專利名稱：用于沉積室的處理套件設計的制作方法
技術領域：
0001本發(fā)明一般涉及半導體襯底處理系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于半導體襯底處理系統(tǒng)的沉積室。
背景技術：
0002集成電路(IC)通過在半導體襯底的表面上形成分立的半導體器件來制造的。這種襯底的實例是硅(Si)或者二氧化硅(SiO2)晶片。半導體器件時常以非常巨大的規(guī)模制造，其中，數(shù)以千計的微電子器件(例如晶體管、電容器等等)形成于單個襯底上。
0003為了互連襯底上的器件，要形成多級網(wǎng)絡的互連結(jié)構(gòu)。材料分層沉積于襯底上，并在一系列的受控步驟中選擇性地去除。這樣，各種導電層彼此互連，有利于電子信號的傳播。
0004在半導體工業(yè)中，一種沉積膜的方法是被稱為化學氣相沉積，即“CVD”。CVD可以被使用來沉積各種類型的膜，包括本征的和摻雜的無定形硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等等。半導體CVD處理通常通過加熱前驅(qū)氣體在一個真空室中進行，所述前驅(qū)氣體離解和反應以形成所希望的膜。為了在低溫下以相對較高的沉積速率來沉積膜，沉積期間所述室中的前驅(qū)氣體能夠形成等離子體。這種工藝被稱為等離子體增強化學氣相沉積，即“PECVD”。
0005要可靠地形成具有所希望的關鍵尺寸的高縱橫比特征，就要求對襯底進行精確的圖案化，并隨后對襯底進行蝕刻。一種有時用來在襯底上形成較精確圖案的技術是光刻。該技術通常包括經(jīng)過透鏡(或“標線片”)將光能引導到襯底上。在傳統(tǒng)的光刻工藝中，光致抗蝕材料首先被涂敷于將要被蝕刻的襯底層上。在光抗蝕的情況中，抗蝕材料對射線或“光能”(例如紫外線或者激光源)敏感。所述抗蝕材料優(yōu)選地規(guī)定為聚合物，其適于響應所用光的特定波長，或者不同的暴露源。
0006在抗蝕材料沉積到襯底上后，光源被激勵以發(fā)出紫外(UV)光或者低X射線光，例如，在抗蝕材料覆蓋的襯底處所引導的。所選擇的光源在化學性質(zhì)上改變了光致抗蝕材料的成分。然而，光致抗蝕層僅僅被選擇性地暴露。在這方面，光掩模，或者“標線片”，被置于光源和正在處理的襯底之間。光掩模被圖案化，以包含用于襯底的希望的特征構(gòu)形。圖案化的光掩模允許光能穿過精確的圖案到達襯底表面上。然后所暴露的底層襯底材料可以被蝕刻，以在襯底表面中形成圖案化特征，同時殘留的抗蝕材料余留作為未暴露的底層襯底材料的保護涂層。這樣就可精確形成觸點、通路孔或互連。
0007光致抗蝕膜可包括各種材料，例如二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(Si3N4)和二氧化鉿(HfO2)。就在前不久，(美國)加利福尼亞州圣塔克拉拉市的應用材料有限公司已經(jīng)開發(fā)出一種有效的碳基膜。該膜被稱為Advanced Patterning FilmTM，或者“APF”。APFTM通常包括SiON和無定形碳或“α-碳”。
0008碳層通常是通過包含碳源的氣體混合物的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)沉積而成的。該氣體混合物可以從碳源中形成，所述碳源是液相前體或者氣相前體。優(yōu)選地，碳源是氣相碳氫化合物。例如，碳源可以是丙烯(C3H6)。處理室中C3H6的注入與RF等離子體的產(chǎn)生是同時的。氣體混合物可以進一步包括載氣，例如氦氣(He)或氬氣(Ar)。含碳層可以被沉積至大約100至大約20000之間的厚度，這取決于應用。
0009沉積諸如APFTM之類的碳基(或者“有機”)膜的工藝產(chǎn)生碳殘留物，特別是在高沉積速率的情況下，例如速率大于2000/min。在這方面，碳不僅沉積在襯底上，而且也沉積在內(nèi)部室體、襯底支架和各種套件部件(例如襯里和噴頭)上。在后續(xù)沉積過程中，所述室體的壁上的膜和其它部件會破裂或剝落，使污染顆粒落到襯底上。這又會造成對電阻器、晶體管和襯底上其它IC器件的損壞。
0010為降低晶片特征的污染，PECVD室必須被周期性地清洗，以在沉積操作之間將顆粒物去除掉。清洗通常是通過在襯底處理操作之間，將蝕刻氣體引入空室中。蝕刻等離子體可以是含氟氣體，例如三氟化氮。在碳基沉積的情況中，可以應用與碳膜反應的氧簇，所述碳膜沉積于室壁和各種套件部件上，例如，加熱器、噴頭、襯里等。這被稱為“干洗”操作。
0011沉積室的干洗在清洗有機沉積室中的室壁方面通常是有效的。然而，氧只會短暫地處于它的反應狀態(tài)，并且很快重新結(jié)合成非活性狀態(tài)。這意味著氧等離子體對所述室中遠離注入氣體的主流動路徑的到達區(qū)域(即環(huán)形壓力環(huán)、加熱器區(qū)域等等)基本上是無效的。因此，操作員有必要周期性地完全停止襯底處理工藝，并拆卸沉積室以便擦洗。這被稱為“濕洗”操作。
0012在PECVD沉積室是基于硅烷或者TEOS的情況下，極少需要進行濕洗干預操作。然而，在公知的碳基PECVD沉積室中，每幾百次襯底處理循環(huán)后就需要濕洗干預。在此發(fā)明人已經(jīng)觀察到，在處理室中以及室壁上的各種固定件上的碳殘留物的問題已經(jīng)被“寄生抽吸”現(xiàn)象惡化。這意味著，處理氣體正在接近處理室的偏遠區(qū)域，這需要周期性地對室部件進行分解和擦洗。這種沉積處理的中斷妨礙了半導體制作工藝的產(chǎn)量和收益率。
0013因此，希望具有一種沉積室，其被配置成使?jié)裣锤缮娴念l率降低。在改進的處理套件設計方面，存在進一步的需求，即，該設計要抑制碳的滲透，并且抑制含碳殘留物在難于有效清洗蝕刻等離子體的區(qū)域中形成。

發(fā)明內(nèi)容
0014本發(fā)明提供了一種用于半導體處理室的處理套件。處理室是真空處理室，其包括界定了內(nèi)部處理區(qū)域的室體。處理套件包括抽吸襯里，其被配置成置于處理室的處理區(qū)域中，以及C通道襯里，其被配置成沿著抽吸襯里的外直徑放置。抽吸襯里和C通道襯里具有聯(lián)鎖特征，其被設計成抑制來自處理區(qū)域的處理或清洗氣體的寄生抽吸。
0015在一個實施例中，抽吸襯里包括圓周體、沿抽吸襯里體布置的多個抽吸孔、沿抽吸襯里體的上表面按圓周方向放置的肩、沿抽吸襯里體的下表面的徑向部分布置的下緣。在一個實施例中，C通道襯里包括圓周體、上臂、下臂、用于接收處理氣體的通道部分、沿上臂按圓周方向布置的上緣、和沿下臂的一個徑向部分設置的下肩。C通道襯里的上緣被配置成與抽吸襯里的肩聯(lián)鎖，同時C通道襯里的下肩被配置成與抽吸襯里的下緣聯(lián)鎖。
0016本發(fā)明進一步提供一種半導體處理室，其具有聯(lián)鎖的處理套件，例如上文所述的套件。在一種布局中，所述室是一個串聯(lián)式處理室。所述室還可以包括一個上抽吸端口襯里，其與C通道襯里的通道部分流體連通。


0017為了使本發(fā)明上面所述的特征能夠被詳細理解，可以通過參考附圖對本發(fā)明的實施例進行更具體的描述。然而，需要注意的是，附圖僅僅示出了本發(fā)明的典型實施例，因此不應被認為是本發(fā)明范圍的限制。
0018圖1提供了一個示例性半導體處理系統(tǒng)的頂視圖。所述處理系統(tǒng)包括數(shù)對沉積室，其接收本發(fā)明的處理套件。
0019圖2提供了一個用于比較的說明性沉積室的剖視圖。圖2的室是一個孿生式或“串聯(lián)式”室。然而，應該理解的是，這里所述的處理套件可以應用于單一室設計。
0020圖3提供了一個典型室體的部分剖視圖。為了說明氣體流動路徑，以一種示意性方式描述所述室體。箭頭代表所述室中的主要氣體流動和寄生氣體流動的路徑。
0021圖4示出了沉積室的一部分的透視圖。提供一個室體以界定襯底處理區(qū)域，并且用于支撐各種襯里。在室體中有一個晶片狹縫閥，其提供一個晶片通行狹縫。
0022圖5示出了圖4的說明性沉積室的剖面透視圖。圖5中可見頂部襯里，或者“抽吸”襯里，其由環(huán)繞的C通道襯里支撐。
0023圖6示出了圖5的室體，重點示出了剖視圖的兩個暴露區(qū)域。這兩個剖面區(qū)域被標示為區(qū)域6A和區(qū)域6B。
0024圖6A提供了一個來自圖6的剖面區(qū)域6A的放大圖。類似地，圖6B提供了剖面區(qū)域6B的放大圖。每副圖中都示出了頂部襯里和支撐C通道襯里。
0025圖7示出了圖4的室體部分的分解圖。在該圖中，能夠更加清楚地標識了一個實施例中處理套件的各種襯里。
具體實施例方式
0026圖1提供了示例性半導體處理系統(tǒng)100的平面圖。處理系統(tǒng)100包括處理室106，其將接收本發(fā)明的處理套件，如下文所述。說明性的處理室106成對設置以進一步提高處理產(chǎn)量。
0027系統(tǒng)100通常包括多個分立區(qū)域。第一區(qū)域是前端工作臺區(qū)域102。前端工作臺區(qū)域102支撐待處理的晶片盒109。而晶片盒109又支撐襯底或者晶片113。前端晶片處理器118(例如自動機械或機器人)安裝于鄰近晶片盒轉(zhuǎn)盤的工作平臺上。接下來，系統(tǒng)100包括裝載鎖定室120。晶片113從裝載鎖定室120裝入和卸出。優(yōu)選地，前端晶片處理器118包括晶片映射系統(tǒng)，以索引每個準備好的晶片盒109中的襯底113，將襯底113裝載到一個布置于裝載鎖定室120中的裝載鎖定盒。接下來，提供有傳送室130。傳送室130裝有晶片處理器138，其處理從裝載鎖定室120接收的晶片113。晶片處理器138安裝于傳送室130的底部。晶片處理器138將晶片傳送通過可密封的通道136。狹縫閥致動器134對通道136的密封機構(gòu)進行致動。通道136與處理室140中的晶片通道236緊密配合(如圖2所示)，以允許襯底113進入處理區(qū)域以便定位在晶片加熱器基座上(如圖2所示228處)。
0028后端108被提供用于容置系統(tǒng)100工作所需的各種支撐用件(未示出)。這些用件的實例包括氣體板、配電板、和發(fā)電機。該系統(tǒng)可適于提供各種處理和支撐性室硬件，例如CVD、PVD和蝕刻。下文所述的實施例將涉及一種采用300毫米APF沉積室的系統(tǒng)。然而，將會理解的是，其它處理和室構(gòu)造也在本發(fā)明的考慮范圍內(nèi)。
0029圖2示出了一個用于對比的沉積室200的剖面示意圖。所述沉積室是CVD室，其用于沉積碳基氣相物質(zhì)，例如摻雜碳的氧化硅子層。該圖是以近年來由應用材料有限公司制造的ProducerSAPF室的特征為基礎。ProducerCVD室(200毫米或者300毫米)有兩個隔離的處理區(qū)域，其可用于沉積摻雜碳的氧化硅和其它材料。美國專利5,855,681號描述了具有兩個隔離的處理區(qū)域的室，在此以引用方式將該專利并入本文。
0030室200具有室體202，其界定了一個內(nèi)室區(qū)域。提供有分開的處理區(qū)域218和220。每個室218，220具有一個基座228，其用于支撐室200中的襯底(未示出)?；?28一般包括加熱元件(未示出)。優(yōu)選地，基座228通過桿226可移動地布置于每個處理區(qū)域218，220中，桿226延伸穿過室體202的底部，在該處，桿226連接到驅(qū)動系統(tǒng)203。內(nèi)部可移動的起落頂桿(未示出)優(yōu)選提供在基座228中，以與襯底下表面接合。優(yōu)選地，支撐環(huán)(未示出)也被提供在基座228上。該支撐環(huán)可以是多件式襯底支撐組件的一部分，該組件包括一個蓋環(huán)和一個鎖位環(huán)。起片頂桿作用于環(huán)上，以在處理前接收襯底，或者在沉積后將襯底升起而向下一站傳送。
0031處理區(qū)域218，220中的每一個也優(yōu)選包括氣體分配組件208，其被置成通過室蓋204，以將氣體傳送到處理區(qū)域218，220中。每個處理區(qū)域的氣體分配組件208通常包括氣體入口通道240，其將氣體傳送到噴頭組件242中。噴頭組件242包括環(huán)形底盤248，環(huán)形底盤248具有阻擋板244，其布置于面板246中間。噴頭組件242包括多個噴嘴(未示出)，氣相混合物在處理期間經(jīng)由這些噴嘴注入。噴頭組件242引導氣體(例如丙烯和氬氣)在襯底上方向下流動，從而沉積出一個無定形碳膜。饋通的RF(射頻)向噴頭組件242提供偏置電壓，使等離子體易于在噴頭組件242的面板246和加熱器基座228之間產(chǎn)生。在等離子體增強化學氣相沉積工藝期間，基座228可作為陰極用于在室壁202中產(chǎn)生RF偏壓。所述陰極可以電耦合到電極電源，以在沉積室200中產(chǎn)生電容性電場。典型地，RF電壓被施加到陰極，而室體202則電接地。施加到基座228的功率造成襯底偏壓，所述偏壓的形式為襯底的上表面上呈負電壓。該負電壓用來將離子從室200中形成的等離子體吸引到襯底的上表面。電容性電場形成偏壓，其將感應形成的等離子體粒子朝襯底加速，以提供方向較垂直定向的各向異性的對襯底的沉積，以及在清洗期間方向較垂直定向的各向異性的對襯底的蝕刻。
0032通過噴頭組件242傳送的氣相碳氫化合物被認為是充沛的，并且能夠流遍室200。圖3以示意的形式示出了圖2的室體202的部分剖視圖。箭頭代表室200中的主要的和寄生的氣體流動路徑。主要的氣體流動路徑被標以箭頭Pr，而寄生的氣體流動路徑被標以Pa。主要的氣體流動路徑Pr是優(yōu)選的流動路徑，而寄生的氣體流動路徑Pa是不希望有的。寄生的氣體流動Pa能夠接觸在室200中的各種套件部件，并且泄漏進入未密封區(qū)域。如上面所說明的，為了接近和充分清洗來自于室200中的各種部件和未密封區(qū)域的含碳殘留物，需要對沉積室200進行周期性的濕洗。
0033圖3的室是高度示意性的。根據(jù)附圖和本說明書，本領域普通技術人員應該理解的是，寄生抽吸可以發(fā)生在各種襯里以及構(gòu)成處理室的處理套件的其它硬件之間的縫隙中。易受寄生抽吸影響的此類區(qū)域包括(1)頂部襯里和面板之間的縫隙；(2)C通道襯里和頂部襯里之間的縫隙；(3)狹縫閥通道；(4)C通道襯里和狹縫閥通道處中部襯里之間的縫隙；(5)中部襯里和底部襯里之間的縫隙；(6)周圍填充物和中部襯里之間的縫隙；等等。
0034圖4示出了沉積室400的一部分的透視圖。在一個實施例中，沉積室400包括本發(fā)明的處理套件40。提供室體402以界定襯底處理區(qū)域404，并用于支撐處理套件40的各種襯里。在室體402中可看到一個晶片狹縫406，其界定了一個晶片通行狹縫。這樣，襯底可以選擇性地移入和移出室400?？帐抑形词境鲆r底。狹縫406選擇性地由門裝置(未示出)打開和閉合。所述門裝置由室體402支撐。在襯底處理期間，該門隔離了所述室的環(huán)境。
0035室體402優(yōu)選地由氧化鋁或者其它陶瓷化合物制成。之所以優(yōu)選陶瓷材料是因為它的熱傳導性低。室體402可以是圓筒形或其它形狀。圖4中示例性的室體402具有外多邊形輪廓，以及圓形內(nèi)直徑。然而，本發(fā)明并不局限于處理室的任何特定的外形和尺寸。
0036如所說明的，室體402被配置成支撐一系列襯里和其它可互換的處理部件。這些處理部件通常是一次性的，并且是具體用于特定室應用或構(gòu)造的“處理套件”40的一部分。一種處理套件包括頂部抽吸襯里、中部襯里、下部襯里、氣體分配板、氣體擴散板、加熱器、噴頭、或者其它部件。某些襯里可被制成整體；然而，在某些應用中優(yōu)選提供堆疊在一起的分開的襯里，以允許襯里之間的熱膨脹。圖7提供了一個實施例中的處理套件40的透視圖。處理套件40的襯里和其它設備被分解顯示于沉積室400上。圖7的室400將在下文中更詳細地討論。
0037圖5示出了圖4的說明性沉積室400的剖面透視圖。更清楚地顯示了室體402的幾何結(jié)構(gòu)，包括室體402的側(cè)部408和底部409。開口405形成于室體402的側(cè)部408中。開口405用作沉積、蝕刻或清洗處理期間接收處理氣體的通道。
0038襯底未被示于處理區(qū)域404中。然而，應該理解的是，襯底在處理區(qū)域404中被支撐在基座(例如圖2的基座228)上。所述基座由一根軸支撐，該軸延伸經(jīng)過室體402的底部409中的開口407。另外，應該理解的是，為室400提供有氣體處理系統(tǒng)(未在圖5中示出)。開口478被提供在說明性的室400中，用于接收氣體導管。該導管將氣體傳送至氣體盒(見圖4中的472)。氣體從那里被傳送到處理區(qū)域404中。
0039用于沉積室的處理套件40的某些部件在圖4和圖5中是可見的。這些部件包括頂部抽吸襯里410、支撐圓周通道襯里420、中部襯里440和底部襯里450。如所說明的，這些襯里410、420、440和450被示于圖7中，并且下文將結(jié)合圖7對它們進行更詳細的描述。密封構(gòu)件427被提供在圓周通道襯里420與抽吸端口襯里442的界面處，以及抽吸襯里410與抽吸端口襯里442的界面處，這也將被示于圖6A中，并且下文將結(jié)合圖6A對其進行更詳細的描述。
0040圖6示出了圖5的室體402的另一個透視圖。來自圖5的參考編號在一些實例中是重復的。圖6被提供以著重顯示來自剖面圖的兩個暴露區(qū)域。這兩個剖面區(qū)域是區(qū)域6A和區(qū)域6B。區(qū)域6A和6B中所示的室400的特征更清楚地被顯示于各自的放大剖視6A和圖6B中。這些特征也將在下文中詳細描述。
0041圖7提供了室體部分400的分解圖。在這種情況下，室體400代表一個串聯(lián)式處理室。一個實例是由應用材料有限公司生產(chǎn)的Producer S室?？煽匆娞幚硖准?0的各種部件從室體402右側(cè)上的處理區(qū)域404升起。
0042圖7中所示的第一個裝置是頂蓋470。頂蓋470位于處理區(qū)域404的中央，并且突出穿過室蓋(未示出)。頂蓋470用作支撐某個氣體傳送裝置的板。該裝置包括氣體盒472，其接收經(jīng)過氣體供應導管(未示出)的氣體。(所述導管被插入經(jīng)過室體402的底部409中的開口478，如圖5所示)。氣體盒472將氣體送入氣體輸入件476。氣體輸入件476界定了一個延伸過頂蓋470中心上方的臂。這樣，可以從中心將處理和清洗氣體引入到襯底上方的處理區(qū)域404。
0043RF功率被提供給氣體盒472。這用來從處理氣體中產(chǎn)生等離子體。在氣體盒472和氣體輸入件476之間設有恒定的電壓梯度474。當氣體從氣體盒472向處理區(qū)域404中的接地基座移動時，恒定的電壓梯度474(即“CVG”)控制功率電平。
0044頂蓋470下方緊接著就是阻擋板480。阻擋板480界定了一個位于頂蓋470下方中央的板。阻擋板480包括多個螺栓孔482。螺栓孔482作為貫穿的開口，螺釘或者其它接插件可以通過其中放置，用于將阻擋板480固定到頂蓋470。在阻擋板480和頂蓋470之間選擇一個間距。處理期間，氣體在該間距中被分配，然后通過多個穿孔484被傳送經(jīng)過阻擋板480。這樣，處理氣體可以被均勻地傳送進入室400的處理區(qū)域404。隨著氣體擴散，阻擋板480還為氣體提供了高的壓降。
0045阻擋板480之下是噴頭490。噴頭490被置于頂蓋470下方的中央。噴頭490包括多個噴嘴(未示出)，其用于向下將氣體引導到襯底(未示出)上。面板496和絕緣環(huán)498被固定于噴頭490。絕緣環(huán)498使噴頭490與室體402電絕緣。絕緣環(huán)498優(yōu)選由光滑的和相對耐熱的材料制成，例如特氟綸(Teflon)或者陶瓷。
0046噴頭490之下布置有頂部襯里，即“抽吸襯里”410。在圖7的實施例中，抽吸襯里410界定了一個圓周體，其具有布置于其周圍的多個抽吸孔412。在圖7的布局中，抽吸孔412等間距地間隔開的。在晶片處理過程期間，從頂部襯里410的后側(cè)進行抽吸，從而形成真空，抽吸時是通過抽吸孔412吸出氣體，并將其吸入通道區(qū)域422(在圖6A和圖6B中顯示得更清楚)。抽吸孔412為處理氣體提供了主要的流動通道，如圖3的示意圖中所示。
0047轉(zhuǎn)向圖6A和圖6B的放大剖視圖，更容易看見頂部襯里410的特征。圖6A提供了來自圖6的剖面區(qū)域6A的放大視圖。類似地，圖6B提供了來自圖6的區(qū)域6B的放大視圖。在這些放大圖的每一幅中抽吸襯里410均是可見的。
0048抽吸襯里410界定了一個圓周體410′，并用來保持多個抽吸端口412。在圖7的布局中，抽吸襯里410包括上表面區(qū)域上的上緣414，和沿著下表面區(qū)域的下肩416。一方面，上緣414從頂部襯里410的徑向向外延伸，同時下肩416徑向向內(nèi)延伸。上緣414呈圓周布置。出于這個原因，上緣414在圖6A和圖6B中是可見的。然而，下肩416沒有圓周環(huán)繞頂部襯里410，而是在上抽吸端口襯里442的區(qū)域中留下開口。
0049回到圖5，室400接著包含圓周通道襯里420。圓周通道襯里420所具有的結(jié)構(gòu)在圖6B的放大剖面視圖中顯示得更清楚。
0050再次參見圖6B，圓周通道襯里420具有上臂421、下臂423、和中間通道區(qū)域422。上臂421具有形成于其中的上肩424。上肩424被配置成接收抽吸襯里410的上緣414。同時，下臂423被配置成接收頂部襯里410的下肩416。頂部襯里410和圓周通道襯里420之間的聯(lián)鎖布局提供了一個迂回曲折的界面，其大大地降低了不希望有的寄生抽吸。這樣，當氣體從室400的處理區(qū)域404中經(jīng)過抽吸襯里410的抽吸孔412被排出時，氣體優(yōu)選是經(jīng)過圓周通道襯里420被抽空，而不會在頂部襯里410和圓周通道襯里420之間的界面處流失。
0051需要注意的是，抽吸襯里410的上緣414和圓周通道襯里420的上肩424之間的聯(lián)鎖關系僅僅是說明性的。同樣，抽吸襯里410的下肩416和圓周通道襯里420的下緣426之間的聯(lián)鎖關系也僅僅是示說明性的。在這方面，在抽吸襯里410和圓周通道襯里420之間包括任何聯(lián)鎖布局，從而抑制處理、清洗或者蝕刻氣體的寄生抽吸的技術方案均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，抽吸襯里410的上緣414和下肩416都可被配置成從頂部襯里410徑向向外延伸，但這并不是限制性的。在這樣的布局中，圓周通道襯里420的下緣426將被重新配置成與抽吸襯里410的下肩416聯(lián)鎖。
0052在圖6A、6B和7的處理套件40的布局中，上肩424沿著上臂421圓周布置。出于這個原因，上肩424在圖6A和圖6B中均是可見的。然而，下緣426沒有圓周環(huán)繞圓周通道襯里420，而是在上抽吸端口襯里442的區(qū)域中留下開口。因此，徑向部分留下開口以形成抽吸端口襯里的開口429。
0053如圖6中所提供的剖面透視圖所示，區(qū)域6A和區(qū)域6B示出了室400的相反端。來自區(qū)域6A的剖面端包括排氣端口，稱為“抽吸端口襯里”442，444。上抽吸端口襯里442安裝于圓周通道422襯里420之下。然后提供一個下抽吸端口襯里444，其與上端口襯里442流體連通。然后氣體可以被排出下抽吸端口襯里444，并通過排氣系統(tǒng)排離處理室400。
0054為了進一步限制在抽吸端口襯里442，444區(qū)域的寄生抽吸，在圓周通道襯里420和上抽吸端口襯里442間的界面處，以及頂部襯里410和上抽吸端口襯里442間的界面處，提供一個密封構(gòu)件427。密封構(gòu)件均可見于圖7和圖6B中427處。優(yōu)選地，密封構(gòu)件427界定了一個環(huán)繞上抽吸端口襯里442的圓環(huán)。密封構(gòu)件427優(yōu)選由特氟綸材料制成或者另外包括一個高拋光表面。密封構(gòu)件427進一步使圓周通道襯里420能夠與抽吸端口襯里442，444聯(lián)鎖，從而能夠限制氣體泄漏。
0055回來參考圖7，中部襯里440接著布置于圓周通道襯里420之下。中部襯里440處于處理區(qū)域404中狹縫432的高度處。從圖7能夠看出，中部襯里440是C形襯里，并不是圓形的。中部襯里440中的開口區(qū)域被配置成在晶片被輸入處理室400時接收這些晶片。中部襯里440在圖6A和圖6B中均可以部分看見，其處于C通道襯里420和頂部襯里410之下。
0056圖7中底部襯里450也可見的。在圖7的布局中，底部襯里450布置于室400內(nèi)中部襯里440之下。底部襯里450位于室400的中部襯里440和底部表面409之間。
0057應該注意以下這點，在使用的處理套件中，所選擇的襯里彼此形成整體，并沒有超出本發(fā)明的范圍。例如，中部襯里440可以與底部襯里450整體地制成。類似地，頂部襯里410可以和圓周通道襯里420形成整體。然而，各種襯里(例如襯里410、420、440和450)優(yōu)選是分離的。這大大降低了加熱處理期間熱膨脹引起的破裂危險。采用分離但聯(lián)鎖的抽吸襯里410和圓周通道襯里420，提供了一種改進的新穎的處理室處理套件布局。
0058圖7所示的附加處理套件項目包括填充構(gòu)件430和壓力均衡端口襯里436。填充構(gòu)件430被置于中部襯里440和底部襯里450的周圍，以便填充這些襯里440，450的外直徑和周圍室體402之間的空間。由于填充構(gòu)件430的存在，它通過阻止在襯里440，450之后形成殘留物，從而避免碳殘留物聚集在襯里440，450之后。
0059注意，類似于中部襯里440，填充構(gòu)件430并不是完全的圓周。在這方面，填充構(gòu)件430中所保持的開口部分，使兩個處理區(qū)域404之間進行流體連通。壓力均衡端口襯里436通過界定一定大小的孔，控制兩個處理區(qū)域404之間的流體連通。壓力均衡端口襯里436的存在，確保了兩個處理區(qū)域404之間的壓力保持相同。
0060還要注意，填充構(gòu)件430、壓力均衡端口襯里436、以及上抽吸端口襯里442和下抽吸端口襯里444優(yōu)選涂布有高度光滑的材料。一個實例為亮光鋁(shiny aluminum)涂層。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，幫助降低表面上所積聚的沉積。這種光滑材料可以是拋光鋁、聚合物涂層、特氟綸、陶瓷以及石英。
0061為進一步幫助降低室部件上的沉積，沿著狹縫432提供一個狹縫閥襯里434。狹縫襯里434同樣優(yōu)選由高度光滑材料(例如上文所述的那些材料)制成。
0062優(yōu)選地，在沉積或者蝕刻處理期間，處理區(qū)域404被加熱。為此，加熱器(未示出)配備有一個用于支撐晶片的基座。加熱器基座如圖7的室布局400中的462所示。特別優(yōu)選的是，在等離子體清洗處理期間，加熱器加熱到超過110℃的溫度?；蛘?，使用臭氧作為清洗氣體是可能的，因為臭氧不要求等離子體離解。在不使用臭氧的情況下，加熱室體從而加快清洗速度是人們所特別希望的。
0063再參考圖7，提供了一個基座組件460?；M件460用來在處理期間支撐基座。基座組件460不僅包括加熱器盤462，還包括軸468、頂桿起落件464及其周圍的起落環(huán)466。頂桿起落件464和起落環(huán)466幫助選擇性地將晶片升高到加熱器板462之上。頂桿孔467布置于加熱器板462中，以接收起落頂桿(未示出)。
0064應該理解的是，圖7的AFPTM室400是說明性的，本發(fā)明的改進在任何能夠進行PECVD的沉積室中均是可行的。因此，可以提供本發(fā)明的其它實施例。例如，抽吸襯里410所具有的內(nèi)直徑可以小于圓周通道襯里420的內(nèi)直徑。減少頂部抽吸襯里410的尺寸可減少抽吸端口405的內(nèi)直徑，從而增大流出處理區(qū)域404和經(jīng)過抽吸端口405的氣體速度。提高氣體速度是人們所希望的，因為它減少了在室表面形成含碳殘留物的機會。而且還希望襯里由具有高度光滑表面的材料制成。這可減少無定形碳在表面上積聚形成沉積。這種材料的實例同樣包括拋光鋁、聚合物涂層、特氟綸、陶瓷、和石英。
0065還要注意的是，在較冷表面上形成含碳沉積物要快于在較熱表面上形成含碳沉積物。因為這種現(xiàn)象，含碳沉積物往往優(yōu)先形成于與沉積室相聯(lián)的抽吸系統(tǒng)上。抽吸系統(tǒng)優(yōu)選被加熱至高于80℃的溫度，以減少優(yōu)先形成。替換地或另外地，冷阱能夠被集成到抽吸系統(tǒng)中，以收集未反應的含碳前驅(qū)物和含碳副產(chǎn)品。能夠按固定的維護周期清洗或替換冷阱。
0066雖然上文描述了本發(fā)明的一些實施例，但是在不脫離本發(fā)明基本范圍的情況下，可以設計出本發(fā)明的其它和進一步的實施例。例如，可提供一個用于真空處理室處理套件的實施例，其包括一個圓周抽吸襯里，其被配置成置于處理室的處理區(qū)域中，以及一個圓周通道襯里，其被配置成沿著抽吸襯里的外直徑放置。抽吸襯里可包括一個圓周體，其具有上表面和下表面，以及多個沿所述圓周體布置的抽吸孔。圓周通道可包括一個圓周體端口，其具有上表面和下表面；一個圓周上臂，其被置于靠近圓周通道襯里的體部分的上表面；一個下臂，其沿著圓周通道襯里的主體部分的所選擇的徑向部分布置，所述下臂是沿著圓周通道襯里的主體部分的底端；以及在圓周通道襯里中的通道部分，其被界定于主體部分、上臂、下臂和抽吸襯里外直徑之間。抽吸襯里的上表面和圓周通道襯里的上臂之間具有上聯(lián)鎖特征。類似地，抽吸襯里的下表面和圓周通道襯里的下表面之間具有下聯(lián)鎖特征。上下聯(lián)鎖特征用來在晶片處理期間抑制處理區(qū)域中的寄生抽吸。
0067在一個實施例中，處理套件被放置于一個包括抽吸端口襯里的處理室中，其與C通道襯里的抽吸端口襯里開口流體連通。
權(quán)利要求
1.一種用于真空處理室的處理套件，所述真空處理室包括一個界定了內(nèi)部處理區(qū)域的室體，所述處理套件包括抽吸襯里，其被配置成放置于所述處理室的所述處理區(qū)域中，所述抽吸襯里包括一個圓周體，其具有上表面和下表面，其中所述圓周體具有多個沿所述圓周體布置的抽吸孔；和C通道襯里，其被配置成沿所述抽吸襯里的外直徑放置，所述C通道襯里包括圓周體部分，其具有上表面和下表面，圓周上臂，其被布置成靠近所述C通道襯里的所述圓周體部分的上表面，下臂，其被布置成圍繞所述C通道襯里的所述圓周體部分的被選擇的徑向部分，所述下臂沿著所述C通道襯里的所述圓周體部分的底部表面布置，和所述C通道襯里中的通道部分，其被界定于所述C通道襯里的所述圓周體部分、所述上臂、所述下臂、和所述抽吸襯里的外直徑之間，其中所述C通道襯里具有一個抽吸端口襯里開口；其中一個上聯(lián)鎖特征形成于所述抽吸襯里的所述上表面和所述C通道襯里的所述上臂之間；其中一個下聯(lián)鎖特征形成于所述抽吸襯里的所述下表面和所述C通道襯里的所述下臂之間；以及其中所述上聯(lián)鎖特征和所述下聯(lián)鎖特征抑制了所述處理區(qū)域中的寄生抽吸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理套件，其中所述抽吸襯里被配置成處于所述C通道襯里上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理套件，其中所述上聯(lián)鎖特征包括肩，其沿所述抽吸襯里體的上表面按圓周方向放置；和上緣，其沿所述上臂按圓周方向布置，所述C通道襯里的所述上緣被配置成與所述抽吸襯里體的所述肩聯(lián)鎖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理套件，其中所述下聯(lián)鎖特征包括下緣，其沿所述抽吸襯里體的所述下表面的徑向部分布置；和沿所述下臂的徑向部分的下肩，所述C通道襯里的所述下肩被配置成與所述抽吸襯里的所述下緣聯(lián)鎖。
5.一種用于真空處理室的處理套件，所述真空處理室包括一個界定了內(nèi)部處理區(qū)域的室體，所述處理套件包括抽吸襯里，其被配置成放置于所述處理室的所述處理區(qū)域中，所述抽吸襯里包括圓周體，其中所述圓周體具有多個沿著所述圓周體布置的抽吸孔，肩，其沿所述抽吸襯里體的上表面按圓周方向放置，和下緣，其沿所述抽吸襯里體的下表面的徑向部分布置；以及C通道襯里，其被配置成沿所述處理室的所述處理區(qū)域中所述抽吸襯里體的外直徑放置，所述C通道襯里包括圓周體，上臂，下臂，通道部分，其由所述上臂、所述下臂、所述C通道襯里的所述圓周體、和所述抽吸襯里的所述圓周體界定，上緣，其沿所述上臂按圓周方向布置，所述C通道襯里的所述上緣被配置成與所述抽吸襯里體的所述肩聯(lián)鎖，和沿所述下臂的徑向部分的下肩，所述C通道襯里的所述下肩被配置成與所述抽吸襯里的所述下緣聯(lián)鎖，并且還提供一個抽吸端口襯里開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理套件，進一步包括中部襯里，其被配置成處于所述處理區(qū)域中的所述抽吸襯里和所述C通道襯里之下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理套件，進一步包括下部襯里，其被配置成處于所述處理區(qū)域中的所述中部襯里之下。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理套件，其中所述真空處理室進一步包括抽吸端口襯里，其與所述C通道襯里的所述抽吸端口襯里開口流體連通。
9.一種用于處理襯底的真空處理室，所述真空處理室包括一個界定了內(nèi)部處理區(qū)域的室體，以及一個布置于所述處理室中的處理套件，所述處理套件包括抽吸襯里，其被配置成放置于所述處理室的所述處理區(qū)域中，所述抽吸襯里包括圓周體，其中所述圓周體具有多個沿所述圓周體布置的抽吸孔，肩，其沿所述抽吸襯里體的上表面按圓周方向放置，和下緣，其沿所述抽吸襯里體的下表面的徑向部分布置；和C通道襯里，其被配置成沿著所述處理室的所述處理區(qū)域中的所述抽吸襯里體的外直徑放置，所述C通道襯里包括圓周體，上臂，下臂，通道部分，其由所述上臂、所述下臂、所述C通道襯里的所述圓周體、和所述抽吸襯里的所述圓周體界定，上緣，其沿所述上臂按圓周方向布置，所述C通道襯里的所述上緣被配置成與所述抽吸襯里的所述肩聯(lián)鎖，和下肩，其沿著所述下臂的徑向部分，所述C通道襯里的所述下肩被配置成與所述抽吸襯里的所述下緣聯(lián)鎖，并且還提供了一個抽吸端口襯里開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空處理室，進一步包括抽吸端口襯里，其與所述C通道襯里的所述抽吸端口襯里開口流體連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的真空處理室，進一步包括密封構(gòu)件，其在以下兩個界面之間提供密封，即所述C通道襯里與所述抽吸端口襯里的界面，和所述抽吸襯里與所述抽吸端口襯里的界面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的真空處理室，其中所述密封構(gòu)件具有至少一個外表面，所述外表面由選自拋光鋁、聚合物涂層、特氟綸、陶瓷和石英構(gòu)成的組中的材料制成。
13.一種用于處理襯底的串聯(lián)式真空處理室，所述串聯(lián)式真空處理室包括室體，其具有一對提供于所述室體中的內(nèi)部處理區(qū)域，所述內(nèi)部處理區(qū)域彼此流體連通；和處理套件，其布置于每一個所述內(nèi)部處理區(qū)域中，每個處理套件包括抽吸襯里，其被配置成放置于各自的所述處理區(qū)域中，所述抽吸襯里包括圓周體，其中所述圓周體具有多個沿所述圓周體布置的抽吸孔，肩，其沿所述抽吸襯里體的上表面按圓周方向放置，和下緣，其沿所述抽吸襯里體的下表面的徑向部分布置；C通道襯里，其被配置成沿所述處理區(qū)域中的所述抽吸襯里體的外直徑放置，所述C通道襯里包括圓周體，上臂，下臂，通道部分，其由所述上臂、所述下臂、所述C通道襯里的所述圓周體、和所述抽吸襯里的所述圓周體界定，上緣，其沿所述上臂按圓周方向布置，所述C通道襯里的所述上緣被配置成與所述抽吸襯里的所述肩聯(lián)鎖，和下肩，其沿著所述下臂的徑向部分，所述C通道襯里的所述下肩被配置成與所述抽吸襯里的所述下緣聯(lián)鎖，并且還提供了一個抽吸端口襯里開口；和一對上抽吸端口襯里，每個上抽吸端口襯里與各自的抽吸端口襯里開口流體連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的串聯(lián)式真空處理室，其中所述內(nèi)部處理區(qū)域通過一個壓力均衡端口襯里保持彼此流體連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的串聯(lián)式真空處理室，其中所述壓力均衡端口襯里的至少一個外表面由選自拋光鋁、聚合物涂層、特氟綸、陶瓷和石英構(gòu)成的組中的光滑材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于半導體處理室的處理套件。所述處理室是真空處理室，其包括一個界定了內(nèi)部處理區(qū)域的室體。所述處理區(qū)域接收一個用于處理的襯底，并且還支撐所述處理套件的構(gòu)件。所述處理套件包括抽吸襯里(410)，其被配置成放置于所述處理室的處理區(qū)域中，以及C通道襯里(420)，其被配置成沿著所述抽吸襯里的外直徑放置。所述抽吸襯里和所述C通道襯里具有新穎的聯(lián)鎖特征(414，424)，其被設計成抑制來自所述處理區(qū)域的處理或清洗氣體的寄生抽吸。本發(fā)明進一步提供了一種半導體處理室，其具有改進的處理套件，例如所述的套件。在一種布局中，所述室是一個串聯(lián)式處理室。
文檔編號C30B25/14GK1918324SQ200580004994
公開日2007年2月21日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月14日
發(fā)明者S·森, M·A·福多, M·J·西蒙, P·庫卡尼, V·西瓦拉馬克芮斯南, S·S·R·瑞斯, T·司馬亞麻, T·諾瓦克, W·H·葉 申請人:應用材料有限公司