(57)【要約】【課題】１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を含む積層膜を製造する方法及び基板上に積層膜を形成するための基板処理システムを提供する。【解決手段】基板処理システムは、１つ又は複数のロードロックチャンバに接続された１つ又は複数の搬送ポット及び２つ以上の異なるタイプの処理チャンバを含む。２つ以上のタイプの処理チャンバは、真空を破ることなく、基板処理システムから基板を取り出して、同一の基板処理システムで１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を蒸着するために使用され、表面汚染、酸化などを防ぎ、別の洗浄や表面処理ステップを排除することができる。基板処理システムは、その場の基板処理のための高処理能力及びコンパクトな専有面積を提供し、かつ異なるタイプの処理を行うように構成されている。【選択図】図４Ｂ
2007023380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理システムにおいて、基板上に１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を含む積層膜を処理する方法であって、
前記基板処理システムの化学気相蒸着処理チャンバで、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、
前記化学気相蒸着処理チャンバから真空を破ることなく、同一の基板処理システムの物理気相蒸着処理チャンバに前記基板を移動するステップと、
前記物理気相蒸着処理チャンバで、１つ又は複数のシリコン含有層の表面処理なしに、前記シリコン含有層の表面に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記１つ又は複数のシリコン含有層は、アモルファスシリコン、ｎ＋がドープされたアモルファスシリコン、窒化ケイ素、ｐ＋がドープされたアモルファスシリコン、シリコン酸化物、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記１つ又は複数の金属含有層は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む請求項１の方法。
【請求項４】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスター、アクティブマトリックス、パッシブマトリクス、トップ発光装置、ボトム発光装置、太陽電池、太陽電池パネル及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、１つ又は複数の、装置製造用の大面積基板を処理するように、前記基板処理システムが構成されている請求項１の方法。
【請求項５】
約１平方メートル以上の、１つ又は複数の大面積基板を処理するように、前記基板処理システムが構成されている請求項１の方法。
【請求項６】
更に、前記基板処理システムの第１の搬送ポットに位置する第１の回転移動可能な真空移動ロボットを使用して、１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバへ前記基板を移動するステップを含む請求項１の方法。
【請求項７】
更に、前記基板処理システムの第２の搬送ポットに位置する第２の回転移動可能な真空移動ロボットを使用して、前記物理気相蒸着処理チャンバに、及びその処理チャンバから前記基板を移動するステップを含む請求項１の方法。
【請求項８】
更に、前記基板処理システムの基板移動シャトル機構を使用して、前記物理気相蒸着処理チャンバに、及びその処理チャンバから前記基板を移動するステップを含む請求項１の方法。
【請求項９】
基板処理システムにおいて、基板上に１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を含む積層膜を処理する方法であって、
前記基板処理システムの１つ又は複数のロードロックチャンバに前記基板を取り込むステップと、
前記１つ又は複数のロードロックチャンバから、回転移動可能な真空移動ロボットを有する第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、
前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに、前記第１の搬送ポットから前記基板を移動するステップと、
１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバで、前記基板に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、
前記１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバから真空を破ることなく、同一の基板処理システムの１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバに前記基板を移動するステップと、
１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバで、１つ又は複数のシリコン含有層の表面処理なしに、前記シリコン含有層の表面上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップと、
前記第１の搬送ポットに前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバから前記基板を移動するステップと、
１つ又は複数のロードロックチャンバに前記第１の搬送ポットから前記基板を移動するステップと、
１つ又は複数のロードロックチャンバから前記基板を取り出すステップとを含む方法。
【請求項１０】
更に、そこに接続された第２の回転移動可能な真空移動ロボットを有する第２の搬送ポットを使用して、１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバ内で、前記基板を移動するステップを含む請求項９の方法。
【請求項１１】
更に、そこに接続された基板移動シャトル機構を有する第２の往復チャンバを使用して、１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバ内で、
前記基板を移動するステップを含む請求項９の方法。
【請求項１２】
更に、接続された基板移動シャトル機構を有する第２のロードロックチャンバを使用して、１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバ内で、
前記基板を移動するステップを含む請求項９の方法。
【請求項１３】
１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに移動する前に、前記第１の搬送ポットに１つ又は複数のロードロックチャンバから第２の搬送ポットを介して前記基板を移動する請求項９の方法。
【請求項１４】
基板処理システムにおいて、基板上に１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を含む積層膜を処理する方法であって、
前記基板処理システムの第１のロードロックチャンバに前記基板を取り込むステップと、
前記基板処理システムの第１の搬送ポットに位置する真空移動ロボットを使用して、前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに前記基板を移動するステップと、
前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバで、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、
同一の基板処理システムの１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバに、１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバから真空を破ることなく、前記基板を移動するステップと、
１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバで、１つ又は複数のシリコン含有層の表面上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップと、  前記第１のロードロックチャンバに１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバから前記基板を移動するステップと、
前記基板処理システムの前記第１のロードロックチャンバから前記基板を取り出すステップとを含む方法。
【請求項１５】
前記１つ又は複数のシリコン含有層は、アモルファスシリコン、ｎ＋がドープされたアモルファスシリコン、窒化ケイ素、ｐ＋がドープされたアモルファスシリコン、シリコン酸化物、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記１つ又は複数の金属含有層は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む請求項１４の方法。
【請求項１７】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスター、アクティブマトリックス、パッシブマトリクス、トップ発光装置、ボトム発光装置、太陽電池、太陽電池パネル及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、１つ又は複数の、装置製造用の大面積基板を処理するように、前記基板処理システムが構成されている請求項１４の方法。
【請求項１８】
約１平方メートル以上の、１つ又は複数の大面積基板を処理するように、前記基板処理システムが構成されている請求項１４の方法。
【請求項１９】
前記第１の搬送ポットの前記真空移動ロボットは、１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバ内で回転移動可能に構成されている請求項１４の方法。
【請求項２０】
１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに前記基板を移動するステップは、更に、第２の搬送ポットに前記第１のロードロックチャンバから前記基板を移動するステップと、１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに接続された前記第１の搬送ポットに前記第２の搬送ポットから前記基板を移動することを含む請求項１４の方法。
【請求項２１】
更に、前記第２の搬送ポットから第２のロードロックチャンバに前記基板を移動するステップと、前記第２のロードロックチャンバから前記第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップを含む請求項２０の方法。
【請求項２２】
基板処理システムにおいて、基板上に１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を含む積層膜を処理する方法であって、
前記基板処理システムの第１のロードロックチャンバに前記基板を取り込むステップと、
前記第１の搬送ポットから第１のロードロックチャンバを介して第２の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、
前記第２の搬送ポットから前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに前記基板を移動するステップと、  前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバで、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、
前記１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバから前記第２の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、
前記第２の搬送ポットから前記第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、
前記第１の搬送ポットから同一の基板処理システムの１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバに、真空を破ることなく前記基板を移動するステップと、
前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバで、前記１つ又は複数のシリコン含有層の表面上に前記１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップと、
前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバから前記第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、
前記第１の搬送ポットから前記第１のロードロックチャンバに前記基板を移動するステップと、
前記基板処理システムの前記第１のロードロックチャンバから前記基板を取り出すステップとを含む方法。
【請求項２３】
前記第２の搬送ポットに位置し、前記１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバ内で回転移動可能になされた真空ロボットを使用して、１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバに前記基板を移動する請求項２２の方法。
【請求項２４】
更に、前記第１の搬送ポットから第２のロードロックチャンバを介して前記第２の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、前記第２の搬送ポットから前記第２のロードロックチャンバを介して前記第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップを含む請求項２２の方法。
【請求項２５】
前記第２のロードロックチャンバは、更に、１つ又は複数の基板移動シャトル機構を含む請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記第１の搬送ポットは、１つ又は複数の基板移動シャトル機構を含む往復チャンバである請求項２２の方法。
【請求項２７】
前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバ、前記第１のロードロックチャンバ、前記第２のロードロックチャンバ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択されるチャンバに、１つ又は複数の基板移動シャトル機構の少なくとも１つが接続される請求項２６の方法。
【請求項２８】
１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムであって、
１つ又は複数のロードロックチャンバと、
１つ又は複数のロードロックチャンバに接続された１つ又は複数の搬送ポットと、
１つ又は複数の搬送ポットに接続され、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するように構成された１つ又は複数の化学気相蒸着処理チャンバと、
１つ又は複数の搬送ポットに接続され、前記基板上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するように構成された１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバとを含む基板処理システム。
【請求項２９】
前記１つ又は複数のシリコン含有層は、アモルファスシリコン、ｎ＋がドープされたアモルファスシリコン、ｎ＋がドープされたポリシリコン、窒化ケイ素、ｐ＋がドープされたアモルファスシリコン、ｐ＋がドープされたポリシリコン、シリコン酸化物、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む請求項２８の基板処理システム。
【請求項３０】
１つ又は複数の金属含有層は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む請求項２８の基板処理システム。
【請求項３１】
プラズマ助長化学気相蒸着チャンバ、他の化学気相蒸着チャンバ及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるチャンバを含む請求項２８の基板処理システム。
【請求項３２】
前記ロードロックチャンバが、更に、１つ又は複数のロードロックサブチャンバを含み、前記１つ又は複数のロードロックサブチャンバの各々は、１つ又は複数の基板の処理のために構成されている請求項２８の基板処理システム。
【請求項３３】
前記基板処理システムが、約１平方メートル以上の、１つ又は複数の大面積基板を処理するように構成されている、請求項２８の基板処理システム。
【請求項３４】
更に、前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバに接続された１つ又は複数の往復機構を含む請求項２８の基板処理システム。
【請求項３５】
前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバに、及びその処理チャンバから前記１つ又は複数の基板を移動するために、約９０°間隔で前記１つ又は複数の基板の方向を変化するように、前記１つ又は複数の往復機構が構成されている請求項３４の基板処理システム。
【請求項３６】
１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムであって、
１つ又は複数の基板を取り込み及び取り出すための第１のロードロックチャンバと、
前記第１のロードロックチャンバに接続された第１の搬送ポットと、
前記第１の搬送ポットに接続され、１つ又は複数の第１の処理チャンバを含む第１の処理モジュールと、
第２のロードロックチャンバと、
前記１つ又は複数の第１の処理チャンバとは異なる処理を行うように構成された１つ又は複数の第２の処理チャンバを含む前記第２のロードロックチャンバを介して、前記第１の搬送ポットに接続された第２の処理モジュールと、
前記第１の搬送ポットに位置し、前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール及び前記第２のロードロックチャンバ内で回転移動可能な第１の移動ロボットとを含む基板処理システム。
【請求項３７】
更に、１つ又は複数の第２の処理チャンバに接続された１つ又は複数の往復機構を含む請求項３６の基板処理システム。
【請求項３８】
前記１つ又は複数の往復機構の少なくとも１つは、更に、前記第２のロードロックチャンバに接続される請求項３７の基板処理システム。
【請求項３９】
前記１つ又は複数の物理気相蒸着処理チャンバに、及びその処理チャンバから前記１つ又は複数の基板を移動するために、約９０°間隔で前記１つ又は複数の基板の方向を変化するように、前記１つ又は複数の往復機構が構成されている請求項３７の基板処理システム。
【請求項４０】
更に、前記第２のロードロックチャンバに接続された第２の搬送ポットを含む請求項３６の基板処理システム。
【請求項４１】
更に、１つ又は複数の第２の処理チャンバ内で回転移動可能なように、前記第２の搬送ポットに位置する第２の移動ロボットを含む請求項４０の基板処理システム。
【請求項４２】
更に、前記第２のロードロックチャンバに接続された往復チャンバを含む請求項３６の基板処理システム。
【請求項４３】
前記第１の処理モジュール及び前記第２の処理モジュールの少なくとも１つは、アモルファスシリコン、ｎ＋がドープされたアモルファスシリコン、窒化ケイ素、ｐ＋がドープされたアモルファスシリコン、シリコン酸化物、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するように構成されている請求項３６の基板処理システム。
【請求項４４】
前記第１の処理モジュール及び前記第２の処理モジュールの少なくとも１つは、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、
チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、１つ又は複数の金属含有層を、１つ又は複数の基板上に蒸着するように構成されている請求項３６の基板処理システム。
【請求項４５】
前記第１の処理モジュール及び前記第２の処理モジュールの少なくとも１つは、プラズマ助長化学気相蒸着チャンバ、他の化学気相蒸着チャンバ及びそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ又は複数のチャンバを含む請求項３６の基板処理システム。
【請求項４６】
前記第１の処理モジュール及び前記第２の処理モジュールの少なくとも１つは、１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバを含む請求項３６の基板処理システム。
【請求項４７】
前記第１及び前記第２のロードロックチャンバの少なくとも１つは、更に、１つ又は複数のロードロックサブチャンバを含み、前記１つ又は複数のロードロックサブチャンバの各々は、１つ又は複数の基板の処理のために構成されている請求項３６の基板処理システム。
【請求項４８】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスター、アクティブマトリックス、パッシブマトリクス、トップ発光装置、ボトム発光装置、太陽電池、太陽電池パネル及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、１つ又は複数の、装置製造用の大面積基板を処理するように、前記基板処理システムが構成されている請求項３６の基板処理システム。
【請求項４９】
１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムであって、
１つ又は複数の基板を取り込み及び取り出すための第１のロードロックチャンバと、
前記第１のロードロックチャンバに接続された第１の搬送ポットと、
前記第１の搬送ポットに接続され、１つ又は複数の第１の処理チャンバを含む第１の処理モジュールと、
前記第１の搬送ポットに接続され、真空密封可能なバルブによって前記第１の搬送ポットから分離された第２の搬送ポットと、
前記第２の搬送ポットを介して前記第１の搬送ポットに接続され、前記１つ又は複数の第１の処理チャンバとは異なる処理を行うように構成された１つ又は複数の第２の処理チャンバを含む第２の処理モジュールと、
前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール及び前記第２の搬送ポット内で回転移動可能に前記第１の搬送ポットに位置する第１のロボットとを含む基板処理システム。
【請求項５０】
更に、前記第１の搬送ポット及び前記第２の搬送ポットに接続された往復機構を含む請求項４９の基板処理システム。
【請求項５１】
更に、１つ又は複数の第２の処理チャンバ内で、回転移動可能に前記第２の搬送ポットに位置する第２のロボットを含む請求項４９の基板処理システム。
【請求項５２】
１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムであって、
前記１つ又は複数の基板を取り込み及び取り出すための第１のロードロックチャンバと、
前記第１のロードロックチャンバに接続された第１の搬送ポットと、
前記第１の搬送ポットに接続され、１つ又は複数の第１の処理チャンバを含む第１の処理モジュールと、
前記１つ又は複数の第１の処理チャンバとは異なる処理を行うように構成された１つ又は複数の第２の処理チャンバを含み、１つ又は複数の第２の処理チャンバの少なくとも１つを介して前記第１の搬送ポットに接続された第２の処理モジュールと、
前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール及び少なくとも１つの第２の処理チャンバ内で回転移動可能に前記第１の搬送ポットに位置する第１の移動ロボットとを含む基板処理システム。
【請求項５３】
更に、１つ又は複数の第２の処理チャンバに接続された第２の搬送ポットを含む請求項５１の基板処理システム。
【請求項５４】
前記第２の搬送ポットは、更に、前記第２の搬送ポット及び前記１つ又は複数の第２の処理チャンバ内で、それに接続された１つ又は複数の往復機構を含む請求項５２の基板処理システム。
【請求項５５】
前記第１の処理モジュール及び前記第２の処理モジュールの少なくとも１つは、プラズマ助長化学気相蒸着チャンバ、他の化学気相蒸着チャンバ及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるチャンバを含む請求項５１の基板処理システム。
【請求項５６】
前記第１の処理モジュール及び前記第２の処理モジュールの少なくとも１つは、物理気相蒸着チャンバを含む請求項５１の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、一般に、多層積層膜の基板処理のための装置及び方法に関する。本発明は、フラットパネルディスプレイの製造に特に有用である。
【関連技術の説明】
【０００２】
半導体集積回路（ＩＣ）及びフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）装置の製造は、基板上に素子、導体及び絶縁体を作成するために積層多層膜の処理を必要とする。多層積層膜の１つの例は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置を製造するために有用な薄膜トランジスター（ＴＦＴ）構造である。図１は、ガラス基板１０及びその上に形成された任意の下層２０を有する薄膜トランジスター１の例示的なボトムゲート構造を示す。下層２０上に形成されたボトムゲートは、ゲート電極層３０及びゲート絶縁層４０を含む。前記ゲート電極は、トランジスター中の荷電粒子の移動を制御する。前記ゲート絶縁層４０は、バルク半導体層５０及びその上に形成されたドープされた半導体層からゲート電極層３０を絶縁し、それらの各々は、トランジスターに荷電粒子を供給するために機能することができる。ドープされた半導体層中に形成されたソース領域７０ａ及びドレイン領域７０ｂは、バルク半導体層５０を覆って形成された層間絶縁膜／エッチング停止層６０によってパターン化され分離される。導電層は、ドープされた半導体層を覆って蒸着され、ソース領域７０ａ上に配置されたソースコンタクト８０ａ、及びドレイン領域７０ｂに配置されたドレインコンタクト８０ｂが形成される。最後に、保護層９０は、薄膜トランジスター１を包み、湿気や酸素などの環境危険要因からトランジスターを保護する。前記ゲート電極層３０は、一般に伝導性金属材料を含む。前記ゲート誘電体層４０、バルク半導体層５０及びドープされた半導体層は、一般にシリコン含有材料を含む。
【０００３】
一般に、装置製造用基板は、特定の多重ステップ製造手順で、スパッタリング、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理気相蒸着（ＰＶＤ）、リソグラフィー、エッチング、イオン注入、アッシング、洗浄、加熱、アニールなどのさまざまな処理にさらされ、金属層及びその上のシリコン含有層を処理する。例えば、１つの処理チャンバは、通常、製造手順のシングルステップを行うように構成されており、基板は蒸着、パターニング、リソグラフィー、エッチングの工程を何度も繰り返して加工する。多くの処理チャンバも、中央の搬送ポットに連結することができ、該搬送ポットは、前記処理チャンバ間で基板移動を促進し、クラスターツールなどの単一の処理プラットフォームで１つ又は複数の基板処理ステップを行うためにロボットを有し、それらの例としては、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズから入手可能なＡＫＴ  ＰＥＣＶＤ、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（商標）、ＣＥＮＴＵＲＡ（商標）及びＥＮＤＵＲＡ（商標）処理プラットフォームの種類である。
【０００４】
特定の基板処理プラットフォームが、一部特別の製造手順を必要とするので、一般的には、基板は、繰り返し、様々な処理チャンバ及び／又はクラスターツールの間で出し入れされる。他の理由としては、異なるタイプの膜が、単一の処理システムで連結されることが技術的又は経済的に可能でない異なるタイプの処理チャンバ及びチャンバ周辺機器を一般に必要とするからである。また、各ステップ間で、先の薄膜の表面は、アニールなどの処理を行って中間層を形成する必要があり、又は次の基板処理システムを行う前に、清浄液によって洗浄して表面残留物、副生成物、汚染物質を取り除く必要がある。
【０００５】
例として、図２は、シリコン含有膜及び金属膜を有する積層膜を処理する方法２００の先行技術例を示す。前記シリコン含有膜は、ステップ２１０で、第１の処理システムのＣＶＤチャンバで基板上に蒸着することができる。前記基板の表面は、ステップ２２０で検査され、別のパタニング、リソグラフィ及びエッチングステップを必要としてもよい。シリコン含有膜の表面は、空気にさらされたとき、酸化する傾向があるので、次のパターン化ステップ又は蒸着ステップの前及び／又は後に、粒子汚染、湿気浸透及び表面酸化の増加可能性により、蒸着されたシリコン含有膜は、ある期間内に直ちに洗浄及び／又は処理する必要がある。多くの場合、次の膜は、金属又は他の材料を含んでいてもよく、異なるタイプの処理チャンバ又はクラスターツールによって蒸着される必要があってもよい。この場合、基板は、第１の基板処理システムの真空環境から取り除かれ、ステップ２３０でシリコン含有膜の表面を洗浄するためにフッ化水素酸洗浄ステーションへ移される。基板表面上に蒸着されたシリコン含有膜が洗浄された後、ステップ２４０で、基板は、再び、別の蒸着、エッチング、アニール及び洗浄ステップ用の第２の処理システムに、直ちに移動される必要があってもよい。例えば、洗浄後の基板は、３０分以内に更に処理され、更なる酸化、湿気浸透及び汚染からシリコン含有膜の表面を防ぐ必要があってもよい。その後、ステップ２５０で、金属膜は、第２の処理システムのＰＶＤチャンバで、基板上でシリコン含有膜を覆って蒸着される。その後、ステップ２６０で、基板表面上の金属膜は、再び検査され、別のリソグラフィ及びエッチングステップを行う。シリコン蒸着、金属蒸着及びエッチング工程は、別の処理システム／ツールで一般的に行なわれるので、基板上で装置を製造するためのコストは、要求される異なるツールの数及び寸法、及び別のステップの費用又は処理中のツール間の基板移動のために高くなる。更に、異なるツール間の基板移動の数は、製品収量と処理能力に対して悪影響を有する。
【０００６】
更に、半導体及びフラットパネル装置の需要が増大し続けているので、大規模製造用の半導体基板、ガラス基板等の寸法を増加させることにより、コストを低減する傾向がある。例えば、コンピューターモニター、大画面テレビ、ＰＤＡ及び携帯電話用ディスプレイ等を製造するために利用されるものなどのフラットパネル製造のために利用されるガラス基板は、わずか数年で、５５０ｍｍ×６５０ｍｍから１５００ｍｍ×１８００ｍｍまでサイズが増加しており、近い将来には４平方メートルを超えることが想定される。従って、基板処理システムの寸法は、これまでに非常に大きくなった。大面積基板を処理するように構成されたチャンバ部分及びツールコンポーネントに関連するコストは、劇的に拡大し続ける。コストを削減し、表面汚染を低減するために、１つ又は複数の処理ステップを除去又は組み合わせる新規の製造手順を計画し、かつ高処理能力であるがコンパクトで低減された専有面積で、そのような大面積基板用の同一のツールで順次処理ステップを提供する処理ツールを開発することが望ましい。
【０００７】
従って、多層の金属及びシリコン含有薄膜を処理するための改良方法及び装置が必要である。
【発明の概要】
【０００８】
基板処理システム、処理チャンバ、及び基板の現場処理のための処理方法の実施例を提供する。一実施例では、基板処理システムにおいて、基板上に１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属含有層を含む積層膜を処理する方法を提供する。前記方法は、基板処理システムの化学気相蒸着チャンバによって、基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、同一の基板処理システムの物理気相蒸着チャンバに前記基板を移動するステップと、１つ又は複数のシリコン含有層の表面処理を行うことなく、前記物理気相蒸着チャンバによって前記シリコン含有層の表面上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップとを含む。
【０００９】
基板処理システムにおいて、基板上に積層膜を処理する方法の他の実施例は、前記基板処理システムの１つ又は複数のロードロックチャンバに基板を取り込むステップと、１つ又は複数のロードロックチャンバから前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバに、前記基板処理システムの搬送ポットに位置する真空移動ロボットを使用して、前記基板を移動するステップを含む。前記方法は、更に、前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバで、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバから同一の基板処理システムの１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバに、真空を破ることなく前記基板を前記基板処理システムの一つ又は複数の物理気相蒸着チャンバに移動するステップと、１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバで、１つ又は複数のシリコン含有層の表面上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップとを含む。前記方法は、１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバから１つ又は複数のロードロックチャンバに前記基板を移動するステップと、基板処理システムの１つ又は複数のロードロックチャンバから前記基板を取り出すステップとを含む。
【００１０】
他の実施例では、基板を処理する方法は、基板処理システムの第１のロードロックチャンバに前記基板を取り込むステップと、第２の搬送ポットに前記第１のロードロックチャンバから第１の搬送ポットを介して前記基板を移動するステップと、前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバに前記基板を移動するステップとを含む。前記方法は、更に、前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバで、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップと、１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバから前記第２の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、第２の搬送ポットから前記第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、真空を破ることなく、前記第２の搬送ポットから同一の基板処理システムの１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバに前記基板を移動するステップとを含む。更に、前記方法は、１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバで、１つ又は複数のシリコン含有層の表面上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するステップと、１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバから第１のロードロックチャンバに前記基板を移動するステップと、前記基板処理システムの前記第１のロードロックチャンバから前記基板を取り出すステップとを含む。
【００１１】
また、１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムを提供する。前記基板処理システムは、１つ又は複数のロードロックチャンバと、前記１つ又は複数のロードロックチャンバに接続された１つ又は複数の搬送ポットと、前記１つ又は複数の搬送ポットに接続され、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するように構成された１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバとを含む。前記基板処理システムは、更に、１つ又は複数の搬送ポットに接続され、前記基板上に１つ又は複数の金属含有層を蒸着するように構成された１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバを含む。
【００１２】
他の実施例では、１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムは、１つ又は複数の基板を取り込む及び取り出すための第１のロードロックチャンバと、前記第１のロードロックチャンバに接続された第１の搬送ポットと、前記第１の搬送ポットに接続された第１の処理モジュールとを含む。前記基板処理システムは、更に、第２のロードロックチャンバを介して、前記第１の搬送ポットに接続された第２の処理モジュールを含む。前記第１の処理モジュールは、１つ又は複数の第１の処理チャンバを含み、また、第２の処理モジュールは、前記１つ又は複数の第１の処理チャンバとは異なる処理を行うように構成された１つ又は複数の第２の処理チャンバを含む。更に、第１の移動ロボットは、前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール及び前記第２のロードロックチャンバ内で回転移動可能に第１の搬送ポット内に含まれて位置する。１つ又は複数の往復機構は、任意に、前記１つ又は複数の第２の処理チャンバに接続されていてもよい。更に、往復チャンバは、前記第２のロードロックチャンバ及び／又は前記１つ又は複数の第２の処理チャンバに任意に接続されていてもよい。
【００１３】
更に他の実施例では、本発明の基板処理システムは、第２の搬送ポットを介して第１の搬送ポットに接続された第２の処理モジュールを含む。更に、前記第１の搬送ポット及び前記第２の搬送ポットは、真空密封可能なバルブによって分離され、ここで、第１の移動ロボットは、前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール及び前記第２の搬送ポット内で回転移動可能に第１の搬送ポット内に含まれて位置する。往復機構は、前記第１の搬送ポット及び前記第２の搬送ポットに任意に接続されていてもよい。
前記第２の搬送ポットは、１つ又は複数の第２の処理チャンバ内で回転移動可能にそこに位置する第２の移動ロボットを含んでいてもよい。
【００１４】
更にまた、本発明の基板処理システムは、１つ又は複数の第２の処理チャンバの少なくとも１つを介して第１の搬送ポットに接続される第２の処理モジュールを含み、ここで、第１の移動ロボットは、前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール及び前記少なくとも１つの第２の処理チャンバ内で回転移動可能に第１の搬送ポット内に含まれて位置する。
【００１５】
更に、１つ又は複数の基板を処理するための基板処理システムは、前記基板処理システムに１つ又は複数の基板を取り込み及び取り出すために適する第１のロードロックチャンバと、前記第１のロードロックチャンバに接続された第１の搬送ポットと、前記第１の搬送ポットに接続された１つ又は複数の第１の処理チャンバと、前記１つ又は複数の第１の処理チャンバとは異なる１つ又は複数の第２の処理チャンバを含んでいてもよく、前記第２の処理チャンバの少なくとも１つは、前記第１の搬送ポットに接続されている。前記基板処理システムは、更に、前記１つ又は複数の第２の処理チャンバ間に位置し、前記１つ又は複数の第２の処理チャンバ間の１つ又は複数の基板を取り込み及び取り出すために適する第２のロードロックチャンバを含む。更に、前記第１のロードロックチャンバ、前記１つ又は複数の第１の処理チャンバ、及び少なくとも１つの第２の処理チャンバ内で、第１の移動ロボットは、回転移動可能に前記第１の搬送ポット内に位置する。
【詳細な説明】
【００１６】
本発明は、前記基板処理システムから基板を取り出すことなく、又は前記シリコン含有層及び／又は金属層を蒸着する間に基板を洗浄することなく、１つ又は複数のシリコン含有層及び１つ又は複数の金属層を含む積層膜の現場（in-situ）処理のための方法及び基板処理システムを提供する。前記シリコン含有層及び前記金属含有層は、例えば、物理気相蒸着（ＰＶＤ）及びスパッターチャンバ、イオン金属注入（ＩＭＰ）チャンバ、化学気相蒸着（ＣＶＤ）チャンバ、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバ、プラズマエッチングチャンバ、アニールチャンバ、他の炉チャンバ、洗浄ステーションなどの、異なるタイプの処理チャンバで、多量及び高処理能力で処理することができる。前記基板処理システムは、基板が１つ又は複数のガス層材料又はプラズマにさらされる蒸着チャンバを含んでいてもよい。一実施例では、少なくとも１つの物理気相蒸着（ＰＶＤ）処理チャンバ及び少なくとも１つの化学気相蒸着（ＣＶＤ）処理チャンバを含むハイブリッドクラスタタイプの基板処理システムは、積層膜の金属及びシリコン含有層のその場蒸着のために提供される。他の実施例では、前記基板処理システムは、また、様々なタイプの処理チャンバを含むように構成され、異なるエッチング、蒸着、アニール及び洗浄処理を行う。
【００１７】
図３Ａは、本発明の一実施例による積層膜の現場処理のための方法３００のフローチャートを示す。ステップ３１０で、シリコン含有膜は、基板処理システムのＣＶＤチャンバで基板上に蒸着される。一実施例では、前記シリコン含有膜は、１つ又は複数のゲート絶縁層、半導体層、ｎ型（ｎ＋）にドープされた半導体層、ｐ型（ｐ＋）にドープされた半導体層及びそれらの組み合わせを含む。前記シリコン含有膜は、一般に、シリコン含有材料の１つ又は複数の層を含むが、アモルファスシリコン、ｎ型（ｎ＋）にドープされたアモルファスシリコン、ｐ型（ｐ＋）にドープされたアモルファスシリコン、ポリシリコン、ｎ型（ｎ＋）にドープされたポリシリコン、ｐ型（ｐ＋）にドープされたポリシリコン窒化ケイ素、シリコン酸化物、ｎ型（ｎ＋）にドープされたシリコン酸化物、ｐ型（ｐ＋）にドープされたシリコン酸化物、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素及びそれらの組み合わせに限定されない。
【００１８】
他の実施例では、１つ又は複数のシリコン含有層は、同一のＣＶＤチャンバで前記基板に連続して蒸着される。更に他の実施例では、１つ又は複数のシリコン含有層は、異なるＣＶＤチャンバによって基板上に連続して蒸着され、ここで、ＣＶＤチャンバの少なくとも１つは、前記基板処理システムから取り出すことなく、その場で次の膜を処理するための基板処理システムに接続される。ＣＶＤチャンバ及び／又はＰＶＤチャンバを有する別の基板処理システムも、１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するために使用されてもよい。
【００１９】
ステップ３２０で、金属膜は、同一の基板処理システムの金属蒸着チャンバに、前記基板処理システムの真空環境から基板を取り出すことなく、基板を移動することにより、シリコン含有膜上にその場で蒸着される。前記シリコン含有膜の表面は、金属蒸着チャンバへ直ちに移動され、同一の基板処理システムの真空環境に保持されるので、空気及び他の汚染物質は、恐らくシリコン含有膜の表面に浸透せず、沸化水素酸清浄液を使用するか、又は他の表面処理などの表面洗浄の別途必要性はない。本発明の基板処理システムによって、現場蒸着は、異なる基板処理ツールで、及びそのツールから基板を移動し、基板表面を洗浄し、シリコン含有膜上に材料を即座に蒸着する従来のステップを除去することを可能とされ、表面反応、酸化及び他のステップを回避する。前記金属蒸着チャンバは、ＰＶＤチャンバであることが好ましいが、他のタイプの蒸着チャンバも使用することができる。
【００２０】
一実施例では、前記金属膜は、１つ又は複数のゲート金属層、導体層、ゲート電極層及びそれらの組み合わせを含み、トップゲートＴＦＴ構造、ボトムゲートＴＦＴ構造又は他の構造に適する。前記金属膜は、同一の又は異なる金属材料の１つ又は複数の層を含んでいてもよい。適切な金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。例えば、前記金属膜は、モリブデンの単一層、又はモリブデン、アルミニウム及びモリブデンの３層であってもよい。他の層では、前記金属膜は、チタン、アルミニウム及びチタンの３層、又は窒化チタン、アルミニウム及び窒化チタンの３層であってもよい。他の実施例として、前記金属膜は、モリブデンの層、及びアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）合金の層を含んでいてもよい。他の実施例としては、窒化アルミニウムの層が挙げられる。
他の実施例としては、クロムの層、及びアルミニウムネオジムの層が挙げられる。更に、銅及び銅に適する様々な障壁材料を含む積層膜は、本発明の方法及び装置を使用して蒸着することができる。
【００２１】
他の実施例では、１つ又は複数の金属層は、ＣＶＤチャンバを有する基板処理システムに位置する同一のＰＶＤチャンバによって連続して蒸着される。更に他の実施例では、１つ又は複数の金属層は、異なるＰＶＤチャンバによって基板上に連続して蒸着され、ここで、ＰＶＤチャンバの少なくとも１つは、基板処理システムから基板を取り出すことなく、同一の基板処理システムでＣＶＤチャンバで基板上に蒸着された他の膜で、少なくとも１つのＰＶＤチャンバによってその場で膜を処理するための基板処理システムに接続されている。
【００２２】
一つの態様では、１つ又は複数の金属層は、１つ又は複数の基板処理システムによって蒸着され、ここで、少なくとも１つの基板処理システムは、少なくとも１つのＰＶＤチャンバ及び少なくとも１つのＣＶＤチャンバを有するハイブリッドシステムである。ＣＶＤチャンバ及び／又はＰＶＤチャンバを有する別の基板処理システムも、１つ又は複数の金属層を蒸着するために使用してもよい。
【００２３】
ステップ３３０で、基板の表面上の蒸着された膜は検査され、更に蒸着、パタニング及びエッチングステップを行うことができる。例えば、フォトレジストの層は、基板の表面上に被覆されてもよく、パターンを有するマスクを表面上に適用してもよい。その後、特に、ドライエッチング工程、ウェットエッチング工程を使用して、蒸着された膜をエッチングして、蒸着された金属層の１つ又は複数の層をエッチングする。１つの態様では、エッチングの必要のある異なる層に、異なるマスクを使用するエッチングを必要としてもよい。別の態様では、表面上に露出した金属層のエッチングに加えて、蒸着されたシリコン含有層の１つ又は複数の層を、同一又は異なるマスクを使用してエッチングする必要があってもよい。更に、酸素アッシング、イオン注入又は他のプラズマ処理を、更に１つ又は複数のエッチング工程が基板の表面上で行なわれる前に、フォトレジスト材料の一部を取り除くために必要としてもよい。
【００２４】
更に、シリコン含有膜の蒸着に先立って、又は基板の表面上の金属膜の蒸着の後に、１つ又は複数の表面処理を行うことができる。例えば、前記基板は、放射熱ランプ、誘導ヒーター又はＩＲタイプの抵抗性ヒーターを使用することにより加熱されてもよく、及び／又はアニールチャンバでアニールされてもよい。他の実施例として、前記基板は、特に、蒸留水、硫酸溶液、沸化水素酸溶液などの本技術分野で公知の洗浄液のいずれかを使用する方法３００のステップに先立って又はそのステップで、化学的に清浄にされてもよい。前記方法３００は、基板の表面にパターンを形成するために、方法３００と同様に、同一の又は異なる基板処理システムを使用するステップ３１０の前に、更にエッチング工程を含んでいてもよい。
【００２５】
本発明の一実施例としては、これらの別の処理が、方法３００において同一の基板処理システムで行うことができることが挙げられる。本発明の他の実施例としては、これらの１つ以上の他の処理を行うための他の基板処理システムが挙げられる。
【００２６】
図３Ｂは、基板１０１上に形成されたバックチャネルエッチ（ＢＣＥ）逆スタッガード構造を有するボトムゲート薄膜トランジスター（ＴＦＴ）などの本発明の方法３００によって形成された積層膜の一実施例を示す。フラットパネルディスプレイへの適用については、前記基板１０１は、可視スペクトルにおいて実質的に光学的に透明な材料、例えば、ガラス又は透明なプラスチックを含んでいてもよい。前記基板は、形状又は寸法を変化させてもよい。例えば、薄膜トランジスターへの適用については、前記基板は、約５００ｍｍ２より大きい表面積を備えた高い光学透明性を有する大面積ガラス基板であってもよい。しかし、本発明は、任意のタイプ及び寸法の基板処理に等しく適用可能である。本発明の基板は、半導体ウェハ製造及びフラットパネルディスプレイの製造のために、円形、正方形、長方形、又は多角形とすることができる。
【００２７】
例えば、フラットパネルディスプレイ用の長方形の基板の表面積は、一般的に大きく、例えば、約５００ｍｍ２以上の長方形であり、少なくとも約３００ｍｍ×約４００ｍｍ、すなわち、約１２００００ｍｍ２以上である。更に、本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスター、アクティブマトリックス、パッシブマトリックス、トップ発光装置、ボトム発光装置、太陽電池、太陽電池パネルなどの任意の装置に適合し、特に、シリコンウェハ、ガラス基板、金属基板、プラスチック膜（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）など）、プラスチックエポキシ膜のいずれの上にもあり得る。
【００２８】
ゲート電極層１０２は、前記基板１０１の表面上に蒸着され、パターン化される。前記ゲート電極層１０２は、例えば、特に、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせなどの電気導体材料を含んでいてもよく、薄膜トランジスター内で荷電粒子の移動を制御する。前記ゲート電極層１０２は、特に、ＰＶＤ、ＣＶＤなどの蒸着技術によって、本発明に記載された基板処理システムの実施例を使用して形成されてもよい。前記ゲート電極層１０２の厚みは限定されず、約１００Å〜約６０００Åであってもよい。前記基板１０１と前記ゲート電極層１０２の間に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの任意の絶縁材料の層があってもよく、本明細書に記載された基板処理システムの実施例を使用して形成することができる。次いで、前記ゲート電極層１０２は、フォトレジストの層を用いて塗布され、リソグラフでパターン化され、エッチングしてゲート電極を規定する。
【００２９】
前記積層膜は、更に、１つ又は複数のシリコン含有層、例えば、ゲート絶縁層１０３、ゲート電極層１０２上に形成された半導体層を含む。一実施例では、前記積層膜中の半導体層は、１つ又は複数のシリコン含有層を含む。例えば、図３Ｂに示される実施例では、バルク半導体層１０４及びドープされた半導体層１０５は、前記ゲート絶縁層１０３上に形成される。前記ドープされた半導体層１０５は、前記バルク半導体層１０４の一部と直接接触して、半導体接合を形成する。
【００３０】
前記ゲート絶縁層１０３は、特に、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの誘電材料を特に含んでいてもよく、本発明に記載された基板処理システムの実施例を使用して蒸着される。前記ゲート絶縁層１０３は、また、蓄積容量誘電体としての機能を果たし、約１００Å〜約６０００Åの範囲の厚みに形成されていてもよい。前記ゲート絶縁層１０３の一実施例は、本発明の基板処理システムのＣＶＤ処理チャンバで蒸着された窒化珪素膜である。
【００３１】
前記バルク半導体層１０４は、アモルファスシリコン（α―Ｓｉ）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び他のシリコン材料を含んでもよく、本明細書に記載された基板処理システムの実施例を使用して蒸着される。前記バルク半導体層１０４は、約１００Å〜約３０００Åの範囲の厚みに蒸着されてもよい。前記バルク半導体層１０４の一実施例は、本発明の基板処理システムのＣＶＤ処理チャンバで蒸着されたα―Ｓｉ膜である。
【００３２】
前記半導体層１０４上に形成されたドープされた半導体層１０５は、特に、ｎ型（ｎ＋）アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、ドープされたｐ型（ｐ＋）アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、ｎ＋がドープされた多結晶（ポリシリコン）、ｐ＋多結晶（ポリシリコン）を含んでいてもよく、それらは、本明細書に記載された基板処理システムの実施例を使用して蒸着することができた。前記ドープされた半導体層１０５は、５００Å〜約１０００Åなどの約１００Å〜約３０００Åの範囲の厚みで蒸着されてもよい。前記ドープされた半導体層１０５の１つの実施例は、本発明の基板処理システムのＣＶＤ処理チャンバによって蒸着されたｎ＋がドープされたα―Ｓｉ膜である。
【００３３】
先行技術の方法は、前記バルク半導体層１０４を必要とし、前記ドープされた半導体層１０５は、リソグラフで、導電層１０６がシリコン含有半導体層の露出した表面上に蒸着される前に、従来の技術を使用してパターン化されエッチングされて、前記ゲート絶縁層１０３上にこれらの２つの膜のメサを決定する。本発明の方法３００を使用すると、１つ又は複数の製造ステップを除去することができる。積層膜上にシリコン含有半導体層の露出した表面を有する基板１０１は、直ちにその場で（つまり、本発明の基板処理システムから基板１０１を移動することなく）処理されて、導電層１０６を蒸着する。同一の基板処理システムの真空環境では、シリコン含有半導体層の露出した表面の酸化は起こりそうもなく、基板表面を洗浄する必要はない。
【００３４】
前記導電層１０６は、金属材料、例えば、特に、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、窒化モリブデン（ＭｏｘＮｙ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、他の金属窒化物、それらの合金及びそれらの組み合わせを含んでいてもよい。前記導電層１０６は、ＣＶＤ、ＰＶＤ及び他の蒸着技術を使用して形成されてもよい。一実施例では、前記導電層１０６は、本発明の基板処理システムのＰＶＤ処理チャンバで形成される。前記導電層１０６は、約１００Å〜６０００Åの範囲内の厚さで蒸着されてもよい。
【００３５】
前記方法３００のステップ３３０で前述したように、前記導電層１０５が形成された後、前記導電層１０６及び１つ又は複数の内在する半導体層、例えば、前記バルク半導体層１０４及びドープされた半導体層１０５は、リソグラフでパターン化されて、ＴＦＴのソース及びドレインコンタクトを決定することを本発明は提供する。本発明は、また、別の処理チャンバが、別の蒸着、リソグラフィー、エッチング、フォトレジストアッシング及び他のステップのために設けられる場合に、基板処理システムから基板を移動することなく、本発明の積層膜をパターン化し、上部金属層及び／又は１つ又は複数の内在するシリコン含有層をエッチングすることを提供し、例えば、ソース及びドレインコンタクト間の活性領域でチャンネル１１０を形成することができる。
【００３６】
また、図３Ｂで示すように、保護層１０７を蒸着して、積層膜の露出された表面、チャンネル１１０及びＴＦＴのソース及びドレインコンタクトを一致して被覆する。前記保護層１０７は、一般に絶縁体であり、誘電材料、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）を特に含んでいてもよい。前記保護層１０７は、例えば、ＰＥＣＶＤ及び他の蒸着処理を使用して形成してもよい。前記保護層１０７は、約１０００Å〜約５０００Åの範囲などの約１００Å以上の厚みに蒸着してもよい。次いで、前記保護層１０７は、従来技術を使用して、リソグラフでパターン化しエッチングして、前記保護層１０７にコンタクトホールを開口する。
【００３７】
次いで、透明な導体層１０８を蒸着しパターン化して、導電層１０６と接触させる。前記透明導体層１０８は、可視スペクトルにおいて実質的に光学的に透明であり、電気伝導性材料を含む。前記透明導体層１０８は、例えば、特に、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）や酸化亜鉛を含んでいてもよい。前記透明導電層１０８のパターニングは、従来のリソグラフエッチング技術によって成される。
【００３８】
図３Ｂで示されるような例示的なＴＦＴ装置の積層膜において、金属がドープされた又は未ドープ（実質的な）のシリコン含有材料、ドープされた又は未ドープのアモルファスシリコン（α―Ｓｉ）、ドープされた又は未ドープのポリシリコン、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、液晶ディスプレイ（又はフラットパネル）で使用される酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）膜のいずれもが、同一の基板処理システムに接続された１つ又は複数のプラズマ助長化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）及び物理気相蒸着（ＰＶＤ）チャンバなどの、少なくとも１つのＣＶＤチャンバ及び少なくとも１つの物理気相蒸着（ＰＶＤ）チャンバを有する基板処理システムの実施例を使用して、蒸着することができ、更に詳細に以下に記載する。一実施例では、ゲート誘電体（ＳｉＮ）及びｎ＋がドープされたアモルファスシリコン膜と同様に実質的なアモルファスシリコンは、同一のＰＥＣＶＤポンプ・ダウンの実行で蒸着することができるので、バックチャネルエッチ（ＢＣＥ）製造手順によって形成されたＴＦＴ構造は好ましい。本明細書に記載されるＢＣＥ処理を使用する積層膜は、４つのパターン化マスクだけを必要とする。
【００３９】
図４Ａ〜９は、本発明の実施例による様々な蒸着技術を使用して、異なるタイプの金属及びシリコン含有膜を基板４２２上に処理するのに適する例示的な基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００の平面図である。基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００は、一般的に、ロードロックチャンバ４０４を介して少なくとも１つの工場インターフェース４０２に接続された搬送ポット４０８又は２つの搬送ポット４０８Ａ、４０８Ｂを含む。場合によっては、２つの工場インターフェースを使用することができる。
【００４０】
前記工場インターフェース４０２は、一般に、そこに格納された１つ又は複数の基板又は基板収納カセットを含む。前記基板収納カセットは、一般的に、前記工場インターフェース４０２内に形成された、複数の収納チャンバ／区画内で移動可能に配置される。前記工場インターフェース４０２は、また、双対の回転翼大気ロボットなどの大気ロボットを含んでいてもよい。前記大気ロボットは、１つ又は複数の基板収納カセットとロードロックチャンバ４０４との間に１つ又は複数の基板を移動するために適する。前記工場インターフェース４０２は、一般的に、大気圧に、又はわずかに高く維持され、前記ロードロックチャンバ４０４は、搬送ポット４０８の真空環境と前記工場インターフェース４０２の一般的な周囲環境との間で基板移動を促進するために配置される。
【００４１】
前記搬送ポット４０８、４０８Ａ又は４０８Ｂ（一般に４０８）は、複数の処理チャンバ４１０、４１０Ａ、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０内で、基板を移動するために適し、搬送ポット４０８、４０８Ａ又は４０８Ｂなどの１つ又は複数のロードロックチャンバ４０４、４０６は、１つ又は複数の処理チャンバ４１０、４１０Ａ、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０及び１つ又は複数のロードロックチャンバ４０４、４０６に囲まれる。前記搬送ポット４０８は、各基板移動後、前記搬送ポット４０８と個々の処理チャンバ４１０、４１０Ａ、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０との間の圧力差を除去する又は最小限にする真空条件に維持される。
【００４２】
本発明の一態様によれば、前記基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００は、一般に、第１の処理モジュール４５０及び第２の処理モジュール４６０を含む。一実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、特定のタイプの膜の基板処理に対応するために構成され、前記第２の処理モジュール４６０は、異なるタイプの膜の基板処理に対応するために構成されている。例えば、前記第１の処理モジュール４５０は、１つ又は複数のシリコン含有膜を処理するために使用することができ、前記第２の処理モジュール４６０は、クラスターツール、製造専有面積及びユーティリィティ要求の数が減少したこれらの２つのタイプの膜の現場処理を促進するために、１つ又は複数の金属含有膜を処理するために使用することができる。
【００４３】
他の実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、特定のタイプの処理チャンバを含むために適し、前記第２の処理モジュール４６０は、異なるタイプの処理チャンバを含むために適する。例えば、前記第１の処理モジュール４５０は、１つ又は複数のＣＶＤチャンバを含んでいてもよい。他の実施例として、前記第２の処理モジュール４６０は、１つ又は複数のＰＶＤチャンバを含んでいてもよい。本発明は、ＰＶＤ、イオン金属注入（ＩＭＰ）、ＣＶＤ、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマエッチング、アニール、洗浄及び他の炉チャンバなどの、第１の処理モジュール４５０及び第２の処理モジュール４６０に他のタイプの処理チャンバなどを接続することをすることを意図する。
【００４４】
本発明は、単一の基板処理システムでの、第１の処理モジュール４５０及び第２の処理モジュール４６０の使用を提供し、基板処理システム又は生産ラインの処理能力を大きく増強する。増強された処理能力は、増強されたＴＡＣＴ時間（実際のサイクルタイムの合計、基板をツール内で処理する／循環するのに必要な期間、例えば、秒／基板）又は１時間（基板の数／時間）で処理ツールが処理することができる増強された基板の数によって一般に表わされる。例えば、本発明の基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００用の処理能力は、時間当たり基板が約１５枚より多く、例えば、時間当たり基板が約２４枚、又はシリコン含有材料の少なくとも３つの層及び金属含有材料の１つ又は複数の層を含む現場蒸着処理のための時間当たり基板が約３０枚である。
【００４５】
図４Ａの実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、第１の搬送ポット、例えば、搬送ポット４０８Ａに接続され、第１のロードロックチャンバ、例えば、基板処理システム４００Ａのロードロックチャンバ４０４から第１の処理モジュール４５０に取り込まれる基板４２２を受ける。前記第１の処理モジュール４５０は、前記第１の処理モジュール４５０と前記第２の処理モジュール４６０の間に位置するロードロックチャンバ４０６などの第２のロードロックチャンバを介して、前記第２の処理モジュール４６０に接続される。
【００４６】
図４Ａの例示的な構成では、前記基板４２２は、１つ又は複数の処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６内の第１の処理モジュール４５０内で移動することができる。一実施例では、処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６の少なくとも１つは、ＣＶＤチャンバである。前記ＣＶＤチャンバは、基板上にシリコン含有材料を蒸着するために構成されていることが好ましい。
【００４７】
更に、前記基板４２２は、前記第１の搬送ポット（例えば、第１の搬送ポット４０８Ａ）及び前記第２のロードロックチャンバ（例えば、前記ロードロックチャンバ４０６）を使用する前記第１の処理モジュール４５０と第２の処理モジュール４６０との間に移動する。前記第２の処理モジュール４６０は、それに連結されるロードロックチャンバ４０６などの第２のロードロックチャンバから基板４２２を受け取るように構成されている。第２の処理モジュール４６０で受け取られた基板４２２は、第２の搬送ポット、例えば、第２の搬送ポット４０８Ｂを使用する１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０に第２のロードロックチャンバを介して移動することにより処理される。
【００４８】
更に、前記基板４２２も、１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０内で第２の処理モジュール４６０内に移動することができる。一実施例では、前記処理チャンバ４１８、４２０の少なくとも１つ、及び第２の搬送ポット４０８Ｂに接続されたいずれの別の処理チャンバは、ＰＶＤチャンバである。前記ＰＶＤチャンバは、基板上に金属含有材料を蒸着するために構成されていることが好ましい。
【００４９】
アプライド・マテリアルズ社から入手可能な双対のアームを有する真空ロボットなどの移動ロボット４３０、４３０Ａ、４３０Ｂ（一般に４３０）は、前記基板４２２を移動させるための搬送ポット４０８に接続することができる。例えば、図４Ａで、第１の移動ロボット４３０Ａ及び第２の移動ロボット４３０Ｂは、前記第１及び第２の搬送ポット４０８Ａ、４０８Ｂにそれぞれ接続されている。従って、図４Ａでは、前記第１の移動ロボット４３０Ａは、前記第１のロードロックチャンバ、前記第１の処理モジュール４５０及び前記第２のロードロックチャンバ内で回転移動可能に構成され、一方、前記第２の移動ロボット４３０Ｂは、前記第２のロードロックチャンバ及び前記第２の処理モジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバ内で回転移動可能に構成されている。別の処理チャンバ、例えば、エッチングチャンバ、アッシングチャンバ、イオン注入チャンバ、加熱チャンバなどは、特に、前記第２の搬送ポット４０８Ｂに接続して、第２の処理モジュール４６０によって処理された後に基板４２２上で別の処理を行うことができる。
【００５０】
図４Ａに示すように、前記基板処理システム４００Ａによって処理された基板４２２は、工場インターフェース４０２から第１の処理モジュール４５０に、基板４２２上での製造手順の処理のための第１のロードロックチャンバ４０４を介して移動することができる。本明細書に記載される本発明の基板処理システムで、前記基板４２２を流すために、前記工場インターフェース４０２は、図４Ａ及び／又は図４Ｂに示すような前記第１のロードロックチャンバ４０４に接続することができる。更に、本発明の方法３００などの現場のコンパクトな製造手順を統合するために、２つの処理モジュールによって行われる異なるタイプの処理間で基板を移動するように、前記第１の処理モジュール４５０によって処理された基板４２２は、前記第２のロードロックチャンバ４０６を介して第１の処理モジュール４５０から第２の処理モジュール４６０に移動することができる。前記ロードロックチャンバ４０４、４０６は、その場集積製造手順の間に必要な特定の適時の方法で、基板４２２を流すための良好なバッファステーションを提供する。
【００５１】
更に、前記第２のロードロックチャンバを使用して、信頼できる基板処理システム、高い基板処理能力、異なるタイプの処理チャンバと処理モジュールとの間の基板フロー及び異なるタイプの処理チャンバと処理モジュールとの間の真空バッファー領域を提供する。例えば、異なるタイプの処理チャンバ及び処理モジュール用の真空圧力の必要条件は異なってもよい（例えば、ＰＶＤ処理は、より低い真空圧力レベルであることを必要としてもよく、このように、ＣＶＤ処理より高い真空度であることを必要としてもよい）。
【００５２】
例として、本発明の基板処理システムの様々な真空圧力レベルは、前記第１の処理モジュール又は前記第１の搬送ポットに接続された前記第２のロードロックチャンバの他方の側に位置する他のバルブを閉じながら、前記第２のロードロックチャンバの一方の側に位置し、前記第１の処理モジュール又は第１の搬送ポットに接続された１つのバルブを開くことにより、部分的に制御することができる。他の例として、１つ又は複数のバルブが、処理チャンバに必要な様々な圧力レベルを維持するために、前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０と前記搬送ポットとの間に位置するように構成されている。本発明の基板処理システムの様々な部分で使用される様々なバルブは、スリットバルブ、ゲートバルブ、スロットバルブなどの真空密封可能なバルブである。例えば、前記第１のロードロックチャンバは、前記基板が工場インターフェイス４０２の大気環境に、及びそこから取り込まれた後、低圧レベルを維持するための内部又は外部真空密封可能バルブを含んでいてもよい。更に、前記バルブは、開閉のための内部又は外部アクチュエーターに接続されていてもよい。
【００５３】
更に、前記第１の搬送ポット４０８Ａ、前記第２の搬送ポット４０８Ｂ及び前記基板処理システム４００Ａの第２のロードロックチャンバを使用すると、異なる真空圧力レベル又は、段階的な真空レベルが提供され、その結果、機器のコストを節約し、寿命を確保し、メンテナンスを省くために、特に、乾燥ポンプ、粗ポンプ、ターボポンプ及び低温ポンプなどの異なるタイプのポンプを使用することができる。例えば、前記第１の搬送ポット４０８Ａ、前記第２の搬送ポット４０８Ｂ及び／又は前記第２のロードロックチャンバ４０６は、様々なチャンバに接続された標準の乾燥ポンプ又は共有ポンプなどのそれほど高価でないポンプを使用して、中間真空環境で維持することができ、一方、前記処理チャンバを低温ポンプなどのより高価なポンプを使用する高真空環境に維持することができる。
【００５４】
図４Ｂの実施例では、前記基板処理システム４００Ａに類似する基板処理システム４００Ｂを提供する。図４Ｂでは、前記第１のロードロックチャンバ４０４は、前記第２の処理モジュール４６０に接続されて、処理される基板４２２を前記ロードロックチャンバ４０４にまず取り込み、前記第２の処理モジュール４６０の第２の搬送ポット４０８Ｂを介して移動し、前記第２の移動ロボット４３０Ｂを使用して、前記第２のロードロックチャンバ４０６上に設置する。２つの処理モジュールに、及び該処理モジュールから流れる同一時間が、前記基板処理システム４００Ａとして必要であるので、これらのステップのすべては、前記基板処理システム４００Ｂの処理能力に過度に影響しなくてもよい。
【００５５】
前記第２の搬送ポット４０８Ｂ及び第２のロードロックチャンバ４０６を介して、前記第１の搬送ポット４０８Ａに移動した後、前記基板４２２は、１つ又は複数の層が前記基板４２２上に蒸着される第１の処理モジュール４５０の１つ又は複数の処理チャンバに、前記第１の移動ロボット４３０Ａによって移動される。その後、前記基板４２２は、前記第２の搬送ポット４０８Ｂに、前記第２のロードロックチャンバ４０６を介して移動されて、前記第２の処理モジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバに、前記第１の移動ロボット４３０Ａによって供給される。
【００５６】
更に、図４Ａ及び／又は図４Ｂに示すように、フレキシブル基板処理シーケンスは、前記第１のロードロックチャンバ４０４に少なくとも１つの工場インターフェース４０２を接続することにより、２つの基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ又はそれらの組み合わせに適用することができる。例えば、基板は、図４Ａに示すような第１の処理モジュールに接続されたロードロックチャンバ、又は選択的に、図４Ｂに示すような第２の処理モジュールに接続されたロードロックチャンバを介して、基板を取り込み及び取り出すことによって、前記第１の処理モジュール及び次いで第２の処理モジュール内で処理することができる。あるいは、基板は、まず、前記第２の処理モジュールで、次いで前記第１の処理モジュール及び／又は前記第２の処理モジュールで処理することができる。他の実施例を図４Ｃに示し、ここで、２つの工場インターフェース４０２Ａ、４０２Ｂは、フレキシブル基板移動シーケンスにおいて、前記ロードロックチャンバ４０４Ａ及び／又は前記ロードロックチャンバ４０４Ｂを介して柔軟に、前記基板処理システム４００Ｃで、及びそこから基板をそれぞれ移動するためのロードロックチャンバ４０４Ａ及びロードロックチャンバ４０４Ｂに接続することができる。
【００５７】
図４Ｂに戻って、前記基板処理システム４００Ｂは、別の処理チャンバ４１０Ａが、前記第１の処理モジュール４５０内に構成され位置させて、より多くの基板をそこで扱うためのシステム処理能力を増加させることができる点で、前記基板処理システム４００Ａとは異なる。例えば、単一層の蒸着用の１つのチャンバ当たり、毎時少なくとも約６０（６）枚の基板の処理能力の増加を得ることができる。他の実施例として、前記処理チャンバ４１０Ａは、本発明の方法３００に記載されるように、薄膜トランジスター構造の多層シリコン含有材料層の蒸着を補助するために使用することができ、３層蒸着のための１つのチャンバ当たり、毎時少なくとも約５枚の（５）基板の処理能力の増加を得ることができる。
【００５８】
実施中、本発明の１つ又は複数の実施例によって、システム、例えば、本発明の基板処理システム４００Ｂで基板を処理する方法は、１つ又は複数の処理チャンバ上に基板を設置する前に、様々な異なる搬送ポット、ロードロックチャンバ、処理モジュールを介して、前記基板を移動するために提供される。前記方法は、ハイブリッド基板処理システムのためのフレキシブルなチャンバ構成を提供する。更に、前記第１及び第２の搬送ポット、及び図４Ｂの第１及び第２の処理モジュールは、相対語であり、本発明の範囲を制限するために解釈されるべきではない。
【００５９】
例えば、本発明の基板処理方法は、基板処理システムの第１のロードロックチャンバに、前記基板を取り込むステップと、前記第１のロードロックチャンバから第１の搬送ポットを介して第２の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、前記基板処理システムの第１の処理モジュールの１つ又は複数の処理チャンバに、前記第２の搬送ポットから基板を移動するステップとを含んでいてもよい。前記方法は、例えば、前記第１の処理モジュールの１つ又は複数の処理チャンバを使用して、１つ又は複数の材料層を蒸着するステップと、前記基板処理システムの１つ又は複数の化学気相蒸着チャンバによって、前記基板上に１つ又は複数のシリコン含有層を蒸着するステップとを含む。
【００６０】
更に、前記方法は、また、第１の処理モジュールの１つ又は複数の処理チャンバから前記第２の搬送ポットに基板を移動するステップと、前記第２の搬送ポットから前記第１の搬送ポットに前記基板を移動するステップと、前記第２の搬送ポットから同一の基板処理システムの第２の処理モジュールの１つ又は複数の処理チャンバに、真空を壊すことなく前記基板を移動するステップと、前記第２の処理モジュールの１つ又は複数の処理チャンバを使用して、１つ又は複数の材料層を蒸着するステップとを含む。例えば、１つ又は複数の金属含有層は、本発明の基板処理システムの１つ又は複数の物理気相蒸着チャンバを使用して、１つ又は複数のシリコン含有層の表面に蒸着される。
【００６１】
更に、前記方法は、前記第２の処理モジュールの１つ又は複数の処理チャンバから前記第１のロードロックチャンバに、第２の搬送ポットを介さずに前記基板を移動するステップと、前記基板処理システムの第１のロードロックチャンバから前記基板を取り出すステップとを含む。
【００６２】
図５の実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、前記搬送ポット４０８などの搬送ポットを介して、前記第２の処理モジュール４６０に接続されており、前記搬送ポット４０８は、処理チャンバ４１８などの前記第２の処理モジュール４６０の１つの処理チャンバに直接接続されている。搬送ポット４０８などの１つの搬送ポットのみを使用して、前記基板４２２は、前記第１の処理モジュール４５０の１つ又は複数の処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、及びコンパクトに縮小された専有面積で、前記第１の処理モジュール４５０と前記第２の処理モジュール４６０との間に移動される。
【００６３】
図５では、前記第２の処理モジュール４６０は、前記第２の処理チャンバの少なくとも１つに接続された搬送ポット４０８から、ロードロックチャンバ、中間／バッファーチャンバ、移動／往復チャンバ又は他の区画ではなく、前記処理チャンバ４１８などの処理チャンバに、前記基板４２２を直接受けるように構成されている。従って、前記基板処理システム５００の専有面積を縮小するために、前記第２の処理モジュール４６０に位置する大きな搬送ポットは必要ない。
【００６４】
前記第２の処理モジュール４６０で受け取られ、前記第２の処理モジュール４６０の処理チャンバの少なくとも１つによって処理されて基板上に少なくとも１層が蒸着される基板４２２は、別の多重層蒸着用の前記第２の処理モジュール４６０の処理チャンバ４１８、４２０間で任意に移動されてもよい。例えば、前記処理チャンバ４１８、４２０間などの前記第２のモジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバ間に位置することができる第２のロードロックチャンバ４０６又は往復チャンバ４２６を介して移動されてもよい。図５の前記第２のロードロックチャンバ４０６の位置は、前記基板処理システム５００の専有面積を縮小するために、ロードロックチャンバ、小寸法の搬送ポット、移動往復チャンバ又は他の適切なチャンバを位置を決めるように構成することができる。
【００６５】
図５では、基板処理システム５００に設置されるために適する前記ロードロックチャンバ４０６及び／又は往復チャンバ４２６は、一般に、１つ又は複数の基板移動シャトル１６００をそこに含んでいてもよい。例えば、前記基板処理システム５００に含まれる前記ロードロックチャンバ４０６及び／又は往復チャンバ４２６は、前記処理チャンバ４１８、４２０間での１つの直線運動で、前記基板４２２を取り扱い移動するように構成されている。前記ロードロックチャンバ４０６及び／又は前記往復チャンバ４２６は、一般に、様々な構成（図１０、１１、１２、１６、１７Ａ、１７Ｂに詳細に記載される）でここに接続される１つ又は複数の基板移動シャトル１６００を含んでいてもよく、その結果、１つ又は複数の基板移動シャトル１６００は、本発明の様々な実施例によって、前記第２の処理モジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０に更に接続することができる。
【００６６】
従って、図５では、前記搬送ポット４０８は、前記第１のロードロックチャンバ（例えば、前記ロードロックチャンバ４０４）、前記第１の処理モジュール４５０、及び基板４２２を移動するための第２の処理モジュール４６０内で回転移動可能であるが、前記基板４２２は、第２のロードロックチャンバ（例えば、前記ロードロックチャンバ４０６）及び／又は前記往復チャンバ４２６を使用して、１つ又は複数の処理チャンバ内で、直線的に移動可能である。
特に、エッチングチャンバ、アッシングチャンバ、イオン注入チャンバ、加熱チャンバなどの別の処理チャンバも、前記第２の処理モジュール４６０によって処理された後に、前記基板４２２上に別の処理を行う第２の処理モジュール４６０に、直線的に接続することができる。
【００６７】
図５の例示的な構成では、前記基板４２２が、工場インターフェース４０２に取り出される、又は第２の処理モジュールの処理チャンバ４１８、４２０に直接移動される基板処理システム５００のロードロックチャンバ４０４に、元に移動されてもよいので、前記第１の処理モジュール４５０によって処理された前記基板４２２は流れない。その結果、前記第１の処理モジュール４５０と前記第２の処理モジュール４６０又は任意の真空バッファーとの間に、段階的なバッファステーションがなく、前記搬送ポット４０８から、前記第２の処理モジュール４６０の前記処理チャンバ４２０、４１８に、前記基板４２２を移動した後に、別のロードロックチャンバ又は工場インターフェース４０２への任意の接続に、前記基板４２２は流れない。
【００６８】
図６Ａの実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、第１の搬送ポット、例えば、前記搬送ポット４０８に接続されて、第１のロードロックチャンバ、例えば、前記基板処理システム６００Ａのロードロックチャンバ４０４から前記第１の処理モジュール４５０に取り込まれる基板４２２を受け取る。前記第１の処理モジュール４５０は、前記第１の処理モジュール４５０と前記ロードロックチャンバ４０６などの前記第２の処理モジュール４６０との間に位置決めされた第２のロードロックチャンバを介して、前記第２の処理モジュール４６０に接続されている。従って、１つのみの搬送ポット、前記搬送ポット４０８を使用して、前記基板４２２は、前記第１の処理モジュール４５０内に位置する１つ又は複数の処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６に移動される。また、前記搬送ポット４０８及び前記第２のロードロックチャンバ（例えば、ロードロックチャンバ４０６）を使用すると、前記基板４２２は、前記第１の処理モジュール４５０と前記第２の処理モジュール４６０との間に移動することができる。
【００６９】
図６Ａの例示的な構成では、前記第２の処理モジュール４６０は、それに接続されたロードロックチャンバ４０６から前記基板４２２を受け取るように構成されている。前記基板処理システム６００の専有面積を低減し、スペースを節約するために、大きな第２の搬送ポット、例えば、前記搬送ポット４０８Ｂは除去され、前記往復チャンバ４２６は、前記第２の処理モジュール４６０内、例えば、前記処理チャンバ４１８、４２０内で右方向に、１つ又は複数の処理チャンバに、及びその処理チャンバから前記基板４２２を取り込み及び取り出すことを提供するために含まれる。一実施例では、１つ又は複数の基板移動シャトル１６００等（図１６〜２０に詳細に記載されるように）は、前記往復チャンバ４２６内部に構成され、前記ロードロックチャンバ４０６及び／又は様々な構成で前記第２の処理モジュール４６０の処理チャンバに接続されている。
【００７０】
図６Ａに示すように、前記処理チャンバは、スペースの制約により前記ロードロックチャンバに直接接続されることができないので、前記第２の処理モジュール４６０に接続された往復チャンバ４２６は、前記第２のロードロックチャンバ４０６と１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０との間で、前記基板４２２を移動するために使用されることが必要である。更に、前記基板４２２の形状が長方形である場合、前記基板４２２の方向は、前記ロードロックチャンバ４０６から処理前の前記処理チャンバ４１８、４２０に、又は前記処理チャンバ４１８、４２０から処理の後のロードロックチャンバ４０６に、９０度の角度で、変化する必要がある。前記往復チャンバ４２６及び１つ又は複数の基板移動シャトル１６００は、また、前記第２の処理モジュール４６０内の単一層、２層、３層又は他の蒸着処理のための処理チャンバ４１８、４２０の間などの前記第２の処理モジュール４６０の処理チャンバ内で、前記基板４２２を往復することを提供することができる。
【００７１】
従って、図６Ａの基板処理システム６００Ａでは、前記搬送ポット４０８内に位置する移動ロボット４３０及び前記移動ロボット４３０のよって移動される基板４２２は、前記第１のロードロックチャンバ、第１の処理モジュール及び第２のロードロックチャンバ内で回転移動可能になり得る。しかし、前記第２の処理モジュール４６０内で処理された基板４２２は、例えば、基板移動シャトル１６００を使用して、前記処理チャンバ、前記第２のロードロックチャンバ（例えば、前記ロードロックチャンバ４０６）及び前記往復チャンバ４２６内で直線的に移動可能である。前記往復チャンバ４２６は、コンパクトな構成で、前記基板４２２の方向の回転変化を提供することにより、前記第２の処理モジュールに、及びそのモジュールから、すばやく前記基板４２２を移し変えるために適する。特に、エッチングチャンバ、アッシングチャンバ、イオン注入チャンバ、加熱チャンバなどの別の処理チャンバは、また、前記第２の処理モジュール４６０に直線的に接続されて、前記第２の処理モジュール４６０によって処理された後、前記基板４２２上で別の処理を行うことができる。
【００７２】
更に、図６Ａの第２のロードロックチャンバを使用すると、異なるタイプの処理チャンバと処理モジュールとの間に、真空バッファー領域が提供され、それは、異なる真空圧力レベルを要求してもよい。様々な真空密封可能なバルブ及びポンプを使用することにより、様々な中間真空レベル、及び高度真空レベルを得ることができる。更に、前記基板処理システム６００Ａ内で搬送ポット４０８及び第２のロードロックチャンバを使用すると、そこで異なる真空圧力レベルが提供され、コストが削減される。例えば、前記搬送ポット４０８、前記ロードロックチャンバ４０６及び／又は前記往復チャンバ４２６は、それほど高価でないポンプ又は共有ポンプを使用して、中間の真空環境に維持することができ、一方、処理チャンバは、より高価なポンプを使用する高い真空環境に維持することができる。
【００７３】
前記基板処理システム６００Ａによって処理された基板４２２は、前記第１のロードロックチャンバ４０４を介して、前記工場インターフェース４０２から前記第１の処理モジュール４５０に、及び前記第２のロードロックチャンバ４０６を介して、前記第２の処理モジュール４６０に前記第１の処理モジュール４５０を介して移動することができる。これは重要であり、多数の基板が異なる処理モジュール内で処理される場合、１つ又は複数の基板が、本発明の基板処理システム内部で同時に処理されることができるように、異なる処理タイミングを可能にする。
【００７４】
図６Ｂの実施例では、前記基板処理システム６００Ｂは、前記基板処理システム６００Ａに類似するように構成され、ここで、前記第１のロードロックチャンバは、前記第１の処理モジュール４５０の代わりに、前記第２の処理モジュール４６０に接続されている。別の処理チャンバ４１０Ａは、処理能力を増加させるために、前記基板処理システム６００Ｂに接続して構成することができる。更に、前記基板処理システム６００Ｂは、付与された基板製造プロセス用の基板処理システム６００Ａより高い基板処理能力を提供する。図６Ａ及び６Ｂによれば、前記工場インターフェース４０２は、柔軟に、図６Ａ及び／又は図６Ｂに示すように、本発明の基板処理システムの第１のロードロックチャンバ４０４に接続することができる。柔軟で多様な基板処理シーケンスは、前記第１の処理モジュール、及び次に第２の処理モジュールで、前記基板処理システム６００Ａ、６００Ｂ又は基板の処理のためのそのそれらの組み合わせを使用して、適用することができ、又は逆に、１つ又は複数のロードロックチャンバ４０４に１つ又は複数の工場インターフェース４０２を接続することによって適用することができる。実施例を、図６Ａ及び／又は図６Ｂに示す。前記基板処理システム６００Ａ及び６００Ｂの組み合わせの１例としては、１つのロードロックチャンバを介して前記第１の処理モジュール４５０に接続された工場インターフェースや、前記往復チャンバ４２６に接続された他の第２のロードロックチャンバを介して、前記第２の処理モジュール４６０に接続された他の工場インターフェースが挙げられる。
【００７５】
図７の実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、搬送ポット、例えば、前記搬送ポット４０８に接続されて、第１のロードロックチャンバ、例えば、前記基板処理システム７００のロードロックチャンバ４０４から前記第１の処理モジュール４５０に取り込まれる基板４２２を受け取る。前記第１の処理モジュール４５０は、前記第１の処理モジュール４５０と前記第２の処理モジュール４６０との間に位置する前記ロードロックチャンバ４０６などの第２のロードロックチャンバを介して、前記第２の処理モジュール４６０に接続される。
【００７６】
図７の例示的な構成では、前記基板４２２は、前記第１の処理モジュール４５０の１つ又は複数の処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、及び前記搬送ポット４０８及び前記第２のロードロックチャンバ（例えば、ロードロックチャンバ４０６）を使用する第１の処理モジュール４５０と第２の処理モジュール４６０との間に移動される。図７の第２のロードロックチャンバを使用すると、真空バッファー領域、従って、前記第１の処理モジュール４５０及び前記第２の処理モジュール４６０のための異なるタイプの処理チャンバ間で、異なる真空圧力レベルが提供される。例えば、前記搬送ポット４０８及び／又は前記ロードロックチャンバ４０６は、中間の真空環境で維持することができ、一方、前記処理モジュール中の処理チャンバを高い真空環境に維持することができる。
【００７７】
前記基板処理システム７００は、第２の搬送ポット又は往復チャンバが第２の処理モジュール４６０に含まれていない本発明の他の基板処理システムと異なり、その結果、前記基板４２２が、前記第２の処理モジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０で、及びその処理チャンバから直線的に移動することにより、前記第２の処理モジュール内で処理される。図７の実施例に示すように、前記処理チャンバ４１８、４２０及び前記第２の処理モジュール４６０内の他の別の処理チャンバは、直線方向に構成され、処理される基板４２２は、処理チャンバ４１８、４２０などの前記第２の処理モジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバ内で、前記基板を直接移動させるための基板処理システム７００内で、前記第２の処理モジュール４６０に位置する１つ又は複数の基板移動シャトル１６００によって移動される。従って、前記基板４２２のコンパクトな現場製造は、前記基板処理システム７００の低減された専有面積内で行うことができる。１つ又は複数の基板移動シャトル１６００も、前記第２の処理モジュール４６０の処理チャンバで及び該処理チャンバから、それらの間で、前記基板４２２の移動のための前記ロードロックチャンバ４０６に接続されていてもよい。更に、前記処理チャンバ４１８、４２０（及びそれに接続された別の処理チャンバ）を使用する１層、２層、３層の蒸着順序は、発明者らによって、柔軟に前記基板処理システム７００に適用されることが意図される。
【００７８】
更に、前記基板処理システム７００は、前記ロードロックチャンバ４０４、４０６を介して、前記第１の処理モジュール４５０の１つ又は複数の処理チャンバ、及び前記第２の処理モジュール４６０を介して、前記工場インターフェイス４０２からの多数の基板の流れを提供することができる。前記第２の処理モジュール４６０で受け取られた基板４２２は、１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０内で移動することにより処理され、特に、エッチングチャンバ、アッシィングチャンバ、イオン注入チャンバ、加熱チャンバなどの別の処理チャンバも、前記第２の処理モジュールに、直線的に又は側面方向に、前記第２の処理モジュールに接続して、前記基板４２２上に第２の処理モジュール４６０によって別の処理を行うことができる。
【００７９】
前記基板処理システム７００で、１つ又は複数の基板移動シャトル１６００を使用すると、別の搬送ポットに、搬送ポットの真空環境の維持に必要な別のポンプ休止時間に取り込み及び再び取り込む必要なしに、前記第２の処理モジュール４６０の処理チャンバの同一真空環境で、及び高い基板処理処理能力に維持された信頼できる基板処理システムが提供される。例えば、１つ又は複数の共有ポンプは、前記第２の処理モジュールの処理チャンバに使用することができる。更に、真空排気用の異なるタイプのポンプを、費用効果に優れて使用することができるように、異なるタイプの処理チャンバ、搬送ポット及び処理モジュール用の真空圧力必要条件は異なってもよい。別の搬送ポット、関連する周辺装置及びポンプの除去は、特定の製造手順を変更する必要なしに、確実に非常に費用効果が優れている。
【００８０】
図８Ａの実施例では、前記第１の処理モジュール４５０は、第１の搬送ポット、例えば、第１の搬送ポット４０８Ａに接続されており、該第１の搬送ポット４０８Ａは、第１のロードロックチャンバ、例えば、前記基板処理システム８００Ａのロードロックチャンバ４０４から前記基板４２２を移動する。前記第２の処理モジュール４６０は、第２の搬送ポット、例えば、前記第１の処理モジュール４５０から前記第２の処理モジュール４６０に前記基板４２２を移動するための第２の搬送ポット４０８Ｂに接続されている。従って、２つの処理モジュールは、前記搬送ポット、前記第１の搬送ポット４０８Ａ及び第２の搬送ポット４０８Ｂを介して連結されている。
【００８１】
前記基板処理システム８００Ａは、第２のロードロックチャンバが第２の処理モジュール４６０に含まれていない基板処理システム４００Ａと異なり、その結果、前記基板４２２が、前記第１の移動ロボット４３０Ａを使用する第１の処理モジュール４５０の１つ又は複数の処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６内で、第１の搬送ポット４０８Ａ内で回転移動可能であり、第２の移動ロボット４３０Ｂを使用する１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０内で、前記第２の搬送ポット４０８Ｂによって第２の処理モジュール４６０内で回転移動可能である。特に、エッチングチャンバ、アッシングチャンバ、イオン注入チャンバ、加熱チャンバなどの別の処理チャンバも、前記第２の処理モジュール４６０に接続して、前記基板４２２上で別の処理を行うことができる。図８Ａに示すように、前記第１の処理モジュール４５０及び前記第２の処理モジュール４６０を介して、前記工場インターフェース４０２へもどり、前記工場インターフェース４０２から処理される前記基板４２２の流れも得ることができる。
【００８２】
図８Ａの例示的な構成では、基板移動シャトルは、２つの搬送ポット４０８Ａ、４０８Ｂ間で基板の移動のための第１の搬送ポット４０８Ａ及び第２の搬送ポット４０８Ｂに接続されるために適してもよく、前記第１の移動ロボット２３０Ａ及び第２の移動ロボット２３０Ｂに設置される基板と調整される。基板移動シャトルは、スペース（前記基板処理システム４００Ａより低減された専有面積）を節約し、かつ更に高処理能力（例えば、前記基板処理システム４００Ａと同じ又はより多いＴＡＣＴ時間）を得るために、様々な真空シールを介して、前記第１の搬送ポット４０８Ａ及び第２の搬送ポット４０８Ｂの上下に設置されるために適する基板移動シャトルであってもよい。真空移動ロボットと基板移動シャトルとの結合は、更に、図１８、１９に記載される。更に、真空密封可能なバルブは、前記第１の搬送ポット４０８Ａと第２の搬送ポット４０８Ｂとの間に位置して、前記基板処理システム８００Ａで真空バッファー／中間領域として、そこでの圧力レベルの柔軟な範囲にそれらを供給し、その結果、前記第１の搬送ポット４０８Ａ及び前記第２の搬送ポット４０８Ｂが、中間真空環境中に維持することができ、一方、すべての処理チャンバを高真空環境に維持することができる。
【００８３】
図８Ｂの実施例では、前記基板処理システム４００Ｂ、６００Ｂに適用されるように、前記基板処理システム８００Ｂは同様に構成されて、別の処理チャンバ４１０Aを加え、システム処理能力を向上する。様々なフレキシブル基板処理シーケンスも、第１の処理モジュール４５０及び／又は本発明の基板処理システムの第２の処理モジュール４６０に、１つ又は複数の工場インターフェースを接続することにより、基板処理システム８００Ａ、８００Ｂ又はそれらの組み合わせを使用して適用することができる。
【００８４】
図９の実施例では、前記第１の処理モジュール４５０及び前記第２の処理モジュール４６０は、同一の搬送ポット、例えば
、搬送ポット４０８に、前記基板処理システム９００で連結されている。従って、更に専有面積を低減し、かつまだ基板処理能力を犠牲にせずに、現場基板処理を提供するために、搬送ポット４０８に位置する単一の基板移動ロボットを使用して、２つの処理モジュールの異なるタイプの処理チャンバ内で、処理される基板４２２は、回転移動可能である。一実施例では、前記基板処理システム９００は、ハイブリッドＰＶＤ−ＣＶＤツールであり、処理チャンバ４１０、４１２、４１４などのＣＶＤチャンバ、又は処理チャンバ４１８、４２０などの１つ又は複数のＰＶＤチャンバを含む。
【００８５】
図９に示すように、前記第２の搬送ポット、第２のロードロックチャンバ及び他のものは、更に、前記基板処理システム４００Ａと比較して、前記基板処理システム９００で取り除かれる。別のタイプの処理チャンバも、前記基板処理システム９００に連結することができる。更に、ＰＶＤチャンバは、一般に、高真空環境を必要とするので、真空バッファーや中間圧力領域はない。しかし、１つ又は複数のポンプ又は１つの共有ポンプが、前記基板処理システム９００の異なる構成材内で使用されてもよい。更に、基板処理は、前記基板処理システム９００の１つ又は複数の異なるタイプの処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１８、４２０に、及びそれらの処理チャンバから連続するので、前記基板４２２の流れはなく、前記工場インターフェース４０２に直接戻る。
【００８６】
図４Ａ〜９に示すように、コントローラー５９０は、前記基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００の様々な構成材と結合し、かつ制御するために含まれる。前記コントローラー５９０は、一般的に、中央処理装置（ＣＰＵ）５９４、サポート回路５９６及びメモリ５９２を含む。前記ＣＰＵ５９４は、様々なチャンバ、装置及びチャンバ周辺装置の制御のために工業セッティングで使用することができるコンピューター・プロセッサーの任意形態のうちの１つであってもよい。前記メモリ５９２、いかなるソフトウェア又は前記ＣＰＵ５９４に接続された、いかなるコンピューター判読可能な媒体は、ランダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、ＣＤ、フロッピーディスク、又は記憶装置用のローカル又はリモートのためのディジタル記憶装置の他の形態などの、１つ又は複数の容易に利用可能なメモリ素子であってもよい。前記サポート回路５９６は、従来の方法で、前記ＣＰＵ５９４をサポートするための前記ＣＰＵ５９４に連結されている。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路類、サブシステム等を含む。
【００８７】
本発明の基板処理システムでの前記方法３００などの、本発明の１つ又は複数の方法の様々なステップを実行するために、前記コントローラー５９０は、コンピューター読取り可能な媒体に構成される。例えば、前記コントローラー５９０は、処理モジュール、処理チャンバ、ロードロックチャンバ、及びそこで行なわる蒸着処理の間で移動するものを含む基板処理システムの操作可能な／処理ステップを制御するために使用されてもよい。前記コントローラー５９０も、基板処理システムの内部の多数基板の処理のためのシーケンスを制御し、第１の処理モジュール、第２の処理モジュール、及び本発明の１つ又は複数の態様によるロードロックチャンバ、搬送ポット及び処理チャンバで、及びそれらから多数の基板を移動するためのタイミングシーケンス／順序よって行なわれる異なるタイプの処理間の様々な工程時間を改善するために使用される。更に、人は、処理される１つ又は複数の基板用の所望の製造手順によって、前記コントローラーによって行なわれるステップを修正することもできる。
【００８８】
一実施例では、本発明のコントローラー５９０は、前記基板処理システム内で同時に処理される１つ又は複数の基板の動作を制御するために使用される。具体的に、様々な基板移動又は取り込み機構、例えば 搬送ポット４０８、４０８Ａ、４０８Ｂ、ロードロックチャンバ４０４、４０６、及び往復チャンバ４２６、そしてそれに関連する任意のソフトウェアによる基板移動のコントロールによる基板移動の制御は、第１の処理モジュール４５０及び第２の処理モジュール４６０で、異なるタイプの処理チャンバのための異なる工程時間及び工程条件の制御に必要なソフトウェアにリンクされる。一つの態様では、先行技術の分離ソフトウェア又は前記コントローラーに接続されたコマンドと比較して、同一のソフトウェアは、前記ロボット４３０、４３０Ａ、４３０Ｂ、前記基板移動シャトル１６００及び基板支持プレート１３２０及び他のものなどの様々な基板移動機構の移動を制御するために使用される。その結果、先の基板移動機構、搬送ポット、ロードロックチャンバ、シャトルアセンブリ又は任意の先の中間真空バッファー領域から前記処理チャンバに、前記基板が処理され移動されるとき、１つ又は複数の処理チャンバ中の１つ又は複数の基板支持体の動作が、かみ合わされるか又は調整される。前記同一のソフトウェアによって、様々な基板支持体（例えば、垂直Ｚ方向の上下移動）の移動の制御と、様々な移動ロボットと基板移動シャトル（例えば、上下移動及びＸＹＺ方向に三次元的に３６０°回転可能）の移動の制御とをリンクして、同時に２つの制御ステップを連動させ、前記基板を移動し、該基板上に材料を蒸着することにより、全体の工程時間及びシステム処理能力を確保するために、調整することができる。
【００８９】
例えば、本発明の基板処理システムの異なるチャンバ内で、真空密封可能なバルブの開閉を調整して、前記基板移動ステップとリンクすることができる。しかし、基板処理の前後に、前記基板支持体を連動するために、前記基板支持体を移動させることによって、様々な真空密封可能なバルブの開閉で調整されることができ、その結果、様々な真空密封可能なバルブが完全に開閉して、工程時間を省き、かつ処理能力を増加させる前に、前記基板支持体は、これに先立って連動することができる。
【００９０】
本発明の一実施例は、また、それに連結された、特に、低温ポンプ、ターボ・ポンプ、標準乾燥ポンプなどの様々なポンプを制御するために、前記コントローラー５９０を使用して、前記基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００の様々なチャンバ及び構成材の内部の様々な圧力レベルの維持を提供する。例えば、本発明のＰＶＤチャンバを、約１０−６トルから約１０−７トルなどの高真空レベルに維持するすることができる。ＰＶＤチャンバに連結された本発明の搬送ポットは、約１０−５トル〜約１０−６トル、又は他のレベルで維持されてもよい。ＰＶＤチャンバに連結された本発明のロードロックチャンバは、約１０−４トル以下、又は他のレベルなどの、約０．５トル以下の中間圧力レベルに維持されてもよい。別の実施例として、本発明のＣＶＤチャンバは、約５トル以下又は約２トル以下などの約１０トル以下で維持することができ、それに接続された搬送ポットは、約２０トル以下又は約３トル以下などの同様の中間真空範囲で維持することができる。しかし、本発明は、上記例示的な圧力範囲に限定されない。
【００９１】
図１０は、本発明のロードロックチャンバ４０４、４０6の一実施例の断面図である。前記ロードロックチャンバ４０４、４０６は、図１０に示すように、複数の単一の基板移動構成部材／サブチャンバ、又は、選択的に、１つ又は複数の移動構成材／サブチャンバ、多数の基板を取り込み取り出すための各サブチャンバを含んでいてもよい。本発明から利益を得るために適応されることができるロードロックチャンバは、一般に、Ｋｕｒｉｔａらの２０００年９月１５日に出願された米国特許出願第０９／６６３，８６２号、Ｋｕｒｉｔａらの２００１年９月２１日に出願された第０９／９５７，７８４号の「処理用機器用の２つの双対スロットロードロック」、Ｋｕｒｉｔａらの２００４年４月２６日に出願された第１０／８３２,７９５号の「大規模領域基板処理システムのためのロードロックチャンバ」に記載され、それらのすべては引用によってその開示内容全体を本明細書に含めることとする。それは、他の構成のロードロックチャンバは、本発明から利益を得てもよいことが意図される。
【００９２】
前記ロードロックチャンバ４０４又は４０６は、複数の真空気密の水平内壁１０１４によって分離され、複数の、縦に積層され、環境的に分離された単一基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４を備えたチャンバ体１０１２を含んでいてもよい。前記内壁１０１４の２つは、図１０に示される。３つの単一の基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４は、図１０に示された実施例に示されるが、それは、本発明のロードロックチャンバ４０４、４０６のチャンバ体１０１２は、単に、１つのロードロックチャンバ又は２つ以上の垂直に積層された基板ロードロックサブチャンバを含んでいてもよいことを意図する。例えば、前記ロードロックチャンバ４０４、４０６は、Nが整数番号である場合に、Ｎ−１の水平内壁１０１４によって分離されたN基板サブチャンバを含んでいてもよい。
【００９３】
図１０に示される実施例では、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４は、各々、基板４２２などの単一の大面積基板を収容するように構成され、その結果、各チャンバの体積を最小にして、速い揚水及びベントサイクルを向上する。例えば、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４は、それぞれ、そこに基板を支持するように構成され、約１０００リットル以下の内部体積を有し、約２．７平方メートルの計画表面積を有する基板を収容してもよい。また、各サブチャンバ／スロットで２つの基板を支持するための、約１６００リットルの内部体積を有する双対スロット双対基板ロードロックチャンバも使用することができる。多数のスロット又は多数の基板支持機構も、本発明の前記ロードロックチャンバ４０６ ４０４に適応することができる。より大きな幅及び／又は長さ及び等しい高さを有する本発明のロードロックチャンバ又はサブチャンバは、更に大きな基板を収容するように構成されてもよいことが意図される。
【００９４】
前記チャンバ体１０１２は、ステンレス鋼、アルミニウムなどの真空条件下の使用にふさわしい剛体材料から製造することができる。更に、前記チャンバ体１０１２は、アルミニウムなどの剛体材料の単一のブロック（例えば、１つ）から製造することができる。又は、前記チャンバ体１０１２又はその一部は、モジュールセクションから製造されてもよく、各モジュールセクションは、一般に、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の１つの一部を含み、連続溶接など真空を完全に維持するのに適切な方法で組み立てられる。更に、前記チャンバ体１０１２の水平壁１０１４は、前記チャンバ体１０１２の側壁に密閉された真空であってもよく、それによって、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４を分離する。例えば、前記ロードロックチャンバ４０４、４０６へ組み立てられた水平壁１０１４は、前記チャンバ体１０１２に連続的に溶接されて、
前記チャンバ体１０１２の内部全体により大きなアクセスを可能としてもよい。
【００９５】
チャンバ体１０１２で画定された基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の各々は、２つの基板アクセス・ポートを含む。例えば、図１０では、チャンバ体１０１２の底に配置された第１の基板サブチャンバ１０２０は、第１の基板アクセス・ポート１０３０Ａ、及び前記搬送ポット４０８及び前記工場インターフェース４０２に接続された第２の基板アクセス・ポート１０３２Ａを含む。前記２つのアクセス・ポートは、例えば、チャンバの側壁の対向面に配置されてもよいが、それらは、チャンバ体１０１２の隣接する壁に代わりに配置されてもよい。前記基板アクセス・ポートは、前記ロードロックチャンバ４０４、４０６から前記基板４２２の入場及び退出を促進するように構成され、例えば、前記基板４２２のサイズに依存して、約２０００ｍｍより大きな幅を有していてもよい。同様に、前記基板サブチャンバ１０２２は、アクセス・ポート１０３０Ｂ、１０３２Ｂによって構成され、前記基板サブチャンバ１０２４は、同様に、アクセス・ポート１０３０Ｃ、１０３２Ｃによって構成されている。
【００９６】
前記基板アクセス・ポート１０３０Ａ、１０３０Ｂ、１０３０Ｃ、１０３２Ａ、１０３２Ｂ、１０３２Ｃの各々は、前記搬送ポット４０８及び前記工場インターフェイス４０２の環境から、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４を選択的に分離するために適する、それぞれのスリット・バルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２６Ｃ、１０２８Ａ、１０２８Ｂ、１０２８Ｃによって選択的に密閉される。前記スリットバルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２６Ｃ、１０２８Ａ、１０２８Ｂ、１０２８Ｃは、回動的に前記チャンバ体１０１２に連結され、アクチュエーター（図示せぬ）を使用して、開閉位置間で移動させてもよい。
【００９７】
前記スリットバルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２６Ｃは、第１の側壁１００２の内側面から前記基板アクセス・ポート１０３０Ａ、１０３０Ｂ、１０３０Ｃを密閉し、それによって、基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４内に位置する。その結果、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４と前記搬送ポット４０８の真空環境との真空（例えば、圧力）差が、前記チャンバ体１０１２の側壁に対して前記スリットバルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２６Ｃを取り込み密封する役目を果たし、それによって真空シールを増強する。これに対して、前記スリットバルブ１０２８Ａ、１０２８Ｂ、１０２８Ｃは、第２の側壁１００４の外側に配置され、それによって、工場インターフェイス４０２の周囲環境と前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の真空環境との間の圧力差が、前記基板アクセス・ポート１０３２Ａ、１０３２Ｂ、１０３２Ｃを密閉する役目を果たすように位置する。本発明から利益をもたらすために適することができるスリットバルブの例は、１９９６年１２月３日に取得されたＦｒｅｅｒｋｓの米国特許第５，５７９，７１８号及び２０００年４月４日に取得されたＴｅｐｍａｎらの米国特許第６，０４５，６２０号に記載されており、それらの両方は、引用によってその開示内容全体を本明細書に含めることとする。
【００９８】
前記基板４２２は、複数の基板支持体１０４４によって、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の各々の底の上に支持され、該基板支持体は、前記チャンバ体１０１２又は水平壁１０１４を備えた高台に構成されて配置される。前記基板支持体１０４４は、例えば、丸い上端を有し、前記基板４２２の引っかき傷や汚染を最小限にするように構成されたステンレスピンであってもよい。他の適切な基板支持体は、２００３年３月４日に登録された米国特許第６，５２８，７６７号、２００１年１０月１７日に出願された米国特許出願第０９／９８２，４０６号、及び２００３年２月２７日に出願された米国特許出願第１０／３７６，８５７号に記載されており、それらのすべては、引用することによってその開示内容全体を含めることとする。
【００９９】
図１１は、図１０の切断線３―３に沿って得られた前記ロードロックチャンバ４０４、４０６の断面図である。前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の各々の側壁は、各チャンバの内部体積内で、圧力の制御を促進するために、それを介して配置された少なくとも１つのポートを含む。例えば、図１１に示す実施例で、前記チャンバ体１０１２は、第３の側壁１００６を介して形成されたベントポート１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃ及び前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４ベント及びポンプダウンのためのチャンバ体１０１２の第４の側壁１００８を介して形成された真空ポート１１０６Ａ、１１０６Ｂ、１１０６Ｃを含む。バルブ１１１０Ａ、１１１０Ｂ、１１１０Ｃ、１１１２Ａ、１１１２Ｂ、１１１２Ｃは、ベントポート１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃ及び真空ポート１１０６Ａ、１１０６Ｃ、１１０６Ｂにそれぞれ接続されており、選択的に、それを通って流れることを防ぐ。前記真空ポート１１０６Ａ、１１０６Ｂ、１１０６Ｃは、１つ又は複数の真空ポンプ１１０８に連結されている。例えば、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の１つ以上は、適切な流れ制御又はリストリクターを備える単一の真空ポンプを共有して、基板サブチャンバ間の選択的揚水を促進してもよく、又は、２つ以上の真空ポンプがあってもよい。前記真空ポンプ１１０８は、選択的に前記搬送ポット４０８の圧力と本質的に一致するレベルまで、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の各々の内部体積内の圧力を低下させるために利用される。
【０１００】
前記搬送ポット４０８と前記ロードロックチャンバ４０４の前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４との間の圧力が、実質的に等しい場合、前記スリットバルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２６Ｃは、処理された基板が前記ロードロックチャンバ４０４に移動することを可能とするために開けられてもよく、また、前記基板アクセス・ポート１０３０Ａ、
１０３０Ｂ、１０３０Ｃを介して前記移動ロボット４３０を使用して、処理される基板は前記搬送ポット４０８に移動する。前記搬送ポット４０８から前記ロードロックチャンバ４０４の基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の基板支持体１０４４上に戻る前記基板４２２を配置した後、前記スリットバルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２８Ｃは閉じられ、前記バルブ１１１０Ａ、１１１０Ｂ、１１１０Ｃは、開けることができ、それによって、ベントガス、例えば、Ｎ２及び／又はＨ２等が前記ベントポート１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃを介して前記ロードロックチャンバ４０４の基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４に流れ込むことを可能にし、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の内容積の圧力を上げることを可能とする。ベントポート１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃを介して、前記内部体積に入るベントガスを、一般的に濾過して、前記基板４２２の潜在的な微粒子の汚染を最小限にする。真空圧力レベルの維持及び前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４内での放出は、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の各々の上で、個々に行なわれることができる。一旦、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の各々の圧力が、前記工場インターフェース４０２と実質的に等しくなれば、前記スリットバルブ１０２８Ａ、１０２８Ｂ、１０２８Ｃは開き、このようにして、前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４と前記工場インターフェイス４０２に連結された基板収納カセットとの間で、前記基板アクセス・ポート１０３２Ａ、１０３２Ｂ、１０３２Ｃを介して、前記工場インターフェース４０２から大気ロボットが基板を移動することを可能にする。
【０１０１】
基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４がコンパクトに構成されているとともに、例えば、３平方メートルより大きい基板サイズ用の約１０００リットル以下の体積で、従来のロードロックチャンバと比較して、ロードロックチャンバ４０４、４０６は低減されたポンプ流量で、毎時約７０枚の基板を移動してもよく、それは、毎時約６０枚の基板の基板移動速度を有する。ポンプ／ベントサイクル当たり約１６０〜１８０秒の低減されたポンプ流量を得ることができる。１サイクル当たり約１３０秒の低減されたポンプ流量を有する他のロードロックチャンバも使用することができる。実質的により長いサイクルは、前記ロードロックチャンバ４０４、４０６内の空気速度を低減し、それによって、凝縮を除去しながら、前記基板の特有の汚染の可能性を低減する。更に、前記基板サブチャンバの例示的な積層構成は、前記ロードロックチャンバの専有面積を増加することなく、基板処理処理能力を向上し、製造設備の全費用の低減において極めて望ましい。更に、３つの単一の基板サブチャンバを有するロードロックチャンバの全体の高さは、従来のロードロックチャンバの高さより小さく、より小さく高価でないパッケージでは、より大きな処理能力を更に提供する。更に、より大きな基板処理能力は、より低い容量を有する他の適切なポンプを使用して、達成することができ、それは、コスト低減に寄与する。
【０１０２】
図１１では、前記チャンバ体１０１２の底及び前記内壁１０１４は、また、そこに形成され、前記基板支持体１０４４上に配置された基板４２２と前記移動ロボット４３０との間に隙間を提供するように構成された１つ又は複数の溝１１１６を含んでいてもよい。前記移動ロボット４３０のブレード又は指は、前記基板サブチャンバ内の予め定めた位置に前記溝１１１６中へ移動することができ、前記ブレードは、前記基板支持体１０４４から前記基板４２２を持ち上げるために上げられる。その後、基板４２２を運ぶブレードは、前記基板サブチャンバから退避される。前記基板４２２は、前記基板支持体１０４４上に、逆の方法で設置することができる。
【０１０３】
前記ロードロックチャンバ４０４、４０６も、特に、加熱、冷却などの前記基板４２２上の別の基板準備又は処理ステップを行うために使用されてもよく、一方、前記基板４２２は、異なる処理モジュールの処理チャンバによって行なわれた異なるタイプの処理によって処理される本発明の基板処理システムに、及びそのシステムから、前記工場インターフェース４０２から移動される。一実施例では、前記基板支持体１０４４上に位置する時、急速に前記基板４２２を加熱し及び／又は冷却するために、前記ロードロックチャンバ４０４の前記基板サブチャンバ１０２０、１０２２、１０２４の少なくとも１つは適応される。前記ロードロックチャンバ４０４の加熱及び冷却性能の詳細は、一般に、米国特許第６，０８６，３６２号、第６，１９３，５０７号、第６，４３５，８６８号の発明の名称「基板処理システム用多機能チャンバ」に記載されており、それらのすべては、引用によってその開示内容全体を含めることとする。
【０１０４】
図１２は、前記基板移動シャトル１６００などの基板移動シャトル機構に接続することができる本発明の前記ロードロックチャンバであるように構成され適応することができる他の例示的なロードロックチャンバ１３００を示す。例えば、前記ロードロックチャンバ１３００は、図５、６Ａ、６Ｂ、７のロードロックチャンバ４０６であるように適応することができる。前記ロードロックチャンバ１３００は、基板支持プレート１３２０又は同様の支持機構を含み、移動ロボット又は基板移動シャトルからその上に受け取られた基板を支持してもよい。
【０１０５】
前記基板支持プレート１３２０は、本発明の移動ロボット及び／又は基板移動シャトルから前記基板を取り込み及び取り出すのに適する異なる位置で調整される様々な高くした位置又は低くした位置に、前記基板支持プレート１３２０上の基板を上下するためのリフト機構（図示せぬ）に連結された軸１３２２上に位置する。前記基板支持プレート１３２０の表面は、前記基板の形状に一般に等角であり、前記基板の計画表面より任意に、わずかに大きくても小さくてもよい。
【０１０６】
図１２では、前記ロードロックチャンバ１３００のチャンバの壁１３３８Ａ、１３３８Ｂは、本発明の基板処理システムの他のチャンバへ接続するスリットバルブ１３６０又はゲートバルブなどの真空密封可能なバルブを含んでいてもよい。前記ロードロックチャンバ１３００は、また、基板支持プレート１３２０内又は基板支持プレート１３２０の真下になどのそこ又はその真下に、発熱体又は冷却管を含み、前記基板処理に先立って、又はその基板処理後に、前記基板を加熱又は冷却してもよい。
【０１０７】
更に、１枚以上の基板支持プレート１３２０は、１つ又は複数の基板をそこに支持するための単一のロードロックチャンバ１３００に構成し位置することができる。又は、垂直又は水平に２つ以上のロードロックチャンバ１３００を接続し、それぞれが少なくとも１つの移動可能な基板支持プレート１３２０を有することなどにより、２つ以上のロードロックチャンバ１３００又はサブチャンバを使用することができる。
【０１０８】
図１３は、本発明の搬送ポットの一実施例の断面図である。前記搬送ポット４０８、４０８Ａ又は４０８Ｂは、そこに配置された、双対のブレード真空ロボットなどの、少なくとも１つの移動ロボット４３０、４３０Ａ又は４３０Ｂを含んでいてもよい。前記搬送ポット４０８は、１つ又は複数のロードロックチャンバ、又は積層された異なるロードロックチャンバに連結されてもよく、ロードロックチャンバのそれぞれは、例えば、３重単一基板ロードロック（ＴＳＳＲ）、２重双対スロットロードロック（ＤＤＳＬ）、単一双対スロットロードロック（ＤＳＬ）又は他の従来のロードロックであってもよい。前記搬送ポット４０８も、本発明の処理チャンバ４１０、４１０Ａ、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０、ロードロックチャンバ４０４、４０６及び往復チャンバ４２６などの、少なくとも１つの処理チャンバ及び／又は他の別のロードロックチャンバ、バッファステーション、往復チャンバ及び往復機構に連結されていてもよい。図４Ａ〜９に示すように、前記搬送ポットは、１つ又は複数のチャンバに連結されてもよいことは注目され、それに接続されたチャンバの数は、限定されない。例えば、本発明の搬送ポットは、他のそれらの組み合わせのうち、３チャンバ、１つはロードロックチャンバで２つは処理チャンバなどの２つ以上のチャンバに連結されていてもよい。又は、各々が同一又は異なる種類である合計６つのチャンバが、本発明の搬送ポットに連結されていてもよい。他の例として、合計７、８以上のチャンバが、前記搬送ポットに連結されてもよく、前記搬送ポットは六角形、八角形又はその周囲に他の形状を得てもよい。
【０１０９】
図１３に示すように、前記搬送ポット４０８は、ベース１２１０上に位置するように構成された本体１２０７を含む。前記本体２０７は、内壁１２０９及び外壁１２１１を有していてもよい。前記内壁１２０９の形状は円筒状であってもよく、前記外壁１２１１は、六角形又は他の形状であってもよく、本発明の処理チャンバ又はロードロックチャンバに連結されるのに適する側壁を形成する水平な領域を含んでいてもよい。前記本体１２０７は、例えば、特に、ステンレス鋼、アルミニウムなどの単一の１片の材料から機械加工されてもよい。前記本体１２０７の高さは、前記搬送ポット４０８の全体の体積及び重量を低減するために、最小限にされる。
【０１１０】
側壁のそれぞれは、スリットバルブ１０２６Ａ、１０２６Ｂ、１０２６Ｃなどの１つ又は複数のバルブに連結された１つ又は複数の開口を含んでいてもよく、それを介して、前記移動ロボット４３０を使用して、前記搬送ポット４０８からロードロックチャンバへ、又は逆に基板４２２（図示せぬ）を移動してもよい。他の側壁は、１つ又は複数の開口１２０２、１２０４を含んでいてもよい。例えば、前記開口１２０２は、処理チャンバ、例えば、バルブ１２２６を介して、図１３に示すような処理チャンバ４１８に連結されていてもよい。前記バルブ１２２６は、従来のゲートバルブ、スリットバルブ又は他の従来のバルブであってもよい。前記バルブ１２２６は、それと関連するアクチュエーター（図示せぬ）を使用して、前記搬送ポット４０８の側壁の内側又は外側から前記開口１２０２を選択的に開閉してもよい。更に、開口１２０４は、ポンプ機構（図示せぬ）に連結して、適切な真空度に前記搬送ポット４０８の圧力レベルをポンプダウンしてもよい。
【０１１１】
前記移動ロボット４３０の回転運動、好ましくは３６０度及び垂直移動を提供するために、軸１２２０及びリフト機構は、前記移動ロボット４３０及び搬送ポット４０８のベース１２１０に連結されていてもよい。前記移動ロボット４３０の回転運動は、前記搬送ポット４０８に接続された異なるチャンバ内で、前記基板４２２を移動させるために必要であってもよく、前記移動ロボット４３０の垂直移動は、本発明の様々なチャンバの側壁上の異なるアクセス・ポート及び／又は開口に位置合わせされた位置に対して、前記基板４２２を垂直に移動させることが必要であってもよい。
【０１１２】
前記搬送ポット４０８の圧力は、それに連結された、ポンプ機構によって維持され、それは、特に、乾燥ポンプ、粗ポンプ、ターボポンプ及び低温ポンプなどの１つ又は複数のポンプを含んでいてもよい。前記搬送ポット４０８の圧力は、前記処理チャンバと前記搬送ポットの間の所要の最低圧力差に依存して、約１トル〜約５トル、又は約２トル〜約３トルなどの約５トル以下の範囲に維持することができる。また、前記搬送ポットの高真空ベース圧力が必要な場合、前記搬送ポット４０８は、約１０−５トル〜約１０−６トルなどの約１０−３トル以下に維持することができる。
【０１１３】
本発明の一実施例は、それに連結された様々なＰＶＤ処理チャンバの高真空要求に適合する前記第２の搬送ポットの高真空ベース圧力を得るために、高い排出効率で低温ポンプに接続されている第２の搬送ポットを提供し、また、前記第２の搬送ポットは、約１０−５トル〜約１０−６トルなどの約１０−４トル以下のベース圧力で維持することができる。
【０１１４】
本発明の利益を利用することができる別の搬送ポットは、一般に、２０００年３月１０日に出願された米国特許第６，７８６，９３５号のＰｏｗｅｌｌによる「構成材を生産するための真空処理システム」、及び２００３年６月２０日に出願された米国特許出願第１０／６０１，１８５号のＫｕｒｉｔａらによる「真空処理システムのための搬送ポット」に記載されており、これらは同一人に共通して譲渡され、引用によってその開示内容全体を本明細書に含めることとする。
【０１１５】
図１４は、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズの１部門のＡＫＴから利用可能な、化学気相蒸着システム又はプラズマ助長化学気相蒸着システムなどの蒸着システム１４００の一実施例の概略断面図である。前記蒸着システム１４００は、ガス源１４０４、電源１４２２及び／又は洗浄源１４８２に連結された、一般に、本発明の処理チャンバ、例えば、示される処理チャンバ４１０を含む。本発明の前記処理チャンバ４１０Ａ、４１２、４１４、４１６は、同様の方法で構成することができる。
【０１１６】
前記処理チャンバ４１０は、部分的に処理領域１４１２を定義する壁１４０６及び底１４０８を含む。前記処理領域１４１２は、ポート及びバルブ（図示せぬ）を介して一般にアクセスされて、前記処理チャンバ４１０内へ、及びその処理チャンバから前記基板４２２の移動を促進する。前記壁１４０６は、前記処理チャンバ４１０からのいかなるガス及び処理副生成物を排出するための排出ポート（それは、図示せぬポンプに接続された様々なポンプ構成材を含む）に前記処理領域１４１２を接続するポンププレナム１４１４を含む蓋アセンブリ１４１０を支持する。
【０１１７】
温度制御された基板支持アセンブリ１４３８は、処理チャンバ４１０内の中心に配置される。前記基板支持アセンブリ１４３８は、処理中に前記基板４２２を支持する。前記基板支持アセンブリ１４３８は、そこに埋め込まれた少なくとも１つのヒーター１４３２を含む。抵抗素子などの基板支持アセンブリ１４３８に配置されたヒーター１４３２は、任意の電源１４７４に連結され、約５００℃以下、例えば、約３００℃〜約４００℃などの所定温度に、その上に位置する支持アセンブリ１４３８及び基板４２２を制御可能に加熱する。
【０１１８】
一実施例では、前記ヒーター１４３２の温度は、材料層が蒸着されるための蒸着処理パラメーターに依存して、約２０℃〜約１００℃などの約１００℃以下にセットすることができる。例えば、低温蒸着処理のために、前記ヒーターは約６０℃にセットすることができる。別の実施例では、処理される基板４２２の温度を、約２０℃〜約８０℃などの１００℃以下の一定の温度に維持するために、そこに流れる湯を有するポートは、基板支持アセンブリ１４３８に配置される。又は、前記ヒーター１４３２は、前記基板支持アセンブリ１４３８の内部を流れる湯のみで止めて、蒸着中に基板の温度を制御することができ、低温蒸着処理のために約８０℃以下の基板温度となる。
【０１１９】
前記支持アセンブリ１４３８は、一般にアースされて、前記電源蓋アセンブリ１４１０と前記基板支持アセンブリ１４３８（又はチャンバの蓋アセンブリ内に、又はそのアセンブリの近くに位置した他の電極）との間に位置する、ガス分布プレートアセンブリ１４１８に前記電源１４２２によって供給されたＲＦ電源は、前記支持アセンブリ１４３８と前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８との間の前記処理領域１４１２に存在するガスを励起することができる。前記電源１４２２からのＲＦパワーは、前記基板のサイズに比例して一般に選択され、化学気相蒸着処理を促進する。
【０１２０】
一実施例では、約４００Ｗ〜約３０，０００Ｗなどの約１０Ｗ以上のＲＦパワーを電源１４２２に印加して、前記処理領域１４１２に電界を生成する。前記電源１４２２及びマッチング回路（図示せぬ）は、前記処理領域１４１２に前駆物質ガスからの処理ガスのプラズマを作成し保持する。１３．５６ＭＨｚの高周波ＲＦパワーを好ましく使用することができるが、これは重要でなく、より低い周波数も使用することができる。
更に、前記チャンバの壁は、セラミック材料又は陽極酸化アルミニウム材料で被覆することにより保護することができる。
【０１２１】
一般に、前記支持アセンブリ１４３８は、それに接続され、上げられた処理位置（図示する）と下げられた基板移動位置との間で前記支持アセンブリ１４３８を移動させるためのリフト機構（図示せぬ）に接続された軸１４４２を含む。前記軸１４４２は、更に、支持アセンブリ１４３８と前記化学気相蒸着システム１４００の他の構成材との間で電気的熱電対リード線のための導管を提供する。送風機１４４６は、前記基板支持アセンブリ１４３８に連結され、前記処理領域１４１２と前記処理チャンバ４１０の外側の大気との間に真空密封を提供し、前記基板支持アセンブリ１４３８の垂直移動を促進する。
【０１２２】
一実施例では、前記基板と前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８の間の間隔は、処理中に約４００ミル〜約１６００ミルなどの約４００ミル以上であるように、前記処理チャンバ４１０の前記リフト機構は調節される。大きな基板の領域上に必要な膜均一性を維持しながら、間隔を調節する能力によって、前記処理を広範囲の蒸着条件にわたって、最適化することができる。アースされた基板支持アセンブリ、高圧及び接近する間隔の組み合わせによって、前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８と前記基板支持アセンブリ１４３８との間に、高度のプラズマ制限が付与され、それによって、反応種の集中及び対象薄膜の蒸着速度を増加する。
【０１２３】
前記支持アセンブリ１４３８は、更に外接するシャドウ・フレーム１４４８を支持する。一般に、前記シャドウ・フレーム１４４８は、前記基板４２２の端及び前記支持アセンブリ１４３８で蒸着を防ぐ。前記蓋アセンブリ１４１０は、一般的に、前記ガス源１４０４によって提供される処理ガスを、前記処理チャンバ４１０に導入する入場ポート１４８０を含む。前記入場ポート１４８０も、前記洗浄源１４８２に連結されている。前記洗浄源１４８２は、一般的に、解離フッ素などの洗浄剤を提供し、それは、処理チャンバ４１０に導入され、前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８を含む処理チャンバハードウェアから、蒸着副生成物及び膜を取り除く。
【０１２４】
前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８は、例えば、大面積基板には多角形、ウェハには円形などの、前記基板４２２の輪郭に実質的に従うように一般的に構成される。前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８は、穿孔された領域１４１６を含み、それを介して、前記ガス源１４０４から供給される水素ガスなどの前駆物質ガスや他のガスが、前記処理領域１４１２に供給される。前記穿孔されたエリア１４１６は、前記処理チャンバ４１０内に前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８を介して通り抜けるガスの均一分布を提供するように構成されている。前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８は、一般的に、ハンガー・プレート１４６０からつるされた散布プレート１４５８を含む。複数の気体通路１４６２は、前記散布プレート１４５８を通って形成され、前記ガス分布プレートアセンブリ１４１８を介して前記処理領域１４１２に通り抜けるガスの所定の分布を可能とする。
【０１２５】
本発明の利益を得るために用いることができるガス分布プレートは、一般に、Ｋｅｌｌｅｒらにより２００１年８月８日に出願された米国特許出願第０９／９２２，２１９号、２００２年５月６日に出願された第１０／１４０，３２４号、Ｂｌｏｎｉｇａｎらによる２００３年１月７日に出願された第１０／３３７，４８３号、Ｗｈｉｔｅらによる２００２年１１月１２日登録された米国特許第 ６，４７７，９８０号、Ｃｈｏｉらにより２００３年４月１６日出願された米国特許出願第１０／４１７，５９２号に記載され、これらは同一人に譲渡され、引用によってその開示内容全体を本明細書に含めることとする。
【０１２６】
本発明は、ある実施の形態及び実施例に従って記載されたが、本発明は、それに限定されることを意味しない。例えば、図１４に示すように、例示的な処理チャンバは、本発明の処理チャンバ４１０、４１０Ａ、４１２、４１４、４１６のうちいずれかに適応することができる。又は、前記ＣＶＤ処理は、ここで、実際的な蒸着速度で、高品質膜を得るために、ガス流速、圧力及び温度を調節することにより、特に、低圧ＣＶＤチャンバ、低温ＣＶＤチャンバ、高温ＣＶＤチャンバなどの、プラズマ助長ＣＶＤチャンバ及び他のＣＶＤチャンバを使用して行うことができる。
【０１２７】
本発明の1つの実施例は、更に、前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａは、前記基板上に同じフィルム・タイプ又は異なる材料を蒸着するために使用される同じタイプ又は異なるタイプのＣＶＤチャンバとすることができる。例えば、前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａは、本発明の多層積層膜を蒸着するために使用することができ、ここで、前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６の各1つは、1つ又は複数の共有され又は異なる電源、ガス源、洗浄源及び／又は他のチャンバ周囲及び本発明の多層積層膜を蒸着するためのチャンバ構成材を使用する同一又は異なるＣＶＤ処理を行うように構成されている。
【０１２８】
一実施例では、前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａに順次前記基板４２２を移動することにより、本発明の多層積層膜は、異なるチャンバで、順次蒸着することができ、各々の処理チャンバは、前の処理チャンバで蒸着された材料上に１つ又は複数の材料を蒸着するように構成されている。別の実施例として、前記基板は、同一タイプの処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａの他の１つを通ることなく、前記ロードロックチャンバから前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６のうちの１つに移動され、ここで、各処理チャンバは、それぞれ連続して単一の処理チャンバで前記基板上に、本発明の多層積層膜の全体又は部分を蒸着するように構成されている。
【０１２９】
一実施例では、１つ又は複数の同一タイプの処理チャンバは、基板処理の処理能力を増加させるために、本発明の基板処理システムに連結される。例えば、前記処理チャンバ４１０などのプラズマ助長ＣＶＤチャンバは、３つのシリコン含有活性層を蒸着するために使用され、毎時少なくとも約５枚の基板又は毎時約６枚の基板の処理能力を有していてもよい。３つの処理チャンバが連結される場合、毎時少なくとも約１５枚の基板の処理能力は得ることができ、例えば、１時間以上毎に、約１８枚の基板の処理能力が、前記基板処理システム９００の処理チャンバ４１０、４１２、４１４を使用して得ることができる。前記基板処理システムでの他のチャンバが、処理能力を制限していない場合、毎時約２４枚の基板などの、毎時少なくとも約２０枚の基板の高処理能力は、本発明の基板処理システム４００Ａ、４００Ｃ、５００、６００Ａ、７００、８００Ａを使用して得ることができる。例えば、本発明の方法３００を使用する、３つのシリコン含有活性層及び多重金属層を蒸着するために、本発明の基板処理システムによる毎時約２４枚の基板の高処理能力は著しい。別の実施例として、毎時少なくとも約３０枚の基板の高処理能力は、本発明の基板処理システム４００Ｂ、６００Ｂ、８００Ｂを使用して得ることができる。更に、前記処理チャンバ中の基板移動の数は、好ましく低減することができる。
【０１３０】
他の実施例では、本発明は、コストを削減し、高処理能力を提供するために、同様のタイプのＣＶＤ処理を行うように構成された本発明の前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａのための、異なる又は共有された電源１４２２、ガス源１４０４及び／又は洗浄源１４８２を提供する。更に、前記処理チャンバ４１０用ポンプは、コストを低減するために、様々なポンプ構成材及びフローリストリクターに連結されることにより、異なる、又は処理チャンバ４１２、４１４、４１６、４１０Ａと共有することができる。また、異なるポンプは、異なる処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａに連結することができる。
【０１３１】
図１５は、本発明の一実施例による例示的な処理チャンバ１５００を示す。本発明から利益をもたらすために適することができる処理チャンバ１５００の１つの実施例は、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズから入手可能な物理気相蒸着（ＰＶＤ）処理チャンバである。前記処理チャンバ１５００は、チャンバ体１５０２及び蓋アセンブリ１５０６を含み、処理ボリューム１５６０を画定する。前記チャンバ体１５０２は、アルミニウム又は溶接されたステンレス鋼板の単一ブロックから一般的に製造される。
前記チャンバ体１５０２は、一般に、側壁１５５２及び底１５５４を含む。
【０１３２】
前記側壁１５５２及び／又は底１５５４は、一般に、アクセス・ポート１５５６及びポンプポート（図示せぬ）などの複数の開口を含む。前記ポンプポートは、前記処理ボリューム１５６０内の圧力を抜き、制御するポンプ装置（これも図示せぬ）に連結されている。前記ポンプ装置は、前記処理チャンバ４１８、４２０などの前記処理チャンバ１５００の圧力を高真空レベルに維持することができる。例えば、前記処理チャンバ４１８、４２０の圧力レベルは、約１０−３トル以下、約１０−５トル〜約１０−７トル、又は約１０−７トル以下などの約１トル以下に維持することができる。
【０１３３】
前記アクセス・ポート１５５６は、スリットバルブ又は他の真空密封可能なアセンブリによって密封可能であり、前記搬送ポット４０８及び本発明の前記基板処理システムの他のチャンバに連結して、前記処理チャンバ１５００に、及びその処理チャンバから、前記基板４２２（例えば、フラットパネルディスプレイ基板又は半導体ウェハ）を入退出する。シャッタ・ディスク・ポート（図示せぬ）などの他の開口は、また、任意に側壁１５５２及び／又はチャンバ体１５０２の底１５５４上に形成されてもよい。
【０１３４】
前記チャンバ体１５０２及び前記処理チャンバ１５００の関連構成材の寸法は、限定されず、前記処理チャンバ１５００内で処理される前記基板４２２のサイズ及び寸法より一般に比例して大きい。例えば、約３７０ｍｍ〜約２１６０ｍｍの幅及び約４７０ｍｍ〜約２４６０ｍｍの長さを有する大面積の正方形基板を処理するとき、前記チャンバ体１５０２は、約５７０ｍｍ〜約２６６０ｍｍの幅及び約５７０ｍｍ〜約２３６０ｍｍの長さを有していてもよい。一実施例として、約１０００ｍｍ×１２００ｍｍの基板サイズを処理する場合、前記チャンバ体１５０２は、約１７５０ｍｍ×１９５０ｍｍの断面寸法を有していてもよい。別の実施例として、約１９５０ｍｍ×２２５０ｍｍの基板サイズを処理する場合、前記チャンバ体１５０２は、約２７００ｍｍ×３０００ｍｍの断面寸法を有していればよい。
【０１３５】
前記蓋アセンブリ１５０６は、一般に、ターゲット１５６４、及びそれに接続された接地シールドアセンブリ１５１１を含む。前記ターゲット１５６４は、ＰＶＤ処理の間、前記基板４２２の表面上に蒸着することができる材料源を提供する。前記ターゲット１５６４又はターゲットプレートは、蒸着種になる材料から製造されていてもよく、又は、それは、蒸着種のコーティングを含んでいてもよい。スパッタリングを促進するために、前記電源１５８４などの高電圧電源は、前記ターゲット１５６４に接続されている。前記ターゲット１５６４は、一般に、周辺部分１５６３及び中央部分１５６５を含む。前記周辺部分１５６３は、前記チャンバの側壁１５５２上に配置される。前記ターゲット１５６４の中央部分１５６５は、突出する、又は基板支持体１５０４の方に延在してもよい。他のターゲット構成が同様に利用されてもよいことが意図される。例えば、前記ターゲット１５６４は、それに接合されている又は取り付けられた所望の材料の中央部分を有する受け板を含んでいてもよい。前記ターゲット材は、更に、前記ターゲットを形成する材料の隣接するタイル又はセグメントを含んでいてもよい。任意に、前記蓋アセンブリ１５０６は、更にマグネトロンアセンブリ１５６６を含んでいてもよく、それは、処理中に前記ターゲット材の消費を向上する。
【０１３６】
前記基板４２２上に材料を蒸着するスパッタリング処理中に、前記ターゲット１５６４及び前記基板支持体１５０４は、前記電源１５８４によって、相対的に互いにバイアスをかけられる。不活性ガス及び他のガスなどの処理ガス、例えば アルゴン及び窒素は、ガス源１５８２から１つ又は複数の開口（図示せぬ）まで処理ボリューム１５６０に供給され、該開口は、前記処理チャンバ１５００の側壁１５５２に一般的に形成されている。前記処理ガスは、点火されてプラズマとなり、プラズマ内のイオンは、前記ターゲット１５６４に向けて加速されて、前記ターゲット材は、粒子内に前記ターゲット１５６４から除去される。前記除去された材料又は粒子は、前記基板４２２上に材料膜を蒸着して、印加されたバイアスを介して、前記基板４２２に引き寄せられる。
【０１３７】
前記接地シールドアセンブリ１５１１は、接地フレーム１５０８、接地シールド１５１０又はターゲットシールド部材、暗部シールド、暗部シールドフレームなど任意のチャンバシールド部材を含む。前記接地シールド１５１０は、前記ターゲット１５６４の中央部分１５６５を囲み、前記処理ボリューム１５６０内の処理領域を画定し、前記接地フレーム１５０８によって前記ターゲット１５６４の周辺部分１５６３に連結されている。前記接地フレーム１５０８は、前記処理チャンバ１５００（一般的に、側壁１５５２を介して）の前記チャンバ体１５０２に接地パスを提供しながら、前記ターゲット１５６４から前記接地シールド１５１０を絶縁する。前記接地シールド１５１０は、前記接地シールド１５１０によって限定された領域内のプラズマを抑制して、単に、前記ターゲット１５６４の中央部分１５６５からターゲット源材料が放出されることを確実にする。前記接地シールド１５１０は、また、主に、前記基板４２２上に、放出されたターゲット源材料の蒸着を促進してもよい。これは、放出された種又はプラズマからの蒸着又はアタックから、前記チャンバ体１５０２の他の領域を保護すると同様に前記ターゲット材の効率的使用を最大限にし、それによって、チャンバの寿命を向上し、前記チャンバを洗浄又は維持するために必要な休止時間及びコストを低減する。前記接地シールド１５１０を囲む前記接地フレーム１５０８の使用に由来する他の利益は、前記チャンバ体１５０２（例えば、蒸着された膜の剥がれ又はプラズマからの前記チャンバ体１５０２のアタックによる）から放出され、前記基板４２２の表面に再度蒸着される粒子が低減することであり、それによって、製品品質と収率が向上する。前記接地シールド１５１０は、１個以上の加工中の製品破片及び／又は１つ又は複数の角部分から形成されていてもよく、多くのこれらの部分は、溶接、固着及び高圧圧縮などの、本技術分野で公知の接着方法を使用して、接合される。
【０１３８】
前記基板支持１５０４は、前記チャンバ体１５０２の底１５５４に一般に配置され、前記処理チャンバ１５００内で基板処理中に前記基板４２２をその上に支持する。前記基板支持体１５０４は、前記基板４２２を支持するためのプレート状体、及び前記基板４２２の保持と位置合わせのためのいかなる別のアセンブリ、例えば、静電チャック及び他の位置決め手段を含んでいてもよい。前記基板支持体１５０４は、１つ又は複数の電極及び／又はプレート状体支持体内に埋め込まれた発熱体を含んでいてもよい。
【０１３９】
処理される基板４２２の温度は、このように、約２００℃以下などの約５００℃以下に維持することができる。一実施例では、任意の表面処理、任意の基板冷却及び／又は予熱処理などの前記基板４２２の現場処理は、本発明の基板処理システム内で、前記処理チャンバ１５００に前記蒸着システム１４００から真空を破ることなく、前記基板４２２を移動することにより行うことができる。前記蒸着システム１４００と前記処理チャンバ１５００との処理温度範囲は、比較可能であり、その結果、前記蒸着システム１４００及び前記処理チャンバ１５００が、本発明の前記基板処理システム４００Ａ、４００Ｂ、５００、６００Ａ、６００Ｂ、７００、８００Ａ、８００Ｂ、９００に連結される場合、その場基板処理を得ることができる。
【０１４０】
軸１５８７は、前記チャンバ体１５０２の底１５５４を介して延在し、リフト機構１５８８に前記基板支持体１５０４を連結する。前記リフト機構１５８８は、下方位置と上方位置との間で、前記基板支持体１５０４を移動させるように構成されている。前記基板支持体１５０４は、図１５で中間位置に示される。送風機１５８６は、前記基板支持１５０４と前記チャンバの底１５５４との間に、一般的に配置され、フレキシブルシールをその間に提供し、それによって、前記チャンバボリューム１５６０の真空完全性を維持する。
【０１４１】
任意に、シャドウ・フレーム１５５８及びチャンバシールド１５６２は、前記チャンバ体１５０２内に配置されてもよい。前記シャドウ・フレーム１５５８は、一般に、前記シャドウ・フレーム１５５８の中心を介して露出する前記基板４２２の一部への蒸着を制限するように構成される。前記基板支持１５０４が処理のために、上方位置に移動される場合、前記基板支持体１５０４上に配置された基板４２２の外側端は、前記シャドウ・フレーム１５５８と連動し、前記チャンバシールド１５６２から前記シャドウ・フレーム１５５８を持ち上げる。前記基板支持体１５０４が、前記基板支持体１５０４から前記基板４２２を取り込み取り出すために下方位置に移動される場合、前記基板支持体１５０４は、前記チャンバシールド１５６２及び前記アクセスポート１５５６の下に位置する。その後、前記シャドウ・フレーム１５５８及び前記チャンバシールド１５６２を洗浄する間に、前記側壁１５５２上の前記アクセス・ポート１５５６を介して、前記基板４２２を前記処理チャンバ１５００から移動する、又は該処理チャンバに設置してもよい。リフトピン（図示せぬ）は、前記基板４２２を前記基板支持体１５０４から遠ざけて間隔を置き、単一のアームロボット又は双対のアームロボットなどの前記処理チャンバ１５００の外部に配置された移動ロボット４３０又は移動機構によって、前記基板４２２の配置又は除去を促進するために使用される。前記シャドウ・フレーム１５５８は、１個から形成することができ、又は、それは、前記基板４２２の周辺部分を囲むために、接合された２個以上の加工中の製品残留物とすることができる。
【０１４２】
本発明の利益を得るために用いることができるＰＶＤチャンバは、Ｇｏｌｕｂｏｖｓｋｙによる２００５年５月１６日に出願された同時係属の米国特許出願第１１／１３１，００９号（事件整理番号ＡＭＡＴ／９５６６）の「ＰＶＤチャンバ用の接地シールド」、Ｔｅｐｍａｎによる２００４年７月９日に出願された第１０／８８８，３８３号（事件整理番号: ＡＭＡＴ／９３０９）の「ねじれたターゲットタイトル」、Ｈｏｓｈｏｋａｗａらによる「特定のＰＶＤチャンバを使用する合成ＰＶＤシステム」（事件整理番号:
ＡＭＡＴ／１０１６９）、及びＴｅｐｍａｎによる２００４年６月７日に出願された第１０／８６３，１５２号（事件整理番号: ＡＭＡＴ／８８４１）の「フラットパネルスパッタ用２次元のマグネトロン走査」に記載されており、それらのすべては、引用によってその開示内容全体を本明細書に含めることとする。
【０１４３】
他のタイプの処理チャンバも、本発明の基板処理システムに連結することができる。一実施例は、本発明の１つ又は複数の金属及びシリコン含有膜のエッチングを行うエッチングチャンバである。他の実施例は、所望の処理温度の準備がされた前記基板４２２を調整し、かつ前記基板処理システムの処理能力を増強するために処理する前に、熱的に基板を調整する加熱チャンバである。前記加熱チャンバも、本発明の１つ又は複数の金属及びシリコン含有膜が前記基板上に蒸着された後、前記基板４２２上の１つ又は複数の膜をアニールするために使用することができる。又は、前記加熱チャンバは、アッシング及び他の処理を行うために使用することができる。
【０１４４】
本発明は、カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズの１部門のＡＫＴから入手可能な、ＣＶＤチャンバ、ＰＶＤチャンバ及びロードロックチャンバなどのフラットパネル処理チャンバのために、上記のように実例的に記載される。しかし、高処理能力の基板処理が望まれるところならどこでも、本発明は、他のシステム構成において有用性を有することが理解される。
【０１４５】
図１６は、本発明の１つ又は複数の態様による１つの例示的な基板移動シャトル１６００の断面図である。前記基板移動シャトル１６００は、第１の側部１６０６及び第２の側部１６０８とともに、第１端部１６０２、該第１端部１６０２の反対側の第２の端部１６０４を含んでいてもよい。複数の支持指１６２０は、一般に、第１及び第２の側部１６０６、１６０８、及び前記第１及び第２の端部１６０２、１６０４に対して直角又は角度をなすなどの、前記基板移動シャトル１６００の外周から内部に延在する。
【０１４６】
前記基板移動シャトル１６００は、本発明の往復チャンバ４２６内部に位置し、１つ又は複数のロードロックチャンバ４０４、４０６及び／又は本発明の基板支持体、例えば、前記移動ロボット４３０、基板支持プレート１３２０、基板支持アセンブリ１４３８、基板支持体１５０４及び他の基板支持機構で調整される前記第２の処理モジュール４６０の１つ又は複数の処理チャンバに連結することができる。
【０１４７】
前記基板移動シャトル１６００はそれぞれ、第１の側部１６０６に沿う第１のサイドレール１６４６及び第２の側部１６０８に沿う第２のサイドレール１６４８を含んでいてもよい。前記第１及び第２のサイドレール１６４６、１６４８は、一般に、互いに平行で、クロスメンバー１６１７、１６１８によって、互いに一定間隔で配置されている。クロスメンバー１６１７、１６１８は、一般に、本発明の基板処理システムで処理される基板４２２などの基板の厚みより大きな距離で、複数の支持指１６２０から間隔を開けられており、様々なチャンバで本発明の基板支持機構によって前記支持指１６２０から前記基板４２２を上げることを可能とし、前記基板支持プレート１３２０、前記基板支持体１５０４及び他の基板支持ピン・プレート又は機構など、前記基板移動シャトル１６００が接続され調整されるように構成されている。
【０１４８】
前記支持指１６２０の端部は、前記支持指１６２０から上方に延在し、前記基板４２２が支持される、１つ又は複数の支持パッド１６２２を含んでいてもよい。更に、指ガイド１６２４も、前記支持パッド１６２２から外側に向けて配置される支持指１６２０上に位置され、前記基板４２２が横方向に位置することができる表面を形成する。
【０１４９】
前記基板移動シャトル１６００の前記第１及び第２のサイドレール１６４６、１６４８は、それらの下面の棚受け１６３０、１６４０に接続されて構成され、前記基板移動シャトル１６００に動作を付与する。前記棚受け１６３０、１６４０は、歯１６３２、１６４２をそれぞれ含み、回転するピニオンギア１６５０を連動するために適応される。任意に、個々のそれぞれのレール上の、内側に向けて段階的表面１６１４、１６１６は、図１６に示すように、囲まれたガイドローラー１６６０を連動するために適応されます。
【０１５０】
棚受け１６３０、１６４０などのこれら機構の位置を決め、本発明のピニオンギア１６５０及び様々なチャンバの内部のガイドローラー１６６０を回転させることによって、スペースの節約、専有面積の低減及び処理能力の増加のために、様々な搬送ポット、シャトルチャンバ、処理チャンバ内で、本発明の基板処理システム内での前記基板の移動又は往復を促すために、前記基板移動シャトル１６００等を接続することができる。
【０１５１】
例として、図１２に戻って、前記基板移動シャトル１６００は、例えば、棚受け１６３０、１６４０を前記ロードロックチャンバ１３００に延在し、前記第１のサイドレール１６４６及び前記基板移動シャトル１６００の第２のサイドレール１６４８を１つ又は複数のガイドローラー１６６０及び１つ又は複数の回転ピニオンギア１６５０に連結することにより、本発明の１つ又は複数のロードロックチャンバに連結することができる。
【０１５２】
図１７Ａは、本発明のロードロックチャンバの内部で移動された時の、前記基板移動シャトル１６００の他の図を示す。前記ロードロックチャンバ１３００内部の基板支持プレート１３２０は、前記基板移動シャトル１６００上の前記基板場所と接触して持ち上げるために、支持指１６２０のまわりで通過していくために上げることができる。例えば、本発明の基板移動シャトルを介して上げ下げされるとき、基板移動シャトル１６００の支持指１６２０と一致し、適合する前記基板支持プレート１３２０側から内部に延在する前記ロードロックチャンバ１３００の基板支持プレート１３２０に配置された複数のチャンネル１３２４があってもよい。
【０１５３】
図１７Ｂは、前記基板移動シャトル１６００の支持指１６２０を備えた基板支持プレート１３２０のチャンネル１３２４の適合の別の配置を示す。支持指１６２０及びチャンネル１３２４の数及び位置は、本発明の１つ又は複数の態様によって柔軟に調節し配置することができる。
【０１５４】
図１８は、本発明の移動ロボット４３０で調整され、本発明の１つ又は複数の態様によって、前記ロードロックチャンバ１３００及び処理チャンバ４１８、４２０などの様々なチャンバに連結された時の、前記基板移動シャトル１６００の１例を示す。前記移動ロボット４３０は、基板をその上に支持するために多くの支持体１２３２をその上に含んでいてもよい。前記前記移動ロボット４３は、バルブ１８０２を介して、「Ａ」の前方及び逆方向の両方に、前記ロードロックチャンバ１３００へ入り、基板支持プレート１３２０及び前記基板移動シャトル１６００の支持指１６２０と調整することにより、基板を取り込み取り出してもよい。
【０１５５】
図１８に示すように、本発明の多くのチャンバは、１つ又は複数の棚受け１６３０、１６４０、１つ又は複数の回転ピニオンギア１６５０及び１つ又は複数のガイドローラー１６６０を含むように構成することができる。その結果、その上に基板を有し、前記支持指１６２０によって支持される前記基板移動シャトル１６６０は、バルブ１８０４を介して「Ｂ」の前方及び逆方向の両方に、前記ロードロックチャンバ１３００から前記処理チャンバ４１８に及びそこから移動することができる。更に、同一の棚受け１６３０、１６４０又は別の棚受け１６３０Ａ、１６４０Ａを使用すると、前記基板は、バルブ１８０６を介して「Ｂ」の前方及び逆方向に、処理チャンバ４１８から、前記処理チャンバ４２０に及びその処理チャンバから移動することができる。
【０１５６】
前に述べたように、本発明の基板処理システムによって、本発明の前記移動ロボット、前記基板移動シャトル、前記ロードロックチャンバ及び処理チャンバの構成材及び動作のすべては、移動、取り込み、取り出し、蒸着などの様々なステップを調整するために、それに接続されるコントローラー５９０によって制御される。更に、本発明は、様々なロードロックチャンバ及び処理チャンバ内で、前記基板の移動のために１つ又は複数の基板移動シャトルを使用することを意図する。例えば、１つの基板移動シャトル１６００は、前記ロードロックチャンバ１３００及び１つ又は複数の処理チャンバ４１８、４２０内で、前記基板を往復するために使用されてもよい。別の例として、基板移動シャトル１６００Ａなどの別の基板移動シャトルは、前記処理チャンバ４１８と前記処理チャンバ４２０との間などで、前記処理チャンバ内で前記基板を移動するために使用することができる。
【０１５７】
前記基板が、前記処理チャンバ４１８、４２０の内部で移動される場合、図１８、２０に示すように、前記処理チャンバのそれぞれは、処理中に前記基板４２２を支持するためのサセプター２０３０などの基板支持機構を含んでいてもよい。前記サセプター２０３０の計画領域は、前記基板４２２の表面積よりわずかに大きい又は小さくてもよく、前記サセプター
２０３０は、一般に、前記基板４２２の下側全体と実質的に接触するように構成された上面２０３２を含んでいる。前記サセプター２０３０の上面２０３２は、前記サセプター２０３０を介して下から延在してもよい複数のリフトピン２０３４用の通路の存在によって引き起こされた中断を除いて連続的である。
【０１５８】
図２０は、本発明の１つ又は複数の態様による前記基板移動シャトル１６００に接続された本発明の処理チャンバ２０００の１つの例を示す。前記処理チャンバ２００は、内部及び外部のチャンバ壁２０３８Ａ、２０３８Ｂをそれぞれ含む。スロット２０３８Ｃは、モータ２００２に接続されてもよい１つ又は複数のガイドローラー１６６０及び／又は１つ又は複数ピニオンギア１６５０を連動するために、前記基板移動シャトル１６００の棚受け１６３０、１６４０が、前記内部壁２０３８Ｂの開口内に延在することを可能とするように、内部壁３８Ｂに位置する。同様の配列及び機構は、本発明のロードロックチャンバ１３００で構成することができる。このように、前記ガイドローラー１６６０又は前記ピニオンギア１６５０によって引き起こされた汚染は、最小限とすることができる。更に、チャンバ内で行なわれた処理は、前記基板移動シャトル１６００の移動をもたらすために、前記基板移動シャトル１６００の機械的な構成材と離れて保たれる。
【０１５９】
図２０で示すように、前記サセプター２０３０は、前記サセプター２０３０を上げ下げするために、上げ下げされる中央の土台２０３６を有する。前記リフトピン２０３４は、ピン・プレート２０３８へのそれらの下端で固定される。前記リフトピン２０３４及び前記ピン・プレート２０３８は、中央の土台２０３６を囲む外軸２０３９によって一般に上げ下げされる。一実施例では、前記リフトピン２０３４及び前記ピン・プレート２０３８は、前記サセプター２０３０から独立して移動する。前記リフトピン２０３４は、拡張位置にある場合、前記基板４２２を支持する。前記リフトピン２０３４が待避されるとともに、前記基板４２２は、下げられて、前記サセプター２０３０上に位置し設置される。前記サセプター２０３０が上昇させられる場合、前記サセプター２０３０の上面２０３２より下の位置に、前記リフトピン２０３４を待避させる。前記リフトピン２０３４は、上面２０３２内に位置する座ぐりの効力による上面２０３２の下を通過してもよい。
【０１６０】
使用することが可能リフトピンの数は、限定されない。ペアで配置された合計６本のリフトピン２０３４を例示的に示す。本発明は、前記支持指１６２０及び前記リフトピン２０３４は、前記基板４２２の寸法の約１５%〜３０%の位置や前記基板４２２の幅の約２２%の位置などの、異なる位置及び異なる角度に有利に位置してもよいことを意図する。例えば、前記リフトピン２０３４は、更に、前記支持パッド１６２２位置の遠心端のちょうど内側に位置していてもよい。前記基板４２２のサイズと比較して、支持が２２%のポイントで、前記リフトピン２０３４及び前記支持パッド１６２２の両方を有することが好ましい一方、そのような配置は、同一のことが互いのまわりを通過することを可能としない。従って、互いに接近する前記リフトピン２０３４及び前記支持パッドの両方を有することは有利であるが、前記支持パッド１６２２より前記基板４２２のセンターラインのちょうど近くで、前記リフトピン２０３４を有していてもよい。このように、前記基板移動シャトル１６００及び処理チャンバ２０００のサセプター２０３０の相対運動は、互いに接触、衝突せずに遂行することができる。
【０１６１】
図１８の実施例では、方向「Ａ」及び方向「Ｂ」は平行とすることができる。本発明は、９０°間隔の変更などの異なる方向に、前記基板４２２を移動するために、１つ又は複数の基板移動シャトル１６００の使用を意図する。例えば、図１９は、前記基板移動シャトル１６００が、本発明の１つ又は複数の態様よる、前記処理チャンバ２０００へ及びその処理チャンバから往復するために所望の方向に前記移動ロボット４３０から受け取られた前記基板４２２の方向を柔軟に変更するように構成されるように、本発明の移動ロボット４３０で調整する、前記基板移動シャトル１６００の１例を示す。
【０１６２】
前記基板４２２をその上に支持するための支持体１２３２をその上に有する移動ロボット４３０は、バルブ１９０２を介して「Ａ」の前方及び逆方向の両方に、前記ロードロックチャンバ１３００へ入り、前記基板移動シャトル１６００の前記支持指１６２０で調整することにより、前記基板４２２をとり込み又は取り出すことができる。前記基板移動シャトル１６００の前記支持指１６２０は、前記基板移動シャトル１６００に置かれ、前記基板４２２を支持するために前記支持パッド１６２２を補助する前記基板４２２を案内するのための指ガイド１６２４を含む。前記基板移動シャトル１６００に位置する基板４２２は、１つ又は複数の棚受け１６３０、１６４０、１つ又は複数の回転ピニオンギア１６５０及び前記基板移動シャトル１６００及び前記処理チャンバ２０００に接続された１つ又は複数のガイドローラー１６６０を使用して、バルブ１９０４を介して、「Ｃ」の前方及び逆方向の両方に、前記ロードロックチャンバ１３００から前記処理チャンバ２０００に及びその処理チャンバから移動／往復することができる。前記基板４２２は、前記リフトピン２０３４を上げる及び待避する、及び／又は前記サセプター２０３０を上げ下げすることにより、前記処理チャンバ２０００のサセプター２０３０から取り込み又は取り出すことができる。
【０１６３】
本発明の利益を得て応用することができる基板移動シャトルは、一般に、Ｗｈｉｔｅらによる、１９９８年５月２０日に出願された米国特許第６，５１７，３０３号及び第６，７４６，１９８号の「基板移動シャトル」、Ｋｕｒｉｔａらによる、１９９８年５月２０日に出願された米国特許第６，１７６，６６８号の「現場基板移動シャトル」、Ｗｈｉｔｅらによる１９９８年５月２０日に出願された米国特許第６，２０６，１７６号、第６，４７１，４５９号、第６，６７９，６７１号の「磁気駆動を有する基板移動シャトル」に記載され、これらは同一人に共通して譲渡されたおり、引用によってその開示内容全体を本明細書に含めることとする。
【０１６４】
図２１Ａ〜２１Ｅは、本発明の方法及び装置を使用する、多層積層膜２１００Ａ、２１００Ｂ、２１００Ｃ、２１００Ｄ、２１００Ｅを前記基板４２２上に蒸着する一実施例を示す。この種の積層膜は、４つのマスク基板処理及びパターン化技術に適用することができる。本発明は、すべての蒸着ステップを単一の基板処理システムで完成することができるという利便を提供し、それにより、不必要な基板移動及び真空破壊を低減し、除去する。
【０１６５】
図２１Ａでは、前記積層膜２１００Ａは、前記基板１０１の表面に蒸着されパターン化されたゲート電極層１０２、及び本発明の基板処理システムを使用するゲート電極層１０２上に蒸着されたゲート絶縁層１０３を含む。例えば、前記ゲート絶縁層１０３は、前記処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａなどの本発明の処理チャンバのうちのいずれかを使用して、蒸着することができる。
【０１６６】
図２１Ｂでは、前記積層膜２１００Ｂは、本発明の基板処理システムを使用して、前記ゲート絶縁層１０３上に蒸着されたバルク半導体層１０４を更に含む。図２１Ｂの実施例では、前記バルク半導体層１０４及び前記ゲート絶縁層１０３は、本発明のＰＥＣＶＤ処理チャンバや、又は連続して２つの処理チャンバ（例えば、処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａ）などの、２つの層を蒸着するために同一の処理チャンバを使用する本発明の単一の基板処理システムで、その場に蒸着される。
【０１６７】
図２１Ｃで、前記積層膜２１００Ｃは、更に、本発明の基板処理システムを使用して、前記バルク半導体層１０４上に蒸着され、ドープされた半導体層１０５を含む。図２１Ｃの実施例では、前記ドープされた半導体層１０５、前記バルク半導体層１０４及び／又は前記ゲート絶縁層１０３は、２つ以上の処理チャンバ（例えば、処理チャンバ４１０、４１２、４１４、４１６、４１０Ａ）で、３層を又は連続して蒸着するための同一の処理チャンバを使用する本発明の単一の基板処理システムで、その場に蒸着することができる。
【０１６８】
図２１Ｄで、前記積層膜２１００Ｄは、本発明の基板処理システムを使用して、前記ドープされた半導体層１０５上に蒸着された導電層１０６を更に含む。図２１Ｅの実施例では、前記導電層１０６は、前記基板の表面を洗浄するために基板処理システムから基板を取り出さずに、前記第１の処理モジュール４５０及び前記第２の処理モジュール４６０に構成された２つの異なるタイプの処理チャンバを使用して、本発明の単一の基板処理システムで、前記ドープされた半導体層１０５上にその場で蒸着される。前記導電層１０６などの金属含有材料層が、ＰＶＤ処理によって通常蒸着され、前記半導体層１０５などのシリコン含有材料層が、ＣＶＤ処理によって通常蒸着される場合、これは、特に好ましい。本発明によって、これらの異なる２つのタイプの材料層は、異なるタイプのＣＶＤ及びＰＶＤの処理チャンバが必要であっても、単一の基板処理システムで、その場で蒸着することができ、その結果、汚染表面の洗浄や真空破壊が必要でない。
【０１６９】
一実施例では、前記基板処理システムによって蒸着された導電層１０６は、前記処理チャンバ４１８、４２０などの本発明の１つの処理チャンバを使用して蒸着されるような単一の材料である。他の実施例では、前記基板処理システムによって蒸着された導電層１０６は、１つ又は複数のＰＶＤ処理チャンバなどの本発明の１つ又は複数の処理チャンバによって蒸着された多層の異なる導体材料を含む。例えば、前記導電層１０６は、ＰＶＤターゲットを含むモリブデンを含めるように構成されている前記処理チャンバ４１８によって蒸着されるようなモリブデン層を有する３層を含んでいてもよい。アルミニウム層は、ＰＶＤターゲットを含むアルミニウムを含めるように構成された前記処理チャンバ４２０に前記基板を移動することにより、前記モリブデン層上に蒸着することができる。第２のモリブデン層は、ＰＶＤターゲットを含むモリブデンを有する処理チャンバ４１８に前記基板を移動することにより、アルミニウム層上に蒸着することができる。このように提供された本発明の前記方法及び基板処理システムは、ＰＶＤ処理の多層の薄膜蒸着中に前記処理チャンバの上のＰＶＤターゲットを変更する更なる必要性、ＰＶＤ処理に先立って、及びその処理後の前記基板表面の洗浄を必要性を要しない。
【０１７０】
図２１Ｅで、前記積層膜２１００Ｄは、積層膜２１００Ｅにパターン化され、該積層膜２１００Ｅは、チャンネル内の活性領域１２０、ドープされた半導体層１０５中のソース領域１７０ａ及びドレイン領域１７０ｂ、及び前記導電層１０６中のソースコンタクト領域１８０ａ及びドレインコンタクト領域１８０ｂを含む。
【０１７１】
上述した説明は本発明の実施例を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施例は本発明の基礎的範囲から逸脱することなく案出することができ、その範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
本発明の上述した構成の詳細な理解と上記部分で要約されている本発明の具体的な説明は、実施例を参照することにより得られるものであり、これらのいくつかは添付図面に記載されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施例のみを記載したものであり、従って、本発明は同等に効果的な実施例を含むものであり、図面は本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】例示的なボトムゲート薄膜トランジスターの概略断面図である。
【図２】例示的な従来のトランジスターの製造プロセスのフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施例による積層膜の現場処理のための例示的な方法のフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の方法を使用して製造された例示的なボトムゲート薄膜トランジスターの概略断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図４Ｃ】本発明の更に他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図５】本発明の他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図６Ａ】本発明の更に他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図７】本発明の更なる実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図８Ａ】本発明の更に他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図８Ｂ】本発明の更に他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図９】本発明の更に他の実施例による積層膜の現場処理のために構成された例示的なクラスターツールの平面図である。
【図１０】基板取り込み及び取り出しステーションの一実施例の断面図である。
【図１１】本発明の一実施例による基板取り込み及び取り出しステーションの他の断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例による基板取り込み及び取り出しステーションの断面図である。
【図１３】本発明の一実施例による例示的なロボットアセンブリを有する例示的な基板移動ステーションの断面図である。
【図１４】本発明の一実施例による例示的な化学気相蒸着（ＣＶＤ）処理チャンバの断面図である。
【図１５】本発明の一実施例による例示的な物理気相蒸着（ＰＶＤ）処理チャンバの断面図である。
【図１６】本発明の一実施例による例示的な基板移動シャトルの平面図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施例による例示的な基板支持体に接続された例示的な基板移動シャトルの平面図である。
【図１７Ｂ】本発明の第２の実施例による例示的な基板支持体に接続された他の例示的な基板移動シャトルの平面図である。
【図１８】本発明の一実施例による、ロードロックチャンバ及び処理チャンバに接続された、例示的な基板移動シャトルの断面図である。
【図１９】本発明の他の実施例による、ロードロックチャンバ及び処理チャンバに接続された他の例示的な基板移動シャトルの断面図である。
【図２０】本発明の一実施例による処理チャンバの基板支持体上に位置する例示的な基板移動シャトルの断面図である。
【図２１Ａ】〜
【図２１Ｅ】本発明の実施例による本発明の方法を使用する例示的なボトムゲート薄膜トランジスターの製造の概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【外国語明細書】
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