[发明专利]用于半导体材料处理设备的具有低颗粒表现的喷头电极和喷头电极总成

权利要求书

1.一种半导体材料处理设备的喷头电极，包括：

半导体材料构成的顶部电极，包括顶部表面、在该顶部 表面的气体入口和底部表面，该底部表面包括与该气体入口流 体连通的圆形的第一集气室和环形的第二集气室；和

半导体材料构成的底部电极，包括粘合于该顶部电极的 底部表面的顶部表面、等离子暴露底部表面和多个与该圆形的 第一集气室和环形的第二集气室流体连通的气孔。

2.根据权利要求1所述的喷头电极，其中该顶部和底部电极包括 单晶硅、多晶硅、SiC或SiN。

3.根据权利要求1所述的喷头电极，其中该顶部和底部电极每个 包括单晶硅，该底部电极的顶部表面扩散粘合于该顶部电极的 底部表面，并且在该顶部电极的底部表面和该底部电极的顶部 表面之间只是硅或氧化硅。

4.根据权利要求1所述的喷头电极，其中：

该环形的第二集气室径向向外与该圆形的第一集气室隔 开并经由多个第一径向气体通道与该圆形的第一集气室流体 连通；和

该底部电极包括与该圆形的第一集气室流体连通的第一 气孔和与该环形的第二集气室流体连通的第二气孔。

5.根据权利要求4所述的喷头电极，进一步包括：

环形的第三集气室，径向向外与该环形的第二集气室隔 开并经由多个第二径向气体通道与该环形的第二集气室流体 连通并与该圆形的第一集气室流体连通；和

该底部电极中的第三气孔，与该环形的第三集气室流体 连通；

其中该环形的第二集气室和环形的第三集气室是该顶部 电极的底部表面中的环形通道，该环形的第二集气室的容积大 于该圆形的第一集气室的容积，该环形的第三集气室的容积大 于该环形的第二集气室的容积。

6.一种用于半导体材料处理设备的喷头电极总成，包括：

顶板，其包括底部表面、适于与工艺气体源部分和加热 气体源部分流体连通的第一气体通道和适于与热传递气体源 部分流体连通的第二气体通道；以及

柔性悬于该顶板的半导体材料构成的喷头电极，该喷头 电极包括气体入口和顶部表面，该顶部表面与所述顶板的底部 表面之间形成间隙，该间隙将该顶部表面与该顶板的底部表面 分开，并且该间隙与该第二气体通道而不是该第一气体通道流 体连通；等离子暴露底部表面，其包括气孔、气体歧管，该歧 管与该第一气体通道和该气孔而不是该第二气体通道流体连 通。

7.根据权利要求6所述的喷头电极总成，进一步包括位于该顶板 的底部表面和该喷头电极的顶部表面之间的至少两个径向隔 开的密封件，其中该顶板的底部表面，该喷头电极的顶部表面 和该密封件限定该间隙，其与该第一气体通道和该气体入口隔 开流动。

8.根据权利要求6所述的喷头电极总成，其中，该间隙具有径向 贯穿整个间隙的25μm至150μm的恒定高度。

9.根据权利要求8所述的喷头电极总成，进一步包括至少三个位 于该间隙中的辊子，其中在该喷头电极总成的热膨胀过程中， 该辊子保持该间隙恒定的高度并最小化与该顶板的底部表面 和该喷头电极的顶部表面的摩擦接触。

10.根据权利要求6所述的喷头电极总成，其中该喷头电极通过至 少两个支撑托架柔性悬于该顶板，该托架可径向弯曲以容纳该 喷头电极总成的热膨胀和/或收缩。

11.根据权利要求10所述的喷头电极总成，其中该支撑托架包括 至少一个等离子暴露表面和该等离子暴露表面上的涂层，该涂 层包括耐腐蚀和磨损以及污染中性材料。

12.根据权利要求6所述的喷头电极总成，其中该喷头电极包括粘 合于底部电极的顶部电极。

13.根据权利要求12所述的喷头电极总成，其中该顶部电极和底 部电极彼此扩散粘合，并且基本上由硅组成。

14.根据权利要求12所述的喷头电极总成，其中该顶部电极和底 部电极彼此扩散粘合，并且基本上由硅和氧化硅组成。