(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラスタツール内で基板を処理するための方法であって、
前記基板を受容するステップと
連続式および並行式の組み合わせで、前記基板の複数領域を逐次的に処理する一方、前記逐次処理間のマスクを空間的に変更するステップであって、前記逐次処理は、前記クラスタツール内で行われることによって、悪環境を回避する、ステップと、
単一の前記基板上でプロセス、プロセスシーケンスおよび材料を試験するステップとを含み、
前記マスクを空間的に変更するステップは、前記マスク上に配置される可動シャッタを前記基板と平行な平面方向に移動させて、前記マスクの一部を遮蔽するステップを含む、方法。
【請求項２】
前記悪環境は、空気、湿気、および粒子状汚染から成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クラスタツール内の真空を破壊せずに、前記基板の複数領域を逐次的に処理する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マスクを空間的に変更するステップは、前記マスクを回転するステップまたは前記基板を回転するステップのうちの１つをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記マスクを空間的に変更するステップは、前記マスクを異なる特徴セットパターンを有する別のマスクに変化させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基板のコンビナトリアル処理のための方法であって、
真空下、前記基板の離散領域上で第１の部位絶縁蒸着を実行し、前記第１の部位絶縁蒸着は、第１の領域を被覆するステップと、
前記真空を破壊せずに、前記基板の前記離散領域上で第２の部位絶縁蒸着を実行し、前記第２の部位絶縁蒸着は、マスクを空間的に変更して、前記第１の領域と空間的に異なる第２の領域を被覆するステップと、
単一の前記基板上でプロセス、プロセスシーケンスおよび材料を試験するステップとを含み、
前記マスクを空間的に変更することには、前記マスク上に配置される可動シャッタを前記基板と平行な平面方向に移動させて、前記マスクの一部を遮蔽することが含まれる、方法。
【請求項７】
前記真空を破壊せずに、前記基板の前記離散領域上で第３の部位絶縁蒸着を実行し、前記第３の部位絶縁蒸着は、前記第２の領域と異なる第３の領域を被覆するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の部位絶縁蒸着は、前記第２の部位絶縁蒸着によって、前記第１の部位絶縁蒸着から絶縁される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の領域は、サイズまたは幾何学形状のうちの１つに関し、前記第２の領域と異なる、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の部位絶縁蒸着を実行後、第１のマスクを除去するステップと、
前記第２の部位絶縁蒸着を実行するための第２のマスクを送達するステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および第２のマスクは、前記基板から独立して移動される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
半導体処理システムであって、
複数の処理モジュールと、前記複数の処理モジュールを支持するフレームとを備え、
前記複数の処理モジュールは、前記フレーム周囲にクラスタ化されており、前記複数の処理モジュールのうちの少なくとも１つは、基板表面の第１層の部位絶縁領域を処理し、前記基板表面上に形成される複数の層にわたって、処理する領域のサイズを変更する一方で、前記複数の層にわたって処理する際に、前記複数の処理モジュールを封入するフレーム領域内の制御環境を維持するように構成され、
前記複数の処理モジュールは、異なるマスクパターンを有する複数の処理マスクを格納するモジュールと、前記処理マスク上で前記基板と平行な平面方向に移動して前記処理マスクの一部を遮蔽するように構成された可動シャッタを有するモジュールと、単一の前記基板上でプロセス、プロセスシーケンスおよび材料を試験する試験手段を有するモジュールとを含む、システム。
【請求項１３】
前記複数の処理モジュール間で前記基板を移動させるように構成された搬送機構をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の処理モジュールのうちの少なくとも１つは、その中に配置される取り外し可能なマスクを有するコンビナトリアル処理モジュールであって、前記取り外し可能なマスクは、前記複数の処理モジュール間で前記基板を移動させるように構成される搬送機構を介して、前記コンビナトリアル処理モジュール間で搬送される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記搬送機構は、前記フレーム領域内に置かれる、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体製造プロセスがより複雑になるに伴って、改良のための探求は、管理がより困難となる。検証可能な異なる材料だけではなく、プロセスおよびプロセスシーケンスもまた、材料に伴って修正される必要がある場合がある。これらの変数の評価を管理するために、途方もない量の試験を実行し、データが評価されなければならない。材料を評価する勾配変動（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ）のための現在の技術は、必要とされる膨大な量の試験を効率的に実行するために最適化されていない。勾配変動技術の制限の１つは、プロセスシーケンスが、材料評価と組み合わせて評価され得るように、複数ステップにわたって、変動に対応することができないことである。例えば、現在の勾配変動技術は、単一基板上で異なる材料を伴う異なるプロセスおよびプロセスシーケンスを同時に評価する能力を欠いている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
したがって、プロセス、プロセスシーケンス、および材料を単一基板上で試験するための改良技術および関連システムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の実施形態は、半導体基板を処理するための方法およびシステムを提供する。以下に、本発明のいくつかの発明の実施形態を説明する。
【０００４】
本発明の一側面では、半導体基板を処理するためのシステムが提供される。本システムは、そこに取り付けられた複数のモジュールを有するメインフレームを含む。モジュールは、処理モジュールと、格納モジュールと、搬送機構とを含む。処理モジュールは、コンビナトリアル処理モジュールと、表面調製、熱処理、エッチング、および蒸着モジュール等の従来の処理モジュールとを含んでもよい。一実施形態では、モジュールのうちの少なくとも１つは、複数マスクを格納する。複数マスクによって、一連のプロセスおよび／またはモジュールのうちの別の１つで処理される基板の複数層にわたって、空間的位置および幾何学形状の原位置変動を可能にする。各プロセスは、必ずしも層を形成せず、各プロセスは、全領域に対し空間的位置で必ずしも重複しないことを理解されたい。別の実施形態では、システムは、基板表面の第１のレベルの部位絶縁領域を処理し、基板表面上に互いに重置される複数レベルにわたって、特徴サイズを変更する一方、制御環境を維持するように構成される、処理モジュールを含む。本実施形態では、制御環境は、複数の処理モジュールを封入するフレーム領域内に維持される。
【０００５】
本発明の別の側面では、基板を処理するための方法が提供される。本方法は、基板を受容するステップから開始する。基板の複数領域は、連続式および並行式の組み合わせで処理される一方、逐次処理間のマスクを空間的に変更し、逐次処理は、クラスタツール内で生じるので、悪環境を回避する。回避される悪環境は、空気、湿気、および粒子状汚染物を含み得る。一実施形態では、逐次処理は、真空破壊を被ることなく生じる。別の実施形態では、真空を破壊せずに、クラスタツール内で基板を処理するための方法が提供される。本方法は、第１の特徴セットを有するマスクを伴うチャンバ内で基板を処理するステップから開始する。次いで、基板は、第２の特徴セットを有するマスクを伴うチャンバ内で処理される。一実施形態では、第１の特徴セットを伴うマスクは、初期処理操作のために使用され、次いで、マスクは、チャンバから除去され、第２の特徴セットを有するマスクと交換される。別の実施形態では、基板のコンビナトリアル処理のための方法が提供される。本方法は、従来式に基板を処理するステップから開始する。基板の離散領域上への第１の部位絶縁蒸着が、真空下で実行される。基板の離散領域上への第２の部位絶縁蒸着が、真空を破壊せずに実行される。第２の部位絶縁蒸着は、第１の部位絶縁蒸着によって被覆される領域よりも大きい領域を被覆する。次いで、基板の離散領域への第３の部位絶縁蒸着が、真空を破壊せずに実行される。第３の部位絶縁蒸着は、第２の部位絶縁蒸着によって被覆される領域よりも小さい領域を被覆する。本実施形態は、部位絶縁蒸着領域間のサイズ関係において、第２の部位絶縁領域が、第１の領域よりも大きい領域を被覆し、第３の部位絶縁領域が、第２の領域よりも小さい領域を被覆するように指定される実施例を提供する。しかしながら、代替実施形態では、第２の部位絶縁領域は、第１の部位絶縁領域と異なるサイズであって、または第１、第２、および第３の部位絶縁領域は、すべて異なるサイズである。部位絶縁領域は、異なる幾何学形状および／またはサイズを有してもよいことに留意されたい。
【０００６】
本発明の他の側面は、一例として、本発明の原理を図示する添付の図面を参照しながら、以下の詳細説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、コンビナトリアルプロセスシーケンス統合のための方法を示すフロー図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による、統合高生産性コンビナトリアル（ＨＰＣ）蒸着システムを図示する簡単な模式図である。
【図３】図３は、図２に図示される統合高生産性コンビナトリアル（ＨＰＣ）蒸着システムのための代替実施形態である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による、ライブラリモジュールを図示する簡単な模式図である。
【図５Ａ−１】図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。
【図５Ａ−２】図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。
【図５Ａ−３】図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。
【図５Ｂ−１】図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。
【図５Ｂ−２】図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。
【図５Ｂ−３】図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の一実施形態による、部位絶縁処理の際に画定可能な特徴の簡単な模式図であって、特徴は、基板の複数層にわたって、可変的な空間の定義を有する。
【図６Ａ】図６Ａおよび６Ｂは、本発明の一実施形態による、シャッタガレージを有するＨＰＣモジュールを図示する。
【図６Ｂ】図６Ａおよび６Ｂは、本発明の一実施形態による、シャッタガレージを有するＨＰＣモジュールを図示する。
【図７Ａ】図７Ａ〜７Ｄは、本発明の一実施形態による、図６Ａおよび６Ｂのシャッタガレージのシャッタの配向を通して適用され得る種々の構成を図示する。
【図７Ｂ】図７Ａ〜７Ｄは、本発明の一実施形態による、図６Ａおよび６Ｂのシャッタガレージのシャッタの配向を通して適用され得る種々の構成を図示する。
【図７Ｃ】図７Ａ〜７Ｄは、本発明の一実施形態による、図６Ａおよび６Ｂのシャッタガレージのシャッタの配向を通して適用され得る種々の構成を図示する。
【図７Ｄ】図７Ａ〜７Ｄは、本発明の一実施形態による、図６Ａおよび６Ｂのシャッタガレージのシャッタの配向を通して適用され得る種々の構成を図示する。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による、基板のコンビナトリアル処理のための方法操作を図示するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、同一参照番号が同一構造要素を示す添付の図面と併せて、以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【０００９】
本明細書に記載される本実施形態は、単一基板上で複数材料および複数プロセスステップを評価するために使用可能な、従来のコンビナトリアル処理を実行する能力を有する方法およびシステムを提供する。しかしながら、当業者には、本発明はこれらの特定の詳細の一部またはすべてがなくても実施できることが明らかである。その他の場合、周知のプロセス操作は、本発明を不必要に曖昧にしないように、詳細には説明されない。
【００１０】
本明細書に記載のツールは、単一基板上で、コンビナトリアル方式で、プロセス、プロセスシーケンス、ならびに材料を分析するために利用されてもよい。本明細書に記載の実施形態によって、処理の際またはその間に、基板を悪環境に暴露せずに、所与の基板の複数処理層にわたって、所与の処理層およびそのシークエンシング内において、可変的な幾何学形状を有する所望の材料およびプロセスの空間定義を可能にする。一実施形態では、悪環境の回避は、真空を破壊せずに（すなわち、基板が暴露される環境が、真空状態を維持することを含む制御環境条件下に置かれ続けることによって）達成される。当然ながら、真空状態の維持は、真空が変化し得るが破壊されない状態（すなわち、クラスタツールを内包する部屋においては明白であり得るように、圧力が真空状態から陽圧に移行しない状態）を含む。このように、コンビナトリアルプロセスシーケンス統合は、半導体製造プロセスを最適化するために使用可能である。プロセスシーケンス統合によって、個別のプロセスおよび付随の材料は、単独材料評価とは対照的に評価することが可能となる。以下に詳細に論じられるように、モジュールのうちの１つが、部位絶縁処理ステップを実行するように構成されるコンビナトリアル処理チャンバである、複数のモジュールを有するクラスタツールが提供される。部位絶縁処理は、連続式に処理され得、この処理では、基板のうちの一部位が同時に処理され得る。別の実施形態では、基板上の１つ以上の部位群は、並行式に処理されてもよい。そのような部位群はそれぞれ、順に、連続的に、すなわち、順次式に処理されることが可能である。さらに、従来の処理モジュール、例えば、蒸着チャンバは、クラスタツール内に含められてもよく、すべてまたは実質的にすべての基板が、並行して処理され、本明細書に記載のいくつかの実施形態では、従来式処理と称される場合がある。コンビナトリアルおよび従来の処理モジュールの組み合わせ的な能力を考慮すると、プロセス材料、プロセス、および／またはプロセスシーケンスの任意の数の組み合わせ／順列が評価されてもよい。さらに、基板の領域は、連続的に、並行して、または所与の基板層内あるいは基板層間の連続処理および並行処理のいくつかの組み合わせで、処理されてもよい。したがって、処理操作の順番、ならびに材料の組み合わせは、本明細書に記載の実施形態下、評価されることが可能である。
【００１１】
また、本明細書に記載のツールは、悪環境への基板の暴露を回避する。悪環境は、空気、酸素、湿気、粒子状汚染等を含み得る。基本的に、処理操作におけるプロセスまたは材料に悪影響を及ぼすあらゆる環境条件は、悪環境の構成要素とみなされ得る。チャンバおよびモジュール内と、チャンバおよびモジュール外であるがクラスタツールフレーム環境内の環境および処理条件を制御することによって、プロセスシーケンス統合は、異なる材料に伴って評価されてもよい。一実施形態では、フレーム領域環境と称される場合もあるフレーム環境は、処理チャンバのマスクを切り替えると、またはチャンバ間で基板を移送すると、真空破壊が回避されるように、真空条件下に維持される。加えて、本実施形態は、各処理ステップ後、原位置で内蔵構造を試験する能力を含む。したがって、構造および／または構造を内蔵するための一連のステップのために使用される異なる材料の効果が、最適プロセスおよび構造を判断するために評価することが可能である。言い換えると、以下の実施形態は、材料ライブラリを有するプロセス統合ライブラリの検討または組み合わせを可能にするシステムおよび方法を記載する。本実施形態は、ステップ間の真空破壊を回避し、プロセス操作間で変更する必要がある幾何学形状に適合する。可変的な幾何学形状は、ステップ間またはステップ内の特徴サイズ、形状、位置、分布、配向、個数等を含むが、それらに限定されない。プロセスモジュール内外の制御環境は、悪環境へのあらゆる暴露を回避する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態による、コンビナトリアルプロセスシーケンス統合のための方法を図示するフロー図である。操作１００では、基板が提供される。操作１００からの基板は、操作１２０に規定されるように、従来式に処理されてもよく、または操作１１０に規定されるように、離散式に処理されてもよい。離散処理は、本発明の一実施形態による、図２および３を参照して、さらに詳述される高生産性コンビナトリアル（ＨＰＣ）蒸着システムを通して生じる。前述のコンビナトリアル方式で処理された基板は、操作１２０に図示されるように、随意に、従来式に前もって処理され、または続いて、操作１３０に図示されるように、従来式に処理されることが可能である。加えて、複数離散処理操作は、任意の従来の処理操作に続いて、またはそれに先立って行われ得ることに留意されたい。当業者は、従来の処理操作は、基板または基板の実質的一部が、市販の蒸着、エッチング、洗浄、および半導体チップの製造の際に使用される他の半導体処理ツールを通して実行されるように均一式に処理されるプロセス操作を示していることを理解されるであろう。したがって、本明細書に記載の操作によって、コンビナトリアル処理およびコンビナトリアルプロセスシーケンス統合アプローチが、端末装置、例えば、集積回路等を内蔵するために必要とされるプロセスフローの所望のセグメントにおいて採用されることが可能となる。次いで、生成される装置または装置の一部等のプロセス領域は、操作１４０に規定されるように、分析のため、従来の方法を使用して、着目特性に対し試験されることが可能である。操作１４０の試験プロセスは、図１のフロー図内の多数のステップにおいて行われることが可能であることを理解されたい。つまり、各従来の処理技術および／または各離散処理技術後、個々のプロセスシーケンスおよびシーケンス統合に関する情報を収集するために、試験が行われることが可能である。加えて、試験は、一連のプロセス後に行われてもよい。一実施形態では、試験は、原位置で行われる。当然ながら、試験は、図１の各操作間において随意であって、行われても、行われなくてもよい。本実施形態の説明から理解されるように、多くの代替組み合わせ／順列が、本明細書に記載の設計／システムを通して達成可能である。したがって、具体的に述べられる例示的実施形態は、制限を意図するものではない。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による、統合高生産性コンビナトリアル（ＨＰＣ）蒸着システムを図示する簡単な模式図である。ＨＰＣ蒸着システムは、複数の処理モジュールを支持するフレーム４００を含む。フレーム４００は、一実施形態による、単一のフレームであってもよいことを理解されたい。しかしながら、本明細書に記載のモジュールを支持し、複数のモジュール間の基板の搬送を可能にするように構成される任意の好適な構造が、本明細書に記載の本実施形態とともに利用されてもよい。例えば、フレーム４００は、統合された複数の別個のピースであり得る。ロードロック／工場インターフェース４０２は、ＨＰＣ蒸着システムの複数のモジュールへのアクセスを提供する。一実施形態によると、ロードロック／工場インターフェース４０２は、ＦＯＵＰを含んでもよい。ロボット４１４は、モジュール間の基板（およびマスク）の移動およびロードロック４０２内外への移動を提供する。モジュール４０４は、一実施形態によると、配向／脱気モジュールであってもよい。つまり、モジュール４０４は、一実施形態では、基板を位置合わせ（ａｌｉｇｎ）し得る。基板上の切り欠きまたは他のマーキングを通して、モジュール４０４は、複数のモジュール内に基板を一貫して載置するために、この位置合わせ機能を実行してもよいことを理解されたい。加えて、モジュール４０４は、脱気モジュールとして機能してもよく、本明細書に記載の蒸着プロセス等の任意の処理前（または後）、基板は、モジュール４０４において脱気してもよい。モジュール４０６は、本発明の一実施形態によると、清浄モジュールであってもよい。モジュール４０６によって実行される洗浄は、プラズマベースまたは非プラズマベースのプロセスであってもよい。一実施形態では、洗浄は、蒸気ベースのプロセスであることができる。洗浄は、乾式プロセスであってもよいが、乾式洗浄プロセスに制限されず、半導体処理において使用される湿式洗浄プロセスもまた、組み込まれてもよい。半導体製造操作において一般的に使用される任意の既知の洗浄プロセスのいずれかが、モジュール４０６において実行されてもよい。例えば、アルゴン含有スパッタ洗浄または水素含有反応性洗浄が、モジュール４０６を通して行われることが可能である。モジュール４０８は、本発明の一実施形態によると、ライブラリモジュールと称される。モジュール４０８では、処理マスクとも称される、複数のマスクが格納される。マスクは、これらのモジュールで処理されている基板に一定のパターンを適用するために、コンビナトリアル処理モジュールにおいて使用されてもよい。ライブラリモジュール４０８のさらなる詳細は、図４を参照して提供される。ライブラリモジュール４０８およびその中に含まれるマスクは、特徴が処理される基板の層にわたって空間的に変化することを許容することに理解されたい。さらに、部位絶縁処理は、本明細書に記載の高生産性コンビナトリアル（ＨＰＣ）蒸着システムにおける処理の際、真空破壊を生じることなく、複数層にわたる空間定義とともに実行することが可能である。ＨＰＣ蒸着モジュールの制御環境処理と連動して、異なるマスクを通して特徴セットを空間的に変更する能力は、種々の材料構成要素を種々のプロセスシーケンスと独立してまたは同時に評価するための強力なツールを提供する。言い換えると、モジュール４０８は、ＨＰＣモジュールと組み合わせて、材料およびプロセスライブラリとともに、プロセスシーケンスの評価および結合を可能にする。
【００１４】
モジュール４１０は、本発明の一実施形態によると、ＨＰＣ物理蒸着モジュールを含む。モジュール４１０は、シャッタガレージ４１０ａおよび４１０ｂを含む。シャッタガレージ４１０ａおよび４１０ｂ内の可動シャッタは、モジュール４１０に供給されるマスクをモジュール４０８から部分的に遮蔽するために、平面方向に移動可能である。つまり、ライブラリモジュール４０８からのマスクは、ロボット４１４によって、モジュール４１０に供給される。シャッタガレージ４１０ａおよび４１０ｂは、モジュール４１０に提供されるマスクを一部被覆するために、平面方向に移動可能なシャッタを含む。当然ながら、プロセスマスク全体が暴露されてもよい。シャッタガレージ４１０ａおよび４１０ｂの機能は、図５〜７に関連して、より詳細にさらに記載される。処理の際、シャッタは、勾配処理を可能にする、または暴露パターンを変更するために使用可能であることを理解されたい。さらに、ライブラリモジュール４０８を通して可能となる特徴を空間的に変更する能力と組み合わされると、非常に柔軟なコンビナトリアル／非コンビナトリアルプロセス統合ツールが提供される。
【００１５】
一実施形態では、ＨＰＣモジュール４１０は、同時、並行、または高速連続であるような（ｉ）設計、（ｉｉ）合成、（ｉｉｉ）処理、（ｉｖ）プロセス順序付け、（ｖ）プロセス統合、（ｖｉ）装置統合、（ｖｉｉ）分析、または（ｖｉｉｉ）２つ以上の化合物、組成、混合物、プロセス、または合成条件、あるいはそれらから派生する構造の特徴化のために使用される、手技、方法、プロセス、試験手段、合成法、技術、またはそれらの組み合わせを実行可能である。試験手段は、集積回路デバイスの設計、プロセス開発、製造プロセス必要条件および製造プロセス制御に使用される、試験構造またはチップ等の物理的、電気的、光分解および／または磁気的特徴化デバイスを含むがこれらには限定されない。
【００１６】
モジュール４１２は、本発明の一実施形態によると、従来の蒸着モジュールを含む。モジュール４１２は、本発明の一実施形態による、従来の物理的気相蒸着（ＰＶＤ）、化学気相蒸着蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、高速熱処理（ＲＴＰ）等のプロセスを実行するように構成されるモジュールを含んでもよい。したがって、ＨＰＣモジュール４１０が、部位絶縁処理を実行し得る一方、モジュール４１２は、従来の技術に基づいて、基板（例えば、ウエハ）全体に並行処理を行う。図２は、モジュールの特定の構成を図示するが、本構成は、制限することを意図していないことを理解されたい。つまり、モジュール４１０等のＨＰＣ蒸着モジュールが含まれる限り、モジュールの任意の組み合わせが、ＨＰＣ蒸着システムに組み込まれてもよい。したがって、図２の処理システムの多数の構成が可能である。一実施形態では、ライブラリモジュール４０８によって提供される機能性は、プロセスマスクの格納専用のロードロックモジュールを通して提供されてもよいことに留意されたい。
【００１７】
当業者は、コントローラによって、本明細書において参照される操作およびプロセスを制御してもよいことを理解するであろう。つまり、特定のプロセスに対するレシピが、コントローラのメモリ内にプログラムされ、コントローラは、クラスタツールのモジュールの弁、電源、ロボット、および他の物理的デバイスを操作して、所望の機能性を達成することによって、レシピを実行する。コントローラは、プロセス、原位置試験のプロセス結果を確認し、さらにレシピを修正するためのグラフフィカルユーザインターフェースを有するコンピュータシステムの一部であってもよい。コンピュータデバイスは、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、メモリとＣＰＵとの間の通信用バス、入／出力機能、およびディスプレイを含み得る。一実施形態では、中央制御装置、すなわち、コンピュータデバイス４１１が、ＨＰＣシステムのプロセスを制御してもよい。別様に、各モジュールは、中央コンピュータデバイス４１１と通信するコントローラを有してもよい。当然ながら、コントローラは、いくつかのモジュールに対しローカルであってもよく、他のモジュールは、中央コンピュータデバイス４１１を通して制御されてもよい。
【００１８】
フレーム４００内の環境は制御され、実行される処理操作に対して支障にならない環境を提供する。一実施形態では、環境は、制御不活性環境において作動してもよい。例えば、酸素は、環境から送出され、不活性ガスと入れ替えられてもよい。酸素と入れ替えるために送入可能なガスの実施例は、例えば、基板処理操作に負の反応を示さないアルゴン、窒素、および他の不活性ガスであってもよい。本実施形態では、酸素は、後続処理に先立っておよび／またはその間に、処理基板のあらゆる酸化を回避するために十分なレベルに除去される。別の実施形態では、フレーム４００内の環境は、真空に維持される。本実施形態では、モジュール内の圧力は、約１Ｔｏｒｒ〜約１０-１０Ｔｏｒｒに維持されてもよい。環境は、最初に、一定の真空レベルまで減圧されてもよく、次いで、プロセスガスがそれぞれのチャンバ内に注入されると、真空状態が維持されることを理解されたい。さらに、最初に、約１０-６〜１０-１０Ｔｏｒｒ等、低圧力まで減圧することによって、存在するあらゆる汚染物が、本質的に除去される。一実施形態では、一体型メインフレームが気密であるため、環境が制御され、あらゆる汚染物のフレーム環境への侵入から保護される。
【００１９】
当然ながら、別の実施形態では、環境は、陽圧に維持されてもよく、環境の制御は、実行される処理操作に従って維持されるため、提供される実際の領域は、例示的であって、制限することを意図していないことを理解されたい。当業者は、多数の技術を利用して、基板、マスク、基板上で実行されるプロセス、および／またはこれらのプロセスによって画定される構造に導入されるいかなる悪影響も及ぼさずに、モジュール間およびフレーム環境を通して、基板およびマスクの移動を可能にするように、湿気、湿度、粒状物質、温度、圧力、および環境の任意の他の特性を制御してもよいことを理解するであろう。
【００２０】
図３は、図２に図示される統合高生産性コンビナトリアル（ＨＰＣ）蒸着システムの代替実施形態である。図３では、本発明の一実施形態による、複数の処理モジュールを有するツールを提供するために、２つのメインフレーム４００−１および４００−２は、ともに結合される（また、２つのメインモジュールを有する一体型クラスタツールとしても知られており、例えば、米国特許第５，１８６，７１８号および第６，９７７，０１４号参照）。メインフレーム４００−１は、一例示的実施形態では、その周囲にクラスタ化されたロードロック４０２、配向／脱気モジュール４０４、洗浄モジュール４０６、ライブラリモジュール４０８−１、およびＨＰＣモジュール４１０−１を有する。ロボット４１４−１は、処理モジュール間基板および／またはマスクの転位および移動と、クラスタツールの侵入および脱出を提供する。モジュール５００−１および５００−２は、メインフレーム４００−１およびメインフレーム４００−２に付随するシステム間の通過機能を提供する。加えて、モジュール５００−１および５００−２は、２つのメインフレーム４００−１と４００−２との間で移送される基板および／またはマスクに配向機能を提供してもよい。メインフレーム４００−２は、その周囲にクラスタ化される複数の処理モジュールを有する。モジュールは、従来の処理（例えば、蒸着、表面調製、処理等）モジュール４１２−１および従来の処理モジュール４１２−２を含む。また、ＨＰＣモジュール４１０−２およびＨＰＣモジュール４１０−３が、処理モジュールとして提供される。モジュール４０８−２は、本発明の一実施形態による、複数の処理マスクを保持するライブラリモジュールである。
【００２１】
従来の処理モジュールは、物理的気相蒸着（ＰＶＤ）、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、イオン誘起原子層蒸着（ＩＩ−ＡＬＤ）、ラジカル強化原子層蒸着（ＲＥＡＬＤ）等、および関連モジュールを含むことが可能である。また、従来の処理モジュールは、熱、レーザ、ＵＶ、ＩＲ、マイクロ波、電子ビーム、イオン、および当技術分野において周知の他の形態の処理モジュールを含むことが可能である。
【００２２】
一実施形態では、ＨＰＣモジュールのうちの少なくとも１つは、物理的気相蒸着（ＰＶＤ）を実行するように構成される。他の実施形態では、ＨＰＣモジュールの少なくとも１つは、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、イオン誘起原子層蒸着（ＩＩ−ＡＬＤ）、ラジカル強化原子層蒸着（ＲＥＡＬＤ）、熱処理、レーザ処理、ＵＶ処理、ＩＲ処理、マイクロ波処理、電子ビーム処理、およびイオン処理のうちの少なくとも１つを実行するように構成される。
【００２３】
図３は、複数のメインフレームが、さらなる処理の組み合わせおよび順列を提供するために統合される代替実施形態を示すために提供される。追加処理モジュールを提供し、可変量の処理操作を支持するために、任意の数のメインフレームがともに統合されてもよいことを理解されたい。ライブラリモジュール４０８−１および４０８−２内では、特徴が、真空破壊を必要とせずに、基板の処理の際、複数の層にわたって画定され得るように、その中に提供されるマスクは、異なる幾何学形状の適合を可能にする。別様に、１つのライブラリモジュールが、チャンバの通過に伴って、モジュール５００−１および５００−２を用いて、蒸着システム全体にマスクセットを提供することが可能である。したがって、本明細書に記載の本実施形態は、複数材料を試験可能であるだけではなく、一連のステップ、すなわち、プロセスシーケンスもまた、試験マトリクス内に含めてもよい。つまり、本明細書に記載のシステムは、最適プロセスシーケンスを判断するために、異なる材料が組み込まれ、評価され得るだけではなく、プロセスおよびプロセスシーケンスも修正され得るように、基板の複数の層にわたって、コンビナトリアル処理および非コンビナトリアル処理を可能にする。プロセスシーケンスは、処理ステップの順番、およびそれらのステップの対応する操作条件、例えば、物理的気相蒸着（ＰＶＤ）の場合のように、温度、圧力、ガス流、ガス種、ガス比、電力、時間、作業周期、頻度等、ならびに半導体処理操作に付随する任意の他の処理パラメータを含んでもよい。ライブラリモジュール４０８−１および４０８−２によって提供されるマスクは、ライブラリモジュール自体内で、あるいは配向モジュール５００−１または５００−２内で配向されてもよいことを理解されたい。また図３は、本明細書に記載の本実施形態のモジュールの組み合わせを通して提供される多数の構成の一つの例示的な図に過ぎない。
【００２４】
図４は、本発明の一実施形態による、ライブラリモジュールを図示する簡単な模式図である。ライブラリモジュール４０８は、その中に格納される複数のマスク６００を含む。マスク６００は、本発明の一実施形態による、対応する棚６０２上に静置してもよい。しかしながら、マスク６００は、本発明の一実施形態による、ライブラリモジュール内のマスクを支持するように構成される多数の他の構造上に静置してもよい。つまり、マスクは、ロボットをマスク６００にアクセス可能にする任意の好適な構造上に静置してもよい。当然ながら、構造は、清浄環境に好適であって、マスク材料に適合する。モジュール４０８は、本発明の一実施形態に従って、回転移動および垂直移動が可能である。当業者は、任意の好適なモータが、鉛直方向の高さの制御ならびにシャフト６０４周囲の回転を提供可能であることを理解するであろう。ライブラリモジュール４０８内に格納されるマスク６００は、コンビナトリアル処理モジュール等のモジュール内外へ移動する。マスク６００は、例えば、図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３に図示されるように、種々のパターンおよびその上に含まれる特徴サイズを有する。上述のように、一実施形態では、ロードロックモジュールは、ライブラリモジュールとして代替してもよい。
【００２５】
図５Ａ−１〜５Ａ−３および５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、図４のライブラリモジュール内に格納され得る例示的マスクパターンを図示する。幾何学的および／または特徴サイズ機能が可変である任意の数の異なるマスクパターンが、プロセス要件に応じて採用され得るので、図示されるマスクパターンは、例示的であって、制限することを意図するものではないことを理解されたい。マスクパターンは、いくつかの開口、開口サイズ、開口形状、開口配向、開口位置、および開口分布等の変形例を含んでもよいが、それらに限定されない。
【００２６】
図５Ａ−１では、いくつかの横列を有するマスクパターンが提供される。図５Ａ−２のパターンは、基板にわたって、いくつかの縦列を有するパターンを含む。図５Ａ−３のパターンは、マスク全体にいくつかの円を含む。加えて、上述のシャッタガレージ内のシャッタの操作は、図５Ａ−１〜５Ａ−３に図示されるマスクの一部を暴露するために使用されてもよいことを理解されたい。例えば、図５Ａ−３に関し、シャッタは、マスクがシャッタ位置を通して修正可能であるように、円の一部を遮蔽してもよい。多数の他のパターンおよび形状／幾何学形状が、マスク上で再現可能であって、図５Ａ−１〜５Ａ−３に図示される３つのパターンは、例示的であって、制限することを意図しないことを理解されたい。一実施形態では、単一マスク上の特徴のパターンは、マスクの異なる部分上のサイズと異なってもよい。
【００２７】
図５Ｂ−１〜５Ｂ−３は、本発明の一実施形態による、移送可能マスクの組み合わせを図示する。図５Ｂ−１〜５Ｂ−３では、金属マスクが、最初に使用され、図５Ｃの第１の金属層６２０を画定する。次いで、図５Ｂ−２の絶縁マスクが使用され、図５Ｃの絶縁層６２２を画定する。最後に、図５Ｂ−３の金属マスクが使用され、図５Ｃの上部金属層６２４を画定する。これは、図５Ｃに図示されるように、機能的金属−絶縁体−金属キャパシタ構造を画定するために、処理される基板の層にわたって、パターンをもたらす。移送可能マスクを採用することによって、金属１領域と金属２領域との間の適切な電気絶縁性を保証するために、層６２２の絶縁体領域は、層６２０の金属１領域より大きく作られ得、層６２４の金属２領域は、層６２２の絶縁体領域よりも小さく作られ得ることを理解されたい。
【００２８】
図５Ｃは、部位絶縁処理の際に画定可能な特徴の簡単な模式図であって、特徴は、本発明の一実施形態に従って、基板の複数層またはその上で実行される複数プロセスステップにわたって、可変的な空間の定義を有する。図５Ｃは、メモリ要素として機能し得る金属−絶縁体−金属構造を図示する。金属層６２４は、絶縁層６２２上に配置され、順に、金属層６２０上に配置される。図示されるように、各層間および上部と底部電極と間に絶縁を提供し、あらゆる短絡を防止するために、層（６２０〜６２２および６２２〜６２４）のそれぞれの間に空間変動が提供される。当業者は、勾配アプローチが、本幾何学形状を達成不可能であることを理解するであろう。図５Ｂ−１〜５Ｂ−３のマスクパターンは、図５Ｃの構造と、本処理を可能にするＨＰＣモジュール内外へマスクを移動させる能力を達成する。さらに、本評価が不可能である勾配技術とは対照的に、層６２０、６２２、および６２４によって画定される構造間のインターフェースは、評価されることができる。
【００２９】
上述のように、マスクは、ライブラリモジュールからコンビナトリアルモジュール内外へ移動可能であって、フレーム領域内の環境は、プロセスシーケンスが、物理的、機械的、化学的、電気的、光学的、磁気的、および／またはそれらの任意の組み合わせの着目特性の有害な摂動を及ぼさずに評価可能であるように、あらゆる真空破壊または悪環境への暴露を回避する。ライブラリモジュール内の異なるマスクおよびこれらのマスクを処理チャンバ内外へ移動させる能力は、プロセスシーケンス内に導入される変動を可能にする一方、集積回路の実際の構造を画定する。つまり、図６ＣのＭＩＭ、またはトレンチ、ビア、トランジスタ、キャッピング層、バリア層、接着層等、任意の半導体構造が評価のために達成可能である。移送可能マスクを有するシステムを通して可能な変動の一部は、周期性、特徴サイズ、特徴形状、特徴分布、開口率、配向、および／またはそれらの任意の組み合わせを含むことを理解されたい。さらに、処理操作は、コンビナトリアル処理および従来の処理、ならびにそれら２つの組み合わせを結合してもよい。例えば、単一マスクを使用して、順次的方法で、基板の領域の一部を処理してもよい。一例示的実施形態では、基板の４分の１の領域が、同一マスクで順次的に処理されてもよい。したがって、一側面から、４分の１の領域は、連続的に処理されるが、しかしながら、各４分の１の領域を画定するサブ領域が、並行して処理される。
【００３０】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明の一実施形態による、シャッタガレージを有するＨＰＣモジュールを図示する。図６Ａでは、処理モジュール４１０は、シャッタガレージ４１０ａを含む。シャッタガレージ４１０ａは、固定または可動シャッタを含んでもよい。つまり、シャッタガレージ４１０ａは、固定シャッタを保持または収容し、処理モジュール４１０内のマスク（または基板）の半分または他の固定部分の一部を遮蔽するように構成されてもよい。別様に、シャッタガレージ４１０ａは、可動シャッタを保持し、処理モジュール４１０内のマスク（または基板）の任意の部分を遮蔽する、またはいずれも遮蔽しないように構成されてもよい。処理モジュール４１０は、本発明の一実施形態による、上述の高生産性コンビナトリアル蒸着モジュールであることを理解されたい。図６Ａでは、処理モジュール４１０は、単一シャッタガレージ４１０ａを有する。別様に、図６Ｂは、複数のシャッタガレージ４１０ａおよび４１０ｂを有する処理モジュール４１０を図示する。図６Ａを参照して述べられたように、シャッタガレージ４１０ａおよび４１０ｂは、固定または可動シャッタを格納してもよいことを理解されたい。
【００３１】
加えて、図６Ｂのシャッタガレージは、互いに対向して位置付けられる一方、本発明の一実施形態では、１つのシャッタガレージは、別のシャッタガレージに対し９０度の角度であってもよい。当然ながら、シャッタガレージは、処理モジュールから離れた任意の配向または配向の組み合わせで配置されてもよい。さらに、固定マスクは、例えば、ライブラリモジュールから、ＨＰＣモジュール内に移送されてもよい。別様に、プロセスによってそれが可能となる一実施形態では、マスクは、シャッタガレージ内に存在し、それによって、ライブラリモジュールの必要性を排除することが可能である。マスクがシャッタガレージ内に存在する実施形態では、複数パターンおよび幾何学形状が、マスク上およびマスクの回転を通して画定され得、複数の層にわたる空間変動を伴う部位絶縁処理が達成可能である。例えば、図５Ｂ−１〜５Ｂ−３を参照すると、単一マスクは、図５Ｂ−１のパターンの半分および図５Ｂ−２のパターンの半分を含んでもよい。次いで、図５Ｃに具現化されるように、シャッタの回転および使用を通して、空間変動を伴う部位絶縁処理が達成される。当然ながら、マスクの回転は、シャッタガレージ内に配置されるロボットまたは好適な機構を通して生じてもよい。また、マスクから独立して、基板が回転または移動され、空間変動を伴う部位絶縁処理を達成してもよいことを理解されたい。
【００３２】
図７Ａ〜７Ｄは、本発明の一実施形態による、図６Ａおよび６Ｂのシャッタガレージ内に収容されるシャッタの配向を通して適用され得る種々の構成を図示する。図７Ａでは、可動シャッタ９００は、基板９０２の一部を遮蔽している。可動シャッタ９００は、基板９０２の面と略平行な平面方向に移動してもよい。本平面方向は、矢印９０４によって図示される。図７Ｂでは、基板９０２の複数部分を遮蔽するために、２つのシャッタが使用される。シャッタ９００−１および９００−２はそれぞれ、基板９０２の対応する端部を遮蔽し、それによって、暴露される基板９０２の中間部分を残す。シャッタ９００−１および９００−２は、再び、矢印９０４によって図示される方向に移動する。当業者は、多数の技術を使用して、シャッタ９００−１および９００−２の移動を提供してもよいことを理解するであろう。例えば、シャッタの一端は、コントローラに従って、一定量移動または前進する延長アームに固定してもよい。別の実施形態では、シャッタ９００−１および９００−２は、定位置に固定されてもよい。
【００３３】
図７Ａおよび７Ｂは、基板の暴露を制限するためのシャッタの移動を図示するが、シャッタはまた、基板上に配置されるマスクの暴露を制限するために使用されてもよい。図７Ｃおよび７Ｄは、基板上に配置されるマスクの一部を遮蔽するように構成されるシャッタを図示する。図７Ｃでは、シャッタ９００は、マスク９０６の一部を遮蔽する。したがって、マスク９０６下に配置される基板は、マスク９０６の暴露される部分を通るプロセスのみ受ける。図７Ｄでは、シャッタ９００−１および９００−２は、マスク９０６の一部を遮蔽する。マスク９０６は、処理モジュール内で回転されてもよく、マスクが、その上に画定される種々のパターンを有する場合、種々のパターンは、本発明の一実施形態による、マスクの回転を通して適用されてもよいことを理解されたい。別の実施形態では、例えば、基板が置かれる台座または基板支持部を回転させることによって、基板自体が回転可能である。
【００３４】
図８は、本発明の一実施形態による、基板のコンビナトリアル処理のための方法操作を図示するフロー図である。操作９５０では、市販の設備を通して基板上で一般的に実行される表面調製、表面処理、蒸着、またはエッチング技術等の従来の処理技術が、ここで実行されてもよい。操作９５０は、任意であってもよいことに留意されたい。一実施形態では、基板は、ブランケット蒸着、または以前に実行された任意の他の処理操作とともに提供可能である。次いで、本方法は、操作９５２に進み、基板の離散領域上で第１の部位絶縁蒸着が、真空条件下で実行される。第１の部位絶縁蒸着は、基板の第１の領域を被覆する。ここでは、図２および３に関して記載されたＨＰＣ蒸着システムによって、本部位絶縁処理を達成してもよい。次いで、本方法は、操作９５４に進み、第２の部位絶縁蒸着が、真空を破壊せずに、基板の離散領域上で実行される。第２の部位絶縁蒸着は、第１の領域より大きい第２の領域を被覆する。操作９５４では、プロセスシーケンス統合が生じ、操作９５２によって、第１の層を敷設し、操作９５４によって、第１の層上に第２の層を敷設する。しかしながら、マスクを変更し、真空条件を維持する能力のため、第２の部位絶縁蒸着は、第１の領域全体および第１の領域を越えた一部追加領域を被覆する。一実施形態では、本操作が、空間変動に伴って絶縁層を提供するため、ブランケット蒸着操作は、操作９５４において実行されてもよい。
【００３５】
次いで、図８の方法は、操作９５６に進み、第３の部位絶縁蒸着が、真空を破壊せずに、基板の離散領域上で実行される。第３の部位絶縁蒸着は、第３の部位絶縁蒸着が、第２の部位絶縁蒸着によって、第１の部位絶縁蒸着から絶縁されるように、第２の領域よりも小さい第３の領域を被覆する。真空を維持することによって、基板は、あらゆる酸化条件に暴露されず、処理が同一システムにおいて生じることを理解されたい。図８の実施形態は、一実施形態では、図５Ｃの構造をもたらす。本実施形態では、金属と絶縁層との間の絶縁および上部と底部金属電極との間の絶縁が存在する。材料およびプロセスシーケンスの試験は、上述の方法操作のそれぞれの間に実行されてもよいことを理解されたい。図８に対し論じられた操作の順番は、制限することを意図していないことをさらに理解されたい。その結果、ブランケットステップは、任意であって、例えば、ブランケットウエハがベンダから購入され得る他の場所で実行することも可能である。加えて、ブランケット蒸着プロセスは、上述の操作のいずれかの間に生じることが可能であって、それによって、空間変動に伴って絶縁層を提供するための別の技術を可能にする。上述のように、図８の実施形態は、例示的であって、制限を意図するものではない。別の実施形態では、１つの層にわたる２つの特徴の構成は異なる。
【００３６】
したがって、本明細書に記載の本実施形態は、処理の際に導入される真空破壊の必要なく、複数層にわたって、調節可能空間定義とともにコンビナトリアルウエハ処理および部位絶縁処理を提供する。複数マスクと、プロセス構成要素を悪環境に暴露せずに、処理モジュール内のマスクを除去および交換、あるいはマスクまたはウエハを回転させる能力は、処理される基板の一連のプロセスにわたって、空間的位置および幾何学形状の変動を可能にする。真空破壊の必要性の排除は、酸化、空気、湿気、汚染への暴露、あるいは非清浄または悪環境への暴露を回避する。上述の実施形態は、基板の複数層にわたって、特徴の幾何学形状および位置の原位置変動をさらに可能にする。故に、プロセスシーケンスにわたる変動は、全プロセスシーケンス統合にわたる最適条件により効率的に達するために、そのシーケンスに対し使用される材料およびプロセスと同様に試験されてもよい。プロセスシーケンスの試験は、比較的に大群の材料、プロセス、およびプロセスシーケンス統合候補が、系統的に、比較的に小群の材料、プロセス、およびプロセスシーケンス統合候補に絞り込まれる段階で生じてもよい。次いで、小群の材料、プロセス、およびプロセスシーケンス統合は、候補が小規模の処理環境、例えば、単一ウエハのコンビナトリアル処理において評価される一方、大規模に処理条件を模倣し、材料、プロセス、およびプロセスシーケンス統合候補の比較的に小群の最善の可能組み合わせを特定する。
【００３７】
以下に番号付けされた請求項において具体的に述べられていない追加請求項として、真空を破壊せずに、クラスタツール内で基板を処理するための方法を含み、第１の特徴セットを有するマスクによって、チャンバ内で基板を処理するステップと、第１の特徴セットを有するマスクをチャンバから除去するステップと、第２の特徴セットを有するマスクをチャンバに提供するステップと、第２の特徴セットを有するマスクによって、チャンバ内の基板を処理するステップの方法操作を含む。一実施形態では、第１の特徴セットおよび第２の特徴セットは異なる。別の実施形態では、第１の特徴セットおよび第２の特徴セットは、開口サイズ、開口形状、開口配向、開口数、開口位置、および開口分布から成る群から選択される。また、本方法は、第１の特徴セットと第２の特徴セットとの間で切り替えるために、シャッタを転位するステップを含んでもよい。第１の特徴セットを有するマスクによって、チャンバ内の基板を処理する方法操作は、第１の特徴セットを有するマスクによって、基板の一部の部位絶縁処理を逐次的に実行するステップを含み、逐次的に実行するステップは、連続処理、並行処理、ならびに連続および並行処理のうちのいくつかの組み合わせから成る群から選択される処理シーケンスを含み、処理シーケンスは、コンビナトリアルプロセス操作および従来のプロセス操作の両方を含む。また、本方法は、処理から生じる機能的構造を原位置で試験するステップと、第１の特徴セットを有するマスクによって、チャンバ内の基板を処理する際、チャンバ外に第２の特徴セットを有するマスクを格納するステップと、第２の特徴セットを有するマスクによって、チャンバ内の基板を処理する際、第１の特徴セットを有するマスクをチャンバ外に格納するステップとを含む。
【００３８】
さらなる請求項は、基板を処理するためのシステムを含み、本システムは、そこに取り付けられた複数のモジュールを有する一体型メインフレームと、一体型メインフレーム内に配置される搬送機構とを含み、搬送機構は、複数のモジュール間の基板を移送するように構成され、複数のモジュールのうちの少なくとも１つは、複数マスクを格納し、複数マスクは、基板の複数層にわたって、特徴サイズの原位置変動を可能にし、複数マスクは、基板に適用される一連のプロセスにわたって、空間的位置および幾何学形状の原位置変動をさらに可能にする。一実施形態では、複数マスクはそれぞれ、異なる幾何学形状パターンを画定する。別の実施形態では、複数マスクのうちの１つは、第１のパターンを画定する第１の領域と、第２のパターンを画定する第２の領域とを含む。ここでは、シャッタと組み合わせた複数マスクのうちの１つの回転によって、第１の領域または第２の領域が暴露されるかが画定される。本システムは、複数の処理モジュールのうちの少なくとも１つ内に複数マスクのうちの１つのための支持構造を含み、支持構造は、軸の周囲を回転可能であって、支持構造は、垂直に調節可能である。一実施形態では、複数のモジュールのうちの残りは、基板の部位絶縁処理を実行するように構成されるコンビナトリアルモジュールである。コンビナトリアルモジュールは、コンビナトリアルモジュール内に配置される複数マスクのうちの１つの一部を遮蔽するように構成される可動シャッタを含む。本システムは、基板の表面上で従来の蒸着操作を実行するように構成される蒸着モジュールを含み、搬送機構は、複数のモジュールのうちの残りとの間で基板を搬送する一方、真空破壊を回避するように構成される。本システムでは、プロセスシーケンス統合が実行される一方、制御環境を維持する。別の実施形態では、複数コンビナトリアルモジュールが提供される。
【００３９】
さらに別の一連の請求項は、フレームの周囲にクラスタ化される複数の処理モジュールを有する半導体処理システムを含み、複数の処理モジュールのうちの少なくとも１つは、複数のマスクを格納するように構成され、複数のマスクはそれぞれ、その上に画定される対応するマスクパターンを有し、複数の処理モジュールは、複数のマスク間を循環し、基板の連続平面レベル上で処理操作を実行するように構成されるコンビナトリアル処理モジュールを含み、複数のマスクおよび基板は、フレーム領域内に画定される制御環境に留まる。コンビナトリアル処理モジュールは、コンビナトリアル処理モジュール内に載置されるマスクの一部を遮蔽するように構成される可動シャッタを含む。別の実施形態では、コンビナトリアル処理モジュールは、複数の処理モジュールのうちの少なくとも１つとコンビナトリアル処理モジュールとの間のマスクを入れ替えることによって、複数のマスク間を循環するように構成される。別の実施形態では、制御環境は、酸素量、湿気量、および粒子状汚染量のうちの１つ以上を制御し、フレーム領域は、複数の処理モジュールを封入する。複数の処理モジュールは、基板の表面にわたって材料の層を蒸着するように構成される従来の蒸着モジュールを含んでもよく、本システムは、フレームの中央領域内に位置する搬送機構を含み、搬送機構は、複数の処理モジュールのそれぞれへのアクセスを有する。一実施形態では、本システムは、フレームの周囲にクラスタ化される別の複数の処理モジュールを有する別のシステムと統合され、別の複数の処理モジュールは、別のコンビナトリアル処理モジュールを含む。別の実施形態では、コンビナトリアル処理モジュールは、物理的気相蒸着（ＰＶＤ）、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、イオン誘起原子層蒸着（ＩＩ−ＡＬＤ）、ラジカル強化原子層蒸着（ＲＥＡＬＤ）、熱処理、レーザ処理、紫外線（ＵＶ）処理、赤外線（ＩＲ）処理、マイクロ波処理、電子ビーム処理、およびイオン処理から成る群から選択される処理操作を実行するように構成される。
【００４０】
さらに別の一連の請求項は、少なくとも１つ基板を受容するように構成される一体型メインフレームと、一体型メインフレームに結合される複数の処理モジュールであって、複数の処理モジュールは、ライブラリモジュールおよびコンビナトリアル蒸着モジュールを含み、ライブラリモジュールは、処理マスクを格納し、コンビナトリアル蒸着モジュールは、蒸着間に真空破壊を生じさせずに、異なる特徴セットを有する処理マスクを使用して、少なくとも２つの材料の層の部位絶縁蒸着を基板上で実行するように構成される、複数の処理モジュールと、一体型メインフレーム内に配置されるハンドラであって、複数の処理モジュール間を少なくとも１つ基板を移動させ、ライブラリモジュールとコンビナトリアル蒸着モジュールとの間の処理マスクを移動させるように構成される、ハンドラとを備える、コンビナトリアル処理のための蒸着システムを含む。一実施形態では、複数の処理モジュールおよびハンドラは、フレーム領域内に封入され、制御環境が、フレーム領域内に提供される。制御環境は、酸素量、湿気量、および粒子状汚染量のうちの１つ以上を制御するステップを含む。別の実施形態では、ライブラリモジュールは、軸の周囲を回転し、垂直方向に移動するように構成される。
【００４１】
本発明の一部を形成する本明細書で説明されたすべての操作は、有用な機械操作である。また、本発明は、これらの操作を実行するためのデバイスまたは装置にも関する。装置は、必要な目的のために特別に構成することが可能であり、あるいは、装置は、コンピュータに格納されているコンピュータプログラムによって選択的に作動または設定される汎用コンピュータにすることが可能である。特に、種々の汎用機械を、本明細書の教示に従って書かれたコンピュータプログラムで使用することが可能であり、あるいは、必要な操作を実行するより特殊な装置を構成することのほうが便利な場合もある。
【００４２】
前述の発明は、理解を明確にする目的のために、いくぶん詳細に説明されたが、一定の変更および修正は、添付の請求項の範囲内で実践することが可能なことは明らかであろう。したがって、本実施形態は、説明のためであって、限定ではないとみなされるとともに、本発明は、本明細書に与えられた詳細に限定されず、添付の請求項の範囲および相当内で修正されてもよい。請求項において、要素および／またはステップは、請求項に明示的に記載されない限り、操作の特定の順番を示唆するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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