CN118147612A - 使用超临界流体的衬底处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种使用超临界流体的衬底处理装置，该装置能够在具有高深宽比的沟槽中沉积共形膜并且能够执行无空隙的完全间隙填充。衬底处理装置包括：上容器，包括第一主体和供应端口，该供应端口形成在第一主体中并供应工艺流体；挡板，安装在上容器中，并通过扩散工艺流体将通过供应端口供应的工艺流体供应到处理空间；下容器，包括第二主体和排出端口，该排出端口形成在第二主体中并从处理空间排出工艺流体；以及支撑板，安装在下容器中以面向挡板并支撑衬底，其中，当在处理空间中执行超临界工艺时，加热支撑板，使得支撑板的温度高于第一主体的温度。

Description

使用超临界流体的衬底处理装置

本申请要求于2022年12月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0167368的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本公开涉及使用超临界流体的衬底处理装置。

背景技术

随着半导体器件的集成度越来越高，各个电路图案变得越来越小型化，以便在相同面积内实现更多的半导体器件。即，随着半导体器件的集成度增加，半导体器件的组件的设计规则不断减小。

在高度缩小的半导体器件中，沟槽填充工艺变得越来越困难。当通过原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)用金属填充沟槽时，可能无法充分填充具有高深宽比的沟槽，并且沟槽的内部可能出现接缝或空隙或夹断缺陷。

发明内容

本公开的方面提供了一种使用超临界流体的衬底处理装置，该装置能够在具有高深宽比的沟槽中沉积共形膜并且能够进行无空隙的完全间隙填充。

然而，本公开的方面不限于本文阐述的内容。通过参考下面给出的本公开的详细描述，本公开的上述和其他方面对于本公开所属领域的普通技术人员而言将变得更加清楚。

根据本公开的一方面，提供了一种衬底处理装置，包括：上容器，包括第一主体供应端口，所述供应端口形成在所述第一主体中并且供应工艺流体；挡板，安装在所述上容器中，并且通过扩散所述工艺流体将通过所述供应端口供应的所述工艺流体供应到处理空间；下容器，包括第二主体和排出端口，所述排出端口形成在所述第二主体中并且从所述处理空间排出所述工艺流体；以及支撑板，安装在所述下容器中以面向所述挡板并支撑衬底，其中，当在所述处理空间中执行超临界工艺时，加热所述支撑板，使得所述支撑板的温度高于所述第一主体的温度。

根据本公开的另一方面，提供了一种衬底处理装置，包括：容器，提供用于处理衬底的处理空间，并且包括可拆卸地耦接的上容器和下容器，使得能够在用于关闭所述处理空间的关闭位置和用于打开所述处理空间的打开位置之间切换所述上容器和所述下容器；支撑件，安装在所述上容器的下表面上，并且被配置为在所述容器的打开位置处支撑所述衬底；热板，安装在所述下容器中，并且在所述容器的关闭位置处加热所述衬底的下表面；以及内衬，安装在所述处理空间的内壁的至少一部分上，并且由绝热材料制成。

根据本公开的又一方面，提供了一种衬底处理装置，包括：上容器，包括：第一主体，包括中心区域和外围区域；供应端口，形成在所述中心区域中并且供应工艺流体；以及第一容纳空间，连接到所述中心区域中的所述供应端口并且从所述外围区域向内凹陷；挡板，安装在所述第一容纳空间中，并且通过扩散所述工艺流体将通过所述供应端口供应的所述工艺流体供应到处理空间；下容器，包括第二主体、形成在所述第二主体中并从所述处理空间排出所述工艺流体的排出端口、以及凹陷的第二容纳空间；热板，安装在所述第二容纳空间中以面向所述挡板；第一绝热内衬，安装在所述挡板的下表面上；第二绝热内衬，安装在所述第一主体的所述外围区域的下表面上；以及第三绝热内衬，安装在所述第二容纳空间的围绕所述热板的侧表面的侧壁上，其中，当在所述处理空间中执行超临界工艺时，加热所述热板，使得所述热板的温度高于所述第一主体和所述第二主体的温度。

附图说明

根据下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得明确并且更容易理解，在附图中：

图1和图2示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置；

图3示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置；

图4示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置；

图5示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置；

图6是用于说明根据本公开的实施例的衬底处理装置的工艺流体供应单元的图；

图7是图6的实施例；

图8是用于说明根据本公开的实施例的衬底处理装置的操作的图；

图9是用于说明使用根据本公开的实施例的使用衬底处理方法来用金属填充沟槽的工艺的图；以及

图10示出了应用根据本公开的实施例的衬底处理装置的系统。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的示例性实施例。通过参考以下示例性实施例的描述和附图可以更容易地理解本公开的优点和特征以及实现它们的方法。然而，本公开可以以许多不同形式体现，且不应被解释为受限于本文中所阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并且将本公开的范围构思传达给本领域技术人员，并且仅由所附权利要求限定本公开。在本说明书中，类似的附图标记表示类似的元件。

为了便于描述，在本文中可以使用空间上的相对术语如“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等来描述一个元件或组件与另一元件或组件在附图中示出的关系。应当理解，空间相对术语除了包括附图中示出的取向之外，还意在包含设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或者特征“下方”或者“之下”的元件将被定向在其他元件或者特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”或“之下”可以涵盖上方和下方两种取向。设备可以以其他方式定向，并且相应地解释本文所使用的空间相对描述符。

应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各元件、组件和/或部分，但这些元件、组件和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件或部分与另一元件、组件或部分加以区分。因此，在不脱离本公开的教义的前提下，以下提到的第一元件、组件或部分也可以称作第二元件、组件或部分。

下面，将参考附图详细描述本公开的实施例。在下面参考附图的描述中，相似或对应的元件将由相似的附图标记来指示，并且将省略对其的重复描述。

图1和图2示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置。图1示出了处理空间打开的状态(即，打开位置)，并且图2示出了处理空间关闭的状态(即，关闭位置)。根据本公开的实施例的衬底处理装置可以应用于使用超临界流体的工艺(例如，沉积工艺)。

参考图1和图2，根据本公开的实施例的衬底处理装置包括反应器100、驱动单元190、温度控制单元200、工艺流体供应单元300和排出单元400。控制器(未示出)控制反应器100、驱动单元190、温度控制单元200、工艺流体供应单元300和排出单元400的操作。用于控制这些操作的程序(软件)可以包括在控制器(未示出)中。

反应器100是用于执行针对超临界流体的工艺的空间。

超临界流体是处于其临界点以上的温度和压力的物质，并且具有气体的扩散性和液体的溶解性。超临界流体可以是但不限于二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)、甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)、乙烯(C₂H₄)、丙烯(C₃H₆)、甲醇(CH₃OH)、乙醇(C₂H₅OH)或丙酮(C₃H₆O)。二氧化碳将作为超临界流体的示例在下面进行描述。

反应器100包括上容器110、支撑件119、挡板120、下容器130和支撑板(或热板)150。

容器110和130提供用于处理衬底W的处理空间180。容器110和130包括上容器110和下容器130，并且可拆卸地耦接。具体地，可以通过驱动单元190在用于打开处理空间180的打开位置(参见图1)和用于关闭处理空间180的关闭位置(参见图2)之间切换上容器110和下容器130。驱动单元190通过移动上容器110和下容器130中的至少一个来确定相对位置。

上容器110包括第一主体111、供应端口118和第一容纳空间112。

第一主体111用作上容器110的主体，并且具有形成在其中的供应端口118和第一容纳空间112。第一主体111由传热材料制成，例如可以是不锈钢(SUS)。

第一主体111包括中心区域CR和围绕中心区域CR的外围区域PR。供应端口118和第一容纳空间112形成在中心区域CR中。外围区域PR可以从中心区域CR朝向处理空间180突出。支撑件119可以安装在外围区域PR中。

供应端口118可以被安装为穿过第一主体111。供应端口118从工艺流体供应单元300接收工艺流体，并且将所接收的工艺流体传送到第一容纳空间112。如稍后将描述的，工艺流体是用于在处理空间180中执行超临界工艺的流体。工艺流体例如可以是包括金属前体和超临界流体(即，被超临界流体溶解的金属前体)的第一工艺流体，或者可以是包括还原流体和超临界流体(即，被超临界流体溶解的还原流体)的第二工艺流体。然而，本公开不限于此。通过供应端口118，可以交替且重复地供应第一工艺流体和第二工艺流体多次，或者可以同时供应第一工艺流体和第二工艺流体。

例如，第一工艺流体的金属前体可以是ML的形式(其中，M是金属，并且L是配体)，并且金属M可以包括Ru、Mo、Cu、TiN、TaN、Al、Ti、Ta、Ni、Nb、Rh、Pd、Ir、Ag、Au、Zn或V，但本公开不限于此。配体L可以仅由C和/或H组成。然而，本公开不限于此。即，配体L也可以仅由C_x、H_y和C_xH_y之一构成(其中，x和y是自然数)。

第二工艺流体的还原流体可以包括但不限于氧气(O2)、氢气(H₂)或氨(NH₃)。

第一容纳空间112可以形成在第一主体111的下表面(或底表面)110B上。如图所示，第一容纳空间112可以从第一主体111的下表面110B向内凹陷(或者从外围区域PR向内凹陷)。第一容纳空间112的深度H例如可以为10㎜或更大。

第一容纳空间112的侧表面可以是倾斜的。即，第一容纳空间112的侧表面和上表面可以形成小于90度的角度θ。角度θ例如可以为10至70度。

挡板120安装在第一容纳空间112中。挡板120通过扩散工艺流体将通过供应端口118接收的工艺流体供应到处理空间180。

挡板120包括基座124和穿孔板122。穿孔板122可以由基座124固定，并且例如可以堆叠成两层或更多层。穿孔板122的穿孔位置可以与直接安装在该前述穿孔板122上的穿孔板122的穿孔位置不同。即，当在竖直方向上观察时，下穿孔板122的穿孔位置与直接安装在该下穿孔板122上的上穿孔板122的穿孔位置未对齐在一条线上。由于穿孔位置未对齐在一条线上，因此通过第一容纳空间112和挡板120充分混合工艺流体，然后将该工艺流体供应到衬底W。

支撑件119安装在上容器110的下表面110B(即，外围区域PR的下表面)上。支撑件119被配置为当容器110和130处于打开位置时(当上容器110和下容器130彼此间隔开时)支撑衬底W。

下容器130包括第二主体131、排出端口138和第二容纳空间132。

第二主体131用作下容器130的主体，并且具有形成在其中的排出端口138和第二容纳空间132。第二主体131由传热材料制成，例如可以是不锈钢(SUS)。

排出端口138可以被安装为穿过第二主体131。排出端口138将从处理空间180接收的工艺流体排出到外部。该排出操作可以通过与排出端口138连接的排出单元400的操作来控制。

第二容纳空间132可以安装在第二主体131的上表面上。如图所示，第二容纳空间132可以从第二主体131的上表面向内凹陷。

支撑板150安装在下容器130中以面向挡板120。具体地，支撑板150安装在第二容纳空间132中。当容器110和130从打开位置改变到关闭位置时(即，处于上容器110和下容器130彼此接触的状态)，可以将衬底W从支撑件119传送到支撑板150，然后衬底W可以由支撑板150支撑。然而，本公开不限于此。即，即使在容器110和130处于关闭位置时，衬底W也可以由支撑件119支撑。当容器110和130处于关闭位置时，支撑板150面向衬底W的下表面。

热源152安装在支撑板150的内部。热源152例如可以是加热器或高温流体流过的管道。当热源152是加热器时，温度控制单元200通过向加热器供电来控制温度。当热源152是管道时，温度控制单元200通过向管道供应高温流体来控制温度。

当在处理空间180中执行超临界工艺时，支撑板150由热源152加热。由此，衬底W的温度升高。将支撑板150的温度控制为高于第一主体111的温度。备选地，可以将支撑板150的温度控制为高于第二主体131的温度。即，支撑板150变成热板，而其他部分(即，第一主体111和第二主体131)变成冷壁。

当在处理空间180中执行超临界工艺时，将支撑板150的温度控制为高于容器110和130的温度。例如，当在处理空间180中执行超临界工艺时，支撑板150可以处于150至350℃，并且上容器110和/或下容器130可以处于35℃至150℃以下。

当容器110和130处于关闭位置以执行超临界工艺时，将工艺流体供应到处理空间180以进入超临界状态。这里，加热支撑板150以升高衬底W的温度。随着衬底W的温度升高，密集地对衬底W执行超临界工艺。

由于上容器110和下容器130由诸如SUS之类的传热材料制成，因此它们易于加热，但难以绝热。当加热上容器110和下容器130时，处理空间180的温度升高，从而提高处理空间180中的超临界工艺的效率。然而，上容器110和下容器130外部和周围的设备不可避免地受到高温的影响。

因此，在根据本公开的实施例的衬底处理装置中，将支撑板150加热至150℃或更高，但将上容器110和下容器130保持在比加热的支撑板150相对低的温度。因此，这可以提高衬底W的处理效率，同时最小化对附近设备的影响。

此外，当超临界工艺是超临界沉积工艺时，工艺流体包括沉积材料的前体(例如，金属前体)。当衬底W的温度高时，金属前体与还原流体反应，使得材料(金属层)可以高效地沉积在衬底W上。另一方面，当容器110和130的温度高时，也可能会在形成处理空间180的容器110和130的内壁上形成金属层。形成在容器110和130的内壁上的金属层可能会干扰工艺或者可能会充当烟雾/颗粒的来源。因此，在根据本公开的实施例的衬底处理装置中，仅将支撑板150加热至高温，并且将上容器110和下容器130保持在相对低的温度。

图3示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置。为了便于描述，以下描述将集中在相比于参考图1和图2描述的元件和特征的不同之处。

参考图3，在根据本公开的实施例的衬底处理装置中，由绝热材料(即，非传导绝热材料)制成的内衬181至183设置在暴露于处理空间180的部分上。暴露于处理空间180的部分例如可以是挡板120、上容器110和下容器130。内衬181至183冷却并隔离处理空间180的外围区域。内衬181至183例如可以是聚四氟乙烯(PTFE)或陶瓷，但本公开不限于此。

第一内衬181安装在挡板120的暴露于处理空间180的第一部分上。例如，第一内衬181可以安装在挡板120的下表面上。

第二内衬182安装在上容器110的暴露于处理空间180的第二部分上。具体地，上容器110可以被划分为中心区域CR(参见图1)和外围区域PR(参见图1)，并且第二内衬182可以安装在外围区域PR的下表面上。

第三内衬183安装在下容器130的暴露于处理空间180的第三部分上。下容器130的第二容纳空间132围绕支撑板150的侧表面和底表面。第三内衬183安装在第二容纳空间132的侧壁上。

由于由绝热材料制成的内衬181至183安装在暴露于处理空间180的部分上，因此即使将支撑板150加热至高温，热量也不会影响容器110和130以及容器110和130的外围设备。

图4示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置。为了便于描述，以下描述将集中在相比于参考图1至图3描述的元件和特征的不同之处。

参考图4，在根据本公开的实施例的衬底处理装置中，由绝热材料制成的内衬181和182安装在暴露于处理空间180的部分上。内衬181和182可以安装在挡板120和上容器110上，并且可以不安装在下容器130上。

图5示出了根据本公开的实施例的衬底处理装置。为了便于描述，以下描述将集中在相比于参考图1至图3描述的元件和特征的不同之处。

参考图5，在根据本公开的实施例的衬底处理装置中，由绝热材料制成的内衬181、182和183a安装在暴露于处理空间180的部分上。内衬181和182安装在挡板120和上容器110上。内衬183a安装在下容器130的第二容纳空间132的侧壁和底表面上。由于内衬183a也安装在底表面的至少一部分上，因此可以防止热量朝向底表面逸出，并且可以防止材料(金属层)沉积在底表面上。

图6是用于说明根据本公开的实施例的衬底处理装置的工艺流体供应单元的图。图7是图6的实施例。

首先，参考图6，根据本公开的实施例的衬底处理装置包括反应器100、第一工艺流体供应单元320、第二工艺流体供应单元330和排出单元400。第一工艺流体供应单元320和第二工艺流体供应单元330对应于图1的工艺流体供应单元300。

第一工艺流体供应单元320将包括前体和第一超临界流体的第一工艺流体供应到反应器100中。即，第一工艺流体可以包括被第一超临界流体溶解的前体。前体可以是但不限于金属前体。金属前体可以是ML的形式(其中，M是金属，并且L是配体)，并且金属M可以包括Ru、Mo、Cu、TiN、TaN、Al、Ti、Ta、Ni、Nb、Rh、Pd、Ir、Ag、Au、Zn或V，但本公开不限于此。配体L可以仅由C和/或H组成。然而，本公开不限于此。即，配体L也可以仅由C_x、H_y和C_xH_y之一构成(其中，x和y是自然数)。

第一工艺流体在被供应给反应器100时(即，在连接到反应器100的供应管中)可以保持或可以不保持超临界状态。

第一工艺流体供应单元320可以通过将第一工艺流体供应到反应器100中而使反应器100的内部压力升高到临界压力以上。即，第一工艺流体在反应器100内部可以处于超临界状态。

第二工艺流体供应单元330将包括还原流体的第二工艺流体供应到反应器100中。还原流体的示例包括但不限于氧气(O₂)、氢气(H₂)和氨(NH₃)。可选地，第二工艺流体可以包括还原流体和第二超临界流体。即，第二工艺流体可以包括被第二超临界流体溶解的还原流体。

第二工艺流体在被供应给反应器100时(即，在连接到反应器100的供应管中)可以保持或可以不保持超临界状态。

第二工艺流体供应单元330可以通过将第二工艺流体供应到反应器100中而使反应器100的内部压力升高到临界压力以上。即，第二工艺流体在反应器100内部可以处于超临界状态。

排出单元400将反应器100内部的流体排出到外部。

这里，参考图7，第一工艺流体供应单元320和第二工艺流体供应单元330从超临界流体供应单元350接收超临界流体(例如，CO₂)。

超临界流体供应单元350包括第一气缸352、注射泵353、第一储存器351、过滤器355以及阀354、356和357。

第一气缸352储存液化二氧化碳(LCO₂)。例如，可以将第一气缸352控制在约40巴和约10℃，但本公开不限于此。通过注射泵353将液化二氧化碳传送到第一储存器351。第一储存器351储存二氧化碳。在第一储存器351中，二氧化碳可以处于超临界状态。例如，可以将第一储存器351控制在约180巴和约60℃，但本公开不限于此。即，可以将第一储存器351控制在二氧化碳的临界压力(7.38Mpa＝73.8巴)和临界温度(304.1K＝30.95℃)或更高。

经由过滤器355和阀356将处于超临界状态的二氧化碳供应到第一工艺流体供应单元320。第一工艺流体供应单元320包括前体罐321、阀322、323、324、327和328以及预混合反应器325。

将从超临界流体供应单元350提供的二氧化碳供应到前体罐321。在前体罐321中，通过二氧化碳提取前体，并且将前体提供到预混合反应器325。可以仅通过阀323所提取的前体与二氧化碳一起传送到预混合反应器325，或者可以通过阀322和注射阀324所提取的前体与二氧化碳一起传送到预混合反应器325。

另外，可以将从超临界流体供应单元350提供的二氧化碳通过阀328直接供应到预混合反应器325，而不经过前体罐321。

在预混合反应器325中，产生其中以预定比率混合有前体和二氧化碳的第一工艺流体(即，CO₂+前体)。可以通过使用不经过前体罐321而供应的二氧化碳来实现预定比率。另外，可以将预混合反应器325控制在约170巴和约60℃至120℃，但本公开不限于此。

根据阀门327是否打开或关闭来确定是否将预混合反应器325中产生的第一工艺流体(即，CO₂+前体)供应到反应器100。

同时，经由过滤器355和阀357将处于超临界状态的二氧化碳供应到第二工艺流体供应单元330。第二工艺流体供应单元330包括第二气缸331、混合单元334、第二储存器336、过滤器332以及阀333、335和337。

第二气缸331储存还原流体，例如氢气(H₂)。经由过滤器332和阀门333将氢气提供到混合单元334。

在混合单元334中混合从超临界流体供应单元350提供的二氧化碳和从第二气缸331提供的氢气，以产生第二工艺流体(即，CO₂+H₂)。

在第二储存器336中，储存第二工艺流体。第二工艺流体在第二储存器336中可以处于超临界状态。可以将第二储存器336控制在约180巴和约60℃，但本公开不限于此。

根据阀门337是否打开或关闭来确定是否将第二储存器336中储存的第二工艺流体(CO₂+H₂)供应到反应器100。

排出单元400将反应器100内部的流体排出到外部。当第三阀347打开时，执行排出操作。当第三阀347关闭时，停止排出操作。

图8是用于说明根据本公开的实施例的衬底处理装置的操作的图。

参考图8，根据本公开的实施例的衬底处理装置的操作包括多个周期。周期的个数可以根据要沉积的层(例如，金属层)的厚度而变化。每个周期重复基本相同的操作。

每个周期包括第一工艺流体供应操作(S11、S13...S18)和第二工艺流体供应操作(S12、S14...S19)。第一周期包括S11和S12，第二周期包括S13和S14，并且最后周期包括S18和S19。

在第一周期S11和S12中，例如，在第一工艺流体供应操作S11中，将包括前体和超临界流体的第一工艺流体供应到反应器100，使得反应器100的压力在第一压力范围内重复地升高和降低多次。第一压力范围在临界压力以上。然后，对反应器100进行通风，以将反应器100的压力降低到第一压力范围以下。

在第二工艺流体供应操作S12中，将包括还原流体的第二工艺流体供应到反应器100，使得反应器100的压力在与第一压力范围不同的第二压力范围内重复地升高和降低多次。金属前体与还原流体彼此反应。然后，对反应器100进行通风，以将反应器100的压力降低到第二压力范围以下。

图9是用于说明使用根据本公开的实施例的衬底处理方法来用金属填充沟槽的工艺的图。例如，图9示出了在DRAM中的字线沟槽中形成字线(金属层)的工艺。

参考图9，将具有沟槽115的衬底W放置在反应器100中(操作S341)。具体地，在衬底W中形成元件隔离层105，并且形成多个沟槽115。沿沟槽115的内壁共形地形成绝缘层1111。另外，形成硬掩模HM。

然后，在反应器100中，处于超临界状态的金属前体SCC渗透到沟槽115中(操作S342)。这里，处于超临界状态的渗透金属前体SCC对应于上述第一工艺流体(即，CO₂+前体)。

与液体相比，处于超临界状态的金属前体具有高渗透性、非常低的表面张力和高扩散性。另外，与气体相比，处于超临界状态的金属前体具有高密度和高溶解性。由于这些特性，处于超临界状态的金属前体的沉积可以比原子层沉积(ALD)快。此外，台阶覆盖性优于化学气相沉积(CVD)的台阶覆盖性，并且可以最小化缺陷/污染的风险。

如上所述，通过调整第一工艺流体的供应而在第一压力范围内增加和减小反应器100的压力，可以在反应器100中产生第一工艺流体的流动。因此，第一工艺流体更容易渗透到沟槽115中。

接下来，将还原流体提供到反应器100中(操作S343)。这里，所提供的还原流体对应于上述第二工艺流体(CO₂+H₂)。

如上所述，通过调整第二工艺流体的供应而在第二压力范围内增加和减小反应器100的压力，可以在反应器100中产生第二工艺流体的流动。因此，第二工艺流体更容易渗透到沟槽115中。

接下来，金属前体和还原流体彼此反应以在沟槽115中形成薄金属364(操作S344)。

接下来，如上所述，随着多次重复金属前体的供应和还原流体的供应，金属365的厚度增加(操作S345)。

接下来，金属366完全填充沟槽115。还可以在沟槽115的上表面上形成金属366(操作S346)。这里形成的金属366被称为预金属层。

尽管未单独地示出，但通过使用原子层蚀刻(ALE)去除预金属层366的一部分来完成金属层(即，字线)，该金属层填充每个沟槽115的一部分。封盖层(封盖传导层和/或封盖绝缘层)可以附加地形成在每个沟槽115中的金属层上。

图10示出了应用根据本公开的实施例的衬底处理装置的系统。

参考图10，该系统包括加载端口1100、转位(index)模块1200和处理模块1300。

加载端口1100包括安装台，该安装台上放置有包含多个衬底的容器(参见LP1至LP4)。该容器例如可以是前开口统一盒(FOUP)，但本公开不限于此。

转位模块1200(IDR)设置在加载端口1100和处理模块1300之间。例如，转位模块1200包括安装在转位室中的轨道和沿该轨道移动的转位机器人。转位机器人包括臂和手。转位机器人拾取位于加载端口1100中的衬底，并且将衬底传送到缓冲室1305(WCP)。

处理模块1300包括缓冲室1305、传送室MTR、第一处理室1310(PU1)、第二处理室1320(PU2)、第三处理室1330(PU3)、第四处理室1340(PU4)、阀单元1350和电气箱1360(T-box)。

缓冲室1305临时存储由转位模块1200的转位机器人传送的衬底。另外，缓冲室1305可以临时储存已经在处理室1310、1320、1330和1340中的至少一个中经过预设处理的衬底。

导轨和沿该导轨移动的传送机器人安装在传送室MTR中。

第一处理室1310、阀单元1350和第二处理室1320可以顺序地布置在传送室MTR的一侧。另外，电气箱1360、第四处理室1340和第三处理室1330可以顺序地设置在传送室MTR的另一侧。即，传送室MTR穿过第一处理室1310和第四处理室1340之间以及第二处理室1320和第三处理室1330之间。

第一处理室1310至第四处理室1340中的至少一个可以对应于上述根据本公开的实施例的衬底处理装置的反应器100。

阀单元1350是如下空间：其中安装有管道和阀，以将化学液体(例如，前体、还原流体、显影流体、清洁流体和冲洗流体中的至少一种)和/或超临界流体(例如，二氧化碳)供应到处理室1310、1320、1330和1340中的至少一个。

电气箱1360可以是其中安装有多个电气设备的空间。例如，与邻近电气箱1360设置的第四处理室1340相关的电气设备可以安装在电气箱1360中，但本公开不限于此。

虽然本公开已经参考其示例性实施例被具体示出和描述，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种形式和细节上的改变。应当仅在描述的意义下而非为了限制目的来考虑示例性实施例。

Claims (20)

1.一种衬底处理装置，包括：

上容器，包括第一主体和供应端口，所述供应端口形成在所述第一主体中并且供应工艺流体；

挡板，安装在所述上容器中，并通过扩散所述工艺流体将通过所述供应端口供应的所述工艺流体供应到处理空间；

下容器，包括第二主体和排出端口，所述排出端口形成在所述第二主体中并且从所述处理空间排出所述工艺流体；以及

支撑板，安装在所述下容器中以面向所述挡板并支撑衬底，

其中，当在所述处理空间中执行超临界工艺时，加热所述支撑板，使得所述支撑板的温度高于所述第一主体的温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，当在所述处理空间中执行所述超临界工艺时，所述支撑板比所述第二主体高。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，加热器安装在所述支撑板内部，并且在执行所述超临界工艺时运行。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，由绝热材料制成的第一内衬安装在所述挡板的暴露于所述处理空间的第一部分上。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，由绝热材料制成的第二内衬安装在所述上容器的暴露于所述处理空间的第二部分上。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一主体包括中心区域和围绕所述中心区域的外围区域，第一容纳空间形成在所述中心区域中，所述第一容纳空间连接到所述供应端口，并且所述挡板位于所述第一容纳空间中，所述外围区域从所述中心区域突出，并且所述第二内衬安装在所述外围区域中。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，由绝热材料制成的第三内衬安装在所述下容器的暴露于所述处理空间的第三部分上。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，第二容纳空间形成在所述第二主体中，所述第二容纳空间连接到所述排出端口，并且所述支撑板位于所述第二容纳空间中，并且所述第三内衬安装在所述第二容纳空间的侧壁上。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，内衬安装在形成所述处理空间的所述挡板、所述上容器和所述下容器中的至少一个上，并且所述内衬包括聚四氟乙烯PTFE或陶瓷。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述上容器和所述下容器包括不锈钢SUS。

11.根据权利要求1所述的装置，还包括支撑件，所述支撑件安装在所述第一主体上并支撑所述衬底的边缘，其中，在所述上容器和所述下容器彼此间隔开的状态下，所述衬底放置在所述支撑件上，并且在所述上容器和所述下容器彼此接触的状态下，所述衬底从所述支撑件传送到所述支撑板的上表面。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，当在所述处理空间中执行所述超临界工艺时，所述第一主体被控制为35℃至150℃以下，并且所述支撑板被控制为150℃至350℃。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述工艺流体是包括金属前体和超临界流体的第一工艺流体，或者是包括还原流体的第二工艺流体。

14.根据权利要求13所述的装置，向所述处理空间供应所述第一工艺流体，使得所述第一工艺流体在所述处理空间中处于超临界状态，对所述处理空间进行通风，向所述处理空间供应所述第二工艺流体，使得所述金属前体和所述还原流体彼此反应，然后再次对所述处理空间进行通风。

15.一种衬底处理装置，包括：

容器，提供用于处理衬底的处理空间，并且包括可拆卸地耦接的上容器和下容器，使得能够在用于关闭所述处理空间的关闭位置和用于打开所述处理空间的打开位置之间切换所述上容器和所述下容器；

支撑件，安装在所述上容器的下表面上，并且被配置为在所述容器的打开位置处支撑所述衬底；

热板，安装在所述下容器中，并且在所述容器的关闭位置处加热所述衬底的下表面；以及

内衬，安装在所述处理空间的内壁的至少一部分上，并且由绝热材料制成。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，当在所述处理空间中执行超临界工艺时，所述热板的温度被控制为高于所述容器的温度。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，当在所述处理空间中执行所述超临界工艺时，所述容器被控制为35℃至150℃以下，并且所述热板被控制为150℃至350℃。

18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述容器包括不锈钢SUS，并且所述内衬包括聚四氟乙烯PTFE或陶瓷。

19.根据权利要求15所述的装置，其中，在所述容器的所述关闭位置处，所述热板从所述支撑件接收所述衬底，并且支撑所接收的衬底。

20.一种衬底处理装置，包括：

上容器，包括：第一主体，包括中心区域和外围区域；供应端口，形成在所述中心区域中并且供应工艺流体；以及第一容纳空间，连接到所述中心区域中的所述供应端口并且从所述外围区域向内凹陷；

挡板，安装在所述第一容纳空间中，并且通过扩散所述工艺流体将通过所述供应端口供应的所述工艺流体供应到处理空间；

下容器，包括第二主体、形成在所述第二主体中并从所述处理空间排出所述工艺流体的排出端口、以及凹陷的第二容纳空间；

热板，安装在所述第二容纳空间中以面向所述挡板；

第一绝热内衬，安装在所述挡板的下表面上；

第二绝热内衬，安装在所述第一主体的所述外围区域的下表面上；以及

第三绝热内衬，安装在所述第二容纳空间的围绕所述热板的侧表面的侧壁上，

其中，当在所述处理空间中执行超临界工艺时，加热所述热板，使得所述热板的温度高于所述第一主体和所述第二主体的温度。