[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

说明书

背景技术

在半导体材料处理领域，使用包括真空处理室的半导体 材料处理设备，例如，用以在基片上蚀刻和化学气相沉积(CVD) 多种不同的材料，以及用以抗蚀剂剥除。这些工艺的一些在这样的 处理室中利用腐蚀性和侵蚀性的工艺气体和等离子。需要最小化该 室中基片的颗粒和/或金属污染。因此，需要这种设备的处理暴露部 件具有低颗粒表现。

发明内容

用于半导体材料处理设备的喷头电极的示范性实施方式 包括半导体材料构成的顶部电极，其包括顶部表面、在该顶部表面 的气体入口和底部表面，该底部表面包括至少一个与该气体入口流 体连通的集气室；以及半导体材料构成的底部电极，包括粘结于该 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气 孔，其延伸通过该电极与该集气室流体连通。

用于半导体材料处理设备的喷头电极总成的示范性实施 方式包括顶板，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；以及喷头电极，柔性悬于该顶板，该喷头 电极包括顶部表面，其通过与该第二通道而不是该第一通道流体连 通的间隙与该顶板的底部表面分开，等离子暴露底部表面包括气 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。

在包括喷头电极总成的等离子处理室中处理半导体基片 的方法的示范性实施方式，该喷头电极总成包括喷头电极，该方法 包括将预先加热的加热气体经由该喷头电极总成中的第一气体通 道从加热气体源部分提供至该喷头电极以加热该喷头电极；终止对 该喷头电极的加热气体供应；将工艺气体经由该第一气体通道从工 艺气体源部分提供至该喷头电极；激发该工艺气体以在该等离子处 理室中生成等离子用以等离子处理设在该等离子处理室中基片支 撑件上的基片；以及经由该喷头电极总成中的第二气体通道将热传 递气体从热传递气体源部分提供至该喷头电极总成以在生成该等 离子过程中从该喷头电极传递热量，其中该第一气体通道与该第二 气体通道隔开流动。

附图说明

图1说明等离子处理室的示范性实施方式。

图2是图1所示的喷头电极总成的顶部电极的底部平面 图。

图3是图1所示的喷头电极总成的底部电极的底部平面 图。

具体实施方式

描述了半导体材料等离子处理设备的喷头电极和喷头电 极总成，以及在包括该喷头电极总成的实施方式的等离子处理室中 处理半导体材料的方法。该喷头电极总成利用电极温度控制提供低 颗粒表现。该喷头电极总成具有模块设计。该喷头电极总成的一些 实施方式具有多区域气体喷射能力。

图1描述用于处理半导体材料基片(如具有200mm或 300mm直径的半导体晶片)的等离子处理设备的电容耦合等离子处 理室10的示范性实施方式。如所示，喷头电极总成20布置在基片支 撑件总成22上方。该喷头电极总成20包括顶板21和喷头电极24，该 基片支撑件总成22包括下部电极26。该等离子处理室10包括工艺气 体源部分，该部分具有工艺气体源28，其适于经由顶板21中的气体 通道30提供工艺气体至该喷头电极24。在等离子处理过程中，将功 率提供至该下部电极26以激活引入到该等离子处理室10中的工艺 气体并产生等离子以处理支撑在该基片支撑件总成22的表面34上 的基片32。如所示，该等离子处理室的该实施方式包括等离子限制 环总成36，其构造为将该等离子限制在该喷头电极24和基片支撑件 总成22之间形成的等离子限制区域38内。

在该实施方式中，该喷头电极24包括附着于底部电极42 的顶部电极40。该顶部电极40和底部电极42通常是圆板。该喷头电 极24通过托架46悬于该顶板21，从而该顶部电极40的顶部表面48与 该顶板21的底部表面50隔开。该托架46可紧固于该顶板21和喷头电 极24。在另一实施方式中，该托架46可紧固于该顶板21，但是不附 着于该喷头电极24，从而该喷头电极24搁在该托架46上。