TWI788356B - 用於可調式/可取代式邊緣耦合環之偵測系統 - Google Patents

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Abstract

基板處理系統包括處理腔室。基座配置在處理腔室中。邊緣耦合環配置在基座附近，並且圍繞著基板之徑向外邊緣。致動器用以相對於基板而選擇性地移動邊緣耦合環，以改變邊緣耦合環之邊緣耦合輪廓。基板處理系統包括基於攝影機的偵測系統，指示致動器以調整邊緣耦合環之位置。攝影機用以與控制器通訊，且控制器調整攝影機之位置及∕或對焦。回應於來自攝影機之邊緣耦合環狀況資訊，控制器操作致動器以在垂直方向上移動邊緣耦合環。回應於來自攝影機之邊緣耦合環位置資訊，控制器操作致動器以在水平方向上移動邊緣耦合環。

Description

用於可調式∕可取代式邊緣耦合環之偵測系統
本申請案為2015年5月6日所申請之美國專利申請案第14/705,430號之部分連續申請案。該申請案又為2015年1月16日所申請之美國專利申請案第14/598,943號之部分連續申請案。這些先前申請案之全部內容皆合併於本案中做為參考資料。
本揭示內容係關於基板處理系統，具體而言係關於基板處理系統之邊緣耦合環，更具體而言係關於基板處理系統之邊緣耦合環之偵測系統。再具體而言，本揭示內容係關於偵測系統，用於偵測基板處理系統之邊緣耦合環之位置及∕或狀況。
本文中所提出之先前技術大致上用於呈現本揭示內容之背景。在此先前技術部分中所述之成果之範圍內，本案發明人之成果以及不適格做為申請時之先前技術之實施態樣，皆非直接或間接地被承認為對抗本揭示內容之先前技術。
基板處理系統可用以執行基板（例如半導體晶圓）之蝕刻及∕或其它處理。可將基板配置於基板處理系統之處理腔室中之基座上。例如，在電漿蝕刻器中之蝕刻期間，將包含一或更多前驅物之氣體混合物引入處理腔室中，並且觸發電漿以蝕刻基板。
邊緣耦合環已經用於調整在基板之徑向外邊緣附近之電漿之蝕刻速率及∕或蝕刻輪廓。邊緣耦合環通常位於基座上、圍繞著基板之徑向外邊緣。在基板之徑向外邊緣處之處理條件可藉由改變以下者而加以修改：邊緣耦合環之位置、邊緣耦合環之內邊緣之形狀或輪廓、邊緣耦合環相對於基板之上表面之高度、邊緣耦合環之材料等。
改變邊緣耦合環需要打開處理腔室，此為不想要的。換言之，不打開處理腔室無法改變邊緣耦合環之邊緣耦合效果。當邊緣耦合環在蝕刻期間受到電漿侵蝕時，邊緣耦合效果會改變。校正邊緣耦合環之侵蝕需要打開處理腔室，以更換邊緣耦合環。
現在參考圖1-2，基板處理系統可包含基座20及邊緣耦合環30。邊緣耦合環30可包含單一部件、或二或更多部分。在圖1-2之範例中，邊緣耦合環30包含配置於基板33之徑向外邊緣附近之第一環形部32。第二環形部34在徑向上由第一環形部向內、位於基板33下方。第三環形部36係配置於第一環形部32下方。在使用期間，電漿42被引導於基板33處，以蝕刻基板33之外露部分。邊緣耦合環30係配置成有助於塑造電漿，從而對基板33進行均勻的蝕刻。
在圖2中，在邊緣耦合環30已經被使用之後，邊緣耦合環30之徑向內部之上表面可能呈現侵蝕，如48所標示。結果，電漿42可能傾向於以比基板33之徑向內部之蝕刻更快的速率蝕刻基板33之徑向外邊緣，如44可見。
在基板處理系統中，邊緣耦合環之一或更多部分可相對於基板或基座而在垂直及∕或水平方向上移動。該移動在無需打開處理腔室之情形下、在蝕刻或其它基板處理期間改變電漿相對於基板之邊緣耦合效果。
現在參考圖3-5，基板處理系統包含基座20及邊緣耦合環60。邊緣耦合環60可由單一部分組成，或者可使用二或更多部分。在圖3-5之範例中，邊緣耦合環60包含配置於基板33之徑向外側之第一環形部72。第二環形部74在徑向上由第一環形部72向內、位於基板33下方。第三環形部76係配置於第一環形部72下方。
如以下將進一步描述，致動器80可配置於各種位置，以相對於基板33移動邊緣耦合環60之一或更多部分。僅做為範例，在圖3中，致動器80設置於邊緣耦合環60之第一環形部72與邊緣耦合環60之第三環形部76之間。在一些範例中，致動器80可包含壓電致動器、步進馬達、氣壓驅動機、或其它適合的致動器。在一些範例中，使用一、二、三、或四、或更多的致動器。在一些範例中，複數致動器係均勻地配置在邊緣耦合環60周圍。致動器80可配置在處理腔室之內側或外側。
在使用期間，電漿82被引導於基板33處，以蝕刻基板33之外露部分。邊緣耦合環60係設置成有助於塑造電漿電場，從而對基板33進行均勻的蝕刻。如圖4中84及86可見，邊緣耦合環60之一或更多部分可能受到電漿82之侵蝕。由於該侵蝕，在基板33之徑向外邊緣附近可能發生基板33之不均勻蝕刻。通常，需要停止該處理、打開處理腔室、以及更換邊緣耦合環。
在圖5中，致動器80用於移動邊緣耦合環60之一或更多部分，以改變邊緣耦合環60之一或更多部分之位置。例如，致動器80可用於移動邊緣耦合環60之第一環形部72。在此範例中，致動器80使邊緣耦合環60之第一環形部72在朝上或垂直的方向上移動，俾使邊緣耦合環60之第一環形部72之邊緣86係高於基板33之徑向外邊緣。因此，在基板33之徑向外邊緣附近之蝕刻均勻性得以改善。
現在參考圖6， 如可理解，致動器可配置在一或更多其它位置中，並且可在其它方向上移動，例如水平方向、對角方向等。可執行邊緣耦合環之部分之水平移動，以相對基板而使邊緣耦接效果置中。在圖6中，致動器110係配置於邊緣耦合環60之徑向外側。此外，致動器110在垂直（或上∕下）方向上、以及在水平（或側邊至側邊）方向上移動。當基板之蝕刻顯示邊緣耦合環相對於基板係水平偏移時，可使用水平的再定位。水平偏移可在不打開處理腔室之情形下加以校正。同樣地，可藉由使一些致動器以不同於其它致動器之方式操作而執行邊緣耦合環之傾斜，以校正或產生側邊至側邊的不對稱。
致動器110亦可附接至徑向外壁或標示為114之其它結構，而不是使致動器110位於邊緣耦合環之環形部分之間。或者，致動器110可從下方由壁或標示為116之其它結構加以支撐。
現在參考圖7-8，顯示邊緣耦合環150及壓電致動器154之另一範例。在此範例中，壓電致動器154使邊緣耦合環150移動。壓電致動器154係安裝於邊緣耦合環150之第一環形部72與第三環形部76中。在圖8中，壓電致動器154使邊緣耦合環150之第一環形部72移動，以調整第一環形部72之邊緣156之位置。
保持處理腔室關閉可能造成在觀察邊緣耦合環狀況時之困難，以及隨後在判斷何時調整環之位置以補償侵蝕及何時更換環時之困難。
此外，在更換邊緣耦合環時，在適當地定位及∕對準邊緣耦合環上可能有困難。
一基板處理系統包括一處理腔室。該處理腔室具有一有蓋的開口，透過該開口可觀察及∕或量測該腔室中之狀況，包括一邊緣耦合環之狀況及∕或位置，該邊緣耦合環係配置在該處理腔室中之一基座附近，並且圍繞著該基板之徑向外邊緣。提出一偵測系統，偵測該邊緣耦合環之狀況及∕或位置。
在一特徵中，該偵測系統包括一攝影機，具有適合在不打開該處理腔室之情形下能夠觀察該邊緣耦合環之狀況之光學元件。
在一特徵中，設備包括一雷射干涉儀，以在不打開該處理腔室之情形下量測該邊緣耦合環之輪廓。
取決於被觀察的狀況及∕或測量，例如，回應於該邊緣耦合環之面向電漿表面之侵蝕，一致動器用以相對於基板而選擇性地移動該邊緣耦合環之一第一部分，以改變該邊緣耦合環之邊緣耦合輪廓，而不需要打開該處理腔室。
在其它特徵中，該致動器係用以相對於該邊緣耦合環之一第二部分而移動該邊緣耦合環之該第一部分。
在其它特徵中，一控制器用以回應於該邊緣耦合環之面向電漿表面之侵蝕而移動該邊緣耦合環。在該邊緣耦合環暴露至預定數目之蝕刻循環之後，該控制器自動地移動該邊緣耦合環。在該邊緣耦合環暴露至預定時間之蝕刻之後，該控制器自動地移動該邊緣耦合環。
在其它特徵中，該致動器使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在垂直方向上移動。該致動器使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在水平方向上移動。一感測器或偵測器用以與該控制器通訊，並且偵測該邊緣耦合環之侵蝕。
在其它特徵中，該偵測器為一攝影機，安裝在該處理腔室之外側，並且透過該腔室之一側視窗而瞄準於該邊緣耦合環上。
在其它特徵中，該攝影機可使用電漿照明、或使用外部照明而提供該邊緣耦合環之狀況及∕或位置之影像或其它資訊。在其它特徵中，外部照明可透過與攝影機瞄準用之相同的側視窗而提供，或可透過不同的側視窗而提供。
在其它特徵中，該偵測系統包括一控制器，該控制器調整該攝影機之位置及∕或對焦。在其它特徵中，移動該致動器之該控制器也調整該攝影機之位置及∕或對焦。該攝影機用以與該控制器通訊，且該控制器調整該攝影機之位置及∕或對焦。回應來自於該攝影機之邊緣耦合環狀況資訊，該控制器操作該致動器，以調整該邊緣耦合環相對於該基板之位置。回應來自於該攝影機之邊緣耦合環狀況資訊，該控制器操作該致動器，以使該邊緣耦合環在垂直方向上移動。回應來自於該攝影機之邊緣耦合環位置資訊，該控制器操作該致動器，以使該邊緣耦合環在水平方向上移動。回應來自於該攝影機之邊緣耦合環方位資訊，該控制器操作該致動器，以使該邊緣耦合環之一側相對於另一側而移動。
在其它特徵中，機器臂用以與該控制器通訊並且調整該感測器之位置。該感測器包括一深度計。該感測器包括一雷射干涉儀。該致動器選擇性地使該邊緣耦合環相對於該基板而傾斜。該致動器係位於該處理腔室之外側。一桿狀構件穿過該處理腔室之一壁而將該致動器連接至該邊緣耦合環。
在其它特徵中，一密封件配置在該桿狀構件與該處理腔室之該壁之間。一控制器用以移動該邊緣耦合環至一第一位置以使用第一邊緣耦合效果進行該基板之一第一處理，並接著至一第二位置以使用第二邊緣耦合效果進行該基板之一第二處理。
用於調整在一基板處理系統中之一邊緣耦合環之一邊緣耦合輪廓之方法包括，將一邊緣耦合環配置在一處理腔室中之一基座附近。該邊緣耦合環係配置為圍繞著該基板之徑向外邊緣。該方法包括，使用一致動器以相對於基板而選擇性地移動該邊緣耦合環之一第一部分，以改變該邊緣耦合環之邊緣耦合輪廓。
在其它特徵中，該方法包括，傳送處理氣體及載氣至該處理腔室。該方法包括，在該處理腔室中產生電漿以蝕刻該基板。該方法包括，使用一致動器以相對於基板而移動該邊緣耦合環之該第一部分，而不需要打開該處理腔室。該邊緣耦合環更包括一第二部分。該致動器用以相對於該邊緣耦合環之該第二部分而移動該邊緣耦合環之該第一部分。該致動器係選自於由壓電致動器、步進馬達致動器、及氣壓驅動致動器所組成之群組。
在其它特徵中，該方法包括，回應於該邊緣耦合環之面向電漿表面之侵蝕而移動該邊緣耦合環。該方法包括，在該邊緣耦合環暴露至預定數目之蝕刻循環之後，自動地移動該邊緣耦合環。該方法包括，在該邊緣耦合環暴露至預定時間之蝕刻之後，自動地移動該邊緣耦合環。該方法包括，使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在垂直方向上移動。該方法包括，使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在水平方向上移動。
在其它特徵中，該方法包括，使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在垂直方向上移動。該方法包括，使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在水平方向上移動。一感測器或偵測器用以與該控制器通訊，並且偵測該邊緣耦合環之侵蝕。
在其它特徵中，該方法包括，使用一攝影機以感測該邊緣耦合環之侵蝕。該方法包括，使用來自該攝影機之影像以調整該邊緣耦合環之位置。該方法包括，回應該攝影機所提供之位置資訊，操作該致動器以調整該邊緣耦合環相對於該基板之位置。該方法包括，回應該攝影機所提供之關於邊緣耦合環狀況之資訊，操作該致動器以使該邊緣耦合環在垂直方向上移動。該方法包括，回應該攝影機所提供之關於邊緣耦合環位置之資訊，操作該致動器以使該邊緣耦合環在水平方向上移動。該方法包括，回應該攝影機所提供之關於邊緣耦合環位置之資訊，操作該致動器，以使該邊緣耦合環之一側相對於另一側而移動。
在其它特徵中，該方法包括，使用一感測器以感測該邊緣耦合環之侵蝕。該感測器係選自於由深度計及雷射干涉儀所組成之群組。該方法包括，選擇性地使該邊緣耦合環相對於該基板而傾斜。該致動器係位於該處理腔室之外側。
在其它特徵中，該方法包括，移動該邊緣耦合環至一第一位置以使用第一邊緣耦合效果進行該基板之一第一處理，以及移動該邊緣耦合環至一第二位置以使用第二邊緣耦合效果進行該基板之一第二處理。
根據實施方式、申請專利範圍及圖式，本揭示內容之進一步應用範圍將變得明顯。實施方式及具體範例僅僅是為了說明之目的，並非用於限制本揭示內容之範疇。
現在參考圖9，顯示使用RF電漿以執行蝕刻之基板處理腔室500之範例。基板處理腔室500包含處理腔室502，其包圍基板處理腔室500之其它構件、並且容納RF電漿。基板處理腔室500包含上電極504及基座506，基座506包含下電極507。邊緣耦合環503受到基座506所支撐，且係配置為圍繞著基板508。可使用一或更多致動器505以移動邊緣耦合環503。在操作期間，基板508係配置於基座506上、在上電極504與下電極507之間。
僅做為範例，上電極504可包含噴淋頭509，其導入及分配處理氣體。噴淋頭509可包含柄部，其包含連接至處理腔室之頂表面之一端。基部大致為圓柱形，且在與處理腔室之頂表面分隔開之位置處、自柄部的一相反端徑向朝外延伸。噴淋頭之基部之面向基板的表面或面板包含複數孔，處理氣體或吹淨氣體（purge gas）流動通過該等孔。或者，上電極504可包含傳導板，且處理氣體可以另一方式導入。下電極507可配置於非傳導基座中。或者，基座506可包含靜電夾盤，靜電夾盤包含傳導板做為下電極507。
RF產生系統510產生及輸出RF電壓至上電極504與下電極507 其中一者。上電極504與下電極507其中另一者可為DC接地、AC接地、或浮接。僅做為範例，RF產生系統510可包含RF電壓產生器511，其產生RF電壓，其藉由匹配及分佈網路512而供給至上電極504或下電極507。在其它範例中，電漿可感應式地、或遠端地產生。
氣體傳送系統530包含一或更多氣體源532-1、532-2、…、及532-N（統稱為氣體源532），其中N係大於0之整數。氣體源供應一或更多前驅物及其混合物。氣體源亦可供應吹淨氣體。亦可使用汽化的前驅物。氣體源532藉由閥534-1、534-2、…、534-N（統稱為閥534）及質量流量控制器536-1、536-2、…、536-N（統稱為質量流量控制器536）而連接至歧管540。歧管540之輸出係供給至處理腔室502。僅做為範例，歧管540的輸出係供給至噴淋頭509。
加熱器542可連接至加熱器線圈（未顯示），其配置於基座506中。加熱器542可用於控制基座506及基板508之溫度。閥550及泵552可用於從處理室502抽空反應物。控制器560可用以控制基板處理腔室500之構件。控制器560亦可用以控制致動器505，以調整邊緣耦合環503之一或更多部分之位置。
機器臂570及感測器572可用於量測邊緣耦合環之侵蝕。在一些範例中，感測器572可包含深度計。機器臂570可移動深度計與邊緣耦合環相接觸以量測侵蝕。或者，雷射干涉儀（具有或不具有機器臂570）可用於量測侵蝕而沒有直接接觸。若雷射干涉儀可定位為與邊緣耦合環呈直視線，則可省略機器臂570。
現在參考圖10，其顯示用於操作致動器以移動邊緣耦合環之方法600之範例。在步驟610，邊緣耦合環之至少一部分係定位在相對於基板之第一位置中。在步驟614，操作基板處理系統。該操作可包含基板之蝕刻或其它處理。在步驟618，控制件判定是否已進行預定時間之蝕刻、或預定數目之蝕刻循環。如步驟618所判定，若未超過預定時間或循環數目，則控制件返回至步驟614。
當達到預定時間或循環數目時，控制件在步驟624判定：是否達到最大預定蝕刻時間、是否已進行最大數目之蝕刻循環、及∕或是否致動器已進行最大的移動。
若步驟624為「否」（false），則控制件利用制動器而移動邊緣耦合環之至少一部分。邊緣耦合環之移動可在不打開處理腔室之情況下自動地、手動地、或以其組合方式而執行。若步驟624為「是」（true），則控制件發送訊息或以其它方式指示應該維護∕更換該邊緣耦合環。
現在參考圖11，其顯示用於操作致動器以移動邊緣耦合環之方法700之範例。在步驟710，邊緣耦合環之至少一部分係定位在相對於基板之第一位置中。在步驟714，操作基板處理系統。該操作可包含基板之蝕刻或其它處理。在步驟718，控制件利用感測器（例如深度計或雷射干涉儀）以判定邊緣耦合環是否已發生預定量之侵蝕。若步驟718為否，則控制件返回至步驟714。
當已發生預定量之侵蝕時，控制件在步驟724判定是否已發生最大量之侵蝕。若步驟724為否，則控制件利用致動器而移動邊緣耦合環之至少一部分。邊緣耦合環之移動可在不打開處理腔室的情況下自動地、手動地、或以其組合方式而執行。若步驟724為是，則控制件發送訊息或以其它方式指示應該維護∕更換該邊緣耦合環。
除上述內容外，可基於處理後之基板之蝕刻圖案之檢視而判定是否需要移動邊緣耦合環。致動器可用於在不打開腔室之情形下調整邊緣耦合環之邊緣耦合輪廓。
現在參考圖12，處理腔室800包含邊緣耦合環60，其配置在基座20上。邊緣耦合環60包含一或更多部分，該一或更多部分可藉由一或更多致動器804而移動，該一或更多制動器804係配置於處理腔室800外側。在此範例中，部分72係可移動的。致動器804可藉由機械連桿810而連接至邊緣耦合環60之部分72。例如，機械連桿810可包含桿狀構件。機械連桿810可穿過在處理腔室800之壁814中之孔811。可使用密封件812，例如O型環。機械連桿810可穿過在一或更多結構（例如，邊緣耦合環60之部分76）中之孔815。
現在參考圖13A及13B，其顯示邊緣耦合環830之側邊至側邊的傾斜。側邊至側邊的傾斜可用於校正側邊至側邊的未對準（misalignment）。在圖13A中，邊緣耦合環830之部分830-1及830-2在基板之相反側上、並且配置於第一設置840中。一般而言，部分830-1及830-2可與邊緣耦合環830之部分832-1及832-2對準。致動器836-1及836-2係分別地配置於部分830-1與832-1之間、及830-2與832-2之間。
在圖13B中，致動器836-1及836-2移動邊緣耦合環830之個別部分，俾使邊緣耦合環830移動至第二設置850，第二設置850與圖13A中所示之第一設置840不同。如可理解，在處理之後可檢視基板，且相對於基板之傾斜可在不打開處理腔室之情形下視需要而調整。
現在參考圖14，其顯示在基板處理期間用於移動邊緣耦合環之方法900。換言之，在同一處理腔室中，在單一基板上可執行不同的處理。在繼續進行至後續基板之前，邊緣耦合環之邊緣耦合效果可在同一處理腔室中於基板上所執行之複數處理之間進行調整。在步驟910，使基板定位於基座上，且視需要而調整邊緣耦合環之位置。在步驟914，執行基板之處理。如步驟918所判定，若基板之處理已完成，則在步驟922自基座移除基板。在步驟924，控制件判定是否需要處理另一基板。如步驟924為「是」，則該方法返回至步驟910。否則，該方法終止。
若步驟918為否，且基板需要額外的處理，則該方法在步驟930判定邊緣耦合環是否需要調整。若步驟930為否，則該方法返回至步驟914。若步驟930為是，則在步驟934使用一或更多致動器而移動邊緣耦合環之至少一部分，然後該方法返回至步驟914。如可理解，邊緣耦合環可在同一處理腔室中同一基板之複數處理之間進行調整。
現在參考圖15，邊緣耦合環1014及抬升環1018係配置於基座1010之上表面附近及周圍。如上所述，邊緣耦合環1014包含徑向內邊緣，在蝕刻期間徑向內邊緣係配置於基板附近。抬升環1018係配置於邊緣耦合環1014之至少一部分下方。當使用機器手臂移除邊緣耦合環1014時，抬升環1018係用以抬升邊緣耦合環1014於基座1010表面之上。可在無需將處理腔室打開至大氣壓力之情形下移除邊緣耦合環1014。在一些範例中，可選地，抬升環1018可包含開放部1019在圓周方向上分隔開的末端1020之間，以提供間隙給機器手臂來移除邊緣耦合環1014，如下所述。
現在參考圖16-17，更詳細地顯示邊緣耦合環1014及抬升環1018之範例。在圖16所示之範例中，基座可包含靜電夾盤（ESC），其大致標示於1021處。ESC 1021可包含一或更多堆疊的板件，例如ESC板1022、1024、1030、及1032。ESC板1030可對應於中間ESC板，ESC板1032可對應於ESC基底板。在一些範例中，O型環1026可配置於ESC板1024與1030之間。儘管顯示了具體的基座1010，但可使用其它類型的基座。
底部邊緣耦合環1034可配置於邊緣耦合環1014及抬升環1018下方。底部邊緣耦合環1034可配置於ESC板1024、1030、1032及O型環1026附近及其徑向外側。
在一些範例中，邊緣耦合環1014可包含一或更多自我置中（self-centering）特徵部1040、1044、1046。僅做為範例，自我置中特徵部1040及1044可為三角形的、凹形的自我置中特徵部，然而可使用其它形狀。自我置中特徵部1046可為傾斜的表面。抬升環1018可包含一或更多自我置中特徵部1048、1050、1051。僅做為範例，自我置中特徵部1048及1050可為三角形的、凹形的自我置中特徵部，然而可使用其它形狀。自我置中特徵部1051可為傾斜的表面，具有與自我置中特徵部1046互補之形狀。抬升環1018上之自我置中特徵部1048可與邊緣耦合環1014上之自我置中特徵部1044相配合。抬升環1018上之自我置中特徵部1050可與底部邊緣耦合環1034上之自我置中特徵部1052相配合。
抬升環1018更包含在徑向上朝外延伸之凸出部1054。溝槽1056可配置在凸出部1054之面向底部的表面1057上。溝槽1056係配置成被支柱1060之一端偏移，支柱1060係連接至致動器1064，並且藉由致動器1064而在垂直方向上選擇性地移動。致動器1064可被控制器所控制。如可理解，儘管顯示單一溝槽、支柱、及致動器，但額外的溝槽、支柱、及致動器可在圓周方向上以分隔開的關係配置在抬升環1018周圍，以使抬升環1018在朝上方向上偏移。
在圖17中，邊緣耦合環1014係顯示為使用（複數）支柱1060及（複數）致動器1064、藉由抬升環1018而在朝上方向上抬升。邊緣耦合環1014可藉由機器手臂而從處理腔室移除。具體而言，機器手臂1102藉由支持器1104而連接至邊緣耦合環1014。支持器1104可包含自我置中特徵部1110，自我置中特徵部1110與邊緣耦合環1014上之自我置中特徵部1040相配合。如可理解，機器手臂1102及支持器1104可使邊緣耦合環朝上偏移，以清空在抬升環1018上之自我置中特徵部1048。然後，機器手臂1102、支持器1104、及邊緣耦合環1014可被移出處理腔室。機器手臂1102、支持器1104、及新的邊緣耦合環可返回、並且定位在抬升環1018上。然後，使抬升環1018降低。可使用相反的操作以將新的邊緣耦合環1014傳送至抬升環1018上。
或者，機器手臂1102及支持器1104可定位在上升的邊緣耦合環1014下方並且與其接觸，而不是朝上抬起機器手臂1102及支持器1104以將邊緣耦合環1014抬離抬升環1018。然後，使抬升環1018降低，且邊緣耦合環1014維持在機器手臂1102及支持器1104上。機器手臂1102、支持器1104、及邊緣耦合環1014可從處理腔室移除。可使用相反的操作以將新的邊緣耦合環1014傳送至抬升環1018上。
現在參考圖18-20，顯示可移動式邊緣耦合環1238及抬升環1018。在圖18中，一或更多支柱1210藉由一或更多致動器1214透過孔1220、1224、1228而上下移動，孔1220、1224、1228分別位於ESC基底板1032、底部邊緣耦合環1034、及抬升環1018中。在此範例中，中間邊緣耦合環1240或間隔件係配置於可移動式邊緣耦合環1238與抬升環1018之間。中間邊緣耦合環1240可包含自我置中特徵部1244及1246。對應的自我置中特徵部1248可設置於可移動式邊緣耦合環1238上。自我置中特徵部1248與中間邊緣耦合環1240上之自我置中特徵部1246相配合。
如以上所詳述，在使用期間，可移動式邊緣耦合環1238之朝上表面可能發生侵蝕。接著，這可能改變電漿之輪廓。使用支柱1210及致動器1214可使可移動式邊緣耦合環1238在朝上方向上選擇性地移動，以改變電漿之輪廓。在圖19中，圖18之可移動式邊緣耦合環1238係顯示於上升位置中。中間邊緣耦合環1240可保持不動。最後，可移動式邊緣耦合環1238可能被移動一或更多次，接著可更換邊緣耦合環1238及中間邊緣耦合環1240。
在圖20中，使致動器1214返回至降低的狀態，且使致動器1064移動至上升的狀態。邊緣耦合環1238及中間邊緣耦合環1240係藉由抬升環1018而抬升，並且可藉由機器手臂1102及支持器1104而移除可移動式邊緣耦合環1238。
如可理解，致動器可設置於處理腔室中、或處理腔室外側。在一些範例中，邊緣耦合環可經由卡匣、裝載室、轉移腔室及類似物而提供至腔室。或者，邊緣耦合環可儲存於處理腔室之外側，但在基板處理工具之內側。
現在參考圖21-22，在一些範例中，可省略抬升環。邊緣耦合環1310係配置在底部邊緣耦合環1034及基座之徑向外邊緣上。邊緣耦合環1310可包含一或更多自我置中特徵部1316及1320。邊緣耦合環1310可更包含用以接收支柱1210頂表面之溝槽1324，支柱1210係藉由致動器1214而偏移。自我置中特徵部1320可配置為靠著底部邊緣耦合環1034之相對應的自我置中特徵部1326。在一些範例中，自我置中特徵部1320及1326為斜面。
在圖22中，致動器1214及支柱1210使邊緣耦合環1310向上偏移，以在發生侵蝕之後移除邊緣耦合環1310或調整電漿輪廓。可使機器手臂1102及支持器1104移動至邊緣耦合環1310下方之位置。連接至機器手臂1102之支持器1104上之自我置中特徵部1110可接合自我置中特徵部1316。機器手臂1102在朝上方向上移動以提供溝槽1324與支柱1210之間之間隙，或者藉由致動器1214使支柱1210朝下移動以提供間隙給溝槽1324。
現在參考圖23，顯示在無需將處理腔室打開至大氣壓力之情形下更換邊緣耦合環之方法1400。在步驟1404，該方法判定邊緣耦合環是否位於抬升環上。若步驟1404為否，該方法在步驟1408使用機器手臂以將邊緣耦合環移動至在抬升環上之位置。在邊緣耦合環位於處理腔室中之抬升環上之後，在步驟1410執行處理。在步驟1412，該方法使用上述標準其中任一者來判定邊緣耦合環是否磨損。若步驟1412為否，該方法返回至步驟1410，並且可再次執行處理。若在步驟1412邊緣耦合環被判定為磨損，則在步驟1416更換邊緣耦合環，並且該方法於步驟1410繼續進行。
現在參考圖24，方法1500視需要而調整可移動式邊緣耦合環之位置以補償侵蝕，並且當可移動式邊緣耦合環被判定為磨損時，選擇性地更換可移動式邊緣耦合環。在步驟1502，該方法判定可移動式邊緣耦合環是否位於抬升環上。若步驟1502為否，則在步驟1504將邊緣耦合環移動至在抬升環上之位置，且該方法於步驟1502繼續進行。
若步驟1502為是，則該方法在步驟1506判定可移動式邊緣耦合環之位置是否需要調整。若步驟1506為是，則該方法使用致動器而調整可移動式邊緣耦合環之位置，然後該方法返回至步驟1506。當步驟1506為否，該方法在步驟1510執行處理。在步驟1512，該方法判定可移動式邊緣耦合環是否磨損。若否，則該方法返回至步驟1510。
若步驟1512為是，則該方法在步驟1520判定可移動式邊緣耦合環是否處於最高（或完全調整）位置中。若步驟1520為否，則該方法在步驟1524使用致動器1214而調整可移動式邊緣耦合環之位置，且該方法返回至步驟1510。若步驟1520為是，則該方法使用致動器1064、抬升環1018及機器手臂1102以更換可移動式邊緣耦合環。
現在參考圖25，顯示在無需將處理腔室打開至大氣壓力之情形下更換邊緣耦合環之方法1600。在步驟1610，使用致動器而使抬升環及邊緣耦合環向上偏移。在步驟1620，使機器手臂及支持器在邊緣耦合環下方移動。在步驟1624，使機器手臂朝上移動，以清空邊緣耦合環之自我置中特徵部，或者使抬升環朝下移動。在步驟1628，使具有邊緣耦合環之機器手臂移出處理腔室。在步驟1632，使邊緣耦合環從機器手臂分離。在步驟1636，機器手臂拿取更換邊緣耦合環。在步驟1638，將邊緣耦合環定位在抬升環上，並且使用一或更多自我置中特徵部而對準。在步驟1642，使機器手臂降低，以使自我置中特徵部具有足夠的間隙，並且從腔室移除機器手臂。在步驟1646，使抬升環及邊緣耦合環降低至位置中。
現在參考圖26，將描述邊緣耦合環狀況及位置之偵測之特徵。此部分的描述聚焦於根據本發明之特徵之偵測器及偵測方法，能夠直接量測邊緣耦合環之高度及侵蝕。先前已經提出處理腔室之各種元件之細節，包括ESC、邊緣耦合環、控制器及致動器，為了簡潔及清楚之目的，此處將不再重複。
在圖26中，處理腔室1710具有窗口1715，窗口1715位於腔室頂部上方。在腔室1710中之基座1720具有靜電夾盤（ESC）1725安裝於其上。鄰近ESC 1725的是致動器機構1730, 1735，致動器機構1730, 1735使邊緣耦合環1740在水平及∕或垂直方向上移動，如先前所述。致動器機構1730, 1735其中一者或兩者可安裝如關於先前圖式之所述。晶圓1750係定位於ESC 1725上、在邊緣耦合環1740內。
攝影機1760係安裝在附接機構1765上，以透過在腔室1710中之側視窗1770而觀看邊緣耦合環1740。附接機構1765可為托架、對接機構、或其它使攝影機1760能夠相對於側視窗1770而在垂直及∕或水平方向上移動之合適的附接機構，並且使攝影機1760能夠適當對焦於邊緣耦合環1740之適當部分。在一特徵中，側視窗1770包含擋板1775，以在晶圓處理期間保護窗中之材料。在一特徵中，使用氣動閘閥以操作擋板1775。
在一特徵中，如所示，附接機構1765將攝影機1760安裝在腔室1710上。在另一特徵中，附接機構1765將攝影機1760安裝在靠近腔室1710之結構上。
在一些特徵中，控制器（顯示在先前的圖式中）控制攝影機1760之致動、對焦及定位。在一些特徵中，不同的控制器1800提供攝影機之致動、對焦及定位其中一或多者。在一些特徵中，攝影機本身提供自己的對焦機構，但本文中所述之該等控制器其中一者基於所提供之影像之個別分析而補充攝影機自己的對焦。
在其它特徵中，攝影機1760係安裝而容許透過窗口1715觀看。在圖26中，攝影機1760係顯示為對焦在邊緣耦合環1740之內邊緣。邊緣耦合環1740係描繪為處於新的狀態，在安裝於腔室1710中的時候。
攝影機1760具有足夠的解析度（例如，像素數目）以產生具有合適大小之影像，而能夠判定邊緣耦合環1740之狀況及位置，並且提供環高度及環侵蝕之直接量測。在一些特徵中，攝影機操作於微距（特寫）模式，使用微距鏡頭。在其它特徵中，鏡頭可為提供適當倍率之光學變焦鏡頭。能夠產生足夠的資訊（例如，影像）以判定環狀況及位置之像素數目與倍率（微距、光學變焦或數位變焦，在一些特徵中）之任何組合將是可接受的。在一些特徵中，可使用高動態範圍（HDR）成像並結合微距及∕或變焦攝影以操作攝影機1760。
在一特徵中，為了有足夠的光在腔室1710中以照亮邊緣環1740，電漿光是足夠好的。在其它特徵中，提供外部光源，例如發光二極體（LED）光源。在圖27中，除了圖26所繪示之元件之外，在一些特徵中，外部照明設備1780提供光照於腔室1710內。在一特徵中，如所示，附接機構1785將照明設備1780安裝在腔室1710上。在另一特徵中，附接機構1785將照明設備1780安裝在靠近腔室1710之結構上。在一特徵中，照明設備1780係附接於攝影機1760。根據各種特徵，該附接為機械式、或電力式、或兩者。在一些特徵中，提供額外的側視窗1790，照明設備1780透過側視窗1790而將光照射至腔室1710中。附接機構1785可為托架、對接機構、或其它使照明設備1780能夠相對於側視窗1790而在垂直及∕或水平方向上移動之合適的附接機構。在一些特徵中，額外的側視窗1790與側視窗1770在腔室1710之相同側上。在其它特徵中，額外的側視窗1790與側視窗1770在腔室1710之不同側上。在一特徵中，側視窗1790包含擋板1795，以在晶圓處理期間保護窗中之材料。在一特徵中，使用氣動閘閥以操作擋板1795。在又一其它特徵中，照明設備1780透過與攝影機1760相同的側視窗1770而照射光，在此例子中不需要個別的側視窗1790。
為了容易分別繪示兩個側視窗1770, 1790，在圖27中之腔室1710被描繪為略高於在圖26中，但在一些特徵中，在兩個圖式中之腔室具有相同的大小。若使用電漿光做為光源，則不需要額外的側視窗1790。
在操作中，攝影機1760之對焦及∕或定位可能漂移。在一特徵中，控制器1800監控攝影機1760之對焦及∕或定位，並且進行適當的調整。
圖28具有所有與圖27相同的元件，除了邊緣耦合環1740’被顯示為受到侵蝕，而內徑短於外徑。如先前所述，當晶圓處理系統處理越來越多晶圓時，此侵蝕或蝕刻發生。亦如先前所述，若攝影機1760提供之影像顯示邊緣耦合環侵蝕太多而不能執行其控制在晶圓邊緣之蝕刻之功能時，控制器560控制致動器1730, 1735其中一者或兩者以適度地在垂直方向上移動邊緣耦合環1740’。在一特徵中，控制器560及1800彼此通訊，俾使控制器560回應來自控制器1800之影像資料而操作適當的致動器。
圖29A為圖15之俯視圖中所示之襯套1012中之開口1015之放大圖。開口出現在襯套之側視圖中。襯套1012做為固定參考物，攝影機可對焦於其上以拍攝邊緣耦合環之位置及狀況之影像。
圖29B及29C分別顯示良好及不良的邊緣耦合環置放之影像，相對於在襯套1012中之開口1015。在這些圖式中，邊緣耦合環係在每一影像之底部。在每一圖式中之暗色部分是開口1015之部分。暗色部分之高度之一致性表示置放之品質。在一特徵中，藉由在暗色部分之中央處、沿著垂直軸而計算垂直暗色像素之數目，以判定暗色部分之高度。在圖29B中，暗色部分之高度及這些部分之大小是相對均等的，表示邊緣耦合環係適當地置放。在圖29C中，暗色部分之高度不一致，且在圖式之右手側之暗色部分之高度相對較矮，表示邊緣耦合環是傾斜的。
圖30A-C顯示在腔室中所拍攝之原始影像，具有邊緣耦合環1740之各種高度及狀況。圖30A顯示新的邊緣耦合環之狀況，具有3.0、3.2、3.4、3.6、3.8及4.0 mm之高度，如六個影像中所見，六個影像並排放置而形成圖30A。圖30B顯示磨損的邊緣耦合環在重新校正及上升之前之狀況，在如圖30A中之相同高度處。圖30C顯示磨損的邊緣耦合環在重新校正及上升之後之狀況，在如圖30A及30B中之相同高度處。
在一特徵中，例如圖30A-30C中所示之原始影像可在第一例子中用於校正攝影機，此係藉由查看數個不同的環高度及環狀況，再使用在圖15之襯套1012中之開口1015做為固定參考物。在一特徵中，校正之執行可如下。最初，當安裝了新的邊緣耦合環，可在數個不同的環高度拍攝影像，例如，使用一或更多致動器以抬升或降低該環。量測該環之不同高度（以像素）、並且比較那些量測結果與實體量測結果而提供估計方法，以使轉換邊緣感測器（transition edge sensor，TES）能夠校正，及藉此校正攝影機。校正可能有助於處理攝影機漂移，不論是在焦點、或在焦距（倍率程度）上。倍率之漂移，例如，可導致高度量測結果之改變，此係因為在像素數目與mm數目之間之關聯性之改變。
圖31描繪直接量測邊緣耦合環之侵蝕之另一方式。在圖26-28中，攝影機1760係直接對準在邊緣耦合環之內邊緣。然而，以此觀看方式，攝影機可能傾向於提供邊緣耦合環之整個上表面之影像，因此可能隱藏或遮蔽實際的侵蝕量。邊緣耦合環內邊緣之高度變得難以量測，因為難以區分邊緣與環之上表面之其餘部分。影像可能呈現模糊。清楚地觀看前邊緣是令人期望的，以便量測其高度（以像素數目、轉換至高度單位，例如mm），並且藉此判定侵蝕之程度。
為此目的，在圖31中，攝影機1760可獲得邊緣耦合環之內部之反射，而不是直接觀察邊緣耦合環之內部。反射可來自於ESC 1725之表面、或來自晶圓1750之表面。任一或兩表面可能具有反射特性。觀察該反射，接著，攝影機1760獲得邊緣耦合環1840之反射1840’。（虛線顯示受侵蝕的部分1845及其“反射＂1845”。）
藉由觀看邊緣耦合環之反射而不是觀看環本身，避免了透視的問題。邊緣耦合環之內邊緣之高度可直接量測，以便，在一些例子中，更清楚地判定邊緣耦合環之狀況。
環侵蝕之可偵測性可能具有限制，甚至是從觀察邊緣耦合環之反射亦然。因為侵蝕發生在邊緣耦合環之內側，所以侵蝕減少了環之內邊緣相對於外邊緣之高度。減少越多，環之上表面實際上傾斜之程度越大。在某些時候，“傾斜”之程度可能很大，以至於難以在反射中區分出環之內邊緣，從而難以量測該內邊緣之高度，且因此難以量測侵蝕之程度。無法判定侵蝕程度可能會導致在使用致動器調整環高度時太快或太慢，或甚至更換環。結果，邊緣耦合環將太快被更換，從而浪費環之使用壽命，或者環將被抬升或更換得太晚，導致在晶片之徑向外邊緣附近之蝕刻輪廓之變化。在一特徵中，隨著侵蝕之進行，增加攝影機1760觀看反射影像之角度可以進行補償。
圖32描繪使用來自攝影機之影像以安置邊緣耦合環之方法。 在方法開始於步驟1910之後，在步驟1920，機器臂將邊緣耦合環安裝在ESC上。 在步驟1930，攝影機對焦以辨識環之內邊緣。如先前所述，攝影機可對焦在邊緣耦合環之內邊緣上、或者對焦在ESC或晶圓上之環之反射上。
在步驟1940，攝影機拍攝邊緣耦合環相對於固定參考物（例如，圖15之抬升環）之影像。 在步驟1950，對影像進行處理及分析，以判定環是否在垂直方向上對準，亦即，在邊緣耦合環中是否存在任何傾斜（例如，如圖29B中所示）。如果存在傾斜，則在步驟1955，控制器560控制一或更多致動器以補償傾斜，且該方法返回到步驟1940以獲得更多影像並且再次檢查（在步驟1950）是否仍然存在傾斜。
若邊緣耦合環沒有傾斜，則在步驟1960再次使用所獲得之影像，以判定邊緣耦合環是否處於正確的高度。若環不處於正確的高度，則在步驟1965，控制器560控制一或更多垂直致動器以校正高度，且該方法返回到步驟1940以獲得更多影像並且再次檢查（在步驟1960）邊緣耦合環是否處於正確的高度。 在一特徵中，若已經調整了傾斜，則可以略過步驟1950，且該方法可以直接從步驟1940進行至步驟1960。在另一特徵中，藉由將步驟1950及步驟1960結合成單一分析，將步驟1955及步驟1965結合成單一處理，控制器560在單一動作中控制垂直致動器，可在單一步驟中量測及調整傾斜及高度。
一旦邊緣耦合環處於適當的高度及垂直對準，則在步驟1970判定邊緣耦合環是否在ESC上水平對準。如果它不是水平對準，則在步驟1975，控制器560使一或更多水平致動器移動邊緣耦合環，於是該方法返回到步驟1940以獲得更多影像並且再次檢查（在步驟1970）邊緣耦合環是否水平對準。在一特徵中，若已經調整了垂直對準，則可以略過步驟1950及1960，且該方法可以直接從步驟1940進行至步驟1970。
在圖32所繪示之方法中，垂直對準及水平對準不需要以所指出之順序加以判定。順序可以顛倒，而首先調整水平對準，接著進行垂直對準。在一特徵中，控制器560可接收關於邊緣耦合環之定位之所有資訊，並且立刻控制多個致動器以將邊緣耦合環對準。根據此特徵，步驟1950、1960及1970可結合成單一分析，步驟1955、1965及1975可結合成一處理。
圖33描繪了使用來自攝影機之影像以調整邊緣耦合環之方法。在該方法開始於步驟2010之後，在步驟2020，判定自安裝環以及晶片處理開始以來是否已經經過了預定時間。若為否，則方法返回到步驟2020以查看是否已經經過了預定時間。
在一特徵中，不是等待預定時間，而是在步驟2020判定是否已經發生預定數目之處理循環。若為否，則方法返回到步驟2020以再次檢查循環次數。
如果已經經過了預定時間或已經發生預定數目之處理循環，則在步驟2030，攝影機對焦以辨識環之內邊緣。如上所述，攝影機可對焦在邊緣耦合環之內邊緣上、或對焦在ESC或晶圓上之環之反射上。在步驟2040，在對焦之後，拍攝邊緣耦合環相對於固定參考物之影像，並且測量環之內邊緣之高度。在步驟2050，如果判定內邊緣在晶圓表面上方具有至少一預定高度，則在步驟2055判定等待預定時間。在一特徵中，不是等待預定時間，而是判定等待預定數目之晶圓處理循環。在預定時間已經經過、或已經發生預定數目之循環之後，方法返回到步驟2030，其中攝影機重新對焦，接著到步驟2040，其中拍攝更多影像，並且重複步驟2050之判定。
如果判定邊緣耦合環之內邊緣在晶圓表面上方不具有至少一預定高度，則在步驟2060，控制器560控制垂直致動器以抬升邊緣耦合環。在步驟2070，判定自安裝邊緣耦合環以來是否存在預定數目之循環。若為否，則方法返回到步驟2055並等待預定時間。在一特徵中，在步驟2055，該方法可等待預定數目之循環。
如果在步驟2070判定已經經過預定數目之循環，則在步驟2080更換邊緣耦合環。在一特徵中，不是觀察是否已經經過了預定數目之循環，而是可以量測致動器之延伸量。如果致動器之延伸超過預定量，則可判定應該更換邊緣耦合環。在另一特徵中，可判定自安裝邊緣耦合環以來是否已經經過了預定時間期間，代替先前之任何一替代方案。如果已經經過了這樣的時間期間，則可判定應該更換邊緣耦合環。
在更換邊緣耦合環之後，該方法可以在步驟2090結束，或者可以返回到開始。
以上所述在本質上僅用於說明，並非用於限制本揭示內容、其應用、或使用。本揭示內容之廣泛教示可以各種形式加以實施。因此，雖然本揭示內容包含特定之範例，但本揭示內容之實際範圍不應如此受限，因為在研讀圖示、說明書及以下的申請專利範圍後，其它的變化將變得顯而易見。如本文中所使用，詞組「A、B及C其中至少一者」應解讀為表示使用非排除性邏輯OR之邏輯（A OR B OR C），且不應解讀為表示「A其中至少一者、B其中至少一者、及C其中至少一者」。應當了解，在方法中之一或更多步驟可以不同的順序（或同時）執行而不改變本揭示內容之原理。
在某些實行例中，控制器為系統之一部分，其可為上述範例之一部分。此類系統可包括半導體處理設備，半導體處理設備包括一處理工具或複數處理工具、一腔室或複數腔室、一處理平臺或複數處理平臺、及∕或複數的特定處理組件（晶圓基座、氣體流動系統等）。這些系統可與複數電子裝置整合，該等電子裝置係用以在半導體晶圓或基板處理之前、期間及之後控制這些系統之操作。該等電子裝置可被稱為「控制器」，其可控制該系統或該等系統之各種組件或子部分。取決於處理需求及∕或系統類型，控制器可被程式化，以控制本文中所揭示之任何處理，包括處理氣體之輸送、溫度設定（例如，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、定位及操作設定、晶圓傳輸進入或離開一工具或其它傳輸工具及∕或連接至特定系統或與特定系統交界之裝載室。
概括地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及∕或軟體之電子裝置，其接收指令、發佈指令、控制操作、啟動清理操作、啟動終點量測等。積體電路可包括儲存程式指令之具有韌體形式之晶片、數位訊號處理器（DSP）、被定義為特殊應用積體電路（ASIC）之晶片、及∕或執行程式指令（例如，軟體）之一或更多微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定（或程式檔案）形式之指令，其定義了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓、或對一系統進行特定處理所用之操作參數。在某些實施例中，操作參數可為製程工程師所定義之配方之一部分，以在晶圓之一或更多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及∕或晶粒之製造期間完成一或更多處理步驟。
在某些實行例中，控制器可為電腦之一部分或耦接至電腦，該電腦與該系統整合、耦接至該系統、以其它方式網路連接至該系統、或其組合。例如，控制器可在「雲端」中或為晶圓廠主機電腦系統之全部或一部分，其使得晶圓處理之遠端控制得以進行。該電腦可使得對系統之遠端控制得以進行，以監視製造操作之當前處理、檢驗過去製造操作之歷史記錄、檢驗複數製造操作之趨勢或效能評量、改變當前處理之參數、設置在當前處理之後之處理步驟、或開始新的處理。在某些範例中，遠端電腦（例如，伺服器）可透過網路而將處理配方提供至系統，網路可包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包括使用者界面，使用者介面使得參數及∕或設定之輸入或程式化得以進行，該參數及∕或設定接著從遠端電腦被傳遞至該系統。在某些範例中，控制器接收數據形式之指令，指令為待於一或更多操作期間內實施之處理步驟其中每一者指定了參數。應當了解，參數可針對待實施之處理類型、及控制器與其接合或對其進行控制之工具類型。因此，如上所述，控制器可為分散式的，例如藉由包括以網路連接在一起並朝著共同目標（例如本文中所述之處理及控制）工作之一或更多獨立控制器。用於此類目標之分散式控制器之範例將是腔室中之一或更多積體電路，該一或更多積體電路與位於遠端（例如，在平台等級或做為遠端電腦之一部分）之一或更多積體電路通訊相結合，以控制腔室中之處理。
不受限地，示例性系統可包括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、金屬鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜角邊緣蝕刻腔室或模組、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、軌道腔室或模組、以及與半導體晶圓之製造相關或用於製造半導體晶圓之任何其它半導體處理系統。
如上所述，取決於待由工具所實施之處理步驟，控制器可與下列之一或更多者通訊：其它工具電路或模組、其它工具組件、叢集工具、其它工具界面、相鄰工具、鄰近工具、位於工廠各處之工具、主電腦、另一控制器、或在半導體製造工廠中將晶圓容器移入及移出工具位置及∕或裝載埠之材料傳送用工具。
20‧‧‧基座30‧‧‧邊緣耦合環32‧‧‧第一環形部33‧‧‧基板34‧‧‧第二環形部36‧‧‧第三環形部42‧‧‧電漿44‧‧‧電漿48‧‧‧邊緣60‧‧‧邊緣耦合環72‧‧‧第一環形部74‧‧‧第二環形部76‧‧‧第三環形部80‧‧‧致動器82‧‧‧電漿84‧‧‧電漿86‧‧‧邊緣110‧‧‧致動器114‧‧‧結構116‧‧‧結構150‧‧‧邊緣耦合環154‧‧‧壓電致動器156‧‧‧邊緣500‧‧‧基板處理腔室502‧‧‧處理腔室503‧‧‧邊緣耦合環504‧‧‧上電極505‧‧‧致動器506‧‧‧基座507‧‧‧下電極508‧‧‧基板509‧‧‧噴淋頭510‧‧‧RF產生系統512‧‧‧匹配及分佈網路530‧‧‧氣體傳送系統532-1, 532-2, 532-N‧‧‧氣體源534-1, 534-N‧‧‧閥536-1, 536-N‧‧‧質量流量控制器540‧‧‧歧管542‧‧‧加熱器550‧‧‧閥552‧‧‧泵560‧‧‧控制器570‧‧‧機器臂572‧‧‧感測器573‧‧‧機器臂600‧‧‧方法610‧‧‧步驟614‧‧‧步驟618‧‧‧步驟622‧‧‧步驟624‧‧‧步驟628‧‧‧步驟700‧‧‧方法710‧‧‧步驟714‧‧‧步驟718‧‧‧步驟722‧‧‧步驟724‧‧‧步驟728‧‧‧步驟800‧‧‧處理腔室804‧‧‧致動器810‧‧‧機械連桿811‧‧‧孔812‧‧‧密封件814‧‧‧壁815‧‧‧孔830‧‧‧邊緣耦合環830-1, 830-2‧‧‧部分832-1, 832-2‧‧‧部分836-1, 836-2‧‧‧致動器840‧‧‧第一設置850‧‧‧第二設置900‧‧‧方法910‧‧‧步驟914‧‧‧步驟918‧‧‧步驟922‧‧‧步驟924‧‧‧步驟930‧‧‧步驟934‧‧‧步驟1010‧‧‧基座1012‧‧‧襯套1014‧‧‧邊緣耦合環1015‧‧‧開口1018‧‧‧抬升環1019‧‧‧開放部1020‧‧‧末端1021‧‧‧靜電夾盤（ESC）1022‧‧‧ESC板1024‧‧‧ESC板1026‧‧‧O型環1030‧‧‧ESC板1032‧‧‧ESC板1034‧‧‧底部邊緣耦合環1040‧‧‧自我置中特徵部1044‧‧‧自我置中特徵部1046‧‧‧自我置中特徵部1048‧‧‧自我置中特徵部1050‧‧‧自我置中特徵部1051‧‧‧自我置中特徵部1052‧‧‧自我置中特徵部1054‧‧‧凸出部1056‧‧‧溝槽1057‧‧‧表面1060‧‧‧支柱1064‧‧‧致動器1102‧‧‧機器手臂1104‧‧‧支持器1110‧‧‧自我置中特徵部1210‧‧‧支柱1214‧‧‧致動器1220‧‧‧孔1224‧‧‧孔1228‧‧‧孔1238‧‧‧邊緣耦合環1240‧‧‧中間邊緣耦合環1244‧‧‧自我置中特徵部1246‧‧‧自我置中特徵部1248‧‧‧自我置中特徵部1310‧‧‧邊緣耦合環1316‧‧‧自我置中特徵部1320‧‧‧自我置中特徵部1324‧‧‧溝槽1326‧‧‧自我置中特徵部1400‧‧‧方法1404‧‧‧步驟1408‧‧‧步驟1410‧‧‧步驟1412‧‧‧步驟1416‧‧‧步驟1500‧‧‧方法1502‧‧‧步驟1504‧‧‧步驟1506‧‧‧步驟1508‧‧‧步驟1510‧‧‧步驟1512‧‧‧步驟1520‧‧‧步驟1524‧‧‧步驟1528‧‧‧步驟1600‧‧‧方法1610‧‧‧步驟1620‧‧‧步驟1624‧‧‧步驟1628‧‧‧步驟1632‧‧‧步驟1636‧‧‧步驟1638‧‧‧步驟1642‧‧‧步驟1646‧‧‧步驟1710‧‧‧處理腔室1715‧‧‧窗口1720‧‧‧基座1725‧‧‧靜電夾盤（ESC）1730‧‧‧致動器機構1735‧‧‧致動器機構1740‧‧‧邊緣耦合環1740’‧‧‧邊緣耦合環1750‧‧‧晶圓1760‧‧‧攝影機1765‧‧‧附接機構1770‧‧‧側視窗1775‧‧‧擋板1780‧‧‧外部照明設備1785‧‧‧附接機構1790‧‧‧側視窗1795‧‧‧擋板1800‧‧‧控制器1840‧‧‧邊緣耦合環1840’‧‧‧反射1845‧‧‧受侵蝕的部分1845’‧‧‧反射1910‧‧‧步驟1920‧‧‧步驟1930‧‧‧步驟1940‧‧‧步驟1950‧‧‧步驟1955‧‧‧步驟1960‧‧‧步驟1965‧‧‧步驟1970‧‧‧步驟1975‧‧‧步驟1980‧‧‧步驟2010‧‧‧步驟2020‧‧‧步驟2030‧‧‧步驟2040‧‧‧步驟2050‧‧‧步驟2055‧‧‧步驟2060‧‧‧步驟2070‧‧‧步驟2080‧‧‧步驟2090‧‧‧步驟
根據實施方式及隨附圖式，將能更完整地理解本揭示內容，其中：
圖1為根據先前技術之基座及邊緣耦合環之側視橫剖面圖；
圖2為在邊緣耦合環之侵蝕發生之後，根據先前技術之基座及邊緣耦合環之側視橫剖面圖；
圖3為基座、邊緣耦合環、及致動器之範例之側視橫剖面圖；
圖4為在邊緣耦合環之侵蝕發生之後，圖3之基座、邊緣耦合環、及致動器之側視橫剖面圖；
圖5為在邊緣耦合環之侵蝕發生且移動致動器之後，圖3之基座、邊緣耦合環、及致動器之側視橫剖面圖；
圖6為根據本揭示內容之基座、邊緣耦合環、及位於另一位置中之致動器之另一範例之側視橫剖面圖；
圖7為根據本揭示內容之基座、邊緣耦合環、及壓電致動器之另一範例之側視橫剖面圖；
圖8為侵蝕發生且移動壓電致動器之後，圖7之基座、邊緣耦合環、及壓電致動器之側視橫剖面圖；
圖9為根據本揭示內容之包含基座、邊緣耦合環、及致動器之基板處理腔室之範例之功能方塊圖；
圖10為根據本揭示內容之流程圖，說明操作致動器以移動邊緣耦合環之方法之範例之步驟；
圖11為根據本揭示內容之流程圖，說明操作致動器以移動邊緣耦合環之方法之另一範例之步驟；
圖12為根據本揭示內容之處理腔室之範例之功能方塊圖，處理腔室包含可藉由配置於處理腔室外側之致動器而移動之邊緣耦合環；
圖13A及13B說明根據本揭示內容之邊緣耦合環之側邊至側邊傾斜之範例；
圖14說明在基板處理期間，移動邊緣耦合環之方法之範例；
圖15為包含邊緣耦合環及抬升環之基座之範例之俯視圖；
圖16為邊緣耦合環及抬升環之範例之側視橫剖面圖；
圖17為被抬升環抬起之邊緣耦合環之範例之側視橫剖面圖，且該邊緣耦合環係藉由機器手臂而移除；
圖18為可移動式邊緣耦合環及抬升環之範例之側視橫剖面圖；
圖19為處於上升位置之圖18之可移動式邊緣耦合環之側視橫剖面圖；
圖20為被抬升環抬起之圖18之邊緣耦合環之側視橫剖面圖，且該邊緣耦合環係藉由機器手臂而移除；
圖21為可移動式邊緣耦合環之範例之側視橫剖面圖；
圖22為被致動器抬起之圖21之邊緣耦合環之側視橫剖面圖，且該邊緣耦合環係藉由機器手臂而移除；
圖23為在不打開處理腔室之情形下更換邊緣耦合環之方法之範例；
圖24為在不打開處理腔室之情形下由於侵蝕而移動邊緣耦合環、及更換邊緣耦合環之方法之範例；
圖25為在不打開處理腔室之情形下由於侵蝕而抬升邊緣耦合環、及更換邊緣耦合環之方法之範例；
圖26為處理腔室之側視橫剖面圖，具有安裝於腔室外側之偵測器之範例；
圖27為處理腔室之側視橫剖面圖，具有安裝於腔室外側之偵測器及照明裝置之範例；
圖28為處理腔室之側視橫剖面圖，具有受到蝕刻或侵蝕之邊緣耦合環；
圖29A顯示襯套之放大側視圖，圖29B及29C顯示相對於襯套之良好及不良邊緣耦合環置放之範例；
圖30A-30C顯示邊緣耦合環之不同位置及狀態之影像之範例；
圖31為顯示使用偵測器之邊緣耦合環之另一成像模式之側視橫剖面圖；
圖32為檢視邊緣耦合環以判定其在靜電夾盤上之對準之方法之範例；
圖33為檢視邊緣耦合環以判定其狀況之方法之範例。
在圖式中，元件符號可能重複使用，以標示類似及∕或相同的元件。
1710‧‧‧處理腔室
1715‧‧‧窗口
1720‧‧‧基座
1725‧‧‧靜電夾盤(ESC)
1730‧‧‧致動器機構
1735‧‧‧致動器機構
1740‧‧‧邊緣耦合環
1750‧‧‧晶圓
1760‧‧‧攝影機
1765‧‧‧附接機構
1770‧‧‧側視窗
1775‧‧‧擋板
1800‧‧‧控制器

Claims (26)

  1. 一種基板處理系統，包括：一處理腔室，具有一第一側視窗；一基座，配置在該處理腔室中；一襯套，圍繞該基座，該襯套具有至少一開口；一邊緣耦合環，配置在該基座附近，該邊緣耦合環包括一第一部分，當一基板放置在該基座上時，該第一部分位於該基板之徑向外邊緣之外側並且圍繞著該基板之該徑向外邊緣；一致動器，用以相對於(i)基板及(ii)該邊緣耦合環之一第二部分而選擇性地移動該邊緣耦合環之該第一部分，以改變該邊緣耦合環之一邊緣耦合輪廓，該第二部分位於該第一部分之徑向內側，其中該致動器係用以移動該第一部分至該第一部分之上表面在該基板之一上表面上方之至少一位置；及一偵測系統，用以偵測該邊緣耦合環之狀況，該偵測系統包括：一攝影機，用以透過該第一側視窗而獲得該邊緣耦合環之一面向電漿表面之影像資料，其中該影像資料包括該邊緣耦合環之一內邊緣；及一第一控制器，用以接收該影像資料、辨識該影像資料中之該邊緣耦合環之該內邊緣、並且基於經辨識的該內邊緣而判定該邊緣耦合環之該面向電漿表面之狀況及位置其中至少一者。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該偵測系統更包括一照明設備，用以將光提供給該攝影機以獲得該邊緣耦合環之該影像資料。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理系統，其中該照明設備透過該第一側視窗而提供光。
  4. 如申請專利範圍第2項之基板處理系統，其中該處理腔室包括一第二側視窗，其中該照明設備透過該第二側視窗而提供光。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，更包括：一氣體傳送系統，用以傳送處理氣體及載氣至該處理腔室；及一電漿產生器，用以在該處理腔室中產生電漿以蝕刻該基板。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理系統，其中該電漿產生器將光提供給該攝影機以獲得該邊緣耦合環之該影像資料。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該致動器回應一狀況以使該邊緣耦合環相對於該基板而在垂直方向上移動，該狀況指出該邊緣耦合環之該面向電漿表面之侵蝕。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該致動器回應一狀況以使該邊緣耦合環相對於該基板而在水平方向上移動，該狀況指出該邊緣耦合環之未對準(misalignment)。
  9. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該致動器回應一狀況以使該邊緣耦合環之該第一部分相對於該基板而在垂直方向上移動，該狀況指出該邊緣耦合環之未對準。
  10. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，更包括一第二控制器，用以回應該第一控制器，以控制該致動器而選擇性地移動該邊緣耦合環之該第一部分。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理系統，其中該第二控制器用以回應該邊緣耦合環之足夠侵蝕之判定，以實施該邊緣耦合環之更換。
  12. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該攝影機係瞄準於該邊緣耦合環上以獲得該影像資料。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，更包括一靜電夾盤(ESC)，該FSC係配置在該基座上，其中該攝影機係瞄準於該基板及該FSC其中至少一者上以獲得該影像資料。
  14. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該影像資料包括該邊緣耦合環之一區段相對於在該襯套中之該至少一開口之影像資料，及其中該第一控制器計算在該邊緣耦合環之該區段與該至少一開口之頂部之間之高度，以判定該邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板處理系統，其中該襯套具有複數開口，其中該影像資料包括該邊緣耦合環之該區段相對於在該襯套中之該複數開口之影像資料，及其中該第一控制器計算在該邊緣耦合環之該區段與該複數開口之複數對應頂部之間之複數高度，以判定該邊緣耦合環之該狀況及該位置其中至少一者。
  16. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該第一控制器回應該邊緣耦合環之狀況之偵測，以調整該攝影機之位置。
  17. 在一基板處理系統中，該基板處理系統包括：一處理腔室，具有一第一側視窗；一基座，配置在該處理腔室中；一襯套，圍繞該基座，該襯套具有複數開口；及一邊緣耦合環，配置在該基座附近，該邊緣耦合環包括一第一部分，該第一部分位於在該基座上之一基板之徑向外邊緣之外側並且圍繞著該基板之該徑向外邊緣，一偵測系統，用以偵測該邊緣耦合環之狀況及位置其中一或多者，該偵測系統包括：一攝影機，透過該第一側視窗而獲得該邊緣耦合環之影像資料；及一控制器，接收該影像資料、並且判定該邊緣耦合環之一面向電漿表面之該狀況及該位置其中至少一者，其中該影像資料包括該邊緣耦合環之一區段相對於在該襯套中之該複數開口之影像資料，其中該控制器計算在該邊緣耦合環之該區段與該複數 開口之複數不同頂部之間之複數高度，及其中該控制器比較該複數高度，以判定該邊緣耦合環之該狀況及該位置其中一者。
  18. 如申請專利範圍第17項之偵測系統，其中該基板處理系統更包括一靜電夾盤(ESC)，該ESC係配置在該基座上，及其中該攝影機係瞄準於該基板及該ESC其中一者上以獲得該影像資料。
  19. 一種判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，該邊緣耦合環在一基板處理系統中，該方法包括：辨識該邊緣耦合環之一內邊緣；獲得該邊緣耦合環相對於一固定參考物之影像資料；處理該影像資料，以判定該邊緣耦合環是否在垂直方向上對準；回應於該邊緣耦合環並非在垂直方向上對準之判定，在垂直方向上調整該邊緣耦合環；判定該邊緣耦合環之該內邊緣是否處於一預定高度；回應於該邊緣耦合環之該內邊緣並非處於該預定高度之判定，判定該邊緣耦合環是否可在垂直方向上調整；及回應於該邊緣耦合環可在垂直方向上調整之判定，在垂直方向上調整該邊緣耦合環。
  20. 如申請專利範圍第19項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，更包括：回應於該邊緣耦合環不可在垂直方向上調整之判定，指示該邊緣耦合環之更換。
  21. 如申請專利範圍第19項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，其中判定該邊緣耦合環是否可在垂直方向上調整包括：判定自安 裝該邊緣耦合環在該基板處理系統中以來，是否已經存在預定數目之半導體處理循環。
  22. 如申請專利範圍第19項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，其中判定該邊緣耦合環是否可在垂直方向上調整包括：判定自安裝該邊緣耦合環在該基板處理系統中以來，是否已經經過了預定時間量。
  23. 如申請專利範圍第19項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，其中判定該邊緣耦合環是否可在垂直方向上調整包括：判定該邊緣耦合環是否已經在垂直方向上抬升至其最大程度。
  24. 如申請專利範圍第19項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，其中在垂直方向上調整該邊緣耦合環包括：相對於該邊緣耦合環之另一部分，在垂直方向上調整該邊緣耦合環之一部分。
  25. 如申請專利範圍第19項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，更包括：判定該邊緣耦合環是否在水平方向上對準；及回應於該邊緣耦合環並非在水平方向上對準之判定，在水平方向上調整該邊緣耦合環。
  26. 如申請專利範圍第25項之判定邊緣耦合環之狀況及位置其中至少一者之方法，其中在水平方向上調整該邊緣耦合環包括：相對於在該基板處理系統中之一基座，移動該邊緣耦合環，一基板係配置在該基座上。
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