專利名稱：裝載閘批式臭氧硬化的制作方法
裝載鬧批式臭氧硬化相關(guān)申請案的交叉引用本申請案主張2010年6月16日提出申請的美國臨時專利申請案第61/355，527號的權(quán)益，所述案出于所有目的以引用的方式并入本文。
背景技術(shù)：
自數(shù)十年前引入半導(dǎo)體器件以來，半導(dǎo)體器件幾何形狀已顯著減小。現(xiàn)代半導(dǎo)體制造設(shè)備常規(guī)生產(chǎn)具有250nm、180nm及65nm的特征結(jié)構(gòu)大小的器件，且新設(shè)備正在開發(fā)及實(shí)施中，以制造具有更小幾何形狀的器件。減小的特征結(jié)構(gòu)大小在具有減小空間尺寸的器件上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性特征。所述減小的尺寸又需要使用具有極低電阻系數(shù)的導(dǎo)電材料及具有極低介電常數(shù)的絕緣材料。低介電常數(shù)薄膜特別為金屬前介電(premetal dielectric;PMD)層及金屬間介電(intermetal dielectric; IMD)層所需要，以減少互連金屬化的RC時間延遲、防止不同層金屬化之間的串音及減少器件功率消耗。利用早期CVD技術(shù)沉積的未摻雜氧化硅薄膜通常具有4.0至4.2范圍內(nèi)的介電常數(shù)(k)。相反，現(xiàn)今常用于半導(dǎo)體工業(yè)的各種碳基介電層具有低于3. O的介電常數(shù)。此等碳基介電層中的大多數(shù)在最初沉積時相對不穩(wěn)定，且隨后在氧環(huán)境中硬化和/或退火以增加薄膜穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于一種適于同時硬化一批晶圓的腔室。所述腔室包括第一批式處理區(qū)域及第二批式處理區(qū)域，所述區(qū)域各自由支撐多個基板的晶圓傳送器服務(wù)，每一基板定位于以平行堆迭布置的專用晶圓支撐件上。在一個實(shí)施例中，第一批式處理區(qū)域直接位于第二批式處理區(qū)域下方，且晶圓傳送器操作性耦接至旋轉(zhuǎn)支座，所述旋轉(zhuǎn)支座在第一處理區(qū)域與第二處理區(qū)域之間升高及降低所述傳送器。盡管可在第一批式處理區(qū)域及第二批式處理區(qū)域中進(jìn)行多種不同的處理操作，但本發(fā)明的一些實(shí)施例允許第二批式處理區(qū)域中的高溫(例如，100至200°C)、加壓(例如，200至700ΤΟ1Γ)臭氧硬化工藝及第一批式處理區(qū)域中的N2O蒸汽退火工藝。另外，第一批式處理區(qū)域用于將晶圓裝卸至腔室中。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明關(guān)于一種用于以批次模式處理多個晶圓的腔室。所述腔室包括垂直對準(zhǔn)外殼，所述外殼具有由內(nèi)部分割器分隔的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域，第一處理區(qū)域直接定位于第二處理區(qū)域上方；多區(qū)域加熱器，所述加熱器操作性耦接至所述外殼，以加熱彼此獨(dú)立的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域；晶圓傳送器，所述傳送器適于固持處理腔室內(nèi)的多個晶圓，及在第一處理區(qū)域與第二處理區(qū)域之間垂直移動；氣體分配系統(tǒng)，所述氣體分配系統(tǒng)適于將臭氧引入第二區(qū)域中，及將蒸汽引入第一處理區(qū)域中；以及排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以排出被引入第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域中的氣體。在另一實(shí)施例中，提供一種用于以批次模式處理多個晶圓的基板硬化腔室，所述基板硬化腔室包括垂直對準(zhǔn)外殼，所述外殼具有由內(nèi)部分割器分隔的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域，第一處理區(qū)域直接定位于第二處理區(qū)域上方；多區(qū)域加熱器，所述加熱器操作性耦接至所述外殼，以加熱彼此獨(dú)立的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域；晶圓傳送器，所述傳送器適于固持第一處理區(qū)域或第二處理區(qū)域內(nèi)的多個晶圓以用于處理；第一氣體分配系統(tǒng)及第二氣體分配系統(tǒng)，所述第一氣體分配系統(tǒng)適于經(jīng)由第一處理區(qū)域引入處理氣體，所述第二氣體分配系統(tǒng)適于經(jīng)由第二處理區(qū)域引入處理氣體；排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以排出被引入第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域中的處理氣體；支座，所述支座操作性耦接至晶圓傳送器，以將晶圓傳送器移至一上部位置及一下部位置，在所述上部位置中，將所述多個晶圓定位于第二處理區(qū)域中，且在所述下部位置中，將所述多個晶圓定位于第一處理區(qū)域中；以及進(jìn)出門，所述進(jìn)出門可在一開啟位置與一閉合密封位置之間移動，在所述開啟位置中，可將晶圓裝載至晶圓傳送器上，且從晶圓傳送器移除晶圓。額外實(shí)施例及特征在以下描述中部分闡述，且某種程度上將在查閱本說明書之后對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得顯而易見，或可藉由實(shí)施本發(fā)明而獲悉。另外，對本發(fā)明的性質(zhì)及優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解可參閱本說明書的其余部分及附圖
來實(shí)現(xiàn)，其中在所述若干附圖中使用相同附圖標(biāo)記以代表相同組件。附圖簡述圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的硬化腔室的簡化橫截面圖；圖2為圖I所示的晶圓傳送器20及支座22的簡化橫截面圖；圖3為沿圖I所示的線A-A’截取的晶圓傳送器20的簡化橫截面圖；圖4為沿圖I所示的線B-B’截取的硬化腔室10的簡化橫截面圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的圖I所示的氣體氣室32的簡化橫截面圖；以及圖6是示例性多腔室基板處理系統(tǒng)的簡化說明圖，包含根據(jù)本發(fā)明的批式硬化腔室。
具體實(shí)施例方式圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的硬化腔室10的簡化橫截面圖。腔室10經(jīng)垂直定向，且腔室10包括如本文所述的第一批式處理區(qū)域30及第二批式處理區(qū)域40。藉由晶圓傳送器20將晶圓遞送至批式處理區(qū)域30及40中的每一個，晶圓傳送器20固持晶圓傳送器20內(nèi)的多個晶圓(亦即，一批晶圓)。在一個實(shí)施例中，晶圓傳送器安裝于旋轉(zhuǎn)支座22上，旋轉(zhuǎn)支座22允許在基板處理操作期間在處理區(qū)域30及40內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述一批晶圓。支座22進(jìn)一步操作性耦接至垂直致動器24，所述垂直致動器24將晶圓傳送器20提升至處理區(qū)域40中，且將晶圓傳送器20從處理區(qū)域40抽出，如下所述。流量閥45允許機(jī)械手(未圖示)在晶圓傳送器20定位于區(qū)域40內(nèi)時從晶圓傳送器20裝卸個別晶圓，所述機(jī)械手耦接至分度器(亦未圖示)。為將晶圓裝載至傳送器20中，分度器將機(jī)械手升高或降低至所要位置，且機(jī)械手隨后延伸經(jīng)過流量閥45，且將個別晶圓置放于傳送器20內(nèi)的晶圓支撐件上。在一個實(shí)施例中，一次一個晶圓地將晶圓裝載(及卸載)至晶圓傳送器20內(nèi)的空晶圓支撐件上，直至裝滿傳送器為止。在另一實(shí)施例中，機(jī)械手包括多個獨(dú)立臂，每一臂固持一晶圓，且機(jī)械手可一次將多個晶圓裝載(及卸載)至傳送器20中。腔室10包括封閉處理區(qū)域30及40的外壁12及標(biāo)示處理區(qū)域30與處理區(qū)域40之間的分離邊界的內(nèi)部分割器14。分割器14具有內(nèi)間隙，所述間隙允許將晶圓傳送器20升高及降低超出所述分割器。如下文將論述，當(dāng)晶圓傳送器20的頂部部分或底部部分與分割器14對準(zhǔn)時，產(chǎn)生準(zhǔn)密封(pseudo seal)，所述準(zhǔn)密封抑制但并不完全阻止氣體從區(qū)域30流動至區(qū)域40，且反之亦然。在一個實(shí)施例中，壓力等化管道(未圖示)在第一批式處理區(qū)域與第二批式處理區(qū)域之間延伸，以避免晶圓傳送器上原本可能誘發(fā)的巨大力，所述力歸因于當(dāng)藉由垂直致動器24將晶圓傳送器從一個處理區(qū)域移至另一個處理區(qū)域時可能產(chǎn)生的壓力梯度。氣體可經(jīng)由氣體氣室32引入批式處理區(qū)域30中，且氣體可經(jīng)由排氣氣室34從批式處理區(qū)域30排出。類似地，氣體可經(jīng)由氣體氣室42引入批式處理區(qū)域40中，且氣體可經(jīng)由排氣氣室44從批式處理區(qū)域40排出。氣體氣室32及42中的每一者包括沿腔室10的內(nèi)表面既水平又垂直的多個進(jìn)氣口，如下文所論述。類似地，排氣氣室34及44中的每一個包括沿腔室10的相對內(nèi)表面既水平又垂直布置的多個排氣出口。在一個實(shí)施例中，批式處理區(qū)域30特別適于批式臭氧硬化操作，且臭氧(O3)、氧(O2)及氮(N2)的源耦接至氣體氣室32，而批式處理區(qū)域40特別適于蒸汽退火操作，且分子態(tài)氮(N2)、氧(O2)及蒸汽(H2O)的源耦接至氣體氣室42。腔室10的真空泵及密封性質(zhì)使區(qū)域30及40中的每一個內(nèi)的真空處理能夠在所要壓力下得以實(shí)現(xiàn)，所述壓力是基于每一區(qū)域中執(zhí)行的基板處理操作來選擇的。作為特定示例，在一個實(shí)施例中，所述真空泵將所述腔室抽氣至約eOOTorr以用于臭氧硬化，且所述真空泵將所述腔室抽氣至I至5T0rr之間以用于腔室清潔步驟。另外，遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)50可安裝至腔室10的上表面，且遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)50可操作性耦接至清潔氣體(例如，三氟化氮)的一或多個源。所述遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)可流動性耦接至處理區(qū)域30及40，以便在腔室清潔操作期間將活性清潔物質(zhì)引入處理區(qū)域30及40中的每一個中，以移除可在處理期間沉積于腔室10的內(nèi)表面上的粒子。舉例而言，在腔室30及40中分別進(jìn)行的一個或多個批式硬化步驟和/或批式退火步驟之后，所述腔室清潔操作可定期發(fā)生。在一實(shí)施例中，在清潔步驟期間，在遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)50內(nèi)形成氬及NF3的等離子體，且活性清潔物質(zhì)可從所述遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)直接流動至處理區(qū)域30中。額外清潔氣體(例如，更多NF3)亦可由氣體氣室32內(nèi)的氣管引入?yún)^(qū)域30中。加熱器(未圖示)操作性耦接至加熱室10，以用于硬化及退火操作(且必要時用于清潔操作)。所述加熱器至少包括第一及第二獨(dú)立控制加熱區(qū)域，所述區(qū)域允許將處理區(qū)域30內(nèi)的溫度設(shè)定為與處理區(qū)域40內(nèi)的溫度不同的溫度。獨(dú)立溫度感測器(未圖示)經(jīng)定位以感應(yīng)出處理區(qū)域30及40中的每一者內(nèi)的溫度，且獨(dú)立溫度感測器可由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(未圖示)使用，以視需求獨(dú)立調(diào)整區(qū)域30及40中的每一個的溫度。在一個實(shí)施例中，所述加熱器包括耦接至外壁12的圓柱帶式加熱器以及耦接至所述腔室的頂壁12a及底壁12b的加熱器件。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解，在其它實(shí)施例中，可使用其他類型的加熱器。又，在某些實(shí)施例中，可用熱毯環(huán)繞腔室10及腔室10的加熱器件，以將熱損失減至最小。另外，本發(fā)明的一些實(shí)施例在處理區(qū)域30的底部部分和/或在處理區(qū)域40的底部部分提供專用氣管，所述氣管可用于向那些處理區(qū)域提供經(jīng)加熱的氮?dú)?N2),以補(bǔ)償直接位于所述區(qū)域之下的溫差。例如，在一些實(shí)例中，在處理區(qū)域40中實(shí)施的處理操作可在比區(qū)域30中實(shí)施的處理操作的設(shè)定溫度高出100攝氏度或更多的溫度下發(fā)生。即使分割器14及平板26及28在所述兩個處理區(qū)域之間提供熱絕緣，但為更好地補(bǔ)償此溫差，將多個專用進(jìn)氣口圍繞直接位于分割器14之上的腔室10的內(nèi)周邊定位?？杉訜釟怏w，且經(jīng)由這些入口引入氣體，以當(dāng)在區(qū)域30中在高于區(qū)域40的溫度的溫度下處理晶圓時，在所述腔室的此區(qū)域中提供額外加熱?；蛘撸山?jīng)由這些入口引入室溫氣體或經(jīng)冷卻氣體，以當(dāng)在區(qū)域40中在低于區(qū)域30的溫度的溫度下處理晶圓時，在所述腔室的此區(qū)域中提供額外冷卻。在另一實(shí)施例中，所述進(jìn)氣口可位于平板26及28中的任一者或兩者內(nèi)。 參看圖2，圖2為所安裝的晶圓傳送器20的上部部分的簡化橫截面圖，多個半導(dǎo)體晶圓25可定位于所述晶圓傳送器內(nèi)。每一個別晶圓25通常為環(huán)狀(例如，硅半導(dǎo)體晶圓)，且由專用最小接觸晶圓支撐件21支撐。在一個實(shí)施例中，晶圓支撐件21包括三個支撐件凸部21a、21b及21c，所述凸部在每一晶圓的外邊緣附近支撐傳送器20內(nèi)可固持的每一晶圓。支撐件凸部21a至21c圍繞晶圓傳送器20的周邊均勻隔開，如圖3所示。在一個特定實(shí)施例中，晶圓傳送器20固持三十個晶圓，且因此晶圓傳送器20具有三十組晶圓支撐件凸部 21a 至 21c。晶圓傳送器20進(jìn)一步包括上部熱絕緣平板26及下部熱絕緣平板28。每一個熱絕緣平板26及28的直徑略大于傳送器內(nèi)所定位的晶圓的直徑。圖I圖示處于下部位置的晶圓傳送器20，在所述下部位置中可從傳送器裝卸晶圓，且在所述下部位置，一旦一批完整晶圓定位于傳送器中，則可在下部處理區(qū)域40內(nèi)處理所述一批晶圓。如圖I所示，在此下部位置，上部熱絕緣平板26的下表面與分割器14接觸，以在區(qū)域40內(nèi)處理晶圓25時，將下部處理區(qū)域40內(nèi)的環(huán)境與上部處理區(qū)域30大體隔絕。類似地，當(dāng)藉由支座22及垂直致動器將晶圓傳送器20升高至用于在上部處理區(qū)域30中處理晶圓25的位置時，下部熱絕緣平板28的上表面與分割器14接觸，以將上部處理區(qū)域30內(nèi)的環(huán)境與下部處理區(qū)域40大體隔絕。此外，熱絕緣平板26及28中的每一者可由具有低導(dǎo)熱率的材料(例如，熱塑膠材料或不銹鋼)制成，以在腔室壁的頂表面12a及底表面12b中將晶圓25與加熱器熱隔絕。分割器14亦由類似的低導(dǎo)熱率材料制成。因此，分割器14與上部熱絕緣平板26或下部熱絕緣平板28的組合有助于將處理區(qū)域30及40熱隔絕，故而可將處理區(qū)域30及40維持在不同操作溫度下。參看圖4及圖5，圖4為沿圖I所示的線B-B’截取的硬化腔室10的簡化橫截面圖，圖5為氣體氣室32的簡化橫截面圖，氣體經(jīng)由入口 35進(jìn)入氣室32，且經(jīng)由腔室內(nèi)壁中所形成的多個進(jìn)氣口 36在處理區(qū)域30中循環(huán)所述氣體。在一個實(shí)施例中，襯墊38幫助等化氣室各處的壓力，以使氣流在所有入口 36處被均勻引入處理區(qū)域30中。在氣體氣室32對面，多個排氣裝置37在排氣氣室34的內(nèi)壁中形成，且出氣口 39用于將氣體從腔室10排出至真空前極管道(vacuum foreline)中。對于氣體氣室42及排氣氣室44而言,形成類似的氣體分配布置。氣體氣室與排氣氣室之間的對立關(guān)系產(chǎn)生氣流，所述氣流從氣體面板橫過布置于晶圓傳送器20中的每一個晶圓至排氣氣室。在一個實(shí)施例中，為確保橫過傳送器20中的每一晶圓表面的均勻氣體分配，將圖4所示的所述多個入口 36及排氣裝置37以垂直堆迭的方式布置，入口 36及排氣裝置37的數(shù)量等于晶圓傳送器20經(jīng)設(shè)置以固持的晶圓數(shù)量。因此，在傳送器20固持30個晶圓的實(shí)施例中，存在30組進(jìn)氣口 36及排氣裝置37，所述進(jìn)氣口 36及排氣裝置37在每一個批式處理區(qū)域30及40中被隔開，且所述進(jìn)氣口 36及排氣裝置37經(jīng)定位以產(chǎn)生橫過晶圓表面的均勻氣流，所述晶圓位于晶圓傳送器20的特定位置上。如先前所提及，本發(fā)明的實(shí)施例特別適用于執(zhí)行臭氧硬化操作。晶圓可直接從薄膜沉積或形成腔室(例如，其中沉積需要被硬化的摻碳的氧化物或其他薄膜)傳送至批式處理區(qū)域40。若以每90秒一次一個晶圓地將晶圓傳送至處理區(qū)域中，且傳送器20固持30個晶圓，則將耗費(fèi)超過30分鐘來完全裝滿所述傳送器。在一些實(shí)例中，在薄膜沉積之后不久仍可發(fā)生除氣作用(outgassing)，故處理區(qū)域40亦可充當(dāng)固持區(qū)，將晶圓置于所述固持區(qū)中，直到除氣作用已穩(wěn)定至一點(diǎn)為止，在所述點(diǎn)上，來自傳送至傳送器20的最后晶圓的除氣量與來自第一晶圓的除氣量非常接近或一致，所述第一晶圓可具有先于最后晶圓30分鐘沉積于所述第一晶圓上方的一層。在其他實(shí)施例中，將晶圓固持于單獨(dú)固持區(qū)中，以允許除氣作用的平衡，接著將晶圓傳送至處理區(qū)域40中。一旦晶圓就緒，則將傳送器20上移至處理區(qū)域40，在處理區(qū)域40中，平板28與分割器14形成準(zhǔn)密封。然后將晶圓進(jìn)行臭氧硬化工藝。在一個實(shí)施例中，首先將氮?dú)庖雲(yún)^(qū)域40中，以將晶圓加熱至介于105至200°C之間的所要溫度。然后，引入臭氧，以在介于200至700Torr之間的壓力(在一特定實(shí)施例中為600Torr)下執(zhí)行臭氧硬化。當(dāng)完成硬化步驟時，可將所述晶圓傳送器回降至處理區(qū)域30，且對所述晶圓進(jìn)行較低溫度蒸汽退火或其他后硬化處理工藝，或所述晶圓可全部從腔室10被傳送至另一腔室。硬化腔室10可操作性耦接至多腔室基板處理系統(tǒng)，諸如由應(yīng)用材料公司制造的Centura 或Producer 系統(tǒng)。在此類系統(tǒng)中，進(jìn)出門45 (例如，流量閥)可對所述多腔室系統(tǒng)的內(nèi)部腔室開啟。晶圓可由機(jī)械手經(jīng)由進(jìn)出門45移動進(jìn)出腔室10。圖7圖示此類系統(tǒng)的一個實(shí)例，在所述系統(tǒng)中可將腔室10整合至所述系統(tǒng)的前開式晶圓盒(front openingunified pod;F0UP)中的一個中。FOUP 402供應(yīng)基板(例如，300mm直徑晶圓)，所述基板由機(jī)械臂404接收，且所述基板在被放入晶圓處理室408a至408f中的一個之前被放入低壓固持區(qū)406中。第二機(jī)械臂410可用于將基板晶圓從固持區(qū)406傳送至處理室408a至408f及傳回。處理室408a至408f可包括一個或多個系統(tǒng)組件，所述系統(tǒng)組件用于在基板晶圓上沉積介電薄膜，或在每一個腔室408a至408f內(nèi)執(zhí)行其他基板處理晶圓。盡管未在圖I至圖5中的任一者中圖示，但本發(fā)明的一些實(shí)施例在一部分的腔室壁12內(nèi)包含進(jìn)氣口通道或管道，所述進(jìn)氣口通道或管道適于將經(jīng)加熱或經(jīng)冷卻的不反應(yīng)的氣體(例如，N2)遞送至分割器14周圍的區(qū)域。當(dāng)在不同溫度下如此完成區(qū)域30及40中執(zhí)行的工藝時，所述氣體可在這些區(qū)域的通道內(nèi)的腔室壁內(nèi)循環(huán)，以補(bǔ)償溫度非均勻性。在此類實(shí)例中，例如，可使用此溫度控制氣流，以冷卻下部腔室的上部部分，因此處理區(qū)域40中的所述腔室上部部分的溫度可更接近地匹配處理區(qū)域40中的所述腔室下部部分的溫度。在腔室10中處理一批或多批晶圓之后，可藉由使遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)50中產(chǎn)生的活性氟自由基流動進(jìn)入腔室10來清潔所述腔室。通常將晶圓傳送器20置放在中間位置，以使頂部熱絕緣平板26或底部熱絕緣平板28在清潔階段期間皆不與分割器14接觸。在此位置上，晶圓傳送器的上部部分位于處理區(qū)域30中，而所述傳送器的下部部分位于處理區(qū)域40中，且清潔氣體從區(qū)域30圍繞上部平板26自由流動至區(qū)域40中，以實(shí)現(xiàn)腔室10的上部部分與下部部分的清潔。在已描述若干實(shí)施例后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可使用各種修飾例、替代構(gòu)造及均等物。另外，并未描述大量熟知的工藝及器件，以避免不必要地遮蔽本發(fā)明。因此，不應(yīng)將以上描述視為限制本發(fā)明的范疇。
如本文及所附權(quán)利要求書中所使用，除非本文另外明確指出，否則單數(shù)形式“一(a/an) ”及“所述”包括多個指示物。因此，例如，提及“一工藝”包括多個此類工藝，且提及“所述前驅(qū)物”包括提及一個或多個前驅(qū)物及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的前驅(qū)物的均等物，等等。此外，用語“包括(comprise/comprising) ”、“包括(include/including/includes) ”在用于本說明書及所附權(quán)利要求書中時，意欲指定存在所敘述的特征結(jié)構(gòu)、整數(shù)、組件或步驟，但所述用語并不排除存在或添加一個或多個其他特征結(jié)構(gòu)、整數(shù)、組件、步驟、動作或群組。
權(quán)利要求
1.一種用于以批次模式處理多個晶圓的基板硬化腔室，所述腔室包括 垂直對準(zhǔn)外殼，所述外殼具有由內(nèi)部分割器分隔的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域，所述第一處理區(qū)域直接定位于所述第二處理區(qū)域上方； 多區(qū)域加熱器，所述加熱器操作性耦接至所述外殼，以加熱彼此獨(dú)立的所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域； 晶圓傳送器，所述傳送器適于固持所述第一處理區(qū)域或所述第二處理區(qū)域內(nèi)的多個晶圓以用于處理； 第一氣體分配系統(tǒng)及第二氣體分配系統(tǒng)，所述第一氣體分配系統(tǒng)適于經(jīng)由所述第一處理區(qū)域引入處理氣體，所述第二氣體分配系統(tǒng)適于經(jīng)由所述第二處理區(qū)域引入處理氣體； 排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以排出被引入所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域中的處理氣體； 支座，所述支座操作性耦接至所述晶圓傳送器，以將所述晶圓傳送器傳送至上部位置及下部位置，在所述上部位置中將所述多個晶圓定位于所述第二處理區(qū)域中，且在所述下部位置中將所述多個晶圓定位于所述第一處理區(qū)域中；以及 進(jìn)出門，可在開啟位置與閉合密封位置之間移動所述進(jìn)出門，在所述開啟位置中可將晶圓裝載至所述晶圓傳送器上且從所述晶圓傳送器移除晶圓。
2.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，進(jìn)一步包括遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)端等離子體系統(tǒng)經(jīng)操作性耦接以將活性清潔物質(zhì)引入所述硬化腔室中。
3.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述支座經(jīng)操作性耦接以在基板處理期間旋轉(zhuǎn)所述晶圓傳送器。
4.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述晶圓傳送器固持多個晶圓，每一晶圓在一連續(xù)水平位置上被支撐在支柱上，所述支柱圍繞相應(yīng)晶圓的外周邊布置。
5.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述晶圓傳送器包括頂部熱絕緣平板及底部熱絕緣平板，可移動所述平板，使所述平板與所述分割器接觸，以在基板處理期間將所述第一處理區(qū)域與所述第二處理區(qū)域之間的流體流通最少化。
6.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述第一氣體分配系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以在所述第一處理區(qū)域中引入蒸汽及執(zhí)行蒸汽退火，且所述第二氣體分配系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以在所述第二處理區(qū)域中引入臭氧及執(zhí)行臭氧硬化。
7.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，進(jìn)一步包括一個或多個專用進(jìn)氣口，以在接近所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域的一邊界的位置處引入溫度控制氣體。
8.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述晶圓傳送器固持三十個晶圓，所述三十個晶圓垂直堆迭在所述傳送器內(nèi)。
9.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述第二氣體分配系統(tǒng)包括多個進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口圍繞所述腔室的內(nèi)周邊的一部分布置，且所述排氣系統(tǒng)包括多個排氣出口，所述排氣出口圍繞與所述多個進(jìn)氣口相對的所述腔室的內(nèi)周邊的一部分布置。
10.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述晶圓傳送器將所述多個晶圓固持于所述傳送器內(nèi)的多個垂直對準(zhǔn)的晶圓位置中，且對于每一晶圓位置而言，所述第二氣體分配系統(tǒng)包括多個進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口布置在與相應(yīng)晶圓位置對準(zhǔn)的位置處且圍繞所述腔室的所述內(nèi)周邊的一部分，且所述排氣系統(tǒng)包括多個排氣出口，在與所述相應(yīng)晶圓位置對準(zhǔn)的所述多個進(jìn)氣口相對處，所述排氣出口圍繞所述腔室的所述內(nèi)周邊的一部分布置。
11.如權(quán)利要求I所述的基板硬化腔室，其中所述進(jìn)出門操作性耦接至所述第一處理區(qū)域中的所述腔室。
12.一種用于以批次模式處理多個晶圓的基板處理腔室，所述腔室包括 垂直對準(zhǔn)外殼，所述外殼具有由內(nèi)部分割器分隔的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域，所述第一處理區(qū)域直接定位于所述第二處理區(qū)域上方； 多區(qū)域加熱器，所述加熱器操作性耦接至所述外殼，以加熱彼此獨(dú)立的所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域； 晶圓傳送器，所述傳送器適于固持所述處理腔室內(nèi)的多個晶圓，及在所述第一處理區(qū)域與所述第二處理區(qū)域之間垂直移動； 氣體分配系統(tǒng)，所述氣體分配系統(tǒng)適于將臭氧引入所述第二區(qū)域中，及將蒸汽引入所述第一處理區(qū)域中；以及 排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以排出被引入所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域中的氣體。
13.如權(quán)利要求12所述的基板處理腔室，進(jìn)一步包括進(jìn)出門，所述進(jìn)出門操作性耦接至所述腔室，以允許在所述傳送器定位于所述第一處理區(qū)域中時，將晶圓傳送至所述晶圓傳送器以及從所述晶圓傳送器傳送晶圓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于以批次模式處理多個晶圓的基板處理腔室。在一個實(shí)施例中，所述腔室包括垂直對準(zhǔn)外殼，所述外殼具有由內(nèi)部分割器分隔的第一處理區(qū)域及第二處理區(qū)域，所述第一處理區(qū)域直接定位于所述第二處理區(qū)域上方；多區(qū)域加熱器，所述加熱器操作性耦接至所述外殼，以加熱彼此獨(dú)立的所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域；晶圓傳送器，所述傳送器適于固持所述處理室內(nèi)的多個晶圓，及在所述第一處理區(qū)域與所述第二處理區(qū)域之間垂直移動；氣體分配系統(tǒng)，所述氣體分配系統(tǒng)適于將臭氧引入所述第二區(qū)域中及將蒸汽引入所述第一處理區(qū)域中；以及排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置以排出被引入所述第一處理區(qū)域及所述第二處理區(qū)域中的氣體。
文檔編號H01L21/02GK102934214SQ201180027803
公開日2013年2月13日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者D·盧博米爾斯基, J·D·潘松二世, K·H·弗勞德, A·汗, S·文卡特拉馬 申請人:應(yīng)用材料公司