[发明专利]用于臭氧硬化及硬化后的湿气处理的模块

说明书

相关中请的交叉引用

本甲请为2011年9月28日提交的标题为Module for Ozone Cure and Post-Cure Moisture Treatment(用于臭氧硬化及硬化后的湿气处理的模块)的美国专利申请No.13/247,687的PCT申请，并且与2010年10月5日提交的标题为Module for Ozone Cure and Post-Cure Moisture Treatment(用于臭氧硬化及破化后的湿气处理的模块)的美国临时申请第61/389,957号相关并要求其权益，上述申请的全部内容为了所有目的以引用的方式并入本文。

发明背景

自几十年前推出半导体器件以来，半导体器件的几何形状的大小已显著减小。现代半导体制造设备通常生产250nm、180nm及65nm特征结构大小的器件，并且正在开发且实施用于制造具有更小几何形状的器件的新设备。减少的特征结构大小在器件上产生具有减少的空间尺寸的结构特征。接着，降低的尺寸要求使用具有极低电阻率的导电材料及具有极低介电常数的绝缘材料。

低介电常数薄膜对于前金属电介质(PMD)层及金属间电介质(IMD)层尤为理想，以用于降低互连金属化的RC时间延迟、防止在不同水平金属化之间的串扰、且降低器件功率消耗。使用早期CVD技术沉积的未掺杂氧化硅的薄膜通常具有在4.0至4.2的范围内的介电常数(κ)。相反，现在常用于半导体工业中的各种碳基介电层具有低于3.0的介电常数。这些碳基层中的多数在最初沉积时皆相对不稳定，且随后在氧气环境中硬化和/或退火以增加薄膜的稳定性。

发明内容

本发明描述了基材硬化及处理模块，所述基材硬化及处理模块用于执行沉积于基材上的介电层的硬化及硬化后的处理。所述模块可包括独立硬化室及处理室。可将具有未硬化层的基材移送至模块的硬化室，所述未硬化层经由FCVD工艺沉积于基材上。沉积工艺可在基材上形成未硬化的含硅氧碳层、含硅氧氮层和/或含硅氧氮碳层。当基材被移送至硬化室时，所述或所述多个沉积层可在含臭氧氛围中于大约150°C至大约200°C的温度下硬化。在硬化之后，基材可被移送至模块的处理室且在高于露点的温度下(例如，大约80°C至大约100°C)曝露于含水蒸汽的氛围，以形成经处理的介电薄膜。对于一些制造工艺，当将经硬化且处理的基材从制造系统移除时，从模块移除的所述基材经由装载闸腔室及工厂接口(factofy interface;FI)被移送至储存所述基材的前端开启式晶圆传送盒(front-opening unified pod;FOUP)。

本发明的实施例包括基材硬化及处理模块。所述模块可包括硬化室及处理室，所述硬化室用于在包括臭氧的氛围中硬化介电层，且所述处理室用于在包括水蒸汽的氛围中处理所述经硬化的介电层。硬化室可相对于处理室垂直地定位。所述模块亦可包括加热系统，所述加热系统操作地耦接至硬化室及处理室。加热系统可经操作以将硬化室的第一温度调整至大约150°C至大约200°C，且将处理室的第二温度调整至大约80°C至大约100°C。所述模块可进一步包括在硬化室及处理室两者上的进出门。各进出门可操作以移动至打开位置以接收基材，且当基材正在硬化或处理期间，各进出门可操作以移动至封闭密封的位置。

本发明的实施例进一步包括基材处理系统，所述基材处理系统具有多个沉积室及第一机械臂，所述第一机械臂可操作以在沉积室中的一个与装载锁定基材固持区之间移动基材。系统亦可具有第二机械臂，所述第二机械臂可操作以在装载锁定基材固持区与基材硬化及处理模块的硬化室之间移动基材。基材破化及处理模块附接至装载锁定基材固持区，且基材硬化及处理模块可包括:硬化室及处理室，所述硬化室用于在包含臭氧的氛围中硬化介电层，所述处理室用于在包含水蒸汽的氛围中处理经硬化的介电层。硬化室可相对于处理室垂直地定位。所述模块亦可包括加热系统，所述加热系统可操作地耦接至硬化室及处理室，其中所述加热系统可操作以将硬化室的第一温度调整至大约150°C至大约200°C，且将处理室的第二温度调整至大约80°C至大约100°C。模块可更进一步包括在硬化室及处理室两者上的进出门。进出门中的每一个可操作以移动至打开位置以接收基材，且当基材正在硬化或处理期间，进出门中的每一个可操作以移动至封闭密封的位置。

附加实施例及特征结构在以下描述中部分地阐述，且部分地将在审查完所述说明书之后对本领域普通技术人员显而易见，或者可藉由实践本发明而学习。本发明的特征结构及优点可经由所述专利说明书中的工具、组合及方法来实现且获得。

附图简述