TWM645894U

TWM645894U - 邊緣環系統以及其蓋環、可動頂環、及底環

Info

Publication number: TWM645894U
Application number: TW111210503U
Authority: TW
Inventors: 克利斯多夫肯伯; 達瑞爾艾爾利奇; 約翰尼范
Original assignee: 美商蘭姆研究公司
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2023-09-11
Also published as: TW202404422A; WO2024005850A1

Abstract

一種邊緣環系統包含一可動頂環以及一蓋環，其被配置為佈置於可動頂環上方且徑向向外。蓋環包含一環形主體以及一段差部，其從環形主體徑向向內延伸。段差部被配置為於可動頂環之一外邊緣上方延伸。一環形凹部被定義於段差部下方之蓋環之內半徑中。可動頂環包含一環形主體以及一彎曲的外半徑。一環置中部形成於環形主體之下表面中，且被配置為將可動頂環置中於一可動支撐環上。

Description

邊緣環系統以及其蓋環、可動頂環、及底環

[相關申請案之交叉參照]

本申請案主張2022年7月1日提出申請，申請案號為63/358,054之美國臨時專利申請案之優先權利益。上述引用之申請案之完整內容以引用方式併入本文中。

本揭露內容一般涉及電漿處理系統，且更具體地涉及具有可動邊緣環之邊緣環系統。

在此所提供之先前技術說明是為了大致呈現本揭露內容之脈絡之目的。在此先前技術段落中所述之目前列名發明人之工作，以及不能以其它方式認定為申請時之先前技術的實施態樣敘述皆不被明示或暗示地承認為針對本揭露內容之先前技術。

基板處理系統對諸如半導體晶圓之基板進行處理。基板處理之示例包含沉積、灰化、蝕刻、清潔及/或其它處理。可將處理氣體混合物供應至處理腔室以處理基板。電漿可用於點燃氣體以增強化學反應。

在處理期間，基板被佈置於基板支撐件上。邊緣環具有一環形主體，其圍繞佈置且鄰近於基板之徑向外邊緣。邊緣環可用於將電漿成形或聚焦至基板上。在操作期間，基板以及邊緣環之曝露表面被電漿蝕刻。因此，邊緣會環磨損，且邊緣環對電漿之影響會發生變化，這可能對均勻性產生不利影響。

一種用於一邊緣環系統之蓋環被配置為佈置於邊緣環系統之一可動頂環上方與徑向外側。蓋環包含：一環形主體以及一段差部，其從環形主體徑向向內延伸。段差部被配置為於邊緣環系統之可動頂環之一外邊緣上方延伸。一環形凹部被定義於段差部下方之蓋環之一內半徑中。環形凹部被配置為接收可動頂環之外邊緣，且環形凹部之一高度為蓋環之一總高度的至少60%。

於其它特徵中，蓋環是由非導電材料構成。環形凹部之一高度為蓋環之一總高度的至少75%。環形凹部之一寬度為環形主體之一寬度的至少32%。蓋環之內半徑是彎曲的。內半徑具有介於0.070以及0.090英寸之間之一曲率半徑。環形凹部之一高度為蓋環之一總高度的至少63%。環形凹部之一寬度為環形主體之一寬度的至少32%。

一種用於一邊緣環系統之可動頂環包含一環形主體以及一彎曲的外半徑。一環置中部形成於環形主體之一下表面中且被配置為將可動頂環置中於一可動支撐環上。下表面包含向下指向之多個突出部，其佈置於環形主體之徑向內側以及外側位置，以定義環置中部。

於其它特徵中，環置中部於環形主體之下表面中形成一空腔，以及向下指向之多個突出部佈置於空腔之相對側上。環置中部之內側壁為實質上垂直的。外半徑具有介於0.070以及0.090英寸之間之一曲率半徑。環置中部之一寬度為環形主體之一寬度的至少75%。環置中部之一深度為該可動頂環之一總高度的至少26%。

一種用於一邊緣環系統之底環被配置為支撐邊緣環系統之一蓋環。底環包含一環形主體，從環形主體之一徑向內表面之一上部徑向向內延伸之一第一突出部，定義於突出部上方之環形主體之徑向內表面中之一環形凹部，環形凹部被配置為支撐蓋環，以及一第二突出部，其從環形主體之一徑向外表面之一上部徑向向外延伸。

於其它特徵中，環形凹部之一高度為該底環之一總高度的至少6%。

一種邊緣環系統包含一底環、一蓋環以及一可動頂環。底環包含一環形主體、從底環之環形主體之一徑向內表面之一上部徑向向內延伸之一突出部以及一環形凹部，其被定義於突出部上方之環形主體之徑向內表面中。蓋環設置於底環上方與徑向內側，且被支撐於底環之環形凹部內之突出部上。蓋環包含一環形主體、從蓋環之環形主體徑向向內延伸之一段差部以及一環形凹部，其被定義於段差部下方之蓋環之一內半徑中。可動頂環佈置於蓋環下方與徑向內側。可動頂環包含一環形主體以及一環置中部。可動頂環之環形主體之一徑向外部於蓋環下方延伸至蓋環之環形凹部中，且環置中部形成於可動頂環之環形主體之一下表面中。

於其它特徵中，環置中部之內側壁為實質上垂直的。可動頂環更包含一環形凹部，其設置於環形主體之一上徑向外部。環形凹部是由一外側壁以及一向下段差所定義，且外側壁為實質上垂直的。向下指向之多個突出部佈置於下表面之徑向內側以及外側位置，以定義環置中部。可動頂環包含一彎曲之外半徑。外半徑具有介於0.070以及0.090英寸之間之一曲率半徑。

於其它特徵中，蓋環之環形凹部被配置為接收可動頂環之一外邊緣，且其中蓋環之環形凹部之一高度為蓋環之一總高度的至少70%。蓋環之內半徑為彎曲的。內半徑具有介於0.070到0.090英寸之間之一曲率半徑。邊緣環系統更包含一內環，其佈置於可動頂環下方與徑向內側。內環具有定義一外環形凹部之一“L”形橫截面。

於其它特徵中，外環形凹部被佈置為接收可動頂環之一徑向內邊緣。蓋環之一外徑不接觸底環。可動頂環之一外徑不接觸底環。當處於一最低位置時，可動頂環不接觸內環、蓋環或底環之任何部分。

本揭露內容之其它應用領域從詳細描述、申請專利範圍以及附圖中將變得顯而易見。詳細描述以及具體示例僅用於說明的目的，並不旨在限制本揭露內容的範圍。

110:基板處理系統

122:處理腔室

124:上電極

126:基板支撐件

128:基板

129:氣體分配裝置

130:底板

132:加熱板

134:熱阻層

136:通道

140:RF產生系統

142:RF產生器

144:匹配及分配網路

150:氣體輸送系統

152-1:氣體源

152-2:氣體源

152-N:氣體源

154-1:閥門

154-2:閥門

154-N:閥門

156-1:質量流量控制器

156-2:質量流量控制器

156-N:質量流量控制器

160:歧管

163:溫度控制器

164:熱控制元件

166:冷卻劑組件

170:閥門

172:泵浦

180:系統控制器

182:可動邊緣環

184:邊緣環高度位置調整系統

190:機器人

192:致動器

196:感測器

500:邊緣環系統

504:可動頂環

506:蓋環

508:底環

512:內環

516:可動支撐環

520:屏蔽環

522:致動器

524:升降銷

526:基板

540:環形主體

542:環置中部

544:突出部

546:突出部

548:環形凹部

550:環置中部

552:底板

554:空腔

556:加熱層

558:支撐板

560:環形主體

562:第一突出部

564:突出部

568:突出部

570:外環

572:內側壁

576:外側壁

578:環形凹部

580:環形主體

582:段差部

584:環形凹部

586:外環形凹部

600:邊緣環系統

604:可動頂環

606:蓋環

608:底環

614:外環形凹部

616:內側壁

620:外半徑

624:內半徑

628:環形凹部

640:環形主體

642:環置中部

644:突出部

646:突出部

660:環形主體

662:第一突出部

664:突出部

668:突出部

678:環形凹部

680:環形主體

682:段差部

本揭露內容將從詳細描述以及附圖中得到更充分的理解，其中：圖1為根據本揭露內容之用於基板之電漿處理系統之一示例之功能方塊圖；圖2A為根據本揭露內容之某些實施例之示例頂環、蓋環以及底環之側面剖視圖；圖2B為圖2A之頂環之俯視立體圖；圖2C為圖2A之頂環之仰視立體圖；圖2D為圖2A之整個頂環之側視剖面圖；圖2E為圖2A之頂環之部分主體之側視剖面圖；圖2F為圖2A之蓋環之仰視立體圖；圖2G為圖2A之整個蓋環之側視剖面圖；圖2H為圖2A之蓋環之部分主體之側視剖面圖；圖2I為圖2A之底環之俯視立體圖；圖2J為圖2A之底環之一部分之側視剖面圖；圖2K為圖2A之整個底環之側視剖面圖；圖2L為圖2A之內環之俯視立體圖；圖2M為圖2A之內環之一部分之側視剖面圖；圖2N為圖2A之整個內環之側視剖面圖；圖3A為根據本揭露內容之某些實施例之示例頂環、蓋環以及底環之側面剖視圖；圖3B為圖3A之頂環之俯視立體圖；圖3C為圖3A之頂環之仰視立體圖；圖3D為圖3A之整個頂環之側視剖面圖；圖3E為圖3A之頂環之部分主體之側視剖面圖；圖3F為圖3A之蓋環之仰視立體圖；圖3G為圖3A之整個蓋環之側視剖面圖；以及圖3H為圖3A之蓋環之部分主體之側視剖面圖。

於附圖中，參考數字可以重複使用以標識相似及/或相同的元件。

在基板處理期間，基板被佈置於諸如靜電卡盤(electrostatic chuck，ESC)的基座上，供應處理氣體，且在處理腔室中進行電漿撞擊。由於曝露於電漿中，處理腔室內之部件之曝露表面會受到磨損。

舉例而言，邊緣環圍繞基板之徑向外邊緣佈置，以對電漿進行整形。在處理基板之後，邊緣環之曝露表面可能被磨損，且相對於基板位於不同的高度。因此，邊緣環對電漿的影響發生了變化，從而改變了處理對基板的影響。因此，於一些基板處理系統中，需要打開處理腔室來更換磨損的邊緣環。

為了在不破壞真空的情況下減少由於邊緣環磨損而導致的處理變化，一些處理腔室部署了可調整的邊緣環。這些處理腔室可增加可調整邊緣環之高度位置，以補償磨損或允許調整配方(recipe)中之不同處理條件。這種方法增加了更換邊緣環之間的時間，從而降低了更換成本並減少了整體停機時間。

隨著邊緣環之高度位置改變，電漿、護套及/或電容輸送結構(包含邊緣環)之間之電容耦合亦改變。隨著時間的推移，電容耦合的這些變化會導致基板處理不均勻。舉例而言，電容耦合的變化會導致邊緣環等元件上之電壓發生變化，進而反過來影響基板邊緣附近之電漿護套、基板邊緣的傾斜度等。電容耦合變化也可能發生於對其他因素的響應，例如邊緣環之熱膨脹、相鄰環之間之間隙侵蝕以及零件之間的可變性。

在某些情況下，塗層、間隔物及/或最小間隙用於最小化電容變化。然而，這些機制可能會降低整體耦合電容，從而降低邊緣環上的射頻(RF)電壓。舉例而言，這些機制會導致更一致但更大的間隙，這會降低耦合電容並導致電漿護套向下彎曲。因此，圍繞底板(base plate)的環之更高幾何高度將緩解電漿護套之向下彎曲並促進更垂直的傾斜。舉例而言，增加邊緣環、蓋環等組件之高度可使電漿護套向上彎曲。

根據本揭露內容之各種邊緣環佈置被配置為在可動頂環磨損時減少電容耦合的變化。圖2A-2L及3A-H示出了新穎的邊緣環系統/佈置、可調整之可動頂環、蓋環以及底環。如下文進一步所描述，可動頂環相對於底板、蓋環或底環之頂表面之高度位置可藉由使用諸如可動支撐件以及升降銷(lift pin)之致動器系統向上或向下移動可動頂環來改變。

現在參照圖1，示出了根據本揭露內容之某些實施例之基板處理系統110之示例，其執行電漿處理且包含可動邊緣環系統。雖然示出了特定類型之電漿處理腔室，但其它電漿處理腔室亦可使用。基板處理系統110可用於使用電容耦合電漿(capacitively coupled plasma，CCP)來進行蝕刻。基板處理系統110包含處理腔室122，其包圍基板處理系統110之其它組件並包含RF電漿(如果使用)。基板處理系統110包括上電極124以及基板支撐件126，例如靜電卡盤(ESC)。在操作期間，基板128佈置於基板支撐件126上。

僅舉例而言，上電極124可包含氣體分配裝置129，例如引入以及分配處理氣體之噴頭。氣體分配裝置129可包含桿部，其包含連接至處理腔室之頂表面之一端。環形主體通常為圓柱形，且在與處理腔室之頂表面間隔開之位置處從桿部之相對端徑向向外延伸。噴頭之環形主體之面向基板之表面或面板包含多個孔，前驅物、反應物、蝕刻氣體、惰性氣體、載氣、其它處理氣體或清洗氣體流經這些孔。或者，上電極124可包含導電板，且處理氣體能夠以另一種方式引入。

基板支撐件126包含用作為下電極之底板130。底板130支撐加熱板132，其可對應於陶瓷多區加熱板。結合(bonding)及/或熱阻層134可佈置於加熱板132以及底板130之間。底板130可包含一或多個通道136，用於使冷卻劑流經底板130。

RF產生系統140產生並輸出RF電壓至上電極124以及下電極其中之一(例如，基板支撐件126之底板130)。上電極124以及底板130中之另一個可為直流接地、交流接地或浮動的。僅舉例而言，RF產生系統140可包含產生RF電漿功率之RF產生器142，RF電漿功率由匹配及分配網路144饋送至上電極124或底板130。於其它示例中，電漿可感應地或遠程地產生。

氣體輸送系統150包含一或多個氣體源152-1、152-2、......及152-N(統稱為氣體源152)，其中N為大於零之整數。氣體源152藉由閥門154-1、154-2、......及154-N(統稱為閥門154)以及質量流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)156-1、156-2、......及156-N(統稱為質量流量控制器156)連接至一個歧管160。輔助閥門可於質量流量控制器156以及歧管160之間使用。雖然示出了單個氣體輸送系統150，但是可使用二或更多個氣體輸送系統。

溫度控制器163可連接至多個熱控制元件(thermal control element，TCE)164，其佈置於加熱板132中。溫度控制器163可用於控制多個熱控制元件(TCE)164以控制基板支撐件126以及基板128之溫度。溫度控制器163可與冷卻劑組件166通訊，以控制冷卻劑流經通道136。舉例而言，冷卻劑組件166可包含冷卻劑泵浦、儲液器及/或一或多個溫度感測器。溫度控制器163操作冷卻劑組件166，以選擇性地使冷卻劑流經通道136以冷卻基板支撐件126。

閥門170以及泵浦172可用於從處理腔室122中排出反應物。系統控制器180可包含一或多個控制器，其用於控制基板處理系統110之部件。於一些示例中，可動邊緣環182在電漿處理期間徑向地佈置於基板128之外側，並曝露於電漿。於其它示例中，可動邊緣環位於一曝露於電漿之固定邊緣環下方。邊緣環高度位置調整系統184可用於調整可動邊緣環182之頂表面相對於基板128之高度位置(或用於改變固定邊緣環之RF電壓)，如下文將進一步所描述。於一些示例中，可動邊緣環182亦可被提升、由機器人末端效應器(robot end effector)移除以及替換為另一個邊緣環而不破壞真空。

於某些實施例中，系統控制器180控制機器人190，以將基板及/或邊緣環傳送至處理腔室，如下文將進一步所描述。系統控制器180亦控制一或多個致動器192，其移動升降銷以調整邊緣環之高度位置或傾斜度，如下文進一步所描述。系統控制器180亦可接收來自一或多個感測器196之輸出，這些感測器196用於感測邊緣環之高度。感測器之非限制性示例包含光學感測器、物理感測器、壓電感測器、超音波感測器等。

現在參照圖2A，除其它部件之外，邊緣環系統500之示例包含可動頂環504、蓋環506、底環508以及內環512。於一實施例中，可動頂環504由碳化矽構成，以及蓋環506、底環508以及內環512由石英構成。

圖2B為可動頂環504之俯視立體圖。圖2C為可動頂環504之仰視立體圖。圖2D為整個可動頂環504之剖面圖。圖2E為可動頂環504之部分主體之剖面圖。圖2F為蓋環506之仰視立體圖。圖2G為整個蓋環506之剖視圖。圖2H為蓋環506之部分主體之剖面圖。圖2I為底環508之俯視立體圖。圖2J為底環508之一部分之側視剖面圖。圖2K為整個底環之側視剖面圖。圖2L為內環512之俯視立體圖。圖2M為內環512之一部分之側視剖面圖。圖2N是整個內環之側視剖面圖。

邊緣環系統500亦具有可動支撐環516以及屏蔽環520。可動頂環504在處理期間直接曝露於電漿。當安裝時，可動頂環504擱置於可動支撐環516上。致動器522將升降銷524偏壓至可動支撐環516之下表面中，以調整可動頂環504相對於基板526的位置。

可動頂環504包含環形主體540。於一些示例中，可動頂環504包含環置中部542，以將可動頂環504置中於可動支撐環516上。於一些示例中，環置中部542包含形成在其下表面上之空腔。於一些示例中，空腔具有足以容納可動支撐環516之上部的寬度。可動頂環504之向下指向之突出部544及546佈置於環形主體540之徑向內側以及外側位置處，其位於空腔之相對兩側。於一些示例中，環形凹部548佈置於環形主體540之上部及徑向外部。

於一些示例中，可動支撐環516之下部包含環置中部550，以使可動支撐環516相對於底板552置中。於一些示例中，加熱層556(例如陶瓷層)佈置於底板552上方。結合層(未示出)可佈置於加熱層556以及底板552之間。底板552可佈置於支撐板558上。

可以理解的是，本文所述之所有邊緣環系統可包含環置中部550。於一些示例中，環置中部550包含具有內表面之空腔554，其包含線性或非線性(例如彎曲的)傾斜的部分，以在可動支撐環516於升降銷524上就位時將其偏置。於一些示例中，空腔之表面包含提供置中效果之相對表面。於一些示例中，空腔之表面具有“V”形、錐形、直線及彎曲形狀之組合或提供置中效果之其它類型的表面。

屏蔽環520包含環形主體，其部分圍繞可動支撐環516。底環508佈置於可動頂環504、可動支撐環516以及屏蔽環520之徑向外側。屏蔽環520防止可動支撐環516(其被供電)以及底環508之間的電性耦合。以這種方式，藉由可動支撐環516提供給可動頂環504之電壓被最大化。

底環508包含環形主體560、從底環508之徑向內表面之中間部徑向向內延伸之第一突出部562。突出部564從底環508之徑向內表面之上部徑向向內延伸。於一些示例中，突出部564之至少一部分佈置於可動頂環504之向下突出部546的下方。突出部568從底環508之上表面徑向向外突出。外環570佈置於底環508之徑向外側，且可由導電材料製成。

參照圖2E，環置中部542之內側壁572實質上是垂直的。舉例而言，約0.015至0.025英寸(0.38到0.6毫米)之內側壁572是垂直的。側壁572之垂直方向有助於可動頂環504相對於支撐環516置中。類似地，環形凹部548是由實質上垂直之外側壁576所定義。環形凹部548定義了一向下段差，其助於將可動頂環504佈置於蓋環506下方。

於一實施例中，可動頂環504之總外徑介於約12.8以及13.2英寸(約325以及335毫米)之間。環形主體540之寬度介於約0.5以及0.6英寸(約13以及16毫米)之間。舉例而言，環形主體540之寬度被配置為使可動頂環504之外徑與蓋環506之間之間隙最小化。此外，環形主體540之寬度被配置為對於從可動支撐環516供應至可動頂環504之給定量功率，使可動頂環504之電壓電位最大化。舉例而言，隨著可動頂環504之寬度(例如總體積)增加，所供應之功率亦需要增加。作為一示例，環形主體之寬度不大於約0.75英寸(約19毫米)。

環形凹部548之寬度介於約0.12以及0.16英寸(約3以及4毫米)之間。舉例而言，環形凹部548之寬度為環形主體540之寬度之至少20%。環形凹部之深度介於約0.035以及0.045英寸(約0.8以及1.2毫米)之間。舉例而言，環形凹部548之深度為可動頂環504之總高度之至少25%。可動頂環504之總高度介於約0.125以及0.140英寸(約3.1以及3.6毫米)之間。

環置中部542之寬度介於約0.4以及0.5英寸(約10以及13毫米)之間。舉例而言，環置中部542之寬度為環形主體540之寬度之至少75%。於一示例中，環置中部542以及可動支撐環516之上表面之間之接觸區域(例如重疊)之寬度至少為0.2英寸(10毫米)。作為一示例，環置中部542之內側壁572與可動支撐環之間之間隙至少為約0.003英寸(約0.076毫米)。於一些示例中，間隙可更大(例如，介於約0.010以及0.013英寸(約0.25以及0.33毫米)之間)以適應可動頂環504在操作期間之熱膨脹。於一些示例中，可動支撐環516之上表面佔據環置中部542之至少97%。

環置中部542(例如空腔)之高度或深度介於約0.040以及0.050英寸(約1.0以及1.3毫米)之間，其對應於向下指向之突出部544及546之高度。舉例而言，環置中部542之深度為可動頂環504之總高度之至少28%。環置中部542之深度配置為在環置中部542之側壁以及可動支撐環516之上端之間提供足夠的垂直接觸面積，防止當可動頂環504安裝於可動支撐環516上時以及當可動支撐環516用於升高以及降低可動頂環504等時，在橫向方向上的錯位。

蓋環506位於底環508上方，並具有直接曝露於電漿之上表面。於一些示例中，環形凹部578定義於底環508之上表面中。於一些示例中，蓋環506擱置於環形凹部578上。蓋環506包含環形主體580以及段差部582。當安裝時，段差部582在可動頂環504之環形凹部548上方徑向向內延伸並重疊。環形凹部548增加了可動頂環504之上表面以及段差部582之下表面之間之間隙，以相對於沒有環形凹部548之可動頂環減少在可動頂環504以及蓋環506之間產生電弧的可能性。換言之，在沒有環形凹部548的情況下，於段差部582下方之可動頂環504之上表面更靠近段差部582之下表面，增加了電弧的可能性。

此外，段差部582在可動頂環之外徑以及蓋環506之內徑之間之間隙上延伸，以中斷從電漿環境到可動頂環504以及蓋環506下的結構(例如底環508、可動支撐環516等)之視線。

如圖2A所示，於一些組裝配置中，蓋環506相對於可動頂環504具有更大的高度且於底環508上方延伸。因此，定義於段差部582下方之環形凹部584之高度或深度大於可動頂環504之高度。換言之，環形凹部584從蓋環506之底部至段差部582之底表面之高度大於可動頂環504之高度。如圖所示，蓋環506從凹部578之底部延伸至底環508之上表面以上之高度。換言之，蓋環506之高度大於凹部578之高度。蓋環506亦延伸至可動頂環504之上表面以上之高度。

諸如可動頂環504之總高度、環形凹部548之深度以及環形凹部584之高度等尺寸被配置為在環形凹部548之上表面以及段差部582之下表面之間定義出所需之間隙(即，在垂直方向上)。舉例而言，當可動支撐環516處於最低位置時，環形凹部548之表面以及段差部582之下表面之間之間隙介於約0.08以及0.12英寸(約2.0以及3.0毫米)之間。

舉例而言，於一些實施例中，可動頂環504被供電以控制處理均勻性，這可能導致蓋環506更大的腐蝕(例如蓋環506之內徑的腐蝕)。舉例而言，段差部582下方之可動頂環504之上表面上的電壓增加了蓋環506表面上的電壓，這增加了離子轟擊蓋環506的能量。

因此，由於蓋環506內徑處之高度(以及段差部582之厚度)決定了蓋環506的使用壽命，所以蓋環506之厚度或高度至少約為0.245英寸(約6.2毫米)，以延長蓋環506的使用壽命。此外，於此實施例中，選擇蓋環506之寬度以提供蓋環506之外徑以及底環508之間之間隙。換言之，當組裝完成進行操作時，蓋環506之外徑不接觸底環508。此外，可動頂環504之外徑不直接與底環508之任何內徑相鄰及/或定義出間隙。間隙防止相鄰移動以及靜止環結構之表面(例如垂直服務(vertical service))之間的結合。於本文中，術語靜止(stationary)是指在安裝之後不破壞真空的情況下通常不移動的環，且術語可動(moveable)的意思是在安裝之後，可藉由如本文所述之致動器在不破壞真空的情況下調整環的位置。

於一實施例中，蓋環506之總外徑介於約13.25以及13.5英寸(約336以及343毫米)之間。蓋環506之環形主體580之寬度介於約0.34以及0.39英寸(約8.6至9.9毫米)之間。蓋環506之總高度介於約0.245以及0.260英寸(約6.2至6.6毫米)之間。環形凹部584之高度介於約0.185以及0.195英寸(約4.6以及5.0毫米)之間。舉例而言，環形凹部584之高度為蓋環506之總高度的至少60%。於一實施例中，環形凹部584之高度為蓋環506之總高度的至少75%。環形凹部584之寬度介於約0.10至0.15英寸(約2.5以及3.8毫米)之間。舉例而言，環形凹部584之寬度為環形主體580之總寬度之至少32%。因此，環形凹部584之寬度被配置為完全容納可動頂環504相應於環形凹部548的部分。此外，當可動頂環504處於最低位置時，在升高以及降低可動頂環504等等時，可動頂環504之外徑不接觸蓋環506之內徑。

因此，底環508之環形凹部578被配置為容納具有至少約0.20英寸(約5.0毫米)之高度或厚度之蓋環506。此外，當組裝完成進行操作時，可動頂環504之外徑不接觸蓋環506之內徑，且可動頂環504之底表面不接觸(亦即不支撐在其上)底環508之突出部564之上表面。以這種方式，可動頂環504、蓋環506以及底環508能夠以更小的公差來製造，因為可動頂環504之外徑僅為靠近蓋環506之內徑。一般而言，必須選擇製造公差以確保組件之間有足夠的間隙，以防止組件之間的結合或接觸，確保組件將正確地裝配在一起，等等。因此，更寬鬆的製造公差可能導致較大的間隙。上述配置允許較小的製造公差，這是指組件之間之最大間隙更小。換言之，可動頂環504之外徑與蓋環506之內徑或底環508之任何部分之間接觸的任何可能性被消除，同時仍使間隙的寬度最小化。

於一實施例中，底環508之總外徑介於約14.60以及14..80英寸(約370以及376毫米)之間。底環508之總高度介於約2.85以及2.95英寸(約72以及75毫米)之間。環形凹部578之寬度介於約0.25以及0.35英寸(約6.3以及8.9毫米)之間。環形凹部578之高度介於約0.20以及0.30英寸(約5.0以及7.6毫米)之間。如上所述，底環508之環形凹部578被配置為容納具有至少約0.20英寸(約5.0毫米)之高度或厚度之蓋環506。此外，環形凹部578之寬度被配置為容納以及支撐蓋環之下表面之整個寬度。換言之，蓋環506佈置於可動頂環之外徑以及底環508之內徑之間，形成環形凹部578之一部分。此外，定義環形凹部578之下表面之突出部564在屏蔽環520上方延伸並保護屏蔽環520，而突出部568在外環570上方延伸並保護外環570。

於實施例中，當可動支撐環516處於最低位置時，可動頂環504擱置於可動支撐環516之頂部，且僅接觸可動支撐環516(如圖2A所示)。換言之，在最低位置，可動頂環504不接觸內環512、蓋環506或底環508之任何部分。因此，在可動頂環504移動期間，可動頂環504與靜止部件如蓋環506、底環508、內環512等之間不存在結合的風險。此外，由於可動頂環504是有供電的，因此可動頂環504與其它部件之間沒有接觸降低了可動頂環504與其它部件之間之電性連通的風險。

於一些實施例中，內環512具有大致為“L”形之橫截面，其定義了外環形凹部586。外環形凹部586被配置成接收可動頂環504之向下指向之突出部544。內環512之總外徑介於約11.95以12.05英寸(約303以及306毫米)之間。內環512之內徑介於約11.55以及11.75英寸(約293以及299毫米)之間。內環512之總高度介於約0.175以及0.195英寸(約4.4以及5.0毫米)之間。環形凹部586之高度介於約0.10以及0.12英寸(約2.54以及3.048毫米)之間。環形凹部586之寬度介於約0.080以及0.095英寸(約2.0以及2.4毫米)之間。

現在參照圖3A，除其它部件之外，邊緣環系統600之另一示例包含可動頂環604、蓋環606、底環608以及內環612。於一實施例中，可動頂環604由碳化矽構成，以及蓋環606、底環608及內環612由石英構成。

圖3B為可動頂環604之俯視立體圖。圖3C為可動頂環604之仰視立體圖。圖3D為整個可動頂環604之側視剖面圖。圖3E為可動頂環604之部分主體640之側視剖面圖。圖3F為蓋環606之仰視立體圖。圖3G為整個蓋環606之側視剖面圖。圖3H為蓋環606之部分主體680之側視剖面圖。

於邊緣環系統600中，底環608以及內環612與上述之底環508以及內環512實質上相同。舉例而言，底環608包含環形主體660。第一突出部662從底環608之徑向內表面之中間部徑向向內延伸。突出部664從底環608之徑向內表面之上部徑向向內延伸。突出部668從底環608之上表面徑向向外突出。

於一實施例中，內環612具有大致為“L”形之橫截面，其定義了外環形凹部614。外環形凹部614被配置成接收可動頂環604之向下指向之突出部644。於一實施例中，底環608之總外徑介於約14.60以及14.80英寸(約370至376毫米)之間。底環608之總高度介於約2.85以及2.95英寸(約72以及75毫米)之間。環形凹部678之寬度介於約0.25以及0.35英寸(約6.3以及8.9毫米)之間。環形凹部678之高度介於約0.20以及0.30英寸(約5.0以及7.6毫米)之間。舉例而言，環形凹部678之高度為底環608之總高度的至少6%。

可動頂環604之環置中部642被定義於向下指向之突出部644以及向下指向之突出部646之間。於一些實施例中，環置中部642之內側壁616實質上是垂直的。側壁616之垂直方向有助於可動頂環604相對於支撐環516置中。如圖3E所示，可動頂環604之外半徑620是彎曲的。彎曲的外半徑620減少了與較尖銳角落相關之電場集中，從而降低於可動頂環604以及蓋環606之表面之間產生電弧的可能性。電弧增加了曝露於電漿之表面腐蝕並減少部件的壽命，例如可動頂環604以及蓋環606。

於一實施例中，可動頂環604之總外徑介於約12.8以及13.2英寸(約325以及335毫米)之間。可動頂環604之環形主體640之寬度介於約0.5以及0.6英寸(約13以及16毫米)之間。可動頂環604之總高度介於約0.135以及0.150英寸(約3.4以及3.8毫米)之間。環置中部642之寬度介於約0.4以及0.5英寸(約10以及13毫米)之間。舉例而言，環置中部642之寬度為環形主體640之寬度的至少75 %。環置中部642之高度或深度介於約0.040以及0.050英寸(約1.0以及1.3毫米)之間。舉例而言，環置中部642之深度為可動頂環604之總高度的至少26%。

外半徑620之曲率半徑介於約0.070以及0.090英寸(約1.7以及2.3毫米)之間。曲率半徑被配置為降低與較尖銳角落相關之電場集中，例如從可動頂環604之上表面至側壁之直角或倒角過渡的角落。因此，曲率半徑越大，電場集中的降低就越大。然而，如果曲率半徑太大，可動頂環604之外徑以及覆環606之內徑之間之垂直間隙/界面將會顯著減小或消除，而允許直接視線到在可動頂環604以及蓋環606下方的結構。因此，上述曲率半徑被配置為使得可動頂環604之外徑之垂直部分介於約0.040以及0.075英寸(約1.0以及1.9毫米)之間。

於圖3A中，蓋環606之內半徑624以與外半徑620相似的方式彎曲以降低電場集中。此外，蓋環606相對於可動頂環604具有較大的高度且在底環608上方延伸。因此，定義於段差部682下方之環形凹部628之高度或深度大於可動頂環604之高度或深度。換言之，環形凹部628從蓋環606之底部至段差部682之底表面之高度大於可動頂環604之高度。如圖所示，蓋環606從凹部678之底部以及可動頂環604之底部延伸至底環608之上表面以上之高度。換言之，蓋環606之高度大於凹部678之高度以延長蓋環606之使用壽命。蓋環606亦延伸至可動頂環604之上表面以上之高度。

於一實施例中，蓋環606之總外徑介於約13.25以及13.5英寸(約336以及343毫米)之間。蓋環606之環形主體680之寬度介於約0.33以及0.37英寸(約8.3以及9.4毫米)之間。蓋環606之總高度介於約0.345以及0.360英寸(約8.7以及9.2毫米)之間。環形凹部628之高度介於約0.230以及0.250英寸(約5.8以及6.4毫米)之間。舉例而言，環形凹部628之高度為蓋環606之總高度的至少63%。環形凹部628之寬度介於約0.10以及0.15英寸(約2.5以及3.8毫米)之間。舉例而言，環形凹部628之寬度為環形主體680之寬度的至少32%。內半徑624之曲率半徑介於約0.070以及0.090英寸(約1.7以及2.3毫米)之間。

於前述實施例中，一些邊緣環是由導電材料或具有導電塗層之導電或非導電材料製成。如本文所使用，導電是指電阻率小於或等於10⁴Ωcm之材料或塗層。舉例而言，摻雜矽之電阻率為0.05Ωcm，碳化矽之電阻率為1-300Ωcm，鋁以及銅等金屬之電阻率約為10^-7Ωcm。於一些示例中，本揭露內容之邊緣環是由非導電材料或具有非導電塗層之導電或非導電材料製成。如本文所使用，非導電是指電阻率大於10⁴Ωcm的材料/塗層。

導電環可由一或多種基材、一或多種鍍層及/或一或多種塗層製成。基材之非限制性示例包含矽、碳化矽、鈦、石墨、石英及/或陶瓷。鍍層之非限制性示例包含鋁鍍層。塗層之非限制性示例包含全氟烷氧基(perfluoroalkoxy，PFA)、原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)氧化鋁(Al₂O₃)、ALD氧化釔(yttrium oxide)或氧化釔(yttria，Y₂O₃)及/或陽極氧化塗層。舉例而言，導電材料可包含陽極化鈦、具有PFA塗層之矽、摻雜矽、具有鋁鍍層及陽極化塗層之矽、具有ALD氧化鋁之矽、具有ALD氧化釔塗層之矽、碳化矽、具有PFA塗層之石墨、具有鋁鍍層及陽極化塗層之石墨、具有ALD氧化鋁塗層之石墨、具有ALD氧化釔塗層之石墨或其它合適的材料。非導電材料之非限制性示例包含石英以及陶瓷。於前述實施例中，一或多個環可由一或多個沿徑向、軸向或其它方向之結構形成。

前述描述本質上僅是說明性的，決不旨在限制本揭露內容、其應用或用途。本揭露內容之廣泛教示能夠以多種形式實施。因此，雖然本揭露內容包含特定示例，但本揭露內容之真實範圍不應如此限制，因為在研究附圖、說明書以及以下之申請專利範圍後，其它修改將變得顯而易見。可以理解的是，方法中之一或多個步驟能夠以不同的順序(或同時)執行而不改變本揭露內容的原理。此外，儘管上述每一實施例被描述為具有某些特徵，但是關於本揭露內容之任何實施例所描述之那些特徵中之任何一個或多個可於任何其它實施例之特徵中實現及/或與任何其它實施例之特徵結合，即使該組合沒有明確描述。換言之，所述之實施例不是相互排斥的，且一或多個實施例相互之間之排列組合仍在本揭露內容之範圍內。

元件之間(例如模組、電路元件、半導體層等)之間之空間以及功能關係使用各種術語來描述，包含“連接(connected)”、“接合(engaged)”、“耦合(coupled)”、“相鄰(adjacent)”、“旁邊(next to)”、“於頂部(on top of)”、“上方(above)”、“下方(below)”以及“配置(disposed)”。除非明確描述為“直接(direct)”，否則當在上述揭露內容中所述之第一以及第二元件之間之關係時，該關係可為直接關係，其在第一以及第二元件之間不存在其它中間元件，但也可為間接關係，其在第一以及第二元件之間(空間上或功能上)存在一或多個中間元件。如本文所使用，用語A、B以及C中之至少一個應被解釋為表示邏輯(A或B或C)，使用非排他的邏輯或(OR)，而不應被解釋為表示“A中之至少一個，B中之至少一個，以及C中之至少一個”。如本文所使用，術語“約(about)”是指給定值之+/-10%及/或給定百分比之+/-5%。

於一些實施方式中，控制器為系統之一部分，其可為上述示例之一部分。這些系統可包含半導體處理設備，包含一或多個處理工具、一或多個腔室、一或多個用於處理之平台及/或特定之處理組件(晶圓基座、氣體流量系統等)。這些系統可與用於在半導體晶圓或基板之處理之前、期間以及之後控制它們的操作之電子設備整合。電子設備可被稱為“控制器”，其可控制一或多個系統之各種組件或子部分。根據處理需求及/或系統的類型，控制器可被編程以控制本文所揭露之任何處理，包含處理氣體之輸送、溫度設定(例如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、RF產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流速設定、流體輸送設定、位置及操作設定、晶圓傳入或傳出之工具及其它傳輸工具、及/或連接至特定系統或與特定系統界接之負載鎖。

廣義地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體之電子設備，其接收指令、發出指令、控制操作、啟用清潔操作、啟用端點測量以及類似者。積體電路可包含儲存程式指令之韌體形式之晶片、數位信號處理器(digital signal processor，DSP)、定義為特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)之晶片及/或一或多個微處理器、或執行程式指令(例如軟體)之微控制器。程式指令可為以各種單獨設定(或程式檔案)之形式與控制器通訊之指令、定義用以於半導體晶圓上或為半導體晶片或系統執行特定處理之操作參數。於一些實施例中，操作參數可為處理工程師所定義之配方之一部分，以在製造晶圓之一或多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶粒期間完成一或多個處理步驟。

於一些實施方式中，控制器可為與系統整合之電腦之一部分或耦合至電腦、耦合至系統、以其它方式連網至系統或其組合。舉例而言，控制器可於“雲端”中或晶圓廠主機電腦系統之全部或一部分中，這可允許晶圓處理之遠端存取。電腦可實現對系統之遠端存取，以監控製造操作之當前進度、檢查過去製造操作之歷史、檢查來自多個製造操作之趨勢或效能指標、改變當前處理之參數、設定處理步驟以遵循當前處理，或開始新的處理。於一些示例中，遠端電腦(例如伺服器)可經由網路向系統提供處理配方，該網路可包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含能夠輸入或編程參數及/或設定之使用者界面，然後將其從遠端電腦傳送到系統。於一些示例中，控制器接收資料形式之指令，其為要在一或多個操作期間執行之每一處理步驟之指定參數。可以理解的是，參數可具體為要執行之處理類型以及工具類型，其控制器被配置為與之溝通或控制。因此，如上所述，控制器可為分散式的，例如藉由包含一或多個獨立由網路連接且為共同目的工作之控制器，例如本文所述之處理以及控制。用於這種目的之分散式控制器之示例為腔室上之一或多個積體電路，其與一或多個位於遠端之積體電路(例如於平台級別或作為遠端電腦之一部分)通訊，這些積體電路結合起來以控制腔室中之處理。

不限於此，示例之系統可包含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、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(physical vapor deposition，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(atomic layer etch，ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡腔室(track chamber)或模組以及可與半導體晶圓之生產及/或製造相關的或使用的任何其它半導體處理系統。

如以上所提及，取決於藉由工具而待執行之一或多個處理步驟，控制器可與半導體製造工廠中之一或更多以下者進行通訊：其它工具電路或模組、其它工具元件、叢集工具(cluster tool)、其它工具界面、鄰近的工具、相鄰的工具、遍及工廠而分布的工具、主電腦、另一控制器、或材料輸送中所使用之工具，該材料輸送中所使用之工具在半導體製造廠中將晶圓容器帶至工具位置及/或裝載埠，或自工具位置及/或裝載埠帶來晶圓容器。