(57)【要約】  本発明の様々な実施形態が、基板及び処理ヘッドの相対移動を提供して、最小間隔でウェーハ全体にアクセスして、様々な基板領域に組合せ処理を誘導する。ヘッドは記載のチャンバ内で部分分離された処理を可能にし、同一物を用いる方法が記載される。【選択図】図１
2010538168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の部分分離された領域を処理するための方法であって、
蒸着ヘッドと前記基板の部分分離された領域との間に規定される処理領域の体積を変更するステップと、
前記基板の部分分離された領域で乾燥処理を行うステップと、
前記処理と同時に、蒸着ヘッドアセンブリの周縁部を囲む領域にわたって前記処理領域を真空にするステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、均一薄膜が前記処理領域内の前記部分分離された領域に蒸着され、前記蒸着ヘッドがターゲット又はシャワーヘッドのうちの１つであることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記蒸着ヘッドアセンブリが前記処理領域の周辺部を規定する内壁を具え、前記変更ステップが前記内壁を静止させた状態のまま前記蒸着ヘッドを移動させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法が、前記内壁の底部よりも前記基板の近くに、前記周縁部を囲む領域を規定する外壁を配置するステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、複数の部分分離された領域が、前記蒸着ヘッドと前記基板との間の異なる間隔で同様に処理されることを特徴とする方法。
【請求項６】
半導体処理チャンバであって、
基板を支持するように構成される基板支持体と、
当該基板支持体上に配置され、前記基板の表面に対して垂直方向に移動可能であり、前記基板の一部分にわたる処理領域を規定する処理ヘッドアセンブリ内に含まれる処理ヘッドと、
を具え、前記処理ヘッドが前記処理ヘッドアセンブリ内で移動可能であることを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体処理チャンバにおいて、前記処理ヘッドが前記処理ヘッドアセンブリの内壁内部に配置され、シールドが間隔をあけて配置され、前記内壁の少なくとも下側部分を囲むことを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体処理チャンバにおいて、前記内壁が前記処理領域の体積を変更するために、前記処理ヘッドとともに前記垂直方向に、かつ前記シールドに対して移動可能であることを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項９】
請求項７に記載の半導体処理チャンバにおいて、前記処理ヘッドが前記処理領域の体積を変更するために、前記内壁に対して移動可能であることを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項１０】
請求項６に記載の半導体処理チャンバにおいて、前記処理ヘッドが前記基板の一部分の処理中に、内側リングにおける蒸着と、外側リングを介した流体の除去とを可能にする同心リングを具えるシャワーヘッドであることを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項１１】
請求項６に記載の半導体処理チャンバにおいて、前記処理ヘッドアセンブリが半径方向に移動し、前記基板支持体が軸周りで回転することを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項１２】
請求項６に記載の半導体チャンバにおいて、前記処理ヘッドアセンブリが基板支持体の軸と異なる軸周りを回転し、前記基板支持体が前記チャンバ内部で直線移動することを特徴とする半導体チャンバ。
【請求項１３】
請求項７に記載の半導体処理チャンバにおいて、前記シールド及び前記内壁が相互に独立して前記垂直方向に移動することを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項１４】
請求項６に記載の半導体処理チャンバにおいて、複数の処理ヘッドが前記基板の上に配置され、前記複数の処理ヘッドのうちの１つが、前記複数の処理ヘッドのうちの別の１つと異なる処理動作を行うよう構成されることを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項１５】
部分分離された半導体の生成動作用の処理ヘッドであって、
前記処理ヘッドを含む処理ヘッドアセンブリで、基板表面上の部分分離された領域を規定する手段と、
前記処理ヘッドと、前記処理ヘッドアセンブリと、前記基板表面上の前記部分分離された領域との間に規定される処理領域の体積を調整する手段と、
前記基板表面上の前記部分分離された領域で処理を実行する手段と、
前記処理を実行すると同時に、前記処理領域を真空にする手段と、
を具えること特徴とする処理ヘッド。
【請求項１６】
請求項１５に記載の処理ヘッドにおいて、前記調整手段が、前記基板表面に対して前記処理ヘッドを移動させ、前記真空にする手段が、前記処理ヘッドアセンブリに近接する領域及び前記部分分離された領域に真空を印加する手段を含むことを特徴とする処理ヘッド。
【請求項１７】
請求項１５に記載の処理ヘッドが、
前記処理ヘッドアセンブリに対して、当該処理ヘッドアセンブリの底部を密閉する壁を独立に移動させる手段と、
複数の部分分離された領域に対し、前記処理ヘッドと、前記基板との間の異なる間隔で、複数の部分分離された領域を処理する手段と、
を更に具えることを特徴とする処理ヘッド。
【請求項１８】
請求項１５に記載の処理ヘッドにおいて、前記基板表面上に前記部分分離された領域を規定する手段が前記処理ヘッドの内壁であり、前記処理領域を真空にする手段が、間隔をあけて配置され、前記内壁の下側部分を囲む外壁を介して真空を印加することを特徴とする処理ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体処理作業は蒸着処理を通して層を形成するステップ、ならびに、層を除去するステップ、特徴を規定するステップ（例えば、エッチング）、層を調製するステップ（例えば、洗浄）、ドーピングするステップ、あるいは基板での層の形成を要求しない他のプロセスを含む。更に、同様の処理技術が集積回路（ＩＣ）、半導体デバイス、フラットパネルディスプレィ、オプトエレクトロニクスデバイス、データストレージデバイス、磁気エレクトロニクスデバイス、磁気光学デバイス、パッケージデバイス等の生成に適用される。形状が小型化し続けるにつれて、蒸着処理について、材料、ユニットプロセス、又はプロセス順序における改善が求められ続ける。しかしながら、半導体企業は蒸着システムがこの処理スキームを支持するように設計される場合に、スプリットロットの使用を通して全体ウェーハ処理でＲ＆Ｄを行う。このアプローチは、Ｒ＆Ｄのコストの増大、及び適宜及びコスト効率のよい方法で大規模な実験を行うことができない結果となる。
【０００２】
勾配処理が更なる情報を提供するよう試みてきたが、勾配処置は数多くの欠点を受ける。勾配処理は従来の処理動作を示さない、規定された不均一性に依存し、ひいては従来の処理を模倣できない。更に、勾配処理下では、移動するマスク又はシャッターが一般的には、基板全体又は基板の一部にわたって異なる量の材料（又はドーパント）を蒸着するのに用いられる。このアプローチは更に、同時スパッタリング目的で用いられうる又は用いられない回転ラック式のターゲットを有する蒸着システムのために用いられる。これらのシステムの各々において、蒸着中の部位の均一性ならびに１以上の蒸着処理を行う場合の相互汚染の問題が、組合せ処理についてこれらの技術を比較的非効率にする。
【０００３】
従って、単一基板上の複数の異なるプロセス変化の評価を考慮する改良技術が、異なる材料、ユニットプロセス、又はプロセス順序の実行可能性をより有効に評価するよう提供される。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の実施形態は、組合せ処理のための蒸着システム及び方法を提供する。本発明のいくつかの発明の実施形態は、以下に記載される。
【０００５】
本発明の一態様においては、蒸着システム内に配置された半径方向に連接する処理ヘッドを有する蒸着システムが提供される。半径方向に連接する処理ヘッドは、基板の領域上に材料の層を蒸着することができる。一実施形態においては、その領域は基板の部分分離された領域である。蒸着システムは、基板表面の上に配置された複数の半径方向に連接する蒸着ヘッドを含んでもよい。基板表面全体にアクセスするように、基板が静止する支持体は基板を回転又は直線移動させるよう構成される。処理ヘッドはコールドプラズマ動作用に用いることができ、蒸着ヘッドの底部は陰極として作用し、底部から延在する側壁を囲むシールドは陽極として作用する。別の実施形態においては、蒸着ヘッドのシャワーヘッドは基板表面からの距離について調整可能である。すなわち、シャワーヘッドはプロセス体積を調整するために、蒸着ヘッドの移動と独立してｚ方向に調整可能である。
【０００６】
本発明の別の態様においては、処理ヘッドは内側導管を通して基板表面に蒸着流体を送達するよう構成される、同心状に配置された導管を有し、第１の導管の外壁と第２の導管の内壁との間に規定される空胴を通して、蒸着流体用の排出を提供する。一実施形態においては、内側導管の底表面及び第２の導管の底表面は同一平面上である。処理ヘッドは第２の導管を囲む第３の導管を選択的に含む。第３の導管は蒸着流体が第３の導管の周縁部の外側を流れるのを防ぐ流体バリアを提供する。一実施形態においては、流体バリアとして作用する流体は、第２の導管を通して排出される。第１、第２及び第３の導管は共通軸周りで同心性である。
【０００７】
本発明の更に別の態様においては、部分分離された蒸着用の方法が提供される。本方法は、材料の領域を本明細書中に記載の処理ヘッドを通して基板上に蒸着する。一実施形態においては、気体の蒸着流体は基板の一部にわたって配置された内側導管を通して流動する。同時に、真空を内側導管を囲む規定された空洞に適用して、内側導管の底表面を通って、かつ、規定された空胴内に流体を取り除いてもよい。格納流体は、一実施形態においては内側導管と内側導管を包囲する領域との双方を囲む外側導管を通して選択的に流動してもよい。フィルムは基板の一部又は領域に蒸着され、これは別の基板の一部又は領域に対し反復されてもよい。別の実施形態においては、基板の部分分離された領域上にフィルムを蒸着する方法が提供される。この実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ内部のシャワーヘッドは、シャワーヘッドアセンブリと基板の部分分離された領域との間に規定された処理領域の体積を調整するように移動可能である。蒸着流体は調整されたシャワーヘッドを通して流動して、基板の部分分離された領域上にフィルムを蒸着する。一実施形態においては、余剰の蒸着流体及び蒸着副産物は真空をシャワーヘッドアセンブリを囲む限定領域に提供することによって除去される。従って、本明細書中に記載の実施形態を通して、基板上の複数の部分を並行、直列、又は並行及び直列の組合せで、組合せ処理して、代替的なプロセス順序、材料、プロセスパラメータ等でデータを提供してもよい。
【０００８】
本発明の他の態様は以下の詳細な説明で明らかとなり、添付の図面と組合わせて得られ、例として、本発明の原理を例示する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、添付の図と連携する以下の詳細な説明によって容易に理解され、同様の引用番号は同様の構造要素を示す。
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による処理チャンバを示す簡略化した概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による連接ヘッドの動作について更なる詳細を示す簡略化した概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による図２のチャンバの上面図である。
【図４】図４Ａは、本発明の一実施形態による、回転可能な処理ヘッドと移動可能な基板支持体とを有するシステムの簡略化した概略図であり、図４Ｂは図４Ａの実施形態を通して可能となる、ある例示的な組合せ領域のパターンを示す簡略化した概略図である。
【図５】図５Ａは、本発明の一実施形態による組合せ処理のために構成された処理ヘッドを示す簡略化した概略図であり、図５Ｂは、本発明の一実施形態による物理蒸着（ＰＶＤ）処理のために利用されうる処理ヘッドを示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による組合せ処理用の処理／蒸着ヘッドの上面図である。
【図７】図７は、図６の処理ヘッドの断面図を示す簡略化した概略図であり、図７−１はより詳細に図７の処理ヘッドの外側リングの底表面を示した簡略化した概略図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による分離領域で組合せ処理された基板の簡略化した概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態によるシステムの処理チャンバにおいて組合せ処理のために構成された処理ヘッドを有する、統合型高生産性組合せ（ｈｉｇｈ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ：ＨＰＣ）システムを示す簡略化した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書中に記載の実施形態は、組合せ方法における基板処理のための方法及びシステムを提供する。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細の一部又は総てがなくとも実行できることは当該技術分野の当業者に明らかである。他の例においては、周知の処理動作は、本発明を不必要に不明瞭にしないように詳細に述べられていない。
【００１２】
以下に述べた実施形態は、組合せ方法で基板を処理できる、複数領域の処理システムと付随する処理ヘッドとのために詳細を提供する。従って、異なる基板の領域は異なる特性を有することができ、材料、ユニットプロセス（例えば、処理条件又はパラメータ）、及びプロセス順序等の変化に起因しうる。各領域内で、その条件は各領域内の従来の全体ウェーハ処理を模倣するよう実質的に均一であることが好ましいが、妥当な結果がこの要求なしに特定の実験で得ることができる。一実施形態においては、異なる領域間で相互拡散がないように、異なる領域が分離される。
【００１３】
更に、基板用の組合せ処理は実質的に基板全体が均一処理される（例えば、同一の材料、ユニットプロセス、及びプロセス順序を受ける）場合、基板用の組合せ処理は従来の処理技術と組合わされてもよい。従って、本明細書中に記載の実施形態は、生成プロセスの流れから基板を引き出し、組合せ蒸着処理を行い、更なる処理のために基板を生成プロセスの流れに戻すようにしてもよい。代替的に、基板は、中心チャンバの周りに取付けられた種々のチャンバで組合せ型及び従来型の双方の処理を可能にする、例えばクラスタツールといった統合型ツールで処理されてもよい。結果的に、一の基板において、変化したプロセスに関する情報、及び変化したプロセスの従来のプロセスとの相互作用が評価されうる。従って、多数のデータが所望のプロセスに対する単一の基板で利用可能である。
【００１４】
本明細書中に記載の実施形態は、蒸着を含み、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、コールドプラズマ蒸着、ならびにエッチング、ドーピング、表面改質又は表面処理（例えば、洗浄プロセス又は単層蒸着）のような他の用途等を含む、様々な用途を対象にする。以下に記載の実施形態が、基板の組合せ処理用に最適化された技術であることは更に理解すべきである。処理ヘッドを介して規定される（基板領域全体と比較される場合の）比較的小さな領域の移動は、基板の回転とともに基板表面全体へのアクセスを可能にする。代替的に、処理ヘッドは循環様式で回転してもよく、基板は、処理ヘッドによる表面全体へのアクセスを可能にするよう、相対的にｘ−ｙ方向に移動させてもよい。他の実施形態においては、処理ヘッド及び基板の双方が軸周りで回転してもよく、この場合、軸は共通軸であってもなくてもよく、あるいは、処理ヘッド及び基板は双方とも直線上（ＸＹ平面）の様式で移動してもよい。単一のヘッド又は複数のヘッドは、直列（一度に１のヘッド）の、直列−並列又は高速直列（即時に、基板上の種々の領域をカバーするよう処理を繰り返す複数のヘッド）の、あるいは並列の（領域の総てを即時に処理するのに十分なヘッドを用いた）処理を可能にするよう、基板表面にわたって半径方向に走査できる移動可能なアーム上に含んでもよい。並列処理の実施形態においては、回転によって、回転を介した領域で異なる処理を可能にし、各処理ヘッドは異なる領域にわたる異なるプロセスを実装するか、あるいは、別の代替として、同一のプロセスは別々に処理された基板上の領域を生成するよう、基板の回転の信頼度を有する各処理ヘッド中に実装される。
【００１５】
一実施形態においては、移動可能なヘッドは、処理領域と称しうる基板の上側の分離領域中にプラズマを生成するよう構成され、これによってマスキングの必要を防止する。マスキングは一般的には要求されないが、本発明の様々な態様はマスクを更に扱い、いくつかの状況においては以下に述べる分離性能及び耐性を改善してもよい。別の実施形態においては、基板に対する部分分離されたＡＬＤを可能にするよう構成された移動可能なヘッドが提供される。当該技術分野の当業者はＡＬＤ、ＣＶＤ、及びＰＶＤが蒸着処理に限定されないことを理解するであろう。例えば、ＡＬＤは一実施形態でドーピングプロセスを行うのに用いることができる。特に、蒸着サイクルごとに１の単層又はそれ未満を蒸着することによって、ＡＬＤプロセスはドーピングの形態として用いることができる。別の実施形態においては、ＰＶＤ及び／又はＡＬＤプロセスは「エッチング（ｅｔｃｈ）」してもよい。当該技術分野の当業者は、プロセスガスを変化させることによって、例えば、プロセスガスが基板と反応する場合に基板上へ材料を蒸着するプロセスガスと比較して、エッチングプロセスが実行できることを理解するであろう。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による反応チャンバを示す簡略化した概略図である。反応チャンバ１００は基板支持体１０２と処理ヘッド１０４とを含む。基板支持体１０２は、静電チャック又は他のチャックであってもよく、回転するよう構成される。別の実施形態においては、基板支持体１０２はチャンバ１００内で直線状に移動できる。処理ヘッド１０４は、基板１１２の表面の上側で半径方向に直線方向に連接するよう構成され、基板支持体１０２上に配置される。一実施形態においては、処理ヘッド１０４は基板１１２上で平面を２次元に移動してもよい。別の実施形態においては、ベロー１０６は処理ヘッド１０４が連接する場合に、チャンバの統合性を維持するように封止部を提供する。当該技術分野の当業者は、少なくとも１８０度回転するように基板支持体１０２を構成し、基板１１２の半径にわたり移動可能な処理ヘッド１０４を有することによって、基板１１２上の総ての位置が、組合せ処理のために処理ヘッド１０４にアクセス可能となる。一実施形態においては、基板支持体１０２は有効範囲の完全性を保証すべく少なくとも１８５度回転する。別の実施形態においては、基板支持体１１２は３６０度回転する。基板１１２の表面と平行に直線方向に移動するのに加えて、蒸着ヘッド１０４は処理すべき領域にわたってヘッドを配置し、及び／又は処理ヘッドの基板に対する高さを変えるために、基板支持体１０２上にある基板の表面に直交するＺ方向に移動でき、以下に更に述べたように、順番に処理領域の体積を変える。この方法において、処理ヘッド１０４は、処理ヘッドと基板の表面との間に規定されるプロセス体積を調整するのに用いてもよい。
【００１７】
流体タンク（Ｆｌｕｉｄ  ｓｕｐｐｌｙ）１０８は流体を処理ヘッド１０４に送達するよう構成される。本質的に、流体タンク１０８は処理ヘッド１０４を介して行われた任意の蒸着処理に好適なプロセスガスを送達する。当然、処理ヘッド１０４の移動に対応すべく、流体タンク１０８からの送達ラインはフレキシブルであってもよい。駆動部１１４は反応チャンバ１００内で処理ヘッド１０４の直線（ＸＹ）移動及び垂直（Ｚ）移動を提供する。当該技術分野の当業者は、駆動部１１４が線形駆動部やウォームギヤ等の任意の好適な駆動部であってもよいことを理解するであろう。更に、駆動部１１４又は別個の駆動部が垂直移動を制御でき、直線移動から独立である。例示的な駆動部は親ねじ上のステッパ電動機、空気圧駆動部、サーボ駆動部、ラックアンドピニオン機構等によって駆動される直線摺動を含んでもよい。プラズマを生成するために、例えば、無線周波数（ＲＦ）、ＤＣパルス、マイクロ波等の動力源１１６が処理ヘッド１０４に連結される。コントローラ１１０は中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及び入力／出力機能を含み、チャンバ１００内の処理を制御する。一実施形態においては、コントローラ１１０のメモリ内に含まれる手段は、チャンバ１００内の処理用のＣＰＵによって実行される。コントローラ１１０は、動力源１１６、駆動部１１４、流体タンク１０８、及び組合せ処理動作用の反応チャンバの他の態様を制御するよう構成される。別の実施形態においては、別個のコントローラを各構成用に利用してもよく、汎用コンピュータが手段を処理するのを介して、別個のコントローラの動作を制御してもよい。
【００１８】
図２は本発明の一実施形態による、連接する処理ヘッドの移動について更なる詳細を示す簡略化した概略図である。図２においては、図１のベローの代替的な封止機構が提供される。図２内では、処理ヘッド１０４は移動可能な頂部プレート１２４に固定されるアーム１２０（支柱とも称される）によって支持される。一実施形態においては、アーム１２０は頂部プレート１２４を通って延在し、アームの端部はＺ方向の移動を提供する駆動部に連結される。封止部はアーム１２０と移動可能な頂部プレート１２４との間に維持されて、アームが基板表面に対して上昇及び下降するときに、及び、そうでない場合に移動するときに、処理チャンバの統合性を維持する。移動可能な頂部プレート１２４は軸受支持面１２８及びＯリング１２６の上に摺動可能に配置できる。軸受支持面１２８はＯリング１２６に過剰な圧力を生じさせないように、移動可能な頂部プレート１２４を誘導するチャンバ頂部１２２上に配置される表面である。一方の軸受面が図２で例示されるが、他方の軸受面が、開口部の両側で移動可能な頂部プレート１２４を支持するよう、チャンバ頂部１２２の開口部にわたって提供されてもよい。軸受面は玉軸受、空気圧式、水圧式等で構成してもよい。一実施形態においては、チャンバは例えば、１０−８又は１０−９トールの超高真空である一方、Ｏリング１２６の間の領域は、ミリトールの真空範囲までポンプダウンされる。Ｏリング１２６の間の空間のポンピングは、ポンプを用いて、Ｏリング１２６間に規定される空間へのアクセスを可能にするチャネル１３０を通じて得ることができる。例えば、チャネル１３０はチャンバの上側プレートを通して穿孔し、アクセスを可能にして、Ｏリング１２６間に規定される空間をポンピングしてもよい。
【００１９】
図３は、本発明の一実施形態による図２のチャンバの上面図である。図３においては、頂部の移動可能なプレート１２４はチャンバ内で処理ヘッドを支持する支柱１２０を含む。図３においては、摺動可能で移動可能なプレート１２４用の２の支柱１２０があるが、任意の数の支柱及び対応する処理ヘッドを摺動可能なプレートに配置してもよいことは理解すべきである。Ｏリング１２６は真空のチャンバと外気との間の封止部を提供する。移動可能なプレート１２４用の駆動部１１４は、組合せ処理でのウェーハ表面上での移動のために支柱１２０及び対応する蒸着ヘッドを連接するように、任意の好適な線形駆動部、ウォームギヤ等を含んでもよい。Ｚ方向の移動のために支柱１２０の頂部に連結された更なる駆動部は、説明の簡略のために図示していない。処理ヘッド１０４は、蒸着動作を含み、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及びエッチング、ドーピング、表面改質又は表面処理（例えば、洗浄プロセス又は単層蒸着）のような他の用途等を含む、様々な用途に関連する任意の数の異なる処理ヘッドにできる。処理ヘッドのいくつかの異なる実施形態は以下に詳細に述べられる。
【００２０】
図４Ａは、本発明の一実施形態による回転可能な処理ヘッドと、移動可能な基板支持体とを有するシステムの簡略化した概略図である。処理ヘッド１０４はチャンバ１００内のアーム１２０によって支持される。アーム１２０は垂直方向（Ｚ分節）に移動し、軸周りを回転するよう構成される。処理ヘッド１０４の軸は、処理ヘッド１０４が回転する回転軸でオフセットされる。基板１１２は基板支持体１０２に配置される。基板支持体１０２は垂直方向（Ｚ分節）ならびにＸＹ平面の直線分節に移動するよう構成される。この方法においては、基板１１２の分離領域は組合せ処理してもよい。一実施形態においては、複数の処理ヘッドはアーム１２０に取付けてもよい。別の実施形態においては、複数のアームはチャンバ１００内に提供してもよい。
【００２１】
図４Ｂは、図４Ａの実施形態を通して可能となる、ある例示的な組合せ領域のパターンを示す簡略化した概略図である。基板１１２はそこに規定された分離領域１０９を有する。分離領域１０９は、材料、ユニットプロセス、又はプロセス順序のうちの１つ又は組合せが領域にわたり変化する組合せ処理される領域であってもよい。図４Ｂに例示されるように、トラック１１１は１の例示的な経路であり、図４Ａの処理ヘッド１０４が後に続く。しかしながら、当該技術分野の当業者は、本明細書中に記載の実施形態が、図８に示した例示的なパターンのように、処理ヘッド１０４の回転移動及び基板支持体１０２の平面移動を通して多数の他のパターンを可能にすることを理解するであろう。
【００２２】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明の実施形態による組合せ処理のために構成された処理ヘッドを示す簡略化した概略図を示す。処理ヘッド１０４はいくつかの乾燥処理を可能にしてもよく、図５Ｂに示されるようなプラズマベースのシステム（例えば、ＰＶＤ、その変形物、あるいはコールドプラズマ）又は図５Ａに示したような他のガス状流体ベースのシステム（例えば、ＡＬＤ又はＣＶＤ、あるいは同様の変形物）を含む。これらのヘッドの型は詳細に説明されるが、更なる処理スキームを支持する他のヘッドがこれらのヘッドで適用でき、あるいは、これらのヘッドを置換できる。処理ヘッド１０４は一実施形態によると円柱形状であるが、四辺形、楕円形、六角形等といったその他の幾何学形状であってもよい。基板上の処理領域は、部分分離された領域とも称され、処理ヘッドを介して、例えばブランケット又はパターン化された基板上に反応チャンバによって規定してもよく、あるいは、処理領域は基板上に事前に規定してもよい（例えば、試験用構造、ダイ、複数のダイ、又は他の技術を通して）。
【００２３】
図５Ａで示されるように、側壁１５２はプロセス又は蒸着ヘッドの外壁を規定し、処理ヘッド１０４の頂部領域においては、バルブ１５４がプレナム１５６に対し流体を提供し、流体をシャワーヘッド１５８に分配する。シャワーヘッド１５６とプレナム１５８との組合せは、シャワーヘッドアセンブリ又は処理ヘッドアセンブリと称してもよい。シャワーヘッドアセンブリと側壁１５２との間の封止部は、Ｏリング１６０によって提供され、真空を破壊することなくシャワーヘッドアセンブリの移動を可能にする。シャワーヘッドアセンブリは更に、一実施形態においては側壁１５２に持続的に固定してもよい。この実施形態においては、側壁１５２は例えばＯリングを通して、位置１７１で外壁１７０に、あるいはｚ方向の移動を可能にすべく摺動可能な平行移動を可能にする他の好適な封止部に、移動可能に封入できる。真空は処理領域１６２からプロセス副産物を除去するために外側領域１６８を介して適用してもよい。プレナム１５８及びシャワーヘッド１５６は双方とも、処理領域１６２内の処理体積を変えるために、基板１６４の表面に対し垂直方向に移動可能にしてもよい。シャワーヘッドアセンブリが移動する場合、外側シールド１７０及び側壁１５２は、基板１６４の領域にプラズマを分離するバリアを提供するよう静止状態のままである。当然、側壁１５２は移動可能であってもよく、それに伴い、シャワーヘッドアセンブリは静止状態、あるいは移動可能のいずれかにできる。代替的な実施形態においては、例えばアルゴン、窒素等の不活性ガスは、側壁１５２と、シャワーヘッドアセンブリと、基板の頂部表面との間に規定される、領域１６２に対する処理の分離を維持するのを助けるための環状空間１６８に供給してもよい。この代替的な実施形態においては、排気部は例えば、シャワーヘッドアセンブリの入口等の別の開口部といった別の機構、又は他の好適な技術を介して提供される。
【００２４】
図５Ｂは、本発明の一実施形態によるＰＶＤプロセスのために利用できる処理ヘッドを示す。処理ヘッド１０４は図５Ａについて記載されたのと同様の特徴を含み、重複するため、これらの特徴の一部は再度詳細には述べない。処理ヘッドアセンブリ１５７はＰＶＤプロセス用のターゲットを含んでもよく、一方、ガス入口１４９はＰＶＤ処理用にガス源１５１からプロセスガスを送達する。プラズマは、基板１６４の表面に材料を蒸着するよう領域１６２内に与えることができ、それは、静電チャック１６６あるいは他の既知の基板支持体上に配置される。当該技術分野の当業者は、領域１６２内のプラズマが直流（ＤＣ）、ＤＣパルス、無線周波数（ＲＦ）、電磁結合、マイクロ波等によって維持しうることを理解するであろう。領域１６８とも称され、外側シールド１７０内に規定される空胴は、プラズマ中のプラズマ領域蒸着チャンバより低圧力に維持されて、未使用の、あるいは反応した材料及びガスを封入又は収集する。
【００２５】
一実施形態においては、中心陰極は処理ヘッド１０４内に含まれ、例えば、処理ヘッドアセンブリ１５７の底部が陰極として機能し、例えば、コールドプラズマ動作を行う場合、外側シールド１７０が陽極として機能し、この場合、安定した気体のプラズマジェットは、ほぼ室温の大気圧で生成される。この実施形態においては、真空はプラズマ領域内に必要ない。更に一実施形態においては、チャンバ１０４全体が好適な動作圧力になりうる場合に、真空は外側シールド１７０内の空胴１６８に印加する必要なく、外側シールド１７０によって、処理材料が主チャンバ内で処理ヘッド１０４の外側に拡がるのを防いで、他の領域に影響を与えることを避けることは明確にすべきである。外側シールド１７０は、組合せ処理で要求されるように、電気的に流動又は接地してもよい。
【００２６】
更に別の実施形態においては、外側シールド１７０は基板の頂部表面に対し封止部を提供するように基板１６４の頂部表面に対し静止して、処理のために基板の領域を分離し、領域間の蒸着材料の相互拡散を防いでもよい。当然、領域１６２の体積が変更しうるように、外側シールド１７０は基板１６４の表面に対して直交に移動させてもよい。更に、基板支持体は一実施形態においては、垂直に基板を移動させてもよく、ならびに、基板を回転させてもよい。従って、領域１６２の体積は本明細書中に記載の実施形態の下で、数多くの技術を通じて調整できる。
【００２７】
図６は、本発明の一実施形態による組合せ処理用の処理／蒸着ヘッドの上面図である。処理ヘッド１０４は２又は選択的に３の同心リングを含む。オプションの外側リング１８０は更に内側リング１８４を囲む中間リング１８２を囲み、導管とも称される。図７によってより詳細に述べるように、組合せ処理動作中に基板の一部に層を蒸着するために、内側リング１８４内に規定される領域は、その下方に配置された基板の領域にわたってプロセスガスを流す。一実施形態においては、内側リング１８４内の領域は一般的な試験用ダイの大きさを収容すべく直径約４３ミリメートルであるが、既知の試験用ダイ又は他の設計パラメータに基づき任意の大きさであってもよい。中間リング１８２と内側リング１８４との間に規定される領域は、内側リング１８４内に規定される蒸着領域から外に、ガスを排気又はポンピングするのに用いられる。すなわち、真空源は中間リング１８２の内表面と、内側リング１８４の導管の外壁との間の領域を排気するよう連結してもよい。
【００２８】
オプションの外側リング１８０と中間リング１８２との間の領域は、生成物を含み、かつ、蒸着ヘッドの下方に配置される基板の別の領域への混合を防ぐように、例えばアルゴン等の不活性ガスを流すのに用いてもよい。リング１８０が含まれない場合、リング１８２及び１８４によって規定される環状空間中の真空は、処理ヘッド１０４によって規定される領域中で実行中のプロセスがウェーハ上の他の領域に影響を与えるのを防ぐ。一部のガス又は他の流体が漏出しうるが、漏出するガスの量は実験に影響を与えない。リング１８０が含まれない場合、この更なる保護層が処理ヘッド自体の内部に提供される場合よりも、更に間隔を開けて基板上の領域が配置されてもよい。一実施形態においては、中間リング１８２の内表面と内側リング１８４の外表面との間の領域は約１ないし１０ミリメートルである。別の例示的な実施形態においては、各々の同心リングの厚さは約１ないし５ミリメートルである。しかしながら、これらの実施形態は、厚さ及びリング間の距離が、用途及び実行中の処理に依存して任意の好適な厚さとなりうる場合に限定することを意味していない。材料構成は、ステンレス鋼やアルミニウムといった蒸着処理に好適な任意の材料であってもよい。
【００２９】
図７は、図６の処理ヘッドの断面図を示す簡略化した概略図である。図７においては、外側リング１８０は好ましくは、リング１８２又は１８４よりも小さく基板と分離しており、基板１６４の表面と接触してもよい。上に説明されるように、オプションの外側リング１８０は、リング１８２及び１８４のみが含まれる場合よりも、処理領域から他の基板の領域への漏出に対し更なる保護を提供する。図７に示されるように、プロセスガスは内側リング１８４内で流れ、中間リング１８２と内側リング１８４との間の中間領域を介して排気される。従って、ガスは内側リング１８４によって規定される、リング１８４の下部の領域１７５内で基板１６４の方向に流れ、内側リング１８４と中間リング１８２とによって規定される領域内で作用する真空によって排気される。処理領域は内側リング１８４によって規定されるが、中間リング１８２及びオプションの外側リング１８０はバッファ領域を提供する。内側リング１８４の底表面と基板の頂部表面とで規定されたプロセス体積は処理ヘッドを垂直に移動させることによって調整可能である。
【００３０】
外側リング１８０が含まれない場合、中間リング１８２は内側リング１８４より基板に近くてもよいが、これは任意のことである。代替的に、中間リングは一実施形態においては、基板１６４と接触させてもよい。リング１８２と基板１６４との間の間隔によって、処理流体（例えば、ガス）が漏出しうる。それに対する更なる保護のために、アルゴン又はその他のいくつかの不活性ガスが更に処理副産物を含むように外側のほとんどの空胴又は環状空間１７９内で流すのに用いられうる。この不活性ガスは外側の空胴１７９中のリング１８２の下部の基板１６４の方に流れ、内側リング１８４と中間リング１８２との間の領域１７７中の真空によって排気される。不活性ガスは内側リング１８４内の処理に影響を与えず、流速はその領域へのこのような任意の拡散を最小化するように選択すべきである。上述のように、処理ヘッドで用いられる材料は、ステンレス鋼、アルミニウム、又は、半導体ウェーハ上の層の処理及び蒸着のために用いられたプラズマ及びガスと適合するその他の金属にできる。蒸着ヘッドの表面が基板の表面と接触する場合、テフロン（登録商標）のようなポリテトラフルオロエチレンでのコーティング又はその他の好適な非反応性コーティングを、基板１６４の表面と接触する処理ヘッドの表面上で用いてもよい。一実施形態においては、外側リング１８０の底表面は基板１６４での接触表面を最小化するナイフエッジとなる。図７−１は、ボトムエッジ１８１がナイフエッジとして構成される場合の外側リング１８０の底表面を示す。
【００３１】
図８は、本発明の一実施形態による分離領域で組合せ処理された基板の簡略化した概略図である。基板２００はその上に配置される複数の領域２０２を含む。各々の領域２０２は、上述の１又はそれ以上のチャンバ中の処理ヘッドのうちの１つで処理される。直線状に半径方向に連接するアーム及び基板支持体によって提供される回転（あるいはヘッドの回転及び基板の直線（ｘ−ｙ）移動、あるいはヘッド及び基板の双方の回転、あるいはヘッド及び基板の双方の直線移動）の使用を介して、部分分離された蒸着領域の任意のパターンは基板２００の表面上に規定できる。示したパターンは対称的であり、最大限の基板の使用と、最も簡略化したヘッドの配列を可能にするが、他のパターン又は領域の数を更に実装してもよい。基板２００については、各々の領域２０２がいくつかの変形されたプロセスの特性又は特徴を有する場合に、豊富な情報が単一の基板上に存在することは理解すべきである。従って、各領域で利用可能な情報ならびに前又は次のプロセス動作又は材料との各領域の相互作用を集めて、効率の高い方法で最適な材料、ユニットプロセス、及び／又はプロセス順序でデータを提供しうる。図８は分離されるが重ならないような領域２０２を示すが、領域は一実施形態においては重ねてもよい。別の実施形態においては、領域は、選択された材料の処理又は形成に用いることができる、あるいはできた、あるいはそのように意図された、基板上の局在化した領域のことをいう。その領域は一領域及び／又は基板上に事前形成された一連の規則的又は周期的な領域を含む。領域は、例えば、円形、矩形、楕円形、楔形等の任意の都合のよい形状を有してもよい。一実施形態においては、領域は基板上に事前規定される。しかしながら、処理は別の実施形態においては領域を規定してもよい。
【００３２】
図９は、本発明の一実施形態による統合型高生産性組合せ（ＨＰＣ）システムを示す簡略化した概略図である。ＨＰＣシステムは複数の処理モジュールを支持するフレーム９００を含む。フレーム９００は、一実施形態によると単位フレームであってもよいことは理解されるべきである。一実施形態においては、フレーム９００内の環境は制御される。負荷ロック／ファクトリインタフェース９０２はＨＰＣシステムの複数のモジュールにアクセスを提供する。ロボット９１４はモジュール間の基板（及びマスク）の移動と、負荷ロック９０２内外への移動とを提供する。モジュール９０４は一実施形態による配向／脱気モジュールであってもよい。モジュール９０６は、本発明の一実施形態によるプラズマ又は非プラズマのいずれかのベースの洗浄モジュールであってもよい。任意のチャンバ型又はチャンバの組合せを実装してもよく、本明細書中の記載は１の可能な組合せを単に例示しており、基板／ウェーハの組合せ処理、又は組合せ及び従来処理を連結するよう支持されうるチャンバ又はプロセスの可能性を限定することを意味しない。
【００３３】
モジュール９０８は本発明の一実施形態によるライブラリモジュールのことである。モジュール９０８においては、処理マスクとも称される複数のマスクが記憶される。マスクは特定のパターンをそれらのモジュールで処理中の基板に適用するように、組合せ乾燥処理モジュールで用いてもよい。モジュール９１０は、本発明の一実施形態によるＨＰＣ物理蒸着モジュールを含む。モジュール９１２は例えば、ＡＬＤ又はＣＶＤモジュール等の蒸着モジュールである。モジュール９１０及び／又は９１２は本明細書中に記載の処理ヘッドを含んでもよい。モジュール９１０及び９１２は、処理ヘッドが図５Ａ、５Ｂ、又は６の処理ヘッド等と総て同様、あるいは、本明細書中に記載の異なる処理ヘッドのいくつかの組合せである場合に、複数の処理ヘッドを含むように構成してもよいことは理解すべきである。更に、複数の処理ヘッドはプロセスモジュール内で処理中の基板上の同一又は異なる処理動作を行うのに用いてもよい。例えば、異なる処理ヘッドがプロセスモジュール内にある場合、一部の処理ヘッドがＡＬＤ動作を行い、一部の処理ヘッドがＰＶＤ動作を行う等してもよい。更に、同一の動作を行う処理ヘッドは、処理条件、パラメータ、材料等を変えてもよい。これらの複数の異なる動作は並列又は直列に行われてもよい。よって、多数の実験の組合せは、本明細書中に記載の移動可能な処理ヘッドでの組合せ処理の実施形態を通して、単一基板の部分分離された領域で行ってもよい。一実施形態においては、集中型コントローラ、すなわち、コンピュータ装置９１１はＨＰＣシステムのプロセスを制御してもよい。ＨＰＣシステムの更なる詳細は、米国特許出願１１／６７２，４７８号及び１１／６７２，４７３号に記載されている。ＨＰＣシステムを用いて、組合せ処理を行う基板上に材料を蒸着すべく複数の方法が行われてもよい。
【００３４】
要約すると、上述した実施形態によって、並列、直列−並列、又は並列方法のいずれかの、部分分離された方法で、組合せ処理を基板に適用することを可能にしてもよい。処理ヘッドはチャンバ内で蒸着され、基板表面に対向することによって、基板表面にわたって半径方向に操作されうる。ヘッドは好ましくは、マスク又シャッターの使用なく、実質的に均一な方法で基板の一部（例えば、部分分離された領域）を処理するよう構成されるが、特定の実施形態においてはマスクを用いてもよい。基板が円形でない、例えば、四角形又は他の形状である場合、ヘッドは好ましくは、四角形の幅にわたって走査される一方、基板は完全なアクセスを提供するのに回転するが、そのように設定するに及ばないことは理解すべきである。更に、ヘッドは基板の垂直移動と組合わせて直線移動して、チャンバサイズ全体を最小化できる。ヘッドの移動は処理チャンバの統合性を維持するように行われる。蒸着はブランケット基板又はその上に規定された構造、パターン、装置又は他の特徴を有する基板に生じうるのは理解すべきである。更に、基板は上述の組合せ蒸着技術に続く基板全体の従来技術を通して更に処理されうる。
【００３５】
以下に記載の更なる実施形態は、チャンバ内に配置された半径方向に連接する処理ヘッドを有する反応チャンバを含み、この場合、半径方向に連接する蒸着ヘッドは基板の複数領域を処理でき、領域は実質的に相互に分離される。チャンバは複数の処理ヘッドを有してもよく、複数領域は直列、高速直列又は並列方法で処理してもよい。処理ヘッドの内壁は領域を規定するが、外壁は領域を分離するのに封止部を提供することは理解すべきである。別の実施形態においては、領域は基板上に事前規定してもよい。チャンバは処理ヘッドの下に回転可能な基板支持体を含んでもよく、基板支持体は基板の約半分、例えば約１８５度にわたって回転させてもよい。半径方向に連接する処理ヘッドは基板の半径にわたる移動範囲を有する。更に、処理ヘッドは蒸着システムの底部に対し垂直に移動させてもよい。処理ヘッドは一実施形態においては、反応チャンバ中の基板の頂部表面にわたる半径方向のヘッドの連接と、基板の頂部表面に対する処理ヘッドの垂直移動との双方を駆動するアームに固定される。差動ポンピングされる封止部は第２のＯリングによって囲まれる第１のＯリングによって規定され、第１及び第２のＯリング間の空洞は外表面からチャンバを分離するために、蒸着システム内の圧力より大きく、かつ、外部圧力より小さい圧力まで排気される。処理ヘッドは基板に対向する底部と、底部から延在する側壁の下側部分を囲むシールドとを含む。一実施形態においては、底部が陰極として機能し、シールドがコールドプラズマ動作用の陽極として機能する。処理ヘッドの下側部分は、一実施形態における蒸着動作中の蒸着副産物を排気するよう構成された格納壁によって封入される。
【００３６】
本発明の別の態様においては、基板表面にガスを送達するよう構成される第１の導管と、第１の導管を封入する外壁によって部分的に規定される第２の導管とを有する処理ヘッドが提供される。第２の導管はガス用の排気を提供するよう構成され、第２の導管の外壁は、第２の導管によって規定される内部領域内にガスを含むべくバリアとして作用する。処理ヘッドは第２の導管を囲む第３の導管を含んでもよく、この場合、第３の導管はガスが第３の導管の周縁部の外側に流れるのを防ぐ流体バリアを提供するよう構成される。第１、第２及び第３の導管は、共通軸周りで同心性である。第２の導管の底表面は一実施形態においては、第１の導管の底表面よりも基板表面に近い。別の実施形態においては、底表面は基板と接触させてもよい。処理ヘッドは、基板が一実施形態において基板支持体上で回転する場合、反応チャンバ内部の連接アームに固定される。第３の導管の底表面は別の実施形態においては、第１及び第２の導管の底表面を越えて延在する。第３の導管又は第２の導管の底表面は基板と接触させてもよく、ナイフエッジとして構成されてもよい。一実施形態においては、第３の導管の底表面は不活性フィルムでコーティングされる。
【００３７】
別の実施形態においては、部分分離蒸着用の移動可能な処理ヘッドが提供される。移動可能な処理ヘッドを含む移動可能なアセンブリは処理領域を規定する内壁を含む。一実施形態においては、複数の処理領域が一の基板上で形成され、内壁の外表面の底部を囲む外壁が処理領域に対する処理構成を含む。一実施形態においては、外壁の底表面は内壁の底表面を越えて延在する。別の実施形態においては、外壁は蒸着動作中の活性蒸着領域の周縁部の外側に基板表面を接触させる。この実施形態においては、外壁は基板上に配置されたマスクと接触させてもよい。外壁の開口部と流体接続される真空源が含まれ、この場合開口部は外壁と内壁との間に規定される空洞へのアクセスを可能にする。別の実施形態においては、アセンブリは処理ヘッドと別個に移動可能である。例えば、ある例示的な実施形態においては、処理ヘッドは一方向に移動可能であり、アセンブリは１又はそれ以上の方向に移動可能である。移動可能なアセンブリはターゲット、シャワーヘッド、又はコールドプラズマヘッドのうちの１つを含んでもよい。外壁及び内壁はＺ方向に相互に独立して移動してもよい。外壁は一実施形態においては、基板表面にわたって配置されたマスクと接触する。
【００３８】
本発明の別の態様においては、基板上の複数領域処理用の方法が提供される。本方法は、その領域を処理するために基板の領域にわたり配置される内側導管を通って流体を流動するステップと、流動ステップと同時に、内側導管を包囲する領域から流体を取り除くステップとを具える。格納流体は、内側導管と、内側導管によって規定される基板上の領域に実質的に均一な処理を提供しながら内側導管を包囲する領域との双方を囲む外側導管を通って流動する。本方法は、直列、直列−並列、又は並列方法のうちの１つで異なる基板領域に対し各々の上述の方法の動作を反復するステップと、従来のウェーハ処理全体を通して基板を実質的に処理するステップとを含む。本発明は内側導管と外側導管とを含む処理ヘッドアセンブリを移動させるステップを含み、内側導管は、半径方向の蒸着ヘッドの連接及び基板の回転と同時に、基板の次の部分の上に配置できる。本方法は基板表面を外側導管の底表面と接触させるステップを含みうる。上述の移動ステップは一実施形態においては、処理ヘッドの回転と、基板の直線移動とを含む。領域は処理ヘッドによって規定してもよい。
【００３９】
本発明の別の態様においては、基板の部分分離された領域を処理するための方法が開示される。本方法は、シャワーヘッドアセンブリと基板の部分分離された領域との間に規定される処理領域の体積を変更するステップと、シャワーヘッドを通して蒸着流体を流動するステップとを含む。フィルムは基板の部分分離された領域に蒸着され、過度の蒸着流体及び蒸着副産物は蒸着と同時にシャワーヘッドアセンブリを囲む領域を通して除去される。処理領域の体積は一実施形態においては、基板表面に対しシャワーヘッドアセンブリを移動させることによって調整してもよい。プラズマを処理領域中に生成して、基板表面上に蒸着するための材料を生成してもよい。シャワーヘッドを囲む領域に対する真空は、一実施形態においては、処理領域からの流体を含み、あるいは除去するように印加してもよい。上述の各方法の動作は次の部分分離された領域のために反復してもよい。一実施形態においては、領域はシャワーヘッドと基板との間の同様の又は異なる間隔で処理され、ある例示的な実施形態においては、異なる間隔はシャワーヘッドアセンブリの移動、又は内壁を囲む外壁内でシャワーヘッドアセンブリを支持する内壁の移動のうちの１つによって決定される。
【００４０】
本発明の更に別の態様においては、反応チャンバ内に配置された回転処理ヘッドを含む反応チャンバが提供される。回転処理ヘッドは処理ヘッドの軸及び回転処理ヘッドの下で基板を支持するよう構成される基板支持体と異なる軸周りで回転する。基板支持体は処理ヘッドの軸と直交する平面方向に基板を移動させるように構成される。
【００４１】
更に別の実施形態においては、基板の複数の分離領域を処理することができる半導体処理チャンバが提供される。チャンバはプロセス流体を筐体を通して分離領域のうちの１つに流動するプロセス手段と、格納流体を流動して、バリアを提供し、プロセス流体がプロセス手段と格納手段との間に規定される領域から漏出するのを抑制する格納手段とを含む。更に含まれるのは、プロセス及び格納流体の流れと同時に、分離領域のうちの１つが実質的に均一の処理を受けるように、領域から流体を取り除く真空手段である。チャンバは、従来のウェーハ処理全体を通して基板を実質的に処理する手段を含む。半導体処理チャンバは更に、次の分離領域のうちの１つの上に筐体を移動させる手段を含む。一実施形態においては、移動する手段が、半径方向の筐体の連接手段と、基板の回転手段とを含む。チャンバは筐体と分離領域のうちの１つとの間に規定される処理体積を変更する手段を含む。移動手段は筐体の回転手段と、基板の直線移動手段とを含んでもよい。一実施形態においては、半導体処理チャンバは原子層堆積を行う。プロセス流体を流動するためのプロセス手段、格納手段、及び真空手段は互いに対し同心円状に位置する流体チャネルを有することができる。
【００４２】
更に別の実施形態においては、半導体処理システムが提供される。システムはフレーム周りに集束される複数の処理モジュールを含み、複数の処理モジュールのうちの少なくとも１つが部分分離された蒸着用の移動可能な蒸着ヘッドを含み、移動可能な蒸着ヘッドは処理領域を規定する内壁を有する。移動可能な処理ヘッドは半径方向に連接するアームに固定される。移動可能な蒸着ヘッドは内壁内部及び処理領域の上方に配置される移動可能なアセンブリを含み、複数の処理領域が１の基板上に形成されるように規定される。移動可能な蒸着ヘッドは更に、内壁の外表面の下側部分を囲む外壁を更に含む。半径方向に連接するアームは、処理すべき基板表面に対し垂直方向に移動可能な蒸着ヘッドを並進させるように構成される。システムは、移動可能な蒸着ヘッドの下で基板を支持するように構成される基板支持体を含む。基板支持体は処理ヘッドの軸に直交する平面方向に基板を移動させるよう構成される。移動可能な蒸着ヘッドは、移動可能な蒸着ヘッドの下で基板を支持するよう構成される基板支持体の軸と異なる軸周りを回転するよう構成される。システムは原子層堆積用の処理ヘッドを有する更なる処理モジュールを含んでもよい。処理ヘッドは、基板表面にガスを送達するよう構成される第１の導管と、第１の導管を包囲する外壁によって部分的に規定される第２の導管とを含む。第２の導管はガス用の排気を提供するよう構成され、外壁は第２の導管によって規定される内側領域内にガスを含むようにバリアとして作用する。システムは第２の導管を囲む第３の導管を含んでもよい。第３の導管はガスが第３の導管の周縁部の外側に流れるのを防ぐ流体バリアを提供するよう構成され、第１、第２、及び第３の導管は同心性である。
【００４３】
更に別の実施形態においては、基板を組合せ処理する方法が提供される。本方法は、独立して移動可能な処理ヘッドを有する処理ヘッドアセンブリを用いて基板の第１の領域を分離するステップと、第１の領域内の基板の一部を処理するステップとを含む。本方法は、基板の第２の領域に処理チャンバ内の処理ヘッドアセンブリを移動させるステップと、第２の領域内の基板の一部を処理するステップとを含む。処理ヘッドアセンブリを移動させるステップは、基板表面上で、処理ヘッドの軸と異なる軸周りでの処理ヘッドアセンブリの回転となる第２の領域へ、半径方向へ移動するステップを含み、及び／又は、処理ヘッドアセンブリを移動させるステップは、処理ヘッドと基板との間に規定される処理領域の体積を調整するステップを含む。直線及び半径方向の移動は基板の一部の処理の間に基板に対し提供される。
【００４４】
別の実施形態においては、半導体処理チャンバが提供される。チャンバは処理チャンバ内に配置される蒸着ヘッドを移動させる手段を含み、蒸着ヘッドは複数の基板領域を処理することができる。移動手段は基板上の半径方向の移動を提供し、半径方向の移動は蒸着ヘッドの軸と異なる軸に対するものである。チャンバは、蒸着ヘッドの下に配置された基板の回転又は直線移動のうちの１つのための手段を含む。一実施形態においては、半径方向の移動は基板の半径にわたる移動の範囲を有する。
【００４５】
更に別の実施形態においては、部分分離された蒸着用の移動可能な処理ヘッドは、基板の処理領域を規定する内壁と、内壁内に、かつ処理領域の上方に配置され、複数の処理領域が基板上に形成されるように規定される移動可能なアセンブリと、間隔を置いて配置され、内壁の下側部分を囲む外壁とを有する。一実施形態においては、外壁の底表面は内壁の底表面を越えて延在し、システムは外壁と内壁との間に規定される空胴を流体接続する真空源を含み、処理領域からの１又はそれ以上の排出口を提供する。アセンブリは処理ヘッドの残部から独立して移動可能であってもよく、処理ヘッドは少なくとも２の方向に移動可能であり、アセンブリは１の方向に移動可能である。移動可能なアセンブリは一実施形態においてはターゲット、シャワーヘッド、又はコールドプラズマヘッドのうちの１つである。処理ヘッドは処理領域内に層を蒸着するよう構成される蒸着ヘッドであってもよい。外壁及び内壁は基板表面に対して垂直方向に相互に独立して移動し、外壁の底部は基板表面に対して付勢してもよい。
【００４６】
本発明の一部を形成する本明細書中に記載の動作のいずれかは、有用な機械動作である。本発明は更に、これらの動作を行うデバイス又は装置に関する。装置は要求される目的のために特別に構成されてもよく、又は、装置はコンピュータ内に記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に稼働又は形成される汎用コンピュータであってもよい。特に、様々な汎用機械は本明細書中の教示により記載されたコンピュータプログラムで用いられ、要求の動作を行うのにより特殊化された装置を構成することはより簡便になされうる。
【００４７】
前述の発明は理解を明確にする目的で詳細に記載してきたが、特定の変更及び変形は添付の請求項の範囲内で実行されうることは明らかである。従って、本実施形態は例示的であり、限定的ではないと見なすべきであり、本発明は本明細書中で与えられた詳細に限定すべきではなく、添付の請求項の範囲及び等価物内で変更可能である。請求項においては、要素及び／又はステップは、請求項に明確に述べない限りにおいては、動作の特定の順番を意図しない。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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