CN100543179C - 用于沉积室的处理套件设计 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于半导体处理室的处理套件。所述处理室是真空处理室，其包括一个界定了内部处理区域的室体。所述处理区域接收一个用于处理的衬底，并且还支撑所述处理套件的构件。所述处理套件包括抽吸衬里(410)，其被配置成放置于所述处理室的处理区域中，以及C通道衬里(420)，其被配置成沿着所述抽吸衬里的外直径放置。所述抽吸衬里和所述C通道衬里具有新颖的联锁特征(414，424)，其被设计成抑制来自所述处理区域的处理或清洗气体的寄生抽吸。本发明进一步提供了一种半导体处理室，其具有改进的处理套件，例如所述的套件。在一种布局中，所述室是一个串联式处理室。

Description

用于沉积室的处理套件设计
技术领域
【0001】本发明一般涉及半导体衬底处理系统。更具体地，本发明涉及一种用于半导体衬底处理系统的沉积室。
背景技术
【0002】集成电路(IC)通过在半导体衬底的表面上形成分立的半导体器件来制造的。这种衬底的实例是硅(Si)或者二氧化硅(SiO2)晶片。半导体器件时常以非常巨大的规模制造，其中，数以千计的微电子器件(例如晶体管、电容器等等)形成于单个衬底上。
【0003】为了互连衬底上的器件，要形成多级网络的互连结构。材料分层沉积于衬底上，并在一系列的受控步骤中选择性地去除。这样，各种导电层彼此互连，有利于电子信号的传播。
【0004】在半导体工业中，一种沉积膜的方法是被称为化学气相沉积，即“CVD”。CVD可以被使用来沉积各种类型的膜，包括本征的和掺杂的无定形硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等等。半导体CVD处理通常通过加热前驱气体在一个真空室中进行，所述前驱气体离解和反应以形成所希望的膜。为了在低温下以相对较高的沉积速率来沉积膜，沉积期间所述室中的前驱气体能够形成等离子体。这种工艺被称为等离子体增强化学气相沉积，即“PECVD”。
【0005】要可靠地形成具有所希望的关键尺寸的高纵横比特征，就要求对衬底进行精确的图案化，并随后对衬底进行蚀刻。一种有时用来在衬底上形成较精确图案的技术是光刻。该技术通常包括经过透镜(或“标线片”)将光能引导到衬底上。在传统的光刻工艺中，光致抗蚀材料首先被涂敷于将要被蚀刻的衬底层上。在光抗蚀的情况中，抗蚀材料对射线或“光能”(例如紫外线或者激光源)敏感。所述抗蚀材料优选地规定为聚合物，其适于响应所用光的特定波长，或者不同的暴露源。
【0006】在抗蚀材料沉积到衬底上后，光源被激励以发出紫外(UV)光或者低X射线光，例如，在抗蚀材料覆盖的衬底处所引导的。所选择的光源在化学性质上改变了光致抗蚀材料的成分。然而，光致抗蚀层仅仅被选择性地暴露。在这方面，光掩模，或者“标线片”，被置于光源和正在处理的衬底之间。光掩模被图案化，以包含用于衬底的希望的特征构形。图案化的光掩模允许光能穿过精确的图案到达衬底表面上。然后所暴露的底层衬底材料可以被蚀刻，以在衬底表面中形成图案化特征，同时残留的抗蚀材料余留作为未暴露的底层衬底材料的保护涂层。这样就可精确形成触点、通路孔或互连。
【0007】光致抗蚀膜可包括各种材料，例如二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(Si3N4)和二氧化铪(HfO2)。就在前不久，(美国)加利福尼亚州圣塔克拉拉市的应用材料有限公司已经开发出一种有效的碳基膜。该膜被称为Advanced Patterning FilmTM，或者“APF”。APFTM通常包括SiON和无定形碳或“α-碳”。
【0008】碳层通常是通过包含碳源的气体混合物的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)沉积而成的。该气体混合物可以从碳源中形成，所述碳源是液相前体或者气相前体。优选地，碳源是气相碳氢化合物。例如，碳源可以是丙烯(C3H6)。处理室中C3H6的注入与RF等离子体的产生是同时的。气体混合物可以进一步包括载气，例如氦气(He)或氩气(Ar)。含碳层可以被沉积至大约100
Figure C200580004994D0009090057QIETU
至大约20000
Figure C200580004994D0009090057QIETU
之间的厚度，这取决于应用。
【0009】沉积诸如APFTM之类的碳基(或者“有机”)膜的工艺产生碳残留物，特别是在高沉积速率的情况下，例如速率大于2000
Figure C200580004994D0009090057QIETU
/min。在这方面，碳不仅沉积在衬底上，而且也沉积在内部室体、衬底支架和各种套件部件(例如衬里和喷头)上。在后续沉积过程中，所述室体的壁上的膜和其它部件会破裂或剥落，使污染颗粒落到衬底上。这又会造成对电阻器、晶体管和衬底上其它IC器件的损坏。
【0010】为降低晶片特征的污染，PECVD室必须被周期性地清洗，以在沉积操作之间将颗粒物去除掉。清洗通常是通过在衬底处理操作之间，将蚀刻气体引入空室中。蚀刻等离子体可以是含氟气体，例如三氟化氮。在碳基沉积的情况中，可以应用与碳膜反应的氧簇，所述碳膜沉积于室壁和各种套件部件上，例如，加热器、喷头、衬里等。这被称为“干洗”操作。
【0011】沉积室的干洗在清洗有机沉积室中的室壁方面通常是有效的。然而，氧只会短暂地处于它的反应状态，并且很快重新结合成非活性状态。这意味着氧等离子体对所述室中远离注入气体的主流动路径的到达区域(即环形压力环、加热器区域等等)基本上是无效的。因此，操作员有必要周期性地完全停止衬底处理工艺，并拆卸沉积室以便擦洗。这被称为“湿洗”操作。
【0012】在PECVD沉积室是基于硅烷或者TEOS的情况下，极少需要进行湿洗干预操作。然而，在公知的碳基PECVD沉积室中，每几百次衬底处理循环后就需要湿洗干预。在此发明人已经观察到，在处理室中以及室壁上的各种固定件上的碳残留物的问题已经被“寄生抽吸”现象恶化。这意味着，处理气体正在接近处理室的偏远区域，这需要周期性地对室部件进行分解和擦洗。这种沉积处理的中断妨碍了半导体制作工艺的产量和收益率。
【0013】因此，希望具有一种沉积室，其被配置成使湿洗干涉的频率降低。在改进的处理套件设计方面，存在进一步的需求，即，该设计要抑制碳的渗透，并且抑制含碳残留物在难于有效清洗蚀刻等离子体的区域中形成。
发明内容
【0014】本发明提供了一种用于半导体处理室的处理套件。处理室是真空处理室，其包括界定了内部处理区域的室体。处理套件包括抽吸衬里，其被配置成置于处理室的处理区域中，以及C通道衬里，其被配置成沿着抽吸衬里的外直径放置。抽吸衬里和C通道衬里具有联锁特征，其被设计成抑制来自处理区域的处理或清洗气体的寄生抽吸。
【0015】在一个实施例中，抽吸衬里包括圆周体、沿抽吸衬里体布置的多个抽吸孔、沿抽吸衬里体的上表面按圆周方向放置的肩、沿抽吸衬里体的下表面的径向部分布置的下缘。在一个实施例中，C通道衬里包括圆周体、上臂、下臂、用于接收处理气体的通道部分、沿上臂按圆周方向布置的上缘、和沿下臂的一个径向部分设置的下肩。C通道衬里的上缘被配置成与抽吸衬里的肩联锁，同时C通道衬里的下肩被配置成与抽吸衬里的下缘联锁。
【0016】本发明进一步提供一种半导体处理室，其具有联锁的处理套件，例如上文所述的套件。在一种布局中，所述室是一个串联式处理室。所述室还可以包括一个上抽吸端口衬里，其与C通道衬里的通道部分流体连通。
附图说明
【0017】为了使本发明上面所述的特征能够被详细理解，可以通过参考附图对本发明的实施例进行更具体的描述。然而，需要注意的是，附图仅仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被认为是本发明范围的限制。
【0018】图1提供了一个示例性半导体处理系统的顶视图。所述处理系统包括数对沉积室，其接收本发明的处理套件。
【0019】图2提供了一个用于比较的说明性沉积室的剖视图。图2的室是一个孪生式或“串联式”室。然而，应该理解的是，这里所述的处理套件可以应用于单一室设计。
【0020】图3提供了一个典型室体的部分剖视图。为了说明气体流动路径，以一种示意性方式描述所述室体。箭头代表所述室中的主要气体流动和寄生气体流动的路径。
【0021】图4示出了沉积室的一部分的透视图。提供一个室体以界定衬底处理区域，并且用于支撑各种衬里。在室体中有一个晶片狭缝阀，其提供一个晶片通行狭缝。
【0022】图5示出了图4的说明性沉积室的剖面透视图。图5中可见顶部衬里，或者“抽吸”衬里，其由环绕的C通道衬里支撑。
【0023】图6示出了图5的室体，重点示出了剖视图的两个暴露区域。这两个剖面区域被标示为区域6A和区域6B。
【0024】图6A提供了一个来自图6的剖面区域6A的放大图。类似地，图6B提供了剖面区域6B的放大图。每副图中都示出了顶部衬里和支撑C通道衬里。
【0025】图7示出了图4的室体部分的分解图。在该图中，能够更加清楚地标识了一个实施例中处理套件的各种衬里。
具体实施方式
【0026】图1提供了示例性半导体处理系统100的平面图。处理系统100包括处理室106，其将接收本发明的处理套件，如下文所述。说明性的处理室106成对设置以进一步提高处理产量。
【0027】系统100通常包括多个分立区域。第一区域是前端工作台区域102。前端工作台区域102支撑待处理的晶片盒109。而晶片盒109又支撑衬底或者晶片113。前端晶片处理器118(例如自动机械或机器人)安装于邻近晶片盒转盘的工作平台上。接下来，系统100包括装载锁定室120。晶片113从装载锁定室120装入和卸出。优选地，前端晶片处理器118包括晶片映射系统，以索引每个准备好的晶片盒109中的衬底113，将衬底113装载到一个布置于装载锁定室120中的装载锁定盒。接下来，提供有传送室130。传送室130装有晶片处理器138，其处理从装载锁定室120接收的晶片113。晶片处理器138安装于传送室130的底部。晶片处理器138将晶片传送通过可密封的通道136。狭缝阀致动器134对通道136的密封机构进行致动。通道136与处理室140中的晶片通道236紧密配合(如图2所示)，以允许衬底113进入处理区域以便定位在晶片加热器基座上(如图2所示228处)。
【0028】后端108被提供用于容置系统100工作所需的各种支撑用件(未示出)。这些用件的实例包括气体板、配电板、和发电机。该系统可适于提供各种处理和支撑性室硬件，例如CVD、PVD和蚀刻。下文所述的实施例将涉及一种采用300毫米APF沉积室的系统。然而，将会理解的是，其它处理和室构造也在本发明的考虑范围内。
【0029】图2示出了一个用于对比的沉积室200的剖面示意图。所述沉积室是CVD室，其用于沉积碳基气相物质，例如掺杂碳的氧化硅子层。该图是以近年来由应用材料有限公司制造的
Figure C200580004994D00131
 S APFTM室的特征为基础。
Figure C200580004994D00132
 CVD室(200毫米或者300毫米)有两个隔离的处理区域，其可用于沉积掺杂碳的氧化硅和其它材料。美国专利5,855,681号描述了具有两个隔离的处理区域的室，在此以引用方式将该专利并入本文。
【0030】室200具有室体202，其界定了一个内室区域。提供有分开的处理区域218和220。每个处理区域218，220具有一个基座228，其用于支撑室200中的衬底(未示出)。基座228一般包括加热元件(未示出)。优选地，基座228通过杆226可移动地布置于每个处理区域218，220中，杆226延伸穿过室体202的底部，在该处，杆226连接到驱动系统203。内部可移动的起落顶杆(未示出)优选提供在基座228中，以与衬底下表面接合。优选地，支撑环(未示出)也被提供在基座228上。该支撑环可以是多件式衬底支撑组件的一部分，该组件包括一个盖环和一个锁位环。起片顶杆作用于环上，以在处理前接收衬底，或者在沉积后将衬底升起而向下一站传送。
【0031】处理区域218，220中的每一个也优选包括气体分配组件208，其被置成通过室盖204，以将气体传送到处理区域218，220中。每个处理区域的气体分配组件208通常包括气体入口通道240，其将气体传送到喷头组件242中。喷头组件242包括环形底盘248，环形底盘248具有阻挡板244，其布置于面板246中间。喷头组件242包括多个喷嘴(未示出)，气相混合物在处理期间经由这些喷嘴注入。喷头组件242引导气体(例如丙烯和氩气)在衬底上方向下流动，从而沉积出一个无定形碳膜。馈通的RF(射频)向喷头组件242提供偏置电压，使等离子体易于在喷头组件242的面板246和加热器基座228之间产生。在等离子体增强化学气相沉积工艺期间，基座228可作为阴极用于在室壁202中产生RF偏压。所述阴极可以电耦合到电极电源，以在沉积室200中产生电容性电场。典型地，RF电压被施加到阴极，而室体202则电接地。施加到基座228的功率造成衬底偏压，所述偏压的形式为衬底的上表面上呈负电压。该负电压用来将离子从室200中形成的等离子体吸引到衬底的上表面。电容性电场形成偏压，其将感应形成的等离子体粒子朝衬底加速，以提供方向较垂直定向的各向异性的对衬底的沉积，以及在清洗期间方向较垂直定向的各向异性的对衬底的蚀刻。
【0032】通过喷头组件242传送的气相碳氢化合物被认为是充沛的，并且能够流遍室200。图3以示意的形式示出了图2的室体202的部分剖视图。箭头代表室200中的主要的和寄生的气体流动路径。主要的气体流动路径被标以箭头Pr，而寄生的气体流动路径被标以Pa。主要的气体流动路径Pr是优选的流动路径，而寄生的气体流动路径Pa是不希望有的。寄生的气体流动Pa能够接触在室200中的各种套件部件，并且泄漏进入未密封区域。如上面所说明的，为了接近和充分清洗来自于室200中的各种部件和未密封区域的含碳残留物，需要对沉积室200进行周期性的湿洗。
【0033】图3的室是高度示意性的。根据附图和本说明书，本领域普通技术人员应该理解的是，寄生抽吸可以发生在各种衬里以及构成处理室的处理套件的其它硬件之间的缝隙中。易受寄生抽吸影响的此类区域包括(1)顶部衬里和面板之间的缝隙；(2)C通道衬里和顶部衬里之间的缝隙；(3)狭缝阀通道；(4)C通道衬里和狭缝阀通道处中部衬里之间的缝隙；(5)中部衬里和底部衬里之间的缝隙；(6)周围填充物和中部衬里之间的缝隙；等等。
【0034】图4示出了沉积室400的一部分的透视图。在一个实施例中，沉积室400包括本发明的处理套件40。提供室体402以界定衬底处理区域404，并用于支撑处理套件40的各种衬里。在室体402中可看到一个晶片狭缝406，其界定了一个晶片通行狭缝。这样，衬底可以选择性地移入和移出室400。空室中未示出衬底。狭缝406选择性地由门装置(未示出)打开和闭合。所述门装置由室体402支撑。在衬底处理期间，该门隔离了所述室的环境。
【0035】室体402优选地由氧化铝或者其它陶瓷化合物制成。之所以优选陶瓷材料是因为它的热传导性低。室体402可以是圆筒形或其它形状。图4中示例性的室体402具有外多边形轮廓，以及圆形内直径。然而，本发明并不局限于处理室的任何特定的外形和尺寸。
【0036】如所说明的，室体402被配置成支撑一系列衬里和其它可互换的处理部件。这些处理部件通常是一次性的，并且是具体用于特定室应用或构造的“处理套件”40的一部分。一种处理套件包括顶部抽吸衬里、中部衬里、下部衬里、气体分配板、气体扩散板、加热器、喷头、或者其它部件。某些衬里可被制成整体；然而，在某些应用中优选提供堆叠在一起的分开的衬里，以允许衬里之间的热膨胀。图7提供了一个实施例中的处理套件40的透视图。处理套件40的衬里和其它设备被分解显示于沉积室400上。图7的室400将在下文中更详细地讨论。
【0037】图5示出了图4的说明性沉积室400的剖面透视图。更清楚地显示了室体402的几何结构，包括室体402的侧部408和底部409。开口405形成于室体402的侧部408中。开口405用作沉积、蚀刻或清洗处理期间接收处理气体的通道。
【0038】衬底未被示于处理区域404中。然而，应该理解的是，衬底在处理区域404中被支撑在基座(例如图2的基座228)上。所述基座由一根轴支撑，该轴延伸经过室体402的底部409中的开口407。另外，应该理解的是，为室400提供有气体处理系统(未在图5中示出)。开口478被提供在说明性的室400中，用于接收气体导管。该导管将气体传送至气体盒(见图7中的472)。气体从那里被传送到处理区域404中。
【0039】用于沉积室的处理套件40的某些部件在图4和图5中是可见的。这些部件包括顶部抽吸衬里410、支撑圆周通道衬里420、中部衬里440和底部衬里450。如所说明的，这些衬里410、420、440和450被示于图7中，并且下文将结合图7对它们进行更详细的描述。密封构件427被提供在圆周通道衬里420与抽吸端口衬里442的界面处，以及抽吸衬里410与抽吸端口衬里442的界面处，这也将被示于图6A中，并且下文将结合图6A对其进行更详细的描述。
【0040】图6示出了图5的室体402的另一个透视图。来自图5的参考编号在一些实例中是重复的。图6被提供以着重显示来自剖面图的两个暴露区域。这两个剖面区域是区域6A和区域6B。区域6A和6B中所示的室400的特征更清楚地被显示于各自的放大剖视图图6A和图6B中。这些特征也将在下文中详细描述。
【0041】图7提供了室体部分400的分解图。在这种情况下，室体400代表一个串联式处理室。一个实例是由应用材料有限公司生产的
Figure C200580004994D00161
 S室。可看见处理套件40的各种部件从室体402右侧上的处理区域404升起。
【0042】图7中所示的第一个装置是顶盖470。顶盖470位于处理区域404的中央，并且突出穿过室盖(未示出)。顶盖470用作支撑某个气体传送装置的板。该装置包括气体盒472，其接收经过气体供应导管(未示出)的气体。(所述导管被插入经过室体402的底部409中的开口478，如图5所示)。气体盒472将气体送入气体输入件476。气体输入件476界定了一个延伸过顶盖470中心上方的臂。这样，可以从中心将处理和清洗气体引入到衬底上方的处理区域404。
【0043】RF功率被提供给气体盒472。这用来从处理气体中产生等离子体。在气体盒472和气体输入件476之间设有恒定的电压梯度474。当气体从气体盒472向处理区域404中的接地基座移动时，恒定的电压梯度474(即“CVG”)控制功率电平。
【0044】顶盖470下方紧接着就是阻挡板480。阻挡板480界定了一个位于顶盖470下方中央的板。阻挡板480包括多个螺栓孔482。螺栓孔482作为贯穿的开口，螺钉或者其它接插件可以通过其中放置，用于将阻挡板480固定到顶盖470。在阻挡板480和顶盖470之间选择一个间距。处理期间，气体在该间距中被分配，然后通过多个穿孔484被传送经过阻挡板480。这样，处理气体可以被均匀地传送进入室400的处理区域404。随着气体扩散，阻挡板480还为气体提供了高的压降。
【0045】阻挡板480之下是喷头490。喷头490被置于顶盖470下方的中央。喷头490包括多个喷嘴(未示出)，其用于向下将气体引导到衬底(未示出)上。面板496和绝缘环498被固定于喷头490。绝缘环498使喷头490与室体402电绝缘。绝缘环498优选由光滑的和相对耐热的材料制成，例如TEFLONTM(即，聚四氟乙烯)或者陶瓷。
【0046】喷头490之下布置有顶部衬里，即“抽吸衬里”410。在图7的实施例中，抽吸衬里410界定了一个圆周体，其具有布置于其周围的多个抽吸孔412。在图7的布局中，抽吸孔412等间距地间隔开的。在晶片处理过程期间，从顶部衬里410的后侧进行抽吸，从而形成真空，抽吸时是通过抽吸孔412吸出气体，并将其吸入通道区域422(在图6A和图6B中显示得更清楚)。抽吸孔412为处理气体提供了主要的流动通道，如图3的示意图中所示。
【0047】转向图6A和图6B的放大剖视图，更容易看见顶部衬里410的特征。图6A提供了来自图6的剖面区域6A的放大视图。类似地，图6B提供了来自图6的区域6B的放大视图。在这些放大图的每一幅中抽吸衬里410均是可见的。
【0048】抽吸衬里410界定了一个圆周体410′，并用来保持多个抽吸端口412。在图7的布局中，抽吸衬里410包括上表面区域上的上缘414，和沿着下表面区域的下肩416。一方面，上缘414从顶部衬里410的径向向外延伸，同时下肩416径向向内延伸。上缘414呈圆周布置。出于这个原因，上缘414在图6A和图6B中是可见的。然而，下肩416没有圆周环绕顶部衬里410，而是在上抽吸端口衬里442的区域中留下开口。
【0049】回到图5，室400接着包含圆周通道衬里420。圆周通道衬里420所具有的结构在图6B的放大剖面视图中显示得更清楚。
【0050】再次参见图6B，圆周通道衬里420具有上臂421、下臂423、和中间通道区域422。上臂421具有形成于其中的上肩424。上肩424被配置成接收抽吸衬里410的上缘414。同时，下臂423被配置成接收顶部衬里410的下肩416。顶部衬里410和圆周通道衬里420之间的联锁布局提供了一个迂回曲折的界面，其大大地降低了不希望有的寄生抽吸。这样，当气体从室400的处理区域404中经过抽吸衬里410的抽吸孔412被排出时，气体优选是经过圆周通道衬里420被抽空，而不会在顶部衬里410和圆周通道衬里420之间的界面处流失。
【0051】需要注意的是，抽吸衬里410的上缘414和圆周通道衬里420的上肩424之间的联锁关系仅仅是说明性的。同样，抽吸衬里410的下肩416和圆周通道衬里420的下缘426之间的联锁关系也仅仅是示说明性的。在这方面，在抽吸衬里410和圆周通道衬里420之间包括任何联锁布局，从而抑制处理、清洗或者蚀刻气体的寄生抽吸的技术方案均在本发明的范围内。例如，抽吸衬里410的上缘414和下肩416都可被配置成从顶部衬里410径向向外延伸，但这并不是限制性的。在这样的布局中，圆周通道衬里420的下缘426将被重新配置成与抽吸衬里410的下肩416联锁。
【0052】在图6A、6B和7的处理套件40的布局中，上肩424沿着上臂421圆周布置。出于这个原因，上肩424在图6A和图6B中均是可见的。然而，下缘426没有圆周环绕圆周通道衬里420，而是在上抽吸端口衬里442的区域中留下开口。因此，径向部分留下开口以形成抽吸端口衬里的开口429。
【0053】如图6中所提供的剖面透视图所示，区域6A和区域6B示出了室400的相反端。来自区域6A的剖面端包括排气端口，称为“抽吸端口衬里”442，444。上抽吸端口衬里442安装于圆周通道422衬里420之下。然后提供一个下抽吸端口衬里444，其与上端口衬里442流体连通。然后气体可以被排出下抽吸端口衬里444，并通过排气系统排离处理室400。
【0054】为了进一步限制在抽吸端口衬里442，444区域的寄生抽吸，在圆周通道衬里420和上抽吸端口衬里442间的界面处，以及顶部衬里410和上抽吸端口衬里442间的界面处，提供一个密封构件427。密封构件均可见于图7和图6A中427处。优选地，密封构件427界定了一个环绕上抽吸端口衬里442的圆环。密封构件427优选由TEFLONTM(即，聚四氟乙烯)材料制成或者另外包括一个高抛光表面。密封构件427进一步使圆周通道衬里420能够与抽吸端口衬里442，444联锁，从而能够限制气体泄漏。
【0055】回来参考图7，中部衬里440接着布置于圆周通道衬里420之下。中部衬里440处于处理区域404中狭缝432的高度处。从图7能够看出，中部衬里440是C形衬里，并不是圆形的。中部衬里440中的开口区域被配置成在晶片被输入处理室400时接收这些晶片。中部衬里440在图6A和图6B中均可以部分看见，其处于C通道衬里420和顶部衬里410之下。
【0056】图7中底部衬里450也可见的。在图7的布局中，底部衬里450布置于室400内中部衬里440之下。底部衬里450位于室400的中部衬里440和底部表面409之间。
【0057】应该注意以下这点，在使用的处理套件中，所选择的衬里彼此形成整体，并没有超出本发明的范围。例如，中部衬里440可以与底部衬里450整体地制成。类似地，顶部衬里410可以和圆周通道衬里420形成整体。然而，各种衬里(例如衬里410、420、440和450)优选是分离的。这大大降低了加热处理期间热膨胀引起的破裂危险。采用分离但联锁的抽吸衬里410和圆周通道衬里420，提供了一种改进的新颖的处理室处理套件布局。
【0058】图7所示的附加处理套件项目包括填充构件430和压力均衡端口衬里436。填充构件430被置于中部衬里440和底部衬里450的周围，以便填充这些衬里440，450的外直径和周围室体402之间的空间。由于填充构件430的存在，它通过阻止在衬里440，450之后形成残留物，从而避免碳残留物聚集在衬里440，450之后。
【0059】注意，类似于中部衬里440，填充构件430并不是完全的圆周。在这方面，填充构件430中所保持的开口部分，使两个处理区域404之间进行流体连通。压力均衡端口衬里436通过界定一定大小的孔，控制两个处理区域404之间的流体连通。压力均衡端口衬里436的存在，确保了两个处理区域404之间的压力保持相同。
【0060】还要注意，填充构件430、压力均衡端口衬里436、以及上抽吸端口衬里442和下抽吸端口衬里444优选涂布有高度光滑的材料。一个实例为亮光铝(shiny aluminum)涂层。被提供有非常光滑的表面(例如小于15Ra(平均粗糙度))的其它材料，帮助降低表面上所积聚的沉积。这种光滑材料可以是抛光铝、聚合物涂层、TEFLONTM(即，聚四氟乙烯)、陶瓷以及石英。
【0061】为进一步帮助降低室部件上的沉积，沿着狭缝432提供一个狭缝阀衬里434。狭缝衬里434同样优选由高度光滑材料(例如上文所述的那些材料)制成。
【0062】优选地，在沉积或者蚀刻处理期间，处理区域404被加热。为此，加热器(未示出)配备有一个用于支撑晶片的基座。加热器基座如图7的室布局400中的462所示。特别优选的是，在等离子体清洗处理期间，加热器加热到超过110℃的温度。或者，使用臭氧作为清洗气体是可能的，因为臭氧不要求等离子体离解。在不使用臭氧的情况下，加热室体从而加快清洗速度是人们所特别希望的。
【0063】再参考图7，提供了一个基座组件460。基座组件460用来在处理期间支撑基座。基座组件460不仅包括加热器盘462，还包括轴468、顶杆起落件464及其周围的起落环466。顶杆起落件464和起落环466帮助选择性地将晶片升高到加热器板462之上。顶杆孔467布置于加热器板462中，以接收起落顶杆(未示出)。
【0064】应该理解的是，图7的AFPTM室400是说明性的，本发明的改进在任何能够进行PECVD的沉积室中均是可行的。因此，可以提供本发明的其它实施例。例如，抽吸衬里410所具有的内直径可以小于圆周通道衬里420的内直径。减少顶部抽吸衬里410的尺寸可减少抽吸端口405的内直径，从而增大流出处理区域404和经过抽吸端口405的气体速度。提高气体速度是人们所希望的，因为它减少了在室表面形成含碳残留物的机会。而且还希望衬里由具有高度光滑表面的材料制成。这可减少无定形碳在表面上积聚形成沉积。这种材料的实例同样包括抛光铝、聚合物涂层、TEFLONTM(即，聚四氟乙烯)、陶瓷、和石英。
【0065】还要注意的是，在较冷表面上形成含碳沉积物要快于在较热表面上形成含碳沉积物。因为这种现象，含碳沉积物往往优先形成于与沉积室相联的抽吸系统上。抽吸系统优选被加热至高于80℃的温度，以减少优先形成。替换地或另外地，冷阱能够被集成到抽吸系统中，以收集未反应的含碳前驱物和含碳副产品。能够按固定的维护周期清洗或替换冷阱。
【0066】虽然上文描述了本发明的一些实施例，但是在不脱离本发明基本范围的情况下，可以设计出本发明的其它和进一步的实施例。例如，可提供一个用于真空处理室处理套件的实施例，其包括一个圆周抽吸衬里，其被配置成置于处理室的处理区域中，以及一个圆周通道衬里，其被配置成沿着抽吸衬里的外直径放置。抽吸衬里可包括一个圆周体，其具有上表面和下表面，以及多个沿所述圆周体布置的抽吸孔。圆周通道可包括一个圆周体端口，其具有上表面和下表面；一个圆周上臂，其被置于靠近圆周通道衬里的体部分的上表面；一个下臂，其沿着圆周通道衬里的主体部分的所选择的径向部分布置，所述下臂是沿着圆周通道衬里的主体部分的底端；以及在圆周通道衬里中的通道部分，其被界定于主体部分、上臂、下臂和抽吸衬里外直径之间。抽吸衬里的上表面和圆周通道衬里的上臂之间具有上联锁特征。类似地，抽吸衬里的下表面和圆周通道衬里的下表面之间具有下联锁特征。上下联锁特征用来在晶片处理期间抑制处理区域中的寄生抽吸。
【0067】在一个实施例中，处理套件被放置于一个包括抽吸端口衬里的处理室中，其与C通道衬里的抽吸端口衬里开口流体连通。

Claims (20)

1.一种用于真空处理室的处理套件，所述真空处理室包括一个界定了内部处理区域的室体，所述处理套件包括：
抽吸衬里，其被配置成放置于所述处理室的所述处理区域中，所述抽吸衬里包括一个圆周体，其具有上表面和下表面，其中所述圆周体具有多个沿所述圆周体布置的抽吸孔；和
C通道衬里，其被配置成沿所述抽吸衬里的外直径放置，所述C通道衬里包括：
圆周体部分，其具有上表面和下表面，
圆周上臂，其被布置成靠近所述C通道衬里的所述圆周体部分的上表面，
下臂，其被布置成围绕所述C通道衬里的所述圆周体部分的被选择的径向部分，所述下臂沿着所述C通道衬里的所述圆周体部分的底部表面布置，和
所述C通道衬里中的通道部分，其被界定于所述C通道衬里的所述圆周体部分、所述上臂、所述下臂、和所述抽吸衬里的外直径之间，其中所述C通道衬里具有一个抽吸端口衬里开口；
中部衬里，其被配置成处于所述抽吸衬里和所述C通道衬里之下；以及
下部衬里，其被配置成处于所述中部衬里之下；
其中一个上联锁特征形成于所述抽吸衬里的所述上表面和所述C通道衬里的所述上臂之间；
其中一个下联锁特征形成于所述抽吸衬里的所述下表面和所述C通道衬里的所述下臂之间；以及
其中所述上联锁特征和所述下联锁特征抑制了所述处理区域中的寄生抽吸。
2.根据权利要求1所述的处理套件，其中所述抽吸衬里被配置成处于所述C通道衬里上。
3.根据权利要求1所述的处理套件，其中所述上联锁特征包括：
缘，其沿所述抽吸衬里体的上表面按圆周方向放置；和
上肩，其沿所述上臂按圆周方向布置，所述C通道衬里的所述上肩被配置成与所述抽吸衬里体的所述缘联锁。
4.根据权利要求1所述的处理套件，其中所述下联锁特征包括：
下肩，其沿所述抽吸衬里体的所述下表面的径向部分布置；和
沿所述下臂的径向部分的下缘，所述C通道衬里的所述下缘被配置成与所述抽吸衬里的所述下肩联锁。
5.一种用于真空处理室的处理套件，所述真空处理室包括一个界定了内部处理区域的室体，所述处理套件包括：
抽吸衬里，其被配置成放置于所述处理室的所述处理区域中，所述抽吸衬里包括：
圆周体，其中所述圆周体具有多个沿着所述圆周体布置的抽吸孔，
缘，其沿所述抽吸衬里体的上表面按圆周方向放置，和
下肩，其沿所述抽吸衬里体的下表面的径向部分布置；
C通道衬里，其被配置成沿所述处理室的所述处理区域中所述抽吸衬里体的外直径放置，所述C通道衬里包括：
圆周体，
上臂，
下臂，
通道部分，其由所述上臂、所述下臂、所述C通道衬里的所述圆周体、和所述抽吸衬里的所述圆周体界定，
上肩，其沿所述上臂按圆周方向布置，所述C通道衬里的所述上肩被配置成与所述抽吸衬里体的所述缘联锁，和
沿所述下臂的径向部分的下缘，所述C通道衬里的所述下缘被配置成与所述抽吸衬里的所述下肩联锁，并且还提供一个抽吸端口衬里开口；
中部衬里，其被配置成处于所述抽吸衬里和所述C通道衬里之下；以及
下部衬里，其被配置成处于所述中部衬里之下。
6.根据权利要求5所述的真空处理室，其中所述真空处理室进一步包括抽吸端口衬里，其与所述C通道衬里的所述抽吸端口衬里开口流体连通。
7.一种用于处理衬底的真空处理室，所述真空处理室包括一个界定了内部处理区域的室体，以及一个布置于所述处理室中的处理套件，所述处理套件包括：
抽吸衬里，其被配置成放置于所述处理室的所述处理区域中，所述抽吸衬里包括：
圆周体，其中所述圆周体具有多个沿所述圆周体布置的抽吸孔，
缘，其沿所述抽吸衬里体的上表面按圆周方向放置，和
下肩，其沿所述抽吸衬里体的下表面的径向部分布置；
C通道衬里，其被配置成沿着所述处理室的所述处理区域中的所述抽吸衬里体的外直径放置，所述C通道衬里包括：
圆周体，
上臂，
下臂，
通道部分，其由所述上臂、所述下臂、所述C通道衬里的所述圆周体、和所述抽吸衬里的所述圆周体界定，
上肩，其沿所述上臂按圆周方向布置，所述C通道衬里的所述上肩被配置成与所述抽吸衬里的所述缘联锁，和
下缘，其沿着所述下臂的径向部分，所述C通道衬里的所述下缘被配置成与所述抽吸衬里的所述下肩联锁，并且还提供了一个抽吸端口衬里开口；
中部衬里，其被配置成处于所述抽吸衬里和所述C通道衬里之下；以及
下部衬里，其被配置成处于所述中部衬里之下。
8.根据权利要求7所述的真空处理室，进一步包括：
抽吸端口衬里，其与所述C通道衬里的所述抽吸端口衬里开口流体连通。
9.根据权利要求8所述的真空处理室，进一步包括：
密封构件，其在以下两个界面之间提供密封，即：
所述C通道衬里与所述抽吸端口衬里的界面，和
所述抽吸衬里与所述抽吸端口衬里的界面。
10.根据权利要求9所述的真空处理室，其中所述密封构件具有至少一个外表面，所述外表面由选自抛光铝、聚合物涂层、陶瓷和石英构成的组中的材料制成。
11.一种用于处理衬底的串联式真空处理室，所述串联式真空处理室包括：
室体，其具有一对提供于所述室体中的内部处理区域，所述内部处理区域彼此流体连通；和
处理套件，其布置于每一个所述内部处理区域中，每个处理套件包括：
抽吸衬里，其被配置成放置于各自的所述处理区域中，所述抽吸衬里包括：
圆周体，其中所述圆周体具有多个沿所述圆周体布置的抽吸孔，
缘，其沿所述抽吸衬里体的上表面按圆周方向放置，和
下肩，其沿所述抽吸衬里体的下表面的径向部分布置；
C通道衬里，其被配置成沿所述处理区域中的所述抽吸衬里体的外直径放置，所述C通道衬里包括：
圆周体，
上臂，
下臂，
通道部分，其由所述上臂、所述下臂、所述C通道衬里的所述圆周体、和所述抽吸衬里的所述圆周体界定，
上肩，其沿所述上臂按圆周方向布置，所述C通道衬里的所述上肩被配置成与所述抽吸衬里的所述缘联锁，和
下缘，其沿着所述下臂的径向部分，所述C通道衬里的所述下缘被配置成与所述抽吸衬里的所述下肩联锁，并且还提供了一个抽吸端口衬里开口；
中部衬里，其被配置成处于所述抽吸衬里和所述C通道衬里之下；以及
下部衬里，其被配置成处于所述中部衬里之下；
一对上抽吸端口衬里，每个上抽吸端口衬里与各自的抽吸端口衬里开口流体连通。
12.根据权利要求11所述的串联式真空处理室，其中所述内部处理区域通过一个压力均衡端口衬里保持彼此流体连通。
13.根据权利要求12所述的串联式真空处理室，其中所述压力均衡端口衬里的至少一个外表面由选自抛光铝、聚合物涂层、陶瓷和石英构成的组中的光滑材料制成。
14.根据权利要求1所述的处理套件，进一步包括气体分配板。
15.根据权利要求5所述的处理套件，进一步包括气体分配板。
16.根据权利要求7所述的真空处理室，进一步包括气体分配板。
17.根据权利要求11所述的串联式真空处理室，进一步包括气体分配板。
18.根据权利要求1所述的处理套件，进一步包括：
密封构件，其在所述C通道衬里与所述抽吸端口衬里的界面之间提供密封。
19.根据权利要求5所述的处理套件，进一步包括：
密封构件，其在所述C通道衬里与所述抽吸端口衬里的界面之间提供密封。
20.根据权利要求11所述的串联式真空处理室，进一步包括：密封构件，其在所述C通道衬里与所述抽吸端口衬里的界面之间提供密封。
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