CN203288565U - 半导体制造腔室中的环组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型大体上关于半导体制造腔室中的环组件，其可用于蚀刻或其他等离子体处理腔室。该环组件大体上包括内环与外环，该外环配置在该内环径向的外侧。该内环对应使用期间主要侵蚀发生的位置。此内环可翻动(flip)并且再使用，直到双侧已受侵蚀超出其服务寿命为止。集体而言，该两个环大体上具有单片环的形状，但该环组件的服务寿命比传统单片环长。

Description

半导体制造腔室中的环组件
技术领域
本发明的实施例大体上是关于用于蚀刻或其他等离子体处理腔室的环及环组件。 
背景技术
在半导体处理腔室中，基材历经各种过程，诸如沉积、蚀刻及回火。在一些过程期间，基材放置在基材支撑件(诸如静电夹盘，ESC)上以供处理。在蚀刻过程中，环可放至在基材周围，以防止对基材支撑件的不受基材覆盖的区域的侵蚀。环对等离子体聚焦并且将基材定位。 
环通常由石英材料制成，且在等离子体过程中受到高度消耗，因其暴露至蚀刻气体及/或流体。环在晶圆处理期间受蚀刻，并且需要在处理一组基材(晶圆)后更换。通常在湿式清洁期间更换大幅度受到侵蚀的环。湿式清洁是用于使用清洁化学物质移除蚀刻残余物的过程，一些清洁化学物质可能在腔室清洁后留在腔室中。因此，环可能暴露至化学物质且受其侵蚀。因此大幅减少了环的服务寿命。在一些情况中，每一次湿式清洁后可能需要替换环，导致浪费昂贵的石英材料。 
因此，在本领域中需要具有一种改良的服务寿命的环。 
发明内容
本发明大体上关于一种可用在蚀刻或其他等离子体处理腔室中的环组件。相较于传统的环，本文描述的环组件经设计以增加环的使用寿命。环组件具有至少两个截然不同的片件，亦称为主体。内环主体对应使用期间主要侵蚀发生的位置。环组件的内环主体可翻动且再度使用直到两侧被侵蚀超过他们的使用寿命为止。集体而言，该两个主体大体上具有单片环的形状，但环组件的服务寿命比传统单片环长。 
在一个实施例中，提供一种半导体制造腔室中的环组件，其包含：外环主体，在所述外环主体的内侧表面上具有凹口，所述凹口具有顶壁，所述顶壁从所述内侧表面向外延伸；顶部表面与大体上平行于所述顶部表面的底部表面；外侧表面，其在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸；第一环状延伸部，其从所述底部表面沿远离所述顶部表面的方向及从与所述外侧表面隔开的位置延伸；第二环状延伸部，其从所述底部表面沿远离所述顶部表面的方向延伸，所述第二环状延伸部邻接所述内侧表面；以及第三环状延伸部，其从所述外环主体沿远离所述外侧表面的方向延伸，所述第三环状延伸部形成所述凹口的所述顶壁。 
在一个实施例中，所述第三环状延伸部具有端部，所述端部相对于所述顶壁倾斜。 
在一个实施例中，所述外侧表面具有大体上弯曲的表面。 
在一个实施例中，提供一种环组件。该环组件大体上包括：外环主体，其在内侧表面上具有凹口，该凹口具有顶壁(roof)；以及内环主体，当该内环主体的顶部表面或底部表面任一者配置于邻接该顶壁时，该内环主体可安置于该外环主体的该凹口中。在一个方面中，该外环主体的该顶壁部分地覆盖该内环主体的该顶部表面，而当该顶部表面或该底部表面任一者抵靠该顶壁时，该内环主体的外侧直径表面顺应该凹口。 
在另一实施例中，提供一种半导体制造腔室中的环组件，其包含：外环主体，其包含：顶部表面及大体上平行于所述顶部表面的底部表面；外侧表面，其在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸；内侧表面，其在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸；凹口，其形成于所述内侧表面上；第一与第二环状延伸部，其从所述外环主体的所述底部表面延伸，其中，所述第一与第二环状延伸部彼此平行且彼此在径向上隔开；第三环状延伸部，其从所述外环主体以垂直于所述第一与第二环状延伸部的方向延伸；以及内环主体，其配置在所述外环主体的径向内侧，所述内环主体包含：顶部表面，其邻接且向所述第三环状延伸部内侧突伸；以及外侧直径表面，其配置于所述第三环状延伸部下方并且邻接所述外环主体。 
在另一实施例中，提供一种半导体制造腔室中的环组件，其包含：外环主体；以及内环主体，其被所述外环主体所环绕，其中，所述内环主体可抵靠所述外环主体沿两个取向对称地安置，当所述内环主体在翻动取向的任一者时，安置的所述内环主体与所述外环主体具有相同的结合截面轮廓。 
在另一实施例中，所述第三环状延伸部具有表面，所述表面相对于所述顶部表面、所述底部表面、及所述内侧表面倾斜。 
在另一实施例中，所述第一环状延伸部与所述第二环状延伸部从所述底部表面延伸不同距离。 
在另一实施例中，提供一种环组件。该环组件大体上包括：外环主体，其具有：顶部表面与大体上平行该顶部表面的底部表面；外侧表面，其在该顶部表面与该底部表面之间延伸；内侧表面，其在该顶部表面与该底部表面之间延伸；凹口，其形成于该内侧表面上；第一与第二环状延伸部，其从该外环主体的该底部表面延伸，其中该第一与第二环状延伸部彼此平行且彼此在径向上隔开；第三环状延伸部，其从该外环主体沿垂直于该第一与第二环状延伸部的方向延伸。该环组件还包括内环主体，其配置在该外环主体的径向内侧。该内环主体具有顶部表面，其邻接或向该第三环状延伸部的内侧突伸(project)；以及外侧直径表面，其配置于该第三环状延伸部下方并且邻接该外环主体。在各种方面中，该内环主体沿两个翻动方位安置在该凹口中，使得该第三环状延伸部部分覆盖该内环主体的该顶部表面 
尚有另一实施例，提供一种环组件。该环组件大体上包括：外环主体，其具有：顶部表面；底部表面，其大体上平行于该顶部表面；外侧表面，其在该顶部表面与该底部表面之间延伸；内侧表面，其在该顶部表面与该底部表面之间延伸；第一环状延伸部，其从该底部表面以远离该顶部表面的方向及从与该外侧表面的边缘邻接的位置延伸；第二环状延伸部，其从该底部表面以远离该顶部表面的方向延伸，该第二环状延伸部邻接该内侧表面；以及第三环状延伸部，其从该外环主体以远离该外侧表面的方向延伸，该第三环状延伸部邻接该顶部表面。该环状组件还包括：内环主 体，其由该外环主体所环绕，其中该内环主体可抵靠该外环主体沿两个取向对称地安置，该第三环状延伸部沿该两个取向部分地覆盖该内环主体。在一个方面中，该第三环状延伸部以径向延伸一定距离以部分覆盖该内环主体的上表面。 
在一个实施例中，提供一种环组件。该环组件包括：第一环主体，其具有顶部表面以及大体上平行于该顶部表面的底部表面；以及第二环主体，其配置在该第一环主体的径向内侧。在一个方面中，该第一环主体在该第一环主体的内侧表面上具有外悬部(overhang)，而该第二环主体在该第二环主体的顶部表面或底部表面任一者配置成邻接该外悬部时，可安置成在该外悬部下方与该第一环主体接触。该第二环主体被该第一环主体环绕，而该第二环主体能翻动并且放置在相同位置以提供大体上平坦的安置表面。在另一方面中，该第一环主体大体上包括顶部表面以及大体上平行于该顶部表面的底部表面。该第一环主体具有在该顶部表面与该底部表面之间延伸的外侧表面，以及在该顶部表面与该底部表面之间延伸的内侧表面。该第一环主体包括：第一环状延伸部，其从该底部表面以远离该顶部表面的方向延伸并且配置在与该外侧表面的该边缘隔开的位置；以及第二环状延伸部，其从该底部表面以远离该顶部表面的方向延伸。该第一环状延伸部大体上邻接该内侧表面。该第一环主体可额外包括第三环状延伸部，该第三环状延伸部从该内侧表面以远离该外侧表面的方向延伸。该第三环状延伸部大体上邻接该顶部表面，并且可相对于该第一环主体的该顶部表面呈角度。在各种实施例中，该第一环主体的该第三延伸部径向延伸一定距离以部分覆盖该第二环主体的该顶部表面。由该第三延伸部所覆盖的该第二环主体的该顶部表面在通过翻动而再使用时作为该第二环主体的基部。具有该第一与第二环主体的该上述的环组件可一起使用作为过程套组。 
尚有另一实施例，公开了用于处理基材的过程腔室。过程腔室大体包括：底座支撑件，其具有基材接收表面；底座绝缘体，其设以电隔离过程腔室的腔室壁以及底座支撑件；以及环组件，其安置于该底座绝缘体及该基材接收表面的至少一部分上。该环组件大体上包括第一环主体以及第二 环主体，该第二环主体配置在该第一环主体的径向内侧。该第二环主体被该第一环主体环绕，且该第二环主体可翻动并且放置于该相同位置以为基材提供大体上平坦的安置表面。在一个方面中，第一环主体提供第一与第二环状延伸部，其从该第一环主体的底部表面延伸，其中该第一与第二环状延伸部大体上彼此平行且在径向上隔开，且该第二环状延伸部的一部分与该底座支撑件的该基材接收表面接触。该第一环主体可包括第三环状延伸部，其从该第一环主体沿垂直于该第一与第二环状延伸部的方向延伸。该第三环状延伸部配置为部分地覆盖该第二环主体的上表面，使得该第二环主体的该未受覆盖的上表面在通过翻动而再使用时作为该第二环主体的基部。 
附图说明
参考某些在附图中示出的实施例，可得到前文简要总结的本发明的更具体的描述，如此，可详细了解之前所述的本发明的特征。然而应注意，附图只示出本发明的典型实施例，因本发明允许其他同等有效的实施例，故不将附图视为对其范围的限制。 
图1A是示例性基材支撑件的示意剖面视图，其具有布置在过程腔室中的传统单片环。 
图1B是图1A的环的示意剖面视图。 
图1C是示出图1A的环的侵蚀轮廓的示意说明。 
图2A是根据本发明的一个实施例的具有环组件的示例性基材支撑件的示意剖面视图。 
图2B是图2A的环组件的示意剖面视图。 
图3A示出根据一个实施例的环组件的侵蚀轮廓的示意说明。 
图3B是根据一个实施例，在内环己翻动后的环组件的示意剖面视图。 
图4是示出根据一个实施例的环组件的内环与外环之间的间隔的示意剖面视图。 
图5A是根据一个实施例的环组件的外环的示意剖面视图。 
图5B是图5A中示出的外环一部分的放大视图。 
图6A是根据一个实施例的环组件的内环的示意剖面视图。 
图6B是图6A的一部分的放大视图。 
为了方便理解，在多个图中尽可能使用相同的附图标记来表示各图共有的相同组件。应理解，可将一个实施例的组件与结构特征有利地结合至其它实施例中，而不需进一步列举。 
具体实施方式
本发明大体上关于可用于蚀刻或其他等离子体处理腔室中的环组件。可将该环组件制成至少两个截然不同的片材，例如，安置在一起的内环主体与外环主体。内环主体具有几何形状，使得当内环主体与外环主体安置在一起时，该环组件维持单一截面轮廓，无论内环主体的哪一侧是面向外环主体。内环主体在若一个表面变得受到侵蚀时可再使用，该内环主体可翻动且再度与外环主体使用，直到外环主体及/或内环主体的双侧已被侵蚀超过他们的使用寿命为止。总的来说，该两个主体大体上具有单个传统片环的形状，但该环组件的服务寿命比传统单片环长。 
图1A是示例性基材支撑件100的示意剖面视图，其具有配置在过程腔室128中的传统单片环104。虽不在此详细论述，该基材支撑件100一般配置在等离子体处理腔室中，诸如蚀刻腔室。过程腔室128可单独使用，或者作为整合式半导体基材处理系统或群集工具的处理模块。基材支撑件100配置在喷头120下方，该喷头用于供应各种气体进入过程腔室128。基材支撑件100可受DC电源供应器(图中未示)偏压。RF功率源126可视情况通过匹配网络122连接至基材支撑件100。喷头120可通过匹配网络124连接至RF源132。过程腔室128的内部是高度真空容器，其通过节流阀(图中未示)连接至真空泵124。在操作中，基材放置在基材支撑件100上，腔室内部被抽吸(pump)降至接近真空的环境。一种或多种气体从气体板通过喷头120导进过程腔室128，并且将该气体在过程腔室128中点燃成等离子体，这通过从RF源132施加功率至配置在基材支撑件100上的喷头120及/或从RF源126施加RF功率至基材支撑件100同时从 偏压源施加功率以偏压基材支撑件100而达成。所形成的等离子体可用于在处理期间在基材中蚀刻特征结构，且随后通过真空泵134将该离子体抽吸出过程腔室128。应了解到，为了简明起见，已省略过程腔室128的其他部件。 
基材支撑件100大体上包括静电夹盘(ESC)102、传统的单片环104、对ESC102电偏压的阴极106、绝缘管108、底座绝缘体110、以及底座支撑件112。绝缘管108与底座绝缘体110用于分别将腔室壁与基材支撑件110施加至ESC102的电偏压电隔离。在图1A中所示的实施例中，传统单片环104是安置在ESC102与绝缘管108上的单片环。基材144在放置在基材支撑件100上时，将安置在ESC102上并且受传统单片环104环绕。 
图1B是图1A的传统单片环104的示意剖面视图。传统单片环104具有上表面130，其在处理期间暴露于等离子体。传统单片环还包括配座区域(seating area)114，其具有顶部表面116，该顶部表面大体上与放置在ESC102上的基材144同水平。现存的“单片”环设计由于暴露至等离子体蚀刻过程，故一般在接近晶圆配座区域114处经受最大侵蚀。图1C示出传统单片环104在接近环服务寿命终端处顶部表面的大致侵蚀轮廓118，为了比较，以虚线示出原始的上表面130。如图1C所示，配座区域114已比传统单片环104的其余区域受大幅度侵蚀，并且具有受侵蚀的非均匀性。当配座区域114不再有其原始的大体上平坦的形状，基材的定位与处理可能会受到不利影响。一般在此时置换整个环104，其造成石英材料的浪费。 
在等离子体蚀刻腔室中，传统单片环104保护ESC免于在处理期间暴露至等离子体。因为环104亦聚焦等离子体，故环104通常由石英制成并且在处理期间可高度消耗。为了延伸环的寿命，本发明的环组件设计成用于最少的制造成本，并且容许多重使用因而减少对客户的工具拥有成本(CoO)。 
图2A是根据本发明一个实施例的具有环组件的示例性基材支撑件200的示意剖面视图。虽在此未详细论述，然而基材支撑件200一般配置在等离子体处理腔室中，如图1A所示出的蚀刻腔室，为了简明起见已省略。 基材支撑件200大体上包括ESC202、环组件230、阴极208、绝缘管210、底座绝缘体212以及底座支撑件214。 
图2B是图2A的环组件230的示意剖面视图。本发明的环组件230大体上由两个环主体构成，即内环主体206与外环主体204，其在处理期间定位于静电夹盘202上。类似于参考上述图1A至图1C论及的传统单片环104，大多数侵蚀发生在内环主体206接近基材配座区域B处，引发内环主体206的顶部表面不再平坦(见图3A中的侵蚀轮廓306与受侵蚀的配座表面352)。然而，一旦受蚀刻的内环主体206如图3B所示翻动，基材配座区域B再度大体上平坦。因此，无须置换整个单环，内环主体206可翻动且与外环主体204一并再使用。相对于传统单片环104，翻动内环主体206加倍了整个环组件230的服务寿命。 
在一个实施例中，内环主体206被设计成使得一部分的表面(图2B中所示的区域A)受外环主体204覆盖，且因此防止暴露至等离子体。于是，即使区域B因等离子体暴露而受侵蚀，区域A维持大体上平坦。因为区域A维持平坦，在翻动后，此表面(即区域A)向内环主体206提供平坦底部表面，如图3B所示。在湿式清洁循环后，内环主体206可沿轴线X(图2B)翻动，该轴线平行外环主体204的顶部表面205，使得内环主体206的底部表面350(其与静电夹盘202的上表面203接触)能够被新供给基材作为配座区域，同时该平坦、未受蚀刻的底部表面350现在面向上方并且界定区域A与B。因此，可二度使用内环主体206，该原始顶部表面350现在面向上方直到外环主体204及/或内环主体206已被蚀刻超过他们的使用寿命为止。 
虽在本说明书中示出及描述环形主体，然而应了解到此“翻动及再使用”的概念不应限于环状环的形状。只要对象能够配置于外环的径向内侧并且翻动至不同位置以提供基材大体上平坦的配座区域，则应考虑任何具有期望形状或轮廓的对象。该外环主体204与内环主体206可由不同的非导电材料制成，以减少蚀刻速率。该外环主体204亦可以诸如抗腐蚀性环境的陶瓷、PEEK、聚酰胺、聚亚酰胺、环氧树脂等及其他非导电材料涂布 或制成。环组件亦可用于介电、金属、多晶硅蚀刻及其他应用。在导体蚀刻中，内环可以非导电材料(诸如陶瓷)涂布以增加其服务寿命。 
环组件230的两片设计能使在过程期间外环主体204极少牺牲。环组件230的两片设计亦能够多重再使用外环主体204且因而节省石英材料及减少CoO。这种外环下保护内环、翻动及再使用的概念亦可应用到现存其他环或单环的再设计上，以增加服务寿命。此概念亦可延伸至任何尺寸的腔室处理基材或晶圆尺寸。 
在此公开的环组件可使用于介电蚀刻腔室，诸如MxP+、eMxP+、Super-E、EMAX CT+腔室，其可由美国加州Santa Clara的应用材料公司购得。此外，在此公开的环组件亦可用于金属/导体蚀刻腔室，诸如DPSII，其可由应用材料公司购得。应了解到，本文描述的环组件可用在由其他过程商所售的腔室中。 
图4是示出环组件230的示意剖面视图，其说明根据一个实施例的内环主体206与外环主体204之间的间隔。间隔(间隙G1与间隙G2)是内环主体206与外环主体204之间的相应的垂直与水平的分隔。关于表I，所示的示例确保避免等离子体穿透，并且是特定于在介电蚀刻腔室中使用的一个环。对其他蚀刻环或蚀刻应用的种类而言，该实际数字可能改变。 
表I 
  最大值(英寸) 最小值(英寸)
间隙1-G1 0.008 0.002
间隙2-G2 0.0275 0.0025
图5A是根据一个实施例的环组件550的外环主体500的示意剖面视图。图5B是图5A中示出的外环主体500的一部分的放大视图。一个实施例中，该外环主体500可包含石英。在另一实施例中，该外环主体500可包含透明、融合的石英。该外环主体500亦可由其他材料制造或涂布。 
如图5A及图5B所示，外环主体500包括主要主体520，其具有大体上平坦的顶部表面502及大体上平坦的底部表面504，该底部表面大体上 平行该顶部表面。虽然在此未示出，然应了解到，基材大体上是由外环主体500环绕，而基材的上表面面向远离外环主体500的底部表面504的方向。该外环主体500还包括在顶部表面502与底部表面504之间延伸的外侧表面506。该外环主体500还包括在顶部表面502与底部表面504之间延伸的内侧表面508。顶部表面502、底部表面504、外侧表面506与内侧表面508集体包含该外环主要主体520。外环主要主体520具有在约0.5英寸至约0.75英寸之间的高度，如箭号C所示。内侧表面508还包括凹口530，其与内环主体600一起安置，如下文参考图6A至图6B所述。凹口530设以从主要主体520的上部分突伸，并且形成大体上水平的外悬部或顶壁532，该外悬部(或顶壁)覆盖内环主体600(当其安置时)的区域Q的部分。换句话说，内环主体600的外侧直径表面606(图6B)抵靠外环主体500的内壁534。内环主体600具有几何形状，其使得当内环主体600与外环主体500安置时，环组件550得以维持单一截面轮廓，无论内环主体600的下表面602或上表面604哪一者与外环主体500的凹口530接合，如图3B所示。在一个实施例中，内侧表面508大体上直立，且与顶壁532垂直。 
在一个实施例中，第一环状延伸部510从外环主要主体520的底部表面504延伸。第一环状延伸部510以远离顶部表面502的方向延伸，且配置在与外侧表面506隔开的位置。在一个示例中，第一环状延伸部510从底部表面504延伸达介于约0.15英寸至约0.20英寸之间的距离，如箭号D所示。第一环状延伸部510的外侧直径介于约9.75英寸至约10.1英寸之间，如箭号M所示。第一环状延伸部510的内侧直径介于约9.73英寸至约9.93英寸之间，如箭号L所示。 
第二环状延伸部512亦可从底部表面504以远离顶部表面502的方向延伸。该第二环状延伸部512可邻接内侧表面508。在一个实施例中，第二环状延伸部512从底部表面504延伸达介于约0.097英寸至约0.103英寸之间的距离，如箭号G所示。一个实施例中，第二环状延伸部512的外侧直径介于约9.000英寸至约9.100英寸之间，如箭号K所示。另一实施例中，第二环状延伸部512的内侧直径介于约8.300英寸至约8.500英寸 之间，如箭号J所示。第一环状延伸部510可从底部表面504以比第二环状延伸部多约0.070英寸至约0.075英寸之间的距离延伸，如箭号F所不。 
第三环状延伸部514可从主要主体520以远离外侧表面506的方向延伸。形成内侧表面508的一部分的第三环状延伸部514的末端可相对顶壁532呈角度，该角度介于约100度至约120度之间，如箭号E所示。形成第三环状延伸部514底部的壁顶532可位于第二环状延伸部512底部上方约0.25英寸至约0.30英寸之间的高度，如箭号H所示。如在第三环状延伸部514的底部处所测量的第三环状延伸部的直径介于约7.980英寸至约8.000英寸之间，如箭号I所示。应考虑到，在此所列的数字可取决于基材或腔室的尺寸而改变。 
图6A是根据一个实施例的环组件550的内环主体600的示意剖面视图。示出于图6A与图5A中的该内环主体600及外环主体500构成如先前在图2A至图4中所论述及示出的环组件。图6B是图6A一部分的放大视图。在一个实施例中，内环主体600可包含石英或其他材料。在另一实施例中，内环主体600可包含透明、融合的石英。该内环主体600可具有介于约7.730英寸至约7.740英寸之间的内径，如箭号N所示。内环主体600可具有介于约0.275英寸至约0.300英寸之间的高度，如箭号P所示。该内环主体600可具有正方形或矩形截面。内环主体600的下表面602与上表面604平行，并且垂直于内环主体600的中心轴。内环主体600的外侧直径表面606可垂直于表面602、604，或者具有另一形状，该形状顺应外环主体500的顶壁532下方的口530的内侧表面508，配置为在任一表面602、604邻接外环主体500的顶壁532布置时与内环主体600一起安置。 
通过利用包含两个环主体(即内环与外环)的环组件而非利用单片，环组件的服务寿命相对于传统单片环获得改善。尤其，翻动与再使用内环的概念减少了材料的浪费。连续地用于多重湿式清洁直到其服务寿命结束的外环进一步减少了消费者的可消耗成本。使用非导电材料亦改善环组件的服务寿命。 
虽然前文针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下可预见本发明的其它实施例，且本发明的范围由以下权利要求确定。 

Claims (18)

1.一种半导体制造腔室中的环组件，包含： 
外环主体，在所述外环主体的内侧表面上具有凹口，其中所述凹口具有顶壁，所述顶壁从所述内侧表面向外延伸； 
顶部表面与大体上平行于所述顶部表面的底部表面； 
外侧表面，在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸； 
第一环状延伸部，从所述底部表面沿远离所述顶部表面的方向及从与所述外侧表面隔开的位置延伸； 
第二环状延伸部，从所述底部表面沿远离所述顶部表面的方向延伸，所述第二环状延伸部邻接所述内侧表面；以及 
第三环状延伸部，从所述外环主体沿远离所述外侧表面的方向延伸，所述第三环状延伸部形成所述凹口的所述顶壁。 
2.根据权利要求1所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第三环状延伸部具有端部，所述端部相对于所述顶壁倾斜。 
3.根据权利要求1所述的半导体制造腔室中的环组件，还包括： 
内环主体，当所述内环主体的顶部表面或底部表面任一者配置邻接所述顶壁时，所述内环主体可安置于所述外环主体的所述凹口中。 
4.根据权利要求3所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述外环主体的所述顶壁部分地覆盖所述内环主体的所述顶部表面。 
5.根据权利要求3所述的半导体制造腔室中的环组件，其中当所述顶部表面或所述底部表面任一者配置成抵靠所述顶壁时，所述内环主体的外侧直径表面顺应所述凹口。 
6.根据权利要求1所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述外侧表面具有大体上弯曲的表面。 
7.一种半导体制造腔室中的环组件，包含： 
外环主体，包含： 
顶部表面及大体上平行于所述顶部表面的底部表面； 
外侧表面，在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸； 
内侧表面，在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸； 
凹口，形成于所述内侧表面上； 
第一与第二环状延伸部，从所述外环主体的所述底部表面延伸，其中，所述第一与第二环状延伸部彼此平行且彼此在径向上隔开； 
第三环状延伸部，从所述外环主体以垂直于所述第一与第二环状延伸部的方向延伸；以及 
内环主体，配置在所述外环主体的径向内侧，所述内环主体包含： 
顶部表面，邻接且向所述第三环状延伸部内侧突伸；以及 
外侧直径表面，配置于所述第三环状延伸部下方并且邻接所述外环主体。 
8.根据权利要求7所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述内环主体能以两个翻动取向安置在所述凹口中。 
9.根据权利要求8所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，当所述内环主体在翻动取向的任一者中时，安置的所述内环主体与所述外环主体具有相同的结合截面轮廓。 
10.根据权利要求7所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第三环状延伸部部分地覆盖所述内环主体的所述顶部表面。 
11.根据权利要求7所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第三环状延伸部具有表面，所述表面相对于所述外环主体的所述顶部表面及所述底部表面倾斜。 
12.根据权利要求7所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第一环状延伸部以及所述第二环状延伸部从所述外环主体的所述底部表面延伸不同距离。 
13.一种半导体制造腔室中的环组件，包含： 
外环主体；以及 
内环主体，被所述外环主体所环绕，其中，所述内环主体可抵靠所述外环主体沿两个取向对称地安置，当所述内环主体在翻动取向的任一者时，安置的所述内环主体与所述外环主体具有相同的结合截面轮廓。 
14.根据权利要求13所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述外环主体包含： 
顶部表面； 
底部表面，与所述顶部表面相对； 
外侧表面，在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸； 
内侧表面，在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸； 
第一环状延伸部，从所述底部表面沿远离所述顶部表面的方向及从与所述外侧表面的边缘邻接的位置延伸； 
第二环状延伸部，从所述底部表面沿远离所述顶部表面的方向延伸，所述第二环状延伸部邻接所述内侧表面；以及 
第三环状延伸部，从所述外环主体沿远离所述外侧表面的方向延伸，所述第三环状延伸部邻接所述顶部表面。 
15.根据权利要求14所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第三环状延伸部具有表面，所述表面相对于所述顶部表面、所述底部表面、及所述内侧表面倾斜。 
16.根据权利要求14所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第一环状延伸部与所述第二环状延伸部从所述底部表面延伸不同距离。 
17.根据权利要求14所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述第三环状延伸部径向延伸一定距离，以部分地覆盖所述内环主体的上表面。 
18.根据权利要求13所述的半导体制造腔室中的环组件，其中，所述内环主体安置在形成于所述外环主体中的凹口中。 
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106149049A (zh) * 2015-04-13 2016-11-23 聿光科技有限公司 晶圆的磊晶反应器及其中央星盘

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200483130Y1 (ko) * 2012-10-20 2017-04-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 세그먼트화된 포커스 링 조립체
US9768052B2 (en) * 2013-03-14 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Minimal contact edge ring for rapid thermal processing
WO2015023329A1 (en) * 2013-08-10 2015-02-19 Applied Materials, Inc. A method of polishing a new or a refurbished electrostatic chuck
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
TWM534436U (en) * 2015-07-03 2016-12-21 Applied Materials Inc Frame, multi-piece under substrate cover frame and processing chamber
JP6435247B2 (ja) * 2015-09-03 2018-12-05 新光電気工業株式会社 静電チャック装置及び静電チャック装置の製造方法
JP3210105U (ja) 2016-03-04 2017-04-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ユニバーサルプロセスキット
US11387134B2 (en) * 2018-01-19 2022-07-12 Applied Materials, Inc. Process kit for a substrate support
US20190301012A1 (en) * 2018-04-02 2019-10-03 Veeco Instruments Inc. Wafer processing system with flow extender
US12009236B2 (en) * 2019-04-22 2024-06-11 Applied Materials, Inc. Sensors and system for in-situ edge ring erosion monitor
JP2021180283A (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 東京エレクトロン株式会社 載置台アセンブリ、基板処理装置および基板処理方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803977A (en) * 1992-09-30 1998-09-08 Applied Materials, Inc. Apparatus for full wafer deposition
US5476548A (en) * 1994-06-20 1995-12-19 Applied Materials, Inc. Reducing backside deposition in a substrate processing apparatus through the use of a shadow ring
US5632873A (en) * 1995-05-22 1997-05-27 Stevens; Joseph J. Two piece anti-stick clamp ring
US5748434A (en) * 1996-06-14 1998-05-05 Applied Materials, Inc. Shield for an electrostatic chuck
US5740009A (en) * 1996-11-29 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Apparatus for improving wafer and chuck edge protection
US6284093B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Shield or ring surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
US6051122A (en) * 1997-08-21 2000-04-18 Applied Materials, Inc. Deposition shield assembly for a semiconductor wafer processing system
US5955381A (en) * 1998-03-03 1999-09-21 Lucent Technologies Inc. Integrated circuit fabrication
US6117349A (en) * 1998-08-28 2000-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Composite shadow ring equipped with a sacrificial inner ring
US6123804A (en) * 1999-02-22 2000-09-26 Applied Materials, Inc. Sectional clamp ring
JP4676074B2 (ja) * 2001-02-15 2011-04-27 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及びプラズマ処理装置
TWI234417B (en) * 2001-07-10 2005-06-11 Tokyo Electron Ltd Plasma procesor and plasma processing method
US20030106646A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-12 Applied Materials, Inc. Plasma chamber insert ring
US7041200B2 (en) * 2002-04-19 2006-05-09 Applied Materials, Inc. Reducing particle generation during sputter deposition
US20040000375A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Plasma etch chamber equipped with multi-layer insert ring
US7338578B2 (en) * 2004-01-20 2008-03-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Step edge insert ring for etch chamber
KR20060005560A (ko) * 2004-07-13 2006-01-18 삼성전자주식회사 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비
KR100610010B1 (ko) * 2004-07-20 2006-08-08 삼성전자주식회사 반도체 식각 장치
US8790499B2 (en) * 2005-11-25 2014-07-29 Applied Materials, Inc. Process kit components for titanium sputtering chamber
US7520969B2 (en) * 2006-03-07 2009-04-21 Applied Materials, Inc. Notched deposition ring
US20080194113A1 (en) * 2006-09-20 2008-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus for semiconductor etching including an electro static chuck
US7981262B2 (en) * 2007-01-29 2011-07-19 Applied Materials, Inc. Process kit for substrate processing chamber
US20080289766A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Samsung Austin Semiconductor Lp Hot edge ring apparatus and method for increased etch rate uniformity and reduced polymer buildup
US20090221150A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Applied Materials, Inc. Etch rate and critical dimension uniformity by selection of focus ring material
KR101533138B1 (ko) * 2008-09-08 2015-07-01 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106149049A (zh) * 2015-04-13 2016-11-23 聿光科技有限公司 晶圆的磊晶反应器及其中央星盘

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Publication number Publication date
KR20120007717U (ko) 2012-11-08
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