用于衬底处理系统的具有降低电容变化的可移动边缘环的制作方法

用于衬底处理系统的具有降低电容变化的可移动边缘环
本技术是申请号为202080056085.9，申请日为2020年8月4日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“用于衬底处理系统的具有降低电容变化的可移动边缘环”的发明专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2020年2月13日申请的美国临时申请no.62/976,088以及于2019年8月5日申请的美国临时申请no.62/882,890的权益。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。
技术领域
2.本公开整体涉及等离子体处理系统，更具体地讲具有可移动边缘环的边缘环系统。


背景技术：

3.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。
4.衬底处理系统执行衬底(例如半导体晶片)上的处理。衬底处理的示例包括沉积、灰化、蚀刻、清洁和/或其他处理。处理气体混合物可供应至处理室，以处理衬底。等离子体可用于点燃气体，以增强化学反应。
5.在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上。边缘环为环形，并且被布置为围绕并邻近衬底的径向外边缘。边缘环可用于使等离子体成形或聚焦至衬底上。在操作期间，衬底及边缘环的暴露表面被等离子体蚀刻。因此，边缘环磨损，且边缘环对等离子体的影响随时间推移而变化。


技术实现要素：

6.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括：顶部边缘环；以及第一边缘环，其布置于所述顶部边缘环下方。第二边缘环由导电材料制成，并且包括上部、中间部和下部。所述顶部边缘环和所述第二边缘环被配置成在被升降销向上偏移时于竖直方向上相对于衬底支撑件和所述第一边缘环移动。所述第二边缘环被布置于所述顶部边缘环下方并且在所述第一边缘环的径向外侧。
7.在其他特征中，所述第二边缘环的所述下部相对于所述中间部径向朝内延伸，以在所述第二边缘环的所述下部与所述衬底支撑件的径向外表面之间限定第一间隙。所述第二边缘环的所述中间部在所述中间部与所述衬底支撑件的所述径向外表面之间限定第二间隙。所述第二间隙大于或等于所述第一间隙的两倍。
8.在其他特征中，当所述升降销升高所述第二边缘环和所述顶部边缘环时，所述第二边缘环的所述中间部平行于所述第一边缘环的径向外边缘而移动。所述顶部边缘环具有
倒“u”形。所述顶部边缘环由导电材料制成。所述顶部边缘环由介电材料制成。所述第一边缘环由导电材料制成。所述第一边缘环由介电材料制成。所述第二边缘环的所述中间部相对于所述第二边缘环的所述上部径向朝内延伸，以限定第一环形凹部。
9.在其他特征中，所述第一边缘环在其上径向外表面上包括第二环形凹部。当所述顶部边缘环在下降位置时，所述顶部边缘环的径向内支脚位于所述第一环形凹部与所述第二环形凹部中。
10.在其他特征中，第三边缘环位于所述第一边缘环、所述第二边缘环和所述顶部边缘环下方且在径向外侧。所述第三边缘环在上径向内表面上限定环形凹部。当所述顶部边缘环在下降位置时，所述顶部边缘环的径向外支脚位于该环形凹部中。
11.在其他特征中，所述第三边缘环包括竖直孔以容纳所述升降销。所述第二边缘环具有大致矩形的横截面以及平行于所述衬底支撑件的径向外边缘的径向内表面。
12.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括顶部边缘环。第一边缘环由介电材料制成并且包括完全嵌入所述介电材料内的嵌入式导体。所述第一边缘环位于所述顶部边缘环下方。所述顶部边缘环和所述第一边缘环被配置成在被升降销向上偏移时于竖直方向上相对于衬底支撑件移动。
13.在其他特征中，第二边缘环被布置于所述顶部边缘环下方。所述第一边缘环包括上部、中间部和下部。所述第一边缘环被布置于所述顶部边缘环下方并且在所述第二边缘环的径向外侧。
14.在其他特征中，所述第一边缘环的所述下部相对于所述中间部径向朝内延伸，并且在所述第二边缘环的所述下部与所述衬底支撑件的径向外表面之间限定第一间隙。所述第一边缘环的所述中间部在所述中间部与所述衬底支撑件的所述径向外表面之间限定第二间隙。所述第二间隙大于或等于所述第一间隙的两倍。
15.在其他特征中，当所述升降销升高所述第一边缘环和所述顶部边缘环时，所述第一边缘环的所述中间部平行于所述第二边缘环的径向外边缘而移动。所述顶部边缘环具有倒“u”形。
16.在其他特征中，所述嵌入式导体包括水平导体，其布置于所述上部中且平行于所述第一边缘环的上表面。所述嵌入式导体还包括竖直导体，其平行于所述第一边缘环的径向内表面布置于所述下部中。所述嵌入式导体还包括连接所述竖直导体与所述水平导体的导体。所述顶部边缘环由导电材料制成。所述顶部边缘环由介电材料制成。所述第二边缘环由介电材料制成。所述第二边缘环由导电材料制成。
17.在其他特征中，第三边缘环位于所述第一边缘环、所述第二边缘环和所述顶部边缘环下方并在径向外侧。所述第三边缘环在上径向内表面上限定环形凹部。当所述顶部边缘环在下降位置时，所述顶部边缘环的径向外支脚位于该环形凹部中。所述第三边缘环包括竖直孔以容纳所述升降销。
18.在其他特征中，所述第一边缘环由包含有导电迹线和通孔的陶瓷生片所制成。
19.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括顶部边缘环。第一边缘环由介电材料制成，并且包括掺杂区域和未掺杂区域。掺杂区域比未掺杂区域更具导电性。第一边缘环位于顶部边缘环下方。顶部边缘环及第一边缘环被配置成当被升降销向上偏移时而在竖直方向上相对于衬底支撑件移动。
20.在其他特征中，第二边缘环布置于顶部边缘环下方。第一边缘环包括上部、中间部和下部。第一边缘环布置于顶部边缘环下方并且在第二边缘环的径向外侧。
21.在其他特征中，第一边缘环的下部相对于中间部径向朝内延伸，并在第二边缘环的下部与衬底支撑件的径向外表面之间限定第一间隙。第一边缘环的中间部在中间部与衬底支撑件的径向外表面之间限定第二间隙。第二间隙大于或等于第一间隙的两倍。
22.在其他特征中，当升降销升高第一边缘环及顶部边缘环时，第一边缘环的中间部平行于第二边缘环的径向外边缘移动。掺杂区域布置成沿着第一边缘环的上表面及径向内表面。顶部边缘环具有倒“u”形。顶部边缘环由导电材料制成。顶部边缘环由介电材料制成。第二边缘环由导电材料制成。第二边缘环由介电材料制成。
23.在其他特征中，第三边缘环位于第一边缘环、第二边缘环和顶部边缘环下方并且在径向外侧。第三边缘环在上径向内表面上限定环形凹部。当顶部边缘环在下降位置时，顶部边缘环的径向外支脚位于环形凹部中。第三边缘环包括竖直孔以容纳升降销。
24.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括由介电材料与导电材料中的至少一者所制成的环形体。环形体包括上部、中间部和下部。第一台阶部从上部与中间部之间的环形体的径向内表面径向朝外突出。第二台阶部从中间部与下部之间的环形体的径向内表面径向朝外突出。
25.在其他特征中，环形体由介电材料制成，且还包括完全布置于环形体内部的嵌入式导体。嵌入式导体包括水平导体，其平行于环形体的上外表面布置于上部中。嵌入式导体还包括竖直导体，其平行于环形体的径向内表面布置于环形体的下部中。嵌入式导体还包括连接竖直导体与水平导体的导体。环形体由介电材料制成，且还包括掺杂区域和未掺杂区域。环形体的掺杂区域比未掺杂区域更具导电性。掺杂区域布置于环形体的上表面和径向内表面上。环形体由包含有导电迹线和通孔的陶瓷生片制成。
26.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括由介电材料制成且配置成环绕等离子体处理系统的衬底支撑件的环形体。嵌入式导体完全布置于环形体内部，并且包括布置于环形体内的第一导体以及布置于环形体内而横向于第一导体且连接至第一导体的第二导体。
27.在其他特征中，环形体具有“l”形的横截面。环形体包括连接至第二支脚的第一支脚。第一导体布置于第一支脚中，而第二导体布置于第二支脚中。
28.在其他特征中，第一导体布置为平行于环形体的第一外表面。第三导体布置为平行于环形体的第二外表面。第二导体连接至第一导体以及第三导体。环形体包括上部、中间部以及下部。第一台阶部位于上部与中间部的环形体的径向内表面上且从其径向朝外突出。第二台阶部位于中间部与下部间的环形体的径向内表面上且从其径向朝外突出。
29.在其他特征中，第一导体布置为在上部平行于环形体的第一外表面。第二导体布置为在下部平行于环状体的径向内表面。第三导体将第一导体连接至第二导体。环形体由包含有导电迹线和通孔的陶瓷生片制成。
30.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括被配置成环绕等离子体处理系统的衬底支撑件的环形体。嵌入式导体布置于环形体内，并且被配置成与至少一个外部导电部件电容耦合但不直接耦合，所述外部导电部件选自由衬底支撑件的基板和另一边缘环所组成的群组。
31.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括由介电材料制成且被配置成围绕衬底支撑件布置的环形体。环形体包括掺杂区域以及未掺杂区域。掺杂区域比未掺杂区域更具导电性。
32.在其他特征中，掺杂区域包括沿着环形体的径向内表面布置的第一部。掺杂区域包括布置于环形体的上表面上的第二部。第一部与第二部接触。环形体包括上部、中间部和下部。第一台阶部位于上部与中间部之间的环形体的径向内表面上并从其径向朝外突出。第二台阶部位于中间部与下部之间的环形体的径向内表面上并从其径向朝外突出。
33.在其他特征中，介电材料包括碳化硅。介电材料掺杂有选自由硼、铝或氮所组成的群组的杂质。
34.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括顶部边缘环。第一边缘环布置于顶部边缘环下方并具有矩形横截面。第二边缘环由导电材料制成，具有z形横截面，且布置于第一边缘环的径向外侧且上方。顶部边缘环以及第二边缘环配置成当被升降销偏移时而竖直地相对于第一边缘环以及衬底支撑件移动。
35.在其他特征中，当第二边缘环沿着第一边缘环从下降位置向上移动至升高位置时，第二边缘环在第一边缘环的径向外表面的预定间隙内保持固定表面区域。第二边缘环的剩余表面区域位于大于或等于距第一边缘环的预定间隙的两倍的距离处。
36.在其他特征中，第二边缘环包括环形体，所述环形体包括径向朝内突出的上部；在竖直方向上延伸并连接至上部的中间部；连接至中间部的下端并径向朝外突出的下部；以及从中间部径向朝内延伸并向下延伸至下部的下边缘的突出部。
37.在其他特征中，固定表面区域由突出部所限定。第三边缘环位于顶部边缘环下方并且在第一边缘环的径向内侧。第三边缘环具有“l”形的横截面。第四边缘环位于顶部边缘环以及第二边缘环的径向外侧。第四边缘环包括径向朝内延伸且布置于顶部边缘环与第二边缘环的一部分之间的突出部。顶部边缘环具有倒“u”形、主体、内支脚以及外支脚。在下降位置时，顶部边缘环紧邻第二边缘环、第三边缘环和第四边缘环。
38.在其他特征中，顶部边缘环由导电材料制成。顶部边缘环由介电材料制成。第一边缘环由导电材料制成。
39.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括由导电材料制成且配置成环绕衬底支撑件的第一边缘环。升降销由导电材料制成。升降销致动器配置成在下降位置时抵靠第一边缘环来使升降销偏移，并选择性地移动升降销以增加第一边缘环相对于衬底支撑件的高度并保持升降销与第一边缘环之间的接触。
40.在其他特征中，第二边缘环位于第一边缘环的径向内侧并在其下方。第二边缘环由介电材料制成。第二边缘环具有“l”形的横截面，并且包括在竖直方向上延伸的径向内支脚以及在水平方向上延伸的径向外支脚。
41.在其他特征中，第三边缘环位于第一边缘环和第二边缘环的径向外侧并在其下方。第三边缘环由介电材料制成。第三边缘环具有“l”形的横截面。第一边缘环具有矩形横截面。
42.在其他特征中，第三边缘环包括环形体；以及径向朝内突出部，其包括竖直孔以容纳升降销。
43.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括第一边缘环，其由介电材料
制成，且包括完全布置于介电材料内部的嵌入式导体，并配置成环绕衬底支撑件。升降销由导电材料制成。升降销致动器配置成在下降位置时抵靠第一边缘环来使升降销偏移，并选择性地移动升降销以增加第一边缘环相对于衬底支撑件的高度并保持升降销与第一边缘环之间的接触。
44.在其他特征中，嵌入式导体包括布置成平行于第一边缘环的顶表面的第一水平导体。第二水平导体布置成平行于第一边缘环的底表面。第三导体将第一水平导体连接至第二水平导体。
45.在其他特征中，第二边缘环位于第一边缘环的径向内侧并在其下方。第二边缘环由介电材料制成。第二边缘环具有“l”形横截面，并包括在竖直方向上延伸的径向内支脚以及在水平方向上延伸的径向外支脚。
46.在其他特征中，第三边缘环位于第一边缘环以及第二边缘环的径向外侧并在其下方。第三边缘环由介电材料制成。第三边缘环具有“l”形的横截面。第一边缘环具有矩形横截面。第三边缘环包括环形体；以及径向朝内突出部，其包括竖直孔以容纳升降销。
47.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括顶部边缘环，其具有倒“u”形横截面，并且包括环形体、径向内支脚和径向外支脚。第一边缘环由导电材料制成，并且至少部分地布置于顶部边缘环的径向内支脚与径向外支脚之间。第二边缘环由介电材料制成，并且布置于第一边缘环与衬底支撑件之间。第三边缘环布置于第一边缘环以及第二边缘环下方并且在径向外侧，且包括n个腔体以容纳n个升降销，其中n为大于2的整数。当被n个升降销偏移时，顶部边缘环相对于第一边缘环、第二边缘环、第三边缘环以及衬底支撑件移动。
48.在其他特征中，第二边缘环和第三边缘环由介电材料制成。第一边缘环具有“l”形的横截面。第二边缘环具有“l”形的横截面。顶部边缘环包括以360/n隔开的n个径向凹部，其位于径向外支脚的径向内表面上，并包括从径向凹部径向朝外延伸的斜角下表面。当调整顶部边缘环的高度时，n个升降销在n个径向凹部中使顶部边缘环偏移。
49.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括具有倒“u”形横截面的环形体。径向内支脚从环形体延伸。径向外支脚从环形体延伸。以360
°
/n隔开的n个径向凹部位于径向外支脚的径向内表面上，其中n为大于2的整数，并且包括从n个径向凹部径向朝外延伸的斜角下表面。
50.一种可移动边缘环系统包括边缘环。第一边缘环具有“u”形横截面，并且包括环形体、径向内支脚以及径向外支脚。边缘环的径向内支脚位于第一边缘环的径向内支脚与径向外支脚之间。第二边缘环布置于边缘环和第一边缘环下方并且在径向外侧，且包括n个竖直孔以容纳n个升降销。当被n个升降销偏移时，边缘环相对于第一边缘环、第二边缘环和衬底支撑件移动。
51.在其他特征中，第一边缘环和第二边缘环由介电材料制成。第一边缘环具有“l”形横截面。第二边缘环具有“l”形横截面。边缘环配置成在调整边缘环的高度时将n个升降销容纳于n个径向凹部中。
52.可移动边缘环系统包括边缘环。第一边缘环具有“l”形的横截面，并且包括径向内支脚和竖直支脚。第一边缘环的竖直支脚位于边缘环的径向内支脚与径向外支脚之间。第二边缘环从第一边缘环径向朝内布置。第三边缘环被布置于边缘环下方且在径向外侧。第
一边缘环和第二边缘环包括竖直孔以容纳升降销。当被升降销偏移时，边缘环相对于第一边缘环、第二边缘环、第三边缘环和衬底支撑件移动。
53.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括顶部边缘环，其具有倒“u”形横截面，并且包括环形体、径向内支脚和径向外支脚。第一边缘环由介电材料制成，且包括完全布置于介电材料内部的嵌入式导体，并且配置成环绕衬底支撑件且至少部分地布置于顶部边缘环的径向内支脚与径向外支脚之间。第二边缘环由介电材料制成，并且布置于衬底支撑件与第一边缘环之间。第三边缘环布置于第一边缘环和第二边缘环下方并且在径向外侧，且包括竖直孔以容纳升降销。当被升降销偏移时，顶部边缘环相对于第一边缘环、第二边缘环及第三边缘环是可移动的。
54.在其他特征中，第二边缘环和第三边缘环由介电材料制成。第二边缘环具有“l”形的横截面。第一边缘环具有“l”形的横截面。第一边缘环包括环形体，其具有连接至水平支脚的竖直支脚。嵌入式导体包括布置于竖直支脚中的竖直导体以及布置于水平支脚中而与竖直导体连通的水平导体。
55.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括环形体、连接至环形体的径向内支脚以及连接至环形体的径向外支脚。环形体的上表面的第一部平行于包括衬底的平面。环形体的上表面的第二部从第一部以锐角向下倾斜。
56.在其他特征中，上表面的第一部位于上表面的第二部的径向内侧。上表面的第三部平行于包括衬底的平面，并且位于上表面的第二部的径向外侧。
57.可移动边缘环系统包括边缘环。第一边缘环由导电材料制成，且配置成环绕衬底支撑件，并且至少部分地布置于边缘环的径向内支脚与径向外支脚之间。
58.在其他特征中，第二边缘环由介电材料制成，并且布置于第一边缘环与衬底支撑件之间。第三边缘环布置于第一边缘环与第二边缘环下方并且在径向外侧，且包括竖直孔以容纳升降销。当被升降销偏移时，边缘环相对于第一边缘环、第二边缘环和衬底支撑件移动。
59.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括具有矩形横截面的环形体。径向朝内突出支脚从环形体的径向内且上表面延伸。环形体的上表面的径向内部被布置为平行于包括衬底的平面。
60.在其他特征中，环形体的上表面的径向外部从径向内部以锐角向下倾斜。
61.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括边缘环。中间边缘环被布置于径向朝内突出支脚下方并且在环形体的径向内侧。外部边缘环布置于边缘环和中间边缘环下方，并且包括竖直孔以容纳升降销。当被升降销偏移时，边缘环竖直地相对于中间边缘环和外部边缘环移动。
62.在其他特征中，中间边缘环具有大致矩形的横截面以及在其径向内且上表面上的环形凹部。衬底布置于环形凹部中。外部边缘环包括径向外部以及从径向外部的中间部径向朝内延伸的内部。
63.在其他特征中，外部边缘环在内部的上径向内表面上包括突出部。所述突出部邻近衬底支撑件的加热板与基板之间的接合处。环形体的底部位于邻近于径向外部与突出部之间的外部边缘环的上表面。
64.等离子体处理系统包括可移动边缘环系统。衬底支撑件包括基板。加热板接合至
基板。加热板包括主体(其包括多个射频(rf)电极)、圆柱部以及从圆柱部径向朝外在中间边缘环下方延伸的突出部。
65.在其他特征中，所述多个rf电极没有位于突出部的位于中间边缘环下方的部分中。
66.一种用于等离子体处理系统的可移动边缘环系统包括配置成环绕衬底支撑件的顶部边缘环。可移动边缘环系统包括环形体；从环形体的径向外表面向下突出的径向外支脚；从环形体的径向内表面向下突出的径向内支脚；以及从径向内支脚的下端径向朝内延伸的向内突出支脚。当衬底布置于衬底支撑件上时，向内突出支脚被布置于衬底下方。第一边缘环配置成环绕衬底支撑件，且布置于顶部边缘环下方，并且包括环形体和径向朝内突出支脚。当抵靠顶部边缘环而偏移第一边缘环时，第一边缘环的上表面被布置于顶部边缘环的径向内支脚与径向外支脚之间。
67.在其他特征中，第二边缘环布置于顶部边缘环与第一边缘环的径向外侧。第二边缘环包括环形体；从环形体的上径向外表面延伸的径向朝外突出支脚；以及从环形体的径向内且下表面径向朝内延伸的径向朝内突出支脚。
68.在其他特征中，第一边缘环的向内突出支脚从第一边缘环的环形体的上径向内表面径向朝内延伸。第三边缘环布置于第一边缘环的径向外侧且在顶部边缘环、第一边缘环和第二边缘环下方。第三边缘环包括环形体；从第三边缘环的径向外下表面延伸的径向朝下突出支脚；以及从第三边缘环的中间部径向朝内延伸的向内突出支脚。
69.在其他特征中，第三边缘环的向内突出支脚包括容纳升降销的竖直孔。当抵靠顶部边缘环而被偏移时，第一边缘环在第一边缘环的径向内支脚的下表面与衬底支撑件的表面之间限定第一竖直间隙；以及在第一边缘环的下表面与第三边缘环的向内突出支脚的上表面之间限定第二竖直间隙。
70.在其他特征中，当在下降位置时，第一边缘环邻接第三边缘环的向内支脚，且突出部在第一边缘环的上表面与顶部边缘环的下表面之间限定第三竖直间隙。
71.一种等离子体处理系统包括处理室。衬底支撑件布置于处理室中。处理室包括衬底端口。机械手臂将衬底输送至衬底支撑件上。可移动边缘环系统布置成围绕衬底支撑件。升降销相对于衬底支撑件而偏移顶部边缘环和第一边缘环。
72.在其他特征中，第一边缘环及顶部边缘环通过升降销相对于衬底支撑件而升高，机械手臂移除顶部边缘环，且机械手臂通过衬底端口将另一顶部边缘环输送至衬底支撑件。
73.一种用于等离子体处理系统的边缘环系统包括上部环，其包括配置成在等离子体处理期间环绕衬底支撑件的第一环形体。下部环包括配置成在等离子体处理期间环绕衬底支撑件的第二环形体。当配置成用于等离子体处理时，下部环的第二环形体的至少一部分套入上部环的第一环形体的一部分中相对该部分限定预定间隙。在上部环与下部环中的至少一者的表面上的n个间隔位置中布置n个间隔物，以在等离子体处理期间加热并冷却上部环和下部环时减小上部环的环形体与下部环的环形体之间预定间隙的变化，其中n为大于或等于3且小于或等于8的整数。
74.在其他特征中，n个间隔物中的至少一者包括垫片，其位于上部环与下部环中的至少一者的径向相对表面上的狭槽中。垫片具有矩形横截面。狭槽位于内部环的径向外表面
上。n个间隔物中的至少一者包括销，其位于上部环与下部环中的至少一者的表面上的狭槽中。狭槽位于内部环的径向外表面上。n个间隔物以360
°
/n的间隔布置。
75.在其他特征中，n个间隔物中的至少一者包括形成在上部环与下部环中的至少一者的表面上的突出部。突出部位于内部环的径向外表面上。涂层覆盖突出部。所述涂层包括绝缘材料。
76.在其他特征中，涂层选自由聚四氟乙烯(ptfe)、全氟烷氧基聚合物(pfa)、使用原子层沉积法沉积的氧化铝、使用原子层沉积法沉积的氧化钇以及使用原子层沉积法沉积的氟化钇所组成的群组。在其他特征中，n＝5。升降销相对于下部环升高上部环，以调整上部边缘环的顶表面相对于衬底支撑件上的衬底的高度。
77.一种用于等离子体处理系统的边缘环包括第一环形体，其配置成在等离子体处理期间环绕衬底支撑件。第一环形体的至少一部分配置成在等离子体处理期间套入暴露于等离子体的上部环的第二环形体的一部分中，并相对于该部分限定预定间隙。在环形体的径向内表面与径向外表面中的至少一者上的n个间隔位置中布置n个间隔物，以在等离子体处理期间加热并冷却上部环及下部环时减小预定间隙的变化，其中n为大于或等于3且小于或等于7的整数。
78.在其他特征中，n个间隔物中的至少一者包括垫片，其位于环形体的径向内表面与径向外表面中的至少一者上的狭槽中。垫片具有矩形横截面。狭槽位于第一环形体的径向外表面上。n个间隔物中的至少一者包括销，其位于第一环形体的径向内表面与径向外表面中的至少一者上的狭槽中。狭槽位于第一环形体的径向外表面上。
79.在其他特征中，n个间隔物以360
°
/n的间隔布置。n个间隔物中的至少一者包括形成在第一环形体的径向内表面与径向外表面中的至少一者上的突出部。突出部位于内部环的径向外表面上。涂层覆盖突出部。所述涂层包括绝缘材料。所述涂层选自由聚四氟乙烯(ptfe)、全氟烷氧基聚合物(pfa)、使用原子层沉积法沉积的氧化铝、使用原子层沉积法沉积的氧化钇和使用原子层沉积法沉积的氟化钇所组成的群组。在其他特征中，n＝5。
80.根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的其他范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅意在用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
81.根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
82.图1a为根据本公开的衬底处理系统的示例的功能框图；
83.图1b及1c为根据本公开的可移动边缘环的示例的剖视图；
84.图2为根据本公开的衬底处理系统的另一示例的功能框图；
85.图3a为根据本公开的可移动边缘环的示例的剖视侧视图；
86.图3b为模拟图3a中对可移动边缘环的电气示意图；
87.图4为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
88.图5a和图5b为示出可移动边缘环的不同表面相对于相邻结构移动的示图；
89.图6a至图6d为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
90.图7a至图7b为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
91.图8a至图8c为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
92.图9a至图9c为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
93.图9c1为根据本公开的顶部边缘环的一部分的局部底视图；
94.图9c2为根据本公开的顶部边缘环的一部分的剖视图；
95.图9d至图9g为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
96.图10a和图10b为根据本公开的包括嵌入式导体的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
97.图11a和11b为根据本公开的包括嵌入式导体的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
98.图11c至图11e为根据本公开的可移动边缘环和嵌入式导体的示例的剖视图；
99.图12a和图12b为根据本公开的包括嵌入式导体的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
100.图13a和图13b为根据本公开的包括掺杂导电部的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
101.图14a、图14b以及图14c为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
102.图15为根据本公开的可移动边缘环的另一示例的剖视侧视图；
103.图16a至图16d为根据本公开的可移动边缘环的其他示例的剖视侧视图；
104.图17为根据本公开的上部和下部边缘环的一部分的剖视图；
105.图18为示出根据本公开的电容增大作为标称间隙的偏离百分比的函数的曲线图；
106.图19为根据本公开包括上部环和下部环的边缘环系统的侧剖视图；
107.图20为根据本公开包括上部环和下部环(其包含有多个垫片)的边缘环系统的侧剖视图；
108.图21为根据本公开包括上部环和下部环(其包含有多个销)的边缘环系统的侧剖视图；
109.图22a为根据本公开包括上部环和下部环(其包含有多个突出部)的边缘环系统的侧剖视图；以及
110.图22b为根据本公开的下部边缘环的放大侧剖视图，其包括具有凸起平坦部的突出部。
111.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
112.在衬底处理期间，将衬底布置于例如静电卡盘(esc)之类的基座上，供应处理气体，且在处理室中激励等离子体。处理室中部件的暴露表面由于等离子体而经受磨损。
113.例如，边缘环被布置成围绕衬底的径向外边缘，以使等离子体成形。在处理衬底后，边缘环的暴露表面被磨损且相对于衬底位于不同高度。因此，边缘环对等离子体的影响发生变化，其改变处理对衬底的影响。为了在不破坏真空的情况下降低由于边缘环磨损所导致的处理变化，一些处理室提高边缘环的高度，以补偿磨损。在这些系统中的许多中，边缘环的高度是基于循环数和/或总等离子体处理暴露时间而自动调整。其他系统则测量边缘环的高度，并且基于测得的高度来调整高度。
114.当调整边缘环的高度时，等离子体、鞘层和/或电容传送结构(包括边缘环)之间的
电容耦合则改变。电容耦合的这些变化会导致衬底处理随时间推移而出现非均匀性。根据本公开的多种边缘环布置显著降低由于边缘环的高度变化而导致的传送结构的电容变化。
115.更具体地，等离子体鞘层是在等离子体与传送部件之间产生。在一些示例中，rf偏置被输出至衬底支撑件。为了在低rf偏置频率(例如，小于5mhz或小于1mhz)下保持对鞘层的控制以确保处理均匀性，在调整边缘环的高度以补偿磨损时需保持传送部件对衬底支撑件的电容值。边缘环和/或电容耦合的附近结构的区域被设计成使顶部边缘环移动时的电容耦合的变化最小化。在一些示例中，在边缘环的高度增加时而移动分开的区域中使电容最小化。在边缘环的高度增加时不发生变化(或变化较小)的其他表面区域中控制电容。
116.在一些示例中，边缘环由导电材料制成。如本文所使用的，导电材料是指电阻率小于或等于104ωcm的材料。例如，掺杂硅具有0.05ωcm的电阻率，碳化硅具有1-300ωcm的电阻率，而金属(例如铝及铜)具有≈10-7
ωcm的电阻率。在其他示例中，边缘环由具有嵌入式导电电极的非导电或介电材料(电阻率＞104ωcm)所制成。嵌入式电极被设计成使顶部边缘环移动时的电容耦合的变化最小化。在其他示例中，边缘环由介电材料制成，并包括比未掺杂区域更具导电性的掺杂区域。掺杂区域被设计成使边缘环移动以抵消磨损时的电容耦合的变化最小化。
117.现参考图1a和图2，其示出了使用可移动边缘环的等离子体处理室的示例。如能理解的，可使用其他类型的等离子体处理室。在图1a中，其示出了根据本公开的衬底处理系统110的示例。衬底处理系统110可用于使用电容耦合式等离子体(ccp)来执行蚀刻。衬底处理系统110包括处理室122，其包围衬底处理系统110的其他部件并且含有rf等离子体(如果使用的话)。衬底处理系统110包括上电极124和衬底支撑件126，例如静电卡盘(esc)。在操作期间，衬底128被布置于衬底支撑件126上。
118.仅作为示例，上电极124可以包括气体分配设备129，例如喷头，其引入并分配处理气体。气体分配设备129可包括杆部，其包含有连接至处理室的顶表面的一端。环形体为大致圆柱形，且在与处理室的顶表面隔开的位置处从杆部的相对端朝外径向延伸。喷头的环形体的面向衬底的表面或面板包括多个孔，前体、反应物、蚀刻气体、惰性气体、载气、其他处理气体或清扫气体流过这些孔。替代地，上电极124可以包括导电板，且处理气体可以另一方式被引入。
119.衬底支撑件126包括用作下电极的基板130。基板130支撑加热板132，其可对应于陶瓷多区域加热板。接合和/或热阻层134可布置于加热板132与基板130之间。基板130可以包括一或更多通道136，以使冷却剂流过基板130。
120.rf产生系统140产生rf电压并将其输出至上电极124与下电极(例如，衬底支撑件126的基板130)中的一者。上电极124与基板130中的另一者可以是dc接地、ac接地或浮置。仅作为示例，rf产生系统140可包括rf产生器142，其产生由匹配和分配网络144馈送至上电极124或基板130的rf等离子体功率。在其他示例中，等离子体可感应地或远程地产生。
121.气体输送系统150包括一或更多气体源152-1、152-2、
…
以及152-n(统称为气体源152)，其中n为大于零的整数。气体源152通过阀154-1、154-2、
…
以及154-n(统称为阀154)及质量流量控制器(mfc)156-1、156-2、
…
以及156-n(统称为mfc156)连接至歧管160。可以在mfc156与歧管160之间使用辅助阀。尽管示出了单一气体输送系统150，但是可以使用两个或更多气体输送系统。
122.温度控制器163可连接至布置于加热板132中的多个热控制元件(tce)164。温度控制器163可用于控制该多个tce164，以控制衬底支撑件126和衬底128的温度。温度控制器163可以与冷却剂组件166连通，以控制流过通道136的冷却剂流。例如，冷却剂组件166可以包括冷却剂泵、贮存器和/或一或更多温度传感器。温度控制器163操作冷却剂组件166，以使冷却剂选择性地流过通道136，以冷却衬底支撑件126。
123.阀170和泵172可用于从处理室122中排出反应物。系统控制器180可用于控制衬底处理系统110的部件。在等离子体处理期间，边缘环182可布置于衬底128的径向外侧。边缘环高度调整系统184可用于调整边缘环182的顶表面相对于衬底128的高度，如下文将进一步描述的。在一些示例中，边缘环182也可被升高，由机械手末端执行器移除并用另一边缘环更换而不破坏真空。
124.现参考图1b和图1c，在一些示例中，衬底128位于衬底支撑件126(或esc)的上表面190上。在图1b中，边缘环182位于中间边缘环186与底部边缘环188上。中间边缘环186和底部边缘环188不移动。当边缘环182正位于中间边缘环186和底部边缘环188上且边缘环182未磨损时，边缘环182在上表面190上方限定高度h。可以在衬底支撑件126、中间边缘环186和/或底部边缘环188中的一或更多者中限定一或更多开口192，以使得高度调整件能调整边缘环182的高度，如下文将进一步描述的。
125.在图1c中，边缘环182磨损且厚度减小至高度h’(h’《h)。高度调整件用于升高边缘环182，以恢复边缘环182的顶表面与上表面190之间的高度关系h。当边缘环182充分磨损时，则可用新的边缘环更换边缘环182。
126.在图2中，示出了根据本公开的衬底处理系统210的示例。衬底处理系统210使用感应耦合式等离子体来执行蚀刻。衬底处理系统210包括线圈驱动电路211。脉冲电路214可用于脉冲开启并且关闭rf功率或改变rf功率的幅值或电平。调谐电路213可直接连接至一或更多感应线圈216。调谐电路213将rf源212的输出调谐至所期望的频率和/或所期望的相位、匹配线圈216的阻抗并且分配线圈216之间的功率。在一些示例中，结合控制rf偏置，将线圈驱动电路211替换为下文进一步描述的驱动电路中的一者。
127.在一些示例中，气室220可布置于线圈216与介电窗224之间，以用热和/或冷空气流来控制介电窗224的温度。介电窗224沿着处理室228的一侧布置。处理室228还包括衬底支撑件(或基座)232。衬底支撑件232可包括静电卡盘(esc)、或机械卡盘、或其他类型的卡盘。将处理气体供应至处理室228，并且在处理室228内部产生等离子体240。等离子体240蚀刻衬底234的暴露表面。驱动电路252(例如下述那些驱动器中的一者)可用于在操作期间向衬底支撑件232中的电极提供rf偏置。
128.气体输送系统256可用于供应处理气体混合物至处理室228。气体输送系统256可包括处理和惰性气体源257、气体计量系统258(例如阀和质量流量控制器)、以及歧管259。气体输送系统260可用于通过阀261将气体262输送至气室220。气体可包括用于冷却线圈216和介电窗224的冷却气体(空气)。加热器/冷却器264可用于将衬底支撑件232加热/冷却至预定温度。排出系统265包括阀266和泵267，以通过清扫或抽空而从处理室228中去除反应物。
129.控制器254可用于控制蚀刻处理。控制器254监测系统参数并控制气体混合物的输送、激励、保持并熄灭等离子体、反应物的去除、冷却气体的供应等。另外，如下文详细描述
的，控制器254可控制线圈驱动电路211及驱动电路252的多个方面。在等离子体处理期间，边缘环282可以位于衬底234的径向外侧。高度调整系统284可用于调整边缘环282的顶表面的高度。另外，边缘环282在磨损时可以任选地被移除并可用新的边缘环更换而不破坏真空。控制器254可用于控制高度调整系统284。
130.在处理期间，在处理室中激励等离子体。在一些示例中，rf偏置被输出至衬底支撑件。为了在低偏置频率下保持对等离子体鞘层的控制，需在由于磨损而调整顶部边缘环的高度时保持传送部件(例如顶部、中间边缘边缘及底部边缘环)对衬底支撑件的电容cd。在以下示例中，边缘环由具有嵌入式电极的导电材料或介电材料制成。如下文将进一步描述的，提供电容耦合的区域被设计成使顶部边缘环移动时的电容耦合的变化最小化。
131.现在参考图3a，用于衬底支撑件的边缘环系统包括顶部边缘环310、中间边缘环314和底部边缘环316。顶部边缘环310具有倒“u”形，并包括连接至径向内支脚332以及径向外支脚334的环形体330。中间边缘环314具有“u”形，并且包括连接至径向内支脚342以及径向外支脚344的环形体340。顶部边缘环310的径向内支脚332位于中间边缘环314的径向内支脚342与径向外支脚344之间。
132.底部边缘环316包括径向外部350、中间部352及径向内部354。环形凹入部360布置于径向外部350与中间部352之间的底部边缘环316的上部径向内表面上。环形凹入部364布置于径向内部354与中间部352之间的底部边缘环316的上部径向内表面上。底部边缘环316包括细长竖直孔374，其配置成容纳用于升高且降低顶部边缘环310的升降销372。同样，基板130可以包括细长竖直孔376，其配置成容纳升降销372并对准于细长竖直孔370。尽管示出单个升降销，但可使用n个升降销，其中n为大于2的整数。在一些示例中，n个升降销系以等于360/n的角度隔开。
133.在操作期间，产生等离子体380。鞘层390形成于等离子体380与传送部件392(包括顶部边缘环310、中间边缘环314和/或底部边缘环316)之间。
134.现参考图3b，其示出了等离子体、鞘层以及传送部件392的电模型。鞘层390具有鞘层电容cs，而传送部件392具有传送电容cd。如果传送部件392的电容响应于部件磨损或边缘环的高度调整而变化，则处理将较不均匀，且可能发生性能变化和/或缺陷。
135.现在参考图4，可以调整各种参数以改变传送部件的电容。在图4中，顶部边缘环420具有倒“u”形，且包括通过环形体424连接至径向外支脚426的径向内支脚422。中间边缘环430具有“u”形且包括通过环形体436连接至径向内支脚438的径向外支脚432。顶部边缘环420的径向内支脚422布置于中间边缘环430的径向内支脚438与径向外支脚432之间。示出了基板130的静电电极410和rf电极412。
136.底部边缘环440包括中间部444、上部446(其从中间部444向上突出邻近于底部边缘环440的径向外边缘)和下部448(其从中间部444向下突出邻近于底部边缘环440的径向外边缘)。底部边缘环440包括径向内部450，该径向内部450在其上部径向内表面上具有向上突出部452。基板130包括台阶部456，其容纳底部边缘环440的径向内部450。底部边缘环440和基板130中的腔体462及464分别相应地容纳升降销470。
137.在一些示例中，顶部边缘环420和中间边缘环430由导电材料制成，而底部边缘环440由非导电材料(例如电介质)制成。在一些示例中，升降销470由导电或非导电材料(例如电介质)制成。
138.现在参考图5a和图5b，当相对表面之间的间隙增加时，两导电表面之间的耦合电容显著减小。当边缘环升高时，a区中相对表面一般保持相同的间隙da。相反，当边缘环升高时，b区中相对表面的间隙db成比例地增加。相对导电表面的耦合电容将受a区与b区两者的影响。a区在边缘环移动时将具有稳定的耦合电容，而b区在边缘环移动时将具有减小的耦合电容。
139.根据本公开，a区中的耦合电容因其相对恒定而最大化，而b区中的耦合电容因其变化而最小化。在一些示例中，a区的间隙da设为最小值，而b区的间隙db设为k*da，其中k为大于或等于2的数值。在一些示例中，k等于3。在一些示例中，对于希望耦合的区域，将间隙设为小于或等于0.006”或6密耳(mil)的间隙，而对于不希望耦合的区域，将间隙设为大于或等于0.012”或12密耳的间隙。在一些示例中，对于希望耦合的区域，将间隙设为小于或等于0.006”或6密耳的间隙，而对于不希望耦合的区域，将间隙设为大于或等于0.018”或18密耳的间隙。
140.在图5a和图5b中，示出了移动期间边缘环体的相对表面。在a区中，边缘环的相对表面彼此相邻滑动，而未显著改变其间的间隙da。在b区中，边缘环的相对表面滑动分开并且增加其间的间隙db。
141.在一些示例中，间隙da基于a区中相对表面之间的最小间隙(d
min
)而设定。最小间隙d
min
基于给定处理温度范围的传送部件的公差和/或热膨胀来确定。间隙da被设置为等于电容需保持恒定的a区中的最小间隙d
min
。在电容要最小化的其他区(因相对表面之间的间隙增加)中，间隙db设为大于或等于k*d
min
(其中k为大于或等于2的数值)。在其他示例中，k大于或等于3。因此，源于a区的电容决定了(dominates)传送电容，而源于b区的电容对传送电容则具有显著降低的影响。
142.现参考图6a和图6b，边缘环610具有“u”形，且包括通过环形体614连接至外支脚616的内支脚612。凹入部618位于内支脚612与外支脚616之间。顶部边缘环620具有倒“u”形，且包括内支脚622，其通过环形体624连接至外支脚626。
143.边缘环630包括通过中间部634连接至径向朝外突出部636的径向朝内突出上部632。在一些示例中，边缘环630具有“z”形的横截面。突出表面638从中间部634的中间区域径向朝内向下(朝向边缘环640的相对表面639)延伸至边缘环630的下边缘。
144.边缘环640从边缘环630径向朝内定位并且在边缘环630的上部632下方。边缘环640包括具有大致矩形横截面的主体642、上部644、下部646以及突出部648(其从边缘环640的下部径向内表面向下突出)。外部边缘环650包括主体652、径向朝内突出部654(其邻近于主体652的上表面径向朝内突出)以及向下突出部656(其从外部边缘环650的径向外表面向下突出)。环形凹部658和659分别对径向朝外突出部636和基板130提供间隙。
145.环形密封件660布置于基板130、加热层132与边缘环640之间所限定的环形槽661中，以保护布置于加热层132与基板130之间的接合和/或热阻层134。升降销662穿过导向套件664,该导向套件664布置于基板130中的竖直孔666中。
146.顶部边缘环620置于在边缘环630上。顶部边缘环620的内支脚622位于边缘环610的内支脚612与边缘环630的径向朝内突出上部632之间。边缘环610置于加热层132的台阶式表面上。边缘环640位于加热层132和边缘环610的径向外侧。外部边缘环650的主体652位于边缘环630的径向外侧。外部边缘环650的向内突出部654布置于顶部边缘环620的外支脚
626与边缘环630的径向朝外突出部636之间。在边缘环630与边缘环610之间限定竖直间隙690。在边缘环630与640的上部之间限定水平间隙691。在边缘环630与外部边缘环650之间限定竖直间隙。
147.在图6b中，当顶部边缘环620磨损时，升降销662向上移动，以向上偏移边缘环630，补偿顶部边缘环620因暴露于等离子体和/或其他处理气体混合物所导致的磨损。可以看出，突出部638被布置于边缘环640的间隙da内。同样，边缘环630的顶表面被布置于环形体的底表面的间隙da内。保持边缘环630与640的下部之间的最小间隙以维持恒定电容耦合。其他增大的间隙从较大间隙(≥最小间隙的两倍)开始，然后增大，以减小对电容耦合的影响。减小的间隙开始于并保持大于最小间隙的两倍，以减小对电容耦合的影响。
148.现在参考图6c，其示出了边缘环630的示例性变化。边缘环630’的上部632向下延伸邻近于边缘环610的外支脚616的上表面且邻近于边缘环640的上部644的上表面。边缘环630的内表面637平行于边缘环630的径向外表面641(且在其预定固定距离内)延伸。在一些示例中，基础高度(例如，顶部边缘环的顶表面至加热层132的顶表面)是在1mm至6mm的范围内。在一些示例中，基础高度为4mm。在一些示例中，边缘环630’的上部632的底表面之间的间隙在0.1mm至1mm的范围内。在一些示例中，边缘环630’的上部632的底表面之间的间隙在0.1mm至0.5mm的范围内。增加间隙则减少其间的耦合，反之亦然。
149.在一些示例中，顶部边缘环620由石英制成，边缘环630’由硅或碳化硅所制成，边缘环610由石英制成，而边缘环640由硅或碳化硅制成，但可以使用其他材料。
150.现在参考图6d，其示出了边缘环630”和顶部边缘环620’的其他变化。边缘环630’的上部632相对于上文所示边缘环630和630’径向朝内延伸较少。顶部边缘环620’的内支脚622在径向方向上较宽(并且进一步径向朝外延伸)。
151.在一些示例中，顶部边缘环620由石英所制成，边缘环630”由硅或碳化硅制成，边缘环610由石英制成，而边缘环640由硅或碳化硅制成，但可以使用其他材料。
152.现在参考图7a和7b，顶部边缘环710具有矩形横截面。中间边缘环720为“l”形，并且包括连接至径向朝外突出支脚726的竖直支脚722。底部边缘环740包括环形体744、向上突出部742、向下突出部749以及向内突出部745。
153.竖直孔746穿过向内突出部745，以允许升降销754相应地穿过并移动顶部边缘环710。向内突出部745包括位于邻近销754的向上突出部747，以限定环形凹部以容纳向外突出支脚726。向内突出部745还包括位于底部边缘环740的径向内表面附近的向下突出部748。导向套件750位于向下突出部748所限定的环形凹部中。
154.在一些示例中，顶部边缘环710和升降销754由导电材料制成。中间边缘环720和底部边缘环740为非导电性的并且由介电材料制成。在图7b中顶部边缘环710升高时，通过导电性的且与顶部边缘环710接触的升降销754保持电容耦合。
155.现在参考图8a和图8b，顶部边缘环810具有倒“u”形，且包括连接至内支脚814和外支脚816的环形体812。外部边缘环820包括中间部822、下部824和上部828。中间部822在上部828下方径向朝内突出，以形成环形凹部826或台阶部，以在降低顶部边缘环810时容纳顶部边缘环810的外支脚816。下部824朝向基板130径向朝内突出以形成台阶部829。
156.边缘环840位于顶部边缘环810下方而介于外部边缘环820与基板130之间。边缘环840包括中间部842、上部843和下部844。边缘环840径向朝内延伸，以在中间部842与上部
843之间形成环形凹部846或台阶部。边缘环840径向朝内延伸，以在中间部842与下部844之间形成环形凹部848或台阶部。边缘环840包括位于基板130的相对表面的间隙da内的下表面849。边缘环840的面向基板130并随着移动(如图8b所示)而变化的其他表面位于基板130的相对表面的间隙db内。
157.边缘环850包括具有大致矩形横截面的主体部852。环形凹部或台阶部854位于主体部852的上径向外部。顶部边缘环810的内支脚位于环形凹部846和854中。
158.在一些示例中，顶部边缘环810由导电或介电材料制成，边缘环850和外部边缘环820由介电材料制成，且边缘环840由导电材料制成。尽管示出了升降销870穿过边缘环820中的竖直孔，但基板130可进一步径向朝外延伸，而升降销可穿过基板130而非边缘环820。在一些示例中，下部844和中间部842的径向朝内相对表面平行于基板130的径向朝外相对表面。
159.当顶部边缘环810和边缘环840被升高以及降低时，靠近基板130(并且面对基板)的边缘环840的下部844的第一表面区保持相同。边缘环840的中间部842的第二表面区(位于更远离基板130处)随着边缘环升高而减小(因为边缘环850位于其间)。
160.现在参考图8c，边缘环870具有大致矩形的横截面、上部872和下部874。环形密封件876布置为在加热板132下方的接合和/或热阻层134的径向外侧围绕基板130的上表面。边缘环880具有“l”形的横截面，并且位于边缘环870与加热板132之间。环形凹部882或台阶部被布置于边缘环880的上径向内表面上。
161.顶部边缘环884具有倒“u”形、环形体885、径向内支脚886和径向外支脚888。外部边缘环892具有大致矩形的横截面，并且布置于边缘环870和884的径向外侧。外部边缘环892具有大致矩形的横截面、径向内部上环形凹部894或台阶部以容纳径向外支脚888、以及径向内部下环形凹部896或台阶部以容纳基板130的下径向外部。
162.现在参考图9a和图9b，顶部边缘环910具有倒“u”形，并且包括环形体912、内支脚914和外支脚916。在一些示例中，外支脚916在径向方向上比内支脚914厚p倍，其中p大于或等于2且小于或等于5。边缘环920为大致“l”形，并包括指向上支脚922及径向指向内支脚924。边缘环930为大致“l”形，并且包括指向上支脚932及径向指向外支脚934，径向指向外支脚934的径向外部邻近于边缘环920的径向指向内支脚924的径向内部。
163.底部边缘环940包括中间部942。指向上部944从底部边缘环940的径向外部上表面延伸。指向下部948从底部边缘环940的径向外部下表面延伸。底部边缘环的径向内部946径向朝内在顶部边缘环910的外支脚916和边缘环920的一部分下方延伸。指向上突出部949从径向内部946的径向内表面向上延伸预定距离。
164.在一些示例中，边缘环920和顶部边缘环910由导电材料制成。在一些示例中，边缘环930和940由介电材料制成。
165.当顶部边缘环被完全降低时，顶部边缘环910的外支脚916延伸低于边缘环920的最下表面预定距离。因此，当升高顶部边缘环910时，顶部边缘环910和边缘环920的相对表面保持相对相同。在一些示例中，该预定距离大于或等于顶部边缘环910因磨损导致的最大高度增加。
166.现参考图9c，顶部边缘环950具有倒“u”形，并且包括环形体954、径向内支脚952和径向外支脚956。在一些示例中，径向外支脚956在径向方向上比径向内支脚952厚p倍。顶部
边缘环950包括径向凹部957，其位于径向外支脚956的向下相对表面上。对每一升降销提供额外径向凹部957。在一些示例中，三个升降销布置成围绕边缘环并且以120
°
间隔隔开。径向凹部957包括斜角下表面958，其以锐角向下且径向朝外倾斜。径向凹部957与斜角下表面958被升降销偏移，并有助于使顶部边缘环950相对于基板130和衬底128居中。
167.在图9c1及图9c2中，示出了径向凹部的附加视图。在图9c1中，示出了边缘环的一部分的底视图。在图9c2中，示出了沿图9c1中9c2-9c2截取的剖视图。在一些示例中，表面990及992具有半径。在一些示例中，角度θ在75
°
至105
°
的范围内(例如90
°
)。
168.边缘环960为大致“u”形，并且包括环形体966、径向内支脚962和径向外支脚964。顶部边缘环950的径向内支脚952位于边缘环960的径向内支脚962与径向外支脚964之间。
169.边缘环970包括位于其径向内上表面上的环形凹部974。边缘环970的径向内部972被布置为邻近基板130和加热板132。升降销穿过边缘环970的径向内部972中的竖直孔。边缘环970的径向内部972在其径向内上表面上包括环形凹部973，以对边缘环960的径向外支脚964的下部提供间隙和/或支撑。边缘环970的径向内部972还包括从其下径向内表面向下延伸的突出部975。
170.在一些示例中，基板130包括共形密封件971，其顺应着基板130的台阶状或下部径向外表面。在一些示例中，共形密封件971由例如陶瓷之类的材料制成并且减少电弧。边缘环970的下表面包括用于容纳升降销的第一环形凹部976或台阶部以及用于容纳基板130的第二环形凹部978。
171.在一些示例中，基础高度为3.5mm。在一些示例中，边缘环950和980由例如硅或碳化硅之类的导电材料制成，但可使用其他材料。在其他示例中，边缘环970和986由石英制成，但可使用其他材料。
172.现在参考图9d，示出了图9c中的边缘环系统的变化的示例。边缘环980位于顶部边缘环950下方。边缘环980为大致“l”形，并且包括径向朝内突出支脚984和竖直支脚982。竖直支脚982位于顶部边缘环950的径向内支脚952与径向外支脚956之间。边缘环986位于衬底128下方并在加热板132的径向外侧。边缘环986为大致矩形，其中环形凹部988或台阶部位于其下外表面上，以容纳径向朝内突出支脚984。
173.在一些示例中，基础高度(例如，顶部边缘环950的顶表面至基板130的顶表面)为3.5mm。在一些示例中，边缘环950、980、986及970分别由石英、碳化硅、硅(或碳化硅)以及石英制成，但也可使用其他材料。
174.现参考图9e，示出了边缘环系统的其他示例性变化。在图9e中，顶部边缘环950’的径向外支脚956径向朝外延伸较少，并被边缘环990所覆盖。边缘环990具有“l”形的横截面并且包括径向朝内突出支脚992以及连接至径向朝内突出支脚992的径向外部的向下突出支脚994。在一些示例中，图9d的顶部边缘环950可能太大而无法配合穿过衬底端口进入处理室中。将顶部边缘环950拆分成如图9e中950’和990的两部分，使得边缘环990得以通过衬底端口来移除并更换(当使用真空转移模块时不破坏真空)。在一些情况下，图9d中的边缘环950可能太厚且/或太重而无法被机械手臂移动。通过使用较薄且较轻的顶部边缘环990并结合边缘环950”，由于边缘环990较不厚且较轻，因为在边缘环990磨损时可移除边缘环990。
175.在一些示例中，基础高度(例如，顶部边缘环950的顶表面至基板130的顶表面)为
3.5mm。在一些示例中，边缘环990、950及980由碳化硅制成，边缘环986由硅制成，而边缘环970由石英制成，但也可使用其他材料。
176.现参考图9f，其示出了类似于图9c的顶部边缘环950且具有更严格公差的边缘环950”。在一些示例中，边缘环之间的间隙大于0.01mm并小于或等于0.5mm、0.25mm、0.2mm或0.1mm。在其他示例中，顶部边缘环与衬底之间的间隙大于100μm且小于500μm、400μm或350μm。在一些示例中，基础高度(例如，顶边缘环950’的顶表面至基板130的顶表面)为5.5mm。在一些示例中，边缘环950’、980及970由石英制成，但也可使用其他材料。
177.现参考图9g，外部边缘环995在其顶表面上限定环形凹部974或台阶部以及从外部边缘环995邻近于环形凹部974径向朝内延伸的突出部996。边缘环997具有大致矩形的横截面，并且包括位于径向外部上表面上的环形凹部998或台阶部，以容纳突出部996。边缘环997包括突出部999，其从边缘环997的上部径向内表面邻近于加热板132的径向外表面向上延伸。在一些示例中，边缘环950”由硅(或石英或碳化硅)制成，边缘环980由硅或碳化硅制成，边缘环997由陶瓷、铝或石英制成，且边缘环970由石英制成，但也可使用其他材料。边缘环970的突出部996以及边缘环997的环形凹部998限定蜿蜒路径，以减少等离子体电弧。
178.现参考图10a和图10b，代替依赖于导电边缘环的电容，边缘环可由介电材料制成并且可以包括无外部连接件的嵌入式导体。例如，在图10a和图10b中，图9a和图9b中的边缘环920可以由介电材料制成并且可以包括由金属制成的嵌入式导体1008。顶部边缘环910由导电材料制成。
179.嵌入式导体1008包括竖直导电部1010以及水平导电部1020。嵌入式导体1008被布置成在顶部边缘环910因磨损而升高时提供相对恒定的电容，如图10b所示。在图10a和图10b的示例中，水平导电部1020对加热板132提供耦合。当顶部边缘环910因磨损而向上移动时，水平导电部1020对加热板132保持耦合。因此，传送部件的电容保持大致相同。
180.现参考图11a和图11b，边缘环840由介电材料(而不是如上图8a和图8b中的导电材料)制成，并且包括无外部连接的嵌入式导体1108。顶部边缘环810由导电材料或介电材料制成。嵌入式导体1108包括布置成靠近并且平行于顶部边缘环810下表面的上水平导体1110。上水平导体1110连接至在中间边缘环840的中间附近延伸的竖直导体1112。竖直导体1112连接至水平导体1120，水平导体1120径向朝内延伸并且连接至竖直导体1122。竖直导体1122在下部附近布置于边缘环840的径向内表面附近并沿边缘环840的径向内表面延伸。
181.在图11b中，当边缘环840升高以补偿顶部边缘环810的磨损时，竖直导体1112与顶部边缘环810之间的耦合保持相对恒定(并小于或等于da)。同样，竖直导体1122与基板130的导电相对表面之间的耦合保持相对恒定(并且小于或等于da)。在其他位置，嵌入式导体具有大于或等于db的间隙距离。
182.现在参考图11c至图11e，其示出了边缘环840的弧形部。边缘环840可由堆叠的并且烧结的多个陶瓷生片制成。在烧结之前，竖直导体或通孔通过在相邻陶瓷生片上切孔并用导电材料(例如导电胶)填充孔而产生。在一些示例中，使用钨膏。水平导体通过使用导电材料在陶瓷生片上印刷迹线或导电平面而形成。在一些示例中，水平导体被印刷成重迭并接触竖直导体以在其间提供连接。
183.在图11c中，示出了连接到限定水平导体1110的导电平面1150的竖直导体1112或通孔。在图11d中，在没有水平导体的位置处，竖直导体穿过陶瓷生片。在图11e中，代替使用
图11d中所示的导电平面，可使用多个迹线1160代替导电平面1150以实现水平导体1110。
184.现在参考图12a和图12b，图7的顶部边缘环710可以由电介质制成，而不是由导电材料制成。顶部边缘环710包括不具有对其外部连接的嵌入式导体1208。嵌入式导体1208包括布置为平行于顶部边缘环710的顶表面的水平导体1210。水平导体1210与顶表面间隔预定距离，以允许介电材料磨损而不暴露水平导体1210。竖直导体1220在顶部边缘环710的中间部附近竖直延伸。竖直导体1220连接至水平导体1210以及水平导体1224，水平导体1224布置为平行于顶部边缘环710的底表面。水平导体1224允许与升降销754的电容耦合。升降销754由导电材料制成。如图11b中可见的，当顶部边缘环710被升高时，升降销754与水平导体1224之间的耦合保持恒定。
185.现在参考图13a和图13b，边缘环840由介电材料或导电材料(如本文所定义)制成，并且包括一或更多掺杂区域，其比未掺杂的其余区域更具导电性。顶部边缘环810由导电材料或介电材料制成。
186.在此示例中，位于顶部边缘环810下方的边缘环840的顶表面1320被掺杂至预定深度，以使该材料比未掺杂材料更具导电性。同样，边缘环840的径向内表面1322也被掺杂至预定深度，以使介电材料从顶表面1320至下表面849的底边缘更具导电性。顶表面1320与径向内表面1322电气连接。尽管示出单个连续掺杂区域，但可使用两个或更多掺杂区域。
187.例如，边缘环840可以由掺杂有硼、铝或氮的碳化硅制成，以使其所选部分比未掺杂区域更具导电性。在图13b中，当中间边缘环因顶部边缘环810的磨损而被升高时，边缘环840的导电部对相邻表面提供均匀耦合。
188.现在参考图14a，顶部边缘环1410布置于边缘环1412、1416及1420上方。顶部边缘环1410具有倒“u”形，并包括环形体1434、径向内支脚1432及径向外支脚1436。环形体1434具有厚度t以允许在处理期间有足够材料来获得边缘环的稳定性，并有足够材料以允许在因腐蚀而更换之前有足够的循环数。在一些示例中，厚度t在0.5mm至10mm的范围内，但是可以使用其他厚度。在一些示例中，厚度t在0.5mm至5mm的范围内，但可使用其他厚度。
189.径向外支脚1436的顶表面1438在顶部边缘环1410的中间部附近1438’处线性向下倾斜(以产生倾斜表面)至顶部边缘环1410的径向外边缘。倾斜部1438’从顶表面1438以竖直距离d线性向下倾斜。从“u”形的径向外边缘到顶表面1438开始向下倾斜的位置提供水平距离h。在一些示例中，取决于厚度t，水平距离h在0mm至10mm的范围内，但可以使用其他水平距离。在一些示例中，d大于或等于t。在一些示例中，d在从t至3t的范围内。在一些示例中，d小于或等于t。在一些示例中，d在0.25*t至t的范围内。边缘环1412和1416具有“l”形横截面。
190.在一些示例中，顶表面1438具有总厚度h。在一些示例中，边缘环的总厚度h在5mm至20mm的范围内。在一些示例中，距离d大于或等于高度h的5％、10％、20％、30％、40％或50％。在一些示例中，倾斜部1438’以锐角线性地倾斜。在一些示例中，倾斜部1438’以范围为20
°
至70
°
的锐角倾斜。
191.边缘环1410为大致高于先前的边缘环，以允许更久的磨损并顺应“u”形。由于磨损，如果“u”形与顶表面1438及1438’之间没有足够材料，则边缘环可能会开裂。如能理解的，去除径向外倾斜部中的材料降低了边缘环1410的重量，这减小了致动器上的负载。这使得致动器能提供更精细的调整。相比于台阶状设计，倾斜部1438’的线性斜率使得在不去除“u”形凹槽与顶表面1438及1438’之间的太多材料下增加可去除的材料量增加。在一些示例中，距离d大于环形体1434的厚度t，以增加去除的材料量。在一些示例中，水平距离h小于环形体1434的厚度t，以增加去除的材料量。
192.边缘环1412位于边缘环1416的径向外侧并且在顶部边缘环1410下方。边缘环1412包括向上突出支脚1448以及从向上突出支脚1448径向朝内延伸的支脚1446。边缘环1416定位成邻近于加热板132、在边缘环1412的径向内侧并在衬底128下方。边缘环1416包括向上突出支脚1440以及从向上突出支脚1440径向朝外延伸的支脚1442。
193.边缘环1420包括径向外部1452及从径向外部1452的下部径向朝内延伸的径向内部1454。当下降时，台阶表面1455支撑顶部边缘环1410的径向外支脚1436。向上突出部1456从径向内部1454的内上表面向上延伸。升降销1460在边缘环1420的径向内部1454中的竖直孔中相应移动，以升高并降低边缘环1410。
194.现在参考图14b，顶部边缘环1410包括另选的上表面轮廓。边缘环1410的顶表面的倾斜部1464’在径向外方向上向下倾斜。倾斜部1464’转变成大致平行于包括衬底128的平面的表面1466。去除倾斜部1464’中边缘环的材料使得顶部边缘环1410的重量减轻。可进行重量减轻以允许与具有较低升降能力的升降致动器一起使用。
195.现参考图14c，顶部边缘环1410的径向内边缘1470相对于边缘环1416的向上突出支脚1440的径向外表面限定间隙。相对于图14a和图14b中的边缘环系统，该间隙增大。
196.现参考图15，边缘环系统包括顶部边缘环1510、外部边缘环1520及边缘环1530。边缘环1530位于顶部边缘环1510下方并在外部边缘环1520的径向内侧。顶部边缘环1510包括大致矩形体1514以及从顶部边缘环1510的径向内上表面延伸的径向朝内突出支脚1516。边缘环1530为大致矩形，并且包括位于其上径向内表面上的环形凹部1534。衬底128被容纳于环形凹部1534中。外部边缘环1520包括径向外部1522以及内部1524，内部1524从径向外部1522的中间部径向朝内延伸。升降销1560在外部边缘环1520的内部1524中的竖直孔中相应移动。突出部1526从外部边缘环1520的径向内上表面向上延伸。顶部边缘环1510的大致矩形体1514容纳于突出部1526与径向外部1522之间的外部边缘环1520的上表面1555上。
197.在一些示例中，边缘环1510的顶表面1518在倾斜部1518’之前具有高度h。倾斜部1518’从顶表面1518以距离d向下倾斜至顶部边缘环1510的径向外边缘。在一些示例中，距离d大于或等于高度h的5％、10％、20％、30％、40％或50％。在一些示例中，倾斜部1518’以锐角向下倾斜。在一些示例中，倾斜部1518’以范围为20
°
至70
°
的锐角倾斜。如能理解的，去除以产生倾斜部1518’的材料有助于减轻边缘环1510的重量，其降低致动器上的负载并提高可靠性。
198.在一些示例中，加热板132具有圆柱形中心部1577及从圆柱形中心部的底部径向朝外延伸的突出部1579。在一些示例中，加热板132不包括rf电极。在其他示例中，去除位于边缘环附近的加热板132中的rf电极。例如，在位于边缘环1530下方的加热板的区域1580中去除rf电极。
199.现参考图16a至图16c，其示出了可移动边缘环系统1600。在图16a中，可移动边缘环系统1600包括具有环形体1612的顶部边缘环1610。顶部边缘环1610的径向外支脚从环形体1612的径向外表面向下突出。径向内支脚1616从环形体1612的径向内表面向下突出。向内突出支脚1618从径向内支脚1616的下端径向朝内延伸。向内突出支脚1618在衬底128的
径向外边缘下方延伸。在一些示例中，加热层132包括环形凹部1619，且向内突出支脚1618容纳于环形凹部1619中，在其上表面上并在衬底128与环形凹部1619之间。
200.边缘环1620包括环形体1622。径向朝外突出支脚1624从环形体1622的上径向外表面延伸。径向朝内突出支脚1628从环形体1622的径向内下表面径向朝内延伸。边缘环1620位于顶部边缘环1610的径向外侧。
201.边缘环1630位于边缘环1620的径向内侧并且在顶部边缘环1610下方。边缘环1630包括环形体1632。径向朝内突出支脚1634从环形体1632的上径向内表面径向朝内延伸。如下将结合图17-22进一步描述的，边缘环1632可包括间隔物1633，例如垫片、销或突出部，以保持边缘环1630与边缘环1620和/或1640之间的间隔。还如下文进一步描述的，可以使用绝缘涂层。
202.边缘环1640位于边缘环1620下方，并且在边缘环1630的下部的径向外侧。边缘环1640包括环形体1642，径向朝下突出支脚1644从环形体1642的径向外下表面延伸。向内突出支脚1646从环形体1642的中间内部径向朝内延伸。向内突出支脚1646包括容纳升降销1648的竖直孔1647。边缘环1640包括环形凹部1650及突出部1652，其在边缘环1640的下表面中限定竖直孔，以容纳布置于基板130的竖直孔1664中的导向套件1660。边缘环1640在其下径向内表面上包括环形凹部1654，以便为基板130的径向外边缘提供间隙。
203.当抵靠边缘环1610的下表面而通过升降销1648偏移时，边缘环1630在径向内支脚1634与加热层132的上表面之间限定第一竖直间隙1670。边缘环1630还在边缘环1630的下表面与径向朝内突出支脚1646的上表面之间限定第二竖直间隙1672。
204.在图16b中，当升降销1648完全下降时，边缘环1630在边缘环1610的下表面与边缘环1630的上表面之间限定第三竖直间隙1680。边缘环1630的下表面置于径向朝内突出支脚1646的上表面上。在操作期间，边缘环1630可通过升高升降销1648而布置成与边缘环1610呈邻接关系，或者通过降低升降销1648及边缘环1630而与边缘环1610呈隔开关系。
205.当边缘环1610因暴露于等离子体而被磨损时，移除衬底128且升降销1648向上提高边缘环1630及边缘环1610，如图16c所示。边缘环1610使用机械手臂(例如真空转移模块机械手臂)而从处理室通过衬底端口移除。边缘环1610的另一者被传送(使用机械手臂通过衬底端口)至边缘环1630上，且升降销1648被下降。在一些示例中，顶环1610由导电或介电材料制成，环1630由导电材料或具有嵌入式电极的介电材料制成，而环1620及1640则由介电材料制成。
206.参考图16d，图16a-16c的边缘环1640可拆分成两个同心环。内部环1680包括环形体1682及位于下径向内表面上的环形凹部1684(类似于图16a-16c中的环形凹部1650)。内部环1680由导电材料制成，以增强与边缘环1630的电容耦合。该布置允许更多rf在基板130与边缘环1630之间传输。
207.外部环1690包括由介电材料制成的环形体1692。环形体1692位于内部环1680的径向外侧。外部环1690的径向内表面1694邻近于内部环1680的径向外表面1686。
208.现参考图17和图18，许多前述示例包括暴露于等离子体的上部环及位于下方并通过上部环而屏蔽直接等离子体的下部环。例如，设计成具有电容耦合的边缘环系统1700的一部分的横截面示于图17中。上部环1710的下部位于下部环1720的下部的径向外侧。
209.为了在低偏置频率下维持对等离子体鞘层的控制，当上部环1710暴露于等离子
体、经历腐蚀并使其高度升高时，耦合电容c的值应保持固定且相对恒定。此外，上部环1710与下部环1720之间可能有明显的温度差。例如，在等离子体处理期间，上部环1710与下部环1720之间的温度差可介于0℃至200℃的范围内(例如100℃)。在一些示例中，由于下部环1720在加热时膨胀并在冷却时收缩，因此下部环1720(或上部环1710)会在平行于衬底的方向上朝上部环1710一侧的方向移动或走动，从而有效地减小一些径向方向上的间隙并增大其他径向方向上的间隙。
210.假设c是上部环1710与下部环1720之间的电容，当下部环1720移离中心(在一些径向方向上更靠近上部环1710且在其他径向方向上更远离上部环1710)，由于电容是间隙的非线性函数，因此电容增加。更特别地，电容c
shifted
＝s(s’)*c
centered
，其中s’＝d/(r
2-r1)，其中0≤s’≤1，并且其中r2为上部环1710的内径，而r1为下部环1720的外径。在图18中，电容的相对增大示为标称间隙的偏离百分比(％)的函数。如能理解的，当偏离百分比大于标称间隙的约35-40％时，电容受到影响。
211.根据本公开的系统及方法在上部环或下部环上使用间隔物(例如垫片、销或突出物)，以在等离子体处理期间所经历的加热及冷却期间限制上部环1710相对于下部环1720的移动。在一些示例中，移动被限制至小于或等于标称间隙的20％、30％或40％，以限制相对移动对边缘环系统的电容的影响。
212.现在参考图19-22，其示出了限制边缘环系统的上部环相对于下部环移动的多种方式。在图19中，边缘环系统1900包括上部环1910，该上部环1910包括内外部1910-1及1910-2，其分别位于邻近于下部环1920的径向内部外表面。在图20-22中，示出了用于限制上部环1910相对于下部环1920移动的多种方式。
213.在图20中，下部环1920包括位于其径向外表面上的狭槽1938。狭槽1938径向朝内延伸至下部环1920的径向外表面内。垫片1934布置于狭槽1938中。在一些示例中，粘附剂1930被用于使垫片1934保持在狭槽1938中。在一些示例中，垫片1934具有矩形平面的、径向侧横截面，但可使用其他形状。在一些示例中，垫片1934在径向方向上的厚度大于或等于狭槽1938的深度。在一些示例中，垫片1934从下部环1920径向朝外延伸至足以限制移动的距离(给定所使用的垫片的数量)。
214.在图21中，下部环1920包括位于其径向外表面上的狭槽1948。狭槽1948径向朝内延伸。销1950布置于狭槽1948中。在一些示例中，粘附剂1930用于使销1950保持在狭槽1948中。在一些示例中，销1950具有圆柱形状，但可使用其他形状。在一些示例中，销1950沿径向方向的高度大于或等于狭槽1948的深度。在一些示例中，销1950从下部环1920径向延伸至足以限制移动的距离(给定所使用的销的数量)。
215.在图22a和图22b中，下部环1920包括形成在其径向外表面上的突出部1960。在一些示例中，突出部1960在竖直方向上部分地或全部地沿着径向外表面的竖直厚度延伸。在图22b中，突出部1960包括从下部边缘环1920的径向外表面1962延伸的平坦表面1964，相比于弓形轮廓，其更易于加工及检测尺寸。换句话说，在一些示例中，边缘环最初形成为稍宽而无突出部1960，接着在相邻突出部之间的区域中加工或去除径向外表面以形成突出部1960。在其他示例中，突出部1960在平面图中包括弓形或凸形轮廓，以在不破坏真空下执行高度调整或更换顶部边缘环时减小与顶部边缘环的径向内部相对表面接触的表面积并减小摩擦。
216.在一些示例中，突出部1960涂覆有涂层材料1964。在一些示例中，涂层材料1964为相对保形并由绝缘材料制成。在一些示例中，涂层选自由聚四氟乙烯(ptfe)、全氟烷氧基聚合物(pfa)、或使用原子层沉积法沉积的氧化铝、氧化钇或氟化钇所组成的群组。涂层材料1964具有防止短路并减少腐蚀的绝缘功能。涂层材料1964还确保下部环1920与上部环1910之间的最小间隙以防止短路。在一些示例中，突出部1960从下部环1920的径向外表面径向朝外延伸至足以限制移动的距离(给定所使用的突出部的数量)。
217.在一些示例中，下部环1920包括3至8个间隔物(垫片、销或突出部)，其以均匀间距(例如3个为120
°
间距，5个为72
°
间距，8个为45
°
间距(或360
°
/n))布置成围绕下部环1920的外周缘。如能理解的，间隔物一般不配置成完全限制上部环与下部环的相对移动。间隙有助于在高度调整和/或更换期间减小接合。因此，仍希望有一些相对移动，而3个垫片仍可能发生不希望的移动(其可能改变有效耦合电容)。在一些示例中，下部环1920包括5个间隔物，其布置成围绕下部环1920的外周缘，以进一步限制移动。取决于特定配置，额外间隔物(例如6、7或8个)在控制有效电容方面提供递减效益并增加成本。
218.尽管间隔物(例如，垫片、销或突出部)被显示为布置于下部环1920的外表面上，但间隔物可以布置于下部环1920的内表面和/或上部环1910的一或两个内表面上。另外，对于前述示例中的任一者(例如在图1至图22中)，间隔物和/或绝缘涂层可布置于旨在电容耦合的边缘环的一或两个径向相对表面上。
219.在一些示例中，间隔物在径向朝外方向上从边缘环的径向外表面延伸50μm至250μm的范围。在一些示例中，间隔物在径向朝外方向上从边缘环的径向外表面延伸50μm至250μm的范围。
220.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。
221.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”。
222.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处理，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装载锁。
223.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处理的操作参数。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。
224.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)向系统提供处理配方。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处理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(例如本文所述的处理和控制)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处理。
225.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。
226.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。