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TWI720033B - 用以防止冷卻氣體點火之靜電夾頭設計 - Google Patents

用以防止冷卻氣體點火之靜電夾頭設計 Download PDF

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TWI720033B
TWI720033B TW105133369A TW105133369A TWI720033B TW I720033 B TWI720033 B TW I720033B TW 105133369 A TW105133369 A TW 105133369A TW 105133369 A TW105133369 A TW 105133369A TW I720033 B TWI720033 B TW I720033B
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TW201725653A (zh
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亞歷山大 馬堤育斯金
艾力西 瑪瑞卡塔諾
約翰 派翠克 霍藍德
凱伊斯 高夫
菲力克斯 柯札維奇
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美商蘭姆研究公司
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Abstract

呈現半導體製造設備之腔室中用以消除冷卻氣體點火的靜電夾頭(ESC)。晶圓支持件包括：連接至射頻功率來源的底座；介電性區塊；用以冷卻晶圓之底部的氣體供應通道；以及第一與第二電極。介電性區塊位在底座的上方並在當晶圓存在時支持晶圓。第一電極嵌入介電性區塊的上半部之中，其中第一電極的頂部表面實質上平行於介電性區塊的頂部表面，且第一電極連接至DC功率來源。再者，第二電極嵌入介電性區塊的下半部之中，第二電極電氣連接至第一電極，其中第二電極的底部表面實質上平行於底座的頂部表面。

Description

用以防止冷卻氣體點火之靜電夾頭設計
本案實施例係關於用以改善靜電夾頭(ESC)之設計的系統、方法、及程式，且更具體而言，係關於用以消除ESC中冷卻氣體點火的系統、方法、及程式。
某些新的半導體製程利用非常高射頻(RF)的功率來產生電漿。與使用較低RF功率位準的先前解決辦法相比，高RF功率增加施加至靜電夾頭(ESC)(在本文中亦稱為夾頭或晶圓載盤)的總電壓與RF電流。
此外，某些新的電漿蝕刻處理要求比先前所使用的明顯低更多的RF頻率(例如2MHz或更低)。較低的RF頻率導致施加跨於ESC陶瓷上的RF電壓增加。施加跨於陶瓷上的高電壓可能造成晶圓與底座之間的放電(亦即，電弧)，且可能引燃氣體供應孔中的熱傳氣體(例如He)。此現象亦普遍稱為氣體點火。
ESC中的電弧可能對ESC造成破壞及/或對其他腔室元件造成破壞。再者，此種電弧在某些情況下會導致製程干擾。ESC的損壞有時候快速、激烈、而容易偵測，但其他時候為漸進式劣化，可能不知不覺地影響複數晶圓，且對晶圓的破壞在製程的後階段才能被偵測。
實施例係在此背景中產生。
呈現半導體製造設備之腔室中用以消除冷卻氣體點火的靜電夾頭(ESC)。晶圓支持件包括：連接至射頻功率來源的底座；介電性區塊；用以冷卻晶圓之底部的氣體供應通道；以及第一與第二電極。該介電性區塊位在該底座的上方，且在腔室的操作期間支持晶圓。該第一電極嵌入該介電性區塊的上半部之中，其中該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，且該第一電極連接至直流(DC)功率來源。再者，該第二電極嵌入該介電性區塊的下半部之中，該第二電極電氣連接至該第一電極，其中該第二電極的底部表面實質上平行於該底座的頂部表面。
應知悉本案實施例可以許多方式實行，例如方法、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒介上的電腦程式。若干實施例描述如下。
一概略態樣包括位於一半導體製造設備之一腔室中的一晶圓支持結構，該晶圓支持結構包括連接至一射頻(RF)功率來源的一底座、一介電性區塊、複數氣體供應通道、第一電極、以及第二電極。該介電性區塊位在該底座的上方，該介電性區塊具有與該底座介接的一底部表面以及用以在一晶圓存在時支持該晶圓的一頂部表面。該複數氣體供應通道設置在該底座中並且從該底座通過該介電性區塊而延伸至鄰近該介電性區塊之頂部表面的一位置。該第一電極嵌入該介電性區塊的上半部之中，該第一電極鄰近且位在該介電性區塊之頂部表面的下方，其中該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，其中該第一電極連接至一直流(DC)功率來源。該第二電極嵌入該介電 性區塊的下半部之中，該第二電極鄰近且位在該底座之頂部表面的上方，使得該介電性區塊中一分開距離界定於該第一電極與該第二電極之間，該第二電極電氣連接至該第一電極，其中該第二電極的底部表面實質上平行於該底座的頂部表面。
實行例可包括一或更多如下特徵。如所述之晶圓支持結構，其中該介電性區塊包括一陶瓷定位盤以及一接合層，該接合層將該陶瓷定位盤接合至該底座。如所述之晶圓支持結構，其中該第二電極通過嵌入該介電性區塊之中的一或更多垂直穿孔而連接至該第一電極，該一或更多垂直穿孔設置在該第一電極的下方並鄰近該第一電極的周部。如所述之晶圓支持結構，其中第一電容形成在該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間；且第二電容形成在該第二電極的底部表面與該底座的頂部表面之間。如所述之晶圓支持結構，其中對通過該介電性區塊的RF功率之阻抗與該第一電容及該第二電容相關。如所述之晶圓支持結構，其中該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，其中從該第二電極到該底座之距離範圍為1mm到3mm。在一實施例中，從該第一電極到該第二電極的距離大於從該介電性區塊的頂部表面到該第一電極的距離；且從該第一電極到該第二電極的距離大於從該第二電極到該底座的距離。如所述之晶圓支持結構，其中該底座為傳導性，其中該介電性區塊為非傳導性。如所述之晶圓支持結構，其中該底座未連接至該DC功率來源。如所述之晶圓支持結構，其中該第二電極嵌入該介電性區塊的上半部之中。如所述之晶圓支持結構，其中該第二電極通過嵌入該介電性區塊之中的一或更多垂直穿孔而連接至該底座，該一或更多垂直穿孔設置在該第一電極的下方並鄰近該第一電極的周部。如所述之晶圓支持結構，其中 該第二電極通過嵌入該介電性區塊之中的一傳導性柱狀結構而連接至該底座，該傳導性柱狀結構圍繞該複數氣體供應通道。如所述之晶圓支持結構，其中一電容形成在該介電性區塊的頂部表面與該第二電極的頂部表面之間。如所述之晶圓支持結構，其中對通過該介電性區塊的RF功率之阻抗與該電容相關。如所述之晶圓支持結構，其中該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，其中從該第一電極到該第二電極之距離範圍為0.3mm到3mm。如所述之晶圓支持結構，其中該底座未連接至該DC功率來源。所述技術的實行可包括硬體、方法或處理、或電腦可存取媒體上的電腦軟體。
一概略態樣包括位於一半導體製造設備之一腔室中的一晶圓支持結構，該晶圓支持結構包括連接至一射頻(RF)功率來源的一底座。該晶圓支持結構亦包括一介電性區塊，位在該底座的上方，該介電性區塊具有與該底座介接的一底部表面以及用以在一晶圓存在時支持該晶圓的一頂部表面，該介電性區塊包括一陶瓷定位盤以及一接合層，該接合層位在該陶瓷定位盤之下方及該底座之上方。該晶圓支持結構亦包括複數氣體供應通道，設置在該底座中並且從該底座通過該介電性區塊而延伸至鄰近該介電性區塊之頂部表面的一位置。該晶圓支持結構亦包括第一電極，嵌入該介電性區塊的上半部之中，該第一電極鄰近且位在該介電性區塊之頂部表面的下方，其中該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，其中該第一電極通過一垂直連接件而連接至位在該底座之下方的一直流(DC)功率來源。該晶圓支持結構亦包括第二電極，嵌入該介電性區塊的下半部之中，該第二電極鄰近且位在該底座之頂部表面的上方，使得該介電性區塊中一分開距離界定於該第一電極與該第二電極之 間，該第二電極通過複數垂直傳導性穿孔而電氣連接至該第一電極，其中該第二電極的底部表面實質上平行於該底座的頂部表面。
一概略態樣包括位於一半導體製造設備之一腔室中的一晶圓支持結構，該晶圓支持結構包括連接至一射頻(RF)功率來源的一底座。該晶圓支持結構亦包括一介電性區塊，位在該底座的上方，該介電性區塊具有與該底座介接的一底部表面以及用以在一晶圓存在時支持該晶圓的一頂部表面。該晶圓支持結構亦包括複數氣體供應通道，設置在該底座中並且從該底座通過該介電性區塊而延伸至鄰近該介電性區塊之頂部表面的一位置。該晶圓支持結構亦包括第一電極，嵌入該介電性區塊的上半部之中，該第一電極鄰近且位在該介電性區塊之頂部表面的下方，其中該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，其中該第一電極連接至一直流(DC)功率來源。該晶圓支持結構亦包括第二電極，嵌入該介電性區塊之中，該第二電極鄰近且位在該第一電極的下方，使得該介電性區塊中一分開距離界定於該第二電極與該底座之間，該第二電極電氣連接至該底座(連接至該RF功率來源)，其中該第二電極的底部表面實質上平行於該底座的頂部表面。此態樣的其他實施例包括對應的電腦系統、設備、及收錄在一或更多電腦儲存裝置上的電腦程式，其各配置以執行方法的動作。
實行例可包括一或更多如下特徵。如所述之晶圓支持結構，其中該第二電極嵌入該介電性區塊的上半部中。如所述之晶圓支持結構，其中該第二(RF)電極通過嵌入該介電性區塊之中的一或更多垂直穿孔而連接至該底座，該一或更多垂直穿孔設置在該第一(DC)電極的下方並鄰近該第一(DC)電極的周部。如所述之晶圓支持結構，其中該第二(RF)電極通過嵌入該介電性區塊之中的一傳導性柱狀結構而連接至該底座。如所述之晶圓支持結構，其中一電容形成在該 介電性區塊的頂部表面與該第二電極(RF)的頂部表面之間。如所述之晶圓支持結構，其中對通過該介電性區塊的RF功率之阻抗與該電容相關。如所述之晶圓支持結構，其中該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，其中從該第一電極到該第二電極之距離範圍為0.3mm到3mm。如所述之晶圓支持結構，其中該底座未連接至該DC功率來源。所述技術的實行可包括硬體、方法或處理、或電腦可存取媒體上的電腦軟體。
從如下結合隨附圖式的詳細描述，其他實施態樣將變得顯而易見。
102:ESC
104:晶圓
106:DC電極
108:陶瓷定位盤
110:接合層
112:介電性區塊
114:底座
116:C鑽孔
118:RF功率來源
120:DC功率來源
122:氦氣配送通道
124:上電極
125:垂直連接件
126:腔室
128:腔壁內襯
130:侷限環
132:電漿
134:邊緣環
136:泵浦
138:控制器
140:氣體來源
200:ESC
202:第二電極
204:穿孔連接件
206:柱狀傳導性結構
300:ESC
302:電容分壓器
400:ESC
402:RF電極
404:穿孔連接件
404A:接觸表面
406:RF密合墊
408:傳導性環狀體
410:傳導性柱狀體
500:ESC
502:穿孔連接件
502A:接觸表面
504:密合墊
600:ESC
602:RF電極
604:端接連接件
800:電腦系統
804:CPU
806:RAM
808:系統控制器程式
810:匯流排
812:ROM
814:大量儲存裝置
818:顯示器
820:I/O介面
822:鍵盤
824:游標控制器
830:網路介面
832:網路
834:可移除式媒體裝置
d 1-5 :高度/距離
C 1-4 :電容/電容器
Z 1-6:阻抗
透過參考結合隨附圖式的如下描述，可最佳地理解實施例。
圖1A根據一實施例描繪半導體製造設備之腔室中用以支持晶圓的靜電夾頭(ESC)。
圖1B為根據本發明之一實施例的電容性耦合電漿處理系統。
圖2A-2C根據各種實施例描繪具有法拉第籠設計的ESC。
圖3根據一實施例描繪具有往DC電極之射頻路徑的ESC。
圖4A-4D根據各種實施例描繪ESC400，其中RF電極位在DC電極之下且嵌入支持晶圓的介電性區塊之中。
圖5根據一實施例描繪ESC500，其中介電性區塊中的電極連接至底座，而底座耦接至RF與DC功率。
圖6-7根據一實施例描繪一ESC，其中RF電極短接(shorted to)至底座。
圖8為用以實行實施例的電腦系統的簡化示意圖。
以下實施例描述用以消除靜電夾頭(ESC)中冷卻氣體點火的系統、方法、及裝置。所呈現的實施例描述用以消除ESC中之電弧且用以解決冷卻氣體(例如He)點火之潛在問題的解決辦法(透過改良RF功率輸送路徑，並降低ESC中之RF阻抗及跨於ESC上的RF電壓)。
本案係關於美國專利申請案第62/197,253號，申請日為2015年7月27日，案名為「Electrostatic Chuck Including Embedded Faraday Cage for RF Delivery and Associated Methods for Operation,Monitoring,and Control」，其併入本案中做為參考資料。該美國專利申請案描述具有法拉第籠的ESC的實行。
該ESC包括將施加跨於ESC陶瓷(位在晶圓與底座之間)上的RF電壓降低的特徵。透過降低跨於陶瓷上的RF電壓來避免ESC電弧與點火發生。因此，增加腔室的正常運作時間與產量，同時降低製造者的保固與替換成本。
針對具有厚陶瓷定位盤(pucks)(例如5mm或更厚，但其他數值亦係可能的)的ESC所呈現的實施例，透過將RF連接元件(例如RF電極)移動靠近被處理的晶圓，而降低ESC阻抗。隨著ESC阻抗降低，跨於固持晶圓的陶瓷定位盤上的壓降亦降低。隨著電壓變低，ESC電弧或點火的可能性亦大大地降低。
針對附接至RF供電底座之較薄ESC陶瓷定位盤(例如1mm)提供另一實施例。在此例子中，RF電極與晶圓之間的間隙小，而造成小阻抗與小壓降。因此，氦氣點火及電弧的可能性低。
明顯的係，本案實施例可毋須若干或全部的這些具體細節而被實施。在其他例子中，為避免不必要地混淆本案實施例，未贅述熟知的處理操作。
圖1A根據一實施例描繪半導體製造設備之腔室中用以支持晶圓104的靜電夾頭(ESC)102。ESC包括底座114，其由傳導性材料(例如鋁)製成，雖然其他傳導性材料亦係可能的。ESC包括更包括位在底座114之頂部上方的介電性區塊112。在一實施例中，介電性區塊112包括陶瓷定位盤108，其位在接合層110之頂部上方，其中接合層110用以將陶瓷定位盤108與底座114接合在一起。
DC電極106嵌入陶瓷定位盤108之中，接近且位在介電性區塊112之頂部表面下方。舉例而言，DC電極106係接近且直接位在介電性區塊112之頂部表面下方。介電性區塊112的高度在本文中稱為d 1 ，而DC電極106之頂部表面位在介電性區塊112之頂部表面下方距離d 2 之處。在一實施例中，陶瓷定位盤108的高度為5mm，且在其他實施例中，陶瓷定位盤108的高度範圍為2mm到10mm，但其他數值亦係可能的。再者，在一實施例中，接合層110具有範圍為0.1mm到10mm的高度，但其他數值亦係可能的。在一實施例中，距離d 2 範圍為0.1mm到2mm，但其他數值亦係可能的。
在一實施例中，邊緣環134放置在ESC102的周圍、一階梯區域中，該階梯區域界定在底座114之上方、介電性區塊112之外側。邊緣環134可為單一環，或可為組合而形成邊緣環之複數環的環組件。在腔室的操作期間，邊緣環134的頂部表面與晶圓104的頂部表面共平面以對電漿呈現均勻的表面，造成橫跨晶圓104之表面的均勻處理。
在一例示性實施例中，接合層110的高度為0.58mm(0.25mm用於接合，而0.33mm用於延展(spray))，陶瓷定位盤108的高度為5mm(造成5.58mm的距離d 1 )，且距離d 2 為0.3mm。
在一實施例中，DC電極106嵌入介電性區塊112之上半部，但其他實施例包括較接近或較遠離ESC之頂部表面的DC電極106，例如位在介電性區塊112之上方三分之一位置處、或位在介電性區塊112之上方四分之一位置處、或位在介電性區塊112之上方十分之一位置處。其他實施例可包括位在介電性區塊112之下半部的DC電極。
DC電極106經由垂直連接件125連接至位於底座114下方的DC功率來源120。底座114連接至RF功率來源118，且C鑽孔116經設置以固持螺釘。
在腔室的操作期間，電漿在晶圓104的頂部產生，而電漿暴露使晶圓104加熱。為避免晶圓104變得過熱，供應氦氣至晶圓的底部表面以從下方將晶圓冷卻。複數氦氣配送通道122從下方供應冷卻晶圓的氣體，且直接將氣體帶往晶圓的底部。在其他實施例中，可存在同樣將熱從晶圓移除的其他冷卻劑。在ESC的頂部表面上存在提供氦氣的複數孔洞(例如20或40個孔洞)，且在陶瓷(亦即介電性區塊112)中存在輸送氣體至晶圓下方的小孔洞。例如，陶瓷中的孔洞可為0.3mm到0.5mm，雖然其他數值亦係可能的。
在一實施例中，當RF施加至底座114時，在ESC102之頂部表面與底座114之頂部表面之間產生電容C 1 。電容C 1 產生阻抗Z 1 ，其中阻抗Z 1 與電容C 1 成反比，所以電容愈小，阻抗愈大。
再者，距離d 1 愈大，電容C 1 愈小。氦氣通道中的壓降正比於阻抗，因此距離d 1 愈大，阻抗愈大且壓降亦愈大。
在一實施例中，電容以
Figure 105133369-A0305-02-0012-1
計算，其中ε為材料的介電常數，ε 0為真空介電常數，S為表面積，而d 1 為形成電容器之表面之間的距離。
RF電流的阻抗以
Figure 105133369-A0305-02-0012-2
計算，其中ω為RF功率供應器的頻率。在一實施例中，RF具有400kHz的頻率，且在其他實施例中，頻率的範圍為100kHz到300MHz。
應注意的係，跨於介電質上的壓降亦為氣體壓力的函數，但氣體壓力必須被維持以控制晶圓溫度。因此，降低氣體壓力的範圍通常有限，且降低氣體壓力並不足以安全地降低氣體供應通道中的點火。另一方面，為了降低跨於氣體供應器上的壓降，本文中呈現的實施例改變與阻抗相關的距離。
圖1B為根據本發明之一實施例的電容性耦合電漿處理系統。該電容性耦合電漿處理系統包括電漿處理腔室126、控制器138、射頻(RF)功率來源118、泵浦136、及電漿處理腔室126的一或更多氣體來源140。在一些實施例中，電漿處理腔室126可具有耦接至頂部電極的一或更多RF來源。電漿處理腔室126包括用以支持待處理晶圓104的靜電夾頭102、以及邊緣環134。在一些實施例中，電漿處理腔室126亦可包括用以將電漿侷限於腔室中的侷限環130、以及腔壁內襯128。
RF功率來源118可包括複數RF來源或單一RF來源，能夠產生複數頻率(從約100kHz到約300MHz)的RF訊號。以舉例的方式說明，某些RF訊號具有約27MHz到約60MHz及/或200kHz到1MHz的頻率。RF訊號可具有介於約50W與約30kW之間的RF功率。以舉例的方式說明，介於約100W與約15000W之間。RF功率來源118可產生脈衝式或非脈衝式RF訊號。
控制器138包括處理器、記憶體、軟體邏輯、硬體邏輯、及輸入及輸出子系統，用以與電容性耦合電漿處理系統通訊並監測及控制之。控制器138亦包括一或更多配方，其包括用以操作電容性耦合電漿處理系統的複數設定值、各種操作性參數(例如電壓、電流、頻率、壓力、流率、功率、溫度等)。
電漿處理腔室126亦包括上電極124。在操作時，上電極124通常接地，但可被施加偏壓或耦接至第二RF來源(未圖示)。RF功率來源118提供RF訊號至靜電夾頭102，且氣體來源140將期望的處理氣體(或複數處理氣體)注入腔室126中。然後電漿132在上電極124與靜電夾頭102之間形成。電漿132可用以蝕刻晶圓104的表面，或用以使形成在電漿處理腔室126之若干內側表面的沉積物揮發。
在若干實施例中，控制器為系統的一部分，系統可為上述範例之一部分。此類系統包含半導體處理設備，半導體處理設備包含處理工具或複數工具、腔室或複數腔室、處理平臺或複數處理平臺、及/或特定的處理元件(晶圓支座、氣流系統等)。此些系統係與電子裝置整合，此些電子裝置係用以在半導體晶圓或基板處理之前、期間及之後控制系統的操作。此些電子裝置係稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的各種元件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，控制器可被程式化以控制本文所揭露的任何處理，包括：處理氣體的輸送、溫度設定(如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置與操作設定、進出工具與連接至特定系統或與特定系統介接的其他傳輸工具及/或負載鎖室的晶圓傳送。
廣泛而言，可將控制器定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許終點量測等之各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。該積體電路包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)之晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在某些實施例中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，該配方係用以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒的製造期間，完成一或更多的處理步驟。
在某些實施例中，控制器可為電腦的部分或連接至電腦，該電腦係與系統整合、連接至系統、或透過網路連接至系統、或上述之組合。舉例而言，控制器係可位於「雲端」(in the“cloud”)、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前製程、查看過去製造操作之歷史、查看來自多個製造操作之趨勢或性能指標，來改變目前處理之參數，以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在某些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可透過網路提供製程配方至系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在某些範例中，控制器接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對該待執行的處理步驟之每一者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及工具(控制器係配置成與該工具介接或控制 該工具)的類型。因此，如上所述，控制器可分散，例如藉由包含一或更多的分離的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業，例如本文所述之製程及控制。用於此類用途的分開之控制器的範例為腔室上之一或更多的積體電路，其與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路連通，其結合以控制該腔室上的製程。
例示性系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統，但不限於此。
如上所述，依據待由工具執行之製程步驟或複數製程步驟，控制器可與下列一或多者通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、叢集工具、其他工具介面、牽引工具、鄰近工具、遍及工廠的工具、主要電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的工具位置及/或載入埠的用於材料傳送之工具。
圖2A-2C根據各種實施例描繪具有法拉第籠設計的ESC200。圖2A根據一實施例描繪具有法拉第籠設計的ESC200的側視圖。圖2A的ESC包括與圖1A相同的底座114與DC電極106，但該ESC亦包括嵌入介電性區塊112之中的第二電極202。第二電極202位在接合層110之上方，且第二電極202通過一或更多穿孔連接件204而電氣連接到DC電極106。
因此，當RF電流流經介電性區塊112時，RF電流穿過形成於底座114與第二電極202之間的電容器C 3 ；然後RF電流流經連接到DC電極106的穿孔連接件204；接著RF電流流經形成於DC電極106與介電性區塊112之頂部表面之間的電容器C 2 。
如所示之第一與第二電極的組合亦被稱為浮接電極，且其使陶瓷定位盤108對於通過ESC的RF電流流量而言看起來更薄。再者，DC電極106、第二電極202、及穿孔連接件204形成一法拉第籠，故當RF電流穿過陶瓷定位盤108時流經該法拉第籠的周圍。DC電極106與第二電極202之間的分開距離允許法拉第籠形成在介電性區塊112中。造成的效果為對通過陶瓷定位盤108的RF電流的阻抗降低，以及介電性區塊112上較低的壓降。在某種意義上，RF電流將陶瓷定位盤108中的金屬結構視為一塊金屬。
陶瓷定位盤108的頂部表面與DC電極106的頂部表面之間的距離d 2 使得RF電流路徑中存在電容器C 2 ，以
Figure 105133369-A0305-02-0016-3
計算。第二電極202的底部表面與底座114的頂部表面之間的距離d 3 使得RF電流路徑中存在另一電容器C 3 ，其中C 3 以
Figure 105133369-A0305-02-0016-4
計算。
介電性區塊112中的最終阻抗Z 2 可基於C 2 及C 3 的數值而以Z 2=
Figure 105133369-A0305-02-0016-5
計算。藉由使RF更靠近晶圓來消除或大大地降低晶圓104與底座114之間高RF電壓的問題。其他解決辦法旨在避免ESC點火(藉由使用陶瓷套管與孔洞性栓塞來減少所有的間隙)，但這些解決辦法試著消除跨於介電質上的高電壓之後果，而非試著消除問題。透過降低RF功率之阻抗，因此降低跨於介電質上的壓降，本文中呈現的實施例消除跨於介電質上的高電壓的問題。
在一實施例中，介電性區塊的頂部表面與DC電極的頂部表面之間的距離d 2 範圍為0.2mm到0.5mm；且從第二電極到底座的距離d 3 範圍為1mm到3mm。再者，在一實施例中，介電性區塊112的厚度範圍為3mm到20mm。在一實施例中，介電性區塊112的厚度為5mm-5.5mm。在一實施例中，接合層110具有範圍為0.1mm到1mm的高度，但其他數值亦係可能的。
在一實施例中，從第一電極到第二電極的距離大於從介電性區塊的頂部表面到第一電極的距離；且從第一電極到第二電極的距離大於從第二電極到底座的距離。在一實施例中，底座為傳導性，而介電性區塊為非傳導性，且底座114未連接至DC功率來源120。
圖2B描繪嵌入陶瓷定位盤108之中的金屬結構。在一實施例中，DC電極106與第二電極202由複數穿孔連接件204連接。在一實施例中，存在界定於DC電極106的周部附近的8個穿孔連接件204，但在其他實施例中，可使用不同數量的穿孔連接件，例如1、2、4、16、32、或任何其他數量。
圖2C描繪DC電極106與第二電極202之間經由柱狀傳導性結構206的連接。在一實施例中，柱狀傳導性結構206可位於DC電極106的周部附近，但其他實施例可包括具有較小半徑的柱狀傳導性結構206，只要將DC電極與第二電極互連即可。
在一實施例中，晶圓支持件包括：連接至射頻功率來源的底座；介電性區塊；用以冷卻晶圓之底部的氣體供應通道；以及第一與第二電極。該介電性區塊位在該底座的上方，且在腔室的操作期間支持晶圓。該第一電極嵌入該介電性區塊的上半部之中，其中該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，且該第一電極連接至DC功率來源。再者，該第二電極嵌 入該介電性區塊的下半部之中，該第二電極電氣連接至該第一電極，其中該第二電極的頂部表面實質上平行於該底座的頂部表面。
圖3根據一實施例描繪具有往DC電極之射頻路徑的ESC300。圖3的ESC300包括與圖1A相同的底座114與DC電極106，但存在從RF功率來源118通過電容分壓器302到DC電極106的其他連接，電容分壓器302用以允許期望頻率的期望RF功率通過，並過濾其他RF功率來源(若存在)。
在一實施例中，RF功率來源118包括兩個頻率：400KHz及60MHz，其中電容分壓器302將60MHz濾除，故僅有400KHz頻率到達DC電極106。
因此，RF功率接近ESC300的頂部表面，且RF功率來源118與腔室中之電漿之間唯一的阻抗係來自電容器C 2 ，形成於距離為d 2 的DC電極106之頂部表面與介電性區塊112之頂部表面之間。
此時介電質中RF電流必須流經的距離d 2 小了許多，而造成較小的阻抗與較小的壓降。藉由使RF更靠近晶圓來消除或大大地降低晶圓104與底座114之間高RF電壓的問題。
C 2 以
Figure 105133369-A0305-02-0018-6
計算，且最終阻抗Z 3 根據方程式
Figure 105133369-A0305-02-0018-7
而計算。
在一實施例中，介電性區塊的頂部表面與DC電極的頂部表面之間的距離d 2 範圍為0.2mm到0.5mm；且介電性區塊112的厚度範圍為1mm到20mm。在一實施例中，介電性區塊112的厚度為5mm。在一實施例中，接合層110具有範圍為0.1mm到1mm的高度，但其他數值亦係可能的。
在一實施例中，DC電極106嵌入陶瓷定位盤108之上半部；在另一實施例中，DC電極106嵌入陶瓷定位盤108之上方四分之一位置處；但其他實施例可將DC電極放置在距ESC300之頂部表面不同的距離。
圖4A-4D根據各種實施例描繪ESC400，其中RF電極位在DC電極之下且嵌入支持晶圓的介電性區塊中。圖4A描繪ESC400的側視圖。
ESC400包括與圖1A相同的底座114與DC電極106，但ESC400亦包括嵌入介電性區塊112之中的RF電極402。RF電極402位在接合層之上方及DC電極之下方。RF電極402通過穿孔連接件404及RF密合墊406(或某些其他電氣傳導性媒介)而電氣連接至底座114(其連接至RF功率來源118)。位在穿孔連接件404之底部的接觸表面404A係設置用以建立穿孔連接件404及RF密合墊406之間的接觸。穿孔連接件404在頂部耦接至RF電極402，並在底部耦接至RF密合墊406，RF密合墊通過接合層110建立到底座114的電氣接觸。
其他實施例可具有從RF電極402到底座的其他類型的連接，只要RF電極與底座114之間實行電氣連接即可，若干範例參考圖4B-4D說明如下。
在此例子中，使RF向上而靠近DC電極106(而非試著使底座向上更靠近晶圓)。在ESC400中，RF電流經由底座114及穿孔連接件404而流到RF電極402；並從RF電極402通過電容C 4 (形成於RF電極402及ESC400的頂部表面之間)到腔室。
RF電極402及陶瓷定位盤108的頂部之間的距離d 4 決定電容C 4 。由於距離d 4 小於介電性區塊112的高度，故電容提高且阻抗降低，而造成介電質上的壓降降低。
電容C 4 基於距離d 4 以
Figure 105133369-A0305-02-0020-8
計算，且最終阻抗Z 4 以Z 4=
Figure 105133369-A0305-02-0020-9
計算。
在一實施例中，介電性區塊的頂部表面與RF電極402的頂部表面之間的距離d 4 範圍為0.3mm到1mm，但其他數值亦係可能的。再者，在一實施例中，介電性區塊112的厚度範圍為3mm到20mm。在一實施例中，介電性區塊112的厚度為5.5mm。在一實施例中，接合層110具有範圍為0.1mm到1mm的高度，但其他數值亦係可能的。在一實施例中，從ESC的頂部到DC電極的頂部的距離範圍為0.1mm到2mm，但其他數值亦係可能的。
在一實施例中，DC電極106與RF電極402兩者均嵌入陶瓷定位盤108之上半部；但其他實施例可將電極放置在陶瓷定位盤中不同的高度。在另一實施例中，RF電極402放置在DC電極106之上方。
圖4B描繪從RF電極經由複數(例如8)個金屬性穿孔連接件404到底座的連接，且在各穿孔連接件404的底部設置有接觸表面404A以附接至RF密合墊406。其他實施例可具有不同數量的穿孔連接件(例如1、2、4等)，只要設置足夠的穿孔連接件讓RF電流從底座流到RF電極402即可。
在圖4C的實施例中，複數(例如16)個穿孔連接件404連接至在底部的傳導性環狀體408，傳導性環狀體408與所有穿孔連接件的基部互連。然後傳導性環狀體408電氣連接至底座，例如透過一或更多RF密合墊406。
在圖4D的實施例中，使用嵌入陶瓷定位盤之中的傳導性柱狀體410來將RF電極與底座互連。在一實施例中，傳導性柱狀體410僅嵌入陶瓷定位盤中而未穿過接合層110，但在另一實施例中，傳導性柱狀體410係設置成亦穿透接合層以與底座形成連接。
因此，在一實施例中，提供在半導體製造設備的腔室中的一晶圓支持結構。該晶圓支持結構包括：連接至射頻(RF)功率來源的底座；介電性區塊；複數氣體供應通道；第一電極以及第二電極。該介電性區塊位在該底座的上方，且經界定以在腔室的操作期間支持晶圓。該第一電極嵌入該介電性區塊的上半部之中，其中該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，且該第一電極連接至DC功率來源。再者，該第二電極嵌入該介電性區塊中該第一電極的下方，該第二電極電氣連接至該底座(其連接至RF功率來源)，其中該第二電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面。
在一實施例中，介電性區塊的頂部表面與第一電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，且從第一電極到第二電極的距離範圍為0.3mm到3mm。
圖5根據一實施例描繪ESC500，其中介電性區塊中的電極連接至底座，而底座耦接至RF與DC功率。ESC500包括底座114與DC電極106，類似於圖1A的ESC，但ESC500亦包括從底座114到DC電極106的電氣連接。在一實施例中，DC電極106(在此實施例中亦為RF電極)透過穿孔連接件502與密合墊504而電氣連接至底座，但其他連接亦係可能的，例如圖4B-4D中所述之將RF電極連接到底座的連接。位在穿孔連接件502之底部的接觸表面502A係設置用以建立穿孔連接件502及RF密合墊506之間的接觸。
由於底座此時已連接至DC電極106，故不需如圖1A所示般具有個別的垂直連接件以將DC功率連接至DC電極。反而，RF功率來源118與DC功率來源120兩者均連接至底座，因此DC電極106連接至RF功率與DC功率兩者，這表示DC電極106亦被操作為RF電極。
在此實施例中，RF電流必須流經形成於DC電極106與ESC500之頂部表面之間的電容器C 2 ，類似於前文參考圖3描述之電容器。因此，電容C 2 以
Figure 105133369-A0305-02-0022-10
計算，且最終阻抗Z 5 根據方程式
Figure 105133369-A0305-02-0022-11
而計算。
如圖3中的例子般，RF功率較接近ESC500之頂部表面，造成較低阻抗與較低電壓，因此降低冷卻氣體點火的可能性。此配置簡化了ESC500之設計與製造，因為RF與DC兩者穿過相同路徑。
在一實施例中，介電性區塊的頂部表面與第一電極的頂部表面之間的距離d 2 範圍為0.2mm到0.5mm。再者，在一實施例中，介電性區塊112的厚度範圍為3mm到20mm。在一實施例中，介電性區塊112的厚度為5.5mm。在一實施例中，接合層110具有範圍為0.1mm到1mm的高度，但其他數值亦係可能的。
前文針對ESC102、200、300、及400的實施例所呈現的相同原則可應用在實行ESC500的實施例中。因此圖5中所繪的實施例不應被解讀為排除性或限制性，而係範例性或說明性。
圖6-7根據一實施例描繪ESC600，其中RF電極短接(shorted to)至底座。圖6為ESC600之側視圖。圖6之ESC600包括與圖1A相同的底座114與DC電極106，但ESC亦包括介電性區塊112中的RF電極602。在一實施例中，RF電極602位在接合層110之上方及DC電極106之下方。
RF電極602通過一或更多RF端接連接件604而電氣連接至底座114。在一實施例中，一或更多RF端接連接件604經設置成遠離RF電極602的中央，但在其他實施例中，配置可顛倒，其中一RF端接件設置在中央，而一或更多DC端接件經設置成遠離中央以將高電壓連接至DC電極106。
因為ESC400與ESC600兩者均包括位在DC電極下方的RF電極，雖然RF功率到DC電極的連接不同，但RF電極602的電氣行為仍與圖4A的RF電極402的相似。
因此，若RF電極602與陶瓷定位盤108之頂部之間的距離為d 5 ，則RF電流的電容C 5 以
Figure 105133369-A0305-02-0023-12
計算，且最終阻抗Z 6 以
Figure 105133369-A0305-02-0023-13
計算。
在一實施例中，介電性區塊的頂部表面與DC電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，且從介電性區塊的頂部表面到RF電極602的距離d 5 範圍為1mm到3mm，但其他數值亦係可能的。再者，在一實施例中，介電性區塊112的厚度範圍為3mm到20mm。在一實施例中，介電性區塊112的厚度為5mm。在一實施例中，接合層110具有範圍為0.1mm到1mm的高度，但其他數值亦係可能的。
圖7為ESC600的頂視圖，描繪RF端接連接件(例如8個端接連接件)如何在RF電極602的中央周圍設置成環狀。在其他實施例中，端接連接件604的數量可不同，例如1、2、4等、或介於1及48之間的任何數值。
前文針對ESC102、200、300、400、及500的實施例所呈現的相同原則可應用在實行ESC600的實施例中。因此圖6中所繪的實施例不應被解讀為排除性或限制性，而係範例性或說明性。
可透過計算不同的最終阻抗來進行不同ESC實施例之性能的簡單比較。針對計算，假設介電性定位盤之厚度為5mm；接合厚度為0.25mm；且DC電極與ESC之頂部之間的距離為0.3mm。針對ESC 200，底部電極與底座之間的距離為1.35mm；而針對ESC 400及600，ESC之頂部與RF電極之間的距離為0.95mm。
最終算出的阻抗為：ESC 102為2305pF；ESC 200為694pF；ESC 300為124pF；ESC 400為392pF；ESC 500為124pF；且ESC 600為392Pf。毋須受限於理論，吾人認為當選擇解決辦法時，可權衡其他的因素，例如製造ESC的成本。例如，使用ESC 200，除了嵌入式浮接電極之改變以外，ESC的基本設計維持不變。ESC 300由於分享RF與DC功率的額外電路而較為昂貴。
針對ESC400，具有RF密合墊的連接件必須小心地製造。ESC500具有施加於底座的高電壓，當分析腔室的工作時需要加以考慮。ESC600由於個別的RF連接件故提供更多控制，但其製造比其他實施例更複雜。
再者，呈現用以消除靜電夾頭(ESC)中冷卻氣體點火之方法的實施例。雖然依序地呈現並描述此方法的各種操作，但所屬技術領域中具有通常知識者應知悉的係，若干或全部操作可以不同順序來執行、可被結合或省略、或可平行地執行。
在一實施例中，該方法包括將底座連接至射頻(RF)功率來源的操作；以及將介電性區塊放置在該底座上方的操作。該介電性區塊經配置以在腔室的操作期間支持晶圓以處理該晶圓，且複數氣體供應通道經配置以冷卻該晶圓的底部表面。
此外，該方法包括將第一電極嵌入該介電性區塊之上半部的操作。該第一電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，且該第一電極連接至DC功率來源。再者，該方法包括將第二電極嵌入該介電性區塊之下半部的操作。該第二電極電氣連接至該第一電極，且該第二電極的頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面。
圖8為用以實行實施例的電腦系統800的簡化示意圖。應知悉本文所述之方法可以數位處理系統加以執行，例如習知的、通用的電腦系統。可在替代方案中使用被設計或程式化以執行唯一功能之特別用途電腦。該電腦系統包括中央處理單元(CPU)804，該中央處理單元透過匯流排810耦接至隨機存取記憶體(RAM)806、唯讀記憶體(ROM)812、及大量儲存裝置814。系統控制器程式808駐存於隨機存取記憶體(RAM)806中，但亦可駐存在大量儲存裝置814中。
大量儲存裝置814代表一持續資料儲存裝置，例如可為本機或遠端的軟碟機或固定式磁碟機。網路介面830經由網路832提供連線，從而與其他裝置溝通。應知悉CPU 804可被體現在通用處理器、特別用途處理器、或特別程式化之邏輯裝置中。輸出/輸入(I/O)介面提供與不同的周邊裝置之溝通且透過匯流排810連接至CPU 804、RAM 806、ROM 812、及大量儲存裝置814。例示性周邊裝置包括顯示器818、鍵盤822、游標控制器824、可移除式媒體裝置834等。
顯示器818配置以顯示本文所述之使用者介面。鍵盤822、游標控制器824、可移除式媒體裝置834、及其他周邊裝置係耦接至I/O介面820以將在命令選擇中的資訊傳遞至CPU 804。應知悉的係，發送到外部裝置及從外部裝置發送的資料可透過I/O介面820而傳遞。實施例亦可在分散式計算環境中實施，其中任務透過有線或無線網路連接之遠端處理裝置加以執行。
實施例可以各樣的電腦系統結構實行，其中包括手持裝置、微處理器系統、基於微處理器或可程式化之消費電子產品、微電腦、大型電腦、及 類似裝置。實施例亦可在分散式計算環境中實施，其中任務透過網路連線之遠端處理裝置加以執行。
在理解上面的實施例後，應知悉實施例可使用各樣電腦實行的操作，其中操作涉及儲存在電腦系統中的資料。這些操作為需要物理量之物理操縱的操作。本文所述之任何構成實施例的操作為有用的機械操作。實施例亦關於用以執行這些操作的裝置或設備。可特別為需要的目的建構該設備，例如特殊用途電腦。當被定義為特殊用途電腦時，該電腦在仍可執行特殊用途的同時，亦可執行非特殊用途部分之其他處理、程式執行、或例行程序。或者，操作可藉由一般用途電腦加以處理，其中該一般用途電腦被一或更多儲存在電腦記憶體、快取記憶體、或透過網路得到的電腦程式選擇性地啟動或配置。當透過網路得到資料時，可以網路上的其他電腦處理該資料，例如，雲端的計算資源。
一或更多實施例亦可被製作為電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。該電腦可讀媒體係可儲存資料的任何資料儲存裝置，其中該資料儲存裝置之後可被電腦系統讀取。電腦可讀媒體的範例包括硬碟、網路附接儲存器(NAS)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROMs、CD-Rs、CD-RWs、磁帶、及其他光學與非光學資料儲存裝置。電腦可讀媒體可包括電腦可讀的有形媒體，其中該電腦可讀的有形媒體係散佈於連結網路的電腦系統，俾使電腦可讀碼以散佈的方式被儲存及執行。
雖然以特定順序描述方法操作，應知悉可在操作之間執行其他庶務操作，或可調整操作使得其在略為不同之時間發生，或可被分散在系統中，其中該系統只要重疊的操作之處理被以想要的方式執行則允許處理操作發生在與處理有關的不同區間。
雖然已對前述的發明進行詳細地描述以利於清楚理解的目的，顯而易見的，仍可在隨附申請專利範圍的範圍內實行某些改變及修改。因此，本案實施例應被認為是說明性的而非限制性的，且實施例不受限於本文中所提供的細節，而係可在隨附申請專利範圍的範圍及等效態樣內修改。
104‧‧‧晶圓
106‧‧‧DC電極
108‧‧‧陶瓷定位盤
110‧‧‧接合層
112‧‧‧介電性區塊
114‧‧‧底座
118‧‧‧RF功率來源
120‧‧‧DC功率來源
200‧‧‧ESC
202‧‧‧第二電極
204‧‧‧穿孔連接件

Claims (20)

  1. 一種晶圓支持結構，位於一半導體製造設備之一腔室中，該晶圓支持結構包括：一介電性區塊，具有一底部表面以及用以在一晶圓存在時支持該晶圓的一頂部表面；一第一電極，嵌入該介電性區塊的上半部之中，該第一電極鄰近且直接位在該介電性區塊之頂部表面的下方，其中該第一電極的一頂部表面實質上平行於該介電性區塊的頂部表面，其中該第一電極係設置以連接至一直流(DC)功率來源；以及一第二電極，嵌入該介電性區塊的下半部之中，其中一分開距離界定於該介電性區塊中該第一電極與該第二電極之間，該第二電極藉由圓形設置成靠近該介電性區塊之外徑的垂直連接件加以電氣連接至該第一電極。
  2. 如申請專利範圍第1項之晶圓支持結構，更包含一底座，設置於該介電性區塊的下方。
  3. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中一射頻(RF)功率來源係設置以耦接至該底座。
  4. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中複數氣體供應通道係設置在該底座中並且從該底座通過該介電性區塊而延伸至鄰近該介電性區塊之頂部表面的一位置。
  5. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中該介電性區塊係由一陶瓷定位盤以及一接合層所界定，該接合層將該陶瓷定位盤接合至該底座。
  6. 如申請專利範圍第1項之晶圓支持結構，其中該第二電極通過界定為嵌入該介電性區塊之中的一或更多垂直穿孔的該等垂直連接件而連接至該第一電極，該一或更多垂直穿孔被設置在該第一電極的下方並鄰近該第一電極的周部。
  7. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中一第一電容形成在該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間；且一第二電容形成在該第二電極的底部表面與該底座的頂部表面之間。
  8. 如申請專利範圍第7項之晶圓支持結構，其中對通過該介電性區塊的RF功率之阻抗與該第一電容及該第二電容相關。
  9. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，其中從該第二電極到該底座之距離範圍為1mm到3mm。
  10. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中從該第一電極到該第二電極的距離大於從該介電性區塊的頂部表面到該第一電極的距離；其中從該第一電極到該第二電極的距離大於從該第二電極到該底座的距離。
  11. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中該底座為傳導性，其中該介電性區塊為非傳導性。
  12. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中該底座未連接至該DC功率來源。
  13. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中該介電性區塊係由一陶瓷定位盤所界定。
  14. 如申請專利範圍第1項之晶圓支持結構，其中該第二電極通過界定為嵌入該介電性區塊之中的一或更多垂直穿孔的該等垂直連接件而連接至該第一電極，且該一或更多垂直穿孔被設置在該第二電極與該第一電極之間。
  15. 如申請專利範圍第2項之晶圓支持結構，其中一第一電容係設置以形成在該介電性區塊的一頂部表面與該第一電極的一頂部表面之間；且一第二電容係設置以形成在該第二電極的一底部表面與該介電性區塊的一底部表面之間。
  16. 如申請專利範圍第15項之晶圓支持結構，更包含一底座，設置在該介電性區塊下，該底座係設置以接收傳送通過該介電性區塊的一射頻(RF)功率，且其中對通過該介電性區塊的RF功率之阻抗係與該第一電容及該第二電容相關。
  17. 如申請專利範圍第16項之晶圓支持結構，其中該介電性區塊的頂部表面與該第一電極的頂部表面之間的距離範圍為0.2mm到0.5mm，其中從該第二電極到該底座之距離範圍為1mm到3mm。
  18. 如申請專利範圍第16項之晶圓支持結構，其中從該第一電極到該第二電極的距離大於從該介電性區塊的頂部表面到該第一電極的距離；其中從該第一電極到該第二電極的距離大於從該第二電極到該底座的距離。
  19. 如申請專利範圍第16項之晶圓支持結構，其中該底座為傳導性，其中該介電性區塊為非傳導性，且該底座未連接至該DC功率來源。
  20. 一種在用於晶圓半導體製造的一腔室中使用的晶圓支持結構，包括：一介電性區塊； 一第一電極，嵌入該介電性區塊的上半部之中，該第一電極鄰近且直接位在該介電性區塊之頂部表面的下方，其中該第一電極係設置以連接至一直流(DC)功率來源；以及一第二電極，嵌入該介電性區塊的下半部之中；一垂直連接部，嵌入該介電性區塊以將該第二電極電氣耦接至該第一電極。
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