[发明专利]卡紧的整体喷头电极

权利要求书

1.一种在等离子反应室中使用的喷头电极，包括：

由该喷头电极的上面和下面限定的中心部分和边缘部分，该上面包括延伸跨过该中心部分并跨过该边缘部分一段的平面，该上面包括该平面外面的环形凹处，该下面由延伸跨过该中心部分的平的内表面和延伸跨过该边缘部分的台阶状外表面限定，该台阶状外表面包括形成该喷头电极的厚度增加的区域的环形平面；

该电极的中心部分中的多个气体出口，通过该出口可将工艺气体传送到该喷头电极和下部电极之间的间隙，晶片支撑在该下部电极上；

多个在该环形凹处中周向隔开的腔室，该腔室构造为容纳适于将该喷头电极卡紧于衬板的凸轮锁。

2.根据权利要求1所述的电极，进一步包括该上面中的定位销孔，该定位销孔构造为对齐延伸进入该衬板的定位销。

3.根据权利要求1所述的电极，进一步包括该台阶状外表面中的气体孔的受限图案，适于结合压强计单元以提供该室中的真空压强测量值。

4.根据权利要求1所述的电极，其中该喷头电极的上面包括在其外缘的环形突出物，该突出物构造为支撑保护环从而该保护环的外表面与该喷头电极的外表面齐平。

5.根据权利要求1所述的电极，其中该喷头电极直径超过12英寸，该环形凹处深度小于0.25英寸、宽度至少0.5英寸，该腔室直径至少0.5英寸、深度至少0.3英寸，该台阶状表面从该内部平面延伸至少0.15英寸，该环形平面宽度至少1.5英寸。

6.根据权利要求1所述的电极，其中该台阶状表面包括内部和外部倾斜表面，该内部倾斜表面在该内部平面和该环形平面之间延伸，该外部倾斜表面在该环形平面和该喷头电极的外缘之间延伸，该外部倾斜表面与该环形平面的平面形成小于30度的角度，该内部倾斜表面与该环形平面的平面形成大于30度的角度。

7.一种电极总成包括：

根据权利要求1所述的喷头电极；

衬板，包括与该喷头电极中腔室对齐的轴向延伸孔以及与该轴向延伸孔连通的径向延伸孔；

可转动的凸轮轴，安装在该径向延伸孔中；

锁紧销，位于该喷头电极的腔室中，该锁紧销包括在其自由端的增大的头部，该凸轮轴包括适于啮合和锁紧该锁紧销头部以便以机械方式将该喷头电极卡紧于该衬板的切口。

8.根据权利要求7所述的电极总成，其中该锁紧销的底部位于插口中，该插口包括在其外表面上的螺纹，该螺纹与该腔室的内表面上的螺纹啮合，该插口包括啮合该喷头电极的上面的法兰，该衬板中的轴向延伸孔包括宽部和窄部，该宽部容纳该法兰以及该窄部容纳该锁紧销。

9.根据权利要求8所述的电极总成，其中该锁紧销可在该插口中轴向和横向移动以适应该衬板和该喷头电极不同的膨胀率。

10.根据权利要求7所述的电极总成，其中该喷头电极是由多晶硅、单晶硅、碳化硅、铝、阳极氧化的铝或涂覆氧化钇的铝形成的板，该衬板是铝板。

11.根据权利要求7所述的电极总成，其中该衬板没有热控制冷却液通道和加热元件。

12.根据权利要求7所述的电极总成，进一步包括连接于该衬板的热控制板，该热控制板在其下表面具有环形突出部，形成与该衬板中气体通道连通的集气室。

13.根据权利要求7所述的电极总成，进一步包括该衬板和该喷头电极之间的气体密封件，该气体密封件位于该气体通道的外面。

14.一种在等离子室中处理半导体衬底的方法，所述方法包括如下步骤：

将该半导体衬底支撑在该室中的下部电极上；

将工艺气体提供到该室；

邻近上部电极的暴露表面形成等离子；和

利用该等离子处理该半导体衬底；

其中该上部电极包括根据权利要求1所述的喷头电极。

15.根据权利要求14所述的方法，其中该喷头电极的温度通过该室的温度受控顶壁、热控制板和衬板控制，该热控制板包括环形突出部，其在该热控制板和该衬板之间形成集气室，该集气室与该衬板中的气体通道流体连通，该气体通道对齐该喷头电极中的气体通道，该衬板提供该喷头电极和该热控制板之间的热路径。

16.根据权利要求14所述的方法，其中该半导体衬底包括半导体晶片，该处理步骤包括利用该等离子蚀刻该半导体晶片。