[发明专利]基板处理方法和基板处理设备

说明书

本发明涉及一种基板处理方法和设备，其被实施使得当气体通过单一供气单元供应到多个室时，不同的气体可以同时供应到多个室，以便提高在多个室中沉积的薄膜厚度的均匀性。根据本发明的基板处理方法和基板处理设备的有益之处在于气体仅供应到一个室以便能够仅在该一个室中执行处理，或者不同的气体同时供应到各个室以便能够在各个室中执行不同的处理，由此在每个处理室中薄膜可以沉积成具有均匀的厚度，并且能提高气体供应效率。

技术领域

本公开涉及一种基板处理方法和设备，特别涉及一种可通过一个气体供应系统将气体供应到多个处理室，并且能同时供应不同气体，从而提高在各个室中沉积的薄膜厚度的均匀性的基板处理方法和设备。

背景技术

通常，执行薄膜沉积工艺、光刻工艺、刻蚀工艺等来制造半导体器件，并且将每个工艺设计为在用于相应工艺的最佳环境的室中执行。薄膜沉积工艺是指通过在硅晶圆上沉积原材料形成薄膜的工艺，光刻工艺是指使用光刻胶材料曝光或隐藏从薄膜中选择的区域的工艺，并且刻蚀工艺是指通过去除选定区域的薄膜以期望的方式对该选定区域进行图案化的工艺。

作为用于在硅晶圆上形成预定薄膜的薄膜沉积装置，使用了各种装置，诸如CVD(化学气相沉积)装置和ALD(原子层沉积)装置。该薄膜沉积装置应用于制造半导体的各个场合。

在这些装置中，ALD装置可以沉积具有优异均匀性的纳米薄膜。因此，作为制造纳米级半导体器件所需的沉积技术，ALD装置备受关注。具体而言，ALD装置可以精确控制以埃为单位的薄膜厚度。因此，ALD装置具有优异的阶梯覆盖率，即使是复杂的3D结构也能均匀沉积，并且精确控制薄膜的厚度和组成。因此，ALD装置可以以均匀的速度在大面积上沉积薄膜。

最近，使用集群型基板处理设备以提高生产率。集群型基板处理设备包括彼此紧密耦合的多个处理模块、一个传送模块和一个负载锁定模块，传送模块用于传送基板。此外，使用多室型基板处理设备，其同时处理多个基板以便提高现有ALD装置的生产率。

图1是示意性地表示常规的多室基板处理设备的结构的平面图。常规的多室基板处理设备包括多个处理模块121至123和负载锁定模块130，它们耦合到传送模块110的四周。

传送模块110包括安装在其中的传送机器人111，传送机器人111用于传送基板S。基板S通过传送机器人111在多个处理模块121至123和负载锁定模块130之间移动。传送模块110除了需要设置或维护的情况外，始终保持真空状态。

每个处理模块121至123是在一个或多个处理室121a和121b、122a和122b或123a和123b内对基板S执行诸如薄膜沉积或刻蚀的实际过程的地方。

负载锁定模块130用作在将基板S移入或移出处于真空状态的多个处理模块121至123时基板S临时停留的缓冲空间。通常，考虑到生产率，两个室垂直堆叠的结构经常用作负载锁定模块130。

因此，负载锁定模块130在基板S从外部被传送到多个处理模块121至123时切换到真空状态，并且在基板S从多个处理模块121至123被传送到外部时切换到大气状态。

图2是示意性地图示常规的多室基板处理设备的构成的侧面剖视图。

参考图2，多室基板处理设备200包括第一处理室210和第二处理室220。第一处理室210包括其上安置有第一基板S1的第一基板安置单元210a和喷射处理气体的第一喷头210b，并且第二处理室220包括其上安置有第二基板S2的第二基板安置单元220a和喷射处理气体的第二喷头220b。

第一处理气体供应管线211，通过其供应来自气体供应单元230的处理气体，其连接到第一处理室210，并由第一阀212开通/关断。第二处理气体供应管线221，通过其供应来自气体供应单元230的处理气体，其连接到第二处理室220，并由第二阀222开通/关断。