【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体元件加工，特别涉及一种晶圆的集成加工设备及集成加工方法。
技术介绍
1、随着芯片集成度的提高，半导体元件尺寸缩小，半导体元件上的导电结构铜(cu)的面积减小，会造成电流密度的增大，从而导致电迁移能力增强；且半导体元件上的介电层由超低k介电材料制成，可能包含多个气孔，而铜原子在介电层的扩散系数大，易由于铜在介电层扩散而造成线路短路，在先进半导体制程中，为了避免铜扩散，会采用致密度高电阻率低的钴(co)作为金属阻挡层，钴的电阻率约为铜的3倍，电子迁移率约为铜的一半，因而钴作为金属层材料，构成晶体管之间及晶体管内部的短程连接，可以改善后的互连线路将有助于半导体行业克服线路问题，进一步缩小晶体管尺寸。
2、随着半导体制程推进至更小纳米的需求，不仅金属连线层数越趋增加，导线间的距离也不断微缩，当电子信号在层数非常多的金属连线间传送时，会产生电阻-电容延迟(rc delay)，将严重减低半导体元件的速度，因而降低电阻-电容延迟时间，增加半导体元件运行速度，降低阻挡层增加电阻的影响是先进制程中采用钴的主要原因。综上，钴可以在较薄的厚度结合氮化铝和掺氧碳化硅，其优良的致密性可防止铜的扩散，其低电阻可降低电阻-电容延迟。
3、然而，在钴沉积-氮化铝沉积-掺氧碳化硅沉积的工艺中，在钴沉积机台进行钴沉积处理后和到达氮化铝沉积机台前，需要单独的一个氨气等离子体处理腔体对钴做表面处理，以便于后续氮化铝的吸附沉积，需要消耗运输成本，且生产成本高。另外还会导致运输过程中容易暴露在空气中，存在表面氧化和颗粒污染的风险
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种晶圆的集成加工设备及集成加工方法，旨在解决现有技术对晶圆进行钴沉积-氮化铝沉积-掺氧碳化硅沉积的加工过程存在的运输成本和生产成本高的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种晶圆的集成加工设备，包括：
3、预处理腔体，用于对衬底进行离子体预处理；
4、钴沉积腔体，用于对衬底进行钴沉积处理并得到晶圆；
5、氮化铝腔体，用于对晶圆进行氮化铝沉积处理；
6、掺氧碳化硅腔体，用于对晶圆进行掺氧碳化硅沉积处理；
7、传输装置，与所述预处理腔体、钴沉积腔体、氮化铝腔体和掺氧碳化硅腔体连接，且用于在真空环境下带动所述晶圆在所述预处理腔体、钴沉积腔体、氮化铝腔体和掺氧碳化硅腔体之间流转。
8、进一步地，所述晶圆的集成加工设备还包括：
9、装载装置，与所述传输装置连接且用于暂存待沉积处理的衬底和沉积处理后的晶圆；
10、前端控制装置，与所述装载装置远离传输装置的一端且作为整个设备的控制中心。
11、进一步地，所述传输装置内部设有传输空腔和传输机构；
12、所述传输空腔分别与所述装载装置、预处理腔体、钴沉积腔体、氮化铝腔体和掺氧碳化硅腔体连通；
13、所述传输机构用于以所述传输空腔为中转枢纽，带动所述晶圆在所述装载装置、预处理腔体、钴沉积腔体、氮化铝腔体和掺氧碳化硅腔体之间流转。
14、进一步地，所述晶圆的集成加工设备还包括：
15、多个电控阀门；分别设置在所述传输空腔与所述装载装置、预处理腔体、钴沉积腔体、氮化铝腔体和掺氧碳化硅腔体的各个连通处且用于控制各个连通处的启闭。
16、进一步地，所述晶圆的集成加工设备还包括：
17、换气组件，与所述传输空腔连接且用于对真空环境下的传输空腔内部进行循环换气，以减少所述传输空腔内的含氧量。
18、进一步地，所述换气组件包括：
19、进气通道，与所述传输空腔连接且用于向所述传输空腔输入气体；
20、出气通道，与所述传输空腔连接且用于所述传输空腔输出气体；
21、抽气件，连接于所述出气通道远离所述传输空腔的一端。
22、进一步地，所述换气组件还包括含氧检测器，所述含氧检测器设置于所述出气通道上，所述含氧检测器用于检测循环换气时经所述出气通道抽出的气体的含氧量。
23、进一步地，所述换气组件还包括阀门件，所述阀门件设置于所述出气通道上，所述阀门件用于控制所述出气通道和所述含氧检测器的断通。
24、本专利技术实施例还提供一种晶圆的集成加工方法，应用于如上所述晶圆的集成加工设备，
25、控制所述传输装置带动衬底传片至所述预处理腔体进行等离子体吹扫处理，以去除所述衬底表面的金属氧化物；
26、控制所述传输装置带动离子体吹扫处理后的衬底传片至所述钴沉积腔体进行钴沉积处理，并得到晶圆；
27、控制所述传输装置带动钴沉积处理后的晶圆传片至所述氮化铝腔体进行氮化铝沉积处理；
28、控制所述传输装置带动氮化铝沉积处理后的晶圆传片至所述掺氧碳化硅腔体进行掺氧碳化硅沉积处理，得到形成多层薄膜的晶圆。
29、本专利技术实施例还提供一种晶圆的集成加工方法，应用于如上所述晶圆的集成加工设备，包括：
30、低功率运行所述抽气件，使所述进气通道向所述传输空腔内低速率输入无氧气体，以及使所述传输空腔内的气体通过所述出气通道抽出；
31、通过所述含氧检测器检测通过所述出气通道抽出的气体的含氧量；
32、当检测到含氧量超标时，控制所述电控阀门关闭并停止晶圆的传片工作，并控制所述抽气件高功率运行，以使所述传输空腔内进行高速率换气，直至检测到含氧量达标后切换回低功率运行。
33、本专利技术实施例的有益效果为：将晶圆的钴沉积-氮化铝沉积-掺氧碳化硅沉积的加工工艺集成在同一个平台设备中，晶圆在钴沉积处理后可继续处在真空状态下传片至氮化铝腔体进行氮化铝沉积，在氮化铝沉积处理后可再继续处在真空状态下传片至掺氧碳化硅腔体进行掺氧碳化硅沉积；整个过程可避免钴暴露在空气环境中，降低了出现表面氧化和颗粒污染的风险。并且集成加工后节省了从钴沉积机台运输到氮化铝机台和掺氧碳化硅机台的时间消耗，降低了运输成本与时间，具有优化腔体使用效率、优化工艺和成本节省的优点。并且晶圆集成加工设备的占地面积减小，还降低了无尘加工场地的占地面积。
34、本专利技术实施例在工艺过程中，还对晶圆传输环境进行氧气浓度监控，并设计晶圆传片的逻辑控制，从而保证晶圆在各腔体之间流转交互时的传输环境达标，以实现对晶圆沉积反应后的品质管控。
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1.一种晶圆的集成加工设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，所述传输装置内部设有传输空腔和传输机构；
4.根据权利要求3所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，所述换气组件包括：
7.根据权利要求6所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，所述换气组件还包括含氧检测器，所述含氧检测器设置于所述出气通道上，所述含氧检测器用于检测循环换气时经所述出气通道抽出的气体的含氧量。
8.根据权利要求7所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，所述换气组件还包括阀门件，所述阀门件设置于所述出气通道上，所述阀门件用于控制所述出气通道和所述含氧检测器的断通。
9.一种晶圆的集成加工方法，应用于权利要求1～8任一项所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，包括：
10.
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆的集成加工设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，所述传输装置内部设有传输空腔和传输机构；
4.根据权利要求3所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的晶圆的集成加工设备，其特征在于，所述换气组件包括：
7.根据权利要求6所述的晶圆的集成加工设备，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘肖朦，邓浩，张新宇，
申请(专利权)人：拓荆科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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