鈷基板處理系統、設備及方法
【專利說明】鈷基板處理系統、設備及方法
[0001]相關串請
[0002]本申請要求享有于2013年7月24所申請的美國臨時申請第61/857，794號、名稱為“COBALT SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS, APPARATUS, AND METHODS)(鈷基板處理系統、設備及方法)”的優先權(代理人編號為N0.20974/USAL)，該文件以引用形式而整體并入本文。
[0003]領域
[0004]本發明涉及電子裝置制造，且更具體地是關于基板處理設備、系統及方法。
[0005]背景
[0006]傳統的電子裝置制造系統可包括排列在主機(mainframe)周圍的多個處理腔室，主機具有傳送室與一或多個負載鎖定腔室。這些系統可使用例如容納在傳送室中的傳送機器人。機器人可為選擇順應性裝配機器手臂(SCARA)機器人或類似物，且可適用以于各個腔室與一或多個負載鎖定腔室之間傳送基板。舉例而言，傳送機器人將基板從處理腔室傳送至處理腔室、從負載鎖定腔室傳送至處理腔室(相反亦然)。
[0007]處理一般是在多個工具中進行，其中基板于基板載具(例如前開式晶片傳送盒或FOUPs)中的工具之間行進。然而，這類配置都相對較為昂貴。
[0008]因此，仍需要具有改良的效率及/或處理能力的基板處理系統、設備及方法。
[0009]概述
[0010]在一個方面中，提供了一種電子裝置處理系統。該電子裝置處理系統包含主機、第一處理腔室、以及至少一個沉積處理腔室，該主機具有至少一個傳送室及至少兩個小面，該第一處理腔室耦接至該至少兩個小面中的至少一個小面并用以對基板進行金屬還原處理或金屬氧化物還原處理，該至少一個沉積處理腔室耦接至該至少兩個小面中的另一個小面并用以對基板進行鈷化學氣相沉積處理。
[0011 ] 在一個方面中，提供一種于電子裝置處理系統內處理基板的方法。該方法包括:提供主機，該主機具有至少一個傳送室與至少兩個小面，耦接至該至少兩個小面中至少一個小面的至少一個處理腔室，及耦接至該至少兩個小面中至少另一一個小面的至少一個沉積處理腔室；于該至少一個處理腔室中對基板進行金屬還原處理或金屬氧化物還原處理；及于該至少一個沉積處理腔室中對基板進行鈷化學氣相沉積處理。
[0012]在另一方面中，提供了一種電子裝置處理系統。該電子裝置處理系統包括:主機、至少一個沉積處理腔室、以及負載鎖定設備，該主機具有傳送室與至少兩個小面，該至少一個沉積處理腔室耦接至該至少兩個小面中的至少其中一個小面并用以對基板進行鈷化學氣相沉積處理，該負載鎖定設備耦接至該至少兩個小面中的至少另一個小面，該負載鎖定設備用以對基板進行金屬還原或金屬氧化物還原處理。
[0013]在另一方法方面中，提供了一種于電子裝置處理系統內處理基板的方法，該方法包括:提供主機，該主機具有傳送室與至少兩個小面；提供一或多個沉積處理腔室，該一或多個沉積處理腔室耦接至該至少兩個小面中的至少一個小面；提供負載鎖定設備，該負載鎖定設備具有一或多個負載鎖定處理腔室，該一或多個負載鎖定處理腔室耦接至該至少兩個小面中的另一個小面；于該一或多個負載鎖定處理腔室中對基板進行金屬還原或金屬氧化物還原處理；及于該一或多個沉積處理腔室中的至少其中一個沉積處理腔室中對基板進行鈷化學氣相沉積處理。
[0014]各種其他方面根據本發明的這些與其他實施方式而提供。由下述詳細說明、如附權利要求書以及如附附圖，將可更完整清楚地理解本發明的實施方式的其他特征與方面。_5] 附圖簡要說明
[0016]圖1A說明了根據實施方式的電子裝置處理系統的示意上視圖。
[0017]圖1B說明了根據實施方式的另一電子裝置處理系統的示意上視圖，其中該電子裝置處理系統包含多個互相連接的主機。
[0018]圖2說明根據實施方式的另一電子裝置處理系統的示意上視圖，其中該電子裝置處理系統包含一或多個鈷沉積處理腔室與旋轉架。
[0019]圖3說明根據實施方式的另一電子裝置處理系統的示意上視圖。
[0020]圖4A說明根據實施方式的另一電子裝置處理系統的示意上視圖，其中該電子裝置處理系統包含在旋轉架中的一或多個鈷沉積處理腔室。
[0021]圖4B說明根據實施方式、沿圖4A中線4B-4B所示的負載鎖定設備的截面側視圖。
[0022]圖5說明一流程圖，其描述根據實施方式的一種處理基板的方法。
[0023]圖6說明另一流程圖，其描述根據實施方式的一種處理基板的替代方法。
[0024]圖7說明另一流程圖，其描述根據實施方式的一種處理基板的替代方法。
[0025]具體描沐
[0026]電子裝置制造可需要精確處理、以及在各個位置之間快速傳送基板。
[0027]根據本發明的一或多個實施方式，提供了一種用以提供鈷沉積(例如化學氣相沉積-CVD)的電子裝置處理系統。在某些實施方式中，提供了用以提供對基板的鈷(Co)的沉積(例如化學氣相沉積-CVD)及進行金屬氧化物還原處理的電子裝置處理系統(例如半導體組件處理工具)。本文所述系統與方法可提供具有鈷沉積的基板的有效與精確的處理。
[0028]本發明的例示方法與設備的其他細節參照本文中圖1A至圖6加以描述。
[0029]圖1A是根據本發明實施方式的電子裝置處理系統100A的第一例示實施方式的不意圖。電子裝置處理系統100A可包含主機101，主機101包括主機外殼101H，主機外殼101H具有限定了傳送室102的外殼壁部。多臂式機器人103 (以虛線圓圈表示)可至少部分容納在傳送室102內。第一多臂式機器人103配置以且適用以經由多臂式機器人103的手臂操作而放置基板(例如可內含圖案的硅芯片)至目的地以及自目的地提取基板。
[0030]多臂式機器人103可為任何適當類型的機器人，其適用以服務耦接至傳送室102且可從傳送室102接近的各個腔室，例如在PCT公開號W02010090983中所公開的機器人。也可使用其他類型的機器人。在某些實施方式中，可使用偏軸機器人，其具有一種可操作以延伸終端受動器(end effector)、不同于朝機器人的肩部旋轉軸徑向來回的機器人配置，其中該肩部旋轉軸一般是集中位于傳送室102的中心處。
[0031]在所述實施方式中的傳送室102的形狀可一般是呈方形或稍微呈矩形，且可包含第一小面102A、第二小面102B、第三小面102C與第四小面102D。第一小面102A可與第二小面102B相對，第三小面102C可與第四小面102D相對。第一小面102A、第二小面102B、第三小面102C與第四小面102D可一般呈平面，且對腔室的入口通道可以是在各別的小面102A 至 102D 上。
[0032]多臂式機器人103的目的地可以是耦接至該第一小面102A的第一處理腔室108，且可配置且可操作以對送至該處的基板進行預清潔、或金屬或金屬氧化物去除處理，例如氧化銅還原處理。舉例而言，金屬或金屬氧化物去除處理可以如美國專利公開號 2009/0111280 與 2012/0289049、以及美國專利號 7，972，469、7，658，802、6，946，401、6，734，102與6，579，730所述，其在本文中通過引用形式而并入本文。可進行一或多次預清潔處理，這些處理可以是對鈷沉積處理的前驅處理。多臂式機器人103的目的地也可為一般與第一腔室108相對的第二處理腔室110。第二處理腔室110可耦接至第二小面102B，且在某些實施方式中可配置且適用以對基板進行高溫還原退火處理。舉例而言，高溫還原退火處理可如美國專利公開號2012/0252207、以及美國專利號8，110, 489與7，109, 111所述，其揭示內容通過引用形式而整體并入本文。退火處理可在約400°C或更高的溫度下發生。
[0033]基板是經由負載鎖定設備112而從工廠接口 114 (也稱為設備前端模塊(EFEM))所接收、及離開傳送室102至工廠接口 114。負載鎖定設備112可包含一或多個負載鎖定腔室112A、112B。在某些實施方式中，負載鎖定設備112可包含在多個垂直水平(verticallevel)處的一或多個負載鎖定腔室。在某些實施方式中，每一個垂直水平可包含位于第一水平與第二水平的并排腔室，其中該第二水平位于與該第一水平不同的水平處(在上方、或在下方)。并排腔室可也位于在較低水平處的相同垂直水平、或在上方水平處的相同垂直水平。舉例而言，所含作為負載鎖定腔室112A、112B的腔室(例如單一晶片負載鎖定室(SWLL))可設于負載鎖定設備112中的較低垂直水平處。負載鎖定室(例如單一晶片負載鎖定室(SWLL))可各具有加熱平臺/設備，以對基板加熱至高于約200°C，使得在基板從工廠接口 114進入傳送室102之前可對進入的基板進行除氣處理，舉例而言，如在2014年3月10日所申請的美國專利申請第14/203，098號以及在2013年3月15日所申請的美國臨時專利申請第61/786，990號中所述，其公開內容通過引用形式而整體并入本文。
[0034]負載鎖定設備112可包含在負載鎖定設備112中的上方垂直水平處的第二并排腔室(未示)，其是位于該較低水平上方的一位置處。在某些實施方式中，負載鎖定設備112包含第一腔室或腔室組以進行除氣處理并供通過于第一水平處，以及包含第二腔室或腔室組以于其第二水平處進行冷卻處理，其中第一與第二水平是不同的水平。在其他實施方式中，負載鎖定設備112中的第二并排腔室可