用于等离子体过滤的系统和方法与流程

本申请是申请日为2018年10月24日、申请号为201811245601.3、名称为“用于等离子体过滤的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。

本技术涉及半导体系统、方法和设备。更具体来说，本技术涉及用于在处理腔室内过滤等离子体的系统和方法。

背景技术：

集成电路可能由在基板表面上产生复杂图案化的材料层的工艺来制成。在基板上产生图案化的材料需要用于移除已暴露材料的受控方法。化学蚀刻用于各种目的，包括将光刻胶中的图案转印到下层、减薄层、或减薄已经存在于表面上的特征的横向尺寸。通常期望具有蚀刻一种材料比另一种材料更快的蚀刻工艺，从而促进例如图案转印工艺。将此种蚀刻工艺称为对第一材料具有选择性。由于材料、电路和工艺的多样性，已经开发出具有对各种材料的选择性的蚀刻工艺。

蚀刻工艺可基于所述工艺中使用的材料而被称为湿式或干式。与其它电介质和材料相比，湿式hf蚀刻优先移除氧化硅。然而，湿式工艺可能难以穿透一些受限沟槽，并且还可能有时使剩余材料变形。在基板处理区域内形成的局部等离子体中产生的干式蚀刻可以穿透更受限的沟槽，并且呈现精细剩余结构的更少变形。然而，局部等离子体可以经由产生电弧而破坏基板，因为所述电弧放电。

因此，存在对可以用于产生高品质器件和结构的改良的系统和方法的需要。这些需要和其它需要由本技术解决。

技术实现要素：

系统和方法可以用于制定等离子体过滤。示例性处理腔室可包括喷淋头。处理腔室可包括基板支撑件。处理腔室可包括电源，所述电源与基板支撑件电气耦合并且经构造以向基板支撑件提供电力，来在喷淋头与基板支撑件之间限定的处理区域内产生偏压等离子体。处理系统可包括等离子体屏蔽件，所述等离子体屏蔽件与基板支撑件耦合并且经构造以实质上消除穿过等离子体屏蔽件的等离子体泄漏。等离子体屏蔽件可与电气接地耦合。

在一些实施方式中，等离子体屏蔽件可以包括从基板支撑件向外径向延伸的环形部件。等离子体屏蔽件可由绕等离子体屏蔽件的内部半径的第一厚度表征，并且等离子体屏蔽件可由绕等离子体屏蔽件的外部半径的小于所述第一厚度的第二厚度表征。等离子体屏蔽件可限定穿过等离子体屏蔽件的多个孔。所述多个孔可在等离子体屏蔽件由第二厚度表征的区域内限定。所述多个孔中的每个孔可由包括锥形部的轮廓表征，所述锥形部至少部分延伸穿过等离子体屏蔽件。等离子体屏蔽件可限定穿过等离子体屏蔽件的至少约500个孔。多个孔中的每个孔可由小于或约0.25英寸的直径表征。间隙可在等离子体屏蔽件的径向边缘与半导体处理腔室的侧壁之间维持。等离子体屏蔽件可以维持与基板支撑件的静电夹盘部分电气隔离，所述静电夹盘部分与电源电气耦合。

本技术还包括附加的半导体处理腔室。所述腔室可包括腔室侧壁。所述腔室可包括喷淋头。所述腔室还可包括基板支撑件，并且基板支撑件可与喷淋头和腔室侧壁一起限定半导体处理腔室的处理区域。基板支撑件可包括导电圆盘。基板支撑件可以是可从处理区域内的第一竖直位置移动到邻近喷淋头的处理区域内的第二竖直位置的。腔室可包括与导电圆盘电气耦合的电源。电源可适于向导电圆盘提供能量以在处理区域内形成偏压等离子体。腔室还可包括沿着基板支撑件的圆周与基板支撑件耦合的等离子体屏蔽件。等离子体屏蔽件可以朝向腔室侧壁向外径向延伸，并且等离子体屏蔽件可以维持在电气接地处。

在一些实施方式中，等离子体屏蔽件可由内部半径和外部半径表征。等离子体屏蔽件可由在等离子体屏蔽件的内部区域与外部区域之间的边界处限定的内半径表征。等离子体屏蔽件可限定等离子体屏蔽件的外部区域内并且绕等离子体屏蔽件延伸的多个孔。等离子体屏蔽件可在基板支撑件沿着等离子体屏蔽件的内部区域的外边缘处耦合。基板支撑件可包括外接基板支撑件的边缘环。边缘环可放置在等离子体屏蔽件的内部区域上。边缘环可以是石英。等离子体屏蔽件可由内部区域内的第一厚度表征。等离子体屏蔽件可由外部区域内的第二厚度表征，并且等离子体屏蔽件可以限定内半径处的突出部。腔室可包括衬垫，衬垫沿着腔室侧壁从邻近喷淋头的位置延伸到当基板支撑件处于第二竖直位置时实质上与等离子体屏蔽件共面的位置。等离子体屏蔽件可以在面对喷淋头的第一表面上被涂布。

本技术还可包括减少半导体处理期间溅射的方法。所述方法可包括在半导体处理腔室的处理区域内形成前驱物的偏压等离子体。所述方法可包括由偏压等离子体将等离子体流出物引导至在半导体处理腔室内的基板支撑件上定位的基板。所述方法还可包括利用绕基板支撑件的外部耦合的等离子体屏蔽件熄灭等离子体流出物。等离子体屏蔽件可以使来自腔室部件溅射的污染减少大于约5％。

此种技术可以提供优于传统系统和技术的数个益处。例如，根据本技术的等离子体屏蔽件可以消除来自腔室的处理区域的等离子体物质。另外，本技术的基板支撑件可以将等离子体屏蔽件与基板支撑件上的等离子体产生部件结合。这些和其它实施方式，连同它们的大部分优点和特征结合以下描述和附图更详细描述。

附图说明

对所公开的技术的性质和优点的进一步理解可以通过参考本说明书的剩余部分和附图来实现。

图1示出根据本技术的实施方式的示例性处理系统的俯视平面图。

图2示出根据本技术的实施方式的示例性处理腔室的示意性横截面图。

图3示出根据本技术的实施方式的示例性处理腔室的示意性横截面图。

图4示出根据本技术的实施方式的示例性等离子体屏蔽件的示意性俯视平面图。

图5a至图5e示出了根据本技术的实施方式可在等离子体屏蔽件中形成的示例性孔的示意性横截面图。

图6示出了根据本技术的实施方式的方法中的示例性操作。

若干附图被包括作为示意图。应理解，附图是出于说明目的，并且除非特别指明为按比例的，否则附图不被视为是按比例的。另外，作为示意图，提供附图来辅助理解并且与实际表示相比附图可能不包括所有方面或信息，并且出于说明目的，附图可以包括多余或放大的材料。

在附图中，类似部件和/或特征可以具有相同的参考标记。此外，相同类型的各种部件可以通过在参考标记之后跟有区分类似部件的字母来区分。若在说明书中仅使用第一参考标记，则描述可适用于具有第一参考标记的类似部件中的任意一者，而与字母无关。

具体实施方式

本技术包括用于小间距特征的半导体处理的系统和部件。随着线间距减小，标准平版印刷工艺可能受限，并且在图案化中可以使用替代机构。传统技术已致力于这些最小图案化和移除操作，特别是当基板上已暴露的材料可包括众多不同特征和材料(要蚀刻掉一些特征和材料并且要保持一些特征和材料)时。

原子层蚀刻是一种利用在破坏或改性材料表面后接着进行蚀刻操作的多操作工艺的方法。蚀刻操作可以在腔室条件下执行，所述腔室条件允许移除已改性的材料，但限制与未改性的材料的相互作用。此方法可以随后循环任意次数来蚀刻附加材料。一些可用的腔室可以在单个腔室内执行两种操作。所述改性可以通过以下方式进行：利用基板水平的撞击操作，接着进行远程等离子体操作以增强能够仅移除已改性的材料的蚀刻剂前驱物。

在改性操作期间，可以在处理区域内形成晶片水平的等离子体。例如，偏压等离子体可从基板支撑件形成，所述偏压等离子体可在处理区域内形成前驱物的等离子体。等离子体可以将离子引导至基板表面。偏压等离子体可以是电容耦合等离子体，所述等离子体可以在整个处理区域中产生具有高等离子体电势的等离子体流出物。在基板上方形成的电感耦合等离子体可以提供对等离子体流出物的更受控递送，而电容耦合等离子体可以发展等离子体物质，所述等离子体物质可以导致对腔室部件的撞击，所述撞击可导致溅射。这些离子和其它粒子可以延伸超过基板表面，并且还可以延伸超过基板支撑件的表面。

一些处理腔室包括在基板支撑件下游耦合的泵送系统。往往，气室区域绕基板支撑件形成，从而允许流出物和前驱物绕支撑件流动并从腔室流出。由于绕基板支撑件的此附加空间，等离子体物质还可围绕基座并在基座下方流动。腔室涂层可能不完全穿过这些返回路径从腔室延伸。被允许进入这些区域的等离子体物质可撞击表面和部件，从而导致溅射。这可能随着时间侵蚀腔室部件，并且还可能由于腔室内的流动图案而导致正进行处理的基板上的金属污染。一些传统技术包括围绕基板支撑件的等离子体过滤器，所述等离子体过滤器延伸到腔室壁。尽管这些过滤器可能影响流出物流动，但是它们可能无法充分消除等离子体物质，而不能限制先进技术中的金属污染。另外，这些屏蔽件可能是完全固定的，并且可能不允许基板支撑件在处理操作期间移动。最后，因为过滤器往往是导电部件，所以过滤器不能与产生偏压等离子体的处理系统一起使用，因为过滤器将不保持在电气接地处。

本技术通过使用等离子体屏蔽件克服了这些问题，所述等离子体屏蔽件可以完全消除来自腔室处理区域的等离子体流出物和离子物质，从而允许增强抵抗来自溅射的金属污染的保护。通过维持本技术的屏蔽件与基板支撑件的等离子体产生电极电气隔离，而将所述屏蔽件特别地并入以与用于产生偏压等离子体的基板支撑件一起使用。另外，根据本技术的等离子体屏蔽件可以并入以允许在不产生防止等离子体物质的适当消除的间隔量的情况下移动基板支撑件。

尽管剩余的公开内容将常规地识别利用所公开的技术的具体蚀刻工艺，将容易理解，所述系统和方法等效地适用于可能在所描述的腔室中发生的沉积和清洁工艺。由此，本技术不应当被认为如此限制为仅与蚀刻工艺一起使用。

图1示出根据实施方式由沉积腔室、蚀刻腔室、烘焙腔室和固化腔室组成的处理系统100的一个实施方式的俯视平面图。图1中描绘的处理工具100可含有多个处理腔室114a至114d、传送腔室110、检修腔室116、集成度量腔室117和一对装载锁定腔室106a至106b。处理腔室可包括与关于图2描述的结构或部件类似的结构或部件，以及附加的处理腔室。

为了在腔室之间运输基板，传送腔室110可含有机器人运输机构113。运输机构113可具有分别附接到可延伸臂113b的远端的一对基板运输叶片113a。叶片113a可用于将单独基板运送到处理腔室和从处理腔室运送单独基板。在操作时，基板运输叶片中的一个基板运输叶片，诸如运输机构113的叶片113a，可以从诸如腔室106a至106b之类的装载锁定腔室中的一个装载锁定腔室取回基板w，和将基板w运送到处理的第一阶段，例如，如后文描述的腔室114a至114d中的蚀刻工艺。若腔室被占用，则机器人可等待直到处理完成，并且随后利用一个叶片113a从腔室移除已处理的基板，并且利用第二叶片(未示出)插入新的基板。一旦基板已处理，可随后将所述基板移动到处理的第二阶段。针对每次移动，运输机构113通常可具有一个运送基板的叶片和一个空置来执行基板交换的叶片。运输机构113可在每个腔室处等待直到可以实现交换。

一旦在处理腔室内完成处理，运输机构113可从最后的处理腔室移动基板w，并且将基板w运输到装载锁定腔室106a至106b内的盒。基板可从装载锁定腔室106a至106b移动到工厂界面104中。工厂界面104通常可操作以在大气压清洁环境中的舱装载器105a至105d与装载锁定腔室106a至106b之间传送基板。例如，工厂界面104中的清洁环境可通常经由空气过滤工艺(诸如hepa过滤)提供。工厂界面104还可包括可用于在处理之前适当地对准基板的基板定向器/对准器(未示出)。至少一个基板机器人(诸如机器人108a至108b)可定位在工厂界面104中以在工厂界面104内的各个位置之间运输基板并且将基板运输到与其连通的其它位置。机器人108a至108b可经构造以沿着外壳104内的轨道系统从工厂界面104的第一端行进到第二端。

处理系统100可进一步包括集成度量腔室117来提供控制信号，所述控制信号可提供对处理腔室中正执行的任何工艺的自适应控制。集成度量腔室117可包括各种度量装置中的任一种以测量各种膜性质，诸如厚度、粗糙度、组成，并且度量装置还可以能够以自动方式在真空下表征光栅参数，诸如临界尺寸、侧壁角度和特征高度。

现转到图2，示出了根据本技术的示例性处理腔室系统200的横截面图。腔室200可以例如在先前论述的系统100的处理腔室区段114的一个或多个处理腔室区段中使用。通常，蚀刻腔室200可包括用于实现离子研磨操作的第一电容耦合等离子体源和用于实现蚀刻操作并实现可选的沉积操作的第二电容耦合等离子体源。离子研磨操作还可被称为改性操作。腔室200可包括围绕夹盘250的接地腔室壁240。在实施方式中，夹盘250可以为静电夹盘，所述静电夹盘在处理期间将基板202夹持到夹盘250的顶表面，但也可利用已知的其它夹持机构。夹盘250可包括嵌入式热交换器线圈217。在示例性实施方式中，热交换器线圈217包括一个或多个传热流体通道，传热流体(诸如乙二醇/水混合物)可穿过所述传热流体通道传递来控制夹盘250的温度并且最终控制基板202的温度。

夹盘250可包括耦合到高压直流(dc)电源248的网孔(mesh)249，使得网孔249可携带dc偏压电势来实现基板202的静电夹持。夹盘250可与第一射频(rf)电源耦合并且在一个此类实施方式中，网孔249可与第一rf电源耦合，使得dc电压偏置和rf电压电势均跨夹盘250的顶表面上的薄介电层耦合。在说明性的实施方式中，第一rf电源可包括第一rf产生器252和第二rf产生器253。rf产生器252、253可在任何工业利用的频率下操作，然而在示例性实施方式中，rf产生器252可在60mhz下操作来提供有利的定向性。在还提供第二rf产生器253的情况下，示例性频率可为2mhz。

在对夹盘250进行rf供电的情况下，可以由第一喷淋头225提供rf回程路径。第一喷淋头225可设置在夹盘上方以将第一馈送气体分配到由第一喷淋头225和腔室壁240限定的第一腔室区域284中。因此，夹盘250和第一喷淋头225形成第一rf耦合的电极对来电容地激励第一腔室区域284内的第一馈送气体的第一等离子体270。从rf供电夹盘的电容耦合产生的dc等离子体偏压或rf偏压可产生从第一等离子体270到基板202的离子流，例如，ar离子，其中第一馈送气体是ar，进而提供离子研磨等离子体。第一喷淋头225可为接地的或交替地与具有一个或多个产生器的rf源228耦合，所述产生器可在与夹盘250的频率不同的频率(例如，13.56mhz或60mhz)下操作。在所示出的实施方式中，第一喷淋头225可选择地经由中继器227耦合到接地或rf源228，所述中继器可在蚀刻工艺期间被自动地控制，例如通过控制器(未示出)。在所公开的实施方式中，腔室200可以不包括喷淋头225或电介质间隔件220，并且可替代地仅包括下文进一步描述的挡板215和喷淋头210。

如在附图中进一步示出，蚀刻腔室200可包括能够在低处理压力下具有高处理量的泵堆叠。在实施方式中，至少一个涡轮分子泵265、266可经由一个或多个栅阀260与第一腔室区域284耦合并且设置在夹盘250下方，与第一喷淋头225相对。涡轮分子泵265、266可为具有适宜处理量的任何市售的泵，并且更具体地可以被适当尺寸化来在第一馈送气体的期望流率(例如，在氩气为第一馈送气体的情况下，50至500sccm的ar)下维持低于或约10mtorr或低于或约5mtorr的处理压力。在所示出的实施方式中，夹盘250可形成基座的部分，所述基座在两个涡轮泵265与266之间的中心处，然而在替代构造中，夹盘250可在从腔室壁240悬伸出的基座上，其中单个涡轮分子泵具有与夹盘250的中心对准的中心。

第二喷淋头210可在第一喷淋头225上方设置。在一个实施方式中，在处理期间，第一馈送气源(例如，从气体分配系统290递送的氩气)可与进气口276耦合，并且第一馈送气体穿过延伸穿过第二喷淋头210的多个孔280流到第二腔室区域281中并且穿过延伸穿过第一喷淋头225的多个孔282流到第一腔室区域284中。具有孔278的附加流动分配器或挡板215可进一步跨蚀刻腔室200的直径穿过分配区域218分配第一馈送气体流216。在替代实施方式中，第一馈送气体可经由孔283直接流到第一腔室区域284中，如由虚线223指示，所述第一腔室区域284与第二腔室区域281隔离。

腔室200可另外从所示出的状态重新构造来执行蚀刻操作。副电极205可设置在第一喷淋头225上方，其间具有第二腔室区域281。副电极205可进一步形成蚀刻腔室200的盖或顶板。副电极205和第一喷淋头225可由电介质环220电气隔离并且形成第二rf耦合的电极对来在第二腔室区域281内电容性放电第二馈送气体的第二等离子体292。有利地，第二等离子体292可以不在夹盘250上提供显著的rf偏压电势。第二rf耦合的电极对的至少一个电极可与rf源耦合以激励蚀刻等离子体。副电极205可与第二喷淋头210电气耦合。在示例性实施方式中，第一喷淋头225可与地平面耦合或浮动，并且可经由中继器227耦合到接地，从而在操作的离子研磨模式期间允许也由rf电源228向第一喷淋头225供电。在第一喷淋头225接地的情况下，具有在例如13.56mhz或60mhz下操作的一个或多个rf产生器的rf电源208可经由中继器207与副电极205耦合，所述中继器207可在其它操作模式期间(诸如在离子研磨操作期间)允许副电极205也接地，尽管若对第一喷淋头225供电，副电极205也可保持浮动。

第二馈送气源(诸如三氟化氮)和氢源(诸如氨气)可从气体分配系统290递送，并且与进气口276耦合，诸如经由虚线224。在此模式下，第二馈送气体可流过第二喷淋头210，并且可在第二腔室区域281中被激励。反应物质可随后传递到第一腔室区域284中以与基板202反应。如进一步示出，对于第一喷淋头225是多通道喷淋头的实施方式，可提供一种或多种馈送气体以与由第二等离子体292产生的反应物质反应。在一个此类实施方式中，水源可与多个孔283耦合。附加构造也可基于所提供的一般说明，但具有重新构造的各种部件。例如，流动分配器或挡板215可为与第二喷淋头210类似的板，并且可定位在副电极205与第二喷淋头210之间。由于在用于产生等离子体的各种构造中，这些板中的任何板可作为电极操作，因此与电介质环220类似的，一个或多个环形或其它形状的间隔件可定位在这些部件中的一个或多个部件之间。第二喷淋头210还可在实施方式中作为离子抑制板来操作，并且可经构造以减少、限制或抑制离子物质穿过第二喷淋头210的流动，而仍允许中性和自由基物质的流动。一个或多个附加喷淋头或分配器可包括在第一喷淋头225与夹盘250之间的腔室中。此种喷淋头可采取先前描述的任何分配板或结构的形状或结构。此外，在实施方式中，远程等离子体单元(未示出)可与进气口耦合以将等离子体流出物提供到腔室以用于各种工艺中。

在实施方式中，夹盘250可沿着距离h2在与第一喷淋头225垂直的方向上移动。夹盘250可在由波纹管225或类似物围绕的致动机构上，以允许夹盘250移动得更接近或更远离第一喷淋头225，来作为控制夹盘250与第一喷淋头225之间的传热的手段，所述第一喷淋头可在80℃至150℃或更高的高温下。因此，蚀刻工艺可通过在第一预定位置和第二预定位置之间相对于第一喷淋头225移动夹盘250来实现。或者，夹盘250可包括提升器251，用于将基板202升高离开夹盘250的顶表面距离h1以控制在蚀刻工艺期间由第一喷淋头225进行的加热。在其它实施方式中，其中在固定温度(例如，诸如约90至110℃)下执行蚀刻工艺，可避免夹盘位移机构。系统控制器(未示出)在蚀刻工艺期间可通过交替地向第一和第二rf耦合的电极对自动供电来交替地激励第一等离子体270和第二等离子体292。

腔室200还可经重新构造来执行沉积操作。等离子体292可在第二腔室区域281中通过rf放电产生，所述rf放电可按针对第二等离子体292描述的任何方式来实现。在沉积期间向第一喷淋头225供电以产生等离子体292的情况下，第一喷淋头225可通过电介质间隔件230与接地的腔室壁240隔离，以便相对于腔室壁电气浮动。在示例性实施方式中，氧化剂馈送气源(诸如分子氧)可从气体分配系统290递送，并且与进气口276耦合。在第一喷淋头225是多通道喷淋头的实施方式中，任何含硅前驱物(例如，诸如omcts)可从气体分配系统290递送，并且被引导至第一腔室区域284中以与来自等离子体292的穿过第一喷淋头225的反应物质反应。或者，含硅前驱物还可与氧化剂一起流过进气口276。腔室200作为一般腔室构造包括在内，所述一般腔室构造可用于参考本技术论述的各种操作。腔室不被认为限于本技术，反而是辅助理解所描述的工艺。在本领域中已知或正开发的若干其它腔室可用于本技术，包括由加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(appliedmaterialsinc.ofsantaclara,california)生产的任何腔室，或可执行下文更详细描述的技术的任何腔室。

转到图3，示出了根据本技术的实施方式的处理腔室300的部分示意图。图3可包括上文关于图2论述的一个或多个部件，并且可示出关于所述腔室的进一步细节。腔室300可用于执行半导体处理操作，包括如先前描述的改性和蚀刻。腔室300可示出半导体处理系统的处理区域的部分视图，并且可以不是包括所有部件，诸如被理解为结合在腔室300的一些实施方式中的先前描述的附加盖堆叠部件。

如所提及，图3可示出处理腔室300的一部分。腔室300可包括喷淋头305，以及基板支撑件310。喷淋头305和基板支撑件310可与腔室侧壁315一起来限定基板处理区域320。基板支撑件可包括导电圆盘325，所述导电圆盘可与电源330电气耦合。电源330可经构造以向导电圆盘325提供能量或电压。这可在半导体处理腔室300的处理区域320内形成前驱物的偏压等离子体。在处理区域内形成的离子可被引导至放置在基板支撑件上的基板。这可通过以下方式产生对已暴露膜的改性：破坏接合结构，以及促进后续蚀刻操作中的移除。

腔室300还可包括与基板支撑件310耦合的等离子体屏蔽件335。等离子体屏蔽件335可经构造以通过中和或消除等离子体流出物来实质上消除穿过等离子体屏蔽件的等离子体泄漏，所述等离子体流出物延伸超过基板支撑件310的径向或横向尺寸。尽管基板支撑件310的导电圆盘325可与电源耦合以产生偏压等离子体，等离子体屏蔽件335可维持在电气接地处以允许中和等离子体物质。由此，如下文将论述，可另外撞击并溅射腔室部件的离子物质可由特定构造的等离子体屏蔽件消除。因此，在一些实施方式中，等离子体屏蔽件335可维持与导电圆盘325电气隔离，电源330可与导电圆盘325耦合。此隔离可由基板支撑件310的一个或多个部件提供。另外，与腔室侧壁315相比，等离子体屏蔽件可缩短经由静电夹盘的接地路径，所述腔室侧壁315在一些实施方式中还可接地。

等离子体屏蔽件335可放置在基板支撑件310的基底上，所述基底可为或包含电介质或其它绝缘材料，所述电介质或其它绝缘材料可至少部分隔离等离子体屏蔽件335与导电圆盘325。另外，隔离器340可绕导电圆盘325外径定位，隔离器340可分离圆盘与等离子体屏蔽件335的内部径向边缘。边缘环345可放置在基板支撑件310上并且可外接导电圆盘325。边缘环在实施方式中可由石英或一些其它电介质或绝缘材料制成，并且可使等离子体屏蔽件335与导电圆盘325进一步绝缘。如所示出，隔离器340可包括凸缘342，所述凸缘可放置在边缘环345的通道344中，从而提供部件的稳定性和耦合。如下文将进一步论述的，边缘环345可随后螺栓连接到等离子体屏蔽件335或以其它方式与屏蔽件耦合。

等离子体屏蔽件335可为环形部件，所述环形部件可在实施方式中从基板支撑件朝向腔室侧壁315向外径向延伸。在一些实施方式中，等离子体屏蔽件335可以不接触腔室侧壁。例如，可在等离子体屏蔽件335与腔室侧壁315之间(诸如从等离子体屏蔽件的径向边缘到腔室侧壁的内半径)维持间隙。与过滤器可从基板支撑件延伸到腔室侧壁的构造相比，本技术可以不提供等离子体屏蔽件335与腔室侧壁315之间的接触，这可允许致动如先前描述的基板支撑件310。例如，基板支撑件310可操作以如先前所述沿着轴升高和降低或以其它方式移动到任何竖直位置，从所示出的第一位置移动到由虚线350标识的第二位置。

处理腔室300还可包括绕腔室侧壁315的内半径定位的衬垫355。衬垫355可在实施方式中部分沿着侧壁315延伸。例如，衬垫355可从邻近喷淋头305的第一位置延伸到邻近虚线350或在虚线350下方的第二位置。等离子体屏蔽件335可在基板支撑件310的顶面下方延伸。由此，当将基板支撑件310升高到由虚线350标识的第二位置时，等离子体屏蔽件335的外边缘可在虚线350的平面下方定位。衬垫355可类似地在虚线350下方延伸到与等离子体屏蔽件335的外边缘的顶表面共面的位置。以此方式，衬垫和等离子体屏蔽件可提供边界，来限制任何流出物或前驱物流过在等离子体屏蔽件335的外部径向边缘与腔室侧壁315的内部径向边缘之间限定的间隙。

图4示出根据本技术的实施方式的示例性等离子体屏蔽件400的示意性俯视平面图。等离子体屏蔽件400可与上文论述的等离子体屏蔽件335类似，但可提供装置的附加特征的视图。等离子体屏蔽件335和等离子体屏蔽件400的特征可在整个本公开内容中可互换地论述。等离子体屏蔽件400在一些实施方式中可为具有内边缘405的环形部件，所述内边缘405绕等离子体屏蔽件400的内部半径限定。等离子体屏蔽件400还可具有绕等离子体屏蔽件400的外部半径限定的外边缘410。等离子体屏蔽件400可由内边缘405与外边缘410之间的宽度表征。等离子体屏蔽件400还可包括在内部半径与外部半径之间限定的内半径415。内半径415可至少部分限定等离子体屏蔽件400的内部区域420与等离子体屏蔽件400的外部区域425之间的边界。

等离子体屏蔽件400可限定穿过等离子体屏蔽件的多个孔430。孔可被包括在等离子体屏蔽件的外部区域425中，并且在一些实施方式中可以不被包括在内部区域420中。如关于图3的等离子体屏蔽件335所示出，等离子体屏蔽件可沿着等离子体屏蔽件的内部区域420的下侧与基板支撑件310的外边缘耦合。另外，边缘环345可与等离子体屏蔽件耦合，并且可放置在所示出的等离子体屏蔽件335的内部区域上。边缘环345可以不延伸超过等离子体屏蔽件的内半径415，以限制对多个孔430的干扰。由此，边缘环345可与等离子体屏蔽件335耦合或耦合到等离子体屏蔽件335，从而允许在部件之间的固定连接以限制在两个部件之间聚集副产物。

在实施方式中多个孔430可绕等离子体屏蔽件400的外部区域425延伸。如下文关于图5的变化论述，多个孔430的每个孔可由穿过等离子体屏蔽件的轮廓表征。该轮廓以及孔的数量和孔的大小可产生数个竞争效应。例如，为了减少或消除等离子体流出物从处理区域传输，可包括具有减小的直径的孔以增加冲击，从而允许中和流出物。然而，随着孔大小减小，可能发生穿过腔室的压力增加。尽管压力增加可进一步减少对腔室部件的撞击，但是压力增加可影响正执行的处理条件。另外，后续工艺也可能受到压力条件增加的影响。

在一些实施方式中，本技术可通过在较低基板支撑件位置处执行后续操作(诸如移除操作)来补偿此压力影响，此举提供到等离子体屏蔽件与腔室侧壁之间的间隙区域的通路。尽管如此，本技术的等离子体屏蔽件可在一个或多个处理操作期间在处理腔室内产生小于或约1torr的压力增加，并且可以导致小于或约500mtorr、小于或约250mtorr、小于或约100mtorr、小于或约90mtorr、小于或约80mtorr、小于或约70mtorr、小于或约60mtorr、小于或约50mtorr、小于或约40mtorr、小于或约30mtorr、小于或约25mtorr、小于或约20mtorr、小于或约15mtorr、小于或约10mtorr、小于或约5mtorr、小于或约2mtorr的压力增加，或者可具有对处理腔室内的压力的有限影响。

孔430可由数个轮廓和大小表征，并且可包括在数个构造中。例如，如所示出，孔430可被包括在绕等离子体屏蔽件400外部区域425的数个同心环中。等离子体屏蔽件可包括任何数量的环，包括孔的1个、2个、3个、4个、5个或更多个环。在实施方式中穿过等离子体屏蔽件的孔可为均匀的，尽管孔可由等离子体屏蔽件上的不同环中的不同大小或轮廓表征。取决于大小和分配(包括等离子体屏蔽件的大小)，等离子体屏蔽件400可限定任何数量的孔，这可基于正改性的腔室或基板。然而，在实施方式中，等离子体屏蔽件400可限定大于或约200个孔、大于或约400个孔、大于或约500个孔、大于或约600个孔、大于或约700个孔、大于或约800个孔、大于或约900个孔、大于或约1,000个孔、大于或约1,500个孔、或更多，尽管孔数量可限于低于或约2,000个孔，或小于或约1,500个孔以确保消除或中和等离子体流出物。

通常，孔可由直径以及深宽比表征，这可取决于孔的轮廓。为了提供等离子体流出物的适当减少或消除，每个孔可由小于或约0.3英寸的最窄横截面处的直径表征，并且可由小于或约0.25英寸、小于或约0.2英寸、小于或约0.15英寸、小于或约0.1英寸、小于或约0.05英寸或更小的直径表征，尽管在实施方式中，最窄横截面可被维持大于或约0.1英寸或更大，以减小相关联的压力增加，这可影响如先前描述的处理操作。深宽比可定义为穿过等离子体屏蔽件的孔高度与孔的最窄横截面处的直径的比。在实施方式中，深宽比可小于或约50:1以减小跨等离子体屏蔽件的压力增加。在一些实施方式中，深宽比可小于或约40:1、小于或约30:1、小于或约20:1、小于或约10:1、小于或约5:1、小于或约1:1或更小，尽管在实施方式中深宽比可被维持大于或约1:1以确保适当消除等离子体流出物。

参见图3的等离子体屏蔽件335的横截面图，连同等离子体屏蔽件400的俯视平面图，在本技术的实施方式中，内部区域420和外部区域425可由不同厚度表征。例如，内部区域420可由等离子体屏蔽件400的第一厚度表征，而外部区域425可由等离子体屏蔽件400的第二厚度表征。在一些实施方式中，第二厚度可小于第一厚度。凹陷的突出部可由等离子体屏蔽件400绕内半径415限定，所述内半径415标识从第一厚度到第二厚度的过渡。通过在内部区域420处包括增加的厚度，可提供在腔室部件之间的更牢固的耦合，所述耦合可限制翘曲。另外，通过维持穿过外部区域425(其中孔430包括在内)的减小的厚度，由等离子体屏蔽件导致的穿过腔室的压力增加可以是有限的。

图5a至图5e示出了根据本技术的实施方式可在等离子体屏蔽件中形成的示例性孔的示意性横截面图。附图提供了孔构造的示例性视图，所述视图意欲示出由本技术的实施方式涵盖的可能的孔设计。应理解，还可使用附加和替代的孔设计。将孔示出为穿过示例性等离子体屏蔽件505延伸，所述示例性等离子体屏蔽件505可为先前描述的等离子体屏蔽件的外部区域425的说明。图5a示出包括锥形部的孔构造，所述锥形部从等离子体屏蔽件505a的第一表面507a延伸到第二表面509a。第一表面在实施方式中可为面对等离子体的，并且在实施方式中可面对喷淋头。

图5b示出包括孔轮廓的等离子体屏蔽件505b的附加示例，所述孔轮廓包括从第一表面507b连接到孔的圆柱形部分的部分锥形部，所述圆柱形部分延伸到第二表面509b。在过渡到圆柱形部分之前，锥形部分可延伸到等离子体屏蔽件内的任何深度。图5a和图5b示出了可通过提供面对所形成的等离子体的锥形面积来提供优于其它设计的改进的离子消除的设计。通过由等离子体流出物中的离子提供用于相互作用的附加表面区域，可提供附加接触，相较于其它设计所述接触可进一步消除离子物质。在其它实施方式中，直圆柱路径可作为每个孔形成，如在图5c中示出。孔可作为圆柱体从等离子体屏蔽件505c的第一表面507c直接延伸到第二表面509c。

图5d示出扩张的孔形成，所述形成可示出图5a的相反构造。例如，所示出的孔可从第一表面507d扩张到第二表面509d。图5e示出扩张设计的变化例，所述设计可为图5b的构造的相反形式。例如，所示出的孔可在过渡到扩张之前作为圆柱孔从第一表面507e或等离子体屏蔽件505e延伸，所述扩张延伸到第二表面509e。过渡可在穿过等离子体屏蔽件的任何深度处发生。

在一些实施方式中，等离子体屏蔽件的一个或多个表面可被涂布以防止溅射或与穿过处理腔室递送的前驱物的其它相互作用。例如，在一些实施方式中，等离子体屏蔽件的所有表面可涂布有一种或多种材料，包括氧化物或其它材料。例如，在一些实施方式中，等离子体屏蔽件可以是或包括铝。涂层可包括一种或多种材料，包括钝化表面以产生阳极化铝。另外，涂层可包括金属氧化物(诸如氧化钇)、电镀涂层(诸如镍镀)、或所形成的涂层(诸如阻挡氧化物、或保形氧化物涂层)。

涂层也可在等离子体屏蔽件的一些表面(诸如面对等离子体的表面)上形成。例如，等离子体屏蔽件335面对喷淋头305的第一表面可在一些实施方式中被涂布，而相对表面可能不被涂布。另外，涂层可在外部区域425的第一表面上并且沿着在内半径415处限定的突出部的侧壁延伸，而内部区域420的表面可保持未被涂布。涂层还可至少部分包括在孔内。例如，对于包括从面对喷淋头的第一表面延伸的锥形部的孔，涂层可沿着穿过孔延伸的锥形部的表面延伸。这些和其它涂层可提供对等离子体屏蔽件的进一步保护而不受腔室中使用的等离子体和其它前驱物的影响。

本技术的腔室和部件可在各种工艺中使用，在所述工艺中等离子体可由腔室的处理区域中的偏压等离子体形成。图6示出根据本技术的实施方式的方法600中的示例性操作。于操作605，所述方法可包括在半导体处理腔室的处理区域内形成前驱物的偏压等离子体。于操作610，所述方法还可包括由偏压等离子体将等离子体流出物引导至在半导体处理腔室内的基板支撑件上定位的基板。于操作615，所述方法还可包括利用等离子体屏蔽件熄灭等离子体流出物。等离子体屏蔽件可以是在整个本技术中论述的任何等离子体屏蔽件，并且等离子体屏蔽件可绕基板支撑件的外部耦合。

通过利用根据本技术的实施方式的等离子体屏蔽件，在基板上来自腔室部件溅射的污染可减少了大于约5％。所述减少可与处理腔室内的材料和其相对于等离子体的位置相关。例如，由于可将铝呈现为腔室内的众多部件，本技术已经显示使铝污染减小了大于80％。另外，已经显示钇和镍污染在包括根据本技术的等离子体屏蔽件的系统中减少了大于90％。可减少的其它金属污染可包括钙、铬、铜、铁、镁、钼、钠、镍、钾、钇和锌。总体而言，因任何此种材料的污染的减少可减少了大于或约10％、大于或约15％、大于或约20％、大于或约25％、大于或约30％、大于或约35％、大于或约40％、大于或约45％、大于或约50％、大于或约55％、大于或约60％、大于或约65％、大于或约70％、大于或约75％、大于或约80％、大于或约85％、大于或约95％、大于或约95％或更大。

当采用根据本技术的等离子体屏蔽件时，针对处理条件的操作窗口可延伸。例如，等离子体功率和压力可影响传送到离子物质的能量。随着压力减小，平均自由路径可增加，这可导致由离子保持更多能量，从而致使腔室部件的撞击增加。类似地，增加的功率可将更多能量传送到等离子体物质。在不具有等离子体屏蔽件的情况下，处理条件可限于处理区域内的较高压力和较低等离子体功率。然而，当根据本技术的等离子体屏蔽件包括在内时，操作压力可减小了低于约20mtorr，并且可减小了低于或约15mtorr、低于或约10mtorr、或者低于或约5mtorr。另外，等离子体功率可在一些实施方式中增加了高于约1,000w。由此，可由本技术提供进一步工艺调整。

在先前描述中，出于解释的目的，已经阐述数个细节来提供对本技术的各个实施方式的理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，某些实施方式可在不具有这些细节中的一些细节或具有附加细节的情况下实践。

在已经公开了若干实施方式的情况下，本领域技术人员将了解到可在不脱离实施方式的精神的情况下使用各种修改、替代构造和等效物。另外，尚未描述数种熟知的工艺和元件以避免不必要地混淆本技术。由此，上文描述不应视为限制本技术的范围。

在提供值范围的情况下，应当理解还具体公开了在所述范围的上限和下限之间的每一个中间值，到下限的单位的最小分数，除非上下文已经清楚地指出。在所陈述范围中的任何陈述值或未陈述的中间值与在所述陈述范围中的任何其它陈述值或中间值之间的任何较窄范围包括在内。这些较小范围的上限和下限可单独地包括在所述范围内或排除于所述范围外，且任一个限值、没有一个限值或者两个限值包括在较小范围中的每个范围还包括在内技术内，取决于所陈述范围中的任何具体排除的限值。在所陈述范围包括限值中的一个或两个的情况下，排除这些所包括限值的任一个或两个的范围还包括在内。

如本文和所附权利要求书中使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”包括复数参考，除非上下文另外清楚地指出。因此，例如，提及“一层”包括多个此种层，并且提及“所述前驱物”包括提及一种或多种前驱物和本领域技术人员已知的其等效物，依此类推。

此外，当在本说明书和后文权利要求书中使用时，词语“包含”、“含有”、“包括”旨在规定存在所陈述特征、整数、部件或操作，但所述词语不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、部件、操作、动作或群组。