專利名稱：用于改良的電極板的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在等離子體處理系統(tǒng)中利用電極板的方法和設(shè)備，更具體而言，涉及便于改良等離子體處理系統(tǒng)的維護(hù)的電極板組件。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工業(yè)中制造集成電路(IC)，一般采用等離子體在從襯底去除材料和將材料沉積到襯底所需要的真空處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并輔助實(shí)現(xiàn)表面化學(xué)處理。通常，通過將電子加熱到足以維持與所供應(yīng)的處理氣體電離碰撞的能量而在處于真空條件下的處理系統(tǒng)內(nèi)形成等離子體。而且，被加熱的電子可以具有足以維持離解碰撞的能量，并因此選擇預(yù)定條件(例如，室壓、氣體流率等)下的特定的一組氣體，以產(chǎn)生適于在系統(tǒng)內(nèi)正在進(jìn)行的具體處理(例如，從襯底移除材料的刻蝕處理或?qū)⒉牧显黾拥揭r底的沉積處理)的帶電物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的群。
雖然帶電物質(zhì)(離子等)和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的群的形成是為在襯底表面處實(shí)現(xiàn)等離子體處理系統(tǒng)的功能(例如，材料刻蝕、材料沉積等)所需的，但是在處理室的內(nèi)部上的其他部件表面也暴露于物理和化學(xué)活性的等離子體，并在當(dāng)時(shí)可以被腐蝕。在處理系統(tǒng)中暴露部件的腐蝕可以導(dǎo)致等離子體處理性能的逐漸劣化并最終導(dǎo)致系統(tǒng)的完全失效。
因此，為了最小化由于暴露于處理等離子體而承受的損害，諸如由硅、石英、氧化鋁、碳、或碳化硅制造的部件之類的可消耗或可更換的部件可以插入在處理室中，以保護(hù)在頻繁更換時(shí)帶來更高成本和/或使處理發(fā)生改變的更有價(jià)值的部件的表面。此外，所期望的是所選擇的表面材料，其能夠使不需要的污物、雜質(zhì)等被引入到處理用等離子體以及可能被引入到形成在襯底上的器件的情形降低到最小程度。這些可消耗或可更換部件經(jīng)常被認(rèn)為是處理配套用具的一部分，其在系統(tǒng)清潔期間經(jīng)常被維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
描述了用于在等離子體處理系統(tǒng)中利用電極板的方法和裝置。
根據(jù)一個(gè)方面，一種電極板組件，用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間，所述電極板組件包括構(gòu)造為結(jié)合到所述等離子體處理系統(tǒng)的電極，所述電極包括固定地結(jié)合到所述電極的三個(gè)或更多安裝螺釘。電極板包括多個(gè)氣體噴射孔和三個(gè)或更多安裝孔，所述三個(gè)或更多安裝孔構(gòu)造為對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合到所述安裝螺釘以將所述電極板結(jié)合到所述電極。多個(gè)氣體噴射裝置結(jié)合到所述多個(gè)氣體噴射孔，其中所述處理氣體經(jīng)過所述多個(gè)氣體噴射裝置進(jìn)入所述處理空間中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種一次性的電極板，用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間，所述電極板包括多個(gè)氣體噴射孔和三個(gè)或更多安裝孔，其中所述電極板構(gòu)造為通過將所述三個(gè)或更多安裝孔與固定地裝到電極的安裝螺釘對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合，而與所述電極結(jié)合。多個(gè)氣體噴射裝置結(jié)合到所述多個(gè)氣體噴射孔，其中所述處理氣體經(jīng)過所述多個(gè)氣體噴射裝置進(jìn)入所述處理空間中。
此外，一種更換電極板的方法，所述電極板用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間，所述方法包括從所述等離子體處理系統(tǒng)取下第一電極板，和將第二電極板安裝在所述等離子體處理系統(tǒng)中。所述第一電極板和所述第二電極板每個(gè)都包括構(gòu)造為容納氣體噴射裝置的多個(gè)氣體噴射孔和三個(gè)或更多安裝孔，其中所述第一電極板和所述第二電極板的每個(gè)都構(gòu)造為通過將所述三個(gè)或更多安裝孔與固定地裝到所述等離子體處理系統(tǒng)中的電極的三個(gè)或更多安裝螺釘對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合，而與所述電極結(jié)合。


附圖中圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的等離子體處理系統(tǒng)的示意框圖；圖2表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極板的平面圖；圖3表示了圖2所示的電極板的剖視圖；圖4表示了圖2所示的電極板中氣體噴射孔的放大剖視圖；圖5表示了結(jié)合到圖2所示的電極板的安裝孔的放大視圖；圖6表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極的平面圖；圖7表示了圖6所示的電極的剖視圖；圖8A圖示了結(jié)合到圖6所示的電極的第一密封裝置的剖視圖；圖8B圖示了結(jié)合到圖6所示的電極的第二密封裝置的剖視圖；圖9圖示了結(jié)合到圖6所示的電極的電接觸裝置的剖視圖；圖10表示了構(gòu)造為結(jié)合到圖2所示的電極板的氣體噴射裝置的平面圖；圖11表示了構(gòu)造為結(jié)合到圖2所示的電極板的氣體噴射裝置的剖視圖；圖12A至12D表示了構(gòu)造為結(jié)合到圖2所示的電極板的可選氣體噴射裝置；圖13表示了構(gòu)造為結(jié)合到圖6所示的電極的安裝螺釘?shù)膫?cè)視圖；圖14表示了圖13所示的安裝螺釘?shù)母┮晥D；且圖15表示了更換電極板的方法，所述電極板用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間。
具體實(shí)施例方式
在等離子體處理中，電極板可以例如構(gòu)造為安裝在處理室的上表面上，并被采用用于將處理氣體分配到處理室中的處理空間。對(duì)于傳統(tǒng)的等離子體處理系統(tǒng)，電極板電結(jié)合到接地電勢(shì)，并設(shè)計(jì)為具有多個(gè)氣體噴射口的噴頭構(gòu)造，用于在襯底上方均勻分布處理氣體。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1中描述的等離子體處理系統(tǒng)包括等離子體處理室10、上組件20、電極板組件24、用于支撐襯底35的襯底座30、和結(jié)合到真空泵(未示出)的用于在等離子體處理室10中提供減壓氣氛11的泵吸管道40。等離子體處理室10有助于在處理空間12中于襯底35附近形成處理用等離子體。等離子體處理系統(tǒng)1可以構(gòu)造為處理任何尺寸的襯底，例如200mm襯底、300毫米襯底、或更大的襯底。
在圖示實(shí)施例中，電極板組件24包括構(gòu)造為結(jié)合到氣體噴射組件的電極板26和電極28，和/或上電極阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。電極板組件24可以結(jié)合到RF源。在另一個(gè)可選實(shí)施例中，電極板組件24維持在與等離子體處理室10相同的電勢(shì)上。例如，等離子體處理室10、上組件20、和電極板組件24可以電連接到接地電勢(shì)。
等離子體處理室10還可以包括結(jié)合到沉積護(hù)罩14的光學(xué)觀察口16。光學(xué)觀察口16可以包括結(jié)合到光學(xué)窗沉積護(hù)罩18的光學(xué)窗17，且光學(xué)窗凸緣19可以構(gòu)造為將光學(xué)窗17結(jié)合到光學(xué)窗沉積護(hù)罩18。諸如O環(huán)之類的密封構(gòu)件可以設(shè)置在光學(xué)窗凸緣19與光學(xué)窗17之間、光學(xué)窗17與光學(xué)窗沉積護(hù)罩18之間、以及光學(xué)窗沉積護(hù)罩18與等離子體處理室10之間。光學(xué)觀察口16可以允許對(duì)來自在處理空間12的處理等離子體的光學(xué)發(fā)射的監(jiān)視。
襯底座30還可以包括由波紋管52包圍著的豎直平移設(shè)備50。波紋管52結(jié)合到襯底座30和等離子體處理室10，并構(gòu)造為將豎直平移設(shè)備50與等離子體處理室10中的減壓大氣11密封開。此外，波紋管護(hù)罩54可以結(jié)合到襯底座30并構(gòu)造為保護(hù)波紋管52不受處理等離子體的影響。襯底座30還可以結(jié)合到會(huì)聚環(huán)60和護(hù)罩環(huán)62中的至少一個(gè)。此外，導(dǎo)流板64可以繞襯底座30的外周延伸。
襯底35可以通過槽閥(未示出)和室送給通道(未示出)經(jīng)由自動(dòng)機(jī)械襯底傳送系統(tǒng)被傳送出入等離子體處理室10，在自動(dòng)機(jī)械襯底傳送系統(tǒng)處，襯底35由容納在襯底座30內(nèi)的提升銷(未示出)接收并由容納在自動(dòng)機(jī)械襯底傳送系統(tǒng)中的設(shè)備機(jī)械地傳送。一旦襯底35從襯底傳送系統(tǒng)被接收，就被降低到襯底座30的上表面。
襯底35可以經(jīng)由靜電夾緊系統(tǒng)裝到襯底座30。此外，襯底座30還可以包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括再循環(huán)冷卻劑流，再循環(huán)冷卻劑流能夠從襯底座30接收熱并將熱傳遞到熱交換器系統(tǒng)(未示出)，或在加熱時(shí)傳遞來自熱交換器的熱。而且，氣體可以經(jīng)由背側(cè)氣體系統(tǒng)遞送到襯底35的背側(cè)以提高襯底35與襯底座30之間的氣體間隙熱傳導(dǎo)性。當(dāng)需要在升高或降低的溫度上對(duì)襯底的溫度進(jìn)行控制時(shí)，可以利用這樣的系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，可以包括諸如電阻性加熱元件之類的加熱元件，或熱電加熱器/冷卻器。
在圖1所示的實(shí)施例中，襯底座30可以包括電極，RF功率可以通過該電極結(jié)合到處理空間12中的處理等離子體中。例如，經(jīng)由從RF產(chǎn)生器通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(未示出)到襯底夾持座30的RF功率的傳輸，襯底座30可以電偏壓在RF電壓上。RF偏壓可以用于加熱電子以形成并維持等離子體。在此構(gòu)造中，系統(tǒng)可以作為反應(yīng)離子刻蝕(RIE)反應(yīng)器運(yùn)行，其中處理室和上氣體噴射電極充當(dāng)接地表面。通常用于RF偏壓的頻率可以在從約1MHz到約100MHz的范圍內(nèi)，或可以是約13.56MHz。用于等離子體處理的RF系統(tǒng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。
可選地，可以使用平行板、電容耦合等離子體(CCP)源、電感耦合等離子體(ICP)源以及它們的任何組合，并且可以使用或不使用磁體系統(tǒng)，來形成處理空間12中的處理等離子體。可選地，可以使用電子回旋共振(ECR)來形成處理空間12中的處理等離子體。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過發(fā)射螺旋波(Helicon wave)來形成處理空間12中的處理等離子體。在另一實(shí)施例中，由傳播表面波來形成處理空間12中的處理等離子體。
現(xiàn)在參考本發(fā)明的說明性實(shí)施例，電極板組件24包括在圖2(俯視圖)和圖3(剖視圖)所示的電極板26。電極板26構(gòu)造為結(jié)合到圖6(俯視圖)和圖7(剖視圖)所示的電極28。電極板26包括第一表面82、第二表面84、和周緣88，第一表面82具有用于將電極板26結(jié)合到電極28的結(jié)合表面83，第二表面84包括構(gòu)造為面對(duì)等離子體處理室10(參見圖1)中的處理等離子體的等離子體表面85。如圖3所示，周緣88還可以包括例如倒角緣89。
繼續(xù)參考圖2和圖3，并如圖10和圖11所示，電極板26還包括在第一表面82與第二表面84之間延伸的一個(gè)或多個(gè)氣孔100，其中每個(gè)氣體噴射孔100(見圖4)構(gòu)造為容納如圖10和11所示的可更換的氣體噴射裝置110。每個(gè)氣體噴射孔100包括插頭容納區(qū)域102、接于插頭容納區(qū)域102的臺(tái)肩定位區(qū)域104、和接于臺(tái)肩定位區(qū)域104的頂端容納區(qū)域106?，F(xiàn)在參考圖10和圖11，每個(gè)可更換的氣體噴射裝置110包括插頭區(qū)域112、接于插頭區(qū)域112的臺(tái)肩區(qū)域114、和接于臺(tái)肩區(qū)域114的頂端區(qū)域116，其中每個(gè)氣體噴射裝置110構(gòu)造為插入到每個(gè)氣體噴射孔100中，使得插頭容納區(qū)域102容納插頭區(qū)域112，頂端容納區(qū)域106容納頂端區(qū)域116，臺(tái)肩定位區(qū)域104使氣體噴射裝置110的臺(tái)肩區(qū)域114定位。
仍然參考圖10和圖11，每個(gè)氣體噴射裝置110包括氣體噴射口120，其具有用于接收處理氣體的入口區(qū)域122和用于將處理氣體聯(lián)到等離子體處理室10的出口區(qū)域124，出口區(qū)域124包括與等離子體表面85毗鄰的噴射表面126。處理氣體可以例如包括諸如氬、CF4和O2，或者氬、C4F8和O2之類的氣體混合物來用于氧化刻蝕的場(chǎng)合，或者包括例如O2/CO/Ar/C4F8、O2/Ar/C4F8、O2/CO/Ar/C5F8、O2/CO/Ar/C4F6、O2/Ar/C4F6、N2/H2、N2/O2等化學(xué)組合。
形成在電極板26內(nèi)的氣體噴射孔100的數(shù)量可以在從約1到約10,000的范圍內(nèi)?？蛇x地，氣體噴射孔100的數(shù)量可以在從約50到約500的范圍內(nèi)；或氣體噴射孔100的數(shù)量可以是至少約100。此外，氣體噴射口120的直徑可以在從約0.1到約20mm的范圍內(nèi)?？蛇x地，該直徑可以在從約0.5到約5mm或者從約0.5到約2mm的范圍內(nèi)。此外，氣體噴射口120的長(zhǎng)度可以在從約0.5到約20mm的范圍內(nèi)。可選地，其長(zhǎng)度可以在從約2到約15mm或者從約3到約12mm的范圍內(nèi)。
如上所述，氣體噴射口的直徑和長(zhǎng)度可以改變。例如，圖12A所表示的氣體噴射裝置，相對(duì)于圖10所示的氣體噴射裝置，具有更短長(zhǎng)度的氣體噴射口，圖12B所表示的氣體噴射裝置，相對(duì)于圖10所示的氣體噴射裝置，具有更大直徑的氣體噴射口。可選地，氣體噴射口可以包括諸如圖12C所示的錐形發(fā)散噴嘴之類的發(fā)散噴嘴，或者如圖12D所示的長(zhǎng)度最小或理想的噴嘴；后者對(duì)于壓縮氣體動(dòng)力學(xué)中噴嘴設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員是可理解的?？蛇x地，氣體噴射口可包括諸如錐形收斂噴嘴之類的收斂噴嘴。
此外，將氣體噴射裝置110插入電極板26的氣體噴射孔100中的方式，可以是有利于小孔直徑、小孔長(zhǎng)度和小孔形狀中至少一項(xiàng)在電極板26的等離子體表面85上的分布的方式。例如，為了相對(duì)于處理氣體到處理空間12的邊緣的流動(dòng)增加處理氣體到處理空間12的中心的流動(dòng)，可以朝向電極板26的中心分布具有直徑增大或長(zhǎng)度縮短中至少一種情況的氣體噴射裝置110。可選地，為了相對(duì)于處理氣體到處理空間12的邊緣的流動(dòng)減少處理氣體到處理空間12的中心的流動(dòng)，可以朝向電極板26的中心分布具有直徑減小或長(zhǎng)度延長(zhǎng)中至少一種情況的氣體噴射裝置110。
仍然參考圖2和圖3，電極板26還包括可以便于將電極板26結(jié)合到電極28的三個(gè)或更多附裝裝置140。如圖5所示，每個(gè)附裝裝置140包括凹槽142和槽唇144，為了在電極板26的旋轉(zhuǎn)時(shí)保持安裝螺釘，槽唇144在每個(gè)凹槽142的頂部的一部分之上延伸。由于槽唇144僅在凹槽142的一部分之上延伸，所以設(shè)置了插入開口146，用于將附裝螺釘結(jié)合到凹槽142。
電極板26可以由鋁、帶涂層的鋁、硅、石英、碳化硅、氮化硅、碳、氧化鋁、藍(lán)寶石、特氟綸、和聚酰亞胺中的至少一種制成。電極板26可以例如使用機(jī)械加工、激光切割、磨削、和拋光中的至少一種來制造。
對(duì)于帶涂層的鋁，當(dāng)電極板26暴露于諸如等離子體之類的苛刻處理環(huán)境時(shí)，該涂層可以便于提供抗腐蝕表面。在制造期間，提供涂層可以包括在一個(gè)或多個(gè)表面上進(jìn)行表面陽極電鍍、在一個(gè)或多個(gè)表面上進(jìn)行噴涂、或使使一個(gè)或多個(gè)表面進(jìn)行等離子體電解氧化中的至少一種。該涂層可以包括元素周期表第III列的元素和稀土元素中的至少一種。該涂層可以包括Al2O3、氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3中的至少一種。陽極電鍍鋁部件和涂敷噴涂涂層的方法對(duì)表面材料處理領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。
可以使用上述技術(shù)中的任何一種涂覆電極板26上的全部表面。在另一個(gè)示例中，可以使用上述技術(shù)中的任何一種來涂覆電極板26上的除了如圖2所示的第二表面上的接觸區(qū)域83(交叉線陰影區(qū)域)之外的全部表面。在將涂層施加到電極板26的表面之前，可以遮擋接觸區(qū)域83以防止在其上面形成涂層?？蛇x地，在將涂層施加到電極板26的表面之后，可以對(duì)接觸區(qū)域83機(jī)械加工以除去形成在其上的涂層。
此外，每個(gè)氣體噴射裝置110可以由鋁、帶涂層的鋁、硅、石英、碳化硅、氮化硅、碳、氧化鋁、藍(lán)寶石、特氟綸、和聚酰亞胺中的至少一種制成。對(duì)于帶涂層的鋁，當(dāng)電極板26暴露于諸如等離子體之類的苛刻處理環(huán)境時(shí)，該涂層可以便于提供抗腐蝕表面。在制造期間，提供涂層可以包括在一個(gè)或多個(gè)表面上進(jìn)行表面陽極電鍍、在一個(gè)或多個(gè)表面上進(jìn)行噴涂、或使一個(gè)或多個(gè)表面進(jìn)行等離子體電解氧化中的至少一種。該涂層可以包括元素周期表第III列的元素和稀土元素中的至少一種。該涂層可以包括Al2O3、氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3中的至少一種。陽極電鍍鋁部件和涂敷噴涂涂層的方法對(duì)表面材料處理領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。每個(gè)氣體噴射裝置110可以使用例如機(jī)械加工、激光切割、磨削、和拋光中的至少一種來制造。
現(xiàn)在參考圖6和圖7，分別示出了電極28的俯視圖和電極28的剖視圖。電極28包括后表面182、前表面184和外徑向邊緣190。后表面182具有用于將電極28結(jié)合到上組件20的結(jié)合表面182A，前表面184包括構(gòu)造為與電極板26結(jié)合的第一匹配表面185和構(gòu)造為將電極28與處理室10結(jié)合的第二匹配表面195。繼續(xù)參考圖6和圖7，電極28還包括在增壓表面182B與前表面184之間延伸的一個(gè)或多個(gè)氣體噴射匹配孔200，其中每個(gè)氣體噴射匹配孔200構(gòu)造為當(dāng)電極板26結(jié)合到電極28時(shí)與每個(gè)氣體噴射孔100對(duì)準(zhǔn)。充氣表面182B可以從接觸表面182A凹入以形成增壓室。
此外，參考圖13、圖14、和圖6，電極28包括便于將電極板26結(jié)合到電極28的三個(gè)或更多連接部件。每個(gè)連接部件包括如圖13(側(cè)視圖)和圖14(俯視圖)所示的安裝螺釘240，其構(gòu)造為結(jié)合到電極28上的安裝孔242。每個(gè)安裝螺釘240可以包括具有用于在安裝孔242中調(diào)節(jié)安裝螺釘240的工具匹配部分的頭部區(qū)域244、接于頭部區(qū)域244的桿區(qū)域246和接于桿區(qū)域246的螺紋端248。為了容納安裝螺釘240的螺紋端248，每個(gè)安裝孔242可以包括帶螺紋的區(qū)域。為了緊固每個(gè)安裝螺釘240，并保持頭部區(qū)域244相對(duì)于電極28的前表面184的位置，每個(gè)安裝孔242可以可選地包括鎖止螺旋線(locking heicoil)。每個(gè)安裝螺釘240在每個(gè)安裝孔242中的初始調(diào)節(jié)可以確定電極板26結(jié)合到電極28的程度。一旦三個(gè)或更多安裝螺釘240結(jié)合到電極28，電極28就被設(shè)置成通過將每個(gè)安裝螺釘240的每個(gè)頭部區(qū)域244與電極板26上的每個(gè)凹槽142的插入開口146對(duì)準(zhǔn)，并如圖2所示逆時(shí)針(或可選地，順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)電極板26直到每個(gè)凹槽142的槽唇144使每個(gè)安裝螺釘240的頭部區(qū)域244定位，來接收電極板26。
電極28可以由鋁、帶涂層的鋁、硅、石英、碳化硅、氮化硅、碳、氧化鋁、藍(lán)寶石、特氟綸、和聚酰亞胺中的至少一種制成。電極28可以使用機(jī)械加工、激光切割、磨削、和拋光中的至少一種來制造。
對(duì)于帶涂層的鋁，當(dāng)電極板26暴露于諸如等離子體之類的苛刻處理環(huán)境時(shí)，該涂層可以便于提供抗腐蝕表面。在制造期間，提供涂層可以包括在一個(gè)或多個(gè)表面上進(jìn)行表面陽極電鍍、在一個(gè)或多個(gè)表面上進(jìn)行噴涂、或使一個(gè)或多個(gè)表面進(jìn)行等離子體電解氧化中的至少一種。噴涂涂層可以包括Al2O3、氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3中的至少一種。該涂層可以包括元素周期表第III列的元素和稀土元素中的至少一種。陽極電鍍鋁部件和涂敷噴涂涂層的方法對(duì)表面材料處理領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。
可以使用上述技術(shù)中的任何一種涂覆電極28上的全部表面。在另一個(gè)示例中，可以使用上述技術(shù)中的任何一種涂覆電極28上的除了如圖6所示的后表面182上的接觸區(qū)域183(交叉線陰影區(qū)域)之外的全部表面。在將涂層施加到電極28的表面之前，可以遮擋接觸區(qū)域183以防止在其上面形成涂層。可選地，在將涂層施加到電極28的表面之后，可以對(duì)接觸區(qū)域183機(jī)械加工以除去形成在其上的涂層。
為了在電極28與上組件20之間設(shè)置真空密封，如圖8A所示，電極28還可以在后表面182上包括具有鴿尾形橫截面或矩形橫截面的第一密封槽210，其構(gòu)造為容納彈性體O環(huán)。此外，為了在電極板26與電極28之間設(shè)置真空密封，如圖8B所示，電極28還可以在前表面184上包括具有鴿尾形橫截面或矩形橫截面的第二密封槽212，其構(gòu)造為容納彈性體O環(huán)。當(dāng)電極28由帶涂層的鋁制成時(shí)，從第一密封槽210和第二密封槽212的內(nèi)部除去該涂層，或者防止該涂層形成在第一密封槽210和第二密封槽212的內(nèi)部。
此外，電極28還可以包括電接觸部分，其中該電接觸特部分包括例如圖9所示的構(gòu)造為容納諸如SpirashieldTM之類的可變形電接觸裝置的電接觸槽220。當(dāng)電極板26通過機(jī)械的方式緊固到電極28時(shí)，SpirashieldTM(具有由螺旋狀金屬鎧裝圍繞的內(nèi)部彈性芯)被壓在電接觸槽220內(nèi)，因此，改善了例如在電極板26上的接觸區(qū)域83與電極28之間的電接觸。當(dāng)電極28由帶涂層的鋁制成時(shí)，從電接觸槽220的內(nèi)部除去該涂層，或者防止該涂層形成在電接觸槽220的內(nèi)部。
此外，電極28還可以包括診斷端口230和結(jié)合到電極28的結(jié)合表面182A并構(gòu)造為將診斷端口230與上組件20密封的第三密封部分232。如圖7所示，診斷端口230可以包括入口腔234和包括內(nèi)表面238的出口通孔236。類似地，第三密封部分232可以包括例如構(gòu)造用于容納彈性體O環(huán)的鴿尾形橫截面或矩形橫截面。診斷端口230可以用于將診斷系統(tǒng)(未示出)與等離子體處理室10的處理空間12結(jié)合。例如，診斷系統(tǒng)可以包括壓力表。此外，一旦電極板26結(jié)合到電極28，電極板26上的第二出口通孔260構(gòu)造為與電極28上的出口通孔236對(duì)準(zhǔn)。
現(xiàn)在參考圖15，描述用于從與襯底之上的處理空間相鄰安裝的電極更換電極板的方法。該方法包括流程300，其以從等離子體處理系統(tǒng)取下第一電極板的步驟310開始，其中電極板包括用于容納多個(gè)氣體噴射裝置的多個(gè)氣體噴射孔，處理氣體通過氣體噴射裝置引到等離子體處理系統(tǒng)的處理空間。取下第一電極板可以包括例如將等離子體處理系統(tǒng)連通到大氣條件并打開等離子體處理室以可進(jìn)入其內(nèi)部，接著將電極板從電極拆下。將電極板與電極分開可以包括例如使電極板相對(duì)于電極轉(zhuǎn)動(dòng)，以將安裝螺釘與電極板上的凹槽脫離。
在步驟320中，通過將第二電極板結(jié)合到襯底座，將第二電極板安裝在等離子體處理系統(tǒng)中。第二電極板可以包括重新整修后的第一電極板，或其可以是新制造的具有用于容納多個(gè)氣體噴射裝置的多個(gè)氣體噴射孔的電極板。重新整修可以包括更換第一電極板的氣體噴射孔中的氣體噴射裝置。通過將每個(gè)安裝螺釘?shù)拿總€(gè)頭部區(qū)域與第二電極板上的每個(gè)凹槽的插入開口對(duì)準(zhǔn)，并如圖2所示順時(shí)針(或逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)第二電極板直到每個(gè)凹槽的槽唇使每個(gè)安裝螺釘?shù)念^部區(qū)域定位，將第二電極板結(jié)合到電極。
雖然以上僅詳細(xì)描述了此發(fā)明的某些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，在本質(zhì)上不偏離此發(fā)明的創(chuàng)新教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)情況下，能夠?qū)ι鲜鍪纠詫?shí)施例作出許多修改。因此，所有這樣的修改都將包括在此發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電極板組件，用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間，所述電極板組件包括電極，被構(gòu)造為結(jié)合到所述等離子體處理系統(tǒng)；三個(gè)或更多安裝螺釘，結(jié)合到所述電極上；電極板，其包括多個(gè)氣體噴射孔和三個(gè)或更多安裝孔，所述三個(gè)或更多安裝孔構(gòu)造為對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合到所述安裝螺釘，以將所述電極板結(jié)合到所述電極；多個(gè)氣體噴射裝置，結(jié)合到所述多個(gè)氣體噴射孔，其中所述處理氣體經(jīng)過所述多個(gè)氣體噴射裝置進(jìn)入所述處理空間中。
2.如權(quán)利要求1所述的電極板組件，其中，所述氣體噴射裝置的每個(gè)都包括氣體噴射口。
3.如權(quán)利要求2所述的電極板組件，其中，每一個(gè)所述氣體噴射口的特征由直徑、形狀和長(zhǎng)度來確定。
4.如權(quán)利要求3所述的電極板組件，其中，對(duì)于至少一個(gè)氣體噴射口來說，其所述直徑、形狀和長(zhǎng)度中的至少一個(gè)參數(shù)與另外的一個(gè)所述氣體噴射口相比是不同的。
5.如權(quán)利要求4所述的電極板組件，其中，所述不同有助于相對(duì)流向所述處理空間邊緣的處理氣體流來說，增大流向所述襯底之上所述處理空間的中心的所述處理氣體的流率。
6.如權(quán)利要求4所述的電極板組件，其中，所述不同有助于相對(duì)流向所述處理空間邊緣的處理氣體流來說，減小流向所述襯底之上所述處理空間的中心的所述處理氣體的流率。
7.如權(quán)利要求1所述的電極板組件，其中，所述電極板由鋁、帶涂層的鋁、硅、石英、碳化硅、氮化硅、碳、氧化鋁、藍(lán)寶石、聚酰亞胺和特氟綸中的至少一種制成。
8.如權(quán)利要求1所述的電極板組件，其中，所述多個(gè)氣體噴射裝置由鋁、帶涂層的鋁、硅、石英、碳化硅、氮化硅、碳、氧化鋁、藍(lán)寶石、聚酰亞胺和特氟綸中的至少一種制成。
9.如權(quán)利要求1所述的電極板組件，其中，所述電極由鋁、帶涂層的鋁、硅、石英、碳化硅、氮化硅、碳、氧化鋁、藍(lán)寶石、聚酰亞胺和特氟綸中的至少一種制成。
10.如權(quán)利要求1所述的電極板組件，其中，所述三個(gè)或更多安裝螺釘?shù)拿總€(gè)都包括頭部區(qū)域，且所述三個(gè)或更多安裝孔的每個(gè)都包括凹槽和槽唇，所述凹槽具有插入開口，所述插入開口構(gòu)造為當(dāng)所述電極板與所述電極對(duì)準(zhǔn)時(shí)使所述頭部區(qū)域經(jīng)過，且所述槽唇構(gòu)造為當(dāng)將所述電極板結(jié)合到所述電極時(shí)對(duì)所述頭部區(qū)域進(jìn)行定位。
11.如權(quán)利要求7所述的電極板組件，其中，所述電極板由所述帶涂層的鋁制成，且該涂層包括表面陽極電鍍、使用等離子體電解氧化形成的涂層和噴涂涂層中的至少一種。
12.如權(quán)利要求8所述的電極板組件，其中，所述多個(gè)氣體噴射裝置由所述帶涂層的鋁制成，且該涂層包括表面陽極電鍍、使用等離子體電解氧化形成的涂層和噴涂涂層中的至少一種。
13.如權(quán)利要求9所述的電極板組件，其中，所述電極由所述帶涂層的鋁制成，且該涂層包括表面陽極電鍍、使用等離子體電解氧化形成的涂層和噴涂涂層中的至少一種。
14.如權(quán)利要求7所述的電極板組件，其中，所述電極板由所述帶涂層的鋁制成，且該涂層包括元素周期表第III列元素和稀土元素中的至少一種。
15.如權(quán)利要求8所述的電極板組件，其中，所述多個(gè)氣體噴射裝置由所述帶涂層的鋁制成，且該涂層包括元素周期表第III列元素和稀土元素中的至少一種。
16.如權(quán)利要求9所述的電極板組件，其中，所述電極由所述帶涂層的鋁制成，且該涂層包括元素周期表第III列元素和稀土元素中的至少一種。
17.如權(quán)利要求7所述的電極板組件，其中，所述電極板由帶涂層的鋁制成，且該涂層包括Al2O3、氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一種。
18.如權(quán)利要求8所述的電極板組件，其中，所述多個(gè)氣體噴射裝置由帶涂層的鋁制成，且該涂層包括Al2O3、氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一種。
19.如權(quán)利要求9所述的電極板組件，其中，所述電極由帶涂層的鋁制成，且該涂層包括Al2O3、氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3中的至少一種。
20.一種一次性電極板，用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間，所述一次性電極板包括電極板，其包括多個(gè)氣體噴射孔和三個(gè)或更多安裝孔，其中，所述電極板構(gòu)造為通過使所述三個(gè)或更多安裝孔與裝到電極上的安裝螺釘對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合，而結(jié)合到所述電極；結(jié)合到所述多個(gè)氣體噴射孔的多個(gè)氣體噴射裝置，其中所述處理氣體經(jīng)過所述多個(gè)氣體噴射裝置進(jìn)入所述處理空間中。
21.一種更換電極板的方法，所述電極板用于將處理氣體引到等離子體處理系統(tǒng)中襯底之上的處理空間，所述方法包括從所述等離子體處理系統(tǒng)取下第一電極板；和將第二電極板安裝在所述等離子體處理系統(tǒng)中，其中，所述第一電極板和所述第二電極板每個(gè)都包括構(gòu)造為容納氣體噴射裝置的多個(gè)氣體噴射孔和三個(gè)或更多安裝孔，其中，所述第一電極板和所述第二電極板的每個(gè)都構(gòu)造為通過使所述三個(gè)或更多安裝孔與裝到所述等離子體處理系統(tǒng)中的電極的三個(gè)或更多安裝螺釘對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合，而與所述等離子體處理系統(tǒng)中的所述電極結(jié)合。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括更換所述第一電極板的所述氣體噴射孔中的所述氣體噴射裝置，來形成所述第二電極板。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述三個(gè)或更多安裝螺釘?shù)拿總€(gè)都包括頭部區(qū)域，且所述三個(gè)或更多安裝孔的每個(gè)都包括凹槽和槽唇，所述凹槽具有插入開口，所述插入開口構(gòu)造為當(dāng)所述電極板與所述電極對(duì)準(zhǔn)時(shí)使所述頭部區(qū)域經(jīng)過，且所述槽唇構(gòu)造為當(dāng)將所述電極板結(jié)合到所述電極時(shí)，對(duì)所述頭部區(qū)域進(jìn)行定位，且所述安裝的步驟包括相對(duì)于所述電極旋轉(zhuǎn)所述第二電極板。
全文摘要
電極板(26)構(gòu)造為結(jié)合到等離子體處理系統(tǒng)中的電極(28)。該電極板(26)包括構(gòu)造為容納氣體噴射裝置(110)的多個(gè)氣體噴射孔(100)。該電極板包括三個(gè)或更多安裝孔(140)，其中該電極板構(gòu)造為通過使三個(gè)或更多安裝孔與裝到電極上的三個(gè)或更多安裝螺釘對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合，而與電極結(jié)合。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1853253SQ200480026697
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者史蒂文·T·芬克, 埃里克·J·施特朗, 邁克爾·蘭蒂斯 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社