TW202405875A - 包括聚焦環的基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

一種基板處理裝置包括聚焦環，所述聚焦環包括在第一方向上延伸的中心軸、具有第一內徑的頂表面、具有小於第一內徑的第二內徑的底表面以及位於頂表面與底表面之間的內側表面，所述內側表面包括第一內側表面及第二內側表面，其中第二內側表面自第一內側表面向下延伸，且第一內側表面與對應於第一方向的線之間的第一角度不同於第二內側表面與對應於第一方向的線之間的第二角度。

Description

包括聚焦環的基板處理裝置
[相關申請案的交叉參考]
本申請案是基於在2022年7月15日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2022-0087807號、在2022年12月5日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2022-0167940號以及在2023年3月24日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2023-0038333號並主張該些申請案的優先權，該些韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
本揭露是有關於一種包括聚焦環的基板處理裝置，且更具體而言是有關於一種包括能夠與靜電吸盤結構對準的聚焦環的基板處理裝置。
可藉由使用各種製程來製造半導體元件。舉例而言，可藉由容許矽晶圓經歷光微影製程、蝕刻製程、沈積製程等來製作半導體元件。在用於製造半導體元件的蝕刻製程中可使用電漿。可採用聚焦環來控制在使用電漿的晶圓蝕刻製程中電漿的分佈。
本背景技術部分中揭露的資訊在達成本申請案的實施例的製程之前或期間已為發明人所知或由發明人導出，或者是在達成實施例的製程中獲取的技術資訊。因此，所述資訊可能包含不形成公眾已知的先前技術的資訊。
提供一種聚焦環、包括其的基板處理裝置以及使用其的半導體製造方法，所述聚焦環具有對準的中心軸以改善基板的偏差。
在以下說明中將部分地對附加態樣進行陳述，且所述附加態樣根據本說明將部分地變得顯而易見，或者可藉由實踐所呈現的實施例而得知。
根據實例性實施例的態樣，一種基板處理裝置可包括：聚焦環，所述聚焦環可包括：中心軸，在第一方向上延伸；頂表面，具有第一內徑；底表面，具有大於所述第一內徑的第二內徑；以及內側表面，位於所述頂表面與所述底表面之間，所述內側表面包括第一內側表面及第二內側表面，其中所述第二內側表面可自所述第一內側表面向下延伸，且所述第一內側表面與對應於所述第一方向的線之間的第一角度可不同於所述第二內側表面與對應於所述第一方向的所述線之間的第二角度。
根據實例性實施例的態樣，一種基板處理裝置可包括：靜電吸盤結構（electrostatic chuck structure），包括支撐基板的吸盤；以及聚焦環，位於所述吸盤的側表面上且具有在第一方向上延伸的中心軸，其中所述聚焦環的頂表面可具有第一內徑，所述聚焦環的底表面可具有第二內徑，所述第一內徑可小於所述第二內徑，且所述吸盤的直徑可介於約298.6毫米至約300毫米的範圍內。
根據實例性實施例的態樣，一種基板處理裝置可包括：靜電吸盤結構；聚焦環，位於所述靜電吸盤結構上且具有在第一方向上延伸的中心軸；以及外環，至少部分地環繞所述聚焦環，其中所述聚焦環的內側表面可包括第一內側表面及第二內側表面，所述第二內側表面可接觸所述第一內側表面，且所述第一內側表面可較所述第二內側表面更靠近所述靜電吸盤結構。
根據實例性實施例的態樣，一種半導體製造方法可包括：將基板裝載於靜電吸盤結構上；實行半導體製程；自靜電吸盤結構移除基板；以及更換聚焦環，其中所述聚焦環可具有在第一方向上延伸的中心軸，所述聚焦環的內側表面可包括第一內側表面及自所述第一內側表面延伸的第二內側表面，且在更換聚焦環時，聚焦環的第二內側表面的至少一部分可接觸靜電吸盤結構，且靜電吸盤結構的中心與聚焦環的中心軸可彼此對準。
在下文中，將參照附圖詳細地對本揭露的實例性實施例進行闡述。在圖式中，相同的參考編號用於相同的部件且將省略其冗餘說明。本文中闡述的實施例為實例性實施例，且因此本揭露並不限於此且可以各種其他形式達成。
如本文中所使用的例如「…中的至少一者（at least one of）」等表達在位於一系列組件之後時修飾整個系列的組件而並非修飾所述系列中的個別組件。舉例而言，表達「a、b及c中的至少一者」應理解為僅包括a、僅包括b、僅包括c、包括a與b兩者、包括a與c兩者、包括b與c兩者或包括a、b及c的全部。
圖1是示出根據本揭露一些實施例的基板處理裝置的剖視圖。
參照圖1，可提供基板處理裝置1。基板處理裝置1可為用於對基板實行半導體製程的設施。舉例而言，半導體製程可為蝕刻製程、沈積製程、離子注入製程（ion implantation process）、清潔製程及光微影製程（photolithography process），且例如可為蝕刻製程。
基板處理裝置1可為使用電漿來對基板的一個表面進行蝕刻的元件。基板處理裝置1可以各種方式產生電漿。舉例而言，基板處理裝置1可藉由使用電容耦合電漿（capacitively coupled plasma，CCP）、電感耦合電漿（inductively coupled plasma，ICP）或磁增強反應離子蝕刻（reactive ion etching，RIE）（magnetically enhanced RIE，MERIE）模式來產生電漿。然而，本揭露不限於此。舉例而言，基板處理裝置1可使用電漿來清潔基板。再舉例而言，基板處理裝置1可不使用電漿。
為了便於說明，以下說明是關於被配置成使用CCP模式來產生電漿的基板處理裝置1。
基板處理裝置1可包括製程腔室CH、氣體供應源（gas supply）GS、環升降銷機構（ring lift pin mechanism）RPM、基板升降銷機構WPM、第一射頻（radio-frequency，RF）電源ED1及第二射頻（RF）電源ED2。
製程腔室CH可包括噴頭SH、靜電吸盤結構5、限制環CR、聚焦環FR、耦合環6、接地環8、外環9、基板升降銷4及環升降銷2。製程腔室CH可提供製程空間PS。舉例而言，製程空間PS可容納噴頭SH、靜電吸盤結構5、限制環CR、聚焦環FR、接地環8、外環9、基板升降銷4及環升降銷2。
氣體供應源GS可位於外部且連接至製程腔室CH。舉例而言，氣體供應源GS可藉由氣體入口GI連接至製程空間PS。舉例而言，氣體供應源GS可藉由氣體入口GI向製程空間PS供應製程氣體，所述製程氣體可為電漿。氣體供應源GS可更包括氣罐及壓縮機。
噴頭SH可位於製程腔室CH的上部部分中。噴頭SH上可設置有分配空間（distribution space）DH。分配空間DH可藉由氣體入口GI連接至氣體供應源GS。噴頭SH可提供分配孔（distribution hole）GH。在平面圖中，分配孔GH可沿著第二方向D2及第三方向D3設置。因此，自氣體供應源GS供應的製程氣體可藉由分配孔GH均勻地供應至靜電吸盤結構5上。噴頭SH在其底表面上可具有平面形狀，但是本揭露不限於此。
限制環CR可環繞或至少部分地環繞噴頭SH與靜電吸盤結構5之間的空間。限制環CR可提供狹縫CRe。限制環CR可包括多個狹縫CRe。在平面圖中，所述多個狹縫CRe可以規則的間隔設置。因此，自氣體供應源GS供應的製程氣體可藉由所述多個狹縫CRe均勻地排放。限制環CR可包括接地構件CRg，且可藉由接地構件CRg接地。
靜電吸盤結構5可位於製程腔室CH的中心處。基板可設置於靜電吸盤結構5上。靜電吸盤結構5可支撐及/或固定基板。舉例而言，當基板設置於靜電吸盤結構5上時，靜電吸盤結構5可使用靜電力將基板剛性地放置於固定位置上。靜電吸盤結構5可在其側表面上設置有耦合環6、接地環8及外環9。舉例而言，靜電吸盤結構5可被耦合環6、接地環8及外環9中的每一者環繞或至少部分地環繞。
聚焦環FR可位於靜電吸盤結構5上，且可環繞或至少部分地環繞設置於靜電吸盤結構5上的基板。聚焦環FR可為繞中心軸CA的旋轉體（body of rotation）。聚焦環FR的中心軸CA可在第一方向D1上延伸。舉例而言，聚焦環FR可包含矽（Si）及/或碳化矽（SiC），但是本揭露不限於此。聚焦環FR可包含例如石英及/或碳化硼（B 4C）。聚焦環FR可分成二或更多個構件。聚焦環FR的所述二或更多個構件可包含彼此不同的材料。
耦合環6可位於聚焦環FR下方，且可為繞中心軸CA的旋轉體。舉例而言，耦合環6可位於聚焦環FR與接地環8（其將在下文闡述）之間，且可環繞或至少部分地環繞靜電吸盤結構5。舉例而言，在平面圖中，耦合環6可環繞或至少部分地環繞靜電吸盤結構5的外圓周。耦合環6可包含氧化鋁（Al 2O 3）。
接地環8及外環9可環繞或至少部分地環繞靜電吸盤結構5。接地環8及外環9可各自為繞中心軸CA的旋轉體。舉例而言，耦合環6可位於接地環8上。外環9可在位於接地環8及耦合環6上的同時環繞或至少部分地環繞聚焦環FR。外環9可包含與聚焦環FR的材料不同的材料，但是本揭露不限於此。
基板升降銷4可在第一方向D1上延伸。基板升降銷4可在垂直方向上穿過靜電吸盤結構5。舉例而言，基板升降銷4可設置於靜電吸盤結構5中。基板升降銷4可連接至基板升降銷機構WPM。基板升降銷4可藉由基板升降銷機構WPM在垂直方向上移動。基板升降銷4可在垂直方向上移動以將基板裝載於靜電吸盤結構5上及/或自靜電吸盤結構5卸載基板。可包括多個基板升降銷4。舉例而言，可設置三個基板升降銷4，但是本揭露不限於此。所述多個基板升降銷4可在水平方向上彼此間隔開。為方便起見，下面將闡述單個基板升降銷4。
環升降銷2可在第一方向D1上延伸。環升降銷2可位於靜電吸盤結構5外側。環升降銷2可在垂直方向上穿過耦合環6、接地環8及外環9。舉例而言，環升降銷2可設置於耦合環6、接地環8及外環9中。環升降銷2可藉由環升降銷機構RPM在垂直方向上移動。環升降銷2可在垂直方向上移動以裝載及/或卸載聚焦環FR。環升降銷2可設置有多個。舉例而言，可設置三個環升降銷2，但是本揭露不限於此。所述多個環升降銷2可在水平方向上彼此間隔開。下面將闡述單個環升降銷2。
基板升降銷機構WPM及環升降銷機構RPM可分別使基板升降銷4及環升降銷2在垂直方向上移動。舉例而言，基板升降銷機構WPM及環升降銷機構RPM中的每一者可包括致動器，例如電動馬達及/或液壓馬達。繪示了基板升降銷機構WPM及環升降銷機構RPM位於製程腔室CH外部，但是本揭露不限於此。
第一RF電源ED1可電性連接至靜電吸盤結構5。第一RF電源ED1可向靜電吸盤結構5提供第一RF功率。第二RF電源ED2可自外部電性連接至靜電吸盤結構5。第二RF電源ED2可自外部向靜電吸盤結構5提供第二RF功率。第二RF功率可不同於第一RF功率。舉例而言，第一RF功率的頻率可不同於第二RF功率的頻率。可同時或不同時供應第一RF功率及第二RF功率。
圖2是圖1中繪示的區段A的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的靜電吸盤、聚焦環及外環。
在圖2中，可省略與參照圖1闡述的部件相同的部件的說明。
參照圖2，靜電吸盤結構5可包括電漿電極51及吸盤53。電漿電極51可包括電極體511及平台513。
吸盤53可位於電漿電極51上。電漿電極51可支撐吸盤53。電漿電極51及吸盤53可各自具有圓柱形形狀。電漿電極51可連接至第一RF電源ED1。可自第一RF電源ED1向電漿電極51供應第一RF功率。電漿電極51可包含導電材料。舉例而言，電漿電極51可包含鋁（Al）。當基板處理裝置（參見圖1的1）是CCP元件時，電漿電極51可為下部電極。另外，噴頭（參見圖1的SH）可為上部電極。
平台513可位於電極體511上。電極體511及平台513可各自具有圓柱形形狀。平台513的直徑可小於電極體511的直徑。舉例而言，電極體511的頂表面可部分地暴露於外部。聚焦環FR可位於電極體511的暴露出的頂表面上。舉例而言，電極體511可支撐聚焦環FR的一部分。電極體511的頂表面可位於與聚焦環FR的第一底表面BS1的水平面相同的水平面處。
吸盤53可位於電漿電極51上。基板可設置於吸盤53的頂表面53t上。舉例而言，吸盤53可在接觸基板的同時支撐及固定基板。吸盤53可在其頂表面53t上設置用於支撐基板的多個突節結構（burl structure）。吸盤53可包括電極。電極可使用靜電力將基板剛性地放置於吸盤53上的固定位置上。
耦合環6可包括外部電極7。外部電極7可位於聚焦環FR下方且位於耦合環6中。外部電極7可與環升降銷2間隔開。外部電極7可包含鎢（W）及/或鉑（Pt）。外部電極7可電性連接至圖1所示第二RF電源ED2。可自第二RF電源ED2向外部電極7供應第二RF功率。
聚焦環FR可在其頂表面及底表面上具有台階差。舉例而言，聚焦環FR的頂表面可包括位於不同水平面處的第一頂表面TS1與第二頂表面TS2。聚焦環FR的底表面可包括位於不同水平面處的第一底表面BS1與第二底表面BS2。第一頂表面TS1可位於較第二頂表面TS2的水平面低的水平面處。第一底表面BS1可位於較第二底表面BS2的水平面低的水平面處。聚焦環FR的內側表面可位於第一頂表面TS1與第一底表面BS1之間。聚焦環FR的外側表面可位於第二頂表面TS2與第二底表面BS2之間。在說明書中，用語「水平面」可表示第一方向D1上的高度。
聚焦環FR可位於靜電吸盤結構5、耦合環6及外環9上。舉例而言，聚焦環FR的第一底表面BS1可位於與電極體511的暴露出的頂表面的水平面及耦合環6的頂表面的水平面相同的水平面處。聚焦環FR的第二底表面BS2可位於外環9的一部分上。
聚焦環FR的第一頂表面TS1可位於較吸盤53的頂表面53t的水平面低的水平面處。因此，當基板位於靜電吸盤結構5上時，基板可不接觸聚焦環FR的第一頂表面TS1。聚焦環FR的第二頂表面TS2可位於較外環9的頂表面9t的水平面低的水平面處。然而，本揭露不限於此。舉例而言，聚焦環FR的第一頂表面TS1可位於與吸盤53的頂表面53t的水平面相同或較吸盤53的頂表面53t的水平面的高水平面處。聚焦環FR的第二頂表面TS2可位於與外環9的頂表面9t的水平面相同或較外環9的頂表面9t的水平面高的水平面處。
靜電吸盤結構5與聚焦環FR之間可具有熱墊（thermal pad）。熱墊可在傳遞溫度時用作黏合劑。舉例而言，熱墊可將靜電吸盤結構5的溫度傳遞至聚焦環FR，且可將聚焦環FR保持為不可移動或實質上靜止。舉例而言，熱墊可包含矽系材料、奈米碳管及/或例如鋁（Al）等填料，但是本揭露不限於此。
環升降銷2可位於聚焦環FR下方。環升降銷2可接觸聚焦環FR的第二底表面BS2。環升降銷2可位於外部電極7外側。在平面圖中，環升降銷2可不與外部電極7交疊。環升降銷2可在垂直方向上穿過耦合環6、接地環8及外環9。舉例而言，耦合環6、接地環8及外環9可提供銷插入孔（未被參考數字指定）。環升降銷2可位於銷插入孔中且可在銷插入孔中在垂直方向上移動。
圖3是示出根據本揭露一些實施例的聚焦環的圖。圖4是示出根據本揭露一些實施例的聚焦環的平面圖。
參照圖3及圖4，聚焦環FR可為具有在第一方向D1上延伸的中心軸CA的旋轉體。聚焦環FR的內側表面可指向中心軸CA。聚焦環FR的內側表面可界定中心軸CA經過的空間。聚焦環FR的外側表面可指向遠離中心軸CA的方向。聚焦環FR的內徑可表示在經過中心軸CA時聚焦環FR的內側表面之間的距離。聚焦環FR的外徑可表示在經過中心軸CA時聚焦環FR的外側表面之間的距離。舉例而言，中心軸CA與聚焦環FR的內側表面之間的距離可為聚焦環FR的內徑的約一半。中心軸CA與聚焦環FR的外側表面之間的距離可為聚焦環FR的外徑的約一半。
基板升降銷4可位於中心軸CA經過的空間中。在平面圖中，基板升降銷4可不與聚焦環FR交疊。可設置三個基板升降銷4。所述三個基板升降銷4可形成三角形的三個頂點。在此種配置中，所述三個基板升降銷4中的兩個相鄰的基板升降銷之間可形成約120°的角度。
環升降銷2可位於聚焦環FR下方。舉例而言，環升降銷2可被定位成相較於聚焦環FR的內側表面而更靠近聚焦環FR的外側表面。可設置三個環升降銷2。所述三個環升降銷2可形成三角形的三個頂點。在此種配置中，所述三個環升降銷2中的兩個相鄰的環升降銷之間可形成約120°的角度。因此，所述三個環升降銷2的佈置可相似於所述三個基板升降銷4的佈置。
然而，本揭露不限於此。舉例而言，基板升降銷4的數目及基板升降銷4之間的角度可有所變化。另外，環升降銷2的數目及環升降銷2之間的角度可存在很大的變化。因此，基板升降銷4及環升降銷2在佈置方面可彼此不同。
圖5、圖6、圖7、圖8及圖9是圖2中繪示的區段B的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的靜電吸盤結構及聚焦環。
在圖5至圖9的說明中，可省略與參照圖1及圖2闡述的部件相同的部件的說明。
參照圖5，聚焦環FR可具有位於第一頂表面TS1與第一底表面BS1之間的內側表面IS。聚焦環FR的內側表面IS可包括第一內側表面IS1及第二內側表面IS2。
第一內側表面IS1可垂直於第一頂表面TS1。因此，在第一內側表面IS1與第一頂表面TS1之間可形成約90°的角度。舉例而言，第一內側表面IS1可平行於第一方向D1，且在第一內側表面IS1與第一方向D1之間可形成約0°的角度。
第二內側表面IS2可自第一內側表面IS1延伸。舉例而言，第二內側表面IS2可接觸第一內側表面IS1且位於第一內側表面IS1與第一底表面BS1之間。第一內側表面IS1與第二內側表面IS2可在他們之間的接觸點處共享一個圓的圓周。第二內側表面IS2可與第一方向D1構成角度θ（如本文中所述，相對於第一方向D1形成的角度可表示相對於對應於第一方向D1的線（任意的或其他的）形成的角度）。舉例而言，第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ可不同於第一內側表面IS1與第一方向D1之間的角度。第二內側表面IS2可不平行於第一方向D1。第二內側表面IS2可不垂直於第一頂表面TS1或第一底表面BS1。可給定銳角來作為第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ可大於約0°且等於或小於約5°，但是本揭露不限於此。
第一頂表面TS1可具有第一內徑R1。第一底表面BS1可具有第二內徑R2。第一內徑R1可小於第二內徑R2。舉例而言，聚焦環FR的第二內徑R2可大於聚焦環FR的第一內徑R1，使得自聚焦環FR的中心軸CA至對應於第一內徑R1的表面的距離小於自聚焦環FR的中心軸CA至對應於第二內徑R2的表面的距離。第一頂表面TS1較第一底表面BS1可更靠近靜電吸盤結構5。舉例而言，第一內徑R1與第二內徑R2之間的差可介於約0.01毫米至約0.5毫米的範圍內，但是本揭露不限於此。
第一距離L1可被定義為表示第一內側表面IS1與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離。第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離可在自第一頂表面TS1朝向第一底表面BS1的方向上增加。第二距離L2可被定義為表示第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的平均距離。第一距離L1可小於第二距離L2。舉例而言，第一內側表面IS1較第二內側表面IS2可更靠近靜電吸盤結構5的側表面5s。第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間可設置有預留空間S。
參照圖6，第一內側表面IS1可具有朝向靜電吸盤結構5的側表面5s凸出的形狀。舉例而言，第一內側表面IS1可具有朝向圖3的中心軸CA凸出的形狀。第一內側表面IS1與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離可在自第一頂表面TS1朝向第一底表面BS1的方向上增加。
第二內側表面IS2可自第一內側表面IS1向下延伸，且第二內側表面IS2與第一方向D1之間可形成角度θ。舉例而言，第二內側表面IS2可不平行於第一方向D1。因此，第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ可不同於第一內側表面IS1與第一方向D1之間的角度。可給定銳角作為第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ可大於約0°且等於或小於約5°，但是本揭露不限於此。
第一內側表面IS1與第二內側表面IS2彼此接觸的點可具有第三內徑R3。第三內徑R3可大於第一內徑R1（即，距聚焦環FR的中心軸CA的距離更大）。第三內徑R3可小於第二內徑R2。舉例而言，第三內徑R3可位於第一內徑R1與第二內徑R2之間。
作為另外一種選擇，第二內側表面IS2可平行於第一方向D1。舉例而言，在第二內側表面IS2與第一方向D1之間可形成約0°的角度。在此種情況下，第二內徑R2可與第三內徑R3實質上相同。
參照圖7，聚焦環FR的內側表面IS可更包括第三內側表面IS3。第三內側表面IS3可位於第一內側表面IS1與第二內側表面IS2之間。舉例而言，第三內側表面IS3可自第一內側表面IS1向下延伸，且第二內側表面IS2可自第三內側表面IS3向下延伸。第一內側表面IS1與第三內側表面IS3可共享一個圓的圓周，且第三內側表面IS3與第二內側表面IS2可共享另一個圓的圓周。
第一內側表面IS1及第二內側表面IS2可平行於第一方向D1。舉例而言，第一內側表面IS1及第二內側表面IS2可垂直於第一頂表面TS1或第一底表面BS1。第一內側表面IS1可平行於第二內側表面IS2。第三內側表面IS3與第一方向D1之間可形成角度θ。第三內側表面IS3可不平行於第一方向D1。可給定銳角作為第三內側表面IS3與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第三內側表面IS3與第一方向D1之間的角度θ可大於約0°且等於或小於約5°。然而，本揭露不限於此。舉例而言，第二內側表面IS2可不平行於第一方向D1，且第二內側表面IS2與第一方向D1之間構成的角度可不同於第三內側表面IS3與第一方向D1之間構成的角度。
第一內側表面IS1較第二內側表面IS2及第三內側表面IS3可更靠近靜電吸盤結構5的側表面5s。第二內側表面IS2較第一內側表面IS1及第三內側表面IS3可距靜電吸盤結構5的側表面5s更遠。
參照圖8，第三內側表面IS3可具有朝向靜電吸盤結構5的側表面5s凸出的形狀。舉例而言，第三內側表面IS3可具有朝向圖3的中心軸CA凸出的形狀。第三內側表面IS3與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離可在自第一頂表面TS1朝向第一底表面BS1的方向上增加。
第二內側表面IS2與第一方向D1之間可形成角度θ。舉例而言，第二內側表面IS2可不平行於第一方向D1。第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ可不同於第一內側表面IS1與第一方向D1之間的角度。可給定銳角作為第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ可大於約0°且等於或小於約5°，但是本揭露不限於此。
第二內側表面IS2與第三內側表面IS3彼此接觸的點可具有第三內徑R3。第三內徑R3可大於第一內徑R1且小於第二內徑R2。
作為另外一種選擇，第二內側表面IS2可平行於第一方向D1。舉例而言，可給定零度作為第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ。在此種情況下，第三內徑R3可與第二內徑R2實質上相同。
參照圖5至圖8，第一內徑R1可小於第二內徑R2。第一頂表面TS1較第一底表面BS1可更靠近靜電吸盤結構5的側表面5s。另外，第一內側表面IS1較第二內側表面IS2可更靠近靜電吸盤結構5。第一內側表面IS1與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離可小於第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離。由於聚焦環FR的上部部分較聚焦環FR的下部部分更靠近靜電吸盤結構5，因此可防止聚焦環FR在靜電吸盤結構5的一個方向上被偏置。舉例而言，第一內側表面IS1可用作用於將聚焦環FR與靜電吸盤結構5對準的輔助工具。因此，本揭露的聚焦環FR可被配置成將其中心軸CA與靜電吸盤結構5的中心對準。因此，在下面將闡述的半導體製造方法中，可在基板上均勻地產生電漿，且可改善基板中半導體元件的性質偏差。
此外，預留空間S可設置於聚焦環FR與靜電吸盤結構5之間。舉例而言，預留空間S可設置於第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間。在下面將闡述的半導體製造方法中，可在高溫下實行半導體製程，且因此聚焦環FR在半導體製造製程期間可能經歷熱膨脹。聚焦環FR與靜電吸盤結構5之間的預留空間S可為為聚焦環FR的熱膨脹準備的空間。因此，可防止聚焦環FR由於熱膨脹而破裂。
此外，第一內側表面IS1可垂直於或實質上垂直於第一頂表面TS1。舉例而言，在第一內側表面IS1與第一頂表面TS1之間可形成約90°的角度。由於第一內側表面IS1與第一頂表面TS1之間的角度並非等於或小於約60°的銳角，因此聚焦環FR的第一頂表面TS1與第一內側表面IS1彼此接觸之處可能不存在尖點。因此，聚焦環FR可防止切割事故，且可不會集中RF功率進而防止聚焦環FR的電弧現象。
參照圖9，聚焦環FR的內側表面IS可位於第一頂表面TS1與第一底表面BS1之間，且可包括第一內側表面IS1及第二內側表面IS2。第二內側表面IS2可自第一內側表面IS1延伸，且第一內側表面IS1與第二內側表面IS2可在他們之間的接觸點處共享一個圓的圓周。
第一內側表面IS1與第一方向D1之間可形成角度θ。舉例而言，第一內側表面IS1可不平行於第一方向D1。可給定銳角作為第一內側表面IS1與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第一內側表面IS1與第一方向D1之間的角度θ可大於約0°且等於或小於約5°，但是本揭露不限於此。因此，第一內側表面IS1與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離可在自第一頂表面TS1朝向第一底表面BS1的方向上減小。第一距離L1可被定義為表示第一內側表面IS1與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的平均距離。
第二內側表面IS2可平行於第一內側表面IS1。因此，可在第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間提供均勻的距離。第二距離L2可被定義為表示第二內側表面IS2與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離。第二距離L2可小於第一距離L1。
第一頂表面TS1可具有第一內徑R1。第一底表面BS1可具有第二內徑R2。第一內徑R1可大於第二內徑R2。舉例而言，第一內徑R1與第二內徑R2之間的差可介於約0.01毫米至約0.5毫米的範圍內。
然而，本揭露不限於此。可提供聚焦環FR的第一內徑R1大於其第二內徑R2的聚焦環FR的各種實例。舉例而言，圖5至圖8中闡述的聚焦環FR中的至少一者可具有在垂直方向上對稱的形狀。
圖10是圖2中繪示的區段C的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的聚焦環。
在圖10的說明中，可省略與參照圖1及圖2闡述的部件相同的部件的說明。
參照圖10，聚焦環FR可具有位於第二頂表面TS2與第二底表面BS2之間的外側表面OS。聚焦環FR的外側表面OS可包括第一外側表面OS1及第二外側表面OS2。
第一外側表面OS1可垂直於第二頂表面TS2或第二底表面BS2。舉例而言，在第一外側表面OS1與第二頂表面TS2或第二底表面BS2之間可形成約90°的角度。在此種配置中，第一外側表面OS1可平行於第一方向D1，且在第一外側表面OS1與第一方向D1之間可形成約0°的角度。因此，第一外側表面OS1與外環9的側表面之間可提供恆定的距離。
第二外側表面OS2可自第一外側表面OS1向下延伸。舉例而言，第二外側表面OS2可接觸第一外側表面OS1且位於第一外側表面OS1與第二底表面BS2之間。第一外側表面OS1與第二外側表面OS2可在他們之間的接觸點處共享一個圓的圓周。第二外側表面OS2與第一方向D1之間可形成角度θ。舉例而言，第二外側表面OS2與第一方向D1之間的角度θ可不同於第一外側表面OS1與第一方向D1之間的角度。第二外側表面OS2可不平行於第一方向D1。第二外側表面OS2可不垂直於第二頂表面TS2或第二底表面BS2。因此，第二外側表面OS2與外環9之間的距離可在向下的方向上增加。可給定銳角作為第二外側表面OS2與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第二外側表面OS2與第一方向D1之間的角度θ可大於約0°且等於或小於約5°，但是本揭露不限於此。
第二頂表面TS2可具有第一外徑R4。第二底表面BS2可具有第二外徑R5。第一外徑R4可大於第二外徑R5。第二頂表面TS2較第二底表面BS2可更靠近外環9。舉例而言，第一外側表面OS1較第二外側表面OS2可更靠近外環9。
然而，本揭露不限於此。根據本揭露，聚焦環FR的外側表面OS的形狀可有所變化。舉例而言，聚焦環FR的外側表面OS可具有與圖5至圖8中闡述的聚焦環FR的內側表面IS的形狀在側向上對稱的形狀。
圖11是示出根據本揭露一些實施例的基板處理裝置的剖視圖。圖12、圖13及圖14是圖11中繪示的區段D的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的靜電吸盤及聚焦環。
參照圖11，可提供基板處理裝置1。基板W可位於基板處理裝置1中。基板W可位於靜電吸盤結構5上且固定至靜電吸盤結構5。靜電吸盤結構5可具有與圖1中繪示的靜電吸盤結構5的直徑不同的直徑。除了靜電吸盤結構5之外的其他配置可與圖1中闡述的配置實質上相同。
圖12示出在圖11所示基板W位於靜電吸盤結構5上之前的狀態。靜電吸盤結構5可包括電漿電極51及位於電漿電極51上的吸盤53。電漿電極51可包括電極體511及位於電極體511上的平台513。靜電吸盤結構5的電極體511、平台513及吸盤53的功能可與圖2中闡述的功能實質上相同。舉例而言，電漿電極51可為基板處理裝置1的下部電極。吸盤53可使用靜電力來固定基板W。
靜電吸盤結構5及吸盤53可各自具有圓柱形形狀。吸盤53在平面圖中可具有圓形形狀。中心軸CA與吸盤53的側表面53s之間的距離可為吸盤53的半徑R6。吸盤53的直徑可表示當經過中心軸CA時吸盤53的側表面53s與吸盤53的相對側表面53s之間的距離。位於吸盤53下方的平台513可具有與吸盤53的直徑實質上相同的直徑。平台513的側表面可與吸盤53的側表面53s對準。舉例而言，吸盤53可具有約298.6毫米至約300毫米的直徑。
聚焦環FR可位於電極體511及吸盤53的側表面53s上。聚焦環FR可在水平方向（例如，第二方向D2）上與吸盤53間隔開。聚焦環FR可包括位於不同水平面處的第一頂表面TS1與第二頂表面TS2。聚焦環FR可包括與第一方向D1成不同角度的第一內側表面IS1與第二內側表面IS2。第一內側表面IS1可接觸第一頂表面TS1且平行於第一方向D1。第二內側表面IS2可向下延伸且可不平行於第一方向D1。第二內側表面IS2可與第一方向D1構成銳角。舉例而言，聚焦環FR的形狀可具有實質上相同或相似於圖5至圖8中闡述的形狀。
圖13示出基板W位於靜電吸盤結構5上且電漿PL在基板處理裝置1中形成的狀態。示出基板W的邊緣區。在平面圖中，基板W的邊緣區可環繞或者至少部分地環繞基板W的中心區。聚焦環FR可處於實行半導體製程之前的初始狀態。
基板W可位於吸盤53的頂表面53t上且接觸吸盤53。基板W在平面圖中可具有圓形形狀。中心軸CA與基板W的側表面Ws之間的距離可為基板W的半徑R7。基板W的半徑R7可與吸盤53的半徑R6相同。舉例而言，基板W的直徑可與吸盤53的直徑實質上相同。因此，基板W的側表面Ws可與吸盤53的側表面53s對準。由於基板W不容許吸盤53的頂表面53t暴露於電漿PL，因此可防止吸盤53由於電漿PL而被損壞。
根據一些實施例，基板W的直徑可大於吸盤53的直徑。舉例而言，基板W與吸盤53之間的直徑差可等於或小於約1.4毫米。即使在此種情況下，由於基板W完全覆蓋吸盤53的頂表面53t，可防止吸盤53由於電漿PL而被損壞。
電漿PL可形成於基板W及聚焦環FR上。電漿PL可由製程氣體及自圖11所示第一RF電源ED1產生的電場形成。電漿鞘（plasma sheath）在基板W上可具有第一厚度T1。電漿鞘在聚焦環FR上可具有第二厚度T2。第一厚度T1與第二厚度T2可彼此實質上相同。在本說明中，電漿鞘可為陽離子與中子的數目相對大於電子的數目的區。
基板W的頂表面Wt與基板W上的電漿PL1之間的距離可為電漿鞘在基板W上的第一厚度T1。聚焦環FR的第二頂表面TS2與聚焦環FR上的電漿PL2之間的距離可為電漿鞘在聚焦環FR上的第二厚度T2。舉例而言，基板W的頂表面Wt與基板W上的電漿PL1之間的距離可與聚焦環FR的第二頂表面TS2與聚焦環FR上的電漿PL2之間的距離實質上相同。另外，基板W的頂表面Wt可位於與聚焦環FR的第二頂表面TS2的平面相同的平面上。因此，可形成具有恆定水平面的電漿PL。舉例而言，可形成電漿PL而不具有台階差。
基板W上的電漿PL1可在第一方向D1上具有恆定的高度。因此，基板W上的電漿PL1中存在的離子可平行於第一方向D1移動至基板W上。聚焦環FR上的電漿PL2可在第一方向D1上具有恆定的高度，且因此聚焦環FR上的電漿PL2中存在的離子可平行於第一方向D1移動至聚焦環FR上。
圖14示出基板W位於靜電吸盤結構5上且電漿PL在基板處理裝置1中形成的狀態。示出基板W的邊緣區。在平面圖中，基板W的邊緣區可環繞或者至少部分地環繞基板W的中心區。聚焦環FR可處於實行若干次半導體製程之後的狀態。半導體製程可使聚焦環FR具有經蝕刻的頂表面。舉例而言，聚焦環FR可具有第三頂表面TS3，第三頂表面TS3在電漿PL對圖13中繪示的聚焦環FR的第二頂表面TS2蝕刻時形成。聚焦環FR的第三頂表面TS3可位於較聚焦環FR的第二頂表面TS2的水平面低的水平面處。
電漿PL可形成於基板W及聚焦環FR上。電漿鞘在基板W上可具有第一厚度T1。電漿鞘在聚焦環FR上可具有第二厚度T2。第一厚度T1與第二厚度T2可彼此實質上相同。基板W的頂表面Wt與基板W上的電漿PL1之間的距離可為電漿鞘在基板W上的第一厚度T1。聚焦環FR的第三頂表面TS3與聚焦環FR上的電漿PL2之間的距離可為電漿鞘在聚焦環FR上的第二厚度T2。舉例而言，基板W的頂表面Wt與基板W上的電漿PL1之間的距離可實質上相同於聚焦環FR的第三頂表面TS3與聚焦環FR上的電漿PL2之間的距離。另外，基板W的頂表面Wt可位於較聚焦環FR的第三頂表面TS3的水平面高的水平面處。基板W上的電漿PL1可位於較聚焦環FR上的電漿PL2的水平面高的水平面處。舉例而言，電漿PL可在第一方向D1上具有台階差。
由於實行若干次半導體製程，聚焦環FR的頂表面可具有降低的水平面，且基板W的頂表面Wt可具有恆定的水平面。舉例而言，當實行半導體製程時，聚焦環FR的頂表面可低於基板W的頂表面Wt。電漿PL2可形成於聚焦環FR上的較低位置處。舉例而言，基板W上的電漿PL1的高度不同於聚焦環FR上的電漿PL2的高度，基板W上的電漿PL1與聚焦環FR上的電漿PL2之間可形成傾斜電漿PL3。傾斜電漿PL3可在第二方向D2上與吸盤53間隔開。在平面圖中，傾斜電漿PL3可不與吸盤53交疊。
傾斜電漿PL3可在第一方向D1上具有可變的高度。傾斜電漿PL3在第一方向D1上的高度可隨著與基板W的距離減小而增加。因此，傾斜電漿PL3中存在的離子可相對於第一方向D1以一角度移動。在此種情況下，傾斜電漿PL3中存在的離子可在斜方向上移動。
本揭露的吸盤53可具有與基板W的直徑實質上相同的直徑，且吸盤53的側表面53s可與基板W的側表面Ws對準。傾斜電漿PL3可被定位成在第二方向D2上與吸盤53間隔開，且因此可被定位成在第二方向D2上與基板W間隔開。在平面圖中，傾斜電漿PL3可不與基板W交疊。因此，具有斜方向的離子可不移動至基板W的頂表面Wt上。舉例而言，平行於第一方向D1移動的離子可到達基板W的所有邊緣區及中心區。在此種情況下，邊緣區上的半導體圖案可被形成為具有與中心區上的半導體圖案的形狀相同的形狀。因此，可改善基板W中半導體圖案的分佈。
另外，可自靜電吸盤結構5朝向吸盤53的頂表面53t與基板W的底表面之間的間隙供應溫度控制氣體。溫度控制氣體可為媒介，靜電吸盤結構5的溫度藉由所述媒介傳遞至基板W。舉例而言，溫度控制氣體可包括氦（He）。由於本揭露的吸盤53具有與基板W的直徑實質上相同的直徑，因此溫度控制氣體甚至可以到達基板W的邊緣區。因此，可控制邊緣區的溫度。因此，可改善基板W中半導體圖案的分佈。
圖15是示出根據本揭露一些實施例的半導體製造方法的流程圖。
參照圖15，可提供一種半導體製造方法。半導體製造方法可指代使用圖1中闡述的基板處理裝置1及圖1至圖10中闡述的聚焦環FR來製造半導體元件的方法。半導體製造方法可包括在操作S10中裝載基板，在操作S20中實行半導體製程，在操作S30中移除基板，以及在操作S40中更換聚焦環。參照圖16至圖22，下面將詳細闡述圖15的半導體製造方法。
圖16、圖17、圖18、圖19及圖20是示出根據本揭露一些實施例的圖15所示半導體製造方法的剖視圖。圖21及圖22是圖20中繪示的區段E的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的聚焦環。
參照圖16及圖17，基板裝載操作S10可包括：將基板W放置於藉由基板升降銷機構WPM上升（例如，升高）的基板升降銷4上；藉由容許基板升降銷機構WPM使基板升降銷4下降（例如，藉由降低基板升降銷4）將基板W放置於靜電吸盤結構5上；以及將基板W固定至靜電吸盤結構5上。基板W可包括矽（Si）晶圓，但是本揭露不限於此。
舉例而言，機器手臂等可將基板W引入至製程腔室CH中。當機器手臂將基板W引入至製程腔室CH中時，基板升降銷機構WPM可驅動基板升降銷4在第一方向D1上升。舉例而言，基板升降銷4可上升進而接觸基板W的底表面，且基板W亦可在第一方向D1上升。基板W可設置於升高的基板升降銷4上，且基板W與機器手臂可彼此間隔開。之後，機器手臂可自製程腔室CH的內部離開。
基板升降銷機構WPM可驅動基板升降銷4在第一方向D1上下降。因此，基板W可在第一方向D1上下降，且可設置於靜電吸盤結構5上。當基板W設置於靜電吸盤結構5上時，靜電吸盤結構5的吸盤（參見圖2的53）可藉由使用自吸盤電極提供的靜電力來固定基板W。
基板裝載步驟S10可包括容許靜電吸盤結構5的側表面與基板W的側表面對準。參照圖11至圖14，靜電吸盤結構5的吸盤53可具有與基板W的直徑實質上相同的直徑。因此，當基板W位於靜電吸盤結構5的吸盤53上時，基板W的側表面Ws可與吸盤53的側表面53s對準。
參照圖18，半導體製程操作S20可包括：向製程腔室CH供應製程氣體；向電漿電極（參見圖2的51）供應第一RF功率；以及向外部電極（參見圖2的7）供應第二RF功率。
向製程腔室CH供應製程氣體可包括容許氣體供應源GS向製程腔室CH供應製程氣體（即，向製程腔室CH供應製程氣體）。製程氣體可經由氣體入口GI、分配空間DH及噴頭SH的分配孔GH移動至基板W。此後，製程氣體可經過限制環CR的狹縫CRe進而在製程腔室CH中向下移動，藉此向外排放。在平面圖中，噴頭SH的分配孔GH可二維佈置。因此，製程氣體可在基板W上均勻地供應。
向電漿電極51供應第一RF功率可由第一RF電源ED1實行。被施加第一RF功率的電漿電極51可在基板W上的空間中形成電場。電場及製程氣體可在基板W上的空間中形成電漿PL。舉例而言，半導體製程可為使用電漿PL的半導體製程，例如使用電漿PL的蝕刻製程。因此，電漿PL可部分地蝕刻基板W的頂表面。
向外部電極7供應第二RF功率可由第二RF電源ED2實行。第二RF功率可區別於第一RF功率。第一RF功率可具有約60兆赫茲的頻率，且第二RF功率可具有約400千赫茲的頻率，但是本揭露不限於此。施加至外部電極7的第二RF功率可在外部電極7上的空間中形成電場。因此，可控制在外部電極7上的空間中形成的電漿PL的行為。因此，可減小基板W的中心部分與邊緣部分之間的差或使基板W的中心部分與邊緣部分之間不存在差。
返回參照圖16，基板移除操作S30可包括移除固定基板W的靜電力且自製程腔室CH傳遞基板W。
舉例而言，可移除靜電力以消除靜電吸盤結構5與基板W之間的黏附力。此後，基板升降銷機構WPM可驅動基板升降銷4在第一方向D1上升，以將基板W與靜電吸盤結構5彼此分離。機器手臂可自製程腔室CH傳遞升高的基板W。舉例而言，基板移除操作S30可以與基板裝載操作S10的次序相反的次序實行。
參照圖19及圖20，更換操作S40可包括：使聚焦環FR上升；自製程腔室CH向外傳遞聚焦環FR；將新的聚焦環FR向內傳遞至製程腔室CH中；以及使聚焦環FR下降。
聚焦環FR的上升可藉由環升降銷2及環升降銷機構RPM來實行。舉例而言，環升降銷機構RPM可驅動環升降銷2在第一方向D1上上升。如圖2所示，環升降銷2可接觸聚焦環FR的第二底表面BS2。因此，環升降銷2可上升並提升聚焦環FR，以向外暴露出靜電吸盤結構5的側表面、耦合環6的頂表面及外環9的側表面。
將聚焦環FR自製程腔室CH向外傳遞可由機器手臂實行。舉例而言，當機器手臂被引入至製程腔室CH中時，環升降銷機構RPM可驅動環升降銷2在第一方向D1上下降。因此，聚焦環FR可位於機器手臂上。之後，機器手臂可將聚焦環FR自製程腔室CH向外傳遞。
將聚焦環FR向內傳遞至製程腔室CH中可由機器手臂實行。舉例而言，新的聚焦環FR可位於製程腔室CH外部的機器手臂上。此後，機器手臂可將新的聚焦環FR向內傳遞至製程腔室CH中。環升降銷機構RPM可驅動環升降銷2在第一方向D1上上升。因此，新的聚焦環FR可在接觸環升降銷2的同時在第一方向D1上上升。舉例而言，新的聚焦環FR可與機器手臂間隔開。此後，機器手臂可自製程腔室CH的內部離開。
將聚焦環FR自製程腔室CH向外傳遞及將聚焦環FR向內傳遞至製程腔室CH中可分別相似於基板移除操作S30及基板裝載操作S10。
參照圖20至圖22，聚焦環FR的下降可包括容許聚焦環FR的第二內側表面IS2的至少一部分接觸靜電吸盤結構5（即，接觸聚焦環FR及第二內側表面IS2的至少一部分），且容許靜電吸盤結構5的中心與聚焦環FR的中心軸CA彼此對準（即，使聚焦環FR的中心軸CA與靜電吸盤結構5的中心對準）。
舉例而言，聚焦環FR可位於環升降銷2上。環升降銷機構RPM可驅動環升降銷2在第一方向D1上下降。因此，聚焦環FR可在第一方向D1上下降。當聚焦環FR在第一方向D1上下降時，第一底表面BS1可位於較吸盤53的頂表面53t的水平面低的水平面處。在此種情況下，聚焦環FR可具有未與靜電吸盤結構5的中心對準的中心軸CA。舉例而言，在平面圖中，聚焦環FR的內側表面IS與靜電吸盤結構5的側表面5s之間的距離在所有方向上可不是恆定的。因此，當聚焦環FR在第一方向D1上下降時，內側表面IS的至少一部分可接觸靜電吸盤結構5。舉例而言，當聚焦環FR在第一方向D1上下降時，第二內側表面IS2的至少一部分可接觸靜電吸盤結構5。
第二內側表面IS2可不平行於第一方向D1。可在第二內側表面IS2與第一方向D1之間提供角度θ。可給定銳角作為第二內側表面IS2與第一方向D1之間的角度θ。舉例而言，第二內側表面IS2可為相對於第一方向D1的傾斜表面。因此，當聚焦環FR的第二內側表面IS2在接觸靜電吸盤結構5的同時下降時，聚焦環FR可在第二方向D2或其相反方向上移動。舉例而言，聚焦環FR在第二方向D2或其相反方向上移動，直至第二內側表面IS2低於吸盤53的頂表面53t。因此，當聚焦環FR在第二方向D2或其相反方向上移動時，聚焦環FR的中心軸CA與靜電吸盤結構5的中心可彼此對準。
之後，聚焦環FR可下降，直至聚焦環FR的第一頂表面TS1位於較吸盤53的頂表面53t的水平面低的水平面處。舉例而言，當更換操作S40完成時，聚焦環FR的第一頂表面TS1可位於較吸盤53的頂表面53t的水平面低的水平面處。
根據一些實施例，聚焦環FR可被配置成包括多個構件。舉例而言，聚焦環FR可包括第一環及第二環。在此種情況下，更換操作S40可包括對整個聚焦環FR或聚焦環FR的一部分進行更換。
根據一些實施例，可在多次重複實行基板裝載操作S10、半導體製程操作S20及基板移除操作S30之後實行更換操作S40。舉例而言，可對多個基板W實行半導體製程，且然後可更換聚焦環FR。
根據本揭露，當聚焦環FR下降時，聚焦環FR的中心軸CA與靜電吸盤結構5的中心可自動地彼此對準。舉例而言，在將聚焦環FR安裝至基板處理裝置1中的過程中可不需要協助工具。聚焦環FR與靜電吸盤結構5可在所有方向上以恆定間隔彼此對準。因此，可藉由僅使用環升降銷2、環升降銷機構RPM及機器手臂來更換聚焦環FR。舉例而言，由於在製程腔室CH維持其內部環境的同時僅更換聚焦環FR，因此可減少基板處理裝置1的備用時間以提高收率。
另外，由於聚焦環FR與靜電吸盤結構5自動地彼此對準，因此基板W可在靜電吸盤結構5上自動對準。舉例而言，即使當吸盤53具有與基板W的直徑實質上相同的直徑時，基板W亦可完全覆蓋吸盤53的頂表面53t。因此，可獲得與圖13及圖14中闡述的效果實質上相同的效果，進而改善基板W中的分佈。
根據本揭露的聚焦環、包括其的基板處理裝置以及使用其的半導體製造方法，聚焦環可具有具有第一內徑的頂表面及具有第二內徑的底表面。第一內徑可小於第二內徑，且因此聚焦環的頂表面較聚焦環的底表面可更靠近靜電吸盤結構。因此，聚焦環的中心軸可與靜電吸盤結構的中心軸對準。因此，聚焦環與靜電吸盤結構之間的間距在所有方向上是均勻的。
根據本揭露的聚焦環、包括其的基板處理裝置以及使用其的半導體製造方法，由於聚焦環與靜電吸盤結構之間的間隔在所有方向上是均勻的，因此基板可精確地定位在靜電吸盤結構上。因此，靜電吸盤結構可具有與基板的直徑相同的直徑，且基板的中心區及邊緣區可在相同的條件下經歷半導體製程。因此，可改善基板中的分佈。
根據本揭露的聚焦環、包括其的基板處理裝置以及使用其的半導體製造方法，聚焦環可具有包括第一內側表面及第二內側表面的內側表面。第一內側表面可平行於垂直方向。第二內側表面可向下延伸且與垂直方向構成銳角。因此，可防止聚焦環的電弧現象及包括傷害工人在內的事故。另外，可在靜電吸盤結構與聚焦環的下部部分之間提供預留空間。
以上說明中所提供的實施例中的每一者不排除與亦在本文中提供或未在本文中提供但與本揭露一致的另一實例或另一實施例的一或多個特徵相關聯。
儘管已參照本揭露的實施例具體示出並闡述了本揭露，但應理解，可在不背離以下申請專利範圍的精神及範圍的情況下對其作出形式及細節上的各種改變。
1:基板處理裝置 2:環升降銷 4:基板升降銷 5:靜電吸盤結構 5s、53s、Ws:側表面 6:耦合環 7:外部電極 8:接地環 9:外環 9t、53t、Wt:頂表面 51:電漿電極 53:吸盤 511:電極體 513:平台 A、B、C、D、E:區段 BS1:第一底表面 BS2:第二底表面 CA:中心軸 CH:製程腔室 CR:限制環 CRe:狹縫 CRg:接地構件 D1:第一方向 D2:第二方向 D3:第三方向 DH:分配空間 ED1:第一射頻（RF）電源 ED2:第二射頻（RF）電源 FR:聚焦環 GH:分配孔 GI:氣體入口 GS:氣體供應源 IS:內側表面 IS1:第一內側表面 IS2:第二內側表面 IS3:第三內側表面 L1:第一距離 L2:第二距離 OS:外側表面 OS1:第一外側表面 OS2:第二外側表面 PL、PL1、PL2:電漿 PL3:傾斜電漿 PS:製程空間 R1:第一內徑 R2:第二內徑 R3:第三內徑 R4:第一外徑 R5:第二外徑 R6、R7:半徑 RPM:環升降銷機構 S:預留空間 S10:基板裝載操作/基板裝載步驟/操作 S20:半導體製程操作/操作 S30:基板移除操作/操作 S40:更換操作/操作 SH:噴頭 T1:第一厚度 T2:第二厚度 TS1:第一頂表面 TS2:第二頂表面 TS3:第三頂表面 W:基板 WPM:基板升降銷機構 θ:角度
藉由結合附圖閱讀以下說明，本揭露的某些實例性實施例的以上及其他態樣、特徵及優點將更加顯而易見，在附圖中： 圖1是示出根據本揭露一些實施例的基板處理裝置的剖視圖。 圖2是圖1中繪示的區段A的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的靜電吸盤、聚焦環及外環。 圖3是示出根據本揭露一些實施例的聚焦環的圖。 圖4是示出根據本揭露一些實施例的聚焦環的平面圖。 圖5、圖6、圖7、圖8及圖9是圖2中繪示的區段B的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的靜電吸盤結構及聚焦環。 圖10是圖2中繪示的區段C的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的聚焦環。 圖11是示出根據本揭露一些實施例的基板處理裝置的剖視圖。 圖12、圖13及圖14是圖11中繪示的區段D的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的靜電吸盤及聚焦環。 圖15是示出根據本揭露一些實施例的半導體製造方法的流程圖。 圖16、圖17、圖18、圖19及圖20是示出根據本揭露一些實施例的圖15所示半導體製造方法的剖視圖。 圖21及圖22是圖20中繪示的區段E的放大圖，其示出根據本揭露一些實施例的聚焦環。
1:基板處理裝置
2:環升降銷
4:基板升降銷
5:靜電吸盤結構
6:耦合環
8:接地環
9:外環
A:區段
CA:中心軸
CH:製程腔室
CR:限制環
CRe:狹縫
CRg:接地構件
D1:第一方向
D2:第二方向
D3:第三方向
DH:分配空間
ED1:第一射頻(RF)電源
ED2:第二射頻(RF)電源
FR:聚焦環
GH:分配孔
GI:氣體入口
GS:氣體供應源
PS:製程空間
RPM:環升降銷機構
SH:噴頭
WPM:基板升降銷機構

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，包括： 聚焦環， 其中所述聚焦環包括： 中心軸，在第一方向上延伸； 頂表面，具有第一內徑； 底表面，具有大於所述第一內徑的第二內徑；以及 內側表面，位於所述頂表面與所述底表面之間，所述內側表面包括第一內側表面及第二內側表面， 其中所述第二內側表面自所述第一內側表面向下延伸，且 其中所述第一內側表面與對應於所述第一方向的線之間的第一角度不同於所述第二內側表面與對應於所述第一方向的所述線之間的第二角度。
  2. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中所述第一內側表面平行於所述第一方向，且 其中所述第二內側表面與對應於所述第一方向的所述線之間的所述第二角度是銳角。
  3. 如請求項2所述的基板處理裝置，所述第二角度大於約0°且等於或小於約5°。
  4. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中所述第一內側表面具有朝向所述中心軸凸出的形狀。
  5. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環的所述內側表面更包括第三內側表面，且 其中所述第三內側表面位於所述第一內側表面與所述第二內側表面之間。
  6. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中所述第一內徑與所述第二內徑之間的差介於約0.01毫米至約0.5毫米的範圍內。
  7. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環更包括外側表面， 其中所述外側表面包括第一外側表面及自所述第一外側表面延伸的第二外側表面， 其中所述第一外側表面平行於所述第一方向，且 其中所述第二外側表面與對應於所述第一方向的所述線之間的第三角度是銳角。
  8. 一種基板處理裝置，包括： 靜電吸盤結構，包括支撐基板的吸盤；以及 聚焦環，位於所述吸盤的側表面上且具有在第一方向上延伸的中心軸， 其中所述聚焦環的頂表面具有第一內徑， 其中所述聚焦環的底表面具有第二內徑， 其中所述第一內徑小於所述第二內徑，且 其中所述吸盤的直徑介於約298.6毫米至約300毫米的範圍內。
  9. 如請求項8所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環的所述頂表面處於較所述吸盤的頂表面的水平面低的水平面處。
  10. 如請求項8所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環包括： 第一內側表面，位於所述頂表面與所述底表面之間；以及 第二內側表面，自所述第一內側表面延伸，且 其中所述第一內側表面與對應於所述第一方向的線之間的第一角度不同於所述第二內側表面與對應於所述第一方向的所述線之間的第二角度。
  11. 如請求項10所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環更包括位於所述第一內側表面與所述第二內側表面之間的第三內側表面， 其中所述第一內側表面、所述第二內側表面及所述第三內側表面中的至少一者具有朝向所述中心軸凸出的形狀。
  12. 一種基板處理裝置，包括： 靜電吸盤結構； 聚焦環，位於所述靜電吸盤結構上且具有在第一方向上延伸的中心軸；以及 外環，至少部分地環繞所述聚焦環， 其中所述聚焦環的內側表面包括第一內側表面及第二內側表面， 其中所述第二內側表面接觸所述第一內側表面，且 其中所述第一內側表面較所述第二內側表面更靠近所述靜電吸盤結構。
  13. 如請求項12所述的基板處理裝置，其中所述第一內側表面與對應於所述第一方向的線之間的第一角度不同於所述第二內側表面與對應於所述第一方向的所述線之間的第二角度。
  14. 如請求項12所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環的頂表面具有第一內徑， 其中所述聚焦環的底表面具有第二內徑，且 其中所述第一內徑小於所述第二內徑。
  15. 如請求項12所述的基板處理裝置，其中所述第一內側表面平行於所述第一方向，且 其中所述第二內側表面與對應於所述第一方向的線形成銳角。
  16. 如請求項12所述的基板處理裝置，其中所述聚焦環的所述內側表面更包括第三內側表面，且 其中所述第三內側表面位於所述第一內側表面與所述第二內側表面之間。
  17. 如請求項16所述的基板處理裝置，其中所述第一內側表面、所述第二內側表面及所述第三內側表面中的至少一者具有朝向所述靜電吸盤結構凸出的形狀。
  18. 如請求項16所述的基板處理裝置，其中所述第一內側表面及所述第二內側表面平行於所述第一方向。
  19. 如請求項12所述的基板處理裝置，更包括在所述第一方向上延伸的環升降銷， 其中所述環升降銷位於所述聚焦環下方。
  20. 如請求項12所述的基板處理裝置，更包括： 電源，連接至所述靜電吸盤結構； 噴頭，位於所述靜電吸盤結構上；以及 限制環，位於所述靜電吸盤結構與所述噴頭之間。
TW112124494A 2022-07-15 2023-06-30 包括聚焦環的基板處理裝置 TW202405875A (zh)

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