CN107658249A - 包含将沉积腔室与处理腔室分开的隔离区域的处理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包含将沉积腔室与处理腔室分开的隔离区域的处理系统。本文描述一种用于在处理系统中处理基板的设备和方法，所述处理系统包含沉积腔室、处理腔室以及隔离区域，所述隔离区域将所述沉积腔室与所述处理腔室分开。所述沉积腔室将膜沉积在基板上。所述处理腔室从所述沉积腔室接收所述基板，并且利用膜特性更改装置来更改沉积在所述沉积腔室中的所述膜。提供了根据以上实施例以及其他实施例的处理系统和方法。

Description

包含将沉积腔室与处理腔室分开的隔离区域的处理系统
本申请是2015年11月3日提交的、申请号为201510736705.4、题为“包含将沉积腔室与处理腔室分开的隔离区域的处理系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体上涉及包括将沉积腔室与处理腔室分开的隔离区域的处理系统。
背景技术
在半导体制造中，下一代化学气相沉积(CVD)膜可能将需要在膜沉积工艺后进行处理工艺，以便获得所需的膜特性。另外，处理工艺可能需要在膜沉积工艺后不久就执行，以便避免原生性氧化物形成。
用于半导体处理系统的现有架构并不是为迅速的顺序的沉积和处理工艺而设计的。此外，常规处理系统较大，并且占据清洁室环境中大量宝贵的地板空间。因此，增加常规半导体处理系统的尺寸以适应更迅速地将基板从沉积腔室传送至处理腔室不是可接受的解决方案。
因此，需要适于顺序的沉积和处理的改进的半导体处理系统。
发明内容
本文公开了处理系统，所述处理系统包括沉积腔室、处理腔室以及至少一个隔离区域。所述沉积腔室被配置成将膜沉积在基板上。所述处理腔室被布置成从所述沉积腔室接收所述基板。所述处理腔室传送所述基板远离所述沉积腔室。所述处理腔室包括膜特性更改装置。所述膜特性更改装置可操作以处理设置在所述处理腔室中的所述基板。所述膜特性更改装置更改在所述沉积腔室中所沉积的膜的特性。所述隔离区域被配置成将所述沉积腔室与所述处理腔室分开。
在另一实施例中，本文描述了用于在处理系统中对基板进行处理的方法。所述方法包括将所述基板传送至第一沉积腔室中。当所述基板在所述第一沉积腔室中时，将膜沉积在所述基板上。传送所述基板穿过将所述沉积腔室与所述第一处理腔室分开的第一隔离区域。在所述第一处理腔室中，更改所沉积的膜的特性。
在另一实施例中，本文描述了处理系统，所述处理系统包括沉积腔室、处理腔室、至少一个隔离区域以及传送机构。所述沉积腔室被配置成将膜沉积在基板上。所述沉积腔室包括基板支撑件。所述基板支撑件被配置成在所述沉积腔室的内部容积中支撑所述基板。所述处理腔室与所述沉积腔室直列。所述处理腔室包括基板支撑件和膜特性更改装置。所述基板支撑件被配置成在所述处理腔室的内部容积中支撑所述基板以进行处理。所述膜特性更改装置可操作以处理设置在所述处理腔室中的所述基板。所述膜特性更改装置更改在所述沉积腔室中沉积在所述基板上的膜的特性。所述膜特性更改装置被设置在所述处理腔室的所述内部容积中。所述膜特性更改装置基本上平行于所述内部容积中的所述基板支撑件的顶表面，并且在所述内部容积中的所述基板支撑件的顶表面上方。所述至少一个隔离区域被配置成将所述沉积腔室与所述处理腔室分开。所述传送机构被配置成从所述沉积腔室传送所述基板穿过所述隔离区域并进入所述处理腔室。所述沉积腔室、所述处理腔室、所述隔离区域以及所述传送机构都驻留在真空密封处理系统中。
附图说明
所附附图(这些附图并入本说明书并构成说明书的一部分)示意性地示出本发明，并且所附附图与以上给出的一般描述以及以下给出的具体实施例一起用于解释本发明的原理。
图1示意性地示出直列(inline)处理系统的布局；
图2示出隔离区域的一个实施例，其中该隔离区域是气幕(gas curtain)；
图3示出隔离区域的另一个实施例，其中该隔离区域是狭缝阀；
图4A示出处理系统中沉积腔室的横截面图；
图4B示出处理系统中处理腔室的横截面图；
图5示出处理系统的腔室内设置的载体的俯视图；
图6A-6E示出载体将基板传送至处理系统的腔室内的基板支撑件的工艺；
图7示出直列处理系统的布局；
图8示出竖直处理系统的布局；
图9A-9C示出用于跑道形(racetrack)处理系统的序列；
图10示出传送带式(carousel)处理系统的布局；
图11A示出半导体串列式(tandem)处理系统的俯视图；以及
图11B示出半导体串列式处理系统中的四联(quad)处理站的放大视图。
为了清楚起见，在适用的地方已使用了完全相同的参考标号来指定各图之间所共有的完全相同的元件。
具体实施方式
图1示意性地示出适于在处理系统100内的基板上顺序地沉积并处理膜的顺序处理系统100。处理系统100包括工艺站122、隔离区域104以及负载锁定站108。工艺站122、隔离区域104和负载锁定站108经连接以形成连续的真空密封平台110。
泵系统120被耦接至负载锁定站108、工艺站122和隔离区域104。泵系统120控制处理系统100内的压力。泵系统120可用于根据需要来对负载锁定站108降压抽真空(pumpdown)和破真空(vent)，以有利于基板进入真空密封平台110以及从真空密封平台110中移除基板。
工艺站122包括至少一个沉积区域102以及至少一个处理区域106。一个或多个处理区域106中的至少一个处理区域顺序地位于诸个沉积区域102中的至少一个沉积区域的下游(即，相对于穿过处理系统100的工艺流程的方向)。例如，处理区域106可顺序地位于若干沉积区域102中的最后一个沉积区域(在图1示为Di)的下游。隔离区域104用于防止或至少基本上最小化区域102、106之间气体的流动。
处理系统100通过通信线缆128被耦接至控制器112。控制器112可操作地用于控制在处理系统100内对基板(未示出)的处理。控制器112包括：可编程中央处理单(CPU)116，所述CPU 116可与存储器114和大容量存储装置一起操作；输入控制单元；以及显示单元(未示出)；诸如，耦接至处理系统100的各种组件以有利于对处理基板工艺的控制的电源、时钟、高速缓存、输入/输出(I/O)电路等。控制器112还可包括硬件，所述硬件用于通过处理系统100中的传感器(未示出)来监测基板的处理。
为了有利于对处理系统100和处理基板的控制，CPU 116可以是用于控制基板工艺的通用计算机处理器中的任何形式。存储器114被耦接至CPU 116，并且存储器114是非暂态的，并且存储器114可以是容易获得的存储器中的一种或多种，诸如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘驱动器、硬盘、或任何其他形式的数字存储装置(无论是本地的还是远程的)。支持电路118被耦接至CPU 116，以便以常规方式来支持CPU 116。用于处理基板的工艺一般存储在存储器114中。用于处理基板的进程还可由第二CPU(未示出)存储和/或执行，所述第二CPU位于受CPU 116控制的硬件的远程。
存储器114是计算机可读存储介质形式的，所述计算机可读存储介质包含指令，所述指令在由CPU 116执行时，有利于在处理系统100中处理基板的操作。存储器114中的指令是程序产品形式的，诸如，实现处理基板的操作的程序。程序代码可符合许多不同编程语言中的任何一种。在一个实例中，本公开可实现为存储在与计算机系统一起使用的计算机可读存储介质中的程序产品。该程序产品的程序定义实施例的功能。说明性的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)信息永久地存储在其上的非可写入的存储介质(例如，计算机内的只读存储器设备，诸如，可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM盘、闪存存储器、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；以及(ii)其上存储可改变信息的写入存储介质(例如，在软盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。此类计算机可读存储介质(当携带引导本文所述的方法的功能的计算机可读指令时)是本公开的实施例。
提供运动机构(在图1中未示出)，以便穿过由隔离区域104分开的每一个相应的沉积区域102和处理区域106来传送基板。基板可以穿过另一个负载锁定站108而离开处理系统100，所述另一个负载锁定站108连接至处理系统100的最后一个处理区域106的下游。在此所处理的基板不暴露于处理系统100外部的基本上的外界(例如，大气)环境(在这个环境中，该基板会氧化)，因为负载锁定站108、工艺站122和隔离区域104经互连以形成真空密封平台110。
图2是配置成气幕202的隔离区域104的一个实施例的图示。气幕202将处理系统100的工艺站122的任何两个相邻的沉积区域102和处理区域106分开。在图2所描绘的配置中，工艺站122是单个的处理腔室，所述单个的处理腔室具有沉积区域102和处理区域106，在此将所述沉积区域102和处理区域106定义为处理腔室的单个连续的内部容积的部分。例如，气幕202提供将沉积区域102与处理区域106分开的工艺惰性气体的流动。气幕202包括隔离区域104中设置的至少一个喷嘴204。喷嘴204可与排气端口208对齐。气源206通过导管212被耦接至喷嘴204。工艺惰性气体(诸如，氮以及其他气体)可从喷嘴204提供以产生惰性气体的竖直气幕210。竖直气幕210将沉积区域102中使用的气体与处理区域106中使用的气体分开。气幕210所提供的气体可通过在隔离区域104底部形成的排气端口208流出隔离区域104。排气端口208可耦接至设施排气设备(未示出)。
气幕202允许利用(下文中将描述的)运动机构将基板(未示出)无缝地从沉积区域102移动至处理区域106。当允许通过气幕210来连接两个相邻的沉积区域102和处理区域106时，可减小或基本上消除相邻区域102、106之间的交叉污染，同时允许在区域102、106之间的迅速传送。
图3提供被配置为狭缝阀组件300的隔离区域104的另一实施例。在图3所描绘的配置中，工艺站122的沉积区域102和处理区域106被定义为两个分开的处理腔室。
狭缝阀组件300包括侧壁304A、304B中形成的狭缝阀开口302、狭缝阀门306以及致动器308。侧壁304A、304B被绑定在隔离区域104的内部区域中，可在所述内部区域中设置狭缝阀门306。可由致动器308使狭缝阀门306在第一(闭合的)位置312与第二(打开的)位置312之间移动，所述第一位置密封狭缝阀开口302，而所述第二位置允许穿过沉积区域102与处理区域106之间的狭缝阀开口302来传送基板。
图4A提供沉积区域102的一个实施例的横截面图，所述沉积区域102具有设置于其中的运动机构400。虽然未在图4A中示出，但是运动机构400类似地存在于隔离区域104和处理区域106中，以便有利于在区域102、104、106之间进行的基板传送。
继续参考图4A，沉积腔室包括盖416、侧壁418、底部432、喷淋头410以及基板支撑件426。喷淋头410被设置在沉积区域102的内部，并耦接至盖416。气体面板420通过导管422被连接至喷淋头410。气体面板420将工艺气体提供给喷淋头410。喷淋头410将工艺气体的向下的流412引导至限定于喷淋头410与基板支撑件426之间的反应区436中。喷淋头410还可被连接至RF源424。RF源424将RF功率提供给喷淋头410，使得可从反应区436中存在的工艺气体中形成等离子体。
可任选地，作为对喷淋头410的替代，可以利用喷嘴414将工艺气体引入反应区436中。喷嘴414可设置在沉积区域102的内部。例如，喷嘴414可耦接至沉积区域102的侧壁418和/或盖416。气体面板420通过导管422被耦接至每一个喷嘴414。
基板支撑件426被设置在沉积区域102的内部，并耦接至沉积区域102的底部434。基板支撑件426进一步包括平台438。致动器444被耦接至基板支撑件426以提升和/或下降平台438。致动器444控制基板支撑件426上被定位的基板428与喷淋头410之间的间距。基板支撑件426被耦接至接地432。
图4A进一步描绘了在运动机构400已将基板428递送至沉积区域102时的沉积区域102。运动机构400包括基板载体402、导轨404、永久磁体406以及磁电机408。导轨404被耦接至沉积区域102的底部434。导轨404与耦接至基板载体402的引导件405相互作用。引导件405被配置成沿导轨404和/或在导轨404上方滑动。引导件405和导轨404允许将基板载体402定位在沉积区域102内的预定位置中。引导件405和导轨404允许基板载体402在处理系统100的其他区域104、106或其他部分之间移动。引导件405和导轨404可以是滚珠轴承或实心滑动件、空气轴承或磁轴承、或其他合适的轴承系统。
基板载体402被配置成携带基板428穿过处理系统100。永久磁体406被耦接至基板载体402接近磁电机408的侧向端部。磁电机408可设置在沉积区域102之内或之外。磁电机408可以包括多个线圈。可顺序地对这些线圈供能以形成交流磁场。可以受控地对磁场的极性定序以推动永久磁体406。因此，基板载体402以及其上的基板被移动至沉积区域102内的预定位置。磁场还允许载体在区域102、104、106之间移动。在一个实施例中，磁电机408可以使锯木电机。
沉积区域102的侧壁418的外部可以包括岸部(bank)442。磁电机408可以定位在岸部442内。在岸部442中，磁电机408通过侧壁418来与沉积区域102内的环境隔离。磁电机408沿处理系统100的长度运行以允许在处理系统100内对基板载体402进行的受控的定位。控制器112用于响应于在沉积区域102内的基板载体402的位置来控制对磁电机408的极性的定序。传感器(未示出)设置在处理系统100内以将基板载体402的位置反馈提供给控制器112。
图4B提供处理区域106的横截面图，所示处理区域106示出设置在其中的运动机构400。处理区域106包括盖450、侧壁452、底部454、膜特性更改装置456以及基板支撑件458。膜特性更改装置456被配置成用于：在基板和基板载体402均定位在处理区域106中时，将能量和/或化学品提供给沉积区域102中所沉积的膜。膜特性更改装置456可设置在处理区域106的内部或外部。在至少一个实施例中，膜特性更改装置456被耦接至盖450。
在一些实施例中，处理源460可以通过导管422被连接至膜特性更改装置456。处理源460将化学品或能量提供给膜特性更改装置456。来自处理源460的能量将向下的处理流462引向基板428。处理流462可操作地处理在处理区域106中设置的基板428，以便更改图4A中所示的沉积区域102中所沉积的膜的特性。
基板支撑件458被设置在处理区域106的内部。基板支撑件458被耦接至处理区域106的底部454。基板支撑件458进一步包括平台464。致动器466被耦接至基板支撑件458以提升和/或下降平台464。
图4B进一步描绘了在运动机构400将基板428递送至处理区域106时的处理区域106。如上文中参考图4A所述，运动机构400包括基板载体402、导轨404、永久磁体406以及磁电机408。
在图6A-6E中，更详细地提供将基板428移动到沉积区域102中并将基板428装载到基板支撑件426上的工艺。
现将参考图5中示出的基板载体402的俯视图，基板载体402包括基板接收匣(pocket)430、永久磁体406和引导件405。可在基板载体402的顶部支撑基板428。运动机构400可操作以将设置在基板载体402上的基板428递送至沉积区域102。磁电机400还可将基板载体402和基板428与基板支撑件426的平台438对齐。升降杆(在图6C中示出)可延伸地穿过基板支撑件426。该升降杆被配置成将基板428提离基板载体402。被提升的基板428允许由运动机构400将基板载体402移离平台438。支撑基板428的升降杆通过穿过基板支撑件426而缩回以将基板428定位在基板支撑件426的平台438上。可向上移动在其上定位有基板428的基板支撑件426以将基板428置于接近喷淋头410的处理位置中。
在处理了设置在基板支撑件426上的基板428之后，可使基板支撑件426远离喷淋头410而下降到基板载体402在其中行进的表面下方的传送位置。可使升降杆致动以使基板428与基板支撑件426间隔开来。该间隔允许在被升高的基板428与基板支撑件426的平台之间移动基板载体402。随后，该提升杆缩回以往回将基板428置于基板载体402上。随后，运动机构400将设置在基板载体402上的基板428从沉积区域102递送至处理区域106。
图6A-6E描绘运动机构400进入沉积区域102并将基板428装载到基板支撑件426上以进行沉积的序列。图6A描绘运动机构400从隔离区域104进入沉积区域102。基板支撑件426在降低的(传送)位置601中。处于降低的位置601中的基板支撑件426允许在其上定位基板载体402。
在图6B中，在基板支撑件426的平台438上方对齐基板载体402。沉积区域102内的传感器(未示出)可与控制器(未示出)通信，该控制器控制运动机构400操作以将基板载体402与平台438对齐。当基板载体402与平台438对齐时，该控制器使运动机构400停止。现在将设置在基板载体402上的基板428定位在喷淋头410与基板支撑件426的平台438之间。
在图6C中，从基板载体402上移除基板428。基板支撑件426进一步包括升降杆600。升降杆600初始处于缩回的位置，使得升降杆600的顶部在平台438的顶表面下方或与平台438的顶表面齐平。当基板载体上设置的基板428与平台438对齐时，控制器与致动器444通信以提升升降杆600。使升降杆600穿过基板支撑件426的顶表面而延伸。随后，升降杆600接触基板428并将基板428提升到基板载体402的上方。当升降杆600处于延伸位置602时，运动机构400可将基板载体402移离基板支撑件426的平台438。
在图6D中，当运动机构400将基板载体402移离基板支撑件426的平台438时，控制器与致动器444通信以下降升降杆600。当穿过基板支撑件426往回缩回升降杆600时，基板428被设置在基板支撑件426的平台438上。随后，基板支撑件426可将基板428提升至接近喷淋头的处理位置中。基板载体402保持脱离平台438，直到沉积工艺完成为止。
在图6E中，沉积区域102中的沉积工艺开始。当基板428固定在平台438上时，传感器与控制器通信。随后，控制器与致动器(未示出)通信以将基板支撑件426的平台438向喷淋头410提升。一旦平台438处于将基板428置于接近喷淋头410的提升的位置604时沉积就可开始。
一旦完成了沉积工艺，就逆向执行图6A-6E的序列，以便往回将基板428返回到基板载体402。当在基板载体402上支撑基板428，并且基板支撑件426在基板载体402下方脱离时，运动机构400可移动其上设置有基板428的基板载体402穿过隔离区域104，并进入另一沉积区域102或处理区域106。
图7示出线性(linear)处理系统700的一种配置的俯视图。该线性处理系统700包括负载锁定站108、沉积区域102、隔离区域104、处理区域106、替代腔室702、704、706以及运动机构400。负载锁定站108、沉积区域102、隔离区域104、处理区域106以及替代腔室702、704、706在X-Z坐标系中线性地耦接。
负载锁定站108、沉积区域102、处理区域106以及替代腔室702、704、706统称为真空密封的线性处理平台712。隔离区域104将任何两个相邻的线性处理区域102、106分开。
运动机构400包括基板载体402、永久磁体406以及磁电机408。运动机构400可从负载锁定站108移动基板载体402穿过隔离区域104并进入沉积区域102。磁电机408用于在耦接至基板载体402的永久磁体406上生成力，由此推动基板载体402在线性处理系统700内移动。
沉积区域102可以是化学气相沉积(CVD)腔室、旋涂涂布腔室、可流动型(CVD)腔室、物理气相沉积(PVD)腔室、原子蒸气沉积(ALD)腔室、外延沉积腔室或适于沉积薄膜的其他沉积腔室中的任何一种。
处理区域106可以是热处理腔室、退火腔室、快速热退火腔室、激光处理腔室、电子束处理腔室、UV处理腔室、离子束注入腔室、离子浸没注入腔室、或能够更改所沉积的膜的特性的其他处理腔室中的任何一种。
替代腔室702、704、706可以是附加的沉积区域102、附加的处理区域106、或附加的沉积区域102和附加的处理区域106的组合。另外，可从处理系统100中省略替代腔室702、704、706中的任何一个或全部。
图8示出直列处理系统800的另一实施例的侧视图。直列处理系统800包括第一线性处理区段802，所述第一线性处理区段802耦接至第二线性处理区段804。基板在区段802、804中的每一个区段内的行进的方向不是共线的。例如，基板可沿X-Y坐标系的正y轴方向行进穿过第一线性处理区段802，而基板可沿负y轴方向行进穿过第二线性处理区段804。区段802、804可由耦接区段806连接。
第一线性处理区段802包括负载锁定站108、隔离区域104、沉积区域102、任选的替代腔室810、812、814、处理区域106以及第一磁电机820。隔离区域104至少将沉积区域102与处理区域106分开。第一磁电机820沿第一线性处理区段802的长度运行。运动机构(在图8中未示出)使用第一磁电机820来使基板在第一线性处理区段802内移动。替代腔室810、812、814可以是另一个沉积区域102或处理区域106。另外，可从第一线性处理区段802中省略替代腔室810、812、814中的任何一个或全部。
第二线性处理区段804可以包括负载锁定站108、任选的沉积区域102、隔离区域104、处理区域106、任选的替代腔室816、817、818以及第二磁电机824中的一个或多个。隔离区域104至少将处理区域106与沉积区域102分开。第二磁电机824沿第二线性处理区段804的长度运行。运动机构(未示出)使用第二磁电机824沿第二线性处理区段804的长度来移动基板载体上设置的基板。替代腔室816、817、818可以是沉积区域102或处理区域106。另外，可从第二线性处理区段804中省略替代腔室816、817、818中的任何一个或全部。
耦接区段806将第一线性处理区段802连接至第二线性处理区段804。第三磁电机822与耦接区段806集成，用于将基板载体上设置的基板从第一线性处理区段802移动至第二线性处理区段804。隔离区域104也可将第一线性处理区段802与第二线性处理区段804分开。第三磁电机822沿耦接区段806运行。运动机构(未示出)使用磁电机822使基板和基板载体沿耦接区段806移动，以便将该基板定位在系统内。
图9A-9C示出跑道形处理系统900的俯视图。该跑道形处理系统900包括第一区段930、第二区段932、第三区段934以及第四区段936。第一区段930、第二区段932、第三区段934以及第四区段936耦接在一起以形成矩形跑道。
在一个实施例中，第一区段930包括负载锁定站912、隔离区域104、沉积区域102、任选的替代腔室902、904、过孔(via)920、任选的处理区域106、以及第一磁电机920。隔离区域104至少将区域102、106分开。隔离区域104还允许沉积区域102与处理区域106流体地连通。隔离区域104可以是气幕(如图2中描绘)或狭缝阀(如图3中描绘)。
第一磁电机920沿第一区段930的长度(例如，沿外侧950)运行。第一磁电机920沿第一区段930的长度来定位基板载体402。耦接至基板载体402的永久磁体406与第一磁电机920接合以在第一区段930内移动基板载体402。替代腔室902、904可以是沉积区域102或处理区域106。另外，可从第一区段930中省略替代腔室902、904中的任何一个或全部。过孔914是第一区段930中的最后一个部分(相对负载锁定站912而言)。过孔914与第二区段932流体地连通，并且将第一区段930耦接至第二区段932。
第二区段932还包括第一过孔914和第二磁电机922。第一过孔914将第一区段930耦接至第三区段934，并且允许基板载体402从跑道形处理系统900的第一区段930移动至第三区段934。第二磁电机922沿第二区段932的长度(例如，沿外周长)运行。基板载体402使用第二磁电机922以沿第二区段932的长度移动。永久磁体406和永久磁体926与第二磁电机922接合以在第二区段932内移动基板载体402。
第三区段934包括负载锁定站916、任选的沉积区域102、隔离区域104、处理区域106、任选的替代腔室906、908以及第一过孔914。隔离区域104将区域102、106分开。隔离区域104将处理区域106与沉积区域102分开。隔离区域104可以是气幕(如图2中描绘)或狭缝阀(如图3中描绘)。
第三磁电机924沿第三区段934的长度(例如，沿外周长952)运行。基板载体402使用第三磁电机924以沿第三区段934的长度移动。第二永久磁体926与第三磁电机924接合以在第三区段934内移动基板载体402。替代腔室906、908可以是沉积区域102或处理区域106。另外，可从第三区段934中省略替代腔室906、908中的任何一个或全部。
第四区段936包括负载锁定站912、916以及第二过孔918。第二过孔918将第一区段930耦接至第三区段934。过孔918允许基板428离开跑道形处理系统900，或替代地，允许基板428额外地一次或多次穿过跑道形处理系统900而返回。
图9A表示当两个基板载体402a、402e正等待进入腔室并且六个腔室正在处理基板载体402b、402c、402d、402f、402g、402h时的跑道形处理系统900。当这六个腔室正在处理时，隔离区域104将不允许任何腔室彼此流体地连通。
图9B表示在这六个腔室完成了处理并且基板载体402已经向前移动移动了一个站之后的跑道形处理系统900。一旦这六个腔室完成了处理，隔离区域104就允许每个腔室与相邻腔室流体地连通。每个基板载体402可以向前移动一个站。基板载体402e、402f、402g、402h通过使用永久磁体926与第三磁电机924之间的磁耦接来移动。基板载体402a、402b、402c、402d通过使用永久磁体406与第一磁电机920之间的磁耦接来移动。另外，基板载体402d将会通过使用永久磁体406、926之间的磁耦接来跨过孔914移动。
在图9C中，泵系统120开始对该跑道形处理系统900降压抽真空。隔离区域104再次闭合，因为腔室准备好开始工艺。基板载体402h可通过负载锁定站916卸载基板428，或基板载体402h可通过第二过孔918并且在负载锁定站912中等待以再次进入跑道形处理系统900。基板载体402e使用第二磁电机922与永久磁体406、926之间的磁耦接以跨第二区段932移动。图9A-9C中描绘的工艺可由用户按需重复多次。
图10示出处理系统100的另一实施例的俯视图。图10中描绘的布局是传送带式处理系统1000。传送带式处理系统1000包括负载锁定站1010和传送带处理区段1014。
负载锁定站1010允许基板(未示出)进入传送带处理区段1014。一旦对基板完成处理，则该基板就通过相同负载锁定站1010离开传送带处理区段1014。
传送带处理区段1014进一步包括沉积区域102、隔离区域104、处理区域106、任选的替代腔室1004、1006、1008以及机械臂1012。隔离区域104至少将区域102、106分开。机械臂1012在诸个传送带站1016之间移动基板。替代腔室1002、1004、1006可以是沉积区域102或处理区域106。另外，可从传送带处理区段1014中省略替代腔室1002、1004、1006中的任何一个或全部。
图11A示出半导体串列式处理系统1100的俯视图。系统1100一般是在主机结构1101上具有受支持的必要的处理用具的自足式(self-contained)系统，所述主机结构1101可容易地安装，并提供操作的快速启动。系统1100大体包括四个不同区域：前端准备(staging)区域1102、负载锁定站1108和传送腔室1104，所述传送腔室1104通过隔离阀1110与多个处理站1106连通。处理站1106可以是单基板处理区域、串列式基板处理区域或其他多基板处理区域。串列式基板处理站1106在图11A中示出。例如，前端准备区域1102(一般称为工厂接口)一般包括外壳，所述外壳具有至少一个含基板的盒(cassette)1109，所述含基板的盒被定位成经由舱装载器(pod loader)与外壳连通。系统1100还可包括一对前端基板传送机械臂1113，这对前端基板传送机械臂1113一般可以是其配置成在前端准备区域1102与负载锁定站1108之间移动基板的单臂式机械臂。这对前端基板机械臂1113一般定位成接近盒1109，并配置成移除待处理的基板以及一旦在基板的处理完成时将基板定位在盒1109中。虽然示出两个盒1109，但是本发明的实施例构想了使用可堆叠式基板盒馈送器组件(未示出)。可堆叠式基板盒馈送器组件可配置成将多个盒1109存储在竖直的叠层(stack)中，并且在需要时单独地将盒1109递送至外盒位置/舱装载器。前端准备区域1102选择性地与负载锁定站1108连通，以便允许通过例如选择性地致动的狭缝阀(未示出)来进行基板的传送。另外，负载锁定站1108还可选择性地经由例如另一选择性地致动的狭缝阀来与传送腔室1104连通。在将一个或多个基板传送到传送腔室1104中以供处理的工艺期间，负载锁定站108将基板传送腔室1104的内部与前端准备区域1102的内部隔离。负载锁定站1108可以是例如本领域中一般所知的并排(side-by-side)基板型腔室、单基板型腔室或多基板型负载锁定腔室。
如图11A中所示，基板传送机械臂1105可居中地定位在传送腔室1104的内部部分中。基板传送机械臂1105一般被配置成从负载锁定站1108检索基板，并且将这些基板传输至围绕传送腔室1104的周长定位的诸个处理站1106中的一个处理站。另外，基板传送机械臂1105一般被配置成在相应的串列式处理站1106之间传输基板，以及将基板从其他处理站1106往回传输到负载锁定站1108中。基板传送机械臂1105一般包括配置成在其上同时支撑两个基板的单个的双叶片(dual-blade)。叶片可以包括通常在单个平面中对齐以在其上保持基板的两个支撑表面。另外，基板传送机械臂1105的叶片是可选择性地延伸的，而基部是可旋转的，这允许叶片进入围绕传送腔室1104的周长定位的处理站1106、负载锁定站1108和/或任何其他站中的任何一者的内部部分。
图11B是配置成用于同时处理多个基板的处理站1106的一个实施例的放大视图。在图11B中所描绘的实施例中，处理站1106示出为四联处理站1120。四联处理站1120包括四个腔室1124。腔室1124可以包括例如一个或多个沉积区域102和/或一个或多个处理区域106。每一个腔室1124通过隔离区域104与相邻的腔室1124分开。隔离区域104可以是前述的狭缝阀或气幕。隔离区域104进一步包括运动机构1126。运动机构1126在腔室1124之间移动基板，例如，将基板从沉积区域102移动至处理区域106。运动机构1126可以是磁悬浮运动机构，并且包括叶片1128、圆盘(puck，未示出)和磁线圈(未示出)。磁线圈定位在隔离区域104中。叶片1128附接至悬浮的圆盘，由磁性线圈使所述圆盘悬浮。运动机构1126被配置成在设置在腔室1124中的每一个腔室中的基板支撑件之间移动基板。或者，可以存在多于一个运动机构1126，使得一个叶片1128可将基板传送至另一叶片1128或在所指定的基板支撑件对之间传送基板。可扩展四联处理站1106以包括多于四个处理腔室。
往回参考图11A，双联处理站1122包括沉积区域102、隔离区域104以及处理区域106。隔离区域104将沉积区域102与处理区域106分开。隔离区域104进一步包括上述的运动机构1126，并且可操作以在沉积区域102与处理区域106之间移动基板。

Claims (19)

1.一种基板处理系统，所述基板处理系统包括：
第一处理区域；
第二处理区域；
隔离区域，所述隔离区域设置在所述第一处理区域与所述第二处理区域之间；以及
基板传送装置，所述基板传送装置与所述第一处理区域、所述第二处理区域以及所述隔离区域流体地连通，其中所述基板传送装置允许经竖直地致动的基板举升装置通过所述基板传送装置。
2.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述基板传送装置在所述第一处理区域、所述第二处理区域与所述隔离区域之间传送基板载体。
3.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述第一处理区域由第一腔室界定，并且所述第二处理区域由第二腔室界定。
4.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述第一处理区域和所述第二处理区域各自进一步包括基板支撑件。
5.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述隔离区域包括气幕。
6.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述第一处理区域是选自由以下各项组成的组的沉积腔室：化学气相沉积(CVD)腔室、旋涂涂布腔室、可流动型(CVD)腔室、物理气相沉积(PVD)腔室、原子蒸气沉积(ALD)腔室以及外延沉积腔室。
7.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述第二处理腔室是选自由以下各项组成的组的处理腔室：热处理腔室、退火腔室、快速热退火腔室、激光处理腔室、电子束处理腔室、UV处理腔室、离子束注入腔室以及离子浸没注入腔室。
8.根据权利要求1所述的基板处理系统，进一步包括负载锁定腔室。
9.一种基板传送装置，所述基板传送装置包括：
基板载体，所述基板载体具有在所述基板载体中的永久磁体；
一个或多个引导件，所述一个或多个引导件耦接至所述基板载体；
一个或多个导轨，所述一个或多个导轨匹配至所述一个或多个引导件；以及
磁电机。
10.如权利要求9所述的基板传送装置，其中所述基板载体包括主体，所述主体具有穿过所述主体的孔径以部分地界定基板接收匣，所述基板接收匣具有开口并适用于允许基板支撑件通过所述开口，所述开口从由所述孔径界定的壁到所述基板载体主体的外壁。
11.如权利要求9所述的基板传送装置，其中所述磁电机引起沿由所述一个或多个导轨界定的路径而至所述基板载体的运动。
12.如权利要求9所述的基板传送装置，进一步包括控制器，所述控制器用于控制所述基板载体的操作。
13.如权利要求9所述的基板传送装置，其中所述一个或多个引导件包括滚珠轴承、实心轴承、空气轴承、磁轴承、或上述各项的组合。
14.如权利要求11所述的基板传送装置，其中所述磁电机包括多个线圈，所述多个线圈用于将所述基板载体移动到一个或多个预定位置。
15.如权利要求13所述的基板传送装置，其中所述一个或多个引导件是磁轴承。
16.一种移动基板的方法，所述方法包括以下步骤：
将基板装载到基板载体上；
将所述基板载体移动到第一预定位置；
传送举升装置通过所述基板载体以从所述基板载体举升所述基板；
将所述基板载体移动到第二预定位置；以及
将所述基板装载到基板支撑件上。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述基板载体被磁电机从第一预定位置移动到第二预定位置。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述举升装置是多个升降销。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述第一预定位置和所述第二预定位置各自都在处理腔室内。
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