【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管理等离子体处理副产物材料的组件和工艺
本专利技术涉及半导体器件的制造。
技术介绍
在各种半导体制造工艺中，处理气体在其中放置有衬底的处理室内被转化成等离子体。使衬底暴露于等离子体以在衬底上产生期望的效果，例如从衬底上蚀刻/去除材料，和/或在衬底上沉积材料，和/或改变衬底上的材料的特性。在某些半导体制造工艺中，可在处理室内产生非挥发性和/或低挥发性等离子体处理副产物材料。随着这些副产物材料沉积并堆积在处理室中的各种部件上，可能会出现各种问题。例如，副产物材料会从部件剥落和/或剥离，并落在处理室内的应保持无污染的表面上，例如衬底支撑结构和衬底本身上。另外，副产物材料可扩散到处理室内的小开口和机械活性结构中，从而引起操作问题和/或增加清洁处理室所需的时间和成本。而且，副产物材料在处理室内的堆积和移出增加了必须停止使用处理室以进行清洁的频率，这不利地影响了处理室的衬底制造产量。在此背景下，产生了本专利技术。
技术实现思路
在示例性实施方案中，公开了一种表面纹理化的等离子体处理室部件，其作为被配置为放置在等离子体处理室内的陶瓷部件，其中所述陶瓷部件包括至少一个粗糙表面，所述至少一个粗糙表面被定位为在所述等离子体处理室内的操作期间将所述陶瓷部件放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料。所述至少一个粗糙表面被配置为促进所述等离子体处理副产物材料和所述陶瓷部件黏附。在示例性实施方案中，公开了一种等离子体处理室。该等离子体处理室包括：衬底支撑结构，其被配置成在所述等离子体处理室的操作期间将...
【技术保护点】
1.一种表面纹理化的等离子体处理室部件，其包括：/n陶瓷部件，其被配置为放置在等离子体处理室内，所述陶瓷部件包括至少一个粗糙表面，所述至少一个粗糙表面被定位为在所述等离子体处理室内的操作期间将所述陶瓷部件放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料，所述至少一个粗糙表面被配置为促进所述等离子体处理副产物材料和所述陶瓷部件黏附。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180108 US 62/614,9741.一种表面纹理化的等离子体处理室部件，其包括：
陶瓷部件，其被配置为放置在等离子体处理室内，所述陶瓷部件包括至少一个粗糙表面，所述至少一个粗糙表面被定位为在所述等离子体处理室内的操作期间将所述陶瓷部件放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料，所述至少一个粗糙表面被配置为促进所述等离子体处理副产物材料和所述陶瓷部件黏附。
2.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述陶瓷部件由氧化铝形成。
3.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述至少一个粗糙表面的表面粗糙度平均值在约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
4.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，形成所述陶瓷部件的裸露的陶瓷材料暴露在所述至少一个粗糙表面上。
5.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，通过介质喷砂处理使所述至少一个粗糙表面粗糙化。
6.根据权利要求5所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述介质喷砂处理用介质撞击所述至少一个粗糙表面，所述介质包括氧化铝、碳化硅、碎玻璃砂砾、玻璃珠、陶瓷、玻璃、胡桃壳、浮石、钢砂、钢丸、铝丸、锌丸、铜丸、切丝、石榴石、硅砂和十字石中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述至少一个粗糙表面在烧制所述陶瓷部件之前部分地通过滚花处理形成。
8.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述陶瓷部件是用于安装在所述等离子体处理室内的顶部窗结构，所述顶部窗结构具有底表面，所述底表面包括所述至少一个粗糙表面区域，所述至少一个粗糙表面区域被定位成在所述等离子体处理室的操作期间将所述顶部窗结构放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料。
9.根据权利要求8所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述底表面包括被配置为与密封部件接合的外围环形区域，其中所述至少一个粗糙表面区域被所述外围环形区域包围，其中所述至少一个粗糙表面区域被粗糙化以具有在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内的表面粗糙度平均值，并且其中所述外围环形区域被平滑化以具有约20微英寸的表面粗糙度平均值。
10.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述陶瓷部件是用于安装在所述等离子体处理室内的衬套结构，所述衬套结构被配置成围绕所述等离子体处理室内的等离子体处理区域的至少一部分延伸，所述衬套结构具有内表面，所述内表面是所述至少一个粗糙表面，所述至少一个粗糙表面被定位成在所述等离子体处理室的操作期间将所述衬套结构放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料。
11.根据权利要求1所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述陶瓷部件是用于安装在所述等离子体处理室内的环结构，所述环结构被配置为外接所述等离子体处理室内的衬底支撑结构，所述环结构具有至少一个暴露于处理的表面，所述至少一个暴露于处理的表面是所述环结构的内表面和上表面中的一或两者，其中所述至少一个暴露于处理的表面是所述至少一个粗糙表面，所述至少一个粗糙表面被定位成在所述等离子体处理室的操作期间将所述环结构放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料。
12.根据权利要求11所述的表面纹理化的等离子体处理室部件，其中，所述环结构是聚焦环结构或边缘环结构。
13.一种等离子体处理室，其包括：
衬底支撑结构，其被配置成在所述等离子体处理室的操作期间将衬底保持暴露于等离子体中；和
顶部窗结构，其位于所述衬底支撑结构上方，以在所述衬底支撑结构和所述顶部窗结构之间建立等离子体处理区域，所述顶部窗结构由陶瓷材料形成，所述顶部窗结构具有面对所述等离子体处理区域的底表面，所述底表面具有促进等离子体处理副产物材料与所述底表面黏附的表面粗糙度。
14.根据权利要求13所述的等离子体处理室，其中，所述顶部窗结构由氧化铝形成。
15.根据权利要求13所述的等离子体处理室，其中，所述顶部窗结构的所述底表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸到约500微英寸的范围内。
16.根据权利要求13所述的等离子体处理室，其中，形成有所述顶部窗结构的裸露的陶瓷材料在所述顶部窗结构的所述底表面处暴露。
17.根据权利要求13所述的等离子体处理室，其还包括：
衬套结构，其被配置为围绕所述等离子体处理室内的所述等离子体处理区域的至少一部分延伸，所述衬套结构由陶瓷材料形成，所述衬套结构具有面向所述等离子体处理区域的内表面，所述内表面具有促进等离子体处理副产物材料与所述内表面黏附的表面粗糙度。
18.根据权利要求17所述的等离子体处理室，其中，所述衬套结构由氧化铝形成。
19.根据权利要求17所述的等离子体处理室，其中，所述衬套结构的所述内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
20.根据权利要求17所述的等离子体处理室，其中，形成所述衬套结构的裸露的陶瓷材料在所述衬套结构的内表面处暴露。
21.根据权利要求13所述的等离子体处理室，其还包括：
环结构，其被配置为在等离子体处理室内外接所述衬底支撑结构，所述环结构具有至少一个暴露于处理的表面，所述至少一个暴露于处理的表面是面对所述等离子体处理区域的所述环结构的内表面和上表面中的一者或两者，所述至少一个暴露于处理的表面具有促进等离子体处理副产物材料与所述至少一个暴露于处理的表面黏附的表面粗糙度。
22.根据权利要求21所述的等离子体处理室，其中，所述环结构是聚焦环结构、接地环结构或边缘环结构。
23.根据权利要求21所述的等离子体处理室，其中，所述环结构由氧化铝形成。
24.根据权利要求21所述的等离子体处理室，其中，所述环结构的所述至少一个暴露于处理的表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
25.根据权利要求21所述的等离子体处理室，其中，形成所述环结构的裸露的陶瓷材料在所述环结构的暴露于处理的表面处暴露。
26.根据权利要求13所述的等离子体处理室，其还包括：
位于所述顶部窗结构上方的线圈组件，所述线圈组件被配置成将射频功率穿过所述顶部窗结构传输到所述等离子体处理区域。
27.一种用于衬底的等离子体处理的方法，包括：
配备等离子体处理室，该等离子体处理室包括衬底支撑结构和顶部窗结构，该衬底支撑结构被配置为将所述衬底保持暴露于等离子体，所述顶部窗结构位于所述衬底支撑结构上方，以在所述衬底支撑结构和所述顶部窗结构之间建立等离子体处理区域，所述顶部窗结构由陶瓷材料形成，所述顶部窗结构具有面对所述等离子体处理区域的底表面，所述底表面具有促进等离子体处理副产物材料与所述底表面黏附的表面粗糙度；以及
在所述等离子体处理区域中产生等离子体，所述等离子体的成分与所述衬底上的材料相互作用以产生等离子体处理副产物材料，所述等离子体处理副产物材料中的一些黏附到所述顶部窗结构的所述底表面。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述衬底上的所述材料是锆酸钛酸铅膜和铂膜中的一者或两者。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，产生所述等离子体包括将射频功率施加到所述等离子体处理区域内的处理气体，所述射频功率在从约400瓦(W)延伸到约1250W的范围内。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述射频功率由具有约13.56MHz的频率的射频信号施加。
31.根据权利要求29所述的方法，其还包括：
在所述衬底支撑结构处产生偏置电压，所述偏置电压在从约100V延伸至约600V的范围内。
32.根据权利要求29所述的方法，其中，所述处理气体是氯(Cl2)、三氯化硼(BCl3)、氩气(Ar)、四氟化碳(CF4)、氧气(O2)、三氟甲烷(CHF3)和六氟化硫(SF6)中的一种或多种。
33.根据权利要求32所述的方法，其还包括：
将所述衬底支撑结构的温度保持在从约40摄氏度(℃)延伸到约80℃的范围内。
34.根据权利要求32所述的方法，其还包括：
将所述等离子体处理区域内的压强保持在从约5毫托延伸到约50毫托的范围内。
35.根据权利要求29所述的方法，其中，所述处理气体包括：以在从约20标准立方厘米每分钟(sccm)延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的氯气(Cl2)、以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的三氯化硼(BCl3)、以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的氩气(Ar)、以从约50sccm延伸至约200sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的四氟化碳(CF4)、以从约20sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的氧气(O2)、以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的三氟甲烷(CHF3)和以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的六氟化硫(SF6)中的一种或多种。
36.根据权利要求27所述的方法，其中，所述顶部窗结构由氧化铝形成。
37.根据权利要求27所述的方法，其中，所述顶部窗结构的所述底表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸到约500微英寸的范围内。
38.根据权利要求27所述的方法，其中，形成所述顶部窗结构的裸露的陶瓷材料在所述顶部窗结构的底表面处暴露。
39.根据权利要求27所述的方法，其还包括：
在所述等离子体处理室内使用衬套结构，所述衬套结构被配置成围绕所述等离子体处理室内的所述等离子体处理区域的至少一部分延伸，所述衬套结构具有被定位为暴露于所述等离子体处理副产物材料的内表面，所述衬套结构的所述内表面具有促进所述等离子体处理副产物材料与所述衬套结构的所述内表面黏附的表面粗糙度。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述衬套结构由氧化铝形成。
41.根据权利要求39所述的方法，其中，所述衬套结构的所述内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
42.根据权利要求39所述的方法，其中，形成所述衬套结构的裸露的陶瓷材料在所述衬套结构的所述内表面处暴露。
43.根据权利要求27所述的方法，还包括：
在所述等离子体处理室内使用环结构，所述环结构被配置为在所述等离子体处理室内外接所述衬底支撑结构，所述环结构具有至少一个暴露于处理的表面，所述至少一个暴露于处理的表面是所述环结构的内表面和上表面中的一或两者，其中所述至少一个暴露于处理的表面被定位成暴露于所述等离子体处理副产物材料，所述环结构的所述暴露于处理的表面具有促进所述等离子体处理副产物材料与所述环结构的所述暴露于处理的表面黏附的表面粗糙度。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述环结构是聚焦环结构、接地环结构或边缘环结构。
45.根据权利要求43所述的方法，其中，所述环结构由氧化铝形成。
46.根据权利要求43所述的方法，其中，所述环结构的所述暴露于处理的表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
47.根据权利要求43所述的方法，其中，形成所述环结构的裸露的陶瓷材料在所述环结构的所述暴露于处理的表面处暴露。
48.一种用于制造在等离子体处理室内使用的部件的方法，其包括：
形成用于安装在等离子体处理室内的陶瓷部件，所述陶瓷部件具有至少一个暴露于处理的表面；以及
使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化以具有在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内的表面粗糙度平均值。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化通过介质喷砂处理进行。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述介质喷砂处理用介质撞击所述至少一个暴露于处理的表面，所述介质包括氧化铝、碳化硅、碎玻璃砂砾、玻璃珠、陶瓷、玻璃、胡桃壳、浮石、钢砂、钢丸、铝丸、锌丸、铜丸、切丝、石榴石、硅砂和十字石中的一种或多种。
51.根据权利要求48所述的方法，其中，使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化在烧制所述陶瓷部件之前通过滚花处理进行。
52.根据权利要求48所述的方法，其中，所述陶瓷部件由氧化铝形成。
53.根据权利要求48所述的方法，其中在使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化之后，使形成所述陶瓷部件的裸露的陶瓷材料在所述至少一个暴露于处理的表面处暴露。
54.根据权利要求48所述的方法，其中，所述陶瓷部件是顶部窗结构、衬套结构、聚焦环结构或边缘环结构。
55.一种用于将在等离子体处理室内使用的涂覆部件转换为在所述等离子体处理室内使用的表面粗糙部件的方法，其包括：
将涂层从陶瓷部件剥离至形成所述陶瓷部件的裸露的陶瓷材料，所述陶瓷部件被配置为安装在等离子体处理室内，所述陶瓷部件具有至少一个暴露于处理的表面；以及
使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化以具有在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内的表面粗糙度平均值。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化通过介质喷砂处理来进行。
57.根据权利要求56所述的方法，其中，所述介质喷砂处理用介质撞击所述至少一个暴露于处理的表面，所述介质包括氧化铝、碳化硅、碎玻璃砂砾、玻璃珠、陶瓷、玻璃、胡桃壳、浮石、钢砂、钢丸、铝丸、锌丸、铜丸、切丝、石榴石、硅砂和十字石中的一种或多种。
58.根据权利要求55所述的方法，其中，所述陶瓷部件由氧化铝形成。
59.根据权利要求55所述的方法，其中在使所述至少一个暴露于处理的表面粗糙化之后，使形成所述陶瓷部件的所述裸露的陶瓷材料在所述至少一个暴露于处理的表面处暴露。
60.根据权利要求55所述的方法，其中，所述陶瓷部件是顶部窗结构、衬套结构、聚焦环结构或边缘环结构。
61.一种用于等离子体处理室的聚焦环，其包括：
由陶瓷材料形成的环结构，所述环结构被配置为外接等离子体处理室内的衬底支撑结构，所述环结构具有内表面，该内表面被定向为在所述等离子体处理室的操作期间在所述环结构放置在所述等离子体处理室内时暴露于等离子体处理副产物材料，所述内表面形成为具有受控的表面形貌变化，所述表面形貌变化促进等离子体处理副产物材料与所述内表面黏附。
62.根据权利要求61所述的聚焦环，其中，所述受控的表面形貌变化包括朝向由所述环结构限定的区域向内延伸的凸出结构的点阵。
63.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，所述凸出结构的点阵是正方形点阵、六边形点阵、矩形点阵、平行四边形点阵和菱形点阵中的一个或多个。
64.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，每个凸出结构具有圆顶形状。
65.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，相邻凸出结构之间的间隔在从约0.5毫米延伸到约2毫米的范围内。
66.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，相邻凸出结构之间的间隔为约1毫米。
67.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，每个凸出结构都朝向由所述环结构限定的所述区域向内延伸在从约0.5毫米延伸到约2毫米的范围内的距离，或者在从约1毫米延伸到约2毫米的范围内的距离，或约1毫米的距离。
68.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，每个凸出结构的基底宽度在从约1毫米到约3毫米的范围内，或者在从约2毫米到约3毫米的范围内，或为约2.5毫米。
69.根据权利要求62所述的聚焦环，其中，所述内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸到约500微英寸的范围内。
70.根据权利要求61所述的聚焦环，其中，所述环结构由氧化铝形成。
71.根据权利要求61所述的聚焦环，其中，所述环结构是正圆空心圆筒体。
72.根据权利要求71所述的聚焦环，其还包括：
三个径向延伸结构，其被配置成从所述环结构的外表面径向向外延伸，所述三个径向延伸结构沿所述环结构的外围间隔开，所述三个径向延伸结构被配置成与相应的三个升降部件接合以使得所述环结构在所述环结构被放置在所述等离子体处理室内时能够相对于所述衬底支撑结构升高和降低。
73.根据权利要求72所述的聚焦环，其中，所述环结构的所述内表面和所述环结构的顶表面以及所述三个径向延伸结构的顶表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
74.一种等离子体处理室，其包括：
衬底支撑结构，其被配置成在所述等离子体处理室的操作期间将衬底保持暴露于等离子体；和
聚焦环，其包括由陶瓷材料形成的环结构，所述环结构被配置为外接所述等离子体处理室内的所述衬底支撑结构，所述环结构具有内表面，该内表面被定向为在所述等离子体处理室的操作期间暴露于等离子体处理副产物材料，所述内表面形成为具有受控的表面形貌变化，所述表面形貌变化促进等离子体处理副产物材料与所述内表面黏附。
75.根据权利要求74所述的等离子体处理室，其中，所述受控的表面形貌变化包括朝向由所述环结构限定的区域向内延伸的凸出结构的点阵。
76.根据权利要求75所述的等离子体处理室，其中，所述凸出结构的点阵是正方形点阵、六边形点阵、矩形点阵、平行四边形点阵和菱形点阵中的一个或多个。
77.根据权利要求75所述的等离子体处理室，其中，每个凸出结构具有圆顶形状。
78.根据权利要求75所述的等离子体处理室，其中，相邻凸出结构之间的间隔在从约0.5毫米延伸到约2毫米的范围内。
79.根据权利要求62所述的等离子体处理室，其中，相邻凸出结构之间的间隔为约1毫米。
80.根据权利要求75所述的等离子体处理室，其中，每个凸出结构都朝向由所述环结构限定的所述区域向内延伸在从约0.5毫米延伸到约2毫米的范围内的距离，或者在从约1毫米延伸到约2毫米的范围内的距离，或约1毫米的距离。
81.根据权利要求75所述的等离子体处理室，其中，每个凸出结构的基底宽度在从约1毫米到约3毫米的范围内，或者在从约2毫米到约3毫米的范围内，或为约2.5毫米。
82.根据权利要求75所述的等离子体处理室，其中，所述内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸到约500微英寸的范围内。
83.根据权利要求74所述的等离子体处理室，其中，所述环结构由氧化铝形成。
84.根据权利要求74所述的等离子体处理室，其中，所述环结构是正圆空心圆筒体。
85.根据权利要求84所述的等离子体处理室，其还包括：
三个径向延伸结构，其被配置成从所述环结构的外表面径向向外延伸，所述三个径向延伸结构沿所述环结构的外围间隔开，所述三个径向延伸结构被配置成与相应的三个升降部件接合以使得所述环结构能够相对于所述衬底支撑结构升高和降低。
86.根据权利要求85所述的等离子体处理室，其中，所述环结构的所述内表面和所述环结构的顶表面以及所述三个径向延伸结构的顶表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
87.一种用于衬底的等离子体处理的方法，其包括：
配备包括衬底支撑结构和聚焦环的等离子体处理室，所述聚焦环包括由陶瓷材料形成的环结构，所述环结构被配置为在等离子体处理室内外接所述衬底支撑结构，所述环结构具有定位成在所述等离子体处理室的操作过程中暴露于等离子体处理副产物材料的内表面，该内表面形成为具有受控的表面形貌变化，从而促进所述等离子体处理副产物材料与所述内表面黏附；和
在所述衬底支撑结构上方的等离子体处理区域中产生等离子体，所述等离子体的成分与所述衬底上的材料相互作用以产生等离子体处理副产物材料，所述等离子体处理副产物材料中的一些黏附到所述环结构的所述内表面。
88.根据权利要求87所述的方法，其中，所述衬底上的所述材料是锆酸钛酸铅膜和铂膜中的一者或两者。
89.根据权利要求88所述的方法，其中，产生所述等离子体包括将射频功率施加到所述等离子体处理区域内的处理气体，所述射频功率在从约400瓦(W)延伸到约1250W的范围内。
90.根据权利要求89所述的方法，其中，所述射频功率由具有约13.56MHz的频率的射频信号施加。
91.根据权利要求89所述的方法，其还包括：
在衬底支撑结构处产生偏置电压，所述偏置电压在从约100V延伸至约600V的范围内。
92.根据权利要求89所述的方法，其中，所述处理气体是氯(Cl2)、三氯化硼(BCl3)、氩气(Ar)、四氟化碳(CF4)、氧气(O2)、三氟甲烷(CHF3)和六氟化硫(SF6)中的一种或多种。
93.根据权利要求92所述的方法，其还包括：
将所述衬底支撑结构的温度保持在从约40摄氏度(℃)延伸到约80℃的范围内。
94.根据权利要求92所述的方法，其还包括：
将所述等离子体处理区域内的压强保持在从约5毫托延伸到约50毫托的范围内。
95.根据权利要求89所述的方法，其中，所述处理气体包括：以在从约20标准立方厘米每分钟(sccm)延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的氯气(Cl2)、以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的三氯化硼(BCl3)、以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的氩气(Ar)、以从约50sccm延伸至约200sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的四氟化碳(CF4)、以从约20sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的氧气(O2)、以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的三氟甲烷(CHF3)和以从约50sccm延伸至约300sccm的范围内的流速供应至所述等离子体处理区域的六氟化硫(SF6)中的一种或多种。
96.根据权利要求87所述的方法，其中，所述环结构由氧化铝形成。
97.根据权利要求87所述的方法，其中，所述环结构的所述内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸到约500微英寸的范围内。
98.根据权利要求87所述的方法，其中，形成所述环结构的裸露的陶瓷材料在所述环结构的所述内表面处暴露。
99.根据权利要求87所述的方法，其中，所述环结构是正圆空心圆筒体。
100.根据权利要求99所述的方法，其中，所述聚焦环结构包括三个径向延伸结构，所述三个径向延伸结构被配置成从所述环结构的外表面径向向外延伸，所述三个径向延伸结构沿所述环结构的外围等距地间隔开，所述三个径向延伸结构被配置成与相应的三个升降部件接合以使得所述环结构能够相对于所述衬底支撑结构升高和降低。
101.根据权利要求100所述的方法，其中，所述环结构的所述内表面和所述环结构的顶表面以及所述三个径向延伸结构的顶表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
102.一种制造用于等离子体处理室的聚焦环的方法，其包括：
由陶瓷材料形成环结构，所述环结构被配置成外接等离子体处理室内的衬底支撑结构，该环结构具有内表面，所述内表面被定位成在所述等离子体处理室的操作期间在所述环结构放置在所述等离子体处理室内时暴露于所述等离子体处理副产物材料；以及
在所述环结构的所述内表面上形成受控的表面形貌变化，所述受控的表面形貌变化促进所述等离子体处理副产物材料与所述内表面黏附。
103.根据权利要求102所述的方法，其中在所述环结构的所述内表面上形成所述受控的表面形貌变化包括通过设置在所述环结构的所述内表面上的掩模执行介质喷砂处理，所述掩模暴露所述环结构的所述内表面的一部分以用于腐蚀，从而形成受控的表面形貌变化。
104.根据权利要求103所述的方法，其中，所述介质喷砂处理用介质撞击所述内表面，所述介质包括氧化铝、碳化硅、碎玻璃砂砾、玻璃珠、陶瓷、玻璃、胡桃壳、浮石、钢砂、钢丸、铝丸、锌丸、铜丸、切丝、石榴石、硅砂和十字石中的一种或多种。
105.根据权利要求103所述的方法，其还包括：
在所述环结构的内表面上形成所述受控的表面形貌变化后，使所述环结构的所述内表面粗糙化，执行所述粗糙化以使所述环结构的所述内表面的表面粗糙度平均值在约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
106.根据权利要求105所述的方法，其中，通过所述介质喷砂处理来执行使所述内表面粗糙化。
107.根据权利要求102所述的方法，其中在所述环结构的所述内表面上形成所述受控的表面形貌变化包括在烧制所述陶瓷材料之前在所述内表面上执行滚花处理。
108.根据权利要求102所述的方法，其中，所述陶瓷材料是氧化铝。
109.根据权利要求102所述的方法，其中，在所述环结构的所述内表面上形成所述受控的表面形貌变化之后，形成所述环结构的所述陶瓷材料暴露在所述内表面处。
110.根据权利要求102所述的方法，其中，所述环结构是正圆空心圆筒体。
111.根据权利要求110所述的方法，其中形成所述环结构包括形成三个径向延伸结构，以从所述环结构的外表面径向向外延伸，所述三个径向延伸结构沿所述环结构的外围间隔开，所述三个径向延伸结构被配置成与相应的三个升降部件接合以使得所述环结构在所述环结构被放置在所述等离子体处理室内时能够相对于所述衬底支撑结构升高和降低。
112.根据权利要求111所述的方法，其还包括：
在所述环结构的所述内表面上形成所述受控的表面形貌变化后，使所述环结构的所述内表面粗糙化，执行所述粗糙化以使所述环结构的所述内表面的表面粗糙度平均值在约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内；以及
使所述三个径向延伸结构的顶表面粗糙化，以使其表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸至约500微英寸的范围内。
113.一种用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其包括：
护罩段；
从所述护罩段的第一端延伸的第一支撑段，所述第一支撑段被配置成与等离子体处理室内的竖直可动部件接合；和
从所述护罩段的第二端延伸的第二支撑段，所述第二支撑段被配置成与所述等离子体处理室内的所述竖直可动部件接合，所述护罩段以及所述第一和第二支撑段形成沿弧延伸的一体式护罩结构，其中所述竖直可动部件的竖直移动引起所述一体式护罩结构的相应竖直移动，所述护罩段被配置成当所述第一支撑段和所述第二支撑段接合所述竖直可动部件并且所述竖直可动部件处于降低的竖直位置时至少部分地覆盖所述等离子体处理室的衬底进出端口开口，所述护罩段被配置成当所述第一支撑段和所述第二支撑段接合所述竖直可动部件并且所述竖直可动部件处于升高的竖直位置时露出所述等离子体处理室的衬底进出端口开口。
114.根据权利要求113所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述护罩段被配置为正圆空心圆筒体的一部分。
115.根据权利要求114所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述护罩段具有在所述正圆空心圆筒体的轴线方向上测量的竖直高度，所述护罩段的所述竖直高度使得所述护罩段在所述第一支撑段和所述第二支撑段接合所述竖直可动部件并且所述竖直可动部件处于所述降低的竖直位置时能够覆盖所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口的竖直范围的至少一半。
116.根据权利要求114所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述护罩段具有在所述正圆空心圆筒体的轴线方向上测量的竖直高度，所述护罩段的所述竖直高度使得所述护罩段在所述第一支撑段和所述第二支撑段接合所述竖直可动部件并且所述竖直可动部件处于所述降低的竖直位置时能够覆盖所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口的竖直范围的至少三分之二。
117.根据权利要求114所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述护罩段具有在所述正圆空心圆筒体的轴线方向上测量的竖直高度，所述护罩段的所述竖直高度使得所述护罩段在所述第一支撑段和所述第二支撑段接合所述竖直可动部件并且所述竖直可动部件处于所述降低的竖直位置时能够完全覆盖所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口竖直范围。
118.根据权利要求113所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述护罩段被配置为正圆空心圆筒体的第一部分，并且所述第一支撑段被配置为所述正圆空心圆筒体的第二部分，并且所述第二支撑段被配置为所述正圆空心圆筒体的第三部分，所述护罩段具有沿所述正圆空心圆筒体的轴向方向测量的第一竖直高度，所述第一支撑段具有沿所述正圆空心圆筒体的轴向方向测量的第二竖直高度，所述第二支撑段具有沿所述正圆空心圆筒体的轴向方向测量的第三竖直高度。
119.根据权利要求118所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述第一竖直高度、所述第二竖直高度和所述第三竖直高度基本相等。
120.根据权利要求118所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述第一竖直高度不同于所述第二竖直高度和所述第三竖直高度中的每一个。
121.根据权利要求120所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述第二竖直高度和所述第三竖直高度基本相等。
122.根据权利要求118所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述第一竖直高度小于所述第二竖直高度和所述第三竖直高度中的每一个。
123.根据权利要求113所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述一体式护罩结构由陶瓷材料形成。
124.根据权利要求123所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述陶瓷材料是氧化铝。
125.根据权利要求123所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述一体式护罩结构的至少内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸到约500微英寸的范围内。
126.根据权利要求125所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，形成所述一体式护罩结构的所述陶瓷材料在所述一体式护罩结构的所述内表面处暴露。
127.根据权利要求113所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述竖直可动部件是聚焦环结构。
128.根据权利要求127所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述聚焦环结构被配置为外接所述等离子体处理室内的衬底支撑结构，所述聚焦环结构包括形成为正圆空心圆筒体的环部分和被配置成从所述环部分的外表面径向向外延伸的三个径向延伸结构，所述三个径向延伸结构沿所述环部分的外周边间隔开，所述第一支撑段被配置成与所述三个径向延伸结构中的第一个接合，所述第二支撑段被配置成与所述三个径向延伸结构中的第二个接合。
129.根据权利要求128所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述三个径向延伸结构被配置成与相应的三个升降部件接合，以使得能够相对于衬底支撑结构升高和降低所述聚焦环结构和所述一体式护罩结构的组合。
130.根据权利要求128所述的用于等离子体处理室中的衬底进出端口护罩，其中，所述第一支撑段被配置成与所述三个径向延伸结构中的第三个接合。
131.一种等离子体处理室，包括：
衬底支撑结构，其被配置成在所述等离子体处理室的操作期间将衬底保持暴露于等离子体；
聚焦环结构，其被配置为外接所述等离子体处理室内的所述衬底支撑结构，所述聚焦环结构包括形成为正圆空心圆筒体的环部分和被配置为从所述环部分的外表面径向向外延伸的三个径向延伸结构，所述三个径向延伸结构沿所述环部分的外周间隔开；以及
一体式护罩结构，其包括护罩段、第一支撑段和第二支撑段，所述第一支撑段从所述护罩段的第一端延伸，所述第一支撑段被配置成与所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的第一个接合，所述第二支撑段从所述护罩段的第二端延伸，所述第二支撑段被配置成与所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的第二个接合，所述一体式护罩结构形成为沿着弧延伸，所述护罩段被配置成当所述聚焦环结构处于降低的竖直位置时至少部分覆盖所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口，所述护罩段被配置成当所述聚焦环结构处于升高的竖直位置时露出所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口。
132.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中，所述一体式护罩结构能从所述聚焦环结构移除。
133.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中，所述一体式护罩结构通过重力固定至所述聚焦环结构上。
134.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中，所述一体式护罩结构以无紧固件的方式连接到所述聚焦环结构上。
135.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中，所述第一支撑段包括被配置为容纳所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的所述第一个的槽，并且所述第二支撑段包括被配置为容纳所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的所述第二个的槽。
136.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中所述第一支撑段或所述第二支撑段被配置成与所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的第三个接合。
137.根据权利要求136所述的等离子体处理室，其中，所述第一支撑段包括被配置为容纳所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的所述第一个的槽，并且所述第二支撑段包括被配置为容纳所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的所述第二个的槽，所述第一支撑段或所述第二支撑段中的任一个都包括槽，该槽被配置为容纳所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的所述第三个的槽。
138.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其还包括：
三个升降部件，其被配置为分别与所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构接合，所述三个升降部件被配置为提供所述聚焦环结构和所述一体式护罩结构的组合相对于所述衬底支撑结构的受控的竖直运动。
139.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中，所述一体式护罩结构的所述护罩段被配置为正圆空心圆筒体的一部分，所述护罩段具有在所述正圆空心圆筒体的轴向方向上测量的竖直高度。
140.根据权利要求139所述的等离子体处理室，其中，所述护罩段的所述竖直高度使得当所述聚焦环结构处于所述降低的竖直位置时，所述护罩段能够覆盖所述等离子体室的所述衬底进出端口开口的竖直范围的至少一半。
141.根据权利要求139所述的等离子体处理室，其中，所述护罩段的所述竖直高度使得当所述聚焦环结构处于所述降低的竖直位置时，所述护罩段能够覆盖所述等离子体室的所述衬底进出端口开口的竖直范围的至少三分之二。
142.根据权利要求139所述的等离子体处理室，其中，所述护罩段的所述竖直高度使得当所述聚焦环结构处于所述降低的竖直位置时，所述护罩段能够完全覆盖所述等离子体室的所述衬底进出端口开口的竖直范围。
143.根据权利要求131所述的等离子体处理室，其中，所述一体式护罩结构由陶瓷材料形成。
144.根据权利要求143所述的等离子体处理室，其中，所述陶瓷材料是氧化铝。
145.根据权利要求143所述的等离子体处理室，其中，所述一体式护罩结构的至少内表面的表面粗糙度平均值在从约150微英寸延伸到约500微英寸的范围内。
146.根据权利要求145所述的等离子体处理室，其中，形成所述一体式护罩结构的陶瓷材料在所述一体式护罩结构的所述内表面处暴露。
147.一种对衬底进行等离子体处理的方法，其包括：
配备等离子体处理室，该等离子体处理室包括衬底支撑结构、聚焦环结构和一体式护罩结构，该聚焦环结构配置为外接所述衬底支撑结构，所述聚焦环结构包括形成为正圆空心圆筒体的环部分和被配置为从所述环部分的外表面径向向外延伸的三个径向延伸结构，所述三个径向延伸结构沿所述环部分的外周间隔开，所述一体式护罩结构包括护罩段、第一支撑段和第二支撑段，所述第一支撑段从所述护罩段的第一端延伸，所述第一支撑段被配置成与所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的第一个接合，所述第二支撑段从所述护罩段的第二端延伸，所述第二支撑段被配置成与所述聚焦环结构的所述三个径向延伸结构中的第二个接合，所述一体式护罩结构形成为沿着弧延伸，所述护罩段被配置成当所述聚焦环结构处于降低的竖直位置时至少部分覆盖所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口，所述护罩段被配置成当所述聚焦环结构处于升高的竖直位置时露出所述等离子体处理室的所述衬底进出端口开口；
将所述聚焦环结构定位在所述降低的竖直位置处；以及
在所述衬底支撑结构上方的等离子体处理区域中产生等离子体。
148.根据权利要求147所述的方法，其中，当所述聚焦环结构位于降低的竖直位置时，所述一体式护罩结构的所述护罩段覆盖所述衬底进出端口开口的竖直范围的至少一半。
149.根据权利要求147所述的方法，其中，当所述聚焦环结构位于降低的竖直位置时，所述一体式护罩结构的所述护罩段覆盖所述衬底进出端口开口的竖直范围的至少三分之二。
150.根据权利要求147所述的方法，其中，当所述聚焦环结构位于降低的竖直位置时，所述一体式护罩结构的所述护罩段完全覆盖所述衬底进出端口开口的竖直范围。
151.根据权利要求147所述的方法，其还...
【专利技术属性】
技术研发人员：戈登·文胤·彭，安巴里什里什·查特里，丹·玛罗希，塔马拉克·潘达姆所朴恩，伊格纳西奥纳西奥·查扎罗，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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