[发明专利]等离子体源的室构件和有移动衬底C形环的升降销的基座

说明书

本发明涉及等离子体源的室构件和有移动衬底C形环的升降销的基座。提供了一种等离子体源的室构件，其包括侧壁、过渡构件、顶壁和注射器连接构件。所述侧壁是圆筒形的并且围绕衬底处理室的上部区域。所述过渡构件连接到所述侧壁。所述顶壁连接到所述过渡构件。所述注射器连接构件连接到所述顶壁，定位成竖直地高于所述侧壁，并且被构造成连接到气体注射器。气体经由所述气体注射器穿过所述注射器连接构件并进入所述衬底处理室的所述上部区域。所述室构件的中心高度与下内径的比率为0.25‑0.5和/或所述室构件的中心高度与外部高度的比率为0.4‑0.85。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月12日提交的美国临时申请No.62/294,574的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及衬底处理，并且更具体地涉及等离子体源和基座的结构。

背景技术

这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在该背景技术部分以及在提交时不会以其他方式认为是现有技术的说明书的方面中描述的程度上，目前署名的发明人的工作既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可用于蚀刻衬底(诸如半导体晶片)上的膜。衬底处理系统通常包括衬底处理室、气体分配装置和衬底支撑件。在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上。可以将不同的气体混合物引入到衬底处理室中，并且可以产生射频(RF)等离子体以激活化学反应。RF等离子体可以是感应耦合等离子体(ICP)或变压器耦合等离子体(TCP)。作为对一个或多个线圈充电的结果，ICP或TCP可以由等离子体源提供。等离子体源包括衬底处理室的上部以及一个或多个线圈。

ICP源的室构件可以是圆筒形或圆顶形。TCP源的室构件可以是扁平形的(flat-shaped)。ICP源的圆筒形室构件具有位于室构件的圆周周围的线圈。ICP源的圆顶形室构件是球形的并且具有设置在室构件上方的线圈。TCP源的扁平形室构件包括扁平的圆形介电窗，线圈安装在介电窗上方。

具有圆筒形、圆顶形和扁平形状室构件的等离子体源具有相关的缺点。圆筒形室构件的缺点是所有相应的线圈围绕圆筒形的圆周定位，这不允许调节从中心(例如，延伸穿过圆筒形室构件的中心的竖直中心线)到圆筒形室构件的外圆周边缘的径向等离子体密度。

圆顶形室构件可以具有中心安装的线圈和外部安装的线圈。中心安装的线圈可以位于圆顶形室构件的顶部和中心附近。外部安装的线圈可以进一步向下定位在圆顶形室的周边(perimeter)上和附近。圆顶形室构件的缺点是，与外部安装的线圈和衬底之间的距离相比，在中心安装的线圈和衬底中心之间存在更大的距离。在对应的等离子体源的中心的这种较长距离可以导致在中心产生的等离子体物质相对于外边缘具有更长的停留时间。当供应高压气体时和/或当由于具有高密度等离子体的局部区域而供应电负性气体时，这种影响更加显著。

扁平形室构件的缺点在于，由于厚的介电窗(例如，厚度为1-2英寸)，相应的线圈通常位于离等离子体相当远的距离处。介电窗是厚的以承受由跨越介电窗的压力差产生的机械力。室构件和等离子体之间的物理分离降低了相应的TCP源的效率，因为线圈和等离子体之间的互感减小。这导致流过线圈的电流增加和铜损耗增加(即，磁场损耗增加)。线圈距离室构件的内部室区域越远，磁场损失越多，因此需要更多的电流来在内部室区域中提供所需的磁场。

发明内容

提供了一种等离子体源的室构件，其包括侧壁、过渡构件、顶壁和注射器连接构件。所述侧壁是圆筒形的并且围绕衬底处理室的上部区域。所述过渡构件连接到所述侧壁。所述顶壁连接到所述过渡构件。所述注射器连接构件连接到所述顶壁，定位成竖直地高于所述侧壁，并且构造成连接到气体注射器。气体经由所述气体注射器穿过所述注射器连接构件并进入所述衬底处理室的所述上部区域。所述室构件的中心高度与下内径的比率为0.25-0.5和/或所述室构件的中心高度与外部高度的比率为0.4-0.85。