TWI571927B - 電漿處理腔室之電漿侷限環組件 - Google Patents

電漿處理腔室之電漿侷限環組件 Download PDF

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Description

電漿處理腔室之電漿侷限環組件 【相關申請案之交互參照】
本申請案係依據35 U.S.C. §119(e)主張美國臨時申請案第61/386,315號的優先權，該優先權案的標題為Confinement Ring Assembly for Plasma Processing Chambers，申請於2010年9月24日，其整體內容乃藉由參考文獻方式加以合併。
本發明係關於電漿處理腔室之電漿侷限環組件。
電漿處理腔室可包含一上部電極以及一下部電極。此上部電極一般係面向一基板支座，此基板支座用以在電漿處理期間支撐半導體基板。在電漿處理期間，將電力供應至一或兩電極，以活化製程氣體而產生用以處理此基板的電漿。
吾人可在電漿處理腔室中執行電漿蝕刻，以對半導體基板上設置如層的選擇材料進行蝕刻。選擇處理條件，俾能使電漿蝕刻位在此層中的期望特徵部。
如共同讓與之美國專利第7,430,986號所述，在平行板電容耦合式電漿腔室中使用高度聚合製程氣體化學品進行電漿蝕刻期間，聚合物沉積物可能會形成在例如電漿侷限環的內部腔室表面上。這些環垂直移動，並且如共同擁有之美國專利第6,936,135號所述，在晶圓處理期間，這些侷限環可能會與鄰接此基板支座的底環緊靠在一起。此垂直移動產生了移動部件對彼此造成刮擦而產生微粒的機會，這些微粒可能會引起已處理晶圓的微粒污染。期望可降低微粒產生的電漿侷限裝置改良。
一種電漿侷限環組件，其有效控制一電容耦合式電漿反應腔室中的晶圓區域壓力，其中一晶圓係支撐在一下部電極組件上，以及製程氣體係藉由一上部噴淋頭電極組件導入到此腔室內，此電漿侷限環組件包含一上部環、一下部環、懸桿、懸桿帽、非必要的間隔套筒以及非必要的墊圈，其中此下部環係藉由此懸桿加以支撐並且可朝向此上部分移動。此懸桿帽係與此懸桿的上端嚙合並且裝配在位於此上部環中之懸桿孔的上部分中，此非必要的間隔套筒包圍此懸桿的下部分並且裝配在此懸桿孔的下部分內，以及此非必要的墊圈係裝配在此懸桿的擴大頭部與此下部環的一下表面之間。此非必要的間隔套筒係按尺寸製作，以在舉起此下部環期間，例如在調整上部與下部電極間之間隙期間，避免與此懸桿孔的內表面摩擦。
在一修正配置中，略去此間隔套筒與墊圈並且將一中間環加入到此電漿侷限環組件中。此懸桿包含用以支撐此中間環的凸部，以及此間隔套筒係以用來限制此懸桿在此上部環之階狀孔中之向上移動的凸部來加以替代。不使用墊圈來支撐此下部環，此懸桿在其下端包含了具有向上凸部的凸緣，其用以支撐座落在此凸緣之上表面上的此下部環，以及此下部環的外周邊係位在此向上凸部之內。
例如電容耦合式腔室的平行板電漿處理腔室包含例如噴淋頭電極的上部電極、以及下部電極。此上部電極一般係面向待處理之半導體基板。在電漿處理期間，將電力供應至一或兩電極以活化製程氣體而產生用以處理基板的電漿。
吾人可在電漿處理腔室中使用高度聚合製程氣體化學品，例如含有氟碳化合物、氫氟碳化合物的製程氣體、或此種氣體之前驅物，以蝕刻例如氧化矽的介電材料。在此種電漿蝕刻製程期間，聚合物係傾向於沉積在電漿處理腔室的某些內部表面上。此聚合物沉積物係不被期望的，因為其可能會從這些表面剝落並且對已處理基板(例如已處理晶圓)以及此腔室造成污染。然而，隨著裝置特徵部不斷縮小，愈來愈期望從晶圓到晶圓間維持電漿曝露腔室表面清潔，以實現可重複的製程結果。因此，期望降低並且較佳係避免此種位在腔室部件之內部表面上的聚合物沉積。
在電漿處理腔室中之某些部件之電漿曝露表面上的聚合物沉積問題可藉由主動對此部件進行加熱而獲得處理。例如，可加熱腔室壁而使其電漿曝露內表面保持在足夠高的溫度，以避免此表面上的聚合物沉積。亦可使用噴淋頭電極組件與靜電夾盤的主動溫度控制。
或者，此聚合物沉積問題可藉由從表面去除如形成之聚合物沉積物而獲得處理。例如，可藉由使用攻擊性電漿化學品來去除聚合物沉積物。或者，可打開電漿腔室並且使用溼式清理技術而從腔室表面去除聚合物沉積物。然而，此種清理技術會降低製程產能。
為了達到期望的製程效率以及蝕刻均勻性，可將電漿侷限在電漿侷限區域內，此電漿侷限區域係界定在平行板電漿處理腔室的上部與下部電極之間。電漿侷限環組件可用以提供此種電漿侷限。示範的電漿侷限環組件係揭露在共同擁有之美國專利第5,534,751號、第5,998,932號、第6,019,060號、第6,178,919號、第6,527,911號、第7,713,379號、第7,430,986號、第6,936,135號以及第6,926,803號中，其整體內容乃藉由參考文獻方式合併於此。
如圖1A與1B所示之習知電漿侷限環組件10可包含上部環11以及複數下部環13。上部環11以及下部環13係以堆疊方式加以排列，以界定在上部與下部環11及13之間徑向延伸的複數氣體通道。當電漿中的帶電粒子通過這些通道時，這些粒子可被加以中和，藉以使在由上部電極組件20與下部電極組件30間的空間所界定之電漿侷限區域外(即，電漿之「未侷限」)的放電趨勢降至最小。上部環11具有複數孔，這些孔係與每一下部環13的複數孔對正。複數懸桿14係配置穿過在上部環11與下部環13中所對正的孔。懸桿14係藉由複數止動件12而固持在適當位置。下部環13可在軸向上沿著懸桿14滑動。每一懸桿14在其下端皆具有擴大部分。複數墊圈15係配置在每一懸桿14的周圍，以將鄰接的環11與13加以隔開。最下方的下部環13係藉由襯墊16而與懸桿14的擴大部分隔開。
圖1A與1B顯示分別位在裝載位置以及位在部署位置的電漿侷限環組件10。當電漿侷限環組件10從裝載位置移動到部署位置時，電漿侷限環組件10係朝下移動。位在某一點，襯墊16係與下部電極組件30嚙合。電漿侷限環組件10持續朝下移動直到下部環13完全疊在一起並且被下部電極組件30推向上部環11為止。
電漿處理係在電漿侷限環組件10位於部署位置時執行，其中在環11與13之間(即，在通道中)的一部分懸桿14係曝露至電漿並且可能會隨著時間而具有聚合物沉積物。當電漿侷限環組件10在裝載位置與部署位置之間移動時，墊圈15、襯墊16以及下部環13係沿著懸桿14滑動並且可能會與此懸桿摩擦，此可能將其上的聚合物沉積物去除，並且造成在設有電漿侷限環組件10之電漿處理腔室中所處理之半導體基板的微粒污染。
在此說明電漿侷限環組件20，其係消除電漿侷限環組件10中不期望的摩擦，並因此降低因摩擦所造成的微粒污染。在如圖2A、2B以及2C所示的一實施例中，電漿侷限環組件20包含上部環300、下部環500、複數懸桿700、複數間隔套筒400、複數懸桿帽200以及複數墊圈600。在此實施例中，上部環300具有複數孔，而下部環500則具有與上部環300中之複數孔相對應的複數孔。懸桿700係配置穿過上部環300與下部環500中的這些孔。懸桿帽200係裝設於懸桿700並且防止懸桿700在從上部環300到下部環500的方向上被拔出。懸桿700各自具有在上部環300之底壁下方延伸的擴大底部。下部環500係支撐在墊圈600上，這些墊圈係配置在懸桿700的周圍。間隔套筒400係配置在懸桿700的周圍並且支撐在下部環500上。在間隔套筒400之外壁不與上部環300接觸的情況下，間隔套筒400、下部環500以及墊圈600可在軸向上沿著懸桿700滑動。懸桿700的擴大底部支撐著下部環500、間隔套筒400以及墊圈600。
圖3A-3D顯示依照一實施例之上部環300的細節。上部環300具有上壁310、外壁320、下壁330以及內壁340。上部環300具有三個在上壁310與下壁330之間延伸的懸桿孔350，懸桿孔可為雙柱坑孔(double counterbored holes)，懸桿孔350各自具有位於上壁310中的上部分350a、位於下壁330中的下部分350c以及中間部分350b，此中間部分具有小於上與下部分350a與350c的直徑。孔350較佳係在方位角上均勻隔開。上部環300較佳係在上壁310中具有三個扭轉鎖定孔(twist-and-lock bores)360，扭轉鎖定孔360係用來與安裝在電漿處理腔室之頂壁中的可垂直移動栓柱嚙合，以藉由將栓柱的自由端插入扭轉鎖定孔360中並且轉動電漿侷限環組件20而將栓柱鎖定在扭轉鎖定孔360的窄端中，以使得電漿侷限環組件20係藉由這些栓柱加以支撐。用以支撐與操作這些栓柱之以凸輪為基之裝置的細節可在共同擁有之美國專利第6,019,060號中找到，其揭露內容乃藉由參考文獻方式加以合併。孔360具有內部深度，此內部深度足以允許栓柱的頭部垂直向下移動進入孔內，以在下部環500於間隙調整期間與下部電極組件嚙合、並且在套筒400之上端於孔350之下部分350c中到達其移動極限時而令下部環500舉起上部環300之時，配合上部環300的垂直移動。例如，參見共同擁有之美國專利第6,926,803號，其揭露內容乃藉由參考文獻方式加以合併。上部環300更佳係具有熱阻流部(thermal choke)370。熱阻流部370包含複數內狹縫371、以及複數外狹縫372，此內狹縫係排列成不連續的第一圓形圖案，而此外狹縫係位在內狹縫371之外而與其隔開並且排列成同心不連續的第二圓形圖案。鄰接的內狹縫371係由內區域373加以隔開，而鄰接的外狹縫372係由外區域374加以隔開。如圖3A所示，內區域373與外區域374係環繞著上部環300而彼此偏移。內狹縫371與外狹縫372較佳係完全延伸穿過上部環300的厚度(即，上壁310與下壁330之間)。熱阻流部370的此種構造與佈局係降低來自內壁340的徑向熱散逸，俾能使內壁340達到足夠高的溫度，以在電漿處理期間實質上防止於其上的聚合物沉積。內狹縫 371與外狹縫372較佳係具有從約0.05吋到約0.2吋的寬度。上部環300較佳係具有約17吋的內徑以及從約1到2吋的高度。
圖4A與4B顯示依照一實施例之下部環500的細節。下部環500具有上壁510、內壁520、下壁530以及外壁540。下部環500更具有三個穿孔550，這些穿孔係從上壁510延伸到下壁530並且與上部環300中的三個懸桿孔350相對應。下部環500較佳係具有約0.005到0.1吋的厚度，更佳約0.01吋，並且由介電材料所製造，例如可與半導體處理相容的聚醚醚酮(PEEK，polyetheretherketone)。下部環500較佳係具有大約與上部環300相同的內徑。下部環500較佳係由電絕緣材料所製造，例如石英。
圖5A與5B顯示依照一實施例之間隔套筒400的細節。每一間隔套筒400皆具有上壁410、內壁440、外壁420、下壁430以及在上壁410與下壁430之間延伸的穿孔450。間隔套筒400的上外邊緣與下外邊緣較佳係具有45°倒角。間隔套筒400係按尺寸製作以裝配在上部環300之下壁330中的孔350之下部分350c中。間隔套筒400較佳係具有比下部分350c之內徑更小的外徑，俾能在間隔套筒400沿著懸桿孔350中所配置的懸桿700滑動時，使間隔套筒400不與下部分350c的內壁摩擦。間隔套筒400較佳係具有與下部分350c之深度相同的高度。穿孔450可具有大約與孔350之中間部分350b相同的直徑。
圖6A-6C顯示依照一實施例之懸桿700的細節。懸桿700從上到下具有：第一圓柱形部分710；第二斜截三角柱部分720；第三斜截三角柱部分730，其係小於第二部分720；第四圓柱形部分740；以及第五圓柱形部分(即，擴大底部)750，其直徑係大於第四部分。懸桿700較佳係由電絕緣材料所製造，例如PEEK。第四圓柱形部分740的外徑較佳係稍微小於上部環300中之孔350之中間部分350b的內徑，以使懸桿700可在孔350中滑動而不與相對的表面摩擦。
圖7A-7B顯示依照一實施例之懸桿帽200的細節。懸桿帽200具有上壁201、外壁202以及下壁203。上壁201較佳係具有狹縫 210，其用以嚙合例如螺絲起子的工具。懸桿帽200較佳係具有與上部環300中之孔350之上部分350a相同的高度，並且具有比上部分350a之外徑更小的外徑。當懸桿帽200裝配在上部分350a中時，上壁201較佳係與上部環300的上壁310共同延伸(coextensive)。懸桿帽200的外徑較佳係大於孔350之中間部分350b的直徑，以在懸桿帽200裝設於懸桿700時防止懸桿700從孔350被拔出。懸桿帽200可藉由合適的機構而固定於懸桿700。例如，懸桿帽200可具有於下壁203開啟的內部空腔220，以及彈簧230係配置在內部空腔220中；空腔220在其於下壁203之開口處具有三個凸部220a。懸桿的第一、第二以及第三部分710、720以及730可插入空腔220中並且扭轉，俾能讓第二部分720使彈簧230負載，此彈簧推進第二部分720而使其抵靠著凸部220a。
墊圈600具有穿孔，此穿孔具有小於懸桿700之第五部分750之外徑且不小於懸桿700之第四部分740之外徑的直徑。此墊圈係由電絕緣材料所製造，例如PEEK。
圖8A與8B分別顯示在部署位置以及裝載位置之電漿侷限環組件20的放大部分。於部署位置，如由虛線方塊所標示之間隔套筒400之外壁420的一部分在處理期間係曝露至電漿，因此可能會具有聚合物沉積物。然而，如上所述，間隔套筒400並不會與上部環300摩擦，因此實質上係降低了來自聚合物沉積物的微粒污染。
依照一實施例，一種用以組裝電漿侷限環組件20的方法包含：(a)將每一懸桿700插入墊圈600中；(b)將懸桿700插入下部環500的孔550中；(c)將每一懸桿700插入間隔套筒400中；(d)將懸桿700插入上部環300的孔350中；(e)將懸桿帽200裝設到每一懸桿700上；以及(f)轉動懸桿700以使懸桿的凸部與懸桿帽中的底座嚙合。
在一較佳實施例中，上部環300具有平行的內與外側壁320、340，並且具有平行的上與下壁310、330，這些上與下壁係垂直於 這些內與外側壁。除了當在調整上部與下部電極間之間隙期間藉由使墊圈600與下部電極組件30之外上周邊接觸而舉起下部環500的時候以外，與下部環500一起被懸桿700所支撐的上部環300具有約2.155吋的垂直長度。一般而言，可將此間隙調整成1到6cm的垂直距離，例如1.6cm、2.3cm或3.6cm。在間隔套筒400的上端與上部環300中之下部分350c的上壁接觸之前，下部環500所移動的垂直距離可約為0.05到0.2吋，較佳約為0.07到0.12吋。在下部環500的此種移動期間，上部環300係保持同一位置，直到間隔套筒400與下部分350c的上壁嚙合為止，在此之後，上部與下部環會被舉起。
在一較佳實施例中，上部環300係按尺寸製作以在其內壁與上部電極組件的外壁之間具有一間隙。例如，上部環可具有約17吋的內徑、約20吋的外徑以及約2吋的厚度。扭轉鎖定孔360可位在約9.2吋的半徑上，而懸桿孔350可位在約9.4到約9.5吋的半徑上。
上部環300包含三個扭轉鎖定孔360以及與孔360相鄰的三個懸桿孔350。孔360具有按尺寸製作以允許栓柱進入孔360的寬直徑部分、以及與此寬部分偏移約5°的窄部分。此寬部分與窄部分係藉由環狀通道加以連接，此環狀通道係按尺寸製作以允許栓柱之下端的擴大頭部從進入位置移動到鎖定位置，在此鎖定位置上，栓柱的較小直徑部分係位於孔360的窄部分中。為了將栓柱鎖定在此鎖定位置，此通道具有垂直台階，除非此栓柱相對於上部環300的上壁310而下壓並且在圓周方向上移動，否則此垂直台階係防止此栓柱的頭部朝向孔360的寬部分移動。
在此較佳實施例中，懸桿孔350係延伸穿過上部環300的上與下壁。孔350較佳係具有約0.64吋深且直徑約0.75吋的上部分350a、約0.38吋深且直徑約0.75吋的下部分350c、以及用以連接部分350a、350c的中間部分350b，部分350b的長度約為0.925吋以及直徑約為0.41吋。
上部環300較佳係包含位在上部環300之內壁340與中間半 徑之間的六個內狹縫371以及六個外狹縫372。每一狹縫可延伸40到55°，較佳約48°，並且內狹縫的末端係間隔約12°，以及三對外狹縫係間隔約4°而其他三對外狹縫係間隔約20°。外狹縫可位在約8.92吋的半徑上，而內狹縫可位在約8.86吋的半徑上。
每一懸桿700較佳係具有約2吋的長度並且包含四個具有不同截面的垂直隔開部分。第一部分係長度約0.2吋及直徑為0.13吋的上圓柱形部分。第二部分係長度約0.255吋並具有三個平壁的三角形部分，這些平壁係與此懸桿的中心軸平行並且距離此中心軸約0.125吋，這三個壁具有相等的寬度並且定向為相對於彼此呈60°。這三個壁的上端係比這些壁的下端更寬，以形成三個從此懸桿之中心軸延伸約0.2吋的凸部。這些平壁為T形，以及這些平壁的下端係被具有約0.145吋之垂直長度以及約0.3吋之直徑的圓柱形壁部分所連接。第三部分為具有約1.45吋之長度以及約0.4吋之直徑的圓柱形。第四部分係圓柱形並且具有約0.15吋的長度以及大於第三部分的直徑，例如約0.42吋。
間隔套筒400較佳係具有約0.39吋之長度、約0.67吋之外徑以及約0.41吋之內徑的圓柱形。間隔套筒400的上與下邊緣較佳係包含延伸約0.04吋的45°倒角。
墊圈600較佳係具有約1.25吋的外徑、約0.42吋的內徑以及約0.01吋的厚度。
下部環500較佳係具有約20吋的外徑、約17吋的內徑、以及約0.09吋的厚度。用以容納懸桿的三個孔可具有約0.42吋的直徑並且位在9.44吋的半徑上且間隔120°。
在另一實施例中，去除間隔套筒與墊圈，並且將一中間環加入電漿侷限環組件中。修正每一懸桿以包含下凸部以及上凸部，此下凸部係與中間環之底表面中的底座嚙合，而此上凸部限制了此懸桿在上部環之階狀孔中的向上移動。不使用墊圈來支撐下部環，每一懸桿在其下端包含了具有向上凸部的凸緣，藉以使下部環座落在此凸緣的上表面上，而下部環的外周邊係位在向上凸部之內。去除間隔套筒以及墊圈係使懸桿與侷限環之間的接觸降至 最小(以使摩擦降至最低)，而產生接觸的區域係位在懸桿的「背側」(與電漿相對的側，其阻礙了對電漿的視線)上。此對於例如金屬硬遮罩(MHM，Metal Hard Mask)製程的某些製程係有效的，此金屬硬遮罩製程產生非揮發性蝕刻副產物(TiOF)，由於PEEK懸桿比石英侷限環更冷，所以此副產物係沉積在PEEK懸桿上。此修正配置係使PEEK懸桿與石英侷限環之間的摩擦降至最低，以避免微粒的產生。
在此實施例中，中間環包含作為熱斷路的狹縫，以使此部件保溫並防止聚合物沉積。此薄底環包含使懸桿與底部兩個環在這些環完全相疊時配合在一起的特徵部。為了使微粒減至最少，所有PEEK對PEEK的接觸係藉由對懸桿的設計進行修正而加以消除。此支撐配置係使用3個懸桿而不使用墊圈。這些懸桿可具有用以支撐中間環並且控制中間環與下部環間之間隔的凸部。
圖9A-C顯示依照一實施例之上部環1300的細節。上部環1300具有上壁1310、外壁1320、下壁1330以及內壁1340。上部環1300具有三個在上壁1310與下壁1330之間延伸的懸桿孔1350，懸桿孔可為雙柱坑孔(double counterbored holes)，懸桿孔1350各自具有位於上壁1310中的上部分1350a、位於下壁1330中的下部分1350c以及中間部分1350b，此中間部分具有小於上與下部分1350a與1350c的直徑。孔1350較佳係在方位角上均勻隔開。上部環1300較佳係在上壁1310中具有三個扭轉鎖定孔1360，扭轉鎖定孔1360係用來與安裝在電漿處理腔室之頂壁中的可垂直移動栓柱嚙合，以藉由將栓柱的自由端插入扭轉鎖定孔1360中並且轉動電漿侷限環組件20而將栓柱鎖定在扭轉鎖定孔1360的窄端中以使得電漿侷限環組件20係藉由這些栓柱加以支撐。用以支撐與操作這些栓柱之以凸輪為基之裝置的細節可在共同擁有之美國專利第6,019,060號中找到，其揭露內容乃藉由參考文獻方式加以合併。孔1360具有內部深度，此內部深度足以允許栓柱的頭部垂直向下移動進入孔內，以在下部環1500於間隙調整期間與下部電極組件嚙合、並且在懸桿的上凸部於孔1350之下部分1350c中 到達其移動極限時而令下部環1500舉起上部環1300之時，配合上部環1300的垂直移動。例如，參見共同擁有之美國專利第6,926,803號，其揭露內容乃藉由參考文獻方式加以合併。上部環1300更佳係具有熱阻流部1370。熱阻流部1370包含複數內狹縫1371、以及複數外狹縫1372，此內狹縫係排列成不連續的第一圓形圖案，而此外狹縫係位在內狹縫1371之外而與其隔開並且排列成同心不連續的第二圓形圖案。鄰接的內狹縫1371係由內區域1373加以隔開，而鄰接的外狹縫1372係由外區域1374加以隔開。如圖9A所示，內區域1373與外區域1374係環繞著上部環1300而彼此偏移。內狹縫1371與外狹縫1372較佳係完全延伸穿過上部環1300的厚度(即，上壁1310與下壁1330之間)。熱阻流部1370的此種構造與佈局係降低來自內壁1340的徑向熱散逸，俾能使內壁1340達到足夠高的溫度，以在電漿處理期間實質上防止於其上的聚合物沉積。內狹縫1371與外狹縫1372較佳係具有從約0.05吋到約0.2吋的寬度。上部環300較佳係具有約17吋的內徑以及從約1到2吋的高度。
圖10A-B顯示依照一實施例之下部環1500的細節。下部環1500具有上壁1510、內壁1520、下壁1530以及外壁1540。下部環1500更具有三個鍵孔狀(key-hole shaped)穿孔1550，這些穿孔係從上壁1510延伸到下壁1530並且與上部環1300中的三個懸桿孔1350相對應。孔1550具有較大直徑部分，此部分具有約0.42吋的直徑並且位在距離下部環1500之中心約8.5吋的半徑上。每一孔 1550包含在徑向上朝內延伸並具有約0.175吋之寬度的窄狹縫，以及此狹縫的內端具有約0.175吋的直徑並且位在距離下部環1500之中心約8.22吋的半徑上。下部環1500較佳係具有約0.005到0.1吋的厚度，更佳約0.01吋，並且由介電材料所製造，例如可與半導體處理相容的PEEK。下部環1500較佳係具有大約與上部環1300相同的內徑。下部環1500較佳係由電絕緣材料所製造，例如石英。
圖11A-F顯示依照一實施例之中間環1600的細節。中間環 1600具有上壁1610、內壁1620、下壁1630以及外壁1640。中間環1600更具有三個鍵孔狀穿孔1650，這些穿孔係從上壁1610延伸到下壁1630並且與上部環1300中的三個懸桿孔1350相對應。各孔1650具有較大直徑部分，此部分具有約0.42吋的直徑並且位在距離中間環1600之中心約8.5吋的半徑上。如圖11C所示，每一孔1650包含在徑向上朝內延伸並具有約0.175吋之寬度的窄狹縫1650a，以及此狹縫的內端具有約0.175吋的直徑並且位在距離中間環1600之中心約8.22吋的半徑上。如圖11D所示，在直徑上與狹縫1650a相對的狹縫1650b係延伸到底表面1630內並且部分地穿過中間環1600的厚度。狹縫1650b具有約0.23吋的寬度，以及此狹縫的外端具有約0.23吋的直徑並且位在距離此中間環之中心約8.725吋的半徑上。該三個狹縫1650b形成具有約0.15至0.2吋之深度的底座。中間環1600較佳係具有約0.25到約0.3吋的厚度，更佳約0.27吋，並且由介電材料所製造，例如可與半導體處理相容的PEEK。中間環1600較佳係具有大約與上部環1300相同的內徑，較佳約為17吋，以及約20吋的外徑。中間環1600更佳係具有熱阻流部1670。熱阻流部1670包含複數內狹縫1671、以及複數外狹縫1672，此內狹縫係排列成不連續的第一圓形圖案，而此外狹縫係位在內狹縫1671之外而與其隔開並且排列成同心不連續的第二圓形圖案。鄰接的內狹縫1671係由內區域1673加以隔開，而鄰接的外狹縫1672係由外區域1674加以隔開。如圖11E所示，內區域1673與外區域1674係環繞著中間環1600而彼此偏移。內狹縫1671與外狹縫1672較佳係完全延伸穿過中間環1600的厚度(即，上壁1610與下壁1630之間)。熱阻流部1670的此種構造與佈局係降低來自內壁1620的徑向熱散逸，俾能使內壁1620達到足夠高的溫度，以在電漿處理期間實質上防止於其上的聚合物沉積。內狹縫1671與外狹縫1672較佳係具有從約0.05吋到約0.2吋的寬度，更佳約0.01吋。在一較佳的排列中，排列36個內狹縫與36個外狹縫，以使每一狹縫延伸16.5°並且使鄰接狹縫的末端間隔3.5°，內狹縫係在距離中間環1600之中心約8.788 吋的半徑上，而外狹縫係在距離中間環1600之中心約9.05吋的半徑上。這些狹縫的一端或兩端可為具有約0.015吋之直徑的圓孔。上部環1300較佳係具有約17吋的內徑。中間環1600較佳係由電絕緣材料所製造，例如石英。
在此實施例中，略去間隔套筒400並且使用修正懸桿1700作為替代，此懸桿包含用以嚙合中間環1600以及上部環1300中之下部分1350c的凸部1760。圖12A顯示位於開啟位置之修正懸桿1700，其係與下部環1500、中間環1600以及上部環1300嚙合；而圖12B則顯示位於關閉位置之同一配置。懸桿1700包含上與下凸部1760，此上凸部係在這些環位於關閉位置時與下部分1350c的頂壁嚙合，而此下凸部則係與中間環1600中的狹縫1650b嚙合。凸部1760可為壓裝(press fitted)在懸桿1700之孔中的分離銷，或者這些凸部可為懸桿1700的整體部件(integral part)。
圖13A-D顯示具有凸部之懸桿1700a的細節，這些凸部具有分離銷1760a的形式。懸桿1700a從上到下具有：第一圓柱形部分1710；第二斜截三角柱部分1720；第三斜截三角柱部分1730，其係小於第二部分1720；第四圓柱形部分1740；以及第五圓柱形部分(即，擴大底部)1750，其直徑係大於第四部分。懸桿1700a與銷1760a較佳係由電絕緣材料所製造，例如PEEK。第四圓柱形部分1740的外徑較佳係稍微小於上部環1300中之孔1350之中間部分1350b的內徑，以使懸桿1700a可在孔1350中滑動而不與相對的表面摩擦。相較於將下部環支撐在墊圈上的第一實施例，懸桿1700a包含L形凸緣1770，此凸緣在其外端具有凸部1770a，其係與下部環1500的外周邊嚙合，以及位於凸緣1770上方之懸桿1700a的部分係裝配穿過下部環1500中的孔1550。較佳係排列凸部1760a，以使下凸部的上表面位在凸緣1770的上表面上方約0.3至0.4吋，較佳約0.35吋，而上凸部可位於凸緣1770的上表面上方約0.4至0.5吋，較佳約0.45吋。凸部1760a可為圓柱形銷，這些銷具有約0.1至0.2吋的直徑，較佳約0.16吋，以及這些銷可具有約0.35吋的長度。吾人可將這些銷壓裝到懸桿1700a中的孔內， 以使這些銷延伸超出懸桿1700a之外表面約0.15吋。部分1750的長度(凸緣1770的底與頂表面之間的距離)可約為0.2吋，部分1740的長度可約為1.45吋，部分1730的長度可約為0.145吋，部分1720的長度可約為0.110吋，以及部分1710的長度可約為0.2吋，而部分1710的直徑可約為0.13吋。
圖14A-D顯示具有凸部之懸桿1400b的細節，這些凸部具有整體凸部1760b的形式。懸桿1700b從上到下可具有：第一圓柱形部分1710；第二斜截三角柱部分1720；第三斜截三角柱部分1730，其係小於第二部分1720；第四圓柱形部分1740；以及第五圓柱形部分(即，擴大底部)1750，其直徑係大於第四部分。具有整體凸部1760b的懸桿1700b較佳係由電絕緣材料所製造，例如PEEK。第四圓柱形部分1740的外徑較佳係稍微小於上部環1300中之孔1350之中間部分1350b的內徑，以使懸桿1700b可在孔1350中滑動而不與相對的表面摩擦。相較於將下部環支撐在墊圈上的第一實施例，懸桿1700b包含L形凸緣1770，此凸緣在其外端具有凸部1770b，其係與下部環1500的外周邊嚙合，以及位於凸緣1770上方之懸桿1700b的部分係裝配穿過下部環1500中的孔1550。較佳係排列凸部1760b，以使下凸部的上表面位在凸緣1770的上表面上方約0.3至0.4吋，較佳約0.35吋，而上凸部可位於凸緣1770的上表面上方約0.4至0.5吋，較佳約(0.45吋。為了對凸部1760b提供額外的強度，這些凸部可為矩形形狀，其具有約0.1至0.2吋(較佳約0.14吋)的寬度、以及約0.1至0.2吋(較佳約0.16吋)的長度。部分1750的長度(凸緣1770的底與頂表面之間的距離)可約為0.2吋，部分1740的長度可約為1.45吋，部分1730的長度可約為0.145吋，部分1720的長度可約為0.110吋，以及部分1710的長度可約為0.2吋，而部分1710的直徑可約為0.13吋。
圖9-14所示之實施例係將懸桿與侷限環之間的接觸降至最小，產生摩擦接觸之部件的區域係位在懸桿相對於腔室中產生電漿處的一側上。具有作為熱斷路之狹縫的中間環的加入係用以使 電漿曝露表面保溫，以防止可能導致微粒與晶圓污染問題的蝕刻副產物沉積。這些部件的設計係將由PEEK所製造之部件的接觸降至最小。
雖然電漿侷限環組件及其構件已參考其具體實施例進行詳加說明，但熟習本項技藝者可明白在不悖離隨附請求項之範圍的情況下，當可進行各種變化與修正，並且使用等效設計。
10‧‧‧電漿侷限環組件
11‧‧‧上部環
12‧‧‧止動件
13‧‧‧下部環
14‧‧‧懸桿
15‧‧‧墊圈
16‧‧‧襯墊
20‧‧‧上部電極組件
20‧‧‧電漿侷限環組件
30‧‧‧下部電極組件
200‧‧‧懸桿帽
201‧‧‧上壁
202‧‧‧外壁
203‧‧‧下壁
210‧‧‧狹縫
220‧‧‧內部空腔
220a‧‧‧凸部
230‧‧‧彈簧
300‧‧‧上部環
310‧‧‧上壁
320‧‧‧外壁
330‧‧‧下壁
340‧‧‧內壁
350‧‧‧懸桿孔
350a‧‧‧上部分
350b‧‧‧中間部分
350c‧‧‧下部分
360‧‧‧扭轉鎖定孔
370‧‧‧熱阻流部
371‧‧‧內狹縫
372‧‧‧外狹縫
373‧‧‧內區域
374‧‧‧外區域
400‧‧‧間隔套筒
410‧‧‧上壁
420‧‧‧外壁
430‧‧‧下壁
440‧‧‧內壁
450‧‧‧穿孔
500‧‧‧下部環
510‧‧‧上壁
520‧‧‧內壁
530‧‧‧下壁
540‧‧‧外壁
550‧‧‧穿孔
600‧‧‧墊圈
700‧‧‧懸桿
710‧‧‧第一圓柱形部分
720‧‧‧第二斜截三角柱部分
730‧‧‧第三斜截三角柱部分
740‧‧‧第四圓柱形部分
750‧‧‧第五圓柱形部分
1300‧‧‧上部環
1310‧‧‧上壁
1320‧‧‧外壁
1330‧‧‧下壁
1340‧‧‧內壁
1350‧‧‧懸桿孔
1350a‧‧‧上部分
1350b‧‧‧中間部分
1350c‧‧‧下部分
1360‧‧‧扭轉鎖定孔
1370‧‧‧熱阻流部
1371‧‧‧內狹縫
1372‧‧‧外狹縫
1373‧‧‧內區域
1374‧‧‧外區域
1500‧‧‧下部環
1510‧‧‧上壁
1520‧‧‧內壁
1530‧‧‧下壁
1540‧‧‧外壁
1550‧‧‧鍵孔狀穿孔
1600‧‧‧中間環
1610‧‧‧上壁
1620‧‧‧內壁
1630‧‧‧下壁
1640‧‧‧外壁
1650‧‧‧鍵孔狀穿孔
1650a‧‧‧狹縫
1650b‧‧‧狹縫
1670‧‧‧熱阻流部
1671‧‧‧內狹縫
1672‧‧‧外狹縫
1673‧‧‧內區域
1674‧‧‧外區域
1700‧‧‧懸桿
1700a‧‧‧懸桿
1700b‧‧‧懸桿
1710‧‧‧第一圓柱形部分
1720‧‧‧第二斜截三角柱部分
1730‧‧‧第三斜截三角柱部分
1740‧‧‧第四圓柱形部分
1750‧‧‧第五圓柱形部分
1760‧‧‧凸部
1760a‧‧‧凸部
1760b‧‧‧凸部
1770‧‧‧凸緣
1770a‧‧‧凸部
1770b‧‧‧凸部
圖1A顯示位在裝載位置的習知電漿侷限環組件。
圖1B顯示位在部署位置的習知電漿侷限環組件。
依照一實施例，圖2A顯示位在裝載位置之電漿侷限環組件的橫剖面圖。
圖2B顯示位在部署位置之圖2A之電漿侷限環組件的橫剖面圖。
圖2C顯示位在裝載位置之圖2A之電漿侷限環組件的立體圖。
圖3A顯示圖2A之電漿侷限環組件之上部(扭轉鎖定)環的俯視圖。
圖3B顯示圖3A之上部環的橫剖面圖。
圖3C顯示在圖3A之上部環中之熱阻流部的俯視圖。
圖3D顯示穿過懸桿孔之圖3A之上部環的另一橫剖面圖。
圖4A顯示圖2A之電漿侷限環組件之下部環的俯視圖。
圖4B顯示圖4A之下部環的橫剖面圖。
圖5A顯示圖2A之電漿侷限環組件之間隔套筒的立體圖。
圖5B顯示圖5A之間隔套筒的橫剖面圖。
圖6A顯示圖2A之電漿侷限環組件之懸桿的立體圖。
圖6B顯示圖6A之懸桿的側視圖。
圖6C顯示圖6A之懸桿的俯視圖。
圖7A顯示圖2A之電漿侷限環組件之懸桿帽的俯視圖。
圖7B顯示圖7A之懸桿帽的立體圖。
圖7C顯示圖7A之懸桿帽的橫剖面圖。
圖8A顯示位在部署位置之圖2A之電漿侷限環組件的放大圖。
圖8B顯示位在裝載位置之圖2A之電漿侷限環組件的放大圖。
圖9A-C顯示修正上部環1300的細節，其中圖9A係俯視圖，圖9B係在穿過上部環之中心軸的徑向平面上所獲得的橫剖面圖，以及圖9C係位在階狀孔1350位置之徑向平面上的橫剖面圖。
圖10A-B顯示修正下部環1500的細節，其中圖10A係下部環的俯視圖，以及圖10B係在穿過下部環之中心軸的徑向平面上所獲得的橫剖面。
圖11A-F顯示中間環1600的細節，其中圖11A係中間環的俯視圖，圖11B係在穿過中間環之中心軸的徑向平面上所獲得的橫剖面，圖11C係位在孔1650位置之中間環1600之頂部的立體圖，圖11D係位在孔1650位置之中間環1600之底部的立體圖，圖11E顯示中間環1600中之內狹縫1671與外狹縫1672的細節，以及圖11F係圖11E之細部E的放大圖。
圖12A-B顯示上部環、中間環以及下部環係如何操作的細節，其中圖12A顯示這些環係位在開啟位置，以及圖12B顯示這些環係位在關閉位置。
圖13A-D顯示具有凸部之修正懸桿1700a的細節，此凸部具有銷1760a的形式，其中圖13A係此懸桿的立體圖，圖13B係此懸桿的俯視圖，圖13C係此懸桿的側視圖，以及圖13D係此懸桿的正視圖。
圖14A-D顯示具有整體凸部1760b之修正懸桿1700b的細節，其中圖14A係此懸桿的立體圖，圖14B係此懸桿的俯視圖，圖14C係此懸桿的側視圖，以及圖14D係此懸桿的正視圖。
20．．．電漿侷限環組件
200．．．懸桿帽
300．．．上部環
400．．．間隔套筒
500．．．下部環
600．．．墊圈
700．．．懸桿

Claims (21)

  1. 一種電漿侷限環組件，其有效控制一電容耦合式電漿反應腔室中的晶圓區域壓力，其中一晶圓係支撐在一下部電極組件上，以及製程氣體係藉由一上部噴淋頭電極組件導入到該腔室內，該電漿侷限環組件包含：一上部環，具有一上壁、一下壁、一外壁、一內壁、一系列的周向延伸狹縫、複數扭轉鎖定孔、複數懸桿孔，該狹縫穿過該上與下壁，該扭轉鎖定孔係位於該上壁中並且用來與安裝在該電漿反應腔室之一頂壁中的可垂直移動栓柱嚙合，以藉由將該栓柱的自由端插入該扭轉鎖定孔中並且轉動該電漿侷限環組件而將該栓柱鎖定在該扭轉鎖定孔的窄端中，以使得該上部環係藉由該栓柱加以支撐，該懸桿孔係在該上與下壁之間延伸並且包含由一較小中央部分所連接的較大之上與下部分；複數懸桿帽，位在該懸桿孔的該上部分中，每一懸桿帽包含位在其下壁中的一階狀孔以及壓裝在該階狀孔之一小直徑上部分中的一螺旋彈簧；複數懸桿，位在該懸桿孔的該下部分中，以及每一懸桿的上端係裝配在該懸桿帽的其中一者中，以使該螺旋彈簧被壓縮，該懸桿可相對於該懸桿帽而垂直移動並且可轉動至鎖定位置，各該懸桿包含至少一凸部，該凸部用以在該懸桿帽中轉動而與該懸桿帽中的一底座嚙合，每一懸桿包含具有一擴大下端的一下部分；及一下部環，具有一上壁、一下壁、一外壁、一內壁以及延伸穿過該上與下壁的複數穿孔，各該懸桿具有容納在該穿孔其中一者中的其下部分，該下部環具有與該上部環之內與外徑相等的內與外徑並且具有約0.090至0.1吋的均勻厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中，每一懸桿包含三個徑向凸部，以及每一懸桿帽包含三個軸向延伸溝槽，該溝槽係按尺寸製作以允許該懸桿的該三個徑向凸部垂直插入至該 螺旋彈簧被壓縮的一上位置，每一懸桿帽包含用以於該鎖定位置容納該徑向凸部的三個底座。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中，該上部環包含六個內周向狹縫以及六個外周向狹縫，該內周向狹縫係位在該內壁之外的一第一半徑上，而該外周向狹縫係位在該外壁之內的一第二半徑上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，更包含：複數間隔套筒，其每一者包含一上壁、一下壁、一外壁、一內壁以及一在該上與下壁之間延伸的穿孔，各該間隔套筒係位在各該懸桿孔的該下部分中，各該懸桿係延伸穿過該穿孔的其中一者；複數墊圈，其係寬於該下部環的寬度，各該墊圈具有一中央開口並且位在該懸桿之該擴大下端與該下部環之該下壁之間，該中央開口用以容納該懸桿之其中一者的下部分；其中該懸桿帽的該外壁係與該懸桿孔之該上部分的一內壁隔開至少0.01吋，該間隔套筒係與該懸桿孔之該下部分的一內壁隔開至少0.1吋，該懸桿的外表面係與該懸桿孔之該小直徑部分的內壁隔開至少0.1吋，以及各該墊圈整體為聚醚醚酮並具有約1.25吋的外徑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，更包含一中間環，該中間環係位於該上部環與該下部環之間，每一懸桿包含一凸緣、一下凸部以及一上凸部，該凸緣係位於該懸桿的下端並用以支撐該下部環，該下凸部用以支撐該中間環，該上凸部用以限制該懸桿在該上部環之該懸桿孔之該下部分中的向上移動。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中：各該懸桿整體為聚醚醚酮並且具有約2吋的軸向長度，每一 懸桿包含一具有約1.6吋之軸向長度及約0.4吋之直徑的心軸部分、一位在該心軸部分之下端並具有約0.15吋之軸向長度的凸緣、一具有約0.2吋之軸向長度及約0.13吋之直徑的上心軸部分、一位於該上心軸部分下方並具有約0.11吋之軸向長度及約0.39吋之最大寬度的上三角形部分、一位於該上三角形部分下方並具有約0.145吋之軸向長度及約0.3吋之最大寬度的下三角形部分；或各該懸桿整體為聚醚醚酮並且具有約2.1吋的軸向長度，每一懸桿包含一具有約1.6吋之軸向長度的六邊形心軸部分、一位在該心軸部分之下端並具有約0.15吋之軸向長度且從該六邊形心軸部分之外表面延伸約0.43吋的凸緣、一具有約0.2吋之軸向長度及約0.13吋之直徑的上心軸部分、一位於該上心軸部分下方並具有約0.11吋之軸向長度及約0.39吋之最大寬度的上三角形部分、一位於該上三角形部分下方並具有約0.145吋之軸向長度及約0.3吋之最大寬度的下三角形部分，該六邊形心軸部分具有兩個相隔約0.3吋的平行側表面、兩個以約120°之角度交會的傾斜表面以及兩個以約130°之角度交會且其最大寬度約0.35吋的傾斜表面，該懸桿包含一下凸部以及一上凸部，該下凸部具有一距離該凸緣之一上表面約0.37吋的上表面，而該上凸部具有一位在該下凸部之該上表面上方約0.47吋的上表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中，該上部環具有平行的內與外側壁以及平行的上與下壁，該上與下壁係垂直於該側壁。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中，該上部環係按尺寸製作，以在該上部環藉由栓柱加以支撐時於其內壁與一上部電極組件之一外壁之間具有一間隙，該上部環具有約17吋的內徑、約20吋的外徑以及約1.5至約2吋的厚度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電漿侷限環組件，其中，該上部環 包含三個位在約9.2吋之半徑上的扭轉鎖定孔、以及三個按尺寸製作以將懸桿容納於其中並位在約9.4至約9.5吋之半徑上的懸桿孔。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電漿侷限環組件，其中，該扭轉鎖定孔具有一寬直徑部分以及一窄部分，該寬直徑部分係按尺寸製作以允許具有一擴大頭部之一栓柱進入該孔，而該窄部分係與該寬部分偏移約5°，該寬部分與窄部分係藉由一環狀通道加以連接，該環狀通道係按尺寸製作以允許該栓柱的該擴大頭部從進入位置移動到鎖定位置，在該鎖定位置上，該栓柱的一較小直徑部分係位於該孔的該窄部分中，該通道具有一垂直台階，除非該栓柱係相對於該上部環的該上壁而下壓並且在圓周方向上移動，否則該垂直台階係防止該栓柱的該頭部朝向該孔的該寬部分移動。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電漿侷限環組件，其中：該懸桿孔具有約0.64吋深且直徑約為0.75吋的一上部分、約0.38吋深且直徑約為0.75吋的一下部分、以及長度約為0.925吋且直徑約為0.41吋的一中間部分；或該懸桿孔具有約0.64吋深且直徑約為0.69吋的一上部分、約0.34吋深的一下鍵孔狀部分、以及長度約為0.57吋且直徑約為0.42吋的一中間部分，該下鍵孔狀部分包含直徑約為0.42吋並與該上部分之中心軸軸向對正的一內部分以及具有約0.23吋之寬度的一外狹縫狀部分，該中間部分係與該上部分之中心軸軸向對正。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之電漿侷限環組件，其中，該上部環包含位在該上部環之該內壁與中間半徑之間的六個內狹縫以及六個外狹縫，各該狹縫在周向上延伸約48°，以及該內狹縫的末端係間隔約12°，三對鄰接之外狹縫的末端係在三個相隔120°的第一位置上隔開約4°或者係在三個與該第一位置偏移45°的第二位置上隔開20°。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中，該懸桿具有約2吋的長度並且包含四個具有不同截面的部分，第一部分係一長度約0.2吋且直徑為0.13吋的上圓柱形部分、第二部分係一長度約0.255吋並具有三個平壁的三角形部分、第三部分為具有約1.45吋之長度及約0.4吋之直徑的圓柱形、第四部分為圓柱形並且具有約0.15吋的長度以及大於該第三部分的直徑，該三個平壁係與該懸桿之中心軸平行並且距離該中心軸約0.125吋，該三個壁具有相等的寬度並且相對於彼此呈60°，該三個壁的上端係寬於該壁的下端以形成三個從該懸桿之中心軸延伸約0.2吋的凸部，該平壁為T形，以及該平壁的下端係被具有約0.145吋之垂直長度及約0.3吋之直徑的圓柱形壁部分所連接。
  14. 如申請專利範圍第4項所述之電漿侷限環組件，其中，該間隔套筒係具有約0.39吋之長度、約0.67吋之外徑以及約0.41吋之內徑的圓柱形，該間隔套筒的上與下邊緣包含延伸約0.04吋的45°倒角，以及該墊圈具有約1.25吋的外徑、約0.42吋的內徑以及約0.01吋的厚度。
  15. 如申請專利範圍第5項所述之電漿侷限環組件，其中，該中間環具有約0.27吋的厚度、約17吋的內徑、約20吋的外徑、三個懸桿容納鍵孔狀孔、三個位於該中間環之一下表面中的底座、一熱阻流部，各該懸桿容納鍵孔狀孔具有約0.42吋的直徑以及在徑向上從其朝內延伸的一狹縫、並且位在約8.5吋的半徑上，該狹縫具有約0.175吋的寬度，各該底座係在徑向上從各該鍵孔狀孔朝外延伸，各該底座具有約0.23吋的寬度以及約0.15至0.2吋的深度，該熱阻流部包含36個內狹縫以及36個外狹縫，該內狹縫係位在約8.8吋的半徑上，而該外狹縫係位在約9吋的半徑上，各該狹縫係在周向上延伸約16.5°，以及該狹縫的末端係間隔約3.5°，而每一狹縫的至少一端係終止於一具有約0.015吋之半徑的圓孔中。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之電漿侷限環組件，其中：該下部環具有約20吋的外徑、約17吋的內徑、約0.09吋的厚度以及三個孔，該孔具有約0.42吋的直徑並位在約9.44吋的半徑上且間隔120°；或該下部環具有約20吋的外徑、約17吋的內徑、約0.09吋的厚度以及三個鍵孔狀孔，該鍵孔狀孔具有一外部分以及一內狹縫狀部分，該外部分具有約0.42吋的直徑並位在約9.5吋的半徑上且間隔120°，而該內狹縫狀部分具有約0.35吋的寬度。
  17. 一種電漿侷限環組件的上部環，該電漿侷限環組件有效控制一電容耦合式電漿反應腔室中的晶圓區域壓力，其中一晶圓係支撐在一下部電極組件上，以及製程氣體係藉由一上部噴淋頭電極組件導入到該腔室內，其中：該上部環具有一上壁、一下壁、一外壁、一內壁、一系列的周向延伸狹縫、複數扭轉鎖定孔、複數懸桿孔，該狹縫穿過該上與下壁，該扭轉鎖定孔係位於該上壁中並且用來與安裝在該電漿反應腔室之一頂壁中的可垂直移動栓柱嚙合，以藉由將該栓柱的自由端插入該扭轉鎖定孔中並且轉動該上部環而將該栓柱鎖定在該扭轉鎖定孔的窄端中，以使得該上部環係藉由該栓柱加以支撐，該懸桿孔係在該上與下壁之間延伸，該懸桿孔包含由一較小直徑中央部分所連接的較大之上與下部分；其中該複數懸桿孔每一者的下部分係建構成用以將各自的間隔套筒設置於其中，且當該各自的間隔套筒係設置在該複數懸桿孔每一者的各自下部分之中時，各別懸桿孔下部分每一者的各自內壁係建構成與該各自的間隔套筒隔開至少0.1吋。
  18. 一種電漿侷限環組件的懸桿組件，該電漿侷限環組件有效控制一電容耦合式電漿反應腔室中的晶圓區域壓力，其中一晶圓係支撐在一下部電極組件上，以及製程氣體係藉由一上部噴淋頭電極 組件導入到該腔室內，該懸桿組件包含：一懸桿帽，裝配在該電漿侷限環組件之一上部環中的一懸桿孔之一上部分中，該懸桿帽包含位在其下壁中的一階狀孔以及壓裝在該階狀孔之一小直徑上部分中的一螺旋彈簧；及一懸桿，裝配在該電漿侷限環組件之該上部環中的該懸桿孔之一下部分中，該懸桿具有裝配在該懸桿帽之該階狀孔中的一上端，以使該螺旋彈簧被壓縮，該懸桿可相對於該懸桿帽而垂直移動並且可轉動至一鎖定位置，該懸桿包含至少一凸部，該凸部用以在該懸桿帽的該階狀孔中轉動而與該懸桿帽中的一底座嚙合，以及該懸桿包含具有一擴大下端的一下部分；其中該懸桿包含：一心軸部分，具有約1.6吋之軸向長度及約0.4吋之直徑；一凸緣，位在該心軸部分之下端並具有約0.15吋之軸向長度；一上心軸部分，具有約0.2吋之軸向長度及約0.13吋之直徑；一上三角形部分，位於該上心軸部分下方並具有約0.11吋之軸向長度及約0.39吋之最大寬度；一下三角形部分，位於該上三角形部分下方並具有約0.145吋之軸向長度及約0.3吋之最大寬度。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電漿侷限環組件的懸桿組件，更包含：一間隔套筒，包含一上壁、一下壁、一外壁、一內壁以及一穿孔，該穿孔係在該上與下壁之間延伸，該間隔套筒係裝配在該懸桿孔的該下部分中，以及該懸桿係延伸穿過該穿孔。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之電漿侷限環組件的懸桿組件，其中，該懸桿包含一凸部，該凸部係裝配在該懸桿孔的該下部分內，以及在該懸桿向上移動期間，該凸部不與該懸桿孔的表面接觸，直到該凸部的一上表面與該懸桿孔的一水平表面接觸為止。
  21. 一種電漿侷限環組件的中間環，該電漿侷限環組件有效控制一電容耦合式電漿反應腔室中的晶圓區域壓力，其中一晶圓係支撐在一下部電極組件上，以及製程氣體係藉由一上部噴淋頭電極組件導入到該腔室內，其中：該中間環具有約0.27吋的厚度、約17吋的內徑、約20吋的外徑、三個懸桿容納鍵孔狀孔、三個位於該中間環之一下表面中的底座、一熱阻流部，各該懸桿容納鍵孔狀孔具有約0.42吋的直徑以及在徑向上從其朝內延伸的一狹縫、並且位在約8.5吋的半徑上，該狹縫具有約0.175吋的寬度，各該底座係在徑向上從各該鍵孔狀孔朝外延伸，各該底座具有約0.23吋的寬度以及約0.15至0.2吋的深度，該熱阻流部包含36個內狹縫以及36個外狹縫，該內狹縫係位在約8.8吋的半徑上，而該外狹縫係位在約9吋的半徑上，各該狹縫係在周向上延伸約16.5°，以及該狹縫的末端係間隔約3.5°，而每一狹縫的至少一端係終止於一具有約0.015吋之半徑的圓孔中。
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