[发明专利]具有延长寿命的约束环

说明书

一种用于衬底处理系统的约束环包含下壁、外壁和上壁，其限定在所述约束环内的等离子体区域。第一多个槽形成于所述下壁内。所述第一多个槽提供在所述约束环内的所述等离子体区域和所述约束环外部的环境之间的流体连通。凹部被限定在所述下壁的下表面中。下环被设置在所述下表面的所述凹部内。所述下环包含第二多个槽，所述第二多个槽提供在所述约束环内的所述等离子体区域和在所述约束环外部的环境之间的经由所述第一多个槽的流体连通。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月28日申请的美国专利申请No.16/114,497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

本公开内容涉及用于半导体处理系统的等离子体约束环。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开内容的背景的目的。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内容的现有技术。

衬底处理系统可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。在蚀刻期间，可以将包括一种或多种前体的气体混合物引入处理室，并且可以使用等离子体来引发化学反应。

衬底支撑件可包括布置成支撑晶片的陶瓷层。例如，晶片在处理期间可以被夹持到陶瓷层上。衬底支撑件可以包括围绕衬底支撑件的外部部分(例如，在周边的外部和/或与周边相邻)布置的边缘环。可以提供边缘环以将等离子体约束到衬底上方的容积，保护衬底支撑件免受等离子体引起的侵蚀等。衬底处理系统可包含围绕衬底支撑件和上电极(例如喷头)中的每一者而设置的等离子体约束护罩或环以更进一步将等离子体约束在衬底上方的容积内。

发明内容

一种用于衬底处理系统的约束环包含下壁、外壁和上壁，其限定在所述约束环内的等离子体区域。第一多个槽形成于所述下壁内。所述第一多个槽提供在所述约束环内的所述等离子体区域和所述约束环外部的环境之间的流体连通。凹部被限定在所述下壁的下表面中。下环被设置在所述下表面的所述凹部内。所述下环包含第二多个槽，所述第二多个槽提供在所述约束环内的所述等离子体区域和在所述约束环外部的环境之间的经由所述第一多个槽的流体连通。

在其他特征中，所述下壁包含第一材料，且所述下环包含不同于所述第一材料的第二材料。所述第二材料具有比所述第一材料更大的对等离子体蚀刻的抗性。所述第一材料包含硅，且所述第二材料包含阳极氧化铝。所述第一材料包含硅，且所述第二材料包含氧化钇(Y₂O₃)。所述第二材料包含金刚石涂层。使用化学气相沉积将所述金刚石涂层沉积在所述下环上。

在其他特征中，所述下环的厚度介于所述下壁的厚度的10％和50％之间。所述下环包含多个区段。所述区段之间的间隙与所述第二多个槽中的一者轴向地对准。所述区段之间的间隙位于所述第二多个槽的相邻槽之间。围绕所述下环的所述第二多个槽的相邻槽之间的间隔是均匀的。所述下环被配置成在所述凹部内旋转。所述下环被配置成：设置在所述凹部内的第一位置，使得所述第二多个槽中的每一者与所述第一多个槽的相对应的一者轴向地对准；以及旋转至所述凹部内的第二位置，使得所述第二多个槽中的每一者不与所述第一多个槽的所述相对应的一者轴向地对准。

一种用于调节用于衬底处理系统的约束环的传导性的方法包含：将下环提供至所述约束环的下壁内。所述约束环包含第一多个槽，所述下环包含第二多个槽，并且所述下环相对于所述约束环是在第一径向位置。所述方法还包括：将所述下环相对于所述约束环从所述第一径向位置调节至第二径向位置以调节所述约束环的所述传导性。