用于控制电容耦合等离子体处理室内的气流传导的方法和装置的制作方法

专利名称：用于控制电容耦合等离子体处理室内的气流传导的方法和装置的制作方法
用于控制电容耦合等离子体处理室内的气流传导的
方法和装置
背景技术：
集成电^各是由晶片或基々反形成的，在晶片或基板上形成
有图案化的孩i电子层。在基4反处理过程中，经常^f吏用等离子体在基 板上沉积薄膜或者刻蚀该薄膜上的预定部分。下一代孩￡电子层中特 征尺寸的缩减和新才才料的应用i 武予了等离子体处理设备新的要求。 更小的特征、更大的基板尺寸和新的处理技术，比如双嵌入刻蚀技 术，要求对整个基板的等离子体密度和一致性等等离子体参数的精 确控制，以提高产量。

发明内容
提供一种用于控制等离子体处理室内的气流传导的装置 的实施方式，包纟舌面对下电相二没置的上电一及，该下电一及适于支撑基 板，该装置包含基础(ground)环，被配置为同心地围绕该下电极， 该基础环包括形成于其中的第一组狭槽；旁路阻塞环；设置于该基 础环和旁路阻塞环上方的覆盖环，该覆盖环包括形成于其中的第二 组狭槽；以及适于使该旁路阻塞环相对于该基础环运动的机构，以 将通过该第一和第二组狭槽的气流传导控制在以下两者之间(i) 打开状态，其中该第一组狭槽与该第二组狭槽流体连通，从而使得 气体可以通过该第一和第二组狭槽流动以及(ii)关闭状态，其中
该第 一组狭槽被该旁^各阻塞环阻塞，乂人而4吏得气体不能通过该第一 和第二组狭槽流动。
提供另一种用于控制等离子体处理室内的气流传导的装
置，包括面对下电极设置的上电才及，该下电极适于支撑基板，该装 置包含固定的基础环，被配置为同心地围绕该下电极，该基础环包
括形成于其中的第一组狭槽；固定的覆盖环，包括形成于其中的第 二组狭槽；设置于该基础环和覆盖环之间的旁路阻塞环，该旁路阻 塞环包4舌形成于其中的第三组3夹才曹；以及适于〗吏该旁^各阻塞环相对 于该基础环S走转的才几构，以改变该第 一 和第三组3夹才曹之间的重叠 量，^v而将通过该第一、第二和第三组狭槽的气流传导控制在以下 两者之间(i)打开状态，其中该第一组狭槽与该第三组狭槽流体 连通，从而使得气体可以通过该第一、第二和第三组狭槽流动以及 (ii)关闭状态，其中该第一组狭槽一皮该旁路阻塞环阻塞，从而使 得气体不能通过该第一、第二和第三组狭槽流动。提供一种用于控制等离子体处理室内的气流传导的装置 的另一种实施方式，包纟舌面对下电招/i殳置的上电4及，该下电一及适于 支撑基板，该装置包含固定的基础环，被配置为同心地围绕该下电 极，该基础环包括形成于其中的第一组狭槽；i殳置于该基础环上的 固定的覆盖环，该覆盖环包括形成于其中的第二组狭槽，该第二组 狭槽中的每一个均与第一组狭槽的相应狭槽对齐；旁^各阻塞环，设 置于该基础环下，该旁^各阻塞环包括形成于其上的突起，其中在每 个突起和限定相应第 一狭缝的内表面之间的间隔确定了通过该第 一和第二组狭槽的气流传导；以及适于使该旁^各阻塞环相对于该基 础环运动的才几构，以调整该间隔以使通过该第 一和第二组狭槽之间 的气流传导在以下两者之间变化(i)打开状态，其中该第一组狭 槽与该第二组狭槽流体连通，乂人而4吏得气体可以通过该第 一和第二 组狭槽流动以及(ii)关闭状态，其中该第一组狭槽^皮该旁路阻塞 环阻塞，从而使得气体不能通过该第 一和第二组狭槽流动。


图1显示了CCP反应器室的示意图。图2显示了依照 一个实施方式的CCP室的横截面示意图。图3A显示了图2中的区域A的放大#见图。图3B-3E显示了控制在图3A所示的结构中气流传导的装 置的示意图。图3F显示了控制气流传导的装置的一个替代实施方式的
示意图。图4A-4C显示了控制气流传导的装置的另 一 个替代实施
方式的示意图。图5A-5C显示了控制气流传导的装置的另一个实施方式
的示意图。图6A-6C显示了依照另 一 个实施方式控制气流传导的装置。图7显示了依照另一个实施方式控制气流传导的装置。
图8显示了依照另 一个实施方式控制气流传导的装置。
具体实施例方式在电容耦合RF等离子体(CCP)反应器或反应室中，等 离子体是在两个相对的上下电才及之间的空隙内产生的。图l显示了 处理基板的CCP反应器室的一个实施方式。如图所示，下电极组件 包括聚焦环108、在操作过程中将基板106容纳在该室内的适当位置的卡盘104。例如，该卡盘104可以是^争电卡盘，且是通过RF电源供 应110供应射频(RF)电源的。上电极组件包括上电极114和栅板或 喷淋头116。在操作过程中，该上电极114可以是接地的或者是通过 另一个RF电源供应120接电源的。气流是通过导管122供应的，且穿 过该才册板116。在该空隙126中气体被激发为等离子体。等离子体4皮 约束环102a、 102b、 102c约束。气体穿过该环102之间的间隔/空隙124并被真空泵透过 壁118从该室内排出。等离子体的特征受穿过空隙124的气流速率的 影响。从该栅板116到该排气口的气流路径的总的气流传导性依赖 于若干因素，包括环的数量和环间空隙的尺寸。在一个实施方式中， 该空隙124是可以由空隙控制^L构(图l中未示)调节的和控制的。已经确定，在对基一反的一些等离子体处理过禾呈中，该工 艺的 一 个或多个步骤要求气流传导水平超过该空隙控制机构的最 大容量。在这样的工艺中，该基板可能需要被从该室内卸载下来并 在可以达到这种气流传导水平的其它的室中进行处理。考虑到这个 问题，提供这样的装置，该装置可被才喿作以在电容耦合等离子体 (CCP)反应器或反应室中提供扩展的、可变的气流传导范围。。该 装置使得该等离子体处理室可以提供大范围的等离子体条件。图2显示了电容耦合等离子体(CCP )反应器或反应室200 的一部分的一个示例性实施方式。该室200装备有可在室200内提供 扩展的、可变的气流传导范围的装置。该室200包括上电极组件202 和下电极组件204,该下电极组件204在等离子体处理过程中将基板 保持在适当的^f立置。该上下电才及组件202、 204通过间隔或空隙208 4皮》匕隔开。该室壁214包4舌门(door)或门(gate) 216，基氺反通过 门216被卸载/装载入室200。
该上电^l组件202包括气体分配构件203，比如喷淋头电 极，经过该气体分配构件供应气体被供应到该空隙208中。供应到 该空隙208中的工艺气体被提供给该下电极组件204的RF电源激发 到等离子态。空隙208中的等离子体被晶片区域压力(WAP)/约束 环组件206约束，该WAP/约束环组件包括一堆约束环207。该装置可 以包4舌对该约束环的空隙控制才几构。空隙208内的中性气体物质以 大体水平的方向穿过约束环207之间的间隔并进入室内空间210。气 体被耦合到壁214的真空泵212从室内空间210中排出。从该气体分配构件203到该室内空间210的气流速率影响 空隙内的压力。为了提高该气流速率，提供(并行于)该路径的， 从该气体分配构件经过约束环207之间的空隙到达该室内空间的另 外的气流传导^各径或回^各。图3A显示了图2中的区域A的放大视图，描绘了用于控制 基础环314中的旁^各狭槽312a、 312b (此处一起称为环312)的气流 传导的机构。图3B显示了该机构320的侧面视图。图3C和3D显示了 才几构320、旁3各阻塞环308和基础环314的部分切开的俯^L平面图， 其中为了便于描绘，移除了狭槽基础覆盖环304(图3A )。如图3A-3D 所示，该下电极组件包括基础环314、 i殳置于在该基础环314内形成 的环形沟道内的旁路阻塞环308以及覆盖环304。多个滚珠316,优 选地，是由聚四氟乙烯(PTFE)等形成的，被用于减少基础环314 和阻塞环308在阻塞环308运动过程中的转动摩擦。图3E显示了该旁 路阻塞环308的俯视平面图，该旁路阻塞环308包括多个狭槽310a、 310b( jt匕处一起称为^夹槽310)，该3夹4曹310a、 310b沿着该阻塞环308 的半径方向延伸。同样地，覆盖环304和基础环314分别包括类似于 狭槽310的狭槽306a、 306b (此处一起称为狭槽306 )和狭槽312"、 312b。该狭槽306、 310和312可以有任何合适的形状，比如长方形 或梯形。基础环314是由导电材料，比如铝，制成的；覆盖环304是由电介质材料，比如石英，制成的；而阻塞环308是由电介质材料，比力o石英或SiC,制成的。该约束环组件(或WAP环组件)206包括WAP环300和一堆约束环302。在下文中，术语"约束环"和"WAP环"可互换使用。合适的致动机构(比如耦合于CAM环的活塞303)使得约束环组件206朝箭头301方向移动。箭头301的方向可以平4于于三个环304、 308和314的轴线方向。在专利号为6,019,060的美国专利中，对CAM环有更加详细的说明，其内容皆由引用纳入此处。约束环组件206耦合于才几构320。才几构320包括致动杆或致动一奉324、枢才妻(pivoted )于杆328的轴线上的杠杆332和固定到轴328上的延长臂330。杆328的轴线可以垂直于基础环314的轴线方向。在杠杆332白勺一端4是供平衡物326,在杠杆332的另一端4是供致动元件322。通过作用于平衡物326的重力，致动元件322被推向致动杆324的较低的末端。当约束环组件206向上移动时，致动杆324也向上移动。然后，由于重物326的力，杠杆332顺时针方向旋转(图3B)。臂330的末端朝箭头334的方向移动。然后，臂330朝方向334旋转该旁路阻塞环308,从而4吏旁^4夹槽310与其它狭槽312和306对齐，这样就通过三组狭槽形成了气流通^各。图3C显示了 4几构320在完全打开气流状态的结构。在图3C中，狭槽覆盖环30"皮移除，以便于描绘。
15因此，机构320的操作提供了通过狭槽306、 310、 312的另外的气流
传导路径。当约束环组件206向下移动时，致动杆324也向下推动致动元件322。然后，杠杆332逆时针方向旋转且臂330的末端朝箭头336的方向移动(图3B)。然后，旁路阻塞环308移动朝方向336移动，从而部分阻塞旁路狭槽306和312。当该致动元件322位于其最低位置时，旁路狭槽306和312被旁路阻塞环308完全阻塞，如图3D所示。图3D显示了机构320在完全关闭气流状态的结构。狭槽306、 310和312可以有各种形状和尺寸，其可以在互相对齐时提供气流通路。图3F是旁路阻塞环360的一个替代实施方式的俯一见图。如图所示，阻塞环360具有沿着它的圓周方向排列的一排狭槽362。在该实施方式中，覆盖环和基础环可以有类似于该阻塞环360的狭槽结构。在图4A-7所示的实施方式中，为了〗更于描《会，各示例性的^1盖环、阻塞环和基础环都显示为包4舌一4非或两朝M夹一曹。然而，在其它实施方式中，这三个环中的每一个都可以有其它合适凄t量的排，每排有合适数量的狭槽。图4A显示了依照另 一个示例性实施方式，包4舌阻塞环控制机构420的装置。图4B和4C显示了机构420、旁路阻塞环408和基础环414的部分切开的俯—见平面图。在这些图中，为了Y更于描纟会，移除了狭槽覆盖环404 (图4A)。如在图3A所示的实施方式中一样，该下电极组件包括基础环414、 i殳置于在该基础环414内形成的环形沟道内的旁路阻塞环408以及狭槽覆盖环404。在该实施方式中，基础环414和覆盖环404是固定的，而阻塞环408可以相对于该覆盖环404和基础环414旋转。例如，环404、 408、 414可以是与图3A中所示的相应的环相同的材料制造的。如图4A所示，合适的机构，比如CAM环，使得约束环组件206朝箭头401方向移动，且与该才几构420耦合。多个滚珠416，优选是由聚四氟乙烯等形成的，净皮用于减少在阻塞环408运动过程中基础环414和阻塞环408之间的转动摩4察。该机构420包括耦合于该约束环组件206且具有锥形部分424的致动斥干422;固定于基础环414的外壳428;致动弹簧，以产生朝该CAM环推动致动杆422和约束环组件206的弹力；枢接于点438的^工才干430; —端固定于一工斥干430的刀,433;以及斗工^^举黃434，以产生朝该《,形部分424的侧面4,动^工杆430的弹力。《1l形部分424的侧面与杠杆430滑动4妄触。弹簧426是可选的。该CAM环组件206可以包4舌弹黄，以产生朝该CAM环方向4,动该约束环组^牛206的弹力，如专利号为6,019，060的美国专利中所述。在操作中，当致动杆422向下运动时，优选地，在基础环414的轴线方向上，锥形部分424的该侧面4,动该杠杆430侧移，使4寻冲工才干430在轴440上逆时4十方向(乂人上面看)^走4争。轴440可以—皮定向为与基础环414的轴线方向平行。当该杠杆430旋转时，臂433和耦合于该臂433的旁^各阻塞环408朝箭头432方向旋转(图4B )。在该旋转过程中，阻塞环408的狭槽410逐渐被覆盖环404和基础环414阻塞(遮盖)，直到在图4B中所示的位置狭槽41(^皮完全阻塞。当致动杆422向上运动时，杠杆430旋转以使得阻塞环408朝箭头436的方向转动(图4C)。当致动杆422达到运动上限时，狭才曹406、 410禾口4124皮j]:匕乂t齐，且通过3夹才曹406、 410禾口412,才几斗勾420
提供最大的气流传导，如图4C所示。图5A显示了依照另 一个示例性实施方式，包括阻塞环控制冲几构520的装置。在图示实施方式中，该下电才及组件具有类似于图3A所示的实施方式的结构。如图5A所示，合适的致动机构使得约束环纟且^f牛206朝箭头502方向移动，〗尤选;也，该方向为基石出环514的轴线方向。该才几构520是可^乘作的以4空制该阻塞环508。机构520包括耦合于约束环组件206的致动杆522;第一致动元件524，被弹簧528的弹力推向致动杆522;第二致动元件530，耦合于该第一致动元件524,且^t配置为当该第一致动元件524朝方向502运动时，在轴533上^走转；以及固定于该第二致动元件530的臂532。轴533可以-波定向为大体上与基础环514的轴线方向平4于。该一几构520还包4舌固定于该基础环514的支撑元4牛526,其为该第一至丈动元件524和弹簧528^是供才几械支撑。该第一和第二致动元件524、 530形成将线性运动转变为旋转运动的才几构。例如，该第一和第二致动元件524、530可以是一对配套的齿l仑，如图所示。当约束环组件206朝方向502运动时，臂532和耦合于臂532的旁3各阻塞环508 (具有3夹才曹510a、 510b )相只于于固定的基础环514(具有狭槽512a、 512b )和狹槽覆盖环504(具有狭槽506a、 506b )
^走转。图5b显示了^隻盖环504的俯—见图，其中该覆盖环504具有一皮阻塞环508阻塞的狭槽506。这种狭槽结构是关闭气流状态。图5C显示了覆盖环504的俯一见图，其中该覆盖环504具有狭槽506，该狭槽506与其它狭槽510a和512a对齐以形成贯穿其间的气流通^各。这种狭槽结构是完全打开气流状态。机构520是可操作的，以控制阻塞环508,并提供在关闭状态和图示完全打开状态之间的可变的气流传导，也就是说，这样一种状态，其中基础环中的狭槽512被阻塞环508部分覆盖。换句话说，该打开状态的范围可以是从完全打开到部分打开。图2-5C中用于控制气流传导的才几构的示例性实施方式是由CAM环驱动的(为了简4更，各图中均没有显示)。例如，该CAM环可以 一皮控制4几构控制，该控制才几构响应来自压力传感器的压力传感器信号，该压力传感器是可操作的，以测量室内压力。该压力传感器、CAM控制机构和图2-5C所示的各阻塞环控制机构可以形成反
18馈控制系统，以对该下电极组件和上电极组件之间的空隙550中的等离子体压强进行精确控制(图5A)。图6A显示了 ，依照另一个示例性实施方式，包括阻塞环控制机构620的装置。如图所示，该下电极组件具有类似于图3A所示的实施方式中的下电极组件的结构。可选地，约束环组件可与机构620配合使用。该机构620控制阻塞环608以控制气流传导。该机构包括马达622，该马达622具有转子623和耦合于该转子623和阻塞环608的L形臂624。当马达622旋转转子623和臂624时，使得阻塞环608(具有3夹槽610a、 610b )相对于固定的基础环614(具有3夹槽612a、612b)和狭槽覆盖环604 (具有狭槽606a、 606b )旋转。该马达622可以是高精度步进马达，且具有4艮小的尺寸，以Y更于其可以位于基础环614附近或固定到基础环614上。马达622是由马达控制装置或马达控制器630控制的。该马达控制装置630响应，尤其是，来自测量室内压力的压力传感器632的压力传感器信号。该压力传感器632、马达控制装置630和阻塞环控制机构620可以形成反馈系统，以对空隙640内的等离子体压
强进行精确控制。图6B显示了覆盖环604的俯视图，其中该覆盖环604具有狭槽606a,该狭槽606a在关闭状态下4皮该阻塞环608阻塞。图6C显示了覆盖环604的上视图，其中该覆盖环604具有狭槽606a，该狭槽606a在完全打开状态下与其他4夹4曹610寿n612^f齐以形成气流通^各。然而，该才几构620是可操作的，以通过该狭槽提供所示两种状态之间的可变状态，也就是说，这样一种状态，其中基础环614中的狭槽612一皮阻塞环604部分覆盖。^奂句话i兌，该打开4犬态的范围可以是完4^了开到部分打开。
图7显示了依照另一个示例性实施方式，包^t舌阻塞环控制机构710的装置。在该实施方式中，下电极组件702类似于图3A所示的下电才及组件。在此实施方式中，该下电才及組件和上电才及组件(图中为了简明未示)，限定了空隙703,在该处工艺气体^皮供应到该下电极组件的RF电源激励到等离子态。可选地，约束环组件可与连接该才几构710配合使用。该覆盖环704和基础环706是固定的。使阻塞环705相对于^l盖环704和基础环706力走转，以控制通过环704、 706中的狭槽的气流传导。如图所示，该片几构710包4舌^"单元714a、 714b、 714c(此处一起成为臂单元714);气动缸712,以驱使该臂单元714朝箭头711方向运动；以及运动转换:才几构708。在另一个实施方式中，该臂单元714的元件可以形成为一个整体。该运动转换机构708耦合于该^(单元714和该阻塞环705,且一皮才喿作以爿寻该^f单元714的线性运动转换为该阻塞环705的转动。在该实施方式，该才几构708可以类似于才A4勾320、 420禾口520。侈寸^口， i亥元4牛714a可以、^R^^i亥至文动4干324、422和522,而该机构320、 420和520的其他元件可以被定向为适应乂人该底部侧面延伸的元件714c 。在另一个实施方式中，电性螺线管可以#皮臂控制装置716控制。该臂控制装置716可以通过电缆718接收控制信号。该电缆718还包括来自测量室内压力的压力传感器的压力传感器信号。该阻塞环控制机构710、压力传感器和该臂控制装置716可以形成反馈控制系统， 一堆空隙703内的等离子体压强进行精确控制。图8显示了依照另 一个实施方式控制气流传导的装置800。如图所示，该上电4及组件包括上电4及804,该上电4及804具有喷淋头结构，以将工艺气体分配到空隙862中；以及围绕该上电极804的上基础环806。该下电极组件808包括静电卡盘810,以在等离子体处理过程中将基才反保持在适当的位置；上部热边缘环812,其
20可以由石圭形成的；电介质外环814，其可以由石英形成的；以及内覆盖环816,以保护该基础环824免受该空隙862中的等离子体的影响。为了简明，该上下电极组件804、 808的其他元件没有显示在图8中。然而，此实施方式也可以实iE见其^也类型的上下电核j且件，只要该才几构800可以与该纽J牛配合^f吏用。空隙862中的等离子体净皮约束环组件839约束，该约束环组件839包括WAP环840和多个约束环842。该空隙862中的中性物质穿过环840 、 842之间的空隙并朝箭头852的方向流动。图示装置800提供了另外的气流传导^各径，且包括具有多个狭槽822的狭槽覆盖环820;具有与狭槽822对齐的多个狭槽825的基础环824;以及具有多个突起834形成于其上的旁路阻塞环830。合适的致动机构可以使阻塞环830朝着箭头852的方向运动，从而使得该突起834和该狭槽822和825的内表面之间的间隔(也就是气流路径)可以被控制，从而控制通过狭槽822的气流速率。例如，在一个实施方式中，耦合于该约束环组件839的一个或多个致动杆或致动才奉850驱动该阻塞环830。在另一个实施方式中，类似于图7所示的实施方式中的元件714c的臂单元854耦合于该阻塞环830且被操作，以驱动该阻塞环830。覆盖环820中的狭槽822类似于图3E所示的实施方式中的狭槽310。替代地，当从上面看时，狹槽822可以采用同心环的形式且该突起也可以是同心环。通常，上下电极组件之间的空隙区域的体积(比如862)相对于室内空间(比如860 )的体积比较小。因为对基板的刻蚀速率直4妾受空隙内等离子体的影响，该约束环组件^f吏-彈在该空隙的整个范围内能够进行小体积压力控制和等离子体约束，而不必对室的硬件作出主要的物理变化。而且，因为空隙的体积4交小，且通过图3A-8所示的该旁鴻4夹槽增加了气流传导，因此可以快速而准确i也4空制等离子体处理室内的等离子体条件。
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尽管本发明时参考其具体实施方式
进行详细描述的，然而，显然，对本领域的技术人员来说，可以在不悖离所附权利要求的范围的基础上，对本发明作出变更和修改，以及进行等同替换。
权利要求
1.一种用于控制等离子体处理室内的气流传导的装置，包括面对下电极设置的上电极，该下电极适于支撑基板，该装置包含基础环，被配置为同心地围绕该下电极，该基础环包括形成于其中的第一组狭槽；旁路阻塞环；设置于该基础环和旁路阻塞环上方的覆盖环，该覆盖环包括形成于其中的第二组狭槽；以及适于使该旁路阻塞环相对于该基础环运动的机构，以将通过该第一和第二组狭槽的气流传导控制在以下两者之间(i)打开状态，其中该第一组狭槽与该第二组狭槽流体连通，从而使得气体可以通过该第一和第二组狭槽流动以及(ii)关闭状态，其中该第一组狭槽被该旁路阻塞环阻塞，从而使得气体不能通过该第一和第二组狭槽流动。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中该基础环和该覆盖环是固定的；以及 该第 一组狭槽与该第二组狭槽对齐。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中各覆盖环和旁路阻塞环是由 电介质材料形成的，且该基础环是由导电材料形成的。
4. 根据权利要求3所述的装置，其中该覆盖环和该旁^各阻塞环是 由石英或SiC形成的，且该基础环是由金属形成的。
5. 根据权利要求1所述的装置，其中该致动系统包含约束环组 件，该约束环组件适于围绕在该上电极和下电极之间限定的空 隙，且包4舌至少一个约束环，其中该约束环组件可以在该基础 环的轴线方向移动以控制通过该约束环间的空隙的气流。
6. 根据权利要求1所述的装置，进一步包含压力传感器，用于测量该等离子体处理室内的气体压力 并发送传感器信号；以及控制装置，响应该传感器信号，并运转以发送控制该致 动系统的控制信号。
7. —种通过使用根据权利要求1所述的器件控制气流传导的方 法，包含在包含根据权利要求1所述的该装置的该等离子体处理 室中支撑半导体基板；将处理气体才是供到该上下电极之间的该空隙； 将该工艺气体激发为等离子体；以及」操作该^L构以控制通过该第 一组狭槽的气流速率。
8. —种用于控制等离子体处理室内的气流传导的装置，包括面对 下电极设置的上电极，该下电极适于支撑基板，该装置包含固定的基础环， 一皮配置为同心地围绕该下电才及，该基础 环包括形成于其中的第 一组狭槽；固定的覆盖环，包括形成于其中的第二组狭槽；设置于该基础环和覆盖环之间的旁^各阻塞环，该旁^各阻 塞环包括形成于其中的第三组狭槽；以及适于使该旁路阻塞环相对于该基础环旋转的机构，以改 变该第一和第三组狭槽之间的重叠量，乂人而将通过该第一、第 二和第三组狭槽的气流传导控制在以下两者之间(i )打开状 态，其中该第一组狭槽与该第三组狭槽流体连通，从而使得气 体可以通过该第一、第二和第三组^夹槽流动以及(ii)关闭状 态，其中该第一组狭槽:帔该旁^各阻塞环阻塞，从而^吏得气体不 能通过该第一、第二和第三组狭槽流动。
9. 根据权利要求8所述的装置，进一步包含至少一个置于该旁路阻塞环和该基础环之间的漆J朱，该漆J朱运專争以减少当该才几构寸吏 该旁3各阻塞环相对于该基础环和;菱盖环旋转时其间的转动摩擦。
10. 根据权利要求8所述的装置；其中该机构包含至丈动4干；以及耦合于该致动杆的致动系统，且其运转以使该致动杆在 该基础环的轴线方向移动。
11. 才艮据权利要求10所述的装置，其中该致动系统是气动缸或电螺线管。
12. 根据权利要求10所述的装置，其中该致动^干包含第一末端和津禺合于该致动系统的第二末 端；以及该才几构进一步包含可旋转地固定于该基础环的杆，且其具有大体上垂直于 该基础环的轴线方向的转动轴；延长臂，其具有固定于该杆的一个末端的一个末端，以及耦合于该旁^各阻塞环的另一个末端；杠杆，其具有第一和第二末端，且在该第一和第二末端 之间固定于该斥干；连4妻于该杠杆的该第一末端的平衡物；以及连接于该杠杆的该第二末端，且被该平衡物推向该致动 ^干的该第 一末端的至丈动元4牛；其中该致动杆，当被该致动系统在该基础环的轴线方向 移动时，沿着该3f的该豸争动轴4吝动该^^干，〗吏4f该斥干和该延长 臂沿着该杆的该转动轴旋转，从而使得该旁路阻塞环相对于该 基础环S走转。
13. 根据权利要求IO所述的装置，其中该至丈动^干包含摔禺合于该至丈动系统的第 一末端和与该第一 末端相对的《,形末端部分；以及该机构进一步包含杠杆，其包含第一和第二末端部分，且在该第一和 第二末端部分之间在大体上与该基础环的轴线方向平行的轴附近枢接于该基础环，该杠杆的该第二末端部分与该致动杆的 4焦形末端部分滑动4妄触；延长^f,其具有固定于该一工;f干的该第一末端部分的 一个末端，以及井禺合于该旁^各阻塞环的另一个末端；以及第一弹簧，其具有两个分别固定于该基础环和该杠 4干的末端，且运專i以用弹力朝该至丈动4干的该#:形末端部分纟,动 该4工杆的该第二末端部分，其中该至丈动4干的该4,形末端部分，当#皮该至丈动才几构在该基础环的轴线方向移动时，纟吝动该^工z杆以侵j寻该延长臂i走转，从而使得该旁路阻塞环相对于该基础环旋转。
14. 根据权利要求13所述的装置，其中该机构进一步包含固定于该基础环的外壳，其具有部分围绕该致动杆的该 4偉形末端部分的壁；以及置于该壁和该致动神干的一个末端之间的第二弹簧，且其 运專争以^1年该至丈动4干4,向该至丈动系统。
15. 根据权利要求IO所述的装置，其中该致动杆包含耦合于该致动系统的第 一 端和第二端；以及该机构进一步包含第一f丈动元4牛，与该5丈动4干的该第一末端4妾触，且 可在该基础环的轴线方向移动；第二致动元件，耦合于该第一致动元件且在大体上 与该基础环的轴线方向平行的轴附近枢接于该基础环；延长臂，其在一个末端固定于该第二致动元件，且 在另 一个末端耦合于该旁路阻塞环；弹簧，用于通过弹力将该第一致动元件推向该致动 杆，从而将该第一致动元件推向该致动杆的该第一末端；以及支撑元件，固定于该基础环，且其运转以对该弹簧 和该第 一致动元件提供机械支撑，其中该致动杆，当净皮该致动系统在该基础环的轴线方向 移动时，在该基础环的轴线方向移动该第一f丈动元〗牛以仅J寻该第二致动元件和该延长臂旋转，从而使得该旁路阻塞环相对于 该基础环;5走转。
16. 根据权利要求8所述的装置，其中该机构包含具有转子的马达；以及L形臂，其在一个末端固定于该转子，且在另一个末端耦 合于该旁^各阻塞环；其中，当该马达旋转该转子时，该L形臂旋转，使得该 旁^各阻塞环相对于该基础环S走转。
17. 根据权利要求16所述的装置，进一步包含压力传感器，用于测量该等离子体处理室内的气体压力 并发送传感器信号；以及马达控制器，响应该传感器信号，并运转以发送控制该 马达的控制信号。
18. 根据权利要求8所述的装置，其中各第一、第二和第三组狭槽 包括沿着该基础环的圆周方向排列的至少 一个狭缝。
19. 根据权利要求18所述的装置，其中各第一、第二和第三组狭 槽在该基础环的轴向延伸，且具有延长的长方形或梯形形状。
20. —种用于控制等离子体处理室内的气流传导的装置，包括面对 下电极设置的上电极，该下电极适于支撑基板，该装置包含固定的基础环，,皮配置为同心i也围绕该下电才及，该基础 环包括形成于其中的第 一组狭槽；设置于该基础环上的固定的覆盖环，该覆盖环包括形成 于其中的第二组狭槽，该第二组狭槽中的每一个均与第 一组狭槽的相应狭槽对齐；旁3各阻塞环，i殳置于该基础环下，该旁^各阻塞环包4舌形 成于其上的突起，其中在每个突起和限定相应第一狭缝的内表 面之间的间隔确定了通过该第 一和第二组狭槽的气流传导；以 及适于^f吏该旁3各阻塞环相7寸于该基础环运动的才几构，以调 整该间隔以1吏通过该第 一和第二组狭槽之间的气流传导在以 下两者之间变化(i)打开状态，其中该第一组狭槽与该第二 组狭槽流体连通，乂人而使得气体可以通过该第 一和第二组狭槽 流动以及(ii)关闭状态，其中该第一组狭槽被该旁路阻塞环 阻塞，从而使得气体不能通过该第 一和第二组狭槽流动。
21. 根据权利要求20所述的装置，其中该机构包含至丈^力系乡克；以及致动杆，其在一个末端固定于该旁^各阻塞环且在另一个 末端井禺合于该致动系统，该至丈动系统运4争以移动该至丈动才干。
22. 根据权利要求21所述的装置，该致动系统包括气动缸或电螺线管。
23. 根据权利要求21所述的装置，其中该致动系统包含约束环组 件，该约束环多且件适于围绕在该上电才及和下电才及之间的空隙， 且包纟舌至少 一 个约束环，其中该约束环组件可以在该基础环的 轴线方向运动以控制通过该约束环间的空隙的气流。
24. 根据权利要求20所述的装置，其中各覆盖环和旁路阻塞环是 由电介质材料形成的，且该基础环是由导电材料形成的。
25. 根据权利要求24所述的装置，其中该覆盖环和该旁路阻塞环 是由石英或SiC形成的，且该基础环是由金属形成的。
26. 根据权利要求20所述的装置，其中各第一和第二组狭槽包括 沿着该基础环的圆周方向排列的至少 一个狭缝。
27. 根据权利要求26所述的装置，其中各第一和第二组狭槽在该 基础环的轴向延伸，且具有延长的长方形或梯形形状。
28. 根据权利要求20所述的装置，其中该第一和第二组狭槽中的 每一个均包4舌一个或多个同心环形的3夹冲曹。
全文摘要
提供用于控制等离子体处理室内的气流传导的装置，其包括面对下电极的上电极以在其间形成空隙。该下电极适于支撑基板并耦合于RF电源供应。在操作中，将注射入该空隙的工艺气体激发为等离子态。该装置包括基础环，其同心圆地围绕该下电极且有形成于其中的一组狭槽，以及用于控制通过该狭槽的气流的机构。
文档编号H05H1/46GK101568996SQ200780047659
公开日2009年10月28日 申请日期2007年12月19日 优先权日2006年12月20日
发明者拉金德尔·德辛德萨, 斯科特·史蒂夫诺特, 杰瑞尔·K·安多里克 申请人:朗姆研究公司