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CN118380374A - 底部边缘环和中部边缘环 - Google Patents

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CN118380374A
CN118380374A CN202410249161.8A CN202410249161A CN118380374A CN 118380374 A CN118380374 A CN 118380374A CN 202410249161 A CN202410249161 A CN 202410249161A CN 118380374 A CN118380374 A CN 118380374A
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ring
edge ring
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movable edge
middle ring
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CN202410249161.8A
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希兰·拉吉塔·拉斯那星赫
肖恩·E·S·东海林
乔恩·麦克切斯尼
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Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
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Publication date
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Abstract

一种底部环被配置为支撑可移动的边缘环。所述边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低。所述底部环包括：上表面，所述上表面是台阶状的；环形内径；环形外径；下表面；和多个竖直引导通道，其穿过底部环从所述底部环的所述下环表面到所述上表面提供。所述引导通道中的每一个包括直径小于所述引导通道的第一区域，并且所述引导通道被配置接收用于使所述边缘环升高和降低的相应的升降销。

Description

底部边缘环和中部边缘环
本申请是国际申请日为2017年11月21日，PCT申请号为PCT/US2017/062769，申请人为″朗姆研究公司″的PCT申请的进入中国国家阶段的发明专利申请(国家申请号为201780088065.8，发明名称为″底部边缘环和中部边缘环″)的分案申请。
相关申请的交叉引用
本公开的主题涉及于2017年7月24日提交的国际申请PCT/US2017/043527。上述引用的申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及衬底处理系统中的可移动的边缘环。
背景技术
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的描述的各方面中描述的范围内的当前指定的发明人的工作既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
衬底处理系统可用于处理诸如半导体晶片之类的衬底。可以在衬底上执行的示例性处理包括但不限于化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、导体蚀刻和/或其他蚀刻、沉积或清洁工艺。衬底可以布置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件上，衬底支撑件例如基座、静电卡盘(ESC)等。在蚀刻期间，可以将包括一种或多种前体的气体混合物引入处理室，并且可以使用等离子体来引发化学反应。
衬底支撑件可包括布置成支撑晶片的陶瓷层。例如，晶片可以在处理期间被夹持到陶瓷层上。衬底支撑件可包括围绕衬底支撑件的外部部分(例如，周边的外部和/或邻近周边)布置的边缘环。可以提供边缘环以将等离子体约束在衬底上方的体积中，保护衬底支撑件免受等离子体引起的侵蚀等。
发明内容
一种底部环被配置为支撑可移动的边缘环。所述边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低。所述底部环包括：上表面，所述上表面是台阶状的；环形内径；环形外径；下表面；和多个竖直引导通道，其穿过底部环从所述底部环的所述下环表面到所述上表面提供。所述引导通道中的每一个包括直径小于所述引导通道的第一区域，并且所述引导通道被配置为接收用于使所述边缘环升高和降低的相应的升降销。
在其他特征中，所述引导通道的直径介于0.063英寸和0.067英寸之间。所述引导通道中的每一个包括位于所述底部环的所述下表面上的腔，其中所述腔具有大于所述引导通道的直径的直径。所述引导通道和所述腔之间的过渡部被倒角。所述倒角的过渡部的高度和宽度介于0.020英寸和0.035英寸之间，角度介于40°和50°之间。所述上表面中的台阶的内径至少为13.0英寸。
在其他特征中，所述底部环还包括从所述底部环的所述上表面向上延伸的引导特征。所述引导通道穿过所述引导特征。所述引导特征包括所述引导通道的所述第一区域。所述上表面包括内环形凸缘，并且其中所述引导特征和所述内环形凸缘限定凹槽。所述引导特征的高度大于所述内环形凸缘的高度。所述引导特征的第一上部拐角和第二上部拐角中的至少一个被倒角。所述上表面包括内环形凸缘和外环形凸缘，其中所述引导特征和所述内环形凸缘限定第一凹槽，并且其中所述引导特征和所述外环形凸缘限定第二凹槽。
在其他特征中，所述上表面包括至少两个方向变化。所述上表面包括至少五个方向变化。所述上表面包括至少五个交替的竖直和水平路径。所述底部环具有第一外径和大于所述第一外径的第二外径。所述底部环包括从所述底部环的外径径向向外延伸的环形唇缘。所述下表面包括多个腔，所述腔被配置为与所述衬底支撑件的基板中的螺栓孔对准。
一种中部环被配置为布置在底部环上并且用于支撑可移动的边缘环。所述边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低。所述中部环包括：上表面，其是台阶状的；环形内径；环形外径；下表面；限定所述环形外径的引导特征；限定所述环形内径的内环形凸缘；和在所述引导特征和所述内环形凸缘之间限定的凹槽。
在其他特征中，所述引导特征的第一上部拐角和第二上部拐角中的至少一个被倒角。所述中部环是″U″形的。所述上表面包括至少四个方向变化。所述上表面包括至少五个交替的竖直和水平表面。
根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的示例性处理室的功能框图；
图2A示出了根据本公开的处于降低的位置的示例性可移动边缘环；
图2B示出了根据本公开的处于升高的位置的示例性可移动边缘环；
图3A示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第一示例性衬底支撑件；
图3B示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第二示例性衬底支撑件；
图4A示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第三示例性衬底支撑件；
图4B示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第四示例性衬底支撑件；
图4C示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第五示例性衬底支撑件；
图5A示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第六示例性衬底支撑件；
图5B示出了根据本公开的包括可移动边缘环的第七示例性衬底支撑件；
图6A示出了根据本公开的衬底支撑件的示例性底部环的仰视图；
图6B示出了根据本公开的衬底支撑件的底部环的时钟状特征；
图7A示出了根据本公开的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第一示例；
图7B示出了根据本公开的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第二示例；
图7C示出了根据本发明的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第三示例；
图8A示出了根据本公开的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第四示例；
图8B示出了根据本公开的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第五示例；
图8C示出了根据本公开的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第六示例；
图9示出了根据本发明的被配置为支撑可移动边缘环的中部环；以及
图10A和10B示出了根据本公开的被配置为支撑可移动边缘环的底部环的第七示例。
在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
衬底处理系统中的衬底支撑件可包括边缘环。边缘环的上表面可以在衬底支撑件的上表面上方延伸，使得衬底支撑件的上表面(并且在一些示例中，布置在衬底支撑件上的衬底的上表面)相对于边缘环凹陷。该凹陷部分可以称为凹部(pocket)。边缘环的上表面和衬底的上表面之间的距离可以称为″凹部深度″。通常，凹部深度根据边缘环相对于衬底的上表面的高度而固定。
蚀刻处理的一些方面可能由于衬底处理系统、衬底、气体混合物等的特性不同而变化。例如，流动模式以及因此导致的蚀刻速率和蚀刻均匀性可根据边缘环的凹部深度、边缘环几何结构(即形状)以及其他变量(包括但不限于气体流率、气体种类、注入角度、注入位置等)而变化。因此，改变边缘环的配置(例如，包括边缘环高度和/或几何结构)可以改变整个衬底表面上的气体速度分布。
一些衬底处理系统可以实现可移动(例如，可调节)边缘环和/或可替换边缘环。在一个示例中，可以在处理期间调节可移动边缘的高度以控制蚀刻均匀性。边缘环可以耦合到致动器，该致动器被配置为响应于控制器、用户界面等来升高和降低边缘环。在一个示例中，衬底处理系统的控制器根据正在执行的特定配方和相关的气体注入参数在处理期间、在处理步骤之间等控制边缘环的高度。此外，边缘环和其他部件可包括随时间磨损/腐蚀的消耗性材料。因此，可以调节边缘环的高度以补偿腐蚀。在其他示例中，边缘环可以是可拆卸的和可替换的(例如，以替换被腐蚀或损坏的边缘环，以用具有不同几何结构的边缘环替换边缘环等)。实现可移动和可替换边缘环的衬底处理系统的示例可以在2015年5月6日提交的美国专利申请No.14/705,430中找到，其全部内容通过引用合并入本文。
根据本公开的原理的衬底处理系统和方法包括中部边缘环和底部边缘环，其被配置为支撑可移动的顶部边缘环。
现在参考图1，示出了示例性衬底处理系统100。仅举例而言，衬底处理系统100可以用于执行使用RF等离子体的蚀刻和/或用于执行其他合适的衬底处理。衬底处理系统100包括处理室102，处理室102包围衬底处理系统100的其他部件并包含RF等离子体。衬底处理室102包括上电极104和衬底支撑件106，例如静电卡盘(ESC)。在操作期间，衬底108布置在衬底支撑件106上。虽然作为示例示出了特定衬底处理系统100和室102，但是本公开的原理可以应用于其他类型的衬底处理系统和室，例如原位产生等离子体的衬底处理系统、实现远程等离子体产生和输送(例如，使用等离子体管、微波管)的衬底处理系统等等。
仅举例而言，上电极104可包括气体分配装置，例如喷头109，其引入和分配处理气体(例如，蚀刻处理气体)。喷头109可包括杆部，杆部包括连接到处理室的顶部表面的一端。基部部分通常为圆柱形，并且在与处理室的顶部表面间隔开的位置处从杆部的相对端径向向外延伸。喷头的基部部分的面向衬底的表面或面板包括让处理气体或吹扫气体流过的多个孔。替代地，上电极104可包括导电板，并且可以以另一种方式引入处理气体。
衬底支撑件106包括用作下电极的导电基板110。基板110支撑陶瓷层112。在一些示例中，陶瓷层112可包括加热层，例如陶瓷多区加热板。热阻层114(例如，结合层)可以布置在陶瓷层112和基板110之间。基板110可以包括用于使冷却剂流过基板110的一个或多个冷却剂通道116。
RF产生系统120产生RF电压并将RF电压输出到上电极104和下电极(例如，衬底支撑件106的基板110)中的一个。上电极104和基板110中的另一个可以是DC接地的、AC接地的或浮动的。仅举例而言，RF产生系统120可以包括RF电压产生器122，其产生RF电压，该RF电压由匹配和分配网络124馈送到上电极104或基板110。在其他示例中，可以感应或远程生成等离子体。尽管如为了示例目的所示出的，RF产生系统120对应于电容耦合等离子体(CCP)系统，但是本公开的原理也可以在其他合适的系统中实现，例如，仅举例而言，在变压器耦合等离子体(TCP)系统、CCP阴极系统、远程微波等离子体产生和输送系统等中实现。
气体输送系统130包括一个或多个气体源132-1、132-2、...和132-N(统称为气体源132)，其中N是大于零的整数。气体源提供一种或多种气体(例如，蚀刻气体、载气、清扫气体等等)及其混合物。气体源还可以供应吹扫气体。气体源132通过阀134-1、134-2、...和134-N(统称为阀134)和质量流量控制器136-1、136-2、...和136-N(统称为质量流量控制器136)与歧管140连接。歧管140的输出被供给到处理室102。仅举例而言，歧管140的输出被供给到喷头109。
温度控制器142可以连接到多个加热元件，例如布置在陶瓷层112中的热控制元件(TCE)144。例如，加热元件144可以包括但不限于对应于多区域加热板中的各个区域的大加热元件和/或跨多区域加热板的多个区域设置的微加热元件阵列。温度控制器142可以用于控制多个加热元件144，以控制衬底支撑件106和衬底108的温度。
温度控制器142可以与冷却剂组件146连通以控制流过通道116的冷却剂流。例如，冷却剂组件146可以包括冷却剂泵和贮存器。温度控制器142操作冷却剂组件146以选择性地使冷却剂流过通道116以冷却衬底支撑件106。
阀150和泵152可用于从处理室102排空反应物。系统控制器160可用于控制衬底处理系统100的部件。机械手170可用于将衬底输送到衬底支撑件106上，和从衬底支撑件106去除衬底。例如，机械手170可以在衬底支撑件106和加载锁172之间传送衬底。虽然温度控制器142示出为单独的控制器，但是温度控制器142可以在系统控制器160内实现。在一些示例中，可以在陶瓷层112和基板110之间的结合层114的外周边周围提供保护性密封件176。
衬底支撑件106包括边缘环180。边缘环180可以对应于顶部环，顶部环可以由底部环184支撑。在一些示例中，边缘环180可以进一步由如下面更详细地描述的中部环(图1中未示出)、陶瓷层112的台阶部分等中的一个或多个支撑。边缘环180可相对于衬底108移动(例如，可在竖直方向上向上和向下移动)。例如，边缘环180可通过致动器响应于控制器160来控制。在一些示例中，边缘环180可以在衬底处理期间调整(即，边缘环180可以是可调节边缘环)。在其他示例中，边缘环180可以是可拆卸的(例如，在处理室102处于真空下使用机器手170经由气锁拆卸)。在还有的其他示例中，边缘环180可以是可调节的且可拆卸的。
现在参考图2A和2B，示出了上面布置有衬底204的示例性衬底支撑件200。衬底支撑件200可包括具有内部部分(例如，对应于ESC)208和外部部分212的底座或基座。在示例中，外部部分212可独立于内部部分208并且可相对于内部部分208移动。例如，外部部分212可包括底部环216和顶部边缘环220。衬底204布置在内部部分208上(例如，在陶瓷层224上)以进行处理。控制器228与一个或多个致动器232通信以选择性地升高和降低边缘环220。例如，可以升高和/或降低边缘环220以在处理期间调节支撑件200的凹部深度。在另一示例中，可以升高边缘环220以便于去除和更换边缘环220。
仅举例而言，边缘环220在图2A中示出处于彻底降低了的位置并且在2B中处于彻底升高了的位置。如图所示，致动器232对应于销致动器，该销致动器构造成在竖直方向上选择性地延伸和缩回销236。在其他示例中可以使用其他合适类型的致动器。仅举例而言，边缘环220对应于陶瓷或石英边缘环，但是可以使用其他合适的材料(例如，碳化硅、氧化钇等)。在图2A中，控制器228与致动器232通信以经由销236直接升高和降低边缘环220。在一些示例中，内部部分208可相对于外部部分212移动。
示例性衬底支撑件300的特征在图3A和3B中更详细地示出。衬底支撑件300包括绝缘环或板304和布置在绝缘板304上的基板(例如，ESC)308。基板308支撑陶瓷层312，陶瓷层312构造成支撑布置在其上的衬底316以进行处理。在图3A中，陶瓷层312具有非台阶式构造。在图3B中，陶瓷层312具有台阶式构造。衬底支撑件300包括支撑上部(″顶部″)边缘环324的底部环320。可以穿过绝缘板304、底部环320和/或基板308形成一个或多个通孔或引导通道328，以容纳相应的升降销332，所述升降销332设置成选择性地使边缘环324升高和降低。例如，引导通道328用作升降销332中的相应的升降销的销对准孔。如图3B所示，衬底支撑件300还可包括布置在底部环320和边缘环324之间的中部环336。在台阶式构造中，中部环336与陶瓷层312重叠并且布置成支撑基板的外边缘316。
升降销332可包括抗腐蚀材料(例如，蓝宝石)。升降销332的外表面可以被抛光光滑以减小升降销332与底部环320的结构特征之间的摩擦，以便于移动。在一些示例中，一个或多个陶瓷套管340可以围绕升降销332布置在通道328中。每个升降销332可以包括圆形上端344，以最小化上端344和边缘环324之间的接触面积。光滑的外表面、圆形上端344、引导通道328和/或陶瓷套管340便于边缘环324的升高和降低，同时防止在运动期间约束(binding)升降销332。
如图3A所示，底部环320包括引导特征348。如图3B所示，中部环336包括引导特征348。例如，引导特征348对应于从底部环320/中部环336向上延伸的凸起环形凸缘352。如图3A所示，引导通道328和升降销332延伸穿过引导特征348以接合边缘环324。相反，如图3B所示，引导通道328和升降销332延伸穿过底部环320以接合边缘环324而不穿过中部环336。
边缘环324包括环形底部凹槽356，其布置成接收引导特征348。例如，边缘环324的轮廓(即，横截面)形状可大致对应于配置为容纳引导特征348的″U″形状，但可以使用其他合适的形状。此外，尽管边缘环324的上表面被示出为大致水平的(即，平行于衬底支撑件300的上表面)，但是在其他示例中，边缘环324的上表面可以具有不同的轮廓。例如，边缘环324的上表面可以是斜的或倾斜的、圆形的等。在一些示例中，边缘环324的上表面是倾斜的，使得边缘环324的内径处的厚度大于边缘环324的外径处的厚度，以补偿内径处的腐蚀。
因此，边缘环324的底表面被配置为与图2中的底部环320的上表面互补，如图3A所示，或者底部环320和中部环336的相应表面互补，如图3B所示。此外，边缘环324和底部环320/中部环336之间的界面360是迷宫式的。换言之，边缘环324的下表面以及相应地界面360包括多个方向变化(例如，90度的方向变化、向上和向下的台阶、交替的正交的水平路径和竖直路径等)，而不是向衬底支撑件300的内部结构提供在边缘环324和底部环320/中部环336之间的直接(例如视线)路径。通常，在包括多个界面环(例如，中部环336和底部环320中的一个或多个和顶部边缘环324两者)的衬底支撑件中会增大等离子体和工艺材料泄漏的可能性。这种可能性当可移动边缘环324在处理期间升高时会进一步增大。因此，界面360(并且特别是边缘环324的轮廓)被配置为防止工艺材料、等离子体等到达衬底支撑件300的内部结构。
例如，如图6所示，如图3A所示，界面360包括五个方向变化，以限制对引导通道328和销332、陶瓷层312、衬底316的背面和边缘等的访问。相反，如图3B所示，界面360包括第一路径364中的七个方向变化和第二路径368中的五个方向变化，以限制对引导通道328和销332、陶瓷层312、衬底316的背面和边缘、结合层372、密封部376等的访问。因此，界面360降低了影响衬底支撑件300的内部结构的等离子体泄漏和点亮、腐蚀等的可能性。
边缘环324(以及底部环320、中部环336等的界面表面)的轮廓(即，横截面)形状被设计成便于制造并降低制造成本。例如，凹槽356的壁380和引导特征340的壁384可以是基本竖直的(例如，与抛物线形、梯形、三角形等相反)，以便于制造，同时防止等离子体和工艺材料泄漏。仅举例而言，基本竖直的可以被定义为垂直于边缘环324的上表面和/或下表面、与边缘环324的上表面和/或下表面的法线相差在1°内、平行于边缘环324移动的方向等等。此外，竖直壁380、384在边缘环324移动期间保持边缘环324相对于引导特征340对准。相反，当凹槽356和引导特征340的相应轮廓是抛物线形、梯形、三角形等时，边缘环324的向上运动引起壁380和壁384之间的显著分离。
在界面360内(并且特别是在凹槽356内)的边缘环324、底部环320和中部环336的表面相对平滑且连续，以最小化在边缘环324的移动期间边缘环324和引导特征340之间的摩擦。例如，界面360内的边缘环324、底部环320和中部环336的相应表面可以经历额外的抛光以实现期望的表面光滑度。在其他示例中，界面360内的边缘环324、底部环320和中部环336的表面可涂覆有进一步减少摩擦的材料。在还有的其他示例中，界面360(并且特别是边缘环324)内的边缘环324、底部环320和中部环336的表面可以没有螺钉孔和/或类似的组装特征。以这种方式，可以最小化由于表面之间的接触(例如，在边缘环324的移动期间)产生的颗粒。
当如上所述在处理期间升高边缘环324以进行调节时，如图2A和图2B中所述的控制器228可以被配置为根据引导特征348的高度H限制边缘环324的可调范围。例如，可调范围可以被限制为小于引导特征348的高度H。例如，如果引导特征348具有大约0.24英寸(例如，0.22英寸-0.26英寸)的高度H，则边缘环324的可调范围可以是0.25英寸。换言之，边缘环324可以从完全降低的位置(例如，0.0英寸)升高到完全升高的位置(例如，0.25英寸)，而不会完全从边缘环324中的凹槽356去除引导特征348。因此，即使在完全升高的位置，边缘环324仍然与引导特征348的至少一部分重叠。以这种方式限制边缘环324的范围如上所述保持迷宫式界面360并防止边缘环324的侧向未对准。凹槽356的深度可以近似等于引导特征348的高度H(例如，与高度H相差在5％内)。凹槽356的深度可以至少是边缘环厚度的50％。仅举例而言，图3A的边缘环324的可调范围为0.15英寸至0.25英寸，而图3B的边缘环324的可调节范围为0.05英寸至0.15英寸。例如，边缘环324的厚度(即，高度)可以在约0.50英寸(例如，0.45英寸至0.55英寸)和约0.6英寸(例如，0.58英寸至0.620英寸)之间，并且凹槽的深度356可以为约0.30英寸(例如，0.29英寸至0.31英寸)。
例如，如本文所使用的，边缘环324的″厚度″可以指边缘环324的内径处的边缘环324的厚度(例如，边缘环324的内壁388处的厚度/高度)。在一些示例中，边缘环324的厚度在边缘环324的整个上表面上可以是不均匀的(例如，如上所述，边缘环324的上表面可以是倾斜的，使得内壁388处的厚度大于边缘环324的外径处的厚度)。然而，由于暴露于等离子体导致的腐蚀在内壁388处相对于边缘环324的外径可能增加，所以边缘环324可以形成为使得内壁388具有至少预定的厚度以补偿在内壁388处的增加的腐蚀。仅举例而言，内壁388是基本竖直的，以避免在边缘环324移动期间与衬底316接触。
现在参考图4A、4B和4C，更详细地示出了另一示例性衬底支撑件400。衬底支撑件400包括绝缘环或板404和布置在绝缘板404上的基板408。基板408支撑陶瓷层412，陶瓷层412构造成支撑布置在其上的衬底416以进行处理。在图4A中，陶瓷层412具有非台阶式构造。在图4B和4C中，陶瓷层412具有台阶式构造。衬底支撑件400包括支撑上部边缘环424的底部环420。在台阶式构造中，边缘环424与陶瓷层412重叠。可以穿过绝缘板404、底部环420和/或基板408形成一个或多个通孔或引导通道428以容纳被设置成选择性地使边缘环424升高和降低的相应的升降销432。例如，引导通道428用作升降销432中的相应的升降销的销对准孔。
在图4A、4B和4C的示例中，边缘环424被配置为支撑布置在陶瓷层412上的衬底416的外边缘。例如，边缘环424的内径包括台阶434，其布置成支撑衬底416的外边缘。因此，边缘环424可以升高和降低以便于去除和更换边缘环424，但在处理过程中不会升高和降低(即，边缘环424不可调)。例如，可以使用升降销432升高边缘环424以便(例如，使用机器手170)去除和更换。
在一示例中，边缘环424的下部内侧拐角436可以被倒角以便于在衬底支撑件400上的边缘环424的对准(即，居中)。相反，陶瓷层412的上部外侧拐角444和/或下部内侧拐角448可以与拐角436互补地倒角。因此，当边缘环424下降到衬底支撑件400上时，倒角拐角436与倒角拐角444/448相互作用，以使边缘环424在衬底支撑件400上自对中。
边缘环424的上部外角456可以被倒角以便于从处理室102去除边缘环424。例如，因为衬底支撑件400被配置用于原位去除边缘环424(即，在没有完全打开处理室102和给处理室102通风的情况下)，边缘环424被配置成通过气锁去除。通常，气锁的尺寸适于容纳预定尺寸(例如，300mm)的衬底。然而，边缘环424的直径明显大于衬底416，并且典型的边缘环424可能不适合穿过气锁。因此，减小边缘环424的直径(例如，与如图3A和3B所示的边缘环324相比)。例如，边缘环324的外径类似于底部环320的外径。相反，边缘环424的外径显著小于底部环420的外径。仅举例而言，边缘环424的外径小于或等于约13英寸(例如，12.5英寸至13英寸)。倒角外角456进一步便于边缘环424通过气锁传送。
仅举例而言，外拐角的倒角可以具有0.050英寸至0.070英寸的高度，0.030英寸至0.050英寸的宽度和25°至35°的角度。在一些示例中，下拐角436的倒角可具有约0.025英寸(例如，0.015英寸到0.040英寸)的高度，约0.015英寸(例如，0.005英寸到0.030英寸)的宽度，以及约60°(50°-70°)的角度。仅举例而言，边缘环424的厚度(即，高度)约但不大于0.275英寸(例如，0.25英寸至0.30英寸)。例如，边缘环424的厚度可以不超过处理室102的气锁的高度，以使得能去除边缘环424。仅举例来说，如本文所使用的，边缘环424的″厚度″可以指在边缘环424的内径处的边缘环424的厚度(例如，边缘环424的在内壁458处的厚度/高度)，如上面参照图3A和3B所述。
如图4C所示，底部环420包括引导特征460。例如，引导特征460对应于从底部环420向上延伸的凸起环形凸缘464。引导通道428和升降销432延伸穿过底部环420以接合边缘环424。边缘环424包括环形底部凹槽468，其布置成容纳引导特征460。例如，边缘环424的轮廓可大致对应于被配置为容纳引导特征460的″U″形状。
因此，类似于图3A和3B，图4C的边缘环424的底表面被配置成与底部环420和陶瓷层412的相应上表面互补以形成迷宫界面472。换言之，界面472包括多个方向变化(例如，90度的方向变化)而不是向衬底支撑件400的内部结构提供在边缘环424和底部环420之间的直接路径。在一些示例中，引导特征460、边缘环424、底部环420和/或陶瓷层412的在界面360内的部分可以被倒角以便于边缘环424在衬底支撑件400上的对准(即，居中)。例如，边缘环424的内径的下部内拐角476和陶瓷层412的相应的下部内拐角480和/或上部外拐角484被倒角。在其他示例中，引导特征460在凹槽468内的机械对准使边缘环324居中。在一些示例中，下部拐角476的倒角可具有约0.025英寸(例如，0.015英寸至0.040英寸)的高度，宽度约为0.015英寸(例如，0.005英寸至0.030英寸)，并且角度为约60°(例如50°-60°)。
现在参考图5A和5B，更详细地示出了另一示例性衬底支撑件500。衬底支撑件500包括绝缘环或板504和布置在绝缘板504上的基板508。基板508支撑陶瓷层512，陶瓷层512构造成支撑布置在其上的衬底516以进行处理。在图5A中，陶瓷层512具有非台阶式构造。在图5B中，陶瓷层512具有台阶式构造。衬底支撑件500包括支撑上部边缘环524(如图5A所示)或上部边缘环526(如图5B所示)的底部环520。可以穿过绝缘板504、底部环520和/或基板508形成一个或多个通孔或引导通道528，以容纳相应的升降销532，升降销532布置成选择性地使边缘环524/526升高和降低。例如，引导通道528用作升降销532中的相应的升降销的销对准孔。如图5B所示，衬底支撑件500还可包括布置在底部环520和边缘环526之间的中部环536。在台阶式构造中，中部环536与陶瓷层512重叠并且布置成支撑衬底516的外边缘。
图5A和5B的示例组合了图3A和3B的可拆卸/可更换边缘环与图4A、4B和4C的可拆卸/可更换边缘环两者的特征。例如，即使在图5B的台阶式构造中，边缘环526没有在衬底516下方延伸并支撑衬底516。因此，边缘环524/526可在处理期间升高和降低。仅举例而言，图5A的边缘环524的可调范围是0.05英寸至0.15英寸，而图5B的边缘环526的可调范围为0.02英寸至0.05英寸。此外，边缘环524/526的外径如参照图4A、4B和4C所述减小以便于边缘环524/526穿过气锁传送。因此，如上所述，边缘环524/526可以被去除并原位替换。
如图5A所示，底部环520包括引导特征540。如图5B所示，中部环536包括引导特征540。例如，引导特征540对应于从底部环520/中部环536向上延伸的凸起环形凸缘544。在图5A和5B中的每一个中，引导通道528和升降销532延伸穿过底部环520以接合边缘环524/526。例如，边缘环524/526包括环形底部凹槽548，其布置成容纳引导特征540。例如，边缘环524/526的轮廓通常可以对应于被配置为容纳引导特征540的″U″形状。
因此，类似于图3A、3B和4C的示例，边缘环524/526的底表面构造成与底部环520和中部环536的相应上表面互补，以形成迷宫界面552。换言之，界面552包括多个方向变化(例如，90度的方向变化)，而不是向衬底支撑件500的内部结构提供在边缘环524/526和底部环520之间的直接路径。在一些示例中，引导特征540、边缘环524/526、底部环520和/或中部环536的在界面552内的部分可以被倒角，以便于边缘环524/526在衬底支撑件500上的对准(即，居中)。例如，在图5A中，边缘环524的拐角556和558以及底部环520的引导特征540和562的互补拐角560被倒角。相反，在图5B中，仅边缘环526的拐角556和底部环520的拐角560被倒角。边缘环524的上部外拐角564可以被倒角，以便于从处理室102去除边缘环524，如上面参照图4A、4B和4C所述的。
仅举例而言，下部拐角556和558的倒角可以具有大约0.005英寸至0.030英寸的高度和宽度以及大约25°至35°的角度。例如，边缘环524/526的厚度(即，高度)可以是大约但不大于0.25英寸(例如，0.25英寸至0.26英寸)，并且凹槽548的深度可以是0.200英寸至0.220英寸。边缘环524/526的厚度与凹槽548的深度之间的差可以不小于0.075英寸。例如，边缘环524/526的厚度可以不超过处理室102的气锁的高度，以使得能去除边缘环524/526。然而，边缘环524/526的厚度也可以最大化，而不超过气锁的高度，以优化边缘环524/526的可调性。换言之，随着边缘环524/526随时间侵蚀，边缘环524/526可以升高而不需要更换的量与边缘环524/526的厚度成比例地增加。仅举例而言，这里使用的边缘环524/526的″厚度″可以指边缘环524/526的内径处的边缘环524/526的厚度(例如，边缘环524/526在内壁568处的厚度/高度)，如上面参考图3A、3B、4A、4B和4C所述的。
现在参考图6A和6B，示例性底部环600(例如，对应于底部环320、420或520中的任何一个)可以实现时钟状特征以便于底部环600与绝缘环604对准。底部环600包括被布置成容纳延伸穿过绝缘环604的相应升降销612的多个引导通道608。底部环600还包括一个或多个时钟状特征，例如凹口616。凹口616被配置为容纳互补结构，例如突起620。因此，底部环600可以安装成使得凹口616与突起620对准并容纳突起620，以确保引导通道608与升降销612中的相应的升降销对准。
现在参考图7A、7B和7C，衬底支撑件700包括示例性底部环704、708和712，其配置成根据本公开的原理以非台阶式构造支撑顶部可移动边缘环。例如，如图7A所示，底部环704配置成支撑图3A的边缘环324。如图7B所示，底部环708配置成支撑图4A的边缘环424。如图7C所示，底部环712被配置为支撑图5A的边缘环524。底部环704、708和712中的每一个的相应上表面是台阶状的。换言之，相应的上表面中的每一个具有至少两个不同的高度。
衬底支撑件700包括绝缘环或板716和布置在绝缘板716上的基板(例如，ESC)720。基板720支撑陶瓷层724，陶瓷层724被配置为支撑在其上的衬底以进行处理。可以穿过绝缘板716和底部环704、708、712形成一个或多个通孔或引导通道728，以容纳升降销732，升降销732被布置成选择性地使相应的边缘环升高和降低。例如，引导通道728用作升降销732中的相应的升降销的销对准孔。升降销732和引导通道728的内表面之间的间隙被最小化以减少等离子体泄漏。换言之，引导通道728的直径仅比升降销732的直径略大(例如，大于0.005英寸-0.010英寸)。例如，升降销732可具有0.057英寸-0.061英寸的直径，而引导通道728的直径为0.063英寸-0.067英寸。在一些示例中，引导通道728包括窄区域734，其直径小于引导通道728的其他部分，以进一步限制等离子体泄漏。例如，窄区域734的直径可以比引导通道728的直径小0.002英寸-0.004英寸。类似地，在一些示例中，升降销732可以包括位于引导通道728的窄区域734内的窄区域。
如图7A所示，底部环704包括引导特征736。例如，引导特征736对应于从底部环704向上延伸的凸起环形凸缘740。凸缘740和内环形凸缘742限定凹槽744。引导通道728和升降销732延伸穿过引导特征736。底部环704的上表面构造成与边缘环324的底表面互补，以形成包括如上文所述的多个方向变化的迷宫界面。选择凹槽744和凸缘740的相应宽度以最小化凹槽744和凸缘740的相应竖直表面与边缘环324的底部上的互补竖直表面之间的间隙。例如，间隙可小于0.02英寸。
类似地，如图6中所示。如图7C所示，底部环712包括引导特征746。例如，引导特征746对应于从底部环712向上延伸的凸起环形凸缘748。凸缘748和内环形凸缘750限定第一凹槽752，而凸缘748和外环形边缘754限定第二凹槽756。引导通道728和升降销732延伸穿过底部环712。底部环712的上表面构造成与边缘环524的底表面互补，以形成包括如上所述的多个方向变化的迷宫式界面。凸缘748的高度大于内环形凸缘750的高度，以便在内环形凸缘750和边缘环524接触之前促进凸缘748与边缘环524的接合。
在一些示例中，引导特征746和/或底部环712的部分可以被倒角以便于边缘环524在衬底支撑件700上对准(即，居中)。例如，引导特征746的拐角760和764和底部环712的拐角768被倒角。在一些示例中，拐角760的倒角可以具有至少约0.008英寸(例如，0.007英寸至0.011英寸)的高度和宽度以及15°-25°的角度。拐角764的倒角可以具有至少约0.01英寸(例如，0.01英寸至0.02英寸)的高度和宽度以及20°-35°的角度。拐角768的倒角可以具有至少约0.010英寸(例如，0.010英寸至0.030英寸)的高度和宽度以及20°-35°的角度。
底部环704、708和712的内径可以是至少11.5英寸(例如，在11.5英寸和11.7英寸之间)。底部环704、708和712的外径可以不大于14英寸(例如，在13.8英寸和14.1英寸之间)。选择772处的底部环708和712的台阶内径以容纳边缘环424或524的外径。例如，边缘环424或524的外径可以是约12.8英寸(例如，+/-0.10英寸)。因此，底部环708和712在772处的内径可以是至少13.0英寸。
现在参考图8A、8B和8C，衬底支撑件800包括示例性底部环804、808和812，其配置成根据本公开的原理以台阶式构造支撑顶部可移动边缘环。例如，如图8A所示，底部环804被配置为支撑图3B的边缘环324。如图8B所示，底部环808被配置为支撑图4C的边缘环424。如图8C所示，底部环812被配置为支撑图5B的边缘环526。底部环804和812可以进一步配置为分别支撑图3B的中部环336和图5B的中部环536。每个底部环804、808和812的相应上表面是台阶状的。换言之，相应的上表面中的每一个具有至少两个不同的高度。
衬底支撑件800包括绝缘环或板816和布置在绝缘板816上的基板(例如，ESC)820。基板820支撑陶瓷层824，陶瓷层824被配置为支撑在其上的衬底以进行处理。结合层828可以布置在基板820和陶瓷层824之间，并且密封件832围绕结合层828。可以穿过绝缘板816和底部环804、808和812形成一个或多个通孔或引导通道836，以容纳升降销840，升降销840布置成选择性地使相应的边缘环升高和降低。例如，引导通道836用作升降销840中的相应的升降销的销对准孔。升降销840和引导通道836的内表面之间的间隙被最小化以减少等离子体泄漏。换言之，引导通道836的直径仅比升降销840的直径略大(例如，大0.005英寸-0.010英寸)。例如，升降销840可具有0.1英寸的直径，而引导通道836的直径为0.105英寸。在一些示例中，引导通道836包括窄区域842，窄区域842的直径小于引导通道836的其他部分的直径，以进一步限制等离子体泄漏。例如，窄区域842可以具有比引导通道836的直径小0.002英寸-0.004英寸的直径。在一些示例中，一个或多个陶瓷套管844可以布置在通道836中围绕升降销840。
如图8B所示，底部环808包括引导特征846。例如，引导特征846对应于从底部环808向上延伸的凸起环形凸缘848。凸缘848和外环形凸缘850限定凹槽852。底部环808的上表面构造成与边缘环424的底表面互补，以形成包括如上所述的多个方向变化的迷宫界面。选择凹槽852和凸缘848的相应宽度以最小化凹槽852和凸缘848的相应竖直表面与边缘环424的底部上的互补竖直表面之间的间隙。例如，间隙可小于0.010英寸。相反，在图8A和8C中，底部环804和812被构造成支撑具有相应引导特征348和540的中部环336和536。因此，底部环804和812的上表面构造成与中部环336和536的上表面结合而与边缘环324和526的底表面互补，以形成包括如上所述的多个方向变化的迷宫式界面。
在引导通道836包括陶瓷套管844的示例(例如，引导通道836穿过基板820的示例)中，底部环804、808和812可以配置为容纳陶瓷套管844。例如，底部环804、808和812可以包括游隙特征，例如腔或切口856，其具有比引导通道836更大的直径，以容纳陶瓷套管844的上端。在一些示例中，底部环804、808和812可以在安装升降销840之后安装。因此，底部环804、808和812中的相应开口可以包括倒角边缘860，以便于将底部环804、808和812安装在升降销840上。例如，边缘860的倒角可以具有0.020英寸至0.035英寸的高度和宽度以及40°-50°的角度。
如图8B和8C所示，选择底部环808和812在862处的台阶内径以容纳图4C的边缘环424和图5B的边缘环526的外径。例如，边缘环424和526的外径可以是约12.8英寸(例如，+/-0.10英寸)。因此，底部环808和812在862处的内径可以是至少13.0英寸。因此，底部环808和812与边缘环424和526的外径之间的间隙可以最小化，同时仍然防止底部环808和812的竖直表面与边缘环424和526之间的接触。
在一些示例中，例如，如图8B所示，底部环808可包括在864处的第一外径和在868处的第二外径。在868处的第二外径大于在864处的第一外径。例如，衬底支撑件800可包括衬垫872，衬垫872保护绝缘板816、基板820、底部环808等的外部部分。然而，衬垫872不会保护底部环808的暴露于等离子体的上部部分，并且与基板820的上边缘876相邻的区域(如虚线箭头880所示)的底部环808的腐蚀增加会出现。因此，底部环808包括在第二外径868处的附加材料，以补偿增加的腐蚀。
现在参考图9，示出了示例性中部环900。中部环900可以以一定的构造提供，在该构造中，顶部边缘环将由衬底支撑件的两个不同部件的上表面支撑。例如，如图3B和5B所示(分别对应于图8A和8C)，顶部边缘环与相应的陶瓷层和相应的底部环重叠。因此，中部环900布置成支撑顶部边缘环的一部分，否则顶部环的该部分将由陶瓷层支撑。如图所示，中环900为″U″形。
中部环900包括限定凹槽912的内环形凸缘904和外环形凸缘908。凹槽912构造成接收相应的顶部边缘环(例如，边缘环324或526)。相反，外环形凸缘908用作引导特征，以在更换期间使顶部边缘环324或526居中，如上文在图3B和5B中所描述的。在一些示例中，拐角916和920被倒角以便于与顶部边缘环接合。例如，拐角916的倒角可以具有至少约0.010英寸(例如，0.005英寸至0.015英寸)的高度和宽度以及约20°(例如，15°-25°)的角度。拐角920的倒角可以具有至少约0.015英寸(例如，0.010英寸至0.020英寸)的高度和宽度以及约30°(例如，25°-35°)的角度。选择外环形凸缘908的宽度以使凸缘908的相应竖直表面与边缘环324或526底部上的互补竖直表面之间的间隙最小化。例如，间隙可小于0.010英寸以限制等离子体泄漏。
现在参考图10A和10B，衬底支撑件1000的两个横截面图示出了底部环1004，其被配置为根据本公开的原理以台阶式构造支撑顶部可移动边缘环。例如，底部环1004被配置为以类似于图5B和8C所示的构造支撑边缘环(例如，526)。底部环1004还可以被配置为以类似于图5B中所示的构造支撑中部环。
衬底支撑件1000包括绝缘环或板1008和布置在绝缘板1008上的基板(例如，ESC)1012。基板1012支撑陶瓷层1016，陶瓷层1016构造成支撑在其上的衬底以进行处理。结合层1020可以布置在基板1012和陶瓷层1016之间，并且密封件1024围绕结合层1020。如图10A所示，可以穿过绝缘板1008、基板1012和底部环1004形成一个或多个通孔或引导通道1028，以容纳升降销1032，升降销1032布置成选择性地使边缘环升高和降低。例如，引导通道1028用作升降销1032中的相应的升降销的销对准孔。升降销1032和引导通道1028的内表面之间的间隙被最小化以减少等离子体泄漏。换言之，引导通道1028的直径仅比升降销1032的直径略大(例如，大0.005英寸-0.010英寸)。例如，升降销1032可具有0.1英寸的直径，而引导通道1028的直径为0.105英寸。在一些示例中，引导通道1028包括窄区域1036，窄区域1036的直径小于引导通道1028的其他部分的直径，以进一步阻止等离子体泄漏。例如，窄区域1036可以具有比引导通道1028的直径小0.002-0.004英寸的直径。在一些示例中，一个或多个陶瓷套管1040可以围绕升降销1032布置在通道1028中。
衬底支撑件1000可以包括衬垫1044，衬垫1044布置成包围并保护衬底支撑件1000的部件，例如绝缘板1008、基板1012和底部环1004。如图10A和10B所示的底部环1004包括从衬垫1044上方的底部环1004径向向外延伸的环形唇缘1048。当衬垫1044存在时，唇缘1048便于安装和去除底部环1004。
如图10B所示，基板1012可以使用穿过相应的螺栓安装孔1056插入的螺栓1052耦合到绝缘板1008上。陶瓷插头1060布置在螺栓1052上方，以防止等离子体泄漏至螺栓安装孔1056中以及底部环1004和基板1012之间。如图10B所示的底部环1004包括游隙特征，例如腔或切口1064，以容纳陶瓷插头1060。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方式在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方式的特征中实现和/或与任何其它实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的加载锁。
概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定工艺的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方式中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的工艺。
示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方式在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方式的特征中实现和/或与任何其它实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的加载锁。
概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定工艺的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方式中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的工艺。
示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。

Claims (22)

1.一种中部环，其被配置为布置在底部环上并且用于支撑可移动的边缘环，其中所述可移动的边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低，所述中部环包括：
上表面，其中所述上表面是台阶状的；
环形内径；
环形外径；
下表面；
引导特征，其限定所述环形外径，其中所述引导特征的第一上部拐角或第二上部拐角中的至少一个被倒角以用于对准并便于与所述可移动的边缘环接合；
内环形凸缘，其限定所述环形内径，其中所述内环形凸缘相对于所述引导特征为向下的台阶状，以支撑衬底的边缘；和
在所述引导特征和所述内环形凸缘之间限定的凹槽。
2.根据权利要求1所述的中部环，其中所述引导特征的所述第一上部拐角和所述第二上部拐角中的被倒角的所述至少一个是所述引导特征的外上部拐角。
3.根据权利要求1所述的中部环，其中所述中部环是＂U＂形的。
4.根据权利要求1所述的中部环，其中所述上表面包括至少四个方向变化。
5.根据权利要求1所述的中部环，其中所述上表面包括至少五个交替的竖直和水平表面。
6.一种中部环，其被配置为布置在底部环上并且用于支撑可移动的边缘环，其中所述可移动的边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低，所述中部环包括：
上表面，其中所述上表面是台阶状的；
环形内径；
环形外径；
下表面；
引导特征，其限定所述环形外径；
内环形凸缘，其限定所述环形内径，其中所述内环形凸缘相对于所述引导特征为向下的台阶状，并且被配置为支撑衬底的边缘；和
在所述引导特征的径向内侧壁和所述内环形凸缘的径向外侧壁之间限定的凹槽，
其中所述内环形凸缘的所述径向外侧壁和所述引导特征的所述径向内侧壁被配置为在所述可移动的边缘环完全降低或部分升高时水平重叠所述可移动的边缘环的延伸部。
7.根据权利要求6所述的中部环，其中所述引导特征的第一上部拐角或第二上部拐角中的至少一个被倒角以便于与所述可移动的边缘环的对准和接合。
8.根据权利要求7所述的中部环，其中所述引导特征的所述第一上部拐角和所述第二上部拐角中的被倒角的所述至少一个是所述引导特征的外上部拐角。
9.根据权利要求6所述的中部环，其中所述引导特征具有第一水平宽度，所述内环形凸缘具有第二水平宽度，并且所述第一水平宽度大于所述第二水平宽度。
10.根据权利要求6所述的中部环，其中所述中部环是＂U＂形的。
11.根据权利要求6所述的中部环，其中所述上表面包括至少四个方向变化。
12.根据权利要求6所述的中部环，其中所述上表面包括至少五个交替的竖直和水平表面。
13.根据权利要求6所述的中部环，其中所述中部环的所述环形外径大于所述衬底的外径。
14.根据权利要求6所述的中部环，其中所述引导特征被配置为延伸到所述可移动的边缘环的下表面中的第二凹槽中。
15.根据权利要求6所述的中部环，其中所述引导特征的所述径向内侧壁和所述内环形凸缘的所述径向外侧壁被配置为在所述可移动的边缘环完全降低或部分升高时与所述可移动的边缘环的延伸部形成迷宫式界面。
16.一种中部环，其被配置为布置在底部环上并且用于支撑可移动的边缘环，其中所述可移动的边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低，所述中部环包括：
环形体；
内环形凸缘，其从所述环形体的内径向上延伸；
外环形凸缘，其从所述环形体的外径向上延伸；和
水平部分，其从所述内环形凸缘的径向外侧壁沿着所述环形体的上表面延伸到所述外环形凸缘的径向内侧壁，
其中所述内环形凸缘、所述外环形凸缘、和所述水平部分限定凹槽，所述凹槽被配置为在所述可移动的边缘环完全降低或部分升高时接收所述可移动的边缘环的延伸部并与所述可移动的边缘环的所述延伸部限定迷宫式界面。
17.根据权利要求16所述的中部环，其中：
所述内环形凸缘的所述径向外侧壁被配置为当所述可移动的边缘环升高时平行于所述可移动的边缘环的所述延伸部的径向内侧表面移动并与所述径向内侧表面水平重叠，并且
所述外环形凸缘的所述径向内侧壁被配置为当所述可移动的边缘环升高时平行于所述可移动的边缘环的所述延伸部的径向外侧表面移动并与所述径向外侧表面水平重叠。
18.根据权利要求16所述的中部环，其中所述外环形凸缘包括第一上部拐角或第二上部拐角中的至少一个，其被倒角，以相对于所述衬底支撑件定位所述可移动的边缘环。
19.根据权利要求17所述的中部环，其中所述内环形凸缘的高度比所述外环形凸缘的高度低。
20.根据权利要求17所述的中部环，其中所述内环形凸缘的顶表面布置在衬底的边缘的底表面的竖直下方。
21.一种中部环，其被配置为布置在底部环上并且用于支撑可移动的边缘环，其中所述可移动的边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低，所述中部环包括：
环形体；
内环形凸缘，其从所述环形体的内径向上延伸；和
外环形凸缘，其从所述环形体的外径向上延伸，
其中所述内环形凸缘的径向外侧壁和所述外环形凸缘的径向内侧壁被配置为当所述可移动的边缘环相对于所述中部环从完全降低位置升高到升高位置时与所述可移动的边缘环的延伸部的面向侧壁维持预定的水平间隙。
22.一种中部环，其被配置为布置在底部环上并且用于支撑可移动的边缘环，其中所述可移动的边缘环被配置为相对于衬底支撑件升高和降低，所述中部环包括：
环形体；
内环形凸缘，其从所述环形体的内径向上延伸；
外环形凸缘，其从所述环形体的外径向上延伸；和
水平部分，其在所述内环形凸缘和所述外环形凸缘之间沿所述环形体的上表面延伸，
其中所述内环形凸缘、所述外环形凸缘、和所述水平部分被配置为限定凹槽，所述凹槽被配置为接收所述可移动的边缘环的延伸部，其中所述凹槽具有与所述可移动的边缘环的所述延伸部互补的形状。
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