JP4960720B2 - Membrane precursor trays used in membrane precursor evaporation systems and methods of use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、薄膜成膜用のシステムに関し、特に膜前駆体を蒸発させ、成膜チャンバに気相を供給するシステムに関する。 The present invention relates to a system for forming a thin film, and more particularly to a system for evaporating a film precursor and supplying a vapor phase to a film forming chamber.
本出願は、以下の各米国特許出願の一部継続出願である:2004年9月に出願された第11/007961号、2004年9月に出願された11/007965号、2004年11月29日に出願された10/998420号。これらは、全て本願の参照文献として明確に取り込まれている。 This application is a continuation-in-part of each of the following US patent applications: 11/007961 filed in September 2004, 11/007965 filed in September 2004, November 29, 2004. No. 10/998420 filed on the day. All of these are specifically incorporated as references in this application.
米国特許出願第11/007961号は、2004年11月29日に出願された米国特許出願第10/998420号の一部継続出願であり、米国特許出願第11/007962号は、2004年11月29日に出願された米国特許出願第10/998420号の一部継続出願であり、これらは、全て本願の参照文献として明確に取り込まれている。 U.S. Patent Application No. 11/007961 is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 10/998420 filed on November 29, 2004, and U.S. Patent Application No. 11/007962 is filed on Nov. 2004. This is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10/998420 filed on 29th, all of which are specifically incorporated by reference in this application.
本願は、速達郵便EV488818447US号として本願と同日に出願された、「薄膜前駆体蒸着システムおよびその使用方法」という題目の、米国特許出願第11/351539号に関連し、これは、本願の参照文献として明確に取り入れられている。 This application is related to US patent application Ser. No. 11 / 351,539, entitled “Thin Film Precursor Deposition System and Method of Use thereof,” filed on the same day as express delivery EV 488818447 US, which is incorporated herein by reference. It has been clearly incorporated as.
集積回路を製造するため、マルチレイヤ金属化組織に銅(Cu)金属を設置する場合、拡散バリア/ライナを使用して、Cu層の密着性および成長を改善して、Cuの誘電体材料への拡散を防止することが必要となる。誘電体材料上に成膜されたバリア/ライナは、タングステン(W)、モリブデン(Mo)およびタンタル(Ta)のような、Cuに対して非反応性で非混和性の屈折性材料を含んでも良く、これにより、電気抵抗を低くすることができる。金属化Cuと誘電体材料を集積する現在の集積構造では、約400℃から約500℃の間、またはそれ以下の基板温度でのバリア/ライナ成膜処理プロセスが必要である。 When installing copper (Cu) metal in a multi-layer metallized structure to produce an integrated circuit, a diffusion barrier / liner is used to improve Cu layer adhesion and growth, leading to a Cu dielectric material It is necessary to prevent the diffusion of The barrier / liner deposited on the dielectric material may comprise a refractive material that is non-reactive and immiscible with Cu, such as tungsten (W), molybdenum (Mo), and tantalum (Ta). Well, this can reduce the electrical resistance. Current integrated structures that integrate metallized Cu and dielectric materials require a barrier / liner deposition process at substrate temperatures between about 400 ° C. and about 500 ° C. or lower.
例えば、現在の130nm以下のノード技術用のCu集積方式では、低い誘電率(低k)の層間誘電体が使用され、その後、物理気相成膜法(PVD)でTaN層およびTaバリア層が設置され、さらに、PVDでCuシード層が成膜され、電気化学的成膜(ECD)Cuフィルが設置される。一般に、Ta層は、それらの密着性(すなわち、低k膜に対するそれらの密着性)により選定され、一般に、Ta/TaN層は、それらのバリア性(すなわち、低k膜内へのCuの拡散に対するそれらの保護性)により選定される。 For example, in the current Cu integration method for node technology of 130 nm or less, a low dielectric constant (low k) interlayer dielectric is used, and then a TaN layer and a Ta barrier layer are formed by physical vapor deposition (PVD). In addition, a Cu seed layer is deposited by PVD, and an electrochemical deposition (ECD) Cu fill is installed. In general, Ta layers are selected by their adhesion (ie, their adhesion to low-k films), and generally Ta / TaN layers are their barrier properties (ie, diffusion of Cu into low-k films). Their protection against).
前述のように、Cu拡散バリアのような薄膜遷移金属層の研究および実施のため、精力的な取り組みがなされており、これらの研究には、クロム、タンタル、モリブデンおよびタングステンのような材料が含まれる。これらの各材料は、Cuに対して低い混和性を示す。最近では、潜在的なバリア層として、ルテニウム(Ru)およびロジウム(Rh)のような他の材料が見出されている。これらの材料は、従来の耐熱材料と同様の挙動を示すことが予想されるためである。 As mentioned above, intensive efforts have been made to study and implement thin film transition metal layers such as Cu diffusion barriers, and these studies include materials such as chromium, tantalum, molybdenum and tungsten. It is. Each of these materials exhibits low miscibility with Cu. Recently, other materials such as ruthenium (Ru) and rhodium (Rh) have been found as potential barrier layers. This is because these materials are expected to exhibit the same behavior as conventional heat-resistant materials.
本発明では、膜前駆体の露出表面積を向上させることにより成膜速度を向上するため、高伝導性の気相供給システム(40)に結合された、高伝導性のマルチトレー膜前駆体蒸発システムを提供することを課題とする。 In the present invention, a highly conductive multi-tray film precursor evaporation system coupled to a highly conductive gas phase supply system (40) to increase the deposition rate by increasing the exposed surface area of the film precursor. It is an issue to provide.
本発明のある実施例では、膜前駆体から薄膜を成膜するシステムが提供される。 In one embodiment of the present invention, a system for depositing a thin film from a film precursor is provided.
本発明の別の実施例では、膜前駆体の蒸発システムが提供される。 In another embodiment of the present invention, a film precursor evaporation system is provided.
本発明のさらに別の実施例では、高速で、固体金属前駆体から金属膜を成膜する方法およびシステムが提供される。 In yet another embodiment of the present invention, a method and system for depositing a metal film from a solid metal precursor at high speed is provided.
さらに別の実施例では、交換式の膜前駆体支持組立体が提案され、この組立体は、膜前駆体蒸発システム内に、膜前駆体を支持し、1または2以上の追加の積層可能なトレーと積層させることができるように構成された交換式のトレーを有し、前記膜前駆体蒸発システムは、外壁および底部を有する容器と、該容器に密閉結合するように構成された蓋とを有し、前記蓋は、薄膜成膜システムと密閉結合するように構成された出口を有し、前記交換式のトレーは、内端部と外端部とを有し、両者の間に、前記膜前駆体が保持され、前記端部の一方は、積層可能であり、前記積層可能な端部に形成された1または2以上のトレー開口を有し、前記交換式のトレーは、キャリアガス供給システムから他の端部に向かって、キャリアガスが前記膜前駆体の上部を流れるように構成され、前記キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、前記蓋の前記出口を介して排気される。 In yet another embodiment, a replaceable membrane precursor support assembly is proposed, which supports the membrane precursor in a membrane precursor evaporation system and includes one or more additional stackable layers. The film precursor evaporation system includes a container having an outer wall and a bottom, and a lid configured to be hermetically coupled to the container. The lid has an outlet configured to hermetically couple with the thin film deposition system, and the replaceable tray has an inner end and an outer end, between the two, A film precursor is held, one of the ends is stackable, has one or more tray openings formed in the stackable end, and the replaceable tray is a carrier gas supply From the system towards the other end, the carrier gas Is configured to flow at the top, the carrier gas, together with film precursor vapor, it is exhausted through the outlet of the lid.
本発明のいくつかの実施例では、前記交換式のトレーは、内端部と外端部とを有し、両者の間に、前記膜前駆体が保持され、前記交換式のトレーは、前記積層可能な内端部に形成された1または2以上のトレー開口を有し、キャリアガス供給システムからトレーの他の端部に向かって、キャリアガスが前記膜前駆体の上部を流れるように構成され、前記キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、前記蓋の前記出口を介して排気される。 In some embodiments of the present invention, the replaceable tray has an inner end and an outer end, the membrane precursor is held between the two, and the replaceable tray It has one or more tray openings formed at the inner end where stacking is possible, and the carrier gas flows from the carrier gas supply system toward the other end of the tray so as to flow above the film precursor. The carrier gas is exhausted through the outlet of the lid together with the film precursor gas phase.
以下の記載は、本発明をよりよく理解するための説明用のものであり、本発明を限定するものではなく、成膜システムの特定の形状、各種構成部品等の特定の詳細が示されたものである。ただし、本発明は、これらの特定の細部とは異なる他の実施例で実施しても良いことに留意する必要がある。 The following description is for explanation to better understand the present invention, and is not intended to limit the present invention. Specific details of the specific shape, various components, etc. of the film forming system are shown. Is. However, it should be noted that the present invention may be practiced in other embodiments that depart from these specific details.
図面を参照すると、いくつかの図を通して、同一のまたは対応する部品には、同様の参照符号が付されている。図1には、ある実施例による、基板に金属膜のような薄膜を成膜するためのシステム1を示す。成膜システム1は、基板25を支持するように構成された基板ホルダ20を有するプロセスチャンバ10を有し、基板25の上には、薄膜が形成される。プロセスチャンバ10は、気相前駆体供給システム40を介して、膜前駆体蒸発システム50と結合されている。
Referring to the drawings, like or corresponding parts are designated by like reference numerals throughout the several views. FIG. 1 illustrates a system 1 for depositing a thin film, such as a metal film, on a substrate according to one embodiment. The film forming system 1 includes a
さらにプロセスチャンバ10は、ダクト36を介して真空ポンプシステム38と結合されており、ポンプシステム38は、プロセスチャンバ10、気相前駆体供給システム40、および膜前駆体蒸発システム50を、基板25上への薄膜の形成に適した圧力、さらには膜前駆体蒸発システム50内の膜前駆体(図示されていない)の蒸発に適した圧力に真空処理するように構成されている。
Further, the
図1を参照すると、膜前駆体蒸発システム50は、膜前駆体を保管して、膜前駆体を、膜前駆体が揮発するのに十分な温度に加熱するように構成されており、気相膜前駆体は、気相前駆体供給システム40に導入される。以下、図3乃至9を参照してさらに詳細を示すが、膜前駆体は、例えば、固体膜前駆体を有する。また膜前駆体は、例えば、固体金属前駆体を含んでも良い。また膜前駆体は、例えば、カルボニル属を含んでも良い。例えば、カルボニル金属は、カルボニルルテニウム(Ru3(CO)12)、またはカルボニルレニウム(Re2(CO)10)を含んでも良い。カルボニル金属は、追加で、例えば、W(CO)6、Mo(CO)6、Co2(CO)8、Rh4(CO)12、Cr(CO)6またはOs(CO)12を含んでも良い。タンタル(Ta)を成膜する場合、追加で、例えば、膜前駆体は、TaF5、TaCl5、TaBr5、TaI5、Ta(CO)5、Ta[N(C2H5CH3)]5(PEMAT)、Ta[N(CH3)2]5(PDMAT)、Ta[N(C2H5)2]5(PDEAT)、Ta(NC(CH3)3)(N(C2H5)2)3(TBTDET)、Ta(NC2H5)(N(C2H5)2)3、Ta(NC(CH3)2C2H5)(N(CH3)2)3、Ta(NC(CH3)3)(N(CH3)2)3またはTa(EtCp)2(CO)Hを含んでも良い。また、例えば、チタン(Ti)を成膜する場合、膜前駆体は、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiI4、Ti[N(C2H5CH3)]4(TEMAT)、Ti[N(CH3)2]4(TDMAT)、Ti[N(C2H5)2]4(TDEAT)を含んでも良い。ルテニウム(Ru)を成膜する場合、追加で、例えば、膜前駆体は、Ru(C5H5)2、Ru(C2H5C5H4)2、Ru(C3H7C5H4)2、Ru(CH3C5H4)2、Ru3(CO)12、C5H4Ru(CO)3、RuCl3、Ru(C11H19O2)3、Ru(C8H13O2)3またはRu(C5H7O)3を含んでも良い。
Referring to FIG. 1, a film
膜前駆体を揮発させる(または固体金属前駆体を昇華させる)所望の温度を得るため、膜前駆体蒸発システム50は、蒸発温度を制御するように構成された蒸発温度制御システム54に結合される。例えば、従来のシステムでは、通常、膜前駆体の温度は、約40℃以上に昇温され、膜前駆体が昇華または蒸発する。膜前駆体が加熱され、蒸発(または昇華)が生じた場合、キャリアガスは、膜前駆体の上部を通り、または膜前駆体によって搬送される。キャリアガスは、例えば、希ガス(すなわち、He、Ne、Ar、Kr、Xe)のような不活性ガス、またはカルボニル金属とともに使用される、一酸化炭素(CO)のような一酸化物、またはそれらの混合物を含んでも良い。例えば、キャリアガス供給システム60は、膜前駆体蒸発システム50に結合され、これは、例えば、供給ライン61を介して、膜前駆体の上部にキャリアガスを供給するように構成される。別の例では、キャリアガス供給システム60は、気相前駆体供給システム40に結合され、供給ライン63を介して、膜前駆体の気相にキャリアガスを供給するように構成され、これによりまたはその後、膜前駆体は、気相前駆体供給システム40に導入される。図には示されていないが、キャリアガス供給システム60は、ガス源、1または2以上の制御バルブ、1または2以上のフィルタおよびマスフロー制御器を有する。例えば、キャリアガスの流速は、約5sccm(標準cm3/分)から約1000sccmの範囲である。別の例では、キャリアガスの流速は、約20sccmから約100sccmの範囲であっても良い。
To obtain the desired temperature for volatilizing the film precursor (or sublimating the solid metal precursor), the film
膜前駆体蒸発システム50の下流では、膜前駆体の気相は、気相前駆体供給システム40を介して、キャリアガスとともに流れ、この気相は、プロセスチャンバ10に結合された気相分散システム30に導入される。気相前駆体供給システム40は、気相ラインの温度を制御するため、気相ライン温度制御システム42に結合され、膜前駆体の気相の分解および膜前駆体気相の濃縮が防止される。例えば、気相ライン温度は、蒸発温度とほぼ同等またはより高い値に設定される。また、例えば、気相前駆体供給システム40は、約50リットル/秒を超える高い伝導性を有するように特徴化されても良い。
Downstream of the film
再度図1を参照すると、プロセスチャンバ10に結合された気相分散システム30は、プレナム32を有し、この内部では、気相は、気相分散板34を貫通する前に分散され、基板25の上部の処理ゾーンに導入される。また、気相分散板34は、気相分散板34の温度を制御するように構成された、分散板温度制御システム35に結合される。例えば、気相分散板の温度は、気相ライン温度とほぼ等しい値に設定される。ただし、この温度は、より低くても、より高くても良い。
Referring again to FIG. 1, the gas
一度、膜前駆体気相が処理ゾーン33に導入されると、膜前駆体気相は、基板25の温度が高いため、基板表面に吸着する際に熱的に分解され、基板25上に薄膜が形成される。基板ホルダ20は、基板温度制御システム22に結合されており、基板25の温度を昇温するように構成される。例えば、基板温度制御システム22は、基板25の温度を約500℃に昇温するように構成される。ある実施例では、基板温度は、約100℃から約500℃の範囲である。別の実施例では、基板温度は、約300℃から約400℃の範囲である。また、プロセスチャンバ10は、チャンバ壁の温度を制御するように構成されたチャンバ温度制御システム12に結合しても良い。
Once the film precursor gas phase is introduced into the processing zone 33, the film precursor gas phase is thermally decomposed when adsorbed on the substrate surface because the temperature of the
前述のように、例えば、従来のシステムは、金属気相前駆体の分解および金属気相前駆体の濃縮を抑制するため、約40℃以上の温度で、膜前駆体気相システム50と気相前駆体供給システム40とを作動させるようにされる。
As described above, for example, the conventional system may be coupled to the film
また、成膜システム1は、1または2以上の基板の処理が行われる前に、周期的に清浄化されることが好ましい。例えば、清浄化法およびシステムの追加の細部は、2004年11月29日に出願された、「成膜システムのin−situ清浄化を行うための方法およびシステム」という題目の同時係属の米国特許出願第10/998394号に示されている。これは、本願の参照文献として取り入れられている。 Further, it is preferable that the film forming system 1 is periodically cleaned before processing of one or more substrates is performed. For example, additional details of cleaning methods and systems can be found in a co-pending US patent entitled “Method and System for Performing In-Situ Cleaning of Deposition Systems” filed Nov. 29, 2004. Application No. 10/998394. This is incorporated as a reference for this application.
前述のように、成膜速度は、蒸発して、分解、濃縮または両方が生じる前に、基板に輸送された膜前駆体の量に比例する。従って、一つの基板から次の基板まで、所望の成膜速度を得て、一定の処理特性(すなわち、成膜速度、膜厚、膜の均一性、膜性状等)を維持するためには、膜前駆体気相の流速をモニターし、調整しまたは制御する機能を提供することが重要となる。従来のシステムでは、オペレータは、蒸発温度、およびこの蒸発温度と流速の予め定められた関係を用いて、膜前駆体気相の流速を間接的に決定していた。しかしながら、適切な時間で処理を行い特性を得るためには、流速をより正確に測定することが避けられない。例えば、追加の詳細は、2004年11月29日に出願された、「固体前駆体供給システム内の流速を測定するための方法およびシステム」という題目の同時係属の米国特許出願第10/998393号に示されている。これは、本願の参照文献として取り入れられている。 As mentioned above, the deposition rate is proportional to the amount of film precursor that has been transported to the substrate before it evaporates and decomposes, concentrates, or both. Therefore, in order to obtain a desired film formation rate from one substrate to the next substrate and maintain certain processing characteristics (that is, film formation rate, film thickness, film uniformity, film properties, etc.) It is important to provide the ability to monitor, regulate or control the flow rate of the film precursor gas phase. In conventional systems, the operator has indirectly determined the flow rate of the film precursor gas phase using the evaporation temperature and a predetermined relationship between the evaporation temperature and the flow rate. However, it is inevitable that the flow rate is measured more accurately in order to perform processing at an appropriate time and obtain characteristics. For example, additional details can be found in copending US patent application Ser. No. 10 / 998,393, filed Nov. 29, 2004, entitled “Method and System for Measuring Flow Rate in a Solid Precursor Delivery System”. Is shown in This is incorporated as a reference for this application.
再度図1を参照すると、さらに成膜システム1は、制御システム80を有し、この制御システムは、成膜システム1を作動させ、動作を制御するように構成されている。制御システム80は、プロセスチャンバ10、基板ホルダ20、基板温度制御システム22、チャンバ温度制御システム12、気相分散システム30、気相前駆体供給システム40、膜前駆体蒸発システム50およびキャリアガス供給システム60に結合されている。
Referring to FIG. 1 again, the film forming system 1 further includes a
さらに別の実施例として、図2には、基板に金属膜のような薄膜を成膜するための成膜システム100を示す。成膜システム100は、プロセスチャンバを有し、このプロセスチャンバは、上部に薄膜が形成される基板125を支持するように構成された基板ホルダ120を有する。プロセスチャンバ110は、膜前駆体(図示されていない)を保管し、揮発させる膜前駆体蒸発システム150と、膜前駆体気相を輸送するように構成された気相前駆体供給システム140と、を有する前駆体供給システム105に結合されている。
As yet another embodiment, FIG. 2 shows a
プロセスチャンバ110は、上部チャンバ区画111、底部チャンバ区画112、および排気チャンバ113を有する。底部チャンバ区画112には、開口114が形成されており、底部区画112は、排気チャンバ113と結合されている。
The
再度図2を参照すると、基板ホルダ120は、被処理支持基板(またはウェハ)125に水平面を提供する。基板ホルダ120は、円筒状支持部材122によって支持されており、これは、排気チャンバ113の底部から上方に延伸している。必要であれば、基板125を基板ホルダ120上に位置決めするガイドリング124が、基板ホルダ120の端部に設置される。また、基板ホルダ120は、ヒータ126を有し、このヒータは、基板ホルダ温度制御システム128と結合されている。ヒータ126は、例えば、1または2以上の抵抗加熱素子を含んでも良い。あるいは、ヒータ126は、例えば、タングステンハロゲンランプのような放射加熱素子を有しても良い。基板ホルダ温度制御システム128は、1または2以上の加熱素子に電力を供給する電源と、基板温度もしくは基板ホルダ温度もしくは両方を計測する1または2以上の温度センサと、基板もしくは基板ホルダの温度をモニター、調整または制御のうち、少なくとも一つを実施するように構成された制御器とを有しても良い。
Referring to FIG. 2 again, the
処理プロセスの際、加熱された基板125によって、金属含有膜前駆体のような膜前駆体気相の気相が熱的に分解され、基板125上に、金属層のような薄膜を形成することが可能となる。ある実施例では、膜前駆体は、固体前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体は、金属前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体は、固体金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体は、カルボニル金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体は、カルボニルルテニウム前駆体、例えばRu3(CO)12を含む。本発明のさらに別の実施例では、膜前駆体は、カルボニルレニウム前駆体、例えばRe2(CO)10を含む。熱化学気相成膜の分野の当業者には、本発明の範囲から逸脱しないで、他のカルボニルルテニウム前駆体およびカルボニルレニウム前駆体を用いることができることは、明らかである。さらに別の実施例では、膜前駆体は、W(CO)6、Mo(CO)6、Co2(CO)8、Rh4(CO)12、Cr(CO)6またはOs(CO)12である。また、例えば、タンタル(Ta)を成膜する場合、膜前駆体は、TaF5、TaCl5、TaBr5、TaI5、Ta(CO)5、Ta[N(C2H5CH3)]5(PEMAT)、Ta[N(C2H5CH3)]5(PEMAT)、Ta[N(CH3)2]5(PDMAT)、Ta[N(C2H5)2]5(PDEAT)、Ta(NC(CH3)3)(N(C2H5)2)3(TBTDET)、Ta(NC2H5)(N(C2H5)2)3、Ta(NC(CH3)2C2H5)(N(CH3)2)3、Ta(NC(CH3)3)(N(CH3)2)3またはTa(EtCp)2(CO)Hを含む。また、例えば、チタン(Ti)を成膜する場合、膜前駆体は、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiI4、Ti[N(C2H5CH3)]4(TEMAT)、Ti[N(CH3)2]4(TDMAT)、Ti[N(C2H5)2]4(TDEAT)を含んでも良い。また、例えば、ルテニウム(Ru)を成膜する場合、膜前駆体は、Ru(C5H5)2、Ru(C2H5C5H4)2、Ru(C3H7C5H4)2、Ru(CH3C5H4)2、Ru3(CO)12、C5H4Ru(CO)3、RuCl3、Ru(C11H19O2)3、Ru(C8H13O2)3またはRu(C5H7O)3を含んでも良い。
During the treatment process, the
基板ホルダ120は、例えば、基板125上に所望の金属層を成膜することに適した所定の温度に加熱される。また、ヒータ(図示されていない)が、チャンバ温度制御システム121に結合されるとともに、プロセスチャンバ110の壁に埋設され、これによりチャンバ壁が所定の温度に加熱される。ヒータは、プロセスチャンバ110の壁の温度が約40℃から約100℃の範囲、例えば約40℃から約80℃の温度となるように維持される。圧力ゲージ(図示されていない)を用いて、プロセスチャンバの圧力が測定される。
For example, the
また図2に示すように、気相分散システム130は、プロセスチャンバ110の上部チャンバ区画111に結合されている。気相分散システム130は、気相分散板131を有し、この板は、1または2以上のオリフィス134を介して、気相分散プレナム132からの前駆体気相を、基板125の上部の処理ゾーン133に導入するように構成されている。
As also shown in FIG. 2, the gas
また、上部チャンバ区画111には、気相前駆体供給システム140からの気相前駆体を、気相分散プレナム132に導入するため、開口135が形成されている。また、気相分散システム130の温度を制御するため、冷却流体または加熱流体を供給するように構成された同心円状の流体溝のような、温度制御素子136が設けられており、これにより、気相分散システム130内での膜前駆体の分解が回避される。例えば、水のような流体が、気相分散温度制御システム138から流体溝に供給される。気相分散温度制御システム138は、流体源と、熱交換器と、流体温度もしくは気相分散板の温度もしくは両方を計測する1または2以上の温度センサと、気相分散板131の温度を、約20℃から約100℃に制御するように構成された制御器とを有する。
Further, an
膜前駆体蒸発システム150は、膜前駆体を保持するとともに、膜前駆体の温度を昇温して、膜前駆体を揮発(または昇華)するように構成されている。膜前駆体を加熱して、膜前駆体が所望の気相圧力となる温度に維持するため、前駆体ヒータ154が設置されている。前駆体ヒータ154は、蒸発温度制御システム156に結合され、このシステムは、膜前駆体の温度を制御するように構成されている。例えば、前駆体ヒータ154は、膜前駆体の温度(または蒸発温度)を約40℃以上に調整するように構成されている。あるいは、蒸発温度は、約50℃以上に昇温しても良い。例えば、蒸発温度は、約60℃以上の温度に昇温される。ある実施例では、蒸発温度は、約60〜100℃の範囲に昇温され、別の実施例では、約60〜90℃の範囲に昇温される。また、前駆体ヒータは、各トレーに提供しても良い。そのようなヒータは、例えば、抵抗加熱型であっても良い。
The film
膜前駆体が加熱されると、蒸発(または昇華)が生じ、キャリアガスは、膜前駆体上を通過し、または膜前駆体によって搬送される。キャリアガスは、例えば、希ガス(すなわち、He、Ne、Ar、Kr、Xe)のような不活性ガス、またはカルボニル金属とともに使用される一酸化炭素(CO)のような一酸化物、またはこれらの混合物を含む。例えば、キャリアガス供給システム160は、膜前駆体蒸発システム150に結合され、これは、例えば、膜前駆体の上部にキャリアガスを供給するように構成される。また、図2には示されていないが、キャリアガス供給システム160は、気相前駆体供給システム140と結合され、膜前駆体の気相に、キャリアガスが供給され、これによりまたはその後、この気相は、気相前駆体供給システム140に導入される。キャリアガス供給システム160は、ガス源161と、1または2以上の制御バルブ162と、1または2以上のフィルタ164と、マスフロー制御器165とを有する。例えば、キャリアガスの流速は、約5sccm(標準cm3/分)から約1000sccmの範囲である。ある実施例では、例えば、キャリアガスの流速は、約10sccmから約200sccmの範囲である。別の実施例では、例えば、キャリアガスの流速は、約20sccmから約100sccmの範囲である。
As the film precursor is heated, evaporation (or sublimation) occurs and the carrier gas passes over or is transported by the film precursor. The carrier gas is, for example, an inert gas such as a noble gas (ie, He, Ne, Ar, Kr, Xe), or a monoxide such as carbon monoxide (CO) used with a carbonyl metal, or these A mixture of For example, the carrier
また、膜前駆体蒸発システム150からの全ガス流束を測定するセンサ166が設置される。センサ166は、例えば、マスフロー制御器を有し、プロセスチャンバ110に供給される膜前駆体の量は、センサ166とマスフロー制御器165を用いて決定される。あるいは、センサ166は、光吸収センサを有しても良く、この場合、プロセスチャンバ110に向かうガス流束中の膜前駆体の濃度が測定される。
A
センサ166の下流には、バイパスライン167が設置されても良く、これは、気相供給システム140を排気ライン116に接続する。バイパスライン167は、気相前駆体供給システム140を真空処理し、膜前駆体のプロセスチャンバ110への供給を安定化させるため提供される。また、気相前駆体供給システム140の分岐から下流側のバイパスライン167に、バイパスライン168が設置される。
A
また、図2を参照すると、気相前駆体供給システム140は、高伝導性気相ラインを有し、このラインは、第1および第2のバルブ141、142を有する。また、気相前駆体供給システム140は、さらに気相ライン温度制御システム143を有し、この気相ライン温度制御システム143は、気相前駆体供給システム140を、ヒータ(図示されていない)で加熱するように構成されている。気相ラインの温度は、気相ライン内の膜前駆体の濃縮を回避するように制御される。気相ラインの温度は、約20℃から約100℃に制御され、または約40℃から約90℃に制御される。例えば、気相ライン温度は、蒸発温度とほぼ等しいかより大きな値に設定される。
Referring also to FIG. 2, the vapor phase
また、希釈ガス供給システム190から希釈ガスが供給されても良い。希釈ガスは、例えば、希ガス(すなわち、He、Ne、Ar、Kr、Xe)のような不活性ガス、またはカルボニル金属とともに使用される一酸化炭素(CO)のような一酸化物、またはこれらの混合物を含んでも良い。例えば、希釈ガス供給システム190は、気相前駆体供給システム140に結合され、これは、例えば、希釈ガスを気相膜前駆体に供給するように構成される。希釈ガス供給システム190は、ガス源191と、1または2以上の制御バルブ192と、1または2以上のフィルタ194と、マスフロー制御器195とを有する。例えば、キャリアガスの流速は、約5sccm(標準cm3/分)から約1000sccmの範囲である。
Further, the dilution gas may be supplied from the dilution
マスフロー制御器165および195と、バルブ162、192、168、141および142は、制御器196で制御され、この制御器は、供給、遮断を制御し、キャリアガス、膜前駆体気相および希釈ガスの流束を制御する。制御器196には、さらにセンサ166が接続され、センサ166の出力に基づいて、制御器196は、マスフロー制御器165を介して、キャリアガスの流束を制御し、これによりプロセスチャンバ110に対して、所望の膜前駆体の流束が得られる。
The
図2に示すように、排気ライン116は、排気チャンバ113をポンプシステム118と接続する。真空ポンプ119を用いて、プロセスチャンバ110が所望の真空段階に真空処理され、処理プロセスの際に、プロセスチャンバ110からガス種が除去される。真空ポンプ119と直列に、自動圧力制御器(APC)115と、トラップ117とを用いても良い。真空ポンプ119は、ポンプ速度が5000リットル/秒(およびそれ以上)のターボ分子ポンプ(TMP)を含んでも良い。あるいは、真空ポンプ119は、乾燥粗引きポンプを含んでも良い。処理プロセスの際、キャリアガス、希釈ガス、膜前駆体気相またはこれらの組み合わせは、プロセスチャンバ110に導入され、チャンバ圧力は、APC115によって調整される。例えば、チャンバ圧力は、約1mTorrから約500mTorrの範囲であり、別の実施例では、チャンバ圧力は、約5mTorrから50mTorrの範囲である。APC115は、バタフライ型のバルブまたはゲートバルブを有しても良い。トラップ117は、プロセスチャンバ110から未反応前駆体材料および副製生物を回収する。
As shown in FIG. 2, the
プロセスチャンバ110内の基板ホルダ120を参照すると、図2に示すように、基板125の保持、上昇および下降のため、3つの基板リフトピン127(2つだけが示されている)が設置されている。基板リフトピン127は、板123に結合されており、基板ホルダ120の上部表面よりも下方に下げることができる。例えば、エアシリンダのような駆動機構129を用いて、板123を上昇および下降させる手段が提供される。基板125は、ロボット搬送システム(図示されていない)によって、ゲートバルブ200およびチャンバ貫通路202を介してプロセスチャンバ110に搬入およびこれから搬出され、基板125は、基板リフトピン127によって受容される。一旦搬送システムに基板125が受容されると、基板リフトピン127を下げることにより、基板が基板ホルダ120の上部表面に降ろされる。
Referring to the
図2を参照すると、制御器180は、マイクロプロセッサと、メモリと、デジタルI/Oポートと、を有し、処理システム100の入力と通信してこれを作動させ、処理システム100からの出力をモニタするのに十分な制御電圧を発生させる。また、処理システム制御器180は、プロセスチャンバ110;制御器196、気相ライン温度制御システム142および蒸発温度制御システム156を有する前駆体供給システム105;気相分散温度制御システム138;真空ポンプシステム118;ならびに基板ホルダ温度制御システム128;と結合され、情報を交換する。真空ポンプシステム118では、制御器180が、プロセスチャンバ110内の圧力を制御する自動圧力制御器115と結合され、情報が交換される。メモリに保管されたプログラムを用いて、保管されたプロセスレシピに基づいて、成膜システム100の前述の部品が制御される。処理システム制御器180の一例は、デルプレシジョンワークステーション610であり、これは、テキサス州、ダラスデルコーポレーション社から入手できる。また制御器180は、一般用途のコンピュータ、デジタル信号プロセッサ等で稼働されても良い。
Referring to FIG. 2, the
ただし、制御器180は、一般用途のコンピュータシステムで稼働され、メモリに格納された1または2以上の一連の命令を実行するプロセッサに応答して、本発明のプロセスステップに基づいて、マイクロプロセッサの一部または全部が実施されても良い。そのような命令は、ハードディスクまたはリムーバブルメディアドライブのような別のコンピュータ読み取り可能媒体から、制御メモリで読み出されても良い。また、マルチプロセス配置内の1または2以上のプロセッサを、制御マイクロプロセッサとして使用し、メインメモリに格納された一連の命令を実行しても良い。別の実施例では、ソフトウェア命令の代わりにまたはこれと組み合わせて、ハードワイヤ回路を用いても良い。このように、実施例は、ハードウェア回路およびソフトウェアのいかなる特定の組み合わせに限定されるものでもない。
However, the
制御器180は、少なくとも一つのコンピュータ読み取り媒体、または制御メモリのようなメモリを有し、本発明によるプログラム化命令を保持し、本発明の実施に必要なデータ構造、テーブル、記録または他のデータを収容する。コンピュータ読み取り媒体の例は、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピーディスク(登録商標)、テープ、光磁気ディスク、PROM(EPROM、EEPROM、フラッシュEPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM、またはいかなる他の磁気媒体、コンパクトディスク(例えばCD−ROM)またはいかなる他の光媒体、パンチカード、紙テープ、または穴のパターンを有する他の物理媒体、キャリアウェーブ(以下に示す)、またはコンピュータが読み取ることのできる他のいかなる媒体であっても良い。
コンピュータ読み取り媒体のいずれか一つまたはその組み合わせに保管される場合、本発明は、制御器180を制御するソフトウェア、ある装置または本発明を実施する装置を駆動するソフトウェア、および/または人間のユーザと情報交換する制御器が得られるようなソフトウェアを含む。そのようなソフトウェアは、これに限定されるものではないが、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、およびアプリケーションソフトウェアを含む。そのようなコンピュータ読み取り媒体は、さらに本発明を実行するための処理の一部(処理プロセスが割り当てられた場合)または全てを実行するコンピュータプログラム製品を含む。
When stored on any one or a combination of computer-readable media, the present invention may include software that controls
本発明のコンピュータコード装置は、いかなる解釈可能なまたは実行可能なコード機構であっても良く、これに限定されるものではないが、解釈可能なプログラム、ダイナミックインクライブラリ(DLL)、ジャバクラス、および完全実行プログラムを含んでも良い。また、本発明の処理の一部は、よりよい特性、信頼性および/またはコストで提供されても良い。 The computer code apparatus of the present invention may be any interpretable or executable code mechanism, including but not limited to interpretable programs, dynamic ink libraries (DLLs), Java classes, and A complete execution program may be included. Also, some of the processes of the present invention may be provided with better characteristics, reliability and / or cost.
本願では、「コンピュータ読み取り媒体」という用語は、命令の際に、制御器180のプロセッサに命令を提供するいかなる媒体を称する際にも使用される。コンピュータ読み取り媒体は、多くの形態であり、これに限定されるものではないが、非揮発性媒体、揮発性媒体、および送信媒体を含む。非揮発性媒体には、例えば、光ディスク、磁気ディスク、およびハードディスクまたはリムーバルメディアドライブのような、光磁気ディスクが含まれる。揮発性媒体には、メインメモリのようなダイナミックメモリが含まれる。また、コンピュータ読み取り媒体の各種形態は、実行の際に、制御器のプロセッサに1または2以上の一連の命令を搬送するものが含まれる。例えば、命令は、最初リモートコンピュータの磁気ディスクに担持される。リモートコンピュータは、命令をロードし、ダイナミックメモリで本発明の全てまたは一部を遠隔操作で実行し、ネットワークを介して制御器180に命令を送信する。
In this application, the term “computer-readable medium” is used to refer to any medium that provides instructions to the processor of
制御器180は、成膜システム100の近傍に設置されても良く、あるいは、インターネットまたはイントラネットを介して、成膜システム100に遠隔操作で設置されても良い。従って、制御器180は、直接接続、イントラネットまたはインターネットのうち少なくとも一つを用いて、成膜システム100とデータを交換することができる。制御器180は、カスタマーサイト(すなわち装置メーカ側等)でイントラネットに結合されても良く、またはベンダーサイト(すなわち機器製造者側)でイントラネットに結合されても良い。また別のコンピュータ(すなわち制御器、サーバ等)によって、制御器180にアクセスし、直接接続、イントラネットまたはインターネットのうち少なくとも一つを介して、データを交換しても良い。
The
次に図3を参照すると、この図には、実施例による膜前駆体蒸発システム300の断面図が示されている。膜前駆体蒸発システム300は、外壁312と底部314とを有する容器310を有する。また、膜前駆体蒸発システム300は、容器310に密閉接合されるように構成された蓋320を有し、この蓋320は、図1または2に示すような薄膜成膜システムと密閉接合されるように構成された出口322を有する。容器310および蓋320は、薄膜成膜システムに接合された際に、密閉環境を構成する。容器310および蓋320は、例えば、A6061アルミニウムで構成され、その上にコーティングが施工されていてもされていなくても良い。
Reference is now made to FIG. 3, which shows a cross-sectional view of a film
また、容器310は、膜前駆体蒸発システム300の蒸発温度を高めるため、ヒータ(図示されていない)に結合されるとともに、蒸発温度のモニター、調整または制御のうち少なくとも一つを実施するため、温度制御システム(図示されていない)に結合されるように構成されている。蒸発温度が前述のような適正な値に達すると、膜前駆体が蒸発(または昇華)して、膜前駆体気相が形成され、この気相は、蒸気供給システムを通り、薄膜成膜システムに搬送される。また、容器310は、キャリアガス供給システム(図示されていない)に密閉接合され、容器310は、膜前駆体気相を搬送するキャリアガスを受容するように構成されている。
In addition, the
図3および図4を参照すると、膜前駆体蒸発システム300は、さらにベーストレー330を有し、このベーストレーは、容器310の底部314上に形成され、ベーストレー330上の膜前駆体350を保持するように構成されたベース外壁332を有する。ベース外壁332は、ベース支持端部を有し、以下に示すように、ここで上部トレーが支持される。また、ベース外壁332は、1または2以上のベーストレー開口334を有し、この開口は、キャリアガス供給システム(図示されていない)から、容器310の中央に向かって膜前駆体350の上部にキャリアガスを流すように構成され、キャリアガスは、中央溝318のような気相排気空間に沿って、膜前駆体気相とともに蓋320の出口322から排出される。このため、ベーストレー330内の膜前駆体のレベルは、ベーストレー開口334の位置より下側にされる。
Referring to FIGS. 3 and 4, the film
図3および図5A、5Bを参照すると、膜前駆体蒸発システム300は、さらに1または2以上の積層可能な上部トレー340を有し、この上部トレーは、膜前駆体350を支持するとともに、少なくとも一つのベーストレー330もしくは別の積層可能な上部トレー340に設置または積層されるように構成される。積層可能な各上部トレー340は、上部外壁342と、内壁344とを有し、両者の間に膜前駆体150が保持されるように構成されている。内壁344は、中央流束溝318を定形する。また上部外壁342は、上部支持端部333を有し、この端部は、追加の上部トレー340を支持する。従って、第1の上部トレー340は、ベーストレー330のベース支持端部333に保持されるように設置され、必要であれば、1または2以上の追加の上部トレーを、前段の上部トレー340の上部支持端部343に支持されるように設置しても良い。各上部トレー340の上部外壁342は、1または2以上の上部トレー開口346を有し、この開口は、キャリアガス供給システム(図示されていない)から、容器310の中央流束溝318を介して、膜前駆体350の上部にキャリアガスを流すように構成され、キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、蓋320の出口322を通って排気される。このため、内壁344は、上部外壁342よりも短くなるようにする必要があり、これにより、キャリアガスを、実質的に中央流束溝318の方に放射状に流すことができる。また、各上部トレー340内の膜前駆体のレベルは、内壁342の高さ以下で、かつ上部トレー開口346の位置よりも低くする必要がある。
Referring to FIGS. 3 and 5A, 5B, the film
ベーストレー330と積層可能な上部トレー340は、円筒状に描かれている。しかしながら、この形状は変更しても良い。例えば、トレーの形状は、長方形、正方形、または楕円形であっても良い。同様に、内壁344、さらには中央上部流束溝318は、異なる形状であっても良い。
The
1または2以上の積層可能なトレー340がベーストレー330に積層されると、スタック370が形成され、これにより、ベーストレー330のベース外壁332と容器外壁312の間、および1または2以上の積層可能な上部トレー240の上部外壁と容器外壁312の間に、環状空間360のような周辺溝状のキャリアガス供給空間が提供される。さらに容器は、1または2以上のスペーサ(図示されていない)を有しても良く、このスペーサは、ベーストレー330のベース外壁332と、1または2以上の積層可能な上部トレー340の上部外壁342とを、容器外壁312から分離するように構成され、これにより、環状空間360に同等の空間が確保される。ある実施例の別の方法では、容器310は、ベース外壁332および上部壁342が垂直方向に揃うように構成される。また、容器310は、1または2以上の熱接触部材(図示されていない)を有しても良く、この部材によって、容器310の内壁と各トレーの外壁の間に機械的な接触が提供され、これにより、容器310の壁から各トレーへの熱エネルギーの伝達が助長される。
When one or more
各トレーおよび隣接トレーの間には、Oリングのようなシール装置が設置されても良く、この場合、一つのトレーと次のトレーとの間に、真空シールが得られる。例えば、シール装置は、上部外壁342の上部支持端部343およびベース外壁332のベース支持端部333内に形成された受容溝(図示されていない)に置かれても良い。この場合、一度トレーが容器310内に導入されると、蓋320と容器310との接合によって、各シール装置の圧縮が容易となる。シール装置は、例えばエラストマーOリングを有しても良い。また、シール装置は、例えば、ビトン(VITON)Oリングを有しても良い。
A sealing device such as an O-ring may be installed between each tray and adjacent trays, in which case a vacuum seal is obtained between one tray and the next. For example, the sealing device may be placed in a receiving groove (not shown) formed in the upper support end 343 of the upper
ベーストレーと積層可能な上部トレーの両方を含むトレーの数は、2から20の範囲であり、例えばある実施例では、図3に示すようにトレーの数は、5である。一実施例では、スタック370は、ベーストレー330と、ベーストレー330に支持される少なくとも一つの上部トレー340とを有する。ベーストレー330は、図3および4に示すものであっても良く、図3乃至5Bに示す上部トレー340と同じ構成を有しても良い。換言すれば、ベーストレー330は、内壁を有しても良い。図3乃至5Bでは、スタック370は、ベーストレー330と、1または2以上の分離および積層可能な上部トレー340とを有するように示されているが、システム300’は、スタック370’を有する容器310’を有しても良く、このスタックは、1または2以上の上部トレー340とベーストレー330が一体化された、単一の統合ピースであり、図6に示すようにベース外壁332と上部外壁342が一体化されている。一体化という用語には、トレー間に明確な境界を有さない一体成形構造、および恒久的に密着したまたはトレー間に恒久接合器を有する機械的に接合された構造のようなモノリシック構造を含むことを理解する必要がある。分離可能という用語には、密着的かまたは機械的かに関わらず、トレー間に接合器または一時的な接合器を含まないことを理解する必要がある。
The number of trays including both the base tray and the stackable upper tray ranges from 2 to 20, for example, in one embodiment, the number of trays is 5, as shown in FIG. In one embodiment, the
積層可能であるか一体化であるかに関わらず、ベーストレー330および各上部トレー340は、膜前駆体350を支持するように構成される。ある実施例では、膜前駆体350は、固体前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体350は、液体前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体350は、金属前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体350は、固体金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体350は、カルボニル金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体350は、カルボニルルテニウム前駆体、例えばRu3(CO)12を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体350は、カルボニルレニウム前駆体、例えばRe2(CO)10を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体350は、W(CO)6、Mo(CO)6、Co2(CO)8、Rh4(CO)12、Cr(CO)6またはOs(CO)12を含む。また、さらに別の実施例では、タンタル(Ta)が成膜される場合、膜前駆体350は、TaF5、TaCl5、TaBr5、TaI5、Ta(CO)5、Ta[N(C2H5CH3)]5(PEMAT)、Ta[N(CH3)2]5(PDMAT)、Ta[N(C2H5)2]5(PDEAT)、Ta(NC(CH3)3)(N(C2H5)2)3(TBTDET)、Ta(NC2H5)(N(C2H5)2)3、Ta(NC(CH3)2C2H5)(N(CH3)2)3、Ta(NC(CH3)3)(N(CH3)2)3またはTa(EtCp)2(CO)Hを含む。また、さらに別の実施例では、チタン(Ti)が成膜される場合、膜前駆体350は、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiI4、Ti[N(C2H5CH3)]4(TEMAT)、Ti[N(CH3)2]4(TDMAT)、Ti[N(C2H5)2]4(TDEAT)を含んでも良い。また、さらに別の実施例では、ルテニウム(Ru)が成膜される場合、膜前駆体350は、Ru(C5H5)2、Ru(C2H5C5H4)2、Ru(C3H7C5H4)2、Ru(CH3C5H4)2、Ru3(CO)12、C5H4Ru(CO)3、RuCl3、Ru(C11H19O2)3、Ru(C8H13O2)3またはRu(C5H7O)3を含んでも良い。
Regardless of being stackable or integral, the
前述のように、膜前駆体350は、固体前駆体を含んでも良い。固体前駆体は、固体粉末状であっても良く、1または2以上のタブレット状であっても良い。例えば、1または2以上の固体タブレットは、多くの処理プロセスで調製され、これには、焼結処理プロセス、スタンプ処理プロセス、浸漬処理プロセス、スピンコート処理プロセスまたはこれらのいかなる組み合わせも含まれる。また、固体タブレット状の固体前駆体は、ベーストレー330または上部トレー340と密着してもしなくても良い。例えば、真空および不活性ガス雰囲気用の焼結炉内で、2000℃乃至2500℃の温度で耐熱金属粉末を焼結しても良い。あるいは、例えば、耐熱金属粉末を流体媒体中に分散して、トレーに分配し、スピンコート処理プロセスを用いて、トレー表面に均一に分散させても良い。その後耐熱金属のスピンコートは、熱的に硬化される。
As described above, the
前述のように、キャリアガスは、キャリアガス供給システム(図示されていない)から、容器310に供給される。図3および6に示すように、キャリアガスは、蓋320と密閉接合されたガス供給ライン(図示されていない)を介して、蓋320から容器310に供給される。ガス供給ラインは、ガスチャンネル380を提供し、このガスチャンネルは、容器310の外壁312を通って下流側に延伸し、容器310の底部314および開口を通り、環状空間360に達している。
As described above, the carrier gas is supplied to the
あるいは、図7に示すように、キャリアガスは、蓋320内の開口480を介して、膜前駆体蒸発システム400の容器310に供給されても良く、この場合、ガスが直接、環状空間360に供給される。あるいは、図8に示すように、キャリアガスは、外壁312内の開口580を介して、膜前駆体蒸発システム500の容器310に供給されても良く、この場合、ガスが直接、環状空間360に供給される。
Alternatively, as shown in FIG. 7, the carrier gas may be supplied to the
再度図3を参照すると、容器外壁312の内径は、例えば、約10cmから約100cmの範囲であり、例えば、約15cmから約40cmの範囲である。例えば、外壁312の内径は、20cmであっても良い。出口322の直径および上部トレー340の内壁344の内径は、例えば、約1cmから30cmの範囲であっても良く、例えば出口直径および内壁の直径は、約5から約20cmの範囲である。例えば、出口直径は、10cmであっても良い。また、ベーストレー330および各上部トレー340の外径は、容器310の外壁312の内径の約75%から約99%の範囲であり、例えば、トレーの直径は、容器310の外壁312の内径の約85%から99%の範囲である。例えば、トレーの直径は、19.75cmである。また、ベーストレー330のベース外壁332および各上部トレー340の上部外壁342の高さは、約5mmから約50mmの範囲であり、例えば、各高さは、約30mmである。また、各内壁の高さ344は、上部外壁342の高さの約10%から約90%の範囲である。例えば、各内壁の高さは、約2mmから約45の範囲であり、例えば約10mmから約20mmの範囲である。例えば、各内壁の高さは、約12mmである。
Referring again to FIG. 3, the inner diameter of the container
再度図3を参照すると、1または2以上のベーストレー開口334および1または2以上の上部トレー開口346は、1または2以上の溝を有しても良い。あるいは、1または2以上のベーストレー開口334および1または2以上の上部トレー開口346は、1または2以上のオリフィスを有しても良い。各オリフィスの直径は、例えば、約0.4mmから約2mmの範囲である。例えば、各オリフィスの直径は、約1mmであっても良い。ある実施例では、オリフィスの直径および環状空間360の幅は、環状空間360の伝導性がオリフィスの正味の伝導性に比べて十分に大きくなるように選定され、環状空間360全体でのキャリアガスの分布が実質的に均一に維持される。オリフィスの正味の伝導性に比べて、環状空間360の伝導性が十分に大きい場合、キャリアガスは、各トレー内の膜前駆体350の上部に均一に流れるようになる。真空設計の当業者には、従来の真空技術の原理、または数学的なシミュレーションもしくは実験、またはこれらの組み合わせを使用し、製作のことを考慮して、環状空間360の寸法、各トレーの開口346の直径、各トレーの開口の長さ等、についての設計基準を定めることができる。例えば、72の1mmのDIAトレー開口と、5つのトレーとを使用し、容器310が約20cmの直径を有する場合、環状空間360の厚さは、約1.8mm以上、例えば2.65mmとすることができる。また、例えば、72の0.4mmのDIAトレー開口と、5つのトレーとを使用し、容器310が約20cmの直径を有する場合、環状空間360の厚さは、約0.55mm以上とすることができる。さらに、例えば、72の1.6mmのDIAトレー開口と、5つのトレーとを使用し、容器310が約20cmの直径を有する場合、環状空間360の厚さは、約3.5mm以上とすることができる。オリフィスの数は、例えば、約2から約1000の範囲であり、別の実施例では、約50から約100の範囲である。例えば、1または2以上のベーストレー開口334は、直径1mmの72のオリフィスを有しても良く、1または2の積層可能なトレーの開口346は、直径1mmの72のオリフィスを有しても良い。この場合、環状空間360の幅は、約2.65mmである。
Referring again to FIG. 3, one or more
また、気相排気空間、すなわち中央流束溝318は、高い流束伝導性を有するように設計されても良い。例えば、1または2のトレー開口の出口から容器310の出口322への正味の流束伝導性は、約50リットル/秒を超え、または流束伝導性は、約100リットル/秒を超え、または流束伝導性は、約500リットル/秒を超える。
Further, the gas phase exhaust space, that is, the central flux groove 318 may be designed to have high flux conductivity. For example, the net flux conductivity from the outlet of one or two tray openings to the
図9を参照すると、この図には、別の実施例による膜前駆体蒸発システム600の断面図が示されている。膜前駆体蒸発システム600は、容器610を有し、この容器は、外壁612および底部614を有する。また膜前駆体蒸発システム600は、容器610と密閉接合された蓋620を有し、蓋620は、図1または2に示すような、薄膜成膜システムと密閉接続されるように構成された出口680を有する。容器610および蓋620は、薄膜成膜システムに接続された際に、密閉環境を形成する。容器610および蓋620は、例えばA6061アルミニウムで構成され、これには、コーティングが設置されてもされなくても良い。
Referring to FIG. 9, there is shown a cross-sectional view of a film
また、容器610は、膜前駆体蒸発システム600の蒸発温度を高めるため、ヒータ(図示されていない)に結合され、蒸発温度のモニター、調整または制御のうち少なくとも一つを実施するため、温度制御システム(図示されていない)に結合されるように構成される。蒸発温度が前述の適正な値に達した場合、膜前駆体は、蒸発(または昇華)し、膜前駆体気相が形成され、この気相は、気相供給システムを通り、薄膜成膜システムに輸送される。また容器610は、キャリアガス供給システム4(図示されていない)と密閉接合され、容器610は、膜前駆体気相を搬送するキャリアガスを受容するように構成されている。
The
再度図9を参照すると、さらに膜前駆体蒸発システム600は、1または2以上の積層可能なトレー640を有し、このトレーは、膜前駆体650を支持するとともに、別の積層可能なトレー640上に設置または積層されるように構成されている。各積層可能なトレー640は、トレー外壁642とトレー内壁644とを有し、両者の間には、膜前駆体650が保持される。トレー内壁644は、中央流束溝618のようなキャリアガス供給空間を定形し、キャリアガスは、トレー内壁644を介してこの空間を通り膜前駆体650の上部に流れる。トレー内壁644は、さらに追加のトレー640を支持するトレー支持端部643を有する。従って、第2の積層可能なトレー640は、第1の積層可能なトレー640の下側のトレー支持端部643に支持されるように設置され、必要な場合、後段の積層可能なトレー640の支持端部643に支持されるように、1または2以上の追加の積層可能なトレーが設置される。各積層可能なトレー640のトレー内壁644は、1または2以上のトレー開口646を有し、この開口は、キャリアガス供給システム(図示されていない)から、容器610の環状空間660のような外周溝を形成する気相排気空間に向かって、中央流束溝618を介して、膜前駆体650の上部にキャリアガスを流すように構成され、キャリアガスは、膜前駆体気相とともに蓋620の出口680を通って排気される。そのため、トレー出口壁642は、トレー内壁644よりも短くして、キャリアガスが環状空間660に実質的に放射状に流れるようにする必要がある。また、各積層可能なトレー640内の膜前駆体のレベルは、トレー外壁642の高さ以下であって、トレー開口646の位置よりも下側にする必要がある。
Referring again to FIG. 9, the film
積層可能なトレー640は、円筒状に描かれている。しかしながら、この形状は変更しても良い。例えば、トレーの形状は、長方形、正方形または楕円形であっても良い。同様に、内壁644、さらには中央流束壁618は、異なる形状であっても良い。
The
1または2以上の積層可能なトレー640が相互に積層された場合、スタック670が形成され、このスタックは、1または2の積層可能なトレー640のトレー外壁642と、容器外壁612の間に環状空間660を提供する。容器610は、さらに1または2以上のスペーサ(図示されていない)を有し、このスペーサは、1または2以上の積層可能なトレー640のトレー外壁642を、容器外壁612から分離するように構成され、これにより、環状空間660内に同等の空間を確保することが可能となる。別の方法のある実施例では、容器610は、トレー外壁642が垂直方向に揃うように構成される。また、容器610は、1または2以上の熱接触部材(図示されていない)を有しても良く、この部材は、容器610の内壁と各トレーの外壁の間に、機械的な接触を提供するように構成され、これにより、容器610の壁から各トレーへの熱エネルギーの伝達が可能となる。
When one or more
各トレーおよび隣接トレーの間には、Oリングのようなシール装置が設置されても良く、この場合、一つのトレーと次のトレーとの間に、真空シールが得られる。例えば、シール装置は、内壁642のトレー支持端部643内に形成された受容溝(図示されていない)に置かれても良い。この場合、一度トレーが容器310内に導入されると、蓋620と容器610との接合によって、各シール装置の圧縮が容易となる。シール装置は、例えばエラストマーOリングを有しても良い。また、シール装置は、例えば、ビトン(VITON)(登録商標)Oリングを有しても良い。
A sealing device such as an O-ring may be installed between each tray and adjacent trays, in which case a vacuum seal is obtained between one tray and the next. For example, the sealing device may be placed in a receiving groove (not shown) formed in the
トレーの数は、2から20の範囲であり、例えばある実施例では、図9に示すようにトレーの数は、5である。一実施例では、スタック670は、少なくとも2つの積層可能なトレー640を有する。スタック670は、複数の分離および積層可能なトレーを有する、複数のスタックトレーを有しても良く、または、複数のトレーが相互に一体化された、単一の統合ピースを有しても良い。一体化という用語には、一体成形構造のようなトレー間に明確な境界を有さないモノリシックな構造、および恒久的に接合された構造またはトレー間に恒久接合器が設置された機械的に接合された構造を含むことを理解する必要がある。分離可能という用語には、密着的であるか機械的であるかに関わらず、トレー間に接合器または一時的な接合器を有さないものを含むことを理解する必要がある。
The number of trays ranges from 2 to 20, for example, in one embodiment, the number of trays is 5, as shown in FIG. In one embodiment, the
積層可能か一体化であるかに関わらず、積層可能なトレー640は、膜前駆体650を支持するように構成される。ある実施例では、膜前駆体650は、固体前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体650は、液体前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体650は、金属前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体650は、固体金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体650は、カルボニル金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体650は、カルボニルルテニウム前駆体、例えばRu3(CO)12を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体650は、カルボニルレニウム前駆体、例えばRe2(CO)10を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体650は、W(CO)6、Mo(CO)6、Co2(CO)8、Rh4(CO)12、Cr(CO)6またはOs(CO)12を含む。また、さらに別の実施例では、タンタル(Ta)が成膜される場合、膜前駆体650は、TaF5、TaCl5、TaBr5、TaI5、Ta(CO)5、Ta[N(C2H5CH3)]5(PEMAT)、Ta[N(CH3)2]5(PDMAT)、Ta[N(C2H5)2]5(PDEAT)、Ta(NC(CH3)3)(N(C2H5)2)3(TBTDET)、Ta(NC2H5)(N(C2H5)2)3、Ta(NC(CH3)2C2H5)(N(CH3)2)3、Ta(NC(CH3)3)(N(CH3)2)3またはTa(EtCp)2(CO)Hを含む。また、さらに別の実施例では、チタン(Ti)が成膜される場合、膜前駆体650は、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiI4、Ti[N(C2H5CH3)]4(TEMAT)、Ti[N(CH3)2]4(TDMAT)、Ti[N(C2H5)2]4(TDEAT)を含んでも良い。また、さらに別の実施例では、ルテニウム(Ru)が成膜される場合、膜前駆体650は、Ru(C5H5)2、Ru(C2H5C5H4)2、Ru(C3H7C5H4)2、Ru(CH3C5H4)2、Ru3(CO)12、C5H4Ru(CO)3、RuCl3、Ru(C11H19O2)3、Ru(C8H13O2)3またはRu(C5H7O)3を含んでも良い。
Whether stackable or integral, the
前述のように、膜前駆体650は、固体前駆体を含んでも良い。固体前駆体は、固体粉末状であっても良く、あるいは1または2以上の固体タブレット状であっても良い。例えば、1または2以上の固体タブレットは、多くの処理プロセスで調製され、これには、焼結処理プロセス、スタンプ処理プロセス、浸漬処理プロセス、スピンコート処理プロセスまたはこれらのいかなる組み合わせも含まれる。また、固体タブレット状の固体前駆体は、積層可能なトレー640と密着してもしなくても良い。例えば、真空および不活性ガス雰囲気用の焼結炉内で、2000℃乃至2500℃の温度で耐熱金属粉末を焼結しても良い。あるいは、例えば、耐熱金属粉末を流体媒体中に分散して、トレーに分配し、スピンコート処理プロセスを用いて、トレー表面に均一に分散させても良い。その後耐熱金属のスピンコートは、熱的に硬化される。
As described above, the
前述のようにキャリアガスは、キャリアガス供給システム(図示されていない)から、容器610に供給されても良い。図9に示すように、キャリアガスは、蓋620に密閉接合されたガス供給ライン(図示されていない)を介して、蓋620を通り容器610に供給される。ガス供給ラインは、中央流束溝618に接続される。
As described above, the carrier gas may be supplied to the
再度図9を参照すると、容器外壁612の内径は、例えば、約10mから約100cmの範囲であり、例えば、約15cmから約40cmの範囲である。例えば、外壁612の内径は、20cmであっても良い。積層可能なトレー640の出口622および内壁644の内径は、例えば、約1cmから約30cmの範囲であり、例えば、出口直径および内壁直径は、約5から約20cmの範囲である。例えば、外径は、10cmである。また、各積層可能なトレー640の外径は、容器610の外壁612の内径の約75%から約99%であり、例えば、トレーの直径は、容器610の外壁612の内径の約85%から99%の範囲である。例えば、トレーの直径は、19.75cmであっても良い。また、各積層可能なトレー640のトレー内壁644の高さは、約5mmから約50mmの範囲であっても良く、例えば、各高さは、約30mmである。また、各外壁642の高さは、トレーの内壁644の高さの約10%から約90%の範囲であっても良い。例えば、各外壁の高さは、約2mmから約45mmの範囲であり、例えば、約10mmから約20mmの範囲である。例えば、各内壁の高さは、約12mmである。
Referring to FIG. 9 again, the inner diameter of the container
再度図9を参照すると、1または2以上のトレー開口646は、1または2以上の溝を有しても良い。あるいは、1または2以上のトレー開口646は、1または2以上のオリフィスを含んでも良い。各オリフィスの直径は、例えば、約0.4mmから約2mmの範囲である。例えば、各オリフィスの直径は、約1mmであっても良い。ある実施例では、オリフィスの直径および中央流束溝618の直径は、中央流束溝618の伝導性がオリフィスの正味の伝導性に比べて十分に大きくなるように選定され、中央流束溝618全体でのキャリアガスの分布が実質的に均一に維持される。オリフィスの数は、例えば、約2から約1000の範囲であり、別の実施例では、約50から約100の範囲である。例えば、1または2以上のトレー開口646は、直径1mmの72のオリフィスを有しても良く、中央流束溝618は、約10から30mmである。
Referring again to FIG. 9, one or
また、気相排気空間、すなわち環状空間660は、流束伝導性が高くなるように設計される。例えば、各トレー内の1または2のトレー開口の出口から、容器610の出口680までの正味の流束伝導性は、約50リットル/秒を超え、または流束伝導性は、約100リットル/秒を超え、または流束伝導性は、約500リットル/秒を超える。
Further, the gas phase exhaust space, that is, the
膜前駆体システム300、300’、400、500または600のいずれかは、図1の膜前駆体蒸発システム50あるいは図2の膜前駆体蒸発システム150として使用されても良い。あるいは、システム300、300’、400、500または600は、前駆体気相から基板上への薄膜の成膜に適した、いかなる成膜システムに使用されても良い。例えば、成膜システムは、熱化学気相成膜(CVD)システム、プラズマ加速CVD(PECVD)システム、原子層成膜(ALD)システムまたはプラズマ加速ALD(PEALD)システムを含む。
Any of the
図10を参照すると、この図には、基板への薄膜の成膜方法が示されている。フローチャート700を用いて、本発明の成膜システム内で薄膜を設置するステップを説明する。ステップ710では、成膜システム内に基板を設置して、薄膜の成膜が開始され、基板上に薄膜が連続形成される。例えば、成膜システムは、前述の図1および2に示した、いかなる成膜システムを備えても良い。成膜システムは、成膜処理が行われるプロセスチャンバと、プロセスチャンバに結合され、基板を支持するように構成された基板ホルダと、を有する。次に、ステップ720では、成膜システムに膜前駆体が導入される。例えば、膜前駆体は、前駆体気相供給システムを介して、プロセスチャンバに結合された膜前駆体蒸発システムに導入される。また、例えば、前駆体気相供給システムは、加熱されても良い。
Referring to FIG. 10, this figure shows a method for forming a thin film on a substrate. A step of installing a thin film in the film forming system of the present invention will be described using a
ステップ730では、膜前駆体が加熱され、膜前駆体気相が形成される。次に、膜前駆体気相は、前駆体気相供給システムを介して、プロセスチャンバに搬送される。ステップ740では、膜前駆体気相が十分に分解する基板温度まで、基板が加熱され、ステップ750では、膜前駆体気相に基板が暴露される。ステップ710乃至750は、所望の回数だけ連続的に繰り返されても良く、これにより、所望の数の基板に金属膜が成膜される。
In
ステップ760では、1もしくは2以上の基板上への薄膜の成膜後に、トレーのスタック370、370’、670、または1もしくは2以上のベースもしくは上部トレー330、340、または1もしくは2以上の積層可能なトレー640が定期的に交換され、各トレーの膜前駆体350、650の量が補給される。
In
本発明のある実施例についてのみ詳細に説明したが、ある実施例において、本発明の革新的な思想および利点から実質的に逸脱しないで、多くの変更が可能であることは、当業者には容易に理解できる。従って、全てのそのような変更は、本発明の範囲に属するものである。 Although only certain embodiments of the present invention have been described in detail, those skilled in the art will recognize that many variations can be made in certain embodiments without substantially departing from the innovative spirit and advantages of the present invention. Easy to understand. Accordingly, all such modifications are within the scope of the present invention.
1 成膜システム1、10 プロセスチャンバ、20 基板ホルダ、25 基板、38 ポンプシステム、40 気相前駆体供給システム、50 膜前駆体蒸発システム、110 プロセスチャンバ、111 上部チャンバ区画、120 基板ホルダ、121 チャンバ温度制御システム、125 基板、130 気相分散システム、131 気相分散板、132 気相分散プレナム、133 処理ゾーン、134 オリフィス、135 開口、136 温度制御素子、140 気相前駆体供給システム、150 膜前駆体蒸発システム、154 前駆体ヒータ、156 蒸発温度制御システム、300 膜前駆体蒸発システム、310 容器、314 底部、318 中央溝、320 蓋、322 出口、330 ベーストレー、332 ベース外壁、334 ベーストレー開口、340 上部トレー、342 上部外壁、344 内壁、342 上部外壁、350 膜前駆体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記蓋は、基板上に薄膜を成膜するように構成された処理チャンバに密閉結合するように構成された出口を有し、
当該交換式の膜前駆体支持組立体は、
前記膜前駆体蒸発システムにおいて、膜前駆体を支持し、1または2以上の追加の積層可能なトレーと積層させることができるように構成された交換式のトレーを有し、
前記交換式のトレーは、内端部と外端部の間に定められた底部支持表面と、前記1または2以上の追加の積層可能なトレーを支持するため、前記内端部から上方に延伸し、上部支持端部で終端する積層可能な内壁と、該積層可能な内壁よりも短く、前記底部支持表面の前記外端部から上方に延伸する外壁と、を有し、
前記膜前駆体は、前記底部支持表面上の前記積層可能な内壁と前記外壁の間にあり、
前記積層可能な内壁は、前記容器および前記外壁に中央フローチャンネルを形成し、前記底部支持表面および前記積層可能な内壁は、トレー空間を形成し、
前記交換式のトレーは、前記積層可能な内壁に、1または2以上のトレー開口を有し、
該1または2以上のトレー開口は、キャリアガス供給システムからのキャリアガスが、前記中央フローチャンネルから、前記1または2以上のトレー開口を介して流れるように構成され、
キャリアガスは、前記積層可能な内壁から、前記膜前駆体および前記外壁の上方、および前記蓋の前記出口を介して、膜前駆体蒸気ととともに排出されることを特徴とする交換式の膜前駆体支持組立体。 A replaceable membrane precursor support assembly for use in a membrane precursor evaporation system having a container having an outer container wall and bottom and a lid configured to sealingly couple to the container,
The lid has an outlet configured to hermetically couple to a processing chamber configured to deposit a thin film on the substrate;
The replaceable membrane precursor support assembly is:
In the membrane precursor evaporation system, comprising a replaceable tray configured to support the membrane precursor and be laminated with one or more additional stackable trays;
The replaceable tray extends upward from the inner end to support a bottom support surface defined between an inner end and an outer end and the one or more additional stackable trays. And a stackable inner wall terminating at the upper support end, and an outer wall shorter than the stackable inner wall and extending upward from the outer end of the bottom support surface,
The film precursor is between the stackable inner wall and the outer wall on the bottom support surface;
The stackable inner wall forms a central flow channel in the container and the outer wall, the bottom support surface and the stackable inner wall form a tray space;
The replaceable tray has one or more tray openings on the stackable inner wall,
The one or more tray openings are configured such that carrier gas from a carrier gas supply system flows from the central flow channel through the one or more tray openings;
A carrier gas is discharged from the stackable inner wall together with the film precursor vapor from above the film precursor and the outer wall and through the outlet of the lid. Body support assembly.
前記交換式のトレー内に、前記底部支持表面上の前記積層可能な内壁と前記外壁の間に支持された膜前駆体を有することを特徴とする請求項1に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。 further,
The exchangeable membrane precursor of claim 1, comprising a membrane precursor supported between the stackable inner wall and the outer wall on the bottom support surface in the exchangeable tray. Support assembly.
外側容器壁、容器底部、および前記外側容器壁に密閉結合される取り外し可能な容器蓋を有する容器であって、前記蓋は、薄膜成膜システムの入口に密閉結合可能である、容器と、
前記容器内に積層された、請求項1に記載の複数の交換式のトレーと、
を有する、膜前駆体蒸発システム。 A film precursor evaporation system configured to be coupled to a thin film deposition system comprising:
A container having an outer container wall, a container bottom, and a removable container lid hermetically coupled to the outer container wall, the lid being hermetically coupled to an inlet of the thin film deposition system;
A plurality of replaceable trays according to claim 1 stacked in said container;
A film precursor evaporation system.
請求項8に記載の膜前駆体蒸発システムを有し、
さらに、
前記基板を支持し、該基板を加熱するように構成された基板ホルダを有する処理チャンバと、
前記基板の上方に、膜前駆体蒸気を導入するように構成された蒸気分配システムと、
前記処理チャンバを減圧するように構成された排気システムと、
を有し、
前記容器の前記出口は、前記蒸気分配システムに接続されていることを特徴とする薄膜成膜システム。 A thin film deposition system for forming a thin film on a substrate,
A film precursor evaporation system according to claim 8,
further,
A processing chamber having a substrate holder configured to support and heat the substrate;
A vapor distribution system configured to introduce a film precursor vapor above the substrate;
An exhaust system configured to depressurize the processing chamber;
Have
The outlet of the container is connected to the vapor distribution system.
外側容器壁および底部を有し、ヒータに結合され昇温されるように構成された容器;
該容器と密閉結合されるように構成された蓋であって、前記薄膜成膜システムと密閉結合されるように構成された出口を有する蓋;
トレーのスタックであって、
前記容器の前記底部に支持されたベーストレーであって、1または2以上の追加の積層可能なトレーを支持するためのベース支持端部を有する積層可能な内壁と、該積層可能な内壁よりも短い外壁と、を有し、前記外壁および前記積層可能な内壁は、両者の間に膜前駆体を保持するように構成された、ベーストレーと、
前記ベース支持端部に支持された第1の上部トレー、および前記第1の上部トレー上に支持された、1または2以上の任意の追加の上部トレーを含む、1または2以上の上部トレーであって、
前記第1の上部トレーは、前記1または2以上の任意の追加の上部トレーを支持する上部支持端部を有する上部積層可能な内壁を有し、
前記1または2以上の任意の追加の上部トレーの各々は、先行する任意の追加の上部トレーの上に配置されるよう構成された、1または2以上の任意の追加の上部トレーを支持する上部支持端部を有する上部積層可能な内壁を有し、
前記第1の上部トレーおよび1または2以上の任意の追加の上部トレーの各々は、前記上部積層可能な内壁よりも短い上部外壁を有し、
前記1または2以上の上部トレーの各々の前記上部外壁および前記上部積層可能な内壁は、前記膜前駆体を両者の間に保持するように構成され、前記ベーストレーの前記積層可能な内壁、および前記1または2以上の上部トレーの前記上部積層可能な内壁は、前記容器内に中央フローチャンネルを形成する、1または2以上の上部トレーと、
を有するトレーのスタック;
前記トレーのスタックの前記外壁と前記外側容器壁との間の環状空間であって、前記薄膜成膜システムと結合するように構成された環状空間;
前記ベーストレーの前記積層可能な内壁に配置され、前記中央フローチャンネルに結合された1または2以上の開口であって、キャリアガスの第1の部分を、前記中央フローチャンネルから、前記ベーストレーを介し、前記ベーストレーの前記膜前駆体の上方を介して、前記環状空間に向かって流し、前記膜前駆体蒸気とともに、前記蓋の前記出口を介してキャリアガスを排気するように構成された、1または2以上の開口;
前記第1の上部トレーの前記上部積層可能な内壁、および前記1または2以上の任意の追加の上部トレーの各々の前記上部積層可能な内壁に配置され、前記中央フローチャンネルに結合された1または2以上の上部開口;
を有し、
前記第1の上部トレーの前記1または2以上の上部開口は、キャリアガスの第2の部分を、前記中央フローチャンネルから、前記第1の上部トレーを介して、前記第1の上部トレー内の前記膜前駆体の上方、および前記第1の上部トレーの前記外壁の上方を通り、前記環状空間に向かって流し、前記膜前駆体蒸気とともに、前記蓋の前記出口を介して、キャリアガスを排気するように構成され、
前記ベーストレーおよび前記第1の上部トレーは、
キャリアガスの前記第1の部分が前記1または2以上の上部トレーを介しては流れず、かつ
キャリアガスの前記第2の部分が前記ベーストレーを介しては流れず、あるいは前記1または2以上の任意の追加の上部トレーを介しては流れない
ように構成されることを特徴とする膜前駆体蒸発システム。 A film precursor evaporation system configured to be coupled to a thin film deposition system comprising:
A container having an outer container wall and a bottom and coupled to a heater and configured to be heated;
A lid configured to be hermetically coupled to the container, the lid having an outlet configured to be hermetically coupled to the thin film deposition system;
A stack of trays,
A said bottom base tray which is supported on part of the vessel, 1 or an inner wall stackable having a base support edge for supporting two or more additional stackable trays, than the stackable inner wall A base tray having a short outer wall, the outer wall and the stackable inner wall configured to hold a film precursor therebetween.
In one or more upper trays including a first upper tray supported on the base support end and one or more optional additional upper trays supported on the first upper tray There,
The first upper tray has an upper stackable inner wall having an upper support end that supports the one or more optional additional upper trays ;
Each of the one or more optional additional upper trays is configured to be positioned over any preceding optional additional upper tray, the upper supporting one or more optional additional upper trays Having an upper laminateable inner wall with a support end;
Each of the first upper tray and one or more optional additional upper trays has an upper outer wall that is shorter than the upper stackable inner wall;
The upper outer wall and the upper stackable inner wall of each of the one or more upper trays are configured to hold the film precursor therebetween, the stackable inner wall of the base tray; and The upper stackable inner walls of the one or more upper trays form one or more upper trays forming a central flow channel in the container;
A stack of trays having;
An annular space between the outer wall and the outer container wall of the stack of trays, the annular space configured to couple with the thin film deposition system;
One or more openings disposed in the stackable inner wall of the base tray and coupled to the central flow channel, wherein a first portion of carrier gas is removed from the central flow channel and the base tray is Through the upper portion of the film precursor of the base tray, and flow toward the annular space, and together with the film precursor vapor, the carrier gas is exhausted through the outlet of the lid, One or more openings;
1 or 2 disposed on the upper stackable inner wall of the first upper tray and the upper stackable inner wall of each of the one or more optional additional upper trays and coupled to the central flow channel Two or more top openings;
Have
The one or more top openings in the first top tray allow a second portion of carrier gas to pass from the central flow channel through the first top tray and into the first top tray. The carrier gas passes above the film precursor and above the outer wall of the first upper tray, flows toward the annular space, and exhausts the carrier gas together with the film precursor vapor through the outlet of the lid. Configured to
The base tray and the first upper tray are:
The first portion of the carrier gas does not flow via the one or more upper trays, and the second portion of the carrier gas does not flow via the base tray, or the one or more A film precursor evaporation system configured to prevent flow through any additional top tray.
さらに、
前記容器に結合され、前記容器を加熱昇温するように構成されたヒータと、
前記容器の前記出口に結合された入口を有する成膜チャンバと、
を有する薄膜成膜システム。 A thin film deposition system comprising the film precursor evaporation system according to claim 10,
further,
A heater coupled to the container and configured to heat and heat the container;
A deposition chamber having an inlet coupled to the outlet of the container;
A thin film deposition system.
さらに、
処理チャンバであって、前記基板を支持し、前記基板を加熱するように構成された基板ホルダ、前記基板の上部に、膜前駆体蒸気を導入するように構成された蒸気分配システム、および前記処理チャンバを減圧するように構成された排気システムを有する処理チャンバと、
前記容器の前記出口に密閉結合された第1の端部、および前記処理チャンバの前記蒸気分配システムの入口に密閉結合された第2の端部を有する蒸気供給システムと、
を有する成膜システム。 A film forming system for forming a thin film on a substrate, comprising the film precursor evaporation system according to claim 10,
further,
A processing chamber, a substrate holder configured to support the substrate and to heat the substrate; a vapor distribution system configured to introduce film precursor vapor on top of the substrate; and the processing A processing chamber having an exhaust system configured to depressurize the chamber;
A steam supply system having a first end hermetically coupled to the outlet of the vessel and a second end hermetically coupled to an inlet of the steam distribution system of the processing chamber;
A film forming system.
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