專利名稱：一種用于等離子體加工設備中的復合淋浴頭電極總成的制作方法
一種用于等離子體加工設備中的復合淋浴頭電極總成
背景技術：
結合包括蝕刻、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、離子注入以及抗蝕劑 去除等工藝在內(nèi)的技術，使用等離子體加工設備處理襯底。用于等離子體加工的一種等離 子體加工設備包括含上下電極的反應室。在所述電極之間建立電場，以將工藝氣體激發(fā)成 等離子體狀態(tài)，進而在所述反應室中加工襯底。
發(fā)明內(nèi)容
在一種實施方式中，提供了在等離子體加工設備中產(chǎn)生等離子體的復合淋浴頭電 極總成。所述復合淋浴頭電極總成包括含有頂表面和底表面的背襯板，所述頂表面和底 表面之間有第一氣體通道，所述底表面含橋接區(qū)和非橋接區(qū)，所述第一氣體通道在非橋接 區(qū)有將工藝氣體供應到所述等離子體加工設備里的出口，含頂表面、等離子體曝露底表面 的電極板，以及在所述電極板的頂表面和等離子體曝露底表面之間延伸并與所述第一氣體 通道流體連通的第二氣體通道，其中所述第二氣體通道在所述電極板的所述頂表面的非橋 接區(qū)有入口，以及安置在至少一個所述橋接區(qū)的相對表面(facing surfaces)之間的界面 膠，所述橋接區(qū)在所述電極板和所述背襯板之間建立熱連通，并且在因為所述電極板和背 襯板之間的熱膨脹系數(shù)的不匹配而導致的溫度循環(huán)過程中，在所述電極板相對于所述背襯 板進行橫向運動時，保持熱連通，其中所述電極板與所述背襯板相連，以便能進行所述橫向 運動。在另一種實施方式中，提供了一種連接用于等離子體加工設備的復合淋浴頭電極 總成的部件方法。所述方法包括以橋接區(qū)內(nèi)的預定圖案將界面膠涂敷到所述電極板的所述 頂表面，所述電極板的所述頂表面與背襯板的所述底表面對齊；并且用夾子或者粘性物將 所述電極板的所述頂表面與所述背襯板的所述底表面相連，其中所述界面膠橫向擴散到所 述電極板的所述頂表面與所述背襯板的所述底表面之間的橋接區(qū)，并且所述背襯板的所述 氣體通道與所述電極板的所述氣體通道流體連通。另一種實施方式提供了一種在等離子體加工設備中加工半導體襯底的方法。將襯 底放置在等離子體加工設備反應室的襯底支架上。將工藝氣體引入配有所述復合淋浴頭電 極總成的所述反應室中。等離子體產(chǎn)生于所述淋浴頭電極總成與所述襯底之間的所述反應 室里的工藝氣體。用所述等離子體加工所述襯底。還有一種實施方式中，用于在等離子體處理室中產(chǎn)生等離子體的電極板包括組裝 到背襯板底表面的頂表面，等離子體曝露底表面，和在所述底表面和頂表面之間延伸的氣 體通道；以及以在橋接區(qū)內(nèi)的預定圖案置于在所述頂表面上的界面膠，所述氣體通道在非 橋接區(qū)內(nèi)有入口。
圖IA所示為一種實施方式中用于等離子體加工設備中的復合淋浴頭電極總成和 基底支架的局部截面圖。圖IB所示為另一種實施方式中用于等離子體加工設備中的復合淋浴頭電極總成 和基底支架的局部截面圖。圖2是一種實施方式中內(nèi)部電極部件的局部頂視圖，其圖示了相對于氣體通道以 預定圖案涂敷界面膠。
圖3A-5A所示為圖2中的所述淋浴頭電極總成的“B”部分的三維透視圖，其圖示 了所述界面膠的涂敷。圖;3B-5B為圖2中的所述淋浴頭電極總成的“B”部分的截面圖，其圖示了所述界 面膠的涂敷。圖6A和6B分別為圖2中的所述內(nèi)部電極部件的局部的透視圖和截面圖，其圖示 了圖5A和5B所示的所述界面膠的涂敷以及被對齊連接到所述內(nèi)部電極部件的背襯板的局 部的實施方式。圖7A和7B所示為所述界面膠實施方式、所述界面膠與上電極和背面部件之間的 導熱導電墊板的實施方式的截面圖。圖8A和8B所示為對齊裝置實施方式和對齊背襯板的內(nèi)部電極部件實施方式的截 面圖。圖8C和圖8D為對齊裝置另一實施方式和對齊背襯板的內(nèi)部電極部件另一實施方式 的截面圖。圖9所示為在晶片的等離子體加工過程中淋浴頭電極總成上部電極的溫度變化 的測試結果，所述淋浴頭電極總成包括所述界面膠和導熱導電墊板的一種實施方式。圖10所示為使用在圖9測試中所用淋浴頭電極總成進行連續(xù)加工運行的過程中， 溫度變化的測試結果。圖11所示為在晶片的等離子體加工過程中，在圖9測試中使用的并且在替換所述 界面膠和所述導熱導電墊板后的淋浴頭電極總成上部電極的溫度變化的測試結果。圖12所示為使用在圖11測試中所用淋浴頭電極總成進行連續(xù)加工運行的過程 中，溫度變化的測試結果。
具體實施例方式在集成電路的制造過程中，要讓設備性能可靠，產(chǎn)量高，控制半導體晶片表面的顆 粒污染是必要的。加工設備，如等離子體加工設備可能是顆粒污染源。例如，在光刻和蝕刻 步驟中，晶片表面出現(xiàn)顆粒就可能就地影響圖案的轉(zhuǎn)印。因此，這些顆?？赡軐⑷毕輲нM關 鍵特征中，包括柵結構、金屬間介電層或者金屬互連線，導致集成電路部件發(fā)生故障或不能 使用。使用壽命相對短的反應器部件通常稱為“易耗品”，如硅電極。如果易耗品的使用 壽命短，那么擁有成本就高。用于介電蝕刻工具中的硅電極總成經(jīng)過許多小時(在使用射 頻能產(chǎn)生等離子體過程中，時間以小時計算)的射頻輻射后就損毀。易耗品和其它部件的 腐蝕造成等離子體加工室中的顆粒污染。使用機械柔軟性和/或?qū)嵴承圆牧蠈蓚€或者兩個以上的不同部件連接在一 起，從而制備有多種功能的淋浴頭電極總成。使用機械夾具將電極總成的表面連接在一起， 這在諸如共同擁有的專利號為5，569，356的美國專利中有描述，該專利的全部內(nèi)容作為參 考并入本發(fā)明中。用彈性物將電極總成的表面連接在一起，這在諸如共同擁有的專利號為 6，073，577的美國專利，以及均于2007年12月19日提出的申請?zhí)枮?1/008，152 (律師檔 案號:1015292-000112)和申請?zhí)枮?1/008，144(律師檔案號:1015292-000131)的同時待 審的美國臨時專利申請中有描述，該些文獻的全部內(nèi)容作為參考并入本發(fā)明中。在彈性粘 結物的例子中，粘結材料可能包含導電和/或?qū)岬奶畛漕w粒以提高導電或?qū)嵝浴Ｌ岣?等離子體加工設備部件間的導熱和導電性能的方法的例子已提供。圖IA所示為用于等離子體加工設備中的淋浴頭電極總成10的示例實施方式，在所述等離子體加工設備中加工半導體襯底，如硅晶片。所述淋浴頭電極總成10包括含有上 電極12的淋浴頭電極、固定在所述上電極12上的溫度控制背襯部件14和溫度控制板16。 襯底支架18 (圖IA中僅僅顯示了其局部)包含底部電極和可選的靜電夾持電極，并且位于 所述等離子體加工設備的真空加工室內(nèi)的所述上部電極12之下。要進行等離子體加工的 襯底20通過機械或靜電方式夾持于所述襯底支架18的上支架表面22上。在所圖示的實施方式中，所述淋浴頭電極的所述上電極12包括內(nèi)部電極部件M 和可選的外部電極部件30。所述內(nèi)部電極部件M優(yōu)選為圓柱形板(例如由硅組成的板)， 并且包括等離子體曝露底表面沈和頂表面觀。所述內(nèi)部電極部件M其直徑可能小于、等 于或者大于待加工的晶片(例如假如所述板由硅組成，達約8英寸(約200mm)或者達約12 英寸(約300mm))。在優(yōu)選的實施方式中，所述淋浴頭電極總成10大到足以加工大的襯底， 例如直徑為300mm或者更大的半導體晶片。對于300mm規(guī)格的晶片，所述上電極12的直徑 至少為300mm，優(yōu)選約12至15英寸之間。然而，可以調(diào)整所述淋浴頭電極總成的尺寸以處 理其它尺寸的晶片或者沒有環(huán)形結構的襯底。在所圖示的實施方式中，所述內(nèi)部電極部件 24比所述襯底20要寬。為處理300mm規(guī)格的晶片，所述外部電極部件30用于將所述上部電極12的直徑 擴大到大約15英寸至大約17英寸。所述外部電極部件30可以是連續(xù)的部件(例如連續(xù)多 晶硅環(huán))，或者分段的部件(例如2-6個環(huán)形排列的分離的片段，如由硅組成的片段)。在 所述上電極12包括多片段外部電極部件30的實施方式中，所述片段優(yōu)選有邊緣，其彼此重 疊，以保護下置的粘結材料不暴露于等離子體。所述內(nèi)部電極部件M優(yōu)選包括氣體通道32 的圖案或者布局，所述氣體通道32延伸通過所述背襯部件14，以便將工藝氣體注入到位于 所述上部電極12和所述底部電極18之間的等離子體反應室的空間里。可選地，所述外部 電極部件30也包括氣體通道(未圖示)的圖案或者布局，所述氣體通道延伸通過所述背襯 部件14的背襯環(huán)36，以便將工藝氣體注入到位于所述上部電極12和所述底部電極18之間 的等離子體反應室的空間里。對于所述內(nèi)部電極部件M和所述外部電極部件30的等離子體曝露表面，硅是優(yōu) 選的材料。兩電極均優(yōu)選由高純單晶硅制備，這能讓等離子體加工過程中，襯底的污染降到 最低，并且在等離子體加工過程中，讓磨擦柔和，從而讓顆粒最小。能用于所述上電極12的 等離子體曝露表面的可選材料包括如SiC或者A1N。在所圖示的實施方式中，所述背襯部件包括背襯板34和背襯環(huán)36，所述背襯環(huán)36 繞著所述背襯板34的邊緣延伸。所述背襯板34包括底表面38。在所述實施方式中，所述 內(nèi)部電極部件M與所述背襯板34是共同延伸的，并且所述外部電極部件30與所述環(huán)繞的 背襯環(huán)36是共同延伸的。然而，所述背襯板34能延伸到所述內(nèi)部電極部件M之上，以便 能用單一的背襯板支撐所述內(nèi)部電極部件M和分段或者連續(xù)外部電極部件30。所述上部 電極12用固定件并借助粘結材料或者類似材料固定到所述背襯部件14上，所述固定件如 螺絲或者包繞所述邊緣的夾持環(huán)。圖IA的具體實施方式
圖示了固定件60將所述內(nèi)部電極部件M的所述邊緣連接 到所述背襯板34上。所述固定件60通過圍繞所述內(nèi)部電極部件M的所述邊緣的多個孔 62并將所述內(nèi)部電極M連接到所述背襯板34上。所述外部電極部件30優(yōu)選與所述內(nèi)部 電極部件M的所述邊緣、所述多個固定孔62以及內(nèi)部電極固定件60重疊。外部電極凸輪鎖64將所述外部電極部件30固定到所述背襯板上。2008年3月14日提交的共同擁有的 申請?zhí)枮?1/03686的美國臨時申請對所述凸輪鎖的細節(jié)進行了描述，其全文作為參考并 入本發(fā)明中。優(yōu)選地，所述內(nèi)部電極部件M的頂表面觀上的多個對齊銷孔72與所述背襯板34 中的多個對應的對齊銷孔74對齊?？梢杂貌迦胨鰧R孔72/74的聚合物銷或者固定件 將所述內(nèi)部電極部件M與所述背襯板34對齊?？蛇x地，這樣的對齊孔和銷(未圖示)也 可位于所述外部電極部件30和所述背襯環(huán)36中，以讓這些部件對齊?？蛇x地，這樣的對齊 孔72/74可以通過光學方法對齊。在一種實施方式中，在不期望有對齊孔時，可以用光學方 法將對齊標識(未圖示)對齊。優(yōu)選地，在所述內(nèi)部電極部件M的所述頂表面觀與所述背襯板34的所述底表面 38之間的橋接區(qū)82里，放置有界面膠。所述界面膠48在所述內(nèi)部電極部件M和所述背襯 板34之間提供了導熱界面。所述界面膠在所述內(nèi)部電極部件M和所述背襯板34之間還 提供有導電界面。所述界面膠48提供了通過所述內(nèi)部電極部件M的所述頂表面觀與所 述背襯板34的所述底表面38之間的間隙86的導熱和/或?qū)щ娐窂??？蛇x地，所述界面膠 48也可以放置在所述外部電極部件30和所述背襯環(huán)36之間的橋接區(qū)內(nèi)。優(yōu)選地，導熱導 電墊板46放置在所述外部電極部件30和所述背襯環(huán)36之間，以在所述外部電極部件30 和所述背襯環(huán)36之間提供導熱導電路徑?？梢詫⑸漕l(RF)環(huán)墊板80放置在所述內(nèi)部電極部件M和所述內(nèi)部電極部件M 的所述外部邊緣附近的所述背襯板34之間。所述背襯部件14包含多個孔40，所述孔40適 于接納固定件42以將所述背襯部件14連接到所述熱控制板16上。優(yōu)選地，孔40和固定 部件42延伸通過所述熱控制板16并進入所述背襯部件14里。所述背襯板34還包括多個 氣體通道44，所述氣體通道44延伸通過所述背襯板34并與所述內(nèi)部電極部件M中的所述 氣體通道32流體連接?？蛇x地，所述背襯環(huán)36也包括多個氣體通道(未圖示)，其延伸通 過所述背襯環(huán)36并且與所述外部電極部件30中的可選氣體通道(未圖示)流體連接。所述背襯板34和背襯環(huán)36的優(yōu)選由與用于所述等離子體加工室中加工半導體襯 底的工藝氣體化學相容并且導熱導電的材料制造。能用于制造所述背襯板部件14的示例 性適應材料包括鋁、鋁合金、石墨和碳化硅。用于背襯板34和背襯環(huán)36的優(yōu)選材料為尚未 進行陽極化處理的鋁合金6061。在另一種實施方式中(圖1B)，所述內(nèi)部電極部件M沒有連接到所述背襯部件14 上。但夾持環(huán)66將所述內(nèi)部電極部件M固定到所述背襯部件14上。優(yōu)選地，所述背襯部 件在中央有小臺階(未圖示)，當其邊緣被夾持時，能確保中央熱接觸。穿過所述夾持環(huán)66 中的孔70的并且與所述背襯部件14相連的固定件68將所述夾持環(huán)66固定到所述背襯部 件14上。優(yōu)選地，介電環(huán)67安置在所述夾持環(huán)66和所述內(nèi)部電極部件M之間。在圖IB 所圖示的實施方式中，所述外部電極部件30與所述夾持環(huán)66、固定件68及所述內(nèi)部電極部 件M的所述外部邊緣重疊，并通過粘結物50與所述背襯部件14相連。優(yōu)選地，所述粘結 物50是合適的導熱導電彈性粘結材料，其承受熱壓，并且在所述外部電極部件30和所述背 襯環(huán)36之間傳遞熱能和電能。在另一種實施方式中，可以用彈性粘結物將所述內(nèi)部電極部 件M連接到所述背襯部件14上，并且所述夾持環(huán)66、介電環(huán)67和固定件68可以省去。所述界面膠可以是任何合適的膠性材料，例如適應真空環(huán)境并且在諸如160°C以上的高溫下抗熱降解的聚合物材料。所述界面膠性材料可以可選地包括導電和/或?qū)犷w 粒填充物，或者其它形狀的填充物，如絲網(wǎng)、織造或者非織造的導電纖維。能用于160°C以上 的等離子體環(huán)境中的聚合物膠性材料包括聚酰亞胺、聚酮、聚醚酮、聚醚砜、聚對苯二甲酸 乙二醇酯、氟化乙烯-丙烯共聚物、纖維素、三乙酸酯和有機硅。在等離子體加工設備中產(chǎn)生等離子體的過程中，所述界面膠優(yōu)選在所述淋浴頭電 極總成上保持膠狀。優(yōu)選地，所述膠具有半交聯(lián)結構，以保持其在橋接區(qū)的位置。當處于粘 性而不充分交聯(lián)(硬化)狀態(tài)時，所述半膠粘結構仍展示出比漿糊(paste)大的粘性(剛 性)，所述漿糊比膠粘性低，并且比所述膠更容易流動。在所述半交聯(lián)狀態(tài)下，所述界面膠在 所述內(nèi)部電極部件M的使用壽命內(nèi)提供了導熱和/或?qū)щ娊缑媛窂?，所述路徑通過所述內(nèi) 部電極部件24的所述頂表面觀和所述背襯板34的所述底表面38之間的間隙86，，但是不 用粘結方式將所述內(nèi)部電極部件M粘結到所述背襯板34上。因此，優(yōu)選用所述界面膠填 充表面的不規(guī)則處，以形成導熱和/或?qū)щ娊佑|，同時要避免將所述內(nèi)部電極部件M粘結 到所述背襯板34上，從而能讓所述內(nèi)部電極部件M從所述背襯板34分離，并用新的內(nèi)部 電極部件取代所述內(nèi)部電極部件24。優(yōu)選地，所述界面膠為導熱半交聯(lián)有機硅，其將鋁(Al)背襯板熱連至單晶硅(Si) 淋浴頭上部電極。在一種實施方式中，所述界面膠優(yōu)選包括用Al2O3微球體填充的導熱半交 聯(lián)有機硅基聚合物基體。在優(yōu)選的實施方式中，所述界面膠48為Lambda Gel C0H_4000(從 Geltec可以獲取)。所述上部電極12例如內(nèi)部電極部件M、外部電極部件30和背襯部件 14，如背襯板34、背襯環(huán)36的接觸表面，各自有因諸如機械加工之類加工造成的某種程度 的粗糙度。所述界面膠材料也優(yōu)選傳導熱能的柔軟粘性的片狀膠。優(yōu)選地，將所述接觸表 面拋光和清潔。所述界面膠片優(yōu)選粘結到拋光后仍然不完美或者粗糙的表面，并且將空氣 擠出間隙，以便所述膠補填所述接觸表面，并且有效地填充所述接觸表面的區(qū)域(例如微 孔)，以加強所述接觸表面間的熱和/或電接觸。所述導熱和導電墊板(界面墊板)46優(yōu)選包括共軸環(huán)形圈壓層片，例如中心部 分夾在上下部分之間。例如，所述中心部分可能是鋁帶，并且所述上部和下部是載碳有 機硅帶。選擇地，所述界面墊板46是熱填充材料，例如用氮化硼填充的有機硅(例如由 Chomerics制備的CH0-THERM1671)、石墨(例如由graftech制備的eGraf7(^)、銦箔、夾層 物(例如由Bergquist生產(chǎn)的Q-pad II)或者相變材料(PCM)(例如由Thermagon生產(chǎn)的 T-pcmHP105)。所述導熱導電墊板46可以是諸如導性有機硅-鋁箔夾層墊板結構，或者橡膠-不 銹鋼夾層墊板結構。在優(yōu)選的實施方式中，所述墊板145是位于明尼蘇達州chanhassen的 Bergquist公司生產(chǎn)的Q-pad II復合材料。這些材料包含兩面都涂有導熱/電橡膠的鋁。 所述材料能適應真空環(huán)境。所述上部電極12，例如內(nèi)部電極部件M、外部電極部件30和背 襯部件14，如背襯板34、背襯環(huán)36的接觸表面各自有因諸如機械加工之類加工造成的某種 程度的粗糙度。所述墊板材料也優(yōu)選具有足夠柔性的，以便其能填平所述接觸表面的粗燥 面，并且有效地填補所述接觸表面的區(qū)域(例如微孔)，以加強所述接觸表面間的熱接觸。優(yōu)選包含界面膠48的所述橋接區(qū)82是環(huán)形區(qū)。同樣，優(yōu)選所述環(huán)形區(qū)是分段的。 優(yōu)選所述橋接區(qū)是1至12個連續(xù)或者分段的環(huán)形區(qū)(圈)，例如，1-3個環(huán)形區(qū)、3-6個環(huán)形 區(qū)、6-8個環(huán)形區(qū)和8-12個環(huán)形區(qū)，所述環(huán)形區(qū)(圈)跨越所述內(nèi)部電極部件M和背襯板34的所述相對表面。圖2是所述內(nèi)部電極部件M的頂視圖，所述電極部件M包含延伸進 入頂表面觀的圓周排列的多排氣體通道32。在該實施方式中，所述界面膠物質(zhì)48按環(huán)形 區(qū)圖案涂敷在包含氣體通道32的區(qū)域間。但是，在諸如包含連接和/或?qū)士?2的區(qū)域 間，所述界面膠48可以是分段的。盡管所述界面如圖示涂敷在環(huán)形區(qū)內(nèi)，涂敷所述界面膠 的圖案不受限制，并且可以用諸如不是環(huán)形區(qū)的其它圖案進行涂敷。優(yōu)選所述導電導熱墊板46為安置在所述內(nèi)部電極部件M的邊緣附近的環(huán)形圈， 所述邊緣位于所述內(nèi)部電極部件M的所述頂表面觀和所述背襯板34的所述底表面38之 間。同樣優(yōu)選所述環(huán)形圈墊板46安置在所述外部電極部件30和所述背襯環(huán)36之間?？?選地，所述界面膠48和所述導電導熱墊板46可以層堆于所述上部電極12的頂表面和所述 背襯部件14的底表面之間。例如，所述界面膠48可以在所述導電導熱墊板46的頂上和/ 或其下面。多于一個的導電導熱墊板46可以包含在所述層里，并且每個導電導熱墊板46 可以有位于所述導電導熱墊板46的頂上和/或其下面的界面膠48?？梢园礃蚪訁^(qū)(區(qū)域AA)的涂敷區(qū)(圖3A和;3B的A區(qū))內(nèi)的預置圖案將所述界 面膠涂敷到所述內(nèi)部電極部件M的所述頂表面觀上。在一個示例中，可以通過繞中央點 C滾動內(nèi)部電極部件M涂敷所述膠48，并用涂敷器(如管狀涂敷器)通過在相對于所述中 央點C的單一位置或者多個徑向位置接觸所述涂敷器的一個或者多個出口來涂敷所述界 面膠48，一次性形成一個或者多個環(huán)形區(qū)域。在另一個示例中，用在預置圖案里有開口的掩 模覆蓋所述內(nèi)部電極部件M的所述頂表面觀，從而涂敷所述預定圖案。通過擦、刷和噴濺 所述掩模的所述開口，也可以涂敷所述界面膠。示例性的掩模材料包括ΚΑΡΤ0Ν (—種聚 酰亞胺基材料)，MYLAR ( —種聚脂材料)，或者TEFLON ( —種聚氟脂)，所有這些都可 以從杜邦公司得到。在優(yōu)選的實施方式中，所述界面膠涂敷在用于處理的轉(zhuǎn)印片之間。所述轉(zhuǎn)印片優(yōu) 選杜邦制造的TEFLON。轉(zhuǎn)印片優(yōu)選允許諸如替換所述內(nèi)部電極部件M上的界面膠。去除 一層轉(zhuǎn)印片，并將所述界面膠的暴露面涂敷至所述頂表面觀(圖4A和4B)，從而將所述界面 膠涂敷到所述內(nèi)部電極部件M的所述頂表面上的所述涂敷區(qū)(區(qū)A)。優(yōu)選所述涂敷界面 膠的厚度為約0. 01至0. 05英寸厚，更優(yōu)選0. 02至0. 04英寸厚。去除其它轉(zhuǎn)印片52 (圖 5A和5B)，將所述背襯板34的所述底表面38涂敷到所述界面膠48的所述頂部暴露表面 (圖6A和圖6B)。所述界面膠表面可以是粘性的，并且優(yōu)選用工具全部去除所述過印片，并 將所述界面膠片放置在所述表面上。在一種實施方式中，所述界面膠48和所述導熱導電墊板46可以層疊在所述上部 電極12的頂表面和所述背襯部件14的底表面之間。優(yōu)選地，所述導熱導電墊板46的厚度 為約0. 005至0. 05英寸厚，更優(yōu)選約0. 008至0. 02英寸厚，進一步優(yōu)選約0. 01至0. 014 英寸厚。例如圖7A所示為所述內(nèi)部電極部件M的頂表面和所述背襯板34的所述底表面 38之間的橋接區(qū)AA里的所述界面膠48的截面圖。圖7B所示為所述內(nèi)部電極部件M的 頂表面和所述背襯板34的所述底表面38之間的橋接區(qū)AA里的所述界面膠48和所述導熱 導電墊板46的截面圖示例。優(yōu)選地，所述導熱導電墊板46包括共軸環(huán)形圈層壓層，例如夾 在上部和底部46a和46c之間的中央部分46b。例如所述中央部分46b可以是鋁帶。所述 上部和底部46a/46c可以是載碳有機硅帶。優(yōu)選地，所述導熱導電墊板46的壓縮性是有限 的，其比所述界面膠48需要遠遠較高的壓力。所述界面膠48優(yōu)選易壓縮以便以最小的接觸力建立熱界面。優(yōu)選地，當所述界面膠壓縮時，熱阻下降。例如，0.02英寸厚的界面膠以 0. 002英寸/分鐘的速度壓縮30%時，優(yōu)選地有大約0. 060C /W的熱阻。優(yōu)選地，在其中所述背襯板和電極是預先安裝的實施方式中，可以用對齊裝置 (圖8A-8B)對齊所述上部電極12和所述背襯部件14。同樣優(yōu)選地，將所述內(nèi)部電極部件 24和內(nèi)部背襯板34按壓在一起，并且用固定件、夾持環(huán)、粘性彈性物或者類似物連接。所 述淋浴頭電極總成可以放置在真空下，以消除所述界面膠下的任何間隙或者孔洞，并通過 如在所述對齊裝置上的真空包或者壓力施加壓力負載。當所述板24/34按壓在一起時，所 述界面膠橫向延伸以填充所述橋接區(qū)(區(qū)AA)。優(yōu)選地，在所述連接的淋浴頭電極總成中， 橋接所述內(nèi)部電極部件M的頂表面觀和所述背襯板34的所述底表面38之間的所述間隙 86的所述界面膠48的厚度為約0. 005至0. 02英寸，并且更優(yōu)選地約0. 009至0. 012英寸 厚。圖8A和8B是將背襯部件14連接到上部電極12上的對齊裝置90的實施方式，在 所述上部電極12和所述背襯部件14之間有位于不同位置的所述界面膠48和/或所述導 電導熱墊板46。圖8A所示的實施方式中，上部電極12，如內(nèi)部電極部件M位于所述對齊裝置90 的基板106上?？蛇x地，通過感應對齊標識(未圖示)或類似標識，所述內(nèi)部電極部件M 通過光學方法對齊于所述基底上。對齊裝置90可以有對齊框架108，以將所述背襯部件14 例如背襯板34的外部邊緣引導到所述內(nèi)部電極部件M上。通過固定孔102、抽吸口(未 圖示)和/或?qū)R銷96，使用固定件100可以將所述對齊裝置90的按壓板94連接到所述 背襯板的頂部，以將所述背襯板34下壓至所述內(nèi)部電極部件M上，以便所述內(nèi)部電極部件 24的對齊銷78和/或可選對齊標識與背襯板34上的相應的銷插孔76和/或可選對齊標 識對齊?？梢宰詣踊蛘呤止げ僮骺刂瓢?2，以在箭頭方向內(nèi)移動所述按壓板94，從而將所 述對齊板按壓在一起。圖8B所示為與位于板M/34間的所述界面膠48和/或?qū)釋щ妷|板46對齊的 所述板對/34。對齊銷94可以插入所述背襯板34和所述內(nèi)部電極部件M里的銷對齊孔 里，以幫助所述板對齊。所述壓板94可以將位于所述兩板24/34上的所述對齊孔76和銷78與在所述兩 板之間的橋接區(qū)里安置的界面膠48和/或?qū)釋щ妷|板46對齊，并將所述對齊板壓在一 起。優(yōu)選地，以預定時間和預定壓力將所述板M/34壓在一起以便讓所述界面膠擴散。接 著，可以用固定件、夾持環(huán)、粘結物或者類似物將所述板連接在一起。例如與所述內(nèi)部電極 部件M的所述頂面觀里的孔72對齊的所述背襯板34固定件對齊孔74接納固定件(圖 1A)以將所述板M/34固定在一起。可選地，當使用彈性粘性物連接所述對齊板時，可以不 用所述固定件。通過去除固定件100、抽吸孔或者類似物，可以將所述對齊裝置90的按壓 板94從所述背襯板的頂部分離。接著，可以從所述對齊裝置90去除所述板。在這樣的實 施方式中，從所述對齊裝置90去除所述板24/34后，安裝所述外部電極部件30和/或背襯 環(huán)36。例如，可以用固定件、夾持環(huán)、粘性彈性物或者類似物將所述板24/34連接到反應室 內(nèi)的熱控制板16和所述外部背襯環(huán)36和/或外部電極30上。盡管圖8A和圖8B所示的實施方式中，所述內(nèi)部電極部件M位于所述對齊裝置90 的所述基板106上，并且所述背襯板位于所述內(nèi)部電極部件M上面，在另一種實施方式中，假如需要，所述背襯板的位置可以倒置。優(yōu)選地，在有室壁202的等離子體反應室200中， 所述背襯板34連接到熱控制板16 (圖8C)上，并且用所述對齊框架90'將所述內(nèi)部電極部 件M與所述背襯板34對齊。接著用固定件、夾持環(huán)、粘結物或者類似物將所述內(nèi)部電極部 件M安裝到所述背襯板34上。優(yōu)選地，將所述對齊框架90'從所述板對/34去除后，安裝 所述外部電極部件30?？蛇x地，可以用對齊框架對齊所述外部電極部件30。在圖8D所示的實施方式中，將所述對齊框架90'從所述背襯板34去除后，夾持 環(huán)66將所述內(nèi)部電極部件M固定到所述背襯板34上。可選地，當內(nèi)部電極部件M僅僅 其邊緣被夾持時，所述背襯板34有中央臺階，以確保對齊并且改善中央熱接觸。固定件68 穿過所述夾持環(huán)66的孔70并且連接到所述背襯板34上，從而將所述夾持環(huán)66固定到所 述背襯板34上。優(yōu)選地，將由塑料或者其它合適材料制成的介電環(huán)67安置在所述夾持環(huán) 66和所述內(nèi)部電極部件M之間。在圖8D所示的具體實施方式
中，所述外部電極部件30 與所述夾持環(huán)66、固定件68和所述內(nèi)部電極部件M的外部邊緣層疊，并通過凸輪鎖64連 接到所述背襯板34上。在諸如2008年7月7日提交的、申請?zhí)枮?2/216，526 (律師卷號 1015292-000204)共同擁有的同時待審的美國臨時專利中對所述凸輪鎖64進行了描述，該 專利的全部內(nèi)容作為參考并入本發(fā)明中。也可以使用上述方法將界面膠粘貼到所述背襯板34的底表面38上。所述界面膠 粘貼到至少一個所述表面后，可以組裝所述部件，以便在壓力或者在靜重力下，所述表面被 壓在一起，并且用固定件、夾持環(huán)、彈性粘性物或者類似物連接。在等離子體加工過程中，包含安置于所述上部電極和所述背襯部件之間的所述界 面膠和/或?qū)щ妼釅|板的所述電極總成能維持高運行溫度、高功率密度和長的射頻時 間。在加工過程中，由于熱循環(huán)導致所述鋁背襯板和硅淋浴頭以不同的熱膨脹率膨 脹，這時，所述界面膠維持所述上部電器12和所述背襯部件14之間的熱接觸。通常用于將 所述上部電器12和所述背襯部件14連接在一起的連接物，例如，夾持環(huán)或彈性粘結物與所 述兩部件之間的負載耦合。然而當所述連接物是軟的(根據(jù)實施方式，在給定的應變時，有 較低的剪切力)，所述兩部件不會將相互引入應力或者隔板變形。優(yōu)選地，所述背襯板和淋 浴頭在所述兩配合面之間的非連接區(qū)有間隙，從而避免表面的摩擦。在所述兩部件的不同 熱膨脹過程中，隔板變形能造成所述背襯板表面的非連接區(qū)與所述淋浴頭表面的非連接區(qū) 接觸和摩擦。這樣的摩擦能將一個或者兩個表面的顆粒摩擦掉。然而，這樣的間隙是熱不 良導體，并且為了減小加工過程中襯底關鍵尺寸的變化，需要控制所述上部電極的溫度。當 可以讓所述板相對彼此進行橫向相對運動時，通過橋接區(qū)的所述間隙，所述界面膠提供了 導熱路徑。所述界面膠48加強了通過所述橋接區(qū)82的熱轉(zhuǎn)移，從而更好控制所述上部電極 12的溫度，以便“第一晶片效應”在一系列晶片的連續(xù)加工過程中，也能減弱。即，在所述第 一加工晶片的加工過程中，通過加熱所述淋浴頭電極，由此間接造成的隨后晶片的次級加 熱，就叫“第一晶片效應”。特別地，在完成所述第一晶片的加工時，所述加熱的加工晶片和 所述加工室側(cè)壁朝所述上部電極輻射熱。所述上部電極接著為將在所述室加工的隨后的晶 片提供次級加熱裝置。因此，既然在半導體襯底的高縱橫比率連接通道的蝕刻過程中，晶片 溫度變化能夠影響關鍵尺寸，那么由所述系統(tǒng)加工的所述第一晶片與由所述系統(tǒng)處理的隨后晶片相比，可以展示比期望關鍵尺寸變化更大的關鍵尺寸變化。由于所述室的溫度的穩(wěn) 定性，與所述第一加工晶片相比，隨后加工晶片可能有不同和/或更小的關鍵尺寸變化。也可以優(yōu)選通過用所述界面膠48加強所述橋接區(qū)82的熱傳遞來減少跨越晶片和 晶片至晶片之間的溫度變化。同樣，在不同加工室上的多個等離子體蝕刻室用于期望的工 藝和生產(chǎn)率時，優(yōu)選通過加強所述橋接區(qū)82的熱傳遞來達到室至室之間的溫度匹配?？缭骄⒕辆g或者室至室之間的晶片溫度變化一攝氏度可以造成 3 σ (3X標準偏差)時關鍵尺寸變化增加大約0. 5至0. 01nm(例如0. 4nm,C -0. 2nm,C或 者 0. 35nm/°C -0. 25nm/°C )。如已提及的，通過在橋接區(qū)82使用導熱界面膠48，在所述第一晶片被加工 后，隨后加工晶片的溫度能夠穩(wěn)定，以便在隨后加工晶片的參考點的溫度變化優(yōu)選 低于大約10°c，更優(yōu)選低于大約5°C，這樣，例如所述關鍵尺寸變化可以控制在大約 5nm(0. 5nm/°C X10°C )之內(nèi)，更優(yōu)選地，在大約3nm(0. 3nm/°C X10°C )之內(nèi)，最優(yōu)選地，在 大約0. 5nm(0. lnm/°C X5°C )之內(nèi)，以在半導體襯底上蝕刻高縱橫比連接導孔。對于存儲應用，在標準差為3 ο時，所述關鍵尺寸變化期望小于4nm。隨著由所述 界面膠48形成的橋接區(qū)82的熱傳導的增強，所述關鍵尺寸變化優(yōu)選為Inm或者更小(晶 片至晶片)和4nm或者更小(室至室)。對于邏輯應用，所述關鍵尺寸在標準差為3σ時優(yōu) 選是期望小于3nm，。隨著由所述界面膠48形成的橋接區(qū)82的熱傳導的增強，所述關鍵尺 寸變化優(yōu)選2nm或者更小(晶片至晶片)和4nm或者更小(室至室)。優(yōu)選地，所述界面膠48將所述電極的中央至所述電極的邊緣的溫度變化降到最 低至小于10°C，并且將水平溫度變化降到最低至5°C或更低。由于新的或者使用過的鋁背 襯部件的使用而導致的電極溫度變化與所述新的或者使用過的鋁背襯部件的接觸表面狀 況有關。所述界面膠48優(yōu)選能將由新的或者使用過的鋁背襯部件產(chǎn)生的電極溫度變化降 到最低至小于大約5°C。同樣，部件可以去除以進行清潔，并且優(yōu)選在這樣的清潔后，部件具 有相同的熱性能。所述界面膠48將在所述鋁背襯部件清洗前后的溫度性能變化降到最低 至電極溫度變化小于大約5°C。所述界面膠可以純粹用低分子重量的二甲基硅和可選填充物制備，或者其也可以 陣列于玻璃纖維篩(稀松布)、金屬篩周圍，或者與微玻璃珠和/或玻璃納米珠或者其它材 料混合以滿足各種使用要求。優(yōu)選地，所述界面膠包含膠基體材料，所述基體材料含有帶甲 基基團的Si-O骨架(硅氧烷)。優(yōu)選地，所述界面膠用陣列在Al2O3周圍的低分子重量的 二甲基硅制備。假如所述界面膠是導熱和/或?qū)щ娔z，所述導熱和/或?qū)щ娞畛洳牧峡梢园▽?熱和/或?qū)щ娊饘倩蚝辖痤w粒。用于等離子體反應室的雜質(zhì)靈敏環(huán)境的優(yōu)選金屬是鋁合 金、三氧化二鋁(Al2O3)、硅、氧化硅、碳化硅、三氧化二釔(Y2O3)、石墨、碳納米管、碳納米顆 粒、氮化硅(SiN)、氮化鋁(AlN)或者氮化硼(BN)。優(yōu)選地，所述界面膠易于壓縮，在所述接 觸面橫向位移的情況下，能保持熱和/或電接觸，并且有高的導熱率。優(yōu)選地，所述導熱率 從約0. 5ff/mK至lW/mK，更優(yōu)選地從約lW/mK至5W/mK，最優(yōu)選至少5W/mK。所述橋接區(qū)可以是所述電極板M和所述背襯板34的相對表面28/38的表面面積 的1-95%。例如，所述橋接區(qū)可以是相對表面28/38的表面面積的1-5%、5-10%、10-15%、 15-20 %、20-30 %、30-40 %、40-50 %、50-60 %、60-70 %、70-80 %、80-90 % 或者 90-95 %。所述接觸表面28/38上的氣體通道32/44開口是在非橋接區(qū)內(nèi)，并且所述界面膠熱橋接所述 橋接區(qū)。同樣優(yōu)選地，所述背襯板底表面38平行于所述電極頂表面觀，兩相對表面之間的 距離(間隙)變化小于大約+/-25 μ m(0. 001英寸)。使用合適的固定件將所述背襯板34連接到熱控制板16上，所述固定件在諸如公 布號為2007/00686 的共同擁有的美國專利申請中有描述，其全部內(nèi)容作為參考并入本 發(fā)明中。所述背襯板34包含多個孔40，其適于接收固定件42，以便將所述背襯部件34連 接到熱控制板16上。示例關于在晶片的等離子體處理運行過程中上部硅淋浴頭電極的溫度測試提供有無 限的示例，所述硅淋浴頭電極具有位于所述內(nèi)部電極部件和所述溫度控制鋁背襯板之間的 所述界面膠和所述導電導熱墊板。界面膠位于所述內(nèi)部電極部件的中央附近的兩同心環(huán)橋 接區(qū)里，并且兩同心環(huán)導電導熱墊板位于所述外部邊緣附近(例1)。所述內(nèi)部電極部件中 央附近的所述兩同心環(huán)橋接區(qū)半徑為大約r = 1. 5英寸和大約r = 3英寸。所述外部邊緣 附近的所述兩同心環(huán)導電導熱墊板半徑為大約r = 4. 5英寸和大約r = 6. 25英寸。在毯 式光刻膠晶片上進行氧化蝕刻。然而任何具體類型的晶片加工設備或系統(tǒng)可適于在任何合 適的晶片加工系統(tǒng)中使用，包括但不限于適于沉積、氧化、蝕刻(包括干蝕刻、等離子體蝕 刻、反應離子蝕刻(RIE)、磁加強反應離子蝕刻(MERIE)、電子回旋加速共振(ECR))或者類 似工藝的那些。所述等離子體氧化蝕刻測試在約60kW的總功率下進行，所述總功率以約 2500W和27Mhz及約3500W和2Mhz的兩頻率輸送通過所述底部電極。所述室壓保持在大 約45mtorr，并且等離子體由以約300sccmAr、18sccmC4F8和19sccm02流入所述室的工藝氣 體形成。所述上部電極溫度保持在約120°C，所述下部電極溫度保持在約20°C。加工時間 大約5分鐘。所述導電導熱墊板為0.012厚的Bergquist Q-pad II。所述界面膠為涂敷約 0. 02英寸厚的Geltech Lambda Gel C0H-4000。在使用示例1的所述上部硅淋浴頭電極的 第一工藝運行過程中，所述上部電極的中央到邊緣的最大溫差為9. 5°C，并且所述上部電極 的中央到中部電極的最大溫差為7. 7V。圖9所示為等離子體氧化蝕刻毯式光刻膠晶片的 所述第一運行過程中，在所述上部電極中央(約r = 1.5英寸)、中上部電極(約r = 3英 寸)和所述上部電極邊緣(約r = 5英寸)位置的溫度測試結果。平均上部電極中央溫度 為171. 75+/-0. 75°C。在氧化蝕刻過程中測得的平均中上部電極溫度為165. 30+/-0. 5°C， 測得的平均邊緣溫度為163.50+/-0.5°C。在測試中的第二溫度循環(huán)產(chǎn)生晶片缺陷，并且重 新開始工藝運行。從缺陷循環(huán)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被顯示，但是在計算中沒有使用。圖10所示為使用示例1的所述淋浴頭電極總成在所述上部電極中央進行連續(xù)工 藝運行過程中的溫度可重復性。中央至中央(連續(xù)運行過程中)的最大溫度差是1.7°C。 在所述第一運行(“中央”)過程中所述上部電極的平均中央溫度是171.85+/-0.65°C，并 且在第二運行(“中央2”)過程中的平均溫度是171.35+/-0. 55°C。從所述內(nèi)部電極部件M上去除所述背襯板34。用新膠和如在示例1中使用的墊 板材料取代所述界面膠和所述導電導熱墊板，并且將所述淋浴頭電極總成重新組裝，以便 進一步測試。圖11和12所示為使用所述新膠和墊板材料(示例2、進行的連續(xù)工藝運行 過程中，從跨越所述上部電極和在所述上部電極中央的測試結果得出的溫度變化。在使用 示例2的上部硅淋浴頭電極進行的第三工藝運行過程中，所述上部電極的中央至邊緣的最大溫差是10. 1°C，在氧化蝕刻過程中，中央至中部的最大電極溫差是6. 8°C。平均中央溫度 (“中央”)為168. 85+/-0. 65°C。平均中上部電極溫度為163. 2+/-0. 5°C，并且平均邊緣溫 度為160. 05+/-0. 65°C。使用示例2的所述上部硅淋浴頭電極進行第四氧蝕刻工藝運行過 程中，平均中央上部電極溫度(“中央2”)為168.65+/-0.65°C，并且在連續(xù)運行過程中最 大中央溫度偏差是1. 5°C。表1概括了所述兩示例的測試結果間的一些差異。
表 1
權利要求
1.一種用于在等離子體加工設備中產(chǎn)生等離子體的復合淋浴頭電極總成，包括背襯板，其包含頂部和底表面，在所述頂部和底表面之間有第一氣體通道，所述底表面有橋接和非橋接區(qū)，所述第一氣體通道在非橋接區(qū)有向所述等離子體加工設備內(nèi)部供應工 藝氣體的出口；電極板，其有頂表面、等離子體曝露底表面和在該兩表面間延伸并且與所述第一氣體 通道流體連接的第二氣體通道，其中所述第二氣體通道在所述電極板的所述頂表面的非橋 接區(qū)有入口 ；和界面膠，其安置在每個橋接區(qū)的相對表面間，從而在所述電極板和所述背襯板之間形 成熱接觸，并且在因所述電極板和所述背襯板之間的熱膨脹系數(shù)不一致而造成熱循環(huán)時， 所述電極板相對于所述背襯板橫向運動過程中，保持所述熱接觸；其中所述電極板連接到所述背襯板上，以便進行所述運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中所述界面膠導電。
3.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中，用夾持部件將所述電極板連接 到所述背襯板上，所述夾持部件與所述電極板外部邊緣嚙合并且將所述電極彈性地按壓在 所述背襯板上的，其中導熱導電墊板安插在所述夾持部件和所述背襯板之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中用彈性粘性物將所述電極板連接 到所述背襯板上。
5.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中，所述背襯板包括內(nèi)部背襯板和外部背襯環(huán)，所述外部背襯環(huán)包繞所述內(nèi)部背襯板，其 中所述第一氣體通道位于所述內(nèi)部背襯板里并且可選地位于所述外部背襯環(huán)里，所述電極板包括連接到所述內(nèi)部背襯板上的內(nèi)部淋浴頭電極和連接到所述外部背襯 環(huán)上的外部環(huán)電極，其中所述第二氣體通道位于所述內(nèi)部淋浴頭電極里并且可選地位于所 述外部環(huán)電極里。
6.根據(jù)權利要求5所述的復合淋浴頭電極總成，其中，(a)所述內(nèi)部背襯板和淋浴頭 電極相互面對的表面相互平行和/或(b)所述電極板由單晶硅、多晶硅、石墨或者碳化硅構 成；并且所述背襯板由鋁、石墨或者碳化硅構成。
7.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，進一步包括安置于至少一個橋接區(qū)的 所述電極板和背襯板表面之間的至少一個導熱導電墊板。
8.根據(jù)權利要求7所述的復合淋浴頭電極總成，其中所述界面膠包括位于兩內(nèi)部橋接 區(qū)的相對表面之間的第一和第二連續(xù)或分段環(huán)，并且所述至少一個導熱導電墊板包括位于 兩外部橋接區(qū)的所述相對表面之間的第一和第二連續(xù)或分段環(huán)。
9.根據(jù)權利要求7所述的復合淋浴頭電極總成，其中所述導熱導電墊板包括有不同物 理性能的兩層或者更多層層壓層。
10.根據(jù)權利要求7所述的復合淋浴頭電極總成，其中至少所述界面膠和墊板的一部 分在所述導電板和背襯板表面之間有0. 5ff/mK至lW/mK、Iff/mK至5W/mK和/或5W/mK以上 的導熱率。
11.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中所述界面膠包括有機硅基復合 材料、低分子重量硅氧烷和均一分布的導熱填充物，或其組合物。
12.根據(jù)權利要求11所述的復合淋浴頭電極總成，其中所述導熱填充物是氮化硼(BN)、三氧化二鋁(Al2O3)、硅、碳化硅以及其組合物中的一種。
13.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中所述背襯板和電極板的相對表 面的所述橋接區(qū)之間的間隙距離變化小于士25 μ m(0. OOlin)。
14.根據(jù)權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成，其中(a)所述界面膠是片狀材料；(a)所述橋接區(qū)包括1至3個連續(xù)或分段的環(huán)形區(qū)、3至6個連續(xù)或分段的環(huán)形區(qū)、6 至8個連續(xù)或分段的環(huán)形區(qū)或8至12個連續(xù)或分段的環(huán)形區(qū)；和/或(b)所述橋接區(qū)包括所述電極板和所述背襯板的所述相對表面的表面面積的1_5%、 5-10 %、10-15 %,15-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90% 或者 90-95%。
15.一種連接用于等離子體加工設備的復合淋浴頭電極總成的部件的方法，包括以橋接區(qū)內(nèi)的預定圖案將界面膠涂敷到電極板頂表面，所述電極板有等離子體曝露底 表面和多個在所述頂表面和所述底表面間延伸并且在非橋接區(qū)有入口的氣體通道；將背襯板的底表面和所述電極板的所述頂表面對齊，所述背襯板有頂表面和在所述頂 表面和所述底表面間延伸并且在非橋接區(qū)有出口的多個氣體通道；用夾具或者粘性物將所述電極板的所述頂表面連接到所述背襯板的所述底表面上，其 中所述界面膠橫向延伸至所述電極板的所述頂表面與所述背襯板的所述底表面之間的橋 接區(qū)，并且所述背襯板的所述氣體通道與所述電極板的所述氣體通道流體連接。
16.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，其中將所述電極 板的所述頂表面連接到所述背襯板的所述底表面上進一步包括夾持所述電極板的所述外部邊緣，并且使用螺絲和/或夾持環(huán)將所述電極板彈性地按 壓至所述背襯板上，在所述夾持環(huán)和所述背襯板之間有導熱導電墊板，并且在所述夾持環(huán) 和所述電極之間有介電環(huán)；和/或使用彈性粘性物將所述電極板粘性地粘結到所述背襯板上。
17.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，其中將所述界面 膠涂敷到所述電極板的所述頂表面包括將所述界面膠涂敷在多個連續(xù)或者分段環(huán)上。
18.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，其中將所述界面 膠涂敷到所述電極板的所述頂表面包括繞著其中央點滾動所述電極板，并且用涂敷器通過使所述涂敷器的出口與所述滾動電 極板在相對于所述中央點的多個徑向位置接觸來沉積所述界面膠環(huán)形或者半環(huán)形區(qū)。
19.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，進一步包括在對 齊裝置里，將所述背襯板按壓至所述電極板上，前述兩板之間有所述界面膠。
20.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，其中(a)所述將所述電極板的所述頂表面連接到所述背襯板的所述底表面上進一步包括通 過擠壓、通過靜重力或者可選地在通過真空包里的大氣壓力將所述電極板的所述頂表面與 所述背襯板的所述底表面壓在一起，從而讓所述界面膠位于所述橋接區(qū)；(b)所述電極板由硅、石墨或者碳化硅組成；并且所述背襯板由鋁、石墨或者碳化硅組成；(c)將所述界面膠涂敷到所述背襯板的所述頂表面包含使用轉(zhuǎn)印片；(d)粘附所述背襯板的所述底表面至所述界面膠上包括在粘附所述背襯板的所述底表 面之前從所述界面膠上去除轉(zhuǎn)印片；(e)所述電極板包括內(nèi)部淋浴頭電極和外部環(huán)電極，所述背襯板包括環(huán)形內(nèi)部背襯板 和外部背襯環(huán)，并且所述界面膠位于所述內(nèi)部淋浴頭電極和所述內(nèi)部背襯板之間和/或所 述外部環(huán)電極和所述外部背部環(huán)之間的橋接區(qū)。
21.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，進一步包括在至 少一個橋接區(qū)的所述電極板的所述頂表面和所述背襯板的所述底表面之間使用導熱導電 墊板。
22.根據(jù)權利要求15所述的連接復合淋浴頭電極總成的部件的方法，其中將所述背襯 板的所述底表面和所述電極板的所述頂表面對齊進一步包括使用對齊銷、對齊孔、對齊標 識、光傳感器或者其組合，其中所述背襯板和/或電極板包括所述對齊銷、對齊孔和/或?qū)?齊標識。
23.一種在等離子體加工設備中加工半導體襯底的方法，所述方法包括 將襯底放置在等離子體加工設備的反應室的襯底支架上；讓工藝氣體流入具有如權利要求1所述的復合淋浴頭電極總成的所述反應室中； 讓所述淋浴頭電極總成和所述襯底之間的所述反應室里的所述工藝氣體產(chǎn)生等離子體；用所述等離子體加工所述襯底。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述加工包括等離子體刻蝕所述襯底。
25.一種用于在等離子體加工設備中產(chǎn)生等離子體的電極板，所述電極板包括 安裝到背襯板底表面的頂表面，等離子體曝露底表面和在前述兩者間延伸的氣體通道；和以橋接區(qū)內(nèi)的預定圖案安置在所述頂表面上的界面膠，所述氣體通道在非橋接區(qū)有入
26.根據(jù)權利要求M所述的電極板，進一步包括覆蓋所述界面膠的轉(zhuǎn)印片；和/或安 置在至少一個橋接區(qū)的所述電極板的所述頂表面上的導熱導電墊板。
全文摘要
一種用于等離子體加工設備中的淋浴頭電極包括位于電極板和背襯板的相對表面之間的界面膠。所述界面膠在因熱膨脹系數(shù)不一致而造成熱循環(huán)時產(chǎn)生的橫向位移過程中，保持導熱性能。所述界面膠包括諸如填充有氧化鋁微粒的有機硅基復合材料。所述界面膠能夠適應不規(guī)則形狀特征并且使匹配表面間的表面接觸面積最大化。所述界面膠可以預置至消耗型上部電極上。
文檔編號H01L21/3065GK102124819SQ200980131832
公開日2011年7月13日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權日2008年8月15日
發(fā)明者拉金德爾·德辛德薩 申請人:朗姆研究公司