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TWI762609B - 用於電漿處理設備之台座組合 - Google Patents

用於電漿處理設備之台座組合 Download PDF

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TWI762609B
TWI762609B TW107111036A TW107111036A TWI762609B TW I762609 B TWI762609 B TW I762609B TW 107111036 A TW107111036 A TW 107111036A TW 107111036 A TW107111036 A TW 107111036A TW I762609 B TWI762609 B TW I762609B
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馬汀Ｌ 祖克
王廷豪法蘭克
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美商得昇科技股份有限公司
大陸商北京屹唐半導體科技有限公司
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Abstract

提供可利用於處理設備(如電漿處理設備)的台座組合。在一示範實例中，電漿處理設備可包含具有處理室內部之處理室。設備可包含經配置以在該處理室內部感應電漿之電漿源。設備可包含經配置以在基板處理期間支承處理室內的基板之台座。設備可包含經配置而在基板由台座支承時圍繞基板的外圍而設之聚集環。聚集環可有複數均勻分隔的凹槽。每一凹槽可經配置以嚙合至位在台座上之一相對應的突部。

Description

用於電漿處理設備之台座組合 【優先權主張】
本申請案主張2017年三月三十一日提申之發明名稱為「Pedestal Assembly for Plasma Processing Apparatus」的美國專利臨時申請案第62/479,483號的優先權，該案併入本文以供全面性參考。
本案一般係關於一處理設備(如電漿處理設備)中的台座基板支架。
可使用電漿處理工具來製造諸如積體電路、微機械裝置、平板顯示器及其他裝置之類的裝置。在現代電漿蝕刻應用中使用的電漿處理工具可能需要提供高電漿均勻性及複數電漿控制，其包含獨立電漿曲線、電漿密度、及離子能源控制。在某些情況下，要求該電漿處理工具在許多處理氣體中及在許多不同條件下(如氣流、氣壓等)維持穩定電漿。
可使用台座組合來支承在電漿處理設備或其他處理器具(如熱處理器具)中的基板。台座組合可包含一絕緣體環，其包圍台座底板(baseplate)。該絕緣體環及該台座底板 之間的接觸，對於晶圓處理均勻度而言，可能會有不利的影響。
在電漿處理器具中，能結合該台座組合來使用一聚集環。於基板(如半導體晶圓)處理期間，該聚集環的偏心熱膨脹可能會有不利的影響。例如，該基板邊緣上的不均勻電場導致處理均勻度可能下降。在某些案例中，介於該聚集環及基板之間的縫隙增大的區域中，產生電弧的機率可能會增加。
本發明的態樣及優點，將部分地描述於下文、或可從該描述而自明、或可經由本發明之實行而習得。
本案一示範態樣有關於一電漿處理設備。該電漿處理設備包含一處理室，其具有一處理室內部。該電漿處理設備包含一電漿源，其經配置以在該處理室內部感應一電漿。該設備包含一台座，其經配置以在基板處理期間支承一基板於該處理室內部。該設備包含一聚集環，其經配置而在該基板被支承於該台座上時圍繞該基板的外圍而設。該聚集環能具有複數均勻分隔的凹槽。每一凹槽可經配置以嚙合至位在該台座上的一相對應的突部。
本案另一示範態樣有關於一台座組合。該台座組合可包含一定位盤，其經配置以支承一基板。該台座組合可包含一底板結構，其經配置以支承該定位盤。該底板結構可包含一底絕緣體，其包括一延伸超越該底板結構外徑的外徑對準表面。該底板結構可包含一內絕緣體環，其至少部分地圍繞該底 板結構。該內絕緣體環可有一內徑對準表面，其經配置以接觸該底絕緣體之外徑對準表面。
針對本案示範實施例可做出許多變異及修改。
在參照下文描述及後附權利請求項之下，將會較佳瞭解本發明之這些及其他的特色、態樣及優點。合併至本說明書而構成其一部分的附圖圖解說明本發明的實施例，並連同說明用於解釋本發明的原理。
100:Plasma processing apparatus 電漿處理設備
102:Interior space 內部空間
104:Pedestal assembly 台座組合
106:Substrate 基板
110:Dielectric window 電介質窗
112:Central portion 中央部
114:Angled peripheral portion 有角度的外圍部
120:Showerhead 蓮蓬頭
130:Primary inductive element 初級電感元件
140:Secondary inductive element 二級電感元件
142:Planar coil 平面線圈
144:Magnetic flux concentrator 磁通集中器
150:Unitary body 單體
152:Metal shield portion 金屬屏蔽部
154:First Faraday shield 法拉第屏蔽
160:First RF generator 第一RF產生器
162:Network 網路
170:Second RF generator 第二RF產生器
172:Network 網路
200:Window 窗
202:Puck 定位盤
204:Baseplate structure 底板結構
206:Outer insulator ring 外絕緣體環
208:Inner insulator ring 內絕緣體環
210:Focus ring 聚集環
210:Upper ring structure 上環結構
212:Inner diameter registration surface 內徑對準表面
214:Inner diameter registration surface 內徑對準表面
215:Slot 凹槽
216:First outer diameter registration surface 第一外徑對準表面
218:Peripheral edge 外圍邊緣
220:Upper ring structure 上環結構
220:Focus ring 聚集環
222:Second outer diameter registration surface 第二外徑對準表面
224:Inner diameter registration surface 內徑對準表面
225:Protrusion 突部
226:Outer diameter registration surface 外徑對準表面
228:Peripheral edge 外圍邊緣
228:Inner diameter registration surface 內徑對準表面
230:Clamp ring 夾具環
240:Bottom insulator 底絕緣體
242:Outer diameter registration surface 外徑對準表面
250:Ground shield 接地屏蔽
260:center 中心
對於本項技藝具一般知識者而言完整而可具以實施的揭示內容更加具體地陳述於本說明書的其餘部分，包含對附圖的參照，其中：第一圖描繪依照本案示範實施例之示範電漿處理設備；第二圖描繪依照本案示範實施例之台座組合的部分特寫的橫斷面視圖；第三圖描繪依照本案示範實施例之聚集環底表面的透視圖；第四圖描繪依照本案示範實施例之包含凹槽的聚集環底表面的部分特寫圖；第五圖描繪依照本案示範實施例之台座組合的上環結構頂表面的透視圖；第六圖描繪依照本案示範實施例之包含突部的上 環結構頂表面的部分特寫圖；以及第七圖描繪依照本案示範實施例之台座組合的部分特寫的橫斷面視圖。
現在將詳細參照具體實施例，其一或多個示範例已在圖式中加以圖解。所提出的各示範例是要解釋該等具體實施例，並非要做為本案的限制。事實上，對本項技藝具一般能力者應能輕易看出，在本發明中可有各種修改及變異而不會偏離本發明的範疇及精神。舉例來說，繪出或描述為一具體實施例之某部分的特色，可配合另一具體實施使用，以產出又更進一步的具體實施例。因此，本發明企圖涵蓋此等在後附權利請求項範圍之內的修飾及變異及其等效者。
本案示範態樣係有關於台座組合，其在一處理設備中(如電漿處理設備)，可與台座支架結合使用。一電漿處理設備可包含一處理室。一台座可置於該處理室之內。在電漿處理期間，台座可支承一基板，例如一半導體晶圓。一聚集環可圍繞該台座上基板的外圍，及可用來(例如)降低該基板外圍或附近的電漿處理不均勻度(如蝕刻率)。
依照本案之示範態樣，聚集環可具有一頂表面及一相對的底表面。聚集環可包含在聚集環底表面上的複數分隔凹槽(例如三個分隔的凹槽)。凹槽可徑向地延伸橫越該聚集環底表面的一部分。凹槽可嚙合至位在與處理設備中的台座關聯 的上環結構之頂表面上相對應的突部(如銷)。在某些實施例中，上環結構可由石英材料形成，或由其他在處理期間因低熱膨脹係數而不實質改變形狀之材料形成。
本案之示範態樣可有數個技術效果及優點。例如，在處理期間，當聚集環被加熱並膨脹時，聚集環底表面上的均勻分隔凹槽沿著位在上環結構頂表面中相對應的突部徑向膨脹。結果，在處理期間，聚集環大致維持同心於基板。這可使處理均勻度受到改善，例如在半導體基板外圍上的蝕刻率均勻度受到改善。
在某些實施例中，一台座組合可包含許多被設計以避免與台座元件(如定位盤及底板結構)及包圍台座元件的絕緣體接觸的元件。如一例子，一台座組合可包含一底絕緣體，其具有一稍微延伸超過一台座底板結構外徑的外徑對準表面。該台座組合可包含具有對準表面之一內絕緣體環、一外絕緣體環、一上環結構及/或一聚集環，其配置成減少及/或避免絕緣體與底板結構及定位盤的垂直表面之間的接觸。如此，在處理期間，可使在該台座裝置所支承的基板上的處理均勻度(如蝕刻率)受到改善。
本案的態樣可提供對於電漿處理設備的加強。例如，本案一示範實施例有關一電漿處理設備。電漿處理設備包含一處理室，其具有一處理室內部。處理設備包含一電漿源，其經配置以在該處理室內部感應一電漿。例如在某些實施例 中，電漿源可包含一電感耦合元件，其經配置以在該處理室內部感應一實質電感式的電漿。
電漿處理設備可包含一台座，其經配置以在基板處理期間於處理室內部中支承一基板。該設備包含一聚集環，其經配置而在該基板受到台座之支承時圍繞該基板外圍而置。聚集環具有複數均勻分隔的凹槽。每一凹槽可經配置以嚙合至位在台座上相對應的一突部。
在某些實施例中，每一凹槽沿著聚集環底表面的至少一部分徑向延伸。每一凹槽可均勻地分隔開來，以致於在處理期間的聚集環熱膨脹期間聚集環保持與基板同心。在某些實施例中，複數均勻分隔的凹槽包含三個均勻分隔的凹槽。
在某些實施例中，每一突部位在與台座關聯的上環結構上，例如上環結構的頂表面。上環結構可包含熱膨脹係數小於與聚集環相關聯之熱膨脹係數的材料。例如在某些實施例中，該上環結構可為石英材料。在某些實施例中，每一突部為一銷。
本案之另一示範實施例有關一聚集環。該聚集環可利用於(例如)一電漿處理設備中。聚集環可具有一頂表面及一相對的底表面。該聚集環可包含置於底表面上之複數均勻分隔且徑向延伸的凹槽。
在某些實施例中，聚集環可為實質環狀。聚集環可包含三個均勻分隔且徑向延伸的凹槽。在某些實施例中，每一凹槽可徑向延伸橫越底表面的至少一部分。在某些實施例中，每一凹槽延伸至聚集環的外圍。
本案的再另一示範實施例有關一台座組合。台座組合可利用於(如)一電漿處理設備。台座組合可包含經配置以支承一基板的一定位盤，及經配置以支承定位盤的一底板結構。台座組合可包含一底絕緣體，其具有延伸超越底板結構的外徑之一外徑對準表面。台座組合可包含至少部分圍繞底板結構之一內絕緣體環。絕緣體環可具有經配置以接觸底絕緣體的外徑對準表面之一內徑對準表面。
在某些實施例中，台座組合包含一外絕緣體環。內絕緣體環可包含一第一外徑對準表面，其經配置以接觸與台座組合之外絕緣體環關聯的內徑對準表面。台座組合可包含一上環結構，其圍繞定位盤的至少一部分而置。絕緣體環可具有一第二外徑對準表面，其經配置以接觸與上環結構關聯的內徑對準表面。
在某些實施例中，上環結構可具有一外徑對準表面，其經配置以接觸與一聚集環關聯的內徑對準表面。在某些實施例中，內絕緣體環並未接觸底板結構的垂直表面。
在某些實施例中，上環結構包括複數均勻分隔突部。每一該複數均勻分隔突部可經配置以嚙合至聚集環底表面上所形成的複數分隔凹槽之一者。該複數分隔突部可包含銷。上環結構係石英材料。該複數均勻分隔突部包括三個均勻分隔 的突部。
為了說明及討論的目的，本案的態樣係參照「工件」、「基板」或「晶圓」來討論。本技藝中具通常知識者，在利用本文所提供的揭示內容之下，將會瞭解的是，本案的示範態樣可連同任何半導體基板或其他合適的基板來使用。此外，結合數值所使用的語詞「約」欲指被陳述數值的10%之內。
第一圖依照本案示範實施例描繪電漿處理設備100。為了說明及討論，參照第一圖中描繪的電漿處理設備100來討論本案的態樣。本項技藝中具有通常知識者，在利用本文所提供的揭示內容之下，將能瞭解到，本案的示範態樣可與其他處理器具及/或設備結合使用，而不偏離本案範圍，例如電漿剝除器具、熱處理器具等等。
電漿處理設備100包含界定一內部空間102之一處理室。在內部空間102內，使用一台座組合104來支持一基板106，例如一半導體晶圓。在基板支架104上方安置一電介質窗110，並作為處理室的頂板。電介質窗110包含相對較平坦的中央部112及傾斜的外圍部114。電介質窗110在中央部112內包含一空間，可供一蓮蓬頭120饋入處理氣體至內部空間102。
設備100進一步包含複數電感元件，例如初級電感元件130及二級電感元件140，用於在內部空間120內產生一電感電漿。電感元件130、140可包含線圈或天線元件，當被供應RF功率時會在電漿處理設備100的內部空間102內的處理氣體中感應電漿。例如，一第一RF產生器160可經配置以透過一匹配網路162提供電磁能至初級電感元件130。一第二RF產生器170可經配置以透過一匹配網路172提供電磁能至二級電感元件140。
雖然本案係參照初級電感元件及二級電感元件，但本項技藝中具有通常知識者應可理解到術語初級及二級僅為了方便而使用。二級電感元件可獨立於初級元件來操作。初級元件可獨立於二級電感元件來操作。此外，在某些實施例中，該電漿處理設備可只具有一單一的電感耦合元件。
依照本案之態樣，設備100可包含一金屬屏蔽部152，圍繞二級電感元件140而置。金屬屏蔽部152將該初級電感元件130及二級電感元件140隔離，以降低電感元件130、140之間的串音。設備100可進一步包含一第一法拉第屏蔽154，其位於初級電感元件130及電介質窗110之間。第一法拉第屏蔽154可為一有槽的金屬屏蔽，其降低初級電感元件130及處理室102之間的電容耦合。如圖所示，第一法拉第屏蔽154可貼合該電介質窗110的傾斜部。
在某些實施例中，為了簡化製程或其他目的，金屬屏蔽152及第一法拉第屏蔽154可形成一單體150。初級電感元件130的多匝線圈可置於單體金屬屏蔽/法拉第屏蔽150的法拉第屏蔽部154旁。二級電感元件140可置於金屬屏蔽/法拉第屏蔽單體150之金屬屏蔽部152附近，例如介於金屬屏蔽部152 及該電介質窗110之間。
初級電感元件130及二級電感元件140在金屬屏蔽152相對側上的排列，允許初級電感元件130及二級電感元件140具有獨特的結構配置並執行不同功能。例如，初級電感元件130可包含位在處理室外圍部旁的多匝線圈。初級電感元件130在固有瞬態點火階段期間可用來產生基本電漿及可靠的啟動。初級電感元件130可耦合至一RF產生器及自動調協匹配網路，並可在增加的RF頻率操作，如在約13.56MHz。
二級電感元件140可用於校正及支持功能及改善穩定狀態操作期間的電漿穩定度。由於該二級電感元件140主要用於校正及支持性功能及改善穩定狀態操作期間的電漿穩定度，所以二級電感元件140並不如同第一電感元件140一般耦合至強大的RF產生器，及可有不同設計及成本有效率，以克服與先前設計有關的困難。如下文中詳細討論者，二級電感元件140也可在較低頻率下操作，例如在約2MHz，允許二級電感元件140成為非常的小型，及可置於電介質窗頂部上的有限空間內。
可在不同頻率之下操作初級電感元件130及二級電感元件140。頻率可有充足的差異，以降低初級電感元件130及二級電感元件140之間的串音。例如，施加到該初級電感元件130的頻率可比施加到二級電感元件140頻率大1.5倍。在某些實施例中，施加到初級電感元件130的頻率可約13.56MHz， 及施加到二級電感元件140的頻率可在約1.75MHz至約2.15MHz之間。也可使用其他合適的頻率，如約400kHz、約4MHz、及約27MHz。雖然參照以高於二級電感元件140的頻率來操作初級電感元件130來討論本案，但是本項技藝具有通常知識者在使用本文所提供的揭示內容之下，應瞭解可以較高的頻率來操作二級電感元件140而不偏離本案範圍。
二級電感元件140可包含一平面線圈142及一磁通集中器144。可由肥粒鐵材料製成磁通集中器144。磁通集中器與合適線圈一同使用可提供二級電感元件140高電漿耦合及優良的能量轉移效率，並可明顯地降低其與金屬屏蔽150的耦合。在二級電感元件140上使用較低的頻率，如約2MHz，可增加皮層，其也改善電漿加熱效率。
依照本案之態樣，不同的電感元件130及140可執行不同功能。具體地，在點火期間可使用初級電感元件130來執行電漿生產的基本功能及針對二級電感元件140提供足夠的引火(priming)。初級電感元件130可耦合至電漿及接地的屏蔽兩者，以穩定電漿電位。與第一電感元件130關聯的第一法拉第屏蔽154避免窗噴濺，並可用來供應至接地之耦合。
可在有初級電感元件130所提供之優良電漿引火下操作額外的線圈，如此，對於電漿有較佳的優良電漿耦合及優良能量轉移效率。包含磁通集中器144的二級電感元件140提供磁通至電漿容量的優良轉移，同時從周圍金屬屏蔽150優 良地去耦合二級元件140。使用二級電感元件140的磁通集中器144及對稱驅動進一步降低線圈端及周圍接地元件之間的電壓振幅。這可降低圓頂噴濺，但同時提供至電漿的一些小的電容耦合，其可用來協助點火。在某些實施例中，可與本二級電感元件140接合使用一第二法拉第屏蔽以降低二級電感元件140的電容耦合。
第二圖描繪相對應第一圖之窗200的台座組合104之一部分的特寫圖。如所示者，台座組合104可包含一定位盤202，其經配置以支承一基板106，例如一半導體晶圓。在某些實施例中，該定位盤202可包含一靜電夾頭，其具有一或更多經配置以透過靜電電荷來持住該基板的夾持電極。定位盤202也可包含一溫度調節系統(如流體通道、電加熱器等)，可用來控制基板106上的溫度曲線。
台座組合104可包含許多其他結構元件。例如，台座104可包含一底板結構204，其具有經配置來支持該定位盤202的一或更多台座底板。台座組合104可包含圍繞台座底板204而設的一內絕緣體環208及一外絕緣體環206。
台座104可進一步地包含一上環結構220。可圍繞定位盤202的至少一部分設置上環結構220。上環結構220可設置於外絕緣體環206的頂部。可用具有低熱膨脹係數的材料來形成上環結構220。例如，上環結構220可為石英材料。
如第二圖所繪，可相對於台座104安置一聚集環210，以致於聚集環210圍繞基板106。可與基板106同心地安置該聚集環210，使聚集環210的中心(例如由聚集環210所界定的內部空間)對應到基板106的中心(如距離基板中心約20mm之內，如離基板中心約10mm、如離基板中心約5mm)。
依照本案的示範態樣，聚集環210可包含在基板106處理期間有助於使聚集環210相對於該基板106維持同心的特色。例如，聚集環210可包含經配置以嚙合從上環結構220延伸之突部225(如銷)的均勻分隔且徑向延伸的凹槽215。
更具體地，第三圖繪出聚集環210底表面的透視圖。如圖示，聚集環210底表面包含位在該聚集環210底表面上的三個均勻分隔的凹槽215。第三圖繪出三個均勻分隔的凹槽215。在電漿處理期間發生的熱膨脹期間，三個均勻分隔凹槽215能在維持該聚集環210同心於該基板106方面提供改良效果。但是，本項技藝具通常知識者在使用本文所提供之揭示內容之下將瞭解該聚集環210可包含更多的凹槽215而不偏離本案範圍。
第四圖繪出包含一示範凹槽215之聚集環210底表面一部分的特寫圖。如圖示，凹槽215以徑向延伸(從聚集環中心徑向地延伸至聚集環外圍)，橫越聚集環210的底表面。如本文所使用者，如第三圖所示，一凹槽徑向延伸或在徑向中延伸係當凹槽具有以由自聚集環210中心260延伸至聚集環外圍邊緣218的半徑所界定的方向來延伸的維度(如長度或寬度)。由 第三圖中的「r」方向界定一示範徑向。
參照第四圖，凹槽215在徑向中延伸橫越聚集環210底表面的一部分。凹槽215延伸橫越聚集環210底表面一部分，以致凹槽215延伸至聚集環210的外圍邊緣218。如下文將詳細討論者，該凹槽215可有經配置以容納及/或嚙合至在與台座關聯之上環結構中所界定的突部的形狀。
更具體地，第五圖繪出依照本案的示範實施之上環結構220頂表面的透視圖。如所示，上環結構220包含從上環結構220頂表面延伸之複數均勻分隔的突部225(如銷)。第五圖繪出三個均勻分隔的突部225。均勻分隔突部225的數目可對應聚集環210底表面中所界定之凹槽215的數目。
第六圖繪出一包含示範突部225之上環結構220頂表面的一部分的特寫圖。可由與上環結構220相同的材料(如石英材料)形成該突部。突部225可與上環結構220一體成形。如所示，突部225在上環結構220的外圍邊緣228自上環結構220延伸。依照本案示範態樣，突部225可有互補於及/或經配置以嚙合至界定在聚集環210底表面中之凹槽215的形狀。
參照第二圖，在聚集環210熱膨脹期間(如電漿蝕刻處理期間)，凹槽215將引導聚集環210沿著突部225以均勻方式膨脹，如此，聚集環210相對於基板106保持同心。例如，上環部220可為具有熱膨脹係數小於聚集環210之熱膨脹係數的材料。在某些實施例中，上環部220線性熱膨脹係數可在約0.25 至約0.75範圍內，如約0.55。在處理期間，聚集環210將會膨脹。然而，包含突部225的上環部220相對於該聚集環210將維持相對靜止。
於膨脹期間，當凹槽215相對突部225滑動時，上環結構220中的突部225將引導聚集環210的膨脹。均勻分隔的凹槽215及突部225將強迫該聚集環210以更均勻的方式的膨脹，如此，該聚集環210維持與基板106同心。這在基板處理期間使處理均勻度增加。例如，可改善在基板106外圍上的蝕刻率(相對於不均勻膨脹的聚集環210)。
第七圖繪出依照本案示範實施例之台座組合104的一部分的特寫圖。如所示，台座組合104可包含經配置以支持基板106(如半導體晶圓)的定位盤。在某些實施例中，定位盤202可包含具有經配置以透過靜電荷來持住基板的夾具電極的靜電夾頭。定位盤202也可包含可用於控制基板106上之溫度曲線的溫度調節系統(如流體通道、電加熱器等)。
台座裝置104可包含許多其他的結構元件。例如，台座104可包含具有經配置以支持定位盤202之一或更多台座底板204的底板結構。台座組合104可包含圍繞台座底板204而設的內絕緣體環208及外絕緣體環206。台座組合104可包含位在底板結構204下方的底絕緣體240。台座組合104可進一步包含夾具環230及接地屏蔽250。可將接地屏蔽250接地。
台座104可進一步地包含一上環結構220。上環結 構220可圍繞定位盤202至少一部分設置。上環結構220可置於外絕緣體環206頂部。可用具有低熱膨脹係數之材料形成上環結構220。例如，上環結構220可為石英材料。聚集環210可設置於該環結構頂部，如此，聚集環210圍繞基板106。
依照本案之示範態樣，台座組合104的元件可包含許多對準表面，以致內絕緣體環208不接觸底板結構204的任一垂宜表面。此外，上環結構220及聚集環210不接觸定位盤202的任一垂直表面。在基板106處理期間，這可能使處理均勻度受到改善。
更具體地，底絕緣體240可包含稍微延伸超過底板結構204外徑的外徑對準表面242。內絕緣體環208包含經配置以嚙合或接觸底絕緣體240之外徑對準表面242的內徑對準表面212。
內絕緣體環208可進一步地包含一第一外徑對準表面216。可配置該第一外徑對準表面216以接觸或嚙合與外絕緣體環206關聯的內徑對準表面214。內絕緣體環208可進一步包含一第二外徑對準表面222。可配置該第二外徑對準表面222以嚙合或接觸與上環結構220關聯的內徑對準表面224。
上環結構220可包含一外徑對準表面226。可配置外徑對準表面226以嚙合或接觸與聚集環210關聯的內徑對準表面228。如此，內絕緣體208、上環結構220及聚集環210避免接觸底板結構204及定位盤202的垂直表面。
本項技藝具有通常知識者可實際完成針對本發明的這些及其他修改型及變異型而不偏離本發明精神及更精確地在後附權利請求項中更加具體陳述的範圍。此外，應該瞭解許多實施例的態樣可全部或部分地互換。進一步地，本項技藝具有通常知識者將可理解前文描述只是作為示範而已並不企圖限制如該後附權利請求項進一步陳述的本發明。
210:Focus ring 聚集環
210:Upper ring structure 上環結構
215:Slot 凹槽
260:center 中心
218:Peripheral edge 外圍邊緣

Claims (15)

  1. 一種電漿處理設備，包括：一處理室，具有一處理室內部；一電漿源，經配置以在該處理室內部感應一電漿；一台座，經配置以在一基板處理期間支承該處理室內部中的該基板；一聚集環，經配置而在該基板受到該台座支承時圍繞該基板的外圍而設；其中該聚集環具有複數分隔凹槽，每一凹槽配置以嚙合至位在該台座上複數個突部的一相對應的突部，且其中具有複數突部之該台座的一部分包含一石英材料，其具有一熱膨脹係數小於與聚集環相關聯的一熱膨脹係數。
  2. 如申請專利範圍第1項的設備，其中每一凹槽沿著該聚集環之一底表面的至少一部分徑向延伸。
  3. 如申請專利範圍第1項的設備，其中該複數分隔凹槽均勻分隔，以致在處理期間該聚集環的熱膨脹期間，該聚集環維持與該基板同心。
  4. 如申請專利範圍第3項的設備，其中該複數均勻分隔凹槽包括三個均勻分隔的凹槽。
  5. 如申請專利範圍第1項的設備，其中每一突部位於與該台座關聯的一上環結構上。
  6. 如申請專利範圍第5項的設備，其中該上環結構包括一材 料，其熱膨脹係數小於與該聚集環關聯的熱膨脹係數。
  7. 如申請專利範圍第6項的設備，其中該上環結構包括一石英材料。
  8. 如申請專利範圍第1項的設備，其中每一突部係一銷。
  9. 如申請專利範圍第1項的設備，其中該電漿源包括一電感耦合元件，其經配置以在該處理室內部感應一實質電感式的電漿。
  10. 一種聚集環，該聚集環包括：一頂表面；相對於該頂表面之一底表面；置於該底表面上之複數均勻分隔的凹槽，其中該複數凹槽的每一個係經配置用來配合一凸部，該凸部延伸自與一台座關聯的一上環結構，該台座經配置用以支承一處理設備中的一基板，且其中與該聚集環相關聯的一熱膨脹係數大於與該上環結構相關聯的一熱膨脹係數。
  11. 如申請專利範圍第10項的聚集環，其中該聚集環包括三個均勻分隔且徑向延伸的凹槽。
  12. 如申請專利範圍第10項的聚集環，其中每一凹槽徑向地延伸橫越該底表面的至少一部分。
  13. 如申請專利範圍第12項的聚集環，其中每一凹槽延伸至該聚集環的一外圍。
  14. 一種可供使用於一處理設備中的台座組合，該台座組合包 括：一定位盤，經配置以支承一基板；一底板結構，經配置以支承該定位盤；一底絕緣體，包括延伸超過該底板結構的一外徑之一外徑對準表面；一內絕緣體環，至少一部分地包圍該底板結構，該內絕緣體環係具有一延伸超過出該內絶緣體環一內徑的內徑對準表面，一延伸超過出該內絶緣體環一外徑的第一外徑對準表面，以及一延伸超過出該內絶緣體環之該外徑的第二外徑對準表面，該內徑對準表面係經配置以接觸該底絕緣體的該外徑對準表面，如此使得該內絶緣體環不會與該底板結構的一垂直表面接觸；一上環結構，設置圍繞該定位盤的至少一部分，該上環結構具有一內徑對準表面，其係經配置用以與該內絶緣體環的該第二外徑對準表面接觸；以及一外絶緣體環，該外絶緣體環具有一內徑對準表面，該內絶體緣環的第一外徑對準表面係經配置用以與該外絶緣體環的該內徑對準表面接觸，如此在該內絶緣體環的該外徑與該外絶緣體環的該內徑對準表面之間形成一縫隙。
  15. 如申請專利範圍第14項的台座組合，其中該上環結構具有一外徑對準表面，其經配置以接觸與一聚集環關聯的一內徑對準表面。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018140123A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 株式会社三洋物産 遊技機
JP2018140126A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 株式会社三洋物産 遊技機
JP2018140124A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 株式会社三洋物産 遊技機
WO2018183243A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Mattson Technology, Inc. Pedestal assembly for plasma processing apparatus
JP7359000B2 (ja) * 2020-01-20 2023-10-11 東京エレクトロン株式会社 基板を処理する装置、及び基板を処理する方法
JP7530807B2 (ja) * 2020-11-13 2024-08-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ処理システム及びエッジリングの位置合わせ方法
CN112435913B (zh) * 2020-11-23 2024-04-12 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体设备及其下电极
KR102464460B1 (ko) * 2020-12-22 2022-11-09 (주)원세미콘 반도체 식각장치의 플라즈마 쉬라우드 링 및 그 체결방법
US12159770B2 (en) 2020-12-28 2024-12-03 Beijing E-town Semiconductor Technology Co., Ltd. Cooled shield for ICP source
KR102540773B1 (ko) * 2021-01-19 2023-06-12 피에스케이 주식회사 패러데이 실드 및 기판 처리 장치
KR102491002B1 (ko) * 2021-06-28 2023-01-27 세메스 주식회사 링 부재 및 이를 가지는 기판 처리 장치
CN117813680A (zh) * 2021-08-12 2024-04-02 朗姆研究公司 提供对称射频返回路径的工艺模块室
EP4148774A1 (en) * 2021-09-08 2023-03-15 Mattson Technology, Inc. Conductive member for cleaning focus ring of a plasma processing apparatus
CN120565385A (zh) * 2021-09-08 2025-08-29 北京屹唐半导体科技股份有限公司 用于清洁等离子体加工设备的聚焦环的导电构件
CN115799034B (zh) * 2022-12-01 2024-12-17 拓荆科技股份有限公司 具有聚焦环的下电极组件及半导体沉淀设备

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6521292B1 (en) * 2000-08-04 2003-02-18 Applied Materials, Inc. Substrate support including purge ring having inner edge aligned to wafer edge
WO2004027815A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Lam Research Corporation Plasma apparatus with device for reducing polymer deposition on a substrate and method for reducing polymer deposition
KR20050074701A (ko) * 2004-01-14 2005-07-19 삼성전자주식회사 반도체 제조설비의 포커스링 고정장치
KR20060018338A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 동부아남반도체 주식회사 웨이퍼 고정용 정전척
TW201134316A (en) * 2009-09-08 2011-10-01 Tokyo Electron Ltd Stable surface wave plasma source
TW201216359A (en) * 2010-06-28 2012-04-16 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and plasma processing method
TW201401367A (zh) * 2012-03-15 2014-01-01 蘭姆研究公司 於快速氣體切換有用之電漿蝕刻室用腔室塡充物套組
JP2014007215A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Tokyo Electron Ltd 被処理体の処理装置及び被処理体の載置台
TW201511067A (zh) * 2013-04-05 2015-03-16 蘭姆研究公司 半導體製造用之內部電漿格柵
US20150107773A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-23 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6022809A (en) 1998-12-03 2000-02-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Composite shadow ring for an etch chamber and method of using
US6466426B1 (en) * 1999-08-03 2002-10-15 Applied Materials Inc. Method and apparatus for thermal control of a semiconductor substrate
US6630053B2 (en) * 2000-08-22 2003-10-07 Asm Japan K.K. Semiconductor processing module and apparatus
US20030000647A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Applied Materials, Inc. Substrate processing chamber
US7381293B2 (en) 2003-01-09 2008-06-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Convex insert ring for etch chamber
CN1777691B (zh) 2003-03-21 2011-11-23 东京毅力科创株式会社 用于减少处理过程中基片背部的淀积的方法和装置
KR100578129B1 (ko) * 2003-09-19 2006-05-10 삼성전자주식회사 플라즈마 식각 장치
US7338578B2 (en) 2004-01-20 2008-03-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Step edge insert ring for etch chamber
JP2005154271A (ja) 2005-02-07 2005-06-16 Atsumi Yamamoto 合わせガラス
JP2008078208A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
KR101573962B1 (ko) * 2008-08-19 2015-12-02 램 리써치 코포레이션 정전척용 에지 링
KR101592061B1 (ko) * 2008-10-31 2016-02-04 램 리써치 코포레이션 플라즈마 프로세싱 챔버의 하부 전극 어셈블리
WO2010090948A1 (en) 2009-02-04 2010-08-12 Mattson Technology, Inc. Electrostatic chuck system and process for radially tuning the temperature profile across the surface of a substrate
JP5429796B2 (ja) * 2009-08-25 2014-02-26 キヤノンアネルバ株式会社 マスク位置合わせ機構及びマスク位置合わせ方法並びに真空処理装置
US9443753B2 (en) * 2010-07-30 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Apparatus for controlling the flow of a gas in a process chamber
KR101927821B1 (ko) 2010-12-17 2019-03-13 맷슨 테크놀로지, 인크. 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스
JP2012151414A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Toshiba Corp プラズマ処理装置
JP5665726B2 (ja) * 2011-12-14 2015-02-04 株式会社東芝 エッチング装置およびフォーカスリング
KR101614093B1 (ko) 2012-05-30 2016-04-20 맷슨 테크놀로지, 인크. 마이크로 렌즈의 형성 방법
JP2015065024A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 株式会社ニコン プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および環状部材
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
US10910195B2 (en) * 2017-01-05 2021-02-02 Lam Research Corporation Substrate support with improved process uniformity
WO2018183243A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Mattson Technology, Inc. Pedestal assembly for plasma processing apparatus

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6521292B1 (en) * 2000-08-04 2003-02-18 Applied Materials, Inc. Substrate support including purge ring having inner edge aligned to wafer edge
WO2004027815A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Lam Research Corporation Plasma apparatus with device for reducing polymer deposition on a substrate and method for reducing polymer deposition
KR20050074701A (ko) * 2004-01-14 2005-07-19 삼성전자주식회사 반도체 제조설비의 포커스링 고정장치
KR20060018338A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 동부아남반도체 주식회사 웨이퍼 고정용 정전척
TW201134316A (en) * 2009-09-08 2011-10-01 Tokyo Electron Ltd Stable surface wave plasma source
TW201216359A (en) * 2010-06-28 2012-04-16 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and plasma processing method
TW201401367A (zh) * 2012-03-15 2014-01-01 蘭姆研究公司 於快速氣體切換有用之電漿蝕刻室用腔室塡充物套組
JP2014007215A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Tokyo Electron Ltd 被処理体の処理装置及び被処理体の載置台
TW201511067A (zh) * 2013-04-05 2015-03-16 蘭姆研究公司 半導體製造用之內部電漿格柵
US20150107773A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-23 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR102251664B1 (ko) 2021-05-14
CN110462781B (zh) 2022-03-11
TW201838484A (zh) 2018-10-16
JP7239637B2 (ja) 2023-03-14
JP7065875B2 (ja) 2022-05-12
US20180286639A1 (en) 2018-10-04
KR20190112826A (ko) 2019-10-07
US11195704B2 (en) 2021-12-07
WO2018183243A1 (en) 2018-10-04
JP2020512699A (ja) 2020-04-23
JP2021145139A (ja) 2021-09-24
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