TW201517112A - 具有同軸和方位角對稱和具有一致中央觸發的多區中空陰極放電系統 - Google Patents

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Abstract

一種噴頭組件包含：前板，該前板具有前表面、背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第一通孔；背板，該背板具有前表面、背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第二通孔；以及黏結層，該黏結層將該前板的該背表面與該背板的該前表面接合。該複數個第一通孔與該複數個第二通孔對準，及該前板和該背板係從不相似的材料中形成。

Description

具有同軸和方位角對稱和具有一致中央觸發的多區中空陰極放電系統
本揭露的實施例一般性地關於：用於半導體處理的設備與方法。更為特定地，本揭露的實施例關於：用於傳送處於游離相(disassociated phase)中的一或多個處理氣體至處理腔室的設備與方法。
游離的處理氣體經常被使用於半導體處理中。中空陰極放電電漿與電子束源係：用於產生游離的處理氣體的常見的電漿源中的一者。一般而言，中空陰極電漿源包含：陰極，該陰極具有內容積；及接地陽極，該接地陽極係與該陰極分隔開地且面向該內容積來設置。在進行操作期間，當RF功率被施加在陰極與接地電極之間時，分子氣體被引入至陰極的內容積以從在內容積內的分子氣體中產生游離基(radical)。在產生之後，游離的處理氣體可經由附接至中空陰 極電漿源的噴頭組件被傳送至處理腔室。
當游離的處理氣體被傳送至處理腔室時，在游離的處理氣體中的活性物質(Active species)可重新結合和在流動路徑的表面上(例如在噴頭的表面上)形成沈積。在噴頭的表面上的非所欲的沈積會造成各種問題(例如降低的效率和微粒污染)。傳統上，噴頭可定期地使用清潔化學品來進行清潔以去除任何的非所欲的沈積。噴頭(通常從金屬材料(例如鋁或不銹鋼)中形成)傳統上被塗覆有相容性的塗層以避免：在進行清潔期間對於噴頭的任何的危害。然而，隨著對於均勻性的需求增加，在噴頭中的開口變得太小及/或具有太高的深寬比(aspect ratio)而無法容納塗層，和使得噴頭經受來自游離的清潔氣體的危害或是來自游離的處理氣體的非所欲的沈積。
因而，具有對於改善的噴頭的需求，該改善的噴頭用於傳送處於游離相中的處理氣體至處理腔室。
本揭露的實施例一般性地關於：用於傳送游離的處理氣體至處理腔室的設備和方法。
本揭露的一實施例提供一噴頭組件。該噴頭組件包含：前板，該前板具有前表面、背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第一通孔；及背板，該背板具有前表面、背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第二通孔。該複數個第一通孔的直徑小於該複數個第二通孔的直徑。噴頭組件進一步包含：保護性塗層，該保護性塗層形成在該背板的表面上；及黏結層，該黏結層將該前板的該背表面與該背 板的該前表面接合。該複數個第一通孔與該複數個第二通孔對准，及該前板與該背板係從不相似的材料中形成。
本揭露的另一實施例提供：用於處理半導體基材的 設備。該設備包含：腔室主體，該腔室主體界定內容積；基材支撐組件，該基材支撐組件被設置在該內容積中；中空陰極電漿源，該中空陰極電漿源經配置以提供處於游離相中的一或多個處理氣體至該內容積；及噴頭組件，該噴頭組件被設置在中空陰極電漿源與基材支撐組件之間，以將游離的處理氣體從中空陰極電漿源傳送至該內容積。噴頭組件包含：前板，該前板具有前表面、背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第一通孔，其中該前板的該前表面面向該內容積；背板，該背板具有前表面、背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第二通孔，其中該背板的該背表面面向該中空陰極電漿源；及黏結層，該黏結層將該前板的該背表面與該背板的該前表面接合，其中該複數個第一通孔與該複數個第二通孔對准，及該前板和該背板係從不相似的材料中形成。
本揭露的另一實施例提供：一種用於傳送處於游離 相中的處理氣體的方法。該方法包含以下步驟：在中空陰極電漿源的電漿腔體內，產生游離的處理氣體；流動該游離的處理氣體經過在噴頭組件的背板中的複數個通孔；及流動該游離的處理氣體經過在噴頭組件的前板中的複數個通孔。該前板的背表面與該背板的前表面係藉由黏結層來接合，該背板的該複數個通孔與該前板的該複數個通孔對准，及該前板 與該背板係從不相似的材料中形成。
100‧‧‧電漿處理腔室
102‧‧‧腔室主體
103‧‧‧襯墊
104‧‧‧腔室容積
105‧‧‧真空幫浦
106‧‧‧基材支撐組件
107‧‧‧排氣口
108‧‧‧基材
110‧‧‧中空陰極電漿源
111‧‧‧氣室
112‧‧‧中空陰極
114‧‧‧內容積
116‧‧‧中心桿
118‧‧‧中央軸
119‧‧‧上端部
120‧‧‧下端部
122‧‧‧氣體通道
124‧‧‧出流口
126‧‧‧隔離器
128‧‧‧接地電極
130‧‧‧孔洞
132‧‧‧凹部
134‧‧‧RF連接器
136‧‧‧RF電源
136a‧‧‧RF輸出
136b‧‧‧RF接地
140‧‧‧RF接地屏蔽組件
156‧‧‧氣體源
158‧‧‧外殼
160‧‧‧噴頭組件
162‧‧‧前板
164‧‧‧孔洞
166‧‧‧背板
168‧‧‧孔洞
170‧‧‧黏結層
171‧‧‧開口
172‧‧‧流動路徑
173‧‧‧溫度控制元件
174‧‧‧阻隔板
176‧‧‧支柱
178‧‧‧氣體重新分配容積
180‧‧‧通孔
182‧‧‧夾持環
202‧‧‧緊固件
204‧‧‧帽
205‧‧‧圓角
206‧‧‧凹部
208‧‧‧槽口
210‧‧‧通氣孔
212‧‧‧同心牆
250‧‧‧保護性塗層
252‧‧‧緊固件
254‧‧‧邊緣
256‧‧‧保護性塗層
258‧‧‧圓角
為了使得可詳細地理解前文引述本揭露的特徵的方式，本揭露的更為特定的描述(簡短地於前文中概括者)可藉由參照實施例來獲得，該等實施例中一些實施例被示例說明於隨附的圖式中。然而，值得注意的是：隨附的圖式僅示例說明此揭露的典型的實施例，及因而隨附的圖式不被認為限制此揭露的範疇，對於本揭露可容許其它的同等有效的實施例。
第1圖係電漿處理腔室的示意性的剖面圖。
第2A圖係噴頭組件的示意性的局部剖面圖。
第2B圖係第2A圖的噴頭組件的氣體分配板的示意性的局部俯視圖。
第2C圖係第2A圖的噴頭組件的接合處的放大的剖面圖。
第2D圖係緊固件帽(fastener cap)的示意性的俯視圖。
為了要促進理解，在可能的情況中已經使用相同的元件符號以指定給圖式共用的相同的元件。考慮到：在一實施例中所揭示的元件可被有利地利用在其他的實施例，而無需特定的詳述。
本揭露的實施例一般性地關於：用於將處於游離相中的處理氣體傳送至處理環境的設備和方法。一實施例提供：噴頭組件，該噴頭組件具有：前板和背板，該前板和該 背板係藉由黏結層接合在一起。該前板和該背板可從不同的材料中形成。該前板可從與處於游離狀態的清潔氣體相容的材料中形成和該前板具有：足夠小以滿足處理要求的複數個通孔。該背板可從金屬材料中形成和該背板具有：足夠大以容納與處理氣體相容的塗層的複數個通孔。在一實施例中，夾持機構可被運用至該前板和該背板以確保：在該前板與該背板之間的均勻的接觸。噴頭組件的導電背板可被耦接至電漿源的RF接地。該前板可面向處理腔室的處理環境，及該前板經由該複數個小通孔傳送游離的處理氣體。本揭露的噴頭組件與清潔化學品相容和本揭露的噴頭組件包含：用於氣體傳送的小通孔。
第1圖係根據本揭露的一實施例的電漿處理腔室 100的示意性的剖面圖。根據本揭露的實施例，電漿處理腔室100包含：噴頭組件160。
電漿處理腔室100一般性地包含：腔室主體102， 及襯墊103，該襯墊被設置在腔室主體102之內。襯墊103界定用於基材處理的腔室容積104。基材支撐組件106被設置在腔室容積104中以支撐待進行處理的基材108。排氣口107可穿過腔室主體102來形成以及排氣口107可與真空幫浦105相連接，以在進行操作期間維持低壓力的處理環境。
中空陰極電漿源110被設置在腔室主體102的上方， 以用於將處於游離相及/或分子相中的處理氣體供應至腔室容積104。中空陰極電漿源110包含：中空陰極112、接地電極128，及隔離器126，該隔離器被設置在中空陰極112與接地 電極128之間。
中空陰極112可從RF導電材料中形成和中空陰極 112具有：內容積114，該內容積在電漿產生期間作用為電漿腔體。中空陰極112與內容積114相對於中央軸118為對稱的。中心桿116(從RF導電材料中形成)被耦接至中空陰極112。中心桿116的下端部120沿著中央軸118從內容積114中向外且朝向接地電極128延伸。藉由從內容積114中向外延伸，與中空陰極112的其他的部分作比較，中心桿116的下端部120最接近於接地電極128，因此，電漿總是在中心桿116的下端部處點火(ignite)。
氣體通道122形成在中空陰極112中，以用於將一 或多個處理氣體從氣體源156傳送至中空陰極112的內容積114。氣體通道122包含：複數個出流口124，該等出流口形成在中心桿116的上端部119的周圍。該複數個出流口124可相對於中央軸118和中心桿116被均勻地分佈。
接地電極128可為：導電板，該導電板具有(沿著中央軸118)：用於容納隔離器126和中空陰極112的凹部132。複數個通孔130可穿過接地電極128來形成，以允許在內容積114中形成的電漿進入腔室容積104以供處理。
RF連接器134可被附接至中空陰極112於上端面112a之上。RF連接器134可沿著中央軸118來設置以利用中央RF饋送配置來提供電性對稱。RF連接器134可被耦接至RF電源136的RF輸出136a，以使得中空陰極112在進行操作期間產生RF熱(RF hot)。
電漿處理腔室100進一步包含：RF接地屏蔽組件 140，該RF接地屏蔽組件將中空陰極112和RF連接器134圍住。在進行操作期間，RF電源136的RF接地136b可被連接至RF接地屏蔽組件140。
外殼158可被設置在腔室主體102的上方以遮蔽住 中空陰極電漿源110，而不受到任何的外部雜訊(例如磁雜訊)的影響。在一實施例中，外殼158可從具有高導磁率的材料(例如高導磁率合金(mu-metal))中形成。
噴頭組件160被設置在中空陰極電漿源110與基材 支撐組件106之間。噴頭組件160可被使用以將處理氣體從中空陰極電漿源110均勻地分散至腔室容積104。
噴頭組件160包含：前板162，該前板面向腔室容 積104；及背板166，該背板附接至該前板162。該背板166處於空間分離的關係而面向中空陰極電漿源110。在一實施例中，該前板162和該背板166可藉由黏結層170來接合。複數個流動路徑172可穿過該前板162來形成。在一實施例中，該複數個流動路徑172可從在該前板162中的複數個通孔164與在該背板166中的該複數個通孔168中形成。該複數個通孔164的每一通孔可與該複數個通孔168中的一相對應的通孔對准以形成一流動路徑172。
在該前板162上的該複數個通孔164的直徑小於在 背板166中的該複數個通孔168的直徑，以在每一流動路徑172中造成限制。由較小的通孔164所造成的限制提供背壓給流動經過的處理氣體，該背壓促進：在被界定於中空陰極電 漿源110與噴頭組件160之間的氣室111中的均勻的壓力分佈，該均勻的壓力分佈提供：朝向且橫越於基材108的寬度的均勻的氣體流動。
黏結層170可為：含有穿孔的黏著薄片，該含有穿 孔的黏著薄片具有：與通孔164和通孔168對准的複數個開口171。該複數個開口171被形成以允許：在相對應的通孔164和通孔168之間的精確的對准，因此可避免通孔164、通孔168阻塞。可替代性地，黏結層170可包含：複數個黏結珠粒(adhesive bead)或黏結環(adhesive ring)。黏結層170可從具有熱傳導添加劑的黏合材料中形成，以確保在該前板162與該背板166之間的熱交換。在一實施例中，熱傳導添加劑可為：金屬粉末。
在一實施例中，該背板166包含溫度控制元件173 以維持在進行操作期間於噴頭組件160中的目標溫度。溫度控制元件173可包含：用於循環該溫度控制元件中的溫度控制流體的內嵌式的加熱元件及/或冷卻通道。溫度控制元件173可被使用以在進行處理期間維持該背板166和該前板162的所欲的溫度。該背板166(從熱傳導材料中形成)可快速地對於溫度控制元件173作出回應和該背板166可及時地達到均勻的溫度。在一實施例中，該背板166可具有足夠的質量以作為用於該前板162的散熱器(heat sink)而維持在該前板162中的一所欲的溫度。
噴頭組件160亦可包含：夾持環182，該夾持環附 接至該背板166。夾持環182可被徑向地設置在該前板162 的外部。在一實施例中，夾持環182與該前板162可交疊以將該前板162緊固在該背板166上。夾持環182的作用為促進：橫越於噴頭組件160並且在該前板162與該背板166之間的緊固的和均勻的接觸。藉由將該前板162與該背板166夾在一起，夾持環182促進：在該前板162與該背板166之間的一致的熱傳導，以避免：由黏結層170的劣化所造成的在該前板162中的熱非均勻性。夾持環182可從與處理化學品相容的材料中形成。在一實施例中，夾持環182可從與襯墊103的材料相同的材料(例如碳化矽(silicon carbide))中形成。
噴頭組件160亦可包含：阻隔板174，該阻隔板被 設置在該背板166的上游處。阻隔板174可被緊固住而與從該背板166延伸的複數個支柱176相抵靠。氣體重新分配容積178係形成在該背板166與阻隔板174之間。阻隔板174可包含：複數個通孔180，該等通孔用於將處理氣體從中空陰極電漿源110導引至氣體重新分配容積178。
第2A圖係根據本揭露的一實施例的噴頭組件160 的示意性的局部的放大剖面圖。夾持環182可藉由複數個緊固件252耦接至該背板166，該等緊固件將該前板162的邊緣254緊固於該夾持環182與該背板166之間。該複數個緊固件252可沿著夾持環182被均勻地分佈。
如同前文所討論者，該背板166可從導熱材料及/或 導電材料(例如金屬)中形成，以使得背板166可被連接至RF接地或RF源輸出和被連接以在進行操作期間促進溫度控 制。在一實施例中，該背板166係從鋁中形成。保護性塗層250可形成在表面(包含該複數個通孔168的內表面)上以保護該背板166的金屬主體，而不受到清潔化學品及/或處理化學品的危害。該複數個通孔168係足夠大的，以使得傳統的塗佈形成方法(例如噴射塗佈(spray coating))可被使用以在該複數個通孔168的整個內表面上形成保護性塗層250。類似地，相同類型的保護性塗層256可形成在阻隔板174的表面上。 在一實施例中，保護性塗層250、256可從鎳、氧化鋁、基於氧化釔的塗層(Yttria based coating)或類似者中形成。在一實施例中，保護性塗層可為：藉由無電電鍍(electroless plating)所形成的鎳薄膜。
該前板162可從對於處理化學品及/或清潔化學品而 言為相容的材料中形成，而無需使用保護性塗層。該前板162可從陶瓷或半導體材料中形成，而不需要在表面上的任何的塗層。特定地，並無任何的塗層被塗覆在界定該複數個通孔164的表面上。在一實施例中，該前板162可從矽中形成以與蝕刻/清潔化學品相容。舉例而言，處理化學品可為：用於進行蝕刻或腔室清潔且包含NH 3 和NF 3 的處理氣體。在進行處理期間，包含NH 3 和NF 3 的處理氣體在中空陰極電漿源110中可為游離的，及游離的處理氣體穿過噴頭組件160以去除：來自腔室部件的表面或來自進行處理的基材的原生氧化物(native oxide)。
該前板162的材料選擇使得通孔164具有小的直徑 以達成所欲的流導率(flow conductance)。該前板162的通孔 164可具有：在大約0.020英寸與大約0.040英寸之間的直徑或在大約21.7與大約10.85之間的長度/直徑深寬比。在塗覆保護性塗層250之前，該背板166的通孔168可具有：在大約0.089英寸與大約0.099英寸之間的直徑或在大約1.90與大約2.11之間的長度/直徑深寬比。保護性塗層250、保護性塗層256的厚度可決定：背板166和阻隔板174的壽命時間。 塗層的厚度越厚，則壽命時間越長。在該前板162中具有較小的通孔164的噴頭組件160允許該背板166與阻隔板174具有通孔元件，因此較厚的塗層導致較長的壽命時間。在一實施例中，保護性塗層250、保護性塗層256可具有：在大約0.0010英寸與大約0.0012英寸之間的厚度。
阻隔板174可藉由複數個緊固件202被附接至該複 數個支柱176中的一或多個。阻隔板174可包含：用於容納該複數個緊固件202的複數個凹部206。帽204可覆蓋該複數個凹部206中的每一凹部。在一實施例中，保護性塗層256可被塗覆在帽204上。
支柱176可從該背板166經由圓角205延伸以增 進：在氣體重新分配容積178中的流體的流動。在一實施例中，支柱176可包含圓角258以避免電漿電弧、避免氣體/粒子阱陷(gas/particle trap)，及減少機械壓力。支柱176的密集性和分佈可經排置以提供：在阻隔板174與背板166之間的均勻的熱交換。第2B圖係根據本揭露的一實施例的該背板166的示意性的局部俯視圖，其中該背板166的示意性的局部俯視圖顯示：支柱176的分佈。在中空陰極電漿源110包含 多個陰極的實施例中，同心牆212(在第2A圖中利用虛線來顯示)可從該背板166延伸至阻隔板174，以形成：在氣體重新分配容積178中的一或多個中空陰極電漿源110周圍的同中心的且互為隔離的區域(concentrically isolated zones)。
第2C圖係緊固件202與帽204的放大的剖面圖。帽 204可藉由螺紋被緊固至阻隔板174。槽口208可形成在帽204上以促進：緊固和鬆脫。通氣孔210可穿過帽204來形成以允許：在帽204的相對側上的相等的壓力。第2D圖係帽204的示意性的俯視圖，其中該帽204的示意性的俯視圖顯示：槽口208和通氣孔210。
本揭露的噴頭組件可被使用於任何適當的製程中。在一實施例中，噴頭組件可被使用以進行：用於使用阿摩尼亞(NH3)和三氟化氮(nitrogen trifluoride,NF3)氣體混合物來去除氧化矽的乾式蝕刻製程。
雖然前述者係關於本揭露的實施例，可設計本揭露的其他的和更多的實施例，而不偏離本揭露的基本範疇，及本揭露的範疇係藉由後續的申請專利範圍來決定。
100‧‧‧電漿處理腔室
102‧‧‧腔室主體
103‧‧‧襯墊
104‧‧‧腔室容積
105‧‧‧真空幫浦
106‧‧‧基材支撐組件
107‧‧‧排氣口
108‧‧‧基材
110‧‧‧中空陰極電漿源
111‧‧‧氣室
112‧‧‧中空陰極
114‧‧‧內容積
116‧‧‧中心桿
118‧‧‧中央軸
119‧‧‧上端部
120‧‧‧下端部
122‧‧‧氣體通道
124‧‧‧出流口
126‧‧‧隔離器
128‧‧‧接地電極
130‧‧‧孔洞
132‧‧‧凹部
134‧‧‧RF連接器
136‧‧‧RF電源
136a‧‧‧RF輸出
136b‧‧‧RF接地
140‧‧‧RF接地屏蔽組件
156‧‧‧氣體源
158‧‧‧外殼
160‧‧‧噴頭組件
162‧‧‧前板
164‧‧‧孔洞
166‧‧‧背板
168‧‧‧孔洞
170‧‧‧黏結層
171‧‧‧開口
172‧‧‧流動路徑
173‧‧‧溫度控制元件
174‧‧‧阻隔板
176‧‧‧支柱
178‧‧‧氣體重新分配容積
180‧‧‧通孔
182‧‧‧夾持環

Claims (20)

  1. 一種噴頭組件，包含：一前板，該前板具有一前表面、一背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第一通孔；一背板，該背板具有一前表面、一背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第二通孔，其中該複數個第一通孔的直徑小於該複數個第二通孔的直徑；一保護性塗層，該保護性塗層形成在該背板的表面上；及一黏結層，該黏結層將該前板的該背表面與該背板的該前表面接合，其中該複數個第一通孔與該複數個第二通孔對准，及該前板與該背板係從不相似的材料中形成。
  2. 如請求項1所述之噴頭組件，其中該背板係從一金屬材料中形成，及該背板經調適以與一RF電源相耦接，及該前板係從一非金屬材料中形成，及該前板經調適以利用該前表面面向一處理環境。
  3. 如請求項2所述之噴頭組件，其中該前板係從一半導體材料中形成。
  4. 如請求項1所述之噴頭組件，進一步包含：一阻隔板，該阻隔板附接至該背板。
  5. 如請求項1所述之噴頭組件，其中該背板具有複數個支柱，該等支柱從該背表面延伸和接觸該阻隔板。
  6. 如請求項5所述之噴頭組件，其中該背板具有一或多個同心牆，該等同心牆從該背表面延伸，及該一或多個同心牆將該背板劃分為二或更多個隔離的區域。
  7. 如請求項5所述之噴頭組件，進一步包含：複數個緊固件，該等緊固件將該阻隔板緊固至該背板的該複數個支柱。
  8. 如請求項7所述之噴頭組件，進一步包含：複數個帽，該等帽覆蓋該複數個緊固件。
  9. 如請求項1所述之噴頭組件，進一步包含：一夾持環，該夾持環附接至該背板的該前表面，其中該夾持環的一內徑與該前板的一外徑交疊，以使得該夾持環持住該前板而抵靠該背板。
  10. 一種用於處理半導體基材的設備，包含：一腔室主體，該腔室主體界定一內容積；一基材支撐組件，該基材支撐組件被設置在該內容積中；一中空陰極電漿源，該中空陰極電漿源經配置以提供處於游離相中的一或多個處理氣體至該內容積；及一噴頭組件，該噴頭組件被設置在該中空陰極電漿源與 該基材支撐組件之間，以將游離的處理氣體從該中空陰極電漿源傳送至該內容積，其中該噴頭組件包含：一前板，該前板具有一前表面、一背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第一通孔，其中該前板的該前表面面向該內容積；一背板，該背板具有一前表面、一背表面，及連接該前表面與該背表面的複數個第二通孔，其中該背板的該背表面面向該中空陰極電漿源，及該複數個第一通孔的直徑小於該複數個第二通孔的直徑；一保護性塗層，該保護性塗層形成在該背板的表面上；及一黏結層，該黏結層將該前板的該背表面與該背板的該前表面接合，其中該複數個第一通孔與該複數個第二通孔對准，及該前板與該背板係從不相似的材料中形成。
  11. 如請求項10所述之設備，其中該噴頭組件的該背板係從一金屬材料中形成，以及該噴頭組件的該背板與該中空陰極電漿源的一接地電極電性耦接。
  12. 如請求項11所述之設備，其中該前板係從一非金屬材料中形成。
  13. 如請求項12所述之設備，其中該前板係從矽中形成。
  14. 如請求項10所述之設備，其中該噴頭組件進一步包含：一阻隔板，該阻隔板附接至該背板。
  15. 如請求項14所述之設備，其中該噴頭組件進一步包含：複數個緊固件，該等緊固件將該阻隔板緊固至該背板。
  16. 如請求項15所述之設備，其中該噴頭組件具有複數個支柱，該等支柱從該背板的該背表面延伸和將該背板與該阻隔板分隔開。
  17. 如請求項10所述之設備，其中該中空陰極電漿源包含：多個獨立控制的中空陰極，該噴頭組件具有一或多個同心牆，該等同心牆從該背板的該背表面延伸，及該一或多個同心牆將該噴頭組件劃分為二或更多個隔離的區域。
  18. 如請求項10所述之設備，其中該噴頭組件進一步包含：一夾持環，該夾持環附接至該背板的該前表面，其中該夾持環的一內徑與該前板的一外徑交疊，以使得該夾持環持住該前板而抵靠該背板。
  19. 一種用於傳送處於游離相中的處理氣體的方法，包含以下步驟：在一中空陰極電漿源的一電漿腔體內產生一電漿以游離一處理氣體； 流動該游離的處理氣體經過在一噴頭組件的一背板中的複數個第一通孔，其中一保護性塗層形成在該背板的表面上；及流動該游離的處理氣體經過在該噴頭組件的一前板中的複數個第二通孔，其中該前板的一背表面與該背板的一前表面係藉由一黏結層來接合，該背板的該複數個通孔的直徑大於該前板的該複數個通孔的直徑，及該背板的該複數個通孔與該前板的該複數個通孔對准，及該前板與該背板係從不相似的材料中形成。
  20. 如請求項19所述之方法，進一步包含以下步驟：在流動該游離的處理氣體經過該背板之前，流動該游離的處理氣體經過一阻隔板。
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