CN106024567A - 具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构 - Google Patents

具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构。一种等离子体室包括基座、上部电极、以及环形构件。所述基座具有支撑晶片的中心区域和外接中心区域的台阶区域。倾斜区域外接台阶区域，倾斜区域具有从所述台阶区域向下倾斜的顶表面，使得所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离。所述上部电极被耦合到射频电源。所述环形构件的内周边被限定成当所述环形构件被设置在所述基座上时围绕所述基座的中心区域，并且所述环形构件的一部分具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度。

Description

具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构
技术领域
本发明总体上涉及半导体处理领域，且更具体地涉及具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构。
背景技术
在半导体制造中，电容耦合等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和原子层沉积(ALD)工艺的生产率总体上受益于等离子体约束。通过约束等离子体以在晶片上并略微超出晶片的边缘运行，避免了对用等离子体填充整个处理室的需求。这通过减少在处理过程中消耗的化学物质和功率的量而提高了该工艺的效率。
用于约束在室中的等离子体的一种已知方法涉及使用包围晶片的约束环。通常由氧化铝(Al2O3)制成的约束环是平坦的，并且约束环的厚度是恒定的。约束环产生高阻抗路径，并减小了局部电场。这用于局部抑制超出晶片边缘的等离子体。在晶片上等离子体密度增大，从而导致更快的处理(例如，较高的沉积速率处理)。
使用平坦约束环的等离子体约束的一个显著缺点是径向方向上的电阻抗的变化不仅是急剧的，而且非常靠近晶片的边缘发生。阻抗的急剧变化调制晶片边缘附近的等离子体的均匀性。因此，在晶片边缘的不均匀沉积是经常发生的。具有均匀厚度的平坦约束环通常被用来既提供约束又提供所需要的接近晶片边缘的可接受的处理均匀性。然而，通常这两个目标是矛盾的，在晶片边缘发生的沉积仍然是不均匀的。
就是在这种背景下，产生了本发明的实施方式。
发明内容
在一示例性的实施方式中，一种等离子体室包括基座、布置在所述基座上的上部电极、以及被配置成设置在所述基座上的环形构件。被配置成在处理过程中支撑半导体晶片的所述基座具有形成为支撑所述半导体晶片的中心区域。所述中心区域具有基本上平坦的顶表面。台阶区域被形成为外接所述中心区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面。所述基座具有形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面。所述倾斜区域的所述顶表面被形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得。所述基座电连接到基准接地电位。
布置在所述基座上的上部电极与喷头成为整体，所述喷头用于在处理期间输送沉积气体到所述等离子体室内。所述上部电极被耦合到射频(RF)电源，所述RF电源能操作来点燃在所述基座和所述上部电极之间的等离子体，以在处理期间促进所述半导体晶片上的材料层的沉积。
所述环形构件被配置成设置在所述基座上，所述环形构件的内周边被限定成当所述环形构件被设置在所述基座上时围绕所述基座的所述中心区域，并且所述环形构件的一部分具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度。
在一实施方式中，所述环形构件的所述一部分的所述厚度随所述环形构件的半径增大而线性增大。在一实施方式中，所述环形构件的所述一部分的所述厚度随着所述基座的所述倾斜区域的斜率增大而增大。
在一实施方式中，所述环形构件包括具有顶表面和侧表面的下台阶区域，所述下台阶区域被配置成使得当所述半导体晶片被布置在所述基座的所述中心区域上时，所述半导体晶片的边缘设置在所述下台阶区域的顶表面上方。在一实施方式中，所述环形构件被配置成能沿垂直于所述基座的中心区域的垂直方向移动，使得当环形圈沿所述垂直方向被抬升时，所述环形构件将所述半导体晶片抬升离开所述基座的中心区域。
在一实施方式中，所述基座的所述台阶区域设置有用以支撑所述环形构件的三个或更多个最小的接触区，并且所述环形构件在由所述最小的接触区支撑时，所述环形构件不与所述基座的所述倾斜区域物理接触。
在一实施方式中，具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度的所述环形构件的一部分使得在等离子体被点燃时围绕所述基座的中心区域的阻抗逐渐增大。在一实施方式中，所述基座的所述倾斜区域使得在等离子体被点燃时所述基座的所述中心区域和周边之间的阻抗逐渐增大，其中所述基座的所述周边比所述中心区域具有较高的阻抗。在一实施方式中，当所述等离子体被点燃时，所述逐渐增大的阻抗起到逐渐约束在所述半导体晶片上的等离子体的作用。
在另一示例性实施方式中，一种用于处理衬底的室包括：设置在所述室内的上部电极和设置在所述上部电极下方的基座。所述上部电极被配置为与射频(RF)电源耦合。被配置成与基准接地电位耦合的基座具有形成为在所述衬底存在时支撑所述衬底的中心区域，所述中心区域具有基本上平坦的顶表面。所述基座具有形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面。此外，所述基座具有形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面。所述倾斜区域的所述顶表面被形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的顶表面的方向测得。
在一实施方式中，所述室还包括被配置成设置在所述基座上的环形构件。所述环形构件的内周边被限定成当所述环形构件被设置在所述基座上时围绕所述基座的所述中心区域。此外，所述环形构件的一部分具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度。
在一实施方式中，具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度的所述环形构件的一部分具有楔形的横截面。在一实施方式中，所述环形构件的下表面的至少一部分被配置为坐落在所述基座的所述倾斜区域上，并且所述环形构件的顶表面的至少一部分被构造成基本上平行于所述基座的所述中心区域。
在一实施方式中，所述环形构件包括具有顶表面和侧表面的下台阶区域，所述下台阶区域被配置成使得当所述衬底被布置在所述基座的所述中心区域上时，所述衬底的边缘设置在所述下台阶区域的顶表面上方。
在又一示例性实施方式中，一种基座包括：中心区域、台阶区域和倾斜区域。所述中心区域具有基本上平坦的顶表面。所述台阶区域被形成为外接所述中心区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面。所述倾斜区域被形成为外接所述台阶区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面。所述倾斜区域的所述顶表面被形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得。
在一实施方式中，所述倾斜区域被定向成使得由所述倾斜区域的所述顶表面限定的线相对于由所述中心区域的顶表面限定的水平线限定从1度至45度的角度。在一实施方式中，所述角度是从5度至30度。
在又一示例性实施方式中，一种环形构件具有：中心部、内延伸部和外延伸部。所述中心部具有内边界和外边界。所述中心部还具有顶表面和底表面，所述顶表面和所述底表面限定所述中心部的厚度。所述中心部的底表面被定向成相对于由所述中心部的所述顶表面限定的线呈一定角度，使得所述中心部的厚度从所述内边界到所述外边界增大。
所述内延伸部从所述中心部的所述内边界延伸，所述内延伸部具有顶表面和底表面。所述顶表面和所述底表面限定所述内延伸部的厚度，所述内延伸部的厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述内边界处的厚度。
所述外延伸部从所述中心部的外边界延伸，所述外延伸部具有顶表面和底表面。该顶表面和该底表面限定所述外延伸部的厚度，所述外延伸部的厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述外边界处的厚度。此外，所述外延伸部的顶表面与所述中心部的所述顶表面是共面的。
在一实施方式中，所述外延伸部是第一外延伸部，并且所述环形构件还包括从所述中心部的所述外边界延伸的第二外延伸部，所述第二外延伸部具有顶表面和底表面。该顶表面和该底表面限定所述第二外延伸部的厚度，所述第二外延伸部的厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述外边界处的厚度。此外，所述第二外延伸部的底表面与所述中心部的所述底表面是共面的。
在一实施方式中，所述环形构件还包括从所述中心部的所述外边界延伸的第三外延伸部。所述第三外延伸部具有顶表面和底表面，所述第三外延伸部的所述顶表面与所述第一外延伸部的所述底表面间隔开并基本上平行。所述第三外延伸部的所述底表面与所述第二外延伸部的所述顶表面间隔开并基本上平行。
具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：
1.一种等离子体室，其包括：
基座，其被配置成在处理过程中支撑半导体晶片，所述基座具有形成为支撑所述半导体晶片的中心区域，所述中心区域具有基本上平坦的顶表面，所述基座具有形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面，所述基座具有形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面，所述倾斜区域的所述顶表面形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得，所述基座电连接到基准接地电位；
布置在所述基座上的上部电极，所述上部电极与喷头成为整体，所述喷头用于在处理期间输送沉积气体到所述等离子体室内，所述上部电极被耦合到射频(RF)电源，所述RF电源能操作来点燃在所述基座和所述上部电极之间的等离子体，以在处理期间促进在所述半导体晶片上的材料层的沉积；以及
被配置成设置在所述基座上的环形构件，所述环形构件的内周边被限定成当所述环形构件被设置在所述基座上时围绕所述基座的所述中心区域，并且所述环形构件的一部分具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度。
2.根据条款1所述的等离子体室，其中，所述环形构件的所述一部分的所述厚度随所述环形构件的所述半径增大而线性增大。
3.根据条款1所述的等离子体室，其中，所述环形构件的所述一部分的所述厚度随着所述基座的所述倾斜区域的斜率增大而增大。
4.根据条款1所述的等离子体室，其中所述环形构件包括具有顶表面和侧表面的下台阶区域，所述下台阶区域被配置成使得当所述半导体晶片被布置在所述基座的所述中心区域上时，所述半导体晶片的边缘设置在所述下台阶区域的所述顶表面上方。
5.根据条款4所述的等离子体室，其中所述环形构件被配置成能沿垂直于所述基座的所述中心区域的垂直方向移动，使得当环形圈沿所述垂直方向被抬升时，所述环形构件将所述半导体晶片抬升离开所述基座的所述中心区域。
6.根据条款1所述的等离子体室，其中所述基座的所述台阶区域设置有用以支撑所述环形构件的三个或更多个最小的接触区，并且所述环形构件在由所述最小的接触区支撑时，所述环形构件不与所述基座的所述倾斜区域物理接触。
7.根据条款1所述的等离子体室，其中具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度的所述环形构件的所述一部分使得在所述等离子体被点燃时围绕所述基座的所述中心区域的阻抗逐渐增大。
8.根据条款1所述的等离子体室，其中所述基座的所述倾斜区域使得在所述基座的所述中心区域和周边之间的阻抗逐渐增大，其中，当所述等离子体被点燃时，所述基座的所述周边比所述中心区域具有较高的阻抗。
9.根据条款8所述的等离子体室，其中当所述等离子体被点燃时，所述逐渐增大的阻抗起到逐渐约束在所述半导体晶片上的所述等离子体的作用。
10.一种用于处理衬底的室，其包括：
设置在所述室内的上部电极，所述上部电极被配置为与射频(RF)电源耦合；以及
设置在所述上部电极下方的基座，所述基座被配置成与基准接地电位耦合，所述基座具有形成为在所述衬底存在时支撑所述衬底的中心区域，所述中心区域具有基本上平坦的顶表面，所述基座具有形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面，所述基座具有形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面，所述倾斜区域的所述顶表面形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得。
11.根据条款10所述的室，其还包括：
被配置成设置在所述基座上的环形构件，所述环形构件的内周边被限定成当所述环形构件被设置在所述基座上时围绕所述基座的所述中心区域，并且所述环形构件的一部分具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度。
12.根据条款11所述的室，其中具有随所述环形构件的所述半径增大而增大的厚度的所述环形构件的所述一部分具有楔形的横截面。
13.根据条款11所述的室，其中，所述环形构件的下表面的至少一部分被配置为坐落在所述基座的所述倾斜区域上，并且其中所述环形构件的顶表面的至少一部分被构造成基本上平行于所述基座的所述中心区域。
14.根据条款13所述的室，其中所述环形构件包括具有顶表面和侧表面的下台阶区域，所述下台阶区域被配置成使得当所述衬底被布置在所述基座的所述中心区域上时，所述衬底的边缘设置在所述下台阶区域的所述顶表面上方。
15.一种基座，其包括：
中心区域，其具有基本上平坦的顶表面；
形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面；以及
形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面，所述倾斜区域的所述顶表面形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得。
16.根据条款15所述的基座，其中所述倾斜区域被定向成使得由所述倾斜区域的所述顶表面限定的线相对于由所述中心区域的所述顶表面限定的水平线限定从1度至45度的角度。
17.根据条款16所述的基座，其中所述角度是从5度至30度。
18.一种环形构件，其包括：
具有内边界和外边界的中心部，所述中心部具有顶表面和底表面，所述顶表面和所述底表面限定所述中心部的厚度，所述中心部的所述底表面被定向成相对于由所述中心部的所述顶表面限定的线呈一定角度，使得所述中心部的所述厚度从所述内边界到所述外边界增大；
从所述中心部的所述内边界延伸的内延伸部，所述内延伸部具有顶表面和底表面，该顶表面和该底表面限定所述内延伸部的厚度，所述内延伸部的所述厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述内边界处的厚度；以及
从所述中心部的所述外边界延伸的外延伸部，所述外延伸部具有顶表面和底表面，该顶表面和该底表面限定所述外延伸部的厚度，所述外延伸部的所述厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述外边界处的厚度，并且所述外延伸部的所述顶表面与所述中心部的所述顶表面是共面的。
19.根据条款18所述的环形构件，其中所述外延伸部是第一外延伸部，并且所述环形构件还包括从所述中心部的所述外边界延伸的第二外延伸部，所述第二外延伸部具有顶表面和底表面，该顶表面和该底表面限定所述第二外延伸部的厚度，所述第二外延伸部的所述厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述外边界处的厚度，并且所述第二外延伸部的底表面与所述中心部的所述底表面是共面的。
20.根据条款19所述的环形构件，其还包括：从所述中心部的所述外边界延伸的第三外延伸部，所述第三外延伸部具有顶表面和底表面，所述第三外延伸部的所述顶表面与所述第一外延伸部的所述底表面间隔开并基本上平行，以及所述第三外延伸部的所述底表面与所述第二外延伸部的所述顶表面间隔开并基本上平行。
本发明的其它的方面和优点根据下面的详细描述、结合附图将变得显而易见，附图以举例的方式图解了本公开的原理。
附图说明
图1是根据一示例性实施方式图解衬底处理系统的概略图。
图2A是根据一示例性实施方式图解在等离子体处理系统中的等离子体约束的简化横截面图的示意图，该等离子体处理系统包括横截面为楔形的承载环。
图2B是示出图2A所示的等离子体处理实施例的阻抗(Z)与距离的关系曲线图。
图2C是根据一示例性实施方式表示450毫米晶片(有2mm边缘排除区)的归一化沉积厚度与基于使用以下基座的模型运行的晶片的位置的关系曲线图：1)容纳平坦聚焦环的典型基座，和2)容纳横截面为楔形的聚焦环的倾斜的基座。
图3A根据示例性实施方式示出了被配置为容纳横截面为楔形的约束环的基座的横截面图。
图3B是根据一示例性实施方式示出了接触支撑构件的位置的基座的顶视图。
图3C是根据一示例性实施方式的在基座的台阶区域和倾斜区域之间的过渡部位的放大图。
图3D是根据另一示例性实施方式的在基座的台阶区域和倾斜区域之间的过渡部位的放大图。
图3E是根据又一示例性实施方式的在基座的台阶区域和倾斜区域之间的过渡部位的放大图。
图4A根据一示例性实施方式示出了上面设置有半导体晶片和环形构件的基座的横截面图。
图4B根据另一示例性实施方式示出了上面设置有半导体晶片和环形构件的基座的横截面图。
图4C根据又一示例性实施方式示出了上面设置有半导体晶片和环形构件的基座的横截面图。
图5A到图5C示出了基座和环形构件的另外的配置，该另外的配置可用于提供改善在晶片边缘的处理均匀性的逐渐增大的阻抗。
图6是显示用于控制衬底处理系统的控制模块的方框图。
具体实施方式
在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对示例性实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，这些示例性实施方式可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实施。在其它实例中，工艺操作和实施细节如果已经公知，则没有详细描述。
在以下实施方式中，公开了具有倾斜约束环的等离子体处理系统。倾斜约束环被配置成围绕所述衬底(例如，晶片)的位置，并设计成以渐进的方式影响在约束环的内径和外径之间的阻抗。由倾斜约束环促进的阻抗的逐渐增加有助于改善等离子体约束，并消除在晶片边缘的阻抗的急剧变化，阻抗的急剧变化可能不利地影响晶片边缘附近的处理的均匀性。本文具体参考图2A、3A-3E、4A-4C和5A-5C示出和描述的倾斜约束环和倾斜基座区域的实施方式有助于改善等离子体约束并使得较好的处理均匀性能够实现。
图1是图解衬底处理系统100的示意图，衬底处理系统100被用于处理衬底101。在一实施方式中，衬底是硅晶片。该系统包括具有下室部分102b和上室部分102a的室102。中心柱被配置来支撑基座140，其在一实施方式中是接地电极。在所图解的实施例中，喷头150经由匹配网络106电耦合到电源104。在其它实施方式中，基座140可被供电，而喷头150可接地。电源由控制模块110(例如控制器)控制。控制模块110被配置为通过执行工艺输入和控制108来操作衬底处理系统100。工艺输入和控制108可包括工艺配方(比如功率电平、定时参数、工艺气体、晶片101的机械运动等)以例如在晶片101上沉积或形成膜。
中心柱也被示出为包括升降销120，其可由升降销控制装置122控制。升降销120被用于从基座140抬升晶片101以允许末端执行器拾取晶片并在被末端执行器放置后降低晶片101。衬底处理系统100还包括连接到工艺气体114(例如，来自设施的气体化学品供应源)的气体供应歧管112。根据被执行的处理，控制模块110通过气体供应歧管112控制工艺气体114的输送。选定的气体流入喷头150并被分配在限定于喷头150的面向晶片101的面和停留在基座140上的晶片101的顶表面之间的容积空间中。
所述工艺气体可被预先混合或不预先混合。合适的阀和质量流量控制机构可被用来确保在工艺的沉积和等离子体处理阶段中输送正确的气体。工艺气体经由合适的出口排出室102。真空泵(例如，一或二阶机械干式泵和/或涡轮分子泵)将工艺气体抽出并通过闭环控制的限流设备(比如节流阀或摆阀)在反应器内维持合适的低压。
继续参考图1，承载环200围绕基座140的外部区域。承载环被配置为在往来于基座运输晶片期间支撑晶片。承载环200被配置为坐落在承载环支撑区域上，承载环支撑区域是在基座140中心的晶片支撑区域下面的台阶。承载环200包括其环形构件的外边缘侧(例如，外径)和其环形构件最靠近晶片101所在处的晶片边缘侧(例如，内径)。承载环200的晶片边缘侧包括多个接触支撑构件，多个接触支撑构件被配置来在承载环200被蜘蛛式叉180抬升时抬升晶片101。因此，承载环200与晶片101一起被抬升且可被转动到另一个站(例如，在多站系统中)。
如图1所示，承载环200具有楔形的横截面，承载环的较薄部分朝向内半径，而承载环的较厚部分朝向外半径。为了容纳承载环200的斜底表面，基座140设置有倾斜的表面，该倾斜的表面与承载环200的斜底表面的斜度相匹配。承载环200厚度的逐渐变化导致阻抗的逐渐变化，从而使等离子体的梯度平缓，并使得晶片边缘的沉积均匀，如将在下面更详细地解释的。关于横截面为楔形的约束环的结构的其它细节都在下面参照图2A、3A-3E、4A-4C和5A-5C进行更详细的描述。
图2A是根据一示例性实施方式图解在等离子体处理系统中的等离子体约束的简化横截面图的示意图，该等离子体处理系统包括横截面为楔形的承载环。如图2A所示，等离子体在等离子体处理系统100内在晶片101的顶表面和喷头150的底表面之间限定的空间被点燃，喷头150也用作电极。标号D1、D2、D3和D4表示相对于晶片101和承载环200的位置。如图2A所示，位置D1位于晶片101的表面上在所述基座140的中心区域上的一个点处，位置D2位于晶片的边缘，而位置D3和D4位于承载环200的顶表面上方。位置D1、D2、D3和D4中的每一个位置处的阻抗分别为Z1、Z2、Z3和Z4。标号Z5表示在外边界处的阻抗，该外边界如承载环200的外径，其对应于基座140的外边界。
图2B是示出图2A所示的等离子体处理实施例的阻抗(Z)与距离的关系曲线图。阻抗根据承载环200的厚度调制，因为承载环是由介电材料形成的，例如，由氧化铝(Al2O3)形成。因此，在图2A所示的实施例中，Z5>Z4>Z3>Z2>Z1。阻抗Z1是最低的，因为位置D1位于晶片上方，而不是位于形成承载环的介电材料上方(参见图2A)。随着承载环200的厚度沿径向方向增大(由于承载环的楔形的横截面)，阻抗从Z2逐渐增大到Z5，如图2B中的曲线所示。这种阻抗的增大充当对晶片101上方的等离子体的渐进的约束。
如在图2A中所示，勾勒出等离子体鞘的形状的虚线表示等离子体密度逐渐从在晶片上(参照位置D1)的最大值转变到在承载环和基座的外边界处的最小值。由承载环200的楔形的横截面提供的逐渐变化的阻抗的显著好处是，在晶片上方(见，例如，点D1)的阻抗和在晶片101边缘附近的承载环上方(参见靠近点D2的区域，例如，刚好在点D2内至刚好在点D2外的区域)的阻抗是相似的，比如，大致相同的。在这方面，注意，等离子体的形状(由虚线所示)在点D1和D2之间的区域中是相当稳定的。此外，比较于图2B的曲线所示的Z2和Z1的相对值。
图2C是表示450毫米晶片(有2mm边缘排除区)的归一化沉积厚度与基于使用以下基座的模型运行的晶片的位置的关系曲线图：1)容纳平坦聚焦环的典型基座，和2)容纳横截面为楔形的聚焦环的倾斜的基座。如图2C中所示，曲线1示出了利用典型的基座时的归一化厚度，而曲线2示出了利用倾斜的基座时的归一化厚度。在例如晶片位置-220和-222之间的曲线1的斜率的相对急剧增大表明在利用典型的基座时朝向晶片的边缘发生非均匀沉积。在相同的晶片的位置(-220和-222)之间的曲线2的斜率的较不急剧的增大表明在利用倾斜的基座时朝向晶片的边缘发生的沉积比在利用典型的基座时的沉积较均匀。
图3A根据示例性实施方式示出了被配置为容纳横截面为楔形的约束环的基座的横截面图。如图3A中所示，基座140包括中心区域140a、台阶区域140b、以及倾斜区域140c。注意，图3A中没有按比例绘制，以方便基座的特征的说明和描述。中心区域140a的顶表面70基本上是平的，使得中心区域可以在处理过程中支撑半导体晶片。台阶区域140b外接中心区域140a。在一个实施例中，台阶区域140b具有在从0.25英寸到1英寸的范围内的宽度。台阶区域140b的顶表面80位于中心区域140a的顶表面以下。在一个实施例中，台阶区域140b的顶表面80位于中心区域140a的顶表面70下方0.25英寸处。在另一个实施例中，台阶区域140b的顶表面80位于中心区域140a的顶表面70的下面，其距离在从稍大于零英寸至0.25英寸的范围内。倾斜区域140c外接台阶区域140b。倾斜区域140c在内边界和外边界之间延伸。在一个实施方式中，内边界是台阶区域140b的外边缘，而外边界是基座140的外径(OD)。
倾斜区域140c的顶表面90从台阶区域140b向下倾斜。在一个实施方式中，倾斜区域140c的顶表面90的内边界和中心区域140a之间的垂直距离小于所述倾斜区域的顶表面的外边界(例如，外径)与中心区域之间的垂直距离。在本实施方式中，垂直距离沿垂直于中心区域140a的顶表面70的方向测量。如图3A所示，倾斜区域140c被定向成使得由倾斜区域的顶表面90限定的线相对于由中心区域140a的顶表面70限定的水平线限定角θ。在一个实施方式中，角θ是在从1度到45度的范围内。在其它实施方式中，角θ可以是在从5度至30度的范围内，或在从5度至20度的范围内。
基座140可以设置有接触支撑构件30，接触支撑构件30被称为最小的接触区(MCA)，以使表面之间能精密地配合。例如，接触支撑构件30可以提供在中心区域140a以在处理过程中支撑半导体晶片。接触支撑构件30还可以提供在台阶区域140b中，从而支撑坐落在基座上的环形构件，以提供等离子体约束，如将在下面更详细描述的。图3B是根据一示例性实施方式的基座140的顶视图，其图解了接触支撑构件30的位置。如图3B所示，六个接触支撑构件30围绕中心区域140a的外部部分基本上均匀地间隔开。这些MCA使得在处理过程中能与设置在中心区域140a上的半导体晶片的下侧精密接触。本领域技术人员应理解，在中心区域设置的MCA的数目可以变化以适应特定应用的需要。在图3B所示的示例性实施方式中，三个接触支撑构件30围绕基座140的台阶区域140b基本上均匀地间隔开。这些MCA使得能与坐落在基座上的环形构件的下侧精密接触，以便例如，在所述环形构件被配置为用作承载环的情况下，环形构件的一部分可以进而与半导体晶片的下侧精密接触。本领域技术人员应理解，超过三个的MCA可以被设置在台阶区域内，以满足特定应用的需要。
图3C是根据一示例性实施方式的在基座的台阶区域和倾斜区域之间的过渡部位的放大图。如图3C中所示，台阶区域140b的顶表面80与倾斜区域140c的顶表面90在过渡部位60(过渡部位60还在图3A示出)相交。顶表面80是大致平坦的表面，而顶表面90从顶表面80以一定角度向下倾斜，如以上参考图3A所描述的。
图3D是根据另一示例性实施方式的在基座的台阶区域和倾斜区域之间的过渡部位的放大图。如图3D所示，台阶区域140b的顶表面80和倾斜区域140c的顶表面90'之间的过渡部位60是弯曲部分。远离过渡部位60，顶表面80是与图3C所示的非曲表面类似的非曲表面。同样，远离过渡部位60，顶表面90'是从顶表面80向下倾斜的非曲表面，类似于图3C中所示的顶表面90。
图3E是根据又一示例性实施方式的在基座的台阶区域和倾斜区域之间的过渡部位的放大图。如在图3E中所示，台阶区域140b的顶表面80与倾斜区域140c的顶表面90”在过渡部位60相交。顶表面80是基本平坦的表面，而顶表面90”从顶表面80逐个台阶地下降。换言之，顶表面90”是从台阶区域140b的顶表面80处的较高的点朝基座的外径(OD)处的较低的点下降的一系列台阶，其中，较高的点和较低的点相对于基座140的中心区域140a的顶表面70确定(见图3A)。
图4A根据一示例性实施方式示出了上面设置有半导体晶片和环形构件的基座的横截面图。如图4A所示，半导体晶片101被支撑在基座140的中心区域140a上。晶片101通过接触支撑构件30支撑，如以上所指出的，接触支撑构件30被称为最小的接触区(MCA)。所述MCA将晶片101支撑在基座140的中心区域140a的上面，使得晶片的下侧与基座的中心区域的顶表面70间隔开。晶片101的边缘延伸超出基座140的中心区域140a的边缘(在图4A中标示为“晶片边缘”的虚线表示晶片边缘相对于基座的位置)。
环形构件210被设置在基座140上，使得环形构件的内周边围绕基座的中心区域140a。环形构件210包括中心部210a、内延伸部210b和外延伸部210c。中心部210a具有限定中心部的厚度的顶表面75和底表面76。底表面76以相对于由所述中心部210a的顶表面75所限定的线呈一定角度定向，使得中心部的厚度从中心部的内边界到中心部的外边界增大。因此，环形构件210的中心部210a的厚度随环形构件的半径增大而线性增大。这样，环形构件210的中心部210a具有楔形的横截面。如本文所使用的，短语“楔形的横截面”是指构件(或构件的一部分)的具有从较厚的边缘或边界到较薄的边缘或边界逐渐变细的厚度的横截面，其中所述较薄的边缘或边界不必逐渐变细成点。在一个实施方式中，中心部210a的厚度根据基座140的倾斜区域140c的斜率的增大而增大。
内延伸部210b从环形构件210的中心部210a的内边界延伸。内延伸部210b具有由内延伸部的顶表面和底表面限定的厚度。在一个实施方式中，内延伸部210b的厚度小于中心部210a的在中心部的内边界处的厚度。如图4A所示，内延伸部210b的结构限定可以接纳晶片101的边缘的下台阶区域，晶片101的边缘在基座140的中心区域140a上向外伸出。下台阶区域由内延伸部210b的顶表面和从内延伸部的顶表面向中心部210a的顶表面75延伸的侧表面限定。如图4A中所示，晶片101的边缘被布置在内延伸部210b的顶表面上，而晶片的顶表面与中心部210a的顶表面75基本共面。另外，中心部210a的顶表面75基本上平行于基座140的中心区域140a的顶表面70。
如图4A所示，环形构件210通过接触支撑构件30(例如，MCA)支撑。特别是，内延伸部210b的底表面由设置在基座140的台阶区域140b中的三个(或更多个)MCA支撑。MCA将环形构件210支撑在基座140上方，使得环形构件的中心部210a的底表面76与基座的倾斜区域140c的顶表面90间隔开。此外，内延伸部210b的底表面与基座140的台阶区域140b的顶表面80间隔开。标记为“过渡区域”的虚线是指基座140的台阶区域140b过渡到基座的倾斜区域140c的区域。
外延伸部210c从环形构件210的中心部210a的外边界延伸。外延伸部210c具有由外延伸部的顶表面和底表面限定的厚度。在一个实施方式中，外延伸部210c的厚度小于中心部210a的在中心部的外边界处的厚度。此外，外延伸部210c的顶表面与中心部210a的顶表面75共面。如图4A所示，具有在外延伸部210c的底表面和基座140的倾斜区域140c的顶表面90之间限定的空间。该空间限定真空缝隙VS以进一步增强环形构件的约束作用，如将在下面更详细地描述。真空缝隙VS的宽度被构造为足够窄以防止等离子体进入到真空缝隙。
在一个实施方式中，环形构件210由氧化铝(Al2O3)形成。本领域技术人员应理解，环形构件可以由其它适当的电介质材料形成。在图4A中示出的环形构件210运行以约束等离子体，从而可以称为“约束环”。在一些情况下，所述环形构件210还可以用作“承载环”，例如，如图4A-4C所示。其结果是，该承载环的升降也将升降晶片，使得例如晶片可以被移动到另一处理站。应当理解的是，环形构件210可以被配置成使得所述环形构件不用作承载环(参见，例如，图5C中所示的环形构件210-3的构造)。在其它实施方式中，环形构件210可以被称为“聚焦环”。在每种情况下，环形构件210运行以约束等离子体，并且还使得阻抗逐渐增大。
图4B根据另一示例性实施方式示出了上面设置有半导体晶片和环形构件的基座的横截面图。在图4B中所示的实施方式与在图4A中所示的实施方式是相同的，不同的是，环形构件的构造已被修改为包括两个外延伸部。如图4B中所示，环形构件210'包括外延伸部210c-1和210c-2，其中每一个均从中心部210a'的外边界延伸。外延伸部210c-1和210c-2中的每一个具有限定相应外延伸部的厚度的顶表面和底表面。外延伸部210c-1和210c-2中的每一个的厚度小于中心部210a'的在中心部的外边界处的厚度。此外，外延伸部210c-1的顶表面与中心部210a'的顶表面75是共面的。外延伸部210c-2的底表面与中心部210a'的底表面76是共面的。这样，外延伸部210c-2的底表面相对于外延伸部210c-2的顶表面以一定的角度定向。
如图4B中所示，真空缝隙VS被限定在外延伸部210c-1和210c-2之间的环形构件210'的外周边。更具体地说，真空缝隙VS被限定在外延伸表面210c-1的底表面和外延伸部210c-2的顶表面之间。真空缝隙的宽度被选择为足够窄，以防止等离子体被维持在真空缝隙中。在一个实施例中，所述真空缝隙的宽度在从0.020英寸到0.100英寸的范围内。真空缝隙的存在增大了阻抗，因为真空介电常数比任何固体材料的介电常数低。增大的阻抗增大了由环形构件所提供的约束作用。
图4C根据又一示例性实施方式示出了上面设置有半导体晶片和环形构件的基座的横截面图。在图4C中所示的实施方式与在图4B中所示的实施方式是相同的，不同的是，环形构件的构造已被修改为包括三个外延伸部。如在图4C中所示，环形构件210”包括外延伸部210c-1”、210c-2”、和210c-3。外延伸部210c-1”和210c-2”的构造类似于图4B所示的外延伸部210c-1和210c-2的构造。从环形构件210”的中心部210a”的外边界延伸的外延伸部210c-3具有顶表面和底表面。外延伸部210c-3的顶表面与外延伸部210c-1”的底表面间隔开并基本平行。外延伸部210c-3的底表面与外延伸部210c-2”的顶表面间隔开并基本平行。这样，两个真空缝隙VS限定在环形构件210'的外周边内。第一真空缝隙限定在外延伸部210c-1”和210c-3之间，而第二真空缝隙限定在外延伸部210c-3和210c-2”之间。如图4C中所示，相比于第二真空缝隙，第一真空缝隙延伸到环形构件210”内更深。各个真空缝隙VS的宽度被选择为足够窄，以防止等离子体被维持在该真空缝隙内。真空缝隙的存在用于增大阻抗，因为真空介电常数比任何固体材料的介电常数低。
图5A到图5C示出了基座和环形构件的另外的配置，该另外的配置可用于提供改善在晶片边缘的处理均匀性的逐渐增大的阻抗。在图5A所示的实施例中，基座已被修改以排除台阶区域(参见，例如，在图3A中所示的台阶区域140b)。如图5A中所示，基座140-1包括中心区域140a-1和倾斜区域140c-1。环形构件已被修改，以排除内延伸部(参见，例如，图4A所示内延伸部210b)。如图5A所示，环形构件210-1的中心部210a-1具有形成于其中以容纳晶片101的延伸超出基座140-1的中心区域140a-1的外边缘的部分的下台阶区域。中心部210a-1的底表面76具有与基座140-1的倾斜区域140c-1的顶表面90的斜率相匹配的斜率。
在图5B所示的实施例中，环形构件已被修改以除去外延伸部(参见，例如，图4A所示的外延伸部210c)。如图5B所示，环形构件210-2的厚度从容纳晶片101的下台阶区域的外边缘到环形构件的外径(OD)线性增大，环形构件的外径(OD)与基座140-1的OD是共面的。因此，环形构件210-2的横截面是楔形的。
在图5C所示的实施例中，环形构件已被修改以除去容纳晶片的延伸超出基座的中心区域的部分的下台阶区域。如在图5C中所示，基座140-2的倾斜区域140c-2包括具有不同斜率的两个区域。这两个区域在图5C中标记为“A”和“B”。环形构件210-3的底表面以两个不同的角度定向，以使底表面的形状与基座140-2的倾斜区域140c-2的形状相匹配。利用这种结构，当环形构件210-3安置在基座140-2上时，对应于环形构件的内周边的整个垂直表面是垂直于基座140-2的中心区域140a-2的顶表面70的。
应该理解的是，图4A-4C和图5A-5C是未按比例绘制的以方便对基座和环形构件的特征的说明和描述。因此，本文所提供的实施例是特征的各种形状、方向、角度、定位和尺寸的示例。这些实施例当然将在具体的实现方式被配置以用于工作处理室时被考虑。此外，不同的工作处理室在不同的条件下进行操作并处理不同的配方，从而可驱动对特征的形状、相对位置、相对方向、维度和具体尺寸的修改。
图6是示出了用于控制上述系统的控制模块600的方框图。在一个实施方式中，图1的控制模块110可包括示例部件中的一些。例如，控制模块600可包括处理器、存储器和一或多个接口。控制模块600可被用于部分地基于感测值来控制系统中的设备。仅举例而言，控制模块600可基于感测值和其它控制参数来控制阀602、过滤器加热器604、泵606以及其它设备608中的一或多个。控制模块600从仅作为示例的压力计610、流量计612、温度传感器614和/或其它传感器616接收感测值。控制模块600还可被用于在前体输送和膜沉积的过程中控制工艺条件。控制模块600通常将包括一或多个存储器设备和一或多个处理器。
控制模块600可控制前体输送系统和沉积装置的活动。控制模块600执行包括指令集的计算机程序，所述指令集用于控制工艺时序、输送系统温度、跨越过滤器的压差、阀位置、气体混合物、室压、室温、晶片温度、RF功率电平、晶片卡盘或基座位置以及特定工艺的其它参数。控制模块600还可监控压差以及将气相前体输送从一或多个路径自动切换到一或多个其它路径。存储在与控制模块600相关联的存储器设备上的其它计算机程序可在一些实施方式中被采用。
通常会有与控制模块600相关联的用户界面。用户界面可包括显示器618(例如显示屏和/或该装置和/或工艺条件的图形软件显示器)以及诸如指点设备、键盘、触摸屏、话筒等用户输入设备620。
用于控制前体输送、沉积和工艺序列中的其它工艺的计算机程序可以任何常用计算机可读编程语言：例如，汇编语言、C、C++、或其它编写。编译的目标代码或脚本由处理器执行以执行程序中所识别的任务。
控制模块参数与工艺条件有关，比如，例如过滤器压差、工艺气体组分和流率、温度、压强、等离子体条件(比如RF功率电平和低频RF频率)、冷却气压、以及室壁温度。
系统软件可以许多不同方式被设计或配置。例如，多种室部件子例程或控制对象可被编写来控制执行创造性的沉积工艺所需要的室部件的操作。用于此目的的程序或程序段的示例包括衬底放置代码、工艺气体控制代码、压强控制代码、加热器控制代码和等离子体控制代码。
衬底放置程序可包括用于控制用来将衬底装载到基座或卡盘上以及用来控制衬底和其它室部件(比如气体入口和/或标靶)之间的间隔的室部件的程序代码。工艺气体控制程序可包括用于控制气体组分和流率以及可选地用于在沉积之前使气体流入室中以便稳定室中的压强的代码。过滤器监控程序包括将测定的差与预定值进行比较的代码和/或用于切换路径的代码。压强控制程序可包括用于通过调整例如室的排放系统中的节流阀来控制室中的压强的代码。加热器控制程序可包括用于控制流向用于加热前体输送系统中的部件、衬底和/或该系统的其它部分的加热单元的电流的代码。可替代地，加热器控制程序可控制传热气体(比如氦)到晶片卡盘的输送。
在沉积过程中可被监控的传感器的示例包括但不限于质量流量控制模块、压力传感器(比如压力计610)和位于输送系统、基座或卡盘中的热电耦(例如温度传感器614)。经适当编程的反馈和控制算法可与来自这些传感器的数据一起用来维持希望的工艺条件。前述内容描述了本发明的实施方式在单或多室半导体处理工具中的实施。
在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述实施例的一部分。这种系统可以包括半导体处理设备，该半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组件(晶片基座、气流系统等)。这些系统可以与用于控制它们在处理半导体晶片或衬底之前、期间和之后的操作的电子器件一体化。电子器件可以称为“控制器”，该控制器可以控制一个或多个系统的各种元件或子部件。根据处理要求和/或系统的类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括控制工艺气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、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、位置及操作设置、晶片转移进出工具和其它转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
广义而言，控制器可以定义为接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等等的具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。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)的形式传送到控制器的指令，该设置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过程的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的用于在制备晶片的一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方(recipe)的一部分。
在一些实现方式中，控制器可以是与系统集成、耦合或者说是通过网络连接系统或它们的组合的计算机的一部分或者与该计算机耦合。例如，控制器可以在“云端”或者是fab主机系统的全部或一部分，从而可以允许远程访问晶片处理。计算机可以启用对系统的远程访问以监控制造操作的当前进程，检查过去的制造操作的历史，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工艺。在一些实施例中，远程计算机(例如，服务器)可以通过网络给系统提供工艺配方，网络可以包括本地网络或互联网。远程计算机可以包括允许输入或编程参数和/或设置的用户界面，该参数和/或设置然后从远程计算机传送到系统。在一些实施例中，控制器接收数据形式的指令，该指令指明在一个或多个操作期间将要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以针对将要执行的工艺类型以及工具类型，控制器被配置成连接或控制该工具类型。因此，如上所述，控制器可以例如通过包括一个或多个分立的控制器而为分布式，这些分立的控制器通过网络连接在一起并且朝着共同的目标(例如，本文所述的工艺和控制)工作。用于这些目的的分布式控制器的实施例可以是与结合以控制室上的工艺的一个或多个远程集成电路(例如，在平台水平或作为远程计算机的一部分)通信的室上的一个或多个集成电路。
在非限制性的条件下，示例性的系统可以包括等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转清洗室或模块、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、以及在半导体晶片的制备和/或制造中可以关联上或使用的任何其它的半导体处理系统。
如上所述，根据工具将要执行的一个或多个工艺步骤，控制器可以与一个或多个其它的工具电路或模块、其它工具组件、组合工具、其它工具界面、相邻的工具、邻接工具、位于整个工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片的容器往来于半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口搬运的材料搬运中使用的工具通信。
出于阐释和描述的目的已经提供了实施方式的上述说明。它无意于穷尽或限制本发明。特定实施方式的单个元件或特征一般并不受限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可以互换以及可被用在选定的实施方式中，即使没有特别示出或描述。同样也可以多种方式变化。这样的变化不被认为是对本发明的背离，且所有这样的修改意在被包括在本发明的范围内。
因此，本示例性实施方式的公开旨在是说明性的，而不是限制本公开的范围，本公开的范围在下面的权利要求和其等同方案中阐述。虽然公开的示例性实施方式已经为了清楚理解的目的进行了详细描述，但将显而易见的是，某些改变和修改可以在以下权利要求的范围内实施。在下面的权利要求中，元件和/或步骤不暗示任何特定的操作顺序，除非在权利要求中明确说明或本公开隐含地要求。

Claims (10)

1.一种等离子体室，其包括：
基座，其被配置成在处理过程中支撑半导体晶片，所述基座具有形成为支撑所述半导体晶片的中心区域，所述中心区域具有基本上平坦的顶表面，所述基座具有形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面，所述基座具有形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面，所述倾斜区域的所述顶表面形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得，所述基座电连接到基准接地电位；
布置在所述基座上的上部电极，所述上部电极与喷头成为整体，所述喷头用于在处理期间输送沉积气体到所述等离子体室内，所述上部电极被耦合到射频(RF)电源，所述RF电源能操作来点燃在所述基座和所述上部电极之间的等离子体，以在处理期间促进在所述半导体晶片上的材料层的沉积；以及
被配置成设置在所述基座上的环形构件，所述环形构件的内周边被限定成当所述环形构件被设置在所述基座上时围绕所述基座的所述中心区域，并且所述环形构件的一部分具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度。
2.根据权利要求1所述的等离子体室，其中，所述环形构件的所述一部分的所述厚度随所述环形构件的所述半径增大而线性增大。
3.根据权利要求1所述的等离子体室，其中，所述环形构件的所述一部分的所述厚度随着所述基座的所述倾斜区域的斜率增大而增大。
4.根据权利要求1所述的等离子体室，其中所述环形构件包括具有顶表面和侧表面的下台阶区域，所述下台阶区域被配置成使得当所述半导体晶片被布置在所述基座的所述中心区域上时，所述半导体晶片的边缘设置在所述下台阶区域的所述顶表面上方。
5.根据权利要求4所述的等离子体室，其中所述环形构件被配置成能沿垂直于所述基座的所述中心区域的垂直方向移动，使得当环形圈沿所述垂直方向被抬升时，所述环形构件将所述半导体晶片抬升离开所述基座的所述中心区域。
6.根据权利要求1所述的等离子体室，其中所述基座的所述台阶区域设置有用以支撑所述环形构件的三个或更多个最小的接触区，并且所述环形构件在由所述最小的接触区支撑时，所述环形构件不与所述基座的所述倾斜区域物理接触。
7.根据权利要求1所述的等离子体室，其中具有随所述环形构件的半径增大而增大的厚度的所述环形构件的所述一部分使得在所述等离子体被点燃时围绕所述基座的所述中心区域的阻抗逐渐增大。
8.一种用于处理衬底的室，其包括：
设置在所述室内的上部电极，所述上部电极被配置为与射频(RF)电源耦合；以及
设置在所述上部电极下方的基座，所述基座被配置成与基准接地电位耦合，所述基座具有形成为在所述衬底存在时支撑所述衬底的中心区域，所述中心区域具有基本上平坦的顶表面，所述基座具有形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面，所述基座具有形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面，所述倾斜区域的所述顶表面形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得。
9.一种基座，其包括：
中心区域，其具有基本上平坦的顶表面；
形成为外接所述中心区域的台阶区域，所述台阶区域具有在低于所述中心区域的所述顶表面的位置处形成的顶表面；以及
形成为外接所述台阶区域的倾斜区域，所述倾斜区域具有在内边界和外边界之间延伸的顶表面，所述倾斜区域的所述顶表面形成为从所述台阶区域向下倾斜，使得所述倾斜区域的所述顶表面的内边界和所述中心区域之间的垂直距离小于所述倾斜区域的所述顶表面的外边界和所述中心区域之间的垂直距离，所述垂直距离沿垂直于所述中心区域的所述顶表面的方向测得。
10.一种环形构件，其包括：
具有内边界和外边界的中心部，所述中心部具有顶表面和底表面，所述顶表面和所述底表面限定所述中心部的厚度，所述中心部的所述底表面被定向成相对于由所述中心部的所述顶表面限定的线呈一定角度，使得所述中心部的所述厚度从所述内边界到所述外边界增大；
从所述中心部的所述内边界延伸的内延伸部，所述内延伸部具有顶表面和底表面，该顶表面和该底表面限定所述内延伸部的厚度，所述内延伸部的所述厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述内边界处的厚度；以及
从所述中心部的所述外边界延伸的外延伸部，所述外延伸部具有顶表面和底表面，该顶表面和该底表面限定所述外延伸部的厚度，所述外延伸部的所述厚度小于所述中心部的在所述中心部的所述外边界处的厚度，并且所述外延伸部的所述顶表面与所述中心部的所述顶表面是共面的。
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