TW201535582A - 用於彈性材料帶之安裝固定架 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種安裝固定架，其用以將一彈性材料帶安裝在圍繞一半導體基板支架的一安裝槽內，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該安裝固定架包含：一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；以及一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件。

Description

用於彈性材料帶之安裝固定架
本揭露內容係關於用以將彈性材料帶繞著基板支架安裝的安裝固定架以及該安裝固定架的使用方法。
積體半導體電路已成為大部分電子系統的主要構件。這些微型電子裝置可包含用以構成微電腦中央處理單元及其他積體電路之記憶體與邏輯子系統的數千個電晶體以及其他電路。這些電路的低成本、高可靠度與速度已成為現代數位電子設備的普遍特徵。
積體半導體電路的製造一般係在反應性離子蝕刻系統內進行，例如平行板反應器或感應耦合式電漿反應器。反應性離子蝕刻系統可由蝕刻腔室所組成，此蝕刻腔室具有設置於其內的上部電極(或正極)以及下部電極(或負極)。此負極係相對於此正極及容器壁而被施以負偏壓。待蝕刻之晶圓係藉由合適的遮罩加以覆蓋並且直接放置在此負極上。例如CF4 、CHF3 、CClF3 、HBr、Cl2 以及SF6 或其混合物的化學反應性氣體係與O2 、N2 、He或Ar一起被導入到此蝕刻腔室內並且被維持在通常為毫托範圍內的壓力下。此上電極設有氣孔，此氣孔允許氣體均勻地分散穿過此電極而進入到此腔室內。建立在正極與負極之間的電場將使反應性氣體解離而形成電漿。藉由與活性離子的化學交互作用以及藉由打擊晶圓表面之離子的動量傳遞而蝕刻晶圓表面。由這些電極所產生的電場可將離子吸引至負極，而令離子在主要垂直方向上打擊表面，俾能使此製程產生界線分明的垂直蝕刻側壁。
用於反應性離子蝕刻的電漿乃為高腐蝕性物種，而曝露至電漿的腔室構件表面可能會快速降解。此種腔室構件的降解係代價昂貴的，並且可能會導致腔室構件的污染或導致在此腔室內處理之基板的污染。此種降解需要更換受污染的腔室構件及/或清理受污染的腔室構件。此種腔室構件的更換及/或清理會導致處理腔室的停機時間。
基板支架，其包含以靜電方式將基板夾持於此支架的靜電夾盤(ESC，electrostatic chuck)，乃為一此種可能因曝露至電漿環境而受到降解的腔室構件。這些類型的基板支架通常包含若干相互黏著的構件。例如，此支架可包含藉由合適黏著劑而相互接合的冷卻板、加熱器元件及/或陶瓷板。如共同擁有之美國專利公開案第2013/0097840號、第2013/0117986號以及第2013/0263427號所述，為了使因為曝露至電漿環境而造成的降解降至最低，通常係繞著這些構件放置彈性材料帶，以保護此黏著劑免於直接曝露至電漿環境。然而，此彈性材料帶之後係直接曝露至電漿環境並且因此而歷經降解。此彈性材料帶亦因為在操作狀態下的壓縮力而歷經降解。
其中繞著基板支架配置彈性材料帶的方式亦可能會在彈性材料帶中產生局部應力，此導致彈性材料帶更易於因為曝露至電漿環境而降解。一般來說，藉由人工方式將彈性材料帶繞著基板支架配置成5角星形圖案。此種配置圖案在此彈性材料中產生高局部應力區域(這些區域係此彈性材料中較脆弱的區域)，並且當曝露至電漿環境時會使這些區域受到較大的質量損失，而通常導致此彈性材料破裂。
因此，亟需一種用以將彈性材料帶繞著基板支架安裝的改良方法，其可使彈性材料帶對因曝露至電漿環境所引起的降解展現出增加的抵抗性。
揭露一種安裝固定架，其用以將一彈性材料帶安裝在圍繞一半導體基板支架的一安裝槽內，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該安裝固定架包含：一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；以及一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件。
揭露一種彈性材料帶安裝套件，該套件包含：一安裝固定架，用以將一彈性材料帶安裝在圍繞一半導體基板支架的一安裝槽內，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該安裝固定架包含：一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；以及一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件；以及複數機械式扣件，各自用以適配穿過該基板支架的穿孔以及該安裝固定架的穿孔。
揭露一種用以將彈性材料帶繞著半導體基板支架之一部分而安裝以作為保護邊緣密封件的方法，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該方法包含下列步驟：繞著一安裝固定架的一垂直延伸部而配置一彈性材料帶，該安裝固定架包含：一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；以及一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件；以及使該彈性材料帶滑落該安裝固定架的該垂直延伸部並進入到位於該基板支架中用以容納該彈性材料帶的一安裝槽內。
反應性離子蝕刻處理腔室的基板支架通常包含下部電極組件，此下部電極組件包含靜電夾持層，在電漿處理腔室內進行處理的期間，基板或晶圓係被夾持於此靜電夾持層上。此下部電極組件亦可包含與溫度受控底板接合的各種層。例如，此組件可包含：上部陶瓷層，包含黏著接合於加熱器板之上側的一或多個靜電電極；一或多個加熱器，黏著接合於加熱器板的底部；以及溫度受控底板(以下稱為冷卻板)，黏著接合於加熱器與加熱器板。為了保護這些電漿曝露黏著接合層，可繞著基板支架的接合層配置例如彈性材料帶的邊緣密封件。
圖1顯示用於蝕刻基板之示範電漿反應器10的橫剖面圖。如圖1所示，電漿反應器10包含電漿處理腔室12、配置在腔室12上方以產生電漿的天線，此天線係藉由平面線圈16加以實現。RF線圈16通常係經由匹配網路(未顯示)而被RF產生器18供給能量。此種腔室被稱為感應耦合式電漿(ICP，inductively coupled plasma)腔室。為了將處理氣體供應至腔室12的內部，有設置氣體分佈板或噴淋頭14，其較佳係包含複數孔洞，這些孔洞係用以將例如蝕刻劑來源氣體的氣體來源材料釋放到噴淋頭14與支撐在基板支架100(其包含下部電極組件28)上之半導體基板或晶圓30之間的RF感應電漿區域內。雖然在圖1中係顯示感應耦合式電漿反應器，但電漿反應器10可包含例如電容耦合式電漿(CCP，capacitive coupled plasma)、微波、磁電管(magnetron)、螺旋波的其他電漿產生來源或其他合適的電漿產生設備，在此種情況下，天線係被省略。
吾人亦可藉由其他裝置，例如延伸穿過頂壁的一或多個氣體注入器及/或內建於腔室12之壁內的氣體射出口，而將氣體來源材料導入到腔室12內。例如當蝕刻穿過鋁或其一合金時，蝕刻劑來源化學品包含鹵素，例如Cl2 以及BCl3 。亦可使用其他蝕刻劑化學品(例如CH4 、HBr、HCl、CHCl3 )以及使用例如碳氫化合物、氟碳化合物、以及氫氟碳化合物之用於蝕刻特徵部側壁鈍化的聚合物形成物種。這些氣體可與任選的惰性及/或非反應性氣體一起使用。
在使用時，晶圓30被導入到由腔室壁32所界定的腔室12內並且被配置在下部電極組件28上。晶圓30較佳係被射頻產生器24(通常亦經由匹配網路)施以偏壓。晶圓30可包含製造於其上的複數積體電路(IC，integrated circuits)。舉例來說，這些積體電路可包含例如PLA、FPGA以及ASIC的邏輯裝置或例如隨機存取記憶體(RAM，random access memories)、動態隨機存取記憶體(DRAM，dynamic RAM)、同步動態隨機存取記憶體(SDRAM，synchronous DRAM)、或唯讀記憶體(ROM，read only memories)的記憶體裝置。當施加RF功率時，反應性物種(其係由來源氣體所形成)蝕刻晶圓30的曝露表面。然後，透過出口26來排放可能為揮發性的副產物。在完成處理之後，晶圓30可受到進一步的處理，且最終被切割而將積體電路分成單獨的晶片。
吾人可明白反應器10亦可用於金屬、介電質以及其他蝕刻製程。在電漿蝕刻處理中，氣體分佈板可為在ICP反應器中位於介電窗正下方的圓形板或者可在CCP反應器(稱為平行板反應器，其中氣體分佈板為被定向而與半導體基板或晶圓30平行的噴淋頭電極)中形成上部電極組件的部分。此氣體分佈板/噴淋頭電極包含具有所規定之直徑與空間分佈的孔洞陣列，以最佳化待蝕刻層(例如此晶圓上的光阻層、二氧化矽層以及底層材料)的蝕刻均勻度。
可被使用的一示範平行板電漿反應器為雙頻率電漿蝕刻反應器(例如參見共同擁有之美國專利案第6,090,304號，其整體內容乃藉由參考文獻方式合併於此)。在此種反應器中，可從氣體供應部將蝕刻氣體供應至噴淋頭電極，並且藉由從兩個RF源將不同頻率的RF能量供應至噴淋頭電極及/或底部電極以在此反應器內產生電漿。或者，噴淋頭電極可被電性接地，而具有兩種不同頻率的RF能量可被供應至底部電極。
圖2顯示基板支架100之一部分的橫剖面圖，此基板支架具有與設置在安裝槽內之曝露接合層接合在一起的各種層，此安裝槽用以容納例如彈性材料帶160的邊緣密封件。基板支架100亦可用以容納複數機械式扣件。基板支架100包含由金屬或陶瓷所構成的加熱器板130。黏著接合層120係配置在加熱器板130下方並且使加熱器板130與冷卻板110接合。另一黏著接合層125係配置在加熱器板130上方並且使加熱器板130與包含一或多個靜電夾持電極的陶瓷板135接合。陶瓷板135與冷卻板110可具有延伸超過加熱器板130與接合層120、125之最外部分的部分，以形成安裝槽145。加熱器板130與接合層120、125的最外部分實質上係相互對正。陶瓷板135較佳係具有比加熱器板130及接合層120、125更大的直徑。
在一示範實施例中，冷卻板110可被設置成藉由在其內包含流體通道(未顯示)而提供溫度控制，溫度受控液體可透過此流體通道進行循環。冷卻板110通常為金屬底板，其係作為此電漿腔室中的下部RF電極。冷卻板110較佳係包含陽極處理鋁或鋁合金。然而，吾人可明白能夠使用任何合適的材料，其包含金屬、陶瓷、導電性以及介電材料。在一示範實施例中，冷卻板110係由陽極處理加工鋁塊所形成。或者，冷卻板110可由陶瓷材料所製成，而於其內及/或在其上表面上設置一或多個電極。此外，冷卻板110較佳係從其中心到其外緣或外徑具有均勻的厚度，並且較佳為薄圓形板。冷卻板110可包含一系列的穿孔140，這些穿孔用以容納將基板支架100固定於處理腔室的機械式扣件。
加熱器板130可為金屬或陶瓷板的形式，而至少一膜加熱器耦合至此金屬或陶瓷板的底部。膜加熱器可為箔積層(foil laminate)(未顯示)，其包含第一絕緣層(例如介電層)、電阻加熱層(例如一或多片的阻電材料)以及第二絕緣層(例如介電層)。此絕緣層較佳係由具有可維持其在廣泛溫度範圍下之物理特性、電特性及機械特性(包含對電漿環境中之腐蝕性氣體的抵抗性)之能力的材料所組成，此絕緣層例如為Kapton或其他合適的聚亞醯胺膜。此電阻加熱層較佳係由高強度合金(例如Inconel)或其他合適的合金或抗腐蝕電阻式的加熱材料所組成。此膜加熱器可為Kapton、Inconel以及Kapton的積層形式，其具有約0.005吋到約0.009吋的總厚度，較佳約0.007吋厚。
陶瓷層135較佳為陶瓷材料的靜電夾持層，其具有由金屬材料(例如W、Mo等等)所構成的嵌入式電極。此外，陶瓷層135較佳係從其中心到其外緣或外徑具有均勻的厚度，並且較佳為適用於支撐200mm、300mm或450mm直徑晶圓的薄圓形板。具有上部靜電夾持層、加熱器層以及接合層之下部電極組件的細節係揭露於共同擁有之美國專利案第8,038,796號中，其中，上部靜電夾持層具有約0.04吋的厚度，上部接合層具有約0.004吋的厚度，加熱器板包含具有約0.04吋厚度的金屬或陶瓷板與具有約0.01吋厚度的加熱器膜，以及下部接合層具有約0.013到0.04吋的厚度。然而，可選擇不同厚度的夾持層、接合層以及加熱器層來達成期望的處理結果。
黏著接合層120與125較佳係由低模數材料所形成，例如彈性矽酮或矽酮橡膠材料。然而，吾人可使用任何適當的接合材料。吾人可明白黏著層120與125的厚度能夠根據期望的熱傳係數而變化。因此，基於黏著接合層120與125的製造公差，其厚度可為均勻或非均勻，以提供期望的熱傳係數。黏著接合層120與125的厚度可在其施加區域加或減一規定變量而變化。較佳地，若接合層厚度的變化不大於1.5個百分比，則可使基板支架100之構件間的熱傳係數為實質均勻。例如，針對包含用於半導體工業之電極組件的基板支架100，黏著接合層120與125較佳係具有可承受廣大範圍溫度的化學結構。因此，吾人可明白此低模數材料可包含任何適當的材料或材料組合，例如可與真空環境相容並且在高溫(例如上至500℃)下對熱降解具有抵抗性的聚合材料。在一實施例中，黏著接合層120與125可包含矽酮並且係介於約0.001到約0.050吋厚，較佳係介於約0.003到約0.030吋厚。
如圖2所示，冷卻板110與陶瓷板135的一部分可延伸超過加熱器板130、黏著接合層120與125的最外部分，藉以在基板支架100中形成安裝槽145。黏著接合層120與125的材料通常對半導體電漿處理反應器的反應性蝕刻化學品不具有抵抗性，於是應該受到保護而達到有效操作壽命。為了保護黏著接合層120與125，已提議將具有彈性材料帶160之形式的邊緣密封件放入到安裝槽145內，以形成防止半導體電漿處理反應器之腐蝕性氣體滲透的密封。例如參見共同擁有之美國專利公開案第2013/0097840號、第2013/0117986號以及第2013/0263427號。
可藉由人工方式將彈性材料帶160安裝成5角星形拉伸圖案。一般而言，一部分的彈性材料帶160先被插入安裝槽，而另一部分的彈性材料帶160則經拉伸之後再插入安裝槽145。利用遠離先前插入部分之彈性材料帶160的後續部分來重複此拉伸程序，直到彈性材料帶160完全插入安裝槽145為止。然而，此種插入彈性材料帶160的方法會在彈性材料帶160中造成高局部受應力區域。當曝露至電漿環境時，這些受應力區域係比彈性材料帶160中的其他區域更為脆弱，並且遭受較大的質量損失。此較大的質量損失之後會導致彈性材料帶160的降解(例如破裂)，因而需要更換彈性材料帶160。
圖3顯示可用以緩和彈性材料帶160之此種受應力區域的安裝固定架200，此彈性材料帶係設置在半導體基板支架100上。如圖3所示，安裝固定架200可包含具有內緣212、外緣214、上表面216、以及下表面218(圖4)的圈環210。依照一示範實施例，圈環210亦可包含垂直延伸部220，此垂直延伸部係位於圈環210的外緣214上並且用以容納彈性材料帶160。
安裝固定架200亦可包含具有外凹部232(圖4)的底板230，該外凹部係設置成與圈環210附接。底板230亦可包含複數徑向延伸部240，這些徑向延伸部用以在與半導體基板支架100中之安裝孔140相對應的位置容納複數機械式扣件260。依照一示範實施例，底板230較佳係具有上表面234、外凹部232(圖4)，此上表面具有上內表面236，此外凹部係由連接內表面236與下外表面238的垂直壁237所形成。下外表面238為相對平坦。依照一示範實施例，底板230較佳為實心階梯板。
依照一示範實施例，底板230亦包含形成在底板230之下表面233上的內凹部239(圖6)，此內凹部具有圓形外徑。底板230的下表面233可包含環形外表面235、向上延伸至下內表面243的垂直壁241。凹部239係位於基板支架100之上表面的外部分或周邊上方。例如，依照一示範實施例，在陶瓷層135的外部分或周邊，底板230的外環形表面235可被容納於此陶瓷層上並與其接觸。依照一示範實施例，凹部239的深度並未被特別限制，只要在配置與陶瓷層135之表面最接近的下內表面243之間提供足夠的間距即可。舉例而言，凹部239可具有介於約0.01-0.05吋之間的深度，例如，約0.025吋的深度。舉例而言，底板230在上內表面236與下內表面243之間可具有約0.50至0.60吋的厚度，例如約0.524吋。
依照一示範實施例，安裝固定架200較佳係具有環形並且用以將彈性材料帶160安裝在環繞半導體基板支架100的安裝槽145內。例如，依照一示範實施例，使用安裝固定架200將彈性材料帶160繞著基板支架100安裝可減少彈性材料帶160中的局部應力並且降低彈性材料帶160在操作狀態下(例如當曝露至電漿環境時)破裂的可能性。此外，當與藉由手工安裝成5角星形拉伸圖案的方式比較時，安裝固定架200的使用可使彈性材料帶160具有較長的操作壽命。此外，如在此所揭露的兩件式(two-piece)設計能夠提供可更換的圈環210，其尺寸可取決於半導體基板支架100的外徑。此外，單一的底板230可用於不同尺寸的圈環210。例如，依照一示範實施例，圈環210在某使用次數之後及/或如果在使用或運送期間損壞時可被更換。如在此所揭露的安裝固定架200亦可提供環繞半導體基板支架100之彈性材料帶160的改良對正，此可提供電漿反應器10的改良性能。
依照一示範實施例，複數徑向延伸部240之每一者可包含穿孔242。依照一示範實施例，徑向延伸部240用以在與半導體基板支架100中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件260。較佳地，安裝固定架200的底板230包含四個徑向延伸部240。在安裝固定架200周圍的每一徑向延伸部240之間距並未被特別限制，例如，每一徑向延伸部240可被配置離相鄰之徑向延伸部240約45˚到約135˚。或者，例如，每一徑向延伸部240可被配置離相鄰之徑向延伸部240約90˚。
安裝固定架200之圈環210的內徑211與外徑213並未被特別限制，只要安裝固定架200係相對於基板支架100的尺寸而相應地被按尺寸製作即可。例如，就為處理具有300mm直徑之基板或晶圓所設計的基板支架而言，圈環210可相對於垂直延伸部220之最外表面而具有介於約11.0到12.0吋之間的外徑213。外徑213較佳為大約11.7吋。在處理具有小於300mm(例如200mm)之直徑或大於300mm(例如450mm)之直徑的基板或晶圓方面，相應地按比例縮放安裝固定架200的直徑。圈環210的外徑213亦可由彈性材料帶160的直徑(未顯示)以及該彈性材料帶的拉伸公差加以決定。
圖4顯示安裝固定架200的另一立體圖，其包含圈環210與底板230、以及保護蓋300。如圖4所示，圈環210具有環形凹部226，此環形凹部係位於圈環210之上表面216的內部分228上。環形凹部226係位在基板支架100之上表面的外部分或周邊上方。例如，在陶瓷層135的外部分或周邊，圈環210的上表面216可被容納於此陶瓷層上並與其接觸。依照一示範實施例，上表面216的未下凹部分224可接觸陶瓷層135的外周邊。依照一示範實施例，凹部226的深度並未被特別限制，只要在配置與陶瓷層135之最外表面最接近的內部分228的水平表面之間提供足夠的間距即可。舉例而言，凹部226可具有介於約0.01-0.05吋之間的深度，例如，約0.025吋的深度。
依照一示範實施例，垂直延伸部220可在其自由末端221包含一傾斜尖端(未顯示)。此傾斜尖端的角度較佳係介於約10˚與約45˚之間，最佳約20˚。底板230之徑向延伸部240的穿孔242係用以與冷卻板110的穿孔140對正。
依照一示範實施例，保護蓋300可與安裝固定架200設置在一起，以例如在固定架200的非使用及/或運送期間保護圈環210的垂直延伸部220(或唇部)。保護蓋300較佳係具有凹部310，此凹部用以裝配在圈環210之垂直延伸部220與外緣214的周圍與上方。此外，凹部310可用以接觸圈環210的上表面216。
如圖4所示，可使用機械式扣件260而相對於基板支架100旋轉限制安裝固定架200。機械式扣件260可為鎖定銷或螺栓，其用以適配於穿過基板支架100的穿孔140與安裝固定架200的穿孔242兩者。依照一示範實施例，機械式扣件260可為圓柱形或半圓柱形。機械式扣件260隨著其長度可包含複數個部分而具有多種不同直徑。例如，機械式扣件260的一末端部分266可包含最大直徑，機械式扣件260的一末端部分262可包含最小直徑，以及中央部分264可包含中等的直徑。然而，機械式扣件260可被製作成不同於圓柱形的形狀，例如方形、錐形或多邊形。較佳地，機械式扣件260的末端表面為下凹，並且用以容納將基板支架100固定於工作件(例如工作台或腔室壁)之螺栓的頭部。例如，若用以將基板支架100固定於工作件的螺栓為圓頂形的話，則機械式扣件260的末端表面可為下凹而具有相似的圓頂形或相似的凹面。若用以將基板支架100固定於工作件的螺栓為六角形的話，則機械式扣件260的末端表面可為下凹而具有相似的六角形。
當對正穿孔140、242時，可將機械式扣件260插入穿過每一組對正的穿孔140、242，以相對於基板支架100而旋轉限制安裝固定架200。機械式扣件260的尺寸並未被特別限制，只要其在安裝時能夠充分旋轉限制安裝固定架200即可。
圖5顯示依照一示範實施例之彈性材料帶安裝固定架的橫剖面圖。如圖5所示，底板230可包含用以容納螺釘(或扣件)250的複數孔洞252，此螺釘(或扣件)係經由圈環210之下表面218上的對應凹部222而使底板230附接於圈環210。例如，依照一示範實施例，底板230可包含三個以上的等距孔洞252，這些等距孔洞係與圈環210之下表面218上的對應凹部222對正。圍繞在底板230周圍的每一孔洞252的間距並未被特別限制，且較佳地，例如，每一孔洞252可與圈環210之下表面中所對正的對應凹部222一起配置而離相鄰的孔洞252約120˚。依照一示範實施例，扣件250係由聚二醚酮(PEEK，polyetheretherketone)所製造。
圖6顯示依照一示範實施例之彈性材料帶安裝固定架200的橫剖面圖。依照一示範實施例，圈環210被設置成契合於外垂直壁237周圍，該外垂直壁係連接底板230的上表面236與底板230的外下表面238並且位於底板230之外凹部232的頂部上。如圖6所示，底板230亦包含形成在底板230之下表面233上的內凹部239。
依照一示範實施例，安裝固定架200的圈環210與底板230可各自由低摩擦塑膠材料所製造，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)或氟碳化物(如TEFLON®(DuPont所製造之PTFE或聚四氟乙烯))。或者，安裝固定架200的圈環210與底板230可由其他材料所製造，例如石英、陶瓷、金屬或矽。安裝固定架200的製造方法並未被特別限制。例如，安裝固定架200的圈環210與底板230可自起始材料的塊件或環形件加工而得。或者，安裝固定架200的圈環210與底板230可由射出成型方式製得。依照一示範實施例，圈環210係由PTFE或Teflon(聚四氟乙烯)所製造，而底板230係由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所製造。
在使用時，可將每一機械式扣件260之具有最大直徑的末端部分固定到冷卻板110的每一穿孔140內。接著，可將安裝固定架200設置在基板支架100的陶瓷層135上方，以使具有穿孔242的每一徑向延伸部240與置入冷卻板110之每一穿孔140內的每一機械式扣件260對正，並且使內部分228的未下凹部分224接觸陶瓷層135的外周邊。於是，安裝固定架200可配置在陶瓷層135上方，而垂直延伸部220的自由末端221係背對著陶瓷層135，以將安裝固定架200的穿孔242配置圍繞在機械式扣件260的中央部分264周圍。可相對於基板支架100而旋轉限制安裝固定架200。
依照一示範實施例，可藉由拉伸彈性材料帶160以配合垂直延伸部220的最外周邊，而繞著此周邊放置彈性材料帶160。較佳地，當繞著垂直延伸部220的最外周邊放置時，彈性材料帶160不被拉伸大於其周邊的2%，因為這麼做可能會使其彈性永久變形。可藉由繞著安裝固定架200來回旋轉而緩和彈性材料帶160的局部內應力。彈性材料帶160可繞著安裝固定架200來回旋轉至少約20˚。彈性材料帶160可繞著安裝固定架200來回旋轉至少約20˚-90˚，且較佳至少約180˚。例如，來回旋轉被執行至少兩次，且較佳係至少4-5次。
在已來回旋轉彈性材料帶160並緩和其局部內應力之後，使安裝固定架200與機械式扣件260繞著安裝固定架200的水平面倒置180˚，並且再固定至基板支架100。可將安裝固定架200與機械式扣件260顛倒翻轉，以使自由末端221面朝下而緊鄰安裝槽145。內部分228的未下凹部分接觸陶瓷層135之外周邊的上表面。彈性材料帶160之後從安裝固定架200的垂直延伸部220滑落並進入到安裝槽145內。
在已將彈性材料帶160置入安裝槽145內之後，可能需要進一步將彈性材料帶160壓入安裝槽145內。吾人注意到當基板支架100被配置在處理腔室的內部或外部時，上述方法係繞著基板支架來安裝彈性材料帶160。由於安裝容易，所以較佳係當基板支架100被配置在處理腔室的外部時，繞著基板支架100安裝彈性材料帶160。舉例而言，當位於處理腔室的外部時，為進行彈性材料帶160的安裝，吾人可以機械方式將基板支架100固定於例如工作台的工作件。當位於處理腔室的內部時，為進行彈性材料帶160的安裝，也可以機械方式將基板支架100固定於例如腔室壁的工作件。
彈性材料帶160可由任何適當的半導體處理相容材料所構成。例如，彈性材料帶160較佳係由能夠被硬化以形成氟彈性體的可硬化氟彈性氟聚合物(FKM)所構成，或者能夠使用可硬化過氟彈性過氟聚合物(FFKM)。彈性材料帶160較佳係由具有高化學抵抗性、低溫與高溫性能、電漿反應器內之電漿侵蝕抵抗性、低摩擦、以及電氣絕緣性與隔熱性的材料所構成。一較佳材料為過氟彈性體，其具有包含但不限於60至85的Shore A硬度計硬度以及包含但不限於1.9至2.1的比重，例如可自Perlast Ltd購得的PERLAST。另一個帶材料為可自DuPont Performance Elastomers購得的KALREZ。PERLAST與KALREZ為FFKM彈性體。彈性材料帶160的形狀同樣並未被特別限制，而彈性材料帶可具有圓形、方形或矩形的橫剖面。彈性材料帶160亦可具有不規則形狀的橫剖面，例如，如共同擁有之美國專利公開案第2013/0097840號所揭露之具有凹形外表面的矩形橫剖面。
當在本說明書中將詞語「約」與數值結合一起使用時，其係意指所結合的數值包含所述數值±10%的公差。
此外，當詞語「大致」、「相對地」、以及「實質上」與幾何形狀結合一起使用時，其係意指該幾何形狀的精確度不被要求，而該形狀的寬容度係在本揭露內容的範圍內。當與幾何用語一起使用時，詞語「大致」、「相對地」、以及「實質上」係意指不僅包含符合精確定義的特徵而且也包含與精確定義相當近似的特徵。
雖然本發明已結合其較佳實施例被一起說明，但熟習本項技藝者可明白在不背離如隨附請求項所界定之本發明精神與範圍的情況下，當可進行未被具體說明的增加、刪除、修改、以及替代。
10‧‧‧電漿反應器
12‧‧‧腔室
14‧‧‧氣體分佈板或噴淋頭
16‧‧‧RF線圈
18‧‧‧RF產生器
24‧‧‧射頻產生器
26‧‧‧出口
28‧‧‧下部電極組件
30‧‧‧基板或晶圓
32‧‧‧腔室壁
100‧‧‧基板支架
110‧‧‧冷卻板
120‧‧‧黏著接合層
125‧‧‧黏著接合層
130‧‧‧加熱器板
135‧‧‧陶瓷板
140‧‧‧穿孔
145‧‧‧安裝槽
160‧‧‧彈性材料帶
200‧‧‧安裝固定架
210‧‧‧圈環
211‧‧‧內徑
212‧‧‧內緣
213‧‧‧外徑
214‧‧‧外緣
216‧‧‧上表面
218‧‧‧下表面
220‧‧‧垂直延伸部
221‧‧‧自由末端
222‧‧‧對應凹部
224‧‧‧未下凹部分
226‧‧‧環形凹部
228‧‧‧內部分
230‧‧‧底板
232‧‧‧外凹部
233‧‧‧下表面
234‧‧‧上表面
235‧‧‧環形外表面
236‧‧‧上內表面
237‧‧‧垂直壁
238‧‧‧下外表面
239‧‧‧內凹部
240‧‧‧徑向延伸部
241‧‧‧垂直壁
242‧‧‧穿孔
243‧‧‧下內表面
250‧‧‧扣件
252‧‧‧孔洞
260‧‧‧機械式扣件
262‧‧‧末端部分
264‧‧‧中央部分
266‧‧‧末端部分
300‧‧‧保護蓋
310‧‧‧凹部
圖1顯示適用於電漿蝕刻半導體基板之處理腔室的橫剖面圖。
圖2顯示具有位於安裝槽內之彈性材料帶之基板支架的橫剖面圖。
圖3顯示依照一示範實施例之位於半導體基板支架上之彈性材料帶安裝固定架的立體圖。
圖4顯示依照一示範實施例之彈性材料帶安裝固定架的立體圖。
圖5顯示依照一示範實施例之彈性材料帶安裝固定架的橫剖面圖。
圖6顯示依照一示範實施例之彈性材料帶安裝固定架的橫剖面圖。
210‧‧‧圈環
216‧‧‧上表面
218‧‧‧下表面
220‧‧‧垂直延伸部
221‧‧‧自由末端
224‧‧‧未下凹部分
226‧‧‧環形凹部
228‧‧‧內部分
230‧‧‧底板
232‧‧‧外凹部
234‧‧‧上表面
236‧‧‧上內表面
237‧‧‧垂直壁
238‧‧‧下外表面
240‧‧‧徑向延伸部
242‧‧‧穿孔
250‧‧‧扣件
260‧‧‧機械式扣件
262‧‧‧末端部分
264‧‧‧中央部分
266‧‧‧末端部分
300‧‧‧保護蓋
310‧‧‧凹部

Claims (20)

  1. 一種安裝固定架，用以將一彈性材料帶安裝在圍繞一半導體基板支架的一安裝槽內，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該安裝固定架包含： 一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；及 一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，包含： 一外凹部，位於該底板的一上表面上並用以容納該圈環的一下表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，包含： 一環形凹部，位於該圈環之一上表面的一內部分上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之安裝固定架，其中該環形槽係位在該半導體基板支架的一上表面上方。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，其中該底板具有位於該底板之一下表面上的一內凹部，且其中該內凹部係位在該半導體基板支架的一上表面上方。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，其中該底板包含各自用以容納一扣件的複數孔洞，該扣件使該底板附接於該圈環。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，其中該垂直延伸部在其一自由末端具有一傾斜尖端。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，其中該底板具有一大致環形外直徑。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之安裝固定架，其中該圈環係由PTFE-聚四氟乙烯所製造，以及該底板係由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所製造。
  10. 一種彈性材料帶安裝套件，該套件包含： 一安裝固定架，用以將一彈性材料帶安裝在圍繞一半導體基板支架的一安裝槽內，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該安裝固定架包含： 一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；及 一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件；及 複數機械式扣件，各自用以裝配穿過該基板支架的穿孔並且穿過該安裝固定架的穿孔。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，包含： 一外凹部，位於該底板的一上表面上並用以支撐該圈環的一下表面。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，包含： 一環形凹部，位於該圈環之一上表面的一內部分上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之彈性材料帶安裝套件，其中該環形槽係位在該半導體基板支架的一上表面上方。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，其中該底板具有位於該底板之一下表面上的一內凹部，且其中該內凹部係位在該半導體基板支架的一上表面上方。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，其中該底板包含各自用以容納一扣件的複數孔洞，該扣件使該底板附接於該圈環。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，其中該垂直延伸部在其一自由末端具有一傾斜尖端。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，其中該底板具有一大致環形外直徑。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，其中該圈環係由PTFE-聚四氟乙烯所製造，以及該底板係由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所製造。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之彈性材料帶安裝套件，包含： 一保護蓋，用以裝配在該圈環之該垂直延伸部與該外緣的周圍與上方。
  20. 一種用以將彈性材料帶繞著半導體基板支架之一部分安裝以作為保護邊緣密封件的方法，該半導體基板支架用於在一電漿處理腔室內支撐一半導體基板，該方法包含下列步驟： 繞著一安裝固定架的一垂直延伸部配置一彈性材料帶，該安裝固定架包含： 一圈環，具有位於該圈環之一外緣上的一垂直延伸部，並且用以容納該彈性材料帶；及 一底板，設置成與該圈環附接，該底板具有複數徑向延伸部，該等徑向延伸部用以在與該半導體基板支架中之安裝孔相對應的位置容納複數機械式扣件；及 使該彈性材料帶滑落該安裝固定架的該垂直延伸部並進入到位於該基板支架中用以容納該彈性材料帶的一安裝槽內。
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