(57)【要約】【課題】  製造プロセスを経る半導体装置のキュータイム（待ち時間）を減少させる技術を提供する。【解決手段】  製造プロセス期間中にキュータイムを減少させることによって半導体装置を製造する場合の欠陥を減少させる統合ツール及び方法を提供する。統合ツールは、少なくとも１個のポリシングモジュールを有する少なくとも１個のポリシングツールと、少なくとも１個のデポジション室を有する少なくとも１個のデポジションツールと、を包含することが可能である。少なくとも１個のポンプダウン室が該ポリシングツールを該デポジシオンツールへ接続させることが可能である。該少なくとも１個のポンプダウン室は、該半導体装置が通過される通路を包含している。半導体装置における欠陥は、製造プロセスの種々の段階におけるキュータイムを減少させることによって、減少される。【選択図】  図１
2014060388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する場合に欠陥を減少させるための統合ツールにおいて、
少なくとも１個のポリシングモジュールを有しているポリシングツール、
少なくとも１個のデポジション室を有している第１デポジションツール、
該ポリシングツールを該デポジションツールへ接続している少なくとも１個のポンプダウン室であって、該半導体装置を通過させるための通路を有している少なくとも１個のポンプダウン室、
該通路を介して該少なくとも１個のポンプダウン室内へ該半導体装置を通過させるたの少なくとも１個の転送メカニズム
を有している統合ツール。
【請求項２】
請求項１において、
該第１デポジションツールが化学的蒸着（ＣＶＤ）ツールを有しており、且つ該少なくとも１個のデポジション室がＣＶＤ室である、
統合ツール。
【請求項３】
請求項１において、更に、
少なくとも１個のデポジション室を有している少なくとも１個の付加的なデポジションツール、
を有しており、該第１デポジションツールがバッファ室を有しており、該少なくとも１個の付加的なデポジションツールがバッファ室を有しており、且つ該少なくとも１個の付加的なデポジションツールの該バッファ室が該第１デポジションツールの該バッファ室へ結合されている、
統合ツール。
【請求項４】
請求項３において、
該第１デポジションツールが化学的蒸着（ＣＶＤ）ツールを有しており、且つ該少なくとも１個の付加的なデポジションツールが物理的蒸着（ＰＶＤ）ツールを有している、
統合ツール。
【請求項５】
請求項３において、
該少なくとも１個の付加的なデポジションツールの該バッファ室が該第１デポジションツールの該バッファ室へ直接的に結合されている、
統合ツール。
【請求項６】
請求項３において、
該少なくとも１個の付加的なデポジションツールの該バッファ室が少なくとも１個の付加的なポンプダウン室を介して該第１デポジションツールの該バッファ室へ結合されている、
統合ツール。
【請求項７】
請求項３において、
該少なくとも１個の付加的なデポジションツールが少なくとも第２デポジションツール及び第３デポジションツールを包含している複数個のデポジションツールである、
統合ツール。
【請求項８】
請求項７において、
該第２デポジションツールが該第１デポジションツールへ直接的に結合されているか又は少なくとも１個の第１付加的ポンプダウン室を介して該第１デポジションツールへ結合されており、且つ
該第３デポジションツールが該第１デポジションツールへ直接的に結合されているか又は少なくとも１個の第２付加的ポンプダウン室を介して該第１デポジションツールへ結合されている、
統合ツール。
【請求項９】
請求項６において、更に、
該少なくとも１個の付加的ポンプダウン室へ直接的に結合されているバックアップロードロック、
を有している統合ツール。
【請求項１０】
請求項１において、
該少なくとも１個のポンプダウン室が複数個のポンプダウン室を有している、
統合ツール。
【請求項１１】
半導体装置の製造方法において、
ポリシングツール内において半導体装置をポリシングし、
デポジションツール内において該半導体装置上に第１物質をデポジットし、
該半導体装置を統合ツール内において該ポリシングツールと該デポジションツールとの間で移動させる、
ことを包含している方法。
【請求項１２】
請求項１１において、該半導体装置が２０ｎｍ以下の技術ノードを有している方法。
【請求項１３】
請求項１１において、
デポジットした該第１物質が超低ｋ（ＵＬＫ）物質である、
方法。
【請求項１４】
請求項１１において、
該半導体装置における欠陥が該半導体装置のポリシングと該第１物質のデポジットとの間の時間期間を減少させることによって減少される、
方法。
【請求項１５】
請求項１１において、該デポジションツールが第１デポジションツールであり、更に、
第２デポジションツール内において該半導体装置上に第２物質をデポジットし、
該半導体装置における欠陥が該第１物質のデポジットと該第２物質のデポジットとの間の時間期間を減少させることによって減少される、
方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
該第１物質がメタルライナーを形成し、
該第２物質がメタル膜を形成する、
方法。
【請求項１７】
請求項１５において、更に、
該半導体装置を該統合ツール内において該第１デポジションツールと該第２デポジションツールとの間で移動させる、
ことを包含している方法。
【請求項１８】
請求項１７において、
該第１デポジションツールが化学的蒸着（ＣＶＤ）ツールであり、
該第２デポジションツールが物理的蒸着（ＰＶＤ）ツールである、
方法。
【請求項１９】
請求項１７において、
該半導体装置を該第１デポジションツールと該第２デポジションツールとの間で移動させることが、該半導体装置を統合ツールのポンプダウン室内に移動させることを包含している、
方法。
【請求項２０】
請求項１１において、
該半導体装置を該ポリシングツールと該デポジションツールとの間で移動させることが、該半導体装置を統合ツールのポンプダウン室内に移動させることを包含している、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造用統合ツールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、デポジションツール及び化学的機械的研磨（ＣＭＰ）ツールなどの、多様なツールを使用して製造される。デポジションツールは半導体装置へ物質を付加するために使用することが可能であり、一方、ＣＭＰツールは半導体装置から物質を除去するために使用することが可能である。製造期間中に、半導体装置は１個以上のＣＭＰツール及び１個以上のデポジションツール間を数回通過することが必要である場合がある。１番目のツールから２番目のツールへ転送されるたびに、その転送に関連する待ち時間がある。待ち時間はいずれのツールによっても処理されること無しに半導体装置が待機する時間期間である。
【０００３】
製造プロセスの連続するステップのために使用されるべき２個のツールが大きな距離離れている場合がある。製造中の半導体装置は、処理を継続するために、１番目のツールから２番目のツールへ移送される。１番目のツールから２番目のツールへ半導体装置を移送するのにかかる時間は待ち時間を著しく増加させる場合がある。
【０００４】
過去数年にわたり、半導体装置はより早いスイッチング速度及び一層大きな機能性のために設計されている。これらの能力を具備する半導体装置を得るためのアプローチは、半導体装置内の特徴寸法を減少させることであった。所望の半導体装置性能を達成するための別のアプローチは、異なる物質を使用することである。超低誘電率（ＵＬＫ）がこの目的のために使用されることは既知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、小さな特徴寸法及び超低誘電率物質の場合を含む半導体装置における或る欠陥は、製造プロセスのステップ間における引き伸ばされた待ち時間に起因して発生する場合があることを認識した。従って、本書に記載するものは、製造プロセス経過中の半導体装置に対する待ち時間を減少させる技術である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
製造プロセスにおいて使用される種々のツールは、単一の統合ツールに統合させることが可能である。単一の統合ツールを使用することによって、製造プロセスの種々の段階における待ち時間の期間を減少させることが可能である。
【０００７】
幾つかの実施例は、少なくとも１個のポリシング（polishing）即ち研磨モジュールを具備する研磨ツールと少なくとも１個のデポジション室を具備する第１デポジションツールとを含んでいる、半導体装置を製造する場合に欠陥を減少させるための統合ツールに指向されている。少なくとも１個のポンプダウン室が、該研磨ツールと該デポジションツールとを接続している。該少なくとも１個のポンプダウン室は、半導体装置が通過される通路を包含している。少なくとも１個の転送機構が該通路を介して半導体装置を該少なくとも１個のポンプダウン室内へ通過させる。幾つかの実施例においては、該第１デポジションツールは、化学的蒸着（ＣＶＤ）ツール及び／又は物理的蒸着（ＰＶＤ）ツールを包含する場合があり、且つ該少なくとも１個のデポジション室はＣＶＤ室を包含する場合がある。該第１デポジションツールは、バッファ室を包含する場合がある。
【０００８】
本統合ツールは、又、少なくとも１個のデポジション室を具備する少なくとも１個の付加的なデポジションツールを包含している場合がある。該少なくとも１個の付加的なデポジションツールはＣＶＤツール及び／又はＰＶＤツールを包含している場合がある。該少なくとも１個の付加的なデポジションツールは、該第１デポジションツールのバッファ室へ結合されているバッファ室を包含している場合がある。その結合は、直接接続とすることが可能であり、又はそれは、例えば付加的なポンプダウン室などの、１個又はそれ以上の付加的な室、即ちチャンバー、を包含している場合がある。幾つかの実施例においては、該少なくとも１個のデポジションツールは複数個のツールである。該複数個のツールは、第２及び第３デポジションツールを包含している場合がある。該第２及び第３デポジションツールは、該第１デポジションツールへ直接的に接続されているか、又は付加的なポンプダウン室を介して該第１デポジションツールへ結合されるかのいずれかの場合がある。
【０００９】
幾つかの実施例において、本統合ツールは、該少なくとも１個の付加的なポンプダウン室へ接続されているバックアップロードロックを有している場合がある。該少なくとも１個のポンプダウン室及び該少なくとも１個の付加的なポンプダウン室は、複数個のポンプダウン室を有している場合がある。
【００１０】
幾つかの実施例は、半導体装置を製造する方法に指向されている。本方法は、研磨ツールにおいて半導体装置を研磨すること、及び第１デポジションツールにおいて該半導体装置上に少なくとも第１物質をデポジットすること、を包含することが可能である。これらの動作は任意の適宜の順番で実施することが可能であり、且つ半導体装置は統合ツール内において研磨ツールとデポジションツールとの間で移動させることが可能である。
【００１１】
幾つかの実施例において、製造中の半導体装置は、２０ｎｍ以下の技術ノードを有している。デポジット即ち付着される第１物質は、超低誘電率を有することが可能である。この様な物質は、超低ｋ（ＵＬＫ）物質と呼ばれる。半導体装置における欠陥は、半導体装置の研磨と第１物質の付着との間の時間期間を減少させることによって減少させることが可能である。
【００１２】
第２デポジションツールにおいて該半導体装置上に第２物質を付着させることが可能である。半導体装置における欠陥は、幾つかの実施例においては、第１物質の付着と第２物質の付着との間の時間期間を減少させることによって減少される。第１物質は金属ライナー（liner）を形成することが可能であり、且つ第２層は金属膜を形成することが可能である。幾つかの実施例において、第１デポジションツールはＣＶＤツールとすることが可能であり、且つ第２デポジションツールはＰＶＤツールとすることが可能である。
【００１３】
幾つかの実施例において、半導体装置を製造する本方法は、統合ツール内で第１デポジションツールと第２デポジションツールとの間で半導体装置を移動させることを包含している。第１デポジションツールと第２デポジションツールとの間で半導体装置を移動させることは、半導体装置を統合ツールのポンプダウン室内へ移動させることを包含する場合がある。又、ＣＭＰツールとデポジションツールとの間で半導体装置を移動させることは、半導体装置を統合ツールのポンプダウン室内へ移動させることを包含している場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】単一の研磨ツール及び単一のデポジションツールを例示している例示的な統合ツールのブロック図。
【図２】単一の研磨ツール及び２個のデポジションツールを例示している例示的な統合ツールのブロック図。
【図３】単一の研磨ツール及び３個のデポジションツールを例示している例示的な統合ツールのブロック図。
【図４】幾つかの実施例に基く半導体装置を製造するプロセスを例示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者は、半導体装置において、メタル及び超低ｋ（ＵＬＫ）物質、即ち超低誘電率を有する物質、を集積化させることは、製造される該装置の寸法が減少するに従い、ますます挑戦的なものとなるということを、認識し且つ理解した。装置の特徴寸法が減少すると、欠陥が装置の性能を阻害し、その結果、より大きな特徴を有する装置の場合よりも一層高い欠陥率となる。これらの欠陥は、より大きな特徴を有する装置においては発生しないか、又は該装置の性能に影響を与えることは無い。特に、半導体装置の技術ノードが２０ｎｍ以下に離れている場合に特に問題となる。
【００１６】
本発明者は、更に、欠陥の原因の内の一つはキュータイム（queue time）、即ち待ち時間、として知られている製造プロセスにおけるステップ間において半導体が待機する時間の量であることを認識し且つ理解した。本発明者は、より長いキュータイムはよりしばしば欠陥となる装置となること及びより短いキュータイムでの装置よりもより迅速に欠陥となることを認識し且つ理解した。いかなる特定の理論にも拘束されること無しに、本発明者は、増加される欠陥率は、誘電体層に影響を与え且つ時間依存性誘電破壊（ＴＤＤＢ）の蓋然性を増加させる湿度の結果であると理論化する。
【００１７】
本発明者は、複数のツールを有する統合ツールにおいて半導体装置の製造プロセスを実施することによってキュータイムを減少させることが可能であることを認識し且つ理解した。例えば、統合ツールは、化学的蒸着（ＣＶＤ）ツール、物理的蒸着（ＰＶＤ）ツール、及び／又は化学的機械的研磨（ＣＭＰ）ツール、を包含することが可能である。統合ツールのこれらのツールは、直接接続を介して又はポンプダウン室を介してのいずれかで結合される。
【００１８】
図１は、統合ツール１００の一つの可能な実施例を例示したブロック図である。統合ツール１００は、デポジションツール１２０及びＣＭＰツール１３０を包含している。統合ツール１００は、又、クリーニングツール１５０やインライン計測ツール１６０などの種々のその他のツールを包含することも可能である。
【００１９】
統合ツール１００によって製造中の半導体装置は、ロードロック１１０を介して該ツール内にロードされる。任意の適宜の数のロードロック１１０を使用することが可能である。例えば、図１は、３個のロードロック１１０を例示している。任意の適宜の数の半導体装置を一度にロードロック１１０内にロードさせることが可能である。例えば、単一のウエハは、複数個の半導体装置を有する場合がある。更に、複数個のウエハによって占有されているカセットをロードロック１１０内にロードさせることが可能である。
【００２０】
ロードロック１１０内にロードされる半導体装置は、製造プロセスの任意の段階におけるものとすることが可能である。例えば、製造プロセスを、ラインのフロントエンド（ＦＥＯＬ）及びラインのバックエンド（ＢＥＯＬ）と呼称される２つの部分に分けることが可能である。ＦＥＯＬは装置製造の第１部分を示すもので、その場合に、半導体装置の個々の要素が半導体内にパターン形成される。ＢＥＯＬは装置製造の第２部分を示すもので、その場合に、装置の個々の要素が相互接続される。幾つかの実施例においては、統合ツール１００は、ＢＥＯＬ処理のみに関与する。しかしながら、実施例はそのように制限されるものではない。
【００２１】
半導体装置がロードロック１１０内にロードされると、該半導体装置をロードロック１１０から該半導体装置を取り出すために転送メカニズム１１２が使用される。任意の適宜の転送メカニズム１１２を使用することが可能である。例えば、転送メカニズム１１２はロボットアームとすることが可能である。しかしながら、吸引を使用して半導体装置を保持する真空ホース又はコンベヤなどのその他の転送メカニズムを使用することも可能である。１個を越える転送メカニズムを使用することが可能である。例えば、図１に例示した如く、転送メカニズム１１２は、半導体装置を通路１１３を介して第２転送メカニズム１１４へ通過させることが可能である。どのツールが使用されるべきかに依存して、転送メカニズム１１４は半導体装置をデポジションツール１２０又はＣＭＰツール１３０へ通過させることが可能である。
【００２２】
ＣＰＭツール１３０は、複数個のＣＭＰモジュール１３２を包含することが可能である。ＣＭＰを実施する技術は既知であり且つ実施例はＣＭＰのいずれかの特定の実現例に制限されるものではない。説明の便宜上、各ＣＭＰモジュール１３２の個々のコンポーネントは参照番号が付されていない。しかしながら、当業者が理解するように、各ＣＭＰモジュール１３２は、スラリーディスパーションアーム、コンディションアーム、コンディションディスク、プラテン、プラテンプロセスウィンドウ、及びＣＭＰヘッド等のコンポーネントを有することが可能である。ＣＭＰモジュール１３２及びそのコンポーネントは、当該技術において既知の技術を使用して構成することが可能である。半導体装置は、複数個のＣＭＰモジュール１３２の各々によって順番に処理することが可能である。例えば、各ＣＭＰモジュール１３２は、ＣＭＰを実施する上で異なるパラメータを使用することが可能である。変更することが可能なパラメータは、これらに制限されるべきものではないが、プラテンの回転速度、スラリー分散（dispersion）割合、期間、及び圧力を包含している。
【００２３】
ＣＭＰツール１３０は、又、転送メカニズム１１４から半導体装置を受け取り且つその半導体装置をＣＭＰモジュール１３２の内の一つのＣＭＰヘッドへ供給するための転送メカニズム１１６を包含することが可能である。
【００２４】
ＣＭＰツールについて本書に記載するが、実施例はそのように制限されるものではない。任意の適宜のポリシングツールを使用することが可能である。例えば、フリーアブレイシブ（free abrasive）ポリシングツール又は化学的エッチングツールを使用することが可能である。
【００２５】
デポジションツール１２０は、複数個のデポジション室１２６、バッファ室１２４、及び半導体装置を受け取り且つその半導体装置をデポジション室１２６へ供給するための転送メカニズム１２８、を包含することが可能である。各室は、異なる技術を使用して異なる物質をデポジット即ち付着させることあ可能であり、又は、デポジション室１２６の各々において同じ物質及び技術を使用することが可能である。例えば、デポジットされる物質は絶縁体又はメタル即ち金属とすることが可能である。デポジットされる物質は、又、１個を越える物質の混合物とすることも可能である。デポジションツール１２０は、例えば、化学的蒸着（ＣＶＤ）又は物理的蒸着（ＰＶＤ）を実施するために使用することが可能である。ＣＶＤ及びＰＶＤ用の技術は既知であり且つ実施例はＣＶＤ及び／又はＰＶＤを実施するための何らの特定の技術に制限されるものではない。
【００２６】
デポジションツール１２０は任意の数のデポジション室１２６を有することが可能である。図１は、５個のデポジション室１２６を具備するデポジションツール１２０を例示している。しかしながら、幾つかの実施例はそれより少数のデポジション室を使用することが可能である。例えば、図２及び３に関連してより詳細に説明するように、デポジションツール１２０は２個又は３個のデポジション室１２６を有することが有益的である場合がある。このことは、付加的なツールを統合ツール１００内に包含させることを許容する場合がある。
【００２７】
幾つかの実施例において、デポジションツール１２０は、超低ｋ（ＵＬＫ）誘電物質を半導体装置上へデポジット即ち付着させることが可能である。或る物質は、その誘電率が２．５５以下である場合に、ＵＬＫ物質として分類することが可能である。更に、幾つかの実施例において、半導体装置は２０ｎｍ以下離れている技術ノードを有している場合がある。技術ノードはアレイ状にパターン形成することが可能な半導体装置の個々の要素とすることが可能である。
【００２８】
デポジションツール１２０のバッファ室１２８は、例えば、真空ポンプを介して減少された圧力に維持することが可能である。バッファ室１２４は、デポジション室１２６の各々において使用される物質からの潜在的な汚染を防止することに貢献することが可能であり、その場合に、該物質の全てが排出され且つ製造中の半導体装置が別の室１２６内へ移動した後に該装置と接触することがないことを確保することによって行われる。
【００２９】
デポジションツール１２０は、任意の適宜の手段によってＣＭＰツール１３０へ結合させることが可能である。例えば、デポジションツール１２０は少なくとも１個のポンプダウン室１２２を介してＣＭＰツール１３０へ接続させることが可能である。図１は３個のポンプダウン室１２２を具備する実施例を例示している。しかしながら、本発明の実施例はいずれかの特定の数のポンプダウン室１２２に制限されるものではない。例えば、単一のポンプダウン室１２２を使用することが可能である。複数個のポンプダウン室１２２を使用することの一つの利点は、製造プロセスの複数のステップを並列的に実施することの能力である。例えば、第２半導体装置がデポジションツール１２０から第２ポンプダウン室１２２内へロードされている間に、第１半導体装置をＣＭＰツール１３０から第１ポンプダウン室１２２へロードさせることが可能である。
【００３０】
ポンプダウン室１２２は少なくとも１個の通路１２１を有しており、それを介して半導体装置が転送メカニズム１１４によって通過される。半導体装置がポンプダウン室１２２内に受納されると、ポンプダウン室１２２の圧力は、例えば、真空ポンプを使用して減少される。
【００３１】
統合ツール１００においての半導体装置の製造期間中、該半導体装置はデポジションツールとＣＭＰツールとの間で数回往復して転送される場合がある。例えば、少なくとも１個の物質の１個又はそれ以上の層がデポジションツール１２０内の半導体装置上にデポジット即ち付着させ、それに続いてＣＭＰツール１３０において該１個又はそれ以上の層の少なくとも一部を除去することが可能である。ＣＭＰツールによる平坦化の完了の後に、デポジションツール１２０を使用して半導体装置上に付加的な層をデポジットさせることが可能である。半導体装置が該ツール間を転送される度に、半導体装置はポンプダウン室１２２を介して通過される。半導体装置が統合ツール１００のツール間を通過される回数は、製造中の半導体装置の特定のタイプに依存する。実施例はいずれ特定のタイプの半導体装置と共に使用することに制限されるものではなく、従って、半導体装置は各ツールによって任意の適宜の回数処理することが可能であり且つ統合ツール１００のツール間で任意の適宜の回数転送させることが可能である。更に、統合ツールを使用しての半導体装置の処理は任意の適宜の順番で行うことが可能である。
【００３２】
統合ツール１００は、付加的なツールを包含することが可能である。例えば、クリーニングツール１５０及びインライン計測ツール１６０を統合ツールに包含させることが可能である。ＣＭＰツールはウエットプロセスを実施するので、クリーニングツール１５０は製造プロセスが完了する前に半導体装置をクリーニングすることが可能である。インライン計測ツール１６０は、半導体装置及び／又はウエハの種々の特性を測定するために製造プロセスの種々の段階において使用することが可能である。例えば、インライン計測ツール１６０は半導体装置の金属層の特性を測定するために使用される渦電流測定ツールとすることが可能である。しかしながら、インライン計測ツール１６０はいずれかの特定の測定技術に制限されるものではない。例えば、インライン計測ツール１６０は半導体装置の表面電荷分布及び／又は高さ分布を測定するために１個又はそれ以上のケルビンプローブフォース顕微鏡を使用することが可能である。
【００３３】
半導体装置は、１個以上の転送メカニズム１１２及び１１４を使用して、クリーニングモジュール１５０及び／又はインライン計測ツール１６０等の種々のツール間で転送させることが可能である。更に、実施例は製造プロセスのいずれかの特定の段階において統合ツール１００のツールの内のいずれかを使用することに制限されるものではない。例えば、クリーニングモジュール１５０は製造プロセスの最後においてのみ使用することが可能である。しかしながら、クリーニングツール１５０が製造プロセスの中間ステップ期間中に使用される場合もあり得る。
【００３４】
統合ツール１００の種々のツールを統合することによって、半導体装置に対するキュータイムは顕著に減少され、それにより欠陥数を減少させることによってコストを減少させることとなる。
【００３５】
図２は、統合ツール２００の付加的な実施例を例示したブロック図である。統合ツール２００の多くのコンポーネントは統合ツール１００のコンポーネントと同様であるか又は同一である。従って、同様のコンポーネントには図１に関連して上述したものと同一の参照番号を付してある。更に、統合ツール１００のコンポーネントの上の説明は統合ツール２００の同様のコンポーネントに対して適用される。従って、上の説明を繰り返すこと無しに引用によりここに取り込むこととする。
【００３６】
上述した如く、統合ツール２００は１個のＣＭＰツール１３０及び１個のデポジションツール１２０を包含している。デポジションツール１２０は２個のデポジション室１２６を包含している。更なるデポジション室１２６を包含する代わりに、統合ツール２００はデポジションツール１２０に結合された付加的なデポジションツール２２０を包含している。これら２個のデポジションツールは任意の適宜の態様で結合させることが可能である。例えば、これらの２個のツールは通路２２１を介して直接的に結合させることが可能である。しかしながら、付加的なツール及び／又は室は、デポジションツール１２０をデポジションツール２２０へ結合させるために使用することが可能である。例えば、これら２個のデポジションツールの間に付加的なポンプダウン室（図２には不図示）を配置させることが可能である。更に、第３デポジションツールをデポジションツール１２０とデポジションツール２２０との間に配置させることが可能である。
【００３７】
付加的なデポジションツール２２０は、１個以上のデポジション室２２６、１個のバッファ室２２４、及び転送メカニズム２２８を包含することが可能である。任意の適宜のデポジションツール２２０を使用することが可能である。例えば、デポジションツール２２０はデポジションツール１２０と同じタイプのものとすることが可能であり、又はこれら２個のデポジションツールは異なるタイプのものとすることが可能である。例えば、デポジションツール１２０はＣＶＤツールとすることが可能であり、且つデポジションツール２２０はＰＶＤツールとすることが可能である。同様に、バッファ室２２４及びバッファ室１２４は同じ圧力又は異なる圧力に維持させることが可能である。例えば、バッファ室１２０は、第２バッファ室２２４が維持されている第２圧力よりも一層高い第１圧力に維持させることが可能である。
【００３８】
デポジションツール２２０がＰＶＤツールであり且つデポジションツール１２０がＣＶＤツールである場合には、統合ツール２００は柔軟性が増加されており、より広い多様な半導体装置の製造を行うことを可能とさせる。
【００３９】
図３は統合ツール３００の付加的な実施例を例示したブロック図である。統合ツール３００の多くのコンポーネントは統合ツール１００及び２００のコンポーネントと同様であるか又は同一である。従って、同様のコンポーネントには図１及び２に関連して上述した如き同一の参照番号を付してある。更に、統合ツール１００及び２００のコンポーネントの上の説明は統合ツール３００の同様のコンポーネントに適用される。従って、上の説明を繰り返すことが無く、ここに引用により取り込んでいる。
【００４０】
上述した如く、統合ツール３００は、ＣＭＰツール１３０、第１デポジションツール１２０、第２デポジションツール２２０を包含している。第１デポジションツール１２０は２個のデポジション室１２６を包含しており、且つ第２デポジションツール２２０は３個のデポジション室２２６を包含している。これら２個のデポジションツールは任意の適宜の態様で結合させることが可能である。例えば、これら２個のツールは通路を介して直接的に接続させることが可能である。しかしながら、第１デポジションツール１２０を第３デポジションツール３２０へ結合させるために付加的なツール及び／又は室を使用することが可能である。例えば、第１デポジションツール１２０と第３デポジションツール３２０との間に付加的なポンプダウン室３３０を配置させることが可能である。更に、第１デポジションツール１２０と第３デポジションツール３２０との間に付加的なデポジションツールを配置させることが可能である。例えば、第３デポジションツール３２０を第２デポジションツール２２０を介して第１デポジションツール１２０へ結合させることが可能である。
【００４１】
第３デポジションツール３２０は１個以上のデポジション室３２６、１個のバッファ室３２４、転送メカニズム３２８を包含することが可能である。任意の適宜のデポジションツール３２０を使用することが可能である。例えば、第３デポジションツール３２０は、第１デポジションツール１２０又は第２デポジションツール２２０と同じタイプとすることが可能であり、又はこれら２個のデポジションツールは異なるタイプとすることが可能である。例えば、第１デポジションツール１２０はＣＶＤツールとすることが可能であり、且つ第２デポジションツール２２０はＰＶＤツールとすることが可能である。第３デポジションツール３２０はＣＶＤツールか又はＰＶＤツールかのいずれかとすることが可能である。同様に、バッファ室３２４及びバッファ室１２４及び２２４は、バッファ室２２４及び３２４が維持されている第２圧力よりも一層高い第１圧力に維持することが可能である。
【００４２】
幾つかの実施例において、第３デポジションツール３２０及び第１デポジションツール１２０は両方共ＣＶＤツールとすることが可能である。しかしながら、半導体装置上にデポジット即ち付着される物質は異なるものとすることが可能である。例えば、第１デポジションツール１２０は半導体装置上にメタルをデポジットするために使用することが可能であり、且つ第３デポジションツール３２０は半導体装置上に絶縁物質をデポジットするために使用することが可能である。更に、第２デポジションツール２２０は、半導体装置上にメタルライナーをデポジットするＰＶＤツールとすることが可能である。この様な形態において、統合ツール３００は柔軟性が増加されており、一層広い多様性の半導体装置を製造することを可能とさせる。
【００４３】
幾つかの実施例において、統合ツール３００は１個以上のバックアップロードロック３１０を包含することが可能である。図３は単一のバックアップロードロック３１０を例示しているが、任意数のバックアップロードロックを使用することが可能である。バックアップロードロック３１０は、ロードロック１１０以外の点において統合ツールから半導体装置を取除くことを可能とさせる。このことは、半導体装置を処理のために統合ツール３００の外側の或るツールへ移動させることが必要である場合に有益的である場合がある。更に、１個以上のデポジション室が機能障害を起こしているか又はメインテナンスのためにダウンしている場合に、必要な製造ステップを実施するために半導体装置を外部のデポジション室へ転送するためにバックアップロードロック３１０を使用することが可能である。
【００４４】
図４は幾つかの実施例に基いて半導体装置を製造するプロセス４００を例示したフローチャートである。動作４１０において、第１物質の第１層を統合ツールの第１デポジションツール内の半導体装置上にデポジットさせる。該第１物質はメタル又は絶縁体等の任意の適宜の物質とすることが可能である。絶縁物質はＵＬＫ物質とすることが可能である。該第１層は適宜の態様でデポジットさせることが可能である。例えば、それはＣＶＤツール又はＰＶＤツールを使用してデポジットさせることが可能である。
【００４５】
動作４２０において、製造プロセスにおける次の動作が半導体装置に次の層をデポジットするのか又はポリシングするのかを決定する。この決定は任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、統合ツールはユーザによって設定された手順又はプログラムを使用することが可能である。その手順は統合ツール内の複数のツールが使用される順番を決定する場合がある。その手順は、又、夫々のツールの各々によって使用されるべきパラメータを特定する場合がある。
【００４６】
次の動作がデポジションであることが決定されると、動作４３０において、半導体装置を次のデポジションツールへ移動させる場合がある。次のデポジションツールが動作４１０において第１層をデポジットするために使用されたものと同じツールである場合には、半導体装置を転送することの必要性が無い場合がある。しかしながら、同じデポジションツールが動作４３０において使用される場合であっても、半導体装置はそのデポジションツールの異なるデポジション室へ通過されることが必要である場合がある。
【００４７】
半導体装置が次のデポジションツールへ移動された後に、動作４５０において、そのデポジションツールにおいて半導体装置上に次の層がデポジットされる。再度、このデポジション動作は任意の適宜の態様で実施することが可能である。例えば、次の層はＣＶＤツール又はＰＶＤツールを使用してデポジットさせることが可能である。動作４５０の完了後に、プロセス４００は動作４２０に戻って次の動作がデポジションであるか又はポリシングであるかを決定する。
【００４８】
動作４２０において、次の動作がポリシングであると決定されると、半導体装置はポリシングを行うためにＣＭＰツールへ移動される。半導体装置のポリシングは動作４６０において実施される。任意の適宜のＣＭＰ技術を使用して半導体装置をポリシングすることが可能である。例えば、時間期間、圧力、スラリー流量、及びプラテン回転速度などの多様なパラメータを使用してＣＭＰツールを制御することが可能である。
【００４９】
幾つかの実施例において、動作４４０において半導体装置をＣＭＰツールへ移動させる前に、半導体装置をインライン計測ツールへ移動させて半導体装置の種々の特性を測定することが可能である。その測定結果はポリシング動作４６０において使用されるＣＭＰツールのパラメータを調節するために使用することが可能である。
【００５０】
半導体装置が統合ツールの夫々のツール間を移動される動作４３０及び４４０は、任意の適宜の態様で実施することが可能である。例えば、転送メカニズム１１２，１１４，１２４，２２４，３２４，１１６によるか又は任意のその他の転送メカニズムによって実施することが可能である。半導体製造プロセスにおいて使用される種々のツールを単一の統合ツール内に統合することによって、完成した半導体装置の動作において障害を発生することとなる欠陥の数は、半導体製造プロセスの各ステップ間のキュータイムを減少させることによって、減少させることが可能である。
【００５１】
例えば、幾つかの実施例において、メタルライナーをＰＶＤツールを使用して半導体装置上にデポジットさせる場合がある。その製造プロセスの次続の動作はそのメタルライナー上にメタル膜をデポジットさせることである場合がある。メタルライナーをデポジットさせる動作とメタル膜をデポジットさせる動作との間のキュータイムは減少させるために重要な時間期間である場合がある。このキュータイムが増加すると、完成した半導体装置の欠陥の蓋然性も増加する場合がある。
【００５２】
メタル膜をデポジットした後に、次の動作がそのメタル膜の一部を除去し且つ半導体装置を平坦化させるためのポリシング動作である場合がある。半導体装置の平坦化の後に、次の動作がメタル膜残存部の部分上に絶縁層をデポジットすることを包含している場合がある。メタル膜をポリシングする動作と絶縁層をデポジットする動作との間のキュータイムは減少させるために重要な時間期間である場合がある。このキュータイムが増加する場合には、完成した半導体装置の欠陥発生の蓋然性も増加する場合がある。
【００５３】
本発明の上述した実施例はＣＭＰツール及びデポジションツールに関連して説明してある。実施例はそのように制限されるものではない。任意のその他の半導体製造ツールを統合ツールに統合させることが可能である。例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）ツール等のエッチングツール、アニール炉等の熱的ツール、イオン注入ツール、及びフォトリソグラフィツールを統合ツールに包含させることが可能である。
【００５４】
本発明は、その適用において、上記説明に記載されており且つ図面に例示されている構成の詳細及びコンポーネントの配置に制限されるものではない。本発明はその他の実施例とすること、及び種々の態様で実施するか又は動作させることが可能である。又、本明細書において使用した用語は説明の便宜のためであって制限的なものとしてみなされるべきものではない。「包含している」、「有している」、又は「持っている」、「含んでいる」、「関与している」及びそれらの変形例の使用は、その後にリストされている項目及びその均等物、及び付加的な項目をも取り込むことを意味している。
【００５５】
本発明の種々の側面は、単独で、結合して、又は前述した実施例において特に説明されていない多様な構成で使用することが可能であり、従って、その適用において、前述した説明において記載されているか又は図面に例示されている詳細及びコンポーネントの配置に制限されるものではない。例えば、一つの実施例において説明されている側面はその他の実施例において説明されている側面と任意の態様で結合させることが可能である。
【００５６】
又、本発明は方法として実現することが可能であり、その内の少なくとも一つの例を提供している。本方法の一部として実施される動作は任意の適宜の態様で順番付けすることが可能である。従って、例示されているものと異なる順番で動作が実施される実施例を構成することが可能であり、それは、たとえ例示的実施例においては逐次的動作として示されている場合であっても、幾つかの動作を同時的に実施することを包含することが可能なものである。
【００５７】
特許請求の範囲においての「第１」、「第２」、「第３」等の序列的用語の使用は、それ自身、何らの優先性、優越性、又は一つの要素が別の要素に対しての順番、又は方法の動作が実施される時間的順番を意味するものではなく、或る名称を有する要素を同じ名称を有する別の要素（序列的用語の使用は異なる）と区別するための単なる符号として使用されているものである。
【００５８】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明はこれらの具体的実施の態様に制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５９】
１００：統合ツール
１１０：ロードロック
１２０：デポジションツール
１３０：ＣＭＰツール
１５０：クリーニングツール
１６０：インライン計測ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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