CN104704624B - 具索引的串联基板处理工具 - Google Patents

具索引的串联基板处理工具 Download PDF

Info

Publication number
CN104704624B
CN104704624B CN201380051490.1A CN201380051490A CN104704624B CN 104704624 B CN104704624 B CN 104704624B CN 201380051490 A CN201380051490 A CN 201380051490A CN 104704624 B CN104704624 B CN 104704624B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
module
series connection
instrument
connection processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380051490.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104704624A (zh
Inventor
戴维·K·卡尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN104704624A publication Critical patent/CN104704624A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104704624B publication Critical patent/CN104704624B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4587Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67712Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrate being handled substantially vertically
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/6776Continuous loading and unloading into and out of a processing chamber, e.g. transporting belts within processing chambers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67173Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers in-line arrangement

Abstract

在一些实施方式中,一种具索引的串联基板处理工具可包括:具有基底和一对相对的基板支撑件的基板载体,所述相对的基板支撑件具有从基底向上和向外延伸的各自的基板支撑表面;和以线性布置耦接至彼此的多个模块,其中多个模块的每一模块包括具有第一端、第二端和下表面的壳体,所述下表面用来支撑基板载体并且为基板载体提供线性地移动穿过多个模块的路径,并且其中多个模块的至少一个模块包括:设置在壳体的侧面中的窗口;耦接至壳体的侧面的加热灯;贴近壳体的顶部设置的进气口;和与进气口相对设置的排气装置。

Description

具索引的串联基板处理工具
技术领域
本发明的实施方式大体涉及半导体处理装备。
背景技术
传统的基板处理系统往往使用单个处理腔室来执行工艺的多个步骤。举例而言,单个处理腔室可用于快速加热、沉积材料和随后冷却基板。然而,本发明者已经观察到,执行上述任务所需的连续加热、冷却和供应不同的工艺资源导致系统为低能效的且因此操作成本高昂。
因此,本发明者已提供了可解决上述一些或所有问题的具索引的串联(inline)基板处理工具的实施方式。
发明内容
本文提供一种具索引的串联基板处理工具及其方法或使用。在一些实施方式中,具索引的串联基板处理工具可包括:具有基底和一对相对的基板支撑件的基板载体,所述相对的基板支撑件具有从基底向上和向外延伸的各自的基板支撑表面;和以线性布置耦接至彼此的多个模块,其中多个模块的每一模块包括具有第一端、第二端和下表面的壳体,所述下表面用来支撑基板载体并且为基板载体提供从多个模块的第一模块线性地移动穿过多个模块,穿过任何介于中间的模块,到达多个模块的最后模块的路径,并且其中多个模块的至少一个模块包括:设置在壳体的侧面中以允许将辐射热提供到壳体中的窗口;耦接至壳体的侧面以通过窗口将辐射热提供到壳体中的加热灯;贴近壳体的顶部设置以将处理气体提供至壳体中的进气口;和与进气口相对设置以从壳体移除处理气体的排气装置。
在一些实施方式中,提供一种用具索引的串联外延沉积工具将材料沉积在基板上的方法,具索引的串联外延沉积工具包括以线性布置耦接至彼此的多个模块,其中多个模块的每一模块包括具有第一端、第二端和下表面的壳体,所述下表面用来支撑基板载体并且为基板载体提供从多个模块的第一模块线性地移动穿过多个模块,穿过任何介于中间的模块,到达多个模块的最后模块的路径,并且其中多个模块的至少一个模块包括:设置在壳体的侧面中以允许将辐射热提供到壳体中的窗口,耦接至壳体的侧面以通过窗口将辐射热提供到壳体中的加热灯,贴近壳体的顶部设置以将处理气体提供至壳体中的进气口,和与进气口相对设置以从壳体移除处理气体的排气装置,所述方法可包括以下步骤:为多个模块的第一模块提供基板载体,所述基板载体具有设置在基板载体中的第一组基板;在第一组基板上执行外延沉积工艺的第一步骤;为第一模块提供具有设置在第二基板载体中的第二组基板的第二基板载体,其中第二基板载体将第一基板载体推至多个模块的第二模块;和在第一模块中的第二组基板上执行外延沉积工艺的第一步骤,同时在第二模块中的第一组基板上执行外延沉积工艺的第二步骤。
下文描述本发明的其他和进一步实施方式。
附图说明
可通过参照附图中描绘的本发明的说明性实施方式理解上文简要概述且下文更详细地论述的本发明的实施方式。然而应注意的是,附图仅图示本发明的典型实施方式且因此不被视为限制本发明的范围,因为本发明可许可其他等效实施方式。
图1描绘根据本发明的一些实施方式的具索引的串联基板处理工具。
图2是根据本发明的一些实施方式的具索引的串联基板处理工具的模块的截面图。
图3是根据本发明的一些实施方式的具索引的串联基板处理工具的模块。
图4是根据本发明的一些实施方式的具索引的串联基板处理工具的进气口。
图5是根据本发明的一些实施方式用在具索引的串联基板处理工具中的基板载体。
为了便于理解,已尽可能地使用相同的参考数字指示各图所共有的相同元件。未按比例绘制各图,且为了清晰可简化各图。预期一个实施方式的元件和特征结构可有利地并入其他实施方式而无需进一步详述。
具体实施方式
本文提供具索引的串联基板处理工具及其使用方法的实施方式。与用于执行多步骤基板工艺的传统基板处理工具相比,该具创新性的具索引的串联基板处理工具有利地提供成本有效且简单的可制造性和具有能源及成本效率的使用。尽管在范围方面不进行限制,但是本发明者相信本发明的具索引的串联基板处理工具可能对处理较大尺寸的基板(例如,诸如450mm和更大的半导体基板)、玻璃面板基板或类似者尤其有利。
图1是根据本发明的一些实施方式的具索引的串联基板处理工具100。具索引的串联基板处理工具100通常可被配置成针对所需半导体应用在基板上执行任何工艺。举例而言,在一些实施方式中,具索引的串联基板处理工具100可被配置成执行一个或更多个沉积工艺,例如外延沉积工艺。
具索引的串联基板处理工具100大体包括以线性布置耦接在一起的多个模块112(图示的第一模块102A、第二模块102B、第三模块102C、第四模块102D、第五模块102E、第六模块102F和第七模块102G)。基板可如箭头122所示移动穿过具索引的串联基板处理工具100。在一些实施方式中,一个或更多个基板可设置在基板载体(例如,诸如下文针对图5所描述的基板载体502)上以便于一个或更多个基板移动穿过具索引的串联基板处理工具100。
多个模块112的每一个可被单独地配置以执行所需工艺的一部分。通过使用模块的每一个仅执行所需工艺的一部分,多个模块112的每一模块可被具体配置和/或优化以相对于工艺的那个部分按最有效的方式操作,从而使具索引的串联基板处理工具100与用于执行多步骤工艺的传统使用的工具相比更有效。
另外,通过在每一模块中执行所需工艺的一部分,提供给每一模块的工艺资源(例如,电功率、处理气体或类似资源)可由仅完成模块被配置以完成的工艺的所述部分所需的工艺资源的量来确定,从而进一步使该具创新性的具索引的串联基板处理工具100与用于执行多步骤工艺的传统使用的工具相比更有效。
在具索引的串联基板处理工具100的示例性配置中,在一些实施方式中,第一模块102A可被配置成提供净化气体以例如从基板和/或基板载体移除杂质和/或将基板引入到适合气氛中用于沉积。第二模块102B可被配置成预热或执行温度渐变(temperature ramp)以将基板的温度提高到适于执行沉积的温度。第三模块102C可被配置成执行烘烤以在沉积材料之前从基板移除挥发性杂质。第四模块102D可被配置成将所需材料沉积在基板上。第五模块102E可被配置成执行后沉积工艺,例如诸如退火工艺。第六模块102F可被配置成冷却基板。第七模块102G可被配置成提供净化气体以例如在从具索引的串联基板处理工具100移除基板和/或基板载体之前,从基板和/或基板载体移除工艺残余物。在不需要某些工艺的实施方式中,可省略经配置用于工艺的那个部分的模块。举例而言,若在沉积之后不需要退火,则经配置用于退火的模块(例如,上述示例性实施方式中的第五模块102E)可被省略或可被经配置用于不同的所需工艺的模块替换。
多个模块中的一些或所有模块可例如通过阻挡层118与邻近的模块隔离或屏蔽,以便于相对于具索引的串联基板处理工具100中的其他模块维持隔离的处理容积。举例而言,在一些实施方式中,阻挡层118可为在邻近的模块之间提供以使模块彼此隔离或实质上隔离的气幕(gas curtain)(诸如,空气的气幕或惰性气体的气幕)。在一些实施方式中,阻挡层118可为能够打开以允许基板载体从一个模块移动到下一个模块并且能够关闭以隔离模块的闸门或门。在一些实施方式中,具索引的串联基板处理工具100可包括气幕和闸门两者,例如,使用气幕分离一些模块并且使用闸门来分离其他模块,和/或使用气幕和闸门来分离一些模块。
在一些实施方式中,根据气幕的位置,通过使用氮气或氩气的净化气体幕帘提供隔离。举例而言,将使用氩气形成较热处理区域中的气幕。远离较热处理区域且在闸门附近的较冷区域中的气幕可通过氮气提供以最小化操作成本。氮气幕帘可仅用于每一模块的冷惰性区段。
闸门例如在工序的沉积部分期间为某些工艺提供额外隔离。处理系统的较热区域中的闸门可由石英制成以承受高温。为了提供反射性闸门以朝处理区域往回反射能量(和维持闸门冷却),可提供复合闸门。举例而言,可在两个石英板之间设置镍膜或反射性石英材料。对于其他区域,闸门可由其他工艺兼容的材料(诸如,抛光的不锈钢)制成。
在一些实施方式中,装载模块104可设置在具索引的串联基板处理工具100的第一端114处且卸载模块106可设置在具索引的串联基板处理工具100的第二端116处。在存在装载模块104和卸载模块106时,两者可分别便于提供基板至具索引的串联基板处理工具100和从具索引的串联基板处理工具100移除基板。在一些实施方式中,装载模块104和卸载模块106可提供真空泵抽和泵回到大气压力的功能,以便于将基板从具索引的串联基板处理工具100外部的大气条件移送到具索引的串联基板处理工具100内的条件(可包括真空压力)。在一些实施方式中,一个或更多个基板载体移送机械手可用于从装载模块104提供基板载体并且从卸载模块106移除基板载体,从而提供基板载体到具索引的串联基板处理工具100的自动装载和从具索引的串联基板处理工具100的自动卸载。
在一些实施方式中,可沿具索引的串联基板处理工具100的轴向长度设置轨道120以便于导引基板载体穿过具索引的串联基板处理工具100。可沿安装具索引的串联基板处理工具100所在的设施的地面或其他底面设置轨道120。在这些实施方式中,每一模块可被配置成被组装为使得轨道120可沿模块的暴露底部部分设置以便于沿轨道120移动基板载体并且使基板载体穿过各个模块。或者,一旦模块以线性阵列组装,则轨道120可被安装到模块的底表面。或者,轨道120的一些部分可被安装到每一单独模块的底表面,使得在以线性阵列组装所有模块之后形成完整的轨道120。在一些实施方式中,轨道120可包括滚轴(roller)以便于基板载体沿轨道120的低摩擦移动。在一些实施方式中,诸如下文针对图2所描述的,轨道120可由低摩擦材料制成或可涂布有低摩擦材料,以便于基板载体沿轨道120的低摩擦移动。
在一些实施方式中,清洁模块110可设置在装载模块104与卸载模块106之间。在存在清洁模块110的情况下,清洁模块110可清洁和/或使基板载体做好准备以接收后续穿过具索引的串联基板处理工具100的另外一个或更多个基板(如由返回路径箭头108所示)。因此,基板载体可被重复使用多次。
图2描绘模块(诸如,模块102D)的示例性配置的截面图,所述模块可用作如上所述多个模块112的一个或更多个模块,且在一些实施方式中,可用作经配置用于将材料沉积在基板上的模块。尽管下文关于具体模块(102D)作一般论述,但是以下论述一般适用于除仅是沉积工艺具体所需的部件和/或配置外的所有模块。
参照图2,在一些实施方式中,模块102D大体可包括壳体202。壳体202可由适于半导体处理的任何材料(例如,金属,诸如铝、不锈钢或类似材料)制成。壳体202可具有适于容纳被配置成载运给定尺寸的一个或更多个基板的基板载体(例如,如下所述的基板载体502)以及促进所需流率(flow rate)和分布的任何尺寸。例如在一些实施方式中,壳体可具有约24英寸或约36英寸的高度和长度以及约6英寸的深度。
在一些实施方式中,可通过将多个板耦接在一起以形成壳体202来组装壳体202。每一壳体202可被配置成形成能够执行工艺的所需部分的特定模块(例如,模块102D)。通过以此方式组装壳体202,可经由简单且成本有效的工艺以多个数量生产用于多个应用的壳体202。
壳体的下表面206支撑基板载体且为基板载体提供线性移动穿过模块102D到达多个模块的邻近模块的路径。在一些实施方式中,下表面206可被配置为轨道120。在一些实施方式中,下表面206可具有耦接至下表面206的轨道120或轨道120的一部分。在一些实施方式中,下表面206或轨道120可包括涂层,例如干式润滑剂(诸如,含镍合金(NiAl)的涂层),以便于基板载体移动穿过模块102D。替代地或结合地,在一些实施方式中,多个滚轴(以虚线图示于228处)可被设置在下表面206上方以便于基板载体移动穿过模块102D。在这些实施方式中,多个滚轴228可由对工艺环境无反应性的任何材料(例如,诸如石英(SiO2))制成。
在一些实施方式中,阻挡层219可贴近壳体202的第一端216和/或第二端218设置(例如,以形成如图1中所示的阻挡层118)。在存在阻挡层219的情况下,阻挡层219使多个模块的每一模块与邻近的模块隔离,以防止模块之间的环境的混合或交叉污染。在一些实施方式中,阻挡层219可为由设置在模块102D上方的进气口(例如,诸如进气口208)提供的气流(例如,净化气体)。替代地或结合地,在一些实施方式中,阻挡层219可为可移动的闸门。在这些实施方式中,闸门可由金属(诸如铝、不锈钢或类似物)制成。在一些实施方式中,闸门的一个或更多个侧面可包括反射涂层以最小化模块102D中的热量损失。在一些实施方式中,可在闸门中形成一个或更多个凹口(notch)(图示的两个凹口224、226),以便于在处理期间使基板载体固定在模块102D内的所需位置中和/或在基板载体与阻挡层219之间形成密封。
在一些实施方式中,模块102D可包括设置在壳体的一个或更多个侧面中的一个或更多个窗口,例如,如图2中所示,诸如设置在壳体202的侧面220中的窗口214。在存在窗口214的情况下,窗口214允许将辐射热从例如设置在与壳体202的内部相对的窗口214的侧面上的辐射热灯提供到壳体202中。窗口214可由适于允许经过窗口214的辐射热通过同时在暴露于壳体202内的处理环境时抗劣化的任何材料制成。举例而言,在一些实施方式中,窗口214可由石英(SiO2)制成。
在一些实施方式中,模块102D可包括贴近壳体202的顶部230设置的进气口208,以经由形成在壳体202中的通孔231提供处理气体至壳体202中。进气口208可以适于提供所需处理气体流至壳体202的任何方式被配置。
举例而言,参照图4,在一些实施方式中,进气口208可包括具有多个喷气孔(gasorifice)410的主体402。主体402可由任何适合的材料(例如,诸如石英(SiO2))制成。喷气孔410可被配置成将所需的处理气体和/或净化气体流提供至壳体202中。举例而言,在一些实施方式中,喷气孔410可包括内部气孔408和外部气槽406,诸如图4中所示。在这些实施方式中,内部气孔408可将处理气体的喷流提供至壳体202的中心区域以促进处理。外部气槽406可将净化气体的层流提供至壳体内的一个或更多个冷区(例如,贴近如上所述的窗口214)以减少或消除冷区内的材料沉积。
返回参照图2,在一些实施方式中,模块102D可包括耦接至与进气口208相对的壳体202的一部分(例如,底部204)的排气装置221,以便于经由形成在壳体202的底部204中的通道233从壳体202移除气体。
参照图3,在一些实施方式中,模块102D可包括耦接至壳体202的侧面306、308的一个或更多个加热灯(图示两个加热灯302、304)。加热灯302、304经由窗口214将辐射热提供至壳体202中。加热灯302、304可为适于将足够的辐射热提供至壳体中以执行模块102D内的工艺的所需部分的任何类型的加热灯。举例而言,在一些实施方式中,加热灯302、304可为能够提供波长为约0.9微米或在一些实施方式中为约2微米的辐射热的线性灯或分区线性灯。可基于所需应用选择用于各种模块中的灯的波长。举例而言,波长可被选择以提供所需灯丝温度。低波长灯泡价格比较低廉,使用较少功率,且可用于预热。较长波长灯泡提供高功率以便于例如为沉积工艺提供较高工艺温度。
参照图5,在一些实施方式中,可提供基板载体502以支撑两个或更多个基板且载运两个或更多个基板穿过具索引的串联基板处理工具100。在一些实施方式中,基板载体502一般可包括基底512和一对相对的基板支撑件508、510。一个或更多个基板(图5中所示的基板504、506)可被设置在基板支撑件508、510的每一个上用于处理。
基底512可由适于在处理期间支撑基板支撑件508、510的任何材料(例如,诸如石墨)制成。在一些实施方式中,可在基底512中形成第一槽526和第二槽528,以允许基板支撑件508、510至少部分地设置在第一槽526和第二槽528内,以将基板支撑件508、510保持在所需处理位置中用于处理。基板支撑件508、510大体向外略微成角度,使得基板支撑表面彼此大体相对且成“v”形布置。基底512需要是隔热的(insulating)且将为透明或不透明的石英或者透明与不透明石英的组合以便温度管理。
沟道514被设置在基底512的底表面527中且开口518被设置成从基底512的顶表面529穿过基底512达到沟道514以形成一种或更多种气体流动穿过基底512的路径。举例而言,在基板载体502设置在模块(诸如,如上所述的模块102D)中时,开口518和沟道514便于气流从进气口(例如,如上所述的进气口208)到达模块的排气装置(例如,如上所述的模块102D的排气装置221)。托架可由石英制成,其中排气装置和清洁沟道可被加工成设置在石英下方的石英或金属基底。可提供挡板以便于使穿过基底512的流体平坦。
在一些实施方式中,基底512可包括设置在基底512内并且限定(circumscribing)沟道514的导管516。导管516可具有沿导管516的长度形成的一个或更多个开口,所述一个或更多个开口将导管516流体耦接至沟道514以允许气流从导管516到达沟道514。在一些实施方式中,尽管基板载体502设置在模块中,但是可将清洁气体提供至导管516和沟道514以便于从沟道514移除沉积材料。清洁气体可为适于从模块移除特定材料的任何气体。举例而言,在一些实施方式中,清洁气体可包括另一种含氯气体,诸如氯化氢(HCl)、氯气(Cl2)或类似气体。或者,在一些实施方式中,可将惰性气体提供至导管516和沟道514,以通过在流动穿过沟道的排出气体与信道表面之间形成阻挡层来最小化材料在沟道514上的沉积。
基板支撑件508、510可由适于在处理期间支撑基板504、506的任何材料制成。举例而言,在一些实施方式中,基板支撑件508、510可由石墨制成。在这些实施方式中,石墨可例如用碳化硅(SiC)涂布,以提供抗劣化性和/或最小化基板污染。
相对的基板支撑件508、510包括从基底512向上和向外延伸的各自的基板支撑表面520、522。因此,在将基板504、506设置在基板支撑件508、510上时,基板504、506的每一个的顶表面505、507面向彼此。在处理期间使基板504、506面向彼此有利地在基板之间(例如,在基板支撑件508、510之间的区域524中)产生辐射腔,所述辐射腔向基板504、506两者提供相等且对称的热量,从而促进基板504、506之间的处理均匀性。
在一些实施方式中,在处理期间,将处理气体提供至基板支撑件508、510之间的区域524,同时贴近基板支撑件508、510的背侧530、532设置的热源(例如,如上所述的加热灯302、304)将热量提供至基板504、506。与在热源与基板支撑件之间提供处理气体的传统处理系统相比,将处理气体提供至基板支撑件508、510之间的区域524有利地减少了处理气体暴露至模块的内部部件,因此减少了模块内的冷点(cold spot)(例如,模块的壁、窗口或类似者)上的材料沉积。另外,本发明者已经观察到,通过经由基板支撑件508、510的背侧530、532加热基板504、506,模块内的任何杂质将沉积在基板支撑件508、510的背侧530、532上而非基板504、506上,从而有利地允许具有高纯度和低颗粒数的材料沉积在基板504、506顶上。
在如以上各图中所述的具索引的串联基板处理工具100的操作中,将具有设置在基板载体502中的第一组基板(例如,基板504、506)的基板载体502提供至第一模块(例如,第一模块102A)。在存在阻挡层的情况下,可关闭或打开第一模块的第一侧和/或第二侧上的阻挡层(例如,阻挡层118或阻挡层219)以便于隔离第一模块。然后可在第一组基板上执行工艺的第一部分(例如,沉积工艺的净化步骤)。在完成工艺的第一部分之后,将具有设置在第二基板载体中的第二组基板的第二基板载体提供至第一模块。在将第二基板载体提供至第一模块时,第二基板载体将第一载体推至第二模块(例如,第二模块102B)。然后在第一模块中的第二组基板上执行工艺的第一部分,而在第二模块中的第一组基板上执行工艺的第二部分。重复添加后续基板载体以将每一基板载体提供至固定位置(即,所需模块内),从而提供基板载体的机械索引。随着工艺的完成,可经由卸载模块(例如,卸载模块106)从具索引的串联基板处理工具100移除基板载体。
尽管上文针对本发明的实施方式,但可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他和进一步的实施方式。

Claims (13)

1.一种具索引的串联基板处理工具,包括:
基板载体,所述基板载体具有:
基底;
一对相对的基板支撑件,所述一对相对的基板支撑件具有从所述基底的顶部向上和向外延伸的成“v”形布置的各自的基板支撑表面,其中所述一对相对的基板支撑件各自支撑基板,使得设置在所述一对相对的基板支撑件上的每一基板的顶表面面向设置在所述一对相对的基板支撑件上的另一基板的顶表面;以及
多个槽,所述多个槽形成在所述基底的顶表面中,其中所述一对相对的基板支撑件的每一个部分地设置在所述多个槽的各个槽内;和
多个模块,所述多个模块以线性布置耦接至彼此,其中所述多个模块的每一模块包括具有第一端、第二端和下表面的壳体,所述下表面用来支撑所述基板载体并且为所述基板载体提供从所述多个模块的第一模块线性地移动穿过所述多个模块,穿过任何介于中间的模块,到达所述多个模块的最后模块的路径,并且其中所述多个模块的至少一个模块包括:
窗口,所述窗口设置在所述壳体的侧面中以允许将辐射热提供到所述壳体中;
加热灯,所述加热灯耦接至所述壳体的所述侧面以通过所述窗口将辐射热提供到所述壳体中;
进气口,所述进气口贴近所述壳体的顶部设置以将处理气体提供至所述壳体中;和
排气装置,所述排气装置设置成与所述进气口相对以从所述壳体移除所述处理气体。
2.如权利要求1所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述基底由石墨制成。
3.如权利要求1所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述基底进一步包括:
沟道,所述沟道形成在所述基底的底表面中;和
孔,所述孔形成在所述基底的顶表面中并且流体耦接至所述沟道以形成一种或更多种气体流动穿过所述基底的路径。
4.如权利要求3所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述基底进一步包括:
导管,所述导管形成在所述基底内限定所述沟道以将清洁气体提供至所述沟道。
5.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,进一步包括阻挡层,所述阻挡层设置在所述多个模块的每一模块与邻近模块之间以使每一模块与所述邻近模块隔离。
6.如权利要求5所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述阻挡层是可移动的闸门或气体净化幕帘之一。
7.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述多个模块的每一模块被配置成执行气体净化、基板温度渐变、基板烘烤、材料沉积、材料沉积后处理或基板冷却中的一个。
8.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述模块进一步包括在所述多个模块的内表面上的多个滚轴,以允许所述基板载体移动穿过所述多个模块。
9.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述基板载体在轨道上滑动穿过所述多个模块。
10.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述多个模块进一步包括设置在所述多个模块的至少一个模块的内表面上的石英衬里。
11.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,进一步包括:
装载模块,所述装载模块设置在所述具索引的串联基板处理工具的第一端处,以将所述基板载体提供给所述具索引的串联基板处理工具;和
卸载模块,所述卸载模块设置在所述具索引的串联基板处理工具的与所述第一端相对的第二端处,以从所述具索引的串联基板处理工具移除所述基板载体。
12.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,进一步包括:
清洁模块,所述清洁模块设置在所述多个模块的所述最后模块之后与所述多个模块的所述第一模块之前之间以清洁所述基板载体。
13.如权利要求1-4中任一项所述的具索引的串联基板处理工具,其中所述进气口包括:
第一组喷气孔,所述第一组喷气孔被配置成将处理气体的喷流提供到所述壳体中;和
第二组喷气孔,所述第二组喷气孔被配置成将处理气体的层流提供到所述壳体中。
CN201380051490.1A 2012-10-09 2013-09-24 具索引的串联基板处理工具 Active CN104704624B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261711493P 2012-10-09 2012-10-09
US61/711,493 2012-10-09
US14/034,921 US9406538B2 (en) 2012-10-09 2013-09-24 Indexed inline substrate processing tool
US14/034,921 2013-09-24
PCT/US2013/061404 WO2014058612A1 (en) 2012-10-09 2013-09-24 Indexed inline substrate processing tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104704624A CN104704624A (zh) 2015-06-10
CN104704624B true CN104704624B (zh) 2017-06-09

Family

ID=50432986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380051490.1A Active CN104704624B (zh) 2012-10-09 2013-09-24 具索引的串联基板处理工具

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9406538B2 (zh)
JP (1) JP6285446B2 (zh)
KR (1) KR101782874B1 (zh)
CN (1) CN104704624B (zh)
TW (1) TWI592513B (zh)
WO (1) WO2014058612A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043965A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Applied Materials, Inc. Parallel plate inline substrate processing tool
US20210114047A1 (en) * 2018-06-08 2021-04-22 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Film forming apparatus
CN113874544A (zh) * 2019-05-24 2021-12-31 应用材料公司 用于热处理的设备、基板处理系统和用于处理基板的方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910003169B1 (ko) * 1985-11-12 1991-05-20 가부시끼가이샤 한도다이 에네르기 겐뀨소 반도체 장치 제조 방법 및 장치
JPS63303062A (ja) * 1987-06-02 1988-12-09 Nec Corp 半導体集積回路の製造装置
JP2948842B2 (ja) * 1989-11-24 1999-09-13 日本真空技術株式会社 インライン型cvd装置
DE4029905C2 (de) * 1990-09-21 1993-10-28 Leybold Ag Vorrichtung für den Transport von Substraten
JPH06151413A (ja) * 1992-11-02 1994-05-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 熱処理装置
US5444217A (en) * 1993-01-21 1995-08-22 Moore Epitaxial Inc. Rapid thermal processing apparatus for processing semiconductor wafers
JP3185493B2 (ja) * 1993-09-07 2001-07-09 日新電機株式会社 薄膜気相成長装置
JP3381443B2 (ja) 1995-02-02 2003-02-24 ソニー株式会社 基体から半導体層を分離する方法、半導体素子の製造方法およびsoi基板の製造方法
JP2845773B2 (ja) * 1995-04-27 1999-01-13 山形日本電気株式会社 常圧cvd装置
US6117266A (en) * 1997-12-19 2000-09-12 Interuniversifair Micro-Elektronica Cenirum (Imec Vzw) Furnace for continuous, high throughput diffusion processes from various diffusion sources
JPH11147787A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Super Silicon Kenkyusho:Kk エピタキシャル成長炉
DE19882805T1 (de) * 1997-11-14 2001-01-04 Super Silicon Crystal Res Inst Epitaxiwachstumsofen
JP2000177842A (ja) * 1998-12-10 2000-06-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 搬送装置及び真空処理システム
JP3806275B2 (ja) * 1999-10-22 2006-08-09 三菱重工業株式会社 分割型トレイレス斜め基板搬送システム
JP3842935B2 (ja) * 1999-10-22 2006-11-08 三菱重工業株式会社 トレイレス斜め基板搬送装置
JP4335743B2 (ja) * 2004-05-26 2009-09-30 電気化学工業株式会社 成膜装置用の基板回転機構
US20060099827A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Yoo Woo S Photo-enhanced UV treatment of dielectric films
JP2008277698A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Ebatekku:Kk 基板搬送機構及びそれを備えた基板処理装置
CN101842890A (zh) * 2007-11-09 2010-09-22 佳能安内华股份有限公司 在线型晶圆输送装置
US8637761B2 (en) 2008-09-16 2014-01-28 Silevo, Inc. Solar cells fabricated by using CVD epitaxial Si films on metallurgical-grade Si wafers
US8652259B2 (en) 2008-10-09 2014-02-18 Silevo, Inc. Scalable, high-throughput, multi-chamber epitaxial reactor for silicon deposition
US20100108134A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Crystal Solar, Inc. Thin two sided single crystal solar cell and manufacturing process thereof
US8673081B2 (en) 2009-02-25 2014-03-18 Crystal Solar, Inc. High throughput multi-wafer epitaxial reactor
US8298629B2 (en) * 2009-02-25 2012-10-30 Crystal Solar Incorporated High throughput multi-wafer epitaxial reactor
US20100310769A1 (en) * 2009-06-07 2010-12-09 Veeco Compound Semiconductor, Inc. Continuous Feed Chemical Vapor Deposition System
TWI521088B (zh) * 2009-10-28 2016-02-11 應用材料股份有限公司 用於處理多個基材的製程腔室與用於在基材上沉積膜的製程
KR101129038B1 (ko) * 2010-04-26 2012-03-27 주식회사 테라세미콘 인라인 기판처리 장치
TW201210058A (en) 2010-05-12 2012-03-01 Applied Materials Inc Method of manufacturing crystalline silicon solar cells using epitaxial deposition
US9240513B2 (en) 2010-05-14 2016-01-19 Solarcity Corporation Dynamic support system for quartz process chamber
US9441295B2 (en) 2010-05-14 2016-09-13 Solarcity Corporation Multi-channel gas-delivery system
US8562745B2 (en) 2010-05-21 2013-10-22 Silevo, Inc. Stable wafer-carrier system
KR101590684B1 (ko) * 2010-08-27 2016-02-01 쌩-고벵 글래스 프랑스 복수의 다층체를 열처리하기 위한 장치 및 방법
JP5757748B2 (ja) * 2011-02-16 2015-07-29 株式会社ニューフレアテクノロジー 半導体製造装置および半導体製造方法
US20140060435A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-06 Applied Materials, Inc. Doors for high volume, low cost system for epitaxial silicon deposition

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014058612A1 (en) 2014-04-17
KR101782874B1 (ko) 2017-09-28
TW201418517A (zh) 2014-05-16
JP6285446B2 (ja) 2018-02-28
CN104704624A (zh) 2015-06-10
JP2015533195A (ja) 2015-11-19
TWI592513B (zh) 2017-07-21
KR20150066582A (ko) 2015-06-16
US20140099778A1 (en) 2014-04-10
US9406538B2 (en) 2016-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10415137B2 (en) Non-metallic thermal CVD/ALD Gas Injector and Purge Systems
US20200241580A1 (en) Multi-channel flow ratio controller and processing chamber
JP3199556U (ja) エピタキシャルシリコン堆積用の高容量且つ低コストのシステムのためのドア
US20120009765A1 (en) Compartmentalized chamber
US20090017637A1 (en) Method and apparatus for batch processing in a vertical reactor
US20170244006A1 (en) Parallel plate inline substrate processing tool
CN110050333B (zh) 时间性原子层沉积处理腔室
CN104704624B (zh) 具索引的串联基板处理工具
KR200486487Y1 (ko) 기판 프로세싱 시스템을 위한 인덱싱되는 가스 제트 주입기
JP3203666U (ja) 基板処理システム用ウインドウアセンブリ
CN105190851B (zh) 使用顺应性材料进行的圆顶冷却

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant