CN100577866C - 应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法及其翻新再利用的方法 - Google Patents

应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法及其翻新再利用的方法 Download PDF

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Abstract

一种应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法及其翻新再利用的方法。所述气体喷头由具有低电阻率的主体层及涂覆于其一表面上的碳化硅涂层组成。所述气体喷头能使射频能量高效地电容性耦合到等离子体中。本发明提供的气体喷头的制作方法，可以显著减少微尘粒子产生。另外，本发明提供的翻新和再利用气体喷头的方法，能够显著地节省使用者的使用成本。

Description

应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法及其翻新再利用的方法
【技本领域】
本发明涉及一种等离子体反应室，特别涉及一种应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法、以及其翻新再利用的方法。
【背景技术】
众所周知，等离子体反应室(plasma chamber)应用于半导体制造工艺中，用以在半导体衬底、基片或晶片上沉积和刻蚀各种物质层。为了在等离子体反应室中产生等离子体，该等离子体反应室内部需要被抽成真空，然后再注入前驱气体(precursor gas)，并将射频能量耦合到等离子体反应室内。大体来说，等离子体刻蚀反应室分为两大类：电感耦合型等离子体反应室(inductive-coupled plasma chambers)和电容耦合型等离子体反应室(capacitive-coupled plasma chambers)。在电感耦合型等离子体反应室中，射频能量主要是以电感耦合的方式耦合到等离子体中，而在电容耦合型等离子体反应室中，射频主要通过在射频放电表面(比如，气体喷头(showerhead)或阴极(cathode))上通过电容放电耦合到等离子体中。
图1a是电感耦合型等离子体反应室的示例，其可以用于在半导体制造中刻蚀晶片。如图所示，在等离子体反应室的顶盖部分115上方设有电感线圈105，或者在侧壁120周围设置电感线圈。为了从射频源110中耦合射频能量，顶盖部分115一般用具有高电阻率(high electrical resisitivity)的介电材料(dielectric materials)制成，此种材料可以允许射频能量有效地穿透其中并进行射频耦合。射频源110’与阴极相连接以提供偏压功率(biaspower)。反应气体通过气体喷射器(gas injector)125从等离子体反应室一侧，或绝缘顶盖125’的中心位置，或从等离子体反应室底部下方注入。图1b显示了一种典型的电容耦合型等离子体反应室，其中射频源的能量可以由射频源130加载到上电极组件145(包括上电极140和温度控制元件144)上，或者由射频源130’加载到阴极135上，或者是上电极组件和阴极上都有射频能量加载。当射频能量130加载到上电极组件145时，阴极135作为地。反之，当射频源130’加载到阴极135上时，上电极组件145作为地。通常射频源130和130’可以具有不同的射频频率；在有些情况下，射频源130’还可以具有两个或更多个射频频率。无论哪种情况，等离子体反应室的侧壁都作为地。反应气体通常是通过顶盖部分145注入，其中一气体分布盘(气体喷头)140和温度控制元件141一般用于提供反应气体。当前，大部分气体喷头都用单晶或多晶掺杂硅制成，因而会在等离子体刻蚀过程中被部分消耗或腐蚀。
现有技术中，曾有人提出使用碳化硅(Silicon Carbide，SiC)作为一种较优的替代材料来制造电感耦合型等离子体反应室的顶盖或侧壁部分，这主要归因于该种材料在电气性能、纯度和机械强度方面的特性。另外，还有人提出，在电感耦合型等离子体反应室中，介于电感线圈与反应室内部的部件(即，当电感线圈置于顶盖上方时，该部件为顶盖；当电感线圈置于反应室侧壁周围时，该部件为侧壁)应当由烧结的碳化硅(sintered SiC)及于其上涂覆(coated)的由化学气相沉积产生的碳化硅(CVD SiC)制作组成。更具体地说，有人提出烧结的碳化硅应当具有高电阻率(high resisitivity)，以便允许射频能量从电感线圈耦合至反应室内以生成等离子体。进一步地，由化学气相沉积产生的碳化硅涂层(CVD SiC coating layer)应当具有低电阻率(例如，是导电的)，以便其可以接地从而消除因阴极射频耦合引起的偏置电流。进一步的相关信息可以从美国专利5,904,778及其引用的相关专利中找到。
当前，业界大部分厂商采用电容耦合型等离子体反应室用于某些特定应用，例如半导体晶片的电介质刻蚀、多晶硅刻蚀和金属刻蚀。然而，前述现有技术中提出的烧结的碳化硅/由化学气相沉积产生的碳化硅涂层结构(sintered SiC/CVD SiC)所表现出来的特性更适合于电感耦合型等离子体反应室，它们并不能在电容耦合型等离子体反应室中得到广泛应用。事实上，现有技术中的sintered/CVD SiC结构的特性与电容耦合型等离子体反应室的顶盖部分所要求的特性正好相反，二者背道而驰。举例而言，现有技术中烧结的碳化硅主体材料(sintered SiC base)具有高电阻率，这将会显著地降低或阻止射频能量被有效地及高效率地电容性耦合至等离子体中。此外，至今尚未有人提出运用烧结的碳化硅和由化学气相沉积产生的碳化硅的集成工艺来制作可供商业上使用的气体喷头。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种气体喷头组件，克服了现有技术的不足，使射频能量高效地电容性耦合到等离子体中。
本发明的另一目的在于提供一种制造气体喷头的方法，可以显著减少微尘粒子的产生。
本发明的又一目的在于提供翻新和再利用气体喷头的方法，能够显著地节省使用者的使用成本。
本发明是通过以下技术方法实现的：
本发明提供一种应用于电容耦合型等离子体反应室中的气体喷头，包括：主体层，其由低电阻率材料制成；由化学气相沉积产生的碳化硅涂层，其涂覆于该主体层的下表面上；穿透该主体层和该碳化硅涂层的多个气体喷射孔。
本发明还提供一种电容耦合型等离子体反应室，包括：腔体；置于等离子体反应室腔体中的基片支撑座，所述基片支撑座内部设置有电极；设置于等离子体反应室腔体顶部的气体喷头，所述气体喷头包括：由低电阻率材料制成的主体层、涂覆于主体层的下表面的由化学气相沉积产生的碳化硅涂层、以及贯穿主体层和碳化硅涂层的多个气体喷射孔。
本发明进一步提供一种翻新和再利用气体喷头的方法，所述气体喷头包括主体层和化学气相沉积涂层，并且所述化学气相沉积涂层在等离子体作用下会被腐蚀或消耗，该方法包括：
a.设置一最低容限，用以表征所述化学气相沉积涂层被腐蚀的最大允许值；
b.将气体喷头安装至等离子体反应室；
c.在等离子体反应室中进行等离子体工艺，以处理基片；
d.判断最低容限是否达到，如果达到，进行步骤e，如果没有，返回步骤c；
e.将气体喷头从等离子体反应室中移除；
f.去除至少部分剩余的化学气相沉积涂层；
g.沉积新的化学气相沉积涂层，在沉积的化学气相沉积涂层上钻气孔；
h.返回步骤b。
本发明还提供一种用于等离子体刻蚀反应室中气体喷头组件上的导电环，包括：低电阻率主体层材料部分；以及主体层材料部分上的由化学气相沉积产生的碳化硅层。
本发明还提供一种用于刻蚀反应室的上电极组件，包括：气体喷头；置于气体喷头附近的温度控制元件；以及置于所述温度控制元件和气体喷头之间的热传导薄膜，用以允许所述气体喷头和温度控制元件之间由于热膨胀而导致的相对运动。
【附图说明】
图1a和1b分别是现有技术中电感耦合型等离子体反应室和电容耦合型等离子体反应室的示意图。
图2a是根据本发明电容耦合型等离子体反应室的一种实施方式的示意图，图2b是用于图2a所示的反应室中的气体喷头(上电极)的示意图。
图3a和3b是图2b中所示气体喷头沿剖面线A-A剖开的部分截面图的两种实施方式。
图4是本发明保证退出孔清洁的工艺的一种实施方式。
图5是显示本发明回收再利用工艺的一种实施方式的流程图。
图6是本发明等离子体反应室的另一种实施方式。
图7是图6所示实施方式中使用的气体喷头和导电环组合。
图8a和8b是图7中所示气体喷头和导电环沿剖面线A-A剖开的截面图。
图9是本发明的另一种实施方式，其中化学气相沉积涂层粘合到主体层上。
【具体实施方式】
图2a是根据本发明电容耦合型等离子体反应室的一种实施方式的示意图，图2b是用于图2a所示的反应室中的气体喷头(上电极)的示意图。图2a所示的等离子体反应室与图1b所示类似，二者不同之处在于图2a中的等离子体反应室还包括：一种新设计的碳化硅气体喷头(SiC showerhead)250(同时作为上电极)、射频环(RF ring)245、温度控制元件(thermalcontrol unit，TCU)251。其中所述气体喷头250具有两种作用，一方面可以作为气体喷头，向反应室内喷射和输入反应气体；另一方面，也作为等离子体反应室的导电的上电极。本发明新设计的气体喷头250是由涂覆(coated)有由化学气相沉积产生的碳化硅(CVD SiC)260的低电阻率(即，导电的)主体层(bulk layer)255制成(如图3a和3b所示)。所述低电阻率材料的主体层255可以用比如石墨(graphite)、碳化硅(SiC)、由石墨转化的碳化硅(converted SiC from graphite)、碳化硅及碳的混合材料(SiC+C)等材料制成。作为一种较佳实施方式，主体层(bulk layer)用高纯度(high purity)的低电阻率的(low electrical resistivity)碳化硅经过热压(hot pressed)或烧结(sintered)制成。
在主体层材料可能与注入等离子体反应室的反应气体有接触的地方，推荐采用高纯度(high purity)的烧结的碳化硅(sintered SiC)或硅注入的石墨(silicon impregnated graphite)。例如，在钻穿主体层的气体喷射孔处，推荐采用高纯度的烧结的碳化硅或硅注入的石墨。在主体层材料不会与反应气体有接触的地方，主体层材料的选择就较为宽松。下表提供了一些针对适当应用选择适当材料的例子。
  主体层材料   表面材料   应用例   射频
  与反应气体有接触   高纯度的、低电阻率的、烧结的碳化硅   由化学气相沉积产生的碳化硅   气体喷头   带射频电或接地
  与反应气体不接触   高纯度石墨、由石墨转化的碳化硅、硅注入石墨、高纯度的烧结的碳化硅 由化学气相沉积产生的碳化硅   带射频电的环或接地环 带射频电或接地
图3a和3b是图2b中所示气体喷头沿剖面线A-A剖开的部分截面图的两种实施方式。如图3a和3b所示，作为一种举例，所述气体喷头包括：烧结的碳化硅主体层255和由化学气相沉积产生的碳化硅涂层260。作为本发明的一个方面，烧结的碳化硅主体层255是低电阻率的碳化硅主体层。在某些实施方式中，烧结的碳化硅层255的电阻率低于10ohm-cm，其厚度约为6～10毫米。在本发明另一些实施方式中，主体层255是高纯度的、低电阻率的、经过热压形成的碳化硅层，其电阻率低于0.05ohm-cm。当然，本发明的主体层也可以用其它电阻率低于10ohm-cm的低电阻率材料制成。基于此，所述气体喷头250也可以用作为电极，其能够更为有效地将射频能量耦合到等离子体反应室内。在图示的特定的实施方式中，所述气体喷头250接地，与气体喷头250相对的电极237与射频源230的射频输出端相连接。应当理解，这些元件也可以采用与图示不同的连接方式，即，射频源230的射频输出端与气体喷头250连接，而相对的电极237可以与射频输出端相连接或接地。
所述化学气相沉积涂层260可以用现有的任何化学气相沉积技术制成，它可以是导电的或绝缘的。要说明的是，与先前技术中的化学气相沉积涂层使用具有高电阻率的烧结的碳化硅不同，本发明中的主体层255使用低电阻率材料制成，因此由化学气相沉积产生的碳化硅层可以是导电的或绝缘的。在此特定的实施例中，由化学气相沉积产生的碳化硅层260具有低电阻率，其厚度约为2毫米。在其它实施方式中，化学气相沉积涂层260是经过掺杂的β型立方晶格的由化学气相沉积产生的碳化硅层(βtype cubic CVD SiC with doping)，用来控制其电阻率。在此实施方式中，其电阻率可以被控制在1～100ohm-cm之间。低电阻率化学气相沉积涂层260的另一选择是经过掺杂的α型立方晶格的由化学气相沉积产生的碳化硅(αtype cubic CVD SiC with doping)，由此方式产生的碳化硅层具有更多的无定形的结构(amorphous structure)，即，晶体结构更为随机，从而允许电子能够更自由地在材料中迁移，因而该种材料导电性能更好。另一方面，若需要得到高的电阻率，可以使用β型本征的由化学气相沉积产生的碳化硅(intrinsic CVD SiC of βtype)，其呈现出约为1e4～5ohm-cm的高电阻率。
如图3b所示，为了在气体喷头上形成气体喷射孔，先在主体层255上用超声波钻孔技术(ultrasonic drilling)在主体层255上至少部分地钻穿以形成第一孔262。随后，同样用超声波钻孔技术在气体喷头上钻出具有直径小于第一孔262的第二孔264，直到打通主体层255和碳化硅涂层260。在这种钻孔方式中，两个孔(262，264)都从气体喷头上方钻出，故称为“自动对齐钻孔方式”(self aligned drilling holes)。这种钻孔工艺不但避免了钻出小直径孔，而且避免了钻出具有高深宽比(high aspect ratio)的孔的耗费时间问题。当然，如图3a所示，也可通过一次钻出成形单个直径的孔，或从两个方向(即，分别从化学气相沉积涂层和主体层两侧)钻孔来得到气体喷头的喷射孔。
另外，在对化学气相沉积涂层260钻穿孔时，需要有一个“清洁”的、无碎片或无裂缝的退出孔(clean exit hole without any cracks or chips)。图4描述了一种可以保证退出孔清洁的实施方式。如图4所示，钻入主体层455的第一孔462已经完成，正在钻出具有更小直径的第二孔464。为了避免在退出界面460处产生碎屑，在化学气相沉积涂层460上贴有板465。在钻第二孔464时，不仅钻透第二孔464，而且继续在板465上钻孔，直到至少部分地钻入板465。当所有孔的钻孔都完成后，再移除板465，即可保证退出孔清洁。
作为本发明的一个方面，本发明还公开了一种新的工艺流程以回收并翻新和再利用按照本发明制造的气体喷头。详言之，在某些等离子体工艺中，比如利用含氟气体进行等离子体刻蚀时，碳化硅会被等离子体中的氟或氧消耗或腐蚀。在现有技术中，使用传统的硅制气体喷头(silicon showerhead)的等离子体反应室中也会发生类似现象。这一现象一般称为等离子体腐蚀(plasma erosion)。一旦硅制气体喷头被消耗到预定的程度，气体喷头即被丢弃并换上气体喷头，这样浪费非常严重。与之相反，根据本发明提出的一种新工艺，被等离子体腐蚀过的气体喷头无须丢弃，并且可以被重复使用，显著地节约了成本。
图5是显示本发明回收再利用工艺的一种实施方式的流程图。如图5所示，在步骤500中，设定一个下容限(lower tolerance)。下容限指在被等离子体腐蚀过的气体喷头必须被移除等离子体反应室之前，可以被等离子体腐蚀消耗的最大的化学气相沉积涂层(CVD coating layer)的厚度。在一种实施方式中，下容限设定为气体喷头残留的化学气相沉积涂层为0.5毫米厚。随后，气体喷头被安装在等离子体反应室中，用于等离子体处理(步骤510)。在步骤520中，确定是否达到了下容限。这一操作可以通过例如预先测量化学气相沉积涂层被消耗的速率，即通过测量等离子体腐蚀的平均速率(average plasma erosion rate)或等离子体射频作用时间(plasma RF hours)，来确定在达到容限之前可接受的被消耗掉的化学气相沉积涂层，以及计算气体喷头的使用时间来确定一停止时刻。其他方法可以包括：简单地计算等离子作用时间，以及确定气体喷头必须被重新涂敷的预定的等离子作用期间(pre-set plasma hours periods)。可选择地，也可以通过监测等离子体反应室中由气体喷头表面结构的改变而引起的制程漂移(process drift)。在步骤530中，一旦下容限已经达到，移除该气体喷头。随后，在步骤540中，去除气体喷头上残留的化学气相沉积涂层或残留涂层的至少一部分。在步骤550中，在主体层上沉积上新的由化学气相沉积产生的碳化硅层(新的CVD SiC层)，随后进行钻孔形成气孔(在这种情况下，仅对新的CVD SiC层钻孔)。接着，气体喷头被重新安装到等离子体反应室中并重新投入使用。
另一方面，发明人观察到，虽然主体层(例如图3a和3b中的层255)可以用烧结材料制成，但在安装后首次应用时，气体喷头上会有微尘粒子(particle)选出。经过研究，发明人发现微尘粒子是由钻孔操作引起的。换言之，钻孔操作破坏了主体层和/或化学气相沉积涂层在钻孔处的表面。因此，发明人由此开发了一种新的工艺，用以解决此微尘粒子问题。具体做法是，在气体喷头在钻孔完成后，对气体喷头重新加热或退火。例如，在实际测试中，气体喷头于钻孔后在大约2000℃下退火，这种热处理经过证明对解决微尘粒子有显著改善。且该热处理工艺不仅可以用于新气体喷头的加工制作，而且可以用于使用过的气体喷头的翻新和再利用。图5示出了可选择的热处理步骤或退火步骤565。
图6是本发明等离子体反应室的另一种实施方式。图7是图6所示实施方式中使用的气体喷头和导电环(用于射频供电或接地)组合，用于与图6所示的温度控制元件(temperature control unit，TCU)610配合使用。图8a和8b是图7中的气体喷头和导电环沿剖面线A-A剖开的部分截面图。图6所示等离子体反应室与图2a所示的非常类似，不同之处在于其中的导电环670与气体喷头650。如图7所示，气体喷头650具有的气孔与图2b所示非常类似。气体喷头650被嵌入式地组装于与之同轴的没有气孔的导电环670中。如图8b所示，气体喷头的构造与图3b类似，然而，导电环670的构造却与之不同。如图8a所示，导电环670没有气孔。此外，在这一实施方式中，导电环670由导电主体层655’和化学气相沉积涂层(CVD coating layer)660’制成。在某一特定的实施方式中，主体层655’用石墨制成，而化学气相沉积涂层660’用由化学气相沉积产生的碳化硅制成。尽管图示的导电环670与气体喷头650具有相同厚度，但二者也可以具有不同厚度。
图6同时示出了一个用于等离子体反应室中控制操作的控制器680。控制器680可以是专门定制的机器，也可以是通用计算机，例如一台个人计算机，其具有操作程序，用以控制等离子体反应室的操作。作为本发明的一个特征，计算机编程时置入了最小容限值。根据本发明的一种实施方式，最小容限值是以操作时间来计算的，例如，通过计算射频发生器630的施加射频的时间来计算。可以理解，如图5所示，这可以通过确定化学气相沉积涂层被等离子体腐蚀的速率来完成。每次安装好气体喷头时，控制器将计数器复位。当射频发生器630被激发作用时，计数器开始跳转。随后，如图5中步骤560所示，当最低容限达到时，比如，到达特定的射频工艺时间，控制器发送一条指令，指示操作人员气体喷头需要从等离子体反应室中移除。
在这一实施例中，导电环增强了射频到电场之间的耦合。因此，导电环670的主体层655’采用比气体喷头650的主体层655的导电性能更好的材料制成。可以理解，在导电环暴露在等离子体的环境下或经受等离子体处理的场合下，图5所示的翻新和再利用气体喷头的流程(reuse process)也同样可以用于翻新和再利用导电环。
在等离子体刻蚀反应中，为了达到刻蚀的一致性，有必要控制和维持稳定的气体喷头和导电环的表面温度。在图6所示实施方式中，一个温度控制元件(temperature control unit，TCU)610直接安装在气体喷头650和导电环670的上方。然而，由于温度控制元件610用金属材料制成，气体喷头650用陶瓷制成，因此二者之间具有不同的热膨胀系数。本发明的另一个发明特征是在温度控制元件610和气体喷头650和导电环670之间可选择地(optionally)设置一个导热的但电气绝缘的电气绝缘层。该电气绝缘层厚度值通常为10-30um，在本实例中，可以是特富隆
Figure C20071003770100181
层或卡普顿
Figure C20071003770100182
层或类似薄膜层，其作用在于热传导并且允许温度控制元件610和气体喷头650以及导电环670在温度波动时产生相对移动。在图6所示实例中，该电气绝缘层涂在温度控制元件610的底面上。
图9所示为本发明的另外一种实施方式，其中化学气相沉积涂层(CVD layer)被粘接到(adhered to)主体层(bulk layer)上。更确切地说，图9所示的是气体喷头的横截面，该气体喷头也可以用于前述任何实施方式中，例如图2b中的气体喷头250或图7中的气体喷头650。图9所示气体喷头包括：主体碳化硅层995、由化学气相沉积产生的碳化硅层960、以及将前述二者粘合在一起的粘合材料(adhesive)995。所述粘合材料可以是各种适用的粘合材料，例如，一种可以形成弹性连接(elastomeric joint)的粘合材料，例如，聚合物材料(polymer material)。举例说来，可以选用的粘合材料有：聚酰亚胺(polyimide)、聚酮(polyketone)、聚醚(polyetherketone)、聚醚砜(polyether sulfone)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚四氟乙烯丙烯共聚物(fluoroethylenepropylene copolymers)、纤维素(cellulose)、三醋酸酯(triacetates)、硅(silicone)以及橡胶制品(rubber)。合适使用的高纯度弹性材料(high purity elastomericmaterials)包括：通用电气公司(General Electric)供应的单成分室温固化粘合材料(one-component room temperature curing adhesives)，如RTV 133和RTV167，通用电气公司供应的单成分可流动的加热固化(例如超过100℃)的粘合材料(one-component flowable heat-curable(e，g.over 1000C)adhesive)，如TSE 3221，以及道康宁公司(Dow Coming)提供的双成份混合固化弹性材料(two-part addition cure elastomer)，如“SILASTIC”。一种特别适用的弹性材料是含有硬化催化剂(如硬化铂)的弹性材料(polydimethylsiloxane containing elastomer)，该弹性材料可由Rhodia公司提供，型号V217，且其在250℃或更高温度下保持稳定。该弹性材料也可选择地包括导电填料和/或导热粒子，或其它成型的填料，如金属网、编织的或非编织的传导物等。
图9是本发明的另一种实施方式，其中化学气相沉积涂层粘合到主体层上。气体喷射孔是如图3b所示的具有两种直径大小的孔的形式，但是它也可采用如图3a所示的仅有一种直径孔大小的形式。此外，应用这一实施方式时，图5所示的步骤540有所改动，即，去除旧的化学气相沉积涂层的操作还应包括去除旧的粘合材料层的操作。此外，步骤550也应增加粘接新的化学气相沉积涂层的操作，而不是原先的仅仅沉积新的化学气相沉积涂层的操作。
本发明是参照具体实例描述的，但其所有方面都应为示意性而非限定性的。技术人员可以发现很多硬件、软件和固件的不同组合均可适用于应用本发明。此外，对于一般技术人员而言，在了解了本发明所公开的特征和实施方式后，本发明的其它应用方式也可以较为明显地被想到。本发明所述实施方式的各种构思和/或元件可以在等离子体反应室技术中被单独地或被组合地使用。本说明书中所述的特征和实施方式应当仅理解为示例性的说明，本发明的权利范围由下列权利要求所限定。

Claims (23)

1.一种应用于电容耦合型等离子体反应室中的气体喷头，包括：
主体层，其由电阻率小于10ohm-cm的材料制成；
由化学气相沉积产生的碳化硅涂层，其涂覆于该主体层的下表面上；
穿透该主体层和该碳化硅涂层的多个气体喷射孔。
2.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述主体层用石墨制成。
3.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述主体层用由石墨转化的碳化硅制成。
4.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述主体层由烧结的碳化硅或热压的碳化硅制成。
5.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述由化学气相沉积产生的碳化硅涂层的电阻率在0.1ohm-cm和108ohm-cm之间。
6.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体喷射孔包括具有第一直径的第一部分气体喷射孔以及具有比第一直径小的第二直径的第二部分气体喷射孔，所述第一部分气体喷射孔至少部分地贯穿所述主体层，所述第二部分气体喷射孔与所述第一部分气体喷射孔同轴并且贯穿所述碳化硅涂层。
7.如权利要求1所述的气体喷头，其中所述气体喷射孔是在所述主体层与由化学气相沉积产生的碳化硅涂层上钻孔后再对气体喷头进行退火而形成的。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的气体喷头，还进一步包括：位于主体层材料和由化学气相沉积产生的碳化硅涂层之间的粘合材料。
9.一种电容耦合型等离子体反应室，包括：
腔体；
置于等离子体反应室腔体中的基片支撑座，所述基片支撑座内部设置有电极；
设置于等离子体反应室腔体顶部的气体喷头，所述气体喷头包括：由电阻率小于10ohm-cm的材料制成的主体层、涂覆于主体层的下表面的由化学气相沉积产生的碳化硅涂层、以及贯穿主体层和碳化硅涂层的多个气体喷射孔。
10.如权利要求9所述的等离子体反应室，其中所述主体层由烧结的碳化硅或热压的碳化硅制成。
11.如权利要求9所述的等离子体反应室，其中所述由化学气相沉积产生的碳化硅涂层的电阻率在0.1ohm-cm和108ohm-cm之间。
12.如权利要求9所述的等离子体反应室，进一步包括：设置于所述气体喷头上方的温度控制元件，所述温度控制元件和气体喷头之间还设置有热传导薄膜，用以允许所述气体喷头和温度控制元件由于热膨胀而导致的相对运动。
13.如权利要求9所述的等离子体反应室，其中所述多个气体喷射孔包括具有第一直径的第一部分气体喷射孔，以及具有比第一直径小的第二直径的第二部分气体喷射孔，所述第一部分气体喷射孔至少部分地贯穿所述主体层，所述第二部分气体喷射孔与所述第一部分气体喷射孔同轴并且贯穿所述由化学气相沉积产生的碳化硅涂层。
14.一种翻新和再利用气体喷头的方法，所述气体喷头包括由电阻率小于10ohm-cm的材料制成的主体层和化学气相沉积产生的碳化硅涂层，所述碳化硅涂层涂覆于该主体层的下表面上，所述气体喷头还包括穿透该主体层和该碳化硅涂层的多个气体喷射孔，并且所述化学气相沉积涂层在等离子体作用下会被腐蚀或消耗，该方法包括：
a.设置一最低容限，用以表征所述化学气相沉积涂层被腐蚀的最大允许值；
b.将气体喷头安装至等离子体反应室；
c.在等离子体反应室中进行等离子体工艺，以处理基片；
d.判断最低容限是否达到，如果达到，进行步骤e，如果没有，返回步骤c；
e.将气体喷头从等离子体反应室中移除；
f.去除至少部分剩余的化学气相沉积涂层；
g.沉积新的化学气相沉积涂层，在沉积的化学气相沉积涂层上钻气孔；
h.返回步骤b。
15.如权利要求14所述方法，其中步骤g包括：沉积由化学气相沉积产生的碳化硅涂层。
16.如权利要求14所述方法，其中步骤d进一步包括：在达到最低容限时，产生一通知信号提示用户。
17.如权利要求14所述方法，其中步骤d中判断最低容限是否达到是通过以下方式来实现：以化学气相沉积涂层的被腐蚀的平均速率来评估其使用寿命；以等离子体反应室内的气体喷头的表面结构的改变来推测制程漂移；或者，预先设定的等离子体作用时间数。
18.如权利要求14所述方法，其中步骤g进一步包括：在钻气孔步骤完成后，对气体喷头进行退火。
19.一种用于等离子体刻蚀反应室中气体喷头组件上的导电环，包括：
电阻率小于10ohm-cm的主体层材料部分；以及
主体层材料部分上的由化学气相沉积产生的碳化硅层。
20.如权利要求19所述导电环，其中主体层材料用石墨制成。
21.一种用于刻蚀反应室的上电极组件，包括：
如权利要求1-8中任一项的气体喷头；
置于气体喷头附近的温度控制元件；以及
置于所述温度控制元件和气体喷头之间的热传导薄膜，用以允许所述气体喷头和温度控制元件之间由于热膨胀而导致的相对运动。
22.如权利要求21所述组件，其中所述热传导薄膜包括喷涂于温度控制元件表面上的并和气体喷头接触的喷涂层。
23.如权利要求22所述组件，其中所述热传导薄膜是特富龙和卡普顿中的一种。
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