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TWI385715B - 具有隔離設置之反應裝置的整合工具用之改良混合系統 - Google Patents

具有隔離設置之反應裝置的整合工具用之改良混合系統 Download PDF

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TWI385715B
TWI385715B TW96150737A TW96150737A TWI385715B TW I385715 B TWI385715 B TW I385715B TW 96150737 A TW96150737 A TW 96150737A TW 96150737 A TW96150737 A TW 96150737A TW I385715 B TWI385715 B TW I385715B
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蔣 湯尼Ｐ
法蘭西斯 亞倫
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分子間股份有限公司
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Description

具有隔離設置之反應裝置的整合工具用之改良混合系統
此處揭示之內容大致上係關於基板處理，更有關於利用整合的隔離設置處理及全晶圓處理之基板處理。
為了要達到各個相繼世代之矽積體電路(IC)的所欲加強效能，半導體製造業愈加仰賴於新的材料及整合新材料於先進的處理程序中。不幸地，典型的半導體製造設備並不適合材料研究及整合。影響使用典型半導體製造設備的議題包括快速改變處理材料及化學品之難度、整合的限制能力、及在單一反應器或是處理室中排序多重材料或是化學品、設備花費高、樣品尺寸大(300 mm晶圓)、及處理/反應器構造不可改變。為了要補償傳統的製造工具，所以興起能夠在大範圍的處理條件下，輔助快速測試新材料及材料處理順序的處理設備的需要。
以下將描述在此被稱為多重通道隔離設置之反應器(MCSIR)之整合處理工具。MCSIR包含全晶圓處理模組、及組合的隔離設置之處理模組。整合處理工具的最初目的是為了要實施全基板、及全基板之多重隔離設置區域之間的混合模式的處理。因此，用於處理模組的化學品從包含一組第一岐管的共用的輸送系統送入，第一岐管能製造組成隨著組合樣式不同的溶液，且可指定溶液成分作為處理程序的處方。不但要使整個溶液混合，且要能精確控制溫度及pH值，第一岐管之各輸出部皆耦合於至少一混合容器。各個混合容器的輸出部實際上是分配給一組第二岐管之一或更多個。各組第二岐管的輸出部送入處理模組之一或更多個反應器。此外，為了要供給在混合容器中靜態混合的溶液，第二組岐管使多重化學品同時分配，以輔助動態的管線中的溶液混合。
關於隔離設置的處理，MCSIR整合多重獨立控制的處理室，其共同定址多重獨立位址於全基板之上。MCSIR對混合及分配不同化學溶液或是組成至基板上有一或更多個連續的及/或是平行的方式的能力，並有獨立改變流動及/或是組成至任何數目的反應器、或是一或更多個反應器的分組的能力。當處理程序的整體參數對於非隔離設置的控制參數(例如，晶圓基板之溫度、反應器高度/容積等者)需要此種類型的同步化時，MCSIR提供同步化處理步驟、及對全部隔離設置的反應器控制臨界時機。
藉由在單一的200－或是300－mm矽基板上設置多重獨立控制且垂直的反應器或是處理室，此處所述之MCSIR解決導致傳統的半導體製造設備不能適於材料研究及整合的問題。各個隔離設置的反應器的構成及流體力學通常的大小再從製造反應器、輔助處理、到高達以處理整合組的小變動就能處理全晶圓。此外，MCSIR的材料輸送系統係用以使供給至腔室的材料數目及用於實施材料整合的處理程序中的數目皆較有彈性。比起製造工具，反應器微型化及材料研究及整合的寬鬆設備需求亦降低設備之成本。
以下將描述處理基板(例如，在基板上形成材料)的系統及方法。於此，處理基板之系統及方法整體被稱為「基板處理系統」(SPS)，包含組合處理、組合處理程序整合於習知的基板處理、及/或是隔離設置的處理，以下將詳細描述。一實施例之SPS能以很低成本在基板上製造十分微小的結構及特徵部(例如，奈米尺寸)，對於商業上製造不同產品十分有用，例如列出的電子元件及顯示平板。以下描述的不同系統及方法僅作為範例，而不應限制系統及方法於特定的組合處理、組合處理程序整合於習知的基板處理、及/或是隔離設置的處理。更進一步，以下所述之系統及方法並不限於特定處理(例如，溼式處理、乾式處理等者)。
在以下敘述中，引入許多特定細節以對SPS之實施例提供通 盤了解及說明。然而，熟知本技藝者當可知，可在脫離一或更多個特定細節時實施本發明之實施例，或是以其他元件、系統等者實施本發明之實施例。在範例中，並未顯示或是詳細說明熟知的構造或是操作，以免模糊實施例之態樣。
實施例之SPS大致上包含用以容納至少一基板的至少一介面。SPS亦包含很多耦合於介面的模組。在此亦稱呼為元件的模組包含預先處理模組、處理模組、後處理模組，但亦可包含任何數目及/或是其他類型的包括預先處理、處理、及後處理功能的模組。SPS不需要包含至少一個的任一特定模組類型。且，預先處理、處理、及後處理功能模組皆可嵌入於單一模組中。多重模組各可包含不同處理的至少之一，作為適合包含於至少一個其他模組之一的處理。SPS亦包含耦合於介面且用以在介面及一或更多個模組之間移動介面的至少一個搬運機。
圖1為一實施例之基板處理系統(SPS)100。基板處理系統100包含預先處理模組101、處理模組102、後處理模組103。SPS 100不需要包含各個前面的模組類型的至少之一；舉例而言，特定的處理流程可以只包含處理模組102及用以移動基板進出系統100的裝置。且，預先處理、處理、後處理的功能皆可嵌入於單一模組中。模組101、102、及103可利用適合將使用模組101、102、及103之基板處理類型的設備(明確而言，習知的商業基板處理設備)而實施。取決於基板及/或是處理的特定特徵，模組101、102、及103可利用改型及/或是外加物一起實施。
基板通過亦被稱為工廠介面104的系統介面104進出系統100。可以在系統100中一次處理單一基板、或是一次就以批次方式處理多重基板。系統介面104包含移動基板進出系統100的基板搬運機104a(可利用例如機器人來實行)。為了要輔助移動基板進出系統100，系統介面104包含基板載入駐站104b及基板載出駐站104c(亦被稱為前開口式集中盒(FOUP)載入駐站104b及FOUP載出駐站104c)。
在處理基板且藉由基板搬運機104a從系統100移除基板並放置基板於基板載出駐站104c(最後要移到另一位置)之後，預先處理過的新基板放置在基板載入駐站104b之上，且藉由基板搬運機104a從基板載入駐站104b移動至系統100之中以便處理。系統介面104(包含基板搬運機104a、基板載入駐站104b及基板載出駐站104c)可利用熟知處理基板技藝者已知的習知設備及方法實施。一或更多個替換性實施例之系統100可包含多重系統基板，其各以上述構成及操作。
只要在系統100中，即可使用基板搬運系統105以在系統100之不同模組101－103之間移動由系統100所處理的基板。例如系統介面104之基板搬運機104a，基板搬運系統105可使用例如一或更多個機器人來實行。若模組101、102、及103包含溼式及乾式處理模組，則基板搬運系統105包含至少兩種設備類型：移動基板進入乾式處理模組、及系統介面104並把基板移出乾式模組的乾式基板搬運機、及移動基板進出溼式處理模組、及把基板移入乾燥模組的溼式基板搬運機。基板搬運系統105可利用熟知處理基板技藝者已知的設備及方法來實行。
除了當通過系統介面104移動基板進出系統100時之外，密封系統100隔絕外界環境。取決於系統100將實施的處理，維持系統100之內、預先處理模組、處理模組102、後處理模組103之外的環境(為了簡便，以下有時稱為「系統環境」)於大氣壓力下、保持在真空壓力、及/或是加壓(亦即，固定在大於大氣壓力的壓力)。相似地，系統環境可維持在系統100之外的週遭環境的溫度、或是在高於或是低於週遭的溫度。
更進一步，可維持所欲之系統環境的氣態組成。舉例而言，系統環境可為周圍空氣(通常控制在比外界環境減少的污染)。系統環境亦可全部或是部分控制為包含特定氣體，例如，在用於處理半導體晶圓的系統中，可控制系統環境為氮氣或是惰性氣體。系統環境亦可控制為排除特定氣體，例如，系統環境可排除氧氣， 以減少系統中所處理的基板(或是其上所形成材料)氧化的發生。
替換性實施例的SPS可包含用於處理單一晶圓或是單一批次晶圓地各個類型的多重模組；因此，可平行操作不同版本的SPS作為單一系統。如此則能改善由SPS處理的基板的生產率。如此亦可增加冗餘量，即使在系統的一或更多個模組一段時間(例如，為了要預先保養、維修等者)不操作時，仍可維持系統獲得量。
上述之SPS僅表示為範例，可使用包含其他數目的處理模組的系統。更進一步，可使用不同於上述處理模組的類型。在某些處理系統中，可手動載入載出基板來取代用基板搬運機移動基板進出系統。
上述之SPS100可包含一或更多個模組(亦稱為元件)及/或是方法，以組合處理區域於單一基板中。大致上而言，係藉由輸送處理材料至一或更多個基板上區域、及/或是改質區域而組合處理區域陣列。一實施例中之基板區域包含但不限於預先定義的區域、及/或是在處理基板的結果時辨認的區域。圖2為一實施例之組合處理程序整合的流程圖。此實施例可利用實施用於分析之所欲處理的處理工具(可為或不為包含整體實施有效的單元處理之分離的單元模組的整合工具)。在一實施例中，處理工具可在各包含單一龐大基板(例如用於製造IC之300 mm直徑的晶圓)之獨特區域中，以分離的方式實施處理。在操作200中，設置基板於系統中，且基板以分離的、較佳為隔離的方式(以連續、平行、或是連續－平行模式)處理，藉此在操作210中使基板上的至少二區域可各自被不同地處理。以組合方式處理的基板可選擇性地在習知方式之前的操作220、及/或是在習知方式之後的操作230被至少一處理或是至少一處理步驟處理，藉此使整個、或是大致上整個基板承受相同的處理條件。如此則能以建立最後裝置、積體電路等者之處理流程所欲片段使用所述之組合處理/組合處理程序整合方法。
處理區域，例如裝置或是製造裝置的部分，可在操作240中 利用習知的分析方法，例如產量、通孔阻值、線阻值、電容值等者的特性參數試測試、及/或是測試例如應力遷移、電子遷移、偏壓熱應力、隨時間而變的介電崩潰、及熟知本技藝者可知的相關測試來測試實施特性。處理區域可用同時、循序、或是平行－連續模式測試，其中在同時測試第一複數之區域之後，再同時測試第二複數之區域。測試操作240為選擇性的實施於組合處理程序整合的方法論的一或更多個替換性的實施例中。
一實施例之組合處理程序整合利用以下被稱為隔離設置之實施一或更多個處理的處理工具(亦稱為隔離設置之反應器(SIR))的處理工具。在一實施例中，隔離設置之處理工具以分離且隔離的方式在基板的獨特區域中(例如，基板之至少兩個基板可各自不同地處理)處理基板(以連續的、平行的、或是連續－平行的模式)。在如此處所述之區域陣列處理中，可輸送處理材料至基板上的區域(包括預先定義的區域)，且/或是區域(包括預先定義的區域)能利用結合任何習知處理或是序列的任何數目的隔離設置處理或是序列而改質。
舉例而言，結合此處所述之處理程序整合的方法從包含沉積、圖案化、蝕刻、清潔、平面化、植入、及處理的群組中選出的至少一第一處理接收基板。此方法藉由不同地處理基板之至少一區域及基板之至少另一區域產生處理基板。處理包括改質至少一區域，其中改質包括物理改質、化學改質、電性改質、熱改質、磁性改質、光子改質、及光解改質至少其中之一。此處理在基板上形成差異處理的至少一區域陣列。在一實施例中，上述之處理包括利用材料、處理條件、處理程序、處理程序整合、及處理程序條件至少其中之一來改質。在另一實施例中，上述之處理基板承受額外的由下列處理群組中擇出之至少之一處理：沉積、圖案化、蝕刻、清潔、平面化、植入、及處理。
作為另一範例，此處所述之組合處理程序整合的方法藉由不同地處理基板之至少一區域及基板之至少另一區域產生處理基 板，其中改質包括物理改質、化學改質、電性改質、熱改質、磁性改質、光子改質、及光解改質至少其中之一。此處理在基板上形成差異處理的至少一區域陣列。此方法藉由設置處理基板於由下列處理群組中擇出之至少之一處理之中而繼續：沉積、圖案化、蝕刻、清潔、平面化、植入、及處理。在一實施例中，上述之處理包括利用材料、處理條件、處理程序、處理程序整合、及處理程序條件至少其中之一來改質。
圖3為一實施例之組合處理程序整合處理流程300，其包括隔離設置之處理及/或是習知的處理。此處所述之實施例之處理程序之範例如下：利用習知的處理N處理基板，接著利用隔離設置之處理N＋1處理基板，接著利用隔離設置之處理N＋2處理基板，接著利用習知的處理N＋3處理基板，接著實施E－測試(例如，電性測試)。實施例之處理程序之另一範例如下：利用隔離設置之處理N處理基板，接著利用隔離設置之處理N＋1處理基板，接著利用習知的處理N＋2處理基板，接著利用隔離設置之處理N＋3處理基板，接著實施E－測試。實施例之處理程序之又另一範例如下：利用隔離設置之處理N處理基板，接著利用習知的處理N＋1處理基板，接著利用隔離設置之處理N＋2處理基板，接著利用習知的處理N＋3處理基板，接著實施E－測試。取決於處理流程300，不同的其他處理程序會受影響。
因此，組合處理程序整合產生例如包含複數之晶片304的晶片陣列的半導體晶圓302，複數之晶片304可為測試晶片及/或是包含所欲積體電路之真實產品。全體晶圓、圖案晶圓、裝置、功能性晶圓、功能性裝置、測試構造、半導體、積體電路、平坦平板顯示器、光電裝置、資料儲存裝置、電磁裝置、光磁裝置、分子電子裝置、太陽能電池、光學裝置、及封裝裝置可利用前述之組合處理程序整合方法論來處理及/或是產生。組合處理程序整合可施加於整個處理流程之任何所欲之片段及/或是部分。只要需要及/或是意欲，可在各個處理步驟及/或是處理流程中的處理步驟組 織後實施包含電性測試的特徵化。
以下為SPS輸送處理材料至基板上一或更多個預先定義區域、及利用多個不同技術與輸送材料反應的實施例。舉例而言，處理材料可利用例如以下之技術起反應：溶液基底合成技術、光化學技術、聚合技術、模板導向合成技術、磊晶成長技術、溶膠處理、熱量、紅外線、或是微波加熱、鍛燒、燒結、或是退火、氫加熱法、助熔法、通過蒸發溶劑結晶等者。熟知本技藝者可輕易得知可用於與處理材料反應之其他有用的反應技術。
一旦互相獨立地處理完基板之各區域，不同區域的處理條件即可獨立控制。因此，基板上各區域的處理材料量、反應溶劑、處理溫度、處理時間、處理壓力、平息反應的速度、處理材料的沉積順序、處理程序步驟等者，皆可不同。因此，舉例而言，當研究材料時，輸送至第一及第二區域的處理材料可以相同或是不同。若輸送至第一區域的處理材料與輸送至第二區域的處理材料相同，則可用相同或是不同濃度供給處理材料至基板上之第一及第二區域。此對於額外輸送至第一及第二區域等者的處理材料亦可成立，輸送至第一及第二區域的額外處理材料可為相同或不同，且若為相同，則可用相同或是不同濃度供給處理材料至基板上之第一及第二區域。
此外，在給定的基板上之預先定義區域之內，處理材料可以以均勻或是梯度方式輸送。若以相同濃度輸送相同的處理材料至基板之第一及第二區域，則處理區域的條件(例如反應溫度、反應時間等者)可隨著區域而不同。可改變的參數包括例如材料量、溶劑、處理溫度、處理時間、施行處理的壓力、實施處理的氣體、平息處理的速度、沉積材料的順序等者。熟知本技藝者當可明顯而知可改變的其他處理參數。
此外，為了要表示IC晶片上之不同區域部分，及接著使基板上之處理材料承受第一組處理條件，一實施例提供藉由以幾乎相同的濃度輸送大致相同的處理材料至具有不同表面(例如介電材 料表面及電性導通表面)之第一及第二基板上相當的區域，形成至少兩個不同材料陣列的方法。利用此方法，可研究並最佳化不同基板表面上的處理參數或是材料。
一定要避免用於處理個別區域的處理材料移動至相鄰區域。簡而言之，可藉由在基板上的區域之間留下足夠的空間來確保此事，以使區域之間的不同處理材料不會互相擴散。此外，可藉由在處理時，在基板之不同區域之間提供適當的障壁確保此事。例如，可使用牆壁或是其他物理障壁來避免個別區域中之材料移動至相鄰區域中。可在合成完成之後移除牆壁或是物理障壁。熟知本技藝者當可知，有時候，在篩選材料陣列之前移除牆壁或是物理障壁為有益的。
在其他實施例中，不需要實質碰觸到基板的障壁亦可實施處理。舉例而言，當改質區域顯著小於及/或是等於基板上之分離的區域，雷射、輻射燈具、UV輻射源、其他「點」源可用於以隔離可定址方式處理區域。在又另一實施例中，物理障壁主要用於篩選及/或是限制所欲區域、及/或是區域部分之處理，其中物理障壁並未實質碰觸基板。舉例而言，物理障壁主要用於阻止及/或是限制對於特定區域、及/或是區域部分之處理。可使用例如遮罩或是活動遮板的篩子以阻擋從PVD(亦即，噴濺)或是例示的蒸氣源流出的氣流。可使用不透明及透明的遮罩以使特定輻射穿過透明區域，實施基板上之特定區域的處理。在又另一實施例中，氣體(較佳為惰性氣體，例如氬氣(Ar))可用於剔除氣態試劑、及/或是限制試劑的濃度，以有效地剔除特定區域的試劑影響。在此方式中，可不同地處理基板上之特定區域，而不需要連接於基板之物理障壁。此方法對於循序的氣相真空基底表面動態處理，例如原子層沉積及其不同形式(例如，離子、自由基、及電漿引發/強化)處理特別有用。
一實施例之SPS包括用以實施對整個基板均勻處理及獨立地處理基板之個別分離的區域。包含參照圖2及3所述之組合處理 程序整合處理流程之此處所述之工具可為例如上述參照圖1所述之SPS 100的基板處理系統之元件、及/或是上述參照圖1所述之SPS 100之一或更多個模組。圖3之組合處理程序整合處理流程300可具體化於例如SPS 100(圖1)之處理模組102中。相似地，組合處理程序整合處理流程300可具體化於又例如SPS 100(圖1)之處理模組101、102、及103中。
一實施例之SPS包括支援全晶圓處理及組合處理的整合處理工具。圖4為一實施例之在此稱為多重通道隔離設置之反應器(MCSIR)400之整合處理工具400之方塊圖。MCSIR 400包括以下將詳細描述之全晶圓處理模組405、及隔離設置之處理模組(SIPM)409。MCSIR 400結合大量化學品分配系統，以提供實施處理程序必須之生化學品401、及化學品混合，並以混合容器的形式排序硬體及分配岐管，以設置能夠動態地混合任何組成之化學溶液、及能夠以任何持續期間的任何順序排序通過反應器的化學品的能力。利用電腦硬體控制器402控制MCSIR 400，且一實施例之控制器實施全晶圓反應器之處理及隔離設置之反應器之處理。利用工廠介面404，通過MCSIR 400排序晶圓。全晶圓及隔離設置之反應器在所有的控制方面皆為相當的。MCSIR 400的各個反應器或是通道係用以容許此處所述之複雜的溼式/蒸氣處理程序之實施。
大致上而言，全晶圓處理模組405包括耦合於全晶圓反應器之處理岐管。處理岐管耦合於化學品401，並係用以饋送或是輸送化學品401至全晶圓反應器。全晶圓反應器係利用輸送的化學品以實施整個晶圓或是基板表面(例如，8英吋晶圓、12英吋晶圓等者)的均勻處理。
對照之下，SIPM 409為利用多重通道或是處理通路使晶圓之多重分離的區域(例如，28個區域)獨立處理的隔離設置之處理器。SIPM 409之此例顯示出單一的隔離設置之反應器，為了明確表示此範例，由兩個處理通路或是通道之一進料，但是MCSIR可 包含任何數目的隔離設置反應器及連接於反應器之任何數目的處理通路。
SIPM 409利用大致上包括一組或是第一岐管組件(例如，混合容器(MV)1岐管)的輸送系統送入或是分配化學品401。第一岐管的各輸出部耦合於一混合容器(例如，混合容器1等者)。混合容器岐管容許各個混合容器中的大量化學品以任何比例混合，接著混合容器作為混合化學溶液的暫時儲存處。混合容器的各輸出部送入一組第二岐管(例如，處理通道1位址的岐管、處理通道2位址的岐管)中的一或更多岐管。各組第二岐管的輸出部送入隔離設置之反應器。此組第二岐管大致上容許混合容器溶液及/或是通過一組流動室中之二處理通路(例如，通道1、通道2)之一的大量化學品的排序。流動室包含隔離設置之反應器的上表面，且反應器套筒包含反應器之側壁。處理基板包含反應器之底部。各個隔離設置之反應器實施如此處所述之基板專用區域之個別處理。.
MCSIR 400的此範例不包含全晶圓反應器之處理通路之混合容器。然而，為了要以類似於SIPM的方式建構全晶圓處理模組，可能有時候所欲為包含全晶圓反應器之混合容器。
圖5為一實施例之MCSIR之SIPM 500。SIPM 500藉由同時控制多重平行反應器中之反應，管理或是控制基板之不同區域之同時處理。各個反應器位於接近基板(例如晶圓)之一特定區域。反應器控制包括以下列出的一些：控制反應試劑流、反應試劑混合、反應試劑輸送、反應試劑及/或是反應器溫度、及/或是反應試劑pH值。
SIPM 500包括耦合於第一混合組件514之第一分配組件512。第一分配組件512包括N個混合容器岐管5121－512N，混合容器岐管的數目N可為任何數目。一實施例之第一分配組件512包括二十八(28)個混合容器岐管，但是SPS並不限於此混合容器岐管之數目，而可包括任何數目的混合容器岐管。混合容器岐 管的各輸入部連接於一或更多種化學品501。作為一例，一實施例之混合容器岐管包括八個(8)輸入部，且各輸入部連接至不同的化學品501。然而，混合容器岐管不限於包括八個(8)輸入部，且各輸入部不限於連接到來自其他岐管輸入部之不同成分。此外，分配組件512的全部混合容器岐管並不限於相同構造。更進一步，其他元件(例如，閥、調節器、混合器、幫浦等者)可串聯連接於組成及混合容器岐管之間。
第一混合組件514包括N個混合容器5141－514N，混合容器的數目N可為任何數目。一實施例之第一混合組件514包括二十八個(28)混合容器，但SPS並不限於此數目之混合容器，且可包括任何數目的混合容器。混合容器的各輸入部耦合於第一分配組件512之混合容器岐管的輸出部。作為一例，一實施例之混合容器包括連接於第一分配組件512之混合容器岐管之輸出部的一個(1)輸入部。作為更明確之一例，第一混合容器5141之輸入部連接於第一混合容器岐管5121的輸出部。然而，混合容器並不限於包含一個(1)輸入部，且各輸入部不限於連接至第一分配組件512之一個混合容器岐管。
SIPM 500更包含耦合於第二混合組件524之第二分配組件522。第二分配組件522包括N個混合容器岐管5221－522N，混合容器岐管的數目N可為任何數目。一實施例之第二分配組件522包括二十八個(28)混合容器岐管，但SPS並不限於此數目之混合容器岐管。混合容器岐管的各輸入部耦合於化學品501之一或更多者。作為一例，如上述，一實施例之混合容器岐管包括八個(8)輸入部，且各輸入部連接至不同的化學品501。然而，混合容器岐管不限於八個(8)輸入部，且各輸入部不限於連接來自其他岐管輸入部之不同成分。此外，其他元件(例如，閥、調節器、混合器、幫浦等者)可串聯連接於組成及混合容器岐管之間。
第二混合組件524包括N個混合容器5241－524N，混合容器的數目N可為任何數目。一實施例之混合組件524包括二十八個 (28)混合容器，但SPS並不限於此數目之混合容器。混合容器的各輸入部耦合於第二分配組件522之混合容器岐管的輸出部。作為一例，一實施例之混合容器包括連接於第二分配組件522之混合容器岐管之輸出部的一個(1)輸入部。作為更明確之一例，第二混合容器5241之輸入部連接於第二混合容器岐管5221的輸出部。然而，混合容器並不限於一個(1)輸入部，且各輸入部不限於連接至第二分配組件522之一個混合容器岐管。
SPS為組合式的，所以SPS之替換性實施例可包含不同數目的分配組件及/或是混合組件。例如，一替換性實施例之SPS可包括兩個額外的混合組件。作為另一範例，一替換性實施例之SPS只包括上述之第一分配組件512及第一混合組件514，並不包括第二分配組件522及第二混合組件524。更進一步，一替換性實施例之SPS包括少於或是多於上述數目的混合容器岐管及/或是混合容器。此外，替換性實施例包含混合容器岐管及/或是混合容器的不同構成，例如，兩個混合容器岐管可耦合於單一混合容器。
SIPM 500包括第三分配組件532。第三分配組件532包括N個設置岐管，設置岐管的數目N可為任意數目。一實施例之第三分配組件532包括二十八個(28)設置岐管，但SPS並不限於此數目之設置岐管。一實施例之各個設置岐管包括八個(8)輸入部，但不限於此。各個設置岐管的第一輸入部連接於第一混合組件514之混合容器的輸出部，且各個設置岐管的第二輸入部連接於第二混合組件524之混合容器的輸出部。因此，利用第三分配組件532之第一岐管5321作為更明確之範例，第一設置岐管5321之第一輸入部連接於第一混合組件514之第一混合容器5141，且第一設置岐管5321之第二輸入部連接於第二混合組件524之第一混合容器5241。第三分配組件532之各設置岐管之剩餘輸出部中之一或更多個輸出部連接於化學品501之一或更多者，如此則適於SIPM 500的快速處理操作。然而，在替換性實施例中，各個設置岐管之剩餘輸入部可耦合於其他的組成來源。其他元件(例如，閥、調 節器、混合器、幫浦等者)可串聯連接於組成及第三分配組件532之間。
第三分配組件532之輸出部耦合於流動小室組件542。如上述之靠近基板之流動小室組件542包括N個流動小室5421－542N，流動小室的數目N可為任何數目。例如，一實施例之流動小室組件542可包括28個流動小室，但SPS並不限於此流動小室之數目。流動小室各包括一個(1)輸入部，但不限於此。各個流動小室之輸入部連接於第三分配組件532之設置岐管之輸出部。舉例而言，一實施例之流動小室包括一個(1)輸入部，其連接於第三分配組件532之設置岐管之輸出部。作為更明確之範例，第一流動小是5421之輸入部連接於第三分配組件532之第一設置岐管5321之輸出部。流體小室之內部可構造或重新構造以修改流體流動；例如，內部孔洞可為任意形狀，且/或是可改變內部之表面曲線以便控制流體速度。其他元件(例如，閥、調節器、混合器、幫浦等者)可串聯連接第三分配組件532及流動小室組件542之間。
因此，流動小室組件542包括一串平行的小室，其形成用以實施基板上相近區域之隔離設置之處理的隔離設置之反應器。隔離設置之處理包括處理包含輸送至上述之流體小室組件542的各個小室或是反應器之成分或是複合物。
上述之SIPM 500之實施例包括相同數目N的第一分配組件512的各個混合容器岐管、第二分配組件522的各個混合容器岐管、第三分配組件532的設置岐管、第一混合組件514及第二混合組件524的混合容器、及流動小室組件542的流動小室。然而，如上述，替換性的實施例可包括不同數目的一或更多者之第一分配組件512的各個混合容器岐管、第二分配組件522的各個混合容器岐管、第三分配組件532的設置岐管、第一混合組件514及第二混合組件524的混合容器、及流動小室組件542的流動小室，以便適於處理操作。
控制器502耦合於如上述之SIPM 500之不同元件，並控制處理操作。SIPM 500大致上提供包括多重成分(例如，化學品、組成等)之整體混合，以在各第一混合組件514及第二混合組件524形成組成之不同組合。此混合層級之組成輸送至第三分配組件532，在此點，額外的成分可與此組成排序；最終的組成通過流動小室輸送至基板上的N個平行位址。支援液體、氣體、及/或是電漿反應試劑之SIPM 500在控制的條件下(包括列舉之控制化學組成、或學排序、溫度、pH值、線上混合、近端環境控制等者)提供最終組成。因此，SIPM 500致能不同反應試劑(具有不同狀態)的流動控制，以此方式可實施反應試劑連續平行流動至很多個基板位址或是區域。因此，SIPM 500容許操作者實施平行處理基板的不同區域，且管理多重流動、流體力學、及使用最少流動控制組的多重通道。
如上述之SIPM 500是組合式的，且可包括任何數目之上述元件。若有需要，可從SIPM 500加入或是移除元件(例如分配組件、混合容器岐管、設置岐管、混合組件、混合容器、流動小室組件、流動小室)以支援處理操作。更進一步，元件之構成包括任何數目的構成，且不限於上述之構成。舉例而言，可改變流動小室形式因子(例如，以方形取代環形)只牽涉改變流動小室之上板。因此，SPS在構造及處理不同類型處理方面很靈活。
圖6顯示一實施例之SIPM 500的元件的分組(整體稱為SIPM 600)之間的耦合。SIPM 600包括包括八個(8)輸入部A－H之第一混合容器岐管6121。為了要選擇性地在處理操作時容納元件，各輸入部耦合於一元件。作為一元件及第一混合容器岐管6121之間的連接的範例，岐管6121的輸入部A通過幫浦604連接於化學品A。幫浦604為用於填充管子的計量幫浦(但不限於此)；替換性的實施例可不包含幫浦，亦可包含多重串聯幫浦、及/或可包含不同類型的幫浦。一實施例之幫浦604包括但不限於容許精準控制各個材料的容積比例的計量幫浦。其他元件(例如閥、調節器、 混合器、幫浦等者)可串聯連接於容納一成分(例如化學品A)的容器與幫浦604之間、及/或是幫浦604與岐管輸入部A之間。其他MCSIR元件及/或是成分或是化學品(未顯示)可用類似方式耦合於第一混合容器岐管6121之輸入部A－H。第一混合容器岐管6121可為但不限於如上述之分配組件之元件。
SIPM 600包括具有連接於第一混合容器岐管6121之輸出部的混合容器6141。因此，混合容器6141接收從第一混合容器岐管6121流入之成分。一實施例之混合容器6141容許控制產生於管6141中之成分之參數，參數包括列舉之壓力、溫度、及pH值。混合容器6141可包括用以攪拌或是攪動接收之成分的裝置。混合容器6141包含或是耦合或是連接於作用以從混合容器6141流入成分之流動機構606。作為一例，流動機構606包括引導成分至處理站608或是離開處理站而至廢棄場610之連接；其他例行程序(未顯示)亦有可能。混合容器6141可為但不限於如上述之混合組件之元件。
SIPM 600包括包含八個(8)輸入部1－8的設置岐管6321。連接其中之一輸入部1以接收混合容器6141之合成輸出MIX1。連接設置岐管6321的其他輸入部以接收其他成分及/或是組成。舉例而言，如上述，連接設置岐管6321的另一輸入部2以接收另一岐管及/或是混合容器的合成輸出MIX2。更進一步，設置岐管6321之其他或是剩餘輸入部3－8可耦合於其他成分(未顯示)。
設置岐管6321之輸出部係連接於靠近基板650之一區域的流動小室6421。SIPM 600包括在設置岐管6321與流動小室6421間之可選用的線上混合器660，以提供線上混合。流動小室6421接收岐管6321流出之組成，並在處理操作時利用組成處理基板區域。流動小室6421連接於廢棄物管線670，其引導流出物(廢棄物)遠離流動小室6421。廢棄物管線670包括真空岐管或是閥(未顯示)以從流動小室6421移除處理流出物。流動小室6421可為但不限於如上述之流動小室組件之元件。控制器602耦合於SIPM 600之元件，並如以下控制處理操作。
SIPM 600之一實施例包括廢棄物管線中之流動計FM，以特徵化通過廢棄物管線中之流動，而非特徵化通過小室之流動。如此則能消除多個流動控制器的需求，而只需要用於單一溶劑系統之一流動控制器；多重流動控制器會用於多重溶劑系統(例如，用於系統中之酸、鹼、及有機溶劑之三個流動控制器)。
包含分配組件、混合容器岐管、混合組件、混合容器、流動小室組件、及流動小室的SIPM之成分的數目及構成皆如上述而不同。此等成分耦合或是連接於使用不同的其他元件及/或是材料，包括列舉之閘、管道或是管線、分配幫浦、流動調節器、壓力調節器、及控制器。此等其他元件及/或是材料包含此項技藝中已知的是於此構成及處理操作之元件/或是材料。
如上述之SIPM構造容許大量化學品通過混合容器岐管導向至混合容器，及/或是通過設置岐管導向至隔離設置之反應器。若導向至混合容器，控制系統致能任意組成之溶液的混合。溶液之組成可在各個混合容器之間獨立地改變。混合容器係以此方式用於攪拌、加熱、及最終溶液之pH值的控制。此外，可監控每個流動小室之最終溶液的pH值及溫度。更進一步，通過設置岐管之各個溶液的流動速度可獨立地改變。
如上述，各個岐管(例如，混合容器岐管、設置岐管)包括許多個輸入部或是閥(例如，X個輸入部，其中X可為任何數目，1、2...)，各個閥耦合或是連接於不同的化學品源。化學品源可為例如液體、氣體、或是真空。將岐管建構成使在岐管輸入部接收之化學品經由共同通路排出。因此，岐管被稱為X：1岐管。通過岐管之化學品可個別或是組合排序。當以組合排序，線上混合器可用於確保同質的化學溶液。確認閥亦可合併於各個X化學品之入口，以確保沒有回流及因此而發生的不欲化學品混合。
流動小室控制SIPM處理之流體力學。為了減少排序時的化學品改變之間之無效容積，一實施例之流動小室包括直接合併於 小室本體之獨立的處理及廢棄物通路。圖7為一實施例之包括獨立地處理P1/P2及廢棄物W通路的流動小室700之方塊圖。各個流動小室通路結合閥V1－V4以控制處理及廢棄物流動。此等閥V1－V4之使用容許例如流動小室之第一處理通路P1之沖洗，同時利用第二通路P2輸送化學品以用於基板處理。處理通路控制提供較佳之計時準確度，並致能非常精確的至流動小室的化學品排序。
作為所使用之閥之一例，流動小室之現在處理步驟之閥構成具有關閉的閥V1及打開的閥V2，造成從第一通路至廢棄物通路的第一化學品沖洗，且閥V4打開及閥V3關閉造成經由處理輸出部供給第二化學品至流動小室。在完成現在處理步驟及開始接下來的處理步驟時，可以切換閥或是重新建構閥，以使第一通路P1之化學品立即經由處理輸出部引至基板，同時清理第二通路之化學品，且接著利用處理排序中之次一化學品製備第二通路。
一實施例之流動小室包括真空岐管，以從反應器收集及排出化學品。一實施例之真空岐管開孔至大氣，以保持岐管於恆定的壓力，藉此提供但不限於較佳之流動速度預測性，且可取而代之耦合於適合系統構造之真空源或是壓力源。
SIPM之流動小室全部連接於致能整體升高及降低流動小室如同一單元的固定裝置。流動小室相對於基板的垂直位置的控制容許動態地改變反應器容積。利用此作用之一例為升高流動小室以輔助靜態活塞模式處理，接著降低流動小室以輔助徑向流動圖案。
如上述，參照圖4，流動小室包含隔離設置之反應器之上表面，反應器之套筒包含反應器之側壁，且處理基板包含反應器之底部。反應器套筒為用於提供簡單使用之惰性套筒。舉例而言，若被污染或是為了提供包含化學相容性所需材料之套筒，可輕易更換反應器套筒。藉由可包含一或更多種不同材料之反應器塊，可鎖固套筒。在控制器之控制下，亦可自動加熱及/或是冷卻反應器塊，以提供與室溫不同之適合不同處理的處理溫度。
MCSIR亦包括固定承受處理之基板的夾箝或是腳架。夾箝包含但不限於真空、靜電、及/或是機械夾箝其中之一或更多個不同的機構以固定基板。類似於反應器塊，夾箝亦可在控制器之控制下自動加熱及/或是冷卻。可機械促動夾箝以致能機器人的使用，以從反應器組件引入及收回基板。
藉由改變MCSIR之連接壓力來達成一實施例之通過MCSIR所有元件之成分流動控制。包含管道連接及/或是一或更多個精確孔洞或是閥的連接可橫跨MCSIR匹配意欲成分及處理排序之成分參數。在任何實際使用之前量測MCSIR連接，且量測曲線儲存於各個連接的資料庫中。控制器使用量測資訊以控制處理操作時的成分流動。
MCSIR的基板處理包括如上述的基板上局部區域之組合處理及習知的全晶圓處理之平行整合。MCSIR之實施例支援如上述之控制器之控制之下的處理操作(例如，MCSIR 400的控制器402(圖4)、MCSIR 500的控制器502(圖5)、MCSIR 600的控制器602(圖6))。控制器包括執行使用不同資料庫或是表格的資訊的一或更多個程式或是演算法，以控制主要MCSIR之不同元件之操作；資料庫或是表格(未顯示)耦合於控制器處理器，且可為控制器之元件、及/或是分布於MCSIR的其他元件之中、及/或是主要處理系統。
一實施例之控制器提供處理排序之全電腦控制/自動化。可獨立地控制各個反應器之幾乎大部分地處理參數，然而，有些處理參數，例如溫度及反應器容積為對於全部位址之整體。在使用不同排序的不同反應器且改變整體參數的情形中，控制器致能處理步驟的同步化，以使處理排序正確運作於全部的反應器中。除了處理同步化之外，控制器致能可以致能處理步驟之處理排序觸發器，以初始化符合特定目標值之系統參數，例如溫度。此二能力更進一步改善運作處理排成之精確度及準確度。
作為控制基板處理操作之一般範例，圖8為基板之混合模式 處理之流程圖。在操作802中，從許多生化學品產生溶液。多重溶液之不同者之間的構成及參數係以組合方式獨立地控制。化學品及溶液在操作804中分配至基板上，分配包括整合分配至整個基板表面上之化學品、及分配多重溶液。多重溶液的分配包括獨立地改變分配的一或更多種溶液，並流向基板之一或更多組區域。
以下為使用MCSIR控制器之控制處理操作之更明確範例。操作大致上係開始於操作者選擇及/或是設定一序列及選擇及/或是設定適合此序列之資料庫。載入基板(例如晶圓)，且資料庫已預先發動。接著執行選擇的處理程序。在執行選擇的序列之後，載出晶圓並沖洗基板。
設定序列包括定義化學品成分或是排序及相關的參數。化學品排序的定義包括例如定義一或更多種化學品類型、流動時間、流動速度、電荷、浸泡、沖洗時間、及處理溫度。當一實施例中，通過MCSIR之各個流動小室的流動速度接近相同值時，流動速度可以以連續方式改變。流動時間、浸泡時間、及沖洗時間可以在MCSIR上有所不同。排序包括通過一或更多個例如上述之線上混合器之化學品混合，或是此處所述之其他混合技術、或是元件。
設定一實施例之處理程序之資料庫包括設定混合物之各個化學品之一或更多種濃度、溫度、及各個溶液之pH值、及各個混合物之總容積(由序列資訊提供之預設值)。設定資料庫係為選用者。
晶圓載入包括定義晶圓尺寸。資料庫之預先發動包括通過MCSIR之混合容器排序、及加上或是分配適當量之特定構成之各個成分。利用準確分配幫浦量測進入混合容器之個別構成。在一實施例中，在＋/－1%的精確度下，輸送十(10)毫升(ml)花費大約五(5)秒。MCSIR以在第一及最後的成分之間交錯的預先明定的時間間隔(例如，一(1)分鐘)，開始分配個別的成分至混合容器。資料庫之預先發動之目標時間期間為每個等級(例如，十五(15)分鐘)；對於連續晶圓而言，資料庫預先發動可平行於處理程序執行。MCSIR預先發動在準確的溫度及pH值控制條件 之下完成，且包含整合適合處理程序之成分之混合。
選擇的處理程序之執行包括初始化此序列、及完成選擇的序列之全部定義的處理。由操作者或是其他使用者記入處理程序執行的資料。在完成處理程序時載出基板(晶圓)。在移除基板之後，沖洗MCSIR，以沖洗處理流出物及/或是MCSIR中之元件未使用的成分。接著以氣體(例如氮氣)加壓MCSIR，且固定於加壓的狀態直到初始化接續的處理程序。
作為處理程序之一例，MCSIR支援包括使用上述之SIPM之隔離設置之基板區域之沉積的處理。沉積某種材料需要混合兩種化學品且以升高的溫度分配至晶圓上。一定要在靜態或是活塞模式反應器中完成沉積。此外，化學品不能暴露於水氣中。最後，混合時，化學品在升高的溫度之下會不穩定，但在沒有混合時則是穩定的。MCSIR致能序列中之各個步驟的時序之確實控制，此對於達成有效的整合沉積與現有的處理是很關鍵的。以下範例中所設之參數僅作為範例，且不限制MCSIR於只在此等參數之下的處理。
為了利用上述之MCSIR執行沉積，及參照上述之圖4－6，操作由通過混合容器岐管分配化學品A至混合容器開始。升高化學品A之溫度至所欲處理溫度，且當化學品A達到處理溫度時，控制器觸發化學品B分配至混合容器。此外，兩種化學品的機械混合係在混合容器之中初始化。
接著升高化學品A及B的溶液的溫度至預先明定之處理溫度。在加熱循環中，藉由機械手臂上之介面移動基板，且基板夾箝預先加熱至處理溫度。基板維持在機械手臂上直到溶液達到處理溫度，此時基板才載入熱晶圓夾箝上。晶圓促動至適當位置，且用反應器以大約10 mm的高度分配溶液至基板上。
在沉積的結尾，主動冷卻基板夾箝，且反應器高度降至與排出反應溶液相同的0.25 mm。在排出溶液及冷卻基板時，第二溶液以流動模式引入至反應器，以沖洗表面殘餘之化學品。接著通過 機器介面從反應器退出晶圓及回收。
一實施例之MCSIR包括小室組件之反應器及及目標基板之一或更多個區域之間密封的利用。一實施例之密封系統及方法包括兩種類型的密封。第一種類型的密封包括一或更多個接觸密封，而第二種密封包括利用以密封流體形成之水力障壁。此處所述之各個密封系統的細節詳述於2006年6月6日提出之美國專利申請案第11/448369號。
圖9顯示一實施例之包含與固定基板之平台或是墊塊904配對之流動小室組件的MCSIR 900。MCSIR 900包括浮動反應器套筒或是壁910。浮動反應器套筒910係用以浮動或是在小室組件反應器塊906之各個流動小室908中可動態地調整位置。因此，包括浮動套筒910之流動小室908之組合形成流動小室908，流動小室908提供(由浮動套筒910形成之)各個反應器邊緣表面912與基板之局部表面的個別輪廓相符。
各個反應器套筒910在反應器塊906的流動小室908中之輪廓相符可藉由外部機構(在一實施例中為O型環，但不限於此)控制或提供。亦可藉由直接整合於套筒壁中之軟式機構提供各個反應器套筒910之輪廓相符。以下將詳述各個反應器套筒910之輪廓相符機構。在各個流動小室908中使用浮動套筒910容許替換有可能被污染、或是其他不適於繼續用於反應器中之個別的反應器壁。更進一步，在由浮動套筒所設置之反應器塊906中的各個流動小室908之浮動容許反應器元件具有較大的製造公差，且仍然能夠具有達成各個反應器之密封之高可能性。
一實施例之系統使用真空以設置如上述之三級密封。通過一連串反應器塊906之中的真空通道900V、或是通過反應器塊906的真空通道900V設置真空。真空與用以接觸處理基板，以藉由三級密封確保有效密封之面密封900FS一起作用。因此，面密封900FS利用真空、或是替換性地利用氣動力建立基板之週界密封。
可加壓一實施例之隔離反應器室908外部的充滿空間區域。 使用加壓以例如避免材料逸漏出各個隔離反應器室908。且，加壓充滿空間區域、接著量測時間經過之後的壓降，可容許監控浮動套筒910之密封效能。更進一步，加壓充滿空間可避免或是最小化潛在毒性化合物從隔離反應器室908釋放出、或是不受控制地排放。
作為接觸上述之密封系統之替換者之第二等級的密封(在此稱為水力密封系統)使用密封流體以藉由形成水力障壁於流動小室之反應器及組件之間，接收反應器內含物。水力障壁位於一或更多個習知接觸密封中。
圖10顯示一實施例之水力密封系統1000。水力密封系統1000使用密封流體1010形成成為隔離流動小室組件之各個反應器1008與數個相鄰的反應器1008AA及1008AB之初級封阻之水力障壁。一實施例之水力密封系統1000亦包括面密封1000FS於基板週界之區域中。面密封1000FS包圍基板1002的幾乎整個區域，並設置反應種類之第二級封阻密封流體1010對反應器1008、1008AA、1008AB之一或更多個反應為惰性，以使密封流體1010不會引入污染進入任何反應器1008、1008AA、1008AB之任何反應。
水力密封係藉由放置反應器於基板1002之表面之上而不接觸基板所設置。放置反應器於接近基板1002的位置造成在反應器底部及基板1002之間的控制間隙1020的形成。因此，反應器不會實際接觸到基板。可通過特徵(例如流體成分、懼水性、親水性、反應性、黏著性等者)調節密封流體1010之控制間隙1020、及/或是反應器1008、1008AA、1008AB之反應試劑的持續時間(span)。
水力軸承機構控制基板之上的反應器1008的浮動高度，且藉由但不限於控制密封流體1010及流出物通道之分別的壓力，由此而控制控制間隙1020。密封流體1010係通過週界空間1004或是反應器1008之壁中之第一組通道1012而被引入水力密封系統 1000。一實施例之第一組通道1012包括一通道，但替換性實施例可包括任何數目或是任何類型的通道或是通路。反應流體1018亦引入至反應器1008，且包含在反應器1008中持續有關反應流體1018之靜態反應的一段時間。密封流體1010形成包含反應器1008中之反應流體1018的水力障壁，密封流體1010引至反應器1008。在一實施例中，可藉由選擇適當的(例如，較高)密封流體1010之流動及/或是(例如短的)處理持續時間，限制反應流體1018從引入反應流體1018之反應器1008向外擴散。因此，水力密封可藉由限制反應流體1018至接近由密封流體1010建立之邊界的邊緣對邊緣密封，包含反應器1008中之基板1002之明定面積或是區域。在完成反應時，能夠但不限於(例如通過抽吸)從反應器1008移除反應流體1018。
通過反應器1008中之週界空間1004之第二組通道1014，收集密封流體1010及反應流出物1019。反應器週界空間1004之第二組通道係位於第一組通道及相當於通道1014之反應器之間定義為密封通道之區域。一實施例之第二組通道1014包括一通道，但替換性實施例可包括任何數目或是任何類型的通道或是通路。一實施例之水力密封系統包括通過第二組通道1014收集密封流體1010及/或是反應流出物1019之真空源。
上樹脂水力密封系統提供反應器對反應器之隔離而不具有直接實際接觸基板之反應器元件，藉此減少或是消除因為實際接觸反應器的反應污染物之可能。水力密封系統亦提供二層級的封阻，以確保反應試劑不會逸漏至周圍環境中。
一實施例之基板處理係用於一或更多個基板處理系統及處理中，以形成基板上之材料(例如，製造一層或是構造)。此處所使用之基板上材料之形成包含但不限於直接形成材料於基板材料上、及在先前形成於基板上之另一材料之上形成此材料。此種基板處理能夠以很低的成本製造基板上之非常小的結構及特徵部(例如，奈米尺寸等級)，對於製造各種不同產品十分有用。此外， 此種基板處理能利用一或更多個由商業基板處理設備及方法致能的優點(例如，商業半導體處理設備及方法)，以輔助及/或是強化基板處理效能，以形成材料於基板上。
基板處理包括任何尺寸的基板。舉例而言，基板處理可用於處理具有小於一平方英吋到十二(12)平方英吋(300微米(mm))之小半導體基板、或是用於製造許多電子元件之較大半導體基板。大致上而言，對於將處理之基板的尺寸並無限制。舉例而言，基板處理可用於處理各個接續的較大之用於製造電子元件之半導體基板之產生。此種基板處理亦可用於處理作為製造平面平板顯示器之相當大的基板。此種基板包括將近一平方公尺等級的矩形基板，亦可使用更大的基板。此種基板處理亦可按比例切割，以用於具有固定寬度但(理論上)不限長度之軟性基板的捲對捲處理應用(對於製造平面平板顯示器特別有用之基板處理方式)；舉例而言，此種基板可具有幾百英呎的長度。
基板處理可用於處理單一基板或是多重基板(例如批次處理)。舉例而言，在溼式半導體處理中，一次可處理單一基板，或是一批，例如13、25、或是50個基板。在乾式半導體處理及平面平板顯示器製造中，典型上，一次處理單一基板。
此處所述之基板處理包括溼式處理及/或是乾式處理。在溼式處理中，利用流體處理基板。舉例而言，可浸沒基板之全部或是部分於具有指定特徵的流體中(例如，指定的化學組成)。且，例如，可用指定方式噴濺流體於基板之上。用於一實施例中之溼式基板處理可使用適合所欲處理之任何不同的化學成分。
在乾式處理(例如，物理氣相沉積、化學氣相沉積、電漿強化化學氣相沉積、及原子層沉積)中，使用電漿或是氣體以與基板產生以指定方式處裡基板表面之所欲反應。用於乾式處理之基板處理可使用適合所欲處理之惰性或是反應氣體。
不同種類的化學成分或是其他反應試劑(於此，總稱為成分或是化學成分)可由一實施例之基板處理系統使用，以實施基板 處理及相關的處理。成分可以是液相及氣相(包含例如超臨界流體相)。所使用之成分及其濃度、及成分之混合物係取決於將實施之特定處理步驟。化學品輸送系統可致能適合於處理之化學成分之莫耳濃度、溫度、流動速度、及壓力。化學品輸送系統亦可提供適當之濾清並控制污染。
上述之基板處理系統之描述性實施例並不為詳盡無差的，且不應限制基板處理系統於揭示之精確形式。此處所述之基板處理系統之明確實施例及範例為說明性目的，因此，熟知本技藝者當可知，在基板處理系統之範圍內，可能作出等效之改型。此處所提供之基板處理系統之教示不只用於上述之系統及方法，亦可用於其他處理系統及方法。
上述之不同實施例之元件及作用可再組合以提供更深入之實施例。可依照上述之詳細說明而對基板處理系統作出此等及其他改變。
大致上而言，在以下的申請專利範圍中，所使用之術語不應視為限制說明書及申請專利範圍中所揭示的基板處理系統之明確實施例，但應視為包含申請專利範圍中可產生效果之全部處理系統。
1‧‧‧輸入部
2‧‧‧輸入部
3‧‧‧輸入部
4‧‧‧輸入部
5‧‧‧輸入部
6‧‧‧輸入部
7‧‧‧輸入部
8‧‧‧輸入部
100‧‧‧SPS
101‧‧‧預先處理模組
102‧‧‧處理模組
103‧‧‧後處理模組
104‧‧‧系統介面
104a‧‧‧基板搬運機
104b‧‧‧基板載入駐站
104c‧‧‧基板載出駐站
105‧‧‧基板搬運系統
300‧‧‧組合處理程序整合處理流程
400‧‧‧MCSIR
401‧‧‧生化學品
402‧‧‧電腦硬體控制器
404‧‧‧工廠介面
405‧‧‧全晶圓處理模組
409‧‧‧SIPM
500‧‧‧SIPM
501‧‧‧化學品
502‧‧‧控制器
512‧‧‧第一分配組件
514‧‧‧第一混合組件
522‧‧‧第二分配組件
524‧‧‧第二混合組件
532‧‧‧第三分配組件
542‧‧‧流動小室組件
600‧‧‧SIPM
602‧‧‧控制器
604‧‧‧幫浦
606‧‧‧流動機構
608‧‧‧處理
610‧‧‧廢棄物
650‧‧‧基板
660‧‧‧線上混合器
670‧‧‧廢棄物管線
700‧‧‧流動小室
900‧‧‧MCSIR
900FS‧‧‧面密封
900V‧‧‧真空通道
904‧‧‧平台
906‧‧‧反應器塊
908‧‧‧流動小室
910‧‧‧浮動反應器套筒
912‧‧‧反應器邊緣表面
1000‧‧‧水力密封系統
1002‧‧‧基板
1004‧‧‧週界空間
1008‧‧‧反應器
1008AA‧‧‧反應器
1008AB‧‧‧反應器
1010‧‧‧密封流體
1012‧‧‧第一組通道
1014‧‧‧第二組通道
1018‧‧‧反應流體
1019‧‧‧反應流出物
1020‧‧‧控制間隙
5221‧‧‧第二混合容器岐管
5321‧‧‧第一設置岐管
5421‧‧‧流動小室
6121‧‧‧第一混合容器岐管
6141‧‧‧混合容器
6321‧‧‧設置岐管
6421‧‧‧流動小室
A‧‧‧岐管輸入部
B‧‧‧岐管輸入部
C‧‧‧岐管輸入部
D‧‧‧岐管輸入部
E‧‧‧岐管輸入部
F‧‧‧岐管輸入部
G‧‧‧岐管輸入部
H‧‧‧岐管輸入部
圖1為一實施例之基板處理系統(SPS)。
圖2為一實施例之組合的處理程序之整合流程圖。
圖3為一實施例之組合的處理程序整合處理流程，其包含隔離設置之處理及/或是習知的處理。
圖4為一實施例之在此稱為多重通道隔離設置反應器(MCSIR)的整合處理工具之方塊圖。
圖5為一實施例之隔離設置的MCSIR之處理模組(SIPM)。
圖6顯示一實施例中之SIPM的元件小組的耦合。
圖7為一實施例中之包含獨立的處理及廢棄物通路之流動小 室之方塊圖。
圖8顯示一實施例中之包含與墊塊配對之流動小室之MCSIR。
圖9顯示一實施例之水力密封系統。
圖10顯示一實施例之水力密封系統。
200‧‧‧設置基板
220‧‧‧整個基板之習知處理
210‧‧‧區域之分離處理
230‧‧‧整個基板之習知處理
240‧‧‧決定處理區域之特性

Claims (80)

  1. 一種整合處理工具，包含一隔離設置之反應器(SIR)，其中該SIR包含：一組第一岐管，其中該第一岐管之各者連接於液態的複數之化學品；複數之混合容器，其中各混合容器耦合於該第一岐管之各者之一輸出部，且其中該混合容器之各者包含一攪拌元件；一組第二岐管，其中該第二岐管之各者耦合於多個該混合容器之一輸出部；及複數之流動小室，其中各流動小室連接於該第二岐管中至少其一之一輸出部。
  2. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第一岐管包含複數之輸入部。
  3. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該第一岐管及該第二岐管中之一或更多者連接於一真空源。
  4. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，包含連接在一第二岐管與一相對應之流動小室之間的一線上混合器。
  5. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該第一與第二岐管用以將該複數之化學品中的一或更多種個別地、或成複數組合地排序。
  6. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第一岐管係用以獨立地改變形成於各個混合容器中之組成。
  7. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第一岐管係用以獨立地改變各個混合容器之容積。
  8. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中各該混合容器包含溫度控制元件、及pH值控制元件其中之一或更多個。
  9. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中各個混合容器之一輸出部耦合於一外部流動機構，以選擇性導引來自各個混合容器之輸出物至該組第二岐管或廢棄場其中之一。
  10. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該第二岐管中之至少之一者連接於複數之化學品，且其中在該第二岐管中，供多個混合容器的各者進入之一輸入部及供該複數之化學品進入之一輸入部係彼此分開。
  11. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以排序一或更多種的該複數之化學品、及至少一該混合容器之輸出物。
  12. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管饋入一分開的流動小室。
  13. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中至少一該第二岐管饋入至少一該流動小室。
  14. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以依序或是同時流通該複數之化學品至流動小室。
  15. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係利用連續、快速連續、連續/平行、及平行輸送其中之一或更多種方式以流通該複數之化學品至該流動小室。
  16. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以連續地流通該複數之化學品至該複數之流動小室中之各個流動小室。
  17. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以流續地流通該複數之化學品至該複數之流動小室中之各流動小室。
  18. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以平行流通該複數之化學品至該複數之流動小室之一第一組流動小室及一第二組流動小室中之各流動小室。
  19. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以平行流通該化學品至該複數之流動小室中之各流動小室。
  20. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該組第二岐管係用以連續地流通該化學品至該複數之流動小室之一第一組流動小 室中之各流動小室、及平行地流通該化學品至該複數之流動小室之一第二組流動小室中之各流動小室。
  21. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中各流動小室之本體包含複數之處理通路，該等處理通路用以輸送來自該組第二岐管的組成物。
  22. 如申請專利範圍第21項之整合處理工具，其中該本體包含複數之廢棄物通路，該等廢棄物通路用以將廢棄物導引離開該流動小室。
  23. 如申請專利範圍第22項之整合處理工具，其中各處理通路及廢棄物通路包含複數之閥，其中該閥之構成容許通過一第二處理通路來同時沖洗一第一處理通路及輸送組成至該流動小室。
  24. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，包含耦合於複數之套筒之一反應器塊，其中一組套筒係用以容納各個處理小室，且其中一組套筒與一流動小室組合形成一SIR容器。
  25. 如申請專利範圍第24項之整合處理工具，包含耦合於該複數之流動小室之一固定裝置，其中該固定裝置係用以操控該複數之流動小室相對於該組套筒之垂直位置，其中該固定裝置係動態地且獨立地控制各個SIR容器之容積。
  26. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，其中該流動小室之位置是固定的。
  27. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，包含：一第三岐管，耦合於該複數之化學品；及一全晶圓反應器，耦合於該第三岐管。
  28. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，包含耦合於至少一第一岐管之一輸出部之一全晶圓反應器。
  29. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，包含耦合於至少一混合容器之一輸出部之一全晶圓反應器。
  30. 如申請專利範圍第1項之整合處理工具，包含耦合於至少一第二岐管之一輸出部之一全晶圓反應器。
  31. 一種整合處理系統，包含：一全晶圓處理模組；及一組合處理模組，其中用於該組合處理模組之化學品係從一輸送系統饋入，該輸送系統包含一組第一岐管、耦合於至少一混合容器之各第一岐管之一輸出部、饋入一組第二岐管中之超過一者之各個混合容器之一輸出部、及饋入該組合處理模組之複數之隔離設置之反應器中之一的各組第二岐管之一輸出部，其中該組第一岐管之各者連接於液態的複數之化學品，且該混合容器之各者包含一攪拌元件。
  32. 如申請專利範圍第31項之整合處理系統，其中用於該全晶圓處理模組之該複數之化學品係由一組第三岐管饋入。
  33. 如申請專利範圍第31項之整合處理系統，其中用於該全晶圓處理模組之該複數之化學品係由該輸送系統饋入。
  34. 如申請專利範圍第31項之整合處理系統，其中用於該全晶圓處理模組之該複數之化學品係由該第一組岐管饋入。
  35. 如申請專利第31項之整合處理系統，其中用於該全晶圓處理模組之該複數之化學品係由該至少一混合容器饋入。
  36. 如申請專利範圍第31項之整合處理系統，包含耦合於該全晶圓處理模組及該組合處理模組之一控制器。
  37. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係藉由使用至少一第一組處理之該全晶圓處理模組，來控制一基板之處理。
  38. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係藉由使用至少一第二組處理之該組合處理模組，來控制一基板之處理。
  39. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係藉由使用至少一第一組處理之全晶圓處理模組，然後藉由使用該至少第二組處理之組合處理模組，來控制一基板之處理。
  40. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係藉 由使用至少一第二組處理之組合處理模組，然後藉由使用至少一第一組處理之全晶圓處理模組，來控制一基板之處理。
  41. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係用以藉由至少一處理參數來控制各該全晶圓處理模組、及該組合處理模組之一或更多個處理。
  42. 如申請專利範圍第41項之整合處理系統，其中該參數包括下列中之一或更多者：時間、溫度、pH值、及容納該處理之一反應器之容積。
  43. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係使用連續、快速連續、連續/平行、及平行輸送其中之一或更多種方式，以流通該複數之化學品至該隔離設置之反應器。
  44. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係用以連續流通該化學品至一第一組隔離設置之反應器之各個隔離設置之反應器。
  45. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係用以連續流通該複數之化學品至各該隔離設置之反應器。
  46. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係用以平行流通該複數之化學品至一第一組隔離設置之反應器、及一第二組隔離設置之反應器之各個隔離設置之反應器。
  47. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係用以平行流通該複數之化學品至該複數之隔離設置之反應器中之各反應器。
  48. 如申請專利範圍第36項之整合處理系統，其中該控制器係用以連續流通該複數之化學品至一第一組隔離設置之反應器之各個隔離設置之反應器、及平行流通該複數之化學品至一第二組隔離設置之反應器之各個隔離設置之反應器。
  49. 一種基板處理系統，包含：一流體輸送系統；複數之隔離設置之反應器，其係耦合於該流體輸送系統，其 中該流體輸送系統包含至少一第一岐管，該第一岐管係耦合於一第一混合容器，該第一混合容器係耦合於至少一第二岐管，其中該第二岐管係耦合於超過一個的該第一混合容器，且其中該第一混合容器包含一攪拌元件，該複數之隔離設置之反應器係用以接收從該流體輸送系統流出之液態的複數之化學品，該複數之隔離設置之反應器係用以獨立控制用於實施一晶圓之隔離設置處理之化學品輸送及處理參數；及一全晶圓反應器，耦合於該流體輸送系統，該全晶圓反應器實施該晶圓之全晶圓處理，該全晶圓處理整合於該隔離設置之處理。
  50. 如申請專利範圍第49項之基板處理系統，其中該第一岐管之數目與該隔離設置之反應器之數目相同。
  51. 如申請專利範圍第49項之基板處理系統，其中該第一岐管之數目與該第二岐管之數目相同。
  52. 如申請專利範圍第49項之基板處理系統，包含耦合於該流體輸送系統之複數之化學品，其中該複數之化學品係通過該第一岐管而分配。
  53. 如申請專利範圍第52項之基板處理系統，其中該流體輸送系統用來以第一順序輸送該複數之化學品至一第一隔離設置之反應器、及以第二順序輸送該複數之化學品至一第二隔離設置之反應器。
  54. 如申請專利範圍第52項之基板處理系統，其中該流體輸送系統係用以輸送第一組成之該複數之化學品至一第一隔離設置之反應器、及輸送第二組成之該複數之化學品至一第二隔離設置之反應器。
  55. 如申請專利範圍第52項之基板處理系統，其中該流體輸送系統係用來以一第一流動速度輸送該複數之化學品至一第一隔離設置之反應器、及以一第二流動速度輸送該複數之化學品至一第二隔離設置之反應器。
  56. 如申請專利範圍第52項之基板處理系統，其中該流體輸送系 統係用以使用該第一岐管及該第二岐管其中之一或更多者，將輸送至各個隔離設置之反應器之該複數之化學品予以動態地混合。
  57. 如申請專利範圍第52項之基板處理系統，其中該流體輸送系統係用以獨立地控制輸送該複數之化學品至該複數之隔離設置之反應器中的至少一分組。
  58. 如申請專利範圍第49項之基板處理系統，其中該流體輸送系統係用以獨立地控制該複數之隔離設置之反應器中之各反應器的溫度與pH值中的一或更多者。
  59. 一種混合模式之基板處理方法，包含：溶液產生步驟，從複數之化學品產生複數之溶液，其中一組成以組合方式改變，且在該複數之溶液之相異者之間可獨立地加以控制；及分配步驟，經由一流體輸送系統將該複數之化學品及該複數之溶液分配至一習知的處理模組及一組合處理模組，其中該流體輸送系統包含至少一第一岐管，該第一岐管係耦合於一第一混合容器，該第一混合容器係耦合於至少一第二岐管，其中該第二岐管係耦合於超過一個的該第一混合容器，且其中該第一混合容器包含一攪拌元件，其中饋入該組合處理模組用之該輸送系統係與饋入該習知處理模組用之該輸送系統共用，俾於該組合處理模組中，輸送至一隔離設置之反應器之該溶液可獨立於輸送至一第二隔離設置之反應器之該溶液而改變。
  60. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該組成根據各包含該溶液產生步驟及該分配步驟的複數處理程序中之一或更多者的一處方而改變。
  61. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含使各自包括該溶液產生步驟及該分配步驟的複數之處理同步化。
  62. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含根據包括該溶液產生步驟及該分配步驟之一處理程序之一全域參數來控制涵蓋該複數之區域之分配的時序。
  63. 如申請專利範圍第62項之混合模式之基板處理方法，其中該全域參數包含時間、溫度、及pH值其中一或更多者。
  64. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該溶液產生步驟包含靜態地產生該複數之溶液至少其中之一。
  65. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該溶液產生步驟包含動態地產生該複數之溶液至少其中之一。
  66. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該溶液產生步驟包含連續產生該複數之溶液其中至少一組。
  67. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該溶液產生步驟包含平行產生該複數之溶液其中至少一組。
  68. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該複數之溶液之該分配步驟包含連續分配溶液至一組複數之區域中的各區域。
  69. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中該複數之溶液之該分配步驟包含平行分配溶液至一組複數之區域中的各區域。
  70. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含利用至少一第一組處理，控制該整個表面上之該化學品之分配。
  71. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含利用至少一第二組處理，控制該複數之溶液之分配。
  72. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含利用至少一第一組處理控制該整個表面上之該複數之化學品之分配、及接著利用至少一第二組處理控制該複數之溶液之分配。
  73. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含利用至少一第二組處理控制該複數之溶液之分配、及接著利用至少一第一組處理控制該整個表面上之該複數之化學品之分配。
  74. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含利用連續、快速連續、連續/平行、及平行流動其中一或更多種方式控制該複數之溶液之分配。
  75. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含控制該複數之溶液之分配，以連續流通該溶液至一第一組區域之各個區域。
  76. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含控制該複數之溶液之分配，以連續流通該溶液至該複數之區域中之各區域。
  77. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含控制該複數之溶液之分配，以平行流通該溶液至一第一組區域及一第二組區域之各個區域。
  78. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含控制該複數之溶液之分配，以平行流通該溶液至該複數之區域中之各區域。
  79. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，包含控制該複數之溶液之分配，以連續流通該溶液至一第一組區域之各區域、及平行流通該溶液至一第二組區域之各區域。
  80. 如申請專利範圍第59項之混合模式之基板處理方法，其中輸送至該習知處理模組之該溶液獨立於輸送至該組合處理模組中之該隔離設置之反應器之該溶液而改變。
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