气体注入喷嘴的利记博彩app

专利名称：气体注入喷嘴的利记博彩app
技术领域：
气体注入喷嘴
背景技术：
用于超大规模集成(ULSI)电路的照相平板印刷掩模的制作比半导体晶片 处理需要更高水平的蚀刻均匀性。单个掩模图案在石英掩模上通常占用4平方 英寸的面积。掩模图案的图像聚焦到晶片上单模具(l平方英寸)的区域上， 然后越过晶片，形成每个模具的单个图像。在蚀刻掩模图案到石英掩模之前， 掩模图案是由扫描电子束写入，这是费时的过程，使单个掩模费用相当高。掩 模蚀刻过程与掩模的表面不一致。并且，e —电子束写入光刻胶图案本身是非 均匀的，并且在晶片上的45nm形体尺寸的案例中，具有整个掩模范围内在临 界尺寸中(如线宽度)多达2到3nm的变化。(例如，这个变化是所有测量线 宽度的3o变量。)在光刻胶临界尺寸内的这种非均匀性将会在不同掩模源或 顾客中变化。掩模蚀刻过程不能增加该变化超过lrnn，从而使得蚀刻掩模图案 中的这种变量不会超过3到4mn。这就迫切需求源于石英掩模图案中衍射效应 的应用以达到在晶片上边缘锐利地成像。现有技术很难达到这些需求。其中可 能涉及22rnn晶片形体尺寸的未来技术将会更困难。这种难度由蚀刻偏置现象 形成，其中在掩模蚀刻过程中光刻胶图案的损耗引起在石英掩模上蚀刻图案线 宽度(临界尺寸)的降低。这些难度在掩模蚀刻过程中是固有的，因为具体的 掩模材料(如石英，铬，硅化钼)的蚀刻选择性相对于光刻胶通常小于l，以 致在掩模蚀刻过程中，掩模光刻胶图案被蚀刻掉。
有些掩模图形需要蚀刻定期开口进入石英掩模以精确限定其深度，这在通 过掩模暴露晶片期间为达到干涉光束的极精细的相位排列是非常关键的。例 如，在某一类型的相移掩模中，每条线通过铬线和暴露于铬线的每侧的石英线 定义，仅在一侧被蚀刻为精确深度的石英线提供相对于穿过未蚀刻石英线的光 180度相位移动。为了精确控制石英的蚀刻深度，必须通过定期打断来密切监 测蚀刻过程，以测量石英的蚀刻深度。每次这种检査必须从掩模蚀刻反应器室 中移走掩模，去除光刻胶，测量蚀刻深度，然后再估算蚀刻过程的剩余时间， 以达到以消逝的蚀刻过程时间为基础的目标深度，沉积新的光刻胶，电子束在该光刻胶上写入掩模图案，重新引进掩模到掩模蚀刻室，并重新启动蚀刻过程。 达到所需深度的剩余蚀刻时间的估计假定蚀刻率保持稳定和均匀，而这是不可 靠的。这样一个繁复程序的问题导致生产率低，成本高，以及光刻胶图案中更 多的污染或断裂机会。然而，由于需要精确控制蚀刻深度，似乎没有任何解决 这些问题的方法。
在临界尺寸变动中小的公差需要在掩模表面上非常均匀的蚀刻速率分布。 在石英材料中，在要求精确蚀刻深度的掩模中，有两种临界尺寸， 一个是线宽 度，另一个是蚀刻深度，并且对于两种类型的临界尺寸的均匀性要求掩模整个范围内的蚀刻速率分布均匀。通过使用源电源涂抹器(source power applicator)，蚀刻速率分布中的非均匀性可以降低至一定程度，该源电源涂 抹器可改变等离子体离子密度的径向分布，例如由在晶片上面由内和外巻绕天 线组成的感应源电源涂抹器。然而，这种做法只可以处理对称的非均匀性，也 就是中间高或中间低的蚀刻率分布。实际上，刻蚀速率分布中的非均匀性可以 是非对称性，例如在掩模的一个角落中的高蚀刻速率。 一个更基本的限制是掩 模蚀刻过程趋向于具有这样极端的中心-低分布的蚀刻速率，以致诸如具有内 和外线圈的这种感应式电源涂抹器的可调特征是不能转换中心-低区域外的蚀 刻率分布。
非均匀蚀刻速率分布的其它问题是蚀刻速率分布趋于在相同设计的不同 反应器之间变化很大，以及无论何时更换关键部分或消耗组件，如更换气体分 布喷嘴，在相同反应器内变化也很大。蚀刻率分布看来对被更换部分特征的小 变化是高度敏感的，并对消耗的替代品具有不可预知的变化。另一项相关的挑 战是便于更换关键部件，如气体分布喷嘴。

实用新型内容
本实用新型描述了一种用于处理如掩模或晶片的工件的等离子体反应器， 其包括具有气体分布环的真空室，该气体分布环具有一个或多个气体注入喷 嘴。
在一个实施方式中，提供了一种适合与等离子体反应器中的气体分布环上 模制联接的气体注入喷嘴。气体注入喷嘴包括具有第一外直径部分和限定顶部 的第二外直径部分的中空圆柱体，纵向穿过此圆柱体形成的第一通道，此圆柱体通过第一外直径部分延伸并且至少部分进入到第二外直径部分，以及第二通 道与第一通道同轴地对准并且从第一通道的端部向顶部的端部纵向延伸，其中 第一外直径部分大于第二外直径部分。
在另一实施方式中，描述了一种适合与等离子体反应器中气体分布环模制 联接的气体注入喷嘴。气体注入喷嘴包括具有第一外直径部分和小于第一外直 径部分的第二外直径部分的中空圆柱体，通过第一外直径部分设置的第一通
道，以及以90°的界面向穿过第二直径部分设置的第二通道转折，以及将第 一外直径部分与第二外直径部分联接的径向面，其中第一外直径部分大于第二 外直径部分大约50%。
在另一实施方式中，描述了一种适合与等离子体反应器中气体分布环模制 联接的气体注入喷嘴。气体注入喷嘴包括具有第一外直径部分和限定顶部的第 二外直径部分的中空圆柱体，其中第一外直径部分大于第二外直径部分，纵向 穿过此圆柱体形成的第一通道，此圆柱体通过第一外直径部分延伸以及至少部 分进入到第二外直径部分，以及第二通道与第一通道同轴地对准并且以90° 的界面转折，并且从第一通道的端部向顶部的端部纵向延伸，以及设置在与第 一通道相连的第二外直径部分的侧通道，其中第一通道的直径大于第二通道直 径四倍。
本实用新型的有益效果是为一等离子体反应器提供一种改进的喷嘴结构。 该喷嘴结构提高该反应器的蚀刻的均匀性，以及适于与等离子体反应器中的气 体分布环模制联接。该喷嘴结构易于在该气体分布环模制内替换，这降低了设 备的停工期而提高了生产量。


因此以此方式获得本实用新型的代表性实施方式并详细理解，在本实用新 型的更加具体描述、上述简短的概括都可以参照示出的附图中的实施方式。可 以理解，为了不模糊本实用新型，在此不讨论某些公知的工艺。
图1是用来完成掩模蚀刻过程的等离子体反应器的一个实施方式的示意 性横截面图。
图2A是图1中反应器下部的等大剖面图。
图2B是在升高位置处图1中反应器的掩模支撑底座的等大局部剖面图。
图3是图1中反应器阴极的顶视图。
图4和5分别是图1中反应器阴极的可选择实施方式的顶视图和侧视图。
图6和7分别是图1中反应器阴极的另一可选择实施方式的侧视图和顶视图。
图8是具有背部终点探测装置的等离子体反应器的示意性侧视图。
图9和10分别是从掩模的前面和后面获得的光学终点探测信号的曲线图。
图11和12分别是从掩模的前面和后面获得的干涉条纹光学信号的曲线图。
图13是图8反应器的一个实施方式中获得的多波长干扰频谱信号的曲线图。
图14是基于在整个反射光强度、具有背部终点探测的图8反应器中一个实施方式的示意性侧视图，其与图10相对应。
图15是基于在干涉条纹计数、具有背部终点探测的图8反应器中一实施方式的示意性侧视图，其与图12相对应。
图16是基于在多波长干扰频谱、具有背部终点探测的图8反应器中一实施方式的示意性侧视图。
图17是基于在光学发射光谱(OES)、具有背部终点探测的图8反应器中一个实施方式的示意性侧视图。
图18是图8中示出的具有OES和干扰基背部终点探测的实施方式的反应器的示意性侧视图。
图19和20分别是图18中实施方式的阴极和设备板的等大图。
图21是图19中阴极的横截面图。
图22A和22B描述了在石英掩模蚀刻过程中的一系列步骤，该过程采用背 部终点探测。
图23A， 23B， 23C, 23D和23E描述了在铬一硅化钼一石英掩模蚀刻过程的一系列步骤，该过程釆用背部终点探测。
图24A， 24B， 24C， 24D和24E描述了在铬一石英掩模蚀刻过程的一系列步骤，该过程采用背部终点探测。
图25和26分别是一个实施方式的示意性侧视图和端视图，该实施方式中从掩模背部不断地测量实时蚀刻速率分布。
图27和28分别是具有一排单独可控制的气体注入喷嘴的实施方式的等大和顶视图。
图29是采用气动阀的图27和28的实施方式实现的顶视图。
图30A到30D是整个掩模范围内蚀刻深度分布的曲线图，其通过被启动的
图27和28中阀门阵列中的不同阀门而获得。
图31是图27和28中反应器的可选择实施方式的等大图。
图32描述了图27和28反应器中另一可选择实施方式。
图33和34是基于蚀刻速率分布的即时二维图像、能执行反应器可调元件的实时反馈控制的等离子体反应器的结构图和透视图。
图35是可在图33和34的反应器中执行的反馈控制过程的结构图。
图36A是气体注入喷嘴的一个实施方式的侧视横截面图。
图36B是图36A中部分喷嘴体的分解侧视图。
为了便于理解，尽可能的使用同样的附图标记指明与附图共有的相同元件。可以预期， 一实施方式的原理和特点也可在另一实施方式中获益而无需进一步叙述。然而，需指出的是附图仅示出本实用新型的示例性实施方式，因此 并不限制本实用新型的范围，本实用新型可以概括其它具有同等效力的实施方式。
具体实施方式
具有增强RF均匀性的阴极
我们已经讨论了在掩模蚀刻过程中非均匀的蚀刻速率分布的一个原因是在完成掩模蚀刻过程的等离子体反应器中，在支撑基座上RF电非均匀性的存在或者在等离子体反应器中支持掩模的阴极的存在。RF偏置电源应用于基座上以控制在掩模表面的等离子体离子能，而RF源电源应用于高架巻绕天线， 如产生等离子体离子。RF偏置电源控制在掩模表面的影响离子能的电场。既然掩模表面的离子能影响蚀刻速率，基座中的RF电非均匀性在跨掩模表面蚀刻速率分布中产生非均匀性。我们发现在基座中有几个RF非均匀性源。 一个是将铝基座(阴极)和铝工具板固定在一起的钛螺丝钉。在横跨基座表面的电场图案中，螺丝钉产生节点(因此横跨掩模的表面，因为它们的电性能不同于 铝阴极的电性能)。另一个是在阴极和设备板之间电导率的非均匀分布。在设备板和阴极之间的导电主要限制在板和阴极的周边。这可能至少部分是由于在 真空压力引发的等离子体处理过程中阴极弯曲。围绕该周边的传导受多项因素影响可以是非均匀性的，如钛螺丝钉的不平衡固定和/或围绕板或基座周边的 表面光洁度的变化。我们己经通过引入几个能提高穿过基座的RF电均匀性的技术特征解决了这些问题。首先，在铝阴极由于钛螺丝钉的存在引起RF区域
的非均匀性或不连续性，通过提供连续的钛气体喷射环围绕阴极顶面的周边延 伸来解决，其中阴极包围所有钛螺丝钉的头部。由于表面差异或钛螺丝钉的非均匀固定引起传导性的变化，通过在设备板和阴极的端面周边表面上提供高传导性的镀镍来解决，以及通过在设备板和阴极之间引入RF垫圈来解决，其中在它们之间的周边上压縮RF垫圈。
参考图1，用于在掩模中蚀刻图案的等离子体反应器包括由侧壁12和覆盖顶部14围绕并且由控制室压力的真空泵15抽真空的真空室10。在室10内部的掩模支撑基座16支撑掩模18。在说明书中将要描述的是，掩模典型地由石英基板组成并且进一步包括在石英基板顶部表面上的附加掩模薄膜层，如铬和硅化钼。另外，存在图案限定层，其可以是光刻胶或由铬层形成的硬掩模。在其它类型的掩模中，石英基板除了光刻胶图案，没有覆盖层。
通过叠置各自的RF阻抗匹配电路28，30由各自RF源电源发生器24，26 驱动的内和外巻绕天线20，22施加等离子体源电源。然而侧壁12可以是与地面联接的铝或其它金属，顶部14通常是允许从巻绕天线20，22的RF电源的导电耦合到室10内的绝缘材料。处理气体通过在侧壁12顶部中均匀隔开的注入喷嘴32从气体仪表板36通过气体导管34引入。气体仪表板36由不同的气 体供应器38组成，该气体供应器38通过各自的阀门或质量流量调节控制器 40与输出阀联接，或者通过质量流量调节控制器42与导管34联接。
掩模支撑基座16是由在金属(如铝)设备板46上被支撑的金属(如铝) 阴极44组成的。阴极44具有内在的冷冻剂或通过在设备板46上供应和排出端口(未示出)供给和排出的加热流体流动通道(未示出)。RF偏置电源是由RF偏置电源发生器48通过RF阻抗匹配电路50供应到设备板上。RF偏置 电源传导通过设备板46和阴极44之间的界面到达阴极44的顶部表面。阴极 44具有中央高地44a，方形石英掩模或基板18被支撑在该中央高地44a上。高地尺寸通常与掩模18的尺寸匹配，尽管高地44a可以稍小以至于掩模周边的小部分或唇缘18a延伸超过高地44a较短距离，其将在下文讨论。
围绕高地44a的基座气体注入环52被分(如图2B或图7中示出的楔或饼 式部分样式)成盖气体注入环52a和俘获气体注入环52b，该盖气体注入环52a形成大约气体注入环52的2/5以及该俘获气体注入环52b形成气体注入环52的剩余3/5。俘获气体注入环52b具有搁板54，掩模18的唇缘18a搁在该搁 板上。三个升降销56 (图1中只有一个是可见的)抬起俘获气体注入环52b， 无论何时期望从支撑基座16移走掩模18，俘获气体注入环52b通过唇缘18a 升起掩模18。基座气体注入环52由不同电特性材料层53， 55组成，选择不 同电特性以在偏置电源发生器48的频率下，与石英掩模18和铝高地44a的组 合所表示的RF阻抗相匹配。(盖子和俘获环52a， 52b都是由不同层53， 55 组成)。此外，俘获气体注入环52的顶部表面与掩模18的顶部平面共面，因 此在等离子体处理过程中延伸超过掩模18边缘的大均匀表面促进了跨掩模18 表面的均匀电场域和外壳电压。典型的，如果下部气体注入环层55是石英和 上部气体注入环层53是如氧化铝的陶瓷，这些条件可以满足。过程控制器60 控制气体仪表板36， RF发生器24、 26、 28以及晶片处理装置61。晶片处理 装置包括在室10的侧壁12内的联接到升降销56的升降伺服系统62，刀片式 机械臂(robot blade arm )63和狭口阀64。
一系列均匀隔开的钛螺丝钉70沿它们的周边将阴极44和设备板46固定 在一起。由于在铝阴极/设备板44、 46和钛螺丝钉70之间的电差异，螺丝钉 70将不连续的非均匀性引入到阴极44的顶部表面的RF电场中。在阴极44和 设备板46相对面的变化产生了在阴极44和设备板46之间沿它们的周边导电 的非均匀性，这导致在RF电场相应的非均匀性。因为在等离子体处理过程中， 阴极44在它的中心趋向于弯曲成弓形(由于室内真空)，在阴极44和设备板 46之间主要的电接触是沿着它们的周边。为了将阴极44和设备板46之间导 电性的灵敏性降低到(a)在不同的钛螺丝钉70中紧固性的变化和(b)表面 特性的变化，如镍的高导电材料的环形薄膜72沉积在阴极44的底部表面44b 周边上，同时(例如)镍的匹配的环形薄膜74沉积在设备板46的顶部表面 46a的周边上。镍膜72， 74互相排列，因此两个环形的镍薄膜72， 74组成基 座44和设备板46.的相对的接触表面，提供了在它们之间导电性的高均匀分 布。均匀传导性的进一步改进通过沿阴极44的底部表面周边提供环形凹槽76 和在凹槽76内放置导电RF垫圈80实现。可选的，可以提供设备板46顶部表 面内的相似环形凹槽78与凹槽76对齐。RF垫圈80可以是合适的常规种类， 如扁平的薄金属螺旋状物，当阴极44和设备板46加压在一起以及拧紧螺丝钉 70时对RF垫圈加压。为了降低或除去在电场分布中趋向于在钛螺丝钉70的头部发生的点非均匀性，连续的钛气体注入环82放置在阴极44顶部表面的周
边的环形凹槽84内。
图2A描述了掩模支撑基座16和其下面的升降组件(lift assembly ) 90。 升降组件90包括由气动致动器(pneumatic actuator)或升降伺服系统94 驱动的升降三角架92以及在升降三角架92上固定的三个升降销56。在升降 风箱96中引导升降销56，升降风箱包含用于极其平稳和几乎无摩擦运动(为 降低由磨损引起的污染)的球轴承98。图2B描述了在升起位置具有俘获气体 注入环52b和掩模18的阴极44。当提升掩模时，通过隔开盖和俘获环52a， 52b形成的空间允许刀片式机械臂到达掩模18。
跨掩模18表面的极端中央一低蚀刻速率分布的问题通过改变阴极高地 44a的电特性(如介电常数)的分布得到解决。这在一实施方式中实现，通过 在高地44a顶部表面上提供中心嵌入102和围绕外嵌入104，两种嵌入形成具 有基座气体注入环52的连续平坦表面，以及该两种嵌入是不同的电材料。例 如，为了将蚀刻速率分布的趋向降低到中央一低，中心嵌入102可以是导电材 料(如铝)而外嵌入104可以是绝缘材料(如氧化铝的陶瓷)。中心嵌入102 的导电形式为RF电流提供比较低的阻抗路径，以在掩模18的中心促进离子 能和蚀刻速率，而绝缘外嵌入104呈现较高阻抗，这降低掩模18周边的蚀刻 速率。具有这种特点，蚀刻速率分布的微妙调整可以通过调节应用到内和外巻 绕天线20， 22的相对RF电源来实现。为了达到均匀的蚀刻速率分布，等离子 体离子密度的径向分布变化需要降低至很小，这在内和外巻绕天线20， 22之 间的RF电源分配能力范围内以获得均匀的蚀刻速率分布。图3是内和外嵌入 102， 104的顶视图。在可选择实施方式中，嵌入102， 104可以是具有不同电 介质常数(介电常数)的绝缘体。图4和5详细描述了此概念，其中采用逐渐 不同的电性能的四个同心环102， 104， 106， 108以使蚀刻速率分布更加均匀。 图6和7描述了提供阴极44的RF电性能分布的实时可调性的可选择实施方式。 在阴极44的中心内部，活塞110控制中空圆柱体114内的可移动铝板112的 轴向位置。绝缘体(如陶瓷)顶部薄膜U6可覆盖阴极44的顶部。当将铝板 112推进到接近圆柱体114的顶部时，穿过阴极44中心区域的电阻抗会下降， 从而提高掩模18中心处的蚀刻速率。相反，当铝板112在圆柱体114内向下 移动远离掩模18时，掩模中心的蚀刻速率会下降。控制活塞110轴向移动的
致动器(actuator) 118由过程控制器60 (图1)控制，以调整蚀刻速率分 布为最大均匀性或补偿非均匀性。
穿过掩模背部进行蚀刻速率监测和终点探测
为了测量掩模上的蚀刻深度或临界尺寸，蚀刻过程中定期中断的高生产费 用，通过阴极44和掩模或基板18背部使用光学传感可得到降低或消除。由于 相当于光刻胶比较差的蚀刻灵敏性，有必要中断蚀刻过程以执行这些定期测 量 一般说来，掩模材料比光刻胶的蚀刻速率慢。通过在掩模上沉积厚的光刻 胶层可解决这个问题，但是光刻胶的蚀刻过程的高速率造成了光刻胶表面的非 均匀或粗糙。此粗糙程度影响了穿过光刻胶的光，所以将噪声引入到临界尺寸 和蚀刻深度的任何光学测量中。因此，对每个周期性测量暂时清除光刻胶，以 确保在重启动中断的掩模蚀刻过程之前的无噪声光学测量，再沉积光刻胶和重 新勾画刻线图案到光刻胶上。
图8中描述的掩模蚀刻等离子体反应器避免了这些难题，其允许在整个蚀 刻过程中不断观察临界尺寸和测量蚀刻深度，而采用在阴极44内部提供的背 部光学测量装置，在掩模支撑基座16上放置掩模或基板18。背部测量装置利 用掩模基板18的光学透明特性的优点，基板具体为石英。沉积在其上面的薄 膜(如铬或硅化钼)可以是不透明的，但是视觉上可以感到限定掩模18刻线 图案的图案开口的形成。通过这些层反射或传输的光强度的变化可在通过阴极 44的掩模背部观察到。这些观察物可用来实现蚀刻过程终点探测。当蚀刻石 英材料时，穿过阴极44在掩模背部观察到的光学干涉可用来在蚀刻过程中进 行实时蚀刻深度测量。一个优点是从掩模背部看到的图像或光信号不受光刻胶 噪声的影响，或与掩模18的顶面(光刻胶侧)进行的这些测量尝试相比，至 少受影响非常小。
为达到这些目的，图8的反应器包括在阴极44的顶部表面内部的凹口 120，此凹口装有透镜122，其光轴面对掩模或基板18的背部。其直径相对于 透镜122较小的一对光纤124， 126具有邻近或接触透镜122的端部124a， 126a 并且在透镜122的光轴处彼此互相排列。图8中描述的光纤124, 126中的每 个实际上可以是一小束光纤。光纤124具有联接到光源128上的另一端124b。 光源发出的透过掩模18的光的波长，具体地对于石英掩模是可见波长。在干涉深度测量的情况下中，选择光源128的波长光谱以在掩模18的刻线图案中
便于局部一致。对于约45nm数量级的蚀刻掩模结构的周期性特征(或周期性 形体尺寸低于一微米)，如果光源128在可见光谱内发光，则符合该要求。光 纤126具有联接到光接收器130上的另一端126b。在简单终点探测的情况下， 光接收器130可简单探测光强度。在临界尺寸(如线宽度)测量的情况下，光 接收器130可分辨出在透镜122的可见范围内被蚀刻的线图像，其可从线宽度 得出。在蚀刻深度测量的情况下，光接收器130可以探测干涉图案或干涉条纹， 可从蚀刻深度得出(即从干扰或衍射图案推算或从干涉条纹计算)。在其它实 施方式中，光接收器130可包括用于实现多波长干扰测量的分光计，可从蚀刻 深度推算或计算。为达到这些，处理控制器60包括能处理来自光接收器的光 学信号的光学信号处理器132。这些光学信号处理可包括(依靠特定的实行方 案)下述中的一个实现来自环境光强度变化的蚀刻处理终点探测；测量由光 学接收器130感知的二维图像的临界尺寸；通过对干涉条纹计数来计算蚀刻深 度；由多波长干扰谱确定蚀刻深度，在这个情况下，光学接收器130是由分光 计构成的。作为选择，采用分光计以从晶片背部的光学发射谱来进行蚀刻过程 终点探测，并采用由等离子体发射和穿过透明掩模18传输的光，在这个情况 下，没有采用光源128。
处理控制器60响应来自光学信号处理器132的处理终点探测信息(或蚀 刻深度测量信息)，以控制等离子体反应器的各种元件，包括RF发生器24， 26、 28和晶片处理装置61。具体地，当到达蚀刻过程终点时，处理控制器60 停止蚀刻处理并导致从基座16上移除掩模18。
图9是在铬蚀刻过程中(其中根据掩模刻线图案，蚀刻石英掩模表面上的 铬薄膜)感应自掩模的顶部(涂覆光刻胶)的作为时间的函数的周围反射光强 度的曲线图。图9中曲线描述的强度大标记表明光刻胶层的顶部表面的粗糙度 引起的噪声。虚线表示隐藏在噪声内的阶梯函数信号，阶梯函数信号与铬蚀刻 处理终点相一致。图10是图8反应器内穿过阴极44晶片背部的相同测量的曲 线图，光接收器130感知反射光的水平。光刻胶引起的噪声大大降低，因此终 点限定的阶梯函数明显地呈现在光学数据中。阶梯函数的边缘描述了转折点， 在蚀刻过程中反射的光强度下降达到铬薄膜的底部上，在转折点处，铬的反射 表面面积急剧下降。
图11和12是光强度对时间(或等价对空间)的曲线图，以及在图12中， 正如光学接收器130感知的，光强度的周期性峰对应于千涉条纹，干涉条纹的间隔决定蚀刻深度，或蚀刻在透明石英掩模基板18上的紧密周期性间隔特征的不同表面之间的厚度的差异。图11描述了通过掩模顶部的光刻胶感知的强 度，具有较大的由光刻胶引起的噪声成分，此噪声成分削弱千涉条纹探测。图12描述了通过掩模背部由图8的光学接收器130感知的强度曲线图，在图中 光刻胶引起的噪声实际上不存在。
图13是光强度作为波长的函数的曲线图，其中光接收器130是由分光计 组成，并且光源128产生波长光谱。图13曲线中的强度谱的行为是一典型的 现象，其中干涉效应发生在反射自亚微米特征中不同深度表面的光之间，其中 该亚微米特征在透明掩模18中周期性隔开。在低波长处，峰是完全周期性的 并均匀隔开，突出的光学效应正在干涉。在较高波长处，掩模18的周期性特 征之间的局部一致性不强烈，以至于随着波长的增加衍射效应越来越明显，导 致在高波长处强度行为基本上非均匀地隔开并更加复杂，如图13所述。图13 中峰的间隔，尤其是在低波长处是蚀刻深度的函数，这可从峰与峰的间隔推断
图14示出图8反应器的实施方式，其中光接收器130是环境光强度探测 器并且光学信号处理器132进行编程以用来寻找在整个反射光强度中大的变 形(阶梯函数)，对应于图10曲线中的终点探测。在这个实施方式中光源128 可以是任何合适的光源。另一方面，可以去掉光源128，从而光传感器130简 单对应于从通过透明掩模或基板18传输的等离子体。
图15示出图8反应器的实施方式，其中光接收器130是干涉条纹探测器， 通过透镜122充分聚焦以分辨干涉条纹，并且光学信号处理器132进行编程以 对干涉条纹进行计数(如图12中示出的强度对时间数据的曲线)，目的是计 算透明石英掩模18的蚀刻深度。这种算法产生了一个虚拟瞬间的蚀刻深度， 其通过逻辑200同储存在存储器202中的用户定义的目标深度相比。逻辑200 可使用常规的数字匹配或最小化方法以探测储存和测量深度值之间的匹配关 系。匹配导致逻辑200将蚀刻终点标记到处理控制器60上。
图16示出图8反应器的实施方式，其中采用图13的干涉分光技术测量或 确定透明石英掩模或基板18的蚀刻深度。在这种情况下，光源128在可见光区域发出多个波长或光谱(周期性掩模形体尺寸在几百纳米或以下)。光接收
器130是分光计。信号调节装置和模拟数字转换器220的组合将由分光计130 (对应于图13中的曲线)收集的光谱信息转换成光学信号处理器132能处理 的数字数据。可以实现终点探测的一个模式是从图13所表示的数据在低波长 范围内周期性峰之间的间隔来计算蚀刻深度，如上所述。比较逻辑200可以比 较瞬间测量的蚀刻深度与存储在储存器202中的用户定义的目标深度以确定 是否到达蚀刻过程终点。另一个模式是，比较逻辑200足够强壮以将数字表示 的波长谱(对应于图13中的曲线)，该波长谱体现了分光计130的瞬时输出， 与对应于所需蚀刻深度的公知光谱进行比较。这个公知光谱可以储存在存储器 202中。由比较逻辑200探测的测量光谱和储存光谱之间的匹配，或接近匹配， 导致将蚀刻过程终点标记输送到处理控制器60。
图17示出图8反应器的实施方式，其中光学接收器130是可以从室内的 等离子体发射的光辐射来区分发射线的光学发射分光计，以实现光学发射光谱 测定(OES)。该处理器132是0ES处理器，其进行编程以跟踪所选择光线的 强度(或探测消失)，该光线的强度对应于指示正在蚀刻的层上材料的化学种 类。在预先确定的转折点上之上(如在铬蚀刻过程中OES光谱上，铬波长线的 消失)，处理器132将蚀刻过程终点探测标记输送到处理控制器60上。
图18描述了我们构造的实施方式，在阴极44的表面，各自间隔的凹口 231， 233处有一对透镜230， 232，透镜230， 232聚焦以分辨干涉条纹，携带 会聚光的各自光纤234， 236面对或接触各自的透镜230， 232。光纤234， 236 联接到干涉探测器238上(或者是附带探测器或者是分光计)，探测器238 具有联接到处理控制器60的输出。透镜230, 232通过光纤242， 244接收来 自光源240的光。掩模18顶部表面的光被反射到透镜230， 232上，并且由光 纤234， 236携带的光传送到探测器238上。另外，图18的实施方式在阴极表 面上具有第三个凹口 249以容纳第三个透镜250，透镜250穿过光纤252与OES 分光计254的输入口联接。OES处理器256处理OES分光计254的输出以实现 终点探测，以及将结果传输到处理控制器60上。图19描述了图18实施方式 中的阴极44，示出了容纳各自透镜230， 232， 250的三个凹口231， 233， 249。 图20示出了相应的孔260， 261， 262用于容纳在设备板46的光学装置(未示 出)支撑透镜230， 232， 250。图21示出将光纤联接到基座16内部透镜的横截面图。
已经讨论了图16， 17和18的反应器作为分光计130 (图16和17)和254 (图18)，分光计130或254可以由调整到预先确定的波长的一个或多个光 学波长纤维所替代。每个这样的光学波长纤维可与光电倍增管组合以提高信号 幅值。
背部终点探测的掩模蚀刻过程
图22A和22B描述了在掩模石英材料上蚀刻刻线图案的过程。在图22A 中，石英掩模基板210由在光刻胶层212内限定的具有周期性结构的间隔线 214和开口 216的光刻胶层212所覆盖。在图15或图16的反应器中，CHF3 + CF4 + Ar的石英蚀刻过程引入气体到室IO内，RF发生器24， 26和48提供电源， 以及石英材料在光刻胶层212内形成的开口 216内被蚀刻。石英的蚀刻深度是 通过不断测量从蚀刻顶部表面反射的光218和从石英基板210的未蚀刻顶部表 面反射的光219之间的干涉得出。 一旦达到期望的蚀刻深度(图22A)，蚀刻 过程就停止。然后去除光刻胶以产生期望的掩模(图22B)。
图23A到23E描述了用于蚀刻三层掩模结构的过程，三层掩模结构包括下 面的石英掩模基板210，硅化钼层260，(含有钼氧化氮化硅)，铬层262， 氧化铬抗反射膜层264和光刻胶层266，并具有在光刻胶层266 (图23A)内 形成的开口 268。在图23B的步骤中，铬层262和抗反射膜层264在具有简单 反射系数终点探测(图14的室)或具有OES终点探测(图17的室)的等离子 体反应器室内被蚀刻，其中0ES终点探测使用的铬蚀刻处理气体如Cl2 + 02 + CF4。去除光刻胶层262 (图23C)。然后蚀刻硅化钼层260，如图23D中示出， 使用硅化钼的蚀刻剂作为处理气体，如SF6 + Cl2，以及使用铬层262作为硬 掩模。这个步骤在具有终点探测的等离子体反应器中完成，通过简单环境反射 系数或OES终点探测，如图14或图17中的室。在图23E中，使用铬蚀刻处理 气体如CH3+CF4+Ar，清除铬层262和氧化铬抗反射膜层264。这个步骤在具有 简单终点探测的图14或图17中的反应器中完成，而没有蚀刻深度测量。从而 形成限定刻线图案的具有上硅化钼层的石英掩模基板。
图24A到24E描述了用于构造二元掩模的过程，该二元掩模是由在暴露石 英的透明石英掩模侧翼固定间隔上的周期性铬系组成的，外露石英间隔的又一过程被蚀刻在一深度上，在此深度，透过光相移动一理想角度(如180度)。图24A描述了初始结构，该初始结构由石英掩模基板300，铬层302，氧化铬 抗反射膜层304和光刻胶层306组成。在图24B的步骤中，铬和氧化铬层302，304在反应器室中Cl2+02+CF4处理气体内被蚀刻，如图14或17的室。在图24C 的步骤中，在CHF3+CF4+Ar的石英蚀刻处理气体中如图24D示出的石英掩模基 板300的暴露部分被蚀刻后，去除光刻胶层。图24D的石英蚀刻步骤在石英掩 模基板300内，能感知或监控蚀刻深度的反应器室内完成，如图15或16中的室。在蚀刻过程中，不断监控瞬时蚀刻深度，一旦在掩模300上完成目标蚀刻深度，就停止蚀刻过程。在图24E中描述了最终的结果。
跨掩模表面的蚀刻速率分布的连续监控
图25和26示出图1的晶片支撑基座16的实施方式，在阴极44的顶部表 面具有背部蚀刻深度感应元件(透镜和光纤)的矩阵，在蚀刻过程中不断提供跨整个掩模或基板表面的蚀刻速率分布或蚀刻深度分布的瞬时图像或样本而不必中断蚀刻过程或打乱掩模基板。铝高地44a在其顶部表面有开口320的 矩阵，每个开口支撑面对掩模基板300背部的透镜322。光源324通过联接到 各自的透镜322上的输出光纤326来提供光。透镜322提供充分的聚焦以分辨干涉条纹。可以是便于条纹计数的传感器也可以是分光计的干涉探测器328 联接到己经联接到各自透镜322上的输入光纤330上。开关或多路复用器332允许光依次从每个输入光纤330到探测器328上。在图25和26运行的装置中有三个模式。在第一个模式中，在透镜322特定一个的区域视图中的蚀刻深度 可从干涉条纹之间的距离来计算。在第二个模式中，探测器328是分光计以及在透镜322特定一个的区域视图中的蚀刻深度可从多波长千涉频谱(对应图13)的低波长峰距离来计算。在第三个模式中，多波长千涉光谱检测到给定瞬 间，并与程序库340中光谱比较，其中相应的蚀刻深度是公知的。蚀刻速率分 布可从蚀刻深度和消逝时间来计算。这个分布记录该了过程的蚀刻非均匀性并 且反馈给处理控制器132。控制器132对通过调整反应器的可调特征做出反应 以降低蚀刻速率分布中的非均匀性。
图25和26描述的实施方式在高地44a的顶部表面具有蚀刻深度传感器或透镜322的3X3矩阵，这种传感器矩阵中的行与列可采用任意数量，以致矩阵是n X m矩阵，其中m和n都是合适的整数。
在一实施方式中，无论蚀刻速率分布是中心高还是中心低，处理控制器 132进行编程以推导(从分光计或传感器130提供的蚀刻速率分布信息)。处 理控制器60对这些信息做出响应，通过调整反应器的某个可调特征以降低非 均匀性。例如，处理控制器60可改变内外线圈20， 22之间的RF电源分配。 另一方面或另外，处理控制器60可改变图6和7反应器内可移动铝板112的 高度。在高地44a，来自蚀刻深度感知元件的阵列或矩阵的反馈允许处理控制 器60通过反应器可调元件的不断试验和公差调整来改善蚀刻速率分布的均匀 性。
可实时配置的处理气体分布
图27和28示出图1中的等离子体反应器的实施方式，图1中的等离子体 反应器具有单独可控的气体注入口或喷嘴32的阵列。通过单独控制不同的喷 嘴32，可改变室10内的气体分布以纠正工件或掩模18的蚀刻速率的非均匀 分布。在所示实施方式中，气体注入喷嘴32的阵列位于接近顶部14的内壁 12上。为此，反应器包括在内壁12的顶部和可移动的盖子之间支持的顶部气 体注入环338，可移动的盖子342具有构成顶部14的底面。在顶部气体注入 环338底面上的外肩(exterior shoulder) 344设置在内壁12的顶面。气体 注入环顶面的内肩(interior shoulder) 346容纳盖子342的边缘。在盖子 342的底面上设置的外肩(external shoulder ) 348设置在气体注射环338 的内肩(internal shoulder) 346上。气体注入口或喷嘴32在气体注入环338 的垂直内表面349上形成，可限定在气体注入环338的内直径。到达每个注入 口 32的气流受隔开的阀门350单独控制， 一个阀门350对应于每个喷嘴32。 气体仪表板36提供的处理气体穿过气体供应管352流动，气体供应管352联 接到在气体注入环338上形成的输入口 354上。 一系列断开的气流线358形成 一系列连接气体注入环338周边的外部，气体注入环338将从气体供应出口或 口 356的处理气体输送到相应的阀门350。
在优选实施方式中，每个阀门350是气动控制，并且具有输入气流通过口 350a和输出气流通过口 350b，受控制的气体废气排出口 350c和气压控制输入 口 350d。废气排出口 350c将受控制的处理气流提供到相对应的一个喷嘴32上。来自输入气流通过口 350a的处理气体自由流动到输出气流通过口 350b。 在控制输入口 350d处压縮的气压决定穿过气流通过口 350a， 350b的处理气体 是否转移到气体废气排出口 350c。这样由气动控制的阀门是公知的，因此在 此没有公开它们的内部结构。气流线358-1和358-2从气体供应出口 356-1， 356-2连接到阀门350-1， 350-2的输入气流通过口 350a上。每个剩余的气流 线358从一个阀门350的输出气流通过口 350a连接到连续阀门350的输入气 流通过口 350b。因此，在图28的左侧，穿过一系列阀门350的气流是逆时针 方向，而在图28的右侧，穿过一系列阀门350的气流是顺时针方向。
从每个输出口 356到一系列阀门350的气流不会由该系列中的任何中间阀 门350阻碍。每个阀门350可以转到"on"上而无需打开或关掉任何其它阀门 350以提供气流到相应的气体注入口 32，以及可以转到"off"上以终止气流 到注入口。阀门配置处理器360控制所有阀门350并且可以通过阀门控制线 362打开或关掉任何阀门350。如上面所陈述，在优选实施方式中，阀门350 是气动阀门并且控制线362是气动(空气)管以避免巻绕天线20， 22附近出 现导电体。在图28的实施方式中，压縮机364向电磁(即电控制)阀门365 阵列提供空气压力，电磁阀门365控制受压空气以提供到各自气动阀门350 的气压控制输入口 350a。阀门配置处理器360通过电线(electric link)控 制电磁阀门365，此电线远离巻绕天线20， 22。
图29描述了图28实施方式的修改，在图28中，阀门350每个被电控制 而不是气动控制。图29中，每个控制线362是直接从控制器360到对应的阀 门350的电线，因此省略空气压縮机364和压縮空气电磁阀门365。
再参考图27和28，每个口 32通过气体注入环338由径向圆柱通道366 形成。空心圆柱套368容纳在通道366内，套368的顶端368a形成气体注入 口。每个套368是由陶瓷材料制成的并且可以移动。气体注入口或喷嘴32的 附加描述可以在图36A和36B的描述中发现。每个阀门350的受控制的气体出 口 350c穿过短气体供应管370连接到对应径向通道366的外端。整个气体分 布组件为标准组件并且通过外气体供应管358和短空气供应管370的每个的连 接(或断开)而快速拆解，其中套管368可单独从孔366上拆除。以这种方式， 在气体注入环338上的气体分布元件和组件支持单体替换，无需移走或替换更 昂贵的元件如气体注入环338。
图30A至30D是对于不同阀门配置的图27和28中的反应器在固定时间的蚀刻过程内得到的掩模18的蚀刻深度分布曲线图。当所有阀门350开启时获 得图30A的蚀刻分布，此蚀刻分布具有跨掩模表面0.51%的高非均匀性或变 动的中心低蚀刻分布。当一对临近的阀门350a， 350b关闭，剩余阀门350开 启时，得到图30B的分布并且几乎均匀分布，此分布仅具有0.38%的非均匀 性或变动。通过打开阀门装置到所有阀门350是开启的状态，得到图30C。图30C中的分布中心更低。通过关闭-一对不同临近阀门350c， 350d，得到图30D 的分布。得到的分布更均匀和较小的中心低，只有0.40%的变动。
图31示出可选择性实施方式，其中气体注入喷嘴32在气体注入环338 中以之字形或"W"形设置。在前述的实施方式中，每个喷嘴是独立控制的。 通过仅激活喷嘴的顶排(t叩row) 32a或底排(bottom row) 32b，注入模式 相对于顶部可以移动。通过激活选择的喷嘴32(如每三个喷嘴或每四个喷嘴)， 可以改变喷嘴之间的距离。图32是部分气体注入环338的横截面图，描述了 喷嘴32是如何在不同方向注入的。例如，阀门装置控制器360只打开特定方 向的那些喷嘴32可以获得气体分布的大的改变。例如，所有喷嘴32c朝着图 32中右侧部分转向，可同时开启以排除所有其它。通过打开直角朝向左侧的 所有喷嘴32d而关掉其它所有如包括所有右侧成角的喷嘴32c，可以得到大的变化或修正。
使用来自背部蚀刻深度测量传感器阵列的反馈控制可调反应器元件
现在参考图33和34，掩模蚀刻等离子体反应器的可调元件的反馈控制通过图25和26的背部蚀刻深度传感器的二维阵列的输出提供。可调元件可包括图27和28的单个控制的气体注入喷嘴32的阵列。另一方面或另外，在这样的反馈回路内受控制的可调元件可包括在内外巻绕线圈20， 22之间的RF电源 分配或图6和7的反应器内可移动铝板112的高度。
从图25和26的蚀刻深度传感元件130的阵列或矩阵的反馈，通过反应器 可调元件的不断试验和误差调整，允许处理控制器60改善蚀刻速率分布的均匀性。在图33中，反馈回路开始于图25和26的背部蚀刻深度传感器130的阵列400。处理控制器60进行编程以使用跨掩模18的瞬时蚀刻测量的图像推导出掩模18上的蚀刻速率非均匀性的位置和大小，并且推导在反应器的特定 可调元件内最可能的变化，反应器可降低或消除这些非均匀性。这些信息通过 处理器60转换成命令以输送到反应器的任何一个或一些或所有可调元件。因此，图33示出从处理控制器60的输出信号路径到下面的可调元件，任何一个 或所有可调元件在下面反应器中用于可移动铝板112的致动器(actuator) 110的内和外天线RF电源发生器24， 26 (用于内和外RF电源分配)；可控制 喷嘴32阵列的喷嘴阵列控制器360。
在整个掩模蚀刻过程中，反馈回路可不断运行，通过降低由处理器60从 跨掩模18的蚀刻速率分布"图像"获得的非均匀性以改善通过掩模18的蚀刻 速率分布均匀性。反馈可由处理器60内的软件支配，用于执行试验和误差修 正。另一方面，处理器60中的软件可结合商业上可利用的神经中枢的训练和 反馈学习技术，使处理器60更加智能化以响应在蚀刻速率分布中接收到的非 均匀性。这样的软件技术并未构成本实用新型的一部分。
在一实施方式中，可产生可调元件的反馈命令以降低蚀刻深度传感器阵列 的变动。在另一实施方式中，可以选择反馈，以处理特定的非均匀性。例如， 由传感器130的阵列感知的蚀刻速率分布在掩模18的一个象限或角落里可能 非常高，在这种情况下，对阀门配置处理器施加命令以在一个象限内降低受限 制(试验)量的气流。根据由背部传感器130的阵列获得的蚀刻速率分布的随 后图像，如果这个权宜之计遇到有限的成功，那么在气流分布中的调整有可能 增加。调整和修正的循环可继续进行直到在蚀刻速率分布均匀性中不再提高。
在第一个非均匀性被修正后，其它的非均匀性可以同样的方式处理。例如，在不同位置的蚀刻速率可能极高，在这种情况下，只要从背部传感器130阵列的蚀刻速率分布"图像"的一些例子中非均匀性降低，到达此位置的气流就下降。
在对称的蚀刻速率分布非均匀性(如中心一高或中心一低分布)的情况下， 对称可调元件如铝板112的高度或内外线圈20， 22之间的RF电源分配可由 处理器60采用来降低应用反馈控制回路的非均匀性。例如，中心一低蚀刻速 率分布可由处理器60提供较少的非均匀，通过一方(或双方)提高铝板112 或提高RF电源分配到内线圈20 (相对向外线圈22)，处理器60提高掩模18 中心的蚀刻速率。在反馈回路中，这个变化起初虽小，但随着背部传感器130 阵列的蚀刻分布图像均匀性改善，可进一步被提高到内线圈20的铝板的位置和/或电源分配。继续该循环直到不再观察到改善。所有前述技术可嵌入到由 处理控制器60执行的软件中。
图35描述在图33和34的实施方式中处理控制器60执行的反馈回路的可 能的例子。首先，处理器60获得来自背部传感器130 (图35的块380)阵列 的跨掩模表面的蚀刻速率的最新二维图像。由该图像，处理器60推导在蚀刻 速率分布(块382)中非均匀性模式以及从系列选择中选择对反应器的可调元 件的调整，该系列选择可减少非均匀性(块384)。在做出这个调整(块386) 后，处理器60获得最新的蚀刻速率分布图像(块388)并用调整之前的原先 图像对比最新的蚀刻速率分布图像。如果有改进(非均匀性减轻)，处理器 60重复同一循环，可能导致在相同连续调整中的进一步提高。如果没有改进 (块390没有分支)，那么选定的调整从选项(块392)中清除，并且回到 块384的步骤，选择不同的调整。
图36A是气体注入口或喷嘴32的实施方式的侧面横截面图，气体注入口 或喷嘴32插入到图27和28的气体注入环338的径向圆柱通道366中。正如 上面所述，喷嘴32配置为容易从径向圆柱通道366移动以方便替换。喷嘴32 包括由处理兼容材料，如金属或陶瓷制成的中空圆柱体套或中空体368。在一 个实施方式中，中空体368是由铝或陶瓷材料制成的，如氧化铝(Al203)材料。 中空体368包括第一外直径3620和形成顶部368a的第二外直径3615。在一 个实施方式中，第一外直径3620大于第二外直径3615约50% 。
由其它喷嘴造成的一个挑战是与在更换过程中移走或安装喷嘴有关，如在 先喷嘴可包括表面，或螺纹或其它联接装置，趋向于将喷嘴粘结或固定到通道 366上。进一步，这些在先喷嘴必须旋转，扭转，退出，否则从通道上脱钩， 气体注入环338 (图27)可从室移走。这产生大量的停工期并对生产量产生不 利影响。通过降低表面和/或减小趋向于粘结或固定的联接连接，改进喷嘴32 以方便替换。因此，喷嘴32的替换不需要如前所述室的大量拆解，所以降低 了设备的停工期。
中空体368还包括在其中形成的纵向通道，该纵向通道包括第一通道3605 和第二通道3610。在一个实施方式中，中空体368包括源于第一外直径部分 的第一通道3605和延伸至少部分穿过顶部368a的第二外直径3615部分的第 一通道3605。第一通道3605包括第一直径，第二通道3610包括小于第一直径的第二直径，以及第一通道以约90度界面急剧转向第二直径。在一个实施方式中，第二通道3610的直径小于第一通道3605的直径大约4倍。第二外直 径3615还包括通向第一通道3605的侧通道3618。侧通道3618的直径与第二 通道3610的直径大致相等，侧通道3618具体设置为与第二外直径3615或第 一通道3605 —致。
图36B是图36A中示出的部分中空体368的分解侧视图。第一外直径3620 部分和第二外直径3615部分之间的界面由径向面3625联接，径向面3625从 第二外直径3615部分到第一外直径3620部分直角延伸。在一个实施方式中， 径向面3625包括缓和体(relief) 3630，缓和体3630可以是斜面，斜角或转 折成第一外直径3620的半径。面3625包括在其中形成的环形凹槽3635，环 形凹槽3635可设计为0型一气体注入环凹槽以接收0型一气体注入环(未示 出)。在一个实施方式中，含有从环形凹槽3635径向延伸的面3625的第一外 直径3620部分可被移走，如虚线3622显示的那样。在这个结构中，面3625 可以是阶梯状的，0型一气体注入环需要与阶梯状部分紧密配合而不是与环形 凹槽紧密配合。在某些实施方式中，面3625包括转折成第二外直径3615的半 径3640。环形凹槽3635(或可选择的去除虚线3622指示的部分后的阶梯部分) 可包括没有划伤或工具标记的表面，以及在一个实施方式中，磨光表面以具有 约16um的平均表面粗糙度(Ra)。中空体368的表面除了具有环形凹槽3635 外，还可以磨光到约32μm的Ra。在一个实施方式中，顶部368a包括缓和体 3612，该缓和体可以是斜面，斜角，或减缓顶部368a面的边缘的半径。
尽管前述提供了本实用新型的实施方式，但是在不偏离本实用新型基本范 围的情况下，可以设计本实用新型的其它和另外的实施方式，其范围由以下权 利要求书所限定。
权利要求1、一种气体注入喷嘴，其适于与等离子体反应器中的气体分布环模制联接，其特征在于，包括具有第一外直径部分和限定顶部的第二外直径部分的中空圆柱体，第一通道纵向穿过该圆柱体并通过第一外直径部分延伸并至少部分进入第二外直径部分中，以及第二通道与第一通道同轴地对准并从第一通道的端部向顶部的端部纵向延伸，其中第一外直径部分大于第二外直径部分。
2、 根据权利要求l中的喷嘴，其特征在于，设置在第二外直径部分中的侧通道与第一通道连通。
3、 根据权利要求l中的喷嘴，其特征在于，第一通道的直径比第二通道的直径大四倍。
4、 根据权利要求l中的喷嘴，其特征在于，中空圆柱体包括从第二外直径部分向第一外直径部分直角延伸的径向面。
5、 根据权利要求4中的喷嘴，其特征在于，该径向面包括环形凹槽。
6、 根据权利要求l中的喷嘴，其特征在于，该中空圆柱体由陶瓷材料制成。
7、 一种气体注入喷嘴，其适于与等离子体反应器中的气体分布环模制联接，其包括具有第一外直径部分和小于第一外直径部分的第二外直径部分的中空圆 柱体，第一通道设置为穿过第一外直径部分并以90°的界面向穿过第二直径 部分设置的第二通道转折，以及联接第一外直径部分与第二外直径部分的径向 面，其特征在于，第一外直径部分大于第二外直径部分大约50%。
8、 根据权利要求7中的喷嘴，其特征在于，该径向面设置为垂直第二外直径部分。
9 、根据权利要求7中的喷嘴，其特征在于，径向面包括环形凹槽。
10、根据权利要求9中的喷嘴，其特征在于，环形凹槽具有16um的平均表面粗糙度。
11 、根据权利要求9中的喷嘴，其特征在于，该中空圆柱体由陶瓷材料制成。
12、 根据权利要求9中的喷嘴，其特征在于，该第一通道的直径大于第 二通道的直径大约4倍。
13 、根据权利要求9中的喷嘴，其特征在于，设置在第二外直径部分的 侦!)通道与第一通道连通。
14、 一种气体注入喷嘴，其适于与等离子体反应器中的气体分布环模制联接，其特征在于，其包括具有第一外直径部分和限定顶部的第二外直径部分的中空圆柱体，其中第 一外直径部分大于第二外直径部分，纵向穿过此圆柱体形成的第一通道延伸通过第一外直径部分并且至少部分进入到第二外直径部分，第二通道与第一通道同轴地对准并且与第一通道以90°的界面转折，并且从第一通道的端部向顶部的端部纵向延伸，设置在第二外直径部分的侧通道与第一通道连通，其中第一通道的直径大于第二通道的直径四倍。
15、 根据权利要求14中的喷嘴，其特征在于，第一外直径部分和第二外直径部分包括具有32 μm的平均表面粗糙度的表面。
16、 根据权利要求14中的喷嘴，其特征在于，中空圆柱体包括从第二外直径部分向第一外直径部分直角延伸的径向面。
17、 根据权利要求16中的喷嘴，其特征在于，径向面包括环形凹槽。
18、 根据权利要求17中的喷嘴，其特征在于，环形凹槽具有16um的平均表面粗糙度。
19、 根据权利要求14中的喷嘴，其特征在于，中空圆柱体由陶瓷材料制成。
20、 根据权利要求14中的喷嘴，其特征在于，中空圆柱体由氧化铝材料制成。
专利摘要本实用新型提供了多个气体注入喷嘴，其适合与等离子体反应器中的气体分布环模制联接以用于处理诸如掩模或晶片的工件。气体注入喷嘴包括具有第一外直径部分和限定顶部的第二外直径部分的中空圆柱体，第一通道形成为纵向穿过此圆柱体并通过第一外直径部分延伸并且至少部分进入到第二外直径部分，第二通道与第一通道同轴地对准并且从第一通道的端部向顶部的端部纵向延伸，其特征在于，第一外直径部分大于第二外直径部分。
文档编号H01L21/3065GK201182036SQ200720181418
公开日2009年1月14日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年2月1日
发明者伊伯拉希姆·M·伊伯拉希姆, 吉姆·K·尼古恩, 希巴·J·潘纳伊尔, 理查德·莱温顿, 迈克尔·N·格林博金, 阿杰伊·库玛, 马德哈唯·R·钱德拉乔德 申请人:应用材料股份有限公司