用于處理多個基板的基板處理系統(tǒng)及方法與流程

本申請是申請日為2013年1月31日、申請?zhí)枮?01380007166.x，題為“多腔室基板處理系統(tǒng)”的申請的分案申請。

本發(fā)明的實施例大體上關于用于處理基板的設備。更特別的是，本發(fā)明關于用于在基板上執(zhí)行原子層沉積(ald)與化學氣相沉積(cvd)的批處理平臺。

背景技術(shù)：

形成半導體組件的工藝一般是在含有多個腔室的基板處理平臺中進行。一些例子中，多腔室處理平臺或群集工具的目的是為了在受到控制的環(huán)境中依序于基板上執(zhí)行兩道或更多道工藝。然而，其它例子中，多腔室處理平臺可于基板上僅執(zhí)行單一處理步驟；世人希望額外的腔室將基板受平臺處理的速率最大化。在后者的情況中，于基板上執(zhí)行的工藝一般是批次工藝，其中相對大數(shù)目的基板(例如25個或50個)同時(simultaneously)在給定的腔室中受處理。批處理對于太耗時以致無法以經(jīng)濟效益上可行的方式在個別基板上執(zhí)行的工藝特別有益，例如ald工藝與一些化學氣相沉積(cvd)工藝。

基板處理平臺(或系統(tǒng))的效能經(jīng)常透過所有權(quán)成本(coo)量化。coo雖受許多因素影響，但coo受系統(tǒng)占地面積(footprint)及系統(tǒng)產(chǎn)量影響甚巨，系統(tǒng)占地面積即在制造工廠中操作該系統(tǒng)所需的總地板空間，而系統(tǒng)產(chǎn)量即每小時處理的基板數(shù)目。占地面積一般包括鄰近系統(tǒng)需要維修的進出區(qū)域(accessarea)。因此，盡管基板處理平臺可相對地小，但若需要從所有側(cè)面進出以供操作與維修，則系統(tǒng)的有效占地面積可能仍然極大。

半導體工業(yè)對于工藝變化性的容忍度持續(xù)地隨著半導體器件尺寸縮小而減少。為了符合這些更為嚴格的工藝需求，在工業(yè)上已開發(fā)許多符合更嚴格的工藝裕度需求的新工藝，但這些工藝經(jīng)?；ㄙM更長的時間才能完成。例如，為了將銅擴散阻障層正形地(conformally)形成至高深寬比的表面上(65nm或更小的互連特征)，可能需要使用ald工藝。ald是cvd的變體，ald展現(xiàn)了比cvd更卓越的階梯覆蓋率。ald是以原子層磊晶(ale)為基礎，原子層磊晶一開始是用于制造電致發(fā)光顯示器。ald運用化學吸附，以在基板表面上沉積飽和的單層反應性前驅(qū)物分子。此舉可透過循環(huán)式使適當?shù)姆磻郧膀?qū)物的脈沖交替進入沉積腔室而達成。反應性前驅(qū)物的每一注入一般是由惰氣凈化所分隔，以提供新的原子層至先前沉積的層，而在基板表面上形成均勻的材料層。重復反應性前驅(qū)物與惰性凈化氣體的循環(huán)，以將該材料層形成至期望厚度。ald技術(shù)的最大缺點是沉積速率遠比一般cvd技術(shù)低至少一數(shù)量級。舉例而言，一些ald工藝可需要從約10至約200分鐘的腔室處理時間，以在基板表面上沉積高質(zhì)量層。在選擇這樣的ald與磊晶工藝以求更佳的器件性能時，在習知單基板處理腔室中制造器件的花費會增加，這是由于非常低的基板處理的產(chǎn)量所致。因此，當實施這樣的工藝時，需要多腔室、多基板處理途徑，以在經(jīng)濟效應上可行。

因此，需要一種與多基板ald處理平臺整合的多腔室基板系統(tǒng)，以使處理的產(chǎn)量最大化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種與多基板處理平臺整合的多腔室基板處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)使占地面積最小化、易于執(zhí)行多個工藝步驟、且具高產(chǎn)量。一個實施例中，提供一種用于處理多個基板的多基板處理平臺，且該多基板處理平臺包括一或多個氣體分配組件、旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)、與雙刃片移送機器人。該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)定位在該一或多個氣體分配組件下方一距離處，以旋轉(zhuǎn)多個基板載具。在一方面，每一基板載具適于在該基板載具上搭載至少一個基板，且適于藉由旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)以第一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)式移動，使得配置在該多個基板載具上的該多個基板在該一或多個氣體分配組件下方移動，且連續(xù)通過該一或多個氣體分配組件。在另一方面，配置在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上的每一基板載具能夠以第二旋轉(zhuǎn)速度自我旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)能夠同步(concurrently)接收至少兩個基板，該等基板是由該雙刃片移送機器人移送至該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上。該雙刃片移送機器人能夠搭載至少兩個基板，且能夠同步移送該兩個基板進出配置在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上的兩個基板載具。

另一實施例中，提供一種基板處理系統(tǒng)以處理多個基板，且該基板處理系統(tǒng)包括處理平臺與連接該處理平臺的移送室。該處理平臺包括一或多個氣體分配組件與旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)定位在該一或多個氣體分配組件下方一第一距離處，該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)能夠同步接收至少兩個基板載具，且該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)設置成以第一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，使得配置在該多個基板載具上的該多個基板在該一或多個氣體分配組件下方移動，且通過該一或多個氣體分配組件。該移送室包括配置在該移送室中的雙刃片移送機器人。該雙刃片移送機器人能夠搭載兩個基板，且能夠同步移送該兩個基板進出配置在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上的兩個基板載具。在一方面，該移送室連接一或多個雙基板處理站。

尚有另一實施例中，一種用于處理多個基板的基板處理系統(tǒng)包括處理平臺與移送室，其中該處理平臺包括基板支撐組件、一或多個氣體分配組件、以及旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)支撐該基板支撐組件，且配置在該一或多個氣體分配組件下方一第一距離處。該基板支撐組件包括多基板接收表面，該多基板接收表面能夠支撐該多個基板，且能夠同步將正由雙刃片移送機器人所移送的至少兩個基板接收在該多基板接收表面上，該雙刃片移送機器人配置于該移送室中。因此，兩個基板同步地被移送進出配置在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上方的該基板支撐組件的該多基板接收表面。另一實施例中，該基板處理系統(tǒng)可進一步包括一或多個雙基板處理站，該等雙基板處理站連接該移送室。在一種設置方式中，該基板處理系統(tǒng)進一步包含雙基板裝載閘(loadlock)腔室。

在此也提供用于批處理多個基板的方法。一個方法包括以下步驟：將多個基板中的兩個基板裝載至批處理平臺的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上；連續(xù)旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)，使得該多個基板在一或多個氣體分配組件下方移動且通過該一或多個氣體分配組件，該等氣體分配組件定位在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上方一第一距離處；以及從該批處理平臺的該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)卸載該兩個基板。

另一用于批處理多個基板的方法包括以下步驟：將多個基板中的兩個基板裝載至兩個基板載具上，該等基板載具配置在批處理平臺的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上；連續(xù)旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)，使得該多個基板在一或多個氣體分配組件下方移動且通過該一或多個氣體分配組件，該等氣體分配組件定位在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上方一第一距離處；以及從該批處理平臺的該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)卸載該兩個基板。

尚有另一用于批處理多個基板的方法，包括以下步驟：使用雙刃片移送機器人將多個基板中的兩個基板裝載至批處理平臺的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上，該雙刃片移送機器人能夠搭載且同步移送該兩個基板至該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上及離開該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)；連續(xù)旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)，使得該多個基板在一或多個氣體分配組件下方移動且通過該一或多個氣體分配組件，該等氣體分配組件定位在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上方一第一距離處；以及從該批處理平臺的該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)卸載該兩個基板。

額外實施例中，該基板處理平臺進一步包含一或多個處理站，該等處理站旋轉(zhuǎn)式配置在該一或多個氣體分配組件之間。一些實施例中，該一或多個處理站包含等離子體處理站。一或多個實施例中，有兩個或更多個氣體分配組件，該等氣體分配組件旋轉(zhuǎn)式配置在鄰近該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)處。

進一步的實施例中，該基板處理平臺進一步包含一組第一處理站與一組第二處理站，使得第一處理站與第二處理站旋轉(zhuǎn)式定位在鄰近該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)處且定位于每一氣體分配組件之間。一或多個實施例中，一或多個處理站旋轉(zhuǎn)式配置在該一或多個氣體分配組件之間。一些實施例中，該一或多個處理站包含等離子體處理站。一或多個實施例中，該處理平臺包含兩個或更多個氣體分配組件，該等氣體分配組件旋轉(zhuǎn)式配置在鄰近該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)處。一些實施例中，該設備進一步包含一組第一處理站與一組第二處理站，使得第一處理站與第二處理站旋轉(zhuǎn)式定位在鄰近該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)處且定位于每一氣體分配組件之間。

本發(fā)明的額外實施例涉及處理多個基板的方法。在包含多個氣體分配組件的處理腔室中，將多個基板裝載至旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上，使得該等基板繞著該處理腔室的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)式配置在鄰近旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)處，并且使得該等基板定位在實質(zhì)上相當(equivalent)的起始位置。使該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使得每一基板從氣體分配組件的第一側(cè)移動至該氣體分配組件的第二側(cè)，如此，藉由該氣體分配組件提供的多個氣流而將層沉積在該基板的表面上。使該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使得每一基板從氣體分配組件的第一側(cè)移動至該氣體分配組件的第二側(cè)，直到形成期望厚度的膜為止。從該處理腔室卸載該多個基板，使得每一基板已經(jīng)歷實質(zhì)上相同的處理環(huán)境。一些實施例進一步包含以下步驟：在每一基板已被遞送至該氣體分配組件的第二側(cè)后，使該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)停止，使得每一基板定位在鄰近等離子體處理站處；并且以等離子體處理在該基板的表面上形成的該膜。

附圖說明

藉由參考實施例(一些實施例說明于附圖中)，可獲得于上文中簡要總結(jié)的本發(fā)明的更特定的說明，而能詳細了解上述的本發(fā)明的特征。然而應注意附圖僅說明此發(fā)明的典型實施例，因而不應將該等附圖視為限制本發(fā)明的范疇，因為本發(fā)明可容許其它等效實施例。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一或多個實施例的基板處理系統(tǒng)的示意平面圖，該基板處理系統(tǒng)具有四個氣體分配組件以及四個居中的處理站；

圖2a至圖2c是群集工具的示意平面圖，該等群集工具具有多個基板處理系統(tǒng)，該等基板處理系統(tǒng)具有各個數(shù)目的氣體分配組件；

圖3顯示基板處理系統(tǒng)的示意平面圖，該基板處理系統(tǒng)包括三個處理群組，每一處理群組包括氣體分配組件、第一處理站、與第二處理站；

圖4a是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的基板處理系統(tǒng)的示意平面圖，該基板處理系統(tǒng)設置成具有處理平臺、移送室、與額外用于連續(xù)裝載、卸載、與處理多個基板的腔室。

圖4b是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的基板處理系統(tǒng)的示意平面圖，該基板處理系統(tǒng)設置成具有處理平臺、兩個移送室、與額外用于連續(xù)裝載、卸載、與處理多個基板的腔室。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一或多個實施例的移送室的示意平面圖，該移送室連接處理平臺，該處理平臺具有多個噴頭站與多個緩沖站；且圖5繪示多個基板旋轉(zhuǎn)式配置在該多個噴頭站的氣體分配組件下方。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一或多個實施例的噴頭站中的氣體分配組件的側(cè)視圖，該圖繪示面向基板表面且具有多個開放氣體通道的側(cè)面。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一或多個實施例的氣體分配組件的部分剖面?zhèn)纫晥D，該氣體分配組件位于處理站中，而基板配置在該氣體分配組件下方。

圖8是處理平臺的部分剖面?zhèn)纫晥D，該圖顯示兩個基板配置在兩個處理站的兩個氣體分配組件下方，且該等基板位于旋轉(zhuǎn)基板支撐組件的表面上。

具體實施方式

提供多腔室基板處理系統(tǒng)以使處理產(chǎn)量最大化且維持處理的均勻性。多腔室基板處理系統(tǒng)可包括用于ald與cvd應用的處理平臺以及用于其它cvd、pvd、蝕刻、清洗、加熱、退火及/或研磨工藝的一或多個額外的處理腔室。一個實施例中，產(chǎn)量是透過以下方式改善：使用處理平臺內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)，使得多個基板可配置在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上，以及旋轉(zhuǎn)且連續(xù)地處理該等基板。該多個基板的每一者可依序暴露至兩個或更多個處理氣體，該等處理氣體是從多個氣體分配組件所遞送，該等氣體分配組件定位在該旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上方一距離處。此外，同步地裝載兩個基板以及從旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)卸載該兩個基板，以節(jié)省時間且增加處理的產(chǎn)量。

可使用具有多個氣體注射器的處理腔室，以同時處理多個晶圓，使得該等晶圓經(jīng)歷相同的工藝流程。如在此說明書以及所附的權(quán)利要求中所用，用語“基板”及“晶圓”可互換地使用，以指分立的(discrete)、剛性的材料，在該材料上執(zhí)行例如沉積、退火、蝕刻的處理。例如，如圖1所示，處理腔室具有四個注射器以及四個晶圓。在處理的一開始，晶圓可定位在注射器之間。將旋轉(zhuǎn)料架(carousel)旋轉(zhuǎn)45度將造成每一晶圓移動至注射器以進行膜沉積。另外的45度旋轉(zhuǎn)會將該等晶圓移動遠離該等注射器。以空間式的ald注射器，膜主要是在相對注射器移動晶圓期間沉積在晶圓上。

顯示于圖1中的處理腔室10僅是代表一種可能的設置方式，且不應將該處理腔室10視為限制本發(fā)明的范疇。在此，該處理腔室10包括多個氣體分配組件11。在圖中所示的實施例中，有四個氣體分配組件11，這四個氣體分配組件11繞處理腔室10均等地間隔。圖中所示的處理腔室10是八邊形，然而發(fā)明所屬技術(shù)領域中具有通常知識者將了解，這是一種可能的形狀，且不應將該形狀視為限制本發(fā)明的范疇。

處理腔室10包括位在處理腔室10內(nèi)的基板支撐設備12?；逯卧O備12能夠在該等氣體分配組件11的每一者下方移動多個基板。裝載閘(圖中未示)可連接至處理腔室10的側(cè)面，以使該等基板得以從腔室裝載/卸載。

處理腔室10包括多個(或一組)第一處理站13，該等處理站13定位在該多個氣體分配組件11的每一者之間。該等第一處理站13的每一者對基板提供相同的處理。一些實施例中(如圖3所示)，一組第二處理站14定位在第一處理站13與氣體分配組件11之間，使得旋轉(zhuǎn)通過處理腔室10的基板會遇到氣體分配組件11、第一處理站13、與第二處理站14(取決于基板由何處起始)，之后再遇到氣體分配組件11、第一處理站13、與第二處理站14之中任一者的第二個。例如，如圖3所示，若基板起始于第一處理站13，則該基板依序?qū)⒁姷降谝惶幚碚?3、氣體分配組件11、與第二處理站14，之后才遇到第二個第一處理站13。

圖2a至圖2c顯示群集工具20的不同實施例，該群集工具20具有多個旋轉(zhuǎn)料架類型的處理腔室10。圖2a中所示的實施例具有四個處理腔室10，這些處理腔室10位于中央移送站21周圍。該等處理腔室10的每一者包括兩個氣體分配組件11與兩個第一處理站13。圖2b的實施例具有三個氣體分配組件11與三個第一處理站13，而圖2c的實施例具有四個氣體分配組件11與四個第一處理站13。也可運用其它數(shù)目的注射器(或氣體分配組件)。一些實施例中，注射器的數(shù)目等于可同時處理的晶圓的數(shù)目。每一晶圓位于注射器下方或在注射器之間的區(qū)域中，使得每一晶圓在處理期間有相同的經(jīng)歷，即經(jīng)歷相同的條件。

也可將額外的處理設備定位在注射器之間。例如，uv燈、閃燈、等離子體源、與加熱器。晶圓隨后在具有注射器的位置之間移動至例如具有遞送等離子體至晶圓的噴頭的位置。一或多個范例中，在每一沉積層之后，可用等離子體處理形成氮化硅膜。理論上，ald反應為自我限制，只要表面飽和，則額外的對沉積氣體的暴露將不會對膜引起損壞。

旋轉(zhuǎn)料架的旋轉(zhuǎn)可以是連續(xù)式或不連續(xù)式。在連續(xù)處理中，晶圓持續(xù)旋轉(zhuǎn)，使得這些晶圓輪流暴露至每一注射器。在不連續(xù)處理中，晶圓可移動至注射器區(qū)域并且停止，然后移動至注射器之間的區(qū)域并且停止。例如，旋轉(zhuǎn)料架可旋轉(zhuǎn)，而使得晶圓從注射器間的區(qū)域移動橫跨注射器(或在鄰近注射器處停止)，且繼續(xù)移動至下一個注射器間區(qū)域，在該處，晶圓可再度暫停。注射器之間的暫?？商峁┟恳粚映练e之間的額外處理步驟(例如暴露至等離子體)的時間。

一些實施例中，有數(shù)目有別于注射器、維持對稱走向的晶圓。例如，處理腔室可具有三個注射器與六個晶圓。最初，無晶圓定位在注射器下方；旋轉(zhuǎn)料架旋轉(zhuǎn)30度將會使第一組晶圓放置在注射器下方，且將第二組晶圓移動至快到注射器之前的位置。下一個30度的旋轉(zhuǎn)會使第一組晶圓從注射器下方移開，且使第二組晶圓移動至注射器區(qū)域。再度，基板可暴露至每一注射器之間的額外處理步驟。

注射器可實質(zhì)上塑形成平行狀(例如矩形)或楔狀。一旦表面反應飽和，若晶圓在鄰近注射器處花上額外的時間也無所謂，因為將不會發(fā)生額外反應。

一些實施例中，處理腔室包含多個氣簾40。每一氣簾40建立阻障，以防止(或最小化)處理氣體從氣體分配組件11的移動抵達處理站13，反之亦然。氣簾40可包括可將個別處理區(qū)段與相鄰區(qū)段隔離的任何適合的氣流或真空流。一些實施例中，氣簾40是凈化氣流或惰氣流。一或多個實施例中，氣簾是將氣體從處理腔室移除的真空流。一些實施例中，氣簾40是凈化氣流與真空流的組合，使得依序有凈化氣流、真空流、與凈化氣流。一或多個實施例中，氣簾40是真空流與凈化氣流的組合，使得依序有真空流、凈化氣流、與真空流。圖1中所示的氣簾40定位在氣體分配組件11與處理站13的每一者之間，但將能了解這些氣簾可定位在沿著旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)12的處理路徑上的任一點或多點處。

再次參考圖1，本發(fā)明的一或多個實施例涉及處理多個基板的方法。多個基板16中的每一者裝載至處理腔室10中，使得每一基板16處于與其它基板16相對上同一(relativelyidentical)位置。如在此說明書中與所附的權(quán)利要求中所用，用語“相對上同一”、“相對上相同(relativelythesame)”、“實質(zhì)上相同起始位置”與類似用語是意味該等基板是在相當?shù)奈恢?，例如，每一基板是在氣體分配組件下方，或每一基板是在氣體分配組件之間。例如，圖1中的每一基板16顯示為定位在氣體分配組件11下方。因此，每一基板16具有與其它基板實質(zhì)上相等的起始位置。多個基板定位在基板支撐設備12上，該基板支撐設備12可包括軌道部分及/或支撐結(jié)構(gòu)?；逯卧O備12將基板圍繞圓形17(或類似形狀)旋轉(zhuǎn)。一旦旋轉(zhuǎn)，則基板16從他們的最初位置移動至下一位置，該下一位置可以在第一處理站13下方。當氣體分配組件11為空間式原子層沉積設備(類似顯示及描述于圖7的設備)時，在氣體分配組件下方的移動引發(fā)基板的每一部分暴露至一系列處理氣體(也指前驅(qū)物氣體或反應性氣體，及類似物)，以在基板表面上沉積層。基板隨后移動至第一處理站13，在該處基板經(jīng)受后沉積工藝。一些實施例中，后沉積工藝是退火與等離子體處理中的一或多者。

以連續(xù)不中斷的方式或是以分立的步驟移動基板。當基板是以分立的步驟移動時，該等基板可由第一處理站通過氣體分配組件區(qū)域移動至另一第一處理站。此舉使基板的移動得以引發(fā)鄰近氣體分配組件的不同反應氣體的依序暴露，而沉積該膜。

一些實施例中，交替的氣體分配組件提供交替的反應氣體，且交替的第一處理站提供不同的處理。例如，第一氣體分配組件可供應第一反應性氣體至基板表面，以在表面上形成部分膜，基板隨后可移動至第一處理站(在該處，加熱該部分膜)，隨后基板移動至第二氣體分配組件(在該處，第二反應性氣體與該部分膜反應，而形成完整的膜)，之后，將基板移動至另一個第一處理站，在該處，該膜暴露至等離子體，以例如使該膜致密化。

圖4a是用于連續(xù)多基板處理的基板處理系統(tǒng)100的示意平面圖。該基板處理系統(tǒng)可包括處理平臺200、連接該處理平臺200的移送室160、及視情況任選的基板儲備(staging)平臺180。

處理平臺200設計成用于以ald或cvd工藝將材料層沉積覆于多個基板210上。處理平臺200大體上包括基板支撐組件275(例如，類似旋轉(zhuǎn)料架的機構(gòu))，該基板支撐組件275具有多基板接收表面，該多基板接收表面能夠支撐多個基板210。基板支撐組件275可由配置在下方的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)或旋轉(zhuǎn)軸所支撐及旋轉(zhuǎn)。

每一基板210可由基板載具240支撐，以便于在旋轉(zhuǎn)期間將每一基板210固定在基板支撐組件275上?；蛘撸摱鄠€基板210的每一者可由基板載具240支撐，該基板載具240可轉(zhuǎn)而于基板處理期間固定地配置在旋轉(zhuǎn)軸上或旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)上，且防止基板210在旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)移動期間脫落。

兩個基板210可單獨由雙刃片機器人(如圖5中所示)支撐，以及從移送室160移送且裝載至處理平臺200內(nèi)的基板支撐組件275上?；蛘?，兩個基板210可被搭載于兩個基板載具240上，且上面具有兩個基板的兩個基板載具240可由雙刃片機器人移送，裝載于基板支撐組件270上，且固定在基板支撐組件275頂上。

儲備平臺180包括一或多個雙基板處理站120a、120b，適合用于在ald或cvd工藝前備妥兩個基板210及/或執(zhí)行前沉積、后沉積的基板處理。此外，儲備平臺180可包括用于其它cvd、pvd、蝕刻、清洗、加熱、退火、及/或研磨工藝的額外處理腔室?；逄幚硐到y(tǒng)100可包括裝載閘腔室(例如雙基板裝載閘腔室110)。大體而言，基板處理系統(tǒng)100內(nèi)維持低污染的干凈環(huán)境。

圖4b是基板處理系統(tǒng)100的另一范例的示意平面圖，該基板處理系統(tǒng)100設置有處理平臺200與儲備平臺180。儲備平臺180可包括例如兩個移送室160a、160b與四個雙基板處理站120a、120b、120c、120d，以及用于連續(xù)多基板處理的額外腔室，其中兩個基板可裝載至處理平臺200上及/或從處理平臺200卸載。

在儲備平臺120內(nèi)的四個雙基板處理站120a、120b、120c、120d可以是前處理站、后處理站、與用于不同工藝(例如等離子體處理、退火等)的站。

圖5是具有多個噴頭站250的處理平臺200的示意平面圖。處理平臺200連接移送室160，該移送室160具有配置在該移送室160中的雙刃片機器人162，該雙刃片機器人162用于將兩個基板移送進入與離開處理平臺200。視情況將多個緩沖站248配置在噴頭站250中間，以空間上分隔每一噴頭站250及/或進行基板加熱或固化基板210的表面上沉積的膜。

如圖5中所示，多個基板210可旋轉(zhuǎn)式配置在多個噴頭站250的氣體分配組件252下方?；逄幚砥陂g，位于基板支撐組件275下方的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)245或軸設置成以第一旋轉(zhuǎn)速度(例如從0至低于30rpm)在水平方向242旋轉(zhuǎn)(例如，順時針或逆時針)，使得多個基板210在噴頭站250與緩沖站248的各者下方旋轉(zhuǎn)，并且通過噴頭站250與緩沖站248的各者。

圖6繪示噴頭站250中的氣體分配組件252的側(cè)視圖，該側(cè)面向基板210的表面。圖7是氣體分配組件252的部分剖面?zhèn)纫晥D，在該氣體分配組件252下方配置有基板210。

氣體分配組件252可包括多個氣體通道125、135、145，而多個開口面向基板210的表面，以從氣箱120、130、140分別遞送前驅(qū)物a、前驅(qū)物b、與凈化氣體。多個氣體通道155連接泵送系統(tǒng)，且該等氣體通道155是供以將過剩的氣體泵送出基板210的表面上方的處理空間。一個實施例中，氣體通道125、135、145、155在空間上分隔，且橫越氣體分配組件252的水平面交替配置。另一實施例中，前驅(qū)物a、前驅(qū)物b、與凈化氣體連續(xù)地流進氣體通道125、135、145、155，并且流至基板210的表面上的不同位置上。每一氣體通道125、135是供以遞送前驅(qū)物化合物的氣流，該前驅(qū)物化合物于基板旋轉(zhuǎn)且抵達氣體通道125、135的各者下方時化學吸附在基板210的表面上。

每一氣體通道145是供以遞送凈化氣體的氣流，以于基板旋轉(zhuǎn)且抵達氣體通道145下方時，分隔基板210表面上的前驅(qū)物a與前驅(qū)物b的各者的氣流。因此，當每一基板210配置在多個氣體信道125、135、145的開口下方時，每一基板210可同時(但于不同位置)暴露至前驅(qū)物a、前驅(qū)物b與凈化氣體，所述氣體通道125、135、145在每一氣體分配組件252內(nèi)在空間上分隔。

往回參考圖1，本發(fā)明的額外實施例涉及處理多個基板16的方法。多個基板16裝載至處理腔室10中的旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)12上，該處理腔室10包括多個氣體分配組件11。基板16繞著處理腔室10的內(nèi)部在鄰近旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)12處旋轉(zhuǎn)式配置，且處與實質(zhì)上相當?shù)钠鹗嘉恢?例如，每一基板定位在鄰近的氣體分配組件11的第一側(cè)上)，使得從基板16的觀點來看，每一基板都是在相同的位置。使旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)12旋轉(zhuǎn)，使得每一基板16從氣體分配組件11的第一側(cè)31(位于氣體分配組件11下方)移動至氣體分配組件11的第二側(cè)32。透過由氣體分配組件11提供的多個氣流，而在基板16的表面上沉積層，如針對圖6與圖7所描述。旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)反復地或連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，使得每一基板16從氣體分配組件的第一側(cè)31移動到氣體分配組件11的第二側(cè)32，之后進一步朝向下一個氣體分配組件11的第一側(cè)31移動。此舉持續(xù)到形成具期望厚度的膜為止。一旦已形成膜厚度，多個基板從處理腔室移除，使得每一基板已經(jīng)歷實質(zhì)上相同的處理環(huán)境，例如，每一基板已通過相同數(shù)目的氣體分配組件下方，及/或每一基板已以相同數(shù)目的次數(shù)通過相同數(shù)目的氣體分配組件下方。

一些實施例中，旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)12的移動是在每一基板16已被遞送至氣體分配組件11的第二側(cè)32后停止，使得每一基板16定位在鄰近處理站13處，該處理站13對形成于基板16的表面上的膜提供等離子體處理。旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)12可以任何數(shù)目的次數(shù)停止且起始，使得每一基板通過氣體分配組件下方，之后等離子體處理氣體分配組件所沉積的膜。

一或多個實施例中，旋轉(zhuǎn)軌道機構(gòu)將基板旋轉(zhuǎn)通過氣簾40，此氣簾40定位在每一氣體分配組件之前及/或之后之間。此氣簾40可包括進入處理腔室10的凈化氣流及/或離開處理腔室10的真空流。一些實施例中，運用凈化氣流與真空流兩者，使得依序有凈化氣流、真空流、與凈化氣流，所述凈化氣流、真空流、與凈化氣流將每一氣體分配組件與相鄰的處理站13分隔。

圖8是處理腔室200的部分剖面?zhèn)纫晥D，圖中顯示兩個基板210配置在兩個處理站250的兩個氣體分配組件252下方，該兩個基板210位于旋轉(zhuǎn)基板支撐組件275的表面上。如圖5所示，基板的一部分可暴露至經(jīng)由氣體通道125的開口的多個前驅(qū)物氣體a的氣流，同時另一基板的一部分可暴露至經(jīng)由氣體通道145的開口的多個凈化氣流。

此外，處理平臺200內(nèi)的處理溫度與壓力被控制在適合ald或cvd工藝的水平。例如，一或多個泵可配置在處理平臺200內(nèi)側(cè)，且一或多個加熱器系統(tǒng)205可配置在基板支撐組件275下方。額外的加熱系統(tǒng)可包括從基板支撐組件275的頂部或底部以輻射式或?qū)α魇郊訜?。此外，處理平臺可耦接本地或遠程等離子體源，以在處理系統(tǒng)100內(nèi)進行等離子體強化原子層沉積(peald)工藝。

在用于沉積氮化鉭(tan)材料層覆于基板210的表面上的操作中，可使用兩個前驅(qū)物化合物。第一前驅(qū)物可以是含鉭化合物，諸如以鉭為基礎的有機金屬前驅(qū)物或所述前驅(qū)物的衍生物，例如，五(二甲胺基)鉭(pdmat；ta(nme2)5)、五(乙基甲基胺基)鉭(pemat；ta[n(c2h5ch3)2]5)、五(二乙胺基)鉭(pdeat；ta(net2)5)、tbtdet(ta(net2)3nc4h9或c16h39n4ta)、與鉭的鹵化物，以及前列的化合物的任何與所有衍生物。可用氣體形式提供含鉭化合物，或可在載氣的協(xié)助下提供該含鉭化合物?？墒褂玫妮d氣的范例包括(但不限于)氦氣(he)、氬氣(ar)、氮氣(n2)、與氫氣(h2)。

將第一前驅(qū)物氣體(前驅(qū)物氣體a)遞送進入批處理腔室200的處理區(qū)域280之后，單層的含鉭化合物化學吸附至基板210的表面上，且透過將凈化氣體的脈沖導入處理腔室，而將過剩的含鉭化合物從處理腔室移除?？墒褂玫膬艋瘹怏w的范例包括(但不限于)氦氣(he)、氬氣(ar)、氮氣(n2)、氫氣(h2)、與其它氣體。

處理腔室已凈化之后，可將第二前驅(qū)物氣體(前驅(qū)物氣體b)遞送進入批處理腔室200的處理區(qū)域280。第二前驅(qū)物可以是含氮化合物，該含氮化合物具有氮原子以及一或多個反應性原子/物種。例如，該含氮化合物可以是氨氣(nh3)與其它含氮化合物，包括(但不限于)nxhy(x與y是整數(shù)，例如聯(lián)氨(n2h4))、二甲基聯(lián)氨((ch3)2n2h2)、第三丁基聯(lián)氨(c4h9n2h3)、苯基聯(lián)氨(c6h5n2h3)、其它聯(lián)氨衍生物、氮等離子體源(例如n2、n2/h2、nh3、或n2h4等離子體)、2,2’-偶氮異丁烷((ch3)6c2n2)、乙基迭氮化合物(ethylazide(c2h5n3))、與其它適合的氣體?？捎妹}沖形式將含氮化合物導入處理區(qū)域280，且可單獨提供該含氮化合物?；蛘?，如果需要，可使用載氣遞送該含氮化合物。

將第二前驅(qū)物氣體(前驅(qū)物b)遞送進入批處理腔室200的處理區(qū)域280之后，單層的含氮化合物隨后可化學吸附至單層的含鉭化合物上。原子層沉積(ald)期間的表面上的前驅(qū)物的組成與結(jié)構(gòu)并未被精確地了解。不希望被理論所囿，相信化學吸附的單層含氮化合物與單層的含鉭化合物反應，而形成氮化鉭層。來自兩種前驅(qū)物化合物的反應性物種可形成副產(chǎn)物，該等副產(chǎn)物從基板表面輸送(例如經(jīng)由流體出口262與排放系統(tǒng)260)。相信含氮化合物與含鉭化合物的反應為自我限制式，且在每一次脈沖式遞送前驅(qū)物化合物進入處理區(qū)域280時，僅有一個單層的前驅(qū)物化合物化學吸附至基板210的表面上。于基板表面上依序遞送該兩種或更多種交替的前驅(qū)物的每一循環(huán)重復(例如20至30個循環(huán))至形成材料層(例如，氮化鉭膜)的期望厚度為止。

流體遞送系統(tǒng)可與氣體分配組件250的每一者下方的內(nèi)部處理空間流體連通，且可定位在靠近處理平臺200的設施塔中。管理系統(tǒng)或控制系統(tǒng)連接處理平臺200及/或多腔室基板處理系統(tǒng)100，以控制處理平臺200內(nèi)所執(zhí)行的工藝。

上述內(nèi)容涉及本發(fā)明的實施例，可設計本發(fā)明的其它與進一步的實施例而不背離本發(fā)明的基本范疇，且本發(fā)明的范疇由隨后的權(quán)利要求所決定。