專利名稱：用于隔離的與離散的工藝順序的整合的方法與系統(tǒng)的制作方法
用于隔離的與離散的工藝順序的整合的方法與系統(tǒng)
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝變得更復(fù)雜，對(duì)改良的研究變得更難以控制管理。 不僅要能夠研究不同的材料，而且工藝及工藝順序可能也需要隨著材料 改變。為了實(shí)施對(duì)這些變化評(píng)估，必須進(jìn)行過(guò)多的測(cè)試及數(shù)據(jù)評(píng)估。目
前用于評(píng)估材料的梯度變化(gradient variation)技術(shù)并未針對(duì)有效地施行 大量所需測(cè)試而被最優(yōu)化。梯度變化技術(shù)的一個(gè)限制為，其無(wú)法配合跨 越多個(gè)步驟的變化以便結(jié)合對(duì)材料評(píng)估而評(píng)估工藝順序。例如，目前的 梯度變化技術(shù)缺乏同時(shí)評(píng)估單一基板上的不同材料的不同工藝與工藝順 序的能力。
因此，需要用于測(cè)試工藝、工藝順序及單一基板上的材料的改進(jìn)的 技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體基板的處理方法及系統(tǒng)。下列將敘 述本發(fā)明的數(shù)個(gè)發(fā)明實(shí)施例。
在本發(fā)明的一方面，提供一種半導(dǎo)體基板的處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含 一主框架，此主框架具有多個(gè)模塊連接至此主框架。所述模塊包含處理 模塊、儲(chǔ)存模塊及傳輸機(jī)構(gòu)。所述處理模塊可包含組合式的處理^t塊及 傳統(tǒng)的處理模塊，如表面?zhèn)渲啤崽幚?、蝕刻及沉積模塊。在一實(shí)施例 中，所述模塊中的至少之一儲(chǔ)存多個(gè)掩膜。該多個(gè)掩膜致使跨越一系列 工藝及/或另 一模塊中待處理的基板的多個(gè)膜層的空間位置與幾何形狀的原位變化。應(yīng)注意每一工藝毋需形成一膜層，且每一工藝毋需所有區(qū) 域的空間位置皆重迭。在另一實(shí)施例中，該系統(tǒng)包含一處理模塊，此處
理模塊用以在維持受控環(huán)境的同時(shí)，處理一基板表面的第一層面(first level)的位址隔離區(qū)域(site isolated regions),并改變跨越基板表面上設(shè)置 于彼此之上的多個(gè)層面的特征尺寸。在此實(shí)施例中，該受控環(huán)境被維持 在包圍多個(gè)處理模塊的一框架區(qū)域內(nèi)。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種基板的處理方法。該方法開(kāi)始于接 收該基板。當(dāng)空間上改變連續(xù)處理間的掩膜時(shí)，以串行及并行的組合方 式處理基板的多個(gè)區(qū)域，其中該連續(xù)處理在集束型(cluster)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行以 避免不利的環(huán)境(negative environment)。所避免的不利的環(huán)境可能會(huì)包含 空氣、水氣及^t粒污染。在一實(shí)施例中，連續(xù)的處理在未中斷真空(vacuum break)的情況下進(jìn)行。在另一實(shí)施例中，提供一種在未中斷真空的集束型 (cluster)設(shè)備內(nèi)的基板處理方法。該方法開(kāi)始于，在一處理室中利用具有 第一組特征部的掩膜來(lái)處理基板。接著，在該處理室中利用具有第二組 特征部的掩膜來(lái)處理基板。在一實(shí)施例中，具有第一組特征部的掩膜被 用于初始處理操作，接著自該處理室移出掩膜并以具有第二組特征部的 掩膜替換之。在另一實(shí)施例中，提供一種基板的組合處理方法。該方法 開(kāi)始于，以傳統(tǒng)的方式來(lái)處理基板。在真空下，于基板的一離散區(qū)域上 施行第一位址隔離沉積(first site-isolated deposition)。在未中斷真空的情況 下，于基板的該離散區(qū)域上施行第二位址隔離沉積。第二位址隔離沉積 所覆蓋的區(qū)域大于第一位址隔離沉積所覆蓋的區(qū)域。接著，在未中斷真 空的情況下于基板的該離散區(qū)域上施行第三位址隔離沉積。第三位址隔 離沉積所覆蓋的區(qū)域小于第二位址隔離沉積所覆蓋的區(qū)域。此實(shí)施例才是 供了 一實(shí)例，在此實(shí)例中位址隔離沉積區(qū)域間的尺寸關(guān)具體指定了第二 位址隔離區(qū)域所覆蓋的區(qū)域大于第 一 區(qū)域且第三位址隔離區(qū)域所覆蓋的 區(qū)域小于第二區(qū)域。然而在其他實(shí)施例中，第二位址隔離區(qū)域與第一位 址隔離區(qū)域具有不同尺寸，或第一、第二及第三位址隔離區(qū)域皆具有不 同尺寸。應(yīng)注意位址隔離區(qū)域可具有不同的幾何形狀及/或尺寸。述，本發(fā)明的其他方面將變得更清晰。


通過(guò)下列結(jié)合了附圖的詳細(xì)敘述，本發(fā)明將更容易了解；相同的附 圖標(biāo)記代表相同的結(jié)構(gòu)元件。
圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的組合工藝順序整合的方法的 流程圖。
圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的整合式高效率組合系統(tǒng)(high productivity combinatorial, HPC)沉積一皮統(tǒng)的筒化示意圖。
圖3為圖2中的集成型高效率組合系統(tǒng)(HPC)沉積被統(tǒng)的另一實(shí)施例。
圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的資料庫(kù)模塊(library module) 的簡(jiǎn)化示意圖。
圖5A-1至5A-3及5B-1至5B-3顯示了可被儲(chǔ)存于圖4的資料庫(kù)模 塊內(nèi)的示例性掩膜圖案。
圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的能夠在位址隔離處理期間被形成 的特征部的簡(jiǎn)化示意圖，其中此特征部具有跨越基板的多個(gè)膜層的不同 空間定義。
圖6A及6B顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有遮板庫(kù)(shutter garage)的HPC模塊。
圖7A至7D顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的可經(jīng)由圖6A及6B的遮 板庫(kù)的遮板位向而施加的各種結(jié)構(gòu)。
圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板組合工藝的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
此文中所述的實(shí)施例提供了能夠施行傳統(tǒng)及組合工藝的方法及系 統(tǒng)，所述傳統(tǒng)及組合工藝可用以評(píng)估單一基板上的多個(gè)材料及多個(gè)處理 步驟。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚了解，在不利用部分或全部所述特
6定細(xì)節(jié)的情況下亦可施行本發(fā)明。在其他的情況下，并未詳細(xì)敘述傳統(tǒng) 的處理操作以免不必要地模糊本發(fā)明的焦點(diǎn)。
本文中所述的設(shè)備可用以分析工藝、工藝順序及單一基板上的組合 式材料。本文中所述的實(shí)施例在下列工藝之間不使基板暴露于有害環(huán)境 的情況下，達(dá)成所需材料的空間定義、特定處理膜層內(nèi)具有變化幾何形 狀的工藝、及其跨越一特定基板的多個(gè)處理膜層的工藝順序。在一實(shí)施 例中，避免有害環(huán)境被通過(guò)未中斷真空來(lái)達(dá)到，即，將基板所暴露的環(huán) 境維持在受控制的環(huán)境條件下，此條件包含維持真空狀態(tài)。當(dāng)然，維持 真空狀態(tài)包含真空可改變但未中斷真空的條件，即，壓力不會(huì)自真空狀 態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎?，例如顯然在包含集束型設(shè)備的室內(nèi)。在此情況下，組合 式的工藝順序整合可用以最優(yōu)化半導(dǎo)體工藝。工藝順序整合允許不同的 工藝及伴隨的材料受到評(píng)估而非僅單一材料評(píng)估。如下列更詳細(xì)地討論， 提供具有多個(gè)模塊的集束型設(shè)備，其中所述模塊中之一為用以施行位址 隔離處理步驟的組合式處理室。位址隔離工藝可以連續(xù)的方式施行，在 此方式中一次處理基才反的一個(gè)位址。在另一實(shí)施例中，可以并4亍的方式 處理基板上的一或多個(gè)位址群組。而每一此類位址群組可串行處理，即， 以連續(xù)的方式處理。又，傳統(tǒng)的處理模塊如沉積室可被包含于集束型設(shè) 備中，其中所有或?qū)嵸|(zhì)上所有基板皆并行處理，這在此處描述的一些的 一些實(shí)施例中可被稱為以傳統(tǒng)方式處理。當(dāng)考慮到組合及傳統(tǒng)的處理模 塊的組合能力時(shí)，可評(píng)估工藝材料、工藝及/或工藝順序的任何數(shù)目組合/ 變化。又，可在特定的基板膜層或多個(gè)基板膜層間連續(xù)地、平行地或以 串行處理及并行處理的某種組合處理基板的區(qū)域。因此，在本文中所述 的實(shí)施例下能夠評(píng)估處理操作的順序及材料組合。
本文中所述的設(shè)備亦避免基板暴露至不利的環(huán)境。不利的環(huán)境可包 含空氣、氧、水氣、微粒污染等。基本上，不利地影響處理操作中的工 藝或材料的任何環(huán)境條件都會(huì)被視為是不利的環(huán)境的元素。通過(guò)控制處 理室及模塊內(nèi)和處理室及模塊外但位于集束型設(shè)備框架環(huán)境內(nèi)的環(huán)境及 處理?xiàng)l件，可隨著不同材料來(lái)評(píng)估工藝順序整合。在一實(shí)施例中，框架 環(huán)境(亦可被稱為框架區(qū)環(huán)境)被維持在真空條件，以在切換處理室的掩膜
7或處理室間傳送基板時(shí)避免真空中斷。此外，實(shí)施例包含在每一處理步 驟后測(cè)試原位建立的結(jié)構(gòu)的能力。因此，用于該結(jié)構(gòu)的不同材料及/或建 立該結(jié)構(gòu)的步驟序列的影響可受到評(píng)估，以決定最優(yōu)的工藝及結(jié)構(gòu)。換 言之，下列的實(shí)施例敘述了能夠考慮或結(jié)合工藝整合資料庫(kù)與材料資料 庫(kù)的系統(tǒng)與方法。所述實(shí)施例避免了步驟間的真空中斷并提供了在處理 操作間必須改變的幾何形狀。變化幾何形狀包含但不限制于，在步驟之 間或之內(nèi)改變特征部的尺寸、形狀、位置、分布、位向、數(shù)目等。處理 模塊內(nèi)部及外部的受控環(huán)境避免了暴露至不利的環(huán)境的任何機(jī)會(huì)。
圖1的流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的組合式工藝順序整合
的方法。在操作100中，提供基板。來(lái)自操作100的基板可以操作120 中所指定的傳統(tǒng)方式來(lái)加以處理，或可在操作110中所指定的離散方式 加以處理。離散工藝經(jīng)由高效率組合式(HPC)沉積系統(tǒng)進(jìn)行，下列將根據(jù) 本發(fā)明的一實(shí)施例的圖2與3而更詳細(xì)地殺又述此沉積系統(tǒng)。以前述組合 方式處理的基板可選擇性地先以操作120中所述的傳統(tǒng)方式加以處理或 接續(xù)地以操作130所述的傳統(tǒng)方式加以處理。此外，應(yīng)注意多個(gè)離散 處理操作可在任何傳統(tǒng)處理操作之后或之前進(jìn)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)注 意，傳統(tǒng)的處理操作指基板或基板的實(shí)質(zhì)部分以均勻方式受到處理的處 理操作，例如經(jīng)由市售的沉積、蝕刻、清潔及半導(dǎo)體晶片制造時(shí)所用的 其他半導(dǎo)體工藝設(shè)備所施行者。因此，本文中所述的操作實(shí)現(xiàn)了欲在建 立終端裝置如集成電路等所需的處理流程的所需區(qū)段中使用的組合式處 理及組合工藝順序整合方法。接著，可利用操作140中所指定的傳統(tǒng)分 析方法，針對(duì)有興趣的特性測(cè)試處理區(qū)域如裝置或已制造的裝置的多個(gè) 部分。應(yīng)注意，操作140的測(cè)試工藝可在圖1的流程圖中的多個(gè)步驟處 進(jìn)行。即，在每一傳統(tǒng)處理技術(shù)及/或每一離散處理技術(shù)后，可進(jìn)行測(cè)試 以收集獨(dú)立工藝順序與序列整合的資訊。此外，可在工藝順序后進(jìn)行測(cè) 試。在一實(shí)施例中測(cè)試原位進(jìn)行。當(dāng)然，在圖1的每一操作間，測(cè)試是 選擇性地，其可進(jìn)行或不進(jìn)行。經(jīng)由所有實(shí)施例的敘述應(yīng)了解，經(jīng)由本 文中所述的設(shè)計(jì)/系統(tǒng)可達(dá)成許多其他的組合/變化。因此，特別敘述的例 示性實(shí)施例意不在限制本發(fā)明。圖2的簡(jiǎn)化示意圖顯示了才艮據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的集成型高效率組
合(HPC)沉積系統(tǒng)。HPC沉積系統(tǒng)包含支撐多個(gè)處理模塊的框架400。應(yīng) 了解，根據(jù)一實(shí)施例的框架400可為一體框架。然而，用以支撐本文所 述的模塊并允許基板在多個(gè)模塊間傳送的任何合適結(jié)構(gòu)皆可與本文所述 的實(shí)施例一起使用。例如，框架400可為集成在一起的多個(gè)分離件。真 空預(yù)備室(load 1ock)/工廠介面402提供進(jìn)入HPC沉積系統(tǒng)的多個(gè)模塊的 入口。根據(jù)一實(shí)施例，真空預(yù)備室/工廠介面402可包含一晶圓傳送盒 (FOUP)。機(jī)械手臂(robot) 414用于使基板(及掩膜)在模塊間運(yùn)動(dòng)，并移 入和移出真空預(yù)備室402。根據(jù)一實(shí)施例，模塊404可為定位/除氣模塊。 即，在一實(shí)施例中模塊404可對(duì)準(zhǔn)基板。應(yīng)注意，經(jīng)由基板上的槽口或 其他記號(hào)，模塊404可施行此對(duì)準(zhǔn)功能以將基板一致性地放置到多個(gè)模 塊中。此外，模塊404可具有除氣模塊的功能，其中基板在任何工藝如 本文中所述的沉積工藝之前(或之后)，可在模塊404中進(jìn)行除氣。根據(jù)本 發(fā)明的一實(shí)施例，模塊406可為清潔模塊。模塊406所施行的清潔可為 等離子體系或非等離子體系工藝。在一實(shí)施例中，該清潔可為蒸氣系工 藝。該清潔可為干式工藝，但不限于干式清潔工藝，亦可包含半導(dǎo)體工 藝中所用的濕式清潔工藝。在^t塊406中可施行半導(dǎo)體制造才喿作中所常 用的任何傳統(tǒng)清潔工藝。例如，可經(jīng)由模塊406進(jìn)行含氬的賊射清潔或 含氫的反應(yīng)性清潔。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊408被稱為資料庫(kù)模 塊。在模塊408中，儲(chǔ)存了多個(gè)掩膜(亦被稱為處理掩膜)。在組合式處理 模塊中可使用所述掩膜，以將某些圖案施加至正在所述模塊中接受處理 的基板。以下將參照?qǐng)D4來(lái)提供資料庫(kù)模塊408的更進(jìn)一步細(xì)節(jié)。應(yīng)注 意資料庫(kù)408及其中所包含的掩膜使特征部能夠跨越正受到處理的基 板的膜層而作空間上的變化。又，在本文中所述的高效率組合式(HPC) 沉積系統(tǒng)中的處理期間，能夠在未中斷真空的情況下利用跨越多個(gè)膜層 的空間定義來(lái)施行位址隔離工藝。經(jīng)由不同4務(wù)膜來(lái)在空間上變化特征部 組的能力結(jié)合了 HPC沉積模塊的受控環(huán)境工藝，提供了能夠利用各種工 藝順序分別或同時(shí)評(píng)估各種材料成分的強(qiáng)大設(shè)備。換言之，模塊408與 HPC模塊的結(jié)合致使了工藝順序與材料及工藝資料庫(kù)的評(píng)估及耦合。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊410包含了 HPC物理氣相沉積模塊。 模塊410包含遮板庫(kù)410a及410b。在遮板庫(kù)410a及410b中可移動(dòng)的遮 板可在平面方向移動(dòng)，以部分地遮蔽自模塊408供應(yīng)至模塊410的掩膜。 即，來(lái)自資料庫(kù)模塊408的掩膜由機(jī)械手臂414而被供給至模塊410。遮 板庫(kù)410a及410b包含遮板，遮板能夠在平面方向上移動(dòng)以覆蓋提供至 模塊410的掩膜的一部分。當(dāng)然，可暴露整個(gè)處理掩膜。以下圖5至圖7 更詳細(xì)地?cái)⑹隽苏诎鍘?kù)410a及410b的功能。應(yīng)注意遮一反可致使梯度 處理(gradientprocessing)或可用以在處理期間改變曝光圖案。又，當(dāng)結(jié)合 了資料庫(kù)模塊408所實(shí)現(xiàn)的空間上改變特征部的能力時(shí)，提供了具有高 度彈性的組合/非組合工藝整合設(shè)備。
在一實(shí)施例中，HPC模塊410能夠執(zhí)行方法、操作法、工藝、測(cè)試 載件(test vehicle)、合成序列、技術(shù)或其組合，用以同時(shí)、并行或快速連 續(xù)地(i)設(shè)計(jì)，(ii)合成，(iii)處理，(iv)工藝順序，(v)工藝整合，(vi)裝置 整合，(vii)分析，或(viii)對(duì)不止兩種化合物、成分、混合物、工藝或合成 條件、或者自上述所衍生出的結(jié)構(gòu)的表征。應(yīng)注意，測(cè)試載件包含但不 限制于，用于集成電路裝置的設(shè)計(jì)、工藝建構(gòu)、工藝認(rèn)證(qualification)、 及工藝控制的物理、電性、光解及/或^t特性裝置如測(cè)試結(jié)構(gòu)或晶片。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊412為傳統(tǒng)的沉積模塊。根據(jù)本發(fā)明 的一實(shí)施例，模塊412可包含用以施行傳統(tǒng)物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣 相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、 快速熱處理(RTP)等工藝。因此，當(dāng)HPC模塊410可施行位址隔離工藝 時(shí)，模塊412將在傳統(tǒng)技術(shù)下施行跨越基板(例如，晶圓)的并行處理。應(yīng) 注意雖然圖2顯示了模塊的特定結(jié)構(gòu)，但此結(jié)構(gòu)旨不在限制本發(fā)明。 即，只要包含HPC沉積模塊如模塊410,模塊的任何組合皆可被包含于 HPC沉積系統(tǒng)中。因此，圖2的處理系統(tǒng)有許多可行結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意在 一實(shí)施例中，資料庫(kù)模塊408所提供的功能性可經(jīng)由處理掩膜的儲(chǔ)存所 專屬的真空預(yù)備室模塊所提供。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，控制器可控制本文中所指的操作及工藝。 即，某工藝的配方被程序化至控制器的存儲(chǔ)器中，且控制器通過(guò)操控閥件、電源、機(jī)械手臂及集束型設(shè)備的模塊的其他實(shí)體裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的 功能性，以執(zhí)行該配方?？刂破骺蔀橛?jì)算系統(tǒng)的一部分，計(jì)算系統(tǒng)具有 用以檢視工藝、原位測(cè)試的工藝結(jié)果及修改配方的圖形使用者介面。計(jì) 算裝置將包含中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、用于存儲(chǔ)器和CPU之間通 信以及輸入/輸出能力的總線、以及顯示器。在一實(shí)施例中，中央化的控
制器即計(jì)算裝置411可控制HPC系統(tǒng)的工藝?；蛘?，每一模塊可具有與 中央化計(jì)算裝置411通信的控制器。當(dāng)然，某些^^莫塊可具有局部控制器 但其他模塊經(jīng)由中央化的計(jì)算裝置411來(lái)加以控制。
框架400內(nèi)的環(huán)境受到控制，以提供不會(huì)損害正在施行的處理操作 的環(huán)境。在一實(shí)施例中，該環(huán)境可在受控制的惰性環(huán)境中操作。例如， 可用泵將氧抽出環(huán)境并以惰性氣體代替。例如，可被泵抽入以代替氧氣 的氣體可為氬氣、氮?dú)饧安粫?huì)與基板處理操作進(jìn)行負(fù)面反應(yīng)的其他惰性 氣體。在此實(shí)施例中，在接續(xù)的工藝之前及/或之間，氧氣被移除至能夠 充分避免已處理的基板產(chǎn)生任何氧化的程度。在另 一實(shí)施例中，框架400 內(nèi)的環(huán)境被維持在一真空。在此實(shí)施例中，模塊內(nèi)的壓力可被維持在介 于約1托至約10—1()托之間。應(yīng)注意，可在一開(kāi)始時(shí)將環(huán)境泵抽至某一真 空程度，接著將處理氣體注射至各個(gè)處理室中以維持一真空狀態(tài)。又， 通過(guò)在一開(kāi)始泵抽至一低壓如約10—6至10,托，基本上可移除任何存在 的污染物。當(dāng)在一實(shí)施例中單一框架為氣密時(shí)，環(huán)境受到控制及保護(hù)而 不會(huì)有任何污染物突破框架環(huán)境。
當(dāng)然，在另一實(shí)施例中可將環(huán)境維持在一正壓，應(yīng)注意，當(dāng)才艮據(jù)正 在施行的處理操作來(lái)維持環(huán)境的控制時(shí)所提供的實(shí)際范圍為例示性且旨 不在限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，可利用各種技巧來(lái)控制水氣、 濕度、微粒物質(zhì)、溫度、壓力及任何其他的環(huán)境特性，以致使基板與才務(wù) 膜在模塊間及經(jīng)由框架環(huán)境移動(dòng)，卻不會(huì)將有害的影響導(dǎo)入基板、掩膜、 正施行于基板上的工藝及/或由所述工藝所形成的結(jié)構(gòu)。
圖3為圖2中所示的集成型高效率組合式(HPC)沉積系統(tǒng)的另一實(shí)施 例。在圖3中，兩主框架400-1及400-2被連接在一起(見(jiàn)例如美國(guó)專利 5,186,718及6,977,014,亦已知為具有兩主模塊的單一集束型設(shè)備)，以提
ii供根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有多個(gè)處理模塊的設(shè)備。在一例示性實(shí)施
例中，主框架40-l周圍具有集束型的真空預(yù)備室(loadlock)402、定位/除 氣模塊404、清潔模塊406、資料庫(kù)模塊408-l及HPC模塊410-1。機(jī)械 手臂414-1提供基板及/或掩膜在處理模塊間的傳輸及移動(dòng)，以及進(jìn)入及 離開(kāi)集束型設(shè)備。模塊500-1及500-2提供與主框架400-1及主框架400-2 相關(guān)的系統(tǒng)間的穿越能力。又，模塊500-1及500-2可提供正在兩主框架 400-1及400-2間傳送的基板及/或掩膜的定位能力。主框架400-2周圍具 有集束型的多個(gè)處理模塊。模塊包含傳統(tǒng)工藝(例如，沉積、表面?zhèn)渲啤?工藝等)模塊412-1及傳統(tǒng)處理模塊412-2。 HPC模塊410-2及HPC模塊 410-3亦被提供作為處理模塊。根據(jù)本發(fā)明的 一 實(shí)施例，模塊408-2為容 納多個(gè)處理掩膜的資料庫(kù)模塊。
傳統(tǒng)處理才莫塊可包含物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等 離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子 層沉積(PEALD)、離子誘發(fā)原子層沉積(II-ALD)、自由基增強(qiáng)原子層沉積 (REALD)等及相關(guān)的模塊。傳統(tǒng)處理模塊亦可包含本領(lǐng)域中廣為人知的 熱、雷射、UV、 IR、微波、電子束、離子及其他形式的處理模塊。
在一實(shí)施例中，HPC模塊中的至少之一被用以施行物理氣相沉積 (PVD)。在其他實(shí)施例中，HPC模塊中的至少之一,皮用以施行下列的至少 之一化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、原子層 沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、離子誘發(fā)原子層沉積 (n-ALD)、自由基增強(qiáng)原子層沉積(REALD)、熱處理、雷射工藝、UV工 藝、IR工藝、微波工藝、電子束工藝及離子工藝。
圖3被提供以顯示另一實(shí)施例，其中多個(gè)主框架被整合在一起，以 提供更進(jìn)一步的組合及變化。應(yīng)注意，可將任何數(shù)目的主框架整合在一 起以提供能夠支持不同處理操作數(shù)目的額外處理模塊。在資料庫(kù)408-1 及408-2內(nèi)，其中所提供的掩膜能夠提供不同的幾何形狀，俾使在基板處 理期間于未中斷真空的情況下可跨越膜層定義特征部?；蛘撸?一資料庫(kù) 模塊可利用模塊500-1及500-2作為穿越室以將提供掩膜組提供予整個(gè)沉 積系統(tǒng)。因此，本文中所述的實(shí)施例不僅僅允許多個(gè)材料受到測(cè)試，更
12允許步驟序歹'J(sequence of steps)即工藝順序亦可被包含在測(cè)試矩陣中。 即，本文中所述的系統(tǒng)允許跨越基板多個(gè)膜層的組合式工藝及非組合式 工藝，使不僅僅是不同材料可被包含及評(píng)估，且工藝及工藝順序亦可被 更改以決定出最優(yōu)的工藝順序。工藝順序可包含處理步驟的順序及所述 步驟的對(duì)應(yīng)操作條件如在物理氣相沉積(PVD)的情況下為溫度、壓力、氣 體流量、氣體物種、氣體比例、功率、時(shí)間、占空率(dutycycle)、頻率等 以及與半導(dǎo)體處理操作相關(guān)的任何其他工藝參數(shù)。應(yīng)注意，資料庫(kù)模塊 408-1及408-2所提供的掩膜可在資料庫(kù)模塊本身中進(jìn)行定位，或在定位 模塊500-1或500-2中進(jìn)行定位。又，圖3為經(jīng)由本文中所述的實(shí)施例的 模塊組合所提供的各種結(jié)構(gòu)的例示圖。
圖4的簡(jiǎn)化圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的資料庫(kù)模塊。資料庫(kù) 模塊408包含儲(chǔ)存于其中的多個(gè)掩膜600。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，掩膜 600可擱放在對(duì)應(yīng)的擱架602上。然而根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，掩膜600 可擱放在用以支撐資料庫(kù)模塊內(nèi)的掩膜的各種其他結(jié)構(gòu)上。即，掩膜可 擱放在能使機(jī)械手臂接取掩膜600的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)上。當(dāng)然，該結(jié)構(gòu)被 適合用于潔凈的環(huán)境且與掩膜材料相匹配。根據(jù)本發(fā)明的 一 實(shí)施例，模 塊408能夠旋轉(zhuǎn)移動(dòng)及垂直移動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)注意，任何適當(dāng)?shù)?機(jī)械手臂皆能提供垂直高度控制及繞著軸604的旋轉(zhuǎn)。儲(chǔ)存在資料庫(kù)才莫 塊408中的掩膜被移入及移出模塊如組合式處理模塊。掩膜600上具有 各種圖案及特征尺寸，例如圖5A-1至5A-3及5B-1至5B-3中所示。如 上所述，在一實(shí)施例中真空預(yù)備室模塊可代替資料庫(kù)模塊。
圖5A-1至5A-3及5B-1至5B-3顯示了可被儲(chǔ)存于圖4的資料庫(kù)模 塊內(nèi)的例示性掩膜圖案。應(yīng)注意，所示的掩膜圖案為例示性而旨不在限 制本發(fā)明，根據(jù)工藝需求可使用任何數(shù)目的幾何形狀及/或特征尺寸性能 不同的不同掩膜圖案。掩膜圖案可包含但不限制于，開(kāi)口數(shù)目、開(kāi)口尺 寸、開(kāi)口形狀、開(kāi)口位向、開(kāi)口位置及開(kāi)口分布等不同的圖案。
在圖5A-1中，提供具有多行的掩膜圖案。圖5A-2的圖案包含具有 橫跨基板的多列的圖案。圖5A-3的圖案包含遍布整個(gè)掩膜的多個(gè)圓形。 又，應(yīng)注意，可利用操控上述遮板庫(kù)中的遮板，以暴露圖5A-1至5A-3所示的^務(wù)膜的一部分。例如，關(guān)于圖5A-3,遮;tl可遮蔽所述圓形的一部
分以使掩膜可經(jīng)由遮板位置來(lái)加以改變。應(yīng)注意，各種其他圖案及形狀/
幾何形狀可被記錄于掩膜上，且圖5A-1至5A-3中所示的三種圖案僅為 例示性而旨不在限制本發(fā)明。在一實(shí)施例中，單一掩膜上的特征部的圖 案可隨著^務(wù)膜的不同部分而改變尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，圖5B-1至5B-3顯示了可轉(zhuǎn)移的掩膜的組 合。在圖5B-1至5B-3中， 一開(kāi)始利用金屬掩膜來(lái)定義圖5C的第一金屬 層620。接著利用圖5B-2的絕緣體掩膜來(lái)定義圖5C的絕緣體層622。最 后利用圖5B-3的金屬掩膜來(lái)定義圖5C的上金屬層624。此產(chǎn)生出圖5C 中所示跨越正被處理中的基板的多個(gè)膜層的圖案，而定義出功能性的金 屬-絕緣體-金屬電容結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意，通過(guò)使用可轉(zhuǎn)移的掩膜會(huì)使得膜層 622的絕緣體面積相對(duì)地大于膜層620的金屬1面積，且會(huì)使得膜層624 的金屬2面積相對(duì)地小于膜層622的絕緣體面積，俾以保證金屬1與金 屬2面積之間有適當(dāng)?shù)碾娊^緣。
圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的位址隔離處理期間能夠被形成的 圖型的簡(jiǎn)化示意圖，其中該圖型具有跨越基板上的多個(gè)膜層或跨越在基 板上施行的多個(gè)處理步驟的可變空間定義。圖5C顯示了可具有存儲(chǔ)器元 件功能的金屬-絕緣體-金屬結(jié)構(gòu)。金屬層624被設(shè)置于絕緣體層622之上， 因此設(shè)在金屬層620之上。如所示，在多個(gè)膜層的每之一之間(620至622 及622至624)設(shè)有空間變化，以提供每一層之間及上與下電極之間的絕 緣，以避免任何短路。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，梯度方法無(wú)法完成此幾 何形狀。圖5B-1至5B-3的掩膜圖型達(dá)完成了圖5C的結(jié)構(gòu)，且將掩膜送 入及送出HPC模塊的能力致使了此工藝。又，相對(duì)于梯度技術(shù)無(wú)法評(píng)估， 在此方法中膜層620、 622及624所定義的結(jié)構(gòu)間的介面可受到評(píng)估。
如上所述，掩膜可自資料庫(kù)模塊而送入及送出組合式模塊，且框架 區(qū)域內(nèi)的環(huán)境避免了任何真空中斷或暴露至不利的環(huán)境，因此可在無(wú)有 害的物理、機(jī)械、化學(xué)、電性、光學(xué)、磁性等利害性質(zhì)的擾動(dòng)及/或任何 其組合的情況下，評(píng)估工藝順序。在形成集成電路的實(shí)際結(jié)構(gòu)時(shí)，資料 庫(kù)模塊內(nèi)的不同掩膜及將所述掩膜送入及送出處理室的能力能夠?qū)⒆儺悓?dǎo)入至工藝順序中。即，可獲得任何半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)如圖6C的MIM、或溝
槽、通孔、晶體管、罩蓋層、阻障層、粘著層等的評(píng)估。應(yīng)注意，經(jīng)由
具有可轉(zhuǎn)移的掩膜的系統(tǒng)所允許的變異包含了周期性、特征尺寸、特 征形狀、特征分布、開(kāi)口百分率、位向及/或其任何組合。又，處理操作 可結(jié)合組合式工藝及傳統(tǒng)工藝及兩者的組合。例如，可利用單一掩膜以 接續(xù)的方式來(lái)處理基板面積的一部分。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可利用 相同的掩膜來(lái)接續(xù)地處理基板的四分的一區(qū)域。因此，從一方面，依序 地處理四個(gè)四分之一 區(qū)域，但定義每一四分之一 區(qū)域的子區(qū)域在被以并 行方式處理。
圖6A及6B顯示具有根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的遮板庫(kù)的HPC模塊。 在圖6A中，處理模塊410包含遮板庫(kù)410a。遮板庫(kù)410a可包含固定式 或可移動(dòng)式的遮板。即，遮^反庫(kù)410a可用以支撐或容納固定式遮》反，此 固定式遮板被用以遮蔽處理模塊410內(nèi)的掩膜(或基板)的半部或某一其 他固定部分?；蛘撸赹l庫(kù)410a可用以支撐可移動(dòng)式的遮^1，此可移動(dòng) 式遮板被用以遮蔽處理模塊410內(nèi)的掩膜(或基板)的任何部分或不遮蔽。 應(yīng)注意，處理模塊410為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的上述高效率的組合式沉 積模塊。在圖6A中，處理模塊410具有單一遮板庫(kù)410a。或者，圖6B 顯示具有多個(gè)遮板庫(kù)410a及410b的處理才莫塊410。應(yīng)注意，如參照?qǐng)D 6A所述，遮才反庫(kù)410a及410b可4諸存固定式或可移動(dòng)式遮才反。
此外，雖然圖6B的遮板庫(kù)被以彼此對(duì)向的方式設(shè)置，但在本發(fā)明的 一實(shí)施例中， 一遮板庫(kù)相對(duì)于另一遮才反庫(kù)可為90度。當(dāng)然，遮板庫(kù)可以 任何位向或組合位向偏離處理模塊。又，例如固定式掩膜可自資料庫(kù)模 塊傳送至HPC模塊中?；蛘咴谠试S此類情況的實(shí)施例中，掩膜可留在遮 板庫(kù)中以消除對(duì)于資料庫(kù)模塊的需求。在掩膜留在遮板庫(kù)中的實(shí)施例中， 可在掩膜上定義多個(gè)圖型及幾何形狀，且經(jīng)由掩膜的旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)具有跨 越多個(gè)膜層的空間變化的位址隔離工藝。例如，參考圖5B-1至5B-3，單 一掩膜可包含圖5B-1的圖型的一半以及圖5B-2的圖型的一半。接著， 通過(guò)遮板的旋轉(zhuǎn)及使用，可實(shí)現(xiàn)如圖5C中所施行的具有空間變化的位址 隔離工藝。當(dāng)然，掩膜的旋轉(zhuǎn)可經(jīng)由機(jī)械手臂或設(shè)置在遮板庫(kù)內(nèi)的適當(dāng)機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。應(yīng)注意，基板可旋轉(zhuǎn)或獨(dú)立于掩膜作移動(dòng)，而仍達(dá)到具有 空間變化的位址隔離工藝。
圖7A至7D顯示可經(jīng)由容納于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖6A與6B的遮 板庫(kù)內(nèi)的遮板的位向所施加的各種結(jié)構(gòu)。在圖7A中，可移動(dòng)遮板900遮 蔽了基板902的部分。可移動(dòng)遮才反900可在平面方向上移動(dòng)，此平面實(shí) 質(zhì)上平行于基才反902的平面。此平面方向由箭頭904所顯示。在圖7B中 使用兩遮板以遮蔽基板902的多個(gè)部分。遮板900-1及900-2均遮蔽了基 板902的對(duì)應(yīng)端部，藉此使基板902的中央部分棵露。遮板900-1及900-2 再次在箭頭904所示的方向中移動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，可使用多 種技術(shù)來(lái)提供遮才反900-1及900-2的移動(dòng)。例如，遮才反的一端可固至一延 伸臂，此延伸臂根據(jù)控制器而移動(dòng)或步進(jìn)特定的量。在另一實(shí)施例中， 遮板900-1及900-2的位置可固定。
雖然圖7A及7B顯示了遮板為了限制基板棵露所作的移動(dòng)，但遮板 亦可用以限制設(shè)置在基板上方的掩膜的棵露。圖7C及7D顯示了用以遮 蔽設(shè)置在基板上方的4備膜的一部分的遮板。在圖7C中，遮板900遮蔽了 掩膜906的一部分。因此，設(shè)置在掩膜906下方的基板僅會(huì)受到經(jīng)由掩 膜906的棵露部分的工藝。在圖7D中，遮板900-1及900-2遮蔽了掩膜 906的多個(gè)部分。應(yīng)注意，掩膜906可在處理模塊內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且若掩膜上定 義了各種圖型，則經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的掩膜的旋可施加該各種 圖型。在另一實(shí)施例中，通過(guò)例如旋轉(zhuǎn)將基板支撐于其上的座臺(tái)或基板 支撐件，可旋轉(zhuǎn)基板本身。
圖8的流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基板的組合工藝用的步 驟。在操作905中，可經(jīng)由市售的設(shè)備施行在基板上常進(jìn)行的傳統(tǒng)處理 技術(shù)如表面?zhèn)渲?、表面處理、沉積或蝕刻技術(shù)。應(yīng)注意，操作950為選 擇性的。在一實(shí)施例中，可對(duì)基板提供全面性的沉積(blanket deposition) 或任何先前已施行過(guò)的其他處理操作。接著，此方法進(jìn)行至操作952,在 此操作中于真空條件下在基板的 一 離散區(qū)域上施行第 一位址隔離沉積。 第一位址隔離沉積覆蓋了基板的第一區(qū)域。在此處，依圖2及3所述的 HPC沉積系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)此位址隔離工藝。接著此方法進(jìn)行至操作954，在操作954中在未中斷真空的情況下于基板的一離散區(qū)域上方施行第二位
址隔離沉積。第二位址隔離沉積覆蓋了大于第一區(qū)域的第二區(qū)域。在操
作954中，進(jìn)行了工藝順序整合，其中操作952鋪設(shè)下第一膜層，而操 作954將第二膜層鋪設(shè)于第一膜層上方。然而，由于改變掩膜及維持真 空條件的能力，第二位址隔離沉積覆蓋了整個(gè)第 一 區(qū)域及超過(guò)第 一 區(qū)域 的某額外面積。在一實(shí)施例中，可在操作954中施行全面性的沉積操作， 且此操作可提供具有空間變化的絕緣膜層。
接著圖8的方法進(jìn)行至操作956,在操:作956中于未中斷真空的情況 下在基板的該離散區(qū)域上方施行第三位址隔離沉積。第三位址隔離沉積 覆蓋了小于第二區(qū)域的第三區(qū)域，以使第三位址隔離沉積通過(guò)第二位址 隔離沉積而與第一位址隔離沉積絕緣。應(yīng)注意，通過(guò)維持真空，基板不 會(huì)暴露至任何氧化條件，且工藝被于相同的系統(tǒng)中進(jìn)行。圖8的實(shí)施例 產(chǎn)生了在一實(shí)施例中圖5C的結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，金屬與絕緣體膜層間 具有絕緣，且上與下金屬電極間具有絕緣。應(yīng)注意，在上述的每一步驟 之間可施行材料及工藝順序的測(cè)試。更應(yīng)注意，圖8所討論的操作順序 旨不在限制本發(fā)明。因此，全面性的步驟可為選擇性的，且甚至在其他 時(shí)機(jī)施行，例如，可自供應(yīng)商采購(gòu)具有全面性膜層的晶圓(blanketwafer)。
具有空間變化的絕緣膜層的其他技術(shù)。如上所述，圖8的實(shí)施例為例示 性且旨不在限制本發(fā)明。在另一實(shí)施例中，兩跨越單一膜層的兩圖型的 結(jié)構(gòu)是不同的。
因此，本文中所述的實(shí)施例提供了在處理期間毋需真空中斷、具有 跨越多個(gè)膜層的可調(diào)整空間定義的組合式晶圓工藝及位址隔離工藝。多 個(gè)掩膜及在不將工藝元件暴露至有害環(huán)境的情況下在處理模塊中移動(dòng)與 置換掩膜或旋轉(zhuǎn)掩膜或晶圓，致使了跨越正在處理中的基板的多個(gè)工藝 順序的空間位置及幾何形狀變化。消除真空中斷的需要可避免氧化、暴 露至空氣、水氣、污染物或暴露至非潔凈或其他有害環(huán)境。上述實(shí)施例 更致使了跨越基板多個(gè)膜層的特征部幾何形狀與位置的原位變化。因此， 可使工藝順序上的變化及此序列所用的材料與工藝的測(cè)試更有效率地達(dá)到 一最優(yōu)的總工藝順序總合。工藝順序的測(cè)試可以階段性的方式進(jìn)行， 其中系統(tǒng)化地將相對(duì)大群的材料、工藝及工藝順序整合候選者限縮至相 對(duì)小群的材料、工藝及工藝順序整合候選者。接著，以小規(guī)模的工藝環(huán) 境評(píng)估該小群的材料、工藝及工藝順序整合候選者(如仿造大規(guī)模工藝條 件時(shí)單一晶圓的組合式工藝)，以辨識(shí)出材料、工藝及工藝順序整合候選 者中的相對(duì)小群的最優(yōu)可能組合。
在下列許多申請(qǐng)專利范圍中未特別敘述的額外申請(qǐng)專利范圍包含 了，在未中斷真空的情況下于集束型設(shè)備中處理基板的方法，此方法包 含了下列步驟在具有一掩膜的處理室中處理基板，此掩膜具有第一組
特征部；自該處理室移出具有該第一組特征部的該掩膜；提供具有第二 組特征部的掩膜予該處理室；及在具有一掩膜的處理室中處理基板，此 掩膜具有第二組特征部。在一實(shí)施例中，第一組特征部與第二組特征部 不同。在另一實(shí)施例中，第一組特征部與第二組特征部#:選自于包含下 列者的族群開(kāi)口尺寸、開(kāi)口位向、開(kāi)口數(shù)目、開(kāi)口位置及開(kāi)口分布。 該方法亦可包含變化遮板以在第 一組特征部與第二組特征部之間切換。 在具有第 一組特征部的掩膜的處理室中處理基板的步驟包含利用具有 該第 一組特征部的掩膜來(lái)連續(xù)地施行基板的多個(gè)部分的位址隔離工藝， 其中該連續(xù)地施行包含一工藝順序，此工藝順序被選自包含串行處理、 并行處理及連續(xù)與并行處理的某組合的族群，其中該工藝順序包含組合 式處理操作與傳統(tǒng)處理操作兩者。該方法亦包含測(cè)試自該工藝所原位 產(chǎn)生的功能結(jié)構(gòu)；當(dāng)利用具有第 一組特征部的掩膜而于處理室中處理基 板時(shí)，將具有第二組特征部的掩膜存放于處理室外部；及當(dāng)利用具有第 二組特征部的掩膜而于處理室中處理基板時(shí)，將具有第一組特征部的掩 膜存力文于處理室外部。
本發(fā)明的額外主張包含了一種基板處理系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包含單 一主框架，具有連接至其的多個(gè)模塊；及設(shè)于該單一主框架內(nèi)的傳送機(jī) 構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)被用以在多個(gè)模塊間傳送基板，其中該多個(gè)模塊中的至 少一模塊儲(chǔ)存多個(gè)掩膜，該多個(gè)掩膜致使跨越基板多個(gè)膜層的特征部尺 寸的原位變化，該多個(gè)掩膜更致使跨越了施加至基板的工藝順序的空間位置與幾何形狀的原位變化。在一實(shí)施例中，多個(gè)掩膜中的每之一定義 了不同的幾何圖案。在另一實(shí)施例中，多個(gè)掩膜中的之一包含了定義第 一圖案的第一區(qū)域及定義第二圖案的第二區(qū)域。在此處，多個(gè)掩膜中的 之一 的旋轉(zhuǎn)與遮板的結(jié)合定義了受到暴露的第 一 區(qū)域或第二區(qū)域。該系 統(tǒng)在多個(gè)處理模塊中的至少 一模塊中包含了多個(gè)掩膜中的 一掩膜所用的 支撐結(jié)構(gòu)，其中該支撐結(jié)構(gòu)可沿著一軸旋轉(zhuǎn)，其中該支撐結(jié)構(gòu)可垂直調(diào) 整。在一實(shí)施例中，多個(gè)模塊中的剩余之一為用以施行基板的隔離工藝 的組合式模塊。該組合式模塊包含了可移動(dòng)的遮板，該遮板被用以遮蔽 放置在該組合式模塊內(nèi)的多個(gè)掩膜中的 一掩膜的 一部分。該系統(tǒng)包含用 以在基板表面上施行傳統(tǒng)沉積操作的沉積模塊，其中該傳送機(jī)構(gòu)被用以 在未中斷真空的情況下，于該多個(gè)模塊的沉積模塊與該剩余模塊之間傳 送基板。在此系統(tǒng)中，工藝順序整合施行時(shí)，同時(shí)維持一受到控制的環(huán) 境。在另一實(shí)施例中，提供多個(gè)組合式模塊。
本發(fā)明的其他組主張包含了一半導(dǎo)體處理系統(tǒng)，其具有以集束型方 式圍繞著一框架的多個(gè)處理模塊，其中該多個(gè)處理模塊中的至少之一被 用以儲(chǔ)存多個(gè)掩膜，該多個(gè)掩膜中的每之一具有定義于其上的掩膜圖案， 該多個(gè)處理模塊包含用以在多個(gè)掩膜間循環(huán)以在基板的連續(xù)平面層次上 施行處理操作的一組合式處理模塊，其中該多個(gè)掩膜與該基板被持續(xù)停 留在框架區(qū)域內(nèi)所定義的受受控環(huán)境中。該組合式處理模塊包含了可移 動(dòng)的遮板，遮板被用以遮蔽被放置到組合式處理模塊中的掩膜的一部分。 在另一實(shí)施例中，組合式處理模塊通過(guò)在多個(gè)處理模塊的至少之一與該 組合式模塊間交換掩膜而在多個(gè)掩膜間循環(huán)。在另一實(shí)施例中，該受控 制的環(huán)境控制了氧氣量、水氣量及微粒量中的一或多者，其中該框架區(qū) 域包圍了該多個(gè)處理模塊。多個(gè)處理模塊可包含用以沉積跨越基板表面 的材料層的傳統(tǒng)沉積模塊，其中該系統(tǒng)包含位于框架的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的傳 送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)能接取該多個(gè)處理模塊中的每之一。在一實(shí)施例中， 該系統(tǒng)被與另 一 系統(tǒng)整合，該另 一 系統(tǒng)具有以集束型方式圍繞著框架的 其他多個(gè)處理模塊，該其他多個(gè)處理模塊包含另一組合式處理模塊。該 組合式處理模塊被用以施行選自包含下列者的族群的處理操作物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、 離子誘發(fā)原子層沉積(n-ALD)、自由基誘發(fā)原子層沉積(REALD)、 熱處理，電射工藝，紫外光(UV)工藝、紅外光(IR)工藝,微波工藝、電子 束工藝及在另一實(shí)施例中的離子工藝。
本發(fā)明的仍另 一主張包含了 一種組合工藝用的沉積系統(tǒng)，其包含 用以接收至少一基板的單一主框架；連接至該單一主框架的多個(gè)處理模 塊，該多個(gè)處理模塊包含一資料庫(kù)模塊與一組合式沉積模塊，該資料庫(kù) 模塊儲(chǔ)存處理掩膜，而該組合式沉積模塊利用具有不同組特征部的處理 掩膜來(lái)在沉積之間未中斷真空的情況下將至少兩層材料以位址隔離的方 式沉積至基板上；及設(shè)置于該單一主框架中的搬運(yùn)機(jī)，該搬運(yùn)機(jī)被用以 在多個(gè)處理模塊之間移動(dòng)至少一基板并資料庫(kù)模塊與組合式沉積模塊之 間移動(dòng)處理掩膜。多個(gè)處理模塊及搬運(yùn)機(jī)被包圍于框架區(qū)域中，其中在 一實(shí)施例中，框架區(qū)域提供了受控制的環(huán)境。受控制的環(huán)境包含控制氧 氣量、水氣量及微粒污染量中的一或多者。在另一實(shí)施例中，資料庫(kù)才莫 塊#皮用以沿著一軸i走轉(zhuǎn)并在垂直方向移動(dòng)。
本文中所述的構(gòu)成本發(fā)明的部分的任何操作為有用的機(jī)臺(tái)操作。本 發(fā)明亦關(guān)于施行所述#:作的一種裝置或設(shè)備。為了所需的目的可特別建
動(dòng)的通用電腦。尤其，可使用各種內(nèi)部具有根據(jù)本發(fā)明教示所撰寫的電 腦程序的通用機(jī)臺(tái)，或更方便地是建構(gòu)更特制化的設(shè)備，以施行所需的 操作。
雖然為了使本發(fā)明能被更清楚地了解已詳細(xì)地?cái)⑹隽吮景l(fā)明，但應(yīng) 明白，在隨附申請(qǐng)專利范圍的范疇內(nèi)可施行某些變化及修改。因此，本 發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)被視為說(shuō)明性而非限制性者，且本發(fā)明并不受限于此文 中所給的細(xì)節(jié)，在隨附的申請(qǐng)專利范圍的范疇及等效物內(nèi)可修改本發(fā)明。 除非在申請(qǐng)專利范圍中有明確地指出，否則元件及/或步驟并不意味著操 作的任何特定順序。
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權(quán)利要求
1. 一種在集束型設(shè)備中處理基板的方法，包含下列步驟接收所述基板；以及以串行和并行的組合方式連續(xù)處理所述基板的多個(gè)區(qū)域，同時(shí)于所述連續(xù)處理之間在空間上改變掩膜，其中所述連續(xù)處理在所述集束型設(shè)備中進(jìn)行，藉此避免不利的環(huán)境。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述不利的環(huán)境選自于包含空 氣、水氣及^t粒污染的族群。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述連續(xù)處理所述基板的所述 多個(gè)區(qū)域的步驟包含避免真空中斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在空間上改變所述掩膜通 過(guò)旋轉(zhuǎn)所述掩膜或旋轉(zhuǎn)所述基板而實(shí)現(xiàn)。
5. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在空間上改變所述^l務(wù)膜通 過(guò)利用具有不同組特征部圖案的另 一掩膜來(lái)改變所述掩膜而實(shí)現(xiàn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在空間上改變所述掩膜通 過(guò)遮蔽所述^r膜的 一部分而實(shí)現(xiàn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述遮蔽所述掩膜的一部分包 含了將設(shè)置在所述掩膜上的可移動(dòng)遮板自第一位置改變至第二位置。
8. —種基板的組合式處理方法，其包含下列的步驟在真空下于基板的離散區(qū)域上施行第 一位址隔離沉積，所述第 一位 址隔離沉積覆蓋第一區(qū)域；以及在未中斷真空的情況下，于所述基板的所述離散區(qū)域上施行第二位 址隔離沉積，所述第二位址隔離沉積覆蓋了在空間上不同于所述第 一 區(qū) 域的第二區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在未中斷真空的情況下，于所述基板的所述離散區(qū)域上施行第三位址隔離沉積，所述第三位址隔離沉積覆蓋了在空間上不同于所述第二區(qū) 域的第三區(qū)域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第三位址隔離沉積通過(guò)所 述第二位址隔離沉積與所述第 一位址隔離沉積隔離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一區(qū)域在尺寸或幾何形 狀上不同于所述第二區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包含 在施行所述第一位址隔離沉積后移除第一掩膜；以及 輸送用以施行所述第二位址隔離沉積的第二掩膜。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一及第二掩膜獨(dú)立于 所述基4反而被移動(dòng)。
14. 一種半導(dǎo)體處理系統(tǒng)，包含聚集在框架周圍的多個(gè)處理模塊，其中所述多個(gè)處理模塊中至少之 一#皮用以處理基板表面的第 一層面的位址隔離區(qū)域，并#1用以改變^,越 所述基板表面上彼此交迭設(shè)置的多個(gè)層面的特征部尺寸，且同時(shí)在跨越 所述多個(gè)層面的處理期間維持圍繞所述多個(gè)處理^t塊的框架區(qū)域內(nèi)的受 控環(huán)境。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含 傳送機(jī)構(gòu)，用以在所述多個(gè)處理模塊之間移動(dòng)所述基板。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)處理模塊中的至少 之一為內(nèi)部設(shè)有可移除掩膜的組合式處理模塊，所述可移除掩膜經(jīng)由用 以在所述多個(gè)處理模塊之間移動(dòng)所述基板的所述傳送機(jī)構(gòu)而被送入及送 出所述組合式處理模塊。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)處理模塊包含儲(chǔ)存 了多個(gè)處理掩膜的模塊，所述多個(gè)處理掩膜上具有不同的特征部組。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述傳送機(jī)構(gòu)位于所述框架 區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體基板的處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含一主框架，此主框架具有多個(gè)模塊連接至此主框架。所述模塊包含處理模塊、儲(chǔ)存模塊及傳輸機(jī)構(gòu)。該處理模塊可包含組合式的處理模塊及傳統(tǒng)的處理模塊如表面?zhèn)渲?、熱處理、蝕刻及沉積模塊。在一實(shí)施例中，所述模塊中的至少之一儲(chǔ)存多個(gè)掩膜。該多個(gè)掩膜致使跨越一系列工藝及/或另一模塊中待處理的基板的多個(gè)膜層的空間位置與幾何形狀的原位變化。本發(fā)明亦提供基板的處理方法。
文檔編號(hào)H01L21/677GK101490834SQ200780026564
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者托尼·P.·江, 理查·R.·恩寶, 詹姆士·曾 申請(qǐng)人:分子間公司