[發(fā)明專利]用于先進(jìn)前段工藝的群集設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780025404.4
• 申請日: 2007-06-27
• 公開（公告）號: CN101484973A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·塔庫爾;A·薩摩羅伏;P·漢森
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陸 嘉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例大體來說是有關(guān)于一種配置用來執(zhí)行工藝程序(processing?sequence)的整合工藝系統(tǒng)，其包含基材處理模塊、基材準(zhǔn)備腔室及/或工藝確認(rèn)(process?verification)及分析腔室兩者。

背景技術(shù)

形成半導(dǎo)體組件的工藝通常是在多腔室工藝系統(tǒng)，例如一群集設(shè)備(cluster?tool)內(nèi)完成，其擁有在受控制的工藝環(huán)境下處理基材(例如，半導(dǎo)體晶圓)的能力。典型的受控制工藝環(huán)境包含一系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一主架構(gòu)用以容納一基材傳送機(jī)械手臂(substrate?transferrobot)，該機(jī)械手臂在與該主架構(gòu)連接的負(fù)載鎖定室和多個真空處理腔室之間傳送基材。受控制的工藝環(huán)境有許多益處，包含能使傳送期間和完成多種基材工藝步驟期間基材表面的污染減至最少。因此在受控制環(huán)境下執(zhí)行工藝會減少所產(chǎn)生的缺陷數(shù)量并改善組件產(chǎn)率。

通常由兩個相關(guān)且重要的因素來評量基材生產(chǎn)工藝的效率，即組件產(chǎn)率和持有成本(CoO)。這些因素是重要的，因?yàn)槠渲苯佑绊懼圃祀娮咏M件的成本，從而影響組件制造商在市場上的競爭力。雖然會受許多因素影響，但CoO主要受到組件工藝程序期間所形成組件的產(chǎn)率，以及基材產(chǎn)率，或簡單地說每小時(shí)所處理的基材數(shù)量所影響。工藝程序通常定義為在群集設(shè)備中一或多個處理腔室內(nèi)完成的組件制造步驟或工藝配方步驟的程序。一工藝程序通常含有許多基材(或晶圓)生產(chǎn)工藝步驟。

業(yè)界持續(xù)朝向縮小半導(dǎo)體組件尺寸以改善組件處理速度并降低組件發(fā)熱情形的方向推進(jìn)，導(dǎo)致業(yè)界所能接受的工藝變異幅度減小。肇因于半導(dǎo)體組件日益縮小的尺寸以及對于組件效能要求始終不斷增加，對于組件生產(chǎn)工藝一致性和再現(xiàn)性可容忍的變異量大幅縮減。影響組件效能變異性和再現(xiàn)性的其一因素是「等候時(shí)間(queue?time)」。等候時(shí)間通常定義為已在基材上完成第一工藝之后，并且須在該基材上完成第二工藝以避免某些不利因素影響所制造的組件效能之前，基材暴露在環(huán)境或其它污染物下的時(shí)間。若基材暴露在環(huán)境或其它污染源下的時(shí)間接近或超過可容許的等待時(shí)間，組件效能可能會因?yàn)樵摰谝缓偷诙咏涌谥g受到污染而受影響。因此，對于包含將基材暴露在環(huán)境或其它污染源中的工藝程序而言，必須控制基材暴露在這些污染源下的時(shí)間或?qū)r(shí)間最小化，以避免組件效能變化。因此，有用的電子組件生產(chǎn)工藝必須呈現(xiàn)一致且可再現(xiàn)的工藝結(jié)果、使污染的影響降至最小，并且也符合預(yù)期產(chǎn)率要求，方能考慮用在基材工藝程序中。

半導(dǎo)體組件制造商花費(fèi)許多時(shí)間嘗試降低因?yàn)椴划?dāng)處理基材、組件缺陷或所形成基材效能不穩(wěn)定造成基材報(bào)廢而引發(fā)的CoO問題。通常，不當(dāng)?shù)靥幚砘?、組件有缺陷及/或組件效能不穩(wěn)定是由于一工藝程序中一或多個處理腔室中發(fā)生工藝偏差、系統(tǒng)或處理腔室內(nèi)有污染物、或基材或基材中的膜層的初始條件不同所造成。用來確保工藝結(jié)果落在預(yù)期工藝范圍內(nèi)的已知方法通常運(yùn)用一種或多種離線分析技術(shù)(off-line?analysis?techniques)。離線測試和分析技術(shù)需要周期性或時(shí)常地將一或多個基材從工藝程序和工藝環(huán)境中移出，然后送至測試環(huán)境內(nèi)。因此，生產(chǎn)流程實(shí)際上在基材的傳送和檢視期間中斷了。結(jié)果，已知的測量檢視方法會大幅增加制造芯片的額外耗費(fèi)時(shí)間(overhead?time)，此外，由于會對于產(chǎn)率造成負(fù)面沖擊，此種檢視方法僅是周期性采樣，許多受到污染的基材會在未經(jīng)檢視下進(jìn)行處理而制造出缺陷組件。如果因?yàn)橐惶囟ㄅ蔚幕谋恢匦路峙涑鋈ザy以追溯其污染源，會讓問題變得更加復(fù)雜。因此，需要一種整合的測量和工藝檢視系統(tǒng)，其能夠檢查所選擇的基材重要組件特性，包括薄膜應(yīng)力、薄膜成份、微粒、工藝缺陷等，然后在作業(yè)中調(diào)整工藝條件以修正問題，從而避免發(fā)生在緊接其后進(jìn)行處理的基材上。較佳地，此種檢視可在基材工藝之前、期間或之后執(zhí)行，因此可實(shí)時(shí)地決定基材的預(yù)處理和后處理?xiàng)l件。

因此，目前需要一種能夠處理基材而使基材符合所要求的組件效能目標(biāo)，并增加系統(tǒng)產(chǎn)率，從而降低工藝程序持有成本的系統(tǒng)、方法及設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明大體而言提供一種基材處理設(shè)備，該設(shè)備包含一或多個側(cè)壁、一第一支持腔室以及一基材處理腔室，其中該些側(cè)壁形成一傳送區(qū)域，且該傳送區(qū)域中設(shè)置有一機(jī)械手臂；該第一支持腔室配置在該傳送區(qū)域內(nèi)并適于測量該基材表面的特性(property)，以及該基材處理腔室與該傳送區(qū)域連通。