KR101019293B1 - 플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법 - Google Patents

플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101019293B1
KR101019293B1 KR1020077024225A KR20077024225A KR101019293B1 KR 101019293 B1 KR101019293 B1 KR 101019293B1 KR 1020077024225 A KR1020077024225 A KR 1020077024225A KR 20077024225 A KR20077024225 A KR 20077024225A KR 101019293 B1 KR101019293 B1 KR 101019293B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
delete delete
gas
process
plasma
substrate
Prior art date
Application number
KR1020077024225A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080027459A (ko
Inventor
세샤드리 간구리
폴 마
크리스토프 마카달
카비타 샤흐
디엔-예 우
프레더릭 씨. 우
슈베르트 에스. 추
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US60/733,869 priority Critical
Priority to US60/733,654 priority
Priority to US73387005P priority
Priority to US73365405P priority
Priority to US73365505P priority
Priority to US73386905P priority
Priority to US73357405P priority
Priority to US60/733,870 priority
Priority to US60/733,574 priority
Priority to US60/733,655 priority
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20080027459A publication Critical patent/KR20080027459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101019293B1 publication Critical patent/KR101019293B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/18Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/45542Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45553Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45565Shower nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096Flat-bed apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes, e.g. for surface treatment of objects such as coating, plating, etching, sterilising or bringing about chemical reactions
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes, e.g. for surface treatment of objects such as coating, plating, etching, sterilising or bringing about chemical reactions
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes, e.g. for surface treatment of objects such as coating, plating, etching, sterilising or bringing about chemical reactions
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • H01J37/32449Gas control, e.g. control of the gas flow
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes, e.g. for surface treatment of objects such as coating, plating, etching, sterilising or bringing about chemical reactions
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • H01J37/32522Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes, e.g. for surface treatment of objects such as coating, plating, etching, sterilising or bringing about chemical reactions
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes, e.g. for surface treatment of objects such as coating, plating, etching, sterilising or bringing about chemical reactions
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633Baffles
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer, carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer, carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L21/28556Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
    • H01L21/28562Selective deposition
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H01L21/76846Layer combinations
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76871Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers
    • H01L21/76873Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers for electroplating
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H01L21/76844Bottomless liners
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L2221/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/10Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device
    • H01L2221/1068Formation and after-treatment of conductors
    • H01L2221/1073Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L2221/1084Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers
    • H01L2221/1089Stacks of seed layers
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

본 발명은 플라즈마-강화 ALD(PE-ALD) 프로세스와 같은 원자층 증착(ALD) 프로세스 동안 물질을 형성하도록 구성된 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버는 PE-ALD 프로세스 동안 가스 및 플라즈마 시퀀스에 기판을 노출시키도록 구성된다. 프로세스 챔버는 전기적으로 절연되거나, 전기적으로 접지되거나 또는 RF 활성화될 수 있는 부품을 포함한다. 일 예에서, 챔버 바디 및 가스 매니폴드 어셈블리는 절연 캡, 플라즈마 스크린 삽입물 및 절연 링과 같이 전기적으로 절연된 부품에 의해 접지되고 분리된다. 샤워헤드, 플라즈마 배플 및 워터 박스는 절연된 부품들 사이에 위치되며 플라즈마 발생기에 의해 활성화될 때 RF 가열된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 프로세스 챔버 내에 물질층을 형성하는 증착 프로세스가 제공된다.

Description

플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법{APPARATUS AND PROCESS FOR PLASMA-ENHANCED ATOMIC LAYER DEPOSITION}

본 발명의 실시예들은 전반적으로 물질을 증착하는 장치 및 방법, 보다 상세하게는 플라즈마-강화 프로세스 동안 물질을 증착하도록 구성된 원자층 증착 챔버에 관한 것이다.

반도체 프로세싱 분야에서, 평판 디스플레이 프로세싱 또는 다른 전자 소자의 프로세싱, 기상 증착 프로세스는 기판 상에 물질을 증착하는데 있어 중요한 역할을 한다. 전자 소자들의 기하학적구조들(geometries)이 지속적으로 축소되고 소자의 밀도가 지속적으로 증가함에 따라, 피쳐의 크기 및 종횡비는 예를 들어 0.07㎛의 피쳐 크기 및 10 이상의 종횡비와 같이 보다 과감해지고 있다. 따라서, 상기 소자들을 형성하는데 있어 물질의 등각적(conformal) 증착이 점차 중요해지고 있다.

종래의 화학적 기상 증착(CVD)은 소자 기하학구조 및 0.15㎛로 종횡비를 낮추는데 있어 성공적인 것으로 밝혀졌지만, 보다 과감해진 소자 기하학구조는 대안적인 증착 기술을 요구한다. 고려되는 대응을 수용하는 하나의 기술로는 원자층 증착(ALD)이 있다. ALD 프로세스 동안, 반응 가스들은 기판을 포함하는 프로세스 챔버 속으로 순차적으로 주입된다. 일반적으로, 제 1 반응물은 프로세스 챔버 속으로 펄싱되고 기판 표면 상에서 흡수된다. 제 2 반응물은 프로세스 챔버 속으로 펄실되고 증착된 물질이 형성되도록 제 1 반응물과 반응한다. 전형적으로 정화 단계는 각각의 반응물 가스를 전달하는 사이에서 수행된다. 정화 단계는 캐리어 가스를 이용하는 연속 정화 또는 반응물 가스를 전달하는 사이의 펄스 정화일 수 있다. 열적으로 유도되는 ALD 프로세스는 가장 보편적인 ALD 기술이며 2개의 반응물들 사이에 화학적 반응이 야기시키는 가열을 이용한다. 열적 ALD 프로세스는 일부 물질을 증착하는데 있어 바람직하게 작용하지만, 상기 프로세스는 종종 낮은 증착 속도를 갖는다. 따라서, 제조 처리량이 허용불가능한 정도로 영향받을 수 있다. 증착 속도는 증착 온도가 높을수록 증가될 수 있으나, 다수의 화학적 전구체, 특히 금속-유기 화합물은 상승된 온도에서 분해될 수 있다.

플라즈마-강화 ALD(PE-ALD) 프로세스에 의한 물질의 형성은 공지된 기술이다. PE-ALD 프로세의 일예에서, 물질은 열적 ALD 프로세스와 동일한 화학적 전구체로부터, 보다 높은 증착 속도 및 보다 낮은 온도에서 형성될 수 있다. 기술들의 몇가지 변형이 존재하지만, 일반적으로 PE-ALD 프로세스에서는 반응물 가스와 반응물 플라즈마가 기판을 포함하는 프로세스 챔버 속으로 순차적으로 주입된다. 제 1 반응물 가스는 프로세스 챔버로 펄싱되며 기판 표면 상에서 흡수된다. 이후, 반응물 플라즈마는 프로세스 챔버로 펄싱되며 증착된 물질을 형성하도록 제 1 반응물 가스와 반응한다. 열적 ALD 프로세스와 유사하게, 정화 단계는 각각의 반응물을 전달하는 사이에서 수행될 수 있다. PE-ALD 프로세스는 플라즈마 내에서의 반응물 라디칼들의 높은 반응도로 인한 열적 ALD 프로세스의 단점들중 일부를 해결하는 반면, PE-ALD 프로세스는 다수의 제한을 받게된다. PE-ALD 프로세스는 기판에 대한 플라즈마 손상(예를 들어 에칭)을 야기시킬 수 있어, 소정의 화학적 전구체들과 부적절하며 추가의 하드웨어를 요구한다.

따라서, 바람직하게 플라즈마-강화 기술에 의해, 보다 더 바람직하게는 PE-ALD 기술에 의한, 기상 증착 기술에 의해 기판 상에 물질을 증착 또는 형성하는 장치 및 프로세스가 요구된다.

본 발명의 실시예들은 플라즈마-강화 ALD(PE-ALD) 프로세스와 같은 원자층 증착(ALD) 프로세스 동안 물질을 형성하도록 구성된 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버는 PE-ALD 프로세스 동안 가스 및 플라즈마의 시퀀스에 기판을 노출시키도록 구성된다. 프로세스 챔버는 전기적으로 절연되거나, 전기적으로 접지되거나 또는 RF 활성화(energized)될 수 있는 부품들을 포함한다. 일 예에서, 챔버 바디 및 가스 매니폴드 어셈블리는 절연 캡, 플라즈마 스크린 삽입물 및 절연 링과 같이 전기적으로 절연된 부품들에 의해 접지되고 분리된다. 샤워헤드, 플라즈마 배플(baffle) 및 워터 박스는 절연된 부품들 사이에 위치되며 플라즈마 발생기에 의해 활성화될 때 RF 가열(hot)된다.

일 예에서, 기판 수용 표면을 갖는 기판 지지체 및 그 사이에 포함되는 프로세스 영역을 갖는 챔버 리드 어셈블리를 포함하는 기판 프로세싱 챔버가 제공된다. 일 실시예에서 챔버 리드 어셈블리는 내부 영역 및 외부 영역을 가지는 샤워헤드 어셈블리, 샤워헤드 어셈블리와 접촉되는 냉각 어셈블리, 샤워헤드 어셈블리의 내부 영역 내에 배치된 플라즈마 배플, 샤워헤드 어셈블리 상부에 배치되며 플라즈마 배플로 제 1 프로세스 가스가 지향되고 샤워헤드 어셈블리의 외부 영역으로 제 2 프로세스 가스가 지향되도록 구성되는 플라즈마 스크린, 플라즈마 배플과 플라즈마 스크린 사이에 위치되는 제 1 가스 영역 및 샤워헤드 어셈블리의 외부 영역과 냉각 어셈블리 사이에 위치되는 제 2 가스 영역을 포함한다.

또 다른 예에서, 기판 수용 표면을 가지는 기판 지지체 및 챔버 리드를 포함하는 기판 프로세싱 챔버가 제공되며, 챔버 리드는 챔버 리드의 중심 부분에서 채널을 포함한다. 채널로부터 플라즈마 스크린으로 연장되는 테이퍼형(tapered) 하부 표면은 플라즈마 배플과 샤워헤드 위에 배치되며, 샤워헤드는 기판 수용 표면, 채널 내의 제 1 가스 입구와 결합된 제 1 도관 및 채널 내의 제 2 가스 입구와 결합된 제 2 도관을 실질적으로 커버하도록 형상화되고 크기설정되며, 제 1 도관 및 제 2 도관은 순환 방향으로의 가스 흐름을 제공하도록 위치된다.

또 다른 예에서, 기판 수용 표면을 갖는 기판 지지체, 내부 영역 및 외부 영역을 가지는 샤워헤드 어셈블리를 포함하는 챔버 리드, 샤워헤드 어셈블리 위에 배치되며 내부 영역으로 제 1 프로세스 가스를 지향시키고 외부 영역으로 제 2 프로세스 가스를 지향시키도록 구성되는 플라즈마 스크린 및 기판 수용 표면과 챔버 리드 어셈블리 사이에 장착되는 프로세스 영역을 포함하는 기판 프로세싱 챔버가 제공된다. 플라즈마 스크린은 제 1 프로세스 가스를 수용하는 내부 영역과 제 2 프로세스 가스를 수용하는 외부 영역을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 리드 어셈블리는 PE-ALD 프로세스 동안 가스와 플라즈마의 시퀀스에 기판을 노출시키도록 구성된다. 리드 어셈블리는 전기적으로 절연되거나, 전기적으로 접지되거나 또는 RF 활성화될 수 있는 부품들을 포함한다. 일 예에서, 리드 어셈블리는 절연 캡, 플라즈마 스크린 삽입물 및 절연 링과 같이 전기적으로 절연된 부품들 상에 배치된 접지된 가스 매니폴드 어셈블리를 포함한다. 샤워헤드, 플라즈마 배플 및 워터 박스는 절연된 부품들 사이에 위치되며 플라즈마 발생기에 의해 활성화될 때 RF 가열된다.

일 예에서, 샤워헤드 어셈블리는 기판 수용 표면을 실질적으로 커버하도록 하부 표면을 갖는 샤워헤드 플레이트를 포함한다. 샤워헤드 어셈블리의 내부 영역은 제거가능한 부품으로서 플라즈마 배플을 포함한다. 샤워헤드 어셈블리 및 플라즈마 배플은 전형적으로, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 스틸, 철, 크롬, 니켈, 이들의 합금 또는 이들의 조합물과 같은 전도성 물질을 포함한다. 또한, 샤워헤드 플레이트의 하부 표면 및 플라즈마 배플은 기판 수용 표면과 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 위치되며 플라즈마를 점화시키기 위해 전기 소스와 접속된다. 샤워헤드 어셈블리의 외부 영역은 프로세스 영역과의 유체 통신하는 다수의 홀을 포함한다. 각각의 홀들은 약 0.20mm 내지 약 0.80mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.40mm 내지 약 0.60mm, 이를테면 약 0.51mm의 직경을 가질 수 있다. 샤워헤드 플레이트는 약 1,000개 이상의 홀, 이를테면 약 1,500개 이상의 홀을 포함할 수 있다. 홀들은 가스의 후방 확산을 방지하거나 또는 2차 플라즈마의 형성을 방지하는 직경을 갖는다.

또 다른 예에서, 제 1 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 1 채널을 가지는 절연 캡 및 내부 구역과 외부 구역을 갖는 상부 표면을 구비한 플라즈마 스크린을 포함하는, 프로세스 챔버내에서 기상 증착 프로세스를 수행하는 리드 어셈블리가 제공된다. 절연 캡은 플라즈마 스크린의 상부 표면에 위치될 수 있다. 플라즈마 스크린의 내부 구역 내의 제 1 다수의 개구부는 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 제 1 프로세스 가스를 지향시키도록 구성되며 플라즈마 스크린의 외부 구역 내의 제 2 다수의 개구부는 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 제 2 프로세스 가스가 흐르도록 구성된다. 일 예에서, 제 1 다수의 개구부는 홀들을 포함하며 제 2 다수의 개구부는 슬롯들을 포함한다. 또한, 절연 캡은 플라즈마 스크린의 외부 구역으로 제 2 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 2 채널을 포함할 수 있다. 플라즈마 스크린의 내부 구역은 홀들이 없는 지역(zone free of holes)을 포함하며 제 1 프로세스 가스의 제 1 흐름 패턴은 시선(line-of-sight)에서 상기 지역으로 지향된다. 제 1 흐름 패턴의 시선은 플라즈마 스크린의 상부 표면 위에서 2차 플라즈마가 점화되는 것을 방지하기 위해 다수의 홀이 가려지도록 지향된다. 일 실시예에서, 각각의 홀들은 약 0.5mm 내지 약 5mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 1mm 내지 약 3mm, 보다 더 바람직하게는 약 1.5mm의 직경을 갖는다. 다수의 홀은 적어도 약 100개의 홀, 바람직하게는 적어도 약 150개의 홀을 가질 수 있다. 절연 캡 및 플라즈마 스크린은 전기적으로 절연되는, 열적으로 절연되는 또는 전기적 열적으로 절연되는, 세라믹 물질, 석영 물질 또는 이들의 유도체와 같은 물질로 각각 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 샤워헤드 어셈블리는 샤워헤드 및 플라즈마-강화 기상 증착 챔버내에 프로세스 가스를 분산시키는 플라즈마 배플을 포함한다. 샤워헤드 플레이트는 그 내부에 플라즈마 배플을 위치시키도록 구성된 내부 구역 및 프로세스 가스를 방출하는 다수의 홀을 가지는 외부 구역을 포함한다. 플라즈마 배플은 또 다른 프로세스 가스를 수용하기 위해 상부 표면 상에 배치된 원뿔형 노즈(nose), 프로세스 가스를 방출하는 하부 표면 및 상부 표면 위에서 프로세스 영역으로 프로세스 가스가 흐르게 구성된 다수의 개구부를 포함한다. 개구부들은 바람직하게 원형 흐름 패턴으로 프로세스 가스가 방출되도록 미리 결정된 각도로 위치된 슬롯들이다.

일 예에서, 플라즈마 배플 어셈블리는 제 1 가스 영역으로부터 프로세스 영역으로 유체 통신을 제공하기 위해 제 1 가스 영역으로부터 어셈블리를 통해 연장되는 다수의 슬롯을 포함한다. 플라즈마 배플 어셈블리는 플라즈마 배플의 상부 표면으로부터 플라즈마 스크린의 하부 표면으로 연장되는 노즈 콘(nose cone)을 더 포함한다. 슬롯들은 중심 부분으로부터의 접선각(tangential angle)에서 노즈 콘과 어셈블리의 외부 에지 사이의 상부 표면 양단으로 연장된다. 각각의 슬롯은 기판 수용 표면을 중심으로 미리 결정된 주입 각도에서 플라즈마 배플 어셈블리를 통해 연장된다. 미리 결정된 주입 각도는 약 20°내지 약 70°이내의 범위, 바람직하게는 약 30°내지 약 60°, 보다 더 바람직하게는 약 40°내지 약 50°, 이를테면 약 45°일 수 있다. 다수의 슬롯의 각각의 슬롯들의 폭은 약 0.60mm 내지 약 0.90mm 이내의 범위, 바람직하게 약 0.70mm 내지 약 0.80mm, 이를테면 약 0.76mm일 수 있으며, 각각의 슬롯들의 길이는 약 10mm 내지 약 50mm 이내의 범위, 바람직하게 약 20mm 내지 약 30mm, 이를테면 약 23mm 이상일 수 있다. 플라즈마 배플 어셈블리는 전형적으로 약 10개 이상의 슬롯, 이를테면 약 20개 이상의 슬롯을 포함한다. 슬롯들은 가스의 후방 확산 또는 2차 플라즈마의 형성을 방지하는 폭을 갖는다. 일 예에서, 플라즈마 배플의 상부 표면은 노즈 콘으로부터 하향 지향된다. 상부 표면은 슬롯들의 개구부들을 통해 프로세스 가스를 수용하고 균일한 유량으로 프로세스 가스를 분산시키는 각도로 설정될 수 있다.

또 다른 예에서, 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 및 프로세스 가스를 방출시키는 하부 표면을 가지는 플라즈마 배플 플레이트를 포함하는, 플라즈마-강화 화학적 기상 장착 챔버내에 프로세스 가스를 수용하는 플라즈마 배플 어셈블리가 제공된다. 플라즈마 배플 어셈블리는 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 다수의 개구부를 포함하며, 각각의 개구부는 하부 표면의 수직축으로부터 측정되는 숨겨진(obscured) 각도 또는 미리 결정된 각도에 위치된다.

또 다른 예에서, 냉각 어셈블리는 제 2 가스 영역으로 제 2 프로세스 가스가 통과하게 하는 다수의 통로를 포함한다. 다수의 통로는 플라즈마 스크린으로부터 제 2 가스 영역으로의 유체 소통을 제공한다. 다수의 통로는 적어도 약 10개의 채널, 바람직하게는 적어도 약 20개의 채널, 보다 더 바람직하게는 적어도 약 30개의 채널, 이를 테면 약 36개의 채널을 포함한다.

또 다른 예에서, 프로세스 챔버 내에서 기판 수용 표면을 실질적으로 커버하는 하부 표면을 가지는 샤워헤드 플레이트, 기판 수용 표면을 중심으로 미리 결정된 주입 각도에 위치된 다수의 슬롯을 통해 제 1 프로세스 가스를 분산시키는 샤워헤드 플레이트의 내부 영역 및 다수의 홀을 통해 제 1 프로세스 가스를 분산시키는 샤워헤드 플레이트의 외부 영역을 포함하는, 기상 증착 프로세스를 수행하는 샤워헤드 어셈블리가 제공된다.

또 다른 예에서, 가스들을 수용하는 상부 표면 및 가스들을 방출하는 하부 표면을 가지는 샤워헤드 플레이트를 포함하는, 플라즈마-강화 기상 증착 챔버 내에서 프로세스 가스를 수용하는 샤워헤드 어셈블리가 제공된다. 제 1 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 상의 내부 구역은 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 제 1 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 1 다수의 개구부를 포함한다. 제 2 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 상의 외부 구역은 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 제 2 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 2 다수의 개구부를 포함한다. 예를 들어, 냉각 어셈블리는 샤워헤드 플레이트 위로 샤워헤드 플레이트와 접촉되게 위치될 수 있다. 내부 영역은 내부 구역과 냉각 어셈블리 사이에 형성되며 외부 영역은 외부 구역과 냉각 어셈블리 사이에 형성된다. 샤워헤드 플레이트의 내부 영역은 플라즈마 배플을 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 냉각 어셈블리는 외부 영역으로 제 2 프로세스 가스를 지향시키는 다수의 통로를 포함한다. 다수의 통로의 각각의 통로는 미리 결정된 각도에서 외부 영역으로 연장된다. 미리 결정된 각도는 가스의 후방 확산 또는 2차 플라즈마의 형성을 방지할 수 있다. 일 예에서, 미리 결정된 각도 범위는 약 5°내지 약 85°이내, 바람직하게는 약 10°내지 약 45°, 보다 더 바람직하게는 약 15°내지 약 35°일 수 있다. 다수의 통로의 각각의 통로는 외부 영역으로 제 2 프로세스 가스의 흐름 경로를 차단을 제공할 수 있다. 일 예에서, 냉각 어셈블리는 약 36개의 통로를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 절연 캡 및 플라즈마 스크린을 포함하는, 프로세스 챔버내에서 기상 증착 프로세스를 수행하는 리드 어셈블리가 제공된다. 일 예에서, 절연 캡은 상부 표면으로부터 확장된 채널로 제 1 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 집중된 채널 및 상부 표면으로부터 연장된 패널을 둘러싸는 그루브로 제 2 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 외부 채널을 포함한다. 일 예에서, 플라즈마 스크린은 다수의 홀을 가지는 내부 구역과 다수의 슬롯을 가지는 외부 구역을 포함하는 내부 표면을 갖는다. 절연 캡은 확장된 채널을 가지는 집중된 채널 및 그루브를 가지는 원형 가스 영역을 형성하도록 플라즈마 스크린의 상부에 위치될 수 있다.

또 다른 예에서, 절연 캡은 플라즈마 스크린 위에 위치된다. 절연 캡은 적어도 2개의 가스 통로를 포함하며, 제 1 가스 통로는 플라즈마 스크린의 내부 영역으로 제 1 프로세스 가스가 지향되도록 위치되며 제 2 통로는 플라즈마 스크린의 외부 영역으로 제 2 프로세스 가스가 지향되도록 위치된다. 절연 캡은 세라믹 물질, 석영 물질 또는 이들의 유도체와 같은 전기적 절연 물질을 포함한다.

또 다른 예에서, 가스 매니폴드는 절연 캡 위에 배치되며 적어도 2개의 가스 통로를 포함한다. 제 1 가스 통로는 절연 캡에 제 1 프로세스 가스를 제공하도록 위치되며 제 2 가스 통로는 절연 캡에 제 2 프로세스 가스를 제공하도록 위치된다. 제 1 도관 및 제 2 도관이 제 1 가스 통로와 결합될 수 있고 원형 방향으로의 제 1 프로세스 가스의 가스 흐름을 제공하도록 위치될 수 있다. 제 1 도관 및 제 2 도관은 제 1 가스 통로의 내부 표면으로 가스가 지향되도록 독립적으로 위치된다. 전형적으로 가스 흐름은 회오리형, 나선형, 와선형, 소용돌이형, 회전형, 트위스트형, 코일형, 나사모양, 컬(curl)형, 감긴형, 또는 이들의 파생형의 기하학적구조를 가지는 원형 방향을 갖는다. 제 1 도관 및 제 2 도관은 제 1 가스 통로의 중심 축으로부터 각을 두고 독립적으로 위치된다. 각도는 0°이상, 바람직하게 약 20°이상, 보다 더 바람직하게는 약 35°이상일 수 있다. 밸브가 제 1 도관과 전구체 소스 사이에 결합되어 ALD 프로세스가 약 10초 이하, 바람직하게는 약 6초 이하, 보다 더 바람직하게는 약 1초 이하, 이를 테면 약 0.01초 내지 약 0.5초 범위 이내의 펄스 시간을 갖게 한다.

또 다른 예에서, 접지된 가스 매니폴드를 수용하도록 구성된 상부 표면을 포함하는 절연 캡, 절연 캡의 상부 표면으로부터 하부 표면으로 제 1 프로세스 가스가 흐르게 구성된 제 1 채널 및 상부 표면에서 하부 표면으로 제 2 프로세스 가스가 흐르게 구성된 제 2 채널을 포함하는, 프로세스 챔버 내에서 기상 증착 프로세스를 수행하는 캡핑 어셈블리가 제공된다. 하부 표면은 내부 영역과 외부 영역을 더 포함하며, 제 1 채널은 내부 영역과 유체 소통하며 제 2 채널은 외부 영역과 유체 소통한다. 일 예에서, 내부 영역은 확장 채널(expanding channel)을 포함한다. 확장 채널은 약 0.5cm 내지 약 7cm 이내의 범위, 바람직하게 약 0.8cm 내지 약 4cm, 보다 바람직하게는 약 1cm 내지 약 2.5cm의 내부 직경을 가질 수 있다. 또한, 확장 채널은 약 2cm 내지 약 15cm 이내의 범위, 바람직하게 약 3.5cm 내지 약 10cm, 보다 바람직하게 약 4cm 내지 약 7cm의 외부 직경을 가질 수 있다.

또 다른 예에서, 가스들을 수용하는 상부 표면과 가스들을 방출시키는 하부 표면을 가지는 플라즈마 스크린, 제 1 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 상의 내부 구역, 및 제 2 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 상의 외부 구역을 포함하는, 플라즈마-강화 기상 증착 챔버 내에서 프로세스 가스를 수용하는 플라즈마 스크린 어셈블리가 제공되며, 내부 구역은 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 제 1 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 1 다수의 개구부를 포함하며, 외부 구역은 상부 표면 위에서 하부 표면 아래로 제 2 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 2 다수의 개구부를 포함한다. 내부 구역은 다수의 개구부가 없는 지역을 더 포함하며 제 1 프로세스 가스의 제 1 흐름 패턴은 다수의 개구부가 방향성 차단되도록, 시선에서 상기 지역으로 지향된다.

또 다른 예에서, 플라즈마 스크린 어셈블리는 제 1 프로세스 가스를 수용하는 내부 구역과 제 2 프로세스 가스를 수용하는 외부 구역을 포함한다. 플라즈마 스크린 어셈블리의 내부 구역은 제 1 프로세스 가스가 플라즈마 배플 어셈블리로 지향되게 하는 다수의 홀을 포함한다. 각각의 홀은 약 0.5mm 내지 약 5mm 이내의 범위, 바람직하게 약 1mm 내지 약 3mm, 이를 테면 약 1.5mm의 직경을 가질 수 있다. 플라즈마 스크린의 외부 구역은 제 2 프로세스 가스가 제 2 가스 영역으로 지향되게 하는 다수의 슬롯을 포함한다. 슬롯들은 기판 수용 표면과 평행하거나 실질적으로 평행하거나, 또는 슬롯들은 플라즈마 스크린의 제 1 구역 내의 다수의 홀들과 수직이거나 또는 실질적으로 수직일 수 있다. 각각의 슬롯은 약 0.20mm 내지 약 0.80mm 이내의 범위, 바람직하게 약 0.40mm 내지 약 0.60mm, 이를 테면 약 0.51mm의 폭을 가질 수 있다. 플라즈마 스크린 어셈블리는 적어도 약 10개의 슬롯, 바람직하게 약 36개 이상의 슬롯을 포함한다. 또한, 플라즈마 스크린 어셈블리는 전기적 절연 물질, 이를 테면 세라믹 물질, 석영 물질 또는 이들의 유도체로 형성된다.

또 다른 예에서, 가스들을 수용하는 상부 표면과 가스들을 배출하는 하부 표면을 포함하는, 플라즈마-강화 기상 증착 챔버 내에서 프로세스 가스를 수용하는 플라즈마 스크린 어셈블리가 제공된다. 제 1 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 상의 내부 구역은 상부 표면의 위에서 하부 표면의 아래로 제 1 프로세스 가스가 흐르도록 구성된 제 1 다수의 개구부를 포함한다. 제 2 프로세스 가스를 수용하는 상부 표면 상의 외부 구역은 제 2 프로세스 가스가 상부 표면의 위에서 하부 표면의 아래로 흐르도록 구성된 제 2 다수의 개구부를 포함한다.

본 발명의 실시예들은 열적 ALD 프로세스 및 PE-ALD 프로세스 동안 기판 상에 물질을 형성하는 방법을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 원형 가스 흐름 패턴이 형성되도록 적어도 하나의 도관을 통해 적어도 하나의 프로세스 가스를 흘려보내는 단계, 원형 가스 흐름 패턴에 기판을 노출시키는 단계, 순차적으로 프로세스 가스에 적어도 하나의 화학적 전구체를 펄싱하는 단계 및 기판 상에 물질이 증착되도록 프로세스 가스로부터 플라즈마를 점화시키는 단계를 포함한다. 일 예에서, 원형 가스 흐름 패턴은 회오리형, 나선형, 와선형, 소용돌이형, 회전형, 트위스트형, 코일형, 나사모양, 컬(curl)형, 감긴형, 또는 이들의 파생형의 원형 기하학구조를 갖는다. 상기 방법에 의해 증착될 수 있는 물질들로는 루테늄, 탄탈, 탄탈 질화물, 텅스텐, 또는 텅스텐 질화물이 포함된다.

또 다른 예에서, 기판 상에 물질을 증착하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 챔버 리드 어셈블리를 포함하는 프로세스 챔버 내에서 기판 지지체 상에 기판을 위치시키는 단계, 원형 가스 흐름 패턴이 형성되도록 적어도 하나의 도관을 통해 적어도 하나의 캐리어 가스를 흘려보내는 단계, 원형 가스 흐름 패턴에 기판을 노출시키는 단계, 적어도 하나의 캐리어 가스에 적어도 하나의 전구체를 펄싱하는 단계 및 기판 상의 적어도 하나의 전구체로부터 적어도 하나의 원소를 포함하는 물질을 증착하는 단계를 포함한다. 챔버 리드 어셈블리는 내부 영역 및 외부 영역을 가지는 샤워헤드 어셈블리, 샤워헤드 어셈블리 위에 배치되며 제 1 프로세스 가스가 내부 영역으로 지향되고 제 2 프로세스 가스가 외부 구역으로 지향되도록 구성된 플라즈마 스크린, 내부 영역 위로 샤워헤드 어셈블리와 플라즈마 스크린 사이에 위치된 제 1 가스 영역 및 외부 영역 위에 위치된 제 2 가스 영역을 포함한다.

또 다른 예에서, 기판 상에 물질을 증착하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 원형 방향으로 가스 흐름을 형성할 수 있는 가스 전달 시스템을 포함하는 프로세스 챔버내에서 기판 지지체 상에 기판을 위치시키는 단계, 원형 가스 흐름 패턴을 형성하도록 프로세스 챔버로 적어도 하나의 캐리어 가스를 흘려보내는 단계, 및 순차적으로 플라즈마를 점화키는 단계 및 기판 상에 물질을 증착하기 위해 적어도 하나의 캐리어 가스로 적어도 하나의 전구체를 펄싱하는 단계를 포함하는 플라즈마-강화 원자층 증착 프로세스 동안 원형 가스 흐름 패턴에 기판을 노출시키는 단계를 포함한다.

또 다른 예에서, 기판 상에 루테늄 물질을 형성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 샤워헤드, 플라즈마 배플 및 플라즈마 스크린을 포함하는 플라즈마-강화 프로세스 챔버내에 기판을 위치시키는 단계 및 기판 상에 루테늄 물질을 형성하면서 ALD 프로세스 동안 피롤릴(pyrrolyl) 루테늄 전구체 및 반응물에 순차적으로 기판을 노출시키는 단계를 포함한다. 피롤릴(pyrrolyl) 루테늄 전구체는 루테늄 및 하기 화학식을 가지는 적어도 하나의 피롤릴 리간드를 포함한다:

Figure 112007075312986-pct00001

여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 아밀, 이들의 유도체 또는 이들의 조합물과 같은 유기 그룹 또는 수소에서 각각 독립적으로 선택된다. 일 예에서, 각각의 R2, R3, R4 및 R5는 수소 그룹 또는 메틸 그룹중 하나이다. 또 다른 예에서, 각각의 R2 및 R5는 메틸 그룹 또는 에틸 그룹이다.

또한 상기 방법에서는 피롤릴 루테늄 전구체는 제 1 피롤릴 리간드와 제 2 피롤릴 리간드를 포함할 수 있으며, 제 1 피롤릴 리간드는 제 2 피롤릴 리간드와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 선택적으로, 피릴릴 루테늄 전구체는 제 1 피롤릴 리간드 및 디에닐(dienyl) 리간드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피롤릴 루테늄 전구체는 펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체, 시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체, 알킬펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체 또는 알킬시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체일 수 있다. 따라서, 상기 방법에서는 피롤릴 루테늄 전구체가 알킬 피롤릴 루테늄 전구체, 비스(피롤릴) 루테늄 전구체, 디에닐 피롤릴 루테늄 전구체, 또는 이들의 유도체일 수 있다. 소정의 예시적인 피롤릴 루테늄 전구체로는 비스(테트라메틸피롤릴) 루테늄, 비스(2,5-디메틸피롤릴) 루테늄, 비스(2,5-디에틸피롤릴) 루테늄, 비스(테트라에틸피롤릴) 루테늄, 펜타디에닐 테트라메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 2,5-디메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 테트라에틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 2,5-디에틸피롤릴 루테늄, 1,3-디메틸펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 1,3-디에틸펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 메틸시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 에틸시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 2-메틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 2-에틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 기판 상에 루테늄 물질을 형성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 샤워헤드, 플라즈마 배플 및 플라즈마 스크린을 포함하는 플라즈마-강화 프로세스 챔버내에 기판을 위치시키는 단계 및 PE-ALD 프로세스 동안 활성 반응물과 피롤릴 루테늄 전구체에 기판을 순차적으로 노출시키는 단계를 포함한다. 플라즈마는 PE-ALD 프로세스의 임의의 시간 주기 동안 점화될 수 있지만, 플라즈마는 반응물이 기판에 노출되는 동안 점화된다. 플라즈마는 활성 반응물을 형성하도록 반응물과 활성화된다. 활성 반응물의 예로는 암모니아 플라즈마, 질소 플라즈마 및 수소 플라즈마가 포함된다. PE-ALD 프로세스의 일 실시예는 플라즈마가 프로세스 챔버로부터 외부에서, 이를 테면 원격 플라즈마 발생기(RPS) 시스템에 의해 생성된다는 것을 제공한다. 그러나, PE-ALD의 바람직한 실시예는 플라즈마가 무선 주파수(RF) 발생기를 이용하는 플라즈마 가능 프로세스 챔버에 의해 인시튜로 발생된다는 것을 제공한다.

또 다른 예에서, 기판 상에 루테늄 물질을 형성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 샤워헤드, 플라즈마 배플 및 플라즈마 스크린을 포함하는 플라즈마-강화 프로세스 챔버내에 기판을 위치시키는 단계 및 열적-ALD 프로세스 동안 반응물 및 피롤릴 루테늄 전구체에 기판을 순차적으로 노출시키는 단계를 포함한다. 루테늄 물질은 본 명세서에서 개시되는 다양한 ALD 프로세스 동안 기판 상에 배치된 유전체 물질(예를 들어, 낮은-k) 또는 배리어(예를 들어, 구리 배리어) 상에 증착될 수 있다. 배리어층은 탄탈, 탄탈 질화물, 탄탈 실리콘 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 티타늄 실리콘 질화물, 텅스텐 또는 텅스텐 질화물을 포함하는 물질을 포함할 수 있다. 일 예에서, 루테늄 물질은 ALD 프로세스 또는 PVD 프로세스에 의해 앞서 형성된 탄탈 질화물 물질 상에 증착된다. 유전체 물질은 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 탄소-도핑 실리콘 산화물 또는 SiOxCy 물질을 포함할 수 있다.

루테늄 물질 상에 전도성 금속이 증착될 수 있다. 전도성 금속은 구리, 텅스텐, 알루미늄, 이들의 합금 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일 면에서, 전도성 금속은 단일 증착 프로세스 동안 하나의 층으로 형성될 수 있다. 일 면에서, 전도성 금속은 다층으로 형성될 수 있으며, 각각은 독립적인 증착 프로세스에 의해 증착된다. 일 실시예에서, 루테늄층상에 초기 증착 프로세스에 의해 시드층이 증착되며 또 다른 증착 프로세스에 의해 그 위에 순차적으로 벌크층이 증착된다. 일 예에서, 구리 시드층이 무전해 증착 프로세스, 전기도금(ECP) 프로세스 또는 PVD 프로세스에 의해 형성되며 구리 벌크층은 무전해 증착 프로세스, ECP 프로세스 또는 CVD 프로세스에 의해 형성된다. 또 다른 예에서, 텅스텐 시드층은 ALD 프로세스 또는 PVD 프로세스에 의해 형성되며 텅스텐 벌크층은 CVD 프로세스 또는 PVD 프로세스에 의해 형성된다.

본 발명의 앞서 언급된 특징들을 본 발명의 보다 상세한 설명, 상기 간략한 설명을 통해 이해할 수 있도록, 첨부되는 도면에 도시된 몇 가지 실시예를 참조한다. 그러나 첨부되는 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예만을 나타내는 것으로, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명은 등가적인 다른 실시예를 구현할 수 있다는 것을 주지해야 한다.

도 1A-1G는 본 실시예에 개시된 프로세스 챔버의 개략도.

도 2A-2B는 본 실시예에 개시된 절연 링의 개략도.

도 3A-3B는 본 실시예에 개시된 샤워헤드의 개략도.

도 4A-4F는 본 실시예에 개시된 워터 박스의 개략도.

도 5A-5F는 본 실시예에 개시된 플라즈마 배플 삽입물의 개략도.

도 6A-6B는 본 실시예에 개시된 플라즈마 스크린 삽입물의 개략도.

도 7A-7C는 본 실시예에 개시된 절연 캡 삽입물의 개략도.

도 8A-8D는 본 실시예에 개시된 가스 매니폴드 어셈블리의 개략도.

도 9A-9D는 본 실시예에 개시된 가스 흐름의 개략도.

도 10A-10C는 본 실시예에 개시된 가스 흐름의 개략도.

본 발명의 실시예들은 열적 원자층 증착(ALD) 프로세스 동안, 또는 바람직하게 플라즈마-강화 ALD(PE-ALD) 프로세스 동안 물질을 증착하도록 구성된 장치를 제공한다. 본 발명의 또 다른 실시예는 프로세스 챔버 내에서 물질을 형성하는 프로세스를 제공한다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버는 PE-ALD 프로세스를 수행하도록 구성되며, 전기적으로 절연되거나, 전기적으로 접지되거나 또는 RF 가열되는 다수의 부품들을 갖는다. 일 에에서, 챔버 바디 및 가스 매니폴드 어셈블리는 절연 링, 플라즈마 스크린 삽입물 및 절연 캡과 같이 전기적으로 절연된 부품들에 의해 접지되고 분리된다. 샤워헤드, 플라즈마 배플 및 워터 박스는 전기적으로 절연된 부품들 사이에 배치되며 플라즈마 발생기에 의해 활성화될 때 RF 가열된다.

하드웨어

도 1A-1G는 다양한 ALD 프로세스를 수행하는데 이용될 수 있는 리드 어셈블리(100)의 개략도를 나타낸다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버(50)는 열적 ALD 프로세스 또는 PE-ALD 프로세스 동안 기판(8) 상에 물질을 형성하는데 이용된다. 도 1A는 집적회로 제조를 수행하는데 이용될 수 있는 프로세스 챔버의 개략도를 나타낸다. 프로세스 챔버(50)는 챔버 바디 어셈블리(90)에 부착된 리드 어셈블리(100)를 포함한다. 일반적으로 기판 프로세싱을 위한 프로세스 영역(60)은 리드 어셈블리(100)와 챔버 바디 어셈블리(90) 사이에, 보다 특정하게는 기판 지지체(40) 및 기판(8)의 바로 위 지지 표면(41)과 상부 표면(62) 바로 아래에 형성 및 장착된다. 일 실시예에서, 상부 표면(62)과 지지 표면(41) 사이의 챔버 간격은 약 0.5mm 내지 약 50.00mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 1.00mm 내지 약 12.00mm, 보다 바람직하게는 약 4.00mm 내지 약 8.00mm, 이를 테면 5.84mm(0.230in)일 수 있다. 상기 간격은 증착 프로세스 동안 전달되는 가스 및 프로세스 조건에 따라 변할 수 있다.

기판 지지체(40)는 에지 링(44)과 가열 부재(45)(도 1A, 1G)를 포함한다. 가열 부재(45)는 기판 지지체(40) 내에 내장된다. 에지 링(44)은 기판 지지체(40) 부근 및 기판 지지체(40)의 상부 부분 위로 원주둘레에 배치된다. 내부 에지 링(48a, 48b, 48c)는 가열 부재(45) 상에 그리고 기판 지지체(40)의 상부 부분을 커버하는 에지 링(44)의 세그먼트 아래에 장착된다. 에지 링(44)은 기판(8)의 에지 위로 그리고 내부 에지 링(48a, 48b, 48c)과 가열 부재(45) 사이에서 갭(47)을 통해 기판 지지체(40)로부터 에지 정화 가스가 흐르도록 허용함으로써 정화 링으로서 사용될 수 있다(도 1G). 에지 정화 가스의 흐름은 반응성 프로세스 가스들이 가열 부재(45) 속으로의 확산되는 것을 방지한다.

코크 갭(61)은 에지 링(44)과 상부 표면(62) 사이에, 보다 특정하게는 절연 링(200)의 하부 표면(202d)과 에지 링(44)의 상부 에지 표면 사이에 형성된 원주 갭 또는 간격이다. 또한 코크 갭(61)은 내부 챔버 영역(59)의 불균일한 압력 분포로부터 프로세스 영역(60)을 부분적으로 분리시킴으로써 프로세스 영역(60) 내에서의 보다 균일한 압력 분포를 제공한다. 코크 갭(61)은 프로세스 조건 및 요구되는 펌핑 효율에 따라 변할 수 있다. 증착 프로세스 동안 펌핑 효율은 코크 갭(61)을 조절함으로써 제어될 수 있다. 코크 갭(61)은 기판 지지체(40)를 상승시킴으로써 감소되거나 또는 기판 지지체(40)를 하강시킴으로써 증가된다. 프로세스 챔버(50)의 하부 부분에 있는 펌핑 포트(38)로부터 채널(820) 중심부로 펌핑 전도는 본 명세서에 개시된 증착 프로세스 동안 막의 두께 및 균일성을 제어하기 위해 코크 갭(61)의 간격을 변화시킴으로써 변형된다. 일 실시예에서, 상부 코크 갭(61)의 간격은 약 0.50mm 내지 약 50.00mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 1.00mm 내지 약 5.00mm, 보다 더 바람직하게는 약 2.5mm 내지 약 4mm, 이를 테면 3.30mm(0.130in)일 수 있다.

일 실시예에서, 펌핑 전도의 압력 차는 2차 플라즈마의 형성을 감소 또는 제거하기 위해 조절될 수 있다. 플라즈마의 발생 및 지속력은 이온 농도와 관련되기 때문에, 특정 영역에서 압력은 이온 농도가 최소화되도록 감소될 수 있다. 따라서, 2차 플라즈마는 프로세스 챔버의 원하는 영역 내에서 방지될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 프로세스 챔버(50)는 PE-ALD 프로세스를 수행하도록 구성된다. 따라서, 프로세스 챔버(50)를 통한 다양한 영역 및 부품들은 전기적으로 절연되거나, 전기적으로 접지되거나, 또는 RF 가열된다. 일 예에서, 챔버 바디(80) 및 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 전기적으로 절연된 절연 링(200), 플라즈마 스크린 삽입물(600) 및 절연 캡(700)에 의해 접지되고 분리된다. 전기적으로 절연된 부품들 사이의, 샤워헤드(300), 플라즈마 배플 삽입물(500) 및 워터 박스(400)는 플라즈마 발생 시스템(92)(도 1E)에 의해 활성화될 때 RF 가열된다. 또한 프로세스 챔버(50)는 챔버 바디 어셈블리(90)의 다양한 표면과 상부 표면(62) 사이의 임의의 시선이 최소화되거나 완전히 소거되도록 절연 링 라이너(82), 챔버 라이너(84) 및 다른 절연 라이너를 포함한다. 절연 라이너는 챔버 바디 어셈블리(90)의 금속 표면의 플라즈마 부식을 최소화 또는 소거시키는 것을 보조한다. 따라서, 기판 지지체(40) 및 그 안에 포함된 웨이퍼는 플라즈마를 생성하면서 RF 전력 샤워헤드(300)로부터 접지된 경로가 된다.

도 1A를 참조로, 일면에서, 프로세스 영역(60)은 내부 챔버 영역(59)과 절여되기 때문에, 반응물 가스 또는 정화 가스는 반응물 가스 또는 정화 가스에 기판(8)의 충분한 노출이 확보되도록 단지 프로세스 영역(60)을 적절히 채우면 된다. 종래의 화학적 기상 증착 프로세스에서, 프로세스 챔버는 기판(8)의 표면 양단에서 반응물의 공동-반응(co-reaction)이 균일하게 발생하도록 하기 위해 전체 기판 표면에 대해 동시적으로 균일하게 반응물의 조합된 흐름을 제공할 것을 요구한다. ALD 프로세스 동안, 프로세스 챔버(50)는 기판(8)의 표면 상에서 얇은 층들로서 흡수되거나 반응하는 가스 또는 플라즈마와 같은 화학적 반응물들에 기판(8)을 순차적으로 노출시키는데 이용된다. 결과적으로, ALD 프로세스는 반응물의 흐름이 기판(8)의 표면에 동시적으로 도달하는 것을 요구하지 않는다. 대신, 반응물의 흐름은 기판(8)의 표면 상에서 반응물의 얇은 층을 흡수하기에 충분한 양으로 또는 기판(8)의 표면 상에서 흡수된 층과 반응하기에 충분한 양으로 제공될 필요가 있다.

프로세스 영역(60)은 종래의 CVD 챔버의 내부 체적과 비교할 때 작은 체적을 포함하기 때문에, ALD 시퀀스에서 특정 프로세스에 대해 프로세스 영역(60)을 채우는데 소량의 가스가 요구된다. 내부 챔버 영역은 약 20L의 체적을 가질 수 있기 때문에, 프로세스 영역(60)은 이를 테면 약 3L 이하, 바람직하게는 약 2L 이하, 보다 바람직하게는 약 1L 이하의 작은 체적을 갖도록 내부 챔버 영역(59)으로부터 분리된다. 200mm 직경의 기판을 처리하도록 구성된 챔버에 대한 실시예에서, 프로세스 영역(60)의 체적은 약 1,000㎤ 이하, 바람직하게는 약 500㎤ 이하, 보다 더 바람직하게는 약 200㎤ 이하이다. 300mm 직경 기판을 처리하도록 구성된 챔버에 대한 실시예에서, 프로세스 영역(60)의 체적은 약 3,000㎤ 이하, 바람직하게는 약 1,500㎤ 이하, 보다 더 바람직하게는 1,000㎤ 이하, 이를 테면 약 800㎤ 이하이다. 300mm 직경 기판을 처리하도록 구성된 챔버의 일 예에서, 프로세스 영역(60)은 약 770㎤ 이하의 체적을 갖는다. 또 다른 실시예에서, 기판 지지체(40)는 프로세스 영역(60)의 체적을 조절하도록 상승 또는 하강할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지체(40)는 약 770㎤ 이하의 체적을 가지는 프로세스 영역(60)을 형성하도록 상승될 수 있다. 보다 작은 체적의 프로세스 영역(60)은 프로세스 동안 프로세스 챔버(50) 속으로 가스(예를 들어, 프로세스 가스, 캐리어 가스 또는 정화 가스)가 적게 흐르게 하는 것이 요구된다. 따라서, 가스를 제공하고 제거하기 위해 요구되는 시간이 적기 때문에 프로세스 챔버(50)의 처리량은 증가되며 화학 전구체 및 다른 가스들의 폐기물이 소량의 가스로 인해 최소화되기 때문에 작업 비용은 감소된다.

도 1B는 리드 어셈블리(100) 및 리드 어셈블리의 부품들의 확대도를 나타낸다. 하부 표면(102) 및 상부 표면(104)을 갖는 리드 지지체(103)는 금속을 포함하는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게, 리드 지지체(103)는 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸(예를 들어, 선택적으로 니켈을 포함하는 철-크롬 합금), 철, 니켈, 크롬, 이들의 합금 또는 이들의 조성물과 같은 금속으로 형성된다. 리드 어셈블리(100)는 힌지(미도시)에 의해 챔버 바디 어셈블리(90)에 부착될 수 있다. 리드 지지체(103) 상의 정렬 슬롯(101)은, 일단 리드 어셈블리가 폐쇄 위치에 있게 되면, 챔버 바디 어셈블리(90)에 부착된 포스트(미도시)와 정렬되게 위치된다. 리드 지지체(103)는 상부 표면(104)에 장착된 지지 브라켓(110) 및 핸들 어셈블리(107)를 포함한다. 핸들 어셈블리(107)는 상부 표면(104)에 위치된 핸들(106) 사이에 열 절연체(108)를 포함할 수 있다. 또한, 리드 어셈블리(100)는 레지 표면(122)과 벽 표면(124)을 갖는 개구부(120)를 포함한다. 포트(116, 117, 118)와 같은 다수의 홀 및 개구부가 리드 지지체(103)를 통과할 수 있고 도관, 튜빙, 호싱, 파스너, 기구 및 다른 장치들에 대한 통로를 제공할 수 있다. 리드 지지체(10)는 통과되지 않는 홀을 더 포함한다. 예를 들어, 홀(119)은 나사 또는 볼트와 같은 파스너를 수용하도록 나사조임되어 사용된다.

리드 어셈블리(100)는 절연 링(200), 샤워헤드(300), 워터 박스(400), 플라즈마 배플 삽입물(500), 플라즈마 스크린 삽입물(600), 절연 캡(700) 및 가스 매니 폴드 어셈블리(800)를 더 포함한다. 리드 어셈블리(100)의 각각의 부품(즉, 절연 링(200), 샤워헤드(300), 워터 박스(400), 플라즈마 배플 삽입물(500), 플라즈마 스크린 삽입물(600), 절연 캡(700) 또는 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 150mm 직경, 200mm 직경, 300mm 이상의 직경을 갖는 웨이퍼와 같이, 크기가 다양한 기판을 처리하도록 스케일링될 수 있다. 또한, 각각의 부품은 클립(780)에 의해 리드 지지체(103) 상에 위치 및 고정될 수 있다. 클립(780)은 워터 박스(400)의 상부 표면(404) 위로 래칭되며 홀(119)을 통해 위치된 패스너에 의해 고정된다(도 1A-1G). 일 예에서, 클립(780)은 절연 세그먼트(782) 상에 위치된 금속 클립 세그먼트(784)를 포함한다. 절연 세그먼트(782)는 전기적으로 절연되는 물질, 열적으로 절연되는 물질 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 절연 세그먼트(782)는 상부 표면(404)과 리드 지지체(103) 사이에 전기적 및 열적 절연을 제공하는 반면 클립(780)은 리드 어셈블리(100)의 다양한 부품을 고정한다. 축(10)은 일단 정렬되면 리드 지지체(103)의 개구부(120) 및 절연 링(200)의 개구부(220), 샤워헤드(300)의 개구부(320), 워터 박스(400)의 개구부(420), 플라즈마 배플 삽입물(500)의 원뿔형 노즈(520), 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 중심부(601) 및 절연 캡(700)의 채널(720) 및 가스 매니 폴드(800)의 채널(820)을 포함하는 리드 어셈블리의 중심을 통과한다.

도 1C는 리드 지지체(103)의 하부 표면(102)과 상부 표면(62)을 도시하도록 축(10) 아래의 리드 어셈블리(100) 밑면에서 본 것이다. 프로세스 영역(60)의 상부 표면(62)은 총체적으로 절연 링의 하부 표면(202d, 205d), 샤워헤드(300)의 하부 표면(302c) 및 플라즈마 배플 삽입물(500)의 하부 표면(502)으로 형성된다. 기판(8)은 프로세스 영역(60) 내에서 상부 표면(62) 아래에 위치되며 증착 프로세스 동안 가스를 처리하도록 노출된다. 일 실시예에서, 기판은 ALD 프로세스 동안 적어도 2개의 프로세스 가스(예를 들어, 가스 또는 플라즈마)에 순차적으로 노출된다. ALD 프로세스의 일 예에서, 기판(8)은 플라즈마 배플 삽입물(500)의 슬롯들(510)으로부터 진입하는 제 1 프로세스 가스 및 샤워헤드(300)의 홀들(310)로부 터 진입하는 제 2 프로세스 가스에 노출된다.

축(10)을 따른 도면은 슬롯(510)의 개구부(508)는 하부 표면(502) 상에서 볼 수 있지만, 슬롯(510)의 다른 단부(예를 들어, 도 5C의 상부 표면(503) 상의 개구부(506))는 볼 수 없다는 것을 나타낸다. 이러한 감춰진 축(10) 아래 도면은 플라즈마 배플 삽입물(500) 위의 프로세스 영역(60)과 가스 영역(640) 사이의 통로가 시선을 갖지 않는다는 것을 나타내는 슬롯(510)의 각도로 인한 것이다(도 5B에서 각도 α1). 감춰진 경로는 플라즈마 배플 삽입물(500) 내부 또는 위로 2차 플라즈마의 감소 또는 방지를 포함하여, 프로세스 영역(60)과 가스 영역(640) 사이에 시선을 갖는 비-차단 통로에 비해 다수의 장점을 갖는다.

본 명세서에서 사용되는 "시선(Line-of-Sight)"은 두개 지점 사이에서 직선 경로 또는 실질적으로 직선 경로로 간주된다. 직선 경로 또는 실질적으로 직선 경로는 적어도 2개의 지점들 사이에서 가스 또는 플라즈마의 흐름이 차단되지 않은 경로 또는 가려지지 않은 경로를 제공할 수 있다. 일반적으로, 차단된 경로 또는 가려진 경로는 가스의 통과를 허용하면서 플라즈마의 통과를 방지 또는 실질적으로 감소시킨다. 따라서, 전형적으로 시선 경로는 플라즈마 또는 가스의 통과를 허용하는 반면, 2개 지점 사이에서 시선을 갖지 않는 통로는 플라즈마의 통과를 방지하너가 또는 실질적으로 감소시키며 가스의 통과를 허용한다.

일 실시예에서, 상부 표면(62)의 일부, 즉 하부 표면(302c)과 하부 표면(502)은 상부 표면(62) 양단에 보다 많은 표면적이 생성되도록 울퉁불퉁해질 수 있다(기계가공된다). 증가된 상부 표면(62)의 표면적은 증착 프로세스 동안 축적된 물질의 접착을 증가시킬 수 있는 반면, 축적된 물질의 깨짐으로 인한 오염물을 감소시킨다. 일 예에서, 각각의 하부 표면(302c)과 하부 표면(502)의 표면 조도(Ra)는 독립적으로 적어도 약 15 마이크로인치(약 0.38㎛), 바람직하게 약 100 마이크로인치(약 2.54㎛), 및 보다 더 바람직하게는 약 200 마이크로인치(약 5.08㎛) 이상일 수 있다. 리드 어셈블리(103)의 하부 표면(102)은 적어도 약 15 마이크로인치(약 0.38㎛), 바람직하게 적어도 약 50 마이크로인치(약 1.27㎛), 예를 들어 약 54 마이크로인치(약 1.37㎛)의 조도(roughness)를 갖도록 울퉁불퉁해질 수 있다.

도 1B 및 도 1D는 도관 어셈블리(840), 매니폴드 캡 어셈블리(850) 및 가스 도관 어셈블리(830)를 포함하는 가스 매니폴드 어셈블리(800)를 추가로 나타낸다. 매니폴드 캡 어셈블리(850)는 점화된 플라즈마를 관찰하기 위한 관찰 윈도우 어셈블리(826)를 포함할 수 있다(도 1A). 선택적으로, 매니폴드 캡 어셈블리(850)는 관찰 윈도우가 없는 표면(825)을 포함할 수 있다(도 1D). 가스 도관 어셈블리(830)는 플랜지(834)에서 포트(117)와 유체 소통하게 접속되는 반면 매니폴드 블록(806) 상에서 가스 입구(813)과 유체 소통하게 접속되어 연장된다(도 1D, 도 8D).

일 실시예에서, 플라즈마 발생 시스템(92)은 RF 스트랩(strap)(88)에 의해 리드 어셈블리(100)에 부착된다(도 1D). 플라즈마 발생 시스템(92)의 일부, 즉 RF 스팅거(stinger)(94) 및 절연체(95a)는 리드 어셈블리(103) 상의 포트(116)를 통해 돌출되며 샤워헤드(300) 및 워터 박스(400)와 결합된다. 절연체(95a)는 리드 지지체(103)와 전기적으로 절연된 RF 스팅거(94)를 유지하는 반면 RF 스트랩은 샤워헤드(300) 및 워터 박스(400) 상의 콘택(350, 450) 함유 영역(950)에 RF 스팅거(94)를 전기적으로 접속한다. RF 스팅거(94)는 구리, 황동, 스테인레스 스틸, 스틸, 알루미늄, 철, 니켈, 크롬, 이들의 합금, 다른 전도성 물질 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있는, 금속 로드 또는 전극과 같은 전도성 물질이다.

플라즈마 발생 시스템(92)은 챔버 바디(80) 아래에 장착될 수 있는 플라즈마 발생기(97)를 더 포함한다(도 1E). 절연체(95b)는 플라즈마 발생기(97)가 전기적으로 절연되도록 플라즈마 발생기(97)와 챔버 바디(80) 사이에 위치될 수 있다. 매치(match)(96)는 절연체(95b)를 통해 돌출되며 챔버 바디(80)과 전기적으로 접촉된다. 플라즈마 발생기(97)는 접속기(98)를 더 포함한다. 일 예에서, 접속기(98)는 N 타입 접속기 처럼, RF 동축 케이블 접속기이다. 플라즈마 발생 시스템(92)은 신호 버스 시스템(30)에 접속된 플라즈마 발생 제어기(22)에 의해 동작할 수 있다. 일 예에서, 플라즈마 발생 시스템(92)의 프로세스 조건은 약 300와트에서 약 9 암페어를 가지며 약 4 옴의 챔버 임피던스를 갖도록 설정된다. 리드 어셈블리(100)와 조합되어 사용되거나 또는 플라즈마 발생 시스템(92) 및 챔버 바디 어셈블리(90)로 사용될 수 있는 플라즈마 시스템 및 프로세스 챔버로는 캘리포니아 산타클라라에 위치된 어플라이드 머티리얼스사로부터 입수가능한 TXZ

Figure 112009051198647-pct00002
CVD가 있다. 플라즈마 시스템 및 프로세스 챔버의 추가적인 설명은 공동 양도된 USP No. 5,846,332호 및 6,079,356호 및 6,106,625호에 개시되어 있으며, 이들 문헌들은 플라즈마 발생기, 플라즈마 챔버, 기상 증착 챔버, 기판 패디스털 및 챔버 라이너에 대하 추가적 설명을 제공하기 위해 본 명세서에서 참조된다.

프로세스 챔버(50)의 챔버 바디 어셈블리(90)는 프로세스 영역(60) 내에서 플라즈마가 제한되는 것을 돕고 챔버 바디(80)에 대한 플라즈마 노출을 감소시키기 위해 이용되는 절연 링 리니어(82)를 포함한다(도 1F). 또한, 챔버 바디 어셈블리(90)는 일반적으로 내부 챔버 영역(59) 내의 포스트(42)에 부착된 기판 지지체(40)를 보유한다. 기판 지지체(40)는 지지 제어기(20)를 사용하여 프로세스 챔버(50) 안쪽의 수지 방향으로 이동할 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지체(40)는 회전할 수 있다. 프로세스 영역(60)은 기판 지지체(40) 위 및 리드 어셈블리(100) 아래, 바람직하게는 적어도 샤워헤드(300), 플라즈마 배플 삽입물(500) 및 절연 링(200)의 일부 아래에 장착된다.

특정 프로세스에 따라, 기판(8)은 예비처리 단계, 증착 단계, 후-처리 단계 또는 제조 프로세스 동안 사용되는 다른 프로세스 단계들 동안 또는 그 이전에 소정의 원하는 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지체(40)는 내장형 가열 부재(45)를 사용하여 가열될 수 있다. 기판 지지체(40)는 AC 전력원으로부터 가열 부재(45)로 전류를 인가함으로써 저항성 가열될 수 있다. 결국 기판(8)은 기판 지지체(40)에 의해 가열된다. 선택적으로, 기판 지지체(40)는 예를 들어, 램프(미도시)와 같은 복사 가열기(radiant heater)를 사용하여 가열될 수 있다.

열전쌍과 같은 온도 센서(46)가 기판 지지체(40)에 내장되어 종래의 방식으로 기판 지지체(40)의 온도를 모니터링할 수 있다. 측정된 온도는 가열 부재(45)에 대한 AC 공급원을 제어하도록 피드백 루프에 사용되며, 기판(8)의 온도는 특정 프로세스 분야에 적합한 원하는 온도로 유지 또는 제어될 수 있다. 적절한 리프트 핀(미도시)이 기판 지지체(40)에 내장될 수 있으며 지지 표면(41)으로부터 기판(8)을 상승시키는데 이용된다.

진공 펌핑 시스템(36)은 프로세스 챔버(50) 내부에서 압력을 배기시키고 유지하는데 이용된다(도 1F). 진공 펌핑 시스템(36)은 펌핑 포트(38) 및 밸브(37)에 의해 프로세스 챔버(50)에 접속될 수 있다. 프로세스 가스들이 프로세스 챔버(50)로 주입되는 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 기판 지지체(40) 상에 위치된다. 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 프로세스 챔버(50)에 대한 다양한 프로세스 가스를 제어 및 공급하는 가스 패널과 접속될 수 있다.

가스 소스(70a, 70b, 70c, 70d 및 70e)는 도관 시스템(34)을 통해 프로세스 챔버(50)로 전구체 가스, 캐리어 가스 또는 정화 가스를 제공한다. 가스 소스(70a, 70b, 70c, 70d 및 70e)는 화학적 공급부 또는 가스 공급부와 직접적으로 또는 간접적으로 접속될 수 있다. 화학적 공급부 또는 가스 공급부는 탱크, 앰플(ampoule), 버블러, 증발기 또는 화학적 전구체를 저장, 전송 또는 형성하기 위해 사용되는 다른 콘테이너를 포함한다. 인-하우스 소스로부터 화학적 공급 또는 가스 공급이 이루어질 수 있다. 가스 소스(70a, 70b, 70c, 70d 및 70e)로부터 가스 매니폴드 어셈블리(800)로의 가스 흐름의 적절한 제어 및 조절은 제어 유니트(51)에 결합된 밸브 어셈블리(72a, 72b, 72c, 72d 및 72e)에 의해 수행된다. 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 프로세스 챔버(50) 속으로 프로세스 가스들의 주입을 허용하며 가스 매니폴드 어셈블리(800)의 도관들 또는 라인들에서 임의의 가스의 응축을 방지하도록 선택적으로 가열될 수 있다.

각각의 밸브 어셈블리(72a, 72b, 72c, 72d 및 72e)는 격막(diaphragm) 및 밸브 시트를 포함할 수 있다. 격막은 바이어스 개방 또는 폐쇄될 수 있으며 각각 작동 폐쇄 또는 개방될 수 있다. 격막은 공기압식으로 작동하거나 또는 전기적으로 작동할 수 있다. 공기압식으로 작동하는 밸브들의 예는 푸지킨에서 입수가능하며 전기적으로 작동하는 밸브들의 예는 푸지킨에서 입수가능하다. 제어 유니트(51)는 밸브 어셈블리(72a, 72b, 72c, 72d 및 72e)에 결합되어 밸브의 격막의 동작을 제어할 수 있다. 공기압식으로 작동하는 밸브는 약 0.020초와 같이 낮은 시간 주기에서 가스들의 펄스를 제공할 수 있다. 전기적으로 작동하는 밸브는 약 0.005초와 같이 낮은 시간 주기에서 가스들의 펄스를 제공할 수 있다. 일반적으로 공기압식 및 전기적으로 작동하는 밸브는 약 3초와 같이 높은 시간 주기에서 가스 펄스를 제공한다. 가스 펄싱에 대해 보다 높은 시간 주기가 허용되지만, 전형적인 ALD 프로세스는 약 5초 이하의 간격, 바람직하게는 약 3 초 이하의 간격, 보다 더 바람직하게는 약 2 초 이하의 간격 동안 개방되면서 가스의 펄스를 생성하기 위해 ALD 밸브를 이용한다. 일 실시예에서, ALD 밸브는 약 0.005초 내지 약 3초 범위의 간격 동안, 바람직하게는 약 0.02초 내지 약 2초, 보다 더 바람직하게는 약 0.05초 내지 약 1초의 간격 동안 펄싱된다. 전기적으로 작동되는 밸브는 전형적으로 밸브와 제어 유니트(51) 사이에 결합된 드라이버의 사용을 요구한다. 또 다른 실시예에서, 각각의 밸브 어셈블리(72a, 72b, 72c, 72d 및 72e)는 가스 분산, 가스 유량 및 ALD 펄스 시퀀스에 대한 다른 속성을 제어하기 위한 질량 흐름 제어기(MFC)를 포함한다.

ALD 장치 내의 전구체 또는 가스 전달 시스템은 화학적 전구체, 캐리어 가스, 정화 가스 또는 이들의 조합을 저장 및 분산시키는데 이용된다. 전달 시스템은 밸브(예를 들어, ALD 밸브 또는 MFS), 도관, 저장기, 앰플 및 버블러, 히터 및/또는 프로세스 챔버(50) 또는 리드 어셈블리(100)와 사용되며 가스 매니폴드(800) 또는 도관 시스템(34)과 유체 소통되게 결합되는 제어 유니트 시스템을 포함할 수 있다. 일 예에서, 전달 시스템은 제어 유니트(51)에 결합되는 가스 소스(70a-70e) 및 밸브 어셈블리((72a, 72b, 72c, 72d 및 72e)를 포함할 수 있다. ALD 프로세스 시스템을 위해 구성된 전달 시스템은 2005년 5월 12일자로 "Apparatus and Methods for Atomic Layer Deposition of Hafnium-Containing High-k Materials"란 명칭으로 출원되었으며 공동 양도되고 공동-계류중인 US 일련 번호 11/127,753호, 및 2005년 4월 29일자로 "Control of Gas Flow and Delivery to Suppress the Formation of Particle in an MOCVD/ALD System"이란 명칭으로 출원되었으며 US 2005-0271812로서 공개된 미국 일련 번호 11/119,338호 및 2002년 10월 25일자로 "Gas Delivery Apparatus for Atomic Layer Deposition"이란 명칭으로 출원되었으며 US 2005-0252449로서 공개된 US 일련 번호 10/281,079 및 2003년 11월 3일자로 "Precursor Delivery System with Rate Control"이란 명칭으로 출원되었으며 US2005-009859로 공개된 미국 일련 번호 10/700,328에 개시되었으며, 상기 문헌들은 본 명세서에서 참조된다.

프로그램된 퍼스널 컴퓨터, 워크 스테이션 컴퓨터 등과 같은 제어 유니 트(51)가 프로세싱 조건을 제어하기 위해 프로세스 챔버(50)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어 유니트(51)는 기판 프로세스 시퀀스의 상이한 스테이지 동안 밸브 어셈블리(72a-72e)를 통해 가스 소스(70a-70e)로부터 다양한 프로세스 가스 및 정화 가스의 흐름을 제어하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 제어 유니트(51)는 중앙 처리 유니트(CPU)(52), 지지 회로(54) 및 관련된 제어 소프트웨어(58)를 포함하는 메모리(56)를 포함한다.

요구에 따라, 소프트웨어 루틴이 원격적으로 위치된 소스(예를 들어, 컴퓨터 또는 서버)에 의해 실행되거나 메모리(56)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 프로세스 레시피 또는 시퀀스를 개시하도록 실행된다. 실행될 때, 소프트웨어 루틴은 챔버 프로세스 동안 챔버 동작을 제어하는 특정 프로세스 컴퓨터로 범용성 컴퓨터를 전환시킨다. 예를 들어, 소프트웨어 루틴은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 프로세스 시퀀스를 실행하는 동안 밸브 어셈블리(72a-72e)를 통해 가스 소스(70a-70e)의 활성화를 정확히 제어하는데 이용될 수 있다. 선택적으로, 소프트웨어 루틴은 애플리케이션 특정 집적회로 또는 다른 형태의 하드웨어 구현 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로서, 하드웨어에서 수행될 수 있다.

제어 유니트(51)는 다양한 챔버 및 서브-프로세서를 제어하기 위한 산업적 설정치(setting)에 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용성 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. CPU(52)는 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플로피 디스크 드라이브, 콤팩 디스크 드라이브, 하드 디스크 또는 임의의 다른 형태의 디지털 저장기, 로컬 또는 리모트와 같이 임의의 적절한 메모리(56)를 이용할 수 있다. 다양 한 지지 회로가 프로세스 챔버(50)를 지지하도록 CUP(52)와 결합될 수 있다. 제어 유니트(51)는 밸브 어셈블리(72a-72e)의 프로그램가능 로직 제어기와 같이 개별 챔버 부품들 부근에 위치된 다른 제어기와 결합될 수 있다. 제어 유니트(51)와 프로세스 챔버(50)의 다양한 다른 부품들 간의 양방향성 통신은 도 1에 일부가 도시된 것으로 총체적으로 신호 버스(30)로서 간주되는 다수의 신호 케이블을 통해 처리된다. 가스 소스(70a-70e)로부터 프로세스 가스 및 정화 가스의 제어 이외에, 밸브 어셈블리(72a-72e) 및 임의의 프로그램가능 로직 제어기, 제어 유니트(51)는 제조 프로세스 동안 사용되는 다른 활성화의 자동화된 제어에 응답하도록 구성될 수 있다. 제어 유니트(51)는 플라즈마 발생 제어기(22), 진공 펌핑 시스템(36) 및 온도 모니터링과 제어 그리고 리프트 핀(미도시) 제어를 포함하는 지지체 제어기와 접속된다.

절연 링(200)은 개구부(220)(도 2A-2B)를 포함하며 샤워헤드(300)와 리드 지지체(103)(도 1A-1B) 사이에 위치될 수 있다. 절연 링(200)은 샤워헤드(300)를 지지하기 위한 상부 표면(204)을 포함한다. 개구부(220)는 축(10)이 각각의 중심부를 통과하도록 개구부(120)와 정렬될 수 있다. 절연 링은 축(10)을 향해 안쪽 방향으로 테이퍼지는 내부 표면(205a, 205b, 205c, 205d)을 포함한다.

또한 절연 링(200)은 하부 표면(202a, 202b, 202c, 202d)을 포함한다. 하부 표면(202a)은 절연 링(200)을 지지하면서 리드 지지체(103)의 레지 표면(122)을 접촉시키는데 이용될 수 있다. 하부 표면(202d, 205d)은 내부의 상부 표면(62)(도 1C)에 기여하면서 프로세스 영역(60)을 형성한다. 하부 표면(202d)에 의해 기여된 상부 표면(62)의 일부는 프로세스 영역(60)과 내부 챔버 영역(59) 사이에 외부 링 시일을 형성한다. 절연 링(200)은 프로세스 반응물에 대한 플라즈마 저항물 또는 화학적 저항물인 전기적으로 절연되는 물질로 형성된다. 절연 링(200)은 열적으로 절연되는 물질을 포함한다. 절연 링(200)을 구성하는데 유용한 물질들로는 세라믹, 석영, 용융된 석영, 사파이어, 열분해 붕소 아질산(PBN) 물질, 글래스, 플라스틱 이들의 유도체 또는 이들의 조합물이 포함된다.

샤워헤드(300)는 개구부(320)(도 3A-3B)를 포함하며 절연 링(200)과 워터 박스(400)(도 1A-1B) 사이에 위치될 수 있다. 샤워헤드(300)는 상부 표면(303, 304, 306)을 포함하며, 상부 표면(304, 306)은 워터 박스(400)를 지지하는데 이용될 수 있다. 벽 표면(305a, 305b)은 상부 표면(303, 304, 306) 사이에 배치된다. 샤워헤드(300)는 하부 표면(302a, 302b, 302c)을 더 포함한다. 하부 표면(302a)은 샤워헤드(300)를 지지하면서 절연 링(200)의 상부 표면(204)을 접촉시키는데 이용될 수 있다. 하부 표면(302c)은 내부의 상부 표면(62)(도 1C)에 기여하면서 프로세스 영역(60)을 형성한다. 샤워헤드(300)는 금속 또는 전기적으로 전도성인 다른 물질을 포함하는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게, 샤워헤드(300)는 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸, 철, 니켈, 크롬, 이들의 합금 또는 이들의 조합물과 같은 금속으로 형성된다.

개구부(320)는 샤워헤드(300)를 통과하며 축(10)이 각각의 중심부(도 1B)를 통과하도록 개구부(120, 220)와 정렬될 수 있다. 또한, 개구부(320)는 링 어셈블리(330)를 통과한다. 링 어셈블리(330)는 샤워헤드(300)의 중심부에 위치되며 플 라즈마 배플 삽입물(500)을 보유하는데 이용될 수 있다. 링 어셈블리(330)는 상부 표면(303)의 표면 위로 배치된 링(328)을 포함한다. 레지(332)는 축(10)을 향해 링(328)으로부터 안쪽 방향으로 돌출되며 그 상부에서 플라즈마 배플 삽입물(500)을 지지하는데 이용된다. 레지(332)는 축(10)으로부터 이격되어 링(328)으로부터 바깥방향으로 돌출되며 상부 표면(304, 306)과 결합되어 워터 박스(40)를 지지하는데 이용된다. 링(328)의 상부 표면(324)은 플라즈마 스크린 삽입물(600)을 지지하는데 이용된다.

샤워헤드(300)의 상부 표면(303)은 홀(310)을 통해 프로세스 영역(60)으로 분산되도록 프로세스 가스를 수용한다. 홀(310)은 상부 표면(303)에서 하부 표면(302c)으로 샤워헤드(300)를 통과하며 이들을 통한 유체 소통을 제공한다. 샤워헤드(300)의 홀(310)은 약 0.10mm 내지 약 1.00mm 이내의 범위, 바람직하게 약 0.20mm 내지 약 0.80mm, 보다 더 바람직하게는 약 0.40mm 내지 약 0.60mm의 직경을 가질 수 있다. 샤워헤드(300)는 적어도 약 100개의 홀, 바람직하게는 약 1,000개의 홀, 보다 더 바람직하게는 약 1,500개 이상의 홀을 가질 수 있다. 샤워헤드(300)는 홀(310)의 크기에 따라 6,000개의 홀 또는 10,000개의 홀과 같이 다수의 홀을 가질 수 있다. 홀(310)은 홀에서 홀로의 일정한 기하학구조를 갖거나 또는 가변적인 기하학구조를 가질 수 있다. 일 예에서, 샤워헤드(300)는 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸)로 구성되며 0.50mm 직경으로 형성된 1,500개의 홀을 갖는다.

샤워헤드(300)는 개구부(320)(도 3)를 포함하며 절연 링(200)과 워터 박 스(400)(도 1A-1B) 사이에 위치될 수 있다. 샤워헤드(300)는 상부 표면(303, 304, 306)을 포함하며, 상부 표면(304, 306)은 워터 박스(400)를 지지하는데 이용될 수 있다. 벽 표면(305a, 305b)은 상부 표면(303, 304, 306) 사이에 배치된다. 샤워헤드(300)는 하부 표면(302a, 302b, 302c)을 더 포함한다. 하부 표면(302a)은 샤워헤드(300)를 지지하면서 절연 링(200)의 상부 표면(204)을 접촉시키는데 이용될 수 있다. 하부 표면(302c)은 내부의 상부 표면(62)(도 1C)에 기여하면서 프로세스 영역(60)을 형성한다. 샤워헤드(300)는 금속 또는 전기적으로 전도성인 다른 물질을 포함하는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게, 샤워헤드(300)는 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸, 철, 니켈, 크롬, 이들의 합금 또는 이들의 조합물과 같은 금속으로 형성된다.

다수의 홀(310)이 샤워헤드(300)를 관통하여 형성되어, 상부 표면(303)은 하부 표면(302c)과 유체 연통된다. 홀(310)은 다양한 크기를 가지며 다양한 패턴으로 상부 표면(303)과 하부 표면(302c) 전역에 포함된다. 다수의 홀(310)의 각각은 약 0.10mm 내지 약 1.00mm 이내의 범위, 바람직하게 약 0.20mm 내지 약 0.80mm, 보다 더 바람직하게는 약 0.40mm 내지 약 0.60mm, 이를테면 약 0.51mm(0.020in)의 직경을 가질 수 있다. 샤워헤드(300)는 적어도 약 100개의 홀, 바람직하게는 약 1,000개의 홀, 보다 더 바람직하게는 약 1,500개 이상의 홀을 가질 수 있다. 예를 들어, 샤워헤드(300)는 홀(310)의 크기, 홀의 패턴, 기판 크기 및 원하는 노출 속도에 따라 6,000개의 홀 또는 10,000개의 홀과 같이 다수의 홀을 가질 수 있다. 바람직하게, 샤워헤드(300)는 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸)로 구성되며 약 0.50mm 직경으로 형성된 1,500개의 홀을 갖는다.

개구부(420)를 포함하는 워터 박스(400)(도 4A-4B)는 샤워헤드(300)의 상부에 위치될 수 있으며 리드 어셈블리(100)(도 1A-1B)로부터 열을 제거함으로써 온도를 조절하는데 이용된다. 개구부(420)는 레지 표면(414a, 414b)과 내부 표면(416a, 416b, 416c)를 포함한다. 다수의 통로(440)는 워터 박스(400)를 지나 내부를 향해 내부 표면(416b)으로부터 하부 표면(402c)으로 방사상 연장된다. 개구부(420)는 플라즈마 배플 삽입물(500), 플라즈마 스크린 삽입물(600), 절연 캡(700)을 수용하도록 구성된다. 절연 캡(700)은 레지 표면(414a) 상에 위치될 수 있다. 워터 박스(400)는 금속을 포함하는 다양한 물질로 형성된다. 바람직하게, 워터 박스(400)는 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸, 철, 니켈, 크롬, 이들의 합금, 다른 금속 또는 이들의 조합물로 형성된다. 워터 박스(400)의 하부 표면(402a, 402b)은 샤워헤드(300)의 상부 표면(304, 306) 상에 장착된다. 또한 워터 박스(400)는 상부 표면(404)을 가지는 내부 표면(405)에 의해 둘러쌓인 상부 표면(403)을 포함한다. 워터 박스(400)는 리드 어셈블리(100), 특히 샤워헤드(300)로부터의 열 제거를 보조한다. 상부 표면(403)은 통로(430)와 유체 연통하는 입구(410)와 출구(412)를 포함한다. 증착 프로세스 동안, 개시 온도에서의 유체는 입구(410)를 통해 워터 박스(400)로 공급된다. 유체는 통로(430)를 이동하면서 열을 흡수한다. 보다 높은 온도에서의 유체는 출구(412)를 통해 워터 박스(400)로부터 제거된다.

유체는 액체, 가스 또는 초임계 상태일 수 있으며 적절한 방식으로 열을 흡 수 또는 방산시킬 수 있다. 워터 박스(400)에서 사용될 수 있는 액체로는 워터, 오일, 알콜, 글리콜, 글리콜 에테르, 다른 유기 용매, 초임계 유체(예를 들어, CO2), 이들의 유도체 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 가스로는 질소, 아르곤, 공기, 하이드로플로오로카본(HFC), 또는 이들의 조합물을 포함한다. 바람직하게, 워터 박스(400)에는 워터 또는 워터/알콜 혼합물이 공급된다.

입구(410)는 유체 소스와 유체 소통되게 라인(425)(예를 들어 호스)과 접속된 노즐(411)을 수용하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 출구(412)는 유체 리턴(return)과 유체적으로 연통하는 라인(427)에 접속된 노즐(413)을 수용하도록 구성될 수 있다. 유체 소스 및 유체 리턴은 인-하우스 냉각 시스템 또는 독립 냉각 시스템일 수 있다. 라인(425, 427)은 지지 브라켓(110)에 의해 리드 지지체(103) 상에 위치되어 고정되는 소스 노즐(421) 및 리턴 노즐(423)과 접속된다. 라인(425, 427)은 튜브, 호스, 도관 또는 라인일 수 있다.

일 실시예에서, 유체는 약 -20℃ 내지 약 40℃ 이내의 범위, 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 20℃의 온도에서 워터 박스(400)에 공급된다. 온도, 유량, 및 유체 조성은 원하는 온도에서 워터 박스(400)를 유지하면서 샤워헤드(300)를 포함하는 리드 어셈블리(100)로부터 적정량의 열을 제거하도록 조절될 수 있다. 워터 박스(400)는 약 0℃ 내지 약 100℃ 이내의 범위, 바람직하게는 약 18℃ 내지 약 65℃, 보다 더 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 50℃의 미리 결정된 온도에서 유지될 수 있다.

선택적 실시예에서, 도 4C-4F는 통로(430)를 교체하는데 이용될 수 있는 몇 가지 상이한 기하학구조를 제공하는 통로(430c, 430d, 430e, 430f)를 나타낸다. 통로(430c-430f)는 부분 루프(432c)(도 4C), 단일 루프(432d)(도 4D), 다수의 루프(432e)(도 4D)를 포함하거나 또는 개구부(420)(도 4F) 부근에 브랜치 또는 돌기부(432f)를 포함할 수 있다.

가스 영역(540)은 샤워헤드(300)의 상부 표면(303) 위에 그리고 워터 박스(400)의 하부 표면(402c) 아래에 있다. 통로(440)는 내부 표면(416b)으로부터 워터 박스(400)를 통과하여 가스 영역(540)으로 연장된다. 내부 표면(416b)은 내부 표면(416b)과 플라즈마 스크린 삽입물(600) 그리고 절연 갭(700)(도 7 C) 사이에 장착되는 가스 영역(441)을 형성하도록 안쪽 방향으로 오목해질 수 있다. 가스 영역(441)은 슬롯들(614)과의 유체 연통을 유지하도록 플라즈마 스크린 삽입물(600)을 둘러싼다. 통로(440)는 가스 영역들(441, 450) 사이의 유체 소통을 제공한다. 워터 박스(400)는 다수의 통로(440)를 포함한다. 예를 들어, 워터 박스(400)는 적어도 약 10개의 통로, 바람직하게는 적어도 약 24개의 통로, 보다 더 바람직하게는 적어도 약 36개 이상의 통로를 포함할 수 있다.

도 5A-5F는 몇 가지 실시예에서 개시된 것처럼 리드 어셈블리(100)의 일부로서 포함될 수 있는 플라즈마 배플 삽입물(500)의 개략도를 나타낸다. 플라즈마 배플 삽입물(500)은 가스 영역(640)으로부터의 프로세스 가스를 수신하고 프로세스 가스를 프로세스 영역(60)으로 분산 또는 주입하도록 구성된다. 바람직하게, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 미리 결정된 각도로 프로세스 가스가 분배되도록 구성된다. 상부 표면(503)은 프로세스 가스를 프로세스 영역(60)으로 분배하기 위해 플라즈마 배플 삽입물(500)을 통해 하부 표면(502)으로 연장되는 슬롯들(510)을 포함한다.

플라즈마 배플 삽입물(500)은 상부 표면(503)으로부터 노즈 표면(522)(도 5A)으로 연장되는 원뿔형 노즈(520)를 포함하게 도시된다. 노즈 표면(552)은 다양한 기하학구조를 가질 수 있으며, 이를 테면 평탄한(도 5B) 또는 원뿔형 노즈(520)가 점(point)(미도시)으로 연장될 수 있다. 바람직하게, 노즈 표면(522)은 플라즈마 스크린 삽입물(600)과 접촉하도록 실질적으로 수평으로 평탄하다. 원뿔형 노즈(520)는 플라즈마 배플 삽입물(500) 위, 플라즈마 스크린 삽입물 아래(600) 및 링 어셈블리(330) 내부에 형성된 영역인 가스 영역(640)으로 연장될 수 있다. 원뿔형 노즈(520)는 가스 영역(640) 내에서 미리 결정된 체적을 점유한다. 원뿔형 노즈(520)가 보다 큰 체적을 점유하는 경우 증착 프로세스 동안 가스 영역(640)을 채우는데 있어 보다 적은 양의 프로세스 가스가 요구된다. 따라서, 감소된 양의 프로세스 가스가 보다 신속히 공급되고 ALD 프로세스의 각각의 절반 주기 동안 가스 영역(640)으로부터 제거되기 때문에 보다 빠른 ALD 주기가 구현된다.

플라즈마 배플 삽입물(500)은 상부 표면(505) 및 하부 표면(504)을 가지는 상부 림(514) 및 하부 표면(502)을 가지는 하부 림(512)을 포함한다. 하부 림(512) 및 상부 림(514)은 갭(513)에 의해 분리된다. 보다 나은 도전성 또는 보다 나은 시일(seal)을 제공하기 위해 갭(513) 내부에 가스켓이 위치될 수 있다. 가스켓은 o-링 또는 밀봉제를 포함한다. 바람직하게, 가스켓은 RF 가스켓이며 금 속 케이블 또는 전도성 도핑-중합체 물질과 같은 전도성 물질을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 꼬여진(twisted) 스테인레스 스틸 케이블과 같은 RF 가스켓이 샤워헤드(300)와의 보다 나은 전도성 접촉을 제공하기 위해 갭(513)을 따라 위치된다. 플라즈마 배플 삽입물(500)은 상부 림(514)의 하부 표면(504)이 샤워헤드(300)(도 1A-1B)의 레지(332) 상에 위치되도록 샤워헤드(300)의 개구부(320) 내부에 위치될 있다. 또한 플라즈마 배플 삽입물(500)은 개구부(320) 내의 링 어셈블리(330)에 의해 원주둘레가 둘러쌓인다. 플라즈마 배플 삽입물(500)은 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸, 철, 니켈, 크롬, 다른 금속, 이들의 합금 또는 이들의 조합물로 형성될 수 있다.

플라즈마 배플 삽입물(500)은 다수의 슬롯(510)을 포함하며, 상부 표면(503)의 개구부(508)는 하부 표면(502)의 개구부(506)(도 5B, 도 5C)와 유체 연통한다. 슬롯(510)은 프로세스 가스가 가스 영역(640)으로부터 미리 결정된 각도로 프로세스 영역(60)으로 흐르게 한다. 이상적으로, 슬롯(510)은 축(10)과 라인(532) 사이에서 측정된 주입 각도(α1)로 기판(8) 또는 지지 표면(41)이 접촉되도록 프로세스 가스를 지향시킨다. 축(10)은 하부 표면(502)을 통해 수직으로 연장되는 반면 라인(532)은 슬롯(510)의 평면을 따라 연장된다. 따라서, 플라즈마 배플 삽입물(500)에 포함된 슬롯(510)은 도 5C 및 도 9C-9D에 도시된 것처럼, 주입 각도(α1)에서 흐름 패턴을 가지는 프로세스 가스가 지향되도록 주입 각도(α1)에 위치된다.

일부 실시예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 상부 표면(503)으로부터 프 로세스 가스들의 이동을 보조하도록 트로프(trough)(501) 또는 다수의 홀(530)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 도 5A-5C에 도시된 것처럼, 슬롯(510)의 외부 직경 부근에 트로프(501)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 슬롯(510)은 트로프(501)(미도시)로 연장된다.

또 다른 실시예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 도 5D-5F에 도시된 것처럼, 원뿔형 노즈(520)의 외부 주변부 부근에 홀(530)을 포함할 수 있다. 각각의 홀(530)은 축 라인(538)을 따라 상부 표면(503)에서 하부 표면(502)으로 연장된다. 일 실시예에서, 각각의 홀(530)은 축 라인(538)을 따라 일정한 직경을 갖는다. 바람직하게, 각각의 홀(530)은 초크(528)에 의해 분리되는 상부 통로(526a) 및 하부 통로(526b)를 포함한다. 상부 통로(526a)의 직경은 전형적으로 하부 통로(526b)의 직경보다 크다.

일부 실시예에서, 지지 표면(41)과 평행한 또는 수직인 흐름 패턴(즉, 주입 각도(α1)에서 약 0° 또는 약 90°)을 갖는 프로세스 가스는 기판(8)의 표면 전체에 화학적 전구체를 불균일하게 축적시킬 수 있다. 기상 증착 프로세스 동안, 기판(8)은 프로세스 가스의 균일한 노출을 보장하기 위해 약 0°이상 약 90°미만의 미리 결정된 각도에서 프로세스 가스에 노출될 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯(510)의 주입 각도(α1)는 약 20° 내지 약 70°이내의 범위, 바람직하게는 약 30° 내지 약 60°, 보다 더 바람직하게는 약 40°내지 약 50°, 이를 테면 약 45°의 각도일 수 있다. 프로세스 가스는 슬롯(510)의 주입 각도(α1)로부터 야기되는 원형 경로를 가질 수 있다. 원형 경로는 전형적으로, 회오리형 기하학구조, 나선형 기하학구조, 와선형 기하학구조, 소용돌이형 기하학구조, 회전형 기하학구조, 트위스트형 기하학구조, 코일형 기하학구조, 나사모양 기하학구조, 컬(curl)형 기하학구조, 감긴형 기하학구조, 또는 이들의 파생형 기하학구조를 갖는다.

플라즈마 배플 삽입물(500)에 포함된 홀(530)은 도 5F 및 도 9C-9D에 도시된 것처럼 주입 각도(α5)에서 흐름 패턴(912)을 가지는 프로세스 가스가 지향되도록 주입 각도(α5)에 위치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 홀(530)의 주입 각도(α5)는 약 0°내지 약 60°이내의 범위, 바람직하게는 약 15°내지 약 50°, 보다 더 바람직하게는 30°내지 40°, 이를 테면 약 35°의 각도에 있을 수 있다. 프로세스 가스의 흐름 패턴(912)은 홀(530)의 주입 각도(α5)에서 야기된 원뿔 경로를 가질 수 있다.

플라즈마 배플 삽입물(500) 내에서 또는 그 위에서의 2차 플라즈마 또는 가스 후방 확산은 슬롯(510) 및 홀(530)의 길이와 폭을 제한함으로써 방지될 수 있다. 또한, 플라즈마 배플 삽입물(500) 내부 또는 그 위에서의 2차 플라즈마는 미리 결정된 주입 각도(α1)에 슬롯(510)을 위치시킴으로써 방지 또는 제한되어, 지지 표면(41)에서 가스 영역(640)(도 1C)을 따라 플라즈마 배플 삽입물(500)을 통한 시선이 제공되지 않는다. 플라즈마 배플 삽입물(500) 내에서 또는 그 위에서의 2차 플라즈마는 미리 결정된 주입 각도(α5)로 홀을 위치시킴으로써 방지 또는 제한되어, 지지 표면(41)에서 가스 영역(640)(도 1F)로 축 라인(538)을 따라 플라즈마 배플 삽입물(500)을 통한 시선이 제공되지 않는다.

따라서, 시선의 결여는 각각의 슬롯(510) 또는 홀(530) 아래에 차단 경로를 형성한다. 예를 들어, 슬롯(510)은 약 0.50mm 내지 약 1.00mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.60mm 내지 약 0.90mm, 보다 더 바람직하게는 약 0.70mm 내지 약 0.80mm, 이를 테면 약 0.76mm(0.030in)의 폭을 가질 수 있다. 또한 슬롯(510)은 약 3mm 내지 약 60mm 이내의 범위, 바람직하게 약 10mm 내지 약 50mm, 보다 더 바람직하게는 약 20mm 내지 약 30mm, 이를 테면 약 21.6(0.850in)의 길이를 가질 수 있다. 플라즈마 배플 삽입물(500)은 적어도 약 10개의 슬롯, 바람직하게는 약 15개의 슬롯, 보다 더 바람직하게는 약 20개 이상의 슬롯을 가질 수 있다. 일 실 시예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸)로 구성되며 약 0.76mm의 폭과 약 2.16mm의 길이를 가지는 20개의 슬롯을 포함한다.

일 실시예에서, 각각의 홀(530)은 약 0.13mm(0.005 in) 내지 약 2.54mm(0.100 in) 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.26mm(0.010 in) 내지 약 2.29mm(0.090 in), 보다 더 바람직하게는 약 0.51mm(0.020 in) 내지 약 1.90mm(0.075 in)의 직경을 가질 수 있다. 일 예에서, 각각의 홀(530)은 약 1.27mm(0.005 in) 내지 약 2.29mm(0.090 in) 이내의 범위, 바람직하게는 약 1.52mm(0.060 in) 내지 약 2.03mm(0.080 in), 이를 테면 약 1.78mm(0.070 in)의 직경을 가지는 상부 통로(526a)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 홀(530)은 약 0.38mm(0.015 in) 내지 약 1.27mm(0.050 in) 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.64mm(0.025 in) 내지 약 1.02mm(0.040 in), 이를 테면 약 0.81mm(0.032 in)의 직경을 가지는 하부 통로(526b)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 각각의 홀(530)은 약 1.5mm 내지 약 2mm 이내 범위의 직경을 가지는 상부 통로(526a)와 약 0.6mm 내지 약 1mm 이내의 범위의 직경을 가지는 하부 통로(526b)를 포함한다. 플라즈마 배플 삽입물(500)은 홀을 갖지 않거나 또는 다수의 홀(530), 이를테면 약 4개의 홀, 바람직하게는 약 8개의 홀, 보다 더 바람직하게는 약 16개 이상의 홀을 포함할 수 있다. 일 예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸)로 구성되며 8개의 홀을 갖는다.

또 다른 실시예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)의 상부 표면(503)은 원뿔형 노즈(520)로부터 상부 림(514)을 향해 경사진다. 바람직한 예에서, 프로세스 가스는 원뿔형 노즈(520)를 향해 홀(612)로부터 상부 림(514)을 향해 상부 표면(503) 아래로 지향된다. 일 실시예에서, 플라즈마 배플 삽입물(500)은 보다 큰 기계적 강도를 제공하고 가변 전도력 및 프로세스 동안 유량을 제어하기 위해 원뿔형 노즈(520)로부터 하향 경사진 상부 표면(503)을 갖게 형성된다. 상부 표면(503)은 라인들(535, 537) 사이에서 측정된 각도(α2)의 기울기를 갖는다. 라인(535)은 상부 표면(503)의 평면을 따라 연장되며 라인(537)은 축(10)(도 5B)과 수직이거나 또는 실질적으로 수직이다. 상부 표면(503)은 각도(α2)를 기준으로 개구부(506)의 다양한 부분들을 따라 프로세스 가스를 수용하도록 구성된다. 따라서, 각도(α2)는 슬롯(510)의 개구부(508)로부터 개구부(506)의 길이를 따라 일정한 유량으로 프로세스가스를 분출하는 미리 결정된 각도일 수 있다. 일 실시예에서, 상부 표면(503)은 약 0°내지 약 45°이내의 범위, 바람직하게는 약 5°내지 약 30°, 보다 더 바람직하게는 10°내지 20°, 이를테면 약 15°의 각도(α2)로 경사질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상부 표면(503)은 약 0°내지 약 45°이내의 범위, 바람직하게는 약 2°내지 약 20°, 보다 더 바람직하게는 약 3°내지 약 10°, 이를 테면 약 5°의 각도(α2)로 경사질 수 있다.

원뿔형 노즈(520) 부근에 배치된 슬롯(510)은 상부 표면(503)(도 5C) 상의 개구부(506)와 하부 표면(504)(도 1C) 상의 개구부(508) 사이의 플라즈마 배플 삽입물(500)을 통과한다. 개구부(506, 508)는 라인(531)과 방사상 라인(533) 사이에서 측정된 각도(α3)에서 원뿔형 노즈(520) 부근에 배치된다. 라인(531)은 개구부(506)의 길이를 따라 연장되며 방사상 라인(533)은 축(10)에서 수직으로 연장된다. 라인(531)은 개구부(508)(미도시)의 길이를 따라 연장될 수도 있다. 일 실시예에서, 개구부(506, 508)는 원뿔형 노즈(520) 부근에 배치되며 각도(α3)에서 점선의 원(539)과 접하거나 또는 실질적으로 접한다. 따라서, 개구부(506)의 길이를 따라 연장되는 라인(531)이 점선 원(539) 상의 한 점(point)에서 교차될 수 있고 각도(α3)에서 점선 원(539)과 접하거나 또는 실질적으로 접한다. 점선 원(539)은 약 0.5mm 내지 약 5mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 1mm 내지 약 3mm, 보다 더 바람직하게는 약 1.5mm 내지 약 2.5mm, 예를 들면 약 2mm(약 0.081 inch) 길이의 반경을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 개구부(506, 508)는 원뿔형 노즈(520) 부근에 방사상 배치되거나 또는 원뿔형 노즈(520) 근처에 접하게 배치될 수 있다. 또한, 개구부(506, 508)는 약 0°내지 약 90°이내의 범위, 바람직하게는 약 20°내지 약 45°, 보다 바람직하게는 약 30°내지 약 40°, 이를 테면 약 35°의 각도(α3)를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 플라즈마 스크린 삽입물(600) 및 절연 캡(700)이 가스 매니폴드 어셈블리(800)와 플라즈마 배플 삽입물(500) 사이에 위치되어, 이들 사이에서의 플라즈마 발생을 방지 또는 제한할 수 있다(도 1A-1B). 플라즈마 스크린 삽입물(600) 및 절연 캡(700)은 플라즈마 배플 삽입물(500)에서 가스 매니폴드 어셈블리(800)로의 열 전달을 방지 또는 제한할 수 있다. 플라즈마 스크린 삽입물(600) 및 절연 캡(700)은 각각 독립적으로 세라믹, 석영, 글래스, 사파이어 또는 이들의 유도체와 같이 전기적으로 절연되는 물질을 포함한다.

플라즈마 스크린 삽입물(600)은 링 어셈블리(631)(도 6A-6B)에 의해 분리되는 내부 영역(630)과 외부 영역(632)을 포함한다. 링 어셈블리(631)는 벽 표면(626), 내부 벽 표면(605a, 605b) 및 상부 표면(604, 606)을 포함한다. 내부 영역(630)은 내부 벽 표면(605a, 605b) 내로 제한된다. 내부 영역(630)은 플라즈마 스크린 삽입물(600)이 통과하는 다수의 홀(612)로 둘러쌓인 중심 부분(601)을 포함한다. 내부 영역(630)의 프로세스 가스는 상부 표면(602)에 노출되며 하부 표 면(603)과 가스 영역(640)에 대해 홀(612)을 통해 유체 연통한다. 일반적으로 중심 부분(601)은 상부 표면(602)과 하부 표면(603) 사이에 홀을 갖지 않는다.

외부 영역(632)은 링 어셈블리(631)로부터 연장되며 상부 표면(608)을 따라 방사상 연장되는 다수의 슬롯(614)을 포함한다. 슬롯(614)은 외부 영역(632)으로부터 가스 영역(540)으로 2차 프로세스 가스를 지향시킨다. 축(10)은 다수의 홀(612)이 축(10)과 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 연장되고 다수의 슬롯이 축(10)과 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 연장되도록, 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 중심부를 통해 연장된다.

도 1A는 샤워헤드(300)의 링 어셈블리(330) 상에 그리고 플라즈마 배플 삽입물(500)의 원뿔형 노즈(520) 상에 위치된 플라즈마 스크린 삽입물(600)을 나타낸다. 노즈 표면(522)은 하부 표면(603)의 중심 부분(601)과 접촉한다. 증착 프로세스 동안, 가스 영역(640) 내에서 플라즈마 스크린 삽입물(600) 위의 2차 플라즈마는 슬롯(614)의 폭과 길이 및 홀(612)의 직경을 제한함으로써 방지될 수 있다. 예를 들어, 슬롯(614)은 약 0.10mm 내지 약 1.00mm 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.20mm 내지 약 0.80mm, 보다 바람직하게는 약 0.40mm 내지 약 0.60mm, 이를 테면 약 0.50mm의 폭을 가질 수 있다. 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 적어도 약 10개의 슬롯, 바람직하게 약 20개의 슬롯, 보다 더 바람직하게는 약 36개 이상의 슬롯을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 워터 박스(400)가 통로(440)를 가지는 것과 동일한 양의 슬롯(614)을 갖는다.

플라즈마 스크린 삽입물(600)은 약 0.5mm 내지 약 5mm 이내의 범위, 바람직 하게 약 1mm 내지 약 3mm, 보다 더 바람직하게는 약 1.2mm 내지 약 1.8mm, 이를 테면 약 1.50mm(0.060 in)의 직경을 가질 수 있는 홀들(612)을 포함한다. 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 다수의 홀(612)을 포함하며, 예를 들어 약 50개 이상의 홀, 바람직하게는 적어도 약 100개의 홀, 보다 더 바람직하게는 약 150개 이상의 홀을 가질 수 있다. 일 예에서, 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 세라믹으로 구성되며 약 0.51mm(0.020in)의 폭 및 약 1.52mm의 직경을 갖는 36개 슬롯을 포함한다. 바람직하게, 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 원형의 기하학구조를 갖지만, 선택적 실시예에서는 다른 기하학구조(예를 들어, 타원형 기하학구조)를 가질 수 있다. 바람직하게, 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 약 1인치(약 2.54cm) 내지 약 12인치(약 30.52cm) 이내의 범위, 바람직하게는 약 2인치(약 5.08cm) 내지 약 8인치(약 20.36cm), 보다 더 바람직하게는 약 3인치(약 7.62cm) 내지 약 4인치(약 10.16cm)의 직경을 가질 수 있다. 플라즈마 스크린 삽입물(600)은 약 1인치(약 2.54cm) 이하, 바람직하게는 약 0.5인치(약 1.27cm) 이하, 보다 더 바람직하게는 약 0.25인치(약 0.64cm), 이를 테면 약 0.125인치(약 0.32cm)의 두께를 가질 수 있으며, 상기 두께는 플라즈마 스크린 삽입물(600)을 통과하는 축(10)과 평행한 평면을 따라 측정된다. 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 일 예에서, 내부 영역(630)은 약 0.125인치(약 0.32cm) 이하의 두께를 가지며 링 어셈블리(631)는 약 0.25인치(약 0.64cm) 이하의 두께를 갖는다.

절연 캡(700)은 상부 표면(704)과 하부 표면(703a, 703b, 703c, 703d, 703e)(도 7A-7C)을 포함한다. 절연 캡(700)은 상부 표면(704)에서 하부 표면(703a-703e)으로 연장되는 적어도 하나의 채널을 포함한다. 일 예에서, 절연 캡(700)은 단지 하나의 채널을 포함하며, 절연 캡(700) 외부의 도관은 2차 프로세스 가스를 지향시키는데 이용될 수 있다. 또 다른 예에서, 절연 캡(700)은 다수의 채널, 이를 테면 3개의 채널, 4개 이상의 채널(미도시)을 포함한다. 바람직한 예에서, 절연 캡(700)은 채널(710, 720)과 같이 적어도 2개의 채널을 포함한다. 채널(720)은 절연 캡(700)을 통해 상부 표면(704)으로부터 연장되어 확장 채널(expanding channel)(722)을 형성한다. 확장 채널(722)은 상부 부분(721)에서 채널(720)로부터 하부 부분(723)으로 테이퍼지며 하부 표면(703e)(도 7C)을 포함한다. 축(10)은 채널(720)의 중심부 및 확장 채널(722)(도 7C)을 통과한다. 채널(710)은 절연 캡(700)을 통해 상부 표면(704)으로부터 그루브(725)로 연장된다. 일 실시예에서, 채널(710)은 채널(710) 보다 작은 반경을 갖는다. 그루브(725)는 하부 표면(703c)을 포함하며 절연 캡(700)(도 7B)의 바닥을 둘러싸게 형성된다. 상부 표면(704)은 그 상부에 가스 매니폴드 어셈블리(800)를 고정하기 위한 패스너(예를 들어, 볼트 또는 나사)를 수용하도록 구성된 홀들(707)을 포함한다.

절연 캡(700)은 하부 표면(703a)이 접촉되어 워터 박스(400)에 의해 지지되도록 워터 박스(400) 상에 위치될 수 있다. 하부 표면(703b, 703c, 703d, 703e)은 플라즈마 스크린 삽입물(600)과 접촉하거나 또는 이들 사이에 영역을 형성한다(도 7C). 하부 표면(703d)은 가스 영역(744)을 형성하기 위해 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 상부 표면(602)과 접촉하게 위치된다. 가스 영역(742, 744)과 갭(726)은 절연 갭(700)과 플라즈마 스크린 삽입물(600) 사이에 각각 형성된다.

가스 영역(742)은 하부 표면(703c)을 포함하는 그루브(725)와 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 외부 영역(632) 부분 사이에 형성되며, 트로프(trough)(622)와 벽 표면(624, 626)(도 7C)를 포함한다. 가스 영역(742)은 가스 영역(724)을 둘러싸도록 외부 영역(632) 부근 및 상부로 연장된다. 채널(710)은 하부 표면(703c)을 통해 가스 영역(742)과 유체 소통한다. 또한, 가스 영역(540)은 가스 영역(742)과 유체 소통하며, 이는 슬롯(614)이 벽 표면(624)으로부터 워터 박스(400)를 통해 가스 영역(540)으로 연장되는 통로(440)로 연장되기 때문이다. 절연 캡(700)의 하부 표면(703b)과 통신하는 슬롯(614)이 상기 통로를 형성한다. 증착 프로세스 동안, 프로세스 가스는 채널(710) 아래로 흘러, 가스 영역(742)으로 진입하고, 트로프(622)를 따라 흘러 슬롯을 지나 배출된다. 일반적으로 갭(726)은 부품들의 어셈블링 이후 o-링을 포함한다.

가스 영역(744)은 절연 캡(700)의 하부 표면(703e) 및 상부 표면(602)과 중심 부분(601)을 포함하는 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 내부 영역(630)의 일부분에 의해 부분적으로 형성된다. 채널(720)은 하부 표면(703e)을 통해 가스 영역(744)과 유체 연통한다. 채널(720)은 홀(612)을 포함하지 않는 중심 부분(601)축(10)을 따라)과 수직적으로 일직선이다. 바람직한 예에서, 채널(720)의 직경은 프로세스 가스의 편향을 보조하도록 중심 부분(601)의 직경 보다 작다. 확장 채널(722)은 상부 부분(721)으로부터 하부 부분(723)으로 확장되며 가스 영역(744) 내에서 대부분의 내부 영역(630)과 상부 표면(602)을 커버한다. 또한, 가스 영역(640)은 홀(612)이 플라즈마 스크린 삽입물(600)을 통해 연장되기 때문에 가스 영역(744)과 유체 소통한다.

증착 프로세스 동안, 프로세스 가스는 채널(720) 아래로 흘러, 가스 영역(744)에 진입하며, 홀(612)을 통해 배출된다. 중심 부분(601)은 채널(720)로부터 직선으로 진입하며 상부 표면(602)에 수직인 흐름 경로를 가지는 임의의 프로세스 가스를 변향시킨다. 따라서, 차단된 흐름 경로는 플라즈마 배플 삽입물(500)과 가스 매니폴드 어셈블리(800) 사이에 2차 플라즈마 형성을 감소 또는 소거시킨다.

확장 채널(722)은 상부 부분(721)에서 하부 부분(723)으로 증가하는 내부 직경을 갖는다(도 7B). 일 실시예에서, 300mm 직경 기판을 처리하도록 구성된 챔버에 대한 확장 채널(722)의 내부 직경은 확장 채널(722)의 상부 부분(721)에서 약 0.5cm 내지 약 7cm 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.8cm 내지 약 4cm, 보다 더 바람직하게는 약 1 cm 내지 약 2.5cm이며, 확장 채널(722)의 하부 부분(723)에서 약 2cm 내지 약 15cm 이내의 범위, 바람직하게는 약 3.5cm 내지 약 10cm, 보다 더 바람직하게는 약 4cm 내지 약 7cm이다. 일반적으로, 상기 치수는 약 100sccm 내지 약 10,000sccm 이내의 범위의 전체 가스 유량을 제공하도록 구성된 확장 채널에 적용된다.

다른 특정 실시예에서, 확장 채널(722)의 치수는 확장 채널을 흐르는 소정의 가스 흐름을 수용하도록 변경될 수 있다. 일반적으로, 큰 가스 흐름은 확장 채널(722)에 대해 큰 직경을 요구한다. 일 실시예에서, 확장 채널(722)은 끝이 잘린 원뿔(끝이 잘린 원뿔과 유사한 형상들 포함)로 형상화될 수 있다. 프로세스 가스가 확장 채널(722)의 벽을 향해 제공되거나 또는 기판(8)을 향해 직접 하향 제공되든지 간에, 가스 흐름의 속도는 프로세스 가스가 프로세스 가스의 확장으로 인해 확장 채널(722)를 통해 이동함에 따라 감소된다. 프로세스 가스 속도의 감소는 기판(8)의 표면 상에 흡수되는 반응물이 분출되는 가능성을 감소시킨다.

확장 채널(722)의 직경은 상부 부분(721)에서 하부 부분(723)으로 점차적으로 증가한다. 직경의 점차적인 증가는 프로세스 가스 온도의 제어를 보조하는 확장 채널(722)을 통한 프로세스 가스의 단열 팽창의 감소를 허용한다. 이를 테면, 가스 도관(882, 884)을 통해 채널(820, 720)로 전달된 가스의 갑작스런 단열 팽창은 전구체 증기의 응축 및 미립자 형성을 야기할 수 있는 가스 온도 강하를 유도할 수 있다. 한편, 일부 실시예들에 따른 점진적 확장 채널(722)은 프로세스 가스의 단열 팽창의 감소를 제공하는 것으로 여겨진다. 따라서, 프로세스 가스로 또는 프로세스 가스로부터 보다 많은 열이 전달될 수 있고, 결국 가스 온도는 주변 온도를 제어함으로써(즉, 워터 박스(400)에 의해 온도를 제어함으로써) 보다 쉽게 제어될 수 있다. 확장 채널(722)은 테이퍼형 직선 표면, 오목한 표면, 볼록한 표면, 이들의 조합과 같이 하나 이상의 테이퍼형 내부 표면을 포함하거나, 또는 하나 이상의 테이퍼형 내부 표면의 섹션(즉, 테이퍼형 표면과 테이퍼지지 않은 표면)을 포함할 수 있다.

갭(726)은 절연 캡(700)과 플라즈마 스크린 삽입물(600) 사이에 형성된다. 갭(726)은 그루브(725) 내의 하부 표면(703c)의 부분이 상부 표면(604, 606) 및 플라즈마 스크린 삽입물(600) 상에 포함된 링 어셈블리(631)의 내부 벽 표면(605a)와 접촉하지 않기 때문에 형성되는 것이다. o-링은 플라즈마 스크린 삽입물(600) 상 에 절연 캡(700)을 위치시키면서 갭(726) 내부에 위치될 수 있다.

가스 매니폴드(800)는 가스 도관 어셈블리(830)를 포함하는 매니폴드 갭 어셈블리(850)와 도관 어셈블리(840)를 포함한다(도 8A-8B). 도관 어셈블리(840)는 상부 매니폴드(844)와 하부 매니폴드(842) 내에 가스 도관(836, 838)을 포함한다. 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 홀(843)을 관통해 배치된 패스너(예를 들면, 볼트 또는 나사)에 의해 리드 어셈블리(100)에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 도관(836, 838)은 전구체 가스, 정화 가스, 캐리어 가스 및 다른 프로세스 가스를 제공하는 도관 시스템(34)과 독립적으로 유체 소통한다(도 1F). 또 다른 실시예에서, 도관(836, 838)은 전구체 가스 공급부, 정화 가스 공급부 또는 캐리어 가스 공급부를 포함하는 개별 프로세스 가스 공급부와 독립적으로 유체 소통한다. 가스 도관 어셈블리(830)는 도관(831)의 마주하는 측면 상에 플랜지(832, 834)를 포함한다. 플랜지(834)는 포트(117)로부터 도관(831)으로의 유체 소통을 제공하기 위해 리드 지지체(103) 상의 포트(117)와 결합된다. 또한, 플랜지(832)는 도관(831)으로부터 도관(884)으로의 유체 소통을 제공하기 위해 매니폴드 블록(806) 상의 가스 입구(815)와 결합된다. 절연체(808)는 매니폴드 블록(806)상에 배치되며 접지 매니폴드에 대해 열적 및 전기적 절연을 제공한다. 절연체(808)는 세라믹 물질, 석영 물질, 또는 이들의 유도체와 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게, 절연체(808)는 절연 폴리머, 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE), 이를 테면 TEFLON

Figure 112009051198647-pct00003
로 형성된다.

도 8A-8D는 매니폴드 갭 어셈블리(850) 내에서 가스 입구(811)로부터 채널 도관(823)으로 연장되는 가스 도관(880)을 나타낸다. 채널 도관(823)의 내부는 채널(810)을 지지한다. 프로세스 가스는 가스 도관(880)을 통해 채널 도관(823)에 포함된 채널(810)로의 흐름 경로(81)를 따른다. 채널 도관(821)은 가스 입구(815)로부터 연장되는 가스 도관(884) 및 가스 입구(813)로부터 연장되는 가스 도관(882)과 결합되어 유체 소통한다. 가스 도관(882)을 통한 프로세스 가스를 따른 흐름 패턴(916) 및 가스 도관(884)을 통한 또 다른 프로세스 가스를 따른 흐름 패턴(918)은 흐름 패턴(922)을 가지는 프로세스 가스를 형성하기 위해 채널 도관(821)에 포함된 채널(820)내에서 조합된다(도 8C-8D). 가스 채널 도관(821, 823)은 가스 매니폴드 어셈블리(800)내에 부착된 가스 채널 지지체(852, 854)에 의해 지지된다.

선택적 실시예에서, 가스 도관(880) 및 채널 도관(823)은 가스 매니폴드 어셈블리(800)로부터 외부에 제공된다. 가스 도관(880) 및 채널 도관(823)은 절연 캡(700), 플라즈마 스크린 삽입물(600), 워터 박스(400) 또는 샤워헤드(300)와 작접 유체 소통할 수 있다. 또 다른 선택적 실시예에서, 가스 매니폴드 어셈블리(800)는 다수의 전자 제어 밸브(미도시)를 포함한다. 전자 제어 밸브는 약 0.01초 내지 약 10초 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.1초 내지 약 5초의 속도의 밸브 개방 및 폐쇄 주기를 이용하여 프로세스 챔버(50)에 빠르고 정확한 가스 흐름을 제공할 수 있는 임의의 제어 밸브로 간주되어 사용되며, 예를 들어 보다 긴 주기가 약 3초 지속될 수 있고 보다 짧은 주기가 약 0.5초 지속될 수 있다.

일 예에서, 매니폴드 캡 어셈블리(850)는 플라즈마의 광도(radiance)를 관찰하기 위한 관찰 윈도우 어셈블리(826)(도 8A)를 포함한다. 관찰 윈도우 어셈블리(826)는 렌즈(822)를 둘러싸는 렌즈 에지 링(824)을 포함하며 매니폴드 블록(806) 내에서 벽 표면(816)에 의해 둘러싸인 레지(814) 상에 위치될 수 있다. 또 다른 예에서, 매니폴드 캡 어셈블리(850)는 관찰 윈도우(도 1D)가 없는 표면(825)을 포함할 수 있다. 가스 도관 어셈블리(830)는 매니폴드 블록(806) 상의 가스 입구(813)와 접속되어 유체 소통하도록 연장되면서 반면 플랜지(834)에서 포트(117)와 접속되어 유체 소통한다.

일 실시예에서, 가스 도관(882, 884)은 채널 도관(821)과 채널(820)(도 8C-8D, 9A, 10A)의 상부 부분에 인접하게 위치된다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 가스 도관(882, 884)은 채널(820)의 상부 부분과 절연 캡(700) 사이의 채널 (820) 길이를 따라 위치된다. 이론에 제한을 두는 것은 아니지만, 가스 도관(882, 884)으로부터 채널(820) 속으로 흐르는 프로세스 가스는 흐름 패턴(922a, 922b)(도 10A)과 같은 원형 흐름 패턴을 형성할 수 있다. 채널(820)을 흐르는 흐름 패턴(922)의 정확한 기하학구조는 알 수 없지만, 프로세스 가스는 회오리형 흐름 패턴, 나선형 흐름 패턴, 와선형 흐름 패턴, 소용돌이형 흐름 패턴, 회전형 흐름 패턴, 트위스트형 흐름 패턴, 코일형 흐름 패턴, 나사모양 흐름 패턴, 컬(curl)형 흐름 패턴, 감긴형 흐름 패턴, 또는 이들의 파생형 흐름 패턴을 가지는 흐름 패턴(922)으로 이동할 수 있을 것으로 여겨진다.

흐름 패턴(922)을 가지는 프로세스 가스는 가스 영역(920), 채널(720, 820)이 조합된 영역 및 확장 채널(722) 내부에 포함된 가스 영역(744) 내에 제공될 수 있다(도 9B). 일 면에서, 흐름 패턴(922)의 원형 흐름 패턴은 가스 영역(920) 내의 내부 표면에 대한 원형 흐름의 스윕핑(sweeping) 동작으로 인해 가스 영역(920)의 보다 효과적인 정화의 확립을 보조한다. 또한 흐름 패턴(922)의 원형 흐름 패턴은 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 표면(602)에 대해 프로세스 가스의 일정하고 균등한 전달을 제공한다.

또 다른 실시예에서, 흐름 패턴(922)으로 가스 영역(920)을 통과하는 프로세스 가스는 플라즈마 스크린 삽입물(600)의 중심 부분(601)으로 지향된다(도 9A, 9C). 중심 부분(601)은 홀(612)이 없기 때문에, 프로세스 가스는 상부 표면(602) 내의 홀(612)을 향해 바깥방향으로 지향된다. 프로세스 가스에 대한 가스 영역(920)과 가스 영역(640) 사이의 차단된 경로는 흐름 패턴(922)을 형성함으로써 효과적으로 얻어진다. 차단된 경로는 가스 영역(920) 내의 가스 매니폴드 어셈블리(800)와 플라즈마 배플 삽입물(500) 사이에 형성될 수 있는 2차 플라즈마의 감소 또는 방지를 포함하여, 가스 영역(920)과 가스 영역(640) 사이에 시선을 가지는 비차단 경로에 비해 다수의 장점을 가질 수 있다.

프로세스 가스 방향이 홀(612)의 각도를 따르기 때문에 흐름 패턴(922)은 수직 흐름 패턴(즉, 축(10)에 평행)을 형성한다. 가스 영역(640)을 통과하는 프로세스 가스는 원뿔형 노즈(520)로부터 슬롯(510) 또는 홀(530)로 바깥방향으로 지향된다. 프로세스 가스는 축(10)을 기준으로 주입 각도(α1)로 흐름 패턴(922)을 가지는 슬롯(510)으로부터 그리고 축(10)을 기준으로 주입 각도(α5)로 흐름 패턴(912)을 가지는 홀(530)로부터 프로세스 영역(60)으로 방출된다. 플라즈마 배플 삽입물(500) 내에 포함된 슬롯(510)은 주입 각도(α1)에서 흐름 패턴을 가지는 프로세스 가스가 지향되도록 주입 각도(α1)에 위치된다. 프로세스 가스의 주입 각도(α1)는 약 20°내지 약 70°이내의 범위, 바람직하게는 약 30°내지 약 60°, 보다 더 바람직하게는 약 40° 내지 약 50°, 이를테면 약 45°의 각도를 가질 수 있다. 플라즈마 배플 삽입물(500) 내에 포함된 홀(530)은 주입 각도(α5)에서 흐름 패턴을 가지는 프로세스 가스가 지향되도록 주입 각도(α5)에 위치된다. 프로세스 가스의 주입 각도(α5)는 약 0°내지 약 60°, 바람직하게는 약 15°내지 약 50°, 보다 더 바람직하게는 약 30°내지 약 40°,이를 테면 약 35°의 각도를 가질 수 있다. 따라서, 프로세스 가스의 흐름 패턴(922)은 슬롯(510)의 주입 각도(α1)로부터 야기되는 원형 경로를 가질 수 있다. 전형적으로 원형 경로는 회오리형 기하학구조, 나선형 기하학구조, 와선형 기하학구조 또는 이들의 파생형 기하학구조를 가질 수 있다. 또한, 프로세스 가스의 흐름 패턴(912)은 홀(530)의 주입 각도(α5)로부터 야기되는 원뿔 경로를 가질 수 있다. 흐름 패턴(912)을 가지는 프로세스 가스는 기판(8)의 중심부로 지향될 수 있다. 프로세스 영역(60) 내의 기판은 흐름 패턴(912, 922)을 가지는 프로세스 가스에 노출될 수 있다.

또한, 슬롯(510)의 주입 각도(α1)는 가스 영역(640)과 프로세스 영역(60) 사이에 있는 프로세스 가스에 대한 2차 차단 경로를 형성한다. 또한 2차 차단 경 로는 플라즈마 배플 삽입물(500)의 상부 표면(503) 상의 개구부(506) 내부에 또는 가스 영역(920) 내부에 있는 가스 매니폴드 어셈블리(800)와 플라즈마 배플 삽입물(500) 사이에 형성될 수 있는 2차 플라즈마의 감소 또는 방지를 보조한다.

또 다른 실시예에서, 프로세스 가스는 가스 영역(910), 채널(710, 810)의 조합된 영역 및 그루브(725) 내부에 포함된 가스 영역(742)을 통과하면서 흐름 패턴(914)을 가질 수 있다(도 9B). 일단 프로세스 가스가 영역(742)으로 진입하면, 프로세스 가스가 원형 경로(923)를 따라 플라즈마 스크린 삽입물(600) 부근으로 지향됨에 따라 흐름 패턴(914)이 변경된다(도 9A). 프로세스 가스는 플라즈마 스크린 삽입물(600) 상의 슬롯(614)을 통해 가스 영역(441)으로 바깥방향으로 지향된다. 프로세스 가스의 흐름 패턴(914)에 대한 차단 경로는 가스 영역(910)과 가스 영역(441) 사이에 형성된다. 차단 경로는 샤워헤드(300)와 가스 영역(910) 내의 가스 매니폴드 어셈블리(800) 사이에 형성될 수 있는 2차 플라즈마의 감소 또는 방지를 포함하여, 가스 영역(910)과 가스 영역(441) 사이에 시선을 갖는 비차단 경로에 비해 장점을 가질 수 있다.

프로세스 가스 방향은 워터 박스(400) 내에서 통로(440)의 각도를 따르기 때문에 흐름 패턴(914)은 하향 흐름 패턴으로 가스 영역(441)으로부터 처리된다. 가스 영역(540)으로 흐르는 프로세스 가스는 샤워헤드(300)의 상부 표면(303)에 대해 바깥방향으로 지향된다. 프로세스 가스는 축(10)과 평행한 또는 실질적으로 평행한 흐름 패턴(914)을 가지며 홀(310)로부터 프로세스 영역(60)으로 방출된다(도 9B). 프로세스 영역(60) 내의 기판은 흐름 패턴(914)을 가지는 프로세스 가스에 노출될 수 있다. 프로세스 가스에 대한 2차 차단 경로는 가스 영역(441)으로부터 가스 영역(540)으로 그리고 프로세스 영역(60) 속으로 형성된다. 2차 차단 경로는 가스 영역(910) 내의 가스 매니폴드 어셈블리(800)와 샤워헤드(300) 사이에 형성될 수 있는 2차 플라즈마의 감소 또는 방지를 보조한다.

흐름 패턴(922)의 원형 경로를 가지는 프로세스 가스는 가스 영역(820) 속으로 단일의 프로세스 가스 또는 다수의 프로세스 가스를 흘려보냄으로써 형성된다(도 10A-10C). 일 실시예에서, 도 10A는 가스 도관(884)으로부터 프로세스 가스 및 가스 도관(882)으로부터 프로세스 가스를 수용하도록 구성된 채널 도관(821)의 채널(820) 속의 상부 단면도를 나타낸다. 가스 도관(882) 및 가스 도관(884)은 개별 프로세스 가스 소스와 각각 결합된다. 가스 도관(882, 884)은 축(10)과 같이, 가스 도관(884)의 중심 라인(915a) 또는 가스 도관(882)의 중심 라인(915b)으로부터 채널 도관(821)의 중심부로부터 반경 라인(917)에서 측정된 각도(α4)에 각각 독립적으로 위치된다. 가스 도관(882, 884)은 흐름 패턴(922a, 922b)과 같이, 원형 방향으로 프로세스 가스들이 함께 흐르도록 각도(α4)(즉, α4 > 0°)를 갖도록 위치된다. 흐름 패턴(922a, 922b)은 회오리형 패턴으로 채널(820)을 통과하는 프로세스 가스의 흐름 패턴(922)을 형성한다. 일 면에서, 흐름 패턴(922)의 원형 흐름 패턴은 내부 표면에 대한 원형 흐름의 스위핑 작용으로 인해 프로세스 영역(60)의 보다 효율적인 정화 확립을 보조할 수 있다. 또한, 흐름 패턴(922)의 원형 흐름 패턴은 슬롯(510)으로 프로세스 가스의 일정하고 균등한 전달을 제공한다.

선택적 실시예에서, 도 10B는 프로세스 가스 소스에 결합된 가스 도관(1084)을 통하는 단일 가스 흐름을 수용하도록 구성된 채널(820) 및 채널 도관(1021)의 상부 개략도이다. 가스 도관(1084)은 축(10)과 같이 가스 도관(1084)의 중심 라인(915a) 및 채널 도관(1021)의 중심부에서 반경 라인(917)으로부터 각도(α4)에 위치될 수 있다. 가스 도관(1084)은 각도(α4)로 위치되어(즉, α4 > 0°일 때), 프로세스 가스가 흐름 패턴(922a)과 같이 원형 방향으로 흐르고 회오리형 패턴으로 채널(820)을 연속적으로 통과하게 한다.

또 다른 선택적 실시예에서, 도 10C는 3개의 가스 흐름을 함께, 부분적으로 함께(즉, 3개의 가스 흐름중 2개 가스 흐름과 함께), 또는 각각 개별 프로세스 가스 소스에 결합되는 가스 도관(1082, 1084, 1086)과 같은 3개의 가스 입구를 통해 개별적으로 수용하도록 구성된 채널 도관(1021)의 채널(820) 속의 상부 개략도이다. 가스 도관(1082, 1084, 1086) 각각은 축(10)과 같이, 가스 도관(1082, 1084, 1086)의 중심 라인(915a, 915b, 915c) 및 채널 도관(1021)의 중심부로터의 반경 라인(917)으로부터 각도(α4)에 독립적으로 위치될 수 있다. 가스 도관(1082, 1084, 1086) 각각은 각도(α4)로 위치되어(즉, α4> 0°일 때), 프로세스 가스가 흐름 패턴(922a, 922b, 922c)과 같이 원형 방향으로 흐르고 회오리형 패턴으로 채널(820)을 연속적으로 통과하게 한다. 3개 이상의 프로세스 가스의 흐름에 대한 프로세스 챔버(50)의 조절에 대한 추가 설명은 공동 양도된 미국 특허 번호 6,916,398호에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다.

높은-k 물질을 형성하는 예에서, 3개의 가스 흐름은 하프늄 전구체, 실리콘 전구체 및 산화 가스를 포함할 수 있으며, 제 1 흐름은 TDEAH, TDMAH 또는 HfCl4를 포함하며, 제 2 흐름은 TDMAS, 트리스-DMAS 또는 실란을 포함하며 제 3 흐름은 수증기 발생(WVG) 시스템으로부터의 수증기를 포함하는 산화 가스를 포함한다. 프로세스 챔버(50)로 이용될 수 있는 높은-k 물질을 형성하는 프로세스에 대한 추가 설명은 공동으로 양도되었으며 공동계류중인 2005년 5월 12일자로 "Apparatus and Methods for Atomic Layer Deposition of Hafnium-Containing High-k Materials"란 명칭으로 출원되었으며 US 2005-0271813으로 공개된 미국 출원 번호 11/127,767호에 개시되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다.

선택적 실시예에서, 도관 시스템(34)은 가스 입구(811, 813, 815)와 유체 연통하게 위치된 단부에서 노즐을 형성하며 가스 도관이 점진적으로 확장하는 전구체 저장기를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 일부 실시예에 유용한 노즐 또는 단부는 공동 양도되었으며 2005년 4월 29일자로 "Control of Gas Flow and Delivery to Suppress the Formation of Particles in an MOCVD/ALD System"이란 명칭으로 출원되었으며, US 2005-0252449로 공개된 미국 특허 출원 번호 11/119,388호에 상세히 개시되며, 상기 문헌은 전구체 저장기 및 점진적으로 확장되는 가스 도관의 설명을 보조하기 위해 본 명세서에서 참조된다. 가스 도관 기하학구조는 증가하는 테이퍼형 흐름 채널을 통해 점진적으로 확장하는 수단을 가스가 통과하게 함으로써 큰 온도 강하를 방지한다. 일 실시예에서, 흐름 채널은 약 3mm 내지 약 15mm 이내의 범위의 내부직경을 가지는 전달 가스 라인의 단면에서 약 30mm 내지 약 100mm 이내의 범위의 간격에 대해 약 10mm 내지 약 20mm 이내의 범위의 큰 직경을 가지는 가스 입구(811, 813, 815)로 변이된다. 흐름 채널의 직경의 점진적 증가는 실질적으로 일정한 온도를 유지하기 위해 급속한 열 손실을 방지하고 거일 일정한 확장 가스를 허용한다. 확장 가스 도관은 테이퍼형 직선 표면, 오목한 표면, 볼록한 표면, 이들의 파생형 표면 또는 이들의 조합물과 같이 하나 이상의 테이퍼형 내부 표면을 가지거나 또는 하나 이상의 테이퍼형 내부 표면의 섹션(즉 테이퍼형 부분과 테이퍼지지 않은 부분)을 포함할 수 있다.

루테늄 ALD 프로세스

본 발명의 실시예는 원자층 증착(ALD) 프로세스 또는 플라즈마-강화 ALD(PE-ALD)와 같은 기상 증착 프로세스에 의해 기판상에 다양한 물질(예를 들어, 루테늄 물질)을 증착하는 방법을 제공한다. 일 면에서, 프로세스는 개시 지연이 거의 없거나 또는 없고 루테늄 물질을 형성하면서 빠른 증착 속도를 유지한다. 루테늄 물질은 양호한 스텝 커버리지, 강한 접착력으로 증착되며 높은 전기 전도도를 위해 낮은 탄소 농도를 갖는다.

일 실시예에서, 루테늄 물질은 루테늄 전구체 및 플라즈마의 순차적인 펄스를 제공하면서 반응물 가스의 일정한 흐름을 유지하는 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 루테늄 물질은 루테늄 전구체 및 반응 플라즈마의 순차적 펄스를 제공하는 또 다른 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다. 이러 한 양자의 실시예에서, 일반적으로 반응물은 프로세스 동안 이온화된다. 또한 PE-ALD 프로세스는 원격 플라즈마 발생기(RPS) 시스템에 의해 프로세스 챔버 외부에서 형성될 수 있는 플라즈마를 제공하거나, 또는 바람직하게 플라즈마는 플라즈마를 인시튜를 형성할 수 있는 ALD 프로세스 챔버에서 생성된다. PE-ALD 플세스 동안, 플라즈마는 마이크로파(MW) 주파수 발생기 또는 무선 주파수(RF) 발생기로부터 생성될 수 있다. 바람직한 예에서, 인시튜 블라즈마는 프로세스 챔버(50) 내에 또는 리드 어셈블리(100)를 갖는 RF 발생기에 의해 생성된다. 또 다른 실시예에서, 루테늄 물질은 루테늄 전구체 및 반응물의 순차적 펄스를 제공하는 열적 ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예 동안 사용되는 ALD 프로세스 챔버는 앞서 개시된 프로세스 챔버(50)이거나 또는 리드 어셈블리(100), 리드 어셈블리(100)의 임의의 부분 또는 부품 또는 이들의 파생물을 수용하도록 구성된 다른 챔버 바디일 수 있다. 다른 ALD 프로세스 챔버가 본 명세서에 개시되는 실시예 동안 사용될 수 있고 이는 캘리포니아 산타클라라에 위치된 어플라이드 머티어리얼스사로부터 입수가능하다. ALD 프로세스 챔버의 상세한 설명은 공동으로 양도된 미국 특허 번호 6, 916,398호 및 6,979,206호, 및 공동으로 양도되고 공동 계류중이며 2002년 10월 25일자로 "Gas Delivery Apparatus for Atomic Layer Deposition"이란 명칭으로 출원되어 US 2003-0121608호로 공개된 미국 특허 출원 번호 10/281,079호에 개시되었으며, 상기 문헌들은 본 명세서에서 참조된다. 또 다른 예에서, ALD 모드 및 종래의 CVD 모드 모두에서 작동하도록 구성된 챔버는 공동 양도되었으며 공동계류중이 며 2003년 11월 3일자로 "Apparatus and Method for Hybrid Chemical Processing"이란 명칭으로 출원되어 US 2004-0144311호로 공개된 미국 출원 번호 10/712,690호에 개시되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다.

ALD 프로세스에서 프로세스 챔버는 약 0.1 Torr 내지 약 80 Torr 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.5 Torr 내지 약 10 Torr, 보다 더 바람직하게는 약 1 Torr 내지 약 5 Torr의 압력에서 가압될 수 있다. 또한, 챔버 또는 기판은 약 500℃ 미만, 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 450℃ 이내의 범위, 보다 더 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 400℃, 예를 들어 약 300℃의 온도로 가열될 수 있다. PE-ALD 프로세스 동안, 플라즈마는 인시튜 플라즈마 프로세스 동안 프로세스 챔버내에서 점화되며, 또는 선택적으로 원격 플라즈마 발생기(RPS) 시스템과 같은 외부 소스에 의해 형성될 수 있다. 플라즈마는 MW 발생기에서 생성될 수 있으나, 바람직하게는 RF 발생기에 의해 생성된다. 예를 들어, 플라즈마는 프로세스 챔버(50) 내에서 또는 리드 어셈블리(100)를 이용하여 점화될 수 있다. RF 발생기는 약 100KHz 내지 약 1.6MHz 이내의 범위의 주파수로 설정될 수 있다. 일 예에서, 13.56MHz의 주파수를 이용하는 RF 발생기는 약 100와트 내지 약 1,000와트 이내의 범위, 바람직하게는 약 250와트 내지 약 600와트, 보다 더 바람직하게는 300와트 내지 약 500와트의 전력 출력을 갖도록 설정될 수 있다. 일 예에서, 400KHz의 주파수를 이용하는 RF 발생기는 약 200와트 내지 약 2,000와트 이내의 범위, 바람직하게는 약 500와트 내지 약 1,500와트의 전력 출력을 갖도록 설정될 수 있다. 기판의 표면은 약 0.01와트/㎠ 내지 약 10.0 와트/㎠ 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.05 와트/㎠ 내지 약 6.0 와트/㎠의 표면적 당 전력을 가지는 플라즈마에 노출될 수 있다.

예를 들어 기판은 그 상부에 형성된 하나 이상의 유전체 물질에 한정된 상호접속 패턴을 가지는 실리콘 기판일 수 있다. 예에서, 기판은 그 상부에 배리어층을 포함하는 반면, 또 다른 예에서, 기판은 유전체 표면을 포함한다. 온도 및 압력과 같은 프로세스 챔버 조건은 피롤릴 루테늄 전구체와 반응물 가스의 반응을 용이하게 하기 위해 기판 상에서의 프로세스 가스의 흡수가 강화되도록 조절된다.

일 실시예에서, 기판은 전체 ALD 주기에 걸쳐 반응물 가스에 노출될 수 있다. 기판은 루테늄 전구체 앰플을 통해 캐리어 가스(예를 들어, 질소 또는 아르곤)를 통과시킴으로써 형성된 루테늄 전구체 가스에 노출될 수 있다. 앰플은 프로세스 동안 사용되는 루테늄 전구체에 따라 가열될 수 있다. 일 예에서, (MeCp)(Py)Ru를 포함하는 앰플은 약 60℃ 내지 약 100℃ 이내의 범위, 이를 테면 80℃의 온도로 가열될 수 있다. 전형적으로 루테늄 전구체 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량을 가질 수 있다. 루테늄 전구체 가스 및 반응물 가스는 증착 가스를 형성하도록 조합될 수 있다. 전형적으로 반응물 가스는 약 100sccm 내지 약 3,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 2,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 500sccm 내지 약 1,500sccm의 유량을 갖는다. 일 예에서, 암모니아는 약 1,500sccm의 유량을 갖는 반응물 가스로서 이용된다. 기판은 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게는 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 루테늄 전구체 가스 또는 루테늄 전구체 함유 증착 가스 및 반응물 가스에 노출될 수 있다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 일단 루테늄 전구체가 기판 상에서 흡수되면 중단된다. 루테늄 전구체는 불연속층, 연속층 또는 균일한 다수의 층일 수 있다.

기판 및 챔버는 루테늄 전구체 가스의 흐름이 중단된 이후 정화 단계에 노출될 수 있다. 반응물 가스의 유량은 정화 단계 동안 이전 단계로부터 유지 또는 조절될 수 있다. 바람직하게, 반응물 가스의 흐름은 이전 단계로부터 유지된다. 선택적으로, 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게는 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량으로 프로세스 챔버로 공급될 수 있다. 정화 단계는 임의의 과도한 루테늄 전구체 및 프로세스 챔버내의 다른 오염물을 제거한다. 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게는 약 2 초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행된다. 캐리어 가스, 정화 가스 및 프로세스 가스는 질소, 수소, 암모니아, 아르곤, 네온, 헬륨 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 캐리어 가스는 질소를 포함한다.

이후, 반응물 가스의 흐름은 플라즈마를 점화시키기 이전에 유지 또는 조절될 수 있다. 기판은 약 0.1초 내지 약 20초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 10초, 보다 더 바람직하게 약 2초 내지 약 8초의 시간 주기 동안 플라즈마에 노출될 수 있다. 이후 플라즈마 전력이 차단된다. 일 예에서, 반응물은 암모니아 플라즈마, 질소 플라즈마, 수소 플라즈마 또는 조합된 플라즈마를 형성하는 암모니아, 질소, 수소 또는 이들의 조합물일 수 있다. 반응물 플라즈마는 상부에 루테늄 물질이 형성되도록 기판 상에서 흡수된 루테늄 전구체와 반응한다. 일 예에서, 반응물 플라즈마는 금속 루테늄을 형성하기 위한 환원제(reductant)로서 사용된다. 그러나, 광범위한 조성물을 가지는 루테늄 물질을 형성하기 위해 다양한 반응물이 사용될 수 있다. 일 예에서, 루테늄 물질 함유 붕소화물을 형성하기 위해 붕소-함유 반응물 화합물(예를 들어, 디보란)이 사용된다. 또 다른 예에서, 실리콘-함유 반응물 화합물(예를 들어, 실란)은 루테늄 물질 함유 실리사이드를 형성하기 위해 사용된다.

프로세스 챔버는 이전 단계들로부터 과도한 전구체 또는 오염물을 제거하기 위해 제 2 정화 단계에 노출된다. 반응물 가스의 유량은 정화 단계 동안 이전 단계로부터 유지 또는 조절될 수 있다. 선택적 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어, 약 500sccm 유량으로 프로세스 챔버에 공급된다. 제 2 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게는 약 2 초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행될 수 있다.

ALD 주기는 미리 결정된 두께의 루테늄 물질이 기판 상에 증착될 때까지 반복된다. 루테늄 물질은 1,000Å 미만, 바람직하게 500Å 미만, 보다 더 바람직하게는 약 10Å 내지 약 100Å, 예를 들어 약 30Å의 두께로 증착될 수 있다. 본 명세서에 개시되는 프로세스 가스는 적어도 0.15Å/주기, 바람직하게 적어도 0.25Å/주기, 보다 더 바람직하게 적어도 0.35Å/주기 또는 그 이상의 속도로 루테늄 물질을 증착할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 명세서에 개시된 프로세스는 핵형성 지연과 관련하여 종래 기술의 문제점을 해결한다. 대부분이 그런 것은 아니지만, 루테늄 물질을 증착하는 다수의 실험 동안 핵형성 지연이 검출되지 않았다.

또 다른 실시예에서, 루테늄 물질은 반응물 플라즈마와 같은, 루테늄 전구체 및 활성 반응물의 펄스에 대한 기판의 순차적 노출을 제공하는 또 다른 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다. 기판은 본 명세서에 개시된 바와 같이, 루테늄 전구체를 포함하는 앰플을 통해 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된 루테늄 전구체 가스에 노출될 수 있다. 전형적으로 루테늄 전구체 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들면 약 500sccm의 유량을 갖는다. 기판은 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 루테늄 전구체 및 반응물 가스를 함유하는 증착 가스에 노출될 수 있다. 루테늄 전구체의 흐름은 일단 루테늄 전구체가 기판 상에 흡수되면 중단될 수 있다. 루테늄 전구체는 불연속층, 연속층 또는 균일한 다수의 층일 수 있다.

순차적으로, 기판 및 챔버는 정화 단계에 노출된다. 정화 가스는 정화 단계 동안 프로세스 챔버로 공급된다. 일 면에서, 정화 가스는 암모니아, 질소 또는 수소와 같은 반응물 가스이다. 또 다른 면에서, 정화 가스는 반응물 가스와 상이한 가스일 수 있다. 예를 들어, 반응물 가스는 암모니아일 수 있으며 정화 가스는 질소, 수소 또는 아르곤일 수 있다. 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량을 가질 수 있다. 정화 단계는 프로세스 챔버 내에서의 임의의 과도한 루테늄 전구체 및 다른 오염물을 제거한다. 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행될 수 있다. 캐리어 가스, 정화 가스 및 프로세스 가스는 질소, 수소, 암모니아, 아르곤, 네온, 헬륨 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.

기판 및 그 위에 흡수된 루테늄 전구체는 ALD 프로세스의 다음 단계 동안 바응물 가스에 노출될 수 있다. 선택적으로, 캐리어 가스는 프로세스 챔버 속으로 반응물 가스와 동일한 시간 동안 공급된다. 반응물 가스는 플라즈마를 형성하도록 점화될 수 있다. 전형적으로 반응물 가스는 약 100sccm 내지 약 3,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 2,000sccm, 보다 더 바람직하게 약 500sccm 내지 약 1,500sccm의 유량을 갖는다. 일 예에서, 암모니아는 약 1,500sccm의 유량을 갖는 반응물 가스로서 사용된다. 기판은 약 0.1초 내지 약 20초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 10초, 보다 더 바람직하게는 약 2 초 내지 약 8초의 시간 주기 동안 플라즈마에 노출될 수 있다. 이후, 플라즈마 전력은 차단될 수 있다. 일 예에서, 반응물은 암모니아, 질소, 수소 또는 이들의 조합물일 수 있으며, 플라즈마는 암모니아 플라즈마, 질소 플라즈마, 수소 플라즈마 또는 이들의 조합물일 수 있다. 반응물 플라즈마는 기판 상에 루테늄 물질을 형성하기 위해 기판 상에서 흡수된 루테늄 전구체와 반응한다. 바람직하게, 반응물 플라즈마는 금속 뤠늄을 형성하는 환원제로서 사용된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 것처럼, 광범위한 조성물을 가지는 루테늄 물질을 형성하기 위해 다양한 반응물이 사용될 수 있다.

프로세스 챔버는 프로세스 챔버로부터 과도한 전구체 또는 오염물을 제거하기 위해 제 2 정화 단계에 노출될 수 있다. 반응물 가스가 정화 가스로 사용될 경우, 반응물 가스의 흐름은 이전 단계의 마지막에서 종료되며 정화 단계 동안 개시된다. 선택적으로, 반응물 가스와 상이한 정화 가스가 프로세스 챔버로 공급될 수 있다. 반응물 가스 또는 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량을 가질 수 있다. 제 2 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게 약 2 초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행될 수 있다.

ALD 주기는 미리 결정된 두께의 루테늄 물질이 기판 상에 증착될 때까지 반복될 수 있다. 루테늄 물질은 1,000Å 미만, 바람직하게 500Å 미만, 보다 더 바람직하게는 약 10Å 내지 약 100Å, 예를 들어 약 30Å의 두께로 증착될 수 있다. 본 명세서에 개시되는 프로세스 가스는 적어도 0.15Å/주기, 바람직하게 적어도 0.25Å/주기, 보다 더 바람직하게 적어도 0.35Å/주기 또는 그 이상의 속도로 루테늄 물질을 증착할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 명세서에 개시된 프로세스는 핵형성 지연과 관련하여 종래 기술의 문제점을 해결한다. 대부분이 그런 것은 아니지만, 루테늄 물질을 증착하는 다수의 실험 동안 핵형성 지연이 검출되지 않았다.

일반적으로, ALD 프로세스 동안 루테노시네(ruthenocene) 화합물을 사용하기 위해, 표면이 -OH와 같은 수산기, 또는 금속층과 같은 전자-풍부 표면으로 종결되지 않는다면 표면 처리 단계가 요구된다. 탄탈 질화물과 같은 배리어층 상에서, 루테노시네 전구체는 예비-처리 단계 없이 ALD 프로세스를 통해 루테늄 물질을 증착하지 않는다. 배리어 표면의 수산화와 같은 예비-처리 단계를 사용하더라도, 불규칙하게 위치된 핵형성 위치들은 루테노시네가 증착 프로세스 동안 루테늄 섬 또는 행성(satellite)을 형성하게 한다. 따라서, 일반적으로 루테노시네 전구체를 사용하는 ALD 프로세스는 루테늄 물질의 불균일성으로 인해, 증가된 전기 저항을 가지는 루테늄 물질을 증착한다. 또한, 증착 프로세스는 루테노시네 전구체로 인해 핵형성 지연을 겪게될 수 있다. 또한, 400℃ 이상의 높은 흡수 온도가 전형적으로 루테노시네 전구체에 대해 이용된다. 이러한 높은 온도는 민감성 낮은-k 유전체 환경에서, 예를 들면, 구리 BEOL(back end of line) 프로세스에서 소자 구조를 손싱시킬 수 있다. 따라서, 400℃ 미만의 온도, 바람직하게는 350℃ 미만의 온도에서 ALD 프로세스를 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 유전체 표면 상에서의 ALD 프로세스 동안 사용되는 루테노시네 전구체로부터 증착된 루테늄 물질은 하부층의 낮은 접착력으로 인해 테입 테스트를 실패하는 경향이 있다. 따라서, 다수의 실시예에서, 비스(에틸시클로펜타디에닐) 루테늄, 비스(시클로펜타디에닐) 루테늄 및 비스(펜타메틸시클로펜타디에닐) 루테늄과 같은 루테노시네 화합물은 덜 바람직한 루테늄 전구체이다.

본 발명의 실시예들은 종래 기술의 문제점을 해결하는 개선된 방법들, 종래 기술을 능가하는 추가적인 장점을 제공하는 바람직한 전구체 및 화학물들을 포함한다. 본 명세서에 개시된 증착 프로세스 동안 루테늄 물질을 형성하는데 유용한 루테늄 전구체들의 패밀리로는 피롤릴 루테늄 전구체가 포함된다. 루테늄 물질을 증착하는 ALD 프로세스의 추가 설명은 공동으로 양도되고 공동 계류중이며, 2006년 9월 6일자로 "Atomic Layer Deposition Process for Ruthenium Materials"란 명칭으로 출원된 미국 출원 번호 11/470,466호에 개시되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다. 피롤릴 리간드는 ALD 프로세스 동안 종래의 루테늄 전구체(예를 들어, 루테노시네 및 이들의 유도체)를 능가하는 피롤릴 루테늄 전구체 장점을 제공한다. 피롤릴 리간드는 다수의 리간드 보다 열역학적으로 안정하며 휘발성이 높은 화학적 전구체를 형성한다. 피롤릴 루테늄 전구체는 루테늄 및 적어도 하나의 피롤릴 리간드 또는 적어도 하나의 피롤릴 유도체 리간드를 포함한다. 피롤릴 루테늄 전구체는 다음과 같은 피롤릴 리간드를 포함할 수 있다:

Figure 112007075312986-pct00004

여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬 그룹(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 아밀 또는 탄소수가 6개 이상인 알킬(higher)), 아민 그룹, 알콕시 그룹, 알콜 그룹, 아릴 그룹, 또 다른 피롤릴 그룹(예를 들어, 2,2'-비스피롤릴), 피라졸 그룹, 이들의 유도체 또는 이들의 조합이다. 피롤릴 리간드는 화학적 그룹에 의해 서로 접속된 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 임의의 2개 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, R2 및 R3는 인도일(indolyl) 그룹 또는 이들의 유도체와 같은 링 구조물의 일부일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 피롤릴 루테늄 전구체는 루테늄 및 적어도 하나의 피롤릴 리간드 또는 피롤릴 리간드의 적어도 하나의 유도체를 포함하는 임의의 화학적 화합물로 간주된다. 바람직한 예에서, 피롤릴 루테늄 전구체는 비스(테트라메틸피롤릴) 루테늄, 비스(2,5-디메틸피롤릴) 루테늄, 비스(2,5-디에틸피롤릴) 루테늄, 비스(테트라에틸피롤릴) 루테늄, 펜타디에닐 테트라메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 2,5-디메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 테트라에틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 2,5-디에틸피롤릴 루테늄, 1,3-디메틸펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 1,3-디에틸펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 메틸시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 에틸시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 2-메틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 2-에틸피롤릴 피롤릴 루테늄 또는 이들의 유도체를 포함할 수 있다.

중요한 전구체 특성은 적절한 기상 압력을 갖는 것이다. 증착 전구체는 대기 온도 및 압력에서 기체, 액체 또는 고체 상태일 수 있다. 그러나, ALD 챔버 내에서, 전구체는 전형적으로 가스 또는 플라즈마로서 휘발된다. 전형적으로 전구체는 프로세스 챔버로 전달되기 이전에 가열된다. 다양한 변수가 루테늄 물질을 형성하는 ALD 프로세스 동안 증착 속도에 영향을 미치지만, 피롤릴 루테늄 전구체 상의 리간드 크기는 미리 결정된 증착 속도를 달성하는데 있어 중요한 사항이다. 리간드의 크기는 피롤릴 루테늄 전구체를 휘발시키는데 요구되는 특정 온도 및 압력을 결정하는데 기여한다. 또한, 피롤릴 루테늄 전구체는 리간드의 크기에 비례하는 특정 리간드 입체 장애(steric hindrance)를 갖는다. 일반적으로 큰 리간드는 보다 많은 입체 장애를 제공한다. 따라서, 전구체가 보다 적은 크기의 리간드를 포함하는 경우보다 전구체에 기판을 노출시키면서 전구체의 보다 큰 리간드의 소수의 분자가 반응의 절반 동안 표면 상에 흡수될 수 있다. 입체 장애 효과는 표면 상에 흡수된 전구체의 양을 제한한다. 따라서, 피롤릴 루테늄 전구체의 단층은 리간드(들)의 입체 장애를 감소시킴으로써 보다 많은 분자가 농축되도록 형성된다. 전체 증착 속도는 표면 상에 흡수된 전구체의 양과 비례하며, 이는 전형적으로 증가된 증착 속도가 표면에 흡수된 보다 많은 전구체를 가짐으로써 달성된다. 일반적으로 작은 기능 그룹(예를 들어, 수소 또는 메틸)을 포함하는 리간드는 보다 큰 기능 그룹(예를 들어, 아릴)을 포함하는 리간드 보다 적은 입체 장애를 제공한다. 또한, 리간드 모티프(motif) 상의 위치는 전구체의 입체 장애에 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로 내부 위치(R2, R5)는 외부 위치(R3, R4) 보다 영향을 덜 미친다. 예를 들어, 수소 그룹과 같은 R2 및 R5 및 메틸 그룹과 같은 R3 및 R4를 포함하는 피롤릴 루테늄 전구체는 메틸 그룹과 같은 R2 및 R5 및 수소 그룹과 같은 R3 및 R4를 포함하는 피롤릴 루테늄 전구체 보다 많은 입체 장애를 갖는다.

피롤릴 리간드는 "py"로 생략될 수 있고 피롤릴 전구체 리간드는 "R-py"로 생략될 수 있다. 본 명세서에 개시된 증착 프로세스 동안 루테늄 물질을 형성하는 데 유용한 예시적인 피롤릴 루테늄 전구체로는 알킬 피롤릴 루테늄 전구체(예를 들어, (Rx-py)Ru), 비스(피롤릴) 루테늄 전구체(예를 들어, (py)2Ru) 및 디에닐 피롤릴 루테늄 전구체(예를 들어, (Cp)(py)Ru)가 포함된다. 알킬 피롤릴 루테늄 전구체의 예로는 메틸피롤릴 루테늄, 에틸피롤릴 루테늄, 프로필피롤릴 루테늄, 디메틸피롤릴 루테늄, 디에틸피롤릴 루테늄, 디프로필피롤릴 루테늄, 트리메틸피롤릴 루테늄, 트리에틸프로필 루테늄, 테트라메틸피롤릴 루테늄, 테트라에틸피롤릴 루테늄 또는 이들의 유도체를 포함한다. 비스(피롤릴) 루테늄 전구체의 예로는 비스(피롤릴) 루테늄, 비스(메틸피롤릴) 루테늄, 비스(에틸피롤릴) 루테늄, 비스(프로필피롤릴) 루테늄, 비스(디메틸피롤릴) 루테늄, 비스(디에틸피롤릴) 루테늄, 비스(디프로필피롤릴) 루테늄, 비스(트리메틸피롤릴) 루테늄, 비스(트리에틸피롤릴) 루테늄, 비스(테트라메틸피롤릴) 루테늄, 비스(테트라에틸피롤릴) 루테늄, 메틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 에틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 프로필피롤릴 피롤릴 루테늄, 디메틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 디에틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 디프로필피롤릴 피롤릴 루테늄, 트리메틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 트리에틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 테트라메틸피롤릴 피롤릴 루테늄, 테트라에틸피롤릴 피롤릴 루테늄 또는 이들의 유도체를 포함한다.

디에닐 피롤릴 루테늄 전구체는 적어도 하나의 디에닐 리간드와 적어도 하나의 피롤릴 리간드를 포함한다. 디에닐 리간드는 3개의 탄소 원자 만큼 작은 또는 약 10개의 탄소 원자와 만큼 많은, 바람직하게는 약 5개 또는 6개의 탄소 원자를 갖는 탄소 뼈대를 포함할 수 있다. 디에닐 리간드는 링 구조물(예를 들어, 시클로 펜타디에닐)를 갖거나 또는 개방 알킬 체인(예를 들어, 펜타디에닐)일 수 있다. 또한, 디에닐 리간드는 알킬 그룹을 갖지 않거나, 하나의 알킬 그룹을 갖거나 또는 다수의 알킬 그룹을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 디에닐 피롤릴 루테늄 전구체는 펜타디에닐 리간드와 알킬펜타디에닐 리간드를 포함한다. 펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체의 예로는 펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 에틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 프로필피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 디메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 디에틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 디프로필피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 트리메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 트리에틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 테트라메틸피롤릴 루테늄, 펜타디에닐 테트라에틸피롤릴 루테늄 또는 이들의 유도체를 포함한다. 알킬펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체의 예로는 알킬펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 메틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 에틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 프로필피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 디메틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 디에틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 디프로필피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 트리메틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 트리에틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 테트라메틸피롤릴 루테늄, 알킬펜타디에닐 테트라에틸피롤릴 루테늄 또는 이들의 유도체를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 디에닐 프로필 루테늄 전구체는 시클로펜타디에닐 리간드 또는 알킬시클로펜타디에닐 리간드를 포함한다. 시클로펜타디에닐 프로필 루테늄 전구체의 예로는 시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 메틸피롤 릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 에틸피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 프로필피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 디메틸피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 디에틸피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 디프로필피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 트리메틸피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 트리에틸피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 테트라메틸피롤릴 루테늄, 시클로펜타디에닐 테트라에틸피롤릴 루테늄 또는 이들의 전구체를 포함한다. 알킬시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄 전구체의 예로는 알킬시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 메틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 에틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 프로필피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 디메틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 디에틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 디프로필피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 트리메틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 트리에틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 테트라메틸피롤릴 루테늄, 알킬시클로펜타디에닐 테트라에틸피롤릴 루테늄 또는 이들의 유도체를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 루테늄 전구체는 피롤릴 리간드 또는 피롤릴 유도체 리간드를 포함하지 않을 수 있으나, 대신 CH2CRCHCRCH2와 같은 적어도 하나의 개방 체인 디에닐 리간드를 포함할 수 있고, 여기서 R은 독립적으로 알킬 그룹 또는 수소이다. 루테늄 전구체는 펜타디에닐 또는 헵타디에닐과 같이 2개의 개방-체인 디에닐 리간드를 가질 수 있다. 비스(펜타디에닐) 루테늄 화합물은 일반 화학식 (CH2CRCHCRCH2)2Ru를 가질 수 있으며, R은 독립적으로 알킬 그룹 또는 수소이다. 일반적으로 R은 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이다. 따라서, 루테늄 전구체는 비스(디알킬펜타디에닐) 루테늄 화합물, 비스(알킬펜타디에닐) 루테늄 화합물, 비스(펜타디에닐) 루테늄 화합물 또는 이들의 조합물을 포함한다. 루테늄 전구체의 예로는 비스(2,4-디메틸펜타디에닐) 루테늄, 비스(2,4-디에틸펜타디에닐) 루테늄, 비스(2,4-디이소프로필펜타디에닐) 루테늄, 비스(2,4-디테르트부필펜타디에닐) 루테늄, 비스(메틸펜타디에닐) 루테늄, 비스(에틸펜타디에닐) 루테늄, 비스(이소프로필펜타디에닐) 루테늄, 비스(테르트부틸펜타디에닐) 루테늄, 이들의 유도체 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일부 실시예에서, 다른 루테늄 전구체는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오나토) 루테늄, 디카보닐 펜타디에닐 루테늄, 루테늄 아세틸 아세톤, 2,4-디메틸펜타디에닐 시클로펜타디에닐 루테늄, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오나토)(1,5-시클로옥타디엔) 루테늄, 2,4-디메틸펜타디에닐 메틸시클로펜타디에닐 루테늄, 1,5-시클로옥타디엔 시클로펜타디에닐 루테늄, 1,5-시클로옥타디엔 메틸시클로펜타디에닐 루테늄, 1,5-시클로옥타디엔 에틸시클로펜타디에닐 루테늄, 2,4-디메틸펜타디에닐 에틸시클로펜타디에닐 루테늄, 2,4-디메틸펜타디에닐 이소프로필시클로펜타디에닐 루테늄, 비스(N,N-디메틸 1,3-테트라메틸 디이미나토) 1,5-시클로옥타디엔 루테늄, 비스(N,N-디메틸 1,3-디메틸 디이미나토) 1,5-시클로옥타디엔 루테늄, 비스(알릴) 1,5-시클로옥타디엔 루테늄, η6-C6H6 1,3-시클로헥사디엔 루테늄, 비스(1,1-디메틸-2-아미노에톡시래토) 1,5-시클로옥타디엔 루테늄, 비스(1,1-디메틸-2-아미노에틸아미나토) 1, 5-시클로옥타디 엔 루테늄, 이들의 유도체 또는 이들의 조합물을 포함한다.

피롤릴 리간드, 개방 체인 디에닐 리간드 또는 이들의 조합물을 포함하는 다양한 루테늄 전구체는 루테늄 물질을 형성하도록 적어도 하나의 반응물과 함께 사용될 수 있다. 루테늄 전구체 및 반응물은 열적 ALD 프로세스 또는 PE-ALD 프로세스 동안 프로세스 챔버에 순차적으로 주입될 수 있다. 루테늄 물질을 형성하는 적절한 반응물은 환원 가스일 수 있으며 수소(예를 들어, H2 또는 원자-H), 원자-N, 암노니아(NH3), 히드라진(N2H4), 실란(SiH4), 디실란(Si2H6), 트리실란(Si3H8), 테트라실란(Si4H10), 디메틸실란(SiC2H8), 메틸 실란(SiCH6), 에틸실란(SiC2H8), 클로로실란(ClSiH3), 디클로로실란(Cl2SiH2), 헥사클로디실란(Si2Cl6), 보란(BH3), 디보란(B2H6), 트리보란, 테트라보란, 펜타보란, 트리에틸보란(Et3B), 이들의 유도체, 이들의 플라즈마, 또는 이들의 조합물을 포함한다.

선택적 실시예에서, 반응물 가스는 산소(예를 들어, O2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 이들의 유도체 또는 이들의 조합물과 같은 산소-함유 가스를 포함할 수 있다. 또한, 종래의 반응물들은 반응물 가스를 형성하도록 산소-함유 반응물과 조합될 수 있다. 루테늄 물질을 형성하기 위해 증착 프로세스 동안 사용될 수 있는 산소-함유 가스는 전형적으로 산화물로서 화학적 기술에서 사용될 수 있다. 그러나, 귀금속(예를 들어, Ru)을 포함하는 금속-유기 화합물 상의 리간드는 귀금속 보다는 산소-함유 환원제에 더 민감하다. 따라서, 리간드는 일반적으로 금속 중심부로부터 산화되는 반면 금속 이온은 원소 금속을 형성하도록 감소된다. 일 실시예에서, 리간드 가스는 대기중 수증기(ambient water)를 감소시키기 위한 서비스로 건조될 수 있는 대기 산소를 공기중에 포함한다. 산소-함유 가스를 이용하여 루테늄 물질을 증착하는 프로세스를 포함하는, 본 발명에 개시된 프로세스에 유용한 추가 설명은 공동 양도되고 공동계류중이며, 2004년 3월 26일자로 "Ruthenium Layer Formation for Copper Film Deposition"이란 명칭으로 출원되어 US 2004-02413121로 공개된 미국 출원 번호 10/811,230호에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조 된다.

루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격은 예를 들어, 사용되는 프로세스 챔버의 체적 용량, 결합되는 진공 시스템 및 ALD 프로세스 동안 사용되는 반응물의 휘발성/반응성과 같은 다양한 팩터에 따라 변한다. 예를 들어, (1) 큰-체적의 프로세스 챔버는 예를 들어 긴 펄스 시간을 요구하는 캐리어/정화 가스 흐름 및 온도와 같은 프로세스 조건을 안정화시키기 위해 긴 시간을 유도할 수 있다; (2) 프로세스 가스에 대한 낮은 유량은 긴 펄스 시간을 요구하는 프로세스 시간을 안정화시키기 위해 긴 시간을 유도할 수 있다; (3) 낮은 챔버 압력은 프로세스 가스가 긴 펄스 시간을 요구하는 프로세스 챔버로부터 보다 신속하게 배기된다는 것을 의미한다. 일반적으로, 프로세스 조건은 루테늄 전구체의 펄스가 충분한 양의 전구체를 공급하여 루테늄 전구체의 적어도 단층이 기판 상에 흡수되도록 바람직하게 선택된다. 이후, 챔버에 남아있는 과도한 루테늄 전구체는 진공 시스템과 조합되어 일정한 캐리어 가스 스트림에 의해 프로세스 챔버로부터 제거될 수 있다.

루테늄 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스에 대한 시간 간격은 동일한 주기를 가질 수 있다. 즉, 루테늄 전구체의 펄스 기간은 반응물 가스의 펄스 주기와 동일할 수 있다. 이러한 실시예에 대해, 루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 반응물 가스의 펄스에 대한 시간 간격(T2)와 같다.

선택적으로, 루테늄 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스에 대한 시간 간격은 상이한 기간을 가질 수 있다. 즉, 루테늄 전구체의 펄스 기간은 반응물 가스의 펄스 기간 보다 짧거나 길 수 있다. 이러한 실시예에서, 루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 반응물 가스의 펄스에 대한 시간 간격(T2)과 상이하다.

또한, 루테늄 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스 사이에 넌-펄싱(non-pulsing) 기간은 동일한 기간을 가질 수 있다. 즉, 루테늄 전구체의 각각의 펄스와 반응물 가스 각각의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기 기간은 동일하다. 이러한 실시예에서, 루테늄 전구체의 펄스와 반응물 펄스 사이의 넌-펄싱 시간 간격(T3)은 반응물 가스의 펄스와 루테늄 전구체 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)과 같다. 넌-펄싱 시간 주기 동안 단지 일정한 캐리어 가스만이 프로세스 챔버에 제공된다.

선택적으로, 루테늄 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스 사이에 넌-펄싱(non-pulsing) 기간은 상이한 기간을 가질 수 있다. 즉, 루테늄 전구체 각각의 펄스와 반응물 가스 각각의 펄스 사이의 넌-펄싱 기간의 주기는 반응물 가스 각각의 펄스와 루테늄 전구체 각각의 펄스 사이의 넌-펄싱 기간의 주기보다 짧거나 길 수 있다. 이러한 실시예에서, 루테늄 전구체의 펄스와 반응물 펄스 사이의 넌-펄싱 시간 간격(T3)은 반응물 가스의 펄스와 루테늄 전구체 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)과 상이하다. 넌-펄싱 시간 주기 동안 단지 일정한 캐리어 가스만이 프로세스 챔버에 제공된다.

부가적으로, 루테늄 전구체, 반응물 가스 각각의 펄스에 대한 시간 간격과 각각의 증착 주기에 대한 넌-펄싱 주기는 동일한 기간을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 루테늄 전구체에 대한 시간 간격(T1), 반응물 가스에 대한 시간 간격(T2), 루테늄 전구체의 펄스와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T3) 및 반응물 가스의 펄스와 루테늄 전구체의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)은 각각의 증착 주기에 대해 동일한 값을 갖는다. 예를 들어, 제 1 증착 주기(C1)에서, 루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)과 동일한 기간을 갖는다. 유사하게, 각각의 반응물 가스의 펄스 기간과 제 1 증착 주기(C1)에서 루테늄 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기는 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 각각의 반응물 가스의 주기와 루테늄 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기와 각각 동일하다.

선택적으로, 루테늄 전구체, 반응물 가스의 적어도 하나의 펄스에 대한 시간 간격 및 루테늄 물질 증착 프로세스의 하나 이상의 증착 주기에 대한 넌-펄싱 기간은 상이한 기간을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1), 반응물 가스의 펄스에 대한 시간 간격(T2), 루테늄 전구체의 펄스와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T3) 및 반응물 가스의 펄스와 루테늄 전구체의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)은 주기적인 증착 프로세스의 하나 이상의 증착 주기에 대해 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 증착 주기(C1)에서, 루테늄 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 루테늄 전구체의 펄스에 대한 하나 이상의 시간 간격(T1)보다 길거나 짧을 수 있다. 유사하게, 반응물 가스의 펄스 기간과 제 1 증착 주기(C1)에서 루테늄 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기는 각각의 반응물 가스의 펄스 기간 및 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 루테늄 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 기간과 동일하거나 상이할 수 있다.

일부 실시예에서, 캐리어 가스 또는 정화 가스의 일정한 흐름은 펄싱과 넌-펄싱의 주기를 교번시킴으로써 변조되어 프로세스 챔버에 제공되며, 펄싱 주기는 캐리어/정화 가스 스트림과 함께 루테늄 전구체와 반응물 가스 사이에서 교번하는 반면, 넌-펄싱 주기는 캐리어/정화 가스 스트림만을 포함한다.

PE-ALD 프로세스 챔버는 탄탈, 탄탈 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 루테늄, 텅스텐, 텅스텐 질화물 및 다른 물질을 포함하는 다수의 물질을 형성하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 루테늄 물질은 공동 양도된 미국 특허 6,951,804호 에 개시된 것처럼 ALD 프로세스 동안 형성될 수 있는 탄탈 및/또는 탄탈 질화물을 포함하는 배리어층 상에 증착되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다. 또한 루테늄 물질 상에 텅스텐 물질을 증착하는 프로세스에 대한 설명은 공동 양도되었으며 공동 계류중이며 2004년 12월 10일자로 "Ruthenium as an Underlayer for Tungsten Film Deposition"이란 명칭으로 출원되었으며 US 2006-0128150으로 공개된 미국 출원 번호 11/009,331호에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다.

일 예에서, 구리 시드층은 CVD 프로세스에 의해 루테늄 물질 상에 형성될 수 있으며, 이후 벌크 구리가 ECP 프로세스에 의해 상호접속부를 충진시키도록 증착된다. 또 다른 예에서, 구리 시드층은 PVD 프로세스에 의해 루테늄 물질 상에 증착되며 이후 벌크 구리가 ECP 프로세스에 의해 상소접속부를 추진시키도록 증착된다. 또 다른 예에서, 구리 시드층은 무전해 프로세스에 의해 루테늄 물질 상에 형성되며 이후 벌크 구리가 ECP 프로세스에 의해 상호접속부를 충진시키도록 증착된다. 또 다른 실시예에서, 루테늄 물질은 구리 벌크 충진물이 ECP 프로세스 또는 무전해 증착 프로세스에 의해 직접 증착되는 시드층으로서의 역할을 한다.

또 다른 예에서, 텅스텐 시스층은 ALD 프로세스에 의해 루테늄 물질 상에 형성되며, 이후 벌크 텅스텐은 CVD 프로세스 또는 펄스-CVD 프로세스에 의해 상호접속부를 충진시키도록 증착된다. 또 다른 예에서, 텅스텐 시드층은 PVD 프로세스에 의해 루테늄 물질 상에 형성되며 이후 벌크 텅스텐은 CVD 프로세스 또는 펄스-CVD 프로세스에 의해 상호접속부를 충진시키도록 증착된다. 또 다른 예에서, 텅스텐 시드층은 ALD 프로세스에 의해 루테늄 물질 상에 형성되며, 이후 텅스텐은 ECP 프로세스에 의해 상호접속부를 충진시키도록 증착된다. 또 다른 예에서, 루테늄 물질은 시드층으로서의 역할을 하며 텅스템 충진물은 CVD 프로세스 또는 펄스-CVD 프로세스에의해 직접 증착된다.

몇 개의 통합 시퀀스는 상호접속부 내에서 루테늄 물질을 형성하도록 수행된다. 일 예에서, 순차적 단계들은 a) 기판 예비 세정; b) 배리어층 증착(예를 들어, TaN의 ALD); c) ALD에 의한 루테늄 증착; 및 d) 무전해, ECP 또는 PVD에 의한 구리 증착에 이어 ECP에 의한 벌크 구리 증착을 수행한다. 또 다른 예에서, 순차적인 단계들은 a) 배리어층 증착(예를 들어, TaN의 ALD); b) 펀치 쓰로우 단계; c) ALD에 의한 루테늄 증착; 및 d) 무전해, ECP 또는 PVD에 의한 시드층 증착에 이어 ECP에 의한 벌크 구리 증착을 수행한다. 또 다른 실시예에서, 순차적인 단계들은 a)ALD에 의해 루테늄 증착; b) 펀치 쓰로우 단계; c) ALD에 의한 루테늄 증착; d) 무전해, ECP 또는 PVD에 의한 시드 구리 증착에 이어 ECP 또는 PVD에 의한 벌크 구리 증착을 수행한다. 또 다른 예에서, 순차적인 단계들은 a) ALD에 의한 루테늄 증착; b) 펀치 쓰로우 단계; c) ALD에 의한 루테늄 증착; d) 무전해 또는 ECP에 의한 구리 증착을 수행한다. 또 다른 실시예에서 순차적인 단계들은 a) 기판의 예비세정; b) ALD에 의한 루테늄 증착; c) 무전해, ECP 또는 PVD에 의한 시드 구리 증착에 이어 ECP에 의한 벌크 구리 증착을 수행한다. 또 다른 예에서, 순차적 단계들은 a) 배리어층 증착(TaN의 ALD); b) ALD에 의한 루테늄 증착; c) 펀치 쓰로우 단계; d) ALD에 의한 루테늄 증착; d) 무전해, ECP 또는 PVD에 의한 시드층 증착에 이어 ECP에 의한 벌크 구리 증착을 수행한다. 또 다른 예에서, 순차적 단계들은 a) 배리어층 증착(예를 들어, TaN의 ALD); b) 펀치 쓰로우 단계; c) 배리어층 증착(예를 들어, TaN의 ALD); d) ALD에 의한 루테늄 증착; e) 무전해, ECP 또는 PVD에 의한 시드층 증착; f) ECP에 의한 벌크 구리 증착을 수행한다. 일 예에서, 순차적인 단계들은 a) 기판 예비세정; b) 배리어층 증착(예를 들어, TaN의 ALD); c) ALD에 의한 루테늄 증착; d) 무전해 또는 ECP에 의한 구리 벌크 증착을 수행한다.

예비세정 단계는 비아 바닥부의 잔류물(예를 들어 탄소) 제거 또는 구리 금속에 대한 구리 산화물 감소와 같이 비아를 세정 또는 청소하는 방법을 포함한다. 펀치 쓰로우 단계는 구리와 같은 전도성층이 노출되도록 비아 바닥부에서 물질(예를 들어, 배리어층)을 제거하는 방법을 포함한다. 펀치 쓰로우 단계에 대한 보다 상세한 설명은 공동 양도된 미국 특허 번호 6,498,091호에 개시되며 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다. 펀치 쓰로우 단계는 배리어 챔버 또는 세정 챔버와 같은 프로세스 챔버에서 수행된다. 본 발명의 실시예에서, 세정 단계 및 펀치 쓰로우 단계는 루테늄 배리어층에 적용된다. 전체가 통합된 방법들에 대한 상세한 설명은 공동으로 양도된 미국 특허 번호 7,049,226호에 개시되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다.

다양한 실시예에서 사용되는 피롤릴 루테늄 전구체 및 증착 화학물은 중요한 추가 장점을 제공한다. 피롤릴 루테늄 전구체와 같이 본 발명의 루테늄 방법론 및 전구체에 의해 형성된 층들은 높은 핵형성 밀도 및 균일성을 갖는다. 이는 단일 루테노시네 화합물을 사용하는 종래 기술의 방법에 의해 증착된 층과 비교할 때, 형성되는 루테늄 물질에서 섬 또는 행성(satellite)과 같은 표면 결함으로부터의 자유도를 증진시키는 것으로 여겨진다.

루테늄 물질을 형성하는데 이용되는 피롤릴 루테늄 전구체는 ALD 프로세스 동안 핵형성 지연이 거의 없거나 없다. 또한, 증착되는 루테늄 물질은 낮은 탄소 농도 및 높은 전기 전도도를 갖는다.

또한, 피롤릴 루테늄 전구체 및 반응물들은 특히 탄탈 질화물 배리어층과 같은 배리어층 상에 루테늄 물질을 증착하는 ALD 프로세스 동안 다양한 실시예에서 이용된다. 루테노시네를 사용하는 다른 ALD 프로세스와는 달리, 본 발명의 루테늄 방법론 및 전구체는 루테늄 물질 증착 이전에 배리어층을 예비세정하는 필요성에 제한을 두지 않는다. 예비처리 단계와 같은 과도한 프로세스 단계는 ALD 프로세스 동안 피롤릴 루테늄 전구체를 인가함으로써 방지 제조 라인의 전체 처리량이 감소된다.

또한, 특히 피롤릴 루테늄 전구체를 사용할 때 본 발명의 방법론을 이용하여 증착된 루테늄 물질은 배리어층 및 유전체 물질에 대해 우수한 접착력을 제공한다. 적어도 부분적으로 우수한 접착력은 보다 높은 균일도 및 핵형성 밀도로 인한 것이며, 보다 높은 레벨 및 보다 적은 표면 결함을 산출하는 것으로 여겨진다. 또한, 루테노시네 화합물들은 ALD 프로세스 동안 요구되는 기판 표면에 흡수되도록 일반적으로 약 400℃ 이상의 온도를 요구한다. 그러나, 다수의 낮은-k 소자들의 임계치는 약 400℃이기 때문에, 루테노시네 화합물은 ALD 프로세스 동안 바람직한 루테늄 전구체가 아니다.

ALD 프로세스 동안 피롤릴 루테늄 전구체로부터 형성된 루테늄 물질은 2,000Ω/sq 미만, 바람직하게 1,000Ω/sq 미만, 보다 더 바람직하게 500Ω/sq 미만의 시트 저항을 갖는다. 예를 들어, 루테늄 물질은 약 10Ω/sq 내지 약 250Ω/sq 이내의 범위의 시트 저항을 가질 수 있다.

본 명세서에서 이용되는 "기판 표면"은 제조 프로세스 동안 막 프로세싱이 수행될 때 기판 상에 형성된 물질 표면 또는 임의의 기판으로 간주된다. 예를 들어, 프로세싱이 수행되는 기판 표면은 적용분야에 따라 실리콘, 실리콘 산화물, 변형된 실리콘, SOI, 탄소 도핑 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 도핑된 실리콘, 게르마늄, 갈륨 아세나이드, 글래스, 사파이어, 및 금속, 금속 질화물, 금속 합금과 같은 물질 및 다른 전도성 물질을 포함한다. 기판 표면 상의 배리어층, 금속 또는 금속 질화물은 티타늄, 티타늄 질화물, 텅스텐 질화물, 탄탈 및 탄탈 질화물을 포함한다. 기판은 200mm 또는 300mm 직경의 웨이퍼 및 직사각형 또는 사각형 페인(panes)과 같은 다양한 치수를 가질 수 있다. 다른 언급이 없다면, 본 명세서에서 개시된 실시예 및 예는 바람직하게 200mm 직경 또는 300mm 직경, 보다 바람직하게는 300mm 직경을 갖는 기판 상에서 수행된다. 본 명세서에 개시된 실시예의 프로세스는 다수의 기판 및 표면 상에 루테늄 물질을 증착한다. 본 발명에 유용한 기판은 반도체 웨이퍼로 제한되는 것은 아니지만, 결정성 실리콘(예를 들어, Si<100> 또는 Si<111>), 실리콘 산화물, 변형된 실리콘, 실리콘 게르마늄, 도핑된 폴리실리콘 또는 비도핑 폴리실리콘, 도핑된 실리콘 웨이퍼 또는 비도핑 실리콘 웨이퍼 및 패터닝된 웨이퍼 또는 비패터닝 웨이퍼를 포함한다. 기판은 기판 표면을 연마, 에칭, 환원, 산화, 수산화, 어닐링 및/또는 베이킹하기 위해 예비처리 프로세스에 노출될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 '원자층 증착(ALD)' 또는 '주기 증착'은 기판 표면 상에 물질층을 증착하기 위한 2개 이상의 반응 화합물의 순차적 주입으로 간주된다. 2개, 3개 또는 그 이상의 반응 화합물은 프로세스 챔버의 프로세스 영역 또는 반응 지역으로 선택적으로 주입될 수 있다. 반응 화합물은 기체, 플라즈마, 기상, 유체 상태 또는 기상 증착 프로세스에 유용한 물질의 다른 상태일 수 있다. 전형적으로, 각각의 반응 화합물은 각각의 화합물이 기판 표면에 부착 및/또는 반응하도록 시간 지연에 의해 분리된다. 일 면에서, 제 1 전구체 또는 화합물 A는 제 1 시간 지연으로 반응 지역으로 펄싱된다. 다음, 제 2 전구체 또는 화합물 B는 제 2 시간 지연에 의해 반응 지역으로 펄싱된다. 화합물 A와 화합물 B는 증착된 물질이 형성되도록 반응한다. 각각의 시간 주기 동안, 정화 가스는 반응 지역을 정화시키기 위해 또는 반응 지역으로부터 임의의 잔류 반응 화합물 또는 부산물을 제거하기 위해 프로세스 챔버로 주입된다. 선택적으로, 정화 가스는 반응 화합물의 펄스 사이에서의 시간 주기 동안 정화 가스만이 흐르도록 증착 프로세스 동안 연속적으로 흐를 수 있다. 반응 화합물은 증착된 물질의 원하는 막 두께가 기판 표면 상에 형성될 때까지 선택적으로 펄싱된다. 한 시나리오에서, 펄싱 화합물 A, 정화 가스, 펄싱 화합물 B 및 정화 가스의 ALD 프로세스는 한 주기이다. 이 주기는 화합물 A 또는 화합물 B중 하나로 시작되며 원하는 두께를 갖는 막이 달성될 때까지 주기의 각각의 순서가 지속된다. 또 다른 실시예에서, 화합물 A를 함유하는 제 1 전구체, 화합물 B를 포함하는 제 2 전구체 및 화합물 C를 포함하는 제 3 전구체는 프로세스챔버에서 각각 개별적으로 펄싱된다. 선택적으로, 제 1 전구체의 펄스는 제 2 전구체의 펄스와 동시에 중첩될 수 있으며 제 3 전구체의 펄스는 제 1 및 제 2 전구체들중 하나의 펄스와 동시에 중첩되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 '프로세스 가스"는 단일 가스, 다중 가스, 플라즈마 함유 가스, 가스(들) 및/또는 플라즈마(들)의 조합으로 간주된다. 프로세스 가스는 기상 증착 프로세스를 위해 적어도 하나의 반응 화합물을 포함할 수 있다. 반응 화합물은 기체, 플라즈마, 기상, 유체 상태 또는 기상 증착 프로세스에 유용한 물질의 다른 상태일 수 있다. 또한, 프로세스는 정화 가스 또는 캐리어 가스를 포함할 수 있으며 반응 화합물을 포함하지 않을 수도 있다.

실험들

본 섹션에서의 실험들은 3,000Å의 두께를 갖는 실리콘 이산화물층을 열적으로 성장시킴으로써 초기에 마련된 기판 상에서 수행된다. 순차적으로, 탄탈 질화물층이 10Å의 두께로 ALD 프로세스에 의해 증착된다. 증착 기술의 전체 설명은 공동 양도된 미국 특허 번호 6,951,804호에 개시되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조된다. 탄틸 질화물막은 약 20,000 Ω/sq 이상의 시트 저항을 갖는 유전체이다.

ALD 실험은 캘리포니아 산타클라라에 위치된 어플라이드 머티리얼스사로부터 입수가능한 앞서 개시된 ALD 챔버에서 완료된다. 챔버 간격(웨이퍼와 챔버 바디 상부 사이의 거리)은 230mils(5.84mm)이다.

실험 1: 일정한 흐름의 NH 3 및 중간 플라즈마를 이용한 ( DMPD ) 2 Ru

이 실험에서 사용되는 루테늄 전구체는 비스(2,4-디메틸펜타디에닐) 루테늄((DMPD)2Ru)이다. 실험 동안, 프로세스 챔버 내의 압력은 약 2 Torr로 유지되며 기판은 약 300℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80℃의 기판에서 가열된 (DMPD)2Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 1,500sccm의 유량을 갖는 암모니아 가스와 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 정화 단계 동안 암모니아 가스의 흐름이 유지되는 동안 중단된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 암모니아 가스로부터 암모니아 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 125와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 플라즈마 전력은 차단되고 챔버는 약 2초 동안 일정한 유량으로 암모니아 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 140 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 5Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연 없이 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.22Å/주기이다.

실험 2: 일정한 흐름의 NH 3 및 중간 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( EtCP ) Ru

이 실험에서 사용되는 루테늄 전구체는 메틸시클로펜타디에닐 에틸시클로펜타디에닐 루테늄 (MeCp)(EtCP)Ru이다. 실험 동안, 프로세스 챔버 내의 압력은 약 2 Torr로 유지되며 기판은 약 300℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80℃의 기판에서 가열된 (MeCp)(EtCP)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 1,500sccm의 유량을 갖는 암모니아 가스와 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 정화 단계 동안 암모니아 가스의 흐름이 유지되는 동안 중단된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 암모니아 가스로부터 암모니아 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 125와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 플라즈마 전력은 차단되고 챔버는 약 2초 동안 일정한 유량으로 암모니아 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 140 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 6Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연 존재하에 검출되도록 분석된다.

실험 3: 일정한 흐름의 NH 3 및 중간 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( Py ) Ru

이 실험에서 사용되는 루테늄 전구체는 메틸시클로펜타디에닐 피롤릴 루테늄(MeCp)(Py)Ru이다. 실험 동안, 프로세스 챔버 내의 압력은 약 2 Torr로 유지되며 기판은 약 300℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루 테늄 전구체는 약 80℃의 기판에서 가열된 (MeCp)(Py)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 1,500sccm의 유량을 갖는 암모니아 가스와 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 정화 단계 동안 암모니아 가스의 흐름이 유지되는 동안 중단된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 암모니아 가스로부터 암모니아 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 300와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 플라즈마 전력은 차단되고 챔버는 약 2초 동안 일정한 유량으로 암모니아 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 140 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 49Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연 없이 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.35Å/주기이다.

실험 4: 일정한 흐름의 N 2 및 중간 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( Py ) Ru

실험 동안, 프로세스 챔버내 압력은 약 4Torr에서 유지되며 기판은 약 350℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80℃의 온도로 가열된 (MeCp)(Py)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 1,500sccm의 유량을 갖는 질소 가스와 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 정화 단계 동안 질소 가스의 흐름이 유지되는 동안 중단 된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 질소 가스로부터 질소 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 500와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 플라즈마 전력은 차단되고 챔버는 약 2초 동안 일정한 유량으로 질소 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 140 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 46Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연 없이 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.33Å/주기이다.

실험 5: 일정한 흐름의 H 2 및 중간 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( Py ) Ru

실험 동안, 프로세스 챔버내 압력은 약 4Torr에서 유지되며 기판은 약 350℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80℃의 온도로 가열된 (MeCp)(Py)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 1,500sccm의 유량을 갖는 수소 가스와 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 정화 단계 동안 수소 가스의 흐름이 유지되는 동안 중단된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 수소 가스로부터 수소 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 500와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 플라즈마 전력은 차단되고 챔버는 약 2초 동안 일정한 유량으로 수소 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 140 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 45Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연 없이 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.32Å/주기이다.

실험 6: 중간 NH 3 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( Py ) Ru

실험 동안, 프로세스 챔버내 압력은 약 2Torr에서 유지되며 기판은 약 300℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80℃의 온도로 가열된 (MeCp)(Py)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 중단되며 약 500sccm의 유량을 갖는 질소 정화 가스가 정화 단계 동안 공급된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 이후, 질소 가스의 흐름이 중단된 이후 약 1,500sccm의 유량을 갖는 암모니아 가스가 챔버에 공급된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 암모니아 가스로부터 암모니아 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 300와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 암모니아 가스의 흐름 및 플라즈마 전력은 차단된다. 챔버는 약 2초 동안 약 500sccm의 유량을 갖는 질소 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 150 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 51Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵 형성 지연하에 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.34Å/주기이다.

실험 7: 중간 N 2 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( Py ) Ru

실험 동안, 프로세스 챔버내 압력은 약 4Torr에서 유지되며 기판은 약 350℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80℃의 온도로 가열된 (MeCp)(Py)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 중단되며 약 500sccm의 유량을 갖는 질소 정화 가스가 정화 단계 동안 공급된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 질소 가스로부터 질소 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 500와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 질소 가스의 흐름 및 플라즈마 전력은 차단된다. 챔버는 약 2초 동안 약 500sccm의 유량을 갖는 질소 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 150 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 50Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연없이 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.33Å/주기이다.

실험 8: 중간 H 2 플라즈마를 이용한 ( MeCp )( Py ) Ru

실험 동안, 프로세스 챔버내 압력은 약 4Torr에서 유지되며 기판은 약 350℃로 가열된다. ALD 프로세스에 다음의 단계들이 포함된다. 루테늄 전구체는 약 80 ℃의 온도로 가열된 (MeCp)(Py)Ru 앰플을 통해 약 500sccm의 유량으로 질소 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된다. 기판은 약 3초 동안 약 500sccm의 유량을 갖는 루테늄 전구체 가스에 노출된다. 루테늄 전구체 가스의 흐름은 중단되며 약 500sccm의 유량을 갖는 질소 정화 가스가 정화 단계 동안 공급된다. 정화 단계는 약 2초 동안 수행된다. 이후, 질소 가스의 흐름이 중단된 이후 약 1,500sccm의 유량을 갖는 수소 가스가 챔버에 공급된다. 순차적으로, 플라즈마가 점화되어 유량을 유지하면서 수소 가스로부터 수소 플라즈마를 형성한다. 13.56MHz에서 약 500와트로 설정되는 전력 출력을 가지는 RF 발생기는 플라즈마 단계 동안 약 4초 동안 플라즈마를 생성한다. 이후, 수소 가스의 흐름 및 플라즈마 전력은 차단된다. 챔버는 약 2초 동안 약 500sccm의 유량을 갖는 질소 가스의 제 2 정화 단계에 노출된다. 증착 프로세스는 약 150 ALD 주기의 반복 후 중단된다. 루테늄 물질층은 약 48Å 두께로 기판 상에 증착된다. 실험으로부터의 데이터는 핵형성 지연없이 검출되도록 분석되며 평균 증착 속도는 약 0.32Å/주기이다.

다른 ALD 프로세스들

본 발명의 실시예들은 프로세스 챔버(50) 또는 리드 어셈블리(100)를 이용함으로써 열적 ALD 프로세스 또는 PE-ALD 프로세스에 의해 기판 상에 다양한 금속-함유 물질(예를 들어, 탄탈 또는 텅스텐 함유 물질)을 증착하는 방법을 제공한다. 일 예에서, 탄탈 질화물은 PE-ALD 프로세스 동안 탄탈 전구체와 플라즈마에 기판을 순차적으로 노출시킴으로써 증착된다. 또 다른 예에서, 텅스텐 질화물은 PE-ALD 프로세스 동안 텅스텐 전구체와 플라즈마에 기판을 순차적으로 노출시킴으로써 증 착된다. 또 다른 예에서, 금속 탄탈 또는 금속 텅스텐은 PE-ALD 프로세스 동안 탄탈 전구체 또는 텅스텐 전구체 및 플라즈마에 기판을 순차적으로 노출시킴으로써 증착된다.

본 명세서에 개시된 기상 증착 프로세스 동안 유용한 탄탈 전구체로는 펜타키스(디메틸아미도) 탄탈(PDMAT 또는 Ta(NMe2)5), 펜타키스(에틸메틸아미도) 탄탈(PEMAT 또는 Ta[N(Et)Me]5), 펜타키스(디에틸아미도) 탄탈(PDEAT 또는 Ta(NEt2)5), 에틸이미도-트리스(디메틸아미도) 탄탈 ((EtN)Ta(NMe2)3), 에틸이미도-트리스(디에틸아미도) 탄탈((EtN)Ta(NEt2)3), 에틸이미도-트리스(에틸메틸아미도) 탄탈((EtN)Ta[N(Et)Me]3), 테르티아릴부틸이미도-트리스(디메틸아미도) 탄탈(TBTDMT 또는 (tBuN)Ta(NMe2)3), 테르티아릴부틸이미도-트리스(디에틸아미도) 탄탈 (TBTDET 또는 (tBuN)Ta(NEt2)3), 테르티아릴부틸이미도-트리스(에틸메틸아미도) 탄탈 (TBTEAT 또는 (tBuN)Ta[N(Et)Me]3), 테르티아릴아밀이미도-트리스(디메틸아미도) 탄탈(TAIMATA 또는 (tAmylN)Ta(NMe2)3를 포함하며, 여기서 tAmyl은 테르티아릴아밀 그룹(C5H11- 또는 CH3CH2C(CH3)2-), 테르티아릴아밀이미도-트리스(디에틸아미도) 탄탈(TAIEATA 또는 (tAmylN)Ta(NEt2)3, 테르티아릴아밀이미도-트리스(에틸메틸아미도) 탄탈(TAIMATA 또는 (tAmylN)Ta([N(Et)Me])3, 탄탈 할라이드(예를 들어, TaF5 또는 TaCl5), 이들의 유도체 또는 이들의 조합물이다.

본 명세서에 개시된 기상 증착 프로세스 동안 유용한 텅스텐 전구체로는 비스(테르티아릴부틸이미도) 비스(테르티아릴부틸아미도) 텅스텐 ((tBuN)2W(N(H)tBu)2), 비스(테르티아릴부틸이미도) 비스(디메틸아미도) 텅스텐 ((tBuN)2W(NMe2)2), 비스(테르티아릴부틸이미도) 비스(디에틸아미도) 텅스텐((tBuN2)W(NEt2)2), 비스(테르티아릴부틸이미도) 비스(에틸메틸아미도) 텅스텐((tBuN)2W(NEtMe)2), 텅스텐 헥사플로라이드, 이들의 유도체 또는 이들의 조합물이 포함된다.

본 명세서에 개시된 기상 증착 프로세스 동안 금속-함유 물질을 형성하데 유용한 질소 전구체로는 암모니아(NH3), 히드라진(N2H4), 메틸히드라진(Me(H)NNH2), 디메틸 히드라진(Me2NNH2 또는 Me(H)NN(H)Me), 테르티아릴부틸히드라진(tBu(H)NNH2), 페닐히드라진(C6H5(H)NNH2), 질소 플라즈마 소스(예를 들어, N, N2, N2/H2, NH3 또는 N2H4 플라즈마), 2,2'-아조테르트부탄(tBuNNtBu), 아지드 소스, 이를 테면, 에틸 아 지드(EtN3), 트리메틸시릴 아지드(Me3SiN3), 이들의 유도체, 이들의 플라즈마 또는 이들의 조합물을 포함한다.

금속-함유 물질을 형성하는 적절한 반응물은 환원 가스일 수 있으며 수소(예를 들어, H2 또는 원자-H), 원자-N, 암모니아(NH3), 히드라진(N2H4), 실란(SiH4), 디실란(Si2H6), 트리실란(Si3H8), 테트라실란(Si4H10), 디메틸실란(SiC2H8), 메틸 실란(SiCH6), 에틸실란(SiC2H8), 클로로실란(ClSiH3), 디클로로실란(Cl2SiH2), 헥사클로로디실란(Si2Cl6), 보란(BH3), 디보란(B2H6), 트리보란, 테트라보란, 펜타보란, 트리에틸보란(Et3B), 이들의 유도체, 이들의 플라즈마, 이들의 조합물을 포함한다.

캐리어 가스, 정화 가스 및 프로세스 가스는 질소, 수소, 암모니아, 아르곤, 네온, 헬륨 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 플라즈마는 이들 중 임의의 가스를 포함하여 점화될 수 있다. 바람직하게, 본 명세서에 개시된 기상 증착 프로세스 동안 금속-함유 물질을 형성하는데 유용한 플라즈마 전구체 가스는 질소, 수소, 암모니아, 아르곤 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일 실시예에서, 플라즈마는 질소 및 수소를 포함한다. 또 다른 예에서, 플라즈마는 질소 및 암모니아를 포함한다. 또 다른 예에서, 플라즈마는 암모니아 및 수소를 포함한다.

본 명세서에 개시된 열적 ALD 또는 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있는 금속-함유 물질로는 탄탈, 탄탈 질화물, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 이들의 합금, 이들의 유도체 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일 실시예에 서, 금속-함유 물질은 금속 전구체 및 플라즈마의 순차적 펄스를 제공하면서 반응물 가스의 일정한 흐름을 포함하는 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 금속-함유 물질은 금속 전구체 및 반응물 플라즈마의 순차적 펄스를 제공하는 또 다른 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다. 이들 실시예에서, 반응물은 일반적으로 프로세스 동안 이온화된다. 또한, PE-ALD 프로세스에서 플라즈마는 원격 플라즈마 발생(RPS) 시스템에 의해 프로세스 챔버 외부에서 생성되거나, 또는 바람직하게 플라즈마는 플라즈마 가능 ALD 프로세스 챔버에서 인시튜로 발생될 수 있다. ALD-프로세스 동안, 플라즈마는 마이크로파(MW) 주파수 발생기 또는 무선 주파수(RF) 발생기에서 발생될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마는 프로세스 챔버(50) 내에서 또는 리드 어셈블리(100)를 이용하여 점화될 수 있다. 바람직한 예에서, 인시튜 플라즈마는 RF 발생기에 의해 발생된다. 또 다른 실시예에서, 금속-함유 물질은 금속 전구체 및 반응물의 순차적 펄스를 제공하는 열적 ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다.

ALD 프로세스는 약 0.1 Torr 내지 약 80 Torr 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.5 Torr 내지 약 10 Torr, 보다 더 바람직하게는 약 1 내지 약 5 Torr의 압력에서 가압된다. 또한, 챔버 또는 기판은 약 500℃ 미만, 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 450℃ 이내의 범위, 보다 더 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 400℃, 예를 들어 약 300℃의 온도로 가열될 수 있다. PE-ALD 프로세스 동안, 플라즈마는 인시튜 플라즈마 프로세스 동안 프로세스 챔버내에서 점화되거나, 또는 선택적으로 원격 플라즈마 발생(RPS) 시스템과 같은 외부 소스에 의해 형성될 수 있다. 플라즈마는 MW 발생기로 생성될 수 있으나, 바람직하게는 RF 발생기에 의해 생성된다. 예를 들어, 플라즈마는 프로세스 챔버(50)내에서 점화되거나 또는 리드 어셈블리(100)를 이용하여 점화된다. RF 발생기는 약 100KHz 내지 약 1.6MHz 이내의 범위의 주파수로 설정될 수 있다. 일 예에서, 13.56MHz의 주파수를 갖는 RF 발생기는 약 100와트 내지 약 1,000와트 이내의 범위, 바람직하게 약 250 와트 내지 약 600와트, 보다 더 바람직하게는 약 300와트 내지 약 500와트의 전력 출력을 갖도록 설정된다. 일 예에서, 400KHz의 주파수를 갖는 RF 발생기는 약 200와트 내지 약 2,000와트 이내의 범위, 바람직하게는 약 500와트 내지 약 1,500와트의 전력 출력을 갖도록 설정된다. 기판 표면은 약 0.01와트/㎠ 내지 약 10.0와트/㎠ 이내의 범위, 바람직하게는 약 0.05와트/㎠ 내지 약 6.0와트/㎠의 표면적 당 전력을 갖는 플라즈마에 노출될 수 있다.

예를 들어 기판은 기판 상에 형성된 하나 이상의 유전체층에 한정된 상호접속 패턴을 가지는 실리콘 기판이다. 일 예에서, 기판은 그 상부에 배리어층을 포함하며, 또 다른 예에서, 기판은 유전체 표면을 포함한다. 온도 및 압력과 같은 프로세스 챔버 조건은 피롤릴 금속 전구체와 반응물 가스의 반응을 조장하기 위해 기판 상에서 프로세스 가스의 흡수가 강화되도록 조절된다.

일 실시예에서, 기판은 전체 ALD 프로세스에 거쳐 반응물 가스에 노출될 수 있다. 기판은 금속 전구체의 앰플을 통해 캐리어 가스(예를 들어, 질소 또는 아르곤)를 통과시킴으로써 형성된 금속 전구체 가스에 노출될 수 있다. 앰플은 프로세스 동안 사용되는 금속 전구체에 따라 가열될 수 있다. 일 예에서, (MeCp)(Py)Ru를 포함하는 앰플은 약 60℃ 내지 약 100℃ 이내의 범위, 이를테면 80℃의 온도로 가열된다. 금속 전구체는 전형적으로 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게는 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량을 갖는다. 금속 전구체 가스 및 반응물 가스는 증착 가스를 형성하도록 조합될 수 있다. 전형적으로 반응물 가스는 약 100sccm 내지 약 3,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 2,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 500sccm 내지 약 1,500sccm의 유량을 갖는다. 일 예에서, 암모니아는 약 1,500sccm의 유량을 갖는 반응물 가스로서 사용된다. 기판은 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게는 약 1초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게는 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 금속 전구체 및 반응물 가스를 포함하는 증착 가스 또는 금속 전구체 가스에 노출될 수 있다. 금속 전구체 가스의 흐름은 일단 금속 전구체가 기판 상에 흡수되면 중단될 수 있다. 금속 전구체는 불연속층, 연속층 또는 균일한 다중층일 수 있다.

기판 및 챔버는 금속 전구체 가스의 흐름이 중단된 후 정화 단계에 노출된다. 반응물 가스의 유량은 정화 단계 동안 이전 단계로부터 유지 또는 조절될 수 있다. 바람직하게, 반응물 가스의 흐름은 이전 단계로부터 유지된다. 선택적으로, 정화 단계는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량으로 프로세스 챔버에 공급될 수 있다. 정화 단계는 임의의 과도한 금속 전구체 및 프로세스 챔버 내의 다른 오염물들을 제거한다. 정 화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게는 약 1초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게는 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행된다. 캐리어 가스, 정화 가스 및 프로세스 가스는 질소, 수소, 암모니아, 아르곤, 네온, 헬륨 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 캐리어 가스는 질소를 포함한다.

이후, 반응물 가스의 흐름은 플라즈마가 점화되기 이전에 유지 또는 조절될 수 있다. 기판은 약 0.1초 내지 약 20초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 10초, 보다 더 바람직하게는 약 2 초 내지 약 8초의 시간 주기 동안 플라즈마에 노출될 수 있다. 이후, 플라즈마 전력은 차단된다. 일 예에서, 반응물은 암모니아 플라즈마, 질소 플라즈마, 수소 플라즈마 또는 조합된 플라즈마를 형성하기 위한 암모니아, 질소, 수소 또는 이들의 조합물일 수 있다. 반응물 플라즈마는 기판 상에 금속-함유 물질이 형성되도록 기판 상에 흡수된 금속 전구체와 반응한다. 일 예에서, 반응물 플라즈마는 금속 루테늄, 탄탈, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금을 형성하는 환원제로서 사용된다. 그러나, 광범위한 조성을 가지는 금속-함유 물질을 형성하기 위해 다양한 반응물이 사용될 수 있다. 일 예에서, 붕소-함유 반응물 화합물(예를 들어, 디보란)은 붕화물을 포함하는 금속-함유 물질을 형성하는데 이용된다. 또 다른 예에서, 실리콘-함유 반응 화합물(예를 들어, 실란)은 실리사이드 함유 금속-함유 물질을 형성하기 위해 이용된다.

프로세스 챔버는 이전 단계에서 과도한 전구체 또는 오염물을 제거하기 위한 제 2 정화 단계에 노출된다. 반응물 가스의 유량은 정화 단계 동안 이전 단계로부 터 유지 또는 조절된다. 선택적 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들면 약 500sccm의 유량으로 프로세스 챔버에 공급된다. 제 2 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행된다.

ALD 주기는 기판 상에 미리 결정된 두께의 금속-함유 물질이 증착될 때까지 반복될 수 있다. 금속-함유 물질은 1,000Å 미만, 바람직하게 500Å 미만, 보다 더 바람직하게 약 10Å 내지 약 100Å, 예를 들어 약 30Å의 두께로 증착될 수 있다. 본 명세서에 개시된 것처럼 프로세스는 적어도 0.15 Å/주기, 바람직하게 적어도 0.25Å/주기, 보다 더 바람직하게 적어도 0.35Å/주기 또는 그 이상의 속도로 금속-함유 물질을 증착할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 명세서에 개시된 프로세스는 핵형성 지연과 관련된 종래 기술의 문제점을 해결한다. 대부분은 아니더라도 금속-함유 물질을 증착하는 다수의 실험 동안 핵형성 지연은 검출되지 않았다.

또 다른 실시예에서, 금속-함유 물질은 금속 전구체 및 반응물 플라즈마와 같은 활성 반응물의 펄스에 기판의 순차적 노출을 제공하는 또 다른 PE-ALD 프로세스 동안 형성될 수 있다. 기판은 본 명세서에 개시된 것처럼, 금속 전구체를 함유하는 앰플을 통해 캐리어 가스를 통과시킴으로써 형성된 금속 전구체 가스에 노출될 수 있다. 금속 전구체 가스는 전형적으로 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량을 갖는다. 기판은 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게 약 2초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 금속 전구체 및 반응물 가스를 포함하는 증착 가스에 노출될 수 있다. 금속 전구체의 흐름은 일단 금속 전구체가 기판 상에 흡수되면 중단될 수 있다. 금속 전구체는 불연속층, 연속층 또는 균일한 다수의 층일 수 있다.

순차적으로, 기판 및 챔버는 정화 단계에 노출된다. 정화 가스는 정화 단계 동안 프로세스 챔버에 공급될 수 있다. 일 면에서, 정화 가스는 암모니아, 질소 또는 수소와 같은 반응물 가스이다. 또 다른 면에서, 정화 가스는 반응물 가스와 상이한 가스일 수 있다. 예를 들어, 반응물 가스는 암모니아일 수 있고 정화 가스는 질소, 수소 또는 아르곤일 수 있다. 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게는 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어 약 500sccm의 유량을 가질 수 있다. 정화 단계는 임의의 과잉 금속 전구체 및 프로세스 챔버 내의 다른 오염물들을 제거한다. 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 5초, 보다 더 바람직하게 약 2 초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행될 수 있다. 캐리어 가스, 정화 가스 및 프로세스 가스는 질소, 수소, 암모니아, 아르곤, 네온, 헬륨 또는 이들의 조합물을 포함한다.

기판 및 기판 상에 흡수된 금속 전구체는 ALD 프로세스의 다음 단계 동안 반응물 가스에 노출될 수 있다. 선택적으로, 캐리어 가스는 프로세스 챔버 속으로 반응물 가스와 동일한 시간에 공급될 수 있다. 반응물 가스는 플라즈마를 형성하도록 점화될 수 있다. 전형적으로, 반응물 가스는 약 100sccm 내지 약 3,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 2,000sccm, 보다 더 바람직하게 약 500sccm 내지 약 1,500sccm의 유량을 갖는다. 일 예에서, 암모니아는 약 1,500sccm의 유량을 갖는 반응물 가스로서 사용된다. 기판은 약 0.1초 내지 약 20초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 10초, 보다 더 바람직하게 약 2 초 내지 약 8초의 시간 주기 동안 플라즈마에 노출된다. 이후, 플라즈마 전력은 차단된다. 일 실시예에서, 반응물은 암모니아, 질소, 수소 또는 이들의 조합물일 수 있으며, 플라즈마는 암모니아 플라즈마, 질소 플라즈마, 수소 플라즈마 또는 이들의 조합물일 수 있다. 반응물 플라즈마는 기판 상에 금속-함유 물질을 형성하기 위해 기판 상에 흡수된 금속 전구체와 반응한다. 바람직하게, 반응물 플라즈마는 금속 루테늄, 탄탈, 텅스텐, 티타늄 또는 이들의 합금을 형성하는 환원제로 사용된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 것처럼, 광범위한 조성을 가지는 금속-함유 물질을 형성하기 위해 다양한 반응물이 사용될 수 있다.

프로세스 챔버는 프로세스 챔버로부터 과잉 전구체 또는 오염물을 제거하도록 제 2 정화 단계에 노출된다. 반응물 가스가 정화 가스로 사용될 경우, 반응물 가스의 흐름은 이전 단계의 마지막에서 중단되며 정화 단계 동안 시작된다. 서택적으로, 반응물 가스와 상이한 정화 가스가 프로세스 챔버 속에 공급될 수 있다. 반응물 가스 또는 정화 가스는 약 100sccm 내지 약 2,000sccm 이내의 범위, 바람직하게 약 200sccm 내지 약 1,000sccm, 보다 더 바람직하게는 약 300sccm 내지 약 700sccm, 예를 들어, 약 500sccm의 유량을 가질 수 있다. 제 2 정화 단계는 약 0.1초 내지 약 8초 이내의 범위, 바람직하게 약 1 초 내지 약 5초, 보다 더 바람직하게는 약 2 초 내지 약 4초의 시간 주기 동안 수행될 수 있다.

ALD 주기는 미리 결정된 두께의 금속-함유 물질이 기판 상에 증착될 때까지 반복될 수 있다. 금속-함유 물질은 1,000Å 미만, 바람직하게 500Å 미만, 보다 더 바람직하게 약 10Å 내지 약 100Å, 예를 들어 약 30Å의 두께로 증착될 수 있다. 본 명세서에 개시된 것처럼 프로세스는 적어도 0.15 Å/주기, 바람직하게 적어도 0.25Å/주기, 보다 더 바람직하게 적어도 0.35Å/주기 또는 그 이상의 속도로 금속-함유 물질을 증착할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 명세서에 개시된 프로세스는 핵형성 지연과 관련된 종래 기술의 문제점을 해결한다. 대부분은 아니더라도 금속-함유 물질을 증착하는 다수의 실험 동안 핵형성 지연은 검출되지 않았다.

금속 전구체 펄스에 대한 시간 간격은 예를 들어, 사용되는 프로세스 챔버의 체적 용량, 결합되는 진공 시스템 및 ALD 프로세스 동안 사용되는 반응물의 휘발성/반응성과 같은 다양한 요인에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, (1) 큰-체적의 프로세스 챔버는 예를 들어 긴 펄스 시간을 요구하는 캐리어/정화 가스 흐름 및 온도와 같은 프로세스 조건을 안정화시키기 위해 긴 시간을 유도할 수 있다; (2) 프로세스 가스에 대한 낮은 유량은 긴 펄스 시간을 요구하는 프로세스 시간을 안정화시키기 위해 긴 시간을 유도할 수 있다; (3) 낮은 챔버 압력은 프로세스 가스가 긴 펄스 시간을 요구하는 프로세스 챔버로부터 보다 신속하게 배기된다는 것을 의미한다. 일반적으로, 프로세스 조건은 금속 전구체의 펄스가 충분한 양의 전구체를 공급하여 금속 전구체의 적어도 단층이 기판 상에 흡수되도록 바람직하게 선택된다. 이후, 챔버에 남아있는 과도한 금속 전구체는 진공 시스템과 조합되어 일정한 캐리어 가스 스트림에 의해 프로세스 챔버로부터 제거될 수 있다.

금속 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스에 대한 시간 간격은 동일한 주기를 가질 수 있다. 즉, 금속 전구체의 펄스 기간은 반응물 가스의 펄스 주기와 동일할 수 있다. 이러한 실시예에 대해, 금속 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 반응물 가스의 펄스에 대한 시간 간격(T2)과 같다.

선택적으로, 금속 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스에 대한 시간 간격은 상이한 기간을 가질 수 있다. 즉, 금속 전구체의 펄스 기간은 반응물 가스의 펄스 기간 보다 짧거나 길 수 있다. 이러한 실시예에서, 금속 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 반응물 가스의 펄스에 대한 시간 간격(T2)과 상이하다.

또한, 금속 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스 사이에 넌-펄싱(non-pulsing) 기간은 동일한 기간을 가질 수 있다. 즉, 금속 전구체의 각각의 펄스와 반응물 가스 각각의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기 기간은 동일하다. 이러한 실시예에서, 금속 전구체의 펄스와 반응물 펄스 사이의 넌-펄싱 시간 간격(T3)은 반응물 가스의 펄스와 금속 전구체 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)과 같다. 넌-펄싱 시간 주기 동안 단지 일정한 캐리어 가스만이 프로세스 챔버에 제공된다.

선택적으로, 루테늄 전구체와 반응물 가스 각각의 펄스 사이에 넌-펄싱(non-pulsing) 기간은 상이한 기간을 가질 수 있다. 즉, 금속 전구체 각각의 펄스와 반응물 가스 각각의 펄스 사이의 넌-펄싱 기간의 주기는 반응물 가스 각각의 펄스와 금속 전구체 각각의 펄스 사이의 넌-펄싱 기간의 주기보다 짧거나 길 수 있다. 이러한 실시예에서, 금속 전구체의 펄스와 반응물 펄스 사이의 넌-펄싱 시간 간격(T3)은 반응물 가스의 펄스와 금속 전구체 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)과 상이하다. 넌-펄싱 시간 주기 동안 단지 일정한 캐리어 가스만이 프로세스 챔버에 제공된다.

부가적으로, 금속 전구체, 반응물 가스 각각의 펄스에 대한 시간 간격과 각각의 증착 주기에 대한 넌-펄싱 주기는 동일한 기간을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 금속 전구체에 대한 시간 간격(T1), 반응물 가스에 대한 시간 간격(T2), 금속 전구체의 펄스와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T3) 및 반응물 가스의 펄스와 금속 전구체의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)은 각각의 증착 주기에 대해 동일한 값을 갖는다. 예를 들어, 제 1 증착 주기(C1)에서, 금속 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 금속 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)과 동일한 기간을 갖는다. 유사하게, 각각의 반응물 가스의 펄스 기간과 제 1 증착 주기(C1)에서 금속 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기는 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 각각의 반응물 가스의 주기와 금속 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기와 각각 동일하다.

선택적으로, 금속 전구체, 반응물 가스의 적어도 하나의 펄스에 대한 시간 간격 및 금속 물질 증착 프로세스의 하나 이상의 증착 주기에 대한 넌-펄싱 기간은 상이한 기간을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 금속 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1), 반응물 가스의 펄스에 대한 시간 간격(T2), 금속 전구체의 펄스와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T3) 및 반응물 가스의 펄스와 금속 전구체의 펄스 사이의 넌-펄싱의 시간 간격(T4)은 주기적인 증착 프로세스의 하나 이상의 증착 주기에 대해 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 증착 주기(C1)에서, 금속 전구체의 펄스에 대한 시간 간격(T1)은 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 금속 전구체의 펄스에 대한 하나 이상의 시간 간격(T1)보다 길거나 짧을 수 있다. 유사하게, 반응물 가스의 펄스 기간과 제 1 증착 주기(C1)에서 금속 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 주기는 각각의 반응물 가스의 펄스 기간 및 순차적인 증착 주기(C2...Cn)에서 금속 전구체와 반응물 가스의 펄스 사이의 넌-펄싱 기간과 동일하거나 상이할 수 있다.

일부 실시예에서, 일정한 흐름의 캐리어 가스 또는 정화 가스는 펄싱 주기와 넌-펄싱 주기를 교번시킴으로써 변조된 프로세스 챔버에 제공되며, 캐리어/정화 가스 스트림과 함께 금속 전구체와 반응물 가스 사이에서 교번되며, 넌-펄싱 주기는 단지 캐리어/정화 가스 스트림만을 포함한다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이었으나, 본 발명의 다른 추 가 실시예들이 하기 특허청구범위에 의해 제한되는 본 발명의 기본 사상 및 범주를 이탈하지 않고 고안될 수 있다.

Claims (167)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 기판들을 처리하기 위한 챔버로서,
    기판 수용 표면을 갖는 기판 지지체;
    챔버 리드(lid) 어셈블리; 및
    상기 기판 수용 표면과 상기 챔버 리드 어셈블리 사이에 위치된 프로세스 영역
    을 포함하며, 상기 챔버 리드 어셈블리는,
    내부 영역(inner region)과 외부 영역(outer region)을 갖는 샤워헤드 어셈블리 ― 상기 샤워헤드 어셈블리는 상기 기판 수용 표면을 커버하는 형상 및 크기를 가짐 ―;
    상기 샤워헤드 어셈블리의 상기 내부 영역 내에 배치된 플라즈마 배플 ― 상기 플라즈마 배플은 상기 샤워헤드 어셈블리를 통하여 제 1 프로세스 가스를 분배하기 위한 다수의 슬롯들을 가짐 ―;
    상기 샤워헤드 어셈블리 위에 배치된 플라즈마 스크린 ― 상기 플라즈마 스크린은 상기 제 1 프로세스 가스를 상기 내부 영역으로 지향시키기 위해 관통하여 연장하는 다수의 홀들을 갖는 내부 구역(inner area), 및 제 2 프로세스 가스를 상기 외부 영역으로 지향시키기 위한 다수의 슬롯들을 갖는 외부 구역(outer area)을 포함하고, 상기 외부 구역은 상기 내부 구역을 둘러쌈 ―; 및
    상기 플라즈마 스크린 위에 위치된 절연 캡 ― 상기 절연 캡은 상기 플라즈마 스크린의 상기 내부 구역에 제 1 프로세스 가스를 지향시키기 위해 위치된 제 1 가스 통로, 및 상기 플라즈마 스크린의 상기 외부 구역에 제 2 프로세스 가스를 지향시키기 위해 위치된 제 2 가스 통로를 포함하고, 상기 제 1 가스 통로는 확장 채널의 상부 부분으로부터 하부 부분으로 증가하는 내부 직경을 갖는 상기 확장 채널임 ―
    을 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 플라즈마 배플의 각각의 상기 슬롯들은 상기 플라즈마 배플의 하부 표면에 수직인 수직 축의 미리 결정된 주입 각도에 위치되며, 상기 미리 결정된 주입 각도는 20°내지 70°범위 내에 있는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  49. 삭제
  50. 제 45 항에 있어서,
    상기 샤워헤드 어셈블리 위에 위치되고 상기 샤워헤드 어셈블리와 접촉되는 냉각 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 냉각 어셈블리는 제 2 가스 영역 내로 통하는(lead) 다수의 통로들을 포함하며, 상기 다수의 통로들은 상기 플라즈마 스크린과 상기 제 2 가스 영역 사이에 유체 소통을 제공하는,
    기판들을 처리하기 위한 챔버.
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 제 45 항에 있어서,
    상기 플라즈마 스크린의 상기 내부 구역은 홀들이 없는 구역(zone)을 더 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 제 45 항에 있어서,
    상기 플라즈마 스크린의 상기 다수의 슬롯들은 상기 플라즈마 스크린의 상기 내부 구역 내의 상기 다수의 홀들에 수직인, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  60. 삭제
  61. 삭제
  62. 삭제
  63. 삭제
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 삭제
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 기판들을 처리하기 위한 챔버로서,
    기판 수용 표면을 갖는 기판 지지체;
    챔버 리드 어셈블리; 및
    상기 기판 수용 표면과 상기 챔버 리드 어셈블리 사이에 위치된 프로세스 영역
    을 포함하며, 상기 챔버 리드 어셈블리는,
    내부 영역과 외부 영역을 갖는 샤워헤드 어셈블리 ― 상기 내부 영역은 상기 샤워헤드 어셈블리를 관통하는 줌심 개구를 포함하고, 상기 외부 영역은 상기 샤워헤드 어셈블리를 관통하는 다수의 홀들을 포함함 ―;
    상기 샤워헤드 어셈블리 위에 위치된 절연 캡 ― 상기 절연 캡은 상기 샤워헤드 어셈블리의 상기 내부 영역에 제 1 프로세스 가스를 지향시키기 위해 위치된 제 1 가스 통로를 포함하고, 상기 제 1 가스 통로는 상기 제 1 가스 통로의 상부 부분으로부터 하부 부분으로 증가하는 내부 직경을 가짐 ―; 및
    상기 샤워헤드 어셈블리의 상기 내부 영역 내에 위치된 제거가능한(removable) 플라즈마 배플
    을 포함하는,
    기판들을 처리하기 위한 챔버.
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
  73. 삭제
  74. 삭제
  75. 삭제
  76. 삭제
  77. 삭제
  78. 삭제
  79. 삭제
  80. 삭제
  81. 삭제
  82. 삭제
  83. 삭제
  84. 삭제
  85. 삭제
  86. 삭제
  87. 삭제
  88. 삭제
  89. 삭제
  90. 삭제
  91. 삭제
  92. 삭제
  93. 삭제
  94. 삭제
  95. 삭제
  96. 삭제
  97. 삭제
  98. 삭제
  99. 삭제
  100. 삭제
  101. 삭제
  102. 삭제
  103. 삭제
  104. 삭제
  105. 삭제
  106. 삭제
  107. 삭제
  108. 삭제
  109. 삭제
  110. 삭제
  111. 삭제
  112. 삭제
  113. 삭제
  114. 삭제
  115. 삭제
  116. 삭제
  117. 삭제
  118. 삭제
  119. 삭제
  120. 삭제
  121. 삭제
  122. 삭제
  123. 삭제
  124. 삭제
  125. 삭제
  126. 삭제
  127. 삭제
  128. 삭제
  129. 삭제
  130. 삭제
  131. 삭제
  132. 삭제
  133. 삭제
  134. 삭제
  135. 삭제
  136. 삭제
  137. 삭제
  138. 삭제
  139. 삭제
  140. 제 69 항에 있어서,
    상기 절연 캡과 상기 샤워헤드 어셈블리 사이에 위치된 플라즈마 스크린을 더 포함하고, 상기 플라즈마 스크린은 상기 샤워헤드 어셈블리의 상기 내부 영역에 상기 제 1 프로세스 가스를 지향시키기 위해 관통하여 연장하는 다수의 홀들을 갖는 내부 구역, 및 상기 샤워헤드 어셈블리의 상기 외부 영역에 제 2 프로세스 가스를 지향시키기 위한 다수의 슬롯들을 갖는 외부 구역을 포함하며, 상기 외부 구역은 상기 내부 구역을 둘러싸는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  141. 삭제
  142. 기판들을 처리하기 위한 챔버로서,
    기판 수용 표면을 갖는 기판 지지체;
    챔버 리드 어셈블리; 및
    상기 기판 수용 표면과 상기 챔버 리드 어셈블리 사이에 위치된 프로세스 영역
    을 포함하며, 상기 챔버 리드 어셈블리는,
    상부 표면에 배치된 외부 트로프(trough)를 가진 상기 상부 표면을 포함하고 내부 영역을 둘러싸는 플라즈마 스크린;
    상기 플라즈마 스크린의 상기 상부 표면 위에 위치되고, 제 1 프로세스 가스를 관통하여 유동시키도록 구성된 제 1 채널 및 제 2 프로세스 가스를 유동시키도록 구성된 제 2 채널을 갖는 절연 캡 ― 상기 플라즈마 스크린과 상기 절연 캡은 이들 사이에 환형 가스 채널을 형성하기 위해 함께 결합됨 ―;
    상기 플라즈마 스크린의 내부 영역을 관통하여 연장하는 상기 플라즈마 스크린의 내부 영역 내의 다수의 제 1 개구부들 ― 상기 다수의 제 1 개구부들은 상기 플라즈마 스크린의 상기 상부 표면 위로부터 상기 플라즈마 스크린의 하부 표면 아래로 상기 제 1 프로세스 가스를 지향시키도록 구성됨 ―; 및
    상기 환형 가스 채널로부터 외향하게 방사형으로 연장하는 다수의 제 2 개구부들 ― 상기 다수의 제 2 개구부들은 상기 환형 가스 채널로부터 제 2 프로세스 가스를 유동시키도록 구성되고, 상기 플라즈마 스크린의 상기 상부 표면의 방사형으로 연장하는 다수의 슬롯들 및 상기 절연 캡의 하부 표면에 의해, 상기 다수의 제 2 개구부들이 한정됨(defined) ―
    을 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  143. 삭제
  144. 제 142 항에 있어서,
    상기 방사형으로 연장하는 다수의 슬롯들은 상기 플라즈마 스크린의 상기 내부 영역 내의 다수의 홀들에 수직인, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  145. 삭제
  146. 삭제
  147. 삭제
  148. 삭제
  149. 삭제
  150. 삭제
  151. 삭제
  152. 제 45 항에 있어서,
    상기 내부 영역은 상기 샤워헤드 어셈블리를 관통하는 중심 개구부를 포함하고, 상기 외부 영역은 상기 샤워헤드 어셈블리를 관통하는 다수의 홀들을 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  153. 제 45 항에 있어서,
    상기 플라즈마 스크린은 상기 내부 영역을 둘러싸는 상부 표면에 형성된 외부 트로프를 갖는 상기 상부 표면을 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  154. 제 45 항에 있어서,
    상기 플라즈마 배플은,
    프로세스 가스를 수용하기 위한 상부 표면 및 프로세스 가스를 방출하기 위한 하부 표면을 포함하는 플라즈마 배플 플레이트;
    상기 상부 표면 위로부터 상기 하부 표면 아래로 상기 프로세스 가스를 유동시키도록 구성된 다수의 슬롯들 ― 각각의 슬롯은 상기 플라즈마 배플 플레이트의 상기 하부 표면에 수직인 수직 축의 미리 결정된 각도에 위치됨 ―; 및
    상기 플라즈마 배플 플레이트의 상기 상부 표면으로부터 상기 샤워헤드 어셈블리의 중심 개구부로 연장하는 노즈 콘(nose cone)
    을 더 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  155. 제 154 항에 있어서,
    상기 노즈 콘의 외측 주변 둘레에 다수의 홀들이 배치되는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  156. 제 155 항에 있어서,
    상기 다수의 홀들은 상기 하부 표면에 수직인 수직 축의 미리 결정된 각도에 위치되는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  157. 제 156 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 0°내지 60°범위 내에 있는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  158. 제 155 항에 있어서,
    상기 다수의 홀들의 각각의 홀은 상부 통로 및 하부 통로를 포함하고, 상기 상부 통로의 직경은 상기 하부 통로의 직경보다 더 큰, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  159. 제 45 항에 있어서,
    상기 절연 캡은 상기 확장 채널로부터 상기 플라즈마 스크린으로 연장하는 테이퍼링된(tapered) 바닥부 표면을 갖는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  160. 제 45 항에 있어서,
    상기 챔버 리드 어셈블리는,
    상기 절연 캡 내의 상기 제 1 가스 통로에 결합된 제 1 도관; 및
    상기 절연 캡 내의 상기 제 2 가스 통로에 결합된 제 2 도관
    을 더 포함하고, 상기 제 1 도관 및 상기 제 2 도관은 프로세스 가스에 대한 원형 가스 흐름 패턴을 제공하기 위해 위치되는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  161. 제 69 항에 있어서,
    상기 절연 캡은 상기 샤워헤드 어셈블리의 상기 외부 영역에 제 2 프로세스 가스를 지향시키기 위해 위치된 제 2 가스 통로를 더 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  162. 제 142 항에 있어서,
    상기 환형 가스 채널은 상기 절연 캡의 하부 표면 내에 형성된 그루브(groove)와 상기 외부 트로프 사이에서 연장되고 상기 플라즈마 스크린의 상기 내부 영역을 둘러싸며, 상기 제 2 채널은 상기 절연 캡을 통하여 상기 절연 캡의 상기 하부 표면 내에 형성된 상기 그루브로 연장되는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  163. 제 154 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 상기 프로세스 가스에 원형 가스 흐름 패턴을 제공하기 위해 위치되고, 상기 원형 가스 흐름 패턴은 와류형(vertex), 나선(helix), 나선형(spiral), 회전형(twirl), 트위스트형(twist), 코일형(coil), 및 소용돌이형(whirlpool)으로 이루어진 그룹에서 선택된 흐름 패턴을 포함하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  164. 제 154 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 20°내지 70°범위 내에 있는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  165. 제 164 항에 있어서,
    상기 다수의 슬롯들의 각각의 슬롯은 0.60mm 내지 0.90mm 범위 내의 폭을 갖는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  166. 제 154 항에 있어서,
    각각의 상기 슬롯들은 상기 플라즈마 배플 플레이트의 외부 에지와 상기 노즈 콘 사이의 상기 상부 표면에 걸쳐서 연장하는 개구부를 가지며, 상기 개구부는 상기 상부 표면의 반경으로부터 측정된 각도로 연장하는, 기판들을 처리하기 위한 챔버.
  167. 제 166 항에 있어서,
    상기 각도는 상기 노즈 콘과 접하는(tangential), 기판들을 처리하기 위한 챔버.
KR1020077024225A 2005-11-04 2006-11-06 플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법 KR101019293B1 (ko)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US73387005P true 2005-11-04 2005-11-04
US73365405P true 2005-11-04 2005-11-04
US73365505P true 2005-11-04 2005-11-04
US73386905P true 2005-11-04 2005-11-04
US73357405P true 2005-11-04 2005-11-04
US60/733,870 2005-11-04
US60/733,574 2005-11-04
US60/733,655 2005-11-04
US60/733,869 2005-11-04
US60/733,654 2005-11-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080027459A KR20080027459A (ko) 2008-03-27
KR101019293B1 true KR101019293B1 (ko) 2011-03-07

Family

ID=38801936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077024225A KR101019293B1 (ko) 2005-11-04 2006-11-06 플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (6) US7850779B2 (ko)
KR (1) KR101019293B1 (ko)
CN (1) CN101448977B (ko)
TW (5) TWI332532B (ko)
WO (1) WO2007142690A2 (ko)

Families Citing this family (269)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7964505B2 (en) 2005-01-19 2011-06-21 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tungsten materials
US7101795B1 (en) 2000-06-28 2006-09-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer
US7732327B2 (en) 2000-06-28 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Vapor deposition of tungsten materials
US6551929B1 (en) 2000-06-28 2003-04-22 Applied Materials, Inc. Bifurcated deposition process for depositing refractory metal layers employing atomic layer deposition and chemical vapor deposition techniques
US7405158B2 (en) 2000-06-28 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US7211144B2 (en) 2001-07-13 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
US6936538B2 (en) 2001-07-16 2005-08-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing tungsten after surface treatment to improve film characteristics
US20090004850A1 (en) 2001-07-25 2009-01-01 Seshadri Ganguli Process for forming cobalt and cobalt silicide materials in tungsten contact applications
US9051641B2 (en) 2001-07-25 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Cobalt deposition on barrier surfaces
US8110489B2 (en) 2001-07-25 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Process for forming cobalt-containing materials
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US7780785B2 (en) * 2001-10-26 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus for atomic layer deposition
US7780789B2 (en) * 2001-10-26 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Vortex chamber lids for atomic layer deposition
US20080102203A1 (en) * 2001-10-26 2008-05-01 Dien-Yeh Wu Vortex chamber lids for atomic layer deposition
US7081271B2 (en) 2001-12-07 2006-07-25 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of refractory metal silicon nitride
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6972267B2 (en) 2002-03-04 2005-12-06 Applied Materials, Inc. Sequential deposition of tantalum nitride using a tantalum-containing precursor and a nitrogen-containing precursor
KR100476556B1 (ko) * 2002-04-11 2005-03-18 삼성전기주식회사 압전트랜스 장치, 압전트랜스 하우징 및 그 제조방법
US7279432B2 (en) 2002-04-16 2007-10-09 Applied Materials, Inc. System and method for forming an integrated barrier layer
US7404985B2 (en) 2002-06-04 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Noble metal layer formation for copper film deposition
TWI274978B (en) * 2004-02-25 2007-03-01 Advanced Display Proc Eng Co Apparatus for manufacturing flat-panel display
US20050252449A1 (en) 2004-05-12 2005-11-17 Nguyen Son T Control of gas flow and delivery to suppress the formation of particles in an MOCVD/ALD system
JP2006128485A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Asm Japan Kk 半導体処理装置
US7429402B2 (en) * 2004-12-10 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Ruthenium as an underlayer for tungsten film deposition
US20070077750A1 (en) * 2005-09-06 2007-04-05 Paul Ma Atomic layer deposition processes for ruthenium materials
US20070054487A1 (en) * 2005-09-06 2007-03-08 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition processes for ruthenium materials
KR101019293B1 (ko) 2005-11-04 2011-03-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법
KR101522725B1 (ko) * 2006-01-19 2015-05-26 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 고온 원자층 증착용 인렛 매니폴드
US7902080B2 (en) * 2006-05-30 2011-03-08 Applied Materials, Inc. Deposition-plasma cure cycle process to enhance film quality of silicon dioxide
US7790634B2 (en) * 2006-05-30 2010-09-07 Applied Materials, Inc Method for depositing and curing low-k films for gapfill and conformal film applications
US7825038B2 (en) * 2006-05-30 2010-11-02 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition of high quality flow-like silicon dioxide using a silicon containing precursor and atomic oxygen
US7498273B2 (en) * 2006-05-30 2009-03-03 Applied Materials, Inc. Formation of high quality dielectric films of silicon dioxide for STI: usage of different siloxane-based precursors for harp II—remote plasma enhanced deposition processes
US20070289534A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-20 Applied Materials, Inc. Process chamber for dielectric gapfill
US20070281106A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Applied Materials, Inc. Process chamber for dielectric gapfill
US8232176B2 (en) 2006-06-22 2012-07-31 Applied Materials, Inc. Dielectric deposition and etch back processes for bottom up gapfill
US7521379B2 (en) * 2006-10-09 2009-04-21 Applied Materials, Inc. Deposition and densification process for titanium nitride barrier layers
US8821637B2 (en) * 2007-01-29 2014-09-02 Applied Materials, Inc. Temperature controlled lid assembly for tungsten nitride deposition
US8617301B2 (en) * 2007-01-30 2013-12-31 Lam Research Corporation Compositions and methods for forming and depositing metal films on semiconductor substrates using supercritical solvents
WO2008123060A1 (ja) * 2007-03-28 2008-10-16 Canon Anelva Corporation 真空処理装置
US8069817B2 (en) * 2007-03-30 2011-12-06 Lam Research Corporation Showerhead electrodes and showerhead electrode assemblies having low-particle performance for semiconductor material processing apparatuses
US7745352B2 (en) * 2007-08-27 2010-06-29 Applied Materials, Inc. Curing methods for silicon dioxide thin films deposited from alkoxysilane precursor with harp II process
US7678298B2 (en) 2007-09-25 2010-03-16 Applied Materials, Inc. Tantalum carbide nitride materials by vapor deposition processes
US7867900B2 (en) * 2007-09-28 2011-01-11 Applied Materials, Inc. Aluminum contact integration on cobalt silicide junction
US7824743B2 (en) 2007-09-28 2010-11-02 Applied Materials, Inc. Deposition processes for titanium nitride barrier and aluminum
US7737028B2 (en) * 2007-09-28 2010-06-15 Applied Materials, Inc. Selective ruthenium deposition on copper materials
KR101177983B1 (ko) * 2007-10-11 2012-08-29 발렌스 프로세스 이큅먼트, 인코포레이티드 화학 기상 증착 반응기
US8673080B2 (en) 2007-10-16 2014-03-18 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead
KR101595686B1 (ko) * 2007-10-19 2016-02-18 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 높은 가스 유량 공정을 위한 환형 플라즈마 챔버
US7867923B2 (en) 2007-10-22 2011-01-11 Applied Materials, Inc. High quality silicon oxide films by remote plasma CVD from disilane precursors
US7541297B2 (en) 2007-10-22 2009-06-02 Applied Materials, Inc. Method and system for improving dielectric film quality for void free gap fill
US7803722B2 (en) * 2007-10-22 2010-09-28 Applied Materials, Inc Methods for forming a dielectric layer within trenches
US7943531B2 (en) * 2007-10-22 2011-05-17 Applied Materials, Inc. Methods for forming a silicon oxide layer over a substrate
US20090120368A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Applied Materials, Inc. Rotating temperature controlled substrate pedestal for film uniformity
US7964040B2 (en) * 2007-11-08 2011-06-21 Applied Materials, Inc. Multi-port pumping system for substrate processing chambers
US20090120584A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Applied Materials, Inc. Counter-balanced substrate support
US8298338B2 (en) * 2007-12-26 2012-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Chemical vapor deposition apparatus
US20090178763A1 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Applied Materials, Inc. Showerhead insulator and etch chamber liner
US20090181553A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Blake Koelmel Apparatus and method of aligning and positioning a cold substrate on a hot surface
US8075728B2 (en) * 2008-02-28 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Gas flow equalizer plate suitable for use in a substrate process chamber
US20090269507A1 (en) * 2008-04-29 2009-10-29 Sang-Ho Yu Selective cobalt deposition on copper surfaces
US8357435B2 (en) 2008-05-09 2013-01-22 Applied Materials, Inc. Flowable dielectric equipment and processes
US20090277587A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Applied Materials, Inc. Flowable dielectric equipment and processes
US8291857B2 (en) * 2008-07-03 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Apparatuses and methods for atomic layer deposition
US8449679B2 (en) * 2008-08-15 2013-05-28 Lam Research Corporation Temperature controlled hot edge ring assembly
US20100062149A1 (en) 2008-09-08 2010-03-11 Applied Materials, Inc. Method for tuning a deposition rate during an atomic layer deposition process
US8491967B2 (en) 2008-09-08 2013-07-23 Applied Materials, Inc. In-situ chamber treatment and deposition process
US7972961B2 (en) * 2008-10-09 2011-07-05 Asm Japan K.K. Purge step-controlled sequence of processing semiconductor wafers
US8133555B2 (en) * 2008-10-14 2012-03-13 Asm Japan K.K. Method for forming metal film by ALD using beta-diketone metal complex
US9175388B2 (en) * 2008-11-01 2015-11-03 Ultratech, Inc. Reaction chamber with removable liner
US9328417B2 (en) * 2008-11-01 2016-05-03 Ultratech, Inc. System and method for thin film deposition
US20100183825A1 (en) * 2008-12-31 2010-07-22 Cambridge Nanotech Inc. Plasma atomic layer deposition system and method
FI123539B (fi) * 2009-02-09 2013-06-28 Beneq Oy ALD-reaktori, menetelmä ALD-reaktorin lataamiseksi ja tuotantolinja
EP2396449B1 (en) * 2009-02-13 2015-08-05 Gallium Enterprises Pty Ltd Plasma deposition
US8402918B2 (en) * 2009-04-07 2013-03-26 Lam Research Corporation Showerhead electrode with centering feature
US20100276764A1 (en) * 2009-05-04 2010-11-04 Yi-Jen Lo Semiconductor structure with selectively deposited tungsten film and method for making the same
US7935643B2 (en) * 2009-08-06 2011-05-03 Applied Materials, Inc. Stress management for tensile films
KR101853802B1 (ko) 2010-03-05 2018-05-02 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 라디칼­성분 cvd에 의한 컨포멀 층들
US8741788B2 (en) 2009-08-06 2014-06-03 Applied Materials, Inc. Formation of silicon oxide using non-carbon flowable CVD processes
US7989365B2 (en) * 2009-08-18 2011-08-02 Applied Materials, Inc. Remote plasma source seasoning
SG178286A1 (en) * 2009-08-31 2012-03-29 Lam Res Corp Radio frequency (rf) ground return arrangements
JP5457109B2 (ja) * 2009-09-02 2014-04-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
WO2011037757A2 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for high efficiency gas dissociation in inductive coupled plasma reactor
US8876975B2 (en) * 2009-10-19 2014-11-04 Samsung Display Co., Ltd. Thin film deposition apparatus
US8449942B2 (en) 2009-11-12 2013-05-28 Applied Materials, Inc. Methods of curing non-carbon flowable CVD films
KR20110054840A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 주식회사 아토 샤워헤드 어셈블리 및 이를 구비한 박막증착장치
US20110127156A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Applied Materials, Inc. Chamber for processing hard disk drive substrates
US8980382B2 (en) 2009-12-02 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Oxygen-doping for non-carbon radical-component CVD films
JP5310512B2 (ja) * 2009-12-02 2013-10-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP2013516763A (ja) 2009-12-30 2013-05-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated フレキシブルな窒素/水素比を使用して生成されるラジカルを用いる誘電体膜成長
US8329262B2 (en) 2010-01-05 2012-12-11 Applied Materials, Inc. Dielectric film formation using inert gas excitation
JP2013517616A (ja) 2010-01-06 2013-05-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated 酸化物ライナを使用する流動可能な誘電体
JP2013516788A (ja) 2010-01-07 2013-05-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated ラジカル成分cvd用のインサイチュオゾン硬化
US8236708B2 (en) 2010-03-09 2012-08-07 Applied Materials, Inc. Reduced pattern loading using bis(diethylamino)silane (C8H22N2Si) as silicon precursor
US9175394B2 (en) * 2010-03-12 2015-11-03 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition chamber with multi inject
US7994019B1 (en) 2010-04-01 2011-08-09 Applied Materials, Inc. Silicon-ozone CVD with reduced pattern loading using incubation period deposition
US8476142B2 (en) 2010-04-12 2013-07-02 Applied Materials, Inc. Preferential dielectric gapfill
CN102934203B (zh) 2010-04-28 2015-09-23 应用材料公司 用于短生命周期物种的具有内建等离子体源的处理腔室盖设计
US8562742B2 (en) * 2010-04-30 2013-10-22 Applied Materials, Inc. Apparatus for radial delivery of gas to a chamber and methods of use thereof
US9324576B2 (en) 2010-05-27 2016-04-26 Applied Materials, Inc. Selective etch for silicon films
US9064815B2 (en) 2011-03-14 2015-06-23 Applied Materials, Inc. Methods for etch of metal and metal-oxide films
US8999856B2 (en) 2011-03-14 2015-04-07 Applied Materials, Inc. Methods for etch of sin films
US8524004B2 (en) 2010-06-16 2013-09-03 Applied Materials, Inc. Loadlock batch ozone cure
DE102010027168A1 (de) * 2010-07-14 2012-01-19 Leybold Optics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Plasmabehandlung flacher Substrate
US9728429B2 (en) * 2010-07-27 2017-08-08 Lam Research Corporation Parasitic plasma prevention in plasma processing chambers
US8318584B2 (en) 2010-07-30 2012-11-27 Applied Materials, Inc. Oxide-rich liner layer for flowable CVD gapfill
JP5697389B2 (ja) * 2010-09-27 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング用の電極板及びプラズマエッチング処理装置
CN102154630A (zh) * 2010-09-30 2011-08-17 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体反应腔室及其设备、部件的制造方法和处理基片的方法
US9285168B2 (en) 2010-10-05 2016-03-15 Applied Materials, Inc. Module for ozone cure and post-cure moisture treatment
US8664127B2 (en) 2010-10-15 2014-03-04 Applied Materials, Inc. Two silicon-containing precursors for gapfill enhancing dielectric liner
KR20120043636A (ko) * 2010-10-26 2012-05-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 cvd 장치
US20120180954A1 (en) 2011-01-18 2012-07-19 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system and methods using capacitively coupled plasma
US10283321B2 (en) 2011-01-18 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system and methods using capacitively coupled plasma
US8450191B2 (en) 2011-01-24 2013-05-28 Applied Materials, Inc. Polysilicon films by HDP-CVD
CN102127756A (zh) * 2011-02-21 2011-07-20 东华大学 一种脉冲调制射频等离子体增强原子层沉积装置及方法
US8716154B2 (en) 2011-03-04 2014-05-06 Applied Materials, Inc. Reduced pattern loading using silicon oxide multi-layers
US9082593B2 (en) * 2011-03-31 2015-07-14 Tokyo Electron Limited Electrode having gas discharge function and plasma processing apparatus
US8524600B2 (en) 2011-03-31 2013-09-03 Applied Materials, Inc. Post deposition treatments for CVD cobalt films
US9129795B2 (en) 2011-04-11 2015-09-08 Quadrant Epp Ag Process for plasma treatment employing ceramic-filled polyamideimide composite parts
US8445078B2 (en) 2011-04-20 2013-05-21 Applied Materials, Inc. Low temperature silicon oxide conversion
US9695510B2 (en) 2011-04-21 2017-07-04 Kurt J. Lesker Company Atomic layer deposition apparatus and process
EP2525387A1 (en) 2011-05-17 2012-11-21 Quadrant Epp Ag Process for plasma treatment employing ceramic-filled polyamideimide composite parts
US8562785B2 (en) * 2011-05-31 2013-10-22 Lam Research Corporation Gas distribution showerhead for inductively coupled plasma etch reactor
US8466073B2 (en) 2011-06-03 2013-06-18 Applied Materials, Inc. Capping layer for reduced outgassing
US9404178B2 (en) 2011-07-15 2016-08-02 Applied Materials, Inc. Surface treatment and deposition for reduced outgassing
US9958302B2 (en) 2011-08-20 2018-05-01 Reno Technologies, Inc. Flow control system, method, and apparatus
US8617989B2 (en) 2011-09-26 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Liner property improvement
US8551891B2 (en) 2011-10-04 2013-10-08 Applied Materials, Inc. Remote plasma burn-in
US8808563B2 (en) 2011-10-07 2014-08-19 Applied Materials, Inc. Selective etch of silicon by way of metastable hydrogen termination
US9109754B2 (en) 2011-10-19 2015-08-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
US9574268B1 (en) 2011-10-28 2017-02-21 Asm America, Inc. Pulsed valve manifold for atomic layer deposition
US9017481B1 (en) * 2011-10-28 2015-04-28 Asm America, Inc. Process feed management for semiconductor substrate processing
CN103094082A (zh) * 2011-10-31 2013-05-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 制作半导体器件的方法
US8900364B2 (en) * 2011-11-29 2014-12-02 Intermolecular, Inc. High productivity vapor processing system
US20130149866A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-13 Texas Instruments Incorporated Baffle plate for semiconductor processing apparatus
US9388492B2 (en) 2011-12-27 2016-07-12 Asm America, Inc. Vapor flow control apparatus for atomic layer deposition
US9212099B2 (en) 2012-02-22 2015-12-15 Applied Materials, Inc. Heat treated ceramic substrate having ceramic coating and heat treatment for coated ceramics
US20130273313A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Applied Materials, Inc. Ceramic coated ring and process for applying ceramic coating
US9394615B2 (en) * 2012-04-27 2016-07-19 Applied Materials, Inc. Plasma resistant ceramic coated conductive article
US9267739B2 (en) 2012-07-18 2016-02-23 Applied Materials, Inc. Pedestal with multi-zone temperature control and multiple purge capabilities
US9343289B2 (en) 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
US9373517B2 (en) 2012-08-02 2016-06-21 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing with DC assisted RF power for improved control
US9690301B2 (en) 2012-09-10 2017-06-27 Reno Technologies, Inc. Pressure based mass flow controller
US8889566B2 (en) 2012-09-11 2014-11-18 Applied Materials, Inc. Low cost flowable dielectric films
US9021985B2 (en) 2012-09-12 2015-05-05 Asm Ip Holdings B.V. Process gas management for an inductively-coupled plasma deposition reactor
US9034770B2 (en) 2012-09-17 2015-05-19 Applied Materials, Inc. Differential silicon oxide etch
US9023734B2 (en) 2012-09-18 2015-05-05 Applied Materials, Inc. Radical-component oxide etch
US9390937B2 (en) 2012-09-20 2016-07-12 Applied Materials, Inc. Silicon-carbon-nitride selective etch
US9132436B2 (en) * 2012-09-21 2015-09-15 Applied Materials, Inc. Chemical control features in wafer process equipment
US8969212B2 (en) 2012-11-20 2015-03-03 Applied Materials, Inc. Dry-etch selectivity
US8980763B2 (en) 2012-11-30 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Dry-etch for selective tungsten removal
US9111877B2 (en) 2012-12-18 2015-08-18 Applied Materials, Inc. Non-local plasma oxide etch
US8921234B2 (en) 2012-12-21 2014-12-30 Applied Materials, Inc. Selective titanium nitride etching
US9018108B2 (en) 2013-01-25 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Low shrinkage dielectric films
US10256079B2 (en) 2013-02-08 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing systems having multiple plasma configurations
US9448564B2 (en) 2013-02-15 2016-09-20 Reno Technologies, Inc. Gas delivery system for outputting fast square waves of process gas during semiconductor processing
TWI473903B (en) * 2013-02-23 2015-02-21 Hermes Epitek Corp Gas Injector and Cover Plate Assembly for Semiconductor Equipment
US9362130B2 (en) 2013-03-01 2016-06-07 Applied Materials, Inc. Enhanced etching processes using remote plasma sources
US9040422B2 (en) 2013-03-05 2015-05-26 Applied Materials, Inc. Selective titanium nitride removal
US8609531B1 (en) 2013-03-06 2013-12-17 Globalfoundries Inc. Methods of selectively forming ruthenium liner layer
US20140271097A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Processing systems and methods for halide scavenging
KR20140134927A (ko) * 2013-05-15 2014-11-25 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 증착 장치
US9865434B2 (en) 2013-06-05 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based erosion resistant coatings for semiconductor application
US9850568B2 (en) 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
US9493879B2 (en) 2013-07-12 2016-11-15 Applied Materials, Inc. Selective sputtering for pattern transfer
US9711334B2 (en) 2013-07-19 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based thin film coatings on process rings
US9583369B2 (en) 2013-07-20 2017-02-28 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based coatings on lids and nozzles
US9773648B2 (en) 2013-08-30 2017-09-26 Applied Materials, Inc. Dual discharge modes operation for remote plasma
US9576809B2 (en) 2013-11-04 2017-02-21 Applied Materials, Inc. Etch suppression with germanium
US9520303B2 (en) 2013-11-12 2016-12-13 Applied Materials, Inc. Aluminum selective etch
KR101486937B1 (ko) * 2013-11-15 2015-01-29 코닉이앤씨 주식회사 원자층 증착 장치 및 방법
US9245762B2 (en) 2013-12-02 2016-01-26 Applied Materials, Inc. Procedure for etch rate consistency
US9725799B2 (en) 2013-12-06 2017-08-08 Applied Materials, Inc. Ion beam sputtering with ion assisted deposition for coatings on chamber components
US9287095B2 (en) 2013-12-17 2016-03-15 Applied Materials, Inc. Semiconductor system assemblies and methods of operation
US9245793B2 (en) 2013-12-19 2016-01-26 Intermolecular, Inc. Plasma treatment of low-K surface to improve barrier deposition
US9597701B2 (en) * 2013-12-31 2017-03-21 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
US9657397B2 (en) * 2013-12-31 2017-05-23 Lam Research Ag Apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
KR101535155B1 (ko) * 2014-01-09 2015-07-09 주식회사 유진테크 기판 처리장치
US9287134B2 (en) 2014-01-17 2016-03-15 Applied Materials, Inc. Titanium oxide etch
US9396989B2 (en) 2014-01-27 2016-07-19 Applied Materials, Inc. Air gaps between copper lines
US9293568B2 (en) 2014-01-27 2016-03-22 Applied Materials, Inc. Method of fin patterning
US9385028B2 (en) 2014-02-03 2016-07-05 Applied Materials, Inc. Air gap process
US9499898B2 (en) 2014-03-03 2016-11-22 Applied Materials, Inc. Layered thin film heater and method of fabrication
US9299575B2 (en) 2014-03-17 2016-03-29 Applied Materials, Inc. Gas-phase tungsten etch
US9299537B2 (en) 2014-03-20 2016-03-29 Applied Materials, Inc. Radial waveguide systems and methods for post-match control of microwaves
US9903020B2 (en) 2014-03-31 2018-02-27 Applied Materials, Inc. Generation of compact alumina passivation layers on aluminum plasma equipment components
US9269590B2 (en) 2014-04-07 2016-02-23 Applied Materials, Inc. Spacer formation
US9976211B2 (en) 2014-04-25 2018-05-22 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant thin film coating for high temperature application
US9869013B2 (en) 2014-04-25 2018-01-16 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition top coat of rare-earth oxide
US20150315706A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-05 Lam Research Corporation Low volume showerhead with porous baffle
US20150321964A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 Applied Materials, Inc. Slurry plasma spray of plasma resistant ceramic coating
US9309598B2 (en) 2014-05-28 2016-04-12 Applied Materials, Inc. Oxide and metal removal
US9406523B2 (en) 2014-06-19 2016-08-02 Applied Materials, Inc. Highly selective doped oxide removal method
US9378969B2 (en) 2014-06-19 2016-06-28 Applied Materials, Inc. Low temperature gas-phase carbon removal
US9412581B2 (en) 2014-07-16 2016-08-09 Applied Materials, Inc. Low-K dielectric gapfill by flowable deposition
JP2016023971A (ja) * 2014-07-17 2016-02-08 セイコーエプソン株式会社 電子部品搬送装置および電子部品検査装置
US9425058B2 (en) 2014-07-24 2016-08-23 Applied Materials, Inc. Simplified litho-etch-litho-etch process
CN105336594A (zh) * 2014-07-28 2016-02-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法
US9378978B2 (en) 2014-07-31 2016-06-28 Applied Materials, Inc. Integrated oxide recess and floating gate fin trimming
US9496167B2 (en) 2014-07-31 2016-11-15 Applied Materials, Inc. Integrated bit-line airgap formation and gate stack post clean
US9659753B2 (en) * 2014-08-07 2017-05-23 Applied Materials, Inc. Grooved insulator to reduce leakage current
US9553102B2 (en) 2014-08-19 2017-01-24 Applied Materials, Inc. Tungsten separation
KR20160026572A (ko) 2014-09-01 2016-03-09 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
US9355856B2 (en) 2014-09-12 2016-05-31 Applied Materials, Inc. V trench dry etch
US9828673B2 (en) * 2014-09-22 2017-11-28 Svt Associates, Inc. Method of forming very reactive metal layers by a high vacuum plasma enhanced atomic layer deposition system
US9355862B2 (en) 2014-09-24 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Fluorine-based hardmask removal
US9368364B2 (en) 2014-09-24 2016-06-14 Applied Materials, Inc. Silicon etch process with tunable selectivity to SiO2 and other materials
US9613822B2 (en) 2014-09-25 2017-04-04 Applied Materials, Inc. Oxide etch selectivity enhancement
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
CN105529237B (zh) * 2014-10-23 2018-05-01 中微半导体设备(上海)有限公司 气体导流环、气体供应装置及等离子体处理装置
US9299583B1 (en) 2014-12-05 2016-03-29 Applied Materials, Inc. Aluminum oxide selective etch
US10224210B2 (en) 2014-12-09 2019-03-05 Applied Materials, Inc. Plasma processing system with direct outlet toroidal plasma source
US9502258B2 (en) 2014-12-23 2016-11-22 Applied Materials, Inc. Anisotropic gap etch
US9343272B1 (en) 2015-01-08 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Self-aligned process
US9373522B1 (en) 2015-01-22 2016-06-21 Applied Mateials, Inc. Titanium nitride removal
US9449846B2 (en) 2015-01-28 2016-09-20 Applied Materials, Inc. Vertical gate separation
US9728437B2 (en) 2015-02-03 2017-08-08 Applied Materials, Inc. High temperature chuck for plasma processing systems
US10167552B2 (en) * 2015-02-05 2019-01-01 Lam Research Ag Spin chuck with rotating gas showerhead
US9881805B2 (en) 2015-03-02 2018-01-30 Applied Materials, Inc. Silicon selective removal
US10276355B2 (en) 2015-03-12 2019-04-30 Asm Ip Holding B.V. Multi-zone reactor, system including the reactor, and method of using the same
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
US9691645B2 (en) 2015-08-06 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Bolted wafer chuck thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9741593B2 (en) 2015-08-06 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9349605B1 (en) 2015-08-07 2016-05-24 Applied Materials, Inc. Oxide etch selectivity systems and methods
US9960072B2 (en) 2015-09-29 2018-05-01 Asm Ip Holding B.V. Variable adjustment for precise matching of multiple chamber cavity housings
TWI548773B (en) * 2015-10-14 2016-09-11 Ind Tech Res Inst Gas distribution device
US10322384B2 (en) 2015-11-09 2019-06-18 Asm Ip Holding B.V. Counter flow mixer for process chamber
US9892913B2 (en) 2016-03-24 2018-02-13 Asm Ip Holding B.V. Radial and thickness control via biased multi-port injection settings
TW201807245A (en) 2016-04-01 2018-03-01 Applied Materials Inc Apparatus and method for providing a uniform flow of gas
KR20170129475A (ko) 2016-05-17 2017-11-27 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 금속 배선 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
US9865484B1 (en) 2016-06-29 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Selective etch using material modification and RF pulsing
US10303189B2 (en) 2016-06-30 2019-05-28 Reno Technologies, Inc. Flow control system, method, and apparatus
CN107723790A (zh) * 2016-08-12 2018-02-23 上海新昇半导体科技有限公司 种外延设备、设备制作方法及外延方法
US10062575B2 (en) 2016-09-09 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Poly directional etch by oxidation
US9934942B1 (en) * 2016-10-04 2018-04-03 Applied Materials, Inc. Chamber with flow-through source
US10062585B2 (en) 2016-10-04 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Oxygen compatible plasma source
US9721789B1 (en) 2016-10-04 2017-08-01 Applied Materials, Inc. Saving ion-damaged spacers
US10062579B2 (en) 2016-10-07 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Selective SiN lateral recess
US9947549B1 (en) 2016-10-10 2018-04-17 Applied Materials, Inc. Cobalt-containing material removal
TWI580807B (en) * 2016-10-28 2017-05-01 Ind Tech Res Inst Evaporation deposition apparatus and method of evaporation deposition using the same
US10229833B2 (en) 2016-11-01 2019-03-12 Asm Ip Holding B.V. Methods for forming a transition metal nitride film on a substrate by atomic layer deposition and related semiconductor device structures
US10163696B2 (en) 2016-11-11 2018-12-25 Applied Materials, Inc. Selective cobalt removal for bottom up gapfill
US9768034B1 (en) 2016-11-11 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Removal methods for high aspect ratio structures
US10026621B2 (en) 2016-11-14 2018-07-17 Applied Materials, Inc. SiN spacer profile patterning
US10242908B2 (en) 2016-11-14 2019-03-26 Applied Materials, Inc. Airgap formation with damage-free copper
US20180142352A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Applied Materials, Inc. Two zone flow cooling plate design with concentric or spiral channel for efficient gas distribution assembly cooling
US10269558B2 (en) 2016-12-22 2019-04-23 Asm Ip Holding B.V. Method of forming a structure on a substrate
CN106756885A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国科学院微电子研究所 一种可变电场调制的远程等离子体原子层沉积系统
CN108257838A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 中微半导体设备(上海)有限公司 带干涉仪的防止等离子体进入内部的气体喷嘴及其工作方法
US10043684B1 (en) 2017-02-06 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Self-limiting atomic thermal etching systems and methods
US10319739B2 (en) 2017-02-08 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Accommodating imperfectly aligned memory holes
US10283353B2 (en) 2017-03-29 2019-05-07 Asm Ip Holding B.V. Method of reforming insulating film deposited on substrate with recess pattern
US10319649B2 (en) 2017-04-11 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Optical emission spectroscopy (OES) for remote plasma monitoring
US10049891B1 (en) 2017-05-31 2018-08-14 Applied Materials, Inc. Selective in situ cobalt residue removal
CN107507759A (zh) * 2017-07-17 2017-12-22 上海华虹宏力半导体制造有限公司 深沟槽外延填充工艺方法
US10312055B2 (en) 2017-07-26 2019-06-04 Asm Ip Holding B.V. Method of depositing film by PEALD using negative bias
US10170336B1 (en) 2017-08-04 2019-01-01 Applied Materials, Inc. Methods for anisotropic control of selective silicon removal
US10043674B1 (en) 2017-08-04 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Germanium etching systems and methods
US10297458B2 (en) 2017-08-07 2019-05-21 Applied Materials, Inc. Process window widening using coated parts in plasma etch processes
US10249524B2 (en) 2017-08-09 2019-04-02 Asm Ip Holding B.V. Cassette holder assembly for a substrate cassette and holding member for use in such assembly
US10236177B1 (en) 2017-08-22 2019-03-19 ASM IP Holding B.V.. Methods for depositing a doped germanium tin semiconductor and related semiconductor device structures
US10319588B2 (en) 2017-10-10 2019-06-11 Asm Ip Holding B.V. Method for depositing a metal chalcogenide on a substrate by cyclical deposition
US10128086B1 (en) 2017-10-24 2018-11-13 Applied Materials, Inc. Silicon pretreatment for nitride removal
US10283324B1 (en) 2017-10-24 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Oxygen treatment for nitride etching
KR101929405B1 (ko) * 2017-11-08 2019-03-14 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10290508B1 (en) 2017-12-05 2019-05-14 Asm Ip Holding B.V. Method for forming vertical spacers for spacer-defined patterning
US10256112B1 (en) 2017-12-08 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Selective tungsten removal
CN108048820A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 江苏鲁汶仪器有限公司 气相沉积设备和气相沉积方法
US10319600B1 (en) 2018-03-12 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Thermal silicon etch

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6245192B1 (en) 1999-06-30 2001-06-12 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing

Family Cites Families (450)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US601267A (en) * 1898-03-29 Clifton e
US6482262B1 (en) * 1959-10-10 2002-11-19 Asm Microchemistry Oy Deposition of transition metal carbides
SE393967B (sv) 1974-11-29 1977-05-31 Sateko Oy Forfarande och for utforande av stroleggning mellan lagren i ett virkespaket
FI57975C (fi) 1979-02-28 1980-11-10 Lohja Ab Oy Foerfarande och anordning vid uppbyggande av tunna foereningshinnor
US4389973A (en) 1980-03-18 1983-06-28 Oy Lohja Ab Apparatus for performing growth of compound thin films
US4415275A (en) 1981-12-21 1983-11-15 Dietrich David E Swirl mixing device
JPS6110667Y2 (ko) 1981-12-26 1986-04-05
FI64878C (fi) 1982-05-10 1984-01-10 Lohja Ab Oy Kombinationsfilm foer isynnerhet tunnfilmelektroluminensstrukturer
US5294286A (en) 1984-07-26 1994-03-15 Research Development Corporation Of Japan Process for forming a thin film of silicon
GB2162207B (en) 1984-07-26 1989-05-10 Hitoshi Abe Semiconductor crystal growth apparatus
JPH0547666Y2 (ko) 1985-03-15 1993-12-15
US4761269A (en) 1986-06-12 1988-08-02 Crystal Specialties, Inc. Apparatus for depositing material on a substrate
JPH0639357B2 (ja) 1986-09-08 1994-05-25 セイコ電子工業株式会社 元素半導体単結晶薄膜の成長方法
JP2555045B2 (ja) 1987-01-19 1996-11-20 株式会社日立製作所 薄膜形成方法及びその装置
JPH0517696B2 (ko) 1987-03-17 1993-03-09 Fujitsu Ltd
DE3721637A1 (de) 1987-06-30 1989-01-12 Aixtron Gmbh Gaseinlass fuer eine mehrzahl verschiedener reaktionsgase in reaktionsgefaesse
DE3743938C2 (de) * 1987-12-23 1995-08-31 Cs Halbleiter Solartech Verfahren zum Atomschicht-Epitaxie-Aufwachsen einer III/V-Verbindungshalbleiter-Dünnschicht
DE3801147A1 (de) 1988-01-16 1989-07-27 Philips Patentverwaltung Vorrichtung zum erzeugen eines mit dem dampf eines wenig fluechtigen stoffes angereicherten gasstroms
US5229081A (en) 1988-02-12 1993-07-20 Regal Joint Co., Ltd. Apparatus for semiconductor process including photo-excitation process
FR2628985B1 (fr) 1988-03-22 1990-12-28 Labo Electronique Physique Reacteur d'epitaxie a paroi protegee contre les depots
US5261959A (en) 1988-05-26 1993-11-16 General Electric Company Diamond crystal growth apparatus
JPH0824191B2 (ja) 1989-03-17 1996-03-06 富士通株式会社 薄膜トランジスタ
US5028565A (en) 1989-08-25 1991-07-02 Applied Materials, Inc. Process for CVD deposition of tungsten layer on semiconductor wafer
US5225366A (en) 1990-06-22 1993-07-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for and a method of growing thin films of elemental semiconductors
US5483919A (en) * 1990-08-31 1996-01-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Atomic layer epitaxy method and apparatus
US5178681A (en) 1991-01-29 1993-01-12 Applied Materials, Inc. Suspension system for semiconductor reactors
JP2680202B2 (ja) 1991-03-20 1997-11-19 国際電気株式会社 気相成長方法及び装置
US5173327A (en) 1991-06-18 1992-12-22 Micron Technology, Inc. LPCVD process for depositing titanium films for semiconductor devices
DE4124018C1 (ko) 1991-07-19 1992-11-19 Leybold Ag, 6450 Hanau, De
US5480818A (en) * 1992-02-10 1996-01-02 Fujitsu Limited Method for forming a film and method for manufacturing a thin film transistor
JPH05234899A (ja) 1991-09-17 1993-09-10 Hitachi Ltd 原子層エピタキシー装置
JP3126787B2 (ja) 1992-01-30 2001-01-22 理化学研究所 成膜方法および成膜装置
JP3103186B2 (ja) 1992-03-19 2000-10-23 富士通株式会社 原子層エピタキシー装置および原子層エピタキシー法
US5660744A (en) 1992-03-26 1997-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma generating apparatus and surface processing apparatus
US5306666A (en) 1992-07-24 1994-04-26 Nippon Steel Corporation Process for forming a thin metal film by chemical vapor deposition
US5316793A (en) 1992-07-27 1994-05-31 Texas Instruments Incorporated Directed effusive beam atomic layer epitaxy system and method
US5314727A (en) 1992-07-28 1994-05-24 Minnesota Mining & Mfg. Co./Regents Of The University Of Minnesota Chemical vapor deposition of iron, ruthenium, and osmium
US5338362A (en) 1992-08-29 1994-08-16 Tokyo Electron Limited Apparatus for processing semiconductor wafer comprising continuously rotating wafer table and plural chamber compartments
US6323071B1 (en) * 1992-12-04 2001-11-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming a semiconductor device
US5607009A (en) 1993-01-28 1997-03-04 Applied Materials, Inc. Method of heating and cooling large area substrates and apparatus therefor
JP3265042B2 (ja) 1993-03-18 2002-03-11 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
US5443647A (en) 1993-04-28 1995-08-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for depositing a refractory thin film by chemical vapor deposition
US5526244A (en) 1993-05-24 1996-06-11 Bishop; Vernon R. Overhead luminaire
US5589002A (en) * 1994-03-24 1996-12-31 Applied Materials, Inc. Gas distribution plate for semiconductor wafer processing apparatus with means for inhibiting arcing
JPH07300649A (ja) 1994-04-27 1995-11-14 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜及び高硬度部材
JP3181171B2 (ja) * 1994-05-20 2001-07-03 シャープ株式会社 気相成長装置および気相成長方法
US5628829A (en) * 1994-06-03 1997-05-13 Materials Research Corporation Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films
US5580421A (en) 1994-06-14 1996-12-03 Fsi International Apparatus for surface conditioning
US5796116A (en) 1994-07-27 1998-08-18 Sharp Kabushiki Kaisha Thin-film semiconductor device including a semiconductor film with high field-effect mobility
US5643394A (en) * 1994-09-16 1997-07-01 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
FI97731C (fi) * 1994-11-28 1997-02-10 Mikrokemia Oy Menetelmä ja laite ohutkalvojen valmistamiseksi
FI100409B (fi) 1994-11-28 1997-11-28 Asm Int Menetelmä ja laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi
FI97730C (fi) * 1994-11-28 1997-02-10 Mikrokemia Oy Laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi
US5558717A (en) 1994-11-30 1996-09-24 Applied Materials CVD Processing chamber
TW283250B (en) 1995-07-10 1996-08-11 Watkins Johnson Co Plasma enhanced chemical processing reactor and method
KR0167248B1 (ko) 1995-07-24 1999-02-01 문정환 반도체 기판의 전처리방법
US5804488A (en) 1995-08-24 1998-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of forming a tungsten silicide capacitor having a high breakdown voltage
US6084302A (en) 1995-12-26 2000-07-04 Micron Technologies, Inc. Barrier layer cladding around copper interconnect lines
US5906683A (en) 1996-04-16 1999-05-25 Applied Materials, Inc. Lid assembly for semiconductor processing chamber
US6313035B1 (en) * 1996-05-31 2001-11-06 Micron Technology, Inc. Chemical vapor deposition using organometallic precursors
KR20000022193A (ko) * 1996-06-28 2000-04-25 리차드 에이치. 로브그렌 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치 및 그 방법
US5846332A (en) 1996-07-12 1998-12-08 Applied Materials, Inc. Thermally floating pedestal collar in a chemical vapor deposition chamber
JP3901252B2 (ja) 1996-08-13 2007-04-04 キヤノンアネルバ株式会社 化学蒸着装置
US5916365A (en) 1996-08-16 1999-06-29 Sherman; Arthur Sequential chemical vapor deposition
US6342277B1 (en) * 1996-08-16 2002-01-29 Licensee For Microelectronics: Asm America, Inc. Sequential chemical vapor deposition
US6001420A (en) 1996-09-23 1999-12-14 Applied Materials, Inc. Semi-selective chemical vapor deposition
US5835677A (en) 1996-10-03 1998-11-10 Emcore Corporation Liquid vaporizer system and method
US5923056A (en) 1996-10-10 1999-07-13 Lucent Technologies Inc. Electronic components with doped metal oxide dielectric materials and a process for making electronic components with doped metal oxide dielectric materials
US6071572A (en) 1996-10-15 2000-06-06 Applied Materials, Inc. Forming tin thin films using remote activated specie generation
US5882411A (en) * 1996-10-21 1999-03-16 Applied Materials, Inc. Faceplate thermal choke in a CVD plasma reactor
US5873781A (en) * 1996-11-14 1999-02-23 Bally Gaming International, Inc. Gaming machine having truly random results
US5807792A (en) 1996-12-18 1998-09-15 Siemens Aktiengesellschaft Uniform distribution of reactants in a device layer
EP0854210B1 (en) 1996-12-19 2002-03-27 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Vapor deposition apparatus for forming thin film
US6335280B1 (en) * 1997-01-13 2002-01-01 Asm America, Inc. Tungsten silicide deposition process
US6174377B1 (en) 1997-03-03 2001-01-16 Genus, Inc. Processing chamber for atomic layer deposition processes
JPH10308283A (ja) * 1997-03-04 1998-11-17 Denso Corp El素子およびその製造方法
JPH10306377A (ja) 1997-05-02 1998-11-17 Tokyo Electron Ltd 微量ガス供給方法及びその装置
TW417249B (en) 1997-05-14 2001-01-01 Applied Materials Inc Reliability barrier integration for cu application
US6156382A (en) 1997-05-16 2000-12-05 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition process for depositing tungsten
US6162715A (en) 1997-06-30 2000-12-19 Applied Materials, Inc. Method of forming gate electrode connection structure by in situ chemical vapor deposition of tungsten and tungsten nitride
US6309713B1 (en) 1997-06-30 2001-10-30 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten nitride by plasma enhanced chemical vapor deposition
FI972874A0 (fi) 1997-07-04 1997-07-04 Mikrokemia Oy Foerfarande och anordning foer framstaellning av tunnfilmer
US6073366A (en) 1997-07-11 2000-06-13 Asm America, Inc. Substrate cooling system and method
US6287965B1 (en) 1997-07-28 2001-09-11 Samsung Electronics Co, Ltd. Method of forming metal layer using atomic layer deposition and semiconductor device having the metal layer as barrier metal layer or upper or lower electrode of capacitor
KR100269306B1 (ko) 1997-07-31 2000-10-16 윤종용 저온처리로안정화되는금속산화막으로구성된완충막을구비하는집적회로장치및그제조방법
KR100261017B1 (ko) 1997-08-19 2000-08-01 윤종용 반도체 장치의 금속 배선층을 형성하는 방법
US5879459A (en) * 1997-08-29 1999-03-09 Genus, Inc. Vertically-stacked process reactor and cluster tool system for atomic layer deposition
US6197683B1 (en) * 1997-09-29 2001-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming metal nitride film by chemical vapor deposition and method of forming metal contact of semiconductor device using the same
US6348376B2 (en) * 1997-09-29 2002-02-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming metal nitride film by chemical vapor deposition and method of forming metal contact and capacitor of semiconductor device using the same
KR100274603B1 (ko) 1997-10-01 2001-01-15 윤종용 반도체장치의제조방법및그의제조장치
US6861356B2 (en) 1997-11-05 2005-03-01 Tokyo Electron Limited Method of forming a barrier film and method of forming wiring structure and electrodes of semiconductor device having a barrier film
US5972430A (en) 1997-11-26 1999-10-26 Advanced Technology Materials, Inc. Digital chemical vapor deposition (CVD) method for forming a multi-component oxide layer
US6079356A (en) 1997-12-02 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Reactor optimized for chemical vapor deposition of titanium
US6099904A (en) 1997-12-02 2000-08-08 Applied Materials, Inc. Low resistivity W using B2 H6 nucleation step
FI104383B (fi) 1997-12-09 2000-01-14 Fortum Oil & Gas Oy Menetelmä laitteistojen sisäpintojen päällystämiseksi
KR100269328B1 (ko) * 1997-12-31 2000-10-16 윤종용 원자층 증착 공정을 이용하는 도전층 형성방법
US6015917A (en) 1998-01-23 2000-01-18 Advanced Technology Materials, Inc. Tantalum amide precursors for deposition of tantalum nitride on a substrate
US6433314B1 (en) 1998-04-08 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Direct temperature control for a component of a substrate processing chamber
US6296711B1 (en) 1998-04-14 2001-10-02 Cvd Systems, Inc. Film processing system
TW423054B (en) 1998-05-18 2001-02-21 Ips Ltd Apparatus for depositing thin films on semiconductor wafer by continuous gas injection
KR100267885B1 (ko) * 1998-05-18 2000-11-01 서성기 반도체 박막증착장치
NL1009327C2 (nl) 1998-06-05 1999-12-10 Asm Int Werkwijze en inrichting voor het overbrengen van wafers.
KR100319888B1 (ko) 1998-06-16 2002-01-10 윤종용 선택적 금속층 형성방법, 이를 이용한 커패시터 형성 및 콘택홀 매립방법
US6333260B1 (en) 1998-06-24 2001-12-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having improved metal line structure and manufacturing method therefor
JP2000031387A (ja) 1998-07-14 2000-01-28 Fuji Electric Co Ltd 誘電体薄膜コンデンサの製造方法
KR100275738B1 (ko) 1998-08-07 2000-12-15 윤종용 원자층 증착법을 이용한 박막 제조방법
KR20000013654A (ko) 1998-08-12 2000-03-06 윤종용 원자층 증착 방법으로 형성한 알루미나/알루미늄나이트라이드복합 유전체막을 갖는 캐패시터와 그제조 방법
US5962716A (en) 1998-08-27 1999-10-05 Micron Technology, Inc. Methods for preparing ruthenium and osmium compounds
US6074945A (en) 1998-08-27 2000-06-13 Micron Technology, Inc. Methods for preparing ruthenium metal films
US6517616B2 (en) * 1998-08-27 2003-02-11 Micron Technology, Inc. Solvated ruthenium precursors for direct liquid injection of ruthenium and ruthenium oxide
US6541067B1 (en) 1998-08-27 2003-04-01 Micron Technology, Inc. Solvated ruthenium precursors for direct liquid injection of ruthenium and ruthenium oxide and method of using same
US6063705A (en) 1998-08-27 2000-05-16 Micron Technology, Inc. Precursor chemistries for chemical vapor deposition of ruthenium and ruthenium oxide
US6520218B1 (en) 1998-09-03 2003-02-18 Advanced Technology Materials, Inc. Container chemical guard
US6780758B1 (en) 1998-09-03 2004-08-24 Micron Technology, Inc. Method of establishing electrical contact between a semiconductor substrate and a semiconductor device
KR20000022003A (ko) 1998-09-10 2000-04-25 이경수 금속과규소를포함한3성분질화물막의형성방법
FI108375B (fi) 1998-09-11 2002-01-15 Asm Microchemistry Oy Menetelmõ eristõvien oksidiohutkalvojen valmistamiseksi
JP4005738B2 (ja) * 1998-09-17 2007-11-14 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 界面調節層を利用して金属配線層を形成する半導体素子の製造方法
US6143082A (en) 1998-10-08 2000-11-07 Novellus Systems, Inc. Isolation of incompatible processes in a multi-station processing chamber
JP3789051B2 (ja) * 1998-10-13 2006-06-21 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 部分的に異なる厚さを有するキャパシタの誘電膜の形成方法
TW430863B (en) 1998-10-16 2001-04-21 Samsung Electronics Co Ltd Method for manufacturing thin film
US6454860B2 (en) 1998-10-27 2002-09-24 Applied Materials, Inc. Deposition reactor having vaporizing, mixing and cleaning capabilities
US20030101938A1 (en) 1998-10-27 2003-06-05 Applied Materials, Inc. Apparatus for the deposition of high dielectric constant films
JP3580159B2 (ja) 1998-12-18 2004-10-20 東京エレクトロン株式会社 タングステン膜の成膜方法
US6627995B2 (en) 2000-03-03 2003-09-30 Cvc Products, Inc. Microelectronic interconnect material with adhesion promotion layer and fabrication method
US6294836B1 (en) 1998-12-22 2001-09-25 Cvc Products Inc. Semiconductor chip interconnect barrier material and fabrication method
KR100331544B1 (ko) 1999-01-18 2002-04-06 윤종용 반응챔버에 가스를 유입하는 방법 및 이에 사용되는 샤워헤드
US6540838B2 (en) 2000-11-29 2003-04-01 Genus, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
US6305314B1 (en) 1999-03-11 2001-10-23 Genvs, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
US6200893B1 (en) 1999-03-11 2001-03-13 Genus, Inc Radical-assisted sequential CVD
US6958174B1 (en) 1999-03-15 2005-10-25 Regents Of The University Of Colorado Solid material comprising a thin metal film on its surface and methods for producing the same
KR100273473B1 (ko) 1999-04-06 2000-11-15 이경수 박막 형성 방법
KR100347379B1 (ko) * 1999-05-01 2002-08-07 주식회사 피케이엘 복수매 기판의 박막 증착 공정이 가능한 원자층 증착장치
FI118342B (fi) 1999-05-10 2007-10-15 Asm Int Laite ohutkalvojen valmistamiseksi
US6218298B1 (en) 1999-05-19 2001-04-17 Infineon Technologies North America Corp. Tungsten-filled deep trenches
US6124158A (en) 1999-06-08 2000-09-26 Lucent Technologies Inc. Method of reducing carbon contamination of a thin dielectric film by using gaseous organic precursors, inert gas, and ozone to react with carbon contaminants
US6539891B1 (en) 1999-06-19 2003-04-01 Genitech, Inc. Chemical deposition reactor and method of forming a thin film using the same
US6812157B1 (en) 1999-06-24 2004-11-02 Prasad Narhar Gadgil Apparatus for atomic layer chemical vapor deposition
JP2003502878A (ja) 1999-06-24 2003-01-21 ナーハ ガジル、プラサード 原子層化学気相成長装置
US6524952B1 (en) 1999-06-25 2003-02-25 Applied Materials, Inc. Method of forming a titanium silicide layer on a substrate
US6415736B1 (en) * 1999-06-30 2002-07-09 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
US7018940B2 (en) * 2002-12-30 2006-03-28 Genus, Inc. Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
US6495233B1 (en) 1999-07-09 2002-12-17 Applied Materials, Inc. Apparatus for distributing gases in a chemical vapor deposition system
KR100319494B1 (ko) 1999-07-15 2002-01-09 김용일 원자층 에피택시 공정을 위한 반도체 박막 증착장치
KR20010017820A (ko) 1999-08-14 2001-03-05 윤종용 반도체 소자 및 그 제조방법
US6984415B2 (en) 1999-08-20 2006-01-10 International Business Machines Corporation Delivery systems for gases for gases via the sublimation of solid precursors
JP3909792B2 (ja) 1999-08-20 2007-04-25 パイオニア株式会社 化学気相成長法における原料供給装置及び原料供給方法
US6391785B1 (en) 1999-08-24 2002-05-21 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Method for bottomless deposition of barrier layers in integrated circuit metallization schemes
US6774138B2 (en) 1999-08-31 2004-08-10 Merck & Co., Inc. Thiazolyl(pyridyl)ethyne compounds
US6511539B1 (en) 1999-09-08 2003-01-28 Asm America, Inc. Apparatus and method for growth of a thin film
US6326297B1 (en) 1999-09-30 2001-12-04 Novellus Systems, Inc. Method of making a tungsten nitride barrier layer with improved adhesion and stability using a silicon layer
TW515032B (en) 1999-10-06 2002-12-21 Samsung Electronics Co Ltd Method of forming thin film using atomic layer deposition method
FI117942B (fi) 1999-10-14 2007-04-30 Asm Int Menetelmä oksidiohutkalvojen kasvattamiseksi
FI118158B (sv) 1999-10-15 2007-07-31 Asm Int Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
AU1208201A (en) 1999-10-15 2001-04-30 Asm America, Inc. Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
JP5173098B2 (ja) 1999-10-15 2013-03-27 エーエスエム インターナショナル エヌ.ヴェー.Asm International N.V. ダマシン・メタライゼーションのためのコンフォーマルライニング層
FI117944B (fi) 1999-10-15 2007-04-30 Asm Int Menetelmä siirtymämetallinitridiohutkalvojen kasvattamiseksi
WO2001029280A1 (en) 1999-10-15 2001-04-26 Asm America, Inc. Deposition of transition metal carbides
US6203613B1 (en) * 1999-10-19 2001-03-20 International Business Machines Corporation Atomic layer deposition with nitrate containing precursors
KR100304714B1 (ko) 1999-10-20 2001-11-02 윤종용 금속 할로겐 가스를 사용한 반도체 소자의 금속 박막 형성방법
US6548112B1 (en) 1999-11-18 2003-04-15 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for delivery of precursor vapor from low vapor pressure liquid sources to a CVD chamber
KR20010047128A (ko) 1999-11-18 2001-06-15 이경수 액체원료 기화방법 및 그에 사용되는 장치
CA2390465A1 (en) * 1999-11-22 2001-05-31 Human Genome Sciences, Inc. Kunitz-type protease inhibitor polynucleotides, polypeptides, and antibodies
US6534404B1 (en) * 1999-11-24 2003-03-18 Novellus Systems, Inc. Method of depositing diffusion barrier for copper interconnect in integrated circuit
US6558509B2 (en) 1999-11-30 2003-05-06 Applied Materials, Inc. Dual wafer load lock
US6780704B1 (en) 1999-12-03 2004-08-24 Asm International Nv Conformal thin films over textured capacitor electrodes
DE10060002B4 (de) * 1999-12-07 2016-01-28 Komatsu Ltd. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung
KR100385946B1 (ko) 1999-12-08 2003-06-02 삼성전자주식회사 원자층 증착법을 이용한 금속층 형성방법 및 그 금속층을장벽금속층, 커패시터의 상부전극, 또는 하부전극으로구비한 반도체 소자
US6452338B1 (en) 1999-12-13 2002-09-17 Semequip, Inc. Electron beam ion source with integral low-temperature vaporizer
US6432259B1 (en) 1999-12-14 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Plasma reactor cooled ceiling with an array of thermally isolated plasma heated mini-gas distribution plates
KR100330749B1 (ko) 1999-12-17 2002-04-03 서성기 반도체 박막증착장치
KR100624903B1 (ko) 1999-12-22 2006-09-19 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 캐패시터 제조방법
KR100705926B1 (ko) * 1999-12-22 2007-04-11 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 캐패시터 제조방법
KR100376267B1 (ko) 1999-12-22 2003-03-17 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 캐패시터 제조방법
KR100389913B1 (ko) 1999-12-23 2003-07-04 삼성전자주식회사 공정조건을 변화시키면서 화학기상 증착법으로 루테늄막을형성하는 방법 및 그에 의해 형성된 루테늄막
FI118343B (fi) 1999-12-28 2007-10-15 Asm Int Laite ohutkalvojen valmistamiseksi
FI118474B (fi) 1999-12-28 2007-11-30 Asm Int Laite ohutkalvojen valmistamiseksi
JP4817210B2 (ja) 2000-01-06 2011-11-16 東京エレクトロン株式会社 成膜装置および成膜方法
FI20000099A0 (fi) 2000-01-18 2000-01-18 Asm Microchemistry Ltd Menetelmä metalliohutkalvojen kasvattamiseksi
JP4362919B2 (ja) 2000-02-04 2009-11-11 株式会社デンソー 原子層エピタキシャル成長法による成膜方法
KR100378871B1 (ko) 2000-02-16 2003-04-07 주식회사 아펙스 라디칼 증착을 위한 샤워헤드장치
WO2001066832A2 (en) 2000-03-07 2001-09-13 Asm America, Inc. Graded thin films
US6274484B1 (en) 2000-03-17 2001-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Fabrication process for low resistivity tungsten layer with good adhesion to insulator layers
JP2003527866A (ja) * 2000-03-23 2003-09-24 ルミジェン・インコーポレイテッド ポリヌクレオチド・キナーゼを検出する方法および標識としてのその使用
FI117978B (fi) 2000-04-14 2007-05-15 Asm Int Menetelmä ja laitteisto ohutkalvon kasvattamiseksi alustalle
TW576873B (en) 2000-04-14 2004-02-21 Asm Int Method of growing a thin film onto a substrate
FI117979B (fi) 2000-04-14 2007-05-15 Asm Int Menetelmä oksidiohutkalvojen valmistamiseksi
US7060132B2 (en) 2000-04-14 2006-06-13 Asm International N.V. Method and apparatus of growing a thin film
JP2001303251A (ja) 2000-04-20 2001-10-31 Samsung Electronics Co Ltd 原子層蒸着方法を利用した障壁金属膜の製造方法
US6635117B1 (en) * 2000-04-26 2003-10-21 Axcelis Technologies, Inc. Actively-cooled distribution plate for reducing reactive gas temperature in a plasma processing system
US6482740B2 (en) * 2000-05-15 2002-11-19 Asm Microchemistry Oy Method of growing electrical conductors by reducing metal oxide film with organic compound containing -OH, -CHO, or -COOH
US6482733B2 (en) 2000-05-15 2002-11-19 Asm Microchemistry Oy Protective layers prior to alternating layer deposition
FI118805B (fi) 2000-05-15 2008-03-31 Asm Int Menetelmä ja kokoonpano kaasufaasireaktantin syöttämiseksi reaktiokammioon
US6759325B2 (en) 2000-05-15 2004-07-06 Asm Microchemistry Oy Sealing porous structures
US7494927B2 (en) * 2000-05-15 2009-02-24 Asm International N.V. Method of growing electrical conductors
KR100427423B1 (ko) * 2000-05-25 2004-04-13 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Cvd용 인너튜브
KR100403611B1 (ko) 2000-06-07 2003-11-01 삼성전자주식회사 금속-절연체-금속 구조의 커패시터 및 그 제조방법
KR100647442B1 (ko) 2000-06-07 2006-11-17 주성엔지니어링(주) 원자층 증착법을 이용한 박막 형성방법
US7253076B1 (en) 2000-06-08 2007-08-07 Micron Technologies, Inc. Methods for forming and integrated circuit structures containing ruthenium and tungsten containing layers
US7141278B2 (en) * 2000-06-08 2006-11-28 Asm Genitech Korea Ltd. Thin film forming method
KR100387255B1 (ko) * 2000-06-20 2003-06-11 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
US6579372B2 (en) 2000-06-24 2003-06-17 Ips, Ltd. Apparatus and method for depositing thin film on wafer using atomic layer deposition
US6852168B2 (en) * 2000-06-24 2005-02-08 Ips Ltd. Reactor for depositing thin film on wafer
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US7101795B1 (en) 2000-06-28 2006-09-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer
US6551929B1 (en) 2000-06-28 2003-04-22 Applied Materials, Inc. Bifurcated deposition process for depositing refractory metal layers employing atomic layer deposition and chemical vapor deposition techniques
US7405158B2 (en) 2000-06-28 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
KR100372644B1 (ko) * 2000-06-30 2003-02-17 주식회사 하이닉스반도체 비 휘발성 반도체 메모리 소자의 캐패시터 제조방법
US6585823B1 (en) 2000-07-07 2003-07-01 Asm International, N.V. Atomic layer deposition
US6592942B1 (en) 2000-07-07 2003-07-15 Asm International N.V. Method for vapour deposition of a film onto a substrate
FI20001694A0 (fi) 2000-07-20 2000-07-20 Asm Microchemistry Oy Menetelmä ohutkalvon kasvattamiseksi substraatille
KR100444149B1 (ko) * 2000-07-22 2004-08-09 주식회사 아이피에스 Ald 박막증착설비용 클리닝방법
US6368954B1 (en) 2000-07-28 2002-04-09 Advanced Micro Devices, Inc. Method of copper interconnect formation using atomic layer copper deposition
US6455421B1 (en) 2000-07-31 2002-09-24 Applied Materials, Inc. Plasma treatment of tantalum nitride compound films formed by chemical vapor deposition
US6440495B1 (en) 2000-08-03 2002-08-27 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition of ruthenium films for metal electrode applications
KR100630666B1 (ko) 2000-08-09 2006-10-02 삼성전자주식회사 금속 콘택 및 커패시터를 포함하는 반도체 소자 제조방법
KR100396879B1 (ko) * 2000-08-11 2003-09-02 삼성전자주식회사 동일 물질로 이루어진 이중막을 포함하는 다중막으로캡슐화된 캐패시터를 구비한 반도체 메모리 소자 및 그의제조 방법
US6302965B1 (en) * 2000-08-15 2001-10-16 Applied Materials, Inc. Dispersion plate for flowing vaporizes compounds used in chemical vapor deposition of films onto semiconductor surfaces
US6461909B1 (en) * 2000-08-30 2002-10-08 Micron Technology, Inc. Process for fabricating RuSixOy-containing adhesion layers
US6903005B1 (en) 2000-08-30 2005-06-07 Micron Technology, Inc. Method for the formation of RuSixOy-containing barrier layers for high-k dielectrics
US6527855B2 (en) * 2000-10-10 2003-03-04 Rensselaer Polytechnic Institute Atomic layer deposition of cobalt from cobalt metallorganic compounds
US6428847B1 (en) 2000-10-16 2002-08-06 Primaxx, Inc. Vortex based CVD reactor
US6498091B1 (en) 2000-11-01 2002-12-24 Applied Materials, Inc. Method of using a barrier sputter reactor to remove an underlying barrier layer
KR100436941B1 (ko) 2000-11-07 2004-06-23 주성엔지니어링(주) 박막 증착 장치 및 그 방법
US6355561B1 (en) 2000-11-21 2002-03-12 Micron Technology, Inc. ALD method to improve surface coverage
US6613695B2 (en) 2000-11-24 2003-09-02 Asm America, Inc. Surface preparation prior to deposition
EP1340269B1 (en) 2000-11-30 2009-02-25 Asm International N.V. Thin films for magnetic devices
US6949450B2 (en) 2000-12-06 2005-09-27 Novellus Systems, Inc. Method for integrated in-situ cleaning and subsequent atomic layer deposition within a single processing chamber
US7348042B2 (en) 2001-03-19 2008-03-25 Novellus Systems, Inc. Continuous method for depositing a film by modulated ion-induced atomic layer deposition (MII-ALD)
US6416822B1 (en) 2000-12-06 2002-07-09 Angstrom Systems, Inc. Continuous method for depositing a film by modulated ion-induced atomic layer deposition (MII-ALD)
TW511135B (en) 2000-12-06 2002-11-21 Angstron Systems Inc Method for integrated in-situ cleaning and subsequent atomic layer deposition within a single processing chamber
US6878402B2 (en) 2000-12-06 2005-04-12 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for improved temperature control in atomic layer deposition
US20020197402A1 (en) 2000-12-06 2002-12-26 Chiang Tony P. System for depositing a film by modulated ion-induced atomic layer deposition (MII-ALD)
KR100386034B1 (ko) 2000-12-06 2003-06-02 에이에스엠 마이크로케미스트리 리미티드 확산 방지막의 결정립계를 금속산화물로 충진한 구리 배선구조의 반도체 소자 제조 방법
KR100385947B1 (ko) 2000-12-06 2003-06-02 삼성전자주식회사 원자층 증착 방법에 의한 박막 형성 방법
WO2002045871A1 (en) 2000-12-06 2002-06-13 Angstron Systems, Inc. System and method for modulated ion-induced atomic layer deposition (mii-ald)
US6428859B1 (en) 2000-12-06 2002-08-06 Angstron Systems, Inc. Sequential method for depositing a film by modulated ion-induced atomic layer deposition (MII-ALD)
US20020104481A1 (en) 2000-12-06 2002-08-08 Chiang Tony P. System and method for modulated ion-induced atomic layer deposition (MII-ALD)
US20020144657A1 (en) 2001-04-05 2002-10-10 Chiang Tony P. ALD reactor employing electrostatic chuck
US20020073924A1 (en) 2000-12-15 2002-06-20 Chiang Tony P. Gas introduction system for a reactor
US20020144655A1 (en) 2001-04-05 2002-10-10 Chiang Tony P. Gas valve system for a reactor
US20020076481A1 (en) 2000-12-15 2002-06-20 Chiang Tony P. Chamber pressure state-based control for a reactor
US6630201B2 (en) 2001-04-05 2003-10-07 Angstron Systems, Inc. Adsorption process for atomic layer deposition
US20020076507A1 (en) 2000-12-15 2002-06-20 Chiang Tony P. Process sequence for atomic layer deposition
US6800173B2 (en) 2000-12-15 2004-10-05 Novellus Systems, Inc. Variable gas conductance control for a process chamber
KR20020049875A (ko) 2000-12-20 2002-06-26 윤종용 반도체 메모리 소자의 강유전체 커패시터 및 그 제조방법
JP3963078B2 (ja) 2000-12-25 2007-08-22 株式会社高純度化学研究所 ターシャリーアミルイミドトリス(ジメチルアミド)タンタルとその製造方法及びそれを用いたmocvd用原料溶液並びにそれを用いた窒化タンタル膜の形成方法
KR20020056260A (ko) 2000-12-29 2002-07-10 박종섭 반도체 소자의 금속 게이트 형성방법
US20020086111A1 (en) 2001-01-03 2002-07-04 Byun Jeong Soo Method of forming refractory metal nitride layers using chemisorption techniques
US6346477B1 (en) * 2001-01-09 2002-02-12 Research Foundation Of Suny - New York Method of interlayer mediated epitaxy of cobalt silicide from low temperature chemical vapor deposition of cobalt
KR100400031B1 (ko) 2001-01-17 2003-09-29 삼성전자주식회사 반도체 소자의 콘택 플러그 및 그 형성 방법
KR100434487B1 (ko) 2001-01-17 2004-06-05 삼성전자주식회사 샤워 헤드 및 이를 포함하는 박막 형성 장비
JP2002222934A (ja) 2001-01-29 2002-08-09 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
US6844604B2 (en) 2001-02-02 2005-01-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Dielectric layer for semiconductor device and method of manufacturing the same
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
KR100400033B1 (ko) 2001-02-08 2003-09-29 삼성전자주식회사 다층 배선 구조를 갖는 반도체 소자 및 그의 제조방법
WO2002080244A2 (en) 2001-02-12 2002-10-10 Asm America, Inc. Improved process for deposition of semiconductor films
KR100395766B1 (ko) 2001-02-12 2003-08-25 삼성전자주식회사 강유전체 기억 소자 및 그 형성 방법
US6613656B2 (en) 2001-02-13 2003-09-02 Micron Technology, Inc. Sequential pulse deposition
US20020117399A1 (en) 2001-02-23 2002-08-29 Applied Materials, Inc. Atomically thin highly resistive barrier layer in a copper via
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US20020121241A1 (en) 2001-03-02 2002-09-05 Nguyen Anh N. Processing chamber and method of distributing process fluids therein to facilitate sequential deposition of films
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
FI109770B (fi) 2001-03-16 2002-10-15 Asm Microchemistry Oy Menetelmä metallinitridiohutkalvojen valmistamiseksi
JP2002285333A (ja) 2001-03-26 2002-10-03 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
US6812101B2 (en) 2001-04-02 2004-11-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacture thereof
US6369430B1 (en) 2001-04-02 2002-04-09 Motorola, Inc. Method of preventing two neighboring contacts from a short-circuit caused by a void between them and device having the same
US6479100B2 (en) 2001-04-05 2002-11-12 Applied Materials, Inc. CVD ruthenium seed for CVD ruthenium deposition
US6561498B2 (en) 2001-04-09 2003-05-13 Lorex Industries, Inc. Bubbler for use in vapor generation systems
US6420189B1 (en) 2001-04-27 2002-07-16 Advanced Micro Devices, Inc. Superconducting damascene interconnected for integrated circuit
US6447933B1 (en) 2001-04-30 2002-09-10 Advanced Micro Devices, Inc. Formation of alloy material using alternating depositions of alloy doping element and bulk material
KR100406534B1 (ko) 2001-05-03 2003-11-20 주식회사 하이닉스반도체 루테늄 박막의 제조 방법
KR20020084597A (ko) 2001-05-03 2002-11-09 주식회사 하이닉스반도체 화학적기상증착용 루테늄 전구체 화합물 및 그를 이용한루테늄 박막의 화학적기상증착 방법
US6596643B2 (en) 2001-05-07 2003-07-22 Applied Materials, Inc. CVD TiSiN barrier for copper integration
US7262125B2 (en) 2001-05-22 2007-08-28 Novellus Systems, Inc. Method of forming low-resistivity tungsten interconnects
US6635965B1 (en) 2001-05-22 2003-10-21 Novellus Systems, Inc. Method for producing ultra-thin tungsten layers with improved step coverage
US7141494B2 (en) * 2001-05-22 2006-11-28 Novellus Systems, Inc. Method for reducing tungsten film roughness and improving step coverage
KR100363332B1 (en) 2001-05-23 2002-11-20 Samsung Electronics Co Ltd Method for forming semiconductor device having gate all-around type transistor
US6828218B2 (en) * 2001-05-31 2004-12-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming a thin film using atomic layer deposition
US6849545B2 (en) 2001-06-20 2005-02-01 Applied Materials, Inc. System and method to form a composite film stack utilizing sequential deposition techniques
JP4680429B2 (ja) * 2001-06-26 2011-05-11 Okiセミコンダクタ株式会社 テキスト音声変換装置における高速読上げ制御方法
TW539822B (en) 2001-07-03 2003-07-01 Asm Inc Source chemical container assembly
US20070009658A1 (en) 2001-07-13 2007-01-11 Yoo Jong H Pulse nucleation enhanced nucleation technique for improved step coverage and better gap fill for WCVD process
US7211144B2 (en) 2001-07-13 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
US6936538B2 (en) 2001-07-16 2005-08-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing tungsten after surface treatment to improve film characteristics
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US20030198754A1 (en) 2001-07-16 2003-10-23 Ming Xi Aluminum oxide chamber and process
KR100400044B1 (ko) 2001-07-16 2003-09-29 삼성전자주식회사 간격 조절 장치를 가지는 웨이퍼 처리 장치의 샤워 헤드
US20040013803A1 (en) 2002-07-16 2004-01-22 Applied Materials, Inc. Formation of titanium nitride films using a cyclical deposition process
TW581822B (en) 2001-07-16 2004-04-01 Applied Materials Inc Formation of composite tungsten films
US7098131B2 (en) 2001-07-19 2006-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for forming atomic layers and thin films including tantalum nitride and devices including the same
US7105444B2 (en) 2001-07-19 2006-09-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for forming a wiring of a semiconductor device, method for forming a metal layer of a semiconductor device and apparatus for performing the same
US7081409B2 (en) 2002-07-17 2006-07-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of producing integrated circuit devices utilizing tantalum amine derivatives
US20030017697A1 (en) 2001-07-19 2003-01-23 Kyung-In Choi Methods of forming metal layers using metallic precursors
US20030029715A1 (en) * 2001-07-25 2003-02-13 Applied Materials, Inc. An Apparatus For Annealing Substrates In Physical Vapor Deposition Systems
WO2003030224A2 (en) 2001-07-25 2003-04-10 Applied Materials, Inc. Barrier formation using novel sputter-deposition method
US7085616B2 (en) 2001-07-27 2006-08-01 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition apparatus
JP4666912B2 (ja) 2001-08-06 2011-04-06 エー・エス・エムジニテックコリア株式会社 プラズマで補強した原子層蒸着装置及びこれを利用した薄膜形成方法
US6820570B2 (en) 2001-08-15 2004-11-23 Nobel Biocare Services Ag Atomic layer deposition reactor
US6548906B2 (en) * 2001-08-22 2003-04-15 Agere Systems Inc. Method for reducing a metal seam in an interconnect structure and a device manufactured thereby
US6806145B2 (en) 2001-08-31 2004-10-19 Asm International, N.V. Low temperature method of forming a gate stack with a high k layer deposited over an interfacial oxide layer
US20030042630A1 (en) 2001-09-05 2003-03-06 Babcoke Jason E. Bubbler for gas delivery
US20030047138A1 (en) * 2001-09-11 2003-03-13 Ceramoptec Industries, Inc. Spiral gas flow plasma reactor
KR100727372B1 (ko) 2001-09-12 2007-06-12 토소가부시키가이샤 루테늄착체, 그 제조방법 및 박막의 제조방법
US6718126B2 (en) 2001-09-14 2004-04-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for vaporizing solid precursor for CVD or atomic layer deposition
WO2003025243A2 (en) 2001-09-14 2003-03-27 Asm International N.V. Metal nitride deposition by ald using gettering reactant
US20030049931A1 (en) 2001-09-19 2003-03-13 Applied Materials, Inc. Formation of refractory metal nitrides using chemisorption techniques
KR20030025494A (ko) 2001-09-21 2003-03-29 삼성전자주식회사 루테늄막과 금속층간의 콘택을 포함하는 반도체 장치 및그의 제조 방법
US6607976B2 (en) 2001-09-25 2003-08-19 Applied Materials, Inc. Copper interconnect barrier layer structure and formation method
US7049226B2 (en) 2001-09-26 2006-05-23 Applied Materials, Inc. Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization
US20030057526A1 (en) 2001-09-26 2003-03-27 Applied Materials, Inc. Integration of barrier layer and seed layer
US6936906B2 (en) 2001-09-26 2005-08-30 Applied Materials, Inc. Integration of barrier layer and seed layer
US20030059538A1 (en) * 2001-09-26 2003-03-27 Applied Materials, Inc. Integration of barrier layer and seed layer
US6960537B2 (en) 2001-10-02 2005-11-01 Asm America, Inc. Incorporation of nitrogen into high k dielectric film
US6797108B2 (en) 2001-10-05 2004-09-28 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for evenly flowing processing gas onto a semiconductor wafer
TW589684B (en) 2001-10-10 2004-06-01 Applied Materials Inc Method for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques
TW512504B (en) 2001-10-12 2002-12-01 Advanced Semiconductor Eng Package substrate having protruded and recessed side edge
TW539760B (en) 2001-10-12 2003-07-01 Taiwan Semiconductor Mfg Method of depositing tungsten atomic layer by chemical vapor deposition
US20030072884A1 (en) 2001-10-15 2003-04-17 Applied Materials, Inc. Method of titanium and titanium nitride layer deposition
US7780789B2 (en) 2001-10-26 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Vortex chamber lids for atomic layer deposition
US7780785B2 (en) 2001-10-26 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus for atomic layer deposition
US20080102203A1 (en) 2001-10-26 2008-05-01 Dien-Yeh Wu Vortex chamber lids for atomic layer deposition
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US20080102208A1 (en) 2001-10-26 2008-05-01 Dien-Yeh Wu Vortex chamber lids for atomic layer deposition
WO2003038145A2 (en) 2001-10-29 2003-05-08 Genus, Inc. Chemical vapor deposition system
US6423619B1 (en) 2001-11-30 2002-07-23 Motorola, Inc. Transistor metal gate structure that minimizes non-planarity effects and method of formation
US6773507B2 (en) 2001-12-06 2004-08-10 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for fast-cycle atomic layer deposition
US7081271B2 (en) 2001-12-07 2006-07-25 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of refractory metal silicon nitride
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6809026B2 (en) 2001-12-21 2004-10-26 Applied Materials, Inc. Selective deposition of a barrier layer on a metal film
US6939801B2 (en) 2001-12-21 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Selective deposition of a barrier layer on a dielectric material
US20030116087A1 (en) 2001-12-21 2003-06-26 Nguyen Anh N. Chamber hardware design for titanium nitride atomic layer deposition
US20030123216A1 (en) 2001-12-27 2003-07-03 Yoon Hyungsuk A. Deposition of tungsten for the formation of conformal tungsten silicide
KR100805843B1 (ko) 2001-12-28 2008-02-21 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 구리 배선 형성방법, 그에 따라 제조된 반도체 소자 및구리 배선 형성 시스템
US6674138B1 (en) 2001-12-31 2004-01-06 Advanced Micro Devices, Inc. Use of high-k dielectric materials in modified ONO structure for semiconductor devices
US6827815B2 (en) 2002-01-15 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Showerhead assembly for a processing chamber
US6793733B2 (en) * 2002-01-25 2004-09-21 Applied Materials Inc. Gas distribution showerhead
WO2003065424A2 (en) 2002-01-25 2003-08-07 Applied Materials, Inc. Apparatus for cyclical deposition of thin films
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6866746B2 (en) 2002-01-26 2005-03-15 Applied Materials, Inc. Clamshell and small volume chamber with fixed substrate support
US6998014B2 (en) 2002-01-26 2006-02-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for plasma assisted deposition
US6824816B2 (en) 2002-01-29 2004-11-30 Asm International N.V. Process for producing metal thin films by ALD
JP2003224077A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、電極部材、バッフル板の製造方法、処理装置、および、表面処理方法
US7063981B2 (en) 2002-01-30 2006-06-20 Asm International N.V. Active pulse monitoring in a chemical reactor
US6713373B1 (en) * 2002-02-05 2004-03-30 Novellus Systems, Inc. Method for obtaining adhesion for device manufacture
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
US6777352B2 (en) 2002-02-11 2004-08-17 Applied Materials, Inc. Variable flow deposition apparatus and method in semiconductor substrate processing
US20030157760A1 (en) 2002-02-20 2003-08-21 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films for dynamic random access memory (DRAM) applications
US6833161B2 (en) * 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6972267B2 (en) * 2002-03-04 2005-12-06 Applied Materials, Inc. Sequential deposition of tantalum nitride using a tantalum-containing precursor and a nitrogen-containing precursor
US6753618B2 (en) 2002-03-11 2004-06-22 Micron Technology, Inc. MIM capacitor with metal nitride electrode materials and method of formation
US20030216981A1 (en) 2002-03-12 2003-11-20 Michael Tillman Method and system for hosting centralized online point-of-sale activities for a plurality of distributed customers and vendors
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US6846516B2 (en) * 2002-04-08 2005-01-25 Applied Materials, Inc. Multiple precursor cyclical deposition system
US6875271B2 (en) 2002-04-09 2005-04-05 Applied Materials, Inc. Simultaneous cyclical deposition in different processing regions
US20030194825A1 (en) 2002-04-10 2003-10-16 Kam Law Deposition of gate metallization for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications
US7279432B2 (en) 2002-04-16 2007-10-09 Applied Materials, Inc. System and method for forming an integrated barrier layer
US6932871B2 (en) 2002-04-16 2005-08-23 Applied Materials, Inc. Multi-station deposition apparatus and method
US20030235961A1 (en) 2002-04-17 2003-12-25 Applied Materials, Inc. Cyclical sequential deposition of multicomponent films
US6778762B1 (en) 2002-04-17 2004-08-17 Novellus Systems, Inc. Sloped chamber top for substrate processing
US20030203616A1 (en) 2002-04-24 2003-10-30 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tungsten barrier layers using tungsten carbonyls and boranes for copper metallization
US7164165B2 (en) 2002-05-16 2007-01-16 Micron Technology, Inc. MIS capacitor
US20030213560A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-20 Yaxin Wang Tandem wafer processing system and process
US6853141B2 (en) * 2002-05-22 2005-02-08 Daniel J. Hoffman Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control
KR20030090305A (ko) * 2002-05-22 2003-11-28 동경엘렉트론코리아(주) 플라즈마 발생장치의 가스 배기용 배플 플레이트
KR100505043B1 (ko) 2002-05-25 2005-07-29 삼성전자주식회사 커패시터 형성 방법
US20030224217A1 (en) 2002-05-31 2003-12-04 Applied Materials, Inc. Metal nitride formation
US7041335B2 (en) 2002-06-04 2006-05-09 Applied Materials, Inc. Titanium tantalum nitride silicide layer
US7910165B2 (en) 2002-06-04 2011-03-22 Applied Materials, Inc. Ruthenium layer formation for copper film deposition
US7264846B2 (en) 2002-06-04 2007-09-04 Applied Materials, Inc. Ruthenium layer formation for copper film deposition
US7404985B2 (en) 2002-06-04 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Noble metal layer formation for copper film deposition
US7067439B2 (en) 2002-06-14 2006-06-27 Applied Materials, Inc. ALD metal oxide deposition process using direct oxidation
KR100476926B1 (ko) * 2002-07-02 2005-03-17 삼성전자주식회사 반도체 소자의 듀얼 게이트 형성방법
US6838125B2 (en) * 2002-07-10 2005-01-04 Applied Materials, Inc. Method of film deposition using activated precursor gases
US20040009336A1 (en) 2002-07-11 2004-01-15 Applied Materials, Inc. Titanium silicon nitride (TISIN) barrier layer for copper diffusion
WO2004008493A2 (en) 2002-07-15 2004-01-22 Aviza Technology, Inc. Method and apparatus for supporting semiconductor wafers
US6955211B2 (en) * 2002-07-17 2005-10-18 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for gas temperature control in a semiconductor processing system
CN1795290B (zh) 2003-05-27 2010-06-16 应用材料股份有限公司 一种用来产生一可用于半导体处理系统的前体的方法和设备
US7524374B2 (en) 2002-07-17 2009-04-28 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for generating a precursor for a semiconductor processing system
US7186385B2 (en) 2002-07-17 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Apparatus for providing gas to a processing chamber
US7066194B2 (en) * 2002-07-19 2006-06-27 Applied Materials, Inc. Valve design and configuration for fast delivery system
KR100468852B1 (ko) 2002-07-20 2005-01-29 삼성전자주식회사 캐패시터 구조체 형성 방법
US6772072B2 (en) * 2002-07-22 2004-08-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring solid precursor delivery
US6921062B2 (en) * 2002-07-23 2005-07-26 Advanced Technology Materials, Inc. Vaporizer delivery ampoule
US7300038B2 (en) * 2002-07-23 2007-11-27 Advanced Technology Materials, Inc. Method and apparatus to help promote contact of gas with vaporized material
US6915592B2 (en) * 2002-07-29 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for generating gas to a processing chamber
KR100542736B1 (ko) 2002-08-17 2006-01-11 삼성전자주식회사 원자층 증착법을 이용한 산화막의 형성방법 및 이를이용한 반도체 장치의 캐패시터 형성방법
US7222636B2 (en) 2002-08-20 2007-05-29 Applied Materials, Inc. Electronically actuated valve
US6790773B1 (en) 2002-08-28 2004-09-14 Novellus Systems, Inc. Process for forming barrier/seed structures for integrated circuits
US6958300B2 (en) 2002-08-28 2005-10-25 Micron Technology, Inc. Systems and methods for forming metal oxides using metal organo-amines and metal organo-oxides
JP4188033B2 (ja) 2002-08-30 2008-11-26 本田技研工業株式会社 油圧緩衝機の取付構造
JP2004095918A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Fasl Japan Ltd 半導体記憶装置及び半導体装置の製造方法
US6784096B2 (en) 2002-09-11 2004-08-31 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for forming barrier layers in high aspect ratio vias
US6946033B2 (en) 2002-09-16 2005-09-20 Applied Materials Inc. Heated gas distribution plate for a processing chamber
US20040065255A1 (en) 2002-10-02 2004-04-08 Applied Materials, Inc. Cyclical layer deposition system
US6821563B2 (en) 2002-10-02 2004-11-23 Applied Materials, Inc. Gas distribution system for cyclical layer deposition
US20040069227A1 (en) 2002-10-09 2004-04-15 Applied Materials, Inc. Processing chamber configured for uniform gas flow
US6905737B2 (en) 2002-10-11 2005-06-14 Applied Materials, Inc. Method of delivering activated species for rapid cyclical deposition
US6936528B2 (en) 2002-10-17 2005-08-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming cobalt silicide film and method of manufacturing semiconductor device having cobalt silicide film
JP2004140315A (ja) 2002-10-17 2004-05-13 Samsung Electronics Co Ltd サリサイド工程を用いる半導体素子の製造方法
US6716287B1 (en) 2002-10-18 2004-04-06 Applied Materials Inc. Processing chamber with flow-restricting ring
US7204886B2 (en) 2002-11-14 2007-04-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for hybrid chemical processing
WO2004064147A2 (en) 2003-01-07 2004-07-29 Applied Materials, Inc. Integration of ald/cvd barriers with porous low k materials
US7262133B2 (en) 2003-01-07 2007-08-28 Applied Materials, Inc. Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line
US7005372B2 (en) 2003-01-21 2006-02-28 Novellus Systems, Inc. Deposition of tungsten nitride
US6868859B2 (en) 2003-01-29 2005-03-22 Applied Materials, Inc. Rotary gas valve for pulsing a gas
US6994319B2 (en) * 2003-01-29 2006-02-07 Applied Materials, Inc. Membrane gas valve for pulsing a gas
US6818094B2 (en) 2003-01-29 2004-11-16 Applied Materials, Inc. Reciprocating gas valve for pulsing a gas
WO2004085703A1 (ja) * 2003-03-25 2004-10-07 Tokyo Electron Limited 処理装置及び処理方法
KR100485386B1 (ko) 2003-04-08 2005-04-27 삼성전자주식회사 금속막 증착용 조성물 및 이를 이용한 금속막 형성 방법
US7442415B2 (en) 2003-04-11 2008-10-28 Sharp Laboratories Of America, Inc. Modulated temperature method of atomic layer deposition (ALD) of high dielectric constant films
US6737313B1 (en) 2003-04-16 2004-05-18 Micron Technology, Inc. Surface treatment of an oxide layer to enhance adhesion of a ruthenium metal layer
US20050070126A1 (en) 2003-04-21 2005-03-31 Yoshihide Senzaki System and method for forming multi-component dielectric films
TW200506093A (en) * 2003-04-21 2005-02-16 Aviza Tech Inc System and method for forming multi-component films
US6911093B2 (en) 2003-06-02 2005-06-28 Lsi Logic Corporation Lid liner for chemical vapor deposition chamber
US6881437B2 (en) 2003-06-16 2005-04-19 Blue29 Llc Methods and system for processing a microelectronic topography
JP2007523994A (ja) * 2003-06-18 2007-08-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated バリヤ物質の原子層堆積
US20050000679A1 (en) 2003-07-01 2005-01-06 Brock James A. Horizontal direct chill casting apparatus and method
US7408225B2 (en) 2003-10-09 2008-08-05 Asm Japan K.K. Apparatus and method for forming thin film using upstream and downstream exhaust mechanisms
US20050085031A1 (en) 2003-10-15 2005-04-21 Applied Materials, Inc. Heterogeneous activation layers formed by ionic and electroless reactions used for IC interconnect capping layers
US7107998B2 (en) 2003-10-16 2006-09-19 Novellus Systems, Inc. Method for preventing and cleaning ruthenium-containing deposits in a CVD apparatus
US8536492B2 (en) 2003-10-27 2013-09-17 Applied Materials, Inc. Processing multilayer semiconductors with multiple heat sources
KR100513920B1 (ko) * 2003-10-31 2005-09-08 주식회사 시스넥스 화학기상증착 반응기
US20050095859A1 (en) 2003-11-03 2005-05-05 Applied Materials, Inc. Precursor delivery system with rate control
US20050104142A1 (en) 2003-11-13 2005-05-19 Vijav Narayanan CVD tantalum compounds for FET get electrodes
US20050153571A1 (en) 2003-11-17 2005-07-14 Yoshihide Senzaki Nitridation of high-k dielectric films
US7220497B2 (en) * 2003-12-18 2007-05-22 Lam Research Corporation Yttria-coated ceramic components of semiconductor material processing apparatuses and methods of manufacturing the components
US6983892B2 (en) * 2004-02-05 2006-01-10 Applied Materials, Inc. Gas distribution showerhead for semiconductor processing
US20050230350A1 (en) 2004-02-26 2005-10-20 Applied Materials, Inc. In-situ dry clean chamber for front end of line fabrication
JP2005314713A (ja) 2004-04-27 2005-11-10 L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procede S Georges Claude ルテニウム膜またはルテニウム酸化物膜の製造方法
US20050252449A1 (en) 2004-05-12 2005-11-17 Nguyen Son T Control of gas flow and delivery to suppress the formation of particles in an MOCVD/ALD system
US20060153995A1 (en) 2004-05-21 2006-07-13 Applied Materials, Inc. Method for fabricating a dielectric stack
US20060019033A1 (en) * 2004-05-21 2006-01-26 Applied Materials, Inc. Plasma treatment of hafnium-containing materials
US8323754B2 (en) 2004-05-21 2012-12-04 Applied Materials, Inc. Stabilization of high-k dielectric materials
US20060062917A1 (en) 2004-05-21 2006-03-23 Shankar Muthukrishnan Vapor deposition of hafnium silicate materials with tris(dimethylamino)silane
US20050284573A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Egley Fred D Bare aluminum baffles for resist stripping chambers
US7241686B2 (en) 2004-07-20 2007-07-10 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tantalum-containing materials using the tantalum precursor TAIMATA
WO2006055984A2 (en) 2004-11-22 2006-05-26 Applied Materials, Inc. Substrate processing apparatus using a batch processing chamber
US7429402B2 (en) 2004-12-10 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Ruthenium as an underlayer for tungsten film deposition
US7265048B2 (en) 2005-03-01 2007-09-04 Applied Materials, Inc. Reduction of copper dewetting by transition metal deposition
US7273814B2 (en) * 2005-03-16 2007-09-25 Tokyo Electron Limited Method for forming a ruthenium metal layer on a patterned substrate
US20060228889A1 (en) 2005-03-31 2006-10-12 Edelberg Erik A Methods of removing resist from substrates in resist stripping chambers
US20070020890A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for semiconductor processing
US7317229B2 (en) * 2005-07-20 2008-01-08 Applied Materials, Inc. Gate electrode structures and methods of manufacture
US20070054487A1 (en) 2005-09-06 2007-03-08 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition processes for ruthenium materials
US20070077750A1 (en) * 2005-09-06 2007-04-05 Paul Ma Atomic layer deposition processes for ruthenium materials
US7464917B2 (en) 2005-10-07 2008-12-16 Appiled Materials, Inc. Ampoule splash guard apparatus
KR101019293B1 (ko) 2005-11-04 2011-03-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법
US7562672B2 (en) 2006-03-30 2009-07-21 Applied Materials, Inc. Chemical delivery apparatus for CVD or ALD
US7978964B2 (en) 2006-04-27 2011-07-12 Applied Materials, Inc. Substrate processing chamber with dielectric barrier discharge lamp assembly
US20070259111A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Singh Kaushal K Method and apparatus for photo-excitation of chemicals for atomic layer deposition of dielectric film

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6245192B1 (en) 1999-06-30 2001-06-12 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing

Also Published As

Publication number Publication date
US20070119371A1 (en) 2007-05-31
TWI329135B (en) 2010-08-21
US20070128862A1 (en) 2007-06-07
US20070128863A1 (en) 2007-06-07
CN101448977A (zh) 2009-06-03
TWI331770B (en) 2010-10-11
TW200734480A (en) 2007-09-16
US7682946B2 (en) 2010-03-23
US20080268171A1 (en) 2008-10-30
US20070119370A1 (en) 2007-05-31
TW200737307A (en) 2007-10-01
US7850779B2 (en) 2010-12-14
TW200737306A (en) 2007-10-01
CN101448977B (zh) 2010-12-15
US9032906B2 (en) 2015-05-19
WO2007142690A2 (en) 2007-12-13
TWI329136B (en) 2010-08-21
WO2007142690A3 (en) 2008-12-24
KR20080027459A (ko) 2008-03-27
TWI332532B (en) 2010-11-01
TW200732500A (en) 2007-09-01
US20070128864A1 (en) 2007-06-07
TW200734479A (en) 2007-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7262125B2 (en) Method of forming low-resistivity tungsten interconnects
CN101052745B (zh) 用于高介电常数含铪介电材料的原子层沉积的装置和方法
US7211508B2 (en) Atomic layer deposition of tantalum based barrier materials
US7867896B2 (en) Sequential deposition of tantalum nitride using a tantalum-containing precursor and a nitrogen-containing precursor
US8101521B1 (en) Methods for improving uniformity and resistivity of thin tungsten films
CN100585818C (zh) 等离子体增强原子层沉积方法和由其制造的半导体器件
US9611544B2 (en) Plasma activated conformal dielectric film deposition
US7067407B2 (en) Method of growing electrical conductors
US7041335B2 (en) Titanium tantalum nitride silicide layer
JP4396547B2 (ja) 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
CN102007573B (zh) 在铜表面上选择性钴沉积
JP4947840B2 (ja) 金属窒化物/金属スタックの処理
KR100640550B1 (ko) 플라즈마 ald 박막증착방법
US6491978B1 (en) Deposition of CVD layers for copper metallization using novel metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) precursors
US7892602B2 (en) Cyclical deposition of refractory metal silicon nitride
JP4813676B2 (ja) 新規な前駆体からの障壁の化学蒸着
US20050081882A1 (en) Method for preventing and cleaning ruthenium-containing deposits in a CVD apparatus
CN101562133B (zh) 形成掺杂有金属的含硅绝缘膜的成膜方法和装置
KR100960273B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
US20090275210A1 (en) Combinatorial plasma enhanced deposition techniques
US7910165B2 (en) Ruthenium layer formation for copper film deposition
US20070234955A1 (en) Method and apparatus for reducing carbon monoxide poisoning at the peripheral edge of a substrate in a thin film deposition system
US8765601B2 (en) Post deposition treatments for CVD cobalt films
CN103946957B (zh) 使用铝烷基的前驱物的金属薄膜沉积
US7141494B2 (en) Method for reducing tungsten film roughness and improving step coverage

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150129

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee