石英保護環的製作方法

2023-05-01 11:15:06 2

專利名稱：石英保護環的製作方法
石英保護環
相關申請的交叉引用本申i青要求遞交於2006年10月16日的美國專利臨時申"i青No.60/852,345的優先權，其整體通過引用結合在這裡。

發明內容
4安照一個實施例， 一種用於半導體基片處理中4吏用的等離子反應室電極總成包括上部電極；背襯構件，該背襯構件可貼附於該上部電4及的上表面；和外環，圍繞該背^N"構件的外部表面並位於該上部電才及的上表面之上。按照進一步的實施例， 一種用於半導體基片處理中使用的等離子反應室的電極總成的保護環，其中該電極總成包括粘結到背襯構件的噴頭電極和圍繞該電極總成的限制環總成，該保護環包括保護環，配置為安裝在該背襯構件的外緣和該限制環總成的內緣之間，該保護環具有適於覆蓋該上部電極的上表面的下表面。按照另 一個實施例， 一種在等離子室中處理半導體基片的方法，該等離子室包括具有上部電極的電極總成；背襯構件，該背襯構件可貼附於該上部電極的上表面；以及外環，圍繞該背襯構件的外部表面並位於該上部電極的上表面之上，其中該方法包括在該等離子室中將半導體基片支撐在下部電極上，該下部電極由間隙與該上部電才及隔開；將工藝氣體^是供進該間隙並且將該工藝氣體激勵為等離子；並且利用該等離子處理該半導體基片。


圖1示出用於蝕刻基片的等離子反應器的具有保護環的 噴頭電極總成的剖視圖。圖2示出圖1的該噴頭電極總成的 一部分的剖視圖。圖3示出圖2的該噴頭電極總成包括上部電極、背襯構件 和該〗呆護環的一部分的剖一見圖。圖5示出圖4的<呆護環沿線5-5的剖視圖。圖6示出按照一個實施例，該保護環的剖視圖。圖7示出按照 一 個實施例具有保護環的該上部電極和背 襯構件的一部分的剖一見圖。圖8示出按照另 一個實施例，該保護環的剖一見圖。圖9示出按照進一步的實施例，具有保護環的該上部電極 和背襯構件的一部分的剖視圖。
具體實施例方式集成電路晶片的製造通常開始於高純度、單晶半導體材 料(如矽或鍺)基片(稱為"晶片")的薄的、拋光切片。每個晶 片經過一 系列物理和化學處理步驟，這些步驟在該晶片上形成各種 電3各結構。在製造過程期間，各種類型的薄膜可使用多種4支術沉積在該晶片上，如熱氧化以產生二氧化石圭"莫，化學氣相沉積以產生石圭、 二氧^^圭和氮氧化石圭l莫，以及濺射或其他4支術以產生其〗也金屬月莫。在半導體晶片上沉積膜之後，通過使用稱為摻雜的工藝 將選取的雜質代入該半導體晶格而產生唯一的半導體電器屬性。該 摻雜的矽晶片然後均勻地塗上一層光敏或對輻射敏感材料層，稱為 "抗蝕劑"。限定電3各中電子i 各徑的小的幾<可圖案然後4吏用稱為光 刻的工藝傳遞到該抗蝕劑上。在光刻工藝期間，該集成電^各圖案可 繪在玻璃板上，其稱為"掩模"，然後光學縮小、投影並傳遞到光 敏塗層上。然後通過稱為蝕刻的工藝將該光敏抗蝕劑圖案傳遞到下 面的半導體材料結晶表面上。真空處理室通常用於蝕刻基片以及在 基片上化學氣相沉積(CVD),通過才是供蝕刻或沉積氣體至該真空 室並且施加射頻(RF)場至該氣體以將該氣體激發為等離子態。反應性離子蝕刻系統通常由蝕刻室組成，其中設有上電 極或陽極和下電極或陰極。該陰極相對於該陽極和該容器壁負偏 置。待蝕刻晶片由合適的掩模覆蓋並且直接設在該陰極上。化學反 應氣體如CF4、 CHF3、 CC1F3、 HBr、 Cl2和SF6或其與02、 N2、 He或 Ar的混合物引入該蝕刻室並且保持在通常為毫4乇範圍的壓力。該上 電極提供有氣孔，其允許氣體均勻地通過該電極分散進入該室。建 立在該陽極和該陰極之間的電場將分離形成等離子的反應性氣體。 該晶片表面通過與該反應性離子的化學反應以及撞擊該晶片表面 的離子的動量轉移而受到蝕刻。由這些電極產生的電場把這些例子 向該陰才及吸引，4吏得這些離子以主要垂直的方向撞擊該表面，乂人而 該工藝產生4侖廓分明的垂直蝕刻的側壁。這些蝕刻反應器電才及往往 通過將兩個不相似的構件利用機械上相適應和/或導熱粘結劑粘合 在一起來製造，這是為多重功能留出餘地。
圖1示出用於蝕刻基片的等離子處理系統的噴頭電^l總 成100的一部分的剖視圖。如圖1所示，該噴頭電極總成100包括上 電才及IIO、背襯構件140和保護環(或外環)170。該噴頭電才及總成 IOO還包括等離子限制總成(或晶片區域等離子(WAP)總成)180， 其圍繞該上電4及110和該背^"構^f牛140的外部邊鄉彖。該-床護環170圍 繞該背4於構<牛140，並且優選i也適於繞該背^H"構^f牛14(H殳置或以該背 襯構件為中心，乂人而在等離子處理系統熱循環期間，該^呆護環170 最小化該保護環170和該限制總成180之間徑向間隙200的變化。可 以認識到儘管該外環或保護環170結合反應性離子蝕刻系統示出， 但是該保護環和定中心結構可用於任何合適的系統，包括清潔蝕刻 系糹充或千々蟲刻系鄉克。該總成IOO還包括熱控制構件102和上糹反104 。該上電才及 110優選地包4舌內部電才及120和可選的外部電4及130。該內部電才及120 優選地為圓柱形板並且可由單晶矽組成。該背襯構件140利用彈性 材泮牛固定於該內部電才及120和該外部電才及130。該背^N"構ffl40可包 括內部背襯構件150和可選的外部背襯構件160。如果該背襯構件 140由單個圓鬥主形才反組成，該4呆護環170圍繞該背^H"構4牛140。或者， 如果該背襯構件140是由內部和外部背襯構件150、 160組成，該保 護環170調整為圍繞該外部背襯構件160。圖1所示的噴頭電極總成100通常用於靜電卡盤(未示)， 該卡盤具有平的下電極，該下電極上支撐晶片並且在該上電極IIO 下方與之隔開l至2cm。這種等離子處理系統的一個示例是平行板型 反應器，3口 i亥Exelan 介電々蟲刻系糹充，由Calif, Fremont的Lam Research Corporation製造。這種卡緊裝置通過提供背面氦氣壓力(其 控制晶片和卡盤之間的熱傳遞速率)而提供對晶片的溫度控制。該上電極110是消耗性部件，其必須定期更換。在優選實 施例中，該上電極110是噴頭電極，提供有多個間隔開的氣體排出通道106，這些通道的尺寸和分布適於糹是供工藝氣體，該工藝氣體 由該電極激發並且在該上電極110下方的反應區域中形成等離子。該噴頭電4及總成100還包括等離子限制總成(或晶片區域 等離子(WAP)總成)180,其圍繞該上電極110和該背襯構件140 的外部邊緣。該等離子限制總成180是優選地由 一摞或多個分隔開 的限制環1卯，其圍繞上電才及110和該背^"構件140的外部邊糹彖。在 處理期間，該等離子限制總成180在反應區i或中產生壓力差，並且 增加該反應室壁和該等離子之間的電阻，由此限制該上電極110和 該下電才及(未示)之間的等離子。試用期間，這些限制環190將該等離子限制在該室容積並 且控制反應室內等離子的壓力。將該等離子限制在該反應室是許多 因素的函數，包括該限制環l卯之間的間距、該反應室中該限制環 外側和等離子內部的壓力、氣體類型和流率以及RF功率水平和頻 率。為了有效限制等離子，該限制環l卯外側的壓力應當儘可能地 低，優選地低於30毫託。如果限制環190之間的間距非常小，那麼 該等離子的限制更容易實現。通常，對於這種限制，要求0.15英寸 或更小的間距。然而，這些限制環190之間的間距還決定等離子的 壓力，而且希望該間距可以調節以得到最佳工藝性能所需要的壓力 同時維持等離子。來自氣體源的工藝氣體通過該上板104中的一個 或多個通道^是供到電才及110。然後，該氣體通過一個或多個垂直方 向間隔開的隔才反分配並且穿過該電才及110中的氣體分配孔106以均 勻地將該工藝氣體分散進反應區域102。該內部電極120優選地是平的圓盤或板，其從中心(未示) 到外緣具有一致的厚度。如果該板由單晶矽材料製成，該內部電極 120的直徑可小於、等於或大於4寺處理晶片(例如，高達300mm)。 為了處理300mm晶片，該外部電極130適於將該上電極110的直徑從 大約15英寸擴展至17英寸。該外部電極130可以是連續構件(例如，多晶石圭構件，如環)，或分l殳構件(例如，2-6個布置為環形構造的 分開的片段，如單晶矽段)。該內部電極120優選地包括多個氣體通 道106,用於將工藝氣體噴射入等離子反應室內該上電杉U10下方的
空間中。單晶石圭是用於該內部電才及120和該外部電才及130的等離子 暴露表面的優選材料。高純度、單晶矽使得等離子處理期間基片的 汙染最小，因為其僅向該反應室引入最小量的不希望元素，而且還 在等離子處理期間平滑磨損，由此使得顆粒最少。可用於該上電極 IIO的等離子暴露表面的可選材料包括，例如，SiC、 SiN和AlN。構造上，該噴頭電極總成100足夠大以處理大的基片，如 300mm直徑的半導體晶片。對於300mm晶片，該上電才及110直徑至 少是300mm(毫米)。然而，該噴頭電極總成100的尺寸可以設為處
理其他晶片尺寸或非圓形構造的基片。圖2示出圖l噴頭電極總成的一部分的剖視圖。如圖2所 示，該噴頭電才及總成100包括內部電才及120、外部電才及130、該內部 背襯構件150、該外部背襯構件160、該外環或保護環170和該等離 子限制環190。在這種構造中，該內部電極120是優選地與該內部背 襯構件150共同延伸，該外部電極130與該圍繞的背襯構件160共同 延伸。然而，該內部背4於構件150可延伸超出該內部電才及120, 乂人而 該背襯構件140 (圖3)可以是用來支撐該內部電才及120和該外部電 極130的單個圓盤或板。該內部電才及120和該外部電才及130優選地利 用彈性粘結材料貼附到內部和外部內部構件150、 160。該內部背襯 構件150包括氣體通道108,其與該內部電極120內的氣體通道106對 準，以將氣流提供進該等離子處理室。該內部背襯構件150的氣體 通道108通常直徑為大約0.04英寸，該內部電才及120的氣體通道106 直徑通常為大約0.025英寸。
該內部背襯構件150和該外部背4十構件160優選地由與用
來在該等離子處理室中處理半導體基片的工藝氣體化學相容的材 料製成，具有與該電極材料緊密匹配的熱膨脹係數，和/或導電和導 熱。可用來製作該背襯構件140 (包括該內部和外部背襯構件150、 160)的優選材料可包括，^f旦不限於，石墨、碳化矽、鋁(Al)或 其他合適的材料。該內部和外部電才及120、 130可分另'J利用導熱和導電彈性 粘合材料(未示)貼附於該內部背襯構件150和外部背襯構件160。 該彈性粘合材並牛考慮到在由於熱循環導致的熱應力期間該上電招^ 110和該背襯構件140之間的相對移動。該粘合材料還在該內部與該 夕卜部電才及120、 130以及該內部與該外部背誶於構件150、 160之間傳遞 熱量和電能。需要使用彈性粘合材料來將電極總成100的表面粘合 在一起，例如，在共同擁有的美國專利No.6,073,577中，其整體通 過引用結合在這裡。該內部背襯構件150和該外部背襯構件160優選地利用合 適的緊固件連接到該熱控制構件102，該緊固件可以是螺栓、螺釘 等。例如，螺才全(未示)可以插進該熱控制構件102中的孔內並且 擰進該背襯構件140中的螺紋開口中。該熱控制構件102包括彎曲部 分184，並且優選地由機械加工的金屬材料製造，如鋁、鋁合金等。 該上才反104優選地由鋁或鋁合金製成。該等離子限制總成(或晶片 區域等離子總成(WAP)) 180設在該噴頭電極總成100之外。包括 多個垂直方向可調節的等離子限制環190的合適的等離子限制總成 180在共同擁有美國專利No.5，534,751中描述，其整體通過引用結合 在這裡。圖3示出圖2的噴頭電極總成一部分的剖視圖，包括具有 內部電才及120和外部電才及130的上電才及110 、由單個圓盤或壽反組成的 背襯構件140和^呆護環170。如圖3所示，該背襯構件140可改成延伸超出該內部電才及120的外》彖121, 乂人而可^f吏用單個背襯構件140,而 不是如圖2所示的內部背襯構件150和外部背襯構件160 。該內部電 才及120的外》彖121通常是垂直的，如圖3所示。然而，可以i人識到， 該內部電才及120的外》彖121可以具有非垂直的方向。如圖3所示，外部電才及130的內邊和外邊可包4舌內部表面 和外部表面，它們朝向該外部電才及的下表面傾斜。該內部和外部表 面與外部電才及130的下表面一起可延伸進區i或102比該內部電才及120 的下表面更大的深度。該外部電極130的內部表面可以描述為臺階 111，如共同擁有美國專利No.6，824，627中描述的，其整體通過引用 結合在這裡。4是供該臺階lll以在等離子處理期間控制在暴露的々我下 表面附近形成的等離子的密度。該臺階lll優選地基本上對齊在該下 部電極的邊緣環(未示)上方，並且設為恰在該晶片邊緣外側。該 內部表面和該外部表面的角度優選的在大約15和85度。4安照一個實施例，該外部電才及130優選地由多個革更組成， 其中這些l殳利用彈性粘合材料;波此貼附。該多個革殳為在處理區域 102中處理半導體或基片期間該外部電極130的膨脹留出餘地。在處
該內部背4於構件150、該外部背4於構4牛160和該4呆護環170，然後至 該上板104。圖4示出^安照一個實施例，保護環170的俯一見圖。如圖4 所示，該保護環170優選地是圓形，具有內徑171和外徑173 (圖5 )。圖5示出圖4的保護環170沿5-5的剖#見圖。如圖5所示，該 4呆護環170是圓形，具有內徑171和外徑173。按照一個實施例，刈^ 於具有大約16.620到16.660英寸外徑的上部背襯構件，該4呆護環170 內徑17M尤選i也為16.695至16.725英寸，更4尤選；也大約16.705至 16.715英寸，最優選地大約16.710英寸。對於具有大約16.620至16.660英寸外徑的上部背板構件，該保護環的外徑173優選地為大約 16.980至17.020英寸，更優選地大約16.990至17.010英寸，最優選地 大約17.000英寸。可以iLi口、到，該寸呆護環170的內、夕卜4聖171、 173 將根據包括該外部背襯構件160的外徑的該背襯構件140的外徑而變化。圖6示出按照一個實施例，該保護環170的剖視圖。如圖6 所示，該保護環170優選地具有矩形截面，其有內邊172、外邊174、 下表面176和上表面178。該內邊172和該外邊1744尤選i也具有大約 0.380到0.394英寸的高度177，更4尤選i也大約0.384到0.390英寸，最 優選地大約0.387英寸，以及寬度179為大約0.140到0.150英寸，更優 選地大約0.142到0.147英寸，最優選地大約0.145英寸。4安照一個實 施例，該內邊172、該夕卜邊174、該下表面176和該上表面178之間的 角優選地為圓角，半徑在大約0.025到0.010英寸之間。可以認識到， 該保護環170的高度和寬度177、 179可以才艮據包括該部背襯構件160 的高度和寬度的背襯構件140的高度和寬度而變化。圖7示出按照一個實施例，具有圍繞該外部背襯構件160 的保護環170的該外部電極110和背襯構件140的一部分的剖視圖。 如圖7所示，該<呆護環170圍繞該外部背^"構4牛160，並且優選i也配 置為圍繞該外部背襯構件160的外邊164同心設置或定心。該保護環 170具有內邊172、外邊174、下表面176和上表面178。在該外部背
200。該保護環170優選地通過定心元件210以該外部背襯構件160的 夕卜邊164為中心。可以i人識到，該<呆護環170可4吏用帶有彈簧、類似彈簧的 裝置或其他彈性元件220的合適的定心元件210以該外部背襯構件 140的外邊164為中心。如圖7所示，該外部背襯構件160優選地包括 多個^L或月空體212,其適於容納該定心元4牛210，在該外部背4於構^f牛些孔或"空體212具有直徑214,其稍大於該定心it/f牛210的外徑。該 定心元件210適於在上部電才及110、該背^j"構件140和該保護環170的 熱膨脹和/或收縮過程中控制該外部背襯構件160的外邊164和該保 護環170的內邊172之間的間隙。另夕卜，上部徑向間隙(或外部間隙) 244存在於該4呆護環170的外邊174和該等離子限制總成180的內邊 182之間。如圖7所示，該保護環170直接設在該外部電極130的上表 面138上，並且通過該定心元件210同心圍繞該背襯構件140。該保 護環170的外邊174和該限制總成180的內邊182之間的徑向間隙244
優選地保持在恆定的距離，從而該系統100可運行在較寬的溫度範 圍上，這個範圍在使用期間提供恆定的氣體性能並且為該系統IOO 提供改進的性能。4安照一個實施例，外部徑向間隙240可包4舌下部徑向間隙 242和上部4聖向間隙244。該下吾M聖向間隙242在it夕卜4卩電才及130的夕卜 邊134和該限制總成180的內邊182之間。該上部徑向間隙244在該{呆 護環170的外邊174和該限制總成180的內邊182之間。對於300mm上 部電極總成，在該電極總成100使用過程中膨脹和收縮之前，該上 部徑向間隙244^尤選;也為0.0325到0.0375英寸，更^尤選i也大約0.035 英寸，。該下部徑向間隙242優選地為大約0.058到0.060英寸，更優 選地大約0.059英寸。可以i人識到，由於該上部電4及110、該背襯構件140和該 4呆護環170所-使用的才才津牛不同，該上部徑向間隙244和該下部徑向間 隙242會在系統運4亍期間變4匕。然而，可以iU只到，通過增加該4呆 護環170，可以控制這種差別，乂人而該系統將在4交寬的運4亍溫度範 圍上提供改進的性能。
可以i人識到，該保護環170優選地由與鄰近的晶片區域等 離子(WAP)限制總成180相同的材料(例如，石英)製成。如圖7 所示，該限制總成180直徑比該^呆護環170的外徑173大。在該等離 子室〗吏用或者運行期間，該保護環170以與包括多個限制環1卯(未 示)的該限制總成180相似的速率膨脹和/或收縮。因此，在較寬的 溫度範圍上，該保護環170和該包括多個限制環190的限制總成180 之間保持恆定的徑向間隙240 ，這個溫度範圍提供恆定的氣體流動 性能。可以認識到，按照一個實施例，該保護環170是由具有低 熱膨脹係數(CTE)、在較寬的溫度範圍上尺寸穩定的材料形成。或 者，該-床護環170和該限制總成180 (包^舌該多個限制環190)可由 具有相似熱膨脹係數的不同材料形成，以及其中該材料具有絕緣或 者具有介電材料屬性。使用中，該保護環17(H吏該保護環170和該限 制總成180 (包括該多個限制環l卯)之間的該徑向間隙244在改變 該室內的運行條件過程中的變化最小。按照另 一個實施例，該徑向間隙244足夠大以確保該保護 環170和該限制總成180 (包^r該多個限制環190)不會在最差情況
公差和最差情況對準的組合效應下^:此徑向4妄觸。另外，該徑向間
隙244優選地保持最小的間隙，為了最佳的室性能其在氣體流動^各 徑的區域中將氣體傳導保持在儘可能低的程度。另外，該^呆護環170和該上部電才及背^"構^牛140之間的該 徑向間隙200可以最小化，從而可以更好地控制公差。如上所述， 該內部間隙200優選地配置為這樣，即該保護環170和該上部背板構 4牛140在差和最差情況對準的組合狀況下 接觸。另外，可以認識到，該上部電極背襯構件140在系統運行範圍熱膨月長期間，可以避免該背^"構件140和該〗呆護環之間的4^觸。
另外，該保護環170最小化該上部電極背襯構件140外部環形表面暴
露於該等離子的自由基團和離子轟擊的視角因數。按照一個實施
例，對於由鋁組成的背坤於構件140,可以消除和/或最小〗匕在該背4於 構件140的表面行形成氟化鋁。該保護環170適於最小化或消除該保護環170和該支撐上 部電極的矽表面之間任何軸向間隙，從而該保護環170可以保護該 矽上部電極110和該背板或背襯構件140之間暴露的粘合線不會受 到該等離子的自由基團和離子轟擊的侵蝕作用。另夕卜，可以認識到， 該保護環170還可以最小化或消除工藝氣體流過該暴露的粘合線以 優化室性能。按照另 一 個實施例，該保護環170還可最小化該保護環 170和該熱控制構件102之間的軸向間隙。可以認識到，該保護環170 還可使得該熱控制構件102表面暴露於等離子的自由基團和離子轟 擊的程度最小。按照進一步的實施例，將保護環170增加到該等離子蝕刻 室和該背襯構件140以及通過控制上述全部因素，可以消除該上部 電極背襯構件140和該限制環190之間的電弧放電或等離子點燃。圖8示出按照另一個實施例，該保護環的剖視圖。如圖8 所示，該4呆護環170具有傾4+的下邊175 (或倒角面)，其乂人該內邊 172延伸至該下表面176。該內邊172和該外邊174優選地具有大約 0.332至0.372英寸的高度177,更優選地大約0.342至0.362英寸以及 最優選地大約0.352英寸，寬度179為大約0.140至0.150英寸，更優選 地大約0.142至0.147英寸，以及最優選地大約0.145英寸。該傾斜的
離，更優選地大約O.IOO，並且與該內邊形成大約50至70度的角度，更優選地大約60度。4安照一個實施例，該內邊172、該外邊174、該
角，半徑在大約0.025至0.010之間。可以i人識到，在該內邊172和該 下邊175相交的角，該角包括最大大約0.005英寸的邊折。圖9示出按照另 一個實施例，該上部電極110和具有圍繞 外部上部背板構件160的保護環170的背襯構件140的一部分的剖視 圖。如圖9，該系統包括"隊護環170，其具有/人該^呆護環170的內邊
圓環230形式的定心元件21(H殳在該外部電才及160的外邊164和該保 護環170的傾斜的下邊175之間，並且設在該外部電極130的上表面 138上。該圓環230優選地是由Teflon⑧(聚四氟乙烯(PTFE))、氟 化聚合物材料、聚醯亞胺(如Vespe1⑧)或其他合適的聚合或類似 聚合材料形成的中空環。可以認識到，如果由於其他因素而不能4吏 用PDFE材料，那麼優選具有最低摩擦係數的材料。該圓環230用來 在該背襯構件和該保護環17(H吏用過程中的熱膨月長和收縮期間、在 該保護環170的整個周長保持該外部背襯構件和該保護環170之間 均一的間^巨200。按照圖9所述的實施例，該保護環170優選地不擱在或置 於該上部或外部電才及110、 130的上表面138上。優化表面172、 175 之間的角度以及表面176和138之間的間隙以確保表面176在所有的 熱和公差條件下不接觸或不形成接觸。可以認識到該圓環230還可 以阻擋任何到該上部電極粘合劑和該外部圓錐表面的視線或氣體 流動^4聖，其防護該上部電^l粘合劑不受等離子的自由基團和離子 轟擊腐蝕影響。另外，這保護該上部電極背板外部表面不受等離子 的自由基團和離子轟擊暴露影響，以及沒有相關的氟化鋁形成。已經參照多個優選實施例描述本發明。然而，對於本領 域技術人員來說顯而易見的是，在不背離本發明主旨的情況下，還可以將本發明實現為不同於所述的其他具體形式。該優選實施例是 說明性的，無論如何不能認為是限制性的。本發明的範圍由所附權 利要求鄉合出，而不是前面的描述，並且落入4又利要求範圍的所有變 化和等同方式均包含在其中。
權利要求
1.一種在半導體基片處理中使用的等離子反應室的電極總成包括上部電極；背襯構件，該背襯構件可貼附於該上部電極的上表面；以及外環，其圍繞該背襯構件的外部表面並位於該上部電極的上表面之上。
2. 根據權利要求1所述的總成，其中；(a)該外環由石英組成；(b)該背^H"構件由鋁或鋁合金組成；(c)該上部電^f及由單晶 石圭組成；和/或(d)該上部電才及包括內部電極和外部電才及。
3. 根據權利要求2所述的總成，其中該外部電極包括多個段，形 成外部電極環以及在該多個段的每個的分界面處具有重疊表面。
4. 根據權利要求1所述的總成，其中(a)該背襯構件包括內部 背襯構件和外部背襯構件；(b )粘合材料將該上部電極的上表 面貼附到該背襯構件；和/或(c)該上部電極由單晶矽組成。
5. 根據權利要求1所述的總成，其中該外環具有矩形截面。
6. 根據權利要求1所述的總成，其中該外環具有內緣，其包括上 部垂直表面和下部傾殺+表面。
7. 根據權利要求1所述的總成，其中該外環的下表面在該上部電 才及的上表面的夕卜面延伸。
8. 衝艮據;〖又利要求7所述的總成，其中(a)該外環具有大體上矩形截面；(b)該背襯構件由鋁或鋁合金組成；該電極由單晶矽組成；和/或(d)該外環由石英組成。
9. 一種在半導體基片處理中使用的等離子反應室的電極總成的保護環，其中該電極總成包括粘結到背襯構件的噴頭電極和圍繞該電極總成的限制環總成，該保護環包括保護環，配置為安裝在該背襯構件的外緣和該限制環總成的內》彖之間，該4呆護環具有適於覆蓋在該上部電才及的上表面的下表面。
10. 根據權利要求9所述的保護環，其中該保護環由石英組成，並且可選i也在其內*彖上包4舌糹餘層。
11. 一種使保護環以電極總成的背村構件為中心的方法，其中該背襯構件粘結到在半導體基片處理等離子反應室中生成等離子的電才及，-該方';去包4舌將該 <呆護環圍繞該背襯構件的外部表面"i殳置，乂人而該保護環的下表面覆蓋該上部電極的上表面。
12. 4艮據權利要求11所述的方法，進一步包括將該電才及總成安裝在該等離子室中。
13. —種在包括權利要求1的電極總成的等離子室中處理半導體基片的方法，包括將半導體基片支撐在該等離子室的下部電極上，該下部電才及由間隙與該上部電才及隔開；將工藝氣體提供進入該間隙並且將該工藝氣體激勵為等離子；和利用該等離子處理該半導體基片。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中該等離子由等離子限制環總成限制在該間隙中，並且在該處理期間，該外環^f呆持該電擬^總成和該等離子限制環總成之間預先確定的距離。
15. 根據權利要求13所述的方法，其中該外環防止該等離子攻擊該背襯構4牛和該上部電4及之間的粘合劑。
16. 根據權利要求13所述的方法，其中該處理包括等離子蝕刻。
17. 根據權利要求13所述的方法，其中在該處理期間，將RF偏壓施加到該半導體基片。
18. 根據權利要求13所述的方法，其中在該處理期間，該外環以與該等離子限制環總成的限制環相同的速率熱膨月長。
19. 才艮據—又利要求14所述的方法，其中該外環和該等離子限制環總成的限制環由石英組成。
全文摘要
一種用於在半導體基片處理中使用的等離子反應室的電極總成。該總成包括上部電極、貼附到該上部電極的上表面的背襯構件和外環。該外環圍繞該背襯構件的外部表面並且位於該上部電極的上表面之上。
文檔編號H01L21/3065GK101529561SQ200780038473
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月16日 優先權日2006年10月16日
發明者丹尼爾·布朗, 沙魯巴·J·烏拉爾, 迪安·J·拉松 申請人:朗姆研究公司