[发明专利]用于等离子体室的L形等离子体约束环

说明书

一种用于等离子体室的等离子体约束环包含环形元件和圆柱形元件。所述环形元件环绕所述等离子体室中的衬底支撑组件，并沿着被放置在所述等离子体室中的所述衬底支撑组件上的衬底所在的平面配置，所述环形元件包含多个孔洞。所述等离子体约束环的所述圆柱形元件从所述环形元件的外缘沿与被放置在所述等离子体室中的所述衬底支撑组件上的所述衬底所在的所述平面垂直的方向延伸。所述等离子体约束环为单件式的。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月7日申请的美国专利申请No.16/057,226的优先权。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容总体上涉及用于处理半导体衬底的等离子体室，更具体而言涉及用于等离子体室的L形等离子体约束环。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

衬底处理系统用于处理诸如半导体晶片之类的衬底。可以在衬底上执行的示例性处理包括但不限于化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、导体蚀刻、电介质蚀刻、快速热处理(RTP)、离子注入、物理气相沉积(PVD)和/或其他蚀刻、沉积或清洁工艺。衬底可以布置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件上，衬底支撑件例如基座、静电卡盘(ESC)等。在处理期间，可以将气体混合物引入处理室，并且可以使用等离子体来引发和维持化学反应。

处理室包括各种部件，包括但不限于衬底支撑件、气体分配装置(例如喷头，其也可以对应于上电极)、等离子体约束环或护罩等。衬底支撑件可包括配置成支撑晶片的陶瓷层。例如，可以在处理期间将晶片夹持到陶瓷层上。该衬底支撑件可包括边缘环，其围绕衬底支撑件的外部(例如在周边之外和/或与周边相邻)配置。可提供边缘环以修饰衬底上方的等离子体鞘、优化衬底边缘处理性能、保护衬底支撑件不受等离子体引起的腐蚀等影响。等离子体约束护罩可以配置在衬底支撑件和喷头中的每一个的周围，以将等离子体约束在衬底上方的容积内。

发明内容

一种用于等离子体室的等离子体约束环包含环形元件和圆柱形元件。所述环形元件环绕所述等离子体室中的衬底支撑组件，并沿着被放置在所述等离子体室中的所述衬底支撑组件上的衬底所在的平面配置，所述环形元件包含多个孔洞。所述等离子体约束环的所述圆柱形元件从所述环形元件的外缘沿与被放置在所述等离子体室中的所述衬底支撑组件上的所述衬底所在的所述平面垂直的方向延伸。所述等离子体约束环为单件式的(monolithic)。

在其他特征中，所述等离子体约束环还包含位于所述圆柱形元件的远端的多个螺纹洞，以接收用于将所述圆柱形元件附接至所述等离子体室的部件的螺钉。

在另一特征中，所述部件包含所述等离子体室的电极(上部电极)。

在另一特征中，所述环形元件、所述衬底支撑组件以及耦合至所述圆柱形元件的远端的电极(上部电极)限定所述等离子体室中的容积，在所述衬底于所述等离子体室中进行处理期间，等离子体被约束在所述容积中。

在另一特征中，所述圆柱形元件和所述电极(所述上部电极)的外径相等。

在另一特征中，所述圆柱形元件是厚度3-30mm、高度10-100mm的圆柱形壁。

在还有的其他特征中，一种系统包含所述等离子体约束环和所述等离子体室的第一电极(下部电极)与第二电极(上部电极)。第一电极被置于所述衬底支撑组件中。所述第一电极被配置成平行于被放置在所述衬底支撑组件上的所述衬底所在的所述平面。所述环形元件环绕所述第一电极。所述第二电极被配置成与所述第一电极相距一定高度并且与所述第一电极平行。所述第二电极沿着所述平面朝向所述圆柱形元件径向向外延伸，并且能连接至所述圆柱形元件的远端。

在另一特征中，所述圆柱形元件和所述第二电极的外径相等。