CN115885061A - 具有径向变化等离子体阻抗的承载环 - Google Patents

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plasma
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尼克·拉伊·小林百格
法亚兹·A·谢赫
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Abstract

本文提供了具有径向变化的等离子体阻抗的承载环。在一些实施方案中，承载环可包括保持可移除内环的外环。外环可以由介电材料例如陶瓷形成。内环可以由诸如铝之类的金属形成以提供期望的阻抗。在一些其他实施方案中，承载环由具有径向变化阻抗的单件形成。

Description

具有径向变化等离子体阻抗的承载环
通过引用并入
PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。
背景技术
本公开内容涉及在处理室内处理期间支撑半导体晶片的承载环。
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。
发明内容
在一个方面，提供了一种承载环，其包括多站等离子体处理系统，其中该系统包括：第一处理站，其包括第一组支撑特征，该第一组支撑特征被配置为当衬底在第一处理站被处理时在第一组位置处将衬底支撑在衬底的背面上；以及第二处理站，其包括第二组支撑特征，所述第二组支撑特征被配置成当在第二处理站处处理衬底时在第二组位置处将衬底保持在衬底背面上，其中第一组位置与第二组位置是非重叠的。
一方面，提供了一种载环，其包括由介电材料形成并具有接合特征的外环和由金属形成的内环，其中内环与外环的接合特征接合，并且其中，内环被配置为在处理室内的处理期间支撑半导体晶片。
在另一方面，提供了一种等离子体处理系统，其包括喷淋基座和衬底支撑件，其中衬底支撑件包括：具有第一等离子体阻抗的内部部分，该内部部分被配置成以与喷淋基座间隔开的关系保持衬底；以及具有第二等离子体阻抗的外部部分，第二等离子体阻抗不同于第一等离子体阻抗。
附图说明
图1A和1B是根据某些公开的实施方案的衬底处理系统的示意图。
图2是根据某些公开的实施方案的多站处理工具的俯视图。
图3是根据某些公开的实施方案的多站处理工具的示意图。
图4A和4B是根据某些公开的实施方案的晶片承载环的透视图。
图5A是根据某些公开的实施方案的晶片承载环的剖视图。
图5B是根据某些公开的实施方案的显示径向变化的电阻抗的晶片承载环的剖视图。
图6是根据某些公开的实施方案的用于控制衬底处理系统的示例性控制模块的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对所呈现的实施方案的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所公开的实施方案。在其他情况下，没有详细描述公知的工艺操作以避免不必要地模糊所公开的实施方案。尽管将结合具体实施方案来描述所公开的实施方案，但是应当理解，其不旨在限制所公开的实施方案。
本公开内容的部分涉及等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，其是一种等离子体沉积，用于在衬底(如晶片)上沉积从气态(即，蒸气)到固态的薄膜。PECVD系统将液体前体转化为蒸汽前体，然后输送到室。PECVD系统可包括蒸发器，其以受控方式蒸发液态前体以产生蒸气前体。通常，用于PECVD的室使用陶瓷基座在处理过程中支撑晶片，从而能够在高温下进行处理。
大多数用于形成设备的PECVD沉积和其他处理发生在晶片的正面，例如顶侧。随着沉积层的堆积，它们会在晶片中引入应力。这种应力会导致晶片弯曲，这是不希望的。在弯曲很明显的地方，它会对后续的处理步骤产生有害影响。有时，在晶片背面沉积材料可能会抵消晶片弯曲和应力。然而，为了沉积在晶片的背面，晶片必须翻转并以背面朝上的方式加载。翻转晶片会带来额外的问题，例如额外的处理、可能暴露于颗粒和/或加工产量的降低。
本公开的实施方案提供了具有径向变化的等离子体阻抗的承载环的实施方案。承载环可由径向变化的材料和/或径向变化的结构形成，使得承载环具有径向变化的等离子体阻抗。径向变化的等离子体阻抗可以在背面衬底沉积中提供等离子体调谐。承载环呈现的阻抗的变化可导致背面沉积期间等离子体强度的变化，阻抗的增加通常导致等离子体强度的降低，以及阻抗的降低通常导致等离子体强度的增加。在一种实施方案中，承载环由内金属环和外陶瓷环形成，使得环作为整体呈现期望的阻抗。阻抗可以通过改变为内环选择的材料(例如，选择哪种陶瓷或者甚至切换到非陶瓷材料)和为外环选择的材料(例如，选择哪种金属或甚至切换到非金属材料)。在另一种实施方案中，承载环由具有径向变化的特性的单一材料形成。作为特定示例，承载环可以由具有根据其厚度而变化的阻抗的材料形成。在这样的示例中，承载环可以在外圆周中具有更大或更小的厚度并且在内圆周中具有更小或更大的厚度，使得该环在各种径向距离处具有期望的阻抗。在又一实施方案中，承载环由两种或更多种材料形成，这些材料在径向上平滑地或以一个或多个台阶变化(例如，永久或半永久地连接到第二材料的外部区域的第一材料的内部区域，材料之间的过渡是渐变的或明显的)
以这些方式控制(例如，改变)阻抗可以促进各种背面和/或正面反应工艺，例如沉积工艺、蚀刻工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、低压化学气相沉积(LPCVD)等。作为具体示例，承载环可以设计为在PECVD背面和/或正面沉积工艺期间为等离子体提供所需的阻抗。作为示例，承载环的内部部分可以相对较薄和/或由金属形成以降低对地的阻抗并因此增加承载环内部部分和载体外部部分附近的等离子体强度可以相对较厚和/或由陶瓷形成以增加对地的阻抗并因此降低承载环外部部分附近的等离子体强度。通过在径向方向上改变承载环的厚度，在径向方向上改变承载环的材料，改变金属环和陶瓷环的相对尺寸，和/或通过改变内环和外环的材料，承载环的阻抗可沿径向方向进行调谐，以获得所需的阻抗梯度和等离子体强度梯度。因此，可以微调沿衬底边缘的等离子体强度。
用于制造高级存储器和逻辑芯片的多级半导体处理流程导致衬底在压缩和拉伸方向上显著翘曲。由于这种中等到严重的衬底翘曲，各种制造工艺的处理条件受到损害，从而导致工艺控制问题、光刻卡盘和覆盖问题，这有时会导致产量损失增加。在一个实施方案中，控制翘曲的一种方式是在衬底的相对侧(即背面)沉积牺牲膜或多层膜以补偿相反方向的翘曲，从而导致衬底变平。传统的双电极射频(“RF”)PECVD系统具有一个可以是RF或接地的气体流动电极。通常，气体流动电极(在图1中也称为喷头104)位于PECVD反应器的顶侧，从而导致反应物在晶片的正面流动，导致仅在晶片的正面沉积晶片。
根据一个实施方案，公开了一种具有双气流电极的RF PECVD系统。任一电极都可以是RF电极以提供交流场，从而实现化学气相沉积(CVD)薄膜沉积的等离子体增强。这种双气流电极PECVD系统能够选择性地在晶片的两侧或仅一侧沉积膜。在一个示例中，气体流动的基座(在此称为“喷淋基座”或“喷基”)可以保持晶片以用于在相邻站之间的室内或室外通过基于设备设置的标准传送机制的传送，但能够使气体从晶片的背面流动。
在一个实施方案中，背面气流能够在晶片的背面进行PECVD沉积，而正面气流可以沉积在晶片的正面。该系统可以设置为通过打开和关闭导致膜沉积的反应物并用非反应气体(例如惰性气体)替换它们来选择性地启用沉积侧。该系统的另一个方面是能够控制衬底侧面与反应物流动气体的距离。这种控制能够实现背面补偿等应用所需的沉积剖面和膜特性。
在另一个实施方案中，喷淋基座和喷头包括提供类似喷头的特征的配置，这些特征使得能够适当地混合反应物并为晶片背面或正面上的PECVD沉积工艺提供适当的流动动力学。此外，一些实施方案实现可控间隙，该间隙可抑制或允许等离子体在晶片的期望侧(一侧或两侧)上的沉积。被控制的间隙可以包括例如晶片的顶侧和喷头104的顶表面之间的间隙间隔，如图1A和1B所示，晶片的背面和喷淋基座106的顶表面之间的间隙间隔如图1A和1B所示。例如，在沉积晶片的背面时，晶片的顶侧和喷头的顶表面之间的间隙被最小化。
喷淋基座106还被配置为包括喷头孔图案和用于均匀分布气体的内充气室。提供均匀气体分布的喷头孔图案和内部充气室允许工艺气体以适当均匀的分布朝向晶片底部输送。这些实施方案还允许气体流动基座(即，喷淋基座)具有主动加热器以使工艺气体达到适当的温度。喷淋基座106和喷头104的组合允许两种关键属性同时发挥作用。在一个实施方案中，喷淋基座106仍然可以加热晶片并在反应器室内或反应器外部提供晶片传送特征，而喷头104部件允许工艺气体流动。因此，本文公开的气体流动基座(即，喷淋基座)能够实现传统的PECVD工艺，以选择性地沉积在晶片的任一侧。这些配置还被配置为选择性地为顶部或底部电极提供RF功率，并动态启用/禁用晶片的需要沉积的一侧的等离子体。
广义上讲，喷淋基座通过在晶片的背面沉积膜来提供了几个解决应力和弯曲问题的优势。背面膜抵消来自正面沉积的应力以产生显示没有弯曲(或基本上没有弯曲，例如，小于约150μm的弓形)的中性应力(或基本上中性应力，例如小于约+/-150MPa)晶片。如果沉积在正面的膜是可拉伸的，那么背面膜也应该是可拉伸的，以平衡整体应力。同样，如果正面膜具有压缩性，则背面膜也应具有压缩性。背面膜可以通过各种反应机制(例如，化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、低压化学气相沉积(LPCVD)等)来沉积。在各种情况下，由于在这种类型的反应中实现了高沉积速率，因此使用等离子体增强化学气相沉积。
可以调整某些沉积参数以产生具有期望应力水平的背面膜。这些沉积参数之一是沉积背面膜的厚度。较厚的薄膜会在晶片中引起更大的应力，而相同组成并在相同条件下沉积的较薄的膜会在晶片中引起较小的应力。因此，为了最小化在形成背面层中所消耗的材料量，可以在促进形成高应力膜的条件下相对薄地沉积该层。
除了调节沉积参数或作为调节沉积参数的替代方案，可以调整晶片载环的阻抗特性以产生具有所需特性(例如应力水平和径向均匀性或不均匀性)的膜。特别地，本文公开的实施方案包括对等离子体具有径向变化的阻抗的承载环。这样的承载环可以例如通过减小这样的膜的边缘部分和中心部分之间的厚度变化来改善晶片第一侧上的膜的均匀性，而不会导致在晶片的相对侧上的附加或过量沉积。虽然本公开的大部分内容涉及在衬底背面沉积膜，但本文公开的晶片承载环和其他元件也可用于在衬底正面上沉积膜，也可用于蚀刻衬底正面或背面上的膜，并且还可用于衬底正面或背面上的其他半导体处理操作。
如上所述，沉积材料的堆叠件尤其可能导致晶片应力和弯曲。可能导致这些问题的一个示例堆叠件是具有交替的氧化物层和氮化物层(例如，氧化硅/氮化硅/氧化硅/氮化硅等)的堆叠件。另一个可能导致弯曲的示例性堆叠件包括交替的氧化物层和多晶硅层(例如，氧化硅/多晶硅/氧化硅/多晶硅等)。可能有问题的堆叠材料的其他示例包括但不限于氮化钨和氮化钛。堆叠件中的材料可以通过化学气相沉积技术沉积，例如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)，或通过直接金属沉积(DMD)等。这些示例不旨在是限制性的。每当由于晶片正面上存在的材料而引起晶片应力和/或弯曲时，某些公开的实施方案可能是有用的。
正面堆叠件可以沉积到任何数量的层和厚度。在一个典型的示例中，堆叠件包括大约32-72层，并且具有大约2-4μm之间的总厚度。堆叠件在晶片中引起的应力可能在约-500MPa到约+500MPa之间，导致弯曲通常在约200-400μm之间(对于300mm晶片)，在某些情况下甚至更大。
在各种实施方案中，沉积在晶片背面上的材料可以是介电材料。在一些情况下，使用氧化物和/或氮化物(例如，氧化硅/氮化硅)。可使用的含硅反应物的实例包括但不限于硅烷、卤代硅烷和氨基硅烷。硅烷含有氢和/或碳基团，但不含卤素。硅烷的实例是硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)和有机硅烷，例如甲基硅烷、乙基硅烷、异丙基硅烷、叔丁基硅烷、二甲基硅烷、二乙基硅烷、二叔丁基硅烷、烯丙基硅烷、仲丁基硅烷、叔己基硅烷、异戊基硅烷、叔丁基二硅烷、二叔丁基二硅烷等。卤代硅烷包含至少一个卤素基团并且可以包含或不包含氢和/或碳基团。卤硅烷的示例是碘硅烷、溴硅烷、氯硅烷和氟硅烷。尽管卤代硅烷，特别是氟硅烷，可以形成可以蚀刻硅材料的反应性卤化物物质，但在本文所述的某些实施方案中，当激励等离子体时不存在含硅反应物。具体的氯硅烷为四氯硅烷(SiCl4)、三氯硅烷(HSiCl3)、二氯硅烷(H2SiCl2)、一氯硅烷(ClSiH3)、氯烯丙基硅烷、氯甲基硅烷、二氯甲基硅烷、氯二甲基硅烷、氯乙基硅烷、叔丁基氯硅烷、二叔丁基氯硅烷、氯异丙基硅烷、氯仲丁基硅烷、叔丁基二甲基氯硅烷、叔己基二甲基氯硅烷等。氨基硅烷包括至少一个与硅原子键合的氮原子，但也可以包含氢、氧、卤素和碳。氨基硅烷的实例是单、二、三和四氨基硅烷(分别为H3Si(NH2)4、H2Si(NH2)2、HSi(NH2)3和Si(NH2)4)，以及经取代的单-、二-、三-和四-氨基硅烷，例如，叔丁基氨基硅烷、甲基氨基硅烷、叔丁基硅烷胺、双(叔丁基氨基)硅烷(SiH2(NHC(CH3)3)2(BTBAS)、叔丁基甲硅烷基氨基甲酸酯、SiH(CH3)-(N(CH3)2)2、SiHCl-(N(CH3)2)2、(Si(CH3)2NH)3等。氨基硅烷的另一示例是三甲硅烷基胺(N(SiH3))。其他潜在的含硅反应物包括原硅酸四乙酯(TEOS)以及环状和非环状TEOS变体，例如四甲氧基硅烷(TMOS)、氟代三乙氧基硅烷(FTES)、三甲基硅烷(TMS)、八甲基四环硅氧烷(OMCTS)、四甲基环四硅氧烷(TMCTSO)、二甲基二甲氧基硅烷(DMDS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基环三硅氧烷(HMCTSO)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDEOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMOS)、四甲基二硅氧烷(TMDSO)、二乙烯基四甲基二硅氧烷(VSI2)、甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)、二甲基四甲氧基二硅氧烷(DMTMODSO)、乙基三乙氧基硅烷(ETEOS)、乙基三甲氧基硅烷(ETMOS)、六甲氧基乙硅烷(HMODS)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTEOSE)、双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷(BTMOSE)、二甲基乙氧基硅烷(DMEOS)、四乙氧基二甲基二硅氧烷(TEODMDSO)、四(三甲基硅氧基)硅烷(TTMSOS)、四甲基二乙氧基二硅氧烷(TMDEODSO)、三乙氧基硅烷(TIEOS)、三甲氧基硅烷(TIMEOS)或四丙氧基硅烷(TPOS)。
示例性的含氮反应物包括但不限于氨、肼、胺(例如，带有碳的胺)例如甲胺、二甲胺、乙胺、异丙胺、叔丁胺、二叔丁胺、环丙胺，仲丁胺、环丁胺、异戊胺、2-甲基丁-2-胺、三甲胺、二异丙胺、二乙基异丙胺、二叔丁基肼以及苯胺、吡啶、苄胺等含芳族胺。胺可以是伯胺、仲胺、叔胺或季胺(例如，四烷基铵化合物)。含氮反应物可以含有除氮以外的杂原子，例如羟胺、叔丁氧羰基胺和N-叔丁基羟胺是含氮反应物。
含氧共反应物的实例包括氧气、臭氧、一氧化二氮、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、氧化硫、二氧化硫、含氧烃(CxHyOz)、水、其混合物等。
这些反应物的流速将在很大程度上取决于通过其沉积背面层的反应类型。在使用CVD/PECVD沉积背面层的情况下，含硅反应物的流速可以在约0.5-10mL/min之间(在雾化之前)，例如在约0.5-5ml/min之间。含氮反应物、含氧反应物或其他共反应物的流速可以在约3-25标准升每分钟(SLM)之间，例如在约3-10SLM之间。
在某些实施方案中，可以在进一步处理之后去除背面层。在这种情况下，应选择背面层的组成，使其可以在适当的时间轻松地从衬底上去除。在这方面，在所需的去除化学物质中，背面层的材料(例如，电介质)和下伏的衬底(例如，硅)的材料之间应该具有高选择性。
背面层的厚度可以取决于晶片正面上的沉积引起的应力的量，以及背面层沉积的条件。背面层可沉积至晶片中的应力变得可忽略的厚度(例如，小于约150MPa)。在这些或其他实施方案中，背面层可沉积至晶片弯曲变得可忽略的厚度(例如，小于约150μm的弯曲)。在一些情况下，这对应于约0.1-2μm之间的背面层厚度，例如约0.3-2μm之间，或约0.1-1μm之间，或约0.3-1μm之间的背面层厚度。在使用氮化硅形成背面层的情况下，具有约0.3μm厚度的膜足以减轻约50-200μm的弯曲。如上所述，可以使用更高应力的背面层来减小所需的层厚度。这有助于节省材料并降低成本。
应当理解，本实施方案可以以多种方式实现，例如工艺、装置、系统、设备或方法。下面描述几个实施方案。
在一个实施方案中，膜的沉积是在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中实施。PECVD系统可以采用许多不同的形式。PECVD系统包括一个或多个室或“反应器”，其容纳一个或多个晶片并且适用于晶片加工。每个室或反应器可包括多个处理站。每个室或反应器可以容纳一个或多个用于处理的晶片。一个或多个室将晶片保持在一个或多个限定位置(在该位置内有或没有运动，例如旋转、振动或其他搅动)。在该工艺期间，经历沉积的晶片可以在反应器室内从一个站传送到另一个站。当然，膜沉积可以完全发生在单个站，或者膜的任何部分可以沉积在任意数量的站。
当在工艺中时，每个晶片由基座、晶片卡盘和/或其他晶片保持装置保持在合适位置。对于某些操作，该装置可以包括加热器例如加热板来加热晶片。
图1A示出了用于处理晶片128的衬底处理系统100。该系统包括室102。中心柱被配置为在衬底128的顶表面被处理时支撑基座，例如，膜正在顶表面上形成。根据本文公开的实施方案，基座被称为喷淋基座106。喷头104设置在喷淋基座106上方。在一个实施方案中，喷头104通过匹配网络125电耦合到电源122。电源122由控制模块120(例如控制器)控制。在其他实施方案中，可以向喷淋基座106而不是喷头104提供功率。控制模块120被配置为通过对特定配方执行工艺输入和控制来操作衬底处理系统100。根据衬底128的顶表面正在接收沉积膜还是衬底128的底表面正在接收沉积膜，控制器模块120为工艺配方设置各种操作输入，例如功率电平，时序参数、工艺气体、晶片128的机械移动、晶片128离开喷淋基座106的高度等。
中心柱还可以包括升降销，其由升降销控制器控制。升降销用于将晶片128从喷淋基座106升高以允许末端执行器拾取晶片并在末端执行器放置晶片128之后降低晶片128。末端执行器(未示出)也可以将晶片128放置在间隔件130上。如下所述，间隔件130的尺寸设计为在面向晶片的喷头104的底表面和面对晶片的喷淋基座106的顶表面之间提供晶片128的受控分离。
衬底处理系统100还包括气体歧管108，其连接到气体源110，例如来自设施的气体化学供应源和/或惰性气体。取决于在衬底的顶表面上执行的处理，控制模块120通过气体歧管108控制气体源110的输送。所选择的气体然后流入喷头104并且当晶片搁置在基座140上时，分布在限定在喷头104的面向晶片128的面之间的空间体积中。
衬底处理系统100还包括气体歧管112，其连接到气体源114，例如来自设施的气体化学供应和/或惰性气体。取决于在衬底的底表面上执行的处理，控制模块120通过气体歧管112控制气体源114的输送。所选择的气体然后流入喷头104并分布在空间体积内，该空间体积限定在当晶片搁置在间隔件130上时，喷淋基座106的面向晶片128的下表面/侧面的面之间。间隔件130提供分离，以优化晶片128下表面的沉积，同时减少在晶片的顶面上的沉积。在一个实施方案中，虽然沉积的目标是晶片128的下表面，但惰性气体通过喷头104流过晶片128的顶表面，从而将反应物气体推离顶表面并且使反应物气体能从喷淋基座106被引导到晶片128的下表面。
此外，气体可以预混合或不预混合。可以采用适当的阀和质量流量控制机制来确保在工艺的沉积和等离子体处理阶段期间输送正确的气体。工艺气体通过出口离开室。真空泵(例如，一级或二级机械干泵和/或涡轮分子泵)抽出工艺气体并通过闭环控制的限流设备(例如节流阀或节流阀)在反应器内保持适当的低压。
还示出了环绕喷淋基座106的外部区域的承载环124。承载环124可以具有径向变化的阻抗，如结合图4A、4B、5和6更详细地讨论的。当处理晶片128的顶表面时，例如在其上沉积材料时，承载环124被配置为位于承载环支撑区域上方，该支撑区域是从基座喷淋基座106的中心的晶片支撑区域向下的台阶。承载环124包括其盘结构的外边缘侧，例如外半径，以及其盘结构的晶片边缘侧，例如内半径，其最接近晶片128所在的位置。承载环124的晶片边缘侧包括多个接触支撑结构，其被配置为当承载环124被间隔件130保持时提升晶片128。
在图1B中，星形叉132用于提升承载环124并将其保持在其工艺高度，以实现在晶片128的下表面上的沉积。承载环124因此与晶片128一起被提升并且可以被旋转到另一个站，例如，在多站系统中。
图2示出了多站处理工具的俯视图，其中提供了四个处理站。图1A和1B的实施方案示出了室102，其可以在图2和3的室102中实施，室102有四个室站。图2和图3提供了室部分的顶视图，为了说明移除了顶部室部分，其中四个站被星形叉132接近。每个星形叉132包括第一臂和第二臂，每个臂围绕喷淋基座106的每一侧的一部分定位。在该视图中，星形叉132以虚线绘制，以表示它们位于承载环124下方。使用接合和旋转机构220，将星形叉132被配置为同时从多个站从承载环124的下表面升起和提升承载环124，然后在降低承载环124之前旋转至少一个或多个站，其中至少一个承载环支撑晶片128到下一个位置，以便可以在相应的晶片128上进行进一步的等离子体加工、处理和/或膜沉积。如上所述，在一个实施方案中，星形叉132可以用于将晶片128提升到能够在晶片128的背面上进行沉积的高度，同时基本上防止在晶片128的顶面上的沉积，例如，如图1B所示。
图3示出了具有入站装载锁148和出站装载锁140的多站处理工具的实施方案的示意图。机械手142在大气压力下被配置为将衬底128从通过晶舟150装载的盒移动通过大气端口144进入入站装载锁148。入站装载锁148耦合到真空源(未显示)，使得当大气端口144关闭时，入站装载锁148可以被抽空。入站装载锁148还包括与处理室102对接的室传送端口146。因此，当室传送器146打开时，另一个机械手(未显示)可以将衬底从入站装载锁148移动到第一处理站的喷淋基座106以进行处理。
所示处理室102包括四个处理站，在图3所示的实施方案中编号为1至4。在一些实施方案中，处理室102可以被配置成维持低压环境，使得可使用承载环124在处理站之间传送衬底而不会经历真空破坏和/或空气暴露。图3中描绘了每个处理站。喷淋基座106被配置为在要发生背面沉积时输送工艺气体。在背面沉积期间，无论是使用间隔件还是星形叉将晶片从喷淋基座106上抬起，喷头104都被配置为在衬底的顶面上供应惰性气体，以防止或减少晶片106的顶面上的沉积。
图3还描绘了用于在处理室102内传送晶片并在背面沉积期间提升晶片128的星形叉132。如将在下面更详细地描述的，星形叉132也可以旋转并且能够将晶片从一个站传送到另一个站。该传送通过使星形叉132能够从外部下表面提升承载环124而发生，这随后提升晶片，然后将晶片和承载器124一起旋转到下一个站。在一种构造中，星形叉132由陶瓷材料制成以在处理期间承受高水平的热。
在其他实施方案中，代替使用星形叉132来提升和传送晶片，桨式结构也可以起到提升和传送晶片的作用。桨可以设置在站之间，类似于星形叉132定位的方式，并且可以以相同的方式发挥作用。因此，为了易于理解，对星形叉132的引用应理解为也适用于桨式结构，其可以提供控制提升(例如，在背面晶片沉积期间)和站之间的传送。
广义上讲，本文公开的实施方案是用于通过动态控制在晶片的正面和/或背面沉积PECVD膜的系统。一种实施方案包括用于限定电容耦合PECVD系统的双气流电极。该系统将包括气流喷头104和喷淋基座106。在一个实施方案中，气流基座(即喷淋基座)是喷头和基座的组合，它能够在晶片的背面进行沉积。电极几何形状结合了：喷头的特征，诸如例如气体混合充气室、孔、孔图案、气体喷射防止挡板，以及基座的特征，例如嵌入式受控加热器、晶片升降机构、保持等离子体抑制环的能力和可移动性。这使得在有或没有来自基座的RF功率的情况下转移晶片和处理气体成为可能。
在一个实施方案中，该系统具有使得能严格控制衬底相对于电极的平行度的晶片升降机构。在一个实施方案中，这是通过设置平行于两个电极的升降机构并控制制造公差来实现的，例如心轴或提升销机构。另一个实施方案是通过升高晶片提升部件来定义的，但该选项不允许对沉积的一侧进行动态控制。
在一种配置中，升降机构使得能在沉积工艺期间动态地控制距离以控制沉积的侧面、沉积的轮廓和沉积膜性质。该系统还允许选择性地启用/禁用反应物流动的侧面。一侧可以让反应物流动，另一侧可以让惰性气体流动以抑制沉积和等离子体。
在一个实施方案中，可以严格控制晶片不需要等离子体或膜沉积的侧面之间的间隙以抑制等离子体，从而减少或消除等离子体损伤。在一个示例中，该系统允许如受晶片弯曲限制的从约2mm到约0.5mm的最小间隙，并且在另一实施方案中从约1mm到约0.05的最小间隙，并且这样的间隙是可以控制的。在一个实施方案中，该间隙取决于工艺条件。
在一个实施方案中，气体流动基座(即，喷淋基座)使得但不限于使得：(a)在处理之前能将晶片热稳定到处理温度；(b)选择性设计喷淋基座上的孔图案，以选择性地在晶片背面的不同区域沉积膜；(c)承载环或可选的多个可更换环可以附接以实现适当的等离子体约束、孔图案和边缘阻抗，这可能有助于实现所需的膜特性径向分布；(d)室内的晶片传输机构能稳定以及能将晶片传输到另一个室或晶片盒的外部——例如升降销、RF耦合特征、最小接触阵列；(e)能实现气体混合特征，例如内部充气室、挡板和歧管管路开口；(f)能在气体流动基座(即喷淋基座)中添加隔间，以使选择性气体能够流向晶片背面的不同区域，并通过流量控制器和/或多个充气室、或这些特征的任何组合来控制流速。
在另一个实施方案中，使用晶片升降机构的动态间隙控制使得：(a)能控制从沉积或反应物流动电极到晶片的需要沉积的侧面或中间的距离，以便两面都可以沉积；以及(b)升降机构能在沉积工艺期间动态控制距离，以控制沉积的一侧、沉积的轮廓和沉积膜的特性。在另一个实施方案中，对于用于在晶片背面沉积的沉积模式，非常需要膜边缘排除控制以避免与光刻相关的覆盖问题。该系统中使用的升降机构通过承载环124完成，承载环124具有遮蔽边缘上的沉积的设计特征。这通过承载环的设计和形状指定了边缘排除控制。
图4A和4B分别显示了由多种材料形成的晶片承载环424的底部和顶部透视图。如图4A和4B所示，承载环424可以由内环426和外环428形成。内环426可以由具有第一阻抗的第一材料形成，而外环428可以由具有不同于第一阻抗的第二阻抗的第二材料形成。作为一个特定示例，内环426可以由一种或多种对等离子体提供相对低阻抗的金属形成，而外环428可以由一种或多种对等离子体提供相对高阻抗的陶瓷形成。
内环426的材料和/或外环428的材料可以被选择以提供调谐的等离子体阻抗，其导致具有诸如应力水平、厚度均匀性等期望特性的膜的沉积。例如，当需要沿着衬底的周边具有相对低的阻抗以沉积具有期望的特性(例如沿着周边厚度增加)的膜时，制造商可以选择由具有相对低的阻抗水平一种或多种第一金属(例如铝)形成的内环426。相反，当需要沿衬底周边的相对高的阻抗以沉积具有期望特性(例如沿着周边厚度减小)的膜，制造商可以选择由介电材料例如陶瓷形成的内环426。
通常，将内环426换成由金属材料形成的版本可以降低沿着正被处理的衬底的周边对地的阻抗，从而增加沿着衬底的周边的等离子体密度。相比之下，将内环426换成由诸如陶瓷的介电材料形成的版本可以增加沿着被处理的衬底的周边对地的阻抗，从而降低沿着衬底的周边的等离子体密度。在一些实施方案中，等离子体密度的增加可引起沿衬底周边的膜厚度的减少。在其他实施方案中，取决于工艺条件和处理配方参数，等离子体密度的增加可能导致沿衬底周边的膜厚度增加。因此，制造商可以通过将内环426换成由金属材料形成或由介电材料形成的版本来调整沿衬底周边的膜厚度以获得适当的阻抗，这导致适当的等离子体密度，然后沿着衬底的周边形成所需的薄膜厚度，具体取决于处理条件和处理配方参数。
在一些实施方案中，内环426可以配置成以可移除的方式与外环428配合。作为示例，外环428可具有诸如凹槽、搁架、凸缘或凹部之类的接合特征，并且内环426可被配置成与外环428的一个或多个接合特征接合，例如通过搁置在外环428的一个或多个接合特征之上或之内实现。在另一示例中，内环426可包括一个或多个接合特征，例如凹槽、搁架、凸缘或凹部，并且外环428可以被配置成与内环426的一个或多个接合特征接合。如果需要，外环428可以包括一个或多个第一配合结构，内环426可包括一个或多个第二配合结构，并且第一和第二配合结构可以彼此接合以保持内环426和外环428彼此旋转对准。作为示例，内环426可以包括一个或多个呈突起430形式的配合结构，其与外环428中呈凹陷432形式的一个或多个对应配合结构接合。外环428的一个或多个配合结构和内环426的一个或多个配合结构可以被配置成防止外环428相对于内环426沿围绕轴线的第一方向和围绕轴线的第二方向旋转。因为内环426可以与外环428分离，所以可以容易地换出由不同材料形成的不同版本的内环426，以提供晶片承载环424的快速调谐。
由本文公开的多种材料形成的晶片承载环424可用于背面沉积和/或正面沉积。在背面和正面沉积中，晶片承载环424可以提供阻抗调谐能力，特别是沿着被处理的衬底的周边。
图5A显示了具有径向变化的电阻抗的晶片承载环524的截面图，图5B示出了晶片承载环524内径向变化的电阻抗的示例。如图5B所示，晶片承载环524内的电阻抗可以根据环524内的径向位置相对平滑地变化(例如，内部区域550的阻抗和外部区域554的阻抗之间可以有相对平滑的过渡)。
晶片承载环524可以根据环524内的径向位置的不同而具有不同的电阻抗。例如，内部区域550可以具有对等离子体的第一电阻抗，中间区域552可以具有第二电阻抗，并且外部区域554可以具有第三电阻抗。在一些示例中，第二电阻抗的幅值可以在第一和第三电阻抗的幅值之间。在其他配置中，第二电阻抗的幅值小于或大于第一和第三电阻抗的幅值。在一些配置中，内部区域550具有比中间区域552低的对等离子体的电阻抗并且中间区域552具有比外部区域554低的对等离子体的电阻抗，使得由环524承载的晶片的边缘被暴露于更高强度的等离子体。在一些实施方案中，晶片承载环524具有在内边缘560附近的内圆周和外边缘562附近的外圆周之间相对平稳地变化的阻抗。
在一些实施方案中，晶片承载环524由单件形成，其电阻抗根据径向位置而变化。作为第一示例，晶片承载环524的形状会导致径向变化的阻抗，如图5A和5B所示。特别地，相对薄的内部部分550会由于相对薄而具有较低或较高的电阻抗。另外，外部部分554可以相对较厚并且可以由于额外的厚度而具有更高或更低的电阻抗。晶片承载环524的阻抗是随着厚度的增加而增加还是减小取决于形成晶片承载环524的材料。例如，金属通常在环524的较厚区域具有较低的阻抗而在环524的较薄区域具有较高的阻抗，而陶瓷和其他绝缘体通常在环524的较薄区域具有较低的阻抗而在环524的较厚的区域具有较高的阻抗。
作为晶片承载环524可以如何形成随径向位置变化的电阻抗的另一示例，晶片承载环524可以由在环524内径向变化的一种或多种材料形成。作为示例，晶片承载环524可由诸如陶瓷之类的介质形成，并浸渍有金属，并且金属的密度可径向变化。在这样的示例中，内部区域550可以具有相对高的金属密度并且因此可以具有相对低的阻抗，而外部区域554具有相对低的金属密度并且因此具有相对高的阻抗。中间区域552可以具有介于内部区域550和外部区域554的密度和阻抗之间的中间金属密度和中间阻抗。在这样的示例中，承载环524可以涂有相对薄的保护盖，该保护盖可以是金属或另一种合适的抗等离子体材料，以防止等离子体在承载环524处被蚀刻掉。当承载环524由不充分抗等离子体的材料形成时，可能需要这样的保护盖。
作为晶片承载环524可以如何形成随径向位置变化的电阻抗的另一示例，晶片承载环524可以由永久、半永久或可移除地连接在一起的多种材料形成。作为示例，内部区域550(例如区域A)可以由对等离子体具有相对低阻抗的第一金属形成，中间区域552(例如区域B)可以由对等离子体具有中等阻抗的第二金属形成，并且外部区域554(例如，区域C)可以由对等离子体具有相对高的阻抗的第三金属形成，其中所有三种金属通过任何期望的技术(无论是化学、机械、磁性还是其他方式)永久地连接，例如使用软焊、焊接、胶合、永久或半永久紧固件、和/或这些和其他连接技术的任何组合。
如图5A和5B所示，晶片承载环524可以包括凹口558或其他结构。凹口558可以配置成在处理和/或运输期间保持晶片。凹口558也可以称为凸缘并且可以围绕晶片承载环524的内圆周延伸。
具有径向变化的等离子体阻抗的晶片承载环524可以用于背面沉积和/或正面沉积。在背面和正面沉积中，晶片承载环524可以提供阻抗调谐能力，特别是沿着被处理的衬底的周边。
图6示出了用于控制上述系统的控制模块600。在一个实施方案中，图1的控制模块110可以包括示例性部件中的一些。例如，控制模块600可以包括处理器、存储器和一个或多个接口。控制模块600可以用于部分基于所感测的值控制系统中的设备。仅举例而言，控制模块600可基于所感测的值和其他控制参数控制阀602、过滤器加热器604、泵606以及其他设备608中的一个或多个。仅举例而言，控制模块600从压力计610、流量计612、温度传感器614和/或其他传感器616接收所感测的值。控制模块600也可以用来在膜的前体传送和沉积过程中控制工艺条件。控制模块600典型地将包括一个或多个存储设备和一个或多个处理器。
控制模块600可控制前体传送系统和沉积装置的活动。控制模块600执行计算机程序，计算机程序包括用于控制工艺时序、输送系统温度、跨过滤器的压差、阀位、气体的混合、室压力、室温度、晶片温度、RF功率水平、晶片卡盘或基座位置、以及特定工艺的其它参数的成组的指令。控制模块600还可以监测压力差，并自动将气相前体传送从一个或多个路径切换到一个或多个其它的路径。在一些实施方案中，可以使用存储在与控制模块600相关联的存储器设备的其它计算机程序。
典型地，将存在与控制模块600相关联的用户界面。用户界面可以包括显示器618(例如，装置和/或工艺条件的显示屏和/或图形软件显示)，以及用户输入设备620，如定点设备、键盘、触摸屏、麦克风等。
用于控制前体的传送、沉积和工艺序列中的其它处理的计算机程序可以用例如任何以下常规的计算机可读编程语言写入：汇编语言、C、C++、Pascal、Fortran或其它。编译的对象代码或脚本由处理器执行以执行在程序中识别的任务。
控制模块参数涉及工艺条件，诸如例如，过滤器的压力差、工艺气体组成和流速、温度、压力、等离子体条件(如RF功率水平和低频RF频率)、冷却气体压力、以及室壁温度。
系统软件可以以许多不同的方式设计或配置。例如，各种室部件子程序或控制对象可以被写入以控制进行本发明的沉积工艺所必需的室部件的操作。用于此目的的程序或程序段的示例包括衬底定位代码、工艺气体控制代码、压力控制代码、加热器控制代码和等离子体控制代码。
衬底定位程序可包括用于控制室部件的程序代码，室部件用于将衬底加载到基座或卡盘上并控制衬底和室的其他部件(例如气体入口和/或靶)之间的间距。工艺气体控制程序可包括用于控制气体组成和流速以及任选地用于在沉积之前使气体流入室以稳定室中的压力的代码。过滤器监控程序包括比较测得的一个或多个差值与预定的一个或多个值的代码和/或用于切换路径的代码。压力控制程序可以包括用于通过调节例如在室的排气系统中的节流阀来控制室中的压力的代码。加热器控制程序可包括用于控制通向加热单元的电流的代码，加热单元用于加热前体传送系统内的部件、衬底和/或系统的其它部分。替代地，加热器控制程序可控制传热气体(例如氦)到晶片卡盘的传送。
在沉积期间可被监测的传感器的示例包括，但不限于，质量流量控制模块，诸如压力计610之类的压力传感器、以及位于传送系统、基座或卡盘内的热电偶(例如温度传感器614)。经适当编程的反馈和控制算法可以与来自这些传感器的数据一起使用来维持所需的工艺条件。前述内容描述了本发明的实施方案在单室或多室半导体处理工具中的实施。
在一些实施方案中，等离子体可以由一个或多个等离子体监测器原位监测。在一种情况下，等离子体功率可由一个或多个电压、电流传感器(例如，VI探针)监测。在另一种情况下，等离子体密度和/或工艺气体浓度可以通过一个或多个光学发射光谱传感器(OES)来测量。在一些实施方案中，一个或多个等离子体参数可以基于来自这样的原位等离子体监测器的测量以编程方式调整。例如，OES传感器可以用在反馈回路中以提供对等离子体功率的程序控制。应当理解，在一些实施方案中，可以使用其他监视器来监视等离子体和其他工艺特性。这样的监视器可以包括但不限于红外线(IR)监视器、声学监视器和压力换能器。
可以使用任何合适的室来实施所公开的实施方案。示例性沉积装置包括但不限于来自
Figure BDA0004084957790000181
产品系列、/>
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产品系列和/或/>
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产品系列的装置，每个都可从Lam Research Corp.(Fremont,California)获得，或多个其他市售处理系统中的任一者。两个或多个站可以执行相同的功能。类似地，两个或多个站可以执行不同的功能。每个站都可以设计/配置为根据需要执行特定功能/方法。/>
系统控制逻辑可以以任何合适的方式配置。一般而言，可以在硬件和/或软件中设计或配置逻辑。用于控制驱动电路的指令可以是硬编码的或作为软件提供。指令可以通过“编程”来提供。这样的编程被理解为包括任何形式的逻辑，包括数字信号处理器中的硬编码逻辑、专用集成电路和具有作为硬件实现的特定算法的其他设备。编程也被理解为包括可以在通用处理器上执行的软件或固件指令。系统控制软件可以用任何合适的计算机可读编程语言编码。
可以用任何常规的计算机可读编程语言(例如，汇编语言、C、C++、Pascal、Fortran等)编写用于控制工艺序列中的工艺的计算机程序代码。编译后的目标代码或脚本由处理器执行以执行程序中标识的任务。同样如所指出的，程序代码可以是硬编码的。
控制器参数涉及工艺条件，诸如例如工艺气体组成和流速、温度、压力、冷却气体压力、衬底温度和室壁温度。这些参数以配方的形式提供给用户，并且可以利用用户界面输入。用于监控工艺的信号可以由系统控制器的模拟和/或数字输入连接提供。用于控制工艺的信号是沉积装置的模拟和数字输出连接上的输出。
可以以许多不同的方式设计或配置系统软件。例如，根据所公开的实施方案，可以编写各种室部件子例程或控制对象来控制执行沉积工艺(和在一些情况下，其他工艺)所必需的室部件的操作。用于该目的的程序或程序部分的示例包括衬底定位代码、工艺气体控制代码、压力控制代码和加热器控制代码。
在一些实现方案中，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、在一些系统中的射频(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。
概括地说，控制器可以限定为电子器件，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)、限定为专用集成电路(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，限定用于在半导体晶片或系统上或针对半导体衬底或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师限定的配方的一部分，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。
在一些实现方案中，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。
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。
在本申请中，术语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“晶片衬底”和“部分制造的集成电路”可互换使用。本领域的普通技术人员应理解，术语“部分制造的集成电路”可以指在其上的集成电路制造的许多阶段中的任何阶段期间的硅晶片。半导体设备行业中使用的晶片或衬底通常具有200mm或300mm的直径，尽管该行业正朝着采用450mm直径衬底的方向发展。本文的描述使用术语“正面”和“背面”来描述晶片衬底的不同面。应理解，正面是大多数沉积和处理发生的地方，也是制造半导体器件本身的地方。背面是晶片的反面，通常在制造过程中经过最少的处理或没有处理。
除非另有说明，否则本文提供的流速和功率电平适用于在300mm衬底上进行处理。本领域的普通技术人员应理解，对于其他尺寸的衬底，可以根据需要调整这些流速和功率电平。下面的详细描述假设本发明是在晶片上实现的。然而，本发明不限于此。工件可以具有各种形状、尺寸和材料。除了半导体晶片之外，还可以利用本发明的其他工件包括各种物品，例如印刷电路板等。
本文描述的装置/工艺可以与光刻图案化工具或工艺结合使用，例如，用于制备或制造半导体设备、显示器、LED、光伏电池板等。通常，虽然不是必要地，这些工具/工艺将在共同的制造设施中一起使用或操作。膜的光刻图案化通常包括以下操作中的一些或所有，每个操作启用多个可行的工具：(1)使用旋涂或喷涂工具在工件，即，衬底上涂覆光致抗蚀剂；(2)使用热板或加热炉或紫外线固化工具固化光致抗蚀剂；(3)使用例如晶片步进曝光机之类的工具使光致抗蚀剂暴露于可见光或紫外线或X射线；(4)使抗蚀剂显影以便选择性地去除抗蚀剂并且从而使用例如湿式清洗台之类的工具将其图案化；(5)通过使用干式或等离子体辅助蚀刻工具将抗蚀剂图案转印到下方的膜或工件上；并且(6)使用例如射频或微波等离子体抗蚀剂剥离器之类的工具去除抗蚀剂。
结论
虽然为了清楚理解的目的，已经在一定程度上详细描述了上述实施方案，但显而易见的是，某些变化和修改可在所附权利要求的范围内实施。应当注意，有实现本发明的实施方案的工艺、系统、和设备的许多替代方式。因此，本发明的实施方案应被认为是说明性的而不是限制性的，并且这些实施方案并不受限于这里给出的细节。

Claims (20)

1.一种承载环，该承载环包括：
外环，其形成介电材料并且具有接合特征；和
由金属形成的内环，其中所述内环与所述外环的所述接合特征接合，并且其中所述内环被配置为在处理室内的处理期间支撑半导体晶片。
2.根据权利要求1所述的承载环，其中所述介电材料包括陶瓷。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的承载环，其中所述金属包括铝。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的承载环，其中所述外环包括第一配合结构，其中所述内环包括第二配合结构，并且其中所述第一和第二配合结构彼此接合以保持所述内环和所述外环旋转对齐。
5.根据权利要求4所述的承载环，其中，所述外环的所述第一配合结构和所述内环的所述第二配合结构被共同配置成防止所述外环相对于所述内环围绕轴线沿第一方向旋转，并且围绕所述轴线沿第二方向旋转。
6.根据权利要求5所述的承载环，其中，所述第一配合结构包括在所述外环中的至少一个凹部，并且其中，所述第二配合结构包括在所述内环上的至少一个突起。
7.根据权利要求1或2中任一项所述的承载环，其中，所述接合特征包括凸缘，并且其中，所述内环被配置为搁置在所述凸缘上。
8.一种等离子体处理系统，其包括，
喷淋基座；以及
衬底支撑件，其中所述衬底支撑件包括：
具有第一等离子体阻抗的内部部分，该内部部分被配置成以与所述喷淋基座间隔开的关系来保持衬底；以及
具有第二等离子体阻抗的外部部分，所述第二等离子体阻抗不同于所述第一等离子体阻抗。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，所述衬底支撑件还包括具有第三等离子体阻抗的附加内部部分，其中所述第三等离子体阻抗不同于所述第一等离子体阻抗和所述第二等离子体阻抗，并且其中所述衬底支撑件被配置成使得所述内部部分能换成所述额外的内部部分，使得所述额外的内部部分而不是所述内部部分被配置成以与喷淋基座间隔开的关系保持所述衬底。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中所述内部部分包括内环，其中所述外部部分包括外环，并且其中所述内环和所述外环各自包括一个或多个配合结构，所述配合结构被配置为保持所述内环和所述外环旋转对齐。
11.根据权利要求10所述的等离子体处理系统，其中所述外环的所述一个或多个配合结构和所述内环的所述一个或多个配合结构被共同配置成防止所述外环相对于所述内环围绕轴线沿第一方向旋转和围绕所述轴线沿第二方向旋转。
12.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中所述内部部分包含金属。
13.根据权利要求12所述的等离子体处理系统，其中，所述外部部分包含电介质。
14.根据权利要求12所述的等离子体处理系统，其中，所述外部部分包含陶瓷。
15.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中，所述衬底支撑件包括承载环，所述等离子体处理系统还包括：
第一处理室，其包括所述喷淋基座；
第二处理室；以及
转位器，其被配置为将所述承载环从所述第一处理室移动到所述第二处理室，其中所述承载环被配置为在所述转位器将所述承载环从所述第一处理室移动到所述第二处理室时保持所述衬底。
16.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其还包括：
气体歧管(manifest)，其耦合到所述喷淋基座并且被配置为提供来自气源的气体；和
射频(RF)电源，其被配置为向喷淋基座提供功率以从所述气体中产生等离子体，作为在所述衬底的背面沉积膜的一部分，同时所述衬底由与所述喷淋基座呈间隔开的关系的内部部分支撑。
17.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中所述内部部分和所述外部部分由共同材料形成，其中所述内部部分具有第一厚度，其中所述外部部分具有第二厚度，并且其中所述第一厚度小于所述第二厚度，使得所述第二等离子体阻抗不同于所述第一等离子体阻抗。
18.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中所述内部部分和所述外部部分由第一材料和径向变化浓度的第二材料形成，其中所述内部部分具有第一浓度的所述第二材料，其中所述外部部分具有第二浓度的所述第二材料，并且其中所述第一浓度不同于所述第二浓度，使得所述第二等离子体阻抗不同于所述第一等离子体阻抗。
19.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中所述内部部分和所述外部部分由第一材料和在所述第一材料内径向变化浓度的导体形成，其中所述内部部分具有所述导体的第一浓度，其中所述外部部分具有所述导体的第二浓度，并且其中所述第一浓度大于所述第二浓度，使得与所述内部部分相关联的所述第一等离子体阻抗大于与所述外部部分相关联的第二等离子体阻抗。
20.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中，所述内部部分包括具有凸缘的内圆周，所述凸缘被配置为以与所述喷淋基座间隔开的关系保持所述衬底。
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