一种用于等离子体处理装置的喷淋头电极包括弹性胶粘片，其粘结于电极和支撑构件的配合表面之间以适应由于热膨胀系数的不匹配在温度循环过程中产生的应力。该弹性片包含导热硅酮粘结剂，该粘结剂能够承受温度范围在室温到３０００Ｃ下≥３００％的剪切应变，比如有填充剂的可热固化高分子量二甲基硅酮。该片状粘结剂对于很大区域上的粘结表面的平行度有粘结厚度控制。该胶粘片可以被浇铸或冲模切割为预成形的形状，该形状适应不规则形状的特征，最大化了与配合的电极表面的接触面积，并安装到该配合总成的空腔中。安装可以是手工进行、用安装工具手工进行或用自动化机械进行的。具有不同物理性质的胶粘片的组合层可以是层叠的或共面的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于等离子体处理装置的组合喷淋头电极总成交叉引用本申请主张序列号为61/008，152，提交日为2007年12月19日的美国临时申请的 权益，该申请的全部内容通过引用并入此处。
技术介绍
等离子体处理装置被用于使用包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积 (CVD)、离子注入和光阻去除等技术处理衬底。用于等离子体处理的一种类型的等离子体处 理装置包括包含上下电极的反应室。在电极之间建立电场以将工艺气体激励到等离子态以 在反应室中处理衬底。
技术实现思路
在一个实施方式中，提供一种用于在等离子体处理装置生成等离子体的组合喷淋 头电极总成。该组合喷淋头电极总成包括包含顶面和底面的支撑板，在该顶面和该底面之 间有第一气体通道，该底面具有粘结和非粘结区域，该第一气体通道在非粘结区域中有出 口以向该等离子体处理装置的内部供应工艺气体；具有顶面、等离子体暴露底面和在该顶 面和该底面之间延伸并与该第一气体通道流体连通的第二气体通道的电极板，其中该第二 气体通道在该电极板的顶面的非粘结区域中有进口 ；以及在每个粘结区域、位于配合表面 之间的弹性胶粘片接缝，该胶粘接缝允许在温度周期变化过程中由于该电极板和该支撑板 中热膨胀系数的不匹配而产生的该电极板相对于该支撑板的横向移动。在另一个实施方式中，提供一种连接等离子体处理装置的组合喷淋头电极总成的 各元件的方法。以粘结区域的预定图案将未固化弹性胶粘片的第一表面施加到支撑构件的 底面，该粘结区域排除要保持非粘结的区域，该支撑构件具有顶面和在该顶面和该底面之 间延伸并在非粘结区域中有出口的多个第一气体通道。以粘结区域的预定图案将电极的顶 面施加到该未固化弹性胶粘片的第二表面，该电极具有等离子体暴露底面和多个在该电极 的该顶面和该底面之间延伸的第二气体通道，其中该第二气体通道在该电极的该顶面的非 粘结区域中有进口。通过其间的弹性胶粘片将该电极的该顶面粘结到该支撑构件的该底 面，其中该第二气体通道与该第一气体通道流体连通。另一个实施方式提供一种在等离子体处理装置中处理半导体衬底的方法。将该衬 底放入等离子体处理装置的反应室的衬底支座上。使用该组合喷淋头电极总成将工艺气体 引入该反应室。在该反应室中在该组合喷淋头电极总成和该衬底之间从该工艺气体生成等 离子体。用该等离子体处理该衬底。在又一个实施方式中，提供一种用于等离子体处理装置的组合喷淋头电极总成， 其包括支撑构件，该支撑构件包含具有待粘结区域，排除保持不被粘结的区域的底面以及 在该底面和该支撑构件的顶面之间延伸的多个第一气体通道，其中该第一气体通道在保持 不被粘结的区域中有出口，以将工艺气体供应到等离子体处理装置的内部；在该等离子体 处理装置中产生等离子体的电极，该电极具有有待粘结区域的顶面和与该第一气体通道流体连通的多个第二气体通道，该第二气体通道在保持不被粘结的区域中有进口，该第二气 体通道从该顶面到该电极的等离子体暴露底面延伸穿过该电极；以及未固化弹性胶粘片， 其要被固化在每个待粘结区域的配合表面之间的接缝中以允许在温度周期变化过程中由 于该支撑构件和电极的热膨胀系数的不匹配而产生的该电极相对于该支撑构件在横向方 向上的移动，其中弹性胶粘片是填充的、热固化的、未硫化的弹性体硅酮片。附图说明图1描绘了用于等离子体处理装置的组合喷淋头电极总成和衬底支架的一个实 施方式的一部分的横截面视图。图2是内部电极的一个实施方式的局部俯视图，描绘了相对于气体通道以预定的 图案施加粘结剂。图3A描绘了图1中显示的支撑板的一个实施方式的横截面部分，该支撑板支撑粘 结之前未固化的浆糊或液体粘结剂的液珠；图3B描绘了在用浆糊或液体粘结剂将该内部 电极粘结于该支撑板之后的图3A中的横截面。图4A和4B描绘了用胶粘片粘结于该支撑板的图1中的内部电极的一个实施方式 的横截面部分。图5A-5C描绘了胶粘片切割图案的一个实施方式。图6显示了一个或多个扁平环形式的胶粘片的一个实施方式的横截面，该扁平环 具有凸起部(elevation jog)以被放置于图1中所示的该支撑板上。图7描绘了图6中所示的具有凸起部的胶粘片的扁平环的一个实施方式的细节。图8描绘了图6中的支撑板中的缺口的细节。图9描绘了支撑板的一个实施方式的横截面。图10描绘了具有不同共面特性的胶粘片的各实施方式。图11描绘了具有凸起部的胶粘片的一个实施方式。图12描绘了各种形状的胶粘片的各实施方式。图13描绘了胶粘片的一个实施方式。图14显示了胶粘片实施例1在室温下执行的剪切试验结果。图15显示了胶粘片实施例2在180摄氏度下执行的剪切试验结果。图16显示了胶粘片实施例3在180摄氏度下执行的疲劳试验结果。图17显示了在疲劳试验之后胶粘片实施例3在180摄氏度下执行的剪切试验结^ ο具体实施例方式为了实现可靠的器件并获得较高的产量，在集成电路制造过程中对半导体晶圆表 面上的微粒污染物进行控制是必要的。处理设备，比如等离子体处理装置，可以是微粒污染 物的来源。例如，该晶圆表面上微粒的存在可能局部破坏光刻和蚀刻步骤过程中的图形转 移。结果是，这些微粒可能将缺陷引入关键特征，包括栅极结构、金属间介电层或金属互连 线，导致集成电路元件的故障或失效。具有相对较短寿命的反应器部件通常被称为“易消耗品”，例如硅电极。如果易消耗部件的寿命很短，那么拥有成本会很高。在大量射频小时(使用射频电力产生等离子体 的以小时计的时间)之后，电介质蚀刻工具中使用的硅电极总成退化。易消耗品及其他部 件的腐蚀在等离子体处理室中产生微粒污染物。喷淋头电极总成可以是通过用机械兼容的和/或导热的粘结材料粘结两个或多 个不相似的构件而制造成的，能够实现许多功能。元件的表面可以用底胶(primer)进行处 理以提高粘结材料的粘结性。为了提高导电或导热性，粘结材料可以包含导电和/或导热 的填充剂微粒。然而，与粘结材料有关的该底胶和该填充剂微粒也可能是微粒污染物的潜 在来源。而且，因为喷淋头电极总成包含气体通道，所以必须要控制该粘结材料的流动，从 而使该气体通道保持不被该粘结材料阻塞。提供联接等离子体处理装置的各元件的方法， 其能够减少源自该粘结材料的污染物，并能够精确地控制粘结材料的放置。图1描绘了用于等离子体处理装置的喷淋头电极总成10的一个示例性实施方式， 其中半导体衬底(例如硅晶圆)在该等离子体处理装置中被处理。该喷淋头电极总成在例 如公开号为2005/0133160的共同拥有的美国专利申请中描述过，其内容通过引用并入此 处。喷淋头电极总成10包含喷淋头电极，该喷淋头电极包括上电极12、固定到上电极12的 支撑构件14和热控制板16。衬底支架18(图1中只显示了它的一部分)，其包括下电极和 可选的静电夹持电极，被置于该等离子体处理装置的真空处理室中的上电极12下方。经受 等离子体处理的衬底20被以机械或静电方式夹持在衬底支架18的上支撑表面22上。在图示实施方式中，该喷淋头电极的上电极12包括内部电极构件24和可选的外 部电极构件30。内部电极构件24优选地是圆柱板(例如，由硅组成的板)并包括暴露于等 离子体的底面26和顶面28。内部电极构件的直径可以小于、等于或大于待处理晶圆(例 如，直到约8英寸(约200mm)，或直到约1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在等离子体处理装置生成等离子体的组合喷淋头电极总成，包含：包含顶面和底面的支撑板，在该顶面和该底面之间有第一气体通道，该底面具有粘结和非粘结区域，该第一气体通道在非粘结区域中有出口以向该等离子体处理装置的内部供应工艺气体；具有顶面、等离子体暴露底面和在该顶面和该底面之间延伸并与该第一气体通道流体连通的第二气体通道的电极板，其中该第二气体通道在该电极板的顶面的非粘结区域中有进口；以及在每个粘结区域、位于配合表面之间的弹性胶粘片接缝，该胶粘接缝允许在温度周期变化过程中由于该电极板和该支撑板中热膨胀系数的不匹配而产生的该电极板相对于该支撑板的横向移动。
【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：迪恩杰伊拉森，汤姆史蒂文森，维克托王，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US
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