TW202324579A - 用於閘極堆疊開發的整合濕式清潔 - Google Patents

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Abstract

示例性整合群集工具可包括工廠介面，該工廠介面包括第一傳遞機器人。工具可包括在濕式清潔系統的第一側處與工廠介面耦接的濕式清潔系統。工具可包括在與濕式清潔系統的第一側相對的濕式清潔系統的第二側處與濕式清潔系統耦接的裝載閘腔室。工具可包括與裝載閘腔室耦接的第一傳遞腔室。第一傳遞腔室可包括第二傳遞機器人。工具可包括與第一傳遞腔室耦接的熱處理腔室。工具可包括與第一傳遞腔室耦接的第二傳遞腔室。第二傳遞腔室可包括第三傳遞機器人。工具可包括與第二傳遞腔室耦接的金屬沉積腔室。

Description

用於閘極堆疊開發的整合濕式清潔
本申請案主張於2021年7月7日提交並且標題為「INTEGRATED WET CLEAN FOR GATE STACK DEVELOPMENT」的美國臨時申請案第63/219,221號的權益及優先權，該申請案的全部內容出於所有目的藉由引用的方式併入本文中。
本技術係關於半導體處理設備及材料。更具體地，本技術係關於群集工具配置及在群集工具上執行的方法。
邏輯閘效能係關於所使用的材料的特性以及結構層的厚度及面積。然而，隨著調節一些閘極特性以適應裝置縮放，出現了挑戰。例如，利用氧化矽閘極介電質，電容可隨著厚度減小而改進，此可導致更高的通道遷移率及更快的裝置效能。然而，隨著厚度繼續減小，閘極洩漏可能影響裝置，並且可能導致裝置良率降低。此外，具有減小的厚度的氧化物可能係較低品質的且導致短路，並且跨氧化物維持均勻厚度變得更加重要，以及更大的挑戰。已經採用高介電常數材料用於閘極介電質以減小有效氧化物厚度，同時限制對閘極洩漏的影響。歸因於與形成高介電常數材料有關的形態問題，使特定高介電常數材料最大化的努力受到限制。
因此，需要可以用於產生高品質裝置及結構的經改進的系統及方法。該等及其他需要由本技術解決。
示例性整合群集工具可包括工廠介面，該工廠介面包括第一傳遞機器人。工具可包括在濕式清潔系統的第一側處與工廠介面耦接的濕式清潔系統。工具可包括在與濕式清潔系統的第一側相對的濕式清潔系統的第二側處與濕式清潔系統耦接的裝載閘腔室。工具可包括與裝載閘腔室耦接的第一傳遞腔室。第一傳遞腔室可包括第二傳遞機器人。工具可包括與第一傳遞腔室耦接的熱處理腔室。工具可包括與第一傳遞腔室耦接的第二傳遞腔室。第二傳遞腔室可包括第三傳遞機器人。工具可包括與第二傳遞腔室耦接的金屬沉積腔室。
在一些實施例中，工具可包括可進入第一傳遞腔室或第二傳遞腔室的乾式蝕刻腔室。濕式清潔系統可包括可操作地維持在大氣壓下的單晶圓濕式清潔腔室。第一傳遞腔室可維持在真空條件下。單晶圓濕式清潔腔室可與多個化學物質遞送系統流體耦接。工廠介面的第一傳遞機器人可進入單晶圓濕式清潔腔室。濕式清潔系統可包括在濕式清潔系統中設置的第四傳遞機器人。第四傳遞機器人可操作以在單晶圓濕式清潔腔室與裝載閘腔室之間傳遞基板。濕式清潔系統可包括在彼此上堆疊的複數個單晶圓濕式清潔腔室。每個單晶圓濕式清潔腔室可與多個化學物質遞送系統流體耦接。第一傳遞機器人在其上操作的軌道可延伸到濕式清潔系統中。
本技術的一些實施例可涵蓋整合群集工具。工具可包括工廠介面，該工廠介面包括第一傳遞機器人。工廠介面可包括用於工廠介面的第一表面上的前開式晶圓傳送盒的一或多個進入位置。工具可包括在濕式清潔系統的第一側處與工廠介面的第一表面相對的工廠介面的第二表面耦接的濕式清潔系統。工具可包括在與濕式清潔系統的第一側相對的濕式清潔系統的第二側處與濕式清潔系統耦接的裝載閘腔室。工具可包括與裝載閘腔室耦接的傳遞腔室。傳遞腔室可包括第二傳遞機器人。工具可包括與傳遞腔室耦接的金屬沉積腔室。
在一些實施例中，傳遞腔室可係第二傳遞腔室。整合群集工具可包括在裝載閘腔室與第二傳遞腔室之間耦接的第一傳遞腔室。工具可包括與第一傳遞腔室耦接的乾式蝕刻腔室。濕式清潔系統可包括可操作地維持在大氣壓下的單晶圓濕式清潔腔室。傳遞腔室可維持在真空條件下。工廠介面的第一傳遞機器人可進入單晶圓濕式清潔腔室。濕式清潔系統可包括在濕式清潔系統中設置的第四傳遞機器人。第四傳遞機器人可操作以在單晶圓濕式清潔腔室與裝載閘腔室之間傳遞基板。濕式清潔系統可包括兩個或多個垂直堆疊的單晶圓濕式清潔腔室。每個單晶圓濕式清潔腔室可與不同化學物質遞送系統流體耦接。
本技術的一些實施例可涵蓋處理基板的方法。方法可包括在整合群集工具的工廠介面中接收基板。方法可包括將基板從工廠介面遞送到在濕式清潔系統的第一表面上與工廠介面耦接的濕式清潔系統。方法可包括在濕式清潔系統的濕式清潔腔室中處理基板以從半導體處理腔室中含有的基板的表面移除氧化物。基板可包括矽層。方法可包括將基板從濕式清潔系統遞送到在與濕式清潔系統的第一表面相對的濕式清潔系統的第二表面上與濕式清潔系統耦接的裝載閘腔室。方法可包括將基板從裝載閘腔室遞送到金屬沉積腔室。方法可包括形成高介電常數介電材料。方法可包括利用含氮前驅物處理高介電常數介電材料。方法可包括退火高介電常數介電材料。
在一些實施例中，方法可包括在形成高介電常數介電材料之前，氧化矽層的至少一部分。方法可包括在氧化矽層的至少一部分之後，利用氫氧化銨及過氧化氫的溶液執行濕式清潔製程。方法可包括在利用含氮前驅物處理高介電常數介電材料之前，退火高介電常數介電材料。在濕式清潔腔室中處理基板可包括利用包括氫氟酸的第一化學物質清潔基板。在濕式清潔腔室中處理基板可包括利用包含氫氧化銨的第二化學物質清潔基板。在濕式清潔腔室中處理基板可包括利用包含氫氯酸的第三化學物質清潔基板。在濕式清潔腔室中處理基板可包括利用包含臭氧注入的去離子水的第四化學物質清潔基板。
此種技術可提供優於習知系統及技術的數個益處。例如，本技術可提供更平滑界面用於閘極堆疊開發。此外，本技術可產生由更均勻厚度表徵的介電層，此可以減少電氣參數的變化。結合下文描述及附圖更詳細描述此等及其他實施例，連同眾多其優點及特徵。
隨著邏輯閘結構縮放到較小尺寸，正在尋求提供改進的新材料結構。與利用諸如氧化矽的材料的習知閘極堆疊相比，使用高介電常數介電質增加閘極堆疊的介電常數。然而，類似於氧化矽，隨著材料厚度減小，閘極洩漏增加。例如，閘極洩漏隨著有效氧化物厚度減小而增加。因此，在閘極洩漏與有效氧化物厚度之間的相反關係可對電晶體及所產生的裝置的效能形成限制。
對於FinFET結構，覆蓋鰭的閘極氧化物可執行多種功能。例如，閘極氧化物可在閘極之下形成導電通道區域。在閘極氧化物內的缺陷或孔洞（諸如來自較低品質氧化物）可產生短路及對結構造成損壞。此外，閘極氧化物可阻擋裝置的PFET或P-MOS區域中的鍺擴散。習知技術產生較低品質氧化物層，並且可能未良好控制，此可過度氧化到鰭中。因為此等異位化學氧化製程可在後續處理之前執行數小時，因此氧化可在處理延遲期間擴散到增加的深度。此可產生較不牢固的氧化鍺材料，此在熱或電氣應力下更可能失效。本技術藉由由定義的含矽材料形成受控的閘極氧化物層來克服此等問題。此等閘極氧化物層可限制SiGe鰭材料的過度氧化，並且可提供優於習知技術的改進的電氣及熱效能。本技術亦提供了利用覆蓋層將摻雜劑整合到通道區域及其他基板結構中的機制。
本技術可藉由利用可限制濕式清潔或氧化基板的暴露的工具及製程序列來克服此等問題。藉由將濕式清潔系統整合在閘極形成群集工具上，在濕式清潔與真空處理之間的延遲可能限於數分鐘或數秒。此可產生用於材料生長的更均勻表面，以及促進產生具有更均勻厚度的介電質。儘管習知技術試圖減少時間延遲，在基於分批處理的習知技術中，數小時的延遲係不可避免的，其中在每個工具處處理多個基板，然後傳遞到後續工具。因此，異位化學氧化不能產生本技術的結構，而是歸因於時間延遲而產生氧化增加的結構。儘管剩餘揭示內容將常規地辨識利用所揭示技術的具體材料及製程，將容易理解系統及方法等效地應用於可在沉積或其他半導體處理期間發生的各種材料及製程。例如，所描述技術亦可應用於FinFET及全環繞閘極結構。由此，技術不應當被認為限制為僅與所描述的閘極形成一起使用。在論述可根據本技術的一些實施例使用的示例性腔室系統之後，將描述可在系統上發生的半導體處理的方法。
第1圖示出了根據本技術的一些實施例的可經具體配置為實施多個態樣或操作的整合群集工具、或多腔室處理系統100的示意性頂部平面圖。多腔室處理系統100可經配置為在獨立基板（諸如任何數量的半導體基板）上執行一或多個製造製程，用於形成半導體裝置。多腔室處理系統100可包括可維持在大氣壓下的部件，該大氣壓可係在處理設施中的任何壓力，諸如包括正或負壓環境。例如，系統亦可包括維持在真空條件下並且可藉由裝載閘系統與大氣部件分離的部件。
多腔室處理系統100可包括工廠介面101、或FOUP 102，該工廠介面可包括沿著單元的第一側的基座以接收一或多個前開式晶圓傳送盒，該FOUP用於將基板提供到系統用於處理。儘管將四個FOUP示出為與系統耦接，但在一些實施例中，可在任何時間連接一個、兩個、三個、四個、或多個FOUP。每個FOUP 102可包括用於處理的一或多個基板。因為FOUP通常儲存用於處理的若干基板，習知技術經常在工具之間的處理之間具有大時間延遲。在將所有基板傳遞到下一工具之前，每個工具可成批處理數十個基板。此可增加時間延遲，從而導致上文描述的挑戰。
工廠介面101可包括一或多個傳遞機器人103，該等傳遞機器人可操作以在工廠介面內橫向地移動，並且接近FOUP的任一者。與其上可耦接FOUP的工廠介面的側面相對，可係濕式清潔系統105，該濕式清潔系統可包括一或多個濕式清潔腔室106。濕式清潔系統105可沿著如圖所示的濕式清潔系統的第一端或表面與工廠介面耦接，並且可由一或多個傳遞機器人103進入。例如，在一些實施例中，工廠介面傳遞機器人103a或103b可用於從連接到工廠介面的FOUP接收基板，並且亦可用於將基板遞送到濕式清潔腔室106。工廠介面傳遞機器人亦可用於將基板遞送到一或多個裝載閘腔室112，該等裝載閘腔室可在濕式清潔系統的第二端或表面（諸如其中濕式清潔系統與工廠介面101耦接的相對端）處與濕式清潔系統105耦接。
在一些實施例中，額外傳遞機器人103c可包括在濕式清潔系統中，並且可與工廠介面傳遞機器人一起或替代工廠介面傳遞機器人工作。例如，在一些實施例中，工廠介面傳遞機器人可將基板遞送到濕式清潔腔室106中，並且濕式清潔系統傳遞機器人103c可將基板從濕式清潔腔室106遞送到裝載閘腔室112。此外，濕式清潔系統傳遞機器人可從工廠介面接收基板，並且可遞送到濕式清潔腔室106並且從該濕式清潔腔室遞送而出。在一些實施例中，機器人可在其上移動的軌道109可延伸穿過工廠介面及濕式清潔系統兩者以促進一或多個機器人可操作以在系統部件之中接收及傳遞基板。在本技術的一些實施例中，所提及傳遞機器人的任一者可沿著軌道的任何態樣移動。
濕式清潔系統105可包括用於處理基板的多個部件及腔室。例如，如將在下文進一步解釋，濕式清潔硬體108可包括在系統中以促進操作。在本技術的實施例中，濕式清潔腔室106可係一或多個腔室。例如，濕式清潔腔室106可包括分批清潔浴或系統，並且在一些實施例中可係或包括一或多個單晶圓濕式清潔腔室。如將在下文解釋，單晶圓濕式清潔腔室可在一些實施例中堆疊，例如，此可允許在每個腔室中執行獨立製程，或可允許同時處理多個基板。腔室可與一或多個化學物質傳遞系統110流體耦接，該等化學物質傳遞系統可包括泵、管道、及用於將一或多種處理化學物質遞送到一或多個濕式清潔腔室106的其他材料。
可根據本技術的態樣執行任何數量的濕式清潔製程，並且在一些實施例中，濕式清潔可包括多個清潔製程及化學物質。例如，在一些實施例中，第一化學物質遞送系統110a可提供包括氫氟酸的第一化學物質。第二化學物質遞送系統110b可提供包括氫氧化銨的第二化學物質。第三化學物質遞送系統110c可提供包括氫氯酸的第三化學物質。第四化學物質遞送系統110d可提供包括在去離子水中溶解的臭氧的第四化學物質。將理解，化學物質可來自一或多個流體源並且遞送到一或多個濕式清潔腔室。此外，儘管為了便於解釋圖示為與濕式清潔系統105分離，將理解流體遞送系統可包括在系統中，諸如例如為系統的清潔硬體區段的部分。一旦已經執行清潔操作，基板可遞送到裝載閘腔室112中，該等裝載閘腔室可將基板傳遞到真空環境用於處理。藉由限制濕式清潔與進一步處理之間的延遲，在一些實施例中，可限制或避免烘焙操作。
如上文解釋，濕式清潔腔室106可維持在大氣壓、或與設施環境共同的壓力下。多腔室處理系統100亦可包括在真空條件下的多個部件。例如，裝載閘腔室112可用於將基板傳遞到真空環境及從真空環境傳遞而出，該真空環境在裝載閘腔室與濕式清潔系統相對的側面上耦接。儘管示出了單晶圓裝載閘，將理解根據本技術的實施例，雙晶圓或多晶圓裝載閘亦可用在系統中。一旦將基板遞送到裝載閘腔室，就可建立真空條件，以及一或多個其他處理操作。因為如將在下文進一步描述的濕式清潔可啟動氧化物形成，同時限制形成深度。在提供真空壓力的同時，裝載閘腔室112可執行額外操作，諸如沖洗及加熱。例如，裝載閘腔室112可用氮氣、氬氣、或某種其他惰性或非反應性氣體沖洗，此可限制污染物摻入或在基板表面上增加的氧化物形成。此外，可執行加熱操作，此可確保移除水分或防止水分接觸基板。
一旦基板準備好用於進一步處理、或基板在佇列中接收，就可在系統內發生進一步處理。多腔室處理系統100可包括用於將基板提供到系統上的任何數量的位置的傳遞腔室。例如，第一傳遞腔室114可與所示出的裝載閘腔室112耦接，並且可接收基板用於進一步處理。在第一傳遞腔室周圍可係任何數量的處理腔室，該等處理腔室可用於在基板上執行任何數量的製程。儘管剩餘論述將涉及在準備或執行閘極堆疊形成操作時涉及的腔室，但將理解任何數量的其他處理腔室可包括在系統上。例如，腔室123及125可用於如下文描述的預處理或後處理操作、計量、定向、或可在半導體處理中執行的任何數量的其他操作。基板亦可遞送到處理腔室122、124中，如下文進一步描述，該等處理腔室可經配置為執行乾式蝕刻製程、退火、氧化、或其他處理。可執行任何數量的蝕刻製程，諸如用於移除自然氧化物的製程、用於磊晶形成矽或含矽材料的製程、或可執行以處理基板用於閘極形成的任何其他數量的製程。
基板亦可傳遞到額外處理腔室120，該等額外處理腔室可用於執行一或多個金屬沉積操作，諸如形成高介電常數介電材料，如將在下文進一步描述。第二傳遞腔室117可與第一傳遞腔室114耦接，並且在一些實施例中可用於將基板遞送到磊晶生長腔室及從磊晶生長腔室遞送基板。如將在下文進一步詳細解釋，取決於待執行的處理，可以類似或不同方式配置處理腔室120a、120b、120c、及120d的每一者。例如，可在腔室的任一者中或在腔室的任何組合中執行的一些具體製程可係金屬沉積、表面清潔及準備、熱退火（諸如快速熱處理）、及電漿處理。在第一傳遞腔室114與第二傳遞腔室117之間的遞送可利用腔室內的傳遞機器人促進。兩個基板傳遞平台115可在傳遞腔室114與傳遞腔室117之間設置，並且可促進在機器人126與128之間的傳遞。傳遞平台115a及115b可通向傳遞腔室，該等傳遞腔室亦可係緩衝腔室，或平台可與腔室選擇性隔離或密封以例如允許在兩個傳遞腔室之間維持不同操作壓力。在本技術的一些實施例中，傳遞平台115可各自包括一或多個工具116，諸如用於定向或量測操作。
多腔室處理系統100的操作可藉由電腦系統130控制。電腦系統130可包括經配置為實施下文描述的操作的任何裝置或裝置組合。由此，電腦系統130可係控制器或控制器的陣列及/或經配置有在非暫時性電腦可讀取媒體上儲存的軟體的通用電腦，當執行時，該軟體可執行根據本技術的實施例關於方法描述的操作。處理腔室及濕式清潔系統的每一者可經配置為在製造半導體結構時執行一或多個處理操作。更具體地，處理腔室可經裝配為執行多個額外基板處理操作，該等基板處理操作可包括乾式蝕刻製程、循環層沉積、原子層沉積、磊晶沉積、氧化、氮化、化學氣相沉積、物理氣相沉積、蝕刻、預清潔、除氣、定向、以及任何數量的其他基板製程。
如先前解釋，在本技術的一些實施例中，濕式清潔腔室106可包括多個單晶圓濕式清潔腔室。第2圖圖示了根據本技術的一些實施例的堆疊的濕式清潔腔室的示意性橫截面圖。如所示出，兩個或多個濕式清潔腔室106可垂直地堆疊，在本技術的一些實施例中，此可限制整合群集工具的長度。腔室可在彼此上堆疊，並且可由傳遞機器人的任一者進入。此外，因為與僅藉由筆直遞送相反，可以一角度進入濕式清潔腔室，腔室可容易由如先前描述的不同傳遞機器人進入，而不需要對傳遞機器人的額外修改。
如先前解釋，根據本技術的一些實施例的處理可包括執行多個濕式清潔操作，該等操作可促進移除剩餘介電材料，並且可提供初始界面氧化，此可改進膜開發。在一些實施例中，不同的濕式清潔腔室可用於執行不同清潔操作，儘管在實施例中，每個濕式清潔腔室可與多種化學物質流體耦接用於執行下文論述的所有清潔及準備選項。例如，濕式清潔腔室106a可與化學物質遞送系統110a（可包括用於執行第一濕式清潔的化學物質）耦接，但是濕式清潔腔室106b可與化學物質遞送系統110b（可包括用於執行第二濕式清潔的化學物質）耦接，並且濕式清潔腔室106c可與化學物質遞送系統110c（可包括用於執行第三濕式清潔的化學物質）耦接。任何數量的額外濕式清潔腔室亦可包括在內，該等額外濕式清潔腔室可允許執行第四處理，諸如氧化。此外，如所示出，每個濕式清潔腔室106可與化學物質遞送系統110的每一者流體耦接，此可允許每個濕式清潔腔室執行多個清潔及準備操作，如將在下文描述。儘管示出了三個堆疊的濕式清潔腔室106，但將理解在本技術的實施例中，濕式清潔系統可包括單個濕式清潔腔室，或可包括堆疊或以其他方式定向的清潔腔室，包括根據本技術的實施例的兩個或多個，諸如三個、四個、五個、或多個濕式清潔腔室。
轉到第3圖，示出了根據本技術的一些實施例的在處理基板的方法300中的所選操作。方法300可在開始方法之前包括一或多個操作，包括前端處理、沉積、蝕刻、拋光、清潔、或可在所描述的操作之前執行的任何其他操作。方法可包括多個可選操作，該等操作可能或可能不與根據本技術的方法的一些實施例具體地相關聯。例如，描述許多操作以便提供更廣範疇的結構形成，但該等操作對技術而言不係關鍵的，或可能藉由如將在下文進一步論述的的替代方法論來執行。
方法300可涉及於操作305，在整合群集工具（諸如上文描述的整合多腔室處理系統100）的工廠介面處接收基板。基板可藉由傳遞機器人從FOUP移除到工具環境中。於操作310，基板可從工廠介面遞送到濕式清潔系統，該濕式清潔系統可維持在較高處理壓力下，諸如高達大氣壓。如將在下文進一步描述，基板處理可於操作315利用一或多個濕式清潔腔室執行。一旦完成了基板清潔操作，於操作320，基板可遞送到真空系統。例如，如先前描述，可從濕式清潔腔室移除基板的傳遞機器人可將基板直接裝載到與濕式清潔系統連接的裝載閘腔室中。從裝載閘腔室，可於操作325進一步處理基板，該操作可包括多個閘極氧化物形成操作。
藉由將基板直接遞送到裝載閘腔室，在完成濕式清潔製程與開始閘極堆疊形成製程之間的時間可從習知系統中的數小時延遲減小到小於或約30分鐘，並且取決於執行的任何中介處理，時間可小於或約20分鐘、小於或約15分鐘、小於或約10分鐘、小於或約5分鐘、或更小。此外，不同於可在習知技術中發生的數小時的大氣暴露，此可允許形成增加的氧化深度，在完成濕式清潔操作與將基板遞送到裝載閘腔室之間的時間可小於或約5分鐘、小於或約3分鐘、小於或約1分鐘、小於或約50秒、小於或約40秒、小於或約30秒、小於或約20秒、小於或約10秒、小於或約5秒、或更小。如先前解釋，由於基板歸因於分批處理及工具佇列時間而等待數小時來在系統之間傳遞，具有分離工具用於濕式處理及閘極氧化物形成的習知技術不能在晶圓處理中產生此種均勻性。
遞送到群集工具的基板可包括任何數量的材料，包括矽、鍺矽、或含矽材料，諸如矽的氧化物、氮化物、及碳化物，以及可在結構內整合的任何其他材料。在由本技術涵蓋的一些實施例中，基板可係矽奈米薄片的一部分，諸如其可與全環繞閘極結構相關聯，或可係N-GAA區域的部分。在方法300之前，矽及鍺矽的層可在矽基板、或其他基板上形成，並且可經圖案化以形成全環繞閘極結構。隔離介電質可繞著奈米薄片形成，並且可執行修整操作以薄化奈米薄片。將理解，亦可提供替代結構，並且其上可執行本技術的操作。
在此處理之後或作為傳遞基板的結果，所遞送的基板可在鍺矽的表面上包括自然氧化物或殘留顆粒材料。在基板表面處暴露的材料可利用乾式蝕刻製程蝕刻，儘管如上文描述，藉由執行在群集工具內發生的濕式清潔製程，可避免可另外導致過度氧化的時間延遲。此外，如將在下文進一步描述，濕式清潔操作可提供更均勻的表面條件，並且在後續氧化步驟期間可促進更徹底的氧化。由此，在一些實施例中，基板可遞送到群集工具並且提供到濕式清潔系統內的濕式清潔腔室以移除自然氧化物、及/或準備好表面用於後續處理。
例如，在本技術的一些實施例中，在閘極形成製程之前執行的濕式清潔可包括在一或多個濕式清潔腔室中執行的多個操作。例如，第一清潔製程可包括執行氫氟酸清潔達第一時間段。利用稀釋的氫氟酸執行的氫氟酸蝕刻可移除可餘留在表面上的剩餘介電材料，並且可移除剩餘自然氧化物（若存在）。可隨後執行第一沖洗製程，諸如使用去離子水。一旦已經清除表面的材料，可執行表面處理以增加均勻性並且限制基板上的雜質。第二清潔製程可包括利用氫氧化銨及過氧化氫的溶液執行清潔達第二時間段。溶液可從基板表面移除光有機材料及粒子，並且亦可移除表面吸附的鹵素材料。可隨後執行利用去離子水的第二沖洗。第三清潔製程可包括利用氫氯酸及過氧化氫的溶液執行清潔達第三時間段。溶液可從其上可執行磊晶生長的表面移除殘留金屬材料。可隨後執行利用去離子水的第三沖洗。在一些實施例中，可執行第四清潔製程，該第四清潔製程可包括利用臭氧注入的去離子水、或其他氧化劑執行清潔。此可在界面處提供初始氧化，該界面可在如下文描述的後續處理中形成更緻密的氧化物塗層中。
清潔及/或沖洗製程的任一者的時間段可小於或約60秒，並且可小於或約50秒、小於或約40秒、小於或約30秒、小於或約20秒、小於或約10秒、或更小。在已經執行清潔操作之後，可執行一或多個乾燥操作。例如，基板可在旋轉乾燥製程中乾燥。此外，腔室可執行更多涉及的乾燥操作。例如，待乾燥的清潔晶圓可水平地旋轉，並且含有兩個流體遞送噴嘴的可移動臂可帶到晶圓的中心。前導噴嘴可含有跨晶圓遞送的去離子水，並且尾部噴嘴可例如含有醇、或N 2/表面活性氣相分配。臂隨後可從晶圓的中心移動到旋轉晶圓的邊緣，從而以限制或防止水痕發展的方式乾燥晶圓。此外，在一些實施例中，可執行表面改質乾燥操作，該操作可導致乾燥其上將執行生長的表面的矽化反應。如上文解釋，可在任何數量的濕式清潔腔室中執行不同操作。在一些實施例中，可在單晶圓濕式清潔腔室中執行製程的每一者，包括乾燥操作。
從裝載閘腔室，在形成高介電常數介電材料之前，處理可隨後將基板遞送到一或多個處理腔室，如將在下文解釋。一旦已經將基板遞送到裝載閘，處理可包括在一或多個處理腔室中執行操作而不將基板表面暴露於大氣或空氣，諸如藉由在系統100內維持真空，同時在一或多個腔室之間傳遞基板用於方法的操作。維持整合真空可有利地減少表面污染，以及不當的額外氧化物形成。傳遞可在單個平台上的一或多個腔室之間發生，儘管在一些實施例中，傳遞可在多個平台上的腔室之間發生。然而，藉由利用單個平台，可較佳地確保避免基板暴露於氧環境。
在一些實施例中，含矽材料可在預處理或清潔的基板表面上形成或沉積。例如，矽、或含矽材料（諸如摻雜矽、合金矽、或矽及類金屬或矽及金屬材料）的層可藉由任何數量的方法形成或沉積以形成覆蓋基板表面的層。在一些非限制性實施例中，矽可在鍺矽鰭的表面上方保形地磊晶生長，儘管在其中濕式清潔操作可用於產生一定量氧化的一些實施例中，製程可進行到進一步氧化操作、或如下文進一步描述的高介電常數材料沉積。此外，可執行原子層沉積製程以產生基板上保形地沉積或形成的矽層。保形形成可允許優於習知沉積技術的對厚度的控制。層可形成到任何高度，並且可產生相對高品質的矽。例如，在各個實施例中，矽層可形成到若干埃或若干奈米高度。在一些實施例中，層可形成到小於或約10.0 nm的厚度，並且可形成到小於或約8.0 nm、小於或約5.0 nm、小於或約4.0 nm、小於或約3.0 nm、小於或約2.0 nm、小於或約1.0 nm、小於或約9 Å、小於或約8 Å、或更小的厚度。
在一些實施例中，矽層可形成為非晶矽，並且在形成製程期間可包括摻雜劑材料。摻雜劑粒子可在沉積期間整合在矽層內。摻雜劑可作為額外前驅物遞送，該額外前驅物可進一步與一或多種含矽前驅物或其他沉積前驅物或載體氣體相互作用以在所形成的矽材料內整合摻雜劑粒子。示例性摻雜劑材料可係氮、磷、氟、或可以整合在矽結構內的任何其他材料。材料可以任何數量的形式遞送，儘管材料可以更容易解離的形式遞送以限制矽層內的額外材料整合。例如，示例性前驅物可包括雙原子氮、三氟化氮、氟、氟化氫、膦、或任何其他含氮、含氟、或含磷材料。
在形成矽層之後，層的一部分可氧化，或氧化可在遞送濕式清潔的基板之後直接執行，其可包括當執行第四清潔製程時的氧化量。氧化可以任何數量的方式執行，並且氧化可完全氧化層，儘管氧化可能不完全穿過矽層延伸。當形成矽時，氧化操作可藉由將矽層的一部分轉化為氧化矽直到整個矽層來產生犧牲氧化物。氧化操作可氧化矽層的一部分，同時至少部分維持矽層的一部分與半導體基板接觸。例如，可執行受控氧化以限制氧化穿過含矽層的延伸。此外，當濕式清潔操作產生氧化時，可執行後續氧化以增加先前產生的氧化的密度及均勻性。氧化可包括使用蒸汽的基於熱的反應，諸如原位蒸汽產生製程，藉此與習知熱技術相比，氧化以較低速率發生。此外，氧化可利用氫及氧一起作為熱氧化製程，以及利用額外前驅物。例如，在一些實施例中，可使用含氧前驅物，諸如含氮及氧的前驅物。例如，氧化亞氮、或某種其他含氮及氧的前驅物、及/或額外前驅物（諸如氫，例如）可用於氧化含矽材料的部分。
氮可用作氧的載體並且可能不成為界面或基板的部分。製程亦可緩慢發生，該製程可產生更受控氧化，並且可經控制以沿著基板表面維持特定厚度的矽。在形成犧牲氧化物之後，可發生多個其他製造操作，包括在基板上形成虛設聚矽遮罩，接著虛設閘極形成。在已經執行處理之後，可發生閘極氧化物形成製程，如將在下文進一步描述。
氧化製程可用於亦促進額外操作。例如，藉由將摻雜劑整合到矽層中，氧化製程可用於穿過矽層熱驅動摻雜劑並且驅動到下層基板中。例如，氧化的溫度可允許摻雜劑材料穿過矽層完全擴散並且在下層材料內整合。例如，將氟、氮、或磷整合到基板（諸如可擱置在待形成的閘極下面的下層通道區域）中可增加操作效能及所形成裝置的可靠性。當摻雜可在開發下層通道區域期間執行時，後續利用氧化操作整合摻雜劑可確保穿過通道區域發生高品質形成。此外，形成可能在不整合摻雜劑材料的過量其他成分（諸如氫）、或以前驅物形式遞送的摻雜劑的其他成分的情況下發生。
一或多個移除操作可視情況執行以移除覆蓋所維持矽的犧牲氧化物。所維持矽可藉由足以在鍺矽基板材料上方維持覆蓋的厚度表徵。例如，在一些實施例中，矽層可維持在小於或約5 nm，並且可維持在小於或約4 nm、小於或約3 nm、小於或約2 nm、小於或約1 nm、小於或約5 Å、或更小。移除操作可包括選擇性蝕刻，諸如氧化物選擇性蝕刻。在一些實施例中，可執行電漿蝕刻製程，諸如利用含氟前驅物及含氫前驅物。移除操作可包括任何數量的前驅物，諸如藉由利用三氟化氮及氨電漿蝕刻，其亦可包括額外熱處理或昇華操作。在一些實施例中，亦可使用維持或替代的含氟及氫的前驅物。在一些實施例中，電漿移除可能不針對此移除執行，由於電漿流出物可進一步損壞下層結構。由此，在一些實施例中，基板可傳遞回到濕式清潔系統，並且可使用利用稀釋的氫氟酸的濕式氧化物移除，其可控制蝕刻製程，並且限制或防止可歸因於電漿損壞而產生的併發症。濕式處理亦可包括其他地方描述的其他處理的任一者，包括利用氫氧化銨溶液的處理、利用氫氯酸溶液的處理、及/或利用臭氧注入的去離子水的處理。藉由執行氧化物選擇性蝕刻製程，可維持或實質上維持矽的下層部分。
在已經暴露矽蓋材料之後，可執行第二氧化操作以氧化覆蓋鍺矽鰭的材料的剩餘矽層。可執行先前氧化操作的任一者以產生含氧材料，諸如氧化矽。在一些實施例中，剩餘的矽材料可完全轉化為氧化矽，並且可能不餘留剩餘矽層。在一些實施例中，如上文解釋，氧化可利用氧化亞氮及氫。此舉可將氧化嚴格控制為實質上限於矽材料，同時限制或防止過度氧化至鍺矽材料中。此種熱氧化製程可提供如上文解釋的許多益處。例如，不同於異位濕式氧化，例如，本氧化可產生高品質氧化物，此可限制鍺擴散。
此外，一些習知氧化製程（包括異位濕式氧化及乾式氧化製程）可過度氧化至鍺矽中，如先前描述，此可產生氧化鍺材料。與氧化矽相比，氧化鍺可藉由較不穩定鍵接表徵，並且因此，後續操作可破壞氧化鍺鍵。此舉可損壞所形成的氧化物，或降低在材料之間的界面的品質，此可限制電晶體效率、或損壞裝置。形成高品質氧化物可有利地亦在稍後操作期間保護結構。例如，產生較不緻密氧化物的習知製程可利用額外製造操作進一步劣化。如將在下文解釋，可執行額外高介電常數介電操作以及後續製造，該後續製造可包括高溫製程。例如，在製造的某一點，可在高達1000℃下執行快閃退火。對於較低品質或較不緻密氧化物，歸因於更多孔的氧化物結構，此可促進額外鍺擴散。根據本技術的一些實施例的更緻密熱氧化物製程可在後續製造操作期間防止擴散。藉由根據本技術的實施例維持對氧化的控制，具有具體深度的高品質氧化物材料可在上文描述的減小厚度的任一者下提供。
所形成的含氧材料可係高品質且高度有序的，意味著結晶學結構不具有或實質上不具有缺陷。此可提供界面，該界面可防止額外材料緊密地進入通道區域，因此防止洩露。所得含氧材料可包括二氧化矽。所形成的含氧材料可具有高達或約5 Å的厚度，並且可具有大於或約5 Å、大於或約10 Å、大於或約15 Å、大於或約20 Å、大於或約25 Å、大於或約30 Å、或更大的厚度。
處理可包括視情況將預處理前驅物遞送到基板。預處理前驅物可係或包括含氮前驅物或含氧前驅物。前驅物可接觸基板並且可在基板的暴露表面上形成或引入反應性配位體。不同於習知技術，本技術可利用經配置為在後續操作中產生高介電常數介電材料的有序生長的預處理。
預處理前驅物可係或包括任何含氮或含氧前驅物。含氧前驅物可藉由羥基[-OH]表徵，該羥基可在基板含氧材料的表面上整合。含氮前驅物可藉由胺基[-NH 2]、或其他含氮基團表徵。例如，含氮前驅物可係或包括含氮及氫的前驅物（諸如作為一個非限制性實例的氨）、或含氮及氧的前驅物、或包括氮的任何其他前驅物。此外，在一些實施例中，製程可包括將基板傳遞回到濕式清潔系統，其中先前描述的一些或全部清潔製程可在處理期間在高介電常數介電材料形成之前直接在第二情況下執行。例如，在一些實施例中，當提供回到濕式清潔腔室時，製程可包括僅先前描述的清潔操作的子集。儘管可執行任何數量的清潔操作，如先前描述，示例性操作可包括僅利用氫氧化銨及過氧化氫的溶液處理基板，接著受控乾燥操作。除了從氧化物的表面層移除任何剩餘有機物及粒子之外，此可維持其上可執行後續沉積的表面上的一定量水分，並且增加羥基表面封端以促進如下文提及的成核。
在一些實施例中的表面封端可係或包括羥基或胺基封端的表面。閘極形成處理可隨後包括形成覆蓋含氧材料的高介電常數介電材料。本技術可涵蓋高介電常數材料的任何形成或沉積，儘管在一些實施例中，形成可係或包括原子層沉積，該原子層沉積可利用任何數量的原子層沉積腔室，諸如該等腔室可包括在如上文描述的群集工具上，用於金屬或含金屬膜沉積。藉由在閘極形成製程之前直接執行濕式處理，一定量水分可整合在結構內。此可基於先前執行的乾燥製程來調諧，並且藉由維持一定量水分，剩餘羥基表面封端可包括在內，此可促進高介電常數材料成核，並且可改進生長的品質及均勻性。若執行，則高介電常數材料形成可在預處理基板或含氧材料表面之後直接執行，並且可在與預處理相同的腔室中或在額外腔室中執行，該腔室諸如在相同系統（諸如系統100）上整合的額外腔室。在一些實施例中，可維持真空條件，同時將基板從預處理腔室傳遞到沉積或形成腔室，此可限制將基板暴露於空氣。
在執行原子層沉積製程以形成高介電常數介電材料的情況下，可將含金屬前驅物遞送到基板以與預處理的表面反應。例如，可將含過渡金屬的前驅物、含貧金屬前驅物、或含鑭金屬的前驅物遞送到處理腔室以與來自預處理的在基板上暴露的反應性配位體相互作用。含氧前驅物可隨後在第二操作中遞送，諸如在沖洗含金屬前驅物之後。此可藉由原子層沉積產生氧化物層。在一個非限制性實例中，含鉿前驅物可在第一操作中遞送並且氧化劑可在第二操作中遞送，用於產生氧化鉿膜。額外的含金屬前驅物可包括用於產生含鋯材料的含鋯前驅物，以及用於產生額外金屬氧化物結構的任何其他數量的含金屬前驅物。對於含鉿前驅物而言，並且類似地對於任何替代金屬而言，前驅物可係或包括含鹵素前驅物、含氧前驅物、含氫前驅物、或含碳前驅物，在其中任一者中整合鉿。
對於氧化劑而言，可使用可與含金屬材料反應的任何含氧前驅物。例如，含氧前驅物可係或包括水、雙原子氧、臭氧、含羥基前驅物或醇、含氮及氧前驅物、包括本端或遠端增強的氧的電漿增強的氧、或包括可與金屬（諸如鉿）整合以產生覆蓋基板的金屬氧化物材料的氧的任何其他材料。再者，上文提及的含金屬材料的任一者可在本技術的實施例中使用，並且可包括分組金屬的任一者，該等金屬可包括並且可不限於鉿、鋯、矽、鑭、鋁、鈦、鍶、或此等材料的組合，諸如，例如，矽酸鉿。
當執行根據本技術的實施例的預處理時，含金屬材料的結構可以有序方式形成或沉積以產生更均勻的晶粒結構。此可藉由在更結構化的表面材料（諸如藉由本技術的實施例產生的較高品質矽或氧化矽）上方形成預處理前驅物的反應性配位體來產生。此外，藉由在某些條件下執行預處理暴露，可提供額外改進。
預處理可在經配置為活化前驅物及/或基板表面的溫度下執行。例如，在其中含氮及氫前驅物可用作預處理前驅物的情況下，基板可維持在大於或約300℃的溫度下，同時遞送前驅物。類似地，亦可執行利用含氧前驅物的預處理，同時維持大於或約300℃的基板溫度。對於任何預處理操作而言，基板亦可維持在大於或約400℃、大於或約500℃、大於或約600℃、大於或約700℃、大於或約800℃、或更大的溫度下。由於預處理的溫度減小到低於或約500℃，有效性可降低。類似地，隨著溫度增加到高於或約700℃，可能不改進成核，並且過量前驅物可在表面上整合，此可劣化裝置的遷移率。隨後，在一些實施例中，溫度可在預處理期間維持在約500℃與約700℃之間。
類似溫度範圍可影響氧化操作的或一者或兩者的操作，其可小心控制第一氧化中維持的矽蓋材料的量，並且可限制第二氧化中的過度氧化。為了控制氧到矽材料中的緩慢進入，溫度可維持在小於或約900℃，並且可維持在小於或約850℃、小於或約800℃、小於或約750℃、小於或約700℃、小於或約650℃、小於或約600℃、或更小。
類似地，暴露時間可影響含氮前驅物整合的量，並且因此限制產生的裝置的遷移率損失，前驅物暴露可小於或約3分鐘，並且在一些實施例中，暴露時間可小於或約2.5分鐘、小於或約2分鐘、小於或約1.5分鐘、小於或約1分鐘、小於或約45秒、小於或約30秒、小於或約15秒、或更小。一旦已經整合適當量的胺基，可執行形成。包括原子層形成的形成可在任何溫度下執行，儘管在一些實施例中，原子層沉積可在低於或約執行預處理的溫度下執行，而與操作是在相同還是不同腔室中執行無關。例如，原子層沉積可相對於預處理溫度在第二溫度下執行，並且在實施例中形成溫度可小於或約500℃，並且可小於或約450℃、小於或約400℃、小於或約350℃、小於或約300℃、小於或約250℃、或更小。
在已經形成或沉積高介電常數材料層之後，可執行一或多個後處理。在一些實施例中，基板可從沉積腔室傳遞到另一腔室或腔室集合，用於後處理材料。類似於上文解釋者，傳遞可在具有多個腔室的單個處理系統上發生，並且因此可執行從此等腔室的任一者傳遞或在此等腔室的任一者之間傳遞，同時維持真空條件。處理可隨後包括一或多個額外後處理操作。後處理操作可包括在一或多個腔室（包括在相同群集工具上的多個腔室）中執行的一或多個操作。後處理操作可包括氧化、氮化、及/或一或多個熱退火操作，諸如在氧化或氮化之前及/或之後。
如上文提及，可執行預處理操作以提供足夠終端成分來提供先前描述的均勻生長，同時限制過量前驅物與基板整合。例如，整合氮的界面可減少產生的電晶體的遷移率，或載流子可以多快速地穿過該結構移動。儘管上文描述的預處理可進一步改進高介電常數膜的縮放，若未控制，預處理可實際上劣化裝置遷移率。然而，在一些實施例中，相對於可在預處理操作中使用的第一含氧前驅物，一個後處理可包括利用第二含氧前驅物氧化形成的高介電常數材料。
例如，可執行利用上文提及的含氧前驅物的任一者的氧化操作以在形成之後進一步氧化膜。高介電常數膜的沉積或形成可產生多孔膜、或在結構中包括空位的膜。藉由執行氧化操作，氧物質可滲透膜填充空位，以及在高介電常數材料的界面處產生氧化物材料，若未在上文描述的先前操作中形成。此可改進來自胺末端基團的下層界面，此可增加裝置的遷移率效能。為了限制下層氧化物層厚度的過度增加，可執行氧化操作達有限時間段並且可在先前提及的時間範圍的任一者內執行氧化操作。
後處理操作可額外包括當使用時相對於預處理含氮前驅物進一步使基板與第二含氮前驅物接觸。第二含氮前驅物可包括上文描述的任何含氮前驅物，並且可包括氮氣，以及其他地方提及的任何含氮前驅物。第二含氮前驅物可包括電漿活化或增強的含氮前驅物、熱活化的氮、或某一其他氮前驅物，此可允許將氮自由基或氮原子整合在高介電常數結構內，此可穩定膜或使膜朝向平衡狀態沉降。不同於氧化操作，氮化可能不增加下層（諸如氧化矽）的厚度，並且亦可輕微增加產生膜的介電常數值。
氮整合可經控制以限制膜中的整合，以便維持結構及電氣性質。在一些實施例中，後處理氮化可在高介電常數膜的表面區域處整合小於或約20原子%的氮，並且可整合小於或約15原子%的氮、小於或約10原子%的氮、小於或約8原子%的氮、小於或約6原子%的氮、小於或約4原子%的氮、小於或約2原子%的氮、或更小。在一些實施例中，在約3原子%與約7原子%之間的整合可維持與較高氮整合相比較高的介電常數值，並且可與較低氮整合相比較佳地穩定膜。表面區域可意味著材料的暴露表面，儘管氮整合可延伸到膜內的任何距離，並且可一致或形成穿過材料的減少梯度。
後處理氧化或氮化可在先前提及的溫度的任一者下執行，儘管在一些實施例中，後處理氧化及/或氮化可在低於或約500℃的溫度範圍下執行，並且可在低於或約400℃、低於或約300℃、低於或約200℃、低於或約100℃、或更低的溫度範圍下執行，取決於所執行的操作。
後處理退火可在操作的任一者之後執行，包括提及的後處理操作的任一者。後處理退火可在其中執行先前操作的任何腔室中執行，或可涉及傳遞到不同腔室，諸如經配置為執行快速熱退火製程的腔室，例如。再者，腔室可在與其他腔室相同的平台上整合，此可允許在腔室之間的傳遞同時維持真空條件。後處理退火可進一步對準膜鍵接並且進一步穩定膜。在實施例中，在一些實施例中，後處理退火可在可高於沉積或氧化溫度的溫度下執行。例如，後處理退火可在高於或約400℃的溫度下執行，並且在實施例中，可在高於或約500℃、高於或約600℃、高於或約700℃、高於或約800℃、高於或約900℃、或更高的溫度下執行。
藉由根據本技術的實施例執行預處理、氧化、及/或後處理，可產生高進的高介電常數材料及半導體結構。可產生到任何厚度的高介電常數材料的層，包括高達或約若干奈米。然而，歸因於藉由本技術產生的較佳的晶粒結構，可產生較薄的有效氧化物厚度，而不損失閘極洩漏效能。根據本技術產生的高介電常數材料可藉由大於或約10的介電常數值表徵，並且可藉由大於或約15、大於或約20、大於或約21、大於或約22、大於或約23、大於或約24、大於或約25、或更大的介電常數值表徵。藉由根據本技術的實施例產生膜，諸如整合所描述的濕式處理，可產生具有有益形態的所形成膜，與習知技術相比，此可增強膜的電氣特性。
在前述描述中，出於解釋的目的，已經闡述數個細節以便提供對本技術的各個實施例的理解。然而，熟習此項技術者將顯而易見，可在沒有此等細節中的一些細節的情況下或具有額外細節的情況下實踐某些實施例。
在已揭示若干實施例的情況下，熟習此項技術者將認識到可使用各種修改、替代構造、及等效者而不脫離實施例的精神。此外，尚未描述多種熟知製程及元素，以便避免不必要地混淆本技術。由此，以上描述不應當被認為限制技術的範疇。
在提供值範圍的情況下，將理解除非上下文另外明確指出，亦具體地揭示每個中介值到在彼範圍的上限與下限之間的下限單位的最小分數。涵蓋在任何提及值或在所提及範圍中未提及的中介值與在所提及範圍中的任何其他提及值或中介值之間的任何較窄範圍。彼等較小範圍的上限及下限可獨立地包括或排除在範圍中，並且每個範圍（其中範圍的任一限值、範圍的兩個限值、或範圍的無一限值包括在較小範圍中）亦在技術內涵蓋，屬於在所提及範圍中任何具體排除的限值。在所提及範圍包括一或兩個限值的情況下，排除彼等包括的限值的任一個或兩個的範圍亦包括在內。
如在本文及隨附申請專利範圍中使用，除非上下文另外明確指出，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」包括複數參考。因此，例如，提及「一層」包括複數個此種層，並且提及「該腔室」包括提及一或多個腔室及熟習此項技術者已知的其等效物等等。
此外，當在此說明書及以下申請專利範圍中使用時，詞語「包含(comprise(s))」、「包含(comprising)」、「含有(contain(s))」、「含有(containing)」、「包括(include(s))」、及「包括(including)」意欲規定存在所提及的特徵、整數、部件、或操作，但該等詞語不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、部件、操作等或群組。
100:多腔室處理系統 101:工廠介面 102a:FOUP 102b:FOUP 102c:FOUP 102d:FOUP 103a:工廠介面傳遞機器人 103b:工廠介面傳遞機器人 103c:濕式清潔系統傳遞機器人 105:濕式清潔系統 106:濕式清潔腔室 106a:濕式清潔腔室 106b:濕式清潔腔室 106c:濕式清潔腔室 108:濕式清潔硬體 110a:第一化學物質遞送系統 110b:第二化學物質遞送系統 110c:第三化學物質遞送系統 110d:第四化學物質遞送系統 112:裝載閘腔室 114:第一傳遞腔室 115a:傳遞平台 115b:傳遞平台 116:工具 117:第二傳遞腔室 120a:處理腔室 120b:處理腔室 120c:處理腔室 120d:處理腔室 122:處理腔室 123:腔室 124:處理腔室 125:腔室 126:機器人 128:機器人 130:電腦系統 300:方法 305:操作 310:操作 315:操作 320:操作 325:操作
可藉由參考說明書及圖式的剩餘部分來實現對所揭示技術的性質及優點的進一步理解。
第1圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的一個實施例的示意性頂部平面圖。
第2圖圖示了根據本技術的一些實施例的堆疊的濕式清潔腔室的示意性橫截面圖。
第3圖圖示了根據本技術的一些實施例的在處理基板的方法中的所選操作。
若干圖式作為示意圖包括在內。將理解圖式係出於說明目的，並且除非特別聲明為按比例，否則不認為該等圖式係按比例的。此外，作為示意圖提供圖式以輔助理解，並且與現實表示相比可能不包括所有態樣或資訊，並且出於說明目的可包括誇示的材料。
在附圖中，類似部件及/或特徵可具有相同的元件符號。另外，相同類型的各種部件可藉由在字母之後跟有在類似部件之間進行區分的元件符號來區分。若在本說明書中僅使用第一元件符號，則本說明適用於具有相同第一元件符號的類似部件的任一個，而與字母無關。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
300:方法
305:操作
310:操作
315:操作
320:操作
325:操作

Claims (23)

  1. 一種整合群集工具，包含： 一工廠介面，包括一第一傳遞機器人； 一濕式清潔系統，在該濕式清潔系統的一第一側處與該工廠介面耦接； 一裝載閘腔室，在與該濕式清潔系統的該第一側相對的該濕式清潔系統的一第二側處與該濕式清潔系統耦接； 一第一傳遞腔室，與該裝載閘腔室耦接，其中該第一傳遞腔室包括一第二傳遞機器人； 一熱處理腔室，與該第一傳遞腔室耦接； 一第二傳遞腔室，與該第一傳遞腔室耦接，其中該第二傳遞腔室包括一第三傳遞機器人；以及 一金屬沉積腔室，與該第二傳遞腔室耦接。
  2. 如請求項1所述的整合群集工具，進一步包含： 一乾式蝕刻腔室，該第一傳遞腔室或該第二傳遞腔室可進入該乾式蝕刻腔室。
  3. 如請求項1所述的整合群集工具，其中該濕式清潔系統包含： 一單晶圓濕式清潔腔室，可操作地維持在大氣壓下，其中該第一傳遞腔室維持在真空條件下。
  4. 如請求項3所述的整合群集工具，其中該單晶圓濕式清潔腔室與多個化學物質遞送系統流體耦接。
  5. 如請求項3所述的整合群集工具，其中該工廠介面的該第一傳遞機器人可進入該單晶圓濕式清潔腔室。
  6. 如請求項3所述的整合群集工具，其中該濕式清潔系統進一步包含： 一第四傳遞機器人，在該濕式清潔系統中設置，其中該第四傳遞機器人可操作以在該單晶圓濕式清潔腔室與該裝載閘腔室之間傳遞基板。
  7. 如請求項3所述的整合群集工具，其中該濕式清潔系統進一步包含： 複數個單晶圓濕式清潔腔室，在彼此上堆疊。
  8. 如請求項7所述的整合群集工具，其中每個單晶圓濕式清潔腔室與多個化學物質遞送系統流體耦接。
  9. 如請求項1所述的整合群集工具，其中該第一傳遞機器人在其上操作的一軌道延伸到該濕式清潔系統中。
  10. 一種整合群集工具，包含： 一工廠介面，包括一第一傳遞機器人，其中該工廠介面包含用於該工廠介面的一第一表面上的前開式晶圓傳送盒的一或多個進入位置； 一濕式清潔系統，在該濕式清潔系統的一第一側處與該工廠介面的該第一表面相對的該工廠介面的一第二表面耦接； 一裝載閘腔室，在與該濕式清潔系統的該第一側相對的該濕式清潔系統的一第二側處與該濕式清潔系統耦接； 一傳遞腔室，與該裝載閘腔室耦接，其中該傳遞腔室包括一第二傳遞機器人；以及 一金屬沉積腔室，與該傳遞腔室耦接。
  11. 如請求項10所述的整合群集工具，其中該傳遞腔室係一第二傳遞腔室，該整合群集工具進一步包含： 一第一傳遞腔室，在該裝載閘腔室與該第二傳遞腔室之間耦接。
  12. 如請求項11所述的整合群集工具，進一步包含： 一乾式蝕刻腔室，與該第一傳遞腔室耦接。
  13. 如請求項10所述的整合群集工具，其中該濕式清潔系統包含： 一單晶圓濕式清潔腔室，可操作地維持在大氣壓下，其中該傳遞腔室維持在真空條件下。
  14. 如請求項13所述的整合群集工具，其中該工廠介面的該第一傳遞機器人可進入該單晶圓濕式清潔腔室。
  15. 如請求項13所述的整合群集工具，其中該濕式清潔系統進一步包含： 一第四傳遞機器人，在該濕式清潔系統中設置，其中該第四傳遞機器人可操作以在該單晶圓濕式清潔腔室與該裝載閘腔室之間傳遞基板。
  16. 如請求項13所述的整合群集工具，其中該濕式清潔系統進一步包含： 兩個或多個垂直堆疊的單晶圓濕式清潔腔室。
  17. 如請求項16所述的整合群集工具，其中每個單晶圓濕式清潔腔室與一不同化學物質遞送系統流體耦接。
  18. 一種處理一基板的方法，該方法包含以下步驟： 在一整合群集工具的一工廠介面中接收該基板； 將該基板從該工廠介面遞送到在一濕式清潔系統的一第一表面上與該工廠介面耦接的該濕式清潔系統； 在該濕式清潔系統的一濕式清潔腔室中處理該基板以從一半導體處理腔室中含有的一基板的一表面移除氧化物，其中該基板包含一矽層； 將該基板從該濕式清潔系統遞送到在與該濕式清潔系統的該第一表面相對的該濕式清潔系統的一第二表面上與該濕式清潔系統耦接的一裝載閘腔室； 將該基板從該裝載閘腔室遞送到一金屬沉積腔室； 形成一高介電常數介電材料； 利用一含氮前驅物處理該高介電常數介電材料；以及 退火該高介電常數介電材料。
  19. 如請求項18所述的處理一基板的方法，進一步包含以下步驟： 在形成該高介電常數介電材料之前，氧化該矽層的至少一部分。
  20. 如請求項19所述的處理一基板的方法，進一步包含以下步驟： 在氧化該矽層的至少一部分之後，利用氫氧化銨及過氧化氫的一溶液執行一濕式清潔製程。
  21. 如請求項18所述的處理一基板的方法，進一步包含以下步驟： 在利用一含氮前驅物處理該高介電常數介電材料之前，退火該高介電常數介電材料。
  22. 如請求項18所述的處理一基板的方法，其中在該濕式清潔腔室中處理該基板之步驟包含以下步驟： 利用包括氫氟酸的一第一化學物質清潔該基板； 利用包含氫氧化銨的一第二化學物質清潔該基板；以及 利用包含氫氯酸的一第三化學物質清潔該基板。
  23. 如請求項22所述的處理一基板的方法，進一步包含以下步驟： 利用包含臭氧注入的去離子水的一第四化學物質清潔該基板。
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