專利名稱：用于隔離的與離散的工藝順序的整合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年7月12日、申請(qǐng)?zhí)枮镃N200780026564. 0、發(fā)明名稱為
“用于隔離的與離散的工藝順序的整合的方法與系統(tǒng)”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。本發(fā)明涉及 半導(dǎo)體基板的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝變得更復(fù)雜，對(duì)改良的研究變得更難以控制管理。不僅要能夠研 究不同的材料，而且工藝及工藝順序可能也需要隨著材料改變。為了實(shí)施對(duì)這些變化評(píng)估， 必須進(jìn)行過(guò)多的測(cè)試及數(shù)據(jù)評(píng)估。目前用于評(píng)估材料的梯度變化技術(shù)并未針對(duì)有效地施行 大量所需測(cè)試而被最優(yōu)化。梯度變化技術(shù)的一個(gè)限制為，其無(wú)法配合跨越多個(gè)步驟的變化 以便結(jié)合對(duì)材料評(píng)估而評(píng)估工藝順序。例如，目前的梯度變化技術(shù)缺乏同時(shí)評(píng)估單一基板 上的不同材料的不同工藝與工藝順序的能力。因此，需要用于測(cè)試工藝、工藝順序及單一基板上的材料的改進(jìn)的技術(shù)及相關(guān)系 統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體基板的處理方法及系統(tǒng)。下列將敘述本發(fā)明的數(shù) 個(gè)發(fā)明實(shí)施例。在本發(fā)明的一方面，提供一種組合式處理基板的方法，其包含下列的步驟在真空 下處理包括第一金屬層的基板以在所述第一金屬層上形成包括位址隔離區(qū)域的絕緣層，其 中所述處理通過(guò)改變所述第一金屬層和所述絕緣層之間的尺寸關(guān)系而使所述絕緣層相對(duì) 于所述第一金屬層在空間上變化；以及在真空下處理所述基板以在所述絕緣層上形成第二 金屬層，其中所述第二金屬層與所述絕緣層之間具有變化的尺寸關(guān)系以定義多個(gè)電絕緣的 金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)，其中所述MIM結(jié)構(gòu)組合式變化。在本發(fā)明的另一方面，提供一種組合式處理基板的方法，其包含下列的步驟在集 束型設(shè)備中接收基板，其中所述集束型設(shè)備包括第一組合式處理室和第二組合式處理室； 在所述第一組合式處理室中處理所述基板以在所述基板上沉積多個(gè)位址隔離區(qū)域；以及在 所述第二組合式處理室中處理所述基板以沉積相對(duì)于所述位址隔離區(qū)域在空間上變化的 層，從而形成多個(gè)個(gè)體的組合式變化的裝置，其中接收所述基板、在所述第一組合式設(shè)備中 處理所述基板、以及在所述第二組合式設(shè)備中處理所述基板是在未中斷真空的情況下施行 的。在本發(fā)明的另一方面，提供一種半導(dǎo)體基板的處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含一主框架，此 主框架具有多個(gè)模塊連接至此主框架。所述模塊包含處理模塊、儲(chǔ)存模塊及傳輸機(jī)構(gòu)。所 述處理模塊可包含組合式的處理模塊及傳統(tǒng)的處理模塊，如表面?zhèn)渲啤崽幚?、蝕刻及沉積 模塊。在一實(shí)施例中，所述模塊中的至少之一儲(chǔ)存多個(gè)掩膜。該多個(gè)掩膜致使跨越一系列 工藝及/或另一模塊中待處理的基板的多個(gè)膜層的空間位置與幾何形狀的原位變化。應(yīng)注意每一工藝毋需形成一膜層，且每一工藝毋需所有區(qū)域的空間位置皆重迭。在另一實(shí)施例 中，該系統(tǒng)包含一處理模塊，此處理模塊用以在維持受控環(huán)境的同時(shí)，處理一基板表面的第 一層面(first level)的位址隔離區(qū)域(site isolated regions)，并改變跨越基板表面上 設(shè)置于彼此之上的多個(gè)層面的特征尺寸。在此實(shí)施例中，該受控環(huán)境被維持在包圍多個(gè)處 理模塊的一框架區(qū)域內(nèi)。在本發(fā)明的又一方面，提供一種基板的處理方法。該方法開(kāi)始于接收該基板。當(dāng) 空間上改變連續(xù)處理間的掩膜時(shí)，以串行及并行的組合方式處理基板的多個(gè)區(qū)域，其中該 連續(xù)處理在集束型(cluster)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行以避免不利的環(huán)境(negative environment)。所 避免的不利的環(huán)境可能會(huì)包含空氣、水氣及微粒污染。在一實(shí)施例中，連續(xù)的處理在未中斷 真空(vacuum break)的情況下進(jìn)行。在另一實(shí)施例中，提供一種在未中斷真空的集束型 (cluster)設(shè)備內(nèi)的基板處理方法。該方法開(kāi)始于，在一處理室中利用具有第一組特征部 的掩膜來(lái)處理基板。接著，在該處理室中利用具有第二組特征部的掩膜來(lái)處理基板。在一 實(shí)施例中，具有第一組特征部的掩膜被用于初始處理操作，接著自該處理室移出掩膜并以 具有第二組特征部的掩膜替換之。在另一實(shí)施例中，提供一種基板的組合處理方法。該方 法開(kāi)始于，以傳統(tǒng)的方式來(lái)處理基板。在真空下，于基板的一離散區(qū)域上施行第一位址隔離 沉積(first site-isolated exposition)。在未中斷真空的情況下，于基板的該離散區(qū)域 上施行第二位址隔離沉積。第二位址隔離沉積所覆蓋的區(qū)域大于第一位址隔離沉積所覆蓋 的區(qū)域。接著，在未中斷真空的情況下于基板的該離散區(qū)域上施行第三位址隔離沉積。第 三位址隔離沉積所覆蓋的區(qū)域小于第二位址隔離沉積所覆蓋的區(qū)域。此實(shí)施例提供了一實(shí) 例，在此實(shí)例中位址隔離沉積區(qū)域間的尺寸關(guān)具體指定了第二位址隔離區(qū)域所覆蓋的區(qū)域 大于第一區(qū)域且第三位址隔離區(qū)域所覆蓋的區(qū)域小于第二區(qū)域。然而在其他實(shí)施例中，第 二位址隔離區(qū)域與第一位址隔離區(qū)域具有不同尺寸，或第一、第二及第三位址隔離區(qū)域皆 具有不同尺寸。應(yīng)注意位址隔離區(qū)域可具有不同的幾何形狀及/或尺寸。自下列結(jié)合了附圖并以本發(fā)明的原理實(shí)例的方式所說(shuō)明的詳細(xì)敘述，本發(fā)明的其 他方面將變得更清晰。


通過(guò)下列結(jié)合了附圖的詳細(xì)敘述，本發(fā)明將更容易了解；相同的附圖標(biāo)記代表相 同的結(jié)構(gòu)元件。圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的組合工藝順序整合的方法的流程圖。圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的整合式高效率組合系統(tǒng)(high productivity combinatorial, HPC)沉積被統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。圖3為圖2中的集成型高效率組合系統(tǒng)(HPC)沉積被統(tǒng)的另一實(shí)施例。圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的資料庫(kù)模塊(library module)的簡(jiǎn)化示 意圖。圖5A-1至5A-3及5B-1至5B-3顯示了可被儲(chǔ)存于圖4的資料庫(kù)模塊內(nèi)的示例性
掩膜圖案。圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的能夠在位址隔離處理期間被形成的特征部的簡(jiǎn) 化示意圖，其中此特征部具有跨越基板的多個(gè)膜層的不同空間定義。
圖6A及6B顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有遮板庫(kù)(shutter garage)的HPC 模塊。圖7A至7D顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的可經(jīng)由圖6A及6B的遮板庫(kù)的遮板位 向而施加的各種結(jié)構(gòu)。圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板組合工藝的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式此文中所述的實(shí)施例提供了能夠施行傳統(tǒng)及組合工藝的方法及系統(tǒng)，所述傳統(tǒng)及 組合工藝可用以評(píng)估單一基板上的多個(gè)材料及多個(gè)處理步驟。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清 楚了解，在不利用部分或全部所述特定細(xì)節(jié)的情況下亦可施行本發(fā)明。在其他的情況下，并 未詳細(xì)敘述傳統(tǒng)的處理操作以免不必要地模糊本發(fā)明的焦點(diǎn)。本文中所述的設(shè)備可用以分析工藝、工藝順序及單一基板上的組合式材料。本文 中所述的實(shí)施例在下列工藝之間不使基板暴露于有害環(huán)境的情況下，達(dá)成所需材料的空間 定義、特定處理膜層內(nèi)具有變化幾何形狀的工藝、及其跨越一特定基板的多個(gè)處理膜層的 工藝順序。在一實(shí)施例中，避免有害環(huán)境被通過(guò)未中斷真空來(lái)達(dá)到，即，將基板所暴露的環(huán) 境維持在受控制的環(huán)境條件下，此條件包含維持真空狀態(tài)。當(dāng)然，維持真空狀態(tài)包含真空可 改變但未中斷真空的條件，即，壓力不會(huì)自真空狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎?，例如顯然在包含集束型設(shè) 備的室內(nèi)。在此情況下，組合式的工藝順序整合可用以最優(yōu)化半導(dǎo)體工藝。工藝順序整合 允許不同的工藝及伴隨的材料受到評(píng)估而非僅單一材料評(píng)估。如下列更詳細(xì)地討論，提供 具有多個(gè)模塊的集束型設(shè)備，其中所述模塊中之一為用以施行位址隔離處理步驟的組合式 處理室。位址隔離工藝可以連續(xù)的方式施行，在此方式中一次處理基板的一個(gè)位址。在另 一實(shí)施例中，可以并行的方式處理基板上的一或多個(gè)位址群組。而每一此類位址群組可串 行處理，即，以連續(xù)的方式處理。又，傳統(tǒng)的處理模塊如沉積室可被包含于集束型設(shè)備中，其 中所有或?qū)嵸|(zhì)上所有基板皆并行處理，這在此處描述的一些的一些實(shí)施例中可被稱為以傳 統(tǒng)方式處理。當(dāng)考慮到組合及傳統(tǒng)的處理模塊的組合能力時(shí)，可評(píng)估工藝材料、工藝及/或 工藝順序的任何數(shù)目組合/變化。又，可在特定的基板膜層或多個(gè)基板膜層間連續(xù)地、平行 地或以串行處理及并行處理的某種組合處理基板的區(qū)域。因此，在本文中所述的實(shí)施例下 能夠評(píng)估處理操作的順序及材料組合。本文中所述的設(shè)備亦避免基板暴露至不利的環(huán)境。不利的環(huán)境可包含空氣、氧、水 氣、微粒污染等。基本上，不利地影響處理操作中的工藝或材料的任何環(huán)境條件都會(huì)被視為 是不利的環(huán)境的元素。通過(guò)控制處理室及模塊內(nèi)和處理室及模塊外但位于集束型設(shè)備框架 環(huán)境內(nèi)的環(huán)境及處理?xiàng)l件，可隨著不同材料來(lái)評(píng)估工藝順序整合。在一實(shí)施例中，框架環(huán)境 (亦可被稱為框架區(qū)環(huán)境)被維持在真空條件，以在切換處理室的掩膜或處理室間傳送基 板時(shí)避免真空中斷。此外，實(shí)施例包含在每一處理步驟后測(cè)試原位建立的結(jié)構(gòu)的能力。因 此，用于該結(jié)構(gòu)的不同材料及/或建立該結(jié)構(gòu)的步驟序列的影響可受到評(píng)估，以決定最優(yōu) 的工藝及結(jié)構(gòu)。換言之，下列的實(shí)施例敘述了能夠考慮或結(jié)合工藝整合資料庫(kù)與材料資料 庫(kù)的系統(tǒng)與方法。所述實(shí)施例避免了步驟間的真空中斷并提供了在處理操作間必須改變的 幾何形狀。變化幾何形狀包含但不限制于，在步驟之間或之內(nèi)改變特征部的尺寸、形狀、位 置、分布、位向、數(shù)目等。處理模塊內(nèi)部及外部的受控環(huán)境避免了暴露至不利的環(huán)境的任何
6機(jī)會(huì)。圖1的流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的組合式工藝順序整合的方法。在操 作100中，提供基板。來(lái)自操作100的基板可以操作120中所指定的傳統(tǒng)方式來(lái)加以處理， 或可在操作110中所指定的離散方式加以處理。離散工藝經(jīng)由高效率組合式(HPC)沉積系 統(tǒng)進(jìn)行，下列將根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的圖2與3而更詳細(xì)地?cái)⑹龃顺练e系統(tǒng)。以前述組合 方式處理的基板可選擇性地先以操作120中所述的傳統(tǒng)方式加以處理或接續(xù)地以操作130 所述的傳統(tǒng)方式加以處理。此外，應(yīng)注意多個(gè)離散處理操作可在任何傳統(tǒng)處理操作之后或 之前進(jìn)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)注意，傳統(tǒng)的處理操作指基板或基板的實(shí)質(zhì)部分以均勻方式 受到處理的處理操作，例如經(jīng)由市售的沉積、蝕刻、清潔及半導(dǎo)體晶片制造時(shí)所用的其他半 導(dǎo)體工藝設(shè)備所施行者。因此，本文中所述的操作實(shí)現(xiàn)了欲在建立終端裝置如集成電路等 所需的處理流程的所需區(qū)段中使用的組合式處理及組合工藝順序整合方法。接著，可利用 操作140中所指定的傳統(tǒng)分析方法，針對(duì)有興趣的特性測(cè)試處理區(qū)域如裝置或已制造的裝 置的多個(gè)部分。應(yīng)注意，操作140的測(cè)試工藝可在圖1的流程圖中的多個(gè)步驟處進(jìn)行。艮口， 在每一傳統(tǒng)處理技術(shù)及/或每一離散處理技術(shù)后，可進(jìn)行測(cè)試以收集獨(dú)立工藝順序與序列 整合的資訊。此外，可在工藝順序后進(jìn)行測(cè)試。在一實(shí)施例中測(cè)試原位進(jìn)行。當(dāng)然，在圖1 的每一操作間，測(cè)試是選擇性地，其可進(jìn)行或不進(jìn)行。經(jīng)由所有實(shí)施例的敘述應(yīng)了解，經(jīng)由 本文中所述的設(shè)計(jì)/系統(tǒng)可達(dá)成許多其他的組合/變化。因此，特別敘述的例示性實(shí)施例 意不在限制本發(fā)明。圖2的簡(jiǎn)化示意圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的集成型高效率組合(HPC)沉積 系統(tǒng)。HPC沉積系統(tǒng)包含支撐多個(gè)處理模塊的框架400。應(yīng)了解，根據(jù)一實(shí)施例的框架400 可為一體框架。然而，用以支撐本文所述的模塊并允許基板在多個(gè)模塊間傳送的任何合適 結(jié)構(gòu)皆可與本文所述的實(shí)施例一起使用。例如，框架400可為集成在一起的多個(gè)分離件。 真空預(yù)備室(load lock)/工廠介面402提供進(jìn)入HPC沉積系統(tǒng)的多個(gè)模塊的入口。根據(jù) 一實(shí)施例，真空預(yù)備室/工廠介面402可包含一晶圓傳送盒(FOUP)。機(jī)械手臂(robot)414 用于使基板(及掩膜)在模塊間運(yùn)動(dòng)，并移入和移出真空預(yù)備室402。根據(jù)一實(shí)施例，模塊 404可為定位/除氣模塊。即，在一實(shí)施例中模塊404可對(duì)準(zhǔn)基板。應(yīng)注意，經(jīng)由基板上的 槽口或其他記號(hào)，模塊404可施行此對(duì)準(zhǔn)功能以將基板一致性地放置到多個(gè)模塊中。此外， 模塊404可具有除氣模塊的功能，其中基板在任何工藝如本文中所述的沉積工藝之前(或 之后)，可在模塊404中進(jìn)行除氣。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊406可為清潔模塊。模塊 406所施行的清潔可為等離子體系或非等離子體系工藝。在一實(shí)施例中，該清潔可為蒸氣系 工藝。該清潔可為干式工藝，但不限于干式清潔工藝，亦可包含半導(dǎo)體工藝中所用的濕式清 潔工藝。在模塊406中可施行半導(dǎo)體制造操作中所常用的任何傳統(tǒng)清潔工藝。例如，可經(jīng) 由模塊406進(jìn)行含氬的濺射清潔或含氫的反應(yīng)性清潔。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊408 被稱為資料庫(kù)模塊。在模塊408中，儲(chǔ)存了多個(gè)掩膜(亦被稱為處理掩膜)。在組合式處理 模塊中可使用所述掩膜，以將某些圖案施加至正在所述模塊中接受處理的基板。以下將參 照?qǐng)D4來(lái)提供資料庫(kù)模塊408的更進(jìn)一步細(xì)節(jié)。應(yīng)注意資料庫(kù)408及其中所包含的掩膜 使特征部能夠跨越正受到處理的基板的膜層而作空間上的變化。又，在本文中所述的高效 率組合式(HPC)沉積系統(tǒng)中的處理期間，能夠在未中斷真空的情況下利用跨越多個(gè)膜層的 空間定義來(lái)施行位址隔離工藝。經(jīng)由不同掩膜來(lái)在空間上變化特征部組的能力結(jié)合了 HPC沉積模塊的受控環(huán)境工藝，提供了能夠利用各種工藝順序分別或同時(shí)評(píng)估各種材料成分的 強(qiáng)大設(shè)備。換言之，模塊408與HPC模塊的結(jié)合致使了工藝順序與材料及工藝資料庫(kù)的評(píng) 估及耦合。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊410包含了 HPC物理氣相沉積模塊。模塊410包含 遮板庫(kù)410a及410b。在遮板庫(kù)410a及410b中可移動(dòng)的遮板可在平面方向移動(dòng)，以部分地 遮蔽自模塊408供應(yīng)至模塊410的掩膜。S卩，來(lái)自資料庫(kù)模塊408的掩膜由機(jī)械手臂414 而被供給至模塊410。遮板庫(kù)410a及410b包含遮板，遮板能夠在平面方向上移動(dòng)以覆蓋提 供至模塊410的掩膜的一部分。當(dāng)然，可暴露整個(gè)處理掩膜。以下圖5至圖7更詳細(xì)地?cái)?述了遮板庫(kù)410a及410b的功能。應(yīng)注意遮板可致使梯度處理(gradient processing) 或可用以在處理期間改變曝光圖案。又，當(dāng)結(jié)合了資料庫(kù)模塊408所實(shí)現(xiàn)的空間上改變特 征部的能力時(shí)，提供了具有高度彈性的組合/非組合工藝整合設(shè)備。在一實(shí)施例中，HPC模塊410能夠執(zhí)行方法、操作法、工藝、測(cè)試載件(test vehicle)、合成序列、技術(shù)或其組合，用以同時(shí)、并行或快速連續(xù)地(i)設(shè)計(jì)，(ii)合成， (iii)處理，(iv)工藝順序，(ν)工藝整合，(vi)裝置整合，(vii)分析，或(viii)對(duì)不止兩 種化合物、成分、混合物、工藝或合成條件、或者自上述所衍生出的結(jié)構(gòu)的表征。應(yīng)注意，測(cè) 試載件包含但不限制于，用于集成電路裝置的設(shè)計(jì)、工藝建構(gòu)、工藝認(rèn)證(qualification)、 及工藝控制的物理、電性、光解及/或磁特性裝置如測(cè)試結(jié)構(gòu)或晶片。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊412為傳統(tǒng)的沉積模塊。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模 塊412可包含用以施行傳統(tǒng)物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、 等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、快速熱處理(RTP)等工藝。因此，當(dāng)HPC模塊410可施 行位址隔離工藝時(shí)，模塊412將在傳統(tǒng)技術(shù)下施行跨越基板(例如，晶圓)的并行處理。應(yīng) 注意雖然圖2顯示了模塊的特定結(jié)構(gòu)，但此結(jié)構(gòu)旨不在限制本發(fā)明。S卩，只要包含HPC沉 積模塊如模塊410，模塊的任何組合皆可被包含于HPC沉積系統(tǒng)中。因此，圖2的處理系統(tǒng) 有許多可行結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意在一實(shí)施例中，資料庫(kù)模塊408所提供的功能性可經(jīng)由處理掩膜 的儲(chǔ)存所專屬的真空預(yù)備室模塊所提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，控制器可控制本文中所指的操作及工藝。即，某工藝的配 方被程序化至控制器的存儲(chǔ)器中，且控制器通過(guò)操控閥件、電源、機(jī)械手臂及集束型設(shè)備的 模塊的其他實(shí)體裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的功能性，以執(zhí)行該配方。控制器可為計(jì)算系統(tǒng)的一部分， 計(jì)算系統(tǒng)具有用以檢視工藝、原位測(cè)試的工藝結(jié)果及修改配方的圖形使用者介面。計(jì)算裝 置將包含中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、用于存儲(chǔ)器和CPU之間通信以及輸入/輸出能力的 總線、以及顯示器。在一實(shí)施例中，中央化的控制器即計(jì)算裝置411可控制HPC系統(tǒng)的工藝。 或者，每一模塊可具有與中央化計(jì)算裝置411通信的控制器。當(dāng)然，某些模塊可具有局部控 制器但其他模塊經(jīng)由中央化的計(jì)算裝置411來(lái)加以控制?？蚣?00內(nèi)的環(huán)境受到控制，以提供不會(huì)損害正在施行的處理操作的環(huán)境。在一 實(shí)施例中，該環(huán)境可在受控制的惰性環(huán)境中操作。例如，可用泵將氧抽出環(huán)境并以惰性氣體 代替。例如，可被泵抽入以代替氧氣的氣體可為氬氣、氮?dú)饧安粫?huì)與基板處理操作進(jìn)行負(fù)面 反應(yīng)的其他惰性氣體。在此實(shí)施例中，在接續(xù)的工藝之前及/或之間，氧氣被移除至能夠充 分避免已處理的基板產(chǎn)生任何氧化的程度。在另一實(shí)施例中，框架400內(nèi)的環(huán)境被維持在 一真空。在此實(shí)施例中，模塊內(nèi)的壓力可被維持在介于約1托至約10,托之間。應(yīng)注意，可在一開(kāi)始時(shí)將環(huán)境泵抽至某一真空程度，接著將處理氣體注射至各個(gè)處理室中以維持一 真空狀態(tài)。又，通過(guò)在一開(kāi)始泵抽至一低壓如約10_6至10_1(1托，基本上可移除任何存在的 污染物。當(dāng)在一實(shí)施例中單一框架為氣密時(shí)，環(huán)境受到控制及保護(hù)而不會(huì)有任何污染物突 破框架環(huán)境。當(dāng)然，在另一實(shí)施例中可將環(huán)境維持在一正壓，應(yīng)注意，當(dāng)根據(jù)正在施行的處理操 作來(lái)維持環(huán)境的控制時(shí)所提供的實(shí)際范圍為例示性且旨不在限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)了解，可利用各種技巧來(lái)控制水氣、濕度、微粒物質(zhì)、溫度、壓力及任何其他的環(huán)境特性， 以致使基板與掩膜在模塊間及經(jīng)由框架環(huán)境移動(dòng)，卻不會(huì)將有害的影響導(dǎo)入基板、掩膜、正 施行于基板上的工藝及/或由所述工藝所形成的結(jié)構(gòu)。圖3為圖2中所示的集成型高效率組合式(HPC)沉積系統(tǒng)的另一實(shí)施例。在圖 3中，兩主框架400-1及400-2被連接在一起(見(jiàn)例如美國(guó)專利5，186，718及6，977，014， 亦已知為具有兩主模塊的單一集束型設(shè)備)，以提供根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有多個(gè)處 理模塊的設(shè)備。在一例示性實(shí)施例中，主框架40-1周圍具有集束型的真空預(yù)備室(load lock) 402、定位/除氣模塊404、清潔模塊406、資料庫(kù)模塊408-1及HPC模塊410-1。機(jī)械 手臂414-1提供基板及/或掩膜在處理模塊間的傳輸及移動(dòng)，以及進(jìn)入及離開(kāi)集束型設(shè)備。 模塊500-1及500-2提供與主框架400-1及主框架400-2相關(guān)的系統(tǒng)間的穿越能力。又， 模塊500-1及500-2可提供正在兩主框架400-1及400-2間傳送的基板及/或掩膜的定位 能力。主框架400-2周圍具有集束型的多個(gè)處理模塊。模塊包含傳統(tǒng)工藝(例如，沉積、表 面?zhèn)渲?、工藝?模塊412-1及傳統(tǒng)處理模塊412-2。HPC模塊410-2及HPC模塊410-3亦 被提供作為處理模塊。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊408-2為容納多個(gè)處理掩膜的資料庫(kù) 模塊。傳統(tǒng)處理模塊可包含物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)原 子層沉積(PEALD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、離子誘發(fā)原子層 沉積(II-ALD)、自由基增強(qiáng)原子層沉積(REALD)等及相關(guān)的模塊。傳統(tǒng)處理模塊亦可包含 本領(lǐng)域中廣為人知的熱、雷射、UV、IR、微波、電子束、離子及其他形式的處理模塊。在一實(shí)施例中，HPC模塊中的至少之一被用以施行物理氣相沉積(PVD)。在其他實(shí) 施例中，HPC模塊中的至少之一被用以施行下列的至少之一化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子 體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)、離子誘 發(fā)原子層沉積(II-ALD)、自由基增強(qiáng)原子層沉積(REALD)、熱處理、雷射工藝、UV工藝、頂工 藝、微波工藝、電子束工藝及離子工藝。圖3被提供以顯示另一實(shí)施例，其中多個(gè)主框架被整合在一起，以提供更進(jìn)一步 的組合及變化。應(yīng)注意，可將任何數(shù)目的主框架整合在一起以提供能夠支持不同處理操作 數(shù)目的額外處理模塊。在資料庫(kù)408-1及408-2內(nèi)，其中所提供的掩膜能夠提供不同的幾何 形狀，俾使在基板處理期間于未中斷真空的情況下可跨越膜層定義特征部?；蛘撸毁Y料庫(kù) 模塊可利用模塊500-1及500-2作為穿越室以將提供掩膜組提供予整個(gè)沉積系統(tǒng)。因此，本 文中所述的實(shí)施例不僅僅允許多個(gè)材料受到測(cè)試，更允許步驟序列(sequence of steps) 即工藝順序亦可被包含在測(cè)試矩陣中。即，本文中所述的系統(tǒng)允許跨越基板多個(gè)膜層的組 合式工藝及非組合式工藝，使不僅僅是不同材料可被包含及評(píng)估，且工藝及工藝順序亦可 被更改以決定出最優(yōu)的工藝順序。工藝順序可包含處理步驟的順序及所述步驟的對(duì)應(yīng)操
9作條件如在物理氣相沉積(PVD)的情況下為溫度、壓力、氣體流量、氣體物種、氣體比例、功 率、時(shí)間、占空率(duty cycle)、頻率等以及與半導(dǎo)體處理操作相關(guān)的任何其他工藝參數(shù)。 應(yīng)注意，資料庫(kù)模塊408-1及408-2所提供的掩膜可在資料庫(kù)模塊本身中進(jìn)行定位，或在定 位模塊500-1或500-2中進(jìn)行定位。又，圖3為經(jīng)由本文中所述的實(shí)施例的模塊組合所提 供的各種結(jié)構(gòu)的例示圖。圖4的簡(jiǎn)化圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的資料庫(kù)模塊。資料庫(kù)模塊408包含 儲(chǔ)存于其中的多個(gè)掩膜600。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，掩膜600可擱放在對(duì)應(yīng)的擱架602上。 然而根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，掩膜600可擱放在用以支撐資料庫(kù)模塊內(nèi)的掩膜的各種其他 結(jié)構(gòu)上。即，掩膜可擱放在能使機(jī)械手臂接取掩膜600的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)上。當(dāng)然，該結(jié)構(gòu)被 適合用于潔凈的環(huán)境且與掩膜材料相匹配。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，模塊408能夠旋轉(zhuǎn)移 動(dòng)及垂直移動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)注意，任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)械手臂皆能提供垂直高度控制及繞 著軸604的旋轉(zhuǎn)。儲(chǔ)存在資料庫(kù)模塊408中的掩膜被移入及移出模塊如組合式處理模塊。 掩膜600上具有各種圖案及特征尺寸，例如圖5A-1至5A-3及5B-1至5B-3中所示。如上 所述，在一實(shí)施例中真空預(yù)備室模塊可代替資料庫(kù)模塊。圖5A-1至5A-3及5B_1至5B_3顯示了可被儲(chǔ)存于圖4的資料庫(kù)模塊內(nèi)的例示性 掩膜圖案。應(yīng)注意，所示的掩膜圖案為例示性而旨不在限制本發(fā)明，根據(jù)工藝需求可使用任 何數(shù)目的幾何形狀及/或特征尺寸性能不同的不同掩膜圖案。掩膜圖案可包含但不限制 于，開(kāi)口數(shù)目、開(kāi)口尺寸、開(kāi)口形狀、開(kāi)口位向、開(kāi)口位置及開(kāi)口分布等不同的圖案。在圖5A-1中，提供具有多行的掩膜圖案。圖5A-2的圖案包含具有橫跨基板的多 列的圖案。圖5A-3的圖案包含遍布整個(gè)掩膜的多個(gè)圓形。又，應(yīng)注意，可利用操控上述遮 板庫(kù)中的遮板，以暴露圖5A-1至5A-3所示的掩膜的一部分。例如，關(guān)于圖5A-3，遮板可遮 蔽所述圓形的一部分以使掩膜可經(jīng)由遮板位置來(lái)加以改變。應(yīng)注意，各種其他圖案及形狀/ 幾何形狀可被記錄于掩膜上，且圖5A-1至5A-3中所示的三種圖案僅為例示性而旨不在限 制本發(fā)明。在一實(shí)施例中，單一掩膜上的特征部的圖案可隨著掩膜的不同部分而改變尺寸。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，圖5B-1至5B-3顯示了可轉(zhuǎn)移的掩膜的組合。在圖5B_1 至5B-3中，一開(kāi)始利用金屬掩膜來(lái)定義圖5C的第一金屬層620。接著利用圖5B-2的絕緣 體掩膜來(lái)定義圖5C的絕緣體層622。最后利用圖5B-3的金屬掩膜來(lái)定義圖5C的上金屬層 624。此產(chǎn)生出圖5C中所示跨越正被處理中的基板的多個(gè)膜層的圖案，而定義出功能性的 金屬-絕緣體-金屬電容結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意，通過(guò)使用可轉(zhuǎn)移的掩膜會(huì)使得膜層622的絕緣體 面積相對(duì)地大于膜層620的金屬1面積，且會(huì)使得膜層624的金屬2面積相對(duì)地小于膜層 622的絕緣體面積，俾以保證金屬1與金屬2面積之間有適當(dāng)?shù)碾娊^緣。圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的位址隔離處理期間能夠被形成的圖型的簡(jiǎn)化示 意圖，其中該圖型具有跨越基板上的多個(gè)膜層或跨越在基板上施行的多個(gè)處理步驟的可變 空間定義。圖5C顯示了可具有存儲(chǔ)器元件功能的金屬-絕緣體-金屬結(jié)構(gòu)。金屬層擬4 被設(shè)置于絕緣體層622之上，因此設(shè)在金屬層620之上。如所示，在多個(gè)膜層的每之一之間 (620至622及622至624)設(shè)有空間變化，以提供每一層之間及上與下電極之間的絕緣，以 避免任何短路。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，梯度方法無(wú)法完成此幾何形狀。圖5B-1至5B-3的 掩膜圖型達(dá)完成了圖5C的結(jié)構(gòu)，且將掩膜送入及送出HPC模塊的能力致使了此工藝。又， 相對(duì)于梯度技術(shù)無(wú)法評(píng)估，在此方法中膜層620、622及6M所定義的結(jié)構(gòu)間的介面可受到評(píng)估。如上所述，掩膜可自資料庫(kù)模塊而送入及送出組合式模塊，且框架區(qū)域內(nèi)的環(huán)境 避免了任何真空中斷或暴露至不利的環(huán)境，因此可在無(wú)有害的物理、機(jī)械、化學(xué)、電性、光 學(xué)、磁性等利害性質(zhì)的擾動(dòng)及/或任何其組合的情況下，評(píng)估工藝順序。在形成集成電路的 實(shí)際結(jié)構(gòu)時(shí)，資料庫(kù)模塊內(nèi)的不同掩膜及將所述掩膜送入及送出處理室的能力能夠?qū)⒆儺?導(dǎo)入至工藝順序中。即，可獲得任何半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)如圖6C的MIM、或溝槽、通孔、晶體管、罩蓋 層、阻障層、粘著層等的評(píng)估。應(yīng)注意，經(jīng)由具有可轉(zhuǎn)移的掩膜的系統(tǒng)所允許的變異包含了 周期性、特征尺寸、特征形狀、特征分布、開(kāi)口百分率、位向及/或其任何組合。又，處理操作 可結(jié)合組合式工藝及傳統(tǒng)工藝及兩者的組合。例如，可利用單一掩膜以接續(xù)的方式來(lái)處理 基板面積的一部分。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可利用相同的掩膜來(lái)接續(xù)地處理基板的四分 的一區(qū)域。因此，從一方面，依序地處理四個(gè)四分之一區(qū)域，但定義每一四分之一區(qū)域的子 區(qū)域在被以并行方式處理。圖6A及6B顯示具有根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的遮板庫(kù)的HPC模塊。在圖6A中，處 理模塊410包含遮板庫(kù)410a。遮板庫(kù)410a可包含固定式或可移動(dòng)式的遮板。S卩，遮板庫(kù) 410a可用以支撐或容納固定式遮板，此固定式遮板被用以遮蔽處理模塊410內(nèi)的掩膜(或 基板)的半部或某一其他固定部分?；蛘撸诎鍘?kù)410a可用以支撐可移動(dòng)式的遮板，此可 移動(dòng)式遮板被用以遮蔽處理模塊410內(nèi)的掩膜(或基板)的任何部分或不遮蔽。應(yīng)注意， 處理模塊410為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的上述高效率的組合式沉積模塊。在圖6A中，處理模 塊410具有單一遮板庫(kù)410a?；蛘?，圖6B顯示具有多個(gè)遮板庫(kù)410a及410b的處理模塊 410。應(yīng)注意，如參照?qǐng)D6A所述，遮板庫(kù)410a及410b可儲(chǔ)存固定式或可移動(dòng)式遮板。此外，雖然圖6B的遮板庫(kù)被以彼此對(duì)向的方式設(shè)置，但在本發(fā)明的一實(shí)施例中， 一遮板庫(kù)相對(duì)于另一遮板庫(kù)可為90度。當(dāng)然，遮板庫(kù)可以任何位向或組合位向偏離處理模 塊。又，例如固定式掩膜可自資料庫(kù)模塊傳送至HPC模塊中。或者在允許此類情況的實(shí)施例 中，掩膜可留在遮板庫(kù)中以消除對(duì)于資料庫(kù)模塊的需求。在掩膜留在遮板庫(kù)中的實(shí)施例中， 可在掩膜上定義多個(gè)圖型及幾何形狀，且經(jīng)由掩膜的旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)具有跨越多個(gè)膜層的空間 變化的位址隔離工藝。例如，參考圖5B-1至5B-3，單一掩膜可包含圖5B-1的圖型的一半 以及圖5B-2的圖型的一半。接著，通過(guò)遮板的旋轉(zhuǎn)及使用，可實(shí)現(xiàn)如圖5C中所施行的具有 空間變化的位址隔離工藝。當(dāng)然，掩膜的旋轉(zhuǎn)可經(jīng)由機(jī)械手臂或設(shè)置在遮板庫(kù)內(nèi)的適當(dāng)機(jī) 構(gòu)來(lái)進(jìn)行。應(yīng)注意，基板可旋轉(zhuǎn)或獨(dú)立于掩膜作移動(dòng)，而仍達(dá)到具有空間變化的位址隔離工 藝。圖7A至7D顯示可經(jīng)由容納于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖6A與6B的遮板庫(kù)內(nèi)的遮板 的位向所施加的各種結(jié)構(gòu)。在圖7A中，可移動(dòng)遮板900遮蔽了基板902的部分。可移動(dòng)遮 板900可在平面方向上移動(dòng)，此平面實(shí)質(zhì)上平行于基板902的平面。此平面方向由箭頭904 所顯示。在圖7B中使用兩遮板以遮蔽基板902的多個(gè)部分。遮板900-1及900-2均遮蔽 了基板902的對(duì)應(yīng)端部，藉此使基板902的中央部分裸露。遮板900-1及900-2再次在箭 頭904所示的方向中移動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，可使用多種技術(shù)來(lái)提供遮板900-1及 900-2的移動(dòng)。例如，遮板的一端可固至一延伸臂，此延伸臂根據(jù)控制器而移動(dòng)或步進(jìn)特定 的量。在另一實(shí)施例中，遮板900-1及900-2的位置可固定。雖然圖7A及7B顯示了遮板為了限制基板裸露所作的移動(dòng)，但遮板亦可用以限制設(shè)置在基板上方的掩膜的裸露。圖7C及7D顯示了用以遮蔽設(shè)置在基板上方的掩膜的一部 分的遮板。在圖7C中，遮板900遮蔽了掩膜906的一部分。因此，設(shè)置在掩膜906下方的 基板僅會(huì)受到經(jīng)由掩膜906的裸露部分的工藝。在圖7D中，遮板900-1及900-2遮蔽了掩 膜906的多個(gè)部分。應(yīng)注意，掩膜906可在處理模塊內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且若掩膜上定義了各種圖型， 則經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的掩膜的旋可施加該各種圖型。在另一實(shí)施例中，通過(guò)例如 旋轉(zhuǎn)將基板支撐于其上的座臺(tái)或基板支撐件，可旋轉(zhuǎn)基板本身。圖8的流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基板的組合工藝用的步驟。在操作 905中，可經(jīng)由市售的設(shè)備施行在基板上常進(jìn)行的傳統(tǒng)處理技術(shù)如表面?zhèn)渲?、表面處理、?積或蝕刻技術(shù)。應(yīng)注意，操作950為選擇性的。在一實(shí)施例中，可對(duì)基板提供全面性的沉 積(blanket deposition)或任何先前已施行過(guò)的其他處理操作。接著，此方法進(jìn)行至操作 952，在此操作中于真空條件下在基板的一離散區(qū)域上施行第一位址隔離沉積。第一位址隔 離沉積覆蓋了基板的第一區(qū)域。在此處，依圖2及3所述的HPC沉積系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)此位址隔 離工藝。接著此方法進(jìn)行至操作954，在操作％4中在未中斷真空的情況下于基板的一離散 區(qū)域上方施行第二位址隔離沉積。第二位址隔離沉積覆蓋了大于第一區(qū)域的第二區(qū)域。在 操作954中，進(jìn)行了工藝順序整合，其中操作952鋪設(shè)下第一膜層，而操作％4將第二膜層 鋪設(shè)于第一膜層上方。然而，由于改變掩膜及維持真空條件的能力，第二位址隔離沉積覆蓋 了整個(gè)第一區(qū)域及超過(guò)第一區(qū)域的某額外面積。在一實(shí)施例中，可在操作954中施行全面 性的沉積操作，且此操作可提供具有空間變化的絕緣膜層。接著圖8的方法進(jìn)行至操作956，在操作956中于未中斷真空的情況下在基板的 該離散區(qū)域上方施行第三位址隔離沉積。第三位址隔離沉積覆蓋了小于第二區(qū)域的第三區(qū) 域，以使第三位址隔離沉積通過(guò)第二位址隔離沉積而與第一位址隔離沉積絕緣。應(yīng)注意，通 過(guò)維持真空，基板不會(huì)暴露至任何氧化條件，且工藝被于相同的系統(tǒng)中進(jìn)行。圖8的實(shí)施例 產(chǎn)生了在一實(shí)施例中圖5C的結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，金屬與絕緣體膜層間具有絕緣，且上與 下金屬電極間具有絕緣。應(yīng)注意，在上述的每一步驟之間可施行材料及工藝順序的測(cè)試。更 應(yīng)注意，圖8所討論的操作順序旨不在限制本發(fā)明。因此，全面性的步驟可為選擇性的，且 甚至在其他時(shí)機(jī)施行，例如，可自供應(yīng)商采購(gòu)具有全面性膜層的晶圓(blanket wafer) 0此 外，全面性沉積工藝可在上述的任何工藝之間進(jìn)行，因此致使了提供具有空間變化的絕緣 膜層的其他技術(shù)。如上所述，圖8的實(shí)施例為例示性且旨不在限制本發(fā)明。在另一實(shí)施例 中，兩跨越單一膜層的兩圖型的結(jié)構(gòu)是不同的。因此，本文中所述的實(shí)施例提供了在處理期間毋需真空中斷、具有跨越多個(gè)膜層 的可調(diào)整空間定義的組合式晶圓工藝及位址隔離工藝。多個(gè)掩膜及在不將工藝元件暴露至 有害環(huán)境的情況下在處理模塊中移動(dòng)與置換掩膜或旋轉(zhuǎn)掩膜或晶圓，致使了跨越正在處理 中的基板的多個(gè)工藝順序的空間位置及幾何形狀變化。消除真空中斷的需要可避免氧化、 暴露至空氣、水氣、污染物或暴露至非潔凈或其他有害環(huán)境。上述實(shí)施例更致使了跨越基板 多個(gè)膜層的特征部幾何形狀與位置的原位變化。因此，可使工藝順序上的變化及此序列所 用的材料與工藝的測(cè)試更有效率地達(dá)到一最優(yōu)的總工藝順序總合。工藝順序的測(cè)試可以階 段性的方式進(jìn)行，其中系統(tǒng)化地將相對(duì)大群的材料、工藝及工藝順序整合候選者限縮至相 對(duì)小群的材料、工藝及工藝順序整合候選者。接著，以小規(guī)模的工藝環(huán)境評(píng)估該小群的材 料、工藝及工藝順序整合候選者(如仿造大規(guī)模工藝條件時(shí)單一晶圓的組合式工藝)，以辨識(shí)出材料、工藝及工藝順序整合候選者中的相對(duì)小群的最優(yōu)可能組合。在下列許多申請(qǐng)專利范圍中未特別敘述的額外申請(qǐng)專利范圍包含了，在未中斷真 空的情況下于集束型設(shè)備中處理基板的方法，此方法包含了下列步驟在具有一掩膜的處 理室中處理基板，此掩膜具有第一組特征部；自該處理室移出具有該第一組特征部的該掩 膜；提供具有第二組特征部的掩膜予該處理室；及在具有一掩膜的處理室中處理基板，此 掩膜具有第二組特征部。在一實(shí)施例中，第一組特征部與第二組特征部不同。在另一實(shí)施例 中，第一組特征部與第二組特征部被選自于包含下列者的族群開(kāi)口尺寸、開(kāi)口位向、開(kāi)口 數(shù)目、開(kāi)口位置及開(kāi)口分布。該方法亦可包含變化遮板以在第一組特征部與第二組特征部 之間切換。在具有第一組特征部的掩膜的處理室中處理基板的步驟包含利用具有該第一 組特征部的掩膜來(lái)連續(xù)地施行基板的多個(gè)部分的位址隔離工藝，其中該連續(xù)地施行包含一 工藝順序，此工藝順序被選自包含串行處理、并行處理及連續(xù)與并行處理的某組合的族群， 其中該工藝順序包含組合式處理操作與傳統(tǒng)處理操作兩者。該方法亦包含測(cè)試自該工藝 所原位產(chǎn)生的功能結(jié)構(gòu)；當(dāng)利用具有第一組特征部的掩膜而于處理室中處理基板時(shí)，將具 有第二組特征部的掩膜存放于處理室外部；及當(dāng)利用具有第二組特征部的掩膜而于處理室 中處理基板時(shí)，將具有第一組特征部的掩膜存放于處理室外部。本發(fā)明的額外主張包含了一種基板處理系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包含單一主框架，具有 連接至其的多個(gè)模塊；及設(shè)于該單一主框架內(nèi)的傳送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)被用以在多個(gè)模塊 間傳送基板，其中該多個(gè)模塊中的至少一模塊儲(chǔ)存多個(gè)掩膜，該多個(gè)掩膜致使跨越基板多 個(gè)膜層的特征部尺寸的原位變化，該多個(gè)掩膜更致使跨越了施加至基板的工藝順序的空間 位置與幾何形狀的原位變化。在一實(shí)施例中，多個(gè)掩膜中的每之一定義了不同的幾何圖案。 在另一實(shí)施例中，多個(gè)掩膜中的之一包含了定義第一圖案的第一區(qū)域及定義第二圖案的第 二區(qū)域。在此處，多個(gè)掩膜中的之一的旋轉(zhuǎn)與遮板的結(jié)合定義了受到暴露的第一區(qū)域或第 二區(qū)域。該系統(tǒng)在多個(gè)處理模塊中的至少一模塊中包含了多個(gè)掩膜中的一掩膜所用的支撐 結(jié)構(gòu)，其中該支撐結(jié)構(gòu)可沿著一軸旋轉(zhuǎn)，其中該支撐結(jié)構(gòu)可垂直調(diào)整。在一實(shí)施例中，多個(gè) 模塊中的剩余之一為用以施行基板的隔離工藝的組合式模塊。該組合式模塊包含了可移動(dòng) 的遮板，該遮板被用以遮蔽放置在該組合式模塊內(nèi)的多個(gè)掩膜中的一掩膜的一部分。該系 統(tǒng)包含用以在基板表面上施行傳統(tǒng)沉積操作的沉積模塊，其中該傳送機(jī)構(gòu)被用以在未中斷 真空的情況下，于該多個(gè)模塊的沉積模塊與該剩余模塊之間傳送基板。在此系統(tǒng)中，工藝順 序整合施行時(shí)，同時(shí)維持一受到控制的環(huán)境。在另一實(shí)施例中，提供多個(gè)組合式模塊。本發(fā)明的其他組主張包含了一半導(dǎo)體處理系統(tǒng)，其具有以集束型方式圍繞著一框 架的多個(gè)處理模塊，其中該多個(gè)處理模塊中的至少之一被用以儲(chǔ)存多個(gè)掩膜，該多個(gè)掩膜 中的每之一具有定義于其上的掩膜圖案，該多個(gè)處理模塊包含用以在多個(gè)掩膜間循環(huán)以在 基板的連續(xù)平面層次上施行處理操作的一組合式處理模塊，其中該多個(gè)掩膜與該基板被持 續(xù)停留在框架區(qū)域內(nèi)所定義的受受控環(huán)境中。該組合式處理模塊包含了可移動(dòng)的遮板，遮 板被用以遮蔽被放置到組合式處理模塊中的掩膜的一部分。在另一實(shí)施例中，組合式處理 模塊通過(guò)在多個(gè)處理模塊的至少之一與該組合式模塊間交換掩膜而在多個(gè)掩膜間循環(huán)。在 另一實(shí)施例中，該受控制的環(huán)境控制了氧氣量、水氣量及微粒量中的一或多者，其中該框架 區(qū)域包圍了該多個(gè)處理模塊。多個(gè)處理模塊可包含用以沉積跨越基板表面的材料層的傳統(tǒng) 沉積模塊，其中該系統(tǒng)包含位于框架的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的傳送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)能接取該多個(gè)
13處理模塊中的每之一。在一實(shí)施例中，該系統(tǒng)被與另一系統(tǒng)整合，該另一系統(tǒng)具有以集束型 方式圍繞著框架的其他多個(gè)處理模塊，該其他多個(gè)處理模塊包含另一組合式處理模塊。該 組合式處理模塊被用以施行選自包含下列者的族群的處理操作物理氣相沉積(PVD)、化 學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng) 原子層沉積(PEALD)、離子誘發(fā)原子層沉積(II-ALD)、自由基誘發(fā)原子層沉積(REALD)、熱 處理，電射工藝，紫外光(UV)工藝、紅外光(IR)工藝，微波工藝、電子束工藝及在另一實(shí)施 例中的離子工藝。本發(fā)明的仍另一主張包含了一種組合工藝用的沉積系統(tǒng)，其包含用以接收至少 一基板的單一主框架；連接至該單一主框架的多個(gè)處理模塊，該多個(gè)處理模塊包含一資料 庫(kù)模塊與一組合式沉積模塊，該資料庫(kù)模塊儲(chǔ)存處理掩膜，而該組合式沉積模塊利用具有 不同組特征部的處理掩膜來(lái)在沉積之間未中斷真空的情況下將至少兩層材料以位址隔離 的方式沉積至基板上；及設(shè)置于該單一主框架中的搬運(yùn)機(jī)，該搬運(yùn)機(jī)被用以在多個(gè)處理模 塊之間移動(dòng)至少一基板并資料庫(kù)模塊與組合式沉積模塊之間移動(dòng)處理掩膜。多個(gè)處理模塊 及搬運(yùn)機(jī)被包圍于框架區(qū)域中，其中在一實(shí)施例中，框架區(qū)域提供了受控制的環(huán)境。受控制 的環(huán)境包含控制氧氣量、水氣量及微粒污染量中的一或多者。在另一實(shí)施例中，資料庫(kù)模塊 被用以沿著一軸旋轉(zhuǎn)并在垂直方向移動(dòng)。本文中所述的構(gòu)成本發(fā)明的部分的任何操作為有用的機(jī)臺(tái)操作。本發(fā)明亦關(guān)于施 行所述操作的一種裝置或設(shè)備。為了所需的目的可特別建構(gòu)設(shè)備，或該設(shè)置可為通過(guò)儲(chǔ)存 于電腦中的電腦程序所選擇性活化或致動(dòng)的通用電腦。尤其，可使用各種內(nèi)部具有根據(jù)本 發(fā)明教示所撰寫(xiě)的電腦程序的通用機(jī)臺(tái)，或更方便地是建構(gòu)更特制化的設(shè)備，以施行所需 的操作。雖然為了使本發(fā)明能被更清楚地了解已詳細(xì)地?cái)⑹隽吮景l(fā)明，但應(yīng)明白，在隨附 申請(qǐng)專利范圍的范疇內(nèi)可施行某些變化及修改。因此，本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)被視為說(shuō)明性而 非限制性者，且本發(fā)明并不受限于此文中所給的細(xì)節(jié)，在隨附的申請(qǐng)專利范圍的范疇及等 效物內(nèi)可修改本發(fā)明。除非在申請(qǐng)專利范圍中有明確地指出，否則元件及/或步驟并不意 味著操作的任何特定順序。
權(quán)利要求
1.一種組合式處理基板的方法，其包含下列的步驟在真空下處理包括第一金屬層的基板以在所述第一金屬層上形成包括位址隔離區(qū)域 的絕緣層，其中所述處理通過(guò)改變所述第一金屬層和所述絕緣層之間的尺寸關(guān)系而使所述 絕緣層相對(duì)于所述第一金屬層在空間上變化；以及在真空下處理所述基板以在所述絕緣層上形成第二金屬層，其中所述第二金屬層與所 述絕緣層之間具有變化的尺寸關(guān)系以定義多個(gè)電絕緣的金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)， 其中所述MIM結(jié)構(gòu)組合式變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，還包括處理所述基板以通過(guò)由沉 積方法所施行的全面性的沉積來(lái)形成所述第一金屬層，所述沉積方法選自由ALD、PVD和 CVD組成的族群中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，還包括接收包括所述第一金屬層 的所述基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，還包括處理所述基板以通過(guò)沉積 所述第一金屬層的位址隔離區(qū)域來(lái)形成所述第一金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式處理基板的方法，其中，沉積所述第一金屬層的位址 隔離區(qū)域包括使用ALD順序沉積分區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述絕緣層的位址隔離 區(qū)域包括使用組合式ALD順序沉積分區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述絕緣層的位址隔離 區(qū)域包括使用組合式PVD連續(xù)沉積所述位址隔離區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，所述基板被處理成在所述第 一金屬層、所述絕緣層以及第二金屬層之間提供可變的空間定義，從而在所述層的每一個(gè) 層之間和所述第一層和第三層之間形成電絕緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板以在所述層之 間提供可變的空間定義包括使所述絕緣層形成比所述第一金屬層小的尺寸；以及使所述第二金屬層形成比所述絕緣層小的尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板以在所述層之 間提供可變的空間定義包括使所述絕緣層形成比所述第一金屬層大的尺寸；以及使所述第二金屬層形成比所述絕緣層大的尺寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板包括形成所述 第二金屬層的位址隔離區(qū)域，所述位址隔離區(qū)域彼此電絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，還包括對(duì)所述基板施行熱處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板以在所述絕緣 層上形成所述第二金屬層、其中所述第二金屬層與所述絕緣層之間具有變化的尺寸關(guān)系包 括通過(guò)全面性的沉積來(lái)沉積所述第二金屬層；蝕刻所述第二金屬層以形成所述第二金屬層的位址隔離區(qū)域，所述第二金屬層的位址隔離區(qū)域小于所述絕緣層的位址隔離區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板以形成所述絕 緣層包括利用PVD通過(guò)掩膜沉積所述絕緣層以形成所述絕緣層的位址隔離區(qū)域，其中所述 絕緣層的位址隔離區(qū)域比所述第一金屬層的位址隔離區(qū)域的尺寸?。灰约捌渲?，處理所述 基板以形成所述第二金屬層包括利用PVD通過(guò)掩膜沉積所述第二金屬層以形成所述第二 金屬層的位址隔離區(qū)域，其中所述第二金屬層的位址隔離區(qū)域比所述絕緣層的位址隔離區(qū) 域的尺寸小。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板以形成所述絕 緣層包括利用ALD順序沉積所述絕緣層的四分之一區(qū)域以形成所述絕緣層的位址隔離區(qū) 域，其中所述絕緣層的位址隔離區(qū)域比所述第一金屬層的位址隔離區(qū)域的尺寸?。灰约捌?中，處理所述基板以形成所述第二金屬層包括利用PVD通過(guò)掩膜沉積所述第二金屬層以 形成所述第二金屬層的位址隔離區(qū)域，其中所述第二金屬層的位址隔離區(qū)域比所述絕緣層 的位址隔離區(qū)域的尺寸小。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，其中，處理所述基板以形成所述絕 緣層包括利用PVD通過(guò)掩膜沉積所述絕緣層以形成所述絕緣層的位址隔離區(qū)域，其中所述 絕緣層的位址隔離區(qū)域比所述第一金屬層的位址隔離區(qū)域的尺寸大；以及其中，處理所述 基板以形成所述第二金屬層包括利用PVD通過(guò)掩膜沉積所述第二金屬層以形成所述第二 金屬層的位址隔離區(qū)域，其中所述第二金屬層的位址隔離區(qū)域比所述絕緣層的位址隔離區(qū) 域的尺寸大、并且與所述第一金屬層電絕緣。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式處理基板的方法，還包括對(duì)所述第一金屬層、所述 絕緣層和所述第二金屬層中至少之一處理之后原位測(cè)試所述基板。
18.—種組合式處理基板的方法，其包含下列的步驟在集束型設(shè)備中接收基板，其中所述集束型設(shè)備包括第一組合式處理室和第二組合式 處理室；在所述第一組合式處理室中處理所述基板以在所述基板上沉積多個(gè)位址隔離區(qū)域；以及在所述第二組合式處理室中處理所述基板以沉積相對(duì)于所述位址隔離區(qū)域在空間上 變化的層，從而形成多個(gè)個(gè)體的組合式變化的裝置，其中接收所述基板、在所述第一組合式 設(shè)備中處理所述基板、以及在所述第二組合式設(shè)備中處理所述基板是在未中斷真空的情況 下施行的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合式處理基板的方法，還包括在所述集束型設(shè)備的傳 統(tǒng)處理室中處理所述基板。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合式處理基板的方法，其中，在所述第一處理室中處理 所述基板包括在組合式PVD處理室中處理，以及在所述第二處理室中處理所述基板包括在 組合式ALD處理室中處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種組合式處理基板的方法，其包含下列的步驟在真空下處理包括第一金屬層的基板以在所述第一金屬層上形成包括位址隔離區(qū)域的絕緣層，其中所述處理通過(guò)改變所述第一金屬層和所述絕緣層之間的尺寸關(guān)系而使所述絕緣層相對(duì)于所述第一金屬層在空間上變化；以及在真空下處理所述基板以在所述絕緣層上形成第二金屬層，其中所述第二金屬層與所述絕緣層之間具有變化的尺寸關(guān)系以定義多個(gè)電絕緣的金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)，其中所述MIM結(jié)構(gòu)組合式變化。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102148134SQ20101061354
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者托尼·P.·江, 理查·R.·恩寶, 詹姆士·曾 申請(qǐng)人:分子間公司