CN217387074U - 用于衬底处理***中增强屏蔽的宽覆盖边缘环 - Google Patents

用于衬底处理***中增强屏蔽的宽覆盖边缘环 Download PDF

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Abstract

一种被配置为布置在衬底处理室中的底部环上方的宽覆盖边缘环包括：上表面；下表面，其包括下表面台阶，所述下表面台阶从所述下表面向下延伸，并且被配置为被容纳在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接；内径，所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及外径。所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。

Description

用于衬底处理***中增强屏蔽的宽覆盖边缘环
技术领域
本公开涉及用于衬底处理***的宽覆盖边缘环设计。
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。当前指定的发明人的工作在其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说明书的各方面中描述的范围内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***对半导体晶片之类的衬底进行处理。衬底处理的示例包括沉积、灰化、蚀刻、清洁和/或其他工艺。可以将处理气体混合物供应至处理室以处理衬底。等离子体可以用于点燃气体以增强化学反应。
在处理期间将衬底布置在衬底支撑件上。边缘环具有布置在衬底的径向外边缘周围并且邻近衬底的径向外边缘的环形体。边缘环可用于将等离子体成形或聚焦到衬底上。边缘环有时被称为顶部边缘环。现有的机器可更换顶部边缘环并非设计用于宽覆盖，部分原因是环的外径需要足够小以通过衬底处理***内的多个传输端口。此类边缘环的示例可以在2020年5月19日公布的美国专利No.10,658,222和于2020年1月16日公开的美国专利公开No.2020/0020565中找到。这些示例和其他现有的机器可更换顶部边缘环在安装后覆盖紧邻衬底的区域。在一些情况下，边缘环可以部分地覆盖底部环。然而，这些环并未被设计为在蚀刻处理期间为下伏的部件(例如，底部边缘环或其他支撑或致动结构)提供足够的保护，使其免受离子轰击。当下伏的部件没有被顶部边缘环屏蔽时，激发的等离子体离子可能会迅速侵蚀下伏的部件的外边缘。这通常会导致需要更频繁地更换下伏的部件。
实用新型内容
一种被配置为布置在衬底处理室中的底部环上方的宽覆盖边缘环包括：上表面；下表面，其包括下表面台阶，所述下表面台阶从所述下表面向下延伸，并且被配置为被容纳在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接(interface)；内径，所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及外径。所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。
在其他特征中，所述边缘环是能更换的边缘环，其被配置为通过与衬底相同的开口被传送进入和离开所述衬底处理室。所述边缘环由石英构成。所述边缘环的所述上表面通常是平坦的。所述边缘环的所述上表面包括有角度的向上台阶。所述边缘环的下内角具有第一半径，并且所述边缘环的下外角具有第二半径。所述第二半径大于所述第一半径。所述突出部的厚度大于或等于所述凸台的厚度。
在其他特征中，一种边缘环***包括边缘环并且还包括所述底部环。所述底部环由陶瓷构成。所述底部环包括多个引导通道。所述底部环的内径包括朝向所述边缘环向上延伸的边沿，并且其中，所述凹部限定在所述边沿和所述室衬里之间。所述边缘环***还包括所述室衬里，所述室衬里的上端包括向外台阶，并且所述凹部限定在所述边沿和所述向外台阶之间。所述边缘环的下外角的半径被配置为与由所述室衬里的所述向外台阶限定的半径对接。在所述边缘环和所述室衬里之间限定蜿蜒的路径。
一种边缘环***包括：底部环，其具有从所述底部环的内径向上突出的边沿；以及设置在所述底部环的顶部的宽覆盖边缘环。所述边缘环包括：上表面；下表面，所述下表面包括下表面台阶，所述下表面台阶沿所述边沿径向向外且从所述下表面向下延伸，并且被配置为被容纳在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接；内径，在所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及外径。所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。
在其他特征中，所述边缘环由石英构成，而所述底部环由陶瓷构成。所述边缘环的下内角具有第一半径，所述边缘环的下外角具有第二半径，并且所述第二半径大于所述第一半径。所述边缘环***还包括所述室衬里。所述室衬里的所述上端包括向外台阶，所述凹部被限定在所述边沿和所述向外台阶之间，并且所述边缘环的所述下外角的所述第二半径被配置为与由所述室衬里的所述向外台阶限定的第三半径对接。在所述边缘环和所述室衬里之间限定蜿蜒的路径。
一种边缘环***包括：底部环；以及设置在所述底部环的顶部的宽覆盖边缘环。所述边缘环包括：上表面；下表面，该下表面被配置为被支撑在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接；内径，在所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及外径。所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。
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衬底处理***的功能框图；
图2A是根据本公开的示例性边缘环；
图2B是根据本公开的另一示例性边缘环；
图2C是根据本公开的另一示例性边缘环；
图2D是根据本公开的另一示例性边缘环；
图2E是根据本公开的另一示例性边缘环；以及
图2F是根据本公开的另一示例性边缘环。
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
在衬底处理期间，衬底被布置在诸如静电卡盘(ESC)之类的基座上，供应处理气体，并且在处理室中激励等离子体。由于暴露在等离子体中，因此处理室内部件的暴露表面会受到磨损。
例如，边缘环布置在衬底的径向外边缘周围以使等离子体成形。在操作期间，衬底和边缘环的暴露表面被等离子体蚀刻。结果，边缘环磨损并且边缘环对等离子体的影响发生变化，这可能对均匀性产生不利影响。例如，由于磨损，边缘环的暴露表面相对于衬底会具有不同的高度。因此，在一些衬底处理***中，需要定期打开处理室以更换磨损的边缘环。
在某些情况下，边缘环可以被支撑在底部环(例如陶瓷底部环)上。在一些实施方案中，边缘环被配置为与衬底通过相同的开口(例如，槽阀)被传送进入和离开处理室。这种方法通过消除真空破坏和潜在的污染源来减少室停机时间。在一些示例中，由于边缘环需要配合穿过多个传送开口，因此边缘环的外径受到最小开口的尺寸的限制。因此，当边缘环安装在处理室中时，边缘环可能不会完全覆盖底部环的上表面。底部环未被边缘环或室衬里覆盖的部分因此暴露于等离子体和磨损、离子轰击、副产物沉积、腐蚀等。因此，底部环的暴露减少了清洁之间的平均时间(MTBC)并且增加了室关闭/待机事件的频率。
根据本公开的边缘环设计被配置为覆盖和保护下面的部件，例如底部环和/或其他支撑/致动***。例如，边缘环(例如，可更换的石英边缘环)从底部环的内径延伸超过底部环的外径。在一实施方案中，边缘环的外径延伸到室衬里并与室衬里对接。因此，底部环的上表面(包括其径向最外边缘)不会暴露于处理室的等离子体体积内的侵蚀、颗粒和/或其他污染。此外，边缘环和室衬里之间的间隙被最小化，以防止等离子体点燃和在底部环上形成副产物(例如，形成氟化铝)。
在一实施方案中，边缘环的表面轮廓被配置为与室衬里和/或底部环的表面对接或互锁(例如，互补)。以这种方式，消除了从等离子体体积到底部环以及ESC的边缘密封的直接视线。
现在参考图1，示出了根据本公开的某些实施方案的执行等离子体处理并且包括可更换的边缘环***的衬底处理***100的示例。衬底处理***100包括线圈驱动电路104。在一些示例中，线圈驱动电路104包括RF源108、脉冲电路112和调谐电路114。脉冲电路112控制RF信号的TCP包络并且在操作期间改变TCP包络的占空比(例如，介于1％和99％之间)。如可以理解，脉冲电路112和RF源108可以组合或分开。
调谐电路114可以直接连接到一个或多个感应线圈116。调谐电路114将RF源108的输出调谐到期望的频率和/或期望的相位，匹配线圈116的阻抗和/或在线圈116之间分配功率。虽然示出了包括多个线圈的示例，但是可以使用包括单个导体或多个导体的单个线圈。
介电窗120沿着处理室122的一侧布置。处理室122还包括用于支撑衬底128的衬底支撑件(或基座)124。衬底支撑件124可以包括静电卡盘(ESC)、机械卡盘或其他类型的卡盘。处理气体被供应到处理室122并且等离子体132在处理室122内部产生。RF偏置驱动电路136可用于在操作期间向衬底支撑件124供应RF偏置以控制离子能量。RF偏置驱动电路136可以包括RF源和阻抗匹配电路(未示出)。
在一些实施方案中，充气室140布置在介电窗120附近(例如，在其上方，如图所示)。气体输送***144可用于将气体从气源146经由阀148输送到充气室140。气体可以包括用于冷却线圈116和介电窗120的冷却气体(空气)。
气体输送***156可用于向处理室122供应处理气体混合物。气体输送***156可包括气体源158(例如前体、蒸气、一种或多种其他气体、惰性气体)、气体计量***160(例如阀和质量流量控制器)以及歧管162。气体注入器(未示出)可以布置在介电窗口120的中心(或其他位置)并且用于将来自气体输送***156的气体混合物注入到处理室122中。
加热器/冷却器164可用于将衬底支撑件124加热/冷却至预定温度。排放***166包括阀168和泵170以控制处理室122中的压强和/或通过清扫或抽排从处理室122中去除反应物。
***控制器172可用于控制该处理。***控制器172监控***参数并控制气体混合物的输送、激励、维持和熄灭等离子体、去除反应物、供应冷却气体等。
衬底支撑件124可以包括边缘环***，该边缘环***包括边缘环174。如图所示，边缘环174布置在底部环176上方。根据本公开的边缘环174被配置为保护底部环176而不暴露于等离子处理环境，如下文更详细描述的。例如，边缘环174从底部环176的内径延伸经过底部环176的外径。在一个实施方案中，边缘环174的外径延伸到室衬里(在图1中未示出)并与室衬里对接。
在某些实施方案中，***控制器172控制机械手180以将衬底和/或边缘环传送到处理室。***控制器172还控制一个或多个致动器182，该致动器182移动升降销(图1中未示出)以选择性地升高和降低边缘环174，从而促进边缘环174往来于衬底支撑件124传送。***控制器172还可以接收来自用于感测边缘环的高度的一个或多个传感器184的输出。传感器的非限制性示例包括光学传感器、物理传感器、压电传感器、超声波传感器等。
现在参考图2A-2F，示出了根据本公开的用于衬底支撑件204的边缘环***200的实施方案。例如，边缘环***200被配置用于在衬底处理***100和处理室122内操作，如上文在图1中描述的。边缘环***200包括被布置成围绕衬底支撑件204的顶部的宽覆盖边缘环208(例如，顶部边缘环)。底部环212围绕衬底支撑件204的基板216(例如，由铝构成的导电基板)，并且宽覆盖边缘环208布置在底部环212上方。在一些实施方案中，宽覆盖边缘环208由石英构成，而底部环212由陶瓷构成。在一些实施方案中，底部环212至少部分地由陶瓷制成以最小化通过暴露于自由基引起的腐蚀并延伸MTBC。
陶瓷层220布置在基板216上。陶瓷层220被配置为在处理期间支撑衬底224。在一些实施方案中(如图所示)，宽覆盖边缘环208被支撑在陶瓷层220上并且不接触底部环212。例如，底部环的下表面或底表面的10-40％直接接触并且被支撑在陶瓷层220上。在一些实施方案中，粘合剂层228布置在基板216和陶瓷层220之间。提供边缘密封件232(例如，O形环)以保护粘合剂层228。
在一些实施方案中，室衬里236布置在处理室122的下部。在一些实施方案中，室衬里236位于处理室122的外壁和底部环212之间。如图2B所示，室衬里236围绕底部环212的外周边和宽覆盖边缘环208的至少一部分。在一些实施方案中，提供室衬里236以最小化处理室122壁上的副产物沉积。在一些实施方案中，提供室衬里236以保护底部环212免受磨损、副产物沉积等。
如图2A所示，宽覆盖边缘环208包括唇缘或突出部240，其从宽覆盖边缘环208的外径径向向外延伸并且悬垂/延伸到室衬里236上方。在如图2A所示的实施方案中，室衬里236的上端包括向外台阶244(即，相对于衬底支撑件204径向向外和向上的台阶)。相反，宽覆盖边缘环208的外径具有向内台阶248(即，相对于衬底支撑件204径向向内且向下的台阶)。因此，宽覆盖边缘环208的外径的轮廓与室衬里236的上端互补并被配置为与室衬里236的上端对接。如图所示，宽覆盖边缘环208不接触室衬里236。
尽管图2C和2D的室衬里236不包括向外台阶244，但是图2C和2D的宽覆盖边缘环208包括向内台阶248并且被配置为与室衬里236的上端对接。例如，突出部240在室衬里236的上端上方延伸并覆盖该上端的至少20％。在一些实施方案中(如图所示)，突出部覆盖室衬里236的上端的至少50％(例如，介于50％和100％之间)。
在图2A、2B、2C和2D的每一个中，宽覆盖边缘环208的内径包括凸台或台阶250。例如，台阶250从宽覆盖边缘环208的内径径向向内且向下延伸。台阶250被配置为在衬底224的外边缘下方延伸。例如，衬底224在台阶250上方延伸并悬垂在台阶250之上。
如图2A和2B所示，底部环212和室衬里236限定了凹部252。例如，底部环212的内径具有向上突出的边沿256，并且凹部252限定在边沿256和室衬里236之间。宽覆盖边缘环208的底表面包括下表面台阶260，其向下(即，边沿256的径向向外)延伸到凹部252中。相反，在图2C和2D所示的实施方案中，宽覆盖边缘环208的底表面通常是平坦的(即，不包括向下台阶)。以这种方式，宽覆盖边缘环208、底部环212和室衬里236之间的界面262限定了处理室容积264和底部环212、边缘密封件232等之间的蜿蜒或曲折路径。换言之，界面262被配置为消除从处理室容积264到底部环212的表面的直接视线。因此，宽覆盖边缘环208和室衬里236的布置被配置为保护底部环212而不直接视线暴露于等离子体和离子轰击。
宽覆盖边缘环208的内径和下表面台阶260之间的径向距离可以根据下表面台阶260的底表面上所需的最小表面积来选择。例如，下表面台阶260的底表面可以被配置为被支撑在传送机械手(例如真空传送模块的传送机械手)的末端执行器上。因此，选择下表面台阶260的宽度以最大化下表面台阶260的底表面和末端执行器之间的接触。在一些示例中，宽覆盖边缘环208的内径和下表面台阶260之间的最大径向距离介于约30和50mm之间。在一些实施方案中，宽覆盖边缘环208的内径与下表面台阶260之间的最大径向距离约为40mm。在一实施方案中，下表面台阶260的内边缘位于宽覆盖边缘环208的不大于330mm的径向距离处。如本文所用，术语“约”可指“相差在5％以内”。
界面262包括宽覆盖边缘环208的底表面与底部环212以及室衬里236的表面之间的间隙。如上所述，边缘环***200被配置为使得宽覆盖边缘环208被支撑在陶瓷层220上。因此，宽覆盖边缘环208的底表面在底部环212和室衬里236的表面之上并且与底部环212和室衬里236的表面稍微间隔开。以这种方式，制造差异(例如，宽覆盖边缘环208、底部环212、陶瓷层220等的厚度/高度的变化)不会导致底部环212和室衬里236中的任一个与宽覆盖边缘环208之间的接触。替代地，边缘环***200的各种部件的制造公差被选择以确保界面262至少包括最小间隙(例如，至少0.03mm且不大于1.20mm的间隙)。间隙的宽度可以是均匀的或可以变化(例如，宽覆盖边缘环208和底部环之间的间隙的宽度以及宽覆盖边缘环208和室衬里236之间的宽度可以是相同的或如图所示不同的)。
该间隙防止宽覆盖边缘环208和室衬里236之间的直接接触。在一些实施方案中，宽覆盖边缘环208和室衬里236之间没有接触。与室衬里236接触可以改变宽覆盖边缘环208的阻抗，改变宽覆盖边缘环208上方的等离子体鞘等等。与室衬里236的接触也可能(例如，由于室衬里236和宽覆盖边缘环208的不同温度、不同的热膨胀系数等)导致宽覆盖边缘环208在操作期间的无意移动。
以这种方式，显著减少了底部环212暴露于等离子体、离子、自由基等，从而减少了颗粒的产生，使底部环212的侵蚀和磨损最小化，并增加了MTBC。此外，宽覆盖边缘环208可以是消耗品和可更换的。换言之，当宽覆盖边缘环208在使用期间磨损时，可以(例如，根据预定时间表，响应于宽覆盖边缘环208的测量或感测到的尺寸达到阈值等等)更换宽覆盖边缘环208。因此，由于宽覆盖边缘环208是可更换的，宽覆盖边缘环208可以被配置为保护底部环212而不影响(即，降低)MTBC。
在一些实施方案中，突出部240的高度或厚度大于或等于径向向内延伸的凸台268的高度或厚度。通常，宽覆盖边缘环208的寿命(即更换之间的时间)取决于凸台268的厚度，因为凸台268暴露于等离子体和相关磨损。因此，在一些实施方案中，突出部240至少与凸台268一样厚，使得突出部240不会进一步限制宽覆盖边缘环208的寿命。在一些实施方案中，突出部240至少比凸台268厚1％至20％。
如图2A-2D和2F所示，宽覆盖边缘环208的上表面通常是平坦的。在其他实施方案中，宽覆盖边缘环208的上表面可以包括向上台阶(例如，如图2E所示的有角度的或倾斜的向上台阶270)或向上斜坡(朝向外径)。以这种方式，可以增加突出部240的厚度而不增加宽覆盖边缘环208的内径处的高度或厚度。在一些实施方案中，图2E的宽覆盖边缘环208不具有下表面台阶260，使得底表面大体上是平坦的，类似于图2C和2D中描绘的宽覆盖边缘环208的底表面。在一些实施方案中，图2E的宽覆盖边缘环208的底表面被修改以使得能与不形成凹部252的下伏的部件正确对接，如图2A中所示。换言之，在一些实施方案中，底表面被配置为与不具有边沿256的底部环和不包括向外台阶244的室衬里236对接。
如图2A和2B所示，底部环212包括多个引导通道274。引导通道274与凹部252和下表面台阶260对齐。升降销276穿过引导通道274中的相应引导通道以与宽覆盖边缘环208的底表面对接(即接触)。因此，升降销276可以升高和降低以升高和降低宽覆盖边缘环208。例如，升降销276可以升高宽覆盖边缘环208，以促进边缘环的(例如，使用机械手的末端执行器)移除和更换，并且降低宽覆盖边缘环208以将宽覆盖边缘环208降低到衬底支撑件204上。
尽管显示为大体平坦的，但宽覆盖边缘环208的底表面的区域可被配置为促进与升降销276接触。例如，宽覆盖边缘环208的底表面可以包括被配置为与销276、粗糙表面区域等对齐的定心或保持特征(例如，凹口或凹槽)。在其他实施方案中(例如，如图2C所示)，底部环212可以不包括引导通道274。在又一实施方案中，图2C中所示的底部环212可以包括用于接收升降销276(例如，如图2D所示)的引导通道274。
宽覆盖边缘环208的另一个角可以是弯曲的或圆角的，以便于制造以及与底部环212、陶瓷层220、室衬里236等等的接合和/或对齐。这些角可以具有相同或不同的半径(即曲率半径)。在图2A和2B所示的实施方案中，第一下内角280-1的第一半径可以不同于宽覆盖边缘环208的第二下内角280-2的半径。例如，第二下内角280-2的半径可以是第一下内角280-1的第一半径的至少两倍。在其他示例中，第一下内角280-1和第二下内角280-2具有相同的半径。
下外角280-3具有大于第一半径的第二半径。例如，第二半径被配置为与室衬里236的内表面互补。换句话说，下外角280-3的第二半径根据由室衬里236的向外台阶244限定的第三半径来选择。在一些实施方案中，第二半径(即，曲率半径)是第一半径的至少两倍。在一些实施方案中，具有较小的第一半径和较大的第二半径有助于在各个位置与周围部件对齐。第一下内角280-1和第二下内角280-2之间的角280-4的半径可以与第一下内角280-1的第一半径相同。
在一些实施方案中，宽覆盖边缘环208的一个或多个表面可以被抛光。例如，可以抛光宽覆盖边缘环208的上表面以增加光学透明度。相反，宽覆盖边缘环208的其他表面可以未抛光或有意粗糙化以降低光学透明度。例如，在使用光束来确定宽覆盖边缘环208的位置的实施方案中，可对宽覆盖边缘环208的底表面进行未抛光或粗糙化以促进对齐期间的检测。
在一些实施方案中，宽覆盖边缘环208的内径包括如图2F所示的倾斜表面284。例如，倾斜表面284相对于台阶250的上表面具有介于5度和45度之间的角度。在其他示例中，该角度可以小于5度或大于45度。如图所示，图2F中的宽覆盖边缘环208类似于图2C所示的宽覆盖边缘环208的实施方案，但具有包括倾斜表面284而不是基本上竖直的表面的内径。在其他实施方案中，显示在图2A-2E中的任何示例性宽覆盖边缘环208可以包括倾斜表面284。
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，虽然每个实施方案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案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案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是相互排斥的，并且一个或多个实施方案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***的一部分，该***可以是上述示例的一部分。这样的***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***等)。这些***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***的各种部件或子部件。根据处理要求和/或***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***连接或通过接口连接的装载锁。
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***上或针对半导体晶片或***执行特定工艺的操作参数。在一些实施方案中，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***集成、耦合到***、以其它方式联网到***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***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***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***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***。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***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***。
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 (21)

1.一种宽覆盖边缘环，其被配置为布置在衬底处理室中的底部环上方，所述宽覆盖边缘环包括：
上表面；
下表面，其中所述边缘环的所述下表面包括从所述下表面向下延伸的下表面台阶，其中所述下表面台阶被配置为被容纳在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接；
内径，其中所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及
外径，其中所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，其中所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且其中，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。
2.根据权利要求1所述的边缘环，其中，所述边缘环是能更换的边缘环，其被配置为通过与衬底相同的开口被传送进入和离开所述衬底处理室。
3.根据权利要求1所述的边缘环，其中，所述边缘环由石英构成。
4.根据权利要求1所述的边缘环，其中，所述边缘环的所述上表面通常是平坦的。
5.根据权利要求1所述的边缘环，其中，所述边缘环的所述上表面包括有角度的向上台阶。
6.根据权利要求1所述的边缘环，其中，所述边缘环的下内角具有第一半径，并且所述边缘环的下外角具有第二半径。
7.根据权利要求6所述的边缘环，其中，所述第二半径大于所述第一半径。
8.根据权利要求1所述的边缘环，其中，所述突出部的厚度大于或等于所述凸台的厚度。
9.一种边缘环***，其包括根据权利要求1所述的边缘环并且还包括所述底部环。
10.根据权利要求9所述的边缘环***，其中，所述底部环由陶瓷构成。
11.根据权利要求10所述的边缘环***，其中，所述底部环包括多个引导通道。
12.根据权利要求10所述的边缘环***，其中，所述底部环的内径包括朝向所述边缘环向上延伸的边沿，并且其中，所述凹部限定在所述边沿和所述室衬里之间。
13.根据权利要求12所述的边缘环***，其还包括所述室衬里，其中所述室衬里的上端包括向外台阶，并且其中所述凹部限定在所述边沿和所述向外台阶之间。
14.根据权利要求13所述的边缘环***，其中，所述边缘环的下外角的半径被配置为与由所述室衬里的所述向外台阶限定的半径对接。
15.根据权利要求13所述的边缘环***，其中，在所述边缘环和所述室衬里之间限定蜿蜒的路径。
16.一种边缘环***，其包括：
底部环，其中，边沿从所述底部环的内径向上突出；
设置在所述底部环的顶部的宽覆盖边缘环，所述边缘环包括：
上表面，
下表面，其中所述边缘环的所述下表面包括沿所述边沿径向向外的从所述下表面向下延伸的下表面台阶，并且其中所述下表面台阶被配置为被容纳在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接；
内径，其中所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及
外径，其中所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，其中所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且其中，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。
17.根据权利要求16所述的边缘环***，其中，所述边缘环由石英构成，而所述底部环由陶瓷构成。
18.根据权利要求16所述的边缘环***，其中所述边缘环的下内角具有第一半径，并且所述边缘环的下外角具有第二半径，并且其中所述第二半径大于所述第一半径。
19.根据权利要求18所述的边缘环***，其还包括所述室衬里，其中所述室衬里的所述上端包括向外台阶，其中所述凹部被限定在所述边沿和所述向外台阶之间，并且其中所述边缘环的所述下外角的所述第二半径被配置为与由所述室衬里的所述向外台阶限定的第三半径对接。
20.根据权利要求19所述的边缘环***，其中，在所述边缘环和所述室衬里之间限定蜿蜒的路径。
21.一种边缘环***，其包括：
底部环；
设置在所述底部环的顶部的宽覆盖边缘环，所述边缘环包括
上表面，
下表面，其被配置为被支撑在至少部分地由所述底部环的上表面和室衬里的内表面限定的凹部内并与所述凹部对接；
内径，其中所述边缘环的所述内径中限定有凸台；以及
外径，其中所述边缘环的所述外径包括从所述边缘环径向向外延伸并在所述外径中限定向内台阶的突出部，其中所述突出部和所述向内台阶被配置成与所述室衬里的上端对接，并且其中，所述突出部被配置为至少部分地在所述室衬里的所述上端上方延伸。
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