头还包括位于基板层下方的电极层。电极层与致动器和传送部件两者共用开口。致动器和传送部件使得从气体管线和气体通道接收的一种或多种工艺气体能流通进入开口，而不需要传统的气箱。

技术领域

本实施方案涉及将气体注入反应器的一种有源喷头和方法。

背景技术

等离子体室用于处理基板。例如，等离子体室用于清洁晶片，或在晶片上沉积诸如氧化物之类的材料，或蚀刻晶片等。在处理基板期间，将气体供应到等离子体室。将气体供应到等离子体室的时间对于在工艺之间切换或在处理不同晶片中是重要的。

正是在这种背景下，出现了本公开中描述的实施方案。

发明内容

大多数气体输送系统适于处理通常具有大于1秒的持续时间的序列，其中大多数处理需要大于10秒的持续时间。作为气体输送系统的一部分的气箱包括流量测量和控制装置，例如压力测量装置等，以及每种气体种类的相关部件，例如质量流量控制器(MFC)、气杆组件等。MFC连接到高压气体供应源并将气流调节到给定流量设定点。气杆组件将经精确测量和控制的稳态流排出到气体混合歧管中。然后，气体混合歧管通过喷嘴或喷头将气体混合物排放到等离子体室中。替代地或附加地，使用气体分流器将气体混合物分成多个部分并将每个分开的部分排出到一个或多个区域或喷嘴中。

气体混合歧管是远离等离子体室几英尺长的管道。气体混合歧管的体积以及喷头、气箱和气体分流器的体积和流动阻力导致大的气体质量容量。这种大的气体质量容量延长了从一种气体混合物转变成等离子体室内的下一种气体混合物的时间。而且，气体混合物可能已经在气体混合歧管中反应。此外，MFC达到稳定状态是缓慢的，范围介于100毫秒和1000毫秒之间，具体取决于MFC技术和其他因素，例如气体类型。此外，气体输送系统的气体输送部件，例如气箱、气体分流器、气体混合歧管，由不锈钢合金制成，并且气体输送系统包括通过更多的微型配件连接的大量单独的原始设备制造商(OEM)部件。这有可能导致金属污染。而且，首先控制流动以产生气体混合物然后将气体混合物导入一个区域或者在有气体分流器的情况下引导到多个区域而进入等离子体室的方法是缓慢且昂贵的。此外，由于大量的气体输送部件，基板的处理是复杂的。

本公开的实施方案提供与将气体注入等离子体反应器的有源喷头以及方法相关联的系统、装置、方法和计算机程序。应当理解，本实施方案可以以多种方式实现，例如，以工艺、设备、系统、装置或计算机可读介质上的方法实现。下面描述几个实施方案。

在一些实施方案中，描述了等离子体系统。等离子体系统包括致动器控制装置、气体管线和等离子体反应器。等离子体反应器耦合到气体管线和致动器控制装置。等离子体反应器包括卡盘组件和有源喷头。有源喷头包括多个基板层。基板层包括耦合到致动器控制装置的至少一个致动器和传送部件。致动器和传送部件通过气体通道耦合到气体管线。有源喷头还包括位于基板层下方的电极层。电极层和致动器和传送部件具有通向卡盘组件和有源喷头之间的间隙的开口。致动器控制装置控制致动器和传送部件，以使得从气体管线和气体通道接收的一种或多种工艺气体能经由开口流通进入间隙。

在多种实施方案中，描述了另一种等离子体系统。另一种等离子体系统还包括致动器控制装置，气体管线和等离子体反应器。等离子体反应器连接到气体管线和致动器控制装置。等离子体反应器包括卡盘组件和有源喷头。有源喷头包括多个基板层。基板层包括耦合到致动器控制装置的致动器和传送部件。致动器和传送部件经由气体通道耦合到气体管线。有源喷头包括位于基板层下方的电极层、位于电极层下方的混合室、以及位于混合室下方并具有多个开口的喷头板。电极层与致动器和传送部件具有通向混合室的开口。致动器控制装置控制致动器和传送部件，以使得从气体管线和气体通道接收的一种或多种工艺气体能通过电极层和致动器和传送部件的开口流通进入混合室并进一步经由喷头板的多个开口流通进入间隙。