專利名稱：具有減少聚合物沉積特性的等離子約束環組件的制作方法
具有減少聚合物沉積特性的等離子約束環組件
背景技術：
等離子處理室可以包括上電極和下電極。上電極通常面對襯底支 承件，該支承件適于在等離子處理期間支承半導體襯底。在等離子處 理期間，向電極之一或兩者供電以激活處理氣體并產生等離子來處理 襯底。
可以在等離子處理室中進行等離子刻蝕來刻蝕作為層設置在半導 體襯底上的所選材料。選擇處理條件，使得等離子在這些層的所選部 分中刻蝕出所期望的特征。

發明內容
一個優選實施例的用于等離子處理室的等離子約束環組件包括多 個等離子約束環。每個等離子約束環都包括具有暴露到等離子的內徑 表面的內部、從所述內部沿徑向向外布置的外部、以及至少一個熱阻
器(thermal choke )。當所述內徑表面暴露到所述等離子處理室中的 等離子時，所述熱阻器適于減少從所述內部到所述外部的熱傳導。結 果，所述內徑表面達到足夠高的溫度來基本上防止其上的聚合物沉積。
另一優選實施例的用于等離子處理室的等離子約束環組件，包括 安裝環和適于懸掛在所述安裝環下方的多個等離子約束環。所述等離 子約束環包括一個上等離子約束環和多個下等離子約束環。所述上等 離子約束環包括面對所述安裝環的頂表面和從所述下等離子約束環沿 徑向向內布置的暴露到等離子的底表面。所述上等離子約束環的頂表 面的至少一部分對IR輻射不透明，以增強對所述上等離子約束環的 加熱。結果，當所述底表面暴露到等離子時，所述底表面達到足夠高 的溫度來基本上防止其上的聚合物沉積。
一個優選實施例的在等離子處理室中處理半導體襯底的方法包括將處理氣體供應到包括多個等離子約束環的等離子處理室中，所 述多個等離子約束環每個都包括暴露到等離子的表面；以及從所述處 理氣體產生等離子并在所述等離子處理室中刻蝕半導體襯底。在刻蝕 期間，所述等離子約束環的暴露到等離子的表面達到足夠高的溫度以 基本上防止其上的聚合物沉積。


圖1示出等離子約束環組件的一個優選實施例的一部分。
圖2示出該等離子約束環組件的等離子約束環的一個優選實施例
的一部分的俯視圖，其中該環包括熱阻器。
圖3是圖2所示等離子約束環的放大局部俯視圖。
圖4示出等離子約束環組件的等離子約束環的另一優選實施例的
側視圖，該等離子約束環具有兩件式結構。
圖5示出包括等離子約束環組件的一個優選實施例的等離子處理室。
圖6示出沒有示例l和2中所使用熱阻器的等離子約束環組件的 一個實施例。
圖7示出包括示例3中所使用熱阻器的等離子約束環組件的一個 實施例。
具體實施例方式
諸如電容耦合室之類的平行板等離子處理室包括上電極(例如蓮 蓬頭式電極)和下電極。上電極通常面對待處理的半導體襯底。在等 離子處理期間，向電極之一或兩者供電以激活處理氣體并產生等離子 來處理襯底。
這種等離子處理室的內表面可以是帶電表面(例如"RF熱表面，，)、 接地表面或懸浮表面(由絕緣材料構成)。在等離子處理期間不同的能 量供應或沖擊在這些不同類型的表面上。具體地，在平行板等離子處 理室中對室部分的加熱取決于供應到該部分的暴露表面的離子能量和離子通量，并取決于該部分的紅外(IR)能量吸收特性。待加熱的接 地(回路)表面和帶電表面從等離子接收大量離子能量，這使得這些 表面比懸浮部分或表面受到更多的加熱，從而也達到明顯不同的溫度。
可以使用高聚合化的處理氣體化學物，例如含碳氟化合物、氬氟 烴的處理氣體或者這些氣體的前驅體，以刻蝕介電材料如二氧化硅。 在這些等離子刻蝕處理期間，聚合物傾向于沉積在等離子處理室的一 些內表面上。聚合物沉積是不期望的，因為它們可能會從表面剝落而 污染處理過的襯底(例如處理過的晶片)以及室。但是，隨著器件特 征的持續縮小，越來越期望使各個晶片保持暴露到等離子的室表面清 潔，以實現可重復的處理結果。所以，期望減少且優選避免室部分的 內表面上的這種聚合物沉積。
一般地，在等離子處理操作期間，聚合物沉積更可能在等離子處 理室的較冷的暴露到等離子的表面上形成。懸浮表面易于成為較冷的 表面，并由此與帶電或接地表面相比一般更易在其上形成聚合物聚集。 等離子處理期間暴露到等離子的部分或表面的溫升AT按照以下關系 依賴于增加到該部分或表面的熱量Q、以及該部分的質量m和比熱c: Q-mcAT。所以，對于增加到一個部分的給定熱量，增大該部分質量 會降低該部分的溫升。結果，具有高質量的部分在等離子處理期間不 會到達足夠高的溫度來避免該部分的暴露到等離子的表面上的聚合物 沉積。對于增加到一個部分的給定熱量，增大一個部分的熱容量也會 降低該部分所到達的溫度。
此外，在等離子處理期間，熱可以通過熱傳導(當一個部分與另 一表面物理接觸時)、輻射(當電磁波攜帶熱量到該部分和/或從該部 分帶走時)和對流(當室中的運動流體攜帶熱時)從該部分傳遞到其 它室表面和/或從其它室表面傳遞到該部分。各部分的對流熱損失隨著 室壓的增大而增加。
等離子處理室中一些部分的暴露到等離子的表面上的聚合物沉積 的問題可以通過主動加熱(多個)部分解決。例如，可以加熱室壁來 將其暴露到等離子的(多個)內表面保持在足夠高的溫度，以避免這些表面上的聚合物沉積。還可以使用對蓮蓬頭式電極組件和靜電卡盤 的主動溫度控制。但是，當這些表面被供電或接地從而經受高離子能 量時，即使在沒有對這些表面的主動加熱的情況下這些表面上發生聚 合物沉積的可能性也比懸浮表面小。
或者，聚合物沉積問題可以通過從表面去除所形成的聚合物沉積 物來解決。例如，可以通過采用侵蝕性的等離子化學物來去除聚合物 沉積物。或者，可以打開等離子室并使用濕法清潔技術從室表面去除 聚合物沉積物。但是，這些清潔技術降低了處理產量。
為了實現期望的處理效率和刻蝕均勻性，可以將等離子約束在平 行板等離子處理室的上下電極之間限定形成的等離子約束區域內。可 以使用等離子約束環組件來提供這種等離子約束。示例性的等離子約
束環組件在由相同申請人擁有的美國專利Nos. 5,534,751、 5,998,932、 6，019，060、 6，178，919和6,527,911中公開，這些專利每個都通過引用 而整體結合于此。如美國專利No. 5，534，751所述，等離子約束環組件 可以包括多個等離子約束環，這些等離子約束環布置成堆疊以限定形 成從內表面到外表面徑向延伸穿過環的多個氣體通道。在等離子中的 充電粒子穿過這些通道時，這些粒子被中和，由此使在等離子約束區 域外放電(即等離子的"脫離約束，，)的趨向最小化。
同樣如美國專利No.5，534，751所述，等離子約束環組件可以在等 離子刻蝕處理期間將聚合物沉積約束到僅僅等離子約束環自身。但是， 期望避免約束環上的這種聚合物沉積，以避免可能的室和襯底污染問 題以及避免附加的從等離子約束環去除所形成的聚合物沉積物的室清 潔步驟。
考慮到上述聚合物沉積問題，已經確定可以提供包括以下約束環 的等離子約束環組件，這些約束環適于在不對表面進行主動加熱的情 況下在環的暴露到等離子的表面上到達足夠高的溫度以避免這些表面 上的聚合物沉積。更具體地，等離子約束環適于將加熱局限在環的包 括暴露到等離子的表面的所選部分處。通過在各個環中的所選位置處 設置一個或多個熱阻器而將加熱局限在這些所選部分處，以由此減少從這些部分到環的其它部分的熱傳導，否則所述其它部分在沒有熱阻 器的約束環中會作為熱沉。
圖1示出等離子約束環組件10的一個優選實施例。等離子約束環 組件IO成同心布置地包括安裝環12以及從安裝環12懸掛的等離子約 束環14、 16、 18和20。安裝環12與等離子約束環14、 16、 18和20 可豎直運動以提供調節。該組件的等離子約束環的數量并不限于如圖 所示的4個環；可替代的，可以有少于4個環，例如3個環，或者多 于4個環，例如5、 6或更多個環。
安裝環12與等離子約束環14、 16、 18和20是由合適的電絕緣材 料(介電)構成的懸浮部件。絕緣材料可以是例如石英、熔融石英、 氮化硅、氧化鋁或塑料材料。作為介電材料，高純度石英是在刻蝕處 理中使用的優選材料。在該實施例中，安裝環12與各個等離子約束環 14、 16、 18和20是由絕緣材料構成的單件。
如圖1所示，等離子約束環14、 16、 18和20通過吊架22連接到 安裝環12,該吊架22構造成延伸穿過各個等離子約束環14、 16、 18 和20中的孔24。優選在每個孔24中設置一個嵌入件26以防止吊架 22與等離子約束環14、 16、 18和20之間的直接接觸。優選在吊架22 的內軸30上設置彈簧28，以將吊架22相對于吊架22上的裝配件32 彈性偏壓。
為了刻蝕圓的半導體襯底例如晶片，等離子約束環14、 16、 18 和20分別包括內徑表面34、 36、 38和40以及外徑表面42、 44、 46 和48。內徑表面34、 36、 38和40是暴露到等離子的表面。如圖l所 示，最上方的等離子約束環14比等離子約束環16、 18和20具有更大 的徑向上的寬度。同樣如圖所示，相應等離子約束環16、 18和20的 內徑表面36、 38和40優選豎直對齊。
等離子約束環14的內徑表面34優選與安裝環12的內徑表面50 豎直對齊。通過這種布置，等離子約束環14疊置在安裝環12的底表 面52上。已經確定由于安裝環12的相對較大的熱質量，在沒有等離 子約束環14的情況下，安裝環12的底表面52在等離子處理期間不會達到足夠高的溫度來防止底表面52上的聚合物沉積。通過結合與底表 面52分離的等離子約束環14，保護底表面52不暴露到等離子并優選 使底表面52上的聚合物沉積最少。
在該實施例中，等離子約束環14、 16、 18和20分別包括熱阻器 54、 56、 68和60。在等離子刻蝕處理期間通過等離子和其它加熱效應 將熱供應到等離子約束環14、 16、 18和20。熱阻器54、 56、 68和60 減少從熱阻器54、 56、 68和60的位置在徑向向外的方向上的熱傳導， 由此提高分別在熱阻器54、 56、 68和60與內徑表面34、 36、 38和 40之間限定的相應等離子約束環14、 16、 18和20的內部的加熱。結 果，各個內徑表面34、 36、 38和40優選達到足夠高的溫度，以在等 離子處理期間基本上防止這些表面上的聚合物沉積。
圖2和3示出一個優選實施例的包括熱阻器160的等離子約束環 120的一部分。在該實施例中，等離子約束環組件的安裝環和/或一個 或多個其它等離子約束環也可以包括如圖2和3所示構造的熱阻器。
所示熱阻器160包括布置成不連續第一圓形圖案的多個內槽161、 以及從內槽向外間隔開并布置成同心的不連續第二圓形圖案的多個外 槽163。相鄰的內槽161由內部區域165隔開，而相鄰的外槽163由 外部區域167隔開。如圖2所示，內部區域165和外部區域167繞等 離子約束環120彼此偏移。內槽161和外槽163優選完全延伸穿過等 離子約束環120的厚度。熱阻器160的此構造和布置減少了到等離子 約束環120的外部169的徑向熱傳遞，使得內徑表面140達到足夠高 的溫度以在等離子處理期間基本上防止此表面上的聚合物沉積。
內槽161和外槽163優選具有從約0.005英寸到約0.020英寸的寬 度。在一個優選實施例中，內槽161和外槽163通過激光切除技術形 成。
在另一優選實施例中，等離子約束環組件IO的等離子約束環中的 一個或多個具有多件式結構。例如，圖4所示實施例的等離子約束環 220具有兩件式結構，并包括內環部221和外環部223。內環部221 包括暴露到等離子的內徑表面240。內環部221和外環部223優選由相同的絕緣材料構成。
在等離子約束環220中，內環部221和外環部223構造成使內環 部221和外環部223在區域227處的表面之間的接觸(該接觸由于重 力產生)最小。在內環部221和外環部223的相對表面之間限定至少 一個間隙。在該實施例中，間隙225用作熱阻器。通過等離子約束環 220的此結構，當內環部221的內徑表面240暴露到等離子時，從內 環部221到外環部223的熱傳導僅僅在有表面接觸的區域227處發生。 結果，內徑表面240可以達到足夠高的溫度以基本上防止該表面上的 聚合物沉積。
在一個優選實施例中，等離子約束環組件10的一個或多個等離子 約束環的至少一個表面可以是粗糙的和/或涂有對IR (紅外)輻射不 透明且能阻擋IR輻射透射的材料。在該實施例中，入射到約束環上 的IR輻射通過約束環的主體傳輸，但被粗糙和/或涂層表面阻擋。例 如，約束環可以由石英或另一IR透明絕緣材料構成。通過阻擋IR輻 射，增強由粗糙和/或涂層表面部分限定的約束環的所選部分的加熱。
等離子約束環的所選表面可以通過合適技術粗糙化，例如噴丸處 理或者使用產生凹坑表面的金剛石工具機加工表面。這些表面可以涂 有合適的IR不透明材料。不暴露到等離子的表面可以涂有氧化鋁。
例如，如圖l所示，等離子約束環14的上表面62可以在內徑表 面34和熱阻器54之間的區域中粗糙化和/或涂有IR不透明材料。結 果，入射在等離子約束環14的下表面64和/或內徑表面34上的IR輻 射被粗糙化和/或涂層的上表面62阻擋，由此提高了對等離子約束環 14的位于內徑表面34和熱阻器54之間的部分的加熱。由于表面64 不直接暴露到等離子，IR不透明材料可以是并不優選由于等離子約束 表面上的材料，例如氧化鋁。
在另一優選實施例中，限定在等離子約束環中形成的槽的所選表 面可以粗糙化和/或涂有對IR輻射不透明的材料。例如，在圖2和3 所示等離子約束環120的實施例中，表面169和171中至少一個可以 粗糙化和/或涂有阻擋IR輻射透射的IR不透明材料，以影響內徑表面140的進一步加熱。
圖5示出電容耦合等離子處理室300的一個示例性實施例，在該 處理室中安裝有等離子約束環組件10。等離子處理室300包括具有底 表面304的上電極302。在該實施例中，底表面302包括適于控制與 上電極302的暴露表面相鄰形成的等離子的局部密度的臺階306，如 美國專利No. 6,391,787中所述，該專利通過引用而整體結合于此。在 該實施例中，上電極302是蓮蓬頭式電極，其包括布置用于將處理其 它分布到等離子處理室300中的氣體通道308。上電極302可以由硅 (例如單晶硅或多晶硅)或者碳化硅構成。
在該實施例中，上電極302是單件式電極(例如用于200mm晶 片處理)。上電極302優選安裝(例如彈性體接合)到由合適材料如石 墨或碳化硅構成的背襯構件310。背襯構件310包括與上電極302中 的氣體通道308流體連通的氣體通道312。
在另一實施例中，上電極可以具有兩件式結構(例如用于300mm 晶片處理)，并包括單件式內電極構件和圍繞該內電極構件的外電極構 件，例如由相同申請人擁有的美國專利申請No. 10/743,062中所描述 的，該專利申請通過引用而整體結合于此。在該實施例中，背襯構件
背襯環，如美國專利申請No. 10/743,062中所描述的。
在圖5所示等離子處理室300的實施例中，熱控制板314優選設 置在背襯構件310上。熱控制板314優選包括適于控制上電極302溫 度的一個或多個加熱器，如美國專利申請No. 10/743,062中所描述的。 等離子處理室300包括用于向上電極302供應氣體的氣體源(未 示出)。處理氣體由上電極302中的氣體通道308分布在室中。上電極 302可以通過RF功率源316經由匹配網絡供電。在另一實施例中， 上電極302可以電接地，以對由等離子處理室300的襯底支承件320 的底電極供應的功率提供回路。
在該實施例中，處理氣體在上電極302和支承于襯底支承件320 上的半導體襯底322 (例如半導體晶片)之間的空間中的等離子產生區域處供應到等離子處理室300中。襯底支承件320優選包括通過靜 電夾持力將半導體襯底322固定在襯底支承件上的靜電卡盤324。靜 電卡盤324用作底電極，并優選由RF功率源326、327中至少一個(通 常經由匹配網絡)偏壓。
在半導體襯底322的等離子處理期間，等離子約束環組件10將等 離子約束在上電極302和半導體襯底322之間的等離子約束區域中。 邊緣環326、 328優選布置成對半導體襯底322圍繞的關系，以聚集等 離子來提高刻蝕均勻性。
真空泵(未示出)適于保持等離子處理室300內的期望真空壓力。 可以使用的示例性平行板等離子反應器是雙頻等離子刻蝕反應器 (參見例如由相同申請人擁有的美國專利No. 6,090,304，該專利通過 引用而整體結合于此)。在這些反應器中，刻蝕氣體可以從氣體供應器 供應到蓮蓬頭式電極，并可以通過從兩個RF源在不同頻率下供應RF 能量到蓮蓬頭式電極和/或底電極，而在反應器中產生等離子。或者， 蓮蓬頭式電極可以電接地，并可以將兩個不同頻率下的RF能量供應 到底電極。
示例1
在示例1中，在平行板、電容耦合等離子處理室中使用如圖6所 示的等離子約束環組件400。如圖所示，等離子約束環組件400 —般 具有與圖1所示組件IO相同的結構；但是，等離子約束環414、 416、 418和420不包括熱阻器。等離子約束環由石英制成。
在示例1中，使用以下介電刻蝕處理條件來處理85個晶片45mT 的室壓力/在2MHz的頻率下施加到底電極的1100W功率/在60MHz 的頻率下施加到底電極的800W功率/300sccm的氬/15sccm的 C4F8/10sccm的02/140。C的上電極溫度/20。C的底電極溫度。在刻蝕各 晶片后使用以下處理條件進行氧清潔步驟500mT的室壓力/在 27MHz的頻率下施加到底電極的200W功率/在60MHz的頻率下施加 到底電極的300W功率/2000sccm的O2/40秒。如圖6所示，使用在安裝環412的底表面452上的位置A處、約 束環414的頂表面上的位置B、約束環416的頂表面上的位置C和約 束環420的頂表面上的位置D處附裝的熱電偶測量溫度。
在等離子處理期間在這些位置處測得以下溫度位置A-約66°C/ 位置B -約110。C/位置C -約82。C/位置D -約82。C到約104°C。在刻 蝕晶片之后，打開等離子處理室并用視覺檢查約束環組件400上是否 有聚合物沉積。在等離子約束環414上沒有觀察到聚合物沉積。但是， 在等離子約束環416、 418和420的暴露到等離子的內徑表面436、 438 和440上觀察到聚合物沉積，表明這些表面未達到足夠高的溫度來防 止聚合物沉積。
示例2
示例2在平行板、電容耦合等離子處理室中使用如圖6所示的等 離子約束環組件400，以使用以下介電刻蝕處理條件來刻蝕100個晶 片45mT的室壓力/在2MHz的頻率下施加到底電極的1100W功率/ 在60MHz的頻率下施加到底電極的800W功率/300sccm的氬/28sccm 的C4F8/13sccm的02/140。C的上電極溫度/20。C的底電極溫度。在刻蝕 各晶片后使用以下處理條件進行氧清潔步驟500mT的室壓力/在 27MHz的頻率下施加到底電極的250W功率/在60MHz的頻率下施加 到底電極的125W功率/2000sccm的O2/40秒。
在刻蝕晶片之后，打開等離子處理室并用視覺檢查約束環組件 400上是否有聚合物沉積。在等離子約束環414上沒有觀察到聚合物 沉積。但是，在等離子約束環416、 418和420的暴露到等離子的內徑 表面436、 438和440上觀察到聚合物沉積，表明這些表面未達到足夠 高的溫度來防止聚合物沉積。
示例3
在示例3中，在平行板、電容耦合等離子處理室中使用如圖7所 示的等離子約束環組件500。如圖所示，等離子約束環組件500具有與圖1所示組件IO相同的結構，并在相應等離子約束環514、 516、 518和520上包括熱阻器554、 556、 558和560。熱阻器554、 556、 558和560是成同心的不連續圓形布置形成的槽，例如圖2所示的。 這些槽具有從約0.010英寸到約0.015英寸的寬度，并延伸穿過等離子 約束環514、 516、 518和520的厚度。
在示例3中，使用示例2中所用的相同刻蝕處理條件來處理100 個晶片。
如圖7所示，使用在安裝環512的底表面552上的位置A處、約 束環514的頂表面上從熱阻器554向內的位置B、約束環514的頂表 面上從熱阻器554向外的位置C、約束環516的頂表面上從熱阻器556 向內的位置D、約束環516的頂表面上從熱阻器556向外的位置E。 在這些位置處測得以下溫度位置A-約71。C到約77。C/位置B-約 127。C到約132。C/位置C-約71。C到約77。C/位置D-約116。C到約 143。C/位置E -約77。C到約82°C。
在刻蝕晶片之后，打開等離子處理室并用視覺檢查約束環組件 500上是否有聚合物沉積。在等離子約束環514上或者等離子約束環 516、 518和520的暴露到等離子的內徑表面536、 538和540上都沒 有觀察到聚合物沉積，表明這些表面達到了足夠高的溫度來防止聚合 物沉積。
參照圖1，上述測試結果表明通過在等離子約束環組件中結合在 最上方延伸的等離子約束環14,可以優選防止厚的安裝環12上的聚 合物沉積。此外，通過在等離子約束環14、 16、 18和20中設置一個 或多個熱阻器，可以優選防止這些環的暴露到等離子的表面上的聚合 物沉積。
上面已經描述了本發明的原理、優選實施例和操作模式。但本發 明不應理解為限于所討論的具體實施例。于是，上述實施例應認為解 釋性而非限制性的，并且應認識到本領域技術人員在這些實施例中可 以作出各種變化，而不偏離由以下權利要求所限定的本發明的范圍。
權利要求
1.一種用于等離子處理室的等離子約束環組件，包括多個等離子約束環，每個等離子約束環都包括具有暴露到等離子的內徑表面的內部、從所述內部沿徑向向外布置的外部、以及至少一個熱阻器，當所述內徑表面暴露到所述等離子處理室中的等離子時，所述熱阻器適于減少從所述內部到所述外部的熱傳導，使得所述內徑表面達到足夠高的溫度來基本上防止其上的聚合物沉積。
2. 根據權利要求l所述的等離子約束環組件，其中所述等離子約 束環中的一個或多個具有一件式結構。
3. 根據權利要求l所述的等離子約束環組件，其中所述等離子約 束環中的一個或多個包括作為分離部件的內部和外部。
4. 根據權利要求3所述的等離子約束環組件，其中所述內部是包 括所述內徑表面的內環，所述外部是外環，并且在所述內環和外環之 間限定形成至少 一個間隙。
5. 根據權利要求3所述的等離子約束環組件，其中所述內部和外 部由相同介電材料構成。
6. 根據權利要求l所述的等離子約束環組件，其中所述等離子約 束環中一個或多個的內部的至少一個表面是粗糙化的和/或涂有阻擋 IR輻射的材料。
7. 根據權利要求l所述的等離子約束環組件，其中所述等離子約 束環中至少一個的熱阻器包括多個槽。
8. 根據權利要求7所述的等離子約束環組件，其中所述槽中至少 一個槽是部分由粗糙化和/或涂有阻擋IR輻射的材料的表面限定的。
9. 根據權利要求7所述的等離子約束環組件，其中所述槽包括繞 不連續的第一圓延伸的多個第一槽和繞圍繞所述第一圓的同心的不連 續的第二圓延伸的多個第二槽。
10. 根據權利要求7所述的等離子約束環組件，其中所述槽每個 都完全延伸通過所述等離子約束環的厚度。
11. 一種等離子處理裝置，包括 上電極；包括下電極的襯底支承件；和根據權利要求1所述的等離子約束環組件，布置來增強對所述上 電極和所述襯底支承件之間的空間中的等離子的約束。
12. —種用于等離子處理室的等離子約束環組件，包括 安裝環；和懸掛在所述安裝環下方的多個等離子約束環，所述等離子約束環 包括一個上等離子約束環和多個下等離子約束環，所述上等離子約束 環包括面對所述安裝環的頂表面和從所述下等離子約束環沿徑向向內 布置的暴露到等離子的底表面，所述上等離子約束環的頂表面的至少 一部分適于阻擋IR輻射以由此增強對所述上等離子約束環的加熱， 使得當所述底表面暴露到等離子時，所述底表面達到足夠高的溫度來 基本上防止其上的聚合物沉積。
13. 根據權利要求12所述的等離子約束環組件，其中所述上等離 子約束環的頂表面是粗糙化的和/或涂有阻擋IR輻射的材料。
14. 根據權利要求12所述的等離子約束環組件，其中 所述上等離子約束環包括內部、外部和至少一個熱阻器，當所述底表面暴露到等離子時，所述熱阻器減少從所述內部到所述外部的熱 傳導；以及所述下等離子約束環每個都包括內部、外部和至少一個熱阻器， 所述內部包括暴露到等離子的表面，當所述暴露到等離子的表面暴露 到等離子時，所述熱阻器適于減少從所述內部到所述外部的熱傳導。
15. 根據權利要求14所述的等離子約束環組件，其中所述熱阻器 適于在所述上等離子約束環的底表面和每個所述下等離子約束環的暴 露到等離子的表面暴露到等離子時，使所述底表面和所述暴露到等離 子的表面達到足夠高的溫度來基本上防止所述底表面和每個所述暴露 到等離子的表面上的聚合物沉積。
16. 根據權利要求14所述的等離子約束環組件，其中所述熱阻器每個都包括多個槽。
17. 根據權利要求16所述的等離子約束環組件，其中所述槽包括 繞不連續的第一圓延伸的多個第一槽和繞圍繞所述第一圓的同心的不 連續的第二圓延伸的多個第二槽。
18. 根據權利要求16所述的等離子約束環組件，其中所述槽每個 都完全延伸通過所述上等離子約束環的厚度和/或完全延伸通過所述 下等離子約束環的厚度，并且所述槽具有從約0.005英寸到約0.020 英寸的寬度。
19. 根據權利要求16所述的等離子約束環組件，其中所述槽中至 少部分槽是部分由粗糙化和/或涂有阻擋IR輻射的材料的表面限定 的。
20. 根據權利要求12所述的等離子約束環組件，其中所述等離子 約束環每個都具有一件式結構。
21. 根據權利要求12所述的等離子約束環組件，其中所述等離子 約束環每個都包括的內部和分離的外部。
22. 根據權利要求21所述的等離子約束環組件，其中所述內部是 內環，所述外部是外環，并且在所述內環和外環之間限定形成至少一 個間隙。
23. 根據權利要求21所述的等離子約束環組件，其中所述內部和 外部由相同介電材料構成。
24. —種等離子處理裝置，包括 上電極；包括下電極的襯底支承件；和根據權利要求12所述的等離子約束環組件，布置來增強對所述上 電極和所述襯底支承件之間的空間中的等離子的約束。
25. —種在等離子處理室中處理半導體襯底的方法，包括 將處理氣體供應到包括多個等離子約束環的等離子處理室中，所述多個等離子約束環每個都包括暴露到等離子的表面；以及從所述處理氣體產生等離子并在所述等離子處理室中刻蝕半導體襯底；在刻蝕期間，每個所述等離子約束環的暴露到等離子的表面達到 足夠高的溫度以基本上防止其上的聚合物沉積。
26. 根據權利要求25所述的方法，其中所述半導體襯底包括由所 述等離子刻蝕的介電材料，并且所述處理氣體包含從包括碳氟化合物、 氫氟烴、碳氟化合物前驅體和氫氟烴前驅體的組中選擇的至少一種成 分。
27. 根據權利要求25所述的方法，其中所述等離子處理室包括接 地的上電極、以及下電極，在兩個不同頻率下對所述上電極和下電極 施加功率。
28. 根據權利要求27所述的方法，其中所述上電極是蓮蓬頭式電極。
29. 根據權利要求25所述的方法，其中所述等離子約束環每個都 包括至少一個熱阻器，所述熱阻器在暴露到所述等離子處理室中的等 離子時減少通過所述等離子約束環的熱傳導，使得所述等離子約束環 的暴露到等離子的表面達到足夠高的溫度來基本上防止其上的聚合物 沉積。
30. 根據權利要求29所述的方法，其中所述熱阻器是槽。
31. 根據權利要求29所述的方法，其中所述等離子約束環中的一 個或多個包括分離的部件，所述部件在其間限定形成至少 一個間隙。
32. 根據權利要求29所述的方法，其中所述等離子約束環中的一 個或多個具有粗糙化和/或涂有阻擋IR輻射的材料的至少一個表面。
全文摘要
提供了包括約束環的等離子約束環組件，這些約束環適于在環的暴露到等離子的表面上達到足夠高的溫度來避免這些表面上的聚合物沉積。等離子約束環包括適于將加熱局限在環的包括暴露到等離子的表面的所選部分處的熱阻器。熱阻器減少從這些部分到環的其它部分的熱傳導，這使得這些環的所選部分在等離子處理期間達到期望的溫度。
文檔編號C23C16/00GK101495670SQ200680008850
公開日2009年7月29日 申請日期2006年3月15日 優先權日2005年3月18日
發明者D·特拉塞爾, F·科扎克維奇, J·H·羅杰斯, R·丁德薩 申請人:蘭姆研究公司