连续淀积系统的制作方法

专利名称：连续淀积系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体加工领域。特别是，本发明涉及用于传送衬底通过半导体处理系统的设备和方法，其中该设备和方法包括温度控制装置。此外，本发明还涉及用于传送衬底通过半导体处理系统以产生多晶硅膜的设备和方法。
相关
背景技术：
在半导体工业中，一般有两种传送衬底通过处理系统的基本方法。一种传统的方法采用“成组工具”结构，如

图1所示。成组工具台一般指的是模制、多室集成处理系统。这种类型的处理系统通常包括中心晶片控制真空室20、32和一般围绕中心室成组设置的大量周边处理室24、26、28和36。用于处理的多个衬底或晶片22一般储存在盒子10中，并且从负载锁定装置12、14进行装载/卸载并在真空下在各种处理室中被处理而不会暴露于环境条件下。用于处理的晶片22的传送一般由晶片控制真空室20中的中心机械手16或第二晶片控制真空室32中的机械手30管理，这两个机械手一般都保持在真空条件下。提供微处理器控制器38及其相关软件以控制晶片的处理和移动。在操作中，成组工具结构一般从盒子10接收衬底并通过中心晶片控制室20、32和周边处理室24、26、28和36的预定序列处理衬底，以便在晶片上产生预定材料和图形，然后将晶片返回盒子10。
虽然成组工具结构一般优选用于处理较小衬底，公知为“直进式”系统的第二种处理衬底的方法一般优选用于处理较大衬底。例如可以形成在玻璃、陶瓷板、塑料板或盘上的这些较大衬底经常用在有源矩阵电视机形式的平板型显示器、计算机显示器、液晶显示器(LCD)面板和其它显示器的制造中。支撑公用平板型显示器的典型玻璃衬底可具有约680mm×880mm的尺寸。对于其它显示应用，衬底的尺寸基本上较大，以便按照需要支撑显示器的特别尺寸。
图2是典型组件直进式系统40的示意侧视图。这种类型的处理系统一般包括设置在装载室46和卸载室48之间的一列或直进式设置的处理室42、44。升降机50设置在装载室46的入口处，另一升降机52设置在卸载室48的出口处。处理室42、44可包括淀积室，如化学汽相淀积(CVD)室、物理汽相淀积(PVD)室、刻蚀室、和/或其它淀积和处理室。承载部件返回线58设置在处理室42、44的上方并与升降机50、52连接。处理室42、44通常保持在真空或低压下并由一个或多个隔离阀60、62、64、66和68分开，如图3所示。通常，多个衬底54、56、70、72由承载部件74支撑，如图4和5所示。隔离阀60、62、64、66、68一般构成为在封闭位置时使各个室互相密封并在打开位置时允许衬底54、56通过隔离阀传送到相邻处理站。
如图2所示，承载部件74与升降机50相邻设置，其中在接收站51衬底54、56、70、72通过手工装载到承载部件74上。通向升降机50的门(未示出)打开并允许承载部件74在轨道(未示出)上设置在升降机内。升降机50内的温度和压力通常处于环境条件下。隔离阀60打开并允许承载部件74在轨道上移动到装载室46中。装载室46被密封并被排气到用于CVD处理的通常在约10毫乇到约50毫乇范围内的真空，和用于PVD处理的约1毫乇到约5毫乇范围内的真空。另一隔离阀62被打开并且承载部件74移动到处理室42，在那里衬底被加热到适于处理的温度。另一隔离阀64被打开并且承载部件74沿着轨道移动到处理室44中。如果处理室44是溅射处理室，则该处理室可包括多个靶76、78，在衬底沿着与靶互相相邻的轨道移动时从面对衬底的靶表面上将材料溅射到衬底54、56、70、72上。每个溅射靶在面对衬底的一侧被在阳极(通常为靶)和阴极(通常为接地室壁)之间产生的电离气体原子(离子)轰击，并且靶的原子移出并射向衬底，用于在衬底上进行淀积。每个靶优选具有设置在远离衬底的靶的背面上的磁体(未示出)，以便通过产生一般平行于靶的表面的磁场线来增强溅射率，在其周围电子在自旋轨道中被捕获以增加与用于溅射的气体原子的电离的撞击概率。然后衬底54、56、70、72通过隔离阀66移动到卸载室48。隔离阀66封闭，由此密封处理室44与卸载室48。隔离阀68打开并允许承载部件74从卸载室48移出并从承载部件74上手工卸下衬底54、56、70、72。衬底还可留在卸载室中以便允许衬底冷却的时间。已经卸下衬底之后，承载部件74进入升降机52，升降机52将承载部件74提升到承载部件返回线58。承载部件返回线58中的轨道系统(未示出)将承载部件返回到升降机50，升降机50将承载部件降低到在处理系统另一端的接收站51的位置，由此接收下一批待处理的衬底。
当直进式系统40目前用于衬底传送和制造，这种类型的直进式系统具有几个缺点。特别是，作为将承载部件从处理环境(真空下)移动到升降机50、52中的周围环境，然后返回到处理环境的结果，对承载部件74进行热循环。作为热循环的结果，淀积材料可能剥离或从承载部件74上移出并引起衬底上的不希望的颗粒污染。此外，采用在处理室内和在系统的环境区域中的暴露的轨道系统易于产生污染物。此外，采用升降机和轨道系统增加了系统的复杂性，这导致各种移动部件的额外的维修，以便避免损坏。此外，作为承载部件74通过真空环境和环境大气压的循环的结果，承载部件74易于从外界环境中的周围条件吸收气体，这不可避免地增加了室压，并在将外界环境中吸收的气体从承载部件74进入真空环境时引起淀积膜层的污染。除了承载部件74的热循环之外，通常当多组衬底在高于处理环境中的环境条件的温度被处理时，承载部件74的平均温度通常升高。由于在处理室中的大部分处理是对温度灵敏的，因此这个承载部件温度的升高增加了最终淀积工艺产生不合理膜的概率，因为从承载部件74传递的热量可能影响衬底和/或工艺性能。衬底温度的这个未控制的变化可能导致在制造周期开始时制造的膜与在制造周期结束时制造的膜发生变化。然而传统直进式(Inline)系统的另一挑战是相邻处理室、尤其是采用反应淀积工艺的处理室中的处理之间的交叉污染。反应性处理一般取决于适当比例的两个或多个成分，因此来自相邻处理区的成分的流量可能引起反应性处理不稳定和/或不良地影响一个或两个处理区上的淀积特性。
因此，鉴于由该直进式处理系统产生的普遍缺点，需要一种用于处理衬底的改进的直进式系统和方法。特别是，需要一种能通过多个直进式淀积区处理较大的和平的衬底的改进的直进式系统。此外，需要一种能处理足够大尺寸以支撑大平板显示器的衬底的直进式处理系统。
发明概述本发明一般提供一种处理衬底的系统，该系统具有主要是设置在至少一个处理室中的承载部件和用于在处理室和负载锁定室之间传送衬底的至少一个传送装置。多个处理室、负载锁定室和其它室可以连接在一起以产生可以处理衬底的组件室的基本上直进式列。本发明的承载部件一般只暴露于处理环境，即承载部件一般不会运动到非处理室中。因此，在衬底的连续序列处理期间，将减少承载部件的热循环并可以消除热循环。承载部件可在处理室内沿着暗轨道反向移动。由隔板隔开的多个处理区允许在没有干扰的情况下在相同处理室内进行多种处理方式。此外，本发明中的承载部件的操作温度由一个或多个温度控制板控制，该温度控制板设计成从承载部件辐射和/或吸收热量，以便得达到预定的承载部件温度。
在一个实施例中，本发明提供一种用于处理衬底的设备，其中该设备包括用于在处理环境下传送衬底的至少一个衬底承载部件、选择地与至少一个承载部件连通的至少一个温度控制板、和靠近至少一个衬底承载部件设置的至少一个淀积装置。至少一个淀积装置一般构成为在衬底上淀积选择膜。
在本发明的另一实施例中，本发明提供一种用于处理衬底的方法，该方法包括以下步骤将衬底在至少一个衬底承载部件上传送到处理环境中，并将衬底传送到处理环境内的衬底支撑板上。还提供以下附加步骤传送其上具有衬底的衬底支撑板通过处理环境中的至少一个处理区并将衬底从衬底支撑板传送到至少一个衬底承载部件，用于从处理环境中取出。
在另一实施例中，本发明提供一种用于制造多晶硅膜的方法，其中该方法包括以下步骤将衬底装载到处理环境中，使衬底暴露于处理环境中的至少一个淀积源，将衬底暴露于处理环境中的退火装置，并从处理环境中取出衬底。此外，该方法包括采用一个或多个温度控制板维持和/或控制衬底温度的步骤。
附图的简要说明因此本发明的上述特点、优点和目的可以获得并可以理解，特别是通过参考示例实施例获得上述本发明的简要说明，附图中示出了示意实施例。
然而，应该注意到附图只是表示本发明的示意实施例，因此不限制本发明的范围，本发明可允许其它等效的实施例。
图1是典型成组工具系统的示意顶视图。
图2是典型直进式系统的示意侧视图。
图3是图2中所示的直进式系统中的各个室的示意顶视图。
图4是在直进式系统中的衬底承载部件的示意侧视图。
图5是在直进式系统中的衬底承载部件的示意端视图。
图6是本发明的连续淀积直进式系统的示意顶视图。
图7是图6中所示的连续淀积直进式系统的示意侧视图。
图8是传送装置的示意透视图。
图9是室的部分示意剖视图。
图10是表示小齿轮的另一室的示意剖视图。
图11是图10中所示的驱动机构的另一实施例的示意图。
图12是衬底承载部件的示意透视图。
图13a是其中具有流体体系的针板的示意透视图。
图13b是其中具有加热器的针板的示意透视图。
图14是图6中所示的具有温度控制板的系统的另一实施例的示意侧视图。
图15是在图14中所示的温度控制板的示意顶视图。
图16是温度控制板的示意侧视图。
图17是具有一对负载锁定室、处理室和机械手的系统的顶视图。
图18是具有室的两个线的系统的顶视图，其中每个线具有两个负载锁定室和一个处理室，机械手设置在两个线之间。
图19-23是示意处理程序的示意图。
图24表示产生常规多晶硅膜的示意方法。
图25表示典型LCD TFT结构。
图26表示制造多晶硅膜的方法。
图27表示直进式淀积系统的顶视图。
图28表示直进式淀积系统的侧视图。
优选实施例的详细说明本发明一般提供一种连续直进式处理系统，该系统具有一个或多个互连室和设置在系统内的衬底承载部件，以便支撑和传送衬底通过一个或多个室。然而，各个室的对准一般是线形的，各种串联型的结构如连续圆形或椭圆形，明显地应该属于本发明的范围内。在一个方案中，本发明包括设置在处理系统的相对端的装载和卸载负载锁定室。传送装置可设置在每个负载锁定室中，以便将衬底传送到处理系统中的衬底承载部件并从衬底承载部件输送过来。而且，通过采用在处理室内的处理区之间的隔板，反应处理和非反应处理可在一个处理室中进行。隔板允许在每个分立处理之间没有传统隔离阀的条件下进行反应处理。
图6和7分别表示示意直进式连续淀积系统90的顶视图和侧视图。系统90包括在一端的入口负载锁定室92、在另一端的出口负载锁定室94和一般占据其间的空间的至少一个连续处理室96。入口负载锁定室92通过隔离阀98的激励选择地与处理室96隔离。入口负载锁定室92还可包括阀门102，该阀门102对着由机械手110服务的接收站106打开。机械手110操作时将衬底114输送给入口负载锁定室92。同样，出口负载锁定室94可通过隔离阀100的激励选择地与处理室96隔离。出口负载锁定室94还可包括阀门104，该阀门104对着由另一机械手112服务的接收站108打开。因此，机械手112可操作以从出口负载锁定室94取出一个或多个衬底114。或者，该系统可包括轨道型机械手，该机械手通过沿着邻近各个室设置的轨道移动而对两个负载锁定室服务。机械手一般指的是环境机械手，并且从制造商如MECS、RORTZ、JEL、Daihen、Komatsu和其它公知制造商可得到样品。
至少一个传送装置118可设置在入口负载锁定室92中，至少一个另一传送装置120可设置在出口负载锁定室94中。通过采用一个或多个双向电机和/或传动装置，传送装置118和120可移进和移出负载锁定室92和94并进入处理室96。这个移动使传送装置118和120将衬底输送到处理室96内或送出处理室96，然后从处理室收回并进入它们各个负载锁定室。至少一个承载部件122连续设置在处理室96内，即在装载、淀积和卸载处理期间承载部件122一般保持在处理室内。一般用于在淀积处理期间支撑衬底的承载部件122通常可在两个方向移动，即在入口负载锁定室92和出口负载锁定室94的方向的可逆方向或处理室96内的横向方向。此外，作为衬底安放部件工作的承载部件122具有用于接合/保持衬底在安放部件的顶部的衬底安放表面和在安放部件的底部的驱动接合部件，下面将进一步讨论这两个部件。
在图6和7中所示的示意实施例中，在系统90中设置三个轨道，用于移动传送装置118、120和承载部件122。每个轨道一般包括多个导辊126a-p(这里一般称作导辊126)和小齿轮128a-h(这里一般称作小齿轮128)。轨道123和125支撑传送装置118和120在处理室96和它们的各个负载锁定室之间移动。第三承载部件轨道124支撑承载部件122在处理室96内移动。对准多个导辊和/或小齿轮可形成轨道，并且可以构成为包括侧向引导导轨(未示出)。沿着每个轨道的导辊126和小齿轮的数量可根据如室的长度、传送装置和承载部件的长度以及衬底的尺寸而改变。传送装置轨道123设置在入口负载锁定室92中并延伸到处理室96中，由此允许传送装置118将衬底114运送到处理室96中。传送装置轨道123一般包括设置在系统90下部的导辊126和小齿轮128，并提供传送装置118在室92和96之间的移动路径。同样，另一传送装置125一般设置在出口负载锁定室94中并延伸到处理室96中。传送装置轨道125包括多个导辊126和小齿轮128，并提供传送装置在室94和96之间的移动路径。承载部件轨道124一般在隔离阀98和100之间延伸，因此在处理衬底时提供承载部件122在室96中的移动路径。承载部件轨道124的宽度一般壁传送装置轨道123和125窄，并且包括多个导辊126和小齿轮128。承载部件轨道124的较窄宽度允许承载部件122设置在传送装置118和20的下面，用于在传送装置和承载部件之间输送衬底。导辊126和小齿轮128可沿着轨道123、124、125以预定间隔隔开，以便在承载部件和传送装置沿着它们各自的轨道移动时，在至少两个点支撑承载部件122和传送装置118和120上的每个导轨。虽然图中示出了作为具有不同宽度的轨道的承载部件轨道124，即轨道之间的间隔不同于传送装置轨道123和125，各种其它结构和机构也可用于在负载锁定室92、94和处理室96之间输送衬底。例如，轨道的替代物可以是悬臂组件、机械手和V形传送装置和/或与机械手110、112的机械手叶片相类似的承载部件。
针板132设置在靠近与入口负载锁定室92相邻的处理室96的装载端。针板132一般由导热材料制造，如铝或铜。针板132一般连接到轴136和提升电机140上，提升电机工作时便于针板132的选择移动。多个针144一般在针板132外表面的垂直方向延伸。此外，针板132的温度可以采用例如发热机构/化学装置和/或通过冷却输入管道148和输出管道150容纳的内部流动的吸热/发热流体来控制，如在图13a、13b、15和16中一般所示的。图13a表示具有形成在其中的流体通道的示意针板132，流体通道用于容纳流动的流体，并用于从针板132除去热量，假设流体的温度低于针板132的温度。图13b表示具有内部加热器149、外部加热器151和热电偶153的示意针板132，这些部件可协作操作以便按照需要升高针板132的温度。这个温度的升高可用于例如升高衬底114或承载部件122的温度，以便在处理室96内产生所希望的处理参数。此外，如果需要的话，加热器149和互连用于针板132的入口148和出口150的流体通道可协作使用以选择地加热和/或冷却针板132。流体通道可经过真空兼容连接器如可在商标名Swagelock和VCR下得到的连接器连接到入口148和出口150。此外，将流体通道连接到用于通过该通道的流体的源和排放装置的输入和输出管道可直接连接到针板132。或者，流体输送装置和排放管道可通过轴136的内部部分通到针板132。此外，针板132的加热或冷却可用于增加或降低处理室96内的环境温度。此外，虽然介绍的图13a中所示的流体通道是与冷却流体一起使用的，该流体通道还可以用于容纳温度比针板132的温度高的流体，由此加热针板132和/或包围室部件和/或衬底。此外，虽然图13a和13b表示了示意加热器和冷却流体通道结构，用于加热器和流体通道的各种替换结构和/或装置应该属于本发明的范围内。
结构与针板132类似的针板134设置在处理室96的与邻近出口负载锁定室94的板132相反的一端。针板134连接到轴138和提升电机142，并包括一般在板134的垂直方向延伸的多个针146。同样，针板134的温度可以通过采用发热装置和/或通过入口管道152和出口管道154的内部流动吸热流体来控制，如关于板132的描述。因此，一旦衬底114在承载部件122上被装载到处理室96中，可使用一个或多个温度控制板132、134将衬底从传送装置输送到承载部件(如下所述)，同时还工作以选择调整处理室和/或衬底的温度。
如图7和28所示，本示意实施例的处理室可包括一个或多个处理区，其中在衬底通过处理区时可维持一个或多个处理环境。例如，如果例如处理室96是溅射室，一个或多个靶156、158、160和162可设置在处理室96中的衬底114和或承载部件122的上方。同样，由于处理结构的需要，与其它类型处理所需要的其它部件一起用于CVD或刻蚀处理的簇射头(未示出)可设置在衬底114和/或承载部件122的上方。隔板171、173、175、177和179可靠近靶156、158、160和162的每个设置并处于每个靶156和162的非相邻侧。隔板171、173、175、177和179构成为物理地分离每个靶与相邻靶，以便在处理室96内限定一系列处理区，如四个处理区172、174、176和178。每个区的长度可以比被运载的衬底的线形尺寸短，因此一次只有一部分衬底即全宽和部分长度暴露于一个处理区的处理环境下。因此，本示意结构中，衬底114可在衬底114上的不同部位同时暴露于多个处理区。对于具有一个以上处理室96的系统，每个处理室中可包括一个或多个处理区。
处理区172、174、176和178的下部一般向处理室96的处理环境打开，以便正在处理的衬底可以从一个处理区移动到另一个处理区，而不必通过隔离阀进入其它处理室。在衬底114正在通过处理室96时，每个隔板一般延伸到靠近待处理衬底114的位置，例如可以是远离衬底114约1mm到约5mm的距离。这种分离特性允许衬底114在处理区之间输送，同时一般阻止来自一个处理区的元件进入另一个处理区并产生污染。此外，通过包括用于向特定处理区引入一种反应气体或多种反应气体的一个或多个气体入口165，一个或多个处理区可适于提供反应处理。用于反应处理的相同处理区可通过不向处理区中引入反应气体而一般用于非反应处理，这假设气体入口165和/或其它反应处理相关部件适当地设置而不干扰非反应处理所需的部件。
作为通过一系列处理区进行衬底处理的结果，特别是对于较大衬底，与入口负载锁定室92相邻的隔离阀98可部分地打开，以便提供间隙使衬底114移动通过处理区172、174、176和178中的一个以上的处理区，同时仍然占据靠近隔离阀98的空间。同样，与出口负载锁定室94相邻的隔离阀100也可部分地打开，以便提供附加纵向间隙用于较大衬底通过处理室96。而且，承载部件122的传送速度或传送率可以根据衬底114是否简单地从处理设备的一端纵向传送到另一端、沿着轨道124向处理区运载或从处理区运载过来、或者通过特定处理区而被处理而改变。在处理期间衬底通过特定处理区的运行速度一般可选择以产生预定的淀积厚度或在处理速度与在处理区中在衬底上的每个点的时间的乘积基础上完成刻蚀。承载部件122通过淀积区的速度可以是例如在淀积期间在约5mm/sec到20mm/sec范围内，在传送期间在约100mm/sec到200mm/sec范围内。因此，衬底114将以为了在衬底114上适当淀积预定膜厚同时处于特定淀积区内特别计算的速度而运行，然而，当衬底114不再处于淀积区内时，该速度可以增加。这允许更高的效率，因为在非淀积处理期间可以快速传送衬底114。
可采用控制器91控制系统内的各个功能，如衬底承载部件、针板、传送装置、轨道上的小齿轮、阀门、以及其它相关系统结构的运动。控制器91可包括可编程微处理器，该微处理器构成为可执行存储器内的系统控制软件，该存储器可以是硬盘驱动器形式的，并可包括模拟和数字输入/输出板、接口板、步进电机控制器板(未示出)、以及其它公知控制部件。控制器91还可控制输送给系统的部件的电能并可包括允许操作者监视和改变系统操作的面板。光学和/或磁性传感器(未示出)可一般用于移动并确定可移动结构和与控制器协作的组件的位置。
图8是示意传送装置118的示意透视图，该传送装置118一般包括第一端190和与第一端相反的第二端192以及第一边194和第二边196。多个支撑指198a-f(这里一般称为支撑指198)一般从传送装置118的外周边向内延伸，如横向于边194、196和端部190、192或与其成一定角度。每个传送装置可包括沿着第一边194的第一边导轨200和沿着第二边196的第二边导轨202。侧边导轨200、202一般互相平行并由横向构件217、218隔开。横向构件217、218一般与支撑指198隔开的距离大于在系统中被处理的衬底的厚度，以便允许针板132、134将衬底114从支撑指198提升起来。之后，传送装置118、120可从各个针板132、134收回，同时各个针板132、134继续支撑衬底114。因此，从传送装置118输送到承载部件112的衬底114将从支撑指198抬高并在横向构件218和217之一的下面运送，因此衬底114被传送装置118完全从支架取出并放置在承载部件122上。传送装置118的侧边导轨200和202可包括在下表面209、210上的齿条206和208，分别用于使传送装置118运动。齿条206和208分别包括齿204和205，这些齿适于与旋转齿轮128配合。在每个导轨上的向内成阶梯状的表面214、216适于与封闭导辊126配合，如图9所示。
支撑指198的端部可包括从支撑指向上延伸的一个或多个支撑垫220a-f(一般为支撑垫220)，通过该支撑垫可支撑衬底114。指状导轨222a-f(一般为指状导轨222)从支撑垫220向外设置并形成一表面，可以紧靠该表面横向设置衬底114。支撑指198设置在传送装置118上以便允许针板132中的针144接合并支撑支撑指198上的衬底114。通过衬底114与针144的啮合，传送装置118可从处理室96返回并留下由针144支撑的衬底114。因此，支撑指198的下部和横向构件217、218一般设置在比承载部件122的上部衬底安放表面更高的位置，如图6所示，这允许传送装置118设置在承载部件122上方，用于衬底传送。传送装置118可暴露于约600℃或更高的温度，因此传送装置118可由不锈钢、陶瓷、Invar36或适合于膜淀积处理环境的其它耐高温材料制造。同样，支撑垫220优选由如陶瓷、不锈钢、石英、或其它耐高温材料制成。虽然上面的说明一般涉及入口负载锁定室92中的传送装置118，但是设置在出口负载锁定室94中的相应的传送装置120在设计上和结构上与传送装置118相似。
图9是室的部分示意剖视图，表示导轨200和轨道123或125的设置。封闭槽230可设置在内室壁233中以允许传送装置118的导轨200延伸到内壁的开口234中。导轨200的内侧部分214可与导辊126接合，如在图6中所示的轨道123和125上。通过一般分离处理环境与轨道123和125的部件，槽230也减少了由导辊126产生的污染，这进一步减少了颗粒从轨道部件上剥落并落进衬底处理区中的概率。虽然这里未详细说明，轨道124上的承载部件122可采用相同的设置。
图10是表示传送装置118与小齿轮128啮合的另一室剖视图。在该图中未示出外室壁。驱动机构240包括在特定室如入口负载锁定室92的内壁233外部的电机242，并与延伸到室92内的驱动轴组件244连接。电机242可以是可以在不同方向移动传送装置和/或承载部件的可逆电机。该电机可包括可逆的一个或多个齿轮箱。驱动轴组件244可连接到与第一边232相邻的第一小齿轮128和与相关室的第二边232’相邻的第二小齿轮128’。驱动轴组件244还可连接到设置在第一小齿轮内侧的第一导辊126和设置在第二小齿轮128’的内侧的第二导辊126’上。小齿轮128构成为具有齿形轨道206的网状物，小齿轮128’可以构形为具有传送装置118的齿形轨道208和在衬底承载部件122上的相同轨道的网状物，如图9所示。驱动机构240还可包括译码器246，该译码器246响应驱动轴组件244的旋转而向控制器248提供输入。控制器248可连接一个或多个驱动机构240，用于驱动机构的连续或同时操作或其某些组合。
图11是驱动机构240的替换实施例的示意图，如图10所示，其中电机242驱动小齿轮128而没有驱动轴组件244。多个横向导辊249、250被安装到与轨道123和125上的导辊126和123相邻的特定室，如图6-7所示。可为轨道124上的承载部件122提供相同的设置。横向导辊249、250与传送装置118(或承载部件122)上的向上延伸的导辊252配合，以便保证传送装置或承载部件沿着它们的各个轨道在对准的横向运动。导辊126、126’支撑传送装置或承载部件。导辊可以是Teflon-涂敷铝、Vespel、或不会明显产生颗粒和对于阻尼振荡很低的任何其它这种材料。
图12是衬底承载部件122的示意透视图。承载部件122可由导热材料制成，如铝或铜，或由喷丸处理(bead-blast)和/或阳极化铝制成。物体的喷丸处理表面可增加表面的发射率。发射率一般定义为在相同温度下从表面发射的辐射相对于从黑体发射的辐射的比例。高发射率表面可通过表面处理形成，这相对于未处理表面来说可增加发射率，如通过对表面进行阳极化或喷丸处理或其组合。例如，未处理铝表面的典型发射率约为0.03并且是相对高的。通过阳极化表面处理表面发射率一般将增加到约0.2到约0.4的范围，或者通过喷丸处理和阳极化表面发射率可为高到约0.6。例如通过喷嘴以约80磅/平方英寸(psi)的空气压力排放约36个栅格尺寸并撞击铝表面，直到铝变为灰色为止，由此来实现喷丸处理。其它压力、材料和栅格尺寸可用于喷丸处理，如本领域公知的。
如上面简要说明的，承载部件122可包括在第一边264上具有齿268和向内成阶梯状的表面269的齿条260以及在第二边266上具有齿270和向内成阶梯状的表面267的齿条262。这些齿/轨道组合可形成上述驱动啮合部件。轨道260和262一般与传送装置118的轨道206和208相似，如图8所示，并且用相同方式与导辊126和小齿轮128接合。承载部件122一般在板状表面上支撑衬底114并提供用于其上被支撑衬底的散热器。多个孔276a-f(一般为孔276)一般形成在承载部件122中，用于容纳从针板132延伸的针144，如图3所示。承载部件122一般稍大于衬底114并具有设置在其上以横向保持衬底114的引导阻挡器278a-f(一般为引导阻挡器278)。另外，虽然未说明包含在本发明中，它可以处于本发明的范围内，以便提供具有加热和/或冷却装置的承载部件122，用于调整设置在其上的衬底的温度。此外，虽然在示意实施例中介绍了具有板状表面并且板状表面中具有用于支撑衬底的多个孔的承载部件122，用于支撑衬底的其它公知结构也属于本发明的范围内。
为了在处理之前、期间和/或之后调整承载部件122的温度，加热/冷却装置如温度控制针板132可设置在与各个负载锁定室92和94相邻的处理室中。图13a和13b表示具有加热和/或冷却能力的示意针板132。在操作期间，针板132可与承载部件122接触或与其相邻设置，以便选择改变承载部件118和设置在其上的衬底114的温度。作为改变承载部件温度的结果，被支撑在其上的衬底的温度也改变了。针板32具有设置在其上并从针板132的表面向外延伸的多个针144a-f(一般为针144)。针144在与承载部件122中的孔276的协作中隔开，以便针144可以通过。例如，假设预定处理结构是针板132冷却所必须的，则可通过提供形成在针板132中的通道284对针板132进行温度控制，其中冷却剂如水、乙二醇、或其它合适流体可通过该通道。入口管道148可向通道284输送冷却剂，出口管道150可提供用于从针板132输送冷却剂的导管。通道284可例如通过在两个半板的每个中形成一部分通道284来形成。之后，单独的半个板可密封和/或固定在一起形成一体板并共同形成通道284。或者，可通过从不同侧和针板132的端部进行钻孔，以便产生流体通道而形成通道284。然而，如果采用钻孔方法，一般必须堵住各种外部钻孔，由此留下连接到入口管道148的入口和连接到出口管道150的出口。而且，表面282优选是高发射率表面，如通过喷丸和/或阳极化形成的表面，以便增强热传递特性。
当衬底114由针板132升高以便在承载部件122和传送装置118之间传送衬底114时，针板132一般与承载部件122物理接触，因此降低了承载部件122的温度。或者，通过将加热流体流过针板132，针板122可用于加热承载部件122，如上所述。通过加热/冷却承载部件122，衬底114的温度可以升高或降低到用于最佳处理的所需温度。可以监控该温度，以便可以调整用于冷却或加热的针板132和承载部件122之间的物理接触的时间，由此维持所希望的最佳处理温度。如图7所示，轴136和提升电机140可以用于在针板在传传送装置118和承载部件122之间传送衬底时升高和降低针板132。针板134可与针板132同样制造和构成。
图14是图6-7中所示的连续淀积系统的另一示意实施例的侧视图。图14中所示的系统包括位于室96的一般处理区下面的板300。板300的结构与针板132相同，板300的温度可以通过流体通道和/或加热元件选择性调整，如关于针板132所述的。图15示出了形成在板300中的是以流体通道302，其中通道302采用通过板300的非线性路径，由此增加流体通道和板300之间的热接触。图16示出了具有形成在其中的多个孔的固体板300，其基本上是栅格形式的，因此可利用被选择孔使流体流进板300，并且可利用被选择孔使流体流出板300。任何其余孔可以被堵塞或密封以维持封闭系统。用与针板132相同的方式冷却板300，但是如果需要的话，可以加热板300。板300例如可以是矩形的并且可以安装在几个部位，如处理室96的侧壁之间或支撑在连接到室底部的支架307上。板300可包括流体入口304和流体出口306，这两个端口可设置在板的一侧或板的下面。此外，板300可包括在板300内或靠近板300的电阻加热元件，用于提高板300的温度。因此，通过向处理室内的各个表面辐射传递和/或从其吸收热量，板300可构成为升高或降低处理室96内的温度。板300还可用于与冷却真针板132、134协作以控制处理室、室内的部件和/或被该室处理的衬底的温度。可通过例如上述喷丸或阳极化处理对室的高温表面如板300的顶部308进行处理，以便提高其辐射性能。发射性的提高一般可帮助板300的辐射温度传递到处理室96内的其它表面，包括支撑衬底114的承载部件122。图15和16分别是板300的示意顶视图和侧视图。板300可具有形成在其中的一个或多个通道302。用与针板132和134相同的方式，通道302可形成在两个板中，然后连接在一起以完成通道。或者，可通过对板300的各个侧面进行钻孔，之后密封在该侧面的通道部分以引导冷却剂通过板300流到流体预定入口和出口，由此形成通道302。
图6-13中所示的系统的实施例一般表示一列室。本发明可适用于与用于馈送多列室的中心接收站并排设置或端接的多列室。此外，本发明包括各个基本上线形的处理室结构，另外还包括采用连续回路结构，如圆形或椭圆形结构。图17是线形淀积系统的顶视图，其具有入口负载锁定室92、处理室95、96、出口负载锁定室94、和机械手。该系统包括一列处理室95、96，它们的一端连接到负载锁定室92上，另一端连接到出口负载锁定室94上。盒子310、312、和314设置在轨道318的一端，轨道318支撑在大气条件下工作的轨道机械手316。每个负载锁定室连接到轨道机械手316。该系统可与参照图6-13所述的一列室相同地设置。由机械手316将衬底移动到入口负载锁定室92中，并传送到处理室95、96中，被处理，并从出口负载锁定室94返回，如上所述。
图18示出了图17的系统的改型，其中双列室连接到轨道机械手316。第一列室包括处理室95a、96a，其一端连接到第一入口负载锁定室92a，另一端连接到第一出口负载锁定室94a。第二列包括一端连接在第二负载锁定室92b、另一端连接到第二出口负载锁定室94b的处理室95b、96b。由机械手316将第一衬底114a装载到第一列室中的第一入口负载锁定室92a，将第二衬底114b装载到第二列室的第二负载锁定室114b中，同时第一衬底114a被处理，由此提高了生产率。同样，衬底114a可由机械手卸载，同时衬底114b从处理室96b传送到第二出口负载锁定室94b中并等候由机械手316取出。根据室内的定时和顺序，可采用其它结构，如与具有机械手的中心装载区交叉设置的三或四列室。
线形淀积系统的操作参考图6和7，在操作中，例如，衬底114由机械手110通过入口负载锁定室92中的阀门102传送到入口负载锁定室92。机械手110将衬底114放置在设置在传送装置118上的支撑指198上。机械手110从入口负载锁定室92返回并且阀门102关闭。利用真空源(未示出)使入口负载锁定室92处于例如在用于CVD处理的约10毫乇到50毫乇范围内，和用于PVD处理的约1毫乇到5毫乇范围内的真空下。在某些负载锁定室中，衬底114还可被加热光源、电阻线圈、吸热/发热流体流动装置、和/或其它即加热/冷却装置加热/冷却到预定处理温度。通向处理室96的隔离阀98打开，并且传送装置118沿着轨道123由与传送装置118上的轨道204可旋转配合的小齿轮128移动。传感器(未示出)确定传送装置118的位置并给构成为调整传送装置运动的控制器248提供输入。
在处理室96的内部，通过利用与承载部件122上的轨道260旋转接合的小齿轮128移动承载部件122，将承载部件122设置在针板132的上面。传送装置118设置在承载部件122和针板132上的针144的上方并与其对准。提升电机140使轴136升高，然后使针板132的针144升高并与承载部件122接触。针144向上延伸并通过承载部件122中的孔276，因此，使衬底从支撑衬底的传送装置118上的支撑指198上升高。通过针穿过承载部件122的完全延伸，承载部件122本身通过支撑针板132的支撑表面而接合，承载部件122还由针板132提升。然后具有由针板132升高的承载部件122和衬底的传送装置118返回到入口负载锁定室92，并且隔离阀98关闭，由此密封其中具有衬底114的处理室96。提升电机140降低轴136和针板132，由此下降了支撑衬底114的针144。因此衬底114接触承载部件122上的支撑表面，针144继续降低，直到针至少降低到承载部件122下面为止。然后可利用与承载部件122上的轨道260接合的小齿轮128使承载部件122沿着轨道124移动，其中传感器(未示出)检测承载部件的位置和给控制器248提供输入。在承载部件122沿着轨道124移动时导辊126与其接触并帮助保持承载部件122沿着轨道的对准。或者，针144可与针板132分开，并通过采用连接到针的另一提升电机(未示出)而独立于针板132升高和下降。通过针与针板分开，在针升高和降低衬底时针板可更长时间地接触承载部件。此外，在针板132与承载部件122接触的时间内，利用这里公开的加热和/或冷却结构，针板132可向承载部件122传递热量和/或从承载部件122接收热量。
然后承载部件122一般传送到用于处理的位置。例如，如果处理包括溅射，则承载部件122移动到至少一个靶156、158、160和162下面的位置。向靶输送电能以使靶产生偏压并产生等离子体。来自等离子体的离子撞击靶并从靶移去材料。被移去的某些材料在路径中向衬底114运行并淀积在衬底上。隔板171、173、175、177和179帮助正在溅射的特定靶与相邻处理区和/或其它靶分开。衬底114的引导边缘移动到一列处理区172、174、176和178中的下一处理区，如具有由不同材料制成的靶的另一处理区。给下一处理区内的靶提供电能，溅射靶，并将靶材料淀积在预先淀积的材料上。按照需要，处理可以继续通过一列处理区172、174、176和178进行，直到已经利用用于特定处理室96的区域处理衬底为止。如这里所述的，不要求处理区与被处理的衬底的尺寸相同或比衬底大，本发明允许衬底同时移动通过多个处理区。一旦衬底已经通过处理区，则承载部件122移动到与处扩负载锁定室94相邻设置的针板134上方的位置并与针板134对齐。或者，如果另一处理室与处理室96列联连接，则承载部件可以移动到下一室中，或者衬底可传送到下一处理室中的另一承载部件上。针板134升高，针146可通过承载部件122延伸，由此将衬底114升高到承载部件122上方。出口负载锁定室94中的传送装置120沿着轨道125从出口负载锁定室移动并通过出口负载锁定室94和处理室96之间的隔离阀100。这种移动使传送装置120设置在承载部件122下面，而支撑指198设置在升高的衬底114的下面。电机142使针146降低，并将衬底114降低到传送装置120的支撑指198上。传送装置120通过隔离阀100返回移动到出口负载锁定室94，隔离阀100关闭以再次密封处理室。在阀门104打开允许机械手112将衬底114返回用于进一步处理之前，出口负载锁定室94可提供对衬底的冷却。多个衬底可同时设置在室中，如在入口负载锁定室92中等候传送到承载部件122的衬底114，在处理室96被处理的衬底114，和等候传送到入口负载锁定室94外面的衬底114。
然后承载部件122可沿着轨道124向入口负载锁定室92反向移动到用于入口负载锁定室92的另一衬底的位置。或者，本发明的处理系统可构成为连续的处理室，其中例如处理室包括设置形成连续回路的多个线形室。应该注意到，在本示意实施例中，在全部处理操作期间，承载部件122保留在处理室96中，或者至少处于处理压力下。这样，承载部件122不具备前述处理系统的除气和污染缺点。或者，如果处理室程序是灵活的，则每个负载锁定室可用作装载和卸载锁定室。用于处理的衬底可放置在来自出口负载锁定室94的承载部件122上并通过处理室96向入口负载锁定室92移动，然后衬底在那里移动用于装载到装载负载锁定室内。这种类型的结构主要产生双向处理室，其中结束站用作用于封闭衬底以及处理衬底的装载和卸载站，由此提高了处理设备的效率。
如上面简要说明的，承载部件122不离开处理环境，因此不会存在与暴露于外界条件相关的改变温度波动、热循环和除气的问题。因此，承载部件122已经限制了暴露于污染环境，如关于图2中所示系统的说明。传送装置118和120简单地设置在处理室96中，但是原则上说是保持在各个负载锁定室92、94中，因此不接受材料的淀积或承载部件122接受的其它处理结果。这样，本发明提供不同支撑元件的分开，至少原则上、一般总体上保持在处理环境中的那些部件以及至少原则上保持在非处理环境下的那些部件分开。本发明还通过间歇地与温度控制板接触，如在淀积循环之间或在从传送装置装载或卸载衬底时，或者通过处于靠近该板以便影响承载部件温度，这有助于控制保持在处理环境下的承载部件的温度。特别是，承载部件可由温度控制板冷却，以便避免承载部件的平均温度由于被处理衬底的加热而向上“蠕变”，或者，可加热承载部件，以便使衬底升高到预定处理温度。在任一情况下，一般利用本发明的温度控制结构以产生兼容的处理环境，这将产生更均匀的膜。
第一例处理-ITO/MoCr/MoCr溅射淀积本发明的处理系统可用在具有不同材料和处理区的各种工艺中。下列例子只是表示在采用反应和非反应处理区时的一种可能性，这示意性地表示在图19-23中。要淀积在用于平板玻璃面板的玻璃基板上的一种物质是氧化铟锡(ITO)。一种或多种钼铬(MoCr)层通常淀积在ITO层上。用于平板玻璃基板的其它典型例子包括Cr、ITO、CrO、Ta和Al。
衬底可装载到入口负载锁定室92中的传送装置118上，在入口负载锁定室92中产生的真空为约1毫乇到约50毫乇，并且传送装置118可将衬底移动到处理室96中。衬底114可传送到设置在针板132上的承载部件122上，传送装置118返回到入口负载锁定室92，并且针板132下降。如图19所示，承载部件122可将衬底114移动到包含ITO靶326的第一处理区320下的处理位置中。可以将氩或其它惰性气体以约34标准立方厘米(sccm)的速度引入到处理区中，以便稳定化处理并帮助排出第一处理区中的污染物。也可将双原子氧以约0.17sccm的速度引入到第一处理区中。约2000瓦的功率可输送给设置在衬底114上方或与其相邻的ITO靶326，结果是产生等离子体，溅射ITO靶326以在约40秒内在衬底上产生约500埃的ITO层厚。如图20所示，由于衬底114的尺寸，承载部件122必须移动一部分衬底114通过第二处理区322和第三处理区324，以便完成在第一处理区320中的衬底114的处理。
如图21所示，衬底114可移动到第二处理区322中，该第二处理区与第一处理区相邻或远离第一处理区。由于在本示意实施例中衬底的尺寸并且第一处理区靠近第二处理区，承载部件方向可反向移动衬底114以便与第二处理区322对齐。或者，在衬底114同时移动通过第一处理区320时，可激励第二处理区322用于淀积。在本例中，第二处理区322可包括MoCr靶328。为淀积其它材料，可使用类似材料的相应靶，例如包括Cr、ITO、Ta、和Al靶，并且可具有和不具有氧化和气体反应气体。可采用反应处理在衬底114上产生溅射的MoCr的氧化层，以便促进淀积的ITO层和后来的层之间的粘接。一般可将氩或其它惰性气体以约30sccm的速度引入第二处理区322。还可以约30sccm的速度将双原子氧引入到第二处理区322，以便提供与MoCr溅射材料反应的反应气体并产生MoCr的氧化粘接层。约1000瓦的功率可输送给设置在衬底114上方的MoCr靶328，并由其产生等离子体，并在存在氧的情况下溅射MoCr靶328，以便在约4秒时间内产生约14埃的MoCr层厚。
如图22所示，承载部件122可以是反方向的并将衬底114移动到用于其它层的处理位置。在本例中，可在非反应处理中在MoCrO层上淀积2000埃厚的MoCr层。含有MoCr靶328、330的处理区可用于更高生产率。可将氩或其它惰性气体以约75sccm的速度引入到每个处理区中。基本上没有氧分别引入到第二或第三处理区322、324中。约13000瓦的功率输送给设置在衬底114上方的每个MoCr靶328、330，作为功率的结果在处理区322、324中产生等离子体，并且在约44秒的时间内溅射MoCr靶328、330以产生约2000埃的MoCr层厚。如图23所示，衬底可从处理区320、322、324取出以传送到出口负载锁定室94，用于其它处理。
多晶硅技术本发明的制造技术一般利用非晶硅技术或多晶硅技术，以便制造如液晶显示器(LCD)等装置。非晶硅技术一般用于制造如膝上型和桌上型个人计算机荧光屏等装置，而多晶硅技术一般用于制造数字摄像机荧屏、viewcarn荧光屏和移动电话型荧光屏。虽然在成组工具结构中制造的非晶硅技术一般公知为用于LCD型显示器的普通技术，但是这种技术的缺点是分辨率特性受限制，这与公知阴极射线管(CRT)型显示器的方式相同。或者，多晶硅基技术公知为产生几乎用于所有类型的显示器的足够的分辨率特性。特别是，希望采用多晶硅基技术制造大平板显示器。然而，目前的制造和处理技术不能采用多晶硅技术制造大平板显示器，因为目前的处理室结构一般不能处理足够大尺寸的衬底，以便支撑大平板显示器。然而，通过采用本发明的新的结构和构成，更大的衬底、特别是制成大平板型显示器的足够尺寸的衬底可以在本发明的水流线型处理室中制造/处理。
为了制造多晶硅基膜，一般需要低氢非晶硅膜。一旦产生这种低氢非晶硅膜，一般然后加热该膜，如通过足够的强度和/或功率的光源熔化该膜，以便形成所希望的结晶结构，这通常称为退火工艺。一般用于多晶硅的这种退火工艺的光源是氙—氯(XeCl)准分子激光器。目前的多晶硅技术支持XeCl准分子激光器设置在初步处理室外面，因为采用室内的激光器趋于使处理室的温度特性变坏，导致膜性能降低。然而，在处理室外部设置退火激光器可导致处理膜被污染，因为现在必须将膜传送到退火激光器，这通常包括将膜暴露于环境气氛。
用于产生多晶硅膜的传统工艺示于图24中。传统多晶硅基技术工艺经过化学汽相淀积工艺淀积第一层SiO2。这个第一层是较厚的，一般约为3000埃。然后在第一SiO2层上淀积第二层，其中第二层一般由厚度约为300-500埃的非晶硅形成。然而，在淀积第二层之前，常规技术一般将具有施加于其上的第一层的衬底传送到第二淀积室中。通过完成第二层的淀积，然后多层膜传送到用于退火的第一室或工具，这一般包括将膜暴露于大气条件。
图25示出了一般用于支持液晶显示薄膜晶体管(TFT)结构的常规多晶硅基膜。图25中示出的常规膜包括基底衬底251，其具有淀积在其上的相对厚的下层膜252。这个下层膜252一般对应3000埃厚的第一膜SiO2，如图24所示。直接位于下层膜上面的是多晶硅层253，例如可以约为300-500埃厚。直接位于多晶硅层上面的是栅极SiOx层254，然后是栅极层255，与本领域中公知的一样。此外，图25中示出了作为晶体管的源极的S掺杂区257和作为晶体管的漏极的D掺杂区256，并与多晶硅层253相邻和位于下层252。
通过采用本发明的处理系统，可制造改进的多晶硅基膜。特别是，通过采用本发明的直进式处理系统，其中退火光源位于处理室内，可制造改进的多晶硅膜，因为膜不必从处理室通过大气条件传送到退火站。消除了通过大气条件的这个传送步骤是关键的，因为暴露于大气条件是污染多晶硅膜的主要源。在图26中示出的改进的多晶硅膜可包括约为3000埃的基底SiO2层，它可通过例如物理汽相淀积工艺来淀积。还可通过物理汽相淀积工艺淀积例如约为300-500埃的非晶硅层的第二层。图26中所示的最后步骤，即通过利用准分子激光器对非晶硅层进行退火产生多晶硅层的步骤一般在与物理汽相淀积工艺相同的处理室内进行，如上所述。
图27示出了制造图26中所示的多晶硅膜的本发明的淀积系统的示意结构。在本结构中，采用入口负载锁定室92从环境气氛和/或保存盒子传送至少一个清洁衬底通过入口负载锁定室92和阀门98并进入处理室96。这种传送一般是通过传送装置118、承载部件122和板132实现的，如上所述。因此，在从传送装置118向承载部件122传送衬底114期间，可首先调整或通过板132控制设置在承载部件122上的衬底114的温度。一旦衬底114开始运行通过处理环境96，则不再靠近板132，因此一般处于物理区的外部，在物理区的内部针板132能控制衬底114的温度。然而，结构与板132和134相同的板300可靠近处理室96中的处理装置设置，因此在处理步骤期间可用于调整和/或控制衬底114的温度，如图28所示。例如可控制板300以保持温度在400-500C范围内，以便在本发明的准分子激光器退火阶段很容易地将硅酮膜转换成多晶硅膜。在从处理室96向出口负载锁定室94的传送期间靠近衬底114的针板134可以用流体冷却，以便在衬底从室96出来并进入出口负载锁定室94期间控制衬底、承载部件的温度和/或环境温度。
在本例的多晶硅结构中，设置在板300上方的承载部件122首先以预定速度使衬底114通过第一SiO2靶271的下面，在那里3000埃下层膜的至少一部分淀积在衬底上。然后承载部件122使具有淀积在其上的一部分3000埃下层膜的衬底114在第二SiO2靶272下面通过，在那里可淀积下层的其余部分。虽然可采用单个靶/淀积装置淀积下层，但是同时采用两个分开的靶/淀积装置可增加处理系统的工作寿命，因为作为靶271和272之间的靶腐蚀的共享结果延长了替换靶之间的间隔。在淀积下层的其余部分的第二靶272之后，可采用作为纯硅靶的第三靶273在下层的顶部淀积一层非晶硅。如图26所示，这层可以约为300到500埃之间。完成非晶硅层的淀积之后，该衬底在位于室96内的准分子激光器274下面通过。激光器274硅非晶硅膜进行退火以便形成多晶硅膜。然而，由于室96内包含退火处理，这个处理倾向于提高室96内的温度。因此，如上所述，针板132和134以及板300可设有加热和/或冷却装置，这允许室96的选择温度控制，并且可以在其中处理任何衬底。完成退火处理之后，将衬底从室96经过阀门100传送到出口负载锁定室94内。接着，可利用机械手或其它公知装置将被处理衬底从出口负载锁定室94取出。
虽然CVD处理可用于产生多晶硅膜，但是由于在CVD处理中采用硅烷SiH4而使CVD处理一般导致低质量的膜，因为在CVD退火处理期间释放的氢对希望的多晶硅性能不起作用。因此，本发明的示意淀积处理的焦点集中在PVD型处理上，因为PVD基退火处理可采用氩作为环境气体，因此不用向多晶硅膜引入氢。例如，如果采用SiO2基靶，如上所述，则小于1KW的RF偏置可施加于该靶以起动PVD处理。采用SiO2靶，例如，室压可保持在约1-5毫乇范围内，引入到处理区的氩的流速可以为50-100sccm，衬底温度约为400-500，而维持稳定淀积的DC功率一般小于5KW。或者，可采用纯硅靶制造SiO2层，然而，在使用纯硅靶时，氧作为环境气体一般引入到处理区中，以便产生SiO2膜的氧部分。关于纯硅靶，可采用与SiO2相同的温度、压力、流速和功率。
图28示出了在图27中所示的示意设备的侧视图。在图28中示出了隔板171、173、175和177，它们工作时将各个淀积区物理地分开。此外，还示出了设置在准分子激光器274和卸载锁定阀门100之间的退火区隔板。还示出了位于靶271、272和273上面的磁体281或能产生可比磁场的装置。磁体281工作时产生靠近靶271、272和273的暴露表面的磁场，这一般是公知的，以便通过促进淀积工艺期间靶辐射而增加溅射率和靶寿命。
虽然前面已经通过上述实施例介绍了本发明，但是对于本领域技术人员来说很显然可以获得某些修改、改变和/或替换结构或构形，同时保持在本发明的构思和范围内。特别是，如传送装置、承载部件、衬底、机械手、室、靶和其它系统部件等结构的取向上的修改属于本发明的范围内。此外，这里所指的所有的运动和位置，如“上面”、“顶部”、“下面”、“底部”、“侧面”和其他用语是相对于物体如靶、室、承载部件和传送装置的位置而言的，并且是可以改变的以产生不同的结构和实施例。相应地，应该考虑到本发明可以以各种替换取向调整任何或所有部件，以便实现衬底通过处理系统的所希望的运动。因此，为了确定本发明的实际范围，应该参考下列权利要求书。
权利要求
1.一种用于处理至少一个衬底的设备，该设备包括用于在处理环境内传送衬底的至少一个衬底承载部件；选择地与至少一个衬底承载部件连通的至少一个温度控制板；和在处理环境中靠近至少一个衬底承载部件的处理路径设置的至少一个淀积装置，该至少一个淀积装置构成为在衬底上淀积选择的膜。
2.根据权利要求1的设备，其中至少一个衬底承载部件还包括基本上平面的衬底安放部件，该安放部件具有形成在其中的多个孔和形成在其上的衬底安放表面；和设置在安放部件的下表面上的驱动接合部件。
3.根据权利要求1的设备，其中至少一个衬底承载部件构成为在处理环境中的第一点和处理环境中的第二点之间传送衬底。
4.根据权利要求1的设备，其中至少一个温度控制板还包括具有形成在其中的第一加热装置和冷却装置的至少一个的板；和从板的接合表面延伸的多个细长针部件，该细长部件构成为协作地接合形成在至少一个衬底承载部件中的多个孔。
5.根据权利要求4的设备，其中第一加热装置还包括与热电偶连通的至少一个加热器。
6.根据权利要求4的设备，其中冷却装置还包括形成在板中的流体通道，该流体通道具有流体输入端和流体输出端。
7.根据权利要求4的设备，其中接合表面还包括喷丸表面和阳极化表面的至少一个表面。
8.根据权利要求1的设备，其中该设备还包括设置在处理环境内用于给衬底退火的第二加热装置。
9.根据权利要求8的设备，其中第二加热装置还包括一个激光器光源。
10.根据权利要求9的设备，其中激光器光源还包括准分子激光器。
11.根据权利要求1的设备，其中至少一个温度控制板与至少一个衬底承载部件热连通。
12.一种用于处理至少一个衬底的方法，该方法包括在至少一个衬底传送装置上将衬底传送到处理环境；在处理环境内将衬底传送到衬底承载部件上；用一个或多个温度控制板控制衬底承载部件的温度；将其上具有衬底的衬底承载部件传送通过处理环境中的至少一个处理区；和将衬底从衬底承载部件传送到至少一个衬底传送装置，用于从处理环境取出。
13.根据权利要求12的方法，其中将衬底传送到衬底承载部件进一步包括在选择移动板上方设置至少一个衬底传送装置，该选择移动板具有从其延伸的多个细长部件；在选择移动板和至少一个衬底传送装置之间设置衬底承载部件，该衬底承载部件具有形成在其中的多个孔；将选择移动板升高，以便从其延伸的多个细长部件同时接合形成在衬底承载部件中的多个孔，并部分地穿过它延伸以接合并升高至少一个衬底传送装置的衬底；至少一个衬底传送装置从处理环境返回；和降低选择移动板，以便延伸穿过形成在衬底承载部件中的多个孔的多个细长部件返回，由此将衬底放在衬底承载部件上。
14.根据权利要求13的方法，其中衬底承载部件的温度控制还包括加热选择移动板和冷却选择移动板的至少一个步骤，以便在选择移动板和衬底承载部件接触期间在其间传递热能。
15.根据权利要求14的方法，其中加热选择移动板还包括通过设置在选择移动板内的至少一个电阻元件加热器使电能通过。
16.根据权利要求14的方法，其中冷却选择移动板包括使流体通过选择移动板内的流体通道。
17.根据权利要求12的方法，其中传送衬底承载部件使其通过至少一个处理区的步骤还包括移动衬底承载部件通过淀积区和退火区，其中膜淀积区和退火区都包含在处理环境内。
18.根据权利要求12的方法，其中将衬底传送到至少一个衬底传送装置还包括将选择移动板升高以接合衬底承载部件，选择移动板具有从其延伸的多个细长部件，多个细长部件与衬底承载部件中的多个孔共同接合并延伸穿过它，以便将衬底升高到衬底承载部件之上；在衬底下面设置至少一个衬底传送装置；降低选择移动板，以便从其延伸的多个细长部件从形成在衬底承载部件中的多个孔返回，由此将衬底降低到至少一个衬底传送装置上；和从处理环境返回其上具有衬底的至少一个衬底传送装置。
19.根据权利要求18的方法，其中升高选择移动板还包括控制衬底承载部件的温度，同时选择移动板接合衬底承载部件。
20.根据权利要求19的方法，其中控制温度还包括加热选择移动板和冷却选择移动板的至少一个步骤，以便在选择移动板和衬底承载部件接触时在其间传递热能。
21.一种在衬底上形成多晶硅膜的方法，该方法包括将衬底装载在处理环境中；将衬底暴露于处理环境中的至少一个淀积源；将衬底暴露于处理环境中的退火装置；和从处理环境取出衬底。
22.根据权利要求21的方法，其中装载步骤还包括以下步骤将衬底放在入口负载锁定室中的传送装置上；在入口负载锁定室中产生真空；在入口负载锁定室和处理环境之间打开隔离阀；将传送装置移动到处理环境中；在处理环境中将衬底从传送装置传送到承载部件；将传送装置返回到负载室；和关闭隔离阀。
23.根据权利要求21的方法，该方法还包括在处理环境中调整衬底的温度。
24.根据权利要求23的方法，其中调整温度还包括使其上设置有衬底的承载部件与温度控制板接触，该温度控制板构成为可与承载部件交换热能。
25.根据权利要求24的方法，其中与承载部件接触的步骤还包括使流体流过温度控制板以降低其温度和使电流流过温度控制板中的至少一个电阻加热装置以增加其温度的至少一个步骤。
26.根据权利要求21的方法，其中将衬底暴露于至少一个淀积源的步骤还包括将衬底暴露于第一淀积源，第一淀积源构成为可在衬底上淀积氧化硅膜；将衬底暴露于第二淀积源，第二淀积源构成为可在衬底上淀积氧化硅膜；和将衬底暴露于第三淀积源，第三淀积源构成为可在衬底上淀积非晶硅膜。
27.根据权利要求26的方法，其中将衬底暴露于第一和第二淀积源的步骤还包括在衬底上淀积累积的氧化硅膜，其中累积的氧化硅膜的厚度约为3000埃。
28.根据权利要求26的方法，其中将衬底暴露于第三淀积源的步骤还包括在衬底上淀积非晶硅层，其中非晶硅层的厚度约为250埃。
29.根据权利要求21的方法，其中将衬底暴露于退火装置的步骤还包括将衬底暴露于准分子激光器，该准分子激光器设置在处理环境内。
30.根据权利要求21的方法，其中从处理环境取出衬底的步骤还包括以下步骤在出口负载锁定室中形成真空；在出口负载锁定室和处理环境之间打开隔离阀；将传送装置移动到处理环境中；将衬底从承载部件传送到传送装置；从处理环境返回传送装置；和关闭隔离阀。
全文摘要
提供一种用于处理衬底的设备和方法，其中该设备包括用于在处理环境内传送衬底的至少一个衬底承载部件；设置在处理环境中的至少一个温度控制板与至少一个衬底承载部件选择连通并用于在处理环境中从外部衬底传送装置向衬底承载部件传送衬底和调整处理环境的温度。构成为在衬底上淀积选择膜的至少一个淀积装置和退火装置在处理环境中靠近至少一个衬底承载部件设置。
文档编号H01L21/20GK1500285SQ01821598
公开日2004年5月26日 申请日期2001年12月20日 优先权日2001年1月3日
发明者A·霍索卡瓦, A 霍索卡瓦 申请人:应用材料有限公司