一種等離子體約束環(huán)組件及其上部環(huán)、吊架組件、下部環(huán)和中部環(huán)的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種等離子體約束環(huán)組件及其上部環(huán)、吊架組件、下部環(huán)和中部環(huán)，其中一種具有單個(gè)能移動(dòng)的下部環(huán)的等離子體約束環(huán)組件，其可用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中的晶片區(qū)域壓強(qiáng)，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室。該組件包括上部環(huán)、下部環(huán)、吊架、吊架帽、間隔套筒和墊片。當(dāng)在上電極和下電極之間的間隙調(diào)節(jié)過程中所述墊片與所述下電極組件進(jìn)行接觸時(shí)，所述下部環(huán)由所述吊架支撐并朝著所述上部環(huán)能移動(dòng)。所述吊架帽嚙合所述吊架的上端并配合入所述上部環(huán)中的吊架孔的上部。間隔套筒圍繞所述吊架的下部并配合入所述吊架孔的下部。墊片配合在所述吊架的擴(kuò)大的頭部和所述下部環(huán)的下表面之間。間隔套筒的尺寸設(shè)為在抬高所述下部環(huán)的過程中避免摩擦所述吊架孔的所述內(nèi)表面。
【專利說明】一種等離子體約束環(huán)組件及其上部環(huán)、吊架組件、下部環(huán)和中部環(huán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及一種等離子體約束環(huán)組件，并且更具體地，涉及一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C § 119 Ce)要求申請日為2010年9月24日的，名稱為 Confinement Ring Assembly for Plasma Processing Chambers 的美國臨時(shí)申請N0.61/386，315的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
[0003]等離子體處理室可以包括上電極和下電極。上電極通常朝向用于在等離子體處理過程中支撐半導(dǎo)體襯底的襯底支撐件。在等離子體處理過程中，功率被提供到一個(gè)或兩個(gè)電極以激活處理氣體并產(chǎn)生等離子體來處理襯底。
[0004]可以在等離子體處理室中進(jìn)行等離子體蝕刻，以蝕刻提供作為半導(dǎo)體襯底上的層的選定的材料。選擇工藝條件使得等離子體在層中蝕刻合乎期望的特征。
[0005]如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利N0.7，430，986中所述，在平行板電容耦合等離子體室中使用高聚合處理氣體化學(xué)物的等離子體蝕刻過程中，在如等離子體約束環(huán)之類內(nèi)部室表面會形成聚合物沉積。環(huán)垂直移動(dòng)，并如共同擁有的美國專利N0.6，936，135中所述，在晶片處理過程中約束環(huán)可以較接近鄰近襯底支撐件的底部環(huán)。垂直運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了移動(dòng)部件彼此互相刮擦的幾率并產(chǎn)生顆粒，這會導(dǎo)致經(jīng)處理晶片的顆粒污染。減少顆粒物產(chǎn)生的等離子體約束裝置的改進(jìn)是可取的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入該室，所述等離子體約束環(huán)組件包括:上部環(huán)、下部環(huán)、吊架、吊架帽、可選的間隔套筒、和可選的墊片，其中所述下部環(huán)由所述吊架支撐并朝著所述上部環(huán)能移動(dòng)。所述吊架帽嚙合所述吊架的上端并配合入所述上部環(huán)中的吊架孔的上部，可選的間隔套筒圍繞所述吊架的下部并配合入所述吊架孔的下部，并且所述可選的墊片配合在所述吊架的擴(kuò)大的頭部和所述下部環(huán)的下表面之間?？蛇x的間隔套筒的尺寸設(shè)為在抬高所述下部環(huán)的過程中，諸如在上電極和下電極之間的間隙調(diào)節(jié)過程中，避免摩擦所述吊架孔的所述內(nèi)表面。
[0007]在改變的裝置中，省略了間隔套筒和墊片，并且添加中部環(huán)到等離子體約束環(huán)組件中。吊架包括支撐所述中部環(huán)的凸起，且所述間隔套筒由凸起替換，這些凸起限制吊架在上部環(huán)的級形孔中向上的行進(jìn)。不使用墊片來支撐下部環(huán)，吊架包括凸緣，所述凸緣在其下端具有向上的凸起，所述凸起支撐坐落在凸緣的上表面上的下部環(huán)，并且所述下部環(huán)的外周是所述向上的凸起的內(nèi)側(cè)。
[0008]一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，所述等離子體約束環(huán)組件包括上部環(huán)，其具有上壁；下壁；外壁；內(nèi)壁；穿過所述上壁和所述下壁的在圓周方向延伸的成系列的槽。在所述上壁中的多個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖孔，該扭轉(zhuǎn)鎖孔適于與所述等離子體反應(yīng)室的頂壁中安裝的能垂直移動(dòng)的柱塞嚙合，以使得通過將所述柱塞的自由端插入所述扭轉(zhuǎn)鎖孔并旋轉(zhuǎn)所述上部環(huán)以鎖定所述柱塞在所述扭轉(zhuǎn)鎖孔的窄端來由所述柱塞支撐所述上部環(huán)。在所述上壁和下壁之間延伸的多個(gè)吊架孔，所述吊架孔包括由較小的中部連接的較大的上部和下部。多個(gè)吊架帽，其位于所述吊架孔的所述上部中，每個(gè)吊架帽包括在其下壁中的級形孔和壓配合入所述級形孔的小直徑的上部的螺旋彈簧。多個(gè)吊架，其位于所述吊架孔的下部中，每個(gè)吊架的上端配合入所述吊架帽中的一個(gè)，使得所述螺旋彈簧被壓縮，所述吊架相對于所述吊架帽能垂直移動(dòng)并相對于鎖定位置能旋轉(zhuǎn)，所述吊架中的每一個(gè)包括適于在所述吊架帽中旋轉(zhuǎn)以嚙合在所述吊架帽中的底座的至少一個(gè)凸起，每個(gè)吊架包括具有擴(kuò)大的下端的下部。下部環(huán)，其具有上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁和延伸穿過該上壁和該下壁的多個(gè)通孔，所述吊架中的每一個(gè)具有其容納在所述通孔中的一個(gè)中的下部，所述下部環(huán)具有與所述上部環(huán)的內(nèi)徑和外徑相等的內(nèi)徑和外徑以及約0.090至0.1英寸的均勻的厚度。
[0009]一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的上部環(huán)，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，其中所述上部環(huán)具有上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁、穿過所述上壁和所述下壁的在圓周方向延伸的成系列的槽、在所述上壁中的多個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖孔，該扭轉(zhuǎn)鎖孔適于與所述等離子體反應(yīng)室的頂壁中安裝的能垂直移動(dòng)的柱塞嚙合，以使得通過將所述柱塞的自由端插入所述扭轉(zhuǎn)鎖孔并旋轉(zhuǎn)所述等離子體約束環(huán)以鎖定所述柱塞在所述扭轉(zhuǎn)鎖孔的窄端來由所述柱塞支撐所述上部環(huán)、在所述上壁和下壁之間延伸的多個(gè)吊架孔，所述吊架孔包括由較小直徑的中部連接的較大的上部和下部。
[0010]一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的吊架組件，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，所述吊架組件包括吊架帽，其配置為配合入所述等離子體約束環(huán)組件的上部環(huán)中的吊架孔的上部。所述吊架帽包括在其下壁中的級形孔，和配合入所述級形孔的小直徑的上部的螺旋彈簧。吊架，其配置為配合入所述等離子體約束環(huán)組件的所述上部環(huán)中的所述吊架孔的下部。所述吊架具有配置為配合入所述吊架帽的所述級形孔的上端，使得所述螺旋彈簧被壓縮，所述吊架相對于所述吊架帽是能垂直移動(dòng)的，并能轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖定位置。所述吊架包括適于在所述吊架帽的所述級形孔中旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)凸起，以嚙合所述吊架帽中的底座，并且所述吊架包括具有擴(kuò)大的下端的下部。
[0011]一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的下部環(huán)，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，其中所述下部環(huán)具有上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁和多個(gè)延伸穿過所述上壁和所述下壁的通孔，所述通孔的尺寸設(shè)為容納所述等離子體約束環(huán)組件的吊架，該吊架具有在所述下部環(huán)的所述下壁的下方的在所述吊架的所述底部上的擴(kuò)大的頭部，所述下部環(huán)具有等于所述等離子體約束環(huán)的上部環(huán)的內(nèi)徑和外徑的內(nèi)徑和外徑且所述下部環(huán)具有約0.090英寸的均勻的厚度。[0012]一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的中部環(huán)，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，其中所述中部環(huán)具有:約0.27英寸的厚度、約17英寸的內(nèi)徑、約20英寸的外徑，三個(gè)接收吊架的鎖眼形孔，其中每個(gè)位于約8.5英寸的半徑上，具有約0.42英寸的直徑，以及從其中徑向向內(nèi)延伸的具有約0.175英寸的寬度的槽，在所述中部環(huán)的下表面中的三個(gè)底座，其中的每個(gè)從所述鎖眼形孔中的每個(gè)徑向向外延伸，所述底座中的每個(gè)具有約0.23英寸的寬度和約0.15至0.2英寸的深度，熱扼流圈，其包括36個(gè)內(nèi)槽和36個(gè)外槽，所述內(nèi)槽位于約8.8英寸的半徑上，且所述外槽位于約9英寸的半徑上，所述槽中的每個(gè)在圓周方向延伸約16.5°，所述槽的端部間隔開約3.5°，且每個(gè)槽的至少一個(gè)端部終止于具有約
0.015英寸的半徑的圓形孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1A顯示了在收起位置的常規(guī)的等離子體約束環(huán)組件。
[0014]圖1B顯示了在展開位置的常規(guī)的等離子體約束環(huán)組件。
[0015]圖2A示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的在收起位置的等離子體約束環(huán)組件的剖視圖。
[0016]圖2B示出了在展開位置的圖2A的等離子體約束環(huán)組件的剖視圖。
[0017]圖2C示出了在收起位置的圖2A的等離子體約束環(huán)組件的剖視圖。
[0018]圖3A示出了圖2A的等離子體約束環(huán)組件的上部(扭轉(zhuǎn)和鎖定)環(huán)的俯視圖。
[0019]圖3B示出了圖3A的上部環(huán)的剖視圖。
[0020]圖3C示出了圖3A的上部環(huán)中的熱扼流圈的俯視圖。
[0021]圖3D示出了圖3A的上部環(huán)的穿過雙沉頭孔的另一剖視圖。
[0022]圖4A示出了圖2A的等離子體約束環(huán)組件的下部環(huán)的俯視圖。
[0023]圖4B示出了圖4A的下部環(huán)的剖視圖。
[0024]圖5A示出了圖2A的等離子體約束環(huán)組件的間隔套筒的透視圖。
[0025]圖5B示出了圖5A的間隔套筒的剖視圖。
[0026]圖6A示出了圖2A的等離子體約束環(huán)組件的吊架的透視圖。
[0027]圖6B示出了圖6A的吊架的側(cè)視圖。
[0028]圖6C示出了圖6A的吊架的俯視圖。
[0029]圖7A示出了圖2A的等離子體約束環(huán)組件的吊架帽的俯視圖。
[0030]圖7B示出了圖7A的吊架帽的透視圖。
[0031]圖7C示出了圖7A的吊架帽的剖視圖。
[0032]圖8A示出了在展開位置的圖2A的等離子體約束環(huán)組件的放大圖。
[0033]圖8B示出了在收起位置的圖2A的等離子體約束環(huán)組件的放大圖。
[0034]圖9A-C顯示了改變后的上部環(huán)1300的細(xì)節(jié)，其中圖9A是俯視圖，圖9B是穿過上部環(huán)的中心軸線的徑向平面中所取的剖視圖，圖9C是在級形孔1350的位置處徑向平面的首1J視圖。
[0035]圖10A-B顯示改變的下部環(huán)1500的細(xì)節(jié)，其中圖1OA是下部環(huán)的俯視圖，圖1OB是穿過下部環(huán)的中心軸線的徑向平面中所取的剖視圖。
[0036]圖1lA-F顯示了中部環(huán)1600的細(xì)節(jié)，其中圖1OA是中部環(huán)的俯視圖，圖1lB是在穿過中部環(huán)的中心軸線的徑向平面中所取的剖視圖，圖1ic是在孔1650的位置處的中部環(huán)1600的頂部的透視圖，圖1lD是在孔1650的位置處的中部環(huán)1600的底部的透視圖，圖1lE是在孔1650的位置處的中部環(huán)的局部視圖，并且圖1lF示出了圖1lE中的細(xì)節(jié)E。
[0037]圖12A-B顯示了上部環(huán)、中部環(huán)、下部環(huán)如何操作的細(xì)節(jié)，其中圖12A示出處于打開位置的環(huán)，圖12B示出處于閉合位置的環(huán)。
[0038]圖13A-D顯示了具有以銷1760a的形式的凸起的改變的吊架1700a的細(xì)節(jié)，其中，圖13A是該吊架的透視圖，圖13B是該吊架的俯視圖，圖13C是吊架的側(cè)視圖，并且圖13D是吊架的前視圖。
[0039]圖14A-D顯示了具有整體的凸起1760b的改變的吊架1700b的細(xì)節(jié)，其中圖13A是吊架的透視圖，圖13B是吊架的俯視圖，圖13C是吊架的側(cè)視圖，并且圖13D是吊架的前視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]平行板等離子體處理室，諸如電容耦合室，包括上電極(諸如噴頭電極)和下電極。上電極通常朝向待處理的半導(dǎo)體襯底。在等離子體處理過程中，功率被提供到一個(gè)或兩個(gè)電極以激活處理氣體并產(chǎn)生等離子體來處理襯底。
[0041]高聚合性處理氣體化學(xué)物，如含有碳氟化合物、氫氟碳化合物的處理氣體或這些氣體的前驅(qū)體，可以用于在等離子體處理室中蝕刻諸如氧化硅等介電材料。在這樣的等離子體刻蝕工藝過程中，聚合物往往沉積在等離子體處理室的一些內(nèi)表面上。聚合物沉積物是不合乎期望的，因?yàn)樗鼈儠倪@些表面剝落并污染處理過的襯底(例如，處理過的晶片)以及室。然而，隨著器件特征不斷縮小，從晶片到晶片維持等離子體暴露的室的表面的清潔以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的工藝結(jié)果變得越來越合乎期望。因此，減少且優(yōu)選地避免這樣的聚合物沉積在室部件的內(nèi)部表面上是合乎期望的。
[0042]在等離子體處理室中的某些部件的等離子體暴露的表面上的聚合物沉積的問題可以通過主動(dòng)加熱這些部件得到解決。例如，可以加熱室壁以保持其等離子體暴露的內(nèi)表面在足夠高的溫度，從而避免聚合物沉積在表面上。也可以使用噴頭電極組件和靜電卡盤的主動(dòng)溫度控制。
[0043]替代地，通過從表面上去除形成的聚合物沉積物，使聚合物沉積的問題可以得到解決。例如，可以采用攻擊性等離子體化學(xué)物去除聚合物沉積物。替代地，可以打開等離子體室并使用濕法清洗技術(shù)從室的表面去除聚合物沉積物。然而，這樣的清洗技術(shù)降低了工
藝的產(chǎn)率。
[0044]為了實(shí)現(xiàn)合乎期望的工藝效率和蝕刻均勻性，等離子體可以被約束在限定于平行板等離子體處理室的上電極和下電極之間的等離子體約束區(qū)域內(nèi)。等離子體約束環(huán)組件可以用于提供這樣的等離子體約束。示例性等離子體約束環(huán)組件在共同擁有的美國專利N0.5，534，751; N0.5，998，932 ; N0.6，019，060 ; N0.6，178，919，N0.6，527，911, N0.7, 713，379，N0.7，430，986，N0.6,936, 135和N0.6，926，803中公開，其中的每一個(gè)其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
[0045]常規(guī)的等離子體約束環(huán)組件10如圖1A和IB所示，其可以包括上部環(huán)11和多個(gè)下部環(huán)13。上部環(huán)11和下部環(huán)13被布置成堆疊以限定在上部環(huán)11和下部環(huán)13之間徑向延伸的多個(gè)氣體通道。當(dāng)粒子通過該通道時(shí)，等離子體中的帶電粒子被中和，從而使由上電極組件20和下電極組件30之間的間隔所限定的等離子體約束區(qū)域之外的放電的傾向(SP，等離子體的“非約束”)最小化。上部環(huán)11具有與下部環(huán)13中的每個(gè)的多個(gè)孔對準(zhǔn)的多個(gè)孔。布置多個(gè)吊架14穿過在上部環(huán)11和下部環(huán)13中對齊的孔。吊架14由多個(gè)保持器12保持在適當(dāng)位置。下部環(huán)13可沿吊架14軸向滑動(dòng)。每個(gè)吊架14在其下端具有擴(kuò)大的部分。布置多個(gè)墊片15圍繞每個(gè)吊架14，以分離相鄰的環(huán)11和13。下部環(huán)13通過襯墊16與吊架14的擴(kuò)大的部分分離。
[0046]圖1A和圖1B分別示出了在收起位置和展開位置的等離子體約束環(huán)組件10。當(dāng)?shù)入x子體約束環(huán)組件10從收起位置移動(dòng)到展開位置時(shí)，等離子體約束環(huán)組件10向下運(yùn)動(dòng)。在某一點(diǎn)上，襯墊16嚙合下電極組件30。等離子體約束環(huán)組件10繼續(xù)向下移動(dòng)，直到下部環(huán)13完全折疊在一起，并由下電極組件30朝上部環(huán)11推。
[0047]當(dāng)?shù)入x子體約束環(huán)組件10處于展開位置時(shí)，進(jìn)行等離子體處理，其中，所述吊架14在環(huán)11和13之間的部分(即在通道中)暴露于等離子體，并會隨著時(shí)間的推移具有聚合物沉積。當(dāng)?shù)入x子體約束環(huán)組件10在收起位置和展開位置之間移動(dòng)時(shí)，墊片15、襯墊16和下部環(huán)13沿著吊架14滑動(dòng)，并可能與吊架14摩擦，這會移除沉積在其上的聚合物并引起在配備有等離子體約束環(huán)組件10的等離子體處理室中處理的半導(dǎo)體襯底的微粒污染。
[0048]本文描述的是等離子體約束環(huán)組件20，其消除了在等離子體約束環(huán)組件10中不合乎期望的摩擦，從而減少了由此造成的顆粒污染。在如圖2A、2B和2C所示的一種實(shí)施方式中，等離子體約束環(huán)組件20包括:上部環(huán)300、下部環(huán)500、多個(gè)吊架700、多個(gè)間隔套筒400、多個(gè)吊架帽200和多個(gè)墊片600。在該實(shí)施方式中，上部環(huán)300具有多個(gè)孔且下部環(huán)500具有與上部環(huán)300中的多個(gè)孔相對應(yīng)的多個(gè)孔。布置吊架700通過上部環(huán)300和下部環(huán)500中的這些孔。吊架帽200連接到吊架700并防止吊架700沿從上部環(huán)300到下部環(huán)500的方向被拉出。吊架700中的每一個(gè)具有在上部環(huán)300的底壁的下方延伸的擴(kuò)大的底部。下部環(huán)500被支撐在圍繞吊架700放置的墊片600上。間隔套筒400圍繞吊架700放置并被支撐在下部環(huán)500上。間隔套筒400、下部環(huán)500和墊片600可沿吊架700在軸向方向上滑動(dòng)，間隔套筒400的外壁不接觸上部環(huán)300。吊架700的擴(kuò)大的底部支撐下部環(huán)500、間隔套筒400和墊片600。
[0049]圖3A-3D示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的上部環(huán)300的細(xì)節(jié)。上部環(huán)300具有上壁310、外壁320、下壁330和內(nèi)壁340。上部環(huán)300具有三個(gè)在上壁310和下壁330之間延伸的雙埋頭孔350，雙埋頭孔350每個(gè)具有在上壁310中的上部350a，在下壁330中的下部350c以及具有與上部350a和下部350c相比較小直徑的中部350b?？?50優(yōu)選方位角均勻地間隔開。上部環(huán)300優(yōu)選具有三個(gè)在上壁310中的扭轉(zhuǎn)鎖孔360，扭轉(zhuǎn)鎖孔360適于與安裝在等離子體處理室的頂壁中的可垂直移動(dòng)的柱塞嚙合，以便通過將柱塞的自由端插入扭轉(zhuǎn)鎖孔360并旋轉(zhuǎn)等離子體約束環(huán)組件20以鎖定該柱塞在扭轉(zhuǎn)鎖孔360的狹窄的端部，從而使等離子體約束環(huán)組件20由該柱塞支承。用于支撐和操作柱塞的基于凸輪的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息，可以在共同擁有的美國專利N0.6,019,060中找到，其公開的內(nèi)容通過引用并入于此。孔360有內(nèi)部的深度，該深度足以允許塞柱的頭部垂直向下移動(dòng)到孔中，使得當(dāng)在間隙調(diào)整期間下部環(huán)500嚙合下電極組件時(shí)容納上部環(huán)300的垂直運(yùn)動(dòng)，并當(dāng)套筒400的上端達(dá)到其在孔350的下部350c中行程的極限時(shí)抬高上部環(huán)300。參見，例如，共同擁有的美國專利N0.6，926，803，其公開的內(nèi)容通過引入并入于此。上部環(huán)300，進(jìn)一步優(yōu)選具有熱扼流圈370。熱扼流圈370包括以不連續(xù)的第一圓形圖案排列的多個(gè)內(nèi)槽371，以及從內(nèi)槽371向外間隔的并以同心的不連續(xù)的第二圓形圖案排列的多個(gè)外槽372。相鄰的內(nèi)槽371由內(nèi)部區(qū)域373分隔開，且相鄰的外槽372由外部區(qū)域374分隔開。如圖3A所示，內(nèi)部區(qū)域373和外部區(qū)域374圍繞上部等離子體約束環(huán)300彼此偏移。內(nèi)槽371和外槽372優(yōu)選地延伸完全通過等離子體約束環(huán)300 (即在上壁310和下壁330之間)的厚度。熱扼流圈370的這種構(gòu)造和安置減少來自內(nèi)壁320的徑向熱耗散，使得內(nèi)壁320達(dá)到足夠高的溫度，以在等離子體處理期間基本防止聚合物沉積在其上。內(nèi)槽161和外槽163優(yōu)選地具有從約
0.05英寸到約0.2英寸的寬度。上部環(huán)300優(yōu)選地具有約17英寸的內(nèi)徑，以及從約I至2英寸的高度。
[0050]圖4A和4B示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的下部環(huán)500的細(xì)節(jié)。下部環(huán)500具有上壁510、內(nèi)壁520、下壁530和外壁540。下部環(huán)500還具有三個(gè)通孔550，這些通孔從上壁510延伸到下壁530并對應(yīng)于上部環(huán)300中的三個(gè)雙埋頭孔350。下部環(huán)500優(yōu)選為約0.005至0.1英寸，優(yōu)選為約0.01英寸的厚度，并由如半導(dǎo)體處理兼容的PEEK (聚醚醚酮)之類介電材料制成。下部環(huán)500優(yōu)選地具有與上部環(huán)300的內(nèi)徑基本相同的內(nèi)徑。下部環(huán)500優(yōu)選由如石英等電絕緣材料制成。
[0051]圖5A和5B示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的間隔套筒400的細(xì)節(jié)。每個(gè)間隔套筒400具有上壁410、內(nèi)壁440、外壁420、下壁430和在上壁410和下壁430之間延伸的通孔450。間隔套筒400的上部外邊緣和下部外邊緣優(yōu)選具有45°的倒角。間隔套筒400的尺寸設(shè)為配合入在上部環(huán)300的下壁330中的孔350的下部350c。間隔套筒400優(yōu)選地具有比下部350c的內(nèi)徑小的外徑，從而使得當(dāng)間隔套筒400沿布置于雙埋頭孔350中的吊架700滑動(dòng)時(shí)，套筒400不摩擦下部350c的內(nèi)壁。間隔套筒400優(yōu)選具有與下部350c的深度相同的高度。通孔450可以有與孔350的中部350b的直徑大致相同的直徑。
[0052]圖6A-6C示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的吊架700的細(xì)節(jié)。吊架700具有，從頂部到底部，第一圓柱部710、第二截頭三角形棱柱部720、小于所述第二部720的第三截頭三角形棱柱部730、第四圓柱部740，以及直徑大于第四部的第五圓柱部(即擴(kuò)大的底部)750。吊架700優(yōu)選由諸如PEEK之類電絕緣材料制成。第四圓柱部740的外徑優(yōu)選比上部環(huán)300中的孔350的中部350b的內(nèi)徑稍小，使得吊架700在孔350中滑動(dòng)而不摩擦相對的表面。
[0053]圖7A-7C示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的吊架帽200的細(xì)節(jié)。吊架帽200具有上壁201、外壁202和下壁203。上壁201優(yōu)選具有用于嚙合例如螺絲刀等工具的槽210。吊架帽200優(yōu)選具有與上部環(huán)300中的孔350的上部350a相同的高度，并具有比上部350a的外徑較小的外徑。當(dāng)?shù)跫苊?00配合到上部350a時(shí)，上壁202優(yōu)選為與上部環(huán)300的上壁310共同延伸。吊架帽200的外徑優(yōu)選大于孔350的中部350b的直徑，使得當(dāng)?shù)跫苊?00連接到吊架700時(shí)，它防止吊架700從孔350拉出。吊架帽200可由合適的機(jī)構(gòu)固定到吊架700。例如，吊架帽200可以具有在下壁203中開口的內(nèi)部腔體220，彈簧230設(shè)置在內(nèi)部腔體220中；腔體220具有在下壁203中的開口部的三個(gè)凸起220a?？梢詫⒌跫艿牡谝?、第二和第三部分710、720和730插入到腔體220并扭曲，使得第二部分720裝載彈簧230，彈簧230將第二部分720推緊靠著凸起220a。
[0054]墊片600具有的通孔直徑小于吊架700的第五部分750的外徑但不小于吊架700的第四部分740的外徑。墊片由例如PEEK等電絕緣材料制成。
[0055]圖8A和SB分別示出了處于展開位置和收起位置的等離子體約束環(huán)組件20的放大部分。在展開位置中，由虛線框表示的間隔套筒400的外壁420的一部分在處理過程中暴露于等離子體，從而可以有聚合物沉積。但是，如上說明的，間隔套筒400并不摩擦上部環(huán)300，因此大大減少了來自聚合物沉積的微粒污染。
[0056]一種組裝根據(jù)一種實(shí)施方式的等離子體約束環(huán)組件20的方法，該方法包括(a)將每個(gè)吊架700插入墊片600 ； (b)將吊架700插入下部環(huán)500的孔550 ; (c)將每個(gè)吊架700插入間隔套筒400 ; (d)將吊架700插入上部環(huán)300的孔350 ； Ce)將吊架帽200連接到每個(gè)吊架700以及(f)旋轉(zhuǎn)吊架700到使吊架的凸起嚙合吊架帽中的底座。
[0057]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，上部環(huán)300具有平行的內(nèi)側(cè)壁320和外側(cè)壁340以及垂直于所述側(cè)壁的平行的上壁310和下壁330。上部環(huán)300與下部環(huán)500 —起由吊架700支撐，上部環(huán)300具有約2.155英寸的垂直長度，除了當(dāng)通過在上電極和下電極之間的間隙調(diào)整的過程中墊片600與襯底支撐件30的外部上周接觸來抬高下部環(huán)500時(shí)。通常情況下，該間隙可以調(diào)整到I至6厘米的垂直距離，例如，1.6厘米、2.3厘米或3.6厘米。在間隔套筒400的上端接觸上部環(huán)300中的上部350c之前，下部環(huán)500行進(jìn)的垂直距離可以是約0.05至0.2英寸，優(yōu)選約0.07至0.12英寸。在下部環(huán)500的這種運(yùn)動(dòng)期間，上部環(huán)300保持在相同的位置，直到間隔套筒400嚙合下部350c的上壁，在此之后上部環(huán)和下部環(huán)被抬高。
[0058]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上部環(huán)300的尺寸設(shè)為在其內(nèi)壁和所述上電極組件的外壁之間有間隙。例如，上部環(huán)可以具有約17英寸的內(nèi)徑，約20英寸的外徑和約2英寸的厚度。扭轉(zhuǎn)鎖孔350可以位于約為9.2英寸的半徑且吊架孔360可以位于約為9.4英寸的半徑。
[0059]上部環(huán)300包括三個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖孔360和鄰近孔360的三個(gè)吊架孔350?？?60有寬徑部和窄部，該寬徑部的尺寸設(shè)為允許柱塞進(jìn)入孔360，該窄部偏移該寬徑部約5°。寬徑部和窄部由環(huán)形通道相連，該環(huán)形通道的尺寸設(shè)為允許柱塞的下端的擴(kuò)大的頭部從進(jìn)入位置運(yùn)動(dòng)到鎖定位置，在該鎖定位置柱塞的較小直徑部位于孔360的窄部中。為了將柱塞鎖定在鎖定位置，該通道有垂直的臺階，其防止柱塞的頭部朝著孔360的寬徑部移動(dòng)，除非柱塞被壓下并相對上部環(huán)300的上壁310在圓周方向上運(yùn)動(dòng)。
[0060]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，吊架孔350延伸通過上部環(huán)300的上壁和下壁?？?50優(yōu)選具有深約0.64英寸和直徑為約0.75英寸的上部350a，深約0.38英寸和直徑為約0.75英寸的下部350c，和連接部350a、部350c的中部350b，部350c的長度為約0.925英寸，直徑為約0.41英寸。
[0061]上部環(huán)300優(yōu)選包括位于內(nèi)壁340和上部環(huán)300的外壁320之間的6個(gè)內(nèi)槽371和6個(gè)外槽372。槽中的每個(gè)可以延伸40至55°，優(yōu)選約48°，內(nèi)槽的端部被間隔開約12°，且3個(gè)成對的外槽的端部間隔開約4°，其他3個(gè)成對的外槽的端部間隔開約20°。內(nèi)槽可以位于約8.92英寸的半徑上，且外槽可以位于約8.86英寸的半徑上。
[0062]吊架700中的每個(gè)優(yōu)選具有約2英寸的長度，并包括四個(gè)垂直間隔開的具有不同橫截面的部分。第一部分是長度為約0.2英寸和直徑為約0.13英寸的上圓柱形部。第二部分是長度為0.255英寸的，具有三個(gè)平行于吊架的中心軸并離開中心軸約0.125英寸的平面壁，該三個(gè)壁具有相等的寬度并互相呈60°的方向。三個(gè)壁的上端比壁的下端較寬，以形成從吊架的中心軸線延伸約0.2英寸的三個(gè)凸起。平面壁是T形的，并且平面壁的下端通過具有約0.145英寸的垂直長度、約0.3英寸的直徑的圓柱形壁部分進(jìn)行連接。第三部分是長度為約1.45英寸，直徑為約0.4英寸的圓柱形部。第四部分是圓柱形部，并具有約
0.15英寸的長度且直徑大于第三部分的直徑，例如約0.42英寸。
[0063]間隔套筒400優(yōu)選是圓筒形，其長度為約0.39英寸，外徑為約0.67英寸和內(nèi)徑為約0.41英寸。間隔套筒400的上邊緣和下邊緣優(yōu)選包括延伸約0.04英寸的45°倒角。
[0064]墊片600優(yōu)選具有約1.25英寸的外徑，約0.42英寸的內(nèi)徑，以及約0.01英寸的厚度。
[0065]下部環(huán)500優(yōu)選具有約20英寸的外徑，約17英寸的內(nèi)徑，以及約0.09英寸的厚度。接收吊架的三個(gè)孔可以具有約0.42英寸的直徑，位于9.44英寸的半徑上，并間隔開120。。
[0066]在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，間隔套筒和墊片被刪除，但添加中部環(huán)到等離子體環(huán)約束組件。每個(gè)吊架被改變?yōu)榘▏Ш显谥胁凯h(huán)的底表面中的底座的下部凸起，和限制吊架在上部環(huán)的級形孔中向上的行進(jìn)的上部凸起。代替使用墊片來支撐下部環(huán)，每個(gè)吊架包括凸緣，該凸緣具有在其下端的向上凸起，從而下部環(huán)坐落在凸緣的上表面，且下部環(huán)的外周是該向上凸起的內(nèi)側(cè)。間隔套筒和墊片的刪除使吊架和約束環(huán)的接觸最小化(最小化摩擦)，且不進(jìn)行接觸的區(qū)域位于吊架的“背部”(在等離子體的相反的一側(cè)，以防止到等離子體的視線連通)。這對某些工藝是有用的，如金屬硬掩模(MHM)工藝，由于PEEK吊架比石英約束環(huán)較冷，該工藝產(chǎn)生沉積在PEEK吊架上的非易失性蝕刻副產(chǎn)品(TiOF)。改變的結(jié)構(gòu)最大限度地減少PEEK吊架和石英約束環(huán)之間的摩擦，從而避免顆粒的產(chǎn)生。
[0067]在本實(shí)施方式中，中部環(huán)包括作為熱隔斷以保持該部件是熱的并防止聚合物沉積的槽。薄的底部環(huán)包含當(dāng)環(huán)完全坍塌時(shí)允許吊架和底部的兩個(gè)環(huán)配合在一起的特征。為了使顆粒最小化，通過修改吊架設(shè)計(jì)刪除所有的PEEK與PEEK接觸。支撐結(jié)構(gòu)使用3個(gè)吊架并且不使用墊片。吊架可以具有凸起以支撐中部環(huán)并控制中部環(huán)和下部環(huán)之間的間距。
[0068]圖9A-C示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的上部環(huán)300A的細(xì)節(jié)。上部環(huán)1300具有上壁1310、外壁1320、下壁1330和內(nèi)壁1340。上部環(huán)1300具有在上壁1310和下壁1330之間延伸的三個(gè)雙埋頭孔1350，雙埋頭孔1350中的每個(gè)具有在上壁1310中的上部1350a、在下壁1330中的下部1350c和具有比上部1350a和下部1350c的直徑更小的直徑的中部1350b?？?350優(yōu)選方位角均勻地間隔開。上部環(huán)1300優(yōu)選具有在上壁1310中的3個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖孔1360，扭轉(zhuǎn)鎖孔1360適于與安裝在等離子體處理室的頂壁中的可垂直移動(dòng)的柱塞嚙合，以便通過將柱塞自由端部插入扭曲鎖孔1360并旋轉(zhuǎn)等離子體約束環(huán)組件20以鎖定該柱塞在扭轉(zhuǎn)鎖孔1360的窄端，使得等離子體約束環(huán)組件20由該柱塞支承。用于支撐和操作柱塞的基于凸輪的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息，可以在共同擁有的美國專利N0.6，019，060中找到，其公開的內(nèi)容通過引入并入于此。孔1360有足以允許塞柱的頭部垂直向下移動(dòng)到孔中的內(nèi)部深度，使得當(dāng)在間隙調(diào)整期間下部環(huán)1500嚙合下電極組件時(shí)容納上部環(huán)1300的垂直運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)?shù)跫艿纳喜客蛊鹪诳?350的下部1350c中到達(dá)行程的極限時(shí)抬高上部環(huán)1300。參見，例如，共同擁有的美國專利N0.6，926，803，其公開的內(nèi)容通過引入并入于此。上部環(huán)1300進(jìn)一步優(yōu)選具有熱扼流圈1370。熱扼流圈1370包括以不連續(xù)的第一圓形圖案排列的多個(gè)內(nèi)槽1371，以及從內(nèi)槽1371向外間隔的并以同心的不連續(xù)的第二圓形圖案排列的多個(gè)外槽1372。相鄰的內(nèi)槽1371由內(nèi)部區(qū)域1373分隔開，且相鄰的外槽1372由外部區(qū)域1374分隔開。如圖9A所示，內(nèi)部區(qū)域1373和外部區(qū)域1374圍繞上部等離子體約束環(huán)1300彼此偏移。內(nèi)槽1371和外槽1372優(yōu)選地延伸完全通過等離子體約束環(huán)1300的厚度(即在上壁1310和下壁1330之間)。熱扼流圈1370的這種構(gòu)造和排列減少來自內(nèi)壁1320的徑向熱耗散，使得內(nèi)壁1320達(dá)到足夠高的溫度，以在等離子體處理期間基本防止聚合物沉積在其上。內(nèi)槽1371和外槽1372優(yōu)選地具有從約0.05英寸到約0.2英寸的寬度。上部環(huán)1300優(yōu)選具有約17英寸的內(nèi)徑和從約I至2英寸的高度。
[0069]圖10A-B示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的下部環(huán)1500的細(xì)節(jié)。下部環(huán)1500具有上壁1510、內(nèi)壁1520、下壁1530和外壁1540。下部環(huán)1500還具有三個(gè)鎖眼形的通孔1550，孔1550從上壁1510延伸到下壁1530并對應(yīng)于上部環(huán)1300中的三個(gè)雙埋頭孔1350?？?550具有位于離開下部環(huán)1500的中心約8.5英寸的半徑上的直徑為約0.42英寸的較大直徑部。每個(gè)孔1550包括具有約0.175英寸的寬度的徑向向內(nèi)延伸的狹槽，且該槽的內(nèi)端具有約0.175英寸的直徑，位于離開下部環(huán)1500的中心約8.22英寸的半徑上。下部環(huán)1500優(yōu)選具有約0.005至0.1英寸的厚度，優(yōu)選為約0.01英寸，并由如半導(dǎo)體處理兼容的PEEK之類介電材料制成。下部環(huán)1500優(yōu)選具有與上部環(huán)1300的內(nèi)徑大致相同的內(nèi)徑。下部環(huán)1500優(yōu)選由如石英等電絕緣材料制成。
[0070]圖1lA —示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的中部環(huán)1600的細(xì)節(jié)。中部環(huán)1600具有上壁1610、內(nèi)壁1620、下壁1630和外壁1640。中部環(huán)1600還具有三個(gè)鎖眼形的通孔1650，孔1650從上壁1610延伸到下壁1630并對應(yīng)于上部環(huán)1300中的三個(gè)雙埋頭孔1350。孔1650具有位于離開中部環(huán)1600的中心約8.5英寸的半徑上的直徑為約0.42英寸的較大直徑部。如圖1lC所示，每個(gè)孔1650包括具有約0.175英寸的寬度的徑向向內(nèi)延伸的狹槽1650a，且該槽的內(nèi)端具有約0.175英寸的直徑，位于離開中部環(huán)1600的中心約8.22英寸的半徑上。如圖1lD所示，與槽1650a徑向相對的槽1650b延伸到底表面1630并部分通過中部環(huán)1600的厚度。槽1650b具有約0.23英寸的寬度且該槽的外端有約0.23英寸的直徑，位于離開中部環(huán)的中心約8.725英寸的半徑上。中部環(huán)1600優(yōu)選具有約0.25至約0.3英寸的厚度，優(yōu)選約0.27英寸，且由如半導(dǎo)體處理兼容的PEEK之類介電材料制成。中部環(huán)1600優(yōu)選具有與上部環(huán)1300的內(nèi)徑大致相同的內(nèi)徑，優(yōu)選約8.565英寸。中部環(huán)1600進(jìn)一步優(yōu)選具有熱扼流圈1670。熱扼流圈1670包括以不連續(xù)的第一圓形圖案排列的多個(gè)內(nèi)槽1671，以及從內(nèi)槽1671向外隔開的并以同心的不連續(xù)的第二圓形圖案排列的多個(gè)外槽1672。相鄰的內(nèi)槽1671由內(nèi)部區(qū)域1673分隔開，且相鄰的外槽1672由外部區(qū)域1674分隔開。如圖1lE所示，內(nèi)部區(qū)域1673和外部區(qū)域1674圍繞中部環(huán)1600彼此偏移。內(nèi)槽1671和外槽1672優(yōu)選地延伸完全通過中部環(huán)1600的厚度(即在上壁1610和下壁1630之間)。熱扼流圈1670的這種構(gòu)造和排列減少來自內(nèi)壁1620的徑向熱耗散，使得內(nèi)壁1620達(dá)到足夠高的溫度，以在等離子體處理期間基本防止聚合物沉積在其上。內(nèi)槽1671和外槽1672優(yōu)選地具有從約0.05英寸到約0.2英寸的寬度，更優(yōu)選為0.01英寸。在優(yōu)選的配置中，布置了 36個(gè)內(nèi)槽和36個(gè)外槽，使得每個(gè)槽延伸16.5°，且相鄰的槽的端部間隔開3.5°，相對于中部環(huán)1600的中心，內(nèi)槽在約8.788英寸的半徑上,外槽在約9.05英寸的半徑上。槽的一端或兩端可以是具有約0.015英寸的直徑的圓形的孔。上部環(huán)1300優(yōu)選具有約17英寸的內(nèi)徑。中部環(huán)1600優(yōu)選由如石英等電絕緣材料制成。
[0071]在本實(shí)施方式中，間隔套筒400被刪除，而替代使用改變的吊架1700，吊架1700包括用于使中部環(huán)1600與在上部環(huán)1300中的下部孔1350c嚙合的凸起1760。圖12A示出了在打開位置嚙合下部環(huán)1500、中部環(huán)1600和上部環(huán)1300的改變的吊架1700，且圖12B示出了在閉合位置的相同的結(jié)構(gòu)。吊架1700包括上部和下部凸起1760，當(dāng)環(huán)在閉合位置時(shí)上部凸起嚙合孔350c的頂壁，且下部凸起嚙合中部環(huán)1600中的槽1650b。凸起1760可以是壓配入吊架1700中的孔的單獨(dú)的銷，或者凸起可以是吊架1700的整體的部分。
[0072]圖13A-D顯示了具有單獨(dú)的銷1760a的形式的吊架1700a的細(xì)節(jié)。吊架1700a具有，從頂部到底部，第一圓柱部1710、第二截頭三角形棱柱部1720、小于所述第二部1720的第三截頭三角形棱柱部1730，第四圓柱部1740，以及直徑大于第四部的第五圓柱部(即擴(kuò)大的底部)1750。吊架1700a和銷1760a優(yōu)選由諸如PEEK之類電絕緣材料制成。第四圓柱部1740的外徑優(yōu)選比上部環(huán)1300中的孔1350的中部1350b的內(nèi)徑稍小，使得吊架1700a可以在孔1350中滑動(dòng)而不摩擦相對的表面。與下部環(huán)被支承在墊片上的第一實(shí)施方式相t匕，吊架1700a包括L形的凸緣1770，凸緣1770在它的嚙合下部環(huán)1500的外周的外端有凸起1770a，且在凸緣1770上方的吊架的部分1770a配合穿過下部環(huán)1500中的孔1550。凸起1760a優(yōu)選布置，使得下部凸起的上表面在凸緣1770的上表面上方約0.3至0.4英寸，優(yōu)選為約0.35英寸，且上部凸起可以位于凸緣1770的上表面的上方0.4至0.5英寸處，優(yōu)選為0.45英寸處。凸起1760a可以是具有約0.1至0.2英寸的直徑的圓柱銷，優(yōu)選為約
0.16英寸，銷可以具有約0.35英寸的長度。銷可以壓配合入吊架1700a的孔中，使得銷延伸超出吊架1700a的外表面約0.15英寸。部1750的長度(凸緣1770的頂表面和底表面之間的距離)可以是約0.2英寸，部1740的長度可以是約1.45英寸，部1730的長度可以是約0.145英寸，部1720的長度可以是約0.110英寸，且部1710的長度可以是約0.2英寸以及部1710的直徑可以是約0.13英寸。
[0073]圖14A-D顯示了具有以整體凸起1760b的形式的凸起的吊架1700b的細(xì)節(jié)。吊架1700b具有，從頂部到底部，第一圓柱部1710、第二截頭三角形棱柱部1720、小于所述第二部1720的第三截頭三角形棱柱部1730、第四圓柱部1740、以及直徑大于第四部的第五圓柱部(即擴(kuò)大的底部)1750。吊架1700b和銷1760a優(yōu)選由諸如PEEK之類電絕緣材料制成。第四圓柱部1740的外徑優(yōu)選比上部環(huán)1300中的孔1350的中部1350b的內(nèi)徑稍小，使得吊架1700b可以在孔1350中滑動(dòng)而不摩擦相對的表面。與下部環(huán)被支承在墊片上的第一實(shí)施方式相反，吊架1700b包括L形的凸緣1770，凸緣1770在它的嚙合下部環(huán)1500的外周的外端有凸起1770b，且在凸緣1770上方的吊架的部分1770b配合穿過下部環(huán)1500中的孔1550。凸起1760b優(yōu)選布置，使得下部凸起的上表面在凸緣1770的上表面上方約0.3至0.4英寸處，優(yōu)選為約0.35英寸處，且上部凸起可以位于凸緣1770的上表面的上方的0.4至0.5英寸處，優(yōu)選為0.45英寸處。為了提供額外的強(qiáng)度到凸起1760b，它們可以是矩形的形狀，具有約0.1至0.2英寸的寬度，優(yōu)選為約0.14英寸，以及具有約0.1至0.2英寸的長度，優(yōu)選為約0.16英寸。部1750的長度(凸緣1770的頂表面和底表面之間的距離)可以是約0.2英寸，部1740的長度可以是約1.45英寸，部1730的長度可以是約0.145英寸，部1720的長度可以是約0.110英寸，且部1710的長度可以是約0.2英寸以及部1710的直徑可以是約0.13英寸。
[0074]圖9-14所示的實(shí)施方式使吊架和約束環(huán)的接觸最小化以及進(jìn)行摩擦的部件的區(qū)域位于在室中產(chǎn)生等離子體的位置的吊架的相對側(cè)。添加具有槽作為熱隔斷的中部環(huán)的操作以保持等離子體暴露的表面是熱的，從而防止會導(dǎo)致顆粒和晶片污染問題的蝕刻副產(chǎn)物的沉積。該部件的設(shè)計(jì)使由PEEK制成的部件的接觸最小化。
[0075]雖然已參照其【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述了等離子體約束環(huán)組件及其部件，然而對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見，在不背離所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下，可以做出各種改變和修改，以及使用等同方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，所述等離子體約束環(huán)組件包括:
上部環(huán)，其具有:上壁；下壁；外壁；內(nèi)壁；穿過所述上壁和所述下壁的在圓周方向延伸的成系列的槽；在所述上壁中的多個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖孔，該扭轉(zhuǎn)鎖孔適于與所述等離子體反應(yīng)室的頂壁中安裝的能垂直移動(dòng)的柱塞嚙合，以使得通過將所述柱塞的自由端插入所述扭轉(zhuǎn)鎖孔并旋轉(zhuǎn)所述上部環(huán)以鎖定所述柱塞在所述扭轉(zhuǎn)鎖孔的窄端來由所述柱塞支撐所述上部環(huán)；在所述上壁和下壁之間延伸的多個(gè)吊架孔，所述吊架孔包括由較小的中部連接的較大的上部和下部； 多個(gè)吊架帽，其位于所述吊架孔的所述上部中，每個(gè)吊架帽包括在其下壁中的級形孔和壓配合入所述級形孔的小直徑的上部的螺旋彈簧； 多個(gè)吊架，其位于所述吊架孔的下部中，每個(gè)吊架的上端配合入所述吊架帽中的一個(gè)，使得所述螺旋彈簧被壓縮，所述吊架相對于所述吊架帽能垂直移動(dòng)并相對于鎖定位置能旋轉(zhuǎn)，所述吊架中的每一個(gè)包括適于在所述吊架帽中旋轉(zhuǎn)以嚙合在所述吊架帽中的底座的至少一個(gè)凸起，每個(gè)吊架包括具有擴(kuò)大的下端的下部；以及 下部環(huán)，其具有上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁和延伸穿過該上壁和該下壁的多個(gè)通孔，所述吊架中的每一個(gè)具有其容納在所述通孔中的一個(gè)中的下部，所述下部環(huán)具有與所述上部環(huán)的內(nèi)徑和外徑相等的內(nèi)徑和外徑以及約0.090至0.1英寸的均勻的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，每個(gè)吊架包括三個(gè)徑向凸起，且每個(gè)吊架帽包括三個(gè)軸向延伸的槽，所述槽的尺寸設(shè)為以允許所述吊架的所述三個(gè)徑向凸起垂直插入所述螺旋彈簧被壓縮的上部位置，每個(gè)吊架帽包括容納在所述鎖定位置中的徑向凸起的三個(gè)底座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述上部環(huán)包括位于所述內(nèi)壁的外側(cè)的第一半徑上的六個(gè)內(nèi)周槽和位于所述外壁的內(nèi)側(cè)的第二半徑上的六個(gè)外周槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，還包括: 多個(gè)間隔套筒，每個(gè)間隔套筒包括上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁和在該上壁和該下壁之間延伸的通孔，所述間隔套筒中的每個(gè)位于所述吊架孔中的相應(yīng)的一個(gè)的所述下部中，所述吊架中的每一個(gè)延伸通過所述通孔中的一個(gè)； 多個(gè)墊片，其寬于所述下部環(huán)的寬度，所述墊片中的每一個(gè)具有接收所述吊架中的一個(gè)的下部并位于所述吊架的所述擴(kuò)大的下端和所述下部環(huán)的所述下壁之間的中央開口 ； 其中，所述吊架帽的所述外壁與所述吊架孔的所述上部的內(nèi)壁分隔開至少0.01英寸，所述間隔套筒與所述吊架孔的所述下部的內(nèi)壁分隔開至少0.1英寸，所述吊架的外表面與所述吊架孔的較小直徑的部分的內(nèi)壁分隔開至少0.1英寸，并且墊片完全是聚醚醚酮，其具有約1.25英寸的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，還包括:位于所述上部環(huán)和所述下部環(huán)之間的中部環(huán)，每個(gè)吊架包括在其下端的支撐所述下部環(huán)的凸緣，支撐所述中部環(huán)的下部凸起，以及上部凸起，其限制所述吊架在所述上部環(huán)中的所述吊架孔的所述下部中向上的行進(jìn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，其中:所述吊架中的每個(gè)完全是聚醚醚酮，其具有約2英寸的軸向長度，每個(gè)吊架包括具有約1.6英寸的軸向長度以及約0.4英寸的直徑的主軸部分，在具有約0.15英寸的軸向長度的所述主軸部分的下端的凸緣，具有約0.2英寸的軸向長度和約0.13英寸的直徑的上主軸部分，具有約0.11英寸的軸向長度和約0.39英寸的最大寬度的在所述上主軸部分下方的上三角形部分，具有約0.145英寸的軸向長度和約0.3英寸的最大寬度的在所述上三角形部分下方的下三角形部分；或 所述吊架中的每個(gè)完全是聚醚醚酮，其具有約2.1英寸的軸向長度，每個(gè)吊架包括具有約1.6英寸的軸向長度的六面主軸部分，該六面主軸部分具有相距約0.3英寸的兩個(gè)平行的側(cè)表面，以約120°C的角度相交的兩個(gè)成角度的表面和以約130°C的角度相交的兩個(gè)成角度的表面，所述成角度的表面的最大寬度為約0.35英寸，在所述主軸部分的下端的凸緣，其具有約0.15英寸的軸向長度，并從所述六面主軸部分的外表面延伸約0.43英寸，上主軸部分，其具有約0.2英寸的軸向長度和約0.13英寸的直徑，在所述上主軸部分下方的上三角形部分，其具有約0.11英寸的軸向長度和約0.39英寸的最大寬度，在所述上三角形部分下方的下三角形部分，其具有約0.145英寸的軸向長度和約0.3英寸的最大寬度，所述吊架包括具有離所述凸緣的上表面約0.37英寸的上表面的下凸起，以及具有在所述下凸起的所述上表面上方約0.47英寸處的上表面的上凸起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述上部環(huán)具有平行的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，以及與所述內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁垂直的平行的上壁和下壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述上部環(huán)的尺寸設(shè)為當(dāng)所述上部環(huán)由柱塞支承時(shí)，所述上部環(huán)的內(nèi)壁和上電極組件的外壁之間有間隙，所述上部環(huán)具有約17英寸的內(nèi)徑、約20英寸的外徑以及約1.5至約2英寸的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的所述等離子體約束環(huán)組件，其中，所述上部環(huán)包括位于約9.2英寸的半徑上的三個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖盲孔，以及位于約9.4至約9.5英寸的半徑上的尺寸設(shè)為以容納吊架的三個(gè)吊架孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述扭轉(zhuǎn)鎖孔具有尺寸設(shè)為允許有擴(kuò)大的頭部的柱塞進(jìn)入所述孔的寬徑部和從所述寬徑部偏移5°的窄部，所述寬徑部和所述窄部通過環(huán)形通道連接，該環(huán)形通道的尺寸設(shè)為允許所述柱塞的所述擴(kuò)大的頭部從進(jìn)入位置移動(dòng)到鎖定位置，在所述鎖定位置所述柱塞的較小直徑部位于所述孔的所述窄部中，所述通道具有垂直的臺階，該臺階防止所述柱塞的所述頭部朝著所述孔的所述寬徑部移動(dòng)，除非所述柱塞相對于所述上部環(huán)的所述上壁被壓下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子體約束環(huán)組件，其中: 所述吊架孔具有約0.64英寸深和約0.75英寸的直徑的上部，約0.38英寸深和約0.75英寸的直徑的下部，和約0.925英寸的長度和約0.41英寸的直徑的中部；或者 所述吊架孔具有約0.64英寸深和約0.69英寸的直徑的上部，約0.34英寸深的并包括與所述上部的中心軸軸向?qū)R的約0.42英寸的直徑的內(nèi)部以及具有約0.23英寸的寬度的外槽形部分的下鎖眼形部分，以及與所述上部的中心軸軸向?qū)R的具有約0.57英寸的長度和約0.42英寸的直徑的中部。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述上部環(huán)包括位于所述上部環(huán)的所述內(nèi)壁和外壁之間的6個(gè)內(nèi)槽和6個(gè)外槽，所述槽中的每個(gè)沿圓周方向延伸約48°，所述內(nèi)槽的端部間隔開約12°，三個(gè)鄰近的成對的所述外槽的端部間隔開20°，在三個(gè)第一位置間隔開約4°，在三個(gè)第二位置間隔開120°或約20°，所述第二位置從所述第一位置偏移45° ο
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述吊架具有約2英寸的長度，并包括具有不同橫截面的四個(gè)部分，第一部分是約0.2英寸的長度和約0.13英寸的直徑的上圓柱形部分，第二部分是具有平行于所述吊架的中心軸并位于離開所述中心軸約0.125英寸處的三個(gè)平面壁的長度為約0.255英寸的三角形部分，所述三個(gè)平面壁具有相等的寬度并相對于彼此60°定向，三個(gè)所述壁的上端寬于所述壁的下端，以形成從所述吊架的所述中心軸延伸約0.2英寸的三個(gè)凸起，所述平面壁是T形的，且所述平面壁的下端由具有約0.145英寸的垂直長度和約0.3英寸的直徑的圓柱形壁部分進(jìn)行連接，第三部分是圓柱形的，其具有約1.45英寸的長度，約0.4英寸的直徑，第四部分是圓柱形的，并具有約0.15英寸的長度和大于所述第三部分的直徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述間隔套筒是圓筒形的，其具有約0.39英寸的長度、約0.67英寸的外徑和約0.41英寸的內(nèi)徑，包括延伸約0.04英寸的呈45°倒角的所述間隔套筒的上部和下部邊緣，并且所述墊片具有約1.25英寸的外徑、約0.42英寸的內(nèi)徑和約0.01英寸的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體約束環(huán)組件，其中，所述中部環(huán)具有約0.27英寸的厚度、約17英寸的內(nèi)徑和約20英寸的外徑，三個(gè)接收吊架的鎖眼形孔，其中每個(gè)位于約8.5英寸的半徑上，具有約0.42英寸的直徑，以及從其中徑向向內(nèi)延伸的具有約0.175英寸的寬度的槽，在所述中部環(huán)的下表面中的三個(gè)底座，其中的每個(gè)從所述鎖眼形孔中的每個(gè)徑向向外延伸，所述底座中的每個(gè)具有約0.23英寸的寬度和約0.15至0.2英寸的深度，熱扼流圈,其包括36個(gè)內(nèi)槽和36個(gè)外槽，所述內(nèi)槽位于約8.8英寸的半徑上，且所述外槽位于約9英寸的半徑上，所述槽中的每個(gè)在圓周方向延伸約16.5°，所述槽的端部間隔開約3.5°，且每個(gè)槽的至少一個(gè)端部終止于具有約0.015英寸的半徑的圓形孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體約束環(huán)組件，其中: 所述下部環(huán)具有約20英寸的外徑、約17英寸的內(nèi)徑、約0.09英寸的厚度，以及具有位于約9.44英寸的半徑上并間隔開120°的具有約0.42英寸的直徑的三個(gè)孔；或者 所述下部環(huán)具有約20英寸的外徑、約17英寸的內(nèi)徑、約0.09英寸的厚度和具有有約0.42英寸的直徑的、位于約9.5英寸的半徑上的并間隔開120°的外部部分和有約0.35英寸的寬度的內(nèi)槽狀部分的三個(gè)鎖眼形孔。
17.一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的上部環(huán)，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，其中: 所述上部環(huán)具有上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁、穿過所述上壁和所述下壁的在圓周方向延伸的成系列的槽、在所述上壁中的多個(gè)扭轉(zhuǎn)鎖孔，該扭轉(zhuǎn)鎖孔適于與所述等離子體反應(yīng)室的頂壁中安裝的能垂直移動(dòng)的柱塞嚙合，以使得通過將所述柱塞的自由端插入所述扭轉(zhuǎn)鎖孔并旋轉(zhuǎn)所述等離子體約束環(huán)以鎖定所述柱塞在所述扭轉(zhuǎn)鎖孔的窄端來由所述柱塞支撐所述上部環(huán)、在所述上壁和下壁之間延伸的多個(gè)吊架孔，所述吊架孔包括由較小直徑的中部連接的較大的上部和下部。
18.一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的吊架組件，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，所述吊架組件包括: 吊架帽，其配置為配合入所述等離子體約束環(huán)組件的上部環(huán)中的吊架孔的上部，所述吊架帽包括在其下壁中的級形孔，和配合入所述級形孔的小直徑的上部的螺旋彈簧；以及 吊架，其配置為配合入所述等離子體約束環(huán)組件的所述上部環(huán)中的所述吊架孔的下部，所述吊架具有配置為配合入所述吊架帽的所述級形孔的上端，使得所述螺旋彈簧被壓縮，所述吊架相對于所述吊架帽是能垂直移動(dòng)的，并能轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖定位置，所述吊架包括適于在所述吊架帽的所述級形孔中旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)凸起，以嚙合所述吊架帽中的底座，并且所述吊架包括具有擴(kuò)大的下端的下部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的吊架組件，其進(jìn)一步包括: 間隔套筒，其包括上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁和在所述上壁和所述下壁之間延伸的通孔，所述間隔套筒被配置為配合入所述吊架孔的所述下部，所述吊架延伸通過所述通孔。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的吊架組件，其中，所述吊架包括配置為配合入所述吊架孔的所述下部的凸起，并在所述吊架的向上移動(dòng)的過程中，所述凸起不接觸所述吊架孔的表面，直到所述凸起的上表面與所述吊架孔的水平表面進(jìn)行接觸。
21.一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的下部環(huán)，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，其中: 所述下部環(huán)具有上壁、下壁、外壁、內(nèi)壁和多個(gè)延伸穿過所述上壁和所述下壁的通孔，所述通孔的尺寸設(shè)為容納所述等離子體約束環(huán)組件的吊架，該吊架具有在所述下部環(huán)的所述下壁的下方的在所述吊架的底部上的擴(kuò)大的頭部，所述下部環(huán)具有等于所述等離子體約束環(huán)的上部環(huán)的內(nèi)徑和外徑的內(nèi)徑和外徑且所述下部環(huán)具有約0.090英寸的均勻的厚度。
22.一種用于控制電容耦合等離子體反應(yīng)室中晶片區(qū)域壓強(qiáng)的等離子體約束環(huán)組件的中部環(huán)，其中，晶片被支承在下電極組件上且處理氣體通過上部噴頭電極組件被引入所述室，其中: 所述中部環(huán)具有:約0.27英寸的厚度、約17英寸的內(nèi)徑、約20英寸的外徑，三個(gè)接收吊架的鎖眼形孔，其中每個(gè)位于約8.5英寸的半徑上，具有約0.42英寸的直徑，以及從其中徑向向內(nèi)延伸的具有約0.175英寸的寬度的槽，在所述中部環(huán)的下表面中的三個(gè)底座，其中的每個(gè)從所述鎖眼形孔中的每個(gè)徑向向外延伸，所述底座中的每個(gè)具有約0.23英寸的寬度和約0.15至0.2英寸的深度，熱扼流圈，其包括36個(gè)內(nèi)槽和36個(gè)外槽，所述內(nèi)槽位于約8.8英寸的半徑上，且所述外槽位于約9英寸的半徑上，所述槽中的每個(gè)在圓周方向延伸約16.5°，所述槽的端部間隔開約3.5°，且每個(gè)槽的至少一個(gè)端部終止于具有約0.015英寸的半徑的圓形孔。
【文檔編號】H01L21/3065GK203588977SQ201190000763
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2010年9月24日
【發(fā)明者】安東尼·德拉列拉, 大衛(wèi)·卡曼, 特拉維斯·R·泰勒, 沙魯巴·J·烏拉爾, 哈梅特·辛格 申請人:朗姆研究公司