采用导热垫圈的电极组件和等离子处理室制造技术

本发明专利技术大体涉及等离子处理，更具体地，涉及等离子处理室和其中的电极组件。按照本发明专利技术一个实施方式，提供一种电极组件，包括热控板、硅基喷头电极和导热垫圈，其中该热控板的前侧和该喷头电极的背侧各自的轮廓配合以形成脱节的热界面，其包括邻近该喷头电极的喷头通道的部分和远离该喷头通道的部分。该远离部分相对该邻近部分凹下和通过该热界面的该邻近部分与该喷头通道隔开。该垫圈是沿该远离部分设置从而该垫圈与该喷头通道隔开并可促进跨过该热界面、从该喷头电极到该热控板的热传递。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用导热垫圈的电极组件和等离子处理室
技术介绍
本专利技术大体涉及等离子处理，更具体地，涉及等离子处理室和其中的电极组件。等 离子处理设备可用于通过各种技术处理衬底，所述技术包括但不限于，蚀刻、物理气相沉 积、化学气相沉积、离子注入、抗蚀剂去除等。例如，不是作为限制，一种等离子处理室包含 上部电极(通常称作喷头电极)和底部电极。在电极之间建立电场以将工艺气体激发为等 离子态以在该反应室中处理衬底。
技术实现思路
按照本专利技术一个实施方式，提供一种电极组件，包括热控板、硅基喷头电极和导热 垫圈。该热控板包括前侧、背侧和多个工艺气体通道，而该喷头电极包括前侧、背侧和多个 喷头通道。该热控板和该喷头电极啮合从而该热控板的前侧面向该喷头电极的背侧，该热 控板的多个工艺气体通道和该喷头电极的多个喷头通道结合以允许工艺气体通过该电极 组件。该热控板的前侧和该喷头电极的背侧各自的轮廓配合以形成脱节的(disjointed) 热界面，该热界面包括邻近该喷头通道的部分和远离该喷头通道的部分。该热界面的远离 部分相对该脱节的热界面的邻近部分凹下，并通过该脱节的热界面的该邻近部分与该喷头 通道分开。该导热垫圈沿该热界面的远离部分设置从而该垫圈与该喷头通道隔开。按照本专利技术另一实施方式，提供一种等离子处理室，包括真空源、工艺气体供应 源、等离子功率供应源、衬底支撑件和上部电极组件，其制造为结合了本专利技术的一个或多个 方面。附图说明当参照附图阅读时，可最佳地理解本专利技术的具体实施方式的详细描述，类似的结 构利用相似的参考标记，其中图1是结合本专利技术某些实施方式特定方面的等离子处理室的示意图；图2是按照本专利技术一个实施方式的喷头电极的背侧的俯视图；图3是按照本专利技术一个实施方式的喷头电极的背侧和厚度尺寸的轴测图；图4是按照本专利技术一个实施方式的包括脱节的热界面的电极组件的剖视图；图5是图4中的该电极组件的放大图；以及图6A-6E按照本专利技术某些可选实施方式的各种脱节的热界面构造的剖视图。 具体实施例方式附图中阐述的实施方式本质上是说明性的，而不是为了限制由权利要求所限定的 本专利技术。此外，根据该详细的描述，附图和本专利技术的各个方面将更充分表现并且可以更充分 地理解。本专利技术的各种不同方面可在等离子处理室10的环境中描述，其在图1只是示意性 示出以避免将本专利技术的概念限制于特定的等离子处理构造或部件，这些可能不是本专利技术主题的组成部分。如图1中大体上示出的，该等离子处理室10包括真空源20、工艺气体供应 源30、等离子功率供应源40、包括下部电极组件55的衬底支撑件50和上部电极组件60。参照图4和5，示出本专利技术的上部电极组件60的实施方式。大体上，该电极组件 60包括热控板70、硅基喷头电极80和导热垫圈90。该热控板70包括前侧72、背侧74和 多个工艺气体通道76。这些工艺气体通道76通常从该热控板70的背侧74延伸穿过该前 侧72。尽管本专利技术不限于特定的热控板材料或工艺气体通道构造，但是注意合适的热控板 材料包括铝、铝合金或类似的导热体。另外，注意许多教导可依赖于热控板的设计包括，但 不限于，美国公开No. 2005/0133160。该硅基喷头电极80，图2-5中所示，包括背侧82、前侧84和多个喷头通道86。这 些喷头通道86通常从该喷头电极80的背侧82延伸穿过前侧84。尽管本专利技术不限于特定 的硅基喷头电极材料或喷头通道构造，注意合适的喷头电极材料包括，但不限于，单晶硅、 多晶硅、氮化硅、碳化硅、碳化硼、氮化铝、氧化铝或其组合。另外，可以设想该硅基喷头电极 80表现为多种不同的构造而不背离本专利技术的范围，包括但不限于整体、环形喷头构造，或者 是多部件、环形喷头构造，其包括环形中心电极和一个或多个围绕该中心电极圆周布置的 边缘电极。如图4和5中所示，该热控板70和该喷头电极80啮合，从而该热控板70的前侧 72面向该喷头电极80的背侧82。另外，该热控板70的多个工艺气体通道76和该喷头电 极80的多个喷头通道86配合以允许工艺气体通过该电极组件60。按照一个实施方式，图4和5中所示，电极组件60构造为热控板70的前侧72和该 喷头电极80的背侧82各自的轮廓配合以形成脱节的热界面100。该脱节的热界面100包 括邻近该喷头通道86的部分102和远离该喷头通道86的部分104。当该电极组件60结合 在等离子处理室10中，该邻近该喷头通道的部分102通常与可通过该喷头通道86的工艺 气体直接连通。然而，该脱节的热界面100的该远离部分104，相对该脱节的热界面100的 该邻近部分102凹下，并由该脱节的热界面100的该邻近部分102与该喷头通道86隔开。 该远离部分104的这个凹下和隔开帮助分隔该导热垫圈90，如这里所述，以基本上防止等 离子处理室10内工艺气体和反应物质的污染。这里，词语“分隔”的意思是该导热垫圈90 既完全与该喷头通道以及可通过该通道的工艺气体物理隔开，又至少基本上与它们气体隔 绝。该导热垫圈90通常沿该脱节的热界面100的该远离部分104设置，从而垫圈90 与该喷头通道86分隔，并因此与可通过该通道的工艺气体分隔。该导热垫圈90通常基本 上完全覆盖该脱节的热界面100的该远离部分104。可以设想多个导热垫圈90可沿该脱节 的热界面100的该远离部分104设置，然而，通常，仅有单个垫圈90基本上完全覆盖该脱节 的热界面100的该远离部分104。另外，通常，该垫圈90不沿该脱节的热界面100的该邻近 部分102设置，以便允许更大程度的将该垫圈90与该喷头通道86分隔。进而，该脱节的热界面100限定该导热垫圈90的间接位移的程度足以将该垫圈与 该喷头通道86分隔。图5示出该垫圈90的这个间接位移程度可由该垫圈90距该喷头通 道86的横向位移(Cl1)程度和该垫圈90距该脱节的热界面100的该邻近部分102平面的 水平位移(d2)程度限定。按照一个实施方式，该间接位移的程度等于横向位移(Cl1)的程度 和该水平位移(d2)的程度的和。该间接位移的程度可根据不同脱节的热界面构造而变化，6只要该间接位移的程度足以如这里所述的分隔该垫圈。例如，在一个实施方式中，该横向位 移(Cl1)的程度是大约0. 25英寸，而该水平位移(d2)的程度是大约0. 15英寸，因此使得该 垫圈的间接位移的程度等于大约0. 40英寸。图6A-6E示出许多可能的脱节的热界面100构造中的一些，该界面可限定足以将 该垫圈与该喷头通道86隔开的该导热垫圈90的间接位移的程度，并且可集成在本专利技术的 电极组件各种不同实施方式中。图6A更清楚的示出图4和5中示出的该脱节的热界面100。 图6C-6E示出的脱节的热界面100分别包括弯曲轮廓、V-槽轮廓和台阶状轮廓。同时，图 6B示出从图6A所示反转得到的脱节的热界面100。可以设想图6C-6E中示出的那些脱节 的热界面100构造的反转也可同样用作可行的脱节的热界面100构造，为了该等离子处理 的目的和/或本专利技术的实施方式。进而，可以设想这里没有描述以及没有在本申请附图中 示出的许多其他脱节的热界面100构造也可以用于本专利技术的实施方式，只要所采用的该脱 节的热界面限定的该导热垫圈90的间接位移的程度足以将该垫圈与该喷头通道86分隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰帕特里克，拉金德尔德辛德萨，格雷格贝当古，阿列克谢马拉赫塔诺夫，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US