旋转基板处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于处理多个基板的基板处理系统，且该基板处理系统大体包括至少一处理平台及至少一分段平台。每一基板定位于安置于基板支撑组件上的基板载具上。各自经配置以于其上载运基板的多个基板载具定位于基板支撑组件的表面上。处理平台及分段平台各自包括一单独的基板支撑组件，该基板支撑组件可通过一单独的旋转轨道机构旋转。每一旋转轨道机构能够支撑该基板支撑组件，且使由基板载具载运且安置于基板支撑组件上的多个基板连续旋转。每一基板因此经由至少一喷头站及至少一缓冲站而被处理，该至少一喷头站及该至少一缓冲站定位于处理平台的旋转轨道机构上方一距离处。每一基板可于处理平台与分段平台之间转移，且可转移进及转移出该基板处理系统。
【专利说明】旋转基板处理系统
【技术领域】
[0001]本发明的实施例大体是关于用于处理基板的装置。更特定言之，本发明是关于用于对基板执行原子层沉积(ALD)及化学气相沉积(CVD)的批量处理平台。
【背景技术】
[0002]形成半导体元件的工艺通常在含有多个腔室的基板处理平台中进行。在一些情况下，多腔室处理平台或群集工具的目的是在受控环境中对基板依次执行两个或两个以上处理。然而，在其他情况下，多腔室处理平台仅可对基板执行单一处理步骤；额外腔室旨在使平台对基板进行处理的速率最大化。在后一状况下，对基板执行的处理通常为批量处理，其中在给定腔室中同时处理相对较大数目个基板(例如，25个或50个)。批量处理对于以经济上可行的方式对个别基板执行的太过耗时的处理尤其有益，诸如对ALD工艺及一些化学气相沉积(CVD)工艺尤其有益。
[0003]基板处理平台或系统的有效性常常用所有权的成本(COO)来量化。尽管受许多因素影响，但COO在很大程度上受系统占地面积(亦即，在制造工厂操作该系统所需的总地面空间)及系统产量(亦即，每小时处理的基板数目)的影响。占地面积通常包括维护系统所需的邻近于系统的接近面积。因此，尽管基板处理平台可能相对较小，但若基板处理平台需要自所有侧面接近以进行操作及维护，则系统的有效占地面积仍可能过大。
[0004]随着半导体元件的大小缩小，半导体工业对于工艺可变性的容许度持续减小。为了满足这些较苛刻的处理要求，业界已开发大量满足较苛刻处理窗要求的新工艺，但这些工艺常常花费较长时间来完成。举例而言，为了在高深宽比、65nm或更小的互连特征的表面上保形地形成铜扩散阻障层，可能必须使用ALD工艺。ALD为CVD的变体，ALD与CVD相比展现极佳的阶梯覆盖。ALD是基于原子层外延(ALE)，原子层外延(ALE)最初是用于制造电致发光显示器。ALD使用化学吸附作用来将反应性前体分子的饱和单层沉积至基板表面上。这是通过使至沉积室中的适当反应性前体的脉冲循环交替来达成。反应性前体的每一注入通常通过惰性气体净化来分开，以将新原子层提供至先前沉积的层，从而在基板的表面上形成均匀的材料层。反应性前体及惰性净化气体的循环经重复以使材料层形成至所要厚度。ALD技术的最大缺点为沉积速率远低于典型CVD技术，低至少一数量级。举例而言，一些ALD工艺可能需要约10分钟至约200分钟的腔室处理时间来将高品质层沉积于基板的表面。在选择此种ALD及外延工艺以获得更佳元件效能时，在常规单一基板处理腔室中制造元件的成本将归因于非常低的基板处理产量而增加。因此，当实施此种工艺时，需要连续的基板处理方法以在经济上可行。
[0005]因此，需要一种连续的基板处理方法来节省时间且改良所沉积薄膜的品质。
【发明内容】
[0006]本发明的实施例提供一种用以连续处理多个基板且改良处理产量的基板处理系统。在一或更多个实施例中，该基板处理系统包含用于处理多个基板的旋转基板处理平台。该旋转基板处理平台可包括一或更多个气体分配组件及旋转轨道机构，该旋转轨道机构定位于该一或更多个气体分配组件下方第一距离处且能够接收多个基板载具。每一基板载具经调适以于基板载具上载运至少一基板，且将通过该旋转轨道机构以第一旋转速度旋转移动，使得安置于该多个基板载具上的该多个基板在该一或更多个气体分配组件下方旋转且通过该一或更多个气体分配组件。或者，该旋转基板处理平台可包括安置于一或更多个气体分配组件下方的旋转基板支撑组件。该旋转基板支撑组件经调适以直接或经由基板载具接收并支撑安置于该旋转基板支撑组件上的多个基板。
[0007]在另一实施例中，提供一种基板处理系统，且该基板处理系统包括分段平台及处理平台。该分段平台包括第一旋转轨道机构，该第一旋转轨道机构能够于该第一旋转轨道机构上接收多个基板载具及/或直接接收多个基板。每一基板载具经调适以于基板载具上载运至少一基板，且将通过该第一旋转轨道机构以第一旋转速度旋转移动。该处理平台包括一或更多个气体分配组件及第二旋转轨道机构。该第二旋转轨道机构定位于该一或更多个气体分配组件下方一距离处且能够直接接收多个基板或安置于基板载具上的基板以使多个基板或基板载具以第二旋转速度旋转移动，使得安置于第二旋转轨道机构上的多个基板在该一或更多个气体分配组件下方旋转且通过该一或更多个气体分配组件。
[0008]在又一实施例中，提供一种具有基板处理平台及分段平台的基板处理系统。该分段平台包括:第一旋转基板支撑组件，具有能够于该第一旋转基板支撑组件上接收多个基板的第一多基板接收表面；以及第一旋转致动机构，安置于该第一旋转基板支撑组件下方以用于使该第一旋转基板支撑组件以第一旋转速度旋转。该处理平台包括:第二旋转基板支撑组件，具有能够于第二旋转基板支撑组件上接收多个基板的第二多基板接收表面；一或更多个气体分配组件，安置于该第二基板支撑组件上方第一距离处；以及第二旋转致动机构，安置于该第二旋转基板支撑组件下方且能够使该第二旋转基板支撑组件以第二旋转速度旋转移动，使得安置于该第二基板接收表面上的多个基板在该一或更多个气体分配组件下方通过。
[0009]亦提供用于在此种基板处理系统中处理基板的多种方法。一种方法包括:将基板装载于通过基板处理系统的分段平台的第一旋转轨道机构旋转的基板载具上；使第一旋转轨道机构以第一旋转速度旋转；将其上具有基板的基板载具装载至基板处理系统的处理平台的第二旋转轨道机构上；使第二旋转轨道机构以第二旋转速度旋转，使得基板在定位于第二旋转轨道机构上方第一距离处的一或更多个气体分配组件下方移动且通过该一或更多个气体分配组件；以及将基板载具自第二旋转轨道机构卸载至批量处理平台的第一旋转轨道机构上。
[0010]用于在基板处理系统中处理基板的另一方法包括:将基板装载至通过安置于基板处理系统的分段平台内的第一旋转轨道机构旋转的第一基板支撑组件上；使第一旋转轨道机构以第一旋转速度旋转；将其上具有基板的基板载具装载至通过安置于基板处理系统的处理平台内的第二旋转轨道机构旋转的第二基板支撑组件上；使第二旋转轨道机构以第二旋转速度旋转，使得基板在定位于第二旋转轨道机构上方第一距离处的一或更多个气体分配组件下方移动且通过该一或更多个气体分配组件；以及将基板载具自处理平台的第二基板支撑组件卸载至分段平台的第一基板支撑组件上。
[0011]本发明的额外实施例是针对处理腔室，该处理腔室包含多个气体分配组件、基板支撑装置及一组第一处理站。多个气体分配组件绕该处理腔室隔开。基板支撑装置位于处理腔室中。基板支撑装置旋转以将基板载运于多个气体分配组件中的每一者下方。该组第一处理站介于多个气体分配组件中的每一者之间，且第一处理站中的每一者提供相同类型的处理。
[0012]在一些实施例中，第一处理站中的每一者包含等离子体处理站。在一些实施例中，气体分配组件中的每一者依次将第一反应性气体及第二反应性气体提供至基板表面以将薄膜沉积于基板表面上。在一些实施例中，基板支撑装置包含多个可旋转基板载具，可旋转基板载具可以与基板支撑装置的旋转不同的速度及方向旋转。
[0013]一或更多个实施例进一步包含一组第二处理站。第二处理站中的每一者定位于气体分配组件与第一处理站之间，因此第一处理站介于气体分配组件与第二处理站之间，且第二处理站介于第一处理站与邻近气体分配组件之间。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]因此，可详细理解本发明的上述特征结构的方式，即可参考实施例进行对上文简要概述的本发明的更特定描述，一些实施例说明于附图中。然而，应注意，附图仅说明本发明的典型实施例，且因此不应认为限制本发明范畴，因为本发明可容许其他同等有效的实施例。
[0015]图1为根据本发明的一或更多个实施例的具有四个气体分配组件及四个中间处理站的基板处理系统的示意性平面图；
[0016]图2A至图2C为其中基板处理系统具有各种数目个气体分配组件的群集工具的示意性平面图；
[0017]图3展示包括三个处理群组的基板处理系统的示意性平面图，每一处理群组包括气体分配组件、第一处理站及第二处理站；
[0018]图4为根据本发明的一或更多个实施例的配置有两个平台且能够连续地装载、卸载及处理多个基板的基板处理系统的示意性平面图，每一平台中安置有旋转轨道机构；
[0019]图4B为根据本发明的另一实施例的配置有两个平台且能够连续地装载、卸载及处理多个基板的基板处理系统的示意性平面图，每一平台中安置有旋转基板支撑组件；
[0020]图5为根据本发明的一或更多个实施例的具有多个喷头站及多个缓冲站的处理平台的示意性平面图，且说明多个基板被旋转地安置于多个喷头站的气体分配组件下方；
[0021]图6为根据本发明的一或更多个实施例的在喷头站中的气体分配组件的侧视图，该图说明面向基板的表面且具有多个开放气体通道的侧；
[0022]图7为根据本发明的一或更多个实施例的处理站中的气体分配组件的部分横截面侧视图，基板安置于该气体分配组件下方；以及
[0023]图8为处理平台的部分横截面侧视图，该图展示两个基板在两个处理站的两个气体分配组件下方安置于旋转基板支撑组件的表面上。
【具体实施方式】
[0024]本发明的实施例提供一种用于连续基板沉积以使产量最大化且改良处理效率的基板处理系统。该基板处理系统亦可用于沉积前及沉积后的基板处理。
[0025]具有多个气体注入器的处理腔室可用以同时处理多个晶圆，以使得这些晶圆经历相同处理流程。于本说明书及所附权利要求书中使用时，术语“基板”及“晶圆”可互换使用以指代可被执行处理(例如，沉积、退火、蚀刻)的离散、硬质材料。举例而言，如图1中所示，处理腔室具有四个气体注入器及四个晶圆。在开始处理时，可将晶圆定位于注入器之间。将回旋料架旋转45°将导致每一晶圆移动至一注入器以进行薄膜沉积。再旋转45°将会使晶圆移动远离注入器。若使用空间ALD注入器，则薄膜主要是在晶圆相对于注入器移动期间沉积于晶圆上。
[0026]图1所示的处理腔室10仅表示一个可能配置，且不应认为该图限制本发明的范畴。此处，处理腔室10包括多个气体分配组件11。在所示实施例中，存在绕处理腔室10均匀隔开的四个气体分配组件11。所展示的处理腔室10为八边形，然而，本领域普通技术人员将理解，此为一可能形状，且不应认为该形状限制本发明的范畴。
[0027]处理腔室10包括在处理腔室10内的基板支撑装置12。基板支撑装置12能够在气体分配组件11中的每一者下方移动多个基板。未展示的负载锁可连接至处理腔室10的一侧以允许将基板装载至腔室/自腔室卸载基板。
[0028]处理腔室10包括定位于该多个气体分配组件11中的每一者之间的多个或一组第一处理站13。第一处理站13中的每一者对基板提供相同处理。在一些实施例中，如图3中所示，一组第二处理站14定位于第一处理站13与气体分配组件11之间，以使得旋转穿过处理腔室10的基板将取决于基板开始的位置而遭遇气体分配组件11、第一处理站13及第二处理站14，随后遭遇第二个上述装置中的任一者。举例而言，如图3中所示，若基板在第一处理站13处开始，则基板将依序遇到第一处理站13、气体分配组件11及第二处理站14，随后遭遇第二个第一处理站13。
[0029]图2A至图2C展示具有多个回旋料架型处理腔室10的群集工具20的不同实施例。图2A中所展示的实施例具有围绕中心转移站21的四个处理腔室10。处理腔室10中的每一者包括两个气体分配组件11及两个第一处理站13。图2B的实施例具有三个气体分配组件11及三个第一处理站13，且图2C的实施例具有四个气体分配组件11及四个第一处理站
13。亦可使用其他数目个注入器或气体分配组件。在一些实施例中，注入器的数目等于可同时处理的晶圆的数目。每一晶圆处于注入器下方或处于注入器之间的区域中，以使得每一晶圆在处理期间具有相同经历(亦即，经历相同条件)。
[0030]额外处理装置(例如，US灯、闪光灯、等离子体源及加热器)亦可定位于注入器之间。接着在具有注入器的位置与具有(例如)喷头的位置之间移动晶圆，从而将等离子体递送至晶圆。在一或更多个实例中，可通过等离子体处理在每一沉积层之后形成氮化硅薄膜。由于ALD反应理论上为自我限制性的(只要表面饱和)，因此对沉积气体的额外曝露不会导致对薄膜的损害。
[0031]回旋料架的旋转可为连续的或不连续的。在连续处理中，恒定地旋转晶圆，以使得晶圆依次曝露于注入器中的每一者。在不连续处理中，可将晶圆移动至注入器区域并停止，且接着移动至注入器之间的区域并停止。举例而言，回旋料架可旋转，以使得晶圆自注入器间区域跨越注入器(或停止于注入器附近)移动至下一注入器间区域(晶圆可在该区域处再次暂停)。在注入器之间暂停可提供用于每一层沉积(例如，曝露于等离子体)之间的额外处理步骤的时间。
[0032]在一些实施例中，存在与注入器不同数目个晶圆，从而维持对称定向。举例而言，处理腔室可具有三个注入器及六个晶圆。开始时，所有晶圆均未定位于注入器下方；回旋料架旋转30°将会将第一组晶圆置放于注入器下方，且将第二组晶圆移动至紧接于注入器前的位置。接着旋转30°将会将第一组晶圆自注入器下方移出，且将第二组晶圆移动至注入器区域。再次，可将基板曝露于每一注入器之间的额外处理步骤。
[0033]这些注入器可实质上平行(例如，成矩形)或成楔形。一旦表面反应饱和，则晶圆在注入器附近花费额外时间并无关系，因为将不发生额外反应。
[0034]参看图1，本发明的一或更多个实施例是针对处理多个基板的方法。多个基板16中的每一者装载至处理腔室10中，以使得每一基板16与其他基板16处于相对相同的位置。于本说明书及所附权利要求书中使用时，术语“相对等同”、“相对相同”、“实质上相等的开始位置”及其类似者意谓基板处于等效位置(例如，每一基板在气体分配组件下方或每一基板在气体分配组件之间)。举例而言，图1中的每一基板16展不为定位于气体分配组件11下方。因此，每一基板16具有与其他基板实质上相等的开始位置。多个基板定位于基板支撑装置12上，该基板支撑装置12可包括轨道部分及/或支撑结构。基板支撑装置12围绕圆17或类似形状旋转基板16。在旋转时，基板16自基板16的初始位置移动至下一位置，该下一位置可在第一处理站13下方。当气体分配组件11为如图7中所展示及描述的空间原子层沉积装置时，在气体分配组件下方的移动使得基板的每一部分曝露于一系列处理气体(亦称为前体气体或反应性气体，及其类似者)以在基板表面上沉积一层。基板接着移动至第一处理站13，在第一处理站13处，基板经受后沉积工艺。在一些实施例中，后沉积工艺为退火及等离子体处理中的一或更多者。
[0035]基板以连续不中断方式或以离散分步方式移动。当以离散分步移动时，基板可自第一处理站经由气体分配组件区域移动至另一第一处理站。此举允许基板的移动使得依次曝露于邻近于气体分配组件的不同反应气体，以沉积薄膜。
[0036]在一些实施例中，交替的气体分配组件提供交替的反应气体，且交替的第一处理站提供不同处理。举例而言，第一气体分配组件可将第一反应性气体供应至基板表面以在该表面上形成部分薄膜，该基板接着移动至第一处理站(此处加热部分薄膜)，且接着移动至第二气体分配组件(此处第二反应性气体与部分薄膜反应以形成完整薄膜)，随后将基板移动至另一第一处理站(此处将该薄膜曝露于等离子体以(例如)以使该薄膜致密)。
[0037]图4A为用于连续多基板处理的基板处理系统100的示意性平面图。基板处理系统100可包括分段平台120及连接至分段平台120的处理平台200。处理平台200可用于以ALD或CVD工艺在多个基板210上沉积材料层。视情况，基板处理系统100包括工厂界面110。基板210可在方向248上自工厂界面110转移(例如，每次转移一个基板，或如图4A中所示一前一后转移两个基板)且装载至分段平台120上。大体而言，在基板处理系统100内维持低污染清洁环境。
[0038]在一或更多个实施例中，通过使用旋转机构来改良产量。多个基板210可直接安置于旋转轨道机构上且经旋转并在基板处理系统100内连续处理。或者，旋转轨道机构245,247可经设置以接收多个基板载具240，使得基板210安置于基板载具240上且围绕处理系统100移动)。在一或更多个实施例中，安置于旋转轨道机构上的每一基板载具240能够以第二旋转速度自旋，且于基板载具240上载运基板210。
[0039]举例而言，分段平台120可包括第一旋转轨道机构247以在方向246上支撑多个基板210且以第一旋转速度(例如，自零至小于30rpm)旋转该多个基板210。分段平台120可包括预处理站、后处理站及用于不同工艺(例如，等离子体处理、退火，等)的站。
[0040]处理平台20可包括第二旋转轨道机构245以支撑于第二旋转轨道机构245上转移的多个基板210且以第二旋转速度(例如，自零至小于30rpm)旋转多个基板210。在于分段平台120中准备且处理之后，基板210可例如经由第一旋转轨道机构247与第二旋转轨道机构245的轨道的交换与连接(类似于铁轨的轨道交换)而自分段平台120转移至处理平台200。在一方面中，为了促进基板转移，第一旋转轨道机构247的第一旋转速度经匹配而为与第二旋转轨道机构245的第二旋转速度大致相同的速度。
[0041]在基板处理期间，第二旋转轨道机构245经设置以在方向242 (例如，顺时针或逆时针)上旋转，使得多个基板210 (不管安置在多个基板载具240上还是直接安置于第二旋转轨道机构245上)在一或更多个气体分配组件250下方旋转且通过该一或更多个气体分配组件250。在一或更多个实施例中，安置于每一旋转轨道机构上的每一基板载具能够以第三旋转速度(例如，自零至小于30rpm)自旋。
[0042]处理平台200经调适以通过使多个基板210中的每一者在定位于旋转第二轨道机构245上方一距离处的一或更多个喷头站250下方旋转以同时处理多个基板。每一喷头站250包括气体分配组件252。通过使多个基板210旋转且使多个基板210通过多个气体分配组件250，每一基板210依次曝露于自气体分配组件252递送的两种或两种以上处理气体。每一气体分配组件252经配置以交替地递送不同类型的处理气体(例如，反应性前体气体、惰性气体及其他流体或化合物)。大体而言，第二旋转轨道机构245处于喷头站250的气体分配组件252的平面下方一距离处。
[0043]图4B为根据本发明的另一实施例的基板处理系统100的另一实例的示意性平面图，该基板处理系统100配置有分段平台120及处理平台200，且能够连续地装载、卸载及处理多个基板。
[0044]分段平台120可包括基板支撑组件277 (例如，回旋料架式机构)，基板支撑组件277能够在水平方向246上进行旋转移动(例如，顺时针或逆时针)。基板支撑组件277可包括多基板接收表面，该多基板接收表面能够支撑多个基板210或其上安置有基板210的多个基板载具240。基板支撑组件277经配置以被支撑及旋转(例如通过旋转轴杆或第一旋转轨道机构247)。每一基板210可直接安置于基板支撑组件277的接收表面上的特定位置上。或者，每一基板210可通过基板载具240支撑以易于将每一基板210紧固于基板支撑组件277上。
[0045]处理平台200可包括基板支撑组件275 (例如，回旋料架式机构)，该基板支撑组件275能够在水平方向242上进行旋转移动(例如，顺时针或逆时针)。基板支撑组件275可包括多基板接收表面，该多基板接收表面能够支撑多个基板210或其上安置有基板210的多个基板载具240。基板支撑组件275经配置以被支撑及旋转(例如，通过如图8中所示的旋转轴杆或第一旋转轨道机构245)。每一基板210可直接安置于基板支撑组件275的接收表面上的特定位置上。或者，每一基板210可通过基板载具240支撑以易于将每一基板210紧固于基板支撑组件275上。
[0046]如上文所指出，可通过在处理基板的同时执行基板转移的最耗时部分(例如，基板装载及卸载、负载锁泵送及排出，等)来实质上改良系统产量。图4A及图4B中所说明的设置可减少或消除这些因素的影响且改良系统产量。
[0047]图5为具有多个喷头站250的处理平台200的示意性平面图。视情况，多个缓冲站248安置于喷头站之间，以在空间上分开每一喷头站250及/或进行基板加热或沉积于基板210表面上的薄膜的固化。
[0048]如图5中所示，多个基板210可旋转地安置于多个喷头站250的气体分配组件252下方。在基板处理期间，旋转轨道机构245或基板支撑组件275下方的轴杆经配置以在水平方向242上以第一旋转速度(例如，自零分至小于30rpm)旋转(例如，顺时针或逆时针)，使得多个基板210在喷头站250及缓冲站248中的每一者下方旋转且通过喷头站250及缓冲站248中的每一者。
[0049]图6图示喷头站250中的气体分配组件252的侧视图，该侧面向基板210的表面。图7为下方安置有基板210的气体分配组件252的部分横截面侧视图。
[0050]气体分配组件252可包括多个气体通道125、135、145，其中多个开口面向基板210的表面以用于分别自气箱120、130、140递送前体气体A、前体气体B及净化气体。多个气体通道155连接至泵送系统，且提供多个气体通道155以用于将过量气体自基板20的表面上方的处理空间抽出。在一或更多个实施例中，气体通道125、135、145、155在空间上分开，且交替地安置于气体分配组件252的水平面上。在另一实施例中，前体气体A、前体气体B及净化气体连续地流入气体通道125、135、145、155中且流动至基板210的表面上的不同位置上。
[0051]提供每一气体通道125、135以递送前体化合物的气流，以待在基板旋转且到达每一气体通道125、135下方时化学吸附于基板210的表面上。提供每一气体通道145以用于递送净化气体的气流，以在基板旋转且到达气体通道145下方时使前体A及前体B的每一流在基板210的表面上方分开。因此,每一基板210可在安置于多个气体通道125、135、145的开口下方时同时但在不同位置曝露于前体气体A、前体气体B及净化气体，该多个气体通道125、135、145在每一气体分配组件252内在空间上分开。
[0052]图8为处理平台200的部分横截面侧视图，该图展示两个基板210在两个处理站250的两个气体分配组件252下方安置于旋转基板支撑组件275的表面上。如图8中所示，基板的一部分可经由气体通道125的开口曝露于多个前体气体A流,而另一基板的一部分可经由气体通道145的开口曝露于多个净化气体流。
[0053]另外，处理平台200内的处理温度及压力被控制在适于ALD或CVD工艺的位准。举例而言，一或更多个泵可安置于处理平台200内，且一或更多个加热器系统205可安置于基板支撑组件275下方。额外加热系统可包括来自基板支撑组件275的顶部或底部的辐射热或对流热。另外，处理平台可耦接至本地或远程等离子体源以在处理系统100内进行等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺。
[0054]在操作中，为了在基板210的表面上沉积氮化钽(TaN)材料层，可使用两种前体化合物。第一前体可为含钽化合物，诸如基于钽的有机金属前体或该有机金属前体的衍生物，例如五二甲胺基钽(PDMAT Ja(NMe2)5)、五乙基甲基胺基钽(PEMAT ;Ta[N(C2H5CH3)2]5)、五二乙基胺基钽(PDEAT ；Ta (NEt2)s,)、TBTDET (Ta (NEt2) 3NC4H9 或 C16H39N4Ta)及卤化钽，以及上文列出的化合物的衍生物中的任一者及全部。含钽化合物可提供为气体或可借助于载气来提供。可使用的载气的实例包括但不限于氦气(He)、氩气(Ar)、氮气(N2)及氢气(H2)。
[0055]在将第一前体气体(前体气体A)递送至批量处理腔室200的处理区域280中之后，含钽化合物的单层化学吸附于基板210的表面上，且通过将净化气体的脉冲引入至处理腔室而自处理腔室移除过量含钽化合物。可使用的净化气体的实例包括但不限于氦气(He)、lS气(Ar)、氮气(N2)、氢气(H2)及其他气体。
[0056]在已净化处理腔室之后，可将第二前体气体(前体气体B)递送至批量处理腔室200的处理区域280。第二前体可为具有氮原子及一或多种反应性原子/物质的含氮化合物。举例而言，该含氮化合物可为氨气(NH3)及其他含氮化合物，包括但不限于NxHy (其中X及y为整数)(例如，联胺(N2H4))、二甲基联胺((CH3) 2N2H2)、第三丁基联胺(C4H9N2H3)、苯基联胺(C6H5N2H3)、其他联胺衍生物、氮等离子体源(例如，N2, N2/H2、NH3,或N2H4等离子体)、2，2’-偶氮异丁烷((CH3)6C2N2)、乙基迭氮(C2H5N3),及其他适当气体。含氮化合物可作为脉冲引入至处理区域280中，或可单独提供。或者，若有必要，可使用载气来递送含氮化合物。
[0057]在将第二前体气体(前体气体A)递送至批量处理腔室200的处理区域280中之后，可接着将含氮化合物的单层化学吸附于含钽化合物的单层上。并不精确地知晓原子层沉积(ALD)期间表面上的前体的组成及结构。不希望受理论束缚，据信含氮化合物的化学吸附的单层与含钽化合物的单层反应以形成氮化钽层。来自两种前体化合物的反应性物种可形成自基板表面输送的副产物(例如，经由流体出口 262及排放系统260)。据信含氮化合物与含钽化合物的反应是自限制性的，且在将前体化合物递送至处理区域280中的每一脉冲中，前体化合物的仅一单层化学吸附于基板210的表面上。重复将两种或两种以上交替前体依次递送至基板的表面上的每一循环(例如，20至30个循环)，直至形成材料层(例如，氮化钽薄膜)的所要厚度为止。
[0058]流体递送系统可与气体分配组件250中的每一者下方的内部处理容积流体连通，且流体递送系统可定位于邻近处理平台200的设施塔中。系统控制器连接至处理平台200及/或多腔室基板处理平台100，以用于控制在处理平台200内执行的工艺。
[0059]在基板处理系统100中处理基板的一种方法包括:将基板装载于通过基板处理系统的分段平台的第一旋转轨道机构旋转的基板载具上；使第一旋转轨道机构以第一旋转速度旋转；将其上具有基板的基板载具装载至基板处理系统的处理平台的第二旋转轨道机构上；使第二旋转轨道机构以第二旋转速度旋转，使得基板在定位于第二旋转轨道机构上方第一距离处的一或更多个气体分配组件下方移动且通过该一或更多个气体分配组件；及将基板载具自第二旋转轨道机构卸载至批量处理平台的第一旋转轨道机构上。
[0060]用于在基板处理系统中处理基板的另一种方法包括:将基板装载至通过安置于基板处理系统的分段平台内的第一旋转轨道机构旋转的第一基板支撑组件上；使第一旋转轨道机构以第一旋转速度旋转；将其上具有基板的基板载具装载至通过安置于基板处理系统的处理平台内的第二旋转轨道机构旋转的第二基板支撑组件上；使第二旋转轨道机构以第二旋转速度旋转，使得基板在定位于第二旋转轨道机构上方第一距离处的一或更多个气体分配组件下方移动且通过该一或更多个气体分配组件；及将基板载具自处理平台的第二基板支撑组件卸载至分段平台的第一基板支撑组件上。
[0061]尽管上述内容是针对本发明的实施例，但可在不脱离本发明的基本范畴的情况下设计本发明的其他及另外的实施例，且本发明的范畴由权利要求书决定。
【权利要求】
1.一种处理腔室，所述处理腔室包含: 多个气体分配组件，绕所述处理腔室隔开； 在所述处理腔室内的基板支撑装置，所述基板支撑装置旋转以在所述多个气体分配组件中的每一者下方载运基板；以及 一组第一处理站，介于所述多个气体分配组件中的每一者之间，这些第一处理站中的每一者提供相同类型的处理。
2.如权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，这些第一处理站中的每一者包含等离子体处理站。
3.如权利要求1所述的处理腔室，所述处理腔室进一步包含一组第二处理站，这些第二处理站中的每一者定位于气体分配组件与第一处理站之间，因此第一处理站介于气体分配组件与第二处理站之间，且第二处理站介于第一处理站与邻近气体分配组件之间。
4.如权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，这些气体分配组件中的每一者依次将第一反应性气体及第二反应性气体提供至基板表面以将薄膜沉积于所述基板表面上。
5.一种用于处理多个基板的基板处理平台，所述基板处理平台包含: 一或更多个气体分配组件；以及 用以移动多个基板载具的旋转轨道，定位于所述一或更多个气体分配组件下方一距离处，每一基板载具用以于所述基板载具上载运至少一基板且将通过所述旋转轨道以第一旋转速度旋转移动，使得安置于所述多个基板载具上的多个基板在所述一或更多个气体分配组件下方旋转且通过所述一或更多个气体分配组件。
6.如权利要求5所述的基板处理平台，其特征在于，每一基板载具以第二旋转速度自旋。
7.如权利要求5所述的基板处理平台，所述基板处理平台进一步包含基板支撑组件，所述基板支撑组件用以于所述基板支撑组件上支撑所述多个基板载具且通过所述旋转轨道机构而旋转。
8.一种用于处理多个基板的基板处理系统,包含: 分段平台，包含第一旋转轨道机构，所述第一旋转轨道机构能够于所述第一旋转轨道机构上接收多个基板载具，其中每一基板载具经调适以于所述基板载具上载运至少一基板且将通过所述第一旋转轨道机构以第一旋转速度旋转移动；以及 如任一前述权利要求所述的基板处理平台。
9.如权利要求8所述的基板处理系统，其特征在于，安置于所述第二旋转轨道机构上的每一基板载具能够以第三旋转速度自旋。
10.如权利要求8所述的基板处理系统，所述基板处理系统进一步包含第一基板支撑组件，所述第一基板支撑组件用以于所述第一基板支撑组件上支撑所述多个基板载具且通过所述第一旋转轨道机构而旋转。
11.如权利要求10所述的基板处理系统，所述基板处理系统进一步包含第二基板支撑组件，所述第二基板支撑组件用以于所述第二基板支撑组件上支撑所述多个基板载具且通过所述第二旋转轨道机构而旋转。
12.一种用于处理多个基板的基板处理系统，所述基板处理系统包含: 分段平台，包含:第一基板支撑组件，具有能够于所述第一基板支撑组件上接收所述多个基板的第一多基板接收表面；以及 第一旋转轨道机构，安置于所述第一基板支撑组件下方以用于使所述基板支撑组件以第一旋转速度旋转； 处理平台，包含: 第二基板支撑组件，具有能够于所述第二基板支撑组件上接收所述多个基板的第二多基板接收表面； 一或更多个气体分配组件，安置于所述第二基板支撑组件上方的第一距离处；以及 第二旋转轨道机构，安置于所述第二基板支撑组件下方且能够使所述第二基板支撑组件以第二旋转速度旋转移动，使得安置于所述第二基板接收表面上的所述多个基板在所述一或更多个气体分配组件下方通过。
13.如权利要求12所述的基板处理系统，其特征在于，所述第一旋转速度与所述第二旋转速度相同。
14.如权利要求12所述的基板处理系统，其特征在于，安置于所述第二旋转轨道机构上的每一基板载具能够以第三旋转速度自旋。
15. 如权利要求12所述的基板处理系统，其特征在于，这些气体分配组件包含多个在空间上分开的气体通道。
【文档编号】H01L21/205GK104054158SQ201380005684
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2012年1月31日
【发明者】J·约德伏斯基, R·霍夫曼, J·吴, 夏立群, 藤田敏明, P·K·纳万卡尔, N·B·帕蒂班德拉, S·萨蒂亚, 吴半秋 申请人:应用材料公司