用于ALD和CVD的批式处理平台制造技术

用于ＡＬＤ或ＣＶＤ制程的批式处理平台具有高产量和最小占据面积。在一实施例中，处理平台包含一大气传送区、至少一个具有缓冲室与架台的批式处理室、和一置于传送区内的传送机械装置，其中传送机械装置具有至少一个含有多个基板搬运叶片的基板传送臂。平台可包括二个批式处理室，二者之间配有维修道，供进入传送机械装置与沉积站进行维修之用。在另一实施例中，处理平台包含至少一个批式处理室、一用来传送基板于ＦＯＵＰ与处理匣之间的基板传送机械装置、和一含有匣搬运机械装置的匣传送区。匣搬运机械装置可为线性促动器或旋转桌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例大体上涉及处理基板的设备。特别是，本专利技术涉及一种 用于在基板上进行原子层沉积(ALD)和化学气相沉积(CVD)的批式处理平
技术介绍
制造半导体器件的制程常常是在包含多个处理室的基板处理平台中进 行的。在一些例子中，多室处理平台或群集工具的目的是为了在控制环境中 依序进行二个以上的基板处理制程。然而，在其它例子中，多室处理平台可 能只进行单 一 基板处理步骤；附加的处理室则用来增进平台处理基板的速 度。后者处理基板的方式一般为批式制程，其中相当多的基板(例如25或50 片)同时在一特定处理室中进行处理。批式制程尤其有助于以省钱的方式进 行耗时的基板处理制程，例如原子层沉积(ALD)制程和部分化学气相沉积 (CVD)制程。基板处理平台或系统的有效性通常以成本(cost of ownership, COO)定 量。影响COO的因素很多，但主要影响因素为系统占据面积(footprint)，即操作制造厂的系统所需的总地板面积、和系统产量，即每小时处理基板的数 量。占据面积一般包括维修系统时邻近的进入区域。故即便基板处理平台很小，若其需要从各方进入以便#:作及维修，则系统的有效占据面积仍过大。 半导体产业对制程变异的容忍度随着半导体器件尺寸缩小而不断减低。 为满足日益严苛的制程要求，业界已发展许多符合制程操作范围要求严格的 新制程，然而，这些制程通常很费时。例如，形成铜扩散阻障层以共形覆盖高深宽比的65纳米(nm)或更小互连特征的表面，就需采用ALD制程。ALD 为CVD的变形，其展现比CVD更佳的阶梯覆盖性。ALD以原子层外延(ALE)为基础，其原先是用来制造电致发光显示器。ALD利用化学吸附，使反应前 驱分子的饱和单层沉积在基板表面。此实现方法是交替脉冲输送适合的反应前驱物至沉积室中。每次引入反应前驱物的操作之间 一般间隔通入惰性气 体，以向先前沉积的层提供新的原子层从而在基板上形成均匀的膜层。上述 循环不断重复直到膜层达预定厚度。使用ALD技术的最大缺点在于，其沉积速率远比典型CVD技术慢至少10倍以上。例如，某些ALD制程需要耗 费约10至约200分钟才能在基板表面上沉积高质量膜层。尽管应装置性能 需求而不得已选择此类制程，但是若仍以传统单一基板处理腔室来制造这些 装置，则将因基板产量太低而大幅提高成本。故批式处理方式通常结合用于 此类制程，使其较具经济效益。因此，需要用于ALD与CVD的批式处理平台，其具有最大产量及最小 占据面积。
技术实现思路
本专利技术的实施例提出用于ALD或CVD基板处理的批式处理平台，且具 有最小占据面积和高产量。在一实施例中，处理平台包含大气传送区、至少 一个具有緩沖室与架台的批式处理室、和置于传送区内的传送机械装置，其 中传送机械装置具有至少一个基板传送臂，基板传送臂含有多个基板搬运叶 片。传送机械装置可用来传送基板于处理匣与架台匣之间，更可用于二棒连 结的(two bar linkage)机械装置。平台可包括二个批式处理室，二者之间配 有维修道供进入传送机械装置与沉积站进行维修的用。流体输送系统可连通 至少一个批式处理室的内部处理体积，且可设置在附近的设施塔。前开式晶 片盒(front opening uniform pod， FOUP)管理系统可被设置成邻接着平台。在另一实施例中，处理平台包含至少一个批式处理室、用来传送基板于 FOUP与处理匣之间的基板传送机械装置、和含有匣搬运机械装置的匣传送 区。匣传送区可维持呈大气压，匣搬运机械装置可为可垂直升降的线性促动 器或旋转桌。或者，匣传送区可维持呈低于大气压，且还可包含一或多个装 载锁件(load lock),用以支撑邻近基板传送机械装置的处理匣。在此方面中， 匣搬运机械装置可为可垂直升降的线性促动器或可垂直升降的旋转桌。在一 配置中，平台包含二个装载锁件和二个批式处理室，而旋转桌可用来转动放 置匣盒于各装载锁件下方和各沉积室下方、及用来垂直传送匣盒于匣传送区与沉积室之间和匣传送区与装载锁件之间。流体输送系统可连通至少 一个批 式处理室的内部处理体积，且可设置在附近的设施塔中。FOUP管理系统可 被设置成邻接着平台。附图说明为让本专利技术的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，其部分乃 示出如附图式。须注意的是，虽然所附图式揭露本专利技术特定实施例，但其并 非用以限定本专利技术的精神与范围，任何熟习此技艺者，当可作各种的更动与 润饰而得等效实施例。图1A为使用多臂机械装置来传送基板的批式处理平台的平面视图。图1B为图1A的批式处理系统的立体视图。图1C为批式处理系统的垂直剖面图，绘有工作接口、反应器、緩冲室、 和架台。图1D示出批式处理系统的平面，配有二个批式处理站，分别由二匣盒 旋转桌提供协助。图1E为批式处理站的截面侧视图。图1F示出可用于工作接口的机械构件配置。图1G示出含有传送机械装置的机械硬件配置，其一次可传送一个基板。 图1H示出含有二个反向设置的传送机械装置的机械硬件构件配置。 图11示出五个叶片的机械臂。图1J示出包括单叶片传送机械装置和多叶片传送机械装置的机械硬件 构件的较佳配置。图1K示出笛卡儿式机械装置的空出区域。 图1L示出传统机械装置的空出区域。 图1M示出二棒连结机械装置的截面側视图。 图1N示出前驱物输送系统的配置示意图。图10为批式处理系统的立体视图，具有设在系统顶部的前驱物输送系统。图1P为一示例性存货设备的侧视图。图1Q为图1P的存货设备的正视图。图2A为批式处理平台的平面视图。 图2B为批式处理平台的侧视图。 图2C为批式处理系统的立体视图。 图2D为批式处理系统的立体视图。 图3A为批式处理平台的平面视图。 图3B为批式处理平台的侧视图。 图4A为批式处理平台的平面视图。 图4B为批式处理平台的侧视图。 图5为批式处理平台的平面视图。具体实施例方式在此提出用于ALD与CVD的批式处理平台，其具有最大产量及最小占 据面积。在一实施例中，产量的增进是利用多臂机械装置传送基板。在另一 实施例中，匣搬运机械装置是用来传送整个匣盒以增进产量的。多臂机械装置平台在此实施例中，具有多个臂的机械装置利用具有多个叶片的臂使基板在 架台匣与处理匣之间传送，以减少传送时间。由于处理室在基板传送时为闲 置状态，因此最好减少基板进出处理匣的时间，以增进系统产量。机械装置 还利用另 一 具有单 一 叶片的臂使基板在基板传送盒与架台匣之间传送，以适 应传送盒与架台匣的不同基板间距。多种配置包括以笛卡儿(cartesian)式机 械装置为基础的平台、以及一种包括二个批式处理室和一个共享进入空间的 配置，使平台的所有组件皆不需从平台旁侧进入维修。图1A为根据本专利技术一方面，使用多臂机械装置来传送基板的批式处理 平台的平面视图，在此指系统100。系统100包括一或多个批式处理站101A、 101B、系统控制器111、含有传送机械构件103与一或多个装载台104A-C 的工作接口 (factory interface, FI)1(D2、和可设在设施塔130内的处理流体输 送系统。为便于说明，传送机械构件103同时绘于三个位置，即邻近装载台104A-C、邻近反应器121A、和邻近反应器121B处。批式处理站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理设备，该设备至少包含：　基板处理室；　缓冲室，设置邻接该基板处理室；　处理匣，以第一间距支撑二个以上的基板，其中该处理匣可在该缓冲室与该基板处理室之间传送；　架台匣，以该第一间距支撑二个以上的基板；以及　 　传送机械装置，利用单一基板搬运叶片在基板传送盒与该架台匣之间传送基板，及利用多个基板搬运叶片在该架台匣与该处理匣之间传送多个基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-26 11/426,5631. 一种基板处理设备，该设备至少包含基板处理室；缓冲室，设置邻接该基板处理室；处理匣，以第一间距支撑二个以上的基板，其中该处理匣可在该缓冲室与该基板处理室之间传送；架台匣，以该第一间距支撑二个以上的基板；以及传送机械装置，利用单一基板搬运叶片在基板传送盒与该架台匣之间传送基板，及利用多个基板搬运叶片在该架台匣与该处理匣之间传送多个基板。2. 如权利要求1所述的设备，更包含匣阀，可密闭设置在一大气传送区与该緩冲室的内部体积之间，且用以 使该内部体积与该大气传送区机动地隔开；以及真空泵，连通该緩冲室，其中该真空泵降低该緩冲室的压力使之低于大 气压。3. 如权利要求1所述的设备，更包含一工作接口，该工作接口具有 大气传送区，其中设有该架台匣和该传送机械装置；滤净单元，用以提供一滤净空气至该大气传送区；以及 至少一个装载台，用于安装邻接该大气传送区的基板传送盒， 其中该至少一个装载台更用来打开该基板传送盒，使该基板传送盒内部 连通该大气传送区，且该基板传送盒含有二个以上水平地相距第二间距的基4.如权利要求3所述的设备，更包含一用于该基板传送盒的贮藏单元, 其中该贮藏单元传送该基板传送盒至该至少 一个装载台。5. 如权利要求4所述的设备，其中该贮藏单元包含一传送机构，用以 传送该基板传送盒至该至少一个装载台。6. 如权利要求1所述的设备，其中该传送机械装置更用来维持固定转移，同时在该处理匣与该架台匣之间传送一或多个基板。7. 如权利要求1所述的设备，更包含 第二基板处理室；第二緩冲室，设置邻接该第二基板处理室；第二处理匣，以该第一间距支撑二个以上的基板，其中该第二处理匣可 在该第二緩沖室与该第二基板处理室之间传送；以及第二架台匣，以该第一间距支撑二个以上的基板，中该传送机械装置更利用这些基板搬运叶片在该第二架台匣与该第 二处理度之间传送多个基板。8. 如权利要求1所述的设备，其中这些基板搬运叶片为多个固定间距 的基板搬运叶片。9. 如权利要求1所述的设备，更包含一流体输送系统，连通该基板处 理室的内部处理体积，其中该流体输送系统输送一含前驱物的流体至该内部 处理体积，以使得 一 化学气相沉积(CVD)制程或 一 原子层沉积(ALD)制程可 以被执行在其内的一或多个基板上。10. 如权利要求9所述的设备，更包含一设施塔，邻接该基板处理室， 其中该设施塔包含多个含前驱物的安瓿，且该流体输送系统经由 一 高架件连 通该设施塔和该基板处理室。11. 如权利要求1所述的设备，更包含一垂直升降机构，用以传送一处 理匣进出该基板处理室。12. 如权利要求11所述的设备，其中该垂直升降机构更用来移除该基 板处理室的组件。13. 如权利要求1所述的设备，其中该传送机械装置包括 二棒连结臂；以及传动构件，用以沿着一线性路径放置该二棒连结臂，其中该线性路径包 含邻接该至少一个装栽台和该基板处理室的多个位置。14. 如权利要求1所述的设备，其中该设备更包含 第二基板处理室；以及维修道，设于该第一基板处理室与该第二基板处理室之间，且供进入该 传送机械装置与该第一和该第二基板处理室进行维修之用。15. 如权利要求14所述的设备，更包含第一装载台和第二装载台，其 中该第一装载台邻接该第一基板处理室，且该...

【专利技术属性】
技术研发人员：A韦伯，A布莱劳弗，J约德伏斯基，N梅里，A康斯坦特，E奎尔斯，MR赖斯，GJ罗森，V沙哈，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]