本公開內(nèi)容的實施方式大體涉及半導(dǎo)體處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

非晶太陽能電池和多晶太陽能電池在它們將光轉(zhuǎn)換成能量的效率方面受到了限制。單晶高遷移率材料能夠具有高得多的效率，但是通常也昂貴得多。常規(guī)設(shè)備是為具有極限規(guī)格和非常高的成本的半導(dǎo)體應(yīng)用而設(shè)計的。然而，這些系統(tǒng)全都具有較高成本，并且無法實現(xiàn)高產(chǎn)量自動化。

為了在高產(chǎn)量下實現(xiàn)用于光伏應(yīng)用的極低成本的外延沉積，本發(fā)明人相信，除了簡單地使一切變得更大以外的變化是需要的。例如，本發(fā)明人已觀察到，單批式反應(yīng)器在產(chǎn)量上是有限的，同時還具有高材料、消耗品成本以及自動化挑戰(zhàn)。還會使用非常高流量的氫、氮、水和前驅(qū)物。此外，當(dāng)生長厚膜時產(chǎn)生大量有害的副產(chǎn)物。

連續(xù)式反應(yīng)器已被多次嘗試用于外延工藝，但不僅從來不具有生產(chǎn)價值，也未實現(xiàn)對前驅(qū)物的良好使用。其主要問題在于膜質(zhì)量差，本發(fā)明人認(rèn)為，這是由于各腔室之間的隔離、工藝期間的金屬污染、以及過度維護而造成的。

另一方面，單晶片反應(yīng)器在利用前驅(qū)物和功率(電力)方面的效率極低，并且每個晶片的產(chǎn)量較低。另外，單晶片反應(yīng)器需要復(fù)雜的基板處置機制。因此，雖然單晶片反應(yīng)器可以具有非常高的質(zhì)量、低金屬污染水平、以及良好的厚度均勻性和電阻率，但是為了達(dá)成這些結(jié)果，每晶片的成本會非常高。

因此，本發(fā)明人已提供了能夠提供高前驅(qū)物利用率、簡單自動化、較低成本和具有高產(chǎn)量和工藝質(zhì)量的相對簡單的反應(yīng)器設(shè)計中的一些或全部的基板處理工具的實施方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文中提供了一種串聯(lián)(inline)基板處理工具以及所述串聯(lián)基板處理工具的方法或用途。在一些實施方式中，一種串聯(lián)基板處理工具可以包括：基板載體，載體具有多個槽，這些槽被構(gòu)造為當(dāng)彼此平行的多個基板設(shè)置在槽中時保持這些基板；第一基板處理模塊和第二基板處理模塊，所述第一基板處理模塊和所述第二基板處理模塊設(shè)置成直線布置，其中每個基板處理模塊包括外殼和軌道，所述軌道支撐基板載體并且為基板載體提供路徑，所述路徑用于使所述基板載體直線移動穿過第一基板處理模塊和第二基板處理模塊；以及第一氣頂，設(shè)置在第一基板處理模塊與第二基板處理模塊之間，其中第一氣頂包括：第一處理氣體導(dǎo)管，用于向第一基板處理模塊提供第一處理氣體；以及第二處理氣體導(dǎo)管，用于向第二基板處理模塊提供第二處理氣體。

在一些實施方式中，一種基板支撐載體可以包括：兩個載體支撐壁；第一基板支撐架，設(shè)置在兩個載體支撐壁之間并耦接到兩個載體支撐壁，所述第一基板支撐架具有多個槽，這些槽被構(gòu)造為當(dāng)彼此平行的第一多個基板設(shè)置在槽中時保持這些基板；第二基板支撐架，設(shè)置在所述兩個載體支撐壁之間并耦接到所述兩個載體支撐壁，所述第二基板支撐架具有多個槽，這些槽被構(gòu)造為保持平行于第一多個基板的第二多個基板；以及中心對準(zhǔn)架，設(shè)置在兩個載體支撐壁之間并耦接到兩個載體支撐壁，所述中心對準(zhǔn)架被構(gòu)造以對準(zhǔn)所述第一多個基板與第二多個基板。

在一些實施方式中，一種在串聯(lián)外延沉積工具中將材料沉積在多個基板上的方法可以包括：將基板載體提供到多個模塊中的第一模塊，基板載體具有設(shè)置在所述基板載體中的第一組平行基板；經(jīng)由氣頂中的第一處理氣體導(dǎo)管將向第一模塊提供第一氣體以在第一模塊中對第一組基板執(zhí)行外延沉積工藝的第一步驟，其中第一氣體在第一方向上流過第一組基板中每一個基板的至少一個表面；將基板載體移動到多個模塊中的第二模塊；以及經(jīng)由氣頂中的第二處理氣體導(dǎo)管向第二模塊提供第二氣體以在第二模塊中對第一組基板執(zhí)行外延沉積工藝的第二步驟，其中第二氣體在第二方向上流過第一組基板中每一個基板的至少一個表面，其中第二方向與第一方向相反。

本公開內(nèi)容的其它和另外的實施方式描述如下。

附圖說明

可參考附圖中描繪的本公開內(nèi)容的說明性的實施方式來理解本公開內(nèi)容的實施方式(以上簡要概述的內(nèi)容和以下更詳細(xì)討論的內(nèi)容)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅說明了本公開內(nèi)容的典型實施方式，并且因此不應(yīng)被視對本公開內(nèi)容的保護范圍的限制，因為本公開內(nèi)容可允許其它等效實施方式。

圖1描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的串聯(lián)基板處理工具。

圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的串聯(lián)基板處理工具的模塊的剖視圖。

圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的串聯(lián)基板處理工具的模塊。

圖4A描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的用于串聯(lián)基板處理工具中的示例性的垂直平行板式基板處理模塊的等距視圖。

圖4B描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的用于串聯(lián)基板處理工具中的垂直平行板式基板處理模塊的示例性的軌道的等距視圖。

圖4C描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的用于串聯(lián)基板處理工具中的示例性的垂直平行板式基板處理模塊的局部等距視圖。

圖4D描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的用于向串聯(lián)基板處理工具中的一個或多個垂直平行板式基板處理模塊提供處理氣體、隔離氣體和/或凈化氣體串聯(lián)的氣頂。

圖5描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的用于串聯(lián)基板處理工具中的示例性的水平平行板式基板處理模塊的等距視圖。

圖6描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的可與串聯(lián)基板處理工具一起使用的示例性的載體。

圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的在串聯(lián)外延沉積工具中將材料沉積在多個基板上的方法。

為了促進(jìn)理解，已盡可能使用相同附圖標(biāo)記指定各圖共有的相同元件。附圖未按比例繪制，并且為了清楚起見，可以進(jìn)行簡化。應(yīng)預(yù)見到，一個實施方式的元素和特征可有益地并入其它實施方式，而無需進(jìn)一步敘述。

具體實施方式

本文中提供了轉(zhuǎn)位(indexed)串聯(lián)基板處理工具的實施方式及其使用方法。和用于執(zhí)行多步驟基板工藝的常規(guī)基板處理工具相比，本發(fā)明的串聯(lián)基板處理工具有利地提供了成本有效且簡單的可制造性以及能量和成本的有效使用。雖然沒有限制范圍，但是本發(fā)明人相信，本發(fā)明的串聯(lián)基板處理工具可特別有利于處理較大尺寸的基板，例如，諸如450mm和更大的半導(dǎo)體基板、光伏應(yīng)用、玻璃面板基板或類似物。

在符合本公開內(nèi)容的一些實施方式中，本文描述的平行板式交替流動(Alternating Flow；AF)步驟和生長系統(tǒng)通過提供多個平行板輻射腔(radiant cavity)有利地提高了外延反應(yīng)器處理中的產(chǎn)量，所述多個平行板輻射腔在小反應(yīng)區(qū)內(nèi)的支持高密度基板，以提高氣體的利用率、優(yōu)化功率使用并最小化腔室內(nèi)的不希望的沉積。

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的串聯(lián)基板處理工具100。串聯(lián)基板處理工具100通?？梢员粯?gòu)造為對用于半導(dǎo)體應(yīng)用的基板上執(zhí)行任何工藝。例如，在一些實施方式中，串聯(lián)基板處理工具100可以被構(gòu)造為執(zhí)行一個或多個沉積工藝，諸如外延沉積工藝。

串聯(lián)基板處理工具100通常包括多個模塊112(表示為第一模塊102A、第二模塊102B、第三模塊102C、第四模塊102D、第五模塊102E、第六模塊102F和第七模塊102G)，這些模塊以直線布置耦接在一起成。在一些實施方式中，兩組或更多組的模塊112和112'可以經(jīng)由傳送腔室150或者滾道(raceway)耦接在一起，所述傳送腔室150或滾道被構(gòu)造為在每組模塊之間傳送基板載體。基板可以按照箭頭122和122'的指示方向移動穿過串聯(lián)基板處理工具100。在一些實施方式中，一個或多個基板可以設(shè)置在基板載體(例如下文參考圖4A、圖5和圖6描述的基板載體404、504和600)上，以促進(jìn)一個或多個基板移動穿過串聯(lián)基板處理工具100。

多個模塊112中的每個模塊可以單獨地被構(gòu)造為執(zhí)行工藝的一部分。通過利用每個模塊來僅執(zhí)行工藝的一部分，多個模塊112中的每個模塊可以被特定地構(gòu)造和/或優(yōu)化，以針對工藝的該部分使用最有效的方式進(jìn)行操作，由此使得與用于執(zhí)行多步驟工藝的常規(guī)使用工具相比，串聯(lián)基板處理工具100更為有效。

另外，通過在每個模塊中執(zhí)行工藝的一部分，提供給每個模塊的工藝資源(例如，電力、處理氣體或類似資源)可由僅用于完成模塊被構(gòu)造為用于完成的工藝的部分的工藝資源的量來確定，由此與用于執(zhí)行多步驟工藝的常規(guī)使用工具相比，進(jìn)一步使本發(fā)明的串聯(lián)基板處理工具100更為有效。

在一些實施方式中的串聯(lián)基板處理工具100的一個示例性配置中，第一模塊102A可以被構(gòu)造為提供凈化氣體以例如從基板和/或基板載體去除雜質(zhì)和/或?qū)⒒逡胗糜诔练e的合適氣氛中。第二模塊102B可以被構(gòu)造以用于預(yù)熱或執(zhí)行溫度斜坡(temperature ramp)以將基板溫度升高到適合于執(zhí)行沉積的溫度。第二模塊102B還可用于在下游模塊(例如，第三模塊102C)中進(jìn)行沉積之前使基板退火。預(yù)熱工藝可以在氫氣環(huán)境中進(jìn)行。在一些實施方式中，預(yù)熱工藝可以將載體和基板加熱到在1000攝氏度至約1500攝氏度之間的溫度。

接著，在圖1中描繪為第三模塊102C和第四模塊102D的一個或多個沉積模塊可以被構(gòu)造為在基板上沉積材料。在一些實施方式中，另一模塊可以被構(gòu)造為在沉積材料前執(zhí)行烘烤，以從基板中去除易揮發(fā)的雜質(zhì)。在一些實施方式中，模塊102C和102D支持在基板上進(jìn)行雙面沉積，如下文將更詳細(xì)論述的。為了在雙面平行板處理中實現(xiàn)沉積和電阻率的均勻性，氣體在不同方向(124和124')上流過基板表面。例如，如圖1所示，處理氣體在模塊102C中從左向右流動(如由箭頭124所繪示)，并且接著在模塊102D中從右向左流動(如由箭頭124'所繪示)，從而實現(xiàn)特定的均勻性。更具體地，在102C中的沉積工藝期間，最靠近沉積氣體被引入的位置的基板將會具有較厚的材料沉積層，設(shè)置在排出裝置附近的基板將會因沉積氣體耗盡而具有較薄的材料沉積層。因此，在第一沉積模塊(例如，102C)中可能形成不均勻的外延層。因此，沉積氣體在第二沉積模塊(例如，102D)中在相反方向上流動，以實現(xiàn)期望的均勻性。使用兩個獨立的沉積模塊來使沉積氣體有利地流動包括專用氣體注入裝置和專用氣體排出裝置，它們可以提供更均勻且可預(yù)測的顆粒沉積，這是因為排放裝置和注入裝置不是非常接近。另外，使用兩個獨立的沉積模塊來使沉積氣體有利地流動簡化了氣體輸送，因為每個模塊中的氣體注入可由公共氣體注入氣頂提供，如下文將更詳細(xì)描述的。

在一些實施方式中，可以使用周期性地切換氣體注入裝置和氣體排出裝置的一個或多個沉積模塊，以便在一個或多個沉積模塊中的每個沉積模塊內(nèi)使氣流交替流過基板。例如，利用交替氣流的單個沉積模塊在期望不均勻的摻雜劑分布的工藝中可以是有利的。

第五模塊102E可以被構(gòu)造用于冷卻基板。第六模塊102F可以被構(gòu)造用于提供凈化氣體，以例如在從串聯(lián)基板處理工具100中去除基板和/或基板載體前，從基板和/或基板載體去除工藝殘留物。在不需要某些工藝的實施方式中，可將被構(gòu)造用于工藝的那些部分的模塊省略。例如，如果在沉積后無需退火，那么就可省略被構(gòu)造用于退火的模塊，或者可用被構(gòu)造用于不同期望工藝的模塊進(jìn)行代替。

串聯(lián)基板處理工具100的一些實施方式包括串聯(lián)“推動機構(gòu)”(現(xiàn)示出)或能夠連續(xù)傳送鄰接的基板載體通過模塊102A-102F和110的其它機構(gòu)。例如，轉(zhuǎn)位傳輸可以使用氣動活塞式(pneumatic plunger-type)推動機構(gòu)來驅(qū)動載體模塊向前通過串聯(lián)式反應(yīng)器。

在一些實施方式中，屏障118可為閘或門，所述閘或門可打開以允許基板載體從一個模塊移動到下一模塊，并且可關(guān)閉以將模塊隔離。在一些實施方式中，串聯(lián)基板處理工具100可包括氣簾和閘，例如，使用氣簾來將一些模塊分離并且使用閘來將其它模塊分離，和/或使用氣簾和閘來將一些模塊分離。一旦推動機構(gòu)將基板載體輸送到每個腔室中的期望位置，門/閘組件(以及腔室內(nèi)襯元件)在圍繞基板載體形成密封以在每個腔室內(nèi)形成封閉區(qū)域。當(dāng)打開或關(guān)閉門機構(gòu)時，在每個門和與其相鄰的載體之間提供氣流(即，氣體凈化，或者氣簾)，以防止腔室之間的交叉污染。所提供的氣流由設(shè)置在串聯(lián)基板處理工具100的底部中的一個或多個排出端口接收。

在一些實施方式中，根據(jù)氣簾位置，使用氮、氫或氬氣的凈化氣簾來提供隔離。例如，將使用氬或氫氣在較熱處理區(qū)域中的形成氣簾。在靠近閘、遠(yuǎn)離較熱處理區(qū)域的較冷區(qū)域中的氣簾可以使用氮來最小化操作成本。氮氣氣簾僅可用于每個模塊的冷、惰性區(qū)段中。

閘為某些工藝提供了附加隔離，例如在序列的沉積部分期間。在處理系統(tǒng)的較熱區(qū)域中的閘可由石英制成，以承受高溫。為了提供反射閘以將能量反射回處理區(qū)域(并且保持閘冷卻)，可以提供復(fù)合閘。例如，拋光的不銹鋼和/或反射石英材料可設(shè)置在兩個石英板之間。

裝載模塊104和卸載模塊106可以分別促進(jìn)向串聯(lián)基板處理工具100提供基板和從串聯(lián)基板處理工具去除基板。在一些實施方式中，裝載模塊104和卸載模塊106可以提供真空抽空和恢復(fù)回大氣壓的功能，以促進(jìn)將基板從串聯(lián)基板處理工具100外部的大氣條件轉(zhuǎn)移到串聯(lián)基板處理工具100內(nèi)的條件(可包括真空壓力)。在一些實施方式中，裝載模塊104和卸載模塊106可分別為模塊102A和102F的一部分，或以其它方式耦接到模塊102A和102F。在一些實施方式中，裝載模塊104和卸載模塊106將會在氫或氮氣氣氛中在平行板式載體上裝載/卸載基板，因此載體組件未暴露于大氣，從而消除外部濕氣和其它污染物進(jìn)入系統(tǒng)。在一些實施方式中，可以利用一個或多個基板載體傳送機器人來從裝載模塊104提供基板載體和從卸載模塊106去除基板載體，由此提供基板載體到串聯(lián)基板處理工具100的自動裝載和從串聯(lián)基板處理工具100的自動卸載。

在一些實施方式中，可以沿串聯(lián)基板處理工具100的軸向長度提供下文參考圖2描述的軌道120，以促進(jìn)引導(dǎo)基板載體通過串聯(lián)基板處理工具100。軌道可以沿設(shè)施地面或其它基面而被提供，其中串聯(lián)基板處理工具100安裝在所述設(shè)施地面或其它基面上。在這種實施方式中，每個模塊可以被構(gòu)造為組裝成使得軌道可以沿模塊的暴露底部部分而被定位，以促進(jìn)沿軌道來移動基板載體并且使基板載體穿過每個相應(yīng)的模塊?；蛘?，軌道可以在被組裝成直線陣列時安裝到模塊的底表面。或者，軌道120的多個部分可以被安裝到每個單獨模塊的底表面，使得在所有模塊被組裝成直線陣列后形成整個軌道120。在一些實施方式中，軌道120可以包括輥，以促進(jìn)基板載體沿軌道120的低摩擦移動。在一些實施方式中，軌道120可由低摩擦材料制造，或者可涂覆有低摩擦材料，諸如下文參照圖2所描述的，以促進(jìn)基板載體沿軌道120的低摩擦移動。在其它實施方式中，固體碳化硅輥軸承可以用作輥軸承的材料。

在一些實施方式中，清潔模塊110可設(shè)置在卸載模塊106之后。在存在時，清潔模塊110可以清潔和/或準(zhǔn)備基板載體以接收另外一個或多個基板，用于隨后通過串聯(lián)基板處理工具100的運行(如返回路徑箭頭122'所示)。因此，基板載體可以重復(fù)使用多次。在一些實施方式中，清潔模塊110可以執(zhí)行預(yù)熱清潔和冷卻過程。清潔模塊110還可用于使用薄硅層來預(yù)涂覆載體組件。

圖2描繪模塊(諸如模塊102D)的示例性配置的剖視圖，所述模塊可以用作上述多個模塊112中的一個或多個模塊，并且在一些實施方式中，用作被構(gòu)造用于在基板上沉積材料的模塊。雖然下文大體上就特定模塊(102D)進(jìn)行論述，但是以下討論的內(nèi)容通常適用于除了僅特定用于沉積工藝的部件和/或配置之外的所有模塊。模塊102D可以是如關(guān)于圖4A至圖4D所述的垂直模塊或如關(guān)于圖5所述的水平處理模塊。

參考圖2，在一些實施方式中，模塊102D通?？梢园ㄍ鈿?02。外殼202可由適于半導(dǎo)體處理的任何材料制成，例如金屬，諸如鋁、不銹鋼或類似材料。外殼202可以是反射外殼或具有涂覆反射涂層的內(nèi)表面。外殼202可以具有適于容納平行板式基板載體(例如，下文所述的基板載體404和504)的任何尺寸，所述平行板式基板載體被構(gòu)造用于承載給定尺寸的多個平行基板并有助于期望的流率和分布。例如，在一些實施方式中，外殼可以具有約24英寸或約36英寸的高度和長度，以及約6英寸至約18英寸的深度。在一些實施方式中，外殼202可以通過將多個板或側(cè)面耦接在一起的形式進(jìn)行組裝以形成外殼202。每個外殼202可以被構(gòu)造以形成能夠執(zhí)行工藝的期望部分的特定模塊(例如，模塊102D)。通過以此方式組裝外殼202，就可經(jīng)由簡單且成本有效的工藝以生成用于多種應(yīng)用的多個數(shù)量的外殼202。

外殼的下表面206支撐基板載體并且為基板載體提供路徑，所述路徑用于使基板載體直線移動穿過模塊102D到達(dá)多個模塊中的與模塊102D相鄰的模塊。在一些實施方式中，下表面206可以被構(gòu)造作為軌道120。在一些實施方式中，下表面206可以具有耦接到下表面206的軌道120或軌道120的一部分。在一些實施方式中，下表面206或軌道120可以包括涂層，例如諸如含鎳合金(NiAl)的涂層的干膜潤滑劑，以促進(jìn)基板載體移動穿過模塊102D。備選地或組合地，在一些實施方式中，多個輥(在228處以虛線表示)可設(shè)置在下表面206上方，以促進(jìn)基板載體移動穿過模塊102D。在這種實施方式中，多個輥228可由不與工藝環(huán)境反應(yīng)和/或具有合適的熱管理性質(zhì)的任何材料(例如，諸如石英(SiO2))制成。

在一些實施方式中，屏障219可接近外殼202的第一端部216和/或第二端部218而被設(shè)置(例如，以形成如圖1所示的屏障118)。在存在時，屏障219將多個模塊中的每個模塊與相鄰模塊隔離，以防止模塊之間環(huán)境的交叉污染或混合。在一些實施方式中，屏障219可為由設(shè)置在模塊102D一端處的氣體入口(例如，諸如氣頂208)提供的氣流(例如凈化氣體)。備選地或組合地，在一些實施方式中，屏障219可為可移動的閘。在這種實施方式中，閘可由金屬(諸如鋁、不銹鋼或類似材料)制成。在一些實施方式中，閘的一個或多個側(cè)面可以包括反射涂層以最小化來自模塊102D的熱損失。在一些實施方式中，可以在閘中形成一個或多個凹口/特征(示出兩個凹口224、226)，以促進(jìn)將基板載體固定在模塊102D內(nèi)的期望位置和/或在處理過程中在基板載體與屏障219之間形成密封。

在一些實施方式中，模塊102D可以包括設(shè)置在外殼的一個或多個側(cè)面中的一個或多個窗口，諸如如圖2所示的被設(shè)置在外殼202的側(cè)面220中的窗口214。當(dāng)存在時，窗口214允許向外殼202提供中來自例如輻射熱燈的輻射熱量，所述輻射熱燈設(shè)置在窗口214的與外殼202內(nèi)部相對的一側(cè)上。窗口214可由適于允許輻射熱量穿過窗口214、同時在暴露于外殼202內(nèi)的處理環(huán)境時阻止劣化的任何材料制成。例如，在一些實施方式中，窗口214可由石英(SiO2)制成。在一些實施方式中，窗口214可為矩形管，所述矩形管設(shè)置在外殼202內(nèi)以使得平行板式基板載體穿過矩形管。

在一些實施方式中，模塊102D可以包括設(shè)置在102D的第一端部附近的注入/排出氣頂208以將處理氣體提供到外殼202內(nèi)。氣頂208可以以適于向外殼202提供期望處理氣流的任何方式進(jìn)行構(gòu)造，如以下關(guān)于圖4C所述。

返回參考圖2，在一些實施方案中，模塊102D可以包括第二氣頂210，第二氣頂210耦接到與第一氣頂208相對的外殼202的一部分，以促進(jìn)從外殼202中去除氣體。

參考圖3，在一些實施方式中，模塊102D可以包括一個或多個加熱燈(示出為加熱燈302、304)，所述加熱燈耦接到外殼202的側(cè)面306、308。加熱燈302、304經(jīng)由窗口214來向外殼202中提供輻射熱量。加熱燈302、304可為適于向外殼中提供足夠輻射熱量以在模塊102D內(nèi)執(zhí)行工藝的期望部分的任何類型的加熱燈。例如，在一些實施方式中，加熱燈302、304可為能夠提供約0.9微米(或者在一些實施方式中，為約2微米)的波長的輻射熱量的線性燈或分區(qū)線性燈?？苫谄谕麘?yīng)用來選擇用于各種模塊中的燈的波長。例如，波長可經(jīng)選擇以提供期望的燈絲溫度。較低波長的燈泡更為便宜、使用更小的功率，并且可以用于預(yù)熱。較長波長燈泡提供高功率以有助于提供較高工藝溫度，例如用于沉積工藝。

上述串聯(lián)基板處理工具100可以垂直或水平定向。圖4A至4D描繪垂直配置，而圖5則描繪水平配置。

圖4A描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的用于串聯(lián)基板處理工具100中的示例性垂直平行板式基板處理模塊400的等距視圖。垂直平行板式基板處理模塊400包括外殼402，外殼402類似于上述外殼202。外殼402可為能夠反射來自燈410的輻射熱能的反射外殼。燈410可接近外殼402的一個或多個內(nèi)表面(例如，在兩個表面上或在四個表面上)而設(shè)置。外殼402可以包括反射器或反射涂層(例如，金、拋光鋁)，所述反射器或反射涂層設(shè)置在外殼402的一個或多個內(nèi)表面上。燈410可為紅外(IR)燈。在一些實施方式中，燈410可為鹵鎢燈管。外殼402和燈410可以是水冷或空氣冷卻的。外殼可以包括矩形管414(也稱為窗口)，所述矩形管414用作IR窗口以使IR輻射熱能通過而到達(dá)基板載體404和基板406。矩形管414可由適于允許輻射熱量穿過矩形管414、同時在暴露于外殼402內(nèi)的處理環(huán)境時阻止劣化的任何材料制成。例如，在一些實施方式中，矩形管414可由石英(SiO2)制成。基板載體404可由軌道420支撐并且經(jīng)由設(shè)置在矩形管414內(nèi)的軌道420穿過垂直平行板式基板處理模塊400。在一些實施方式中，可以以某個角度支撐基板406的平行板中的每個基板。在一些實施方式中，基板406中的每個基板可維持在約1°至約15°的角度，同時維持基板406間的平行配置。

氣頂408將處理氣體、隔離氣體和/或凈化氣體提供到串聯(lián)基板處理工具100中的一個或多個模塊。具體來說，如圖4C所示，氣頂408可經(jīng)由夾環(huán)422耦接到垂直模塊400A和400B。在一些實施方式中，夾環(huán)422可由不銹鋼、鋼合金、鋁或復(fù)合材料制成。

如圖4C和圖4D所示，氣頂408可以包括一個或多個入口導(dǎo)管430以向垂直模塊400A和400B提供處理氣體。在一些實施方式中，一個或多個導(dǎo)管430可以通過多個入口孔434流體耦接到一個或多個入口通道432。流入入口導(dǎo)管430中的處理氣體進(jìn)入外殼402A和402B。在一些實施方式中，一個或多個導(dǎo)管430可以是用于從外殼402A和402B中去除處理氣體的排氣導(dǎo)管。所提供的處理氣體類型可以包括氫、硅、碳、硅烷、氯化氫(HCl)、三氯硅烷(TCS)或類似物。

一個或多個陶瓷閘450可以用于在工藝期間分離模塊以避免交叉污染。陶瓷閘450是可移動的閘，以允許基板載體404A和404B在模塊400A和400B與其它模塊之間傳遞。在一些實施方式中，例如，一旦處理氣體被引入外殼402A中(即，經(jīng)由導(dǎo)管430、通道432和孔434)，處理氣體被迫在由載體404A支撐的基板的平行板之間沿第一方向流動。類似地，例如，一旦處理氣體被引入外殼402B中，處理氣體被迫在由載體404B支撐的基板的平行板之間沿與第一方向相反的第二方向流動。

在一些實施方式中，氣頂408可以包括隔離氣體導(dǎo)管436以在陶瓷閘450之間提供隔離氣體(即，氣簾)以用于在兩個連接模塊之間提供隔離，從而防止交叉污染。由氣體導(dǎo)管436供應(yīng)的隔離氣體可以是氫或氮的凈化氣體。隔離氣體導(dǎo)管436可以經(jīng)由隔離氣體通道438和入口/出口孔440流體地耦接到在閘450之間的空間。經(jīng)由氣頂408引入的隔離氣體被引導(dǎo)到相對的氣頂，所述相對的氣頂可將隔離氣體排出?？稍陂l450之間流動的隔離氣體的類型可以包括氫、氮和其它惰性氣體。

在一些實施方式中，氣頂408可以包括窗口凈化氣體導(dǎo)管442以在載體404與矩形管414(即，IR窗口)之間提供窗口凈化氣體。窗口凈化氣體導(dǎo)管442可以經(jīng)由窗口凈化通道444和入口/出口孔446流體地耦接到在載體404與矩形管414之間的空間。經(jīng)由氣頂408引入的窗口凈化氣體被迫沿模塊400的長度流動，直到該氣體被另一氣頂408排出?？稍谳d體404與矩形管414之間流動的窗口凈化氣體的類型可以包括氫、氮和其它惰性氣體。

圖5描繪用于串聯(lián)基板處理工具100中的示例性的水平平行板式基板處理模塊500的等距視圖。水平平行板式基板處理模塊500包括外殼502，外殼502類似于上述外殼202和402。外殼502可為能夠反射來自燈510的輻射熱能的反射外殼。外殼502和燈510可以是水冷或空氣冷卻的。外殼可以包括矩形管514(也稱為窗口)，所述矩形管514用作IR窗口以使IR輻射熱能通過而到達(dá)基板載體504和基板506。矩形管514可由適于允許輻射熱量穿過矩形管514、同時在暴露于外殼502內(nèi)的處理環(huán)境時阻止劣化的任何材料制成。例如，在一些實施方式中，矩形管514可由石英(SiO2)制成。基板載體504可由設(shè)置在矩形管514內(nèi)的軌道520支撐并且經(jīng)由軌道520穿過水平平行板式基板處理模塊500。

與上述氣頂408類似，氣頂508將處理氣體、隔離氣體和/或凈化氣體提供到串聯(lián)基板處理工具100中的一個或多個水平模塊。

圖6描繪可與本文所述串聯(lián)基板處理工具100一起使用的示例性載體602。在一些實施方式中，載體602可以包括陶瓷側(cè)壁604。載體602還可包括頂部基板支撐架610、底部架612和中心對準(zhǔn)架614。底部基板支撐架610中的頂部基板支撐架612可以包括支撐基板606的槽620。在一些實施方式中，基板606可為懸臂式的，使得這些基板僅支撐在槽620內(nèi)的一端。在這種實施方式中，中心對準(zhǔn)架614可有助于對準(zhǔn)基板606的平行板，但不接觸基板606。載體602可以支撐基板606，使得基板兩側(cè)可被同時處理。在一些實施方式中，基板可以放置在由槽620支撐的架或板上。在一些實施方式中，可以某個角度支撐基板606的平行板中的每一個。在一些實施方式中，基板606中的每個基板可維持在約1°至約15°的角度，同時維持基板606間的平行配置。分別在圖4A和圖5中示出的基板406和506可類似地以某個角度被支撐。

在一些實施方式中，設(shè)置在頂部架610、底部架612和中間架614中的槽620允許氣體從頂部流向底部。另外，雖然示出的是垂直配置，但是載體602可以在水平模塊中使用。

在如以上附圖所述的串聯(lián)基板處理工具100的操作中，將基板載體602提供到第一模塊(例如，第一模塊102A)，所述基板載體具有設(shè)置在基板載體602中的第一組基板606。當(dāng)存在時，位于第一模塊的第一側(cè)和/或第二側(cè)上的屏障(例如，屏障118或屏障219)可關(guān)閉或打開以有助于隔離第一模塊。然后，可在第一組基板上執(zhí)行工藝的第一部分(例如，沉積工藝的凈化步驟)。在工藝的第一部分完成后，將第二基板載體提供到第一模塊，第二基板載體具有設(shè)置在第二基板載體中的第二組基板。當(dāng)?shù)诙遢d體被提供到第一模塊時，第二基板載體將第一載體推動到第二模塊(例如，第二模塊102B)。然后，在第一模塊中在第二組基板上執(zhí)行工藝的第一部分，同時在第二模塊中在第一組基板上執(zhí)行工藝的第二部分。重復(fù)添加后續(xù)的基板載體，以將每個基板載體提供到固定位置(即，在期望模塊內(nèi))，從而提供了基板載體的機械轉(zhuǎn)位。在工藝完成時，可以經(jīng)由卸載模塊(例如，卸載模塊106)從串聯(lián)基板處理工具100中去除基板載體。

圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式的在串聯(lián)外延沉積工具中將材料沉積在多個基板上的方法700。方法700在702處開始，在702中將基板載體提供到多個模塊中的第一模塊，基板載體具有設(shè)置在基板載體中的第一組平行基板。在404處，經(jīng)由氣頂中的第一處理氣體導(dǎo)管使第一氣體流動/提供進(jìn)入第一模塊中，以在第一模塊中在第一組基板上執(zhí)行外延沉積工藝的第一步驟。第一氣體可以在第一方向上流過第一組基板中每一個基板的至少一個表面。在一些實施方式中，氣體可以流過前表面和后表面，或頂表面和底表面，這取決于模塊和載體的定向(例如，水平處理或垂直處理)。在706處基板載體被移動到多個模塊中的第二模塊。在708處，經(jīng)由氣頂中的第二處理氣體導(dǎo)管使第二氣體流動/提供進(jìn)入第二模塊，以在第二模塊中在第一組基板上執(zhí)行外延沉積工藝的第二步驟。第二氣體可以在第二方向上流過第一組基板中每一個基板的至少一個表面。在一些實施方式中，第二方向與第一方向相反。在一些實施方式中，第一氣體和第二氣體是相同氣體?？商峁┑谝粴怏w和第二氣體以使得第一氣體和第二氣體在第一組平行基板中的每一個基板之間流動并流過第一組平行基板中每一個基板的兩個處理表面。在一些實施方式中，該方法進(jìn)一步包括：經(jīng)由氣頂中的隔離氣體導(dǎo)管在第一模塊與第二模塊之間提供隔離氣體。在一些實施方式中，該方法進(jìn)一步包括：經(jīng)由氣頂中的窗口凈化氣體導(dǎo)管在窗口的外表面與基板載體之間提供窗口凈化氣體，所述窗口設(shè)置在第一模塊和第二模塊中。

雖然上述內(nèi)容針對本公開內(nèi)容的實施方式，但也可在不背離本公開內(nèi)容的基本范圍的情況下設(shè)計本公開內(nèi)容的其它和進(jìn)一步實施方式。