專利名稱：電極夾持組件和裝配方法及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于等離子處理半導(dǎo)體晶片的設(shè)備，更具體地涉及一種電極組件，其中電極被彈性地夾持于支撐部件上。本發(fā)明還涉及裝配電極的方法和使用電極組件蝕刻晶片的方法。
干等離子蝕刻，反應(yīng)離子蝕刻和離子研磨技術(shù)都發(fā)展起來以克服那些與半導(dǎo)體晶片的化學(xué)蝕刻有關(guān)的許多局限性。尤其是，等離子蝕刻允許垂直蝕刻率比水平蝕刻率大得多以便合適地控制蝕刻圖形的最終高寬比(即最終缺口的高度與寬度之比)。事實(shí)上，等離子蝕刻可在薄片內(nèi)形成很大高寬比的很精確圖形，厚度上接近1微米。
在等離子蝕刻過程中，將大量能量輸給處于相對低壓的氣體，從而使氣體電離，結(jié)果在晶片的掩模表面上形成等離子體。通過調(diào)整被蝕刻的襯底的電位，等離子體中的帶電荷物質(zhì)可被引導(dǎo)為基本上垂直地落到晶片上，其中晶片的示掩蔽部分中的材料被蝕掉。
使用能與被蝕刻材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，能使蝕刻過程更為有效。所謂“反應(yīng)離子蝕刻”過程將等離子體的能量蝕刻效應(yīng)與氣體的化學(xué)蝕刻效應(yīng)結(jié)合起來。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多化學(xué)上活化劑能造成過度的電極損耗。
希望將等離子體均勻地分布在晶片表面上以便在晶片的整個表面上得到均勻的蝕刻率。例如，美國專利號4,595,484，4,792,378，4,820,371和4,960,488公開了用于通過電極中許多孔散布?xì)怏w的噴頭電極。這些專利一般地描述氣體彌散盤，這些盤配置一些孔以便向半導(dǎo)體晶片提供均勻流量的氣體蒸汽流。
反應(yīng)離子蝕刻系統(tǒng)一般包括一個蝕刻室，它具有放于其中的一個上電極或陽極和一個下電極或陰極。相對于陽極和容器壁而言，陰極處于負(fù)電位。被蝕刻的晶片由合適的掩模所遮蓋垂直接放于陰極上。一種例如CF4，CHF3，CClF3和SF6那樣的化學(xué)反應(yīng)氣體或它們與O2，N2，He或Ar的混合物被送入蝕刻室并保持在通常為毫乇范圍的壓力下。上電極所具有的通氣孔允許氣體通過電極均勻地彌散入蝕刻室。在陽極和陰極之間所建立的電場將反應(yīng)氣體分離而形成等離子體。晶片表面由與活性離子的化學(xué)交互作用和由轟擊晶片表面的離子所傳送的動量所蝕刻。電極所建立的電場將離子吸引到陰極，使離子在基本上垂直的方向內(nèi)轟擊表面以便此過程產(chǎn)生很好地定位的垂直地蝕刻的側(cè)壁。


圖1中示出用于單晶片蝕刻器的噴頭電極組件10。這種噴頭電極10通常和一個凸的底電極合用，在此底電極上支撐著一片8英寸晶片，位于電極10下方1至2cm處。底電極的凸形狀用于補(bǔ)償由于在晶片背面施加He氣壓所造成的晶片下凹，如果不實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，則在中心處將會產(chǎn)生較弱等離子場和較差熱傳導(dǎo)。底電極的外凸程度的范圍為35至50密耳(mil)，及通過降低加于晶片背面的He氣壓可以進(jìn)一步補(bǔ)償電極10中心下方的較弱等離子場，以增加等離子體對晶片中心的RF耦合。
硅電極10的外邊緣上表面由In焊劑冶金地焊至石墨支撐環(huán)12。電極10是一塊平盤，自其中心至邊緣都具有均勻厚度。一個鋁夾持環(huán)16將環(huán)12的外部凸緣夾持至具有水冷通道13的鋁支撐部件14上。一個由Teflon支撐環(huán)18a和環(huán)狀Vespel插入環(huán)18b組成的等離子約束環(huán)18環(huán)繞于電極10的外周邊。約束環(huán)18的目的和功能是增加反應(yīng)室壁和等離子體之間的電阻，從而將等離子體約束于上電極和下電極之間。夾持環(huán)16由十二個在邊界上等距分布的擰入支撐部件14的不銹鋼螺栓17固定至支撐部件14上，而等離子約束環(huán)18由六個在邊界上等距分布的擰入環(huán)16的螺栓19固定至夾持環(huán)16上。夾持環(huán)16的徑向地向內(nèi)伸入的凸緣與石墨支撐環(huán)12的外凸緣嚙合。因此在電極10的顯露面上不直接受到夾持壓力。
處理氣體通過支撐部件14中的中心孔20送至電極10。該氣體然后通過一塊或多塊垂直方向內(nèi)隔開的導(dǎo)流板22彌散開并通過電極10內(nèi)的氣體彌散孔(未示出)從而使處理氣體均勻地彌散入反應(yīng)室24內(nèi)。為加強(qiáng)環(huán)12與支撐部件14之間的熱傳導(dǎo)，一部分處理氣體通過氣體通道27充滿于支撐部件14中的小環(huán)狀槽內(nèi)。此外，約束環(huán)18中的氣體通道26允許氣壓在反應(yīng)室24中得到調(diào)節(jié)。為保持支撐部件14和環(huán)12之間的處理氣體處于加壓狀態(tài)下，一個第一O密封環(huán)28放置于支撐環(huán)12的徑向內(nèi)表面和支撐部件14的徑向外表面之間及一個第二O密封環(huán)29放置于環(huán)12上表面的外部和支撐部件14的下表面之間。
將硅電極10焊至支撐環(huán)12的焊接過程需要將電極加熱至焊接溫度，由于硅電極10和石墨環(huán)12熱膨脹系數(shù)不同，電極的加熱可能引起電極的彎曲或開裂。此外，來自電極10和環(huán)12間的連接點(diǎn)或來自環(huán)本身的焊接顆?；蛘舭l(fā)的焊劑雜質(zhì)會引起晶片污染。電極溫度甚至可能高至足夠?qū)⒑竸┤劢夂褪闺姌O10的一部或全部與環(huán)12脫離。而即使電極10只是部分地脫離環(huán)12，環(huán)12與電極10之間電和熱功率傳導(dǎo)的局部變化也可能導(dǎo)致電極10下面等離子密度不均勻。
本發(fā)明提供用于晶片處理的等離子反應(yīng)室的電極組件。該電極組件包括一個支撐部件，一個電極和一個夾持部件，該支撐部件的下表面面向反應(yīng)室內(nèi)待處理的晶片，該電極的下表面面向晶片，及電極外邊緣的上表面面向支撐部件的下表面。夾持部件與電極的外邊緣相接合，并提供彈性夾持力，將電極壓向支撐部件。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該電極包括一個噴頭電極及該支撐部件包括一個用于將處理氣體提供給電極上表面的氣體通道。在此情況下，可選用的方案是支撐部件可包括一個空腔和位于空腔內(nèi)的一塊或多塊導(dǎo)流板，氣體通道依靠這些導(dǎo)流板在第一壓力下將處理氣體送入支撐部件下表面與最上面的導(dǎo)流板上表面之間的空間內(nèi)。支撐部件也可包括一個氣體通道，其中的節(jié)氣閥用于在高于第一壓力的第二壓力下向位于電極上表面外面部分與支撐部件下表面之間的間隙內(nèi)送處處理氣體?？稍陔姌O和支撐部件之間的間隙而側(cè)放置一對類似O密封環(huán)那樣的密封圈以便在電極的外邊緣周圍實(shí)現(xiàn)密封。電極可包括一塊均勻或不均勻厚度的硅盤，及夾持部件可包括一個由絕緣材料制成的環(huán)，它的徑向地向內(nèi)伸入的凸緣壓在電極顯露表面的外面部分上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，夾持部件的環(huán)具有一個徑向地向內(nèi)伸入的凸緣，該凸緣與電極外邊緣接觸并將電極外邊緣壓向支撐部件下表面。夾持部件可以包括一個氣體通道，用于調(diào)節(jié)電極顯露表面鄰近區(qū)域的氣體壓力。一個類似O密封環(huán)那樣的密封圈可放置于夾持部件與支撐部件之間以便密封夾持部件中的氣體通道周圍區(qū)域。為提供彈性夾持力，夾持部件可用一種可壓縮的合成樹脂材料制成，該材料應(yīng)在等離子反應(yīng)室的等離子環(huán)境下具有穩(wěn)定性。另一可選方案是，夾持部件可由不可壓縮材料制成，而通過類似眾多由可壓縮合成樹脂材料制成的螺栓那樣的可壓縮部件固定至支撐部件上。
本發(fā)明還提供一種用于裝配等離子反應(yīng)室的噴頭電極組件的方法。該方法包括組裝一個支撐部件和一個噴頭電極的步驟，其中該支撐部件具有一條用于將處理氣體送至支撐部件下表面的氣體通道，及該噴頭電極具有一個外邊緣，從而使噴頭電極外邊緣的上表面面向支撐部件的下表面。該方法還包括將夾持部件與噴頭電極外邊緣接合及將噴頭電極固定至支撐部件上的步驟，從而由夾持部件提供一個壓向噴頭電極的彈性夾持力。
本發(fā)明還提供一種用于等離子反應(yīng)室中處理晶片的方法。該方法包括向等離子反應(yīng)室提供晶片和向裝在等離子反應(yīng)室內(nèi)的支撐部件中的氣體通道提供處理氣體的步驟，從而使處理氣體自支撐部件下表面逸出和通過噴頭電極的顯露的下表面。該方法還包括向噴頭電極提供電功率的步驟，電功率通過位于電極外邊緣上表面和支撐部件下表面之間的環(huán)狀接觸帶，從而使處理氣體形成一個與晶片上表面接觸的等離子體。該過程還包括使用夾持部件將等離子體約束在晶片上部區(qū)域內(nèi)的步驟，該夾持部件與噴頭電極的外緣接合并將噴頭電極固定至支撐部件上，該夾持部件在處理晶片期間提供一個壓向噴頭電極的彈性夾持力。
現(xiàn)參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖中圖1是用于單晶片處理的現(xiàn)有技術(shù)噴頭電極組件的側(cè)向剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的噴頭電極組件的側(cè)向剖面圖；圖3是圖2中所示噴頭電極的高壓氣體饋給的放大視圖；圖4是利用根據(jù)本發(fā)明的電極組件的等離子蝕刻室的中心和邊緣重要尺寸(CD)線數(shù)據(jù)與運(yùn)行射頻(RF)時間的關(guān)系圖；圖5是利用根據(jù)本發(fā)明的電極組件的等離子蝕刻室的二氧化硅蝕刻中的蝕刻率和均勻度與運(yùn)行的RF時間的關(guān)系圖；圖6是利用根據(jù)本發(fā)明的電極組件的等離子蝕刻室的通孔蝕刻期間光刻的蝕刻率與運(yùn)行RF時間的關(guān)系圖；圖7是利用根據(jù)本發(fā)明的電極組件的等離子蝕刻室的硅酸硼磷玻璃(BPSG)蝕刻中蝕刻率和均勻度與運(yùn)行RF時間的關(guān)系圖；以及圖8是利用根據(jù)本發(fā)明的電極組件的等離子蝕刻室的接觸蝕刻過程中光刻的蝕刻率與運(yùn)行RF時間的關(guān)系圖。
本發(fā)明的電極組件提供更為均勻的電極冷卻，改善的等離子體約束，電極的生產(chǎn)和裝配的低成本，自電極中心至外緣的更大平坦度而仍保持預(yù)定限度內(nèi)的重要尺寸(CD)線，從而克服圖1中所示現(xiàn)有技術(shù)電極組件的缺點(diǎn)。該電極組件對晶片蝕刻特別有用，也可用于淀積例如SiO2的膜層。本發(fā)明也能減少由于電極部件的熱膨脹系數(shù)不匹配而引起的電極組件中的應(yīng)力。
根據(jù)本發(fā)明的噴頭電極組件示于圖2和3中。該組件包括一個電極30，一個支撐部件32，和一個用于將電極30夾至支撐部件32上的等離子約束環(huán)34。環(huán)34通過十二個沿圓周隔開分布的螺栓35固定至支撐部件32上，這些螺栓35擰入支撐部件32。因此，本發(fā)明不需要將電極30焊接至石墨支撐環(huán)上，因?yàn)檫@一焊接會導(dǎo)致圖1中所示裝置中所有的以前討論過的不同缺點(diǎn)。就等離子約束而言，與圖1中環(huán)18相比較，環(huán)34增長了通至圍繞電極外圍的接地點(diǎn)的路徑，從而提供較好的等離子約束。
支撐部件32具有氣體通道36，用于向支撐部件的下表面提供處理氣體(例如，用于蝕刻晶片上的氧化硅或其它材料層的合適的等離子蝕刻氣體)。處理氣體然后通過電極30分布在被處理的晶片上。支撐部件32也設(shè)計為帶有下部凹槽38，供三個隔開的噴頭導(dǎo)流板40插入。處理氣體通過氣體通道36和通過導(dǎo)流板40送至電極30。支撐部件32還帶有徑向內(nèi)部下表面32a，用于與電極30接合，還帶有徑向外部下表面32b，用于與約束環(huán)34緊密接觸。支撐部件32的下表面32a與電極30上表面接觸并向電極30提供電功率。
支撐部件32包括在上邊緣徑向地向外伸出的凸緣46，用于將電極組件固定至等離子反應(yīng)室內(nèi)部，類似于單晶片等離子蝕刻中所用類型。在組裝條件下，支撐部件32的上表面中的同心冷卻通道52提供電極組件的水冷卻。
電極30最好由導(dǎo)電材料組成，例如平面硅(例如單晶硅)，石墨或碳化硅電極盤，自中心至外邊緣具有均勻厚度。然而，根據(jù)本發(fā)明的電報組件也能使用厚度不均勻，用不同材料組成和/或沒有處理氣體彌散孔的電極。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極是一個帶有眾多隔開的氣體排放通道(未示出)的噴頭電極，氣體排放通道的尺寸和分布適合于供應(yīng)由電極所激勵的處理氣體并在電極下面的反應(yīng)室內(nèi)形成等離子體。
等離子約束環(huán)34具有徑向地向內(nèi)伸進(jìn)的凸緣50，其上表面提供一個壓向電極30的顯露表面外部的彈性夾持力。約束環(huán)34最好由絕緣材料制成，例如隔熱的熱固塑料(例如由Dupont制成的Vespel)，它在等離子環(huán)境中是穩(wěn)定的。然而，其它材料例如由氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氮化硅、碳化硅等組成的瓷材料或由絕緣材料涂覆的金屬可用于環(huán)34。
等離子約束環(huán)34最好如此方式固定至支撐部件32上以便將電極30彈性地夾持于環(huán)34與支撐部件32之間。例如，如環(huán)34由Vespel制成，則螺栓35可在室溫下擰緊足夠量以便彈性地壓緊環(huán)34。在處理晶片時，環(huán)34、電極30和支撐部件32熱起來并可能承受不同程度的熱膨脹。然而，由于環(huán)34是被彈性地壓縮的，在處理晶片時，在這些部件所經(jīng)受的整個溫度變化周期內(nèi)，環(huán)34一直提供彈性夾持力將電極30壓在支撐部件32上。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，環(huán)34和螺栓35由例如Vespel那樣的彈性可變形的材料制成。然而，如果螺栓35由彈性可變形材料制成，則環(huán)34可為非彈性材料，或者反之亦然。在此安排下，環(huán)34和螺栓35的彈性變形在這些部件中存儲能量并在電極30、支撐部件32、約束環(huán)34和螺栓35進(jìn)行熱膨脹和收縮時允許環(huán)34維持足夠的夾持力。使用相對軟的、可壓縮的材料制作環(huán)34和長螺栓35時，允許這些部件變形相當(dāng)大數(shù)量而仍保持對電極30的軟接觸從而避免損害電極30。在優(yōu)選實(shí)施例中，Vespel螺栓35的尺寸為1/4-20，當(dāng)螺栓擰緊時，每個螺栓經(jīng)受約100磅的負(fù)荷，也即每個螺栓所受應(yīng)力約為其極限拉伸強(qiáng)度(12,500psi)的四分之一。在此負(fù)荷下，螺栓彈性地變形約0.020英寸和環(huán)34彈性地變形約0.012英寸，全部變形約為0.032英寸。由于整個環(huán)/螺栓系統(tǒng)保持于其線性彈性范圍之內(nèi)，在Si盤或環(huán)/螺栓系統(tǒng)進(jìn)行熱膨脹或收縮期間，環(huán)34能維持足夠的壓向Si盤電極的夾持力。
反應(yīng)室中的氣壓可通過等離子約束環(huán)34中的氣體通道54得到調(diào)節(jié)，氣體通道54與一合適的壓力傳感器連通，后者以合適方式連至一個空心螺栓(未示出)，而該螺栓則擰入支撐部件32的背面。圍繞氣體通道54的O環(huán)44提供支撐部件32與等離子約束環(huán)34之間的密封。為加強(qiáng)電極30與支撐部件32之間的熱傳導(dǎo)，通過氣體通道55提供處理氣體并在支撐部件32的環(huán)狀通道(未示出)中保持加壓狀態(tài)，在電極30與支撐部件32之間形成間隙。為保持氣體在間隙中處于加壓狀態(tài)下，內(nèi)部和外部O密封環(huán)42、43同心地排列在氣體通道55的兩側(cè)。
運(yùn)行中，通常為包括CF4、CHF3、Ar和N2在內(nèi)的碳氟化合物的混合物的等離子蝕刻氣體被送至支撐部件32中的氣體通道36，同時也送至氣體通道55。通過支撐部件32中的氣體通道36的處理氣體彌散于支撐部件與導(dǎo)流板40上部之間的空間內(nèi)。該氣體通過上導(dǎo)流板中的一系列孔(未示出)，然后通過中導(dǎo)流板和下導(dǎo)流板并最后通過電極30中的氣體彌散孔(未示出)。以此方式，處理氣體均勻地彌散于正在處理中的晶片上，從而實(shí)現(xiàn)晶片的均勻蝕刻。
根據(jù)本發(fā)明，使用可壓縮材料制作等離子約束環(huán)34和/或螺栓35的優(yōu)點(diǎn)是減少電極30破裂的可能性，在電極30的溫度變化周期內(nèi)改善電極30與支撐部件32之間的熱傳導(dǎo)，以及通過維持電極30和支撐部件32之間的良好電接觸從而改善向電極的電源供應(yīng)。將一個由可壓縮材料制成的環(huán)放置于瓷或金屬環(huán)34與電極30之間，或?qū)⒔^緣的可壓縮材料涂覆于金屬或瓷環(huán)34上，也可獲得類似結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可用于多晶片或單晶片處理中的晶片處理，例如等離子蝕刻，淀積等。例如，該設(shè)備可用于蝕刻或淀積BPSG，氧化物，例如熱二氧化硅或熱解氧化物和光刻材料。圖2中所示設(shè)備保持亞微米接觸外形，CD和顆粒雜質(zhì)。就BPSG蝕刻而言，可得到約13500A/min的蝕刻率，并在超過9000RF分鐘的晶片處理操作中保持約5％蝕刻均勻度，而圖1中所示的電極組件早在2400RF分鐘時就可能需要替換。可以保持大約350A/min的光阻蝕刻率，而蝕刻氧化硅時大約7000A/min。在通孔蝕刻過程中耐蝕刻率能保持穩(wěn)定至6500RF分鐘，然后有穩(wěn)定的衰減。就CD線測量而言，在將晶片蝕刻200秒以便在二氧化硅中產(chǎn)生通孔時，用晶片的SEM測量可提供一個中心CD，它自開始查終結(jié)的過程中增加約0.02μm，該測量提供一個增加約0.03μm的邊緣CD。根據(jù)本發(fā)明的電極組件可得到的技術(shù)性能示于圖4-8中。具體講，圖4顯示接觸蝕刻過程中耐蝕刻率與以射頻運(yùn)行分鐘(RF分鐘)表示的反應(yīng)運(yùn)行時間的關(guān)系，圖5顯示BPSG蝕刻率與RF分鐘的關(guān)系，圖6顯示通孔蝕刻過程中耐蝕刻率與RF分鐘的關(guān)系，圖7顯示二氧化硅蝕刻率和均勻度與RF分鐘的關(guān)系，及圖8顯示CD邊緣和中心尺寸與RF分鐘的關(guān)系。
上面已描述了本發(fā)明的原理，優(yōu)選實(shí)施例和運(yùn)行模式。然而，本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為局限于所討論的具體實(shí)施例。因此上面描述的實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為是解釋性而不是限制性的，并且應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離由下面權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍的情況下在這些實(shí)施例中作出許多變動。
權(quán)利要求
1.一種用于晶片處理的等離子反應(yīng)室的電極組件，包括一個支撐部件，具有面向反應(yīng)室內(nèi)待處理的晶片的下表面；一個電極，具有一個面向晶片的下表面和一個上表面，該上表面的外邊緣面向支撐部件下表面；以及一個夾持部件，與電極外邊緣接合及將電極彈性地壓向支撐部件。
2.權(quán)利要求1的電極組件，其中該電極包括一個噴頭電極及該支撐部件包括一個向電極上表面供應(yīng)處理氣體的氣體通道。
3.權(quán)利要求2的電極組件，其中支撐部件包括一個腔和至少一塊位于該腔內(nèi)的導(dǎo)流板，該氣體通道將處理氣體送入支撐部件下表面與和它相鄰的導(dǎo)流板上表面之間的空間內(nèi)。
4.權(quán)利要求1的電極組件，其中夾持部件包括一個其主要部分面向支撐部件的環(huán)和一個向內(nèi)伸入的凸緣，該凸緣與電極外邊緣接觸并將電極上表面壓向支撐部件下表面。
5.權(quán)利要求4的電極組件，其中夾持部件的凸緣相對于夾持部件主要部分是軸對稱地放置的。
6.權(quán)利要求1的電極組件，其中支撐部件包括一個用于向電極上表面的外部與支撐部件下表面之間的空間內(nèi)送入處理氣體的氣體通道。
7.權(quán)利要求6的電極組件，其中該空間內(nèi)的處理氣體處于較反應(yīng)室處理氣體更高的壓力下并用于冷卻該電極。
8.權(quán)利要求1的電極組件，其中該夾持部件包括一個用于調(diào)節(jié)電極顯露表面附近的區(qū)域內(nèi)氣壓的氣體通道。
9.權(quán)利要求1的電極組件，其中該夾持部件由一種彈性可變形材料制成。
10.權(quán)利要求1的電極組件，其中該夾持部件由選自包括瓷、金屬、陶瓷合金和組合材料在內(nèi)的組內(nèi)的一種非彈性材料制成。
11.權(quán)利要求1的電極組件，其中該夾持部件由多個彈性螺栓固定至支撐部件上。
12.權(quán)利要求1的電極組件，其中該電極包括一個導(dǎo)熱并導(dǎo)電的盤及該夾持部件包括一個由絕緣材料制成和具有向內(nèi)伸入的凸緣的環(huán)，該凸緣的上表面與電極顯露表面的外邊部分接觸。
13.權(quán)利要求12的電極組件，其中該盤包括單晶硅，石墨或碳化硅。
14.權(quán)利要求8的電極組件，其中第一彈性密封圈位于電極和支撐部件之間，該第一彈性密封圈圍繞著電極外邊緣，以及第二彈性密封圈位于夾持部件與支撐部件之間，該第二彈性密封圈圍繞著夾持部件中的氣體通道。
15.一種用于組裝等離子反應(yīng)室的噴頭電極組件的方法，包括組裝一個支撐部件和一個噴頭電極，該支撐部件具有一個向支撐部件下表面供給處理氣體的氣體通道，該噴頭電極具有一個外邊緣，該噴頭電極的外邊緣的上表面面向支撐部件下表面；以及將夾持部件與噴頭電極外邊緣相接合及將噴頭電極固定至支撐部件上，以便夾持部件提供一個壓向噴頭電極的彈性夾持力。
16.權(quán)利要求15的方法，其中噴頭電極固定至支撐部件上以便將處理氣體送入支撐部件下表面與噴頭電極上表面之間的空間內(nèi)，該處理氣體在噴頭電極與支撐部件之間傳導(dǎo)熱量。
17.權(quán)利要求15的方法，其中該夾持部件包括一個具有向內(nèi)伸入的凸緣的彈性可變形環(huán)，該方法包括將該凸緣與噴頭電極外邊緣相接觸及使該環(huán)彈性地變形以便將噴頭電極外邊緣壓向支撐部件下表面的步驟。
18.權(quán)利要求15的方法，其中該支撐部件包括一個腔，該方法包括在該腔內(nèi)安裝至少一塊導(dǎo)流板，以便由氣體通道向支撐部件下表面與和它鄰近的導(dǎo)流板上表面之間的空間內(nèi)送入處理氣體的步驟。
19.權(quán)利要求15的方法，其中夾持部件由彈性可變形材料制成，該方法包括使用多個隔開的螺栓將夾持部件固定至支撐部件上和將螺栓擰緊從而使夾持部件彈性地壓在噴頭電極上的步驟。
20.權(quán)利要求19的方法，其中這些螺栓由彈性可變形材料制成。
21.權(quán)利要求15的方法，其中該噴頭電極包括一片具有均勻厚度的盤及該夾持部件包括一個具有向內(nèi)伸入的凸緣的環(huán)，該方法包括使凸緣上表面與噴頭電極的顯露表面的外邊部分相接觸的步驟。
22.權(quán)利要求15的方法，其中該夾持部件使用多個隔開的由彈性可變形材料制成的螺栓固定至支撐部件上，該方法包括擰緊這些螺栓從而使這些螺栓彈性地變形并將噴頭電極彈性地夾持在支撐部件上的步驟。
23.權(quán)利要求15的方法，其中該夾持部件由非彈性材料制成。
24.一種用于在等離子反應(yīng)室內(nèi)處理晶片的方法，包括向等離子反應(yīng)室內(nèi)提供一塊晶片；向安裝在等離子反應(yīng)室內(nèi)的支撐部件內(nèi)的氣體通道內(nèi)送入處理氣體，以使處理氣體逸出支撐部件下表面并通過噴頭電極的顯露的下表面；向噴頭電極供給電功率，以使電功率通過電極外邊緣的上表面與支撐部件下表面之間的接觸帶，該電功率促使處理氣體形成一個與晶片上表面接觸的等離子體；以及使用夾持部件將等離子體約束于晶片上部區(qū)域內(nèi)，該夾持部件與噴頭電極外邊緣相接合并將噴頭電極固定至支撐部件上，該夾持部件提供一個彈性夾持力，在晶片處理期間壓向噴頭電極。
25.權(quán)利要求24的方法，其中該支撐部件包括一個腔和至少一塊位于該腔內(nèi)的導(dǎo)流板及該支撐部件包括一個用于供給處理氣體的氣體通道，該方法包括將處理氣體送入支撐部件下表面與和它鄰近的導(dǎo)流板上表面之間的空間內(nèi)和將處理氣體通過氣體通道送入噴頭電極上表面的外面部分與支撐部件下表面之間的間隙內(nèi)的步驟。
26.權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括通過夾持部件中的氣體通道調(diào)節(jié)與噴頭電極的顯露表面鄰近的區(qū)域內(nèi)的氣體壓力的步驟。
27.權(quán)利要求24的方法，其中該方法包括將晶片上的一層材料蝕刻的步驟。
28.權(quán)利要求27的方法，其中該方法包括將晶片上的一層二氧化硅層蝕刻的步驟。
29.權(quán)利要求24的方法，其中該方法包括在晶片上淀積一層材料的步驟。
全文摘要
可以實(shí)現(xiàn)一種用于在等離子反應(yīng)室內(nèi)處理單晶片的電極組件,電極組件包括一個支撐部件(32),一個具有均勻厚度的盤的形式的類似硅噴頭電極的電極(30),和一個提供壓向噴頭電極的彈性夾持力的夾持環(huán)(34)。夾持部件可為由彈性可變形材料制成的環(huán)及夾持部件可用眾多隔開的彈性的螺栓(35)擰緊從而將夾持部件壓緊和在處理晶片時電極組件的整個溫度變化周期內(nèi)提供彈性夾持力。將加壓氣體送入噴頭電極和支撐部件之間的間隙內(nèi),可改善它們之間的熱傳導(dǎo)。夾持部件也在電極與被處理晶片之間的區(qū)域內(nèi)提供等離子約束。
文檔編號H01L21/302GK1184555SQ96194033
公開日1998年6月10日 申請日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月19日
發(fā)明者埃里克H·倫茲, 邁克爾L·卡爾維斯, 伊沃A·米勒, 羅伯特A·弗雷澤 申請人:蘭姆研究公司