KR20010032190A - 박막의 안개화퇴적방법 및 그 장치 - Google Patents

박막의 안개화퇴적방법 및 그 장치 Download PDF

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솔라야판나라얀
그란트로버트Ｗ.
맥밀란라리Ｄ.
파즈드아라우조칼로스A.
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래리 디. 맥밀란
시메트릭스 주식회사
그란트 로버트 더블유.
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Abstract

액체질량흐름제어기(15)는 전구물질의 안개발생기(12)에의 공급을 제어한다. 전구물질은 산소 및 질소가스의 조합이 코로나와이어(328)에 의해 하전되어 전구물질충전목부(466)를 통과하는 벤튜리(460)를 이용해서 안개화된다. 안개의 입자크기는 안개정쇄기(302)내에서 감소되어, 감속챔버(636)내를 통과한 후, 상기 챔버와 접지된 상부전극사이의 간막이인 안개입구플레이트(682)내의 입구포트(688)를 통해서 퇴적챔버(632)내로 흘러들어간다. 입구플레이트(682)는 안개가 퇴적되어야 할 기판(600)의 평면위에 위치하고 그와 대략 평행하다. 가속기(18)는 상부 전극과 하부전극사이의 전계내의 하전된 안개입자를 기판(600)를 향하여 가속한다. 잔류안개는 퇴적챔버(632)로부터 배출포트(642)를 거쳐서 퇴출된다.

Description

박막의 안개화퇴적방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MISTED DEPOSITION OF THIN FILMS}
도 1은 본 발명에 의한 장치를 작동하는 데 사용되는 컴퓨터프로그램의 메인메뉴를 표시하며, 이 메뉴는 본 발명에 의한 안개화퇴적장치의 블록도를 포함하는 도면;
도 2는 본 발명에 의한 분무기 및 안개정쇄기의 사시도;
도 3은 도 2의 분무기/정쇄기의 전기적 안개필터의 평면도;
도 4는 도 3의 4-4선을 따라 취한 전기적 안개필터의 단면도;
도 5는 도 2의 커버가 제거된 분무기 및 안개정쇄기의 평면도;
도 6은 도 5의 6-6선을 따라 취한 분무기의 단면도;
도 7은 안개정쇄기의 제 1스테이지의 단면도;
도 8은 본 발명에 의한 퇴적챔버의 분해사시도;
도 9는 도 8의 퇴적챔버의 베이스부의 평면도;
도 10은 도 9의 베이스부에 분사포트가 부착된 퇴적챔버의 평면도;
도 11은 도 8의 조립된 퇴적챔버의 단면도;
도 12는 본 발명에 의한 전하중화기의 이온화입자발생기부의 블록단면도;
도 13은 본 발명의 장치 및 방법에 의해 만들 수 있는 예시적인 집적회로의 단면도;
도 14는 종래기술의 안개화퇴적장치에 대한 수농도 대 방울직경의 그래프;
도 15는 본 발명의 실시예에 대한 수농도 대 방울직경의 그래프
바람직한 실시예의 상세한 설명
1. 개관
안개화퇴적방법에 있어서, 스트론튬 비스무트 탄탈레이트 등의 재료의 액체전구물질이 준비되고, 이들 액체로부터 안개가 발생되고, 그리고 이 안개는 퇴적챔버를 통해 흘러가며, 이 퇴적챔버에서 이 안개는 기판상에 퇴적되어 이 기판상에 안개의 박막을 형성한다. 다음, 이 막 및 기판은 UV경화, 진공속에서의 기화, 및/또는 베이킹처리를 받은 후 어닐처리되어 스트론튬 비스무트 탄탈레이트 등의 소망의 재료의 고체박막을 형성한다. 기본적인 안개화퇴적장치 및 방법은 1995년 10월 10일 발행된 미국특허 제 5,456,945호 및 수많은 다른 공보에 상세히 기재되어 있으므로 여기서 상세히 설명하지 않는다.
종래 기술과 같이, 이 명세서에 있어서, 용어 ″기판″은 (600)(도 8 및 13)과 같은 박막이 퇴적되는 하나 또는 다수의 층을 가진 재료를 포함하는 일반적인 의미로 사용되며, 또한 다른 층을 형성하는 실리콘, 갈륨비소화물, 유리, 루비 또는 이 기술분야에서 공지된 다른 재료로 형성되는 웨이퍼(602)를 나타내는 특별한 의미로도 사용된다. 달리 표시하지 않으면, 이것은 본 발명의 방법 및 장치를 사용해서 박막재료의 층이 퇴적되는 물체를 의미한다. 바람직한 실시예에 있어서, 기판(600)은 실리콘산화물층과(1120) 등의 바닥전극을 가진 6인치(15.24㎝)실리콘웨이퍼였다. 이 기술분야에서 공지된 바와 같이, 집적회로기판은 일반적으로 3 내지 8인치(7.62 내지 20.3㎝)의 직경을 가진 실리콘 또는 갈륨비소웨이퍼로 이루어진다. 기술이 크게 발전함에 따라서 기판은 유용해질 것이다. 전구물질액체는 일반적으로 알콜용제내에 일반적으로 금속알콕시드로 구성되는 졸겔전구물질제제, 및 용제내에서 2에틸헥사논산 등의 카르복시산을 금속 또는 금속화합물과 반응시켜서 형성되는 금속카르복시레이트로 일반적으로 이루어진, 때때로 MOD제제라고 호칭되는 금속유기전구물질제제, 이들의 조합, 및 많은 다른 전구물질제제 등의, 용제내의 금속화합물을 포함한다. 바람직한 용제는 메틸 에틸 케톤, 이소프로파놀, 메탄올, 테트라히드로푸란, 크실렌, n-부틸아세테이트, 헥사메틸-디실라잔(HMDS), 옥탄, 2-메톡시에탄올, 및 에탄올을 포함한다. 메틸 에틸 케톤(MEK) 등의 개시제가 안개화 바로 전에 첨가될 수 있다. 금속화합물의 구체적인 예는 물론 용제 및 개시제의 더 완전한 리스트는 1995년 6월 7일 제출된 미국특허출원 제 08/477,111호 및 1997년 3월 25일에 발행된 미국특허 제 5,614,252호에 포함되어 있다.
여기서 용어 ″박막″은 집적회로내에서 사용하기에 적합한 두께의 박막을 의미한다. 이와 같은 박막은 두께 1미크론미만, 일반적으로는 200Å 내지 5000Å(20나노미터[㎚]내지 500㎚)의 범위에 있다. 이 용어를 동일한 용어, 예를 들면 광학 등의 주로 거시적 기술에서 사용되는 ″박막″(여기서의 ″박막″은 1미크론이상, 통상 2 내지 100미크론의 막을 의미함)과 구별하는 것은 중요하다. 이와 같은 거시적 ″박막″은 집적회로의 ″박막″보다 수백배 내지 수천배 두꺼우며, 집적회로에 대해서는 파괴적이지만, 광학 및 다른 거시적 기술에서는 중요하지 않은 일반적으로 균열, 구멍 및 다른 결함을 발생하는 전적으로 다른 공정에 의해 제조된다.
여기서 사용되는 용어 ″안개″는 미세한 방울 또는 가스에 의해 운반되는 액체 및/또는 고체입자로서 정의된다. 용어 ″안개″는 에어로솔을 포함하며, 이것은 일반적으로 가스내의 액체입자 또는 고체입자의 콜로이드현탁액으로서 정의된다. 용어 ″안개″는 또한 가스내의 전구물질용액의 다른 안개화된 현탁액은 물론 포그(fog)도 포함한다. 상기한 용어 및 가스내의 현탁액에 적용되는 다른 용어는 관용적으로 사용하고 있는 것이기 때문에 그 정의는 정확하지 않고 중복되고 있으며, 또한 다른 저자에 의해 달리 사용될 수도 있다. 예를 들면, 기술적인 의미에서 사용될 때의 ″증기″는 전적으로 가스화된 물질을 의미하며, 이러한 의미에서 여기서 ″안개(mist)″의 정의에는 포함되지 않는다. 그러나, ″증기″는 때때로 비기술적인 의미에서 안개(fog)를 의미하는 데 사용되며, 이 경우에 여기서 ″안개(mist)″의 정의에 포함된다. 일반적으로, 용어 에어로솔은 텍스트 [Aerosol Science and Technology, by Parker C, Resist, McGraw-Hill, Inc., New York, 1983]에 포함된 모든 현탁액을 포함하는 것으로 되어 있다. 여기서 사용되는 용어 ″안개(mist)″는 용어 ″에어로솔″보다 더 넓으며, 용어 에어로솔, 증기, 또는 안개(fog)에 포함될 수 없는 현탁액을 포함하고자 한다.
여기서 용어 ″전기적″은, 본 발명의 ″전기적 가속기″ 국면, 본 발명의 ″전기적 필터″국면, 및 안개입자의 ″전기적 부하″를 호칭할 때, 정전기적 또는 전자기적 원리 또는 양자에 의거한 그러한 국면들을 포함하고자 한다.
퇴적시, 퇴적후, 또는 퇴적시 및 퇴적후, 전구물질액체는 기판(600)상에 고체재료의 박막(1122)(도 13)을 형성하도록 처리된다. 이 문맥에 있어서, ″처리″는 베이킹 및 어닐링을 포함하는 진공에의 노출, 자외선 복사, 전기 폴링, 건조 및 가열 중의 어느 하나 또는 이들의 조합을 의미한다. 바람직한 실시예에 있어서, UV복사는 퇴적시에 전구물질용액에 선택적으로 가해진다. 자외선복사는 또한 퇴적 후에 가해지는 것이 바람직하다. 퇴적후 바람직한 실시예에서 액체인, 기판상에 퇴적된 재료는 얼마동안 진공에 노출되고, 다음에 베이킹된 후 어닐링되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 공정은 안개화된 전구물질용액이 기판상에 직접 퇴적되고, 소망의 재료의 일부를 형성하지 않는 전구물질내의 유기물의 해리, 및 용제와 유기물 또는 다른 성분의 제거는 주로 용액이 기판상에 있은 후에 행해지는 공정이다. 그러나, 다른 국면에 있어서 본 발명은 또한, 최종 소망의 화학적 화합물 또는 중간 화합물은 퇴적시에 용제 및 유기물로부터 분리되고, 최종 소망의 화학적 화합물 또는 중간 화합물은 기판상에 퇴적되는 공정을 고려하고 있다. 양 국면에 있어서, 바람직하게는, 전구물질의 하나 이상의 접합체는 최종막을 통과한다. 바륨 스트론튬 티타네이트, 스트론튬 비스무트 탄탈레이트 및 다른 재료 등의 소망의 재료의 고체박막(1122)(도 13)의 형성 후, 집적회로(1100)는 계속되어 완성된다. 집적회로(1100)의 제조는, 바람직하게는, 집적회로의 능동적인 전기요소에 있어서 본 발명의 장치 및 방법에 의해 퇴적된 (1122) 등의 재료의 적어도 일부를 포함하도록 하는 것이다. 능동적인 전기요소는 회로의 기능에 능동적으로 참여하는 요소이며; 예를 들면, 재료(1122)는 메모리셀의 유전성 또는 강유전성기능을 행하기 때문에 능동적 요소이며, 반면에 절연체(1132)는 단지 집적회로(1100)의 전기소자를 분리하는 작용만 한다는 점에서 비능동적이다.
2. 바람직한 실시예
도 1은 본 발명에 따른 안개화퇴적시스템(10)의 일부분을 형성하는 컴퓨터프로그램의 주메뉴(82)가 표시되는 컴퓨터디스플레이(80)를 표시한다. 이 메뉴(82)는 개량된 안개화퇴적장치(10)의 바람직한 실시예의 블록다이어그램을 포함한다. 컴퓨터시스템과 프로그램 특히 메뉴(82)는 (31)과 같은 적절한 밸브상에 커서(86)를 위치시키기 위해 마우스를 사용하거나 또는 다른 제어를 사용하고, 마우스를 클릭해서 (52)와 같은 적절한 박스내에 수치를 삽입함으로써 조작자가 간단한 시스템의 다른 제어에 의해 각 펌프, 밸브를 제어하도록 한다. 상세부는 여기에 청구된 본 발명의 부분이 아니기 때문에 여기서는 컴퓨터시스템과 프로그램의 상세부에 대해서는 언급하지 않는다. 하지만 스크린(90)상에 도식화된 안개화퇴적장치(10)는 본 발명의 일부분을 형성하고, 스크린은 시스템의 개략과 그 동작을 제공하는 데 유용하다. 이 장치는 바람직한 실시예에서 액체전구물질의 소스, 즉 가압저장소(14), 질량흐름제어기(15)와 분무기/안개정쇄기(16)(도 2∼7)를 구비하는 안개발생기시스템(12), 가속시스템(18)(도 1, 4∼5, 8, 11), 퇴적챔버시스템(20), 전하중화시스템(21), 자외선 및 적외선 가열시스템(22)과 배출시스템(23)을 포함한다. 분무기/안개정쇄기(16)는 여기서 분무기로 호칭하는 안개발생기(300) 및 안개정쇄기(302)를 포함한다.
개요에서 표시한 바와 같이, 안개화퇴적공정에서 기판(600)상부의 섹션(2)은 전처리에 의해서 퇴적을 위해 최초로 준비되고, 여기서 ″전처리″는 UV복사에의 노광을 구비하고, 또한 적외선복사에의 노광, 300~900℃사이의 온도에서의 베이크 및/또는 진공에의 노광을 포함한다. 산화금속과 같은 재료의 전구물질이 준비되거나 제공되어, 안개가 액체로부터 발생되고, 안개는 퇴적챔버(632)(도 11)를 통해서 흐르고, 이 챔버에서는, 기판상에 안개의 박막을 형성하기 위해 기판(600)(도 8)상에 퇴적된다. 다음에 이 막과 기판은 UV경화, 진공내의 증발, 및/또는 베이킹에 의해서 처리되고, 다음에 어닐되어 소망재료의 고체박막을 형성한다. 이 섹션에서는 시스템의 개요와 그 동작을 나타내기 위해 시스템을 개재해서 액체전구물질의 흐름을 간략하게 서술한다. 이 처리를 개시하기 위해 액체전구물질은 가압저장소(14)에 삽입되고 퇴적챔버시스템(12)은 배출라인(26), 러핑펌프(27) 및 추가적인 터보펌프(28)을 통해서 감압된다. 이 기술에서 알려진 바와 같이, 러핑펌프(27)가 통전되고, 러핑밸브(30)가 개방되고, 스로틀밸브(31)가 우선 부분적으로 개방되어 러핑펌프(27)로서, 점차 개방된 모든 통로는 터보펌프(28)가 효율적으로 동작할 수 있는 압력이하 또는 퇴적압력으로 퇴적챔버시스템(20)내의 압력을 감소시킨다. 추가적으로, 터보포어라인밸브(33)가 개방되고, 터보펌프가 통전되고, 터보이소밸브(32)가 개방되고, 러핑밸브(30)가 폐쇄되고 퇴적챔버가 10-6Torr로 감압되어 어떠한 오염가능한 가스를 완전히 정화시킨다. 가스시스템(72)은 가압가스 바람직하게는 건식질소 또는 다른 불활성가스를 라인(34)을 통해서 충분한 압력으로 전구물질저장소(14)에 공급하여 유체를 저장소(14)로부터 질량흐름제어기(19)로 구동시킨다. 저장소(14)는 밸브(41)의 개방에 의해서 승압된다. 승압된 저장소(14)는 라인(35)을 개재해서 질량흐름제어기(15)에 연결되어 있고, 질량흐름제어기(15)는 분무기/정쇄기(16)에 라인(36)을 개재해서 연결되어 있다. 유체제어기술에 공지된 바와 같이 질량흐름제어기(15)는 선택된 질량의 액체를 정확하게 통과시키는 전자디바이스이다. 밸브와 달리 질량흐름제어기를 통한 유체의 흐름은 유체흐름에 영향을 끼치는 유체흐름라인의 압력, 액체의 점도 또는 각종 다른 파라미터에 의존하지 않는다. 분당 세제곱 센티미터의 소망의 질량흐름은 제어기상에 표시된 2개의 박스의 하부에 설정되어 있고 전달되는 정확한 질량흐름은 2개의 박스중 하나의 상부에서 판독된다. 액체질량흐름제어기(15)는 선택된 유량의 2%내에서 액체의 흐름을 정확하게 제어할 수 있어야 한다. 바람직하게는, 액체질량흐름제어기(15)는, 캘리포니아의 샌조세의 호리바인스트루먼트사에 의해 미국내에 분포되어 있고, STEC(일본회사)에 의해 제조된 모델번호 LV410의 제어기이다. 이 질량흐름제어기(15)는 약 0.05ccm(㎤/min)에서 대략 1ccm까지 분무기/정쇄기(16)로의 전구물질의 흐름을 제어할 수 있다. 질량흐름제어기(15)는 분무기(300)(도 5, 6)로의 전구물질액체의 흐름의 미세한 조정을 허용하고 또한 이후에 실행에서 반복되는 동일한 흐름을 허용한다. 질량흐름제어기(220)의 사용은 반복가능한 퇴적속도를 얻기 위해 매우 중요하다. 또한, 이하 언급되는 바와 같이, 전구물질의 재순환을 방지하도록 하여 퇴적의 반복성과 품질에 영향을 미친다. 액체전구물질은 삽입튜브(36)를 개재해서 분무기/안개정쇄기(16)로 이동한다. 추가적으로 복귀튜브(37)는 안개발생기 분무기/안개정쇄기(16)에서 안개화되지 않거나 농축된 전구물질을 저장소(14)로 복귀시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 안개화되지 않고, 응축된 전구물질의 양은 비교적 적고, 즉 전체 전구물질의 약 20%이하이고, 따라서 응축이 재사용보다 퇴적후에 분무기/정쇄기(16)를 세정함으로써 간단히 퇴적된다. 이것은 전구물질이 두꺼워지는 바와 같은 잠재적인 문제를 방지한다. 밸브(39),(40)가 개방되어, 박스(45)에 주입된 예압으로 압력게이지(44)를 통해서 컴퓨터(디스플레이(80)만 표시)에 의해 자동으로 제어된 라인(42)에서의 가스압력으로 가압된 가스가 가스라인(42)을 통해서 분무기/안개정쇄기(16)로 보내진다. 바람직하게는, 이 압력은 40∼80psi(2.76×105㎩∼5.52×105㎩)이고, 더욱 바람직하게는 약 60psi(4.14×105㎩)이다. 바람직하게는, 이 가스는 건식질소등의 불활성가스와 이온화가 용이한 가스의 혼합물이고, 바람직하게는 산소와 이산화탄소 더욱 바람직하게는 산소이다. 산소가 첨가되어 안개의 충전을 향상시킨다. 산소는 용이하게 이온화되고, 실온의 가스내에서, 가스입자가 연속적으로 충돌하기 때문에 액체안개방울에 전하를 전달하는 데 도움이 된다. 바람직하게는, 가스는 체적비로서 1∼15%의 산소이고, 가장 바람직하게는 5∼10%이다. 바람직한 실시예의 공정에 있어서, 95%의 건식질소와 5%의 산소가 사용되었다. 가스라인(42)은 분무기/안개정쇄기(16)(도 6)내의 가스통로(464)에 연결되어 있고, 전구물질액체는 용기(462)(도 6)내의 모세관작용과 가스통로(464)를 통한 가스흐름에 의해서 분무기/정쇄기(16)로 유입된다.
퇴적공정을 개시하기 위해, 밸브(47)가 개방되어, 분무기/안개정쇄기(16)내에서 발생된 안개가 도관(49)을 통해서 퇴적챔버(20)로 유입된다. 밸브(32)가 폐쇄되고, 밸브(30),(31)가 개방되고, 퇴적이 대기압 근처에서 발생하기 때문에 퇴적챔버시스템(20)내의 압력이 10Torr에서 대기압의 압력범위내에 바람직하게는 약 300Torr에서 대기압이하에 있을 때까지 상승된다. 압력은 박스(52)내에 주입된 압력으로 센서(50), 드로틀밸브(31), 컴퓨터에 의해서 자동적으로 제어된다. 배출라인과 그로 인한 퇴적챔버시스템(20)내의 압력은 박스(54)내에서 판독된다. 바람직하게는, 라인(42)으로부터 시스템을 개재하고 벤튜리가스통로(464)와 유입플레이트(682)를 개재한 가스/안개흐름은 3~8ℓ/min이고 바람직하게는 약 5ℓ/min이다.
이하 더 구체적으로 언급되는 바와 같이, 동력라인(57)은 안개발생기(12)로 실행해서 안개를 전기적으로 필터링하기 위해 전압을 부여하고 안개를 충전시키거나 양자를 함께 행한다. 안개발생기(12)에 부여된 전압은 동력제너레이터(59)와 컴퓨터(59)에 의해서 박스(60)내에 유입되는 전압으로 자동제어된다. 부여된 전압은 박스(62)내에서 판독되고, 마찬가지로 충전된 입자는 전기케이블(66)을 개재해서 전원(64)으로부터 부여된 전압에 의해서 퇴적챔버(20)내에서 가속된다. 가속전압은 전원(64)을 개재해서 컴퓨터에 의해서 박스(67)내에 유입된 전압으로 자동제어된다. 부여된 전압은, 박스(68)에서 판독된다. 또한, 기판(600)상에 퇴적하는 안개입자와 대응하는 전하를 가진 충전된 입자는 이온화입자소스(69)(도 12)를 포함한 전하분무기시스템(21)에 의해서 발생된다. 공급밸브(55A)가 개방되고, 가스시스템(55)내의 이소밸브(55B)가 컴퓨터에 의해서 제어되어 가스라인(56)과 이온화입자원(69)을 개재해서 가스흐름을 발생시켜서 기판(600)으로 인도되는, 퇴적챔버(20)로 이온화입자를 보낸다. 바람직한 실시예에 있어서, 전하분무기시스템(21)은 사용되지 않는다. 대신에 가스시스템(55)이 사용되어, 기판(611)의 아랫쪽에 대향해서 건식질소를 인도해서 기판의 아랫쪽에 전구물질이 퇴적하는 것을 방지한다. 또한 가스시스템(55)도 제어되어 소정레벨로 압력을 유지할 필요가 있으면 가스라인을 개재해서 퇴적챔버시스템으로 추가의 건식질소 또는 다른 불활성가스를 허용하도록 한다. 또한 추가의 산소와 이산화탄소는 필요에 따라 추가되어 안개의 충전에 도움이 된다.
퇴적이 완료한 후에는, 밸브(47),(40)가 폐쇄되어 챔버(632)에 안개의 유입을 정지시키고, 기판(600)상의 박막이 가열시스템(22)에서 자외선 및 적외선램프를 개재한 상태에서 건조되고 베이크될 수 있다. 이것은 유입플레이트(682)가 적외선 및 자외선복사를 자유로이 통과시킨다는 사실에 의해서 가능하며 유입포트영역(687)이 대부분 개방공간이고, 플레이트(682)가 자외선 및 적외선복사에 대략 투과성인 재료로 이루어져 있기 때문이다. ″이 상태″라는 것은 기판이 이 처리동안 퇴적챔버로부터 제거되지 않는 것을 의미한다. 바람직하게 초기의 건조스텝은 진공을 파손하지 않고서 발생된다. 이것은 고품질의 전자박막층(1122)(도 13)이 건조전에 오염되는 진공의 파손과 노광에 의해서 손상되기 때문에 중요하다. 또한 기판(600)(도 8)은 퇴적챔버로부터 제거되어 진공을 파손하지 않고서 어닐링스테이션으로 전달된다. 이들 건조, 베이킹, 어닐링스텝의 예는 이하에 언급된다. 추가의 기판은 진공을 파손하지 않고서 퇴적챔버(632)에 위치되어 그로부터 제거된다. 모든 퇴적처리가완료된 후에 밸브(32)가 개방되고 시스템이 감압되어 세정된다. 소망에 따라서는 시스템은 밸브(70)와 세정라인(71)을 개재해서 건식질소 또는 다른 불활성가스에 의해서 세정된다. 가스시스템(55),(70),(72)의 각각에 있어서, 대응 가스라인의 압력은 컴퓨터에 의해서, 박스(75)의 하부에 유입되는 압력으로 자동제어되고 실제 압력은 2개 박스중 하나의 상부에서 판독된다.
박스(83)는 소정공정을 자동으로 실행하기 위해 컴퓨터를 프로그램하는 데 사용된다. 각 소정의 처리는 처리를 일으키는 위치 박스중 하나의 상부로 유입되는 비법으로 주어질 수 있다. 공정이 진행됨에 따라서 다른 박스에 표시된 공정의 요소는 공정내의 스텝의 총수이고 특정스텝의 명칭이 행해지고 스텝의 스텝번호가 행해지고, 스텝의 시간이 행해지고 공정의 시간이 행해진다. 각종 버튼(84),(85)은 각종 시스템기능을 행하도록 하는 추가의 스크린을 보내준다. 디지털 IO버튼은 밸브가 수동으로 제어되도록 한다. 시스템정렬버튼은, 웨이퍼를 취급하는 로보트가 수동으로 제어되도록 한다. 캐리어에디터버튼은 로보트에 의해 사용되는 그 치수와 같이 웨이퍼에 관한 데이터를 입력하도록 한다. 메인티넌스버튼은 메인티넌스메뉴를 불러내고, 복사버튼은 상태와 처리정보를 입력해서 판독하도록 하는 메뉴를 불러내고, 모드버튼은 서비스모드, 자동모드, 오프라인모드사이의 전환을 하도록 한다. 복귀버튼은 주메뉴로 복귀시킨다. 버튼(85)은 지시된 기능을 수동으로 제어하도록 한다. 챔버상태 즉, 대기압, 진공 등이 신속한 참고를 위해 박스(87)내에 항상 표시되어 있다.
가스소스(55),(70),(72), UV가열시스템(22), 배출시스템(24)의 각 부분은 이 기술분야에 공지되어 있고, 여기에서는 더 구체적으로 설명하지 않는다. 본 발명의 중심은 이후에 언급되는 안개발생기시스템(12), 퇴적챔버시스템(20), 가속시스템(18), 전하필터시스템(240)(도 5), 전하분무기시스템에 포함되어 있다.
도 13은 본 발명의 장치와 방법에 의해서 제조되는 바와 같이, 집적회로의 일부분의 예를 표시한다. 이 특정회로부는 이 분야에서 잘 알려진 집적회로인 1T/1C(1트랜지스터/1커패시터) DRAM의 단일메모리셀(1102)이다. 셀(1102)은 실리콘웨이퍼(602)상에 제조되고, 트랜지스터(1104)와 커패시터(1106)를 포함한다. 트랜지스터(1104)는 소스(1110), 드레인(1112), 게이트(1114)를 포함한다. 커패시터(1106)는 하부전극(1120), 절연체(1122), 상부전극(1124)을 포함한다. 웨이퍼(602)상에 형성된 산화필드영역(1130)은 (1132)와 같은 절연층과 집적회로내의 각종 셀을 분리하고, 트랜지스터(1104)와 커패시터(1106)와 같은 별개의 전자소자를 분리한다. 커패시터(1106)의 하부전극(1120)은 트랜지스터(1104)의 드레인(1114)에 접속되어 있다. 배선층(1140),(1142)은 트랜지스터(1104)의 소스와 커패시터(1106)의 상부전극을 집적회로(1100)의 다른 부분에 각각 접속한다. 본 발명의 방법은 인슐레이터(1120)와 같이 회로의 다른 소자를 퇴적하기 위해서도 사용될 수 있지만, 절연체(1122)를 퇴적시키기 위해 사용되어진다. 이 처리가 재료(1122)를 퇴적시키기 위해 사용되는 경우에 재료(1122)가 퇴적된 중간기판(600)은 하부전극(1122)이고, 통상재료(1122)가 퇴적되는 웨이퍼(602), 층(1130),(1132),(1120)을 포함한 불완전한 집적회로로서 여겨진다. 또한 본 발명은 재료(1122)로서 스트론튬 비스무트 탄탈레이트와 같은 강유전체를 퇴적시키기 위해 사용된다. 이 경우에, 집적회로는 FERAM 또는 강유전성메모리셀이다.
도 2∼도 7에는 안개발생기시스템(12)의 분무기/안개정쇄기(16)의 바람직한 실시예가 표시된다. 우선 도 2를 참조하면, 분무기/안개정쇄기(16)는 본체부(202), 커버부(204), 베이스부(206)을 가진 하우징(200)을 구비한다. 커버(204)는 커버내의 나사구멍(209)과 본체부(202)의 나사구멍(210)을 체결하는 볼트(208)로 본체부(202)에 부착한다. 본체부(202)의 상부표면(203)과 커버(204)의 하부표면(205)은 평활하게 연마되어 볼트(208)로 체결하면 밀봉된다. 볼트(212),(213)는 본체부(208)의 하부면과 마찰식으로 결합되어 유지된다. 베이스(206)는 장비랙(도시생략)에 용접되어 있다. 각각의 액체도관(36),(37), 가스도관(42), 안개도관(46), 전기도관(257),(357)(도 7)은 (216)과 같은 시일된 콘넥터를 개재해서 하우징본체(302)에 연결한다. 코로나 배선조립체(225)는 가스도관(42)과 분무기(300)사이에 삽입되어 있다. 이것은 도 5 및 도 6과 연관해서 구체적으로 설명된다. 전기적 안개필터시스템(240)은 도 3∼도 5에 연관해서 구체적으로 설명되고 표시되지만 도 2에도 표시되어 있다.
이제 도 5에 따르면, 본체(202)는 측면이 대략 5인치(12.7㎝)이고 3개의 중공챔버(330),(331),(332)를 가진 입방체를 구비한다. 제 1챔버(330)는 바람직하게 대략 입방체이고, 각 변이 약 3인치(7.62㎝)이고, 제 2챔버(331)는 바람직하게 직사각형이고 약 3인치(7.62㎝)의 길이, 3/4인치(1.91㎝)의 폭 3인치(7.62㎝)의 깊이를 가진다. 제 3챔버(332)도 바람직하게 직사각형이고, 약 4인치(10.2㎝)의 길이, 3/4인치(1.91㎝)의 폭 3인치(7.62㎝)의 깊이를 가진다. 챔버(330)는, 안개정쇄기(302)의 제 1스테이지(306)를 수용하고, 챔버(331)는 안개정쇄기(302)의 제 2스테이지(308)를 수용하고, 챔버(332)는 안개정쇄기(302)의 제 3스테이지(310)를 수용한다. 또한 챔버(332)는 전기적인 안개필터(241)를 수용한다. 통로(333)는 제 1챔버(330)와 제 2챔버(331)를 접속하고, 통로(334)는 제 2챔버(331)와 제 3챔버(332)를 접속하고, 통로(340)는 제 3챔버(340)와 도관(46)을 접속한다. 드레인(342)은 하우징본체(202)의 측벽(336)을 통과하고, 챔버(330)의 하부에지에 위치되어 옵션이 사용되면, 챔버(330)에 수집된 액체가 챔버밖으로 드레인 되고, 승압저장소(14)(도 1)로 콘넥터(219)와 도관(37)을 개재해서 복귀한다. 바람직하게는 옵션이 사용되지 않는다. 하우징본체(202)의 측벽(336)은 약 1/2인치(5.1㎝)두께이고 분무기(300)를 가진다. 도 6은 측벽(336)을 통한 횡단면을 표시하고 분무기(300)를 구체적으로 표시한다. 분무기(300)은 액체용기(462)를 포함하고 목부(466)에서 교차하는 가스통로(464)와 모세관이 바람직하다. 바람직하게 목부(466)는 가스통로(464)의 아랫쪽에 있고, 액체용기(462)는 목부(466)아래에 있으므로 액체는 목부(466)를 가로지르는 가스의 이동에 의해서 통로(464)로 유입된다. 상기 표시한 바와 같이 가스는 도관(42)과 콘넥터(216)를 개재해서, 통로(464)로 유입되고, 용액은 도관(36), 콘넥터(217)를 개재해서 유입한다. 전기장에 의해 안개의 가속을 용이하게 하기 위해 요구되는 이온화는 벤튜리분무기(300)의 의한 일부에서 형성된다. 즉 안개발생기(12)에 의해 인가된 에너지는 일부 안개입자로부터 일부 전자를 빼앗는데 충분하다. 바람직한 실시예에 있어서, 코로나조립체(225)는 이온화의 주요 소스로 사용된다. 코로나조립체(225)는 원통형하우징(322), 하우징(322)에 용접된 단부플레이트(323), 절연성급수탱크(325), 전기콘넥터(218)을 개재해서 케이블(257)의 콘넥터에 전기적으로 접속된 코로나와이어(328), O-링(327)과 볼트나사(324)를 포함한다. 조립체는 나사(324)에 의해 벽(336)에 유지되고 O-링(327)에 의해 시일된다. 케이블(257)은 전력라인(57)을 구비한 2개의 전기케이블중 하나이다. 코로나와이어(328)의 팁(326)은, 원뿔꼴이 바람직하다. 벽(336)의 에지(329)와 코로나와이어(328)의 팁(326)사이의 거리는 약 1㎜가 바람직하고, 벽(336)은 접지되고, 팁(326)과 벽(336)의 전위차는 이온화를 생성하는 코로나를 일으킨다.
안개정쇄기의 각 스테이지는 관성분리기(306),(308),(310)를 구비한다. 통로(464)는 통로(333)의 위치로부터 오프셋되어 통로(464)로부터 통로(333)으로 직접적으로 챔버(330)를 개재해서 안개입자의 흐름을 방지하도록 한다. 즉, 이러한 구성은 입자정쇄의 입자가 다음 스테이지로 통과하기 전에 챔버(330)내에서 안개가 안정화되도록 한다. 또한 큰 입자들이 벽(337)에 부착하여 챔버(330)내에 수집되기 때문에, 관성분리기로서도 작용한다. 추가적으로 재순환 시스템이 사용되면, 액체는 가압저장소(14)로 다시 드레인 된다. 어떤 주어진 입자가 벽(337)에 부착하고, 안개정쇄기(302)의 피스톤단부(359) 또는 일부 다른 부분이 자연적으로 통계적인지를 이해해야 한다. 입자가 정쇄기(302)의 벽이나 다른 부분에 부착할 통계적 가능성이 입자의 사이즈나 질량이 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 주어진 사이즈보다 큰 일부 입자는 부착하지 않고서 정쇄기(302)를 통해서 만들어지고, 주어진 사이즈보다 더 작은 것은 부착한다. 하지만 전체적으로 사이즈의 분포를 가진 다수의 입자를 고려하면 최대의 입자들은 안개정쇄기에 의해서 필터링되어 결국 입자의 분포는 더 작은 평균입자사이즈에 대응하는 분포로 변화한다.
관성분리기(308)는 도 6에 표시되고 횡단면은 도 7에 구체적으로 표시되어 있다. 스테이지(308)은 챔버(331), 통로(333), 분리기피스톤조립체(349)를 구비한다. 바람직하게 분리기피스톤조립체(349)는 헤드(352)와 스템(354)를 포함한 피스톤(350), 헤드(350)와 벽(358)사이의 홈에 끼워맞추는 O-링(338), 헤드(352)내의 구멍과 벽(358)내의 구멍에 체결되는 관통하는 4개의 나사(339)를 구비한다. 스템(354)은 벽(358)의 구멍(356)(도 7)에 꼭 맞춰진다. 피스톤(350)의 단부(359)는 바람직하게 무디고, 가장 바람직하게는 대략 평탄하다. 분무기/정쇄기시스템(354)은 다른 길이의 스템(354)을 가진 다른 여러 피스톤(350)을 포함한다. 통로(333)는 바람직하게 직경 약 2㎜의 원통형 구멍이고, 피스톤(350)의 단부(359)에 직접 대응하고 벽(360)에 위치되어 있다. 즉, 그것은 벽(358)의 구멍(356)에 대해서 중심에 위치된다. 가압된 가스소스(38)와 퇴적챔버(20)내의 압력사이의 압력차는 챔버(330)내의 안개가 통로(333)를 개재해서 챔버(331)로 유입하도록 한다. 안개는 통로(333)내에서 평행하게 된다. 스팀라인(364)으로 표시된 바와 같이, 통로(333)에 대응하는 무딘 피스톤단부(359)의 존재는 안개입자의 흐름을 편향시키고, 더욱 기술적으로는 그것은 가스와 안개입자의 흐름에 반경벡터를 추가하고, 즉 분리기피스톤(349)의 단부(359)에 의해 둘러싸인 원의 반경방향으로 흐름을 변경시킨다. 다시 입자가 크고, 질량과 관성이 더 커질수록, 단부(359)에 부착하고 충돌할 가능성이 더 높아진다. 단부(359)에 부착하는 입자는 수집되어 단부에서 챔버(331)로 떨어진다. 따라서, 입자의 분포는 더 작은 입자사이즈로 다시 변경된다. 피스톤단부(359)가 통로(333)의 출구(380)쪽에 더 가까이 있을수록 입자는 그 방향을 더욱 변경시키고, 단부(359)에 부착할 입자의 가능성이 더 커져서 더 많은 입자가 부착한다. 또한, 주어진 가능성보다 더 큰 부착가능성을 가진 입자사이즈의 범위는 단부(359)가 채널(333)의 출구(380)에 더 가까이 이동하기 때문에 더욱더 작은 입자사이즈로 확장된다. 따라서, 입자사이즈의 분포, 즉 보통 또는 평균입자사이즈는 스템(350)의 단부(359)의 위치를 조정함으로써 선택될 수 있다. 단부(359)가 가압저장소(333)에 근접하게 되면 안개내의 입자사이즈의 분포는 더 작은 입자사이즈, 축소된 평균 및 보통의 입자사이즈로 변경된다. 단부(359)가 출구(380)로부터 멀어지게 되면, 안개내의 입자사이즈의 분포는 더 큰 입자사이즈로 된다. 다른 방식을 채용해서, 피스톤(350)이 길어지면 안개내의 보통 및 평균입자사이즈가 감소하고, 피스톤(350)이 짧아지면, 안개내의 보통 및 평균입자사이즈가 증가한다. 바람직하게 출구(380)는 챔버(331)의 단부벽(366)으로부터 충분히 멀리 떨어져 있고, 단부벽(366)과 커버(205)가 단부(359)둘레의 유동에 의해 충분하게 충돌하지 않는 본체(202)의 상부(203)로부터 충분히 떨어져 있다. 챔버(331)의 길이와 통로(333)로부터 가장 멀리 위치된 챔버(331)의 단부에서 배출통로(334)의 변위는, 입자의 속도벡터를 랜덤화하는 많은 충돌을 행하지 않고서, 통로(334)를 개재해서 입자들이 출구(380)로부터 흐르는 것을 방지한다. 입구통로(334)에 대한 출구통로(340)의 상대적인 변위와 챔버의 약간 다른 길이와 같은 최소 및 실질적으로 무형의 차이를 제외하고서 제 3정쇄기스테이지(310)의 구조와 동작은 제 2스테이지와 동일하다.
또한, 안개정쇄기(302)는 추가적인 전기안개필터시스템(240)을 포함한다. 전기안개필터시스템(240)은 도 1에서 안개필터(241), 도체(246), 전기급수탱크(255), 전기케이블(357), 케이블(66) 및 전원(64)을 포함한다. 상세부 또는 전기안개필터(241)는 도 3과 도 4에 표시되어 있다. 안개필터(241)는 절연프레임(242)과 안내메시(243)을 포함한다. 도 4에 표시된 바와 같이 프레임(242)의 횡단면은 T-형상이고 평활하고 평탄한 외면(247)을 가진 T의 크로스바아는 챔버(332)의 내면과 커버(204)의 하부면과 대략 일치한다. T의 스템은 메시(243)의 단부를 받는 구멍(245)을 가진다. 전기도체(246)는 바람직하게 케이블(357)의 중심와이어이고, 메시(243),(249)에 용접되어 있다. 바람직하게 절연프레임(242)은 테프론이나 유연성을 가진 다른 재료로 이루어져 있고, 챔버(332)에 삽입시와 커버(204)의 체결시에 약간 압축됨으로써 챔버(332)에 마찰식으로 유지된다. 메시(243)는 전구물질의 용액에 대해 저항력이 있는 스테인레스강, 알루미늄, 또는 다른 전기도체로 이루어지는 것이 바람직하다. 전기안개필터는, 바람직한 실시예에서, 챔버(332)내에 위치되고, 또한, 안개흐름경로를 따라서 벤튜리(460)와 기판(600)사이 또는 챔버(330),(331)내에 위치될 수 있다.
도 8 내지 도 11에는, 퇴적챔버시스템(20)이 표시된다. 퇴적챔버(20)의 목적은, 기판(600)상에 안개의 퇴적을 최적화하기 위해 폐쇄되고 제어된 분위기를 제공하는 것이다. 기판은 대략 평탄하고, 그 보드면에 평행한 면을 한정하고, 즉 중력방향에 수직한 수평면에 대응하는 바람직한 도 10에서의 수평방향이다. 기판이 기판홀더(616)의 평탄한 단부(678)상에 위치하므로 평탄한 기판홀더단부(678)도 동일한 기판면을 한정한다. 챔버시스템(20)은 하우징베이스(607)와 하우징커버(608)를 포함한 퇴적챔버하우징(605)을 포함한다. 커버(608)는 광투과성커버플레이트(610)와 유지부재(612)를 포함한다. 챔버시스템(20)은 혼합안개유입플레이트/상부전극조립체(613), 통상 ″척″이라고 하는 기판홀더(616), 하부전극플레이트(618), 전도성케이블(620), 기판드라이브(622)(도 11), 중화가스입력포트(624)를 포함한 안개유입조립체(624)를 포함한다.
베이스(607)은 박스형상의 부재를 구비하고, 각 변이 약 24인치(61㎝), 약 8인치(20.3㎝)의 높이이고, 원형의 중심공동(631)을 가지고 베이스(607)의 상부면(635)의 몇 인치아래의 위치에 공동으로 연장하는 원형립(634)을 가진다. 이하에 언급되는 바와 같이 안개유입플레이트/가속전극조립체(613)는 립(634)에 의해서 지지되고, 공동(631)을 감속챔버(636)와 퇴적챔버(632)로 분할한다. O-링(638)(도 9에 최선으로 표시됨)을 유지하는 원형홈(637)(도 11)은 립(634)의 상부면에 형성되어 하우징베이스(607)과 안개유입조립체(614)사이에 시일을 형성한다. 1/2인치(1.27㎝)높이의 원형기초는 퇴적챔버(632)의 하부중심에서 상방으로 뻗는다. 원형채널(642)(도 11)은 그 하부에지를 따라서 챔버(632)를 외부로 연장시킨다. 한쪽면에는 약 10인치(25.4㎝) 폭과 3인치(7.62㎝)높이의 직사각형통로(630)가 인터록(도시생략)을 개재해서, 웨이퍼를 퇴적챔버시스템(20)과 주고받기위해 사용되는 로보트암(도시생략)을 포함하는 핸들챔버(도시생략)로 접속한다. 다른 한쪽에서는, 약 1인치(2.54㎝) 직경의 배출통로(644)가 채널(642)을 배출라인(26)에 접속하고, 대략 3/8인치(9.53㎜) 직경의 통로(646)이 공동(631)을 안개도관(49)에 접속시킨다. 대략 1인치(2.54㎝)길이의 튜브인 안개도관(647)은 안개유입조립체(614)의 벽을 개재해서 통로(646)를 감속챔버(636)에 접속시켜서, 감속챔버 안개유입포트(641)를 형성한다. 다른 통로(648)는 케이블(66)에 연결된 전기급수탱크(649)를 통과하기 위한 충분한 직경을 가진다. (629)와 같은 4개의 나사구멍과 U형상의 홈(639)은 베이스(607)의 상부(635)에 형성되어 있다. 온도조절코일(659)은 홈(639)내에 위치하고 열도체그리스(689)로 덮여 있다. 기판드라이브(622)는 자기드라이브와 베이스하우징(630)의 하부중심의 구멍을 개재해서 기판홀더(616)로 통과하고, 자기드라이브로부터 연장하는 스핀들(652)을 포함한 시일된 하우징(650)을 포함한다. 드라이브하우징(650)은 하우징(630)의 하부의 나사구멍에 체결되어 퇴적챔버(632)로서 대략 동일한 압력으로 유지될 수 있는 하우징을 가진 단일의 시일된 유닛을 형성한다. 자기드라이브는 무정전전원(UPS)에 접속되어 있고 종래에는 전원이 나가면 기판이 떨어지지 않아서 손상된다. 중화가스입력포트는 하우징(630)하부의 구멍(657)과 튜브(656)에 접속하는 콘넥터(658)을 개재해서 중화가스도관(56)으로 통과하는 튜브(656)를 포함한다. 기판드라이브(622)는 기판홀더를 승강시킬 수 있고 넓은 회전속도의 범위에 걸쳐서 기판홀더를 회전시킬 수 있다. 또한, 드라이브(622)는 바람직한 실시예에서 케이블(도 11)(621)에 전기를 통전시키고, 바람직하게 드라이브(622)는 미네소타의 에덴프라이리의 전자석설계에 의해서 제조된 드라이브이고, 이하 언급되는 바와 같이 전기적으로 도체로 변화되는 6620그렌트웨이, 앨렌타운의 서브미크론시스템사의 PA18106이 사용가능하다.
플레이트(618)는 절연재료로 이루어진 디스크(660)이다. 선택적으로, 이것은, 이 옵션이 이용될 때 ″제 2전극″이라고도 호칭되는, 그 상부면에 형성된 얇은 전도층(662)을 포함한다. 플레이트(618)은 바람직하게 웨이퍼(602)로부터 공간을 두고 제 1플레이트(682)로부터 웨이퍼(602)의 반대쪽에 위치된다. 절연디스크(660)는 거기에 형성된 6개의 홀을 가지고, 중심홀(664)은 충분히 넓어서 스핀들을 그내에서 자유로이 회전하도록 하고, 홀(666)은 충분히 넓어서 중화가스가 튜브(656)을 통과하도록 하고, (668)과 같이 다른 4개의 홀은, (670)의 나사구멍에 체결되는 (669)의 나사를 통과해서 하부전극(618)을 기초(640)에 부착한다. 각 홀(664),(666),(668) 둘레에는 전도층(662)을 개재해서, (672)의 큰 홀이 있어서 층(662)과 홀(664),(666),(668)을 통과하는 부분 사이의 절연간극을 형성한다. 전도층(662)은 급수탱크(649)에 전기적으로 연결되어 케이블을 개재해서 전기도관(66)의 도체에 연결되어 있다. 기판홀더(616)는 (674)와 같은 3개의 암과, 스핀들(652)의 단부를 수용하는 중앙의 반전컵(676)을 구비한다. 스핀들(652)의 단부와 컵(676)의 내부는 컵의 내부가 스핀들의 단부에 밀착해서 끼워지는 형상으로 되어 있다. 각 암(674)의 단부에는 (678)과 같은 직립풋이 있다. 각 풋은 암의 상부에 약 1/4인치(6.35㎜)로 연장되어 있고, 각 풋의 상단부는 수평면상에 평탄화되어 있어 웨이퍼가 최소 3개의 지점에서 지지되어, 기판홀더상에 안정하게 위치한다.
바람직한 실시예에 있어서, 스핀들(653), 컵(676), 암(674)은 바람직하게 알루미늄과 같은 전도성재료로 이루어져 있고, 드라이브(650)내의 내부도체를 개재해서 케이블(602)에 전기적으로 접속되고, 순차적으로 다중와이어케이블(66)을 개재해서 전원에 접속시켜서 웨이퍼(602)를 접지시킴으로써 하부 또는 제 2전극으로서 제공된다. 본 실시예에 있어서 중화시스템(21)이 필요하지 않거나 또는 더욱 적절하게 중화시스템은 웨이퍼(602), 스핀들(653), 컵(676), 암(674), 케이블(621),(66)과 전원(64)을 구비한다. 추가적으로, 상기 및 이하에 언급되는 바와 같이 전도층(662)은 하부 또는 제 2전극을 구비한다.
바람직하게 상부전극(685)은 대략 수직한 방향으로 기판(600)과 플레이트(618)윗쪽에 위치한다. 따라서, 가속기(18)는 기판면에 대략 수직한 방향으로 안개입자를 가속시킨다. 즉, 안개입자는 기판(685)으로부터 기판(600)으로 대략 수직한 경로를 따른다. 이것은 중력이 안개입자의 가속시에 도움이 되도록 한다. 그러나, 이들 전극은 안개입자가, 국제공개 제 97/44818호 팜플렛에 기재된 바와 같이, 또한 수평방향으로 가속되도록 정렬될 수 있다. 전극(685) 및 (618)사이의 장에 의해 부가된 에너지는 전구물질용액속의 유기적 접합이 깨지거나 전구물질용제가 깨지지 않도록 충분히 낮게 유지된다.
안개유입조립체(614)는 립(634)에 대항해서, 공동(631)내에 끼워맞춤하는 적절한 직경의 원형립(680), 전도성피복이라고도하고 ″제 1전극″이라고도 하는 얇은 광투과성이고, 전도성의 표면층(685)을 가진 유입플레이트(682)와 네크형상부(681)를 구비한다. 플레이트(682)는 립(634)과 네크부(681)의 연결부에 영역을 실질적으로 채우기 위한 직경을 가진다. 네크부(681)는 수직방향에서 충분한 길이와 상당한 움직임없이 립(634)내에서 슬라이드가능하게 끼워맞추는 외경을 가져서 플레이트(682)의 하부면(684)은 기판(600)으로부터 소정거리에 있고 일반적으로는 3㎜와 25㎜사이, 바람직하게는 10㎜와 15㎜사이, 가장 바람직하게는 대략 1/2인치(1.27㎝)이다. 수평방향으로 약 3/8인치(9.53㎜)의 폭과 수직방향으로 약 3/4인치(1.91㎝)의 길이의 직사각형홀(686)은 튜브(647)를 수용하기 위해 네크부(681)에 형성되어 있다. 장애물(693)은 튜브(647)의 출구로부터 약 2인치(5.08㎝)이고, 직접 반대쪽의 위치에서 플레이트(82)의 상부면에 용접되어 있다. 이 장애물은 튜브(647)로부터 안개의 스팀을 방해하여 분산시켜서 입구플레이트(682)의 특정부분에 안개의 흐름을 방지한다. 안개유입 및 상부전극플레이트(682)는 (683)과 같은 (도 11) 6개의 나사에 의해서 네크(681)에 부착되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 이들 나사(683)들은 알루미늄 등의 금속이고, 하우징본체베이스(607)를 개재해서 케이블(66)내의 하나의 전도체와 전극(685)사이에 전기적연결을 행한다. 전극(685)을 포함한 안개입구 및 상부전극플레이트(682)는 작은 패턴으로 영역내(687)에서 천공되고, 바람직하게는 원형의 유입포트(688)를 형성하는 홀은 안개유입면을 한정한다. 도 8과 도 10의 홀(688)은 바람직하게 0.020~0.070인치(0.50∼1.8㎜)의 직경이고 바람직하게는 0.040(1.00㎜)인치의 직경이다. 입구플레이트의 면내에서 에지사이에서 측정된 입구포트(688)사이의 거리는 바람직하게 0.010~0.030인치(0.25∼0.75㎜)이고, 바람직하게는 가능한한 작고, 플레이트(682)의 기계적안정성을 유지한다. 가장 바람직하게는 입구플레이트(682)의 면내에서 에지사이에 측정된 입구포트(688)사이의 거리는 0.020인치(0.50㎜)이하이다. 바람직하게는 플레이트(682)의 영역(687)내에 평방인치당 적어도 100개의 입구포트(㎠당 15입구포트)가 있고, 가장 바람직하게는 평방인치당 적어도 400개의 입구포트(㎠당 60입구포트)가 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 평방인치당 440개의 입구포트(㎠당 68입구포트)가 있다. 플레이트(682)의 입구포트의 전체수는 바람직하게는 적어도 5000, 가장 바람직하게는 적어도 10000개이다. 입구포트가 분포된 영역(687)은 바람직하게는 적어도 7평방인치(45㎠)이다. 바람직한 실시예에 있어서, 약 39평방인치(250㎠)의 영역(687)에 걸쳐서 대략 17000개의 입구포트가 있다. 실제 사이즈는 너무 작아서 도면에서 시각적으로 구분할 수 없기 때문에 도면에 도시된 입구포트는 실제의 입구포트보다 더 크고, 그 사이의 거리는 실제거리보다 더 크다. 입구포트의 작은 사이즈, 큰 수량, 밀접한 간격은 매우 중요하고, 한편, 기판상에 안개의 퇴적은 고르지 않고 기판상(600)에 보이는 퇴적링을 형성할 수도 있다. 입구포트(688)가 입구플레이트(682)의 면내에서 에지사이가 0.020인치(0.50㎜)이상 떨어져 있는 것이 특히 중요하다. 포트의 큰 수량, 밀접한 간격은 복사가 적외선에서 자외선으로 비교적 자유로이 통과하도록 입구플레이트를 대부분 개방공간으로 형성하기 때문에 중요하다. 이하 논의되는 바와 같이, 이것은 이 상태에서 퇴적된 안개의 건조 및 어닐링을 허용한다. 입구포트는 컴퓨터에 의해서 제어되는 레이저드릴에 의해서 플레이트(682)상에 드릴링된다. 입구포트는 플레이트상에 대략 균일하게 분포되어 있고, 또한, 균일한 무작위한 방식으로 분포되어 있다. 균일하고, 무작위의 분포는 균일한 퇴적을 일으키지만 균일한 분포의 발생시에 포트사이의 거리만큼 중요하지 않다. 따라서, 포트위치의 무작위화(랜덤화)와, 다른 쪽에 대한 포트의 근접성이 충돌하는 경우에, 예를 들면 플레이트의 기계적 안정성에 관해 물리적 구속에 기인해서 근접성이 선택되어야 한다. 무작위의 홀 위치는 다음의 방식으로 결정될 수 있다. 컴퓨터는 행과 열을 표시하는 수직선의 교차지점에 대응하는 지점의 배열을 우선 규정해서 플레이트에 홀을 위치시킨다. 다음에 실질적으로 지점의 균일한 분포는 미리 규정된 범위내에서 무작위화 된다. 즉 각 지점에 대해서 이 지점에서 중심에 위치하는 범위상의 무작위의 위치가 결정된다. 다음에 홀이 이 무작위화된 위치에서 드릴링된다. 이 위치가 무작위화되어 있기 때문에 결과적으로 입구포트의 분포가 무작위하게 된다. 이런 공정이 배열상의 각 지점에서 반복된다. 바람직하게 행라인과 열라인사이의 거리는 0.040∼0.20인치(1.0∼5.0㎜)이고, 바람직하게는 약 0.060인치(1.50㎜)이고, 각 지점이 무작위화되는 범위는 0.01∼0.20인치(0.25㎜∼5.0㎜)이고 바람직하게는 0.04인치(1.0㎜)이다. 각 지점이 무작위화되어 있기 때문에 지점이 상관된 위치에 위치되지 않는다. 이것은 퇴적시에 비균일화되는 상관된 위치패턴을 방지한다. 예를 들면, 배열상에 라인의 교차지점에서의 통상의 패턴이 선택되어지면, 2개 이상의 지점이 플레이트의 중심으로부터 동일한 반경에 위치되고, 플레이트가 회전함에 따라서 퇴적링이 생성된다. 입구플레이트(682)는 기판면에 대략 평행하게 입구플레이트를 한정하고, 기판면에 평행한 입구면내의 영역이 기판(600)의 영역만큼 크거나 더 크다. 입구포트(688)는 입구플레이트(682)의 영역(687)을 덮고, 안개가 퇴적되는 기판(600)의 영역의 75%보다 더 작지 않고, 바람직하게는 기판(600)의 영역보다 동일하거나 더 크다. 가장 바람직한 실시예에 있어서, 입구포트(688)가 덮는 영역(687)은 기판(600)의 영역보다 약 10%더 큰 직경의 원이므로, 소량으로 기판의 외부에지를 덮는다. 따라서, 기판이 약간 벗어나 있으면 전체면은 균일하게 덮여진다. 포트(688)가 덮는 영역(687)은 기판(600)의 영역보다 상당히 크지 않은 것이 바람직하고, 따라서 전구물질이 폐기되지 않는다.
커버플레이트(610)는 약 1/4인치(6.35㎜)의 두께와 충분한 직경의 원형디스크를 구비하여 그다지 여유없이 공동(631)의 상부(690)의 직경내에서 느슨하게 끼워맞춤된다. 바람직하게는 자외선 및 적외선복사에 투과성이고, 바람직하게는 석영으로 이루어져 있다. 커버플레이트(610)의 하부면과 안개입구조립체(614)의 림(680)의 상부면은 평탄하게 연마되어 함께 가압될 때, 밀착시일을 형성한다. 유지부재(612)는 공동(631)의 상부(690)의 직경보다 더 큰 수평방향의 외부치수를 가진 플레이트(692)와 공동(631)의 상부의 직경보다 더 작은 직경의 원형개구부(691)을 구비한다. 원형플랜지(694)는 플레이트(692)로부터 아랫쪽으로 연장하고, 공동(631)의 상부(690)내에서 그다지 여유없이 느슨하게 끼워맞추는 외경을 가진다. (695)와 같은 4개의 구멍은 플레이트(692)에 형성되어 있고 대략 각 코너에 한 개가 있다. 베이스(607)의 구멍(629)은 플레이트(692)의 구멍과 정렬하고 플레이트(692)는 (696)과 같은 4개의 볼트에 의해서 베이스(607)에 확고하게 고정될 수 있다. 퇴적챔버시스템(20)은 우선, 통로(630)에 연결하는 인터록(도시생략)에 연결하고, 다음에 대응하는 베이스(607)내의 나사구멍에 콘넥터(658),(697),(698),(699)와 기판홀더하우징(650)을 체결하고, U형상의 홈(639)에 온도조정코일(659)와 그리스(689)를 삽입하고, 하부전극플레이트(618)를 기초(640)에 나사(669)로 부착하고, 급수탱크(649)와 전도층(662)에 케이블을 납땜하고, 스핀들(652)의 단부상에 기판홀더(616)를 위치시키고, 홈(637)에 O-링(638)을 삽입함으로써 조립되어 있다. 다음에, 안개입구조립체(614)는 공동(631)에 정렬되어 홀(686)이 튜브(647) 윗쪽에 있고, 공동(631)내에 삽입되고 우선 홀(686)을 가진 단부를 아래로 낙하시킴으로써, 홀(686)이 튜브(647)둘레를 통과할 수 있고, 다음에 다른쪽으로 낙하해서 림(680)의 아랫쪽이, O-링(638)을 가압한다. 다음에 커버플레이트(610)가 공동(631)내로 낙하해서 림(680)의 상부면에 안착하고 다음에, 유지부재(612)가 공동(631)내로 삽입되어 플랜지(694)의 바닥 단부가 커버플레이트(610)의 상부면에 안착한다. 다음에 볼트(696)가 구멍(695)을 개재해서 삽입되어 구멍(629)내에 체결되어 유지부재(612)가 안개입구조립체(614)에 대항해서 플레이트(610)를 가압하고, 안개입구조립체(614)가 O-링(638)을 가압하도록 하여, 퇴적챔버시스템(20)의 밀착시일을 형성한다.
이온화된 입자소스(69)의 개략도는 도 12에 표시되어 있다. 이온화된 입자소스(69)는 밀폐박스(1002)내에 포함된 방사능소자(1000)를 구비한다. 가스입구도관(1004)은 캐리어가스의 소스(55)(도 1)에 밀폐박스(1002)를 연결한다. 가스출구도관(56)은 퇴적챔버시스템(20)에 밀폐박스(102)를 연결한다. 바람직하게 방사능소자(1000)는 양이온 및 음이온(1010)을 생성한다. 바람직하게 건식질소, 아르곤, 또는 다른 실질적인 불활성가스인, 캐리어가스는 가스로서 이온(1010)을 취해서 밀폐박스(1002)를 통과해서 웨이퍼에 대한 반대전하가 웨이퍼(602)상에 충돌하는 퇴적챔버(632)로 보내서 웨이퍼와 입자의 양자를 중화시키고, 배출도관(26)을 개재해서 챔버(632)로부터 배출시킨다.
벤튜리분무기(300)는 미국, 미네소타 55414, 미니애폴리스, 1313 50번가 SE, MSP주식회사에 의해 제작된 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 퇴적시스템에 사용되는 컴퓨터(도시생략)와 디스플레이(80)는 예를 들면 휴렛패커드, DEC, SUN사의 최첨단 워크스테이션, PC 또는 다른 유사한 컴퓨터이다. 도 6에 있어서, 디스플레이는 특허 도면에 요구되는 제한 때문에 실제보다 수평방향으로 더 직사각형으로 표시되어 있다. 분무기/안개정쇄기하우징(200), 피스톤(350), 나사(339), 볼트(212),(213),(228) 및 퇴적챔버베이스(607)는 비록 다른 금속 또는 적절한 재료를 사용할 수 있지만 바람직하게 알루미늄으로 이루어져 있다. 바람직하게 코로나 하우징(328)은 스테인레스강으로 이루어져 있다. 절연성급수탱크(325)는 알루미나와 같은 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하다. 바람직하게 코로나와이어(328)는 텅스텐으로 이루어져 있다. 도관(26)(36)(37)(46)(49)(56)은 바람직하게 테프론으로 이루어져 있고, 스테인레스강, 알루미늄 또는 다른 적절한 재료 등의 다른 재료를 사용할 수 있다. 온도조절코일(659)은 바람직하게 동으로 이루어져 있지만 열을 잘 전도하는 알루미늄 또는 다른 재료를 사용할 수 있다. 기판홀더(616)는 바람직하게 알루미나와 같은 세라믹으로 이루어지고, 다른 비전도성재료를 사용할 수도 있다. 디스크(660)는 알루미나와 같은 세라믹으로 이루어져 있는 것이 바람직하고, 전도층(662)은 다른 적절한 재료를 사용할 수 있지만 동이 바람직하다. 예를 들면 디스크(660)는 짜여진 글라스와 같은 회로보드재료로 이루어지고, 금과 동 합금과 같은 종래의 전도성추적재료인 층(662)으로 피복되고, 하부전극플레이트(618)에 대해서도 성공적이었다. 안개입력조립체(614)의 림(680)과 네크(681)는 다른 적절한 전도성재료를 사용할 수 있지만 알루미늄으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 안개입구 및 상부전극플레이트(682)는 인듐, 주석산화물과 같은 UV 및 적외선방사에 광투과성인 얇은 전도성피복(685)을 가진 석영으로 이루어지는 것이 바람직하고, 바람직하게 전도성피복(685)는 비록, 다른 적절한 퇴적방법에 의해서 형성되지만 약 500Å두께이고, 스퍼터링에 의해서 형성된다. 이로 인하여 전도되는 동일한 시간에 적외선(IR) 및 자외선(UV)을 통과하도록 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 그것은 알루미늄 또는 다른 적절한 금속으로 이루어지고, 상기 언급한 바와 같이, 기판의 바로 상부의 플레이트의 영역(687)은 적외선 및 자외선복사가 자유로이 통과할 수 있는 실질적으로 개방공간인 많은 입구포트(688)를 가진다. 유지부재(612)는 다른 적절한 재료를 사용할 수 있지만, 얇은 금피복을 가진 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 금피복은 알루미늄보다 더 우수하게 적외선을 반사하고 그에 따라서 퇴적챔버(632)의 영역으로 IR복사를 수집하는 데 도움이 된다. 이온화된 입자원(69)은 일리노이의 글랜뷰 암스테트사에 의해 제조된 정적인 엘리미네이터모델 P-2031 인 Nucecell이 바람직하다. 본 발명에 따른 시스템(10)의 다른 부분을 구성하는 재료는 여기의 다른 부분에서 논의되거나 종래의 것이다.
본 발명에 따른 안개화퇴적시스템(10)은 다음과 같이 안개내에서 입자의 평균 및 중간사이즈를 감소시키도록 작동한다. 액체전구물질용액은 질량흐름제어기(220)의 제어하에서 가압저장소(14)의 동작에 의해서 액체용기(462)내로 주입되고, 밸브(40)의 제어하에 압축된 건식질소 및 산소가스원(38)에 의해서 통로(464)를 통해서 가스가 주입된다. 목부(466)를 가로지른 가스의 흐름은 벤튜리구조하에서 분무해서 안개로 되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 가스의 흐름은 마찰력에 의해 안개를 이온화하기 위한 에너지를 공급하는 데 충분하다. 바람직한 실시예에 있어서, 5000~10000V 바람직하게는 약 7000V의 네가티브전압이 DC전압원(64)과 전기케이블(57)을 개재해서 코로나와이어(328)에 부여된다. 이 전하는 가스와 안개입자를 전달하여 안개가 네가티브전하를 가지도록 한다.(하지만, 퇴적챔버(20)에 존재하는 이하 네가티브 및 포지티브 충전된 안개입자에 대한 논의를 참조한다.) 상기 언급한 바와 같이, 출구(333)로부터 입구(464)의 오프셋으로 조합한 벽(337)은 안개로부터 큰 입자를 분리하고 더욱 관성을 가진 더 큰 입자는 다른 입자들과의 충돌에 의해서 편향되지 않고서, 벽(337)에 입자를 형성할 가능성이 더 높고, 만약, 충돌한다면 벽(337)에 부착할 가능성이 더 크다. 통로(333)의 출구(380)이 통로(464)로부터 오프셋되는 사실뿐만 아니라 챔버(330)의 큰 사이즈는 챔버내에서 안개입자의 속도를 랜덤화(무작위화)하도록 한다. 다음에 챔버(331)의 낮은 압력은 통로(333)을 통해서 입자를 흐르도록 한다. 안개가 통로(333)를 빠져나감에 따라서, 분리기피스톤(349)은 측면으로 흐르도록 하고, 안개로부터 피스톤(349)의 단부(359)에 충돌하여 단부에 부착할 가능성이 더 큰 대량의 입자를 분리한다. 다시 통로(333)로부터 멀어진 챔버(331)의 길이와 통로(334)의 위치가 챔버내에서, 안개입자속도를 랜덤화(무작위화)한다. 다시 동일한 처리를 챔버(332)에서 반복한다. 안개입자의 사이즈는 피스톤(352)(353)의 위치에 의해서 규제된다. 200~1500V 바람직하게는 500V의 네가티브전압이 메시(243)에 부여된다. 이 네가티브전압은 포지티브하게 충전된 안개이온을 끌어당겨서 그 중 큰 부분을 침전시키고 안개에 주로 음이온을 남겨준다. 안개는 통로(340)를 개재해서 분무기/안개정쇄기(16)로부터 통과해서 튜브(647)를 통해서 퇴적시스템(20)으로 유입한다.
바람직하게 분무기/안개정쇄기(16)에 존재하는 안개입자는 0.1~1미크론 바람직하게는 1미크론미만 가장 바람직하게는 0.5미크론이하의 평균입자사이즈를 가진 입자사이즈의 가우스분포를 가진다. 다음에 이것은 3의 인자에 의한 종래의 기술에서의 입자사이즈보다 더 작다. 도 14는 평방센티미터당 수에 있어서 입자의 수농도에 대한 가로좌표를 따라서 미크론직경의 방울(대수단위)로서 그래프된 종래 기술에서 얻은 구체적인 입자사이즈분포를 표시한다. 대략 가우스함수는 약 3.5미크론에서 정점이 있고, 본 발명의 분무기/정쇄기(16)에 의해 측정된 입자사이즈는 도 15에 표시되어 있다. 여기서, 곡선은 0.43미크론에 정점이 있다. 즉, 평균입자직경은 약 0.43미크론이다. 이것은 1/4인치(6.35㎜)직경의 안개도관(42)과 가스통로(464)와 약 1㎜의 직경의 모세관을 사용해서 얻어진 분포이었고 다음의 예에서 사용되는 분포이었다. 3/8인치(9.53㎜) 직경의 안개도관(42)과 더 작고 약 1/2㎜의 가스통로(464)와 모세관(462)을 사용한 최근 측정은 약 0.2미크론에서 정점이 있다. 우선 안개는 주입튜브(647)의 방향에 수직한 방향으로의 출구홀(688)의 위치와 챔버의 사이즈가 챔버내에서 입자속도를 무작위화하는 감속챔버(636)로 유입한다. 챔버(636)는 입자가 출구홀(688)을 통해서 퇴적챔버(632)로 이동하기 전에 입자를 챔버넌체에 걸쳐서 거의 균일하게 분배할 수 있도록 충분히 크다. 중요하게는 입구플레이트(682)의 전체영역이 튜브(49)의 내경의 약 10배이고, 입구플레이트(682)에서 홀(688)을 개재한 안개의 속도는 안개도관(49),(647)을 개재한 안개의 속도보다 실질적으로 느리다. 배출시스템(24)의 펌프뿐만 아니라, 가압원(38)에 의해 야기된 감속챔버(636)와 비교해서, 퇴적챔버(632)내의 저압은 홀(688)을 개재해서 퇴적챔버(632)내로 안개를 통과하도록 한다. 안개는 포트(641)를 개재해서 감속챔버로 유입하는 방향에 대략 수직한 방향으로 감속챔버(636)를 나온다. 이것은 감속챔버로 나가기전에, 안개입자속도를 다시 무작위하게 하여 포트(641)로부터 퇴적챔버(632)로의 직접적인 흐름을 방지한다. 그러나, 안개도, 예를 들면 국제공개 제 97/44818호 팜플렛에 기재된 바와 같이, 방지판 또는 흐름을 방지하는 다른 장치가 사용된다면 그것이 들어온것과 같은 방향으로 나간다.
입자가 표면에 부착할 가능성은 최소 약 0.5미크론이다. 따라서 상기 언급한 안개는 퇴적챔버(632)를 통과하므로 기판(600)에 부착할 가능성이 적다. 하지만, 베이스(607), 전극(685)을 포함한 퇴적챔버하우징(605)이 접지되고, 3000~7000V 바람직하게는 5000V의 포지티브전압이 다른 실시예에서는, 웨이퍼(602) 또는 하부전극플레이트(618)에 부여된다. 후자의 경우에 웨이퍼(602)는 우수한 도체가 아니고 상당히 얇기 때문에, 상부전극(685)과 하부전극플레이트(618)사이의 전압차에 의한 필드라인은 작은 편향으로 통과한다. 따라서, 접지된 챔버하우징과 기판하부의 포지티브하게 충전된 하부전극플레이트(618)의 조합은 기판을 향해서 네가티브하게 충전된 입자를 집중시킨다. 바람직한 실시예에 있어서 기판자체상의 전하는 기판을 향해서 네가티브하게 충전된 입자를 이동시키도록 한다. 충전된 미세입자는 필드라인을 따르고 전극(685)에서 기판(600)으로 통과하면서 가속하여 상당히 증가된 속도를 가지고 따라서 기판에 충돌할 때 기판에 부착할 가능성이 상당히 증가한다. 입구플레이트(682)가 기판(600)상에 대략 직접적으로 위치하고 그 분포가 비록 작더라도 중력은 기판상의 안개의 퇴적에 도움이 된다. 더욱 중요하게는 이 방향에 있어서, 중력의 효과는, 퇴적의 불균일시에 미소한 요동도 일으키지 않는다. 동시에, 바람직한 실시예에 있어서 건식질소는, 도관(656)에 의해서 배출되어 기판(602)아래의 영역을 세정해서 기판의 하부에 안개입자가 부착하는 것을 방지한다. 다른 실시예에 있어서 이온화입자는 플레이트(618)와 기판(600)사이의 공간(679)에 대략 상방으로 도관(656)에 의해 배출된다. 따라서, 네가티브하게 충전된 안개입자가 기판에 네가티브전하를 가지도록 하지만, 기판의 네가티브전하는 충돌하는 포지티브 충전된 이온에 의해서 연속적으로 중화된다. 웨이퍼(602)는 충분한 전도성을 가지고, 안개입자로부터의 전하가 통과하여 중화하도록 상당히 얇다. 또한, 중화는 이온이 네가티브 충전된 기판(600)에 당겨지는 기판쪽으로 웨이퍼(602)둘레를 흐르는 충전된 이온에 의해서 발생할 수 있다. 또한, 그들은, 기판표면상에서 안개입자를 중화시킬 수도 있다. 안개입자가 충전된 이온보다 더 큰 질량을 가지고, 안개입자가 전기장의 영향하에서 상당히 가속되기 때문에 웨이퍼의 기판쪽상의 충전된 이온의 존재는 기판상 또는 기판상부쪽의 안개입자를 중화시키는 것을 제외하고서 퇴적에 영향을 미치지 않는다.
퇴적되지 않은 안개로 이루어진 배출물, 및 다른 실시예의 중화된 이온은 배출포트(642)를 형성하는 원형채널을 개재해서 퇴적챔버로부터 배출되고 거기서부터 배출통로(644)로 배출한다. 배출포트(642)는 기판면에 평행한 배출면 둘레에 대략 링을 형성한다.
실례 1
본 발명에 따른 장치와 본 발명의 공정의 사용예로서 직접회로커패시터가 제작되었다. 이 논의에 있어서 커패시터(1106)만이 실례에서 제작되었고, 전체 메모리셀이 아니라고 이해해야하지만, 디바이스를 도시하기 위해 도 13의 커패시터(1106)에 대해서 언급한다. 본 실례에 있어서, 커패시터(1106)의 전극들 사이에 층(1122)은 본 발명의 장치와 공정을 사용해서 제작되었다. 본 실례에 사용된 시스템은 1/4인지(6.35㎜)이하의 가스 및 안개라인(42),(47), 약 1㎜직경의 모세관을 사용하였고, 전기안개필터시스템(240)을 사용하지 않았다. 이 재료(1122)는 스트론튬 비스무트 탄탈산레이트이었다. 표 A에 표시된 화합물이 측정되었다. 표 A에서 ″FW″는 공식중량이고, ″g″는 그램이고, mmoles″은 밀리몰, ″Eguiv″는 용액의 동등한 몰수를 표시한다.
화합물 FW g mmole Eguiv
탄탈부톡사이드 546.52 52.477 96.020 2.000
2-에틸헥산산 144.21 87.226 604.85 12.598
스트론튬 87.63 4.2108 48.052 1.0009
비스무트2-에틸헥사노에이트 790.10 82.702 104.67 2.1802
표 C
탄탈부톡사이드와 2-에틸헥산산을 플라스크에 위치시키고 5㎖의 크실렌을 첨가하였다. 혼합물은 48시간동안 약 70∼90℃의 저온에서 교반되었다. 스트론튬을 첨가하고, 완전히 반응할 때까지 용액을 저온에서 교반하였다. 다음에 온도를 최대 120℃로 상승시키고 약 40㎖의 증류액이 남을때까지 교반해서 부탄올을 추출하였다. 다음에 비스무트 2-에틸헥사노에이트를 첨가하였고, 크실렌에 의해 240㎖로 희석하였다. 농도는 0.200mole/ℓ의 SrBi2Ta2O9이었다. 이 전구물질을 사용할때까지 저장하였다.
퇴적바로전에, 상기 언급한 바와 같은 20㎖의 스트론튬 비스무트 탄탈레이트 전구물질을 저장소(14)에 위치시켰고, 이 저장소를 시일해서 분무기(16)에 연결하였다. 분무기(16)내의 압력은 밸브(40)를 통해서 80psi(5.52×105㎩)로 설정하였다. 웨이퍼상에 퇴적된 플레티넘과 이산화실리콘의 층을 가진 실리콘웨이퍼(602)를 구비한 기판(600)은 기판홀더(616)상의 퇴적챔버(632)에 위치되었다. 네가티브 7000V의 전압은 코로나와이어(328)상에 위치되었고, 포지티브 5000V의 전압은 하부전극플레이트(618)상에 위치되었다. 퇴적챔버(632)는 595Torr(7.93×104㎩)로 감압되었다. 분무기(69)를 통한 가스흐름은 50sccm(standard cubic centimeters per minute)으로 설정되었다. 기판드라이브(622)가 통전되어 분당 15사이클로 기판홀더(616)를 회전시켰다. 안개밸브(47)가 개방되어 안개는 10분동안 퇴적되었다. 웨이퍼(602)는 퇴적챔버(632)로부터 제거되어 열판에 위치되어 1분동안 150℃의 온도로 건조되었고, 다음에 4분동안 260℃의 온도로 베이크되었다. 다음에 웨이퍼(602)는 급속열처리오븐으로 전달되어 산소분위기에서 30초동안 725℃로 급속열처리(RTP; rapid thermal processing)를 행하였다. 다음에 웨이퍼(602)는 퇴적챔버(632)로 복귀되었고, 안개가 다시 형성되어 퇴적챔버로부터 제거된 후의 퇴적공정, 건조, 베이킹, RTP를 반복하였다. 다음에 웨이퍼(602)는 1시간동안 산소분위기에서 어닐되었다. 결과의 층(1122)은 대략 1800Å의 두께이고, 이 두께의 균일성은 대략 12%이내이었다.
어닐공정후에, 집적회로 커패시터를 완성하였고, 즉 제 2플레티넘전극(1124)이 스퍼터링되었고, 다음에 웨이퍼가 잘 알려진 포토레지스트기술을 사용해서 에칭되었고, 하부전극(1120)을 개재해서 전기적으로 연결된 복수의 커패시터를 생산하였다.
히스테리시스 측정은 10000Hz와 5V의 전압에서 미보상의 소오여-타워회로를 사용하는 상기 처리에 의해서 제조된 스트론튬 비스무트 탄탈레이트에 대해서 행해졌다. 히스테리시스곡선은 키 큰 박스형상이고 메모리내에서 실행하는 커패시터를 표시한다. 분극률 2Pr은, 17.5microcoulombs/㎠이었다. 보자전압인 2Ec는 83.71Kilovolts/㎝이었고, 측정된 누출전류는 약 4×10-8A/㎠이었고, 메모리내에서 우수하게 행하는 재료를 표시하는 우수한 결과이다. 피로는 주파수의 함수로서 2Pr의 감소에 의해서 측정되었고, 5×1010사이클에서 1.7%로 판명되었다.
상기예와 시스템(10)의 다른 실행에 있어서, 안개입구플레이트(682)와 상부전극의 하부면(684)뿐만 아니라 하부전극(618)과 기판(600)에는 일부의 안개가 축적되어 있다. 이것은 퇴적챔버(632)내의 적어도 일부 입자는 포지티브하게 충전되었다는 것을 표시하였다. 이것은 코로나와이어(328)보다 일부 다른 이온의 소스가 있는 것을 제안하였다. 이 이온화는 벤튜리(460)로 추적되었다. 다음에 시스템의 변경은 벤튜리를 의도적으로 사용하도록 하며 안개입자를 네가티브하고 포지티브하게 충전된 이온으로 이온화하고 분무기/정쇄기에서 포지티브하게 충전된 이온을 분리시켰다. 동시에, 입자의 사이즈를 감소시키고, 저장소(14)로 순환하는 전구물질액체의 양을 감소시키도록 개량되었다. 상기 언급한 바람직한 실시예는 이들 변형을 표시한다. 변형되고 바람직한 시스템의 실례들은 더 나은 균일성, 동일한 퇴적속도에서 더 나은 스텝커버리지와, 동일한 균일성과 스텝커버리지에 대해서, 약 3배의 퇴적속도를 나타낸다. 또한, 시스템은 안개입자가 더 작고 적은 전구물질이 정쇄공정에서 제거되기 때문에 작은 전구물질액체를 사용한다.
상기 언급한 전기전하는 역전될 수 있다; 즉, 전기필터는 포지티브전하를 받고, 네가티브안개입자를 필터한다. 상부전극(685)은 포지티브전하를 받고 기판은 접지된다.
본 발명의 특징은, 기판이 안개입자에 반대로 충전되는 것이다. 그것은 안개에 대한 기판의 반대전하가 기판을 향해서 고속으로 입자를 간단히 주는 것보다 더 중요하다. 이것은 아무리 입자가 빨리 이동한다고 하더라도, 얇은층 흐름이 캐리어가스의 흐름에 의해서 기판상에 설정된다. 기판이 충전되어 있지 않으면, 기판을 향해서 유입하는 안개입자는 얇은층 흐름통로를 따르고 기판에 접촉하지 않는다. 더 고속에서는 얇은층면이 더욱 콤팩트하게 되고 기판에 밀접하게 되지만, 입자는 기판에 접촉하지 않는다. 다른 방식을 채택하면, 입자들은 작은 사이즈이고, 얇은층 흐름을 파손할 만큼 충분한 관성을 가지지 않는다. 기판의 다음에는 가스와 입자의 실질적으로 고정된 경계층이 있고, 얇은층의 흐름층내의 안개입자는 기판에 접촉하지 않는다. 하지만, 기판이 입자에 강하게 반대로 충전되면, 입자흐름은 그들의 얇은층면내의 기판을 통과하고, 기판을 향해서 일정하고 강하게 부착하며, 경계층을 파손시키고 기판과 충돌해서 강한 인력에 기인해서 부착한다.
본 발명의 중요한 특징은 벤튜리분무기(300)를 가진 질량흐름제어기의 조합을 포함하는 안개발생시스템(12)이다. 이런 조합은 안개화공정의 우수한 제어를 제공한다. 이 조합은 상용의 제조공정에서 사용될 수 있는 반복가능한 방식에 있어서, 우수한 스텝커버리지, 우수한 전기특성을 가진 집적회로박막을 생산하기 위해 중요하다.
현재, 본 발명의 바람직한 실시예로 고려되는 것이 무엇인가에 대해서 언급하였지만, 본 발명은 그 정신과 근본적인 특성을 벗어나지 않고서 다른 구체적인 형태로 예시될 수 있다고 이해해야 한다. 이제 본 발명에 따른 안개입구조립체, 본 발명에 따른 안개가속기, 조합안개입구플레이트 및 전극을 사용하는 이점 및 본 발명의 많은 다른 특징이 알려져 있기 때문에 추가적인 실시예가 이 분야의 당업자에 의해 고안될 수 있다. 또한, 시스템의 구체적인 형상, 치수, 다른 파라미터는 본 발명의 교시로부터 벗어나지 않고서 변화될 수 있다. 그러므로, 본 실시예는 예시로서 고려되며 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구항에 의해서 표시된다.
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 발명은 액체의 안개를 형성하고 이 안개로부터 형성된 안개 또는 증기를 집적회로기판상에 퇴적함으로써 집적회로에 사용하기 위한 박막을 퇴적하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 더 상세하게는 스텝커버리지 및 퇴적속도의 양쪽을 증가시키는 제조공정에 관한 것이다.
2. 문제점의 기술
1995년 10월 10일 발행된 미국특허 제 5,456,945호는 집적회로 전자디바이스에 필요한 고품질을 갖고 있는 복합재료의 박막을 제공한다는 것이 입증된 안개화퇴적방법을 기재하고 있다. 안개화퇴적공정은 또한 화학증착 등의, 복합재료를 퇴적하는 다른 방법의 퇴적속도보다 현저히 빠른 퇴적속도를 달성한다. 이 방법이 고품질의 막을 제공하는 하나의 이유는 이것이 저에너지공정이며, 따라서 이 공정에서 사용되는 복합유기용제 및 화학적화합물이 탄화되지 않거나, 그렇지 않으면 이 공정에서 파괴되기 때문이다. 그러나, 극도의 위상적 특징에 비해 이 막을 형성하는 안개화퇴적공정은 최상의 다른 집적회로제조공정, 화학증착만큼 양호한 스텝커버리지를 제공하지 않는다. 수율을 현저히 증가시키기 위해서 기판을 충분히 가열하는 등의, 화학증착공정에 사용되는 종래의 에너지부가방법을 사용해서 스텝커버리지를 향상시키려는 시도가 행해져 왔다. 이들 시도는 집적회로전자디바이스의 제조에는 부적합한, 탄화되고, 균열되고, 대체로 낮은 품질의 막을 제조하는데 그쳤다. 형성하려고 시도하는 화합물이 복잡하면 할수록 문제는 더 심각해졌다. 집적회로재료는 더 복잡해지려는 경향이 있고, 액체원 퇴적공정은 매우 고품질의 박막을 형성하는 데 가장 신뢰성이 있다고 판명되었기 때문에 저에너지 안개화퇴적공정의 고퇴적속도 및 고품질을 유지하는 액체원 퇴적공정을 가지는 것이 매우 바람직하지만, 동시에 CVD공정에 사용할 수 있는 뛰어난 스텝커버리지를 얻을 수 있었다.
전계는 또한 안개의 퇴적을 보조하는 데 사용되어 왔다. 그러나, 집적재료의 전기요소를 만드는 데 사용되는 안개는 불활성가스에 의해 운반되는 알콕시드 및 카르복시레이트 등의 금속유기화합물로 구성된다. 이 가스는 불활성가스이어야만 하며, 그 이유는 그렇지 않으면 그들은 반응하는 금속유기화합물과 결합해서 퇴적공정을 변경할 수 있기 때문이다. 그러나, 금속유기화합물과 불활성가스는 잘 이온화되지 않으며, 따라서 안개의 부드러운 몰링 이상의 것을 위한 전계를 사용하는 것이 어렵거나, 불가능하다.
발명의 개요
본 발명은 스텝커버리지 및 퇴적속도를 크게 강화하는 조정된 방식으로 안개화된 액체전구물질을 퇴적하는 장치 및 방법을 제공함으로써 상기의 문제를 해결한다. 임계적 조정은 매우 미세하고 균일한 안개; 즉 대부분의 안개입자가 직경이 1미크론미만, 즉 평균입자직경이 1미크론미만, 및 가장 바람직하게는 평균입자직경이 1/2미크론미만인 안개를 형성하는 퇴적장치 및 방법에 의해 행해진다. 미세한 안개는 벤튜리내에서 생성되기 때문에 가능하다.
본 발명은 비이동부를 가진 분무장치, 즉 벤튜리를 제공함으로써 작은 입자를 발생하는 분무기의 신뢰성의 문제를 해결한다. 벤튜리와 조합해서, 본 발명은 안개로부터 큰 크기의 입자를 제거함으로써 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 안개정쇄기를 제공한다. 안개입자정쇄기는 비이동부와 함께 작동도하는 관성분리기가 바람직하다.
본 발명은 2가지 방식으로 작은 입자는 표면으로부터 되튀기쉽다는 사실로부터 발생하는 문제를 해결한다. 즉 본 발명은 입자를 이온화도 하는 벤튜리를 이용하고, 고품질의 막을 형성하게 하는 화학적 접합을 깨뜨리지 않는 조정된 방식으로 입자의 에너지를 증가시키기 위하여 전기적 가속기를 채용한다. 이 해결수단은 다른 문제, 기판상에 전하가 발생하기 쉽다는 사실을 야기하며, 이 문제는 기판전하중화기의 제공 및/또는 기판의 접지에 의해 해결되며, 후자가 바람직하다. 전하중화기해결수단에 있어서, 기판의 전하에 대해 반대로 하전된 입자는 기판의 아래쪽을 거슬러 흘러가서 퇴적공정과 간섭하지 않고 기판상의 전하를 중화시킨다. 이 해결수단은 다른 문제, 기판에 유인된 전하에 대해 반대 전하의 이온화된 입자가 전기가속기의 제 1전극에 퇴적하기 쉽다는 사실을 야기한다. 이 문제는 전기필터에 의해 이들 이온화된 입자를 안개로부터 제거함으로써 극복된다.
다른 국면에 있어서, 본 발명은 전구물질액체의 안개발생기에의 흐름을 정확히 제어하는 질량흐름제어기의 이용을 포함한다. 이것은 퇴적공정의 반복성을 현저하게 강화시킨다.
본 발명은 또한 고품질의 막을 형성하게 하는 화학적 접합을 깨뜨리지 않는 조정된 방식으로 안개화퇴적공정에서 안개입자에 에너지를 부가하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 입자에 에너지를 부가하기 위하여 안개입자전기가속기를 이용한다.
본 발명은 또한 안개의 균일한 퇴적을 강화시키는 샤워헤드형 분사노즐을 제공한다. 기판은 샤워헤드밑에서 회전함으로써 안개의 균일한 퇴적을 더욱 강화시킨다.
본 발명은 (a) 기판이 들어 있는 퇴적챔버; (b) 기판을 지지하기 위하여 퇴적챔버내에 위치한 기판홀더, 이 기판홀더는 기판평면을 한정하며; (c) 액체전구물질의 안개를 형성해서 이 안개를 퇴적챔버에 도입하는 안개발생기시스템, 이 안개발생기는 벤튜리를 포함하며, (d) 퇴적챔버로부터 배출물을 퇴출시키는 배출조립체를 구비한 집적회로의 제조장치를 제공한다. 바람직하게는, 벤튜리는 액체전구물질을 유지하는 액체용기와 가스통로를 포함하고, 액체용기와 가스통로는 목부에서 연결되어 있다. 바람직하게는, 액체용기는 목부아래의 가스통로로부터 아래쪽으로 뻗는 액체모세관통로를 포함한다. 바람직하게는, 이 장치는 전구물질액체의 액체통로에의 흐름을 제어하는 질량흐름제어기를 더 포함한다. 바람직하게는, 이 장치는 또한 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 안개정쇄기를 포함하며, 이 안개정쇄기는 안개발생기와 퇴적챔버사이에 위치한다. 바람직하게는, 이 장치는 안개속의 입자를 전기적으로 하전시키는 안개하전기와 하전된 안개입자를 가속하는 퇴적챔버내에 위치한 제 1전극 및 제 2전극을 더 포함한다. 바람직하게는, 액체전구물질은 금속알콕시드와 금속카르복시레이트로 구성되는 군에서 선택된 액체를 포함한다. 바람직하게는, 액체전구물질은 메틸 에틸 케톤, 이소프로파놀, 메탄올, 테트라히드로푸란, 크실렌, n-부틸아세테이트, 옥탄 2-메톡시에탄올, 헥사메틸-디실라잔, 및 에탄올로 구성되는 군에서 선택된 용제를 포함한다.
다른 국면에 있어서 본 발명은 (a) 기판이 들어있는 퇴적챔버; (b) 기판을 지지하는 퇴적챔버내에 위치한 기판홀더, 이 기판홀더는 기판평면을 한정하며; (c) 액체전구물질의 안개를 형성하는 안개발생기; (d) 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 입자정쇄기, 입자관성분리기가 안개발생기와 퇴적챔버 사이에 위치하며, 입자정쇄기는 입자관성분리기를 포함하며; 및 (e) 퇴적챔버로부터 배출물을 퇴출시키는 배출조립체를 구비한 집적회로의 제조장치를 제공한다. 바람직하게는, 입자관성분리기는 입자의 흐름을 평행화하는 통로, 이 통로는 출구를 가지며, 그리고 평행화된 입자가 이 통로를 나온 후 이들의 흐름을 반사하는 피스톤을 구비한다. 바람직하게는, 이 피스톤은 대략 무딘 단부를 가진 스템을 포함한다. 또한, 입자관성분리기는 만곡된 안개도관을 포함한다. 바람직하게는, 안개정쇄기는 입자의 속도를 랜덤화할 수 있는 입자속도랜덤화챔버를 포함한다. 바람직하게는, 안개정쇄기는 복수의 안개정쇄화스테이지를 포함하며, 각 스테이지는 안개속의 입자의 평균크기를 더욱 감소시킨다. 바람직하게는, 입자의 속도를 랜덤화할 수 있는 입자속도랜덤화챔버를 포함한다.
다른 국면에 있어서, 본 발명은 (a) 기판이 들어 있는 퇴적챔버; (b) 기판을 지지하는 퇴적챔버내에 위치한 기판홀더, 이 기판홀더는 기판평면을 한정하고; (c) 액체전구물질의 안개를 형성해서 이 안개를 퇴적챔버내로 흘러들어가게 하는 안개발생기시스템, 이 안개는 1미크론미만의 평균입자크기를 가지며; (d) 퇴적챔버로부터 배출물을 퇴출시키는 배출조립체를 구비한 집적회로의 제조장치를 제공한다. 바람직하게는, 안개의 평균입자크기는 0.5미크론미만이다. 바람직하게는, 이 장치는 퇴적챔버내의 안개의 입자를 가속하는 입자가속기를 포함한다. 바람직하게는, 입자가속기는 기판평면에 대략 수직한 방향으로 입자를 가속한다. 바람직하게는, 입자가속기는 대략 중력가속도와 같은 방향으로 입자를 가속한다. 바람직하게는, 안개발생기시스템은 안개발생기와 안개정쇄기를 포함한다.
다른 국면에 있어서, 본 발명은 (a) 밀폐된 퇴적챔버내부에 기판을 놓는 공정; (b) 용제내에 금속화합물로 이루어진 액체전구물질을 형성하는 공정; (c) 액체전구물질의 안개를 발생시키기 위하여 벤튜리를 이용하는 공정; (d) 기판상에 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위하여 퇴적챔버내로 안개를 도입하는 공정; (e) 기판상에 금속을 함유하는 고체재료의 막을 형성하기 위하여 기판상에 퇴적된 층을 처리하는 공정; 및 집적회로의 성분속에 적어도 고체재료의 막의 일부를 포함하기 위하여 집적회로의 제조를 계속하는 공정으로 구성되는 집적회로의 제조방법을 제공한다. 바람직하게는, 이 방법은 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 공정을 포함한다. 바람직하게는, 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 공정은 복수회 행해진다. 바람직하게는, 금속화합물은 금속알콕시드와 금속카르복시레이트로 구성되는 군에서 선택된다. 바람직하게는, 용제는 메틸 에틸 케톤, 이소프로파놀, 메탄올, 테트라히드로푸란, 크실렌, n-부틸아세테이트, 옥탄, 2-메톡시에탄올, 헥사메틸-디실라잔, 및 에탄올로 구성되는 군에서 선택된 액체를 포함한다.
또 다른 국면에 있어서, 본 발명은 (a) 밀폐된 퇴적챔버내부에 기판을 놓는 공정; (b) 용제내에 금속화합물로 이루어진 액체전구물질을 형성하는 공정; (c) 액체전구물질의 안개를 발생시키는 공정; (d) 안개를 관성분리기를 통과시킴으로써 안개속의 입자의 평균입자크기를 감소시키는 공정; (e) 기판상에 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위하여 안개를 퇴적챔버내로 흐르게 하는 공정; (f)기판상에 금속을 함유하는 고체재료의 막을 형성하기 위하여 기판상에 퇴적된 층을 처리하는 공정; (g) 집적회로의 성분속에 적어도 고체재료의 막의 일부를 포함하기 위하여 집적회로의 제조를 계속하는 공정으로 구성된 집적회로의 제조방법을 제공한다. 바람직하게는, 안개를 관성분리기를 통과시키는 공정에서는 안개통로내에서 입자를 평행하게 해서 평행화된 입자의 적어도 일부를 반사시킨다. 바람직하게는, 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 공정에서는 안개속의 입자의 중간크기를 1미크론 미만으로 감소시킨다. 바람직하게는, 안개속의 입자의 평균크기를 1미크론미만으로 감소시키는 공정에서는 안개속의 입자의 평균크기를 0.5미크론미만으로 감소시킨다.
본 발명의 장치 및 방법은 단순한 집적회로재료를 형성하는 데 사용되는 방법의 속도와 비교할 수 있는, CVD 등의 복잡한 집적회로재료를 퇴적하는 다른 방법보다 약 3 내지 5배의 퇴적속도를 제공할 뿐만아니라 종래의 안개화퇴적방법보다 더 양호한 스텝커버리지도 제공한다. 동시에 이것은 안개화퇴적공정이 알려지게 된 고품질의 재료를 유지시킨다. 본 발명의 수많은 다른 특징, 목적 및 특장은 첨부도면과 관련한 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.

Claims (24)

  1. 액체전구물질의 소스(14); 액체전구물질을 형성하는 안개 발생기(300); 상기 안개발생기(300)와 유체연통하는 퇴적챔버(632); 상기 퇴적챔버(632)내에 기판(600)을 지지하는 기판홀더(616), 상기 기판홀더(616)는 상기 기판평면내에 기판퇴적영역(601)을 한정하며; 상기 퇴적챔버(632)로부터 배출물을 퇴출시키는 배출포트(642)를 구비한 집적회로의 제조장치에 있어서, 상기 안개발생기(300)는 벤튜리(460)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서, 액체전구물질의 상기 안개발생기(300)에의 흐름을 제어하기 위하여 상기 소스(14)와 상기 안개발생기(300)사이에 위치한 액체질량흐름제어기(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 벤튜리(460)는 상기 액체전구물질을 유지하는 액체모세관통로(462)와 가스통로(464)를 포함하며, 상기 액체용기와 상기 가스통로(464)는 목부(466)에서 연결되는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 안개정쇄기(302)가 상기 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키기 위하여 상기 안개발생기(300)와 상기 퇴적챔버(632)사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  5. 제 1항. 제 2항, 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 안개속에 전기적으로 하전된 안개입자를 만드는 안개하전기(328); 및 상기 하전된 안개입자를 가속하는 상기 퇴적챔버(632)에 위치한 제 1전극(685) 및 제 2전극(602, 618, 622)을 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  6. 선행항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 액체전구물질은 금속알콕시드와 금속카르복시레이트로 구성되는 군에서 선택된 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  7. 선행항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 액체전구물질은 메틸 에틸 케톤, 이소프로파놀, 메타놀, 테트라히드로푸란, 크실렌, n-부틸 아세테이트, 옥탄 2-메톡시에탄올, 텍사메틸-디실라잔, 및 에탄올로 구성되는 군에서 선택된 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  8. 밀폐된 퇴적챔버(632)내부에 기판(600)을 놓는 공정; 용제내에 금속의 화합물로 이루어진 액체전구물질을 형성하는 공정; 안개발생기(300)를 사용해서 상기 액체전구물질의 안개를 형상하는 공정; 상기 기판(600)상에 상기 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위하여 상기 퇴적챔버(632)내에 상기 안개를 도입하는 공정; 상기 기판(600)상에 상기 금속을 함유하는 고체재료의 박막을 형성하기 위하여 상기 기판(600)상에 퇴적된 상기 층을 처리하는 공정; 및 상기 집적회로의 성분속에 적어도 고체재료의 상기 박막의 일부를 포함하기 위하여 상기 집적회로의 제조를 계속하는 공정으로 구성되는 집적회로의 제조방법에 있어서, 상기 안개를 형성하는 공정에서는 상기 액체전구물질을 액체통로(462)로부터 인출하기 위하여 가스의 흐름을 이용하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 액체질량흐름제어기(15)에 의해 상기 액체도관을 통한 상기 액체전구물질의 흐름을 제어하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 제어공정에서는 상기 액체전구물질의 상기 벤튜리(460)에의 흐름을 선택된 액체흐름의 2%이내로 조정하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  11. 제 8항, 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 도입공정전에 관성분리에 의해 상기 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  12. 제 8항, 제 9항, 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 안개를 상기 기판을 향해 전기적으로 가속하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  13. 기판(600)이 들어있는 퇴적챔버(632); 상기 기판(600)을 지지하기 위하여 상기 퇴적챔버(632)내에 위치한 기판홀더(616), 상기 기판홀더(616)는 기판평면을 한정하며; 액체전구물질의 안개를 형성하기 위하여 상기 퇴적챔버(632)와 유체연통하는 안개발생기(300); 및 상기 퇴적챔버(632)로부터 배출물을 퇴출시키는 배출조립체를 구비한 집적회로의 제조장치에 있어서, 상기 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 안개정쇄기(302)를 포함하고, 상기 안개정쇄기(302)는 상기 안개발생기(300)와 상기 퇴적챔버(632)사이에 위치하고; 상기 안개정쇄기(302)는 관성분리기(306, 308, 310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 안개정쇄기(302)는 상기 입자의 속도를 랜덤화할 수 있는 입자속도랜덤화챔버(330, 331, 332)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 안개정쇄기(302)는 복수의 안개정쇄기스테이지(306, 308, 310)를 포함하고, 각 스테이지는 상기 안개속의 입자의 평균크기를 더욱 감소시키는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 스테이지(306, 308, 310)의 각각은 상기 입자의 속도를 랜덤화할 수 있는 입자속도랜덤화챔버(330, 331, 332)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  17. 기판(600)이 들어있는 퇴적챔버(632); 상기 기판(600)을 지지하기 위하여 상기 퇴적챔버(632)내에 위치한 기판홀더(616), 상기 기판홀더(616)는 기판평면을 한정하며; 액체전구물질의 안개를 형성해서 상기 안개를 상기 퇴적챔버(632)내로 흐르게하는 안개발생기시스템(12); 상기 퇴적챔버(632)로부터 배출물을 퇴출시키는 배출조립체를 구비한 집적회로의 제조장치에 있어서, 상기 안개발생기시스템(12)은 1미크론미만의 평균입자크기를 가진 안개를 생성하는 장치(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 장치는 0.5미크론미만의 평균입자크기를 가진 안개를 생성하는 장치(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 퇴적챔버(632)내의 상기 안개의 입자를 가속하는 입자가속기(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 안개발생시스템(12)은 안개발생기(300)와 안개정쇄기(302)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조장치.
  21. 기판(600)을 밀폐된 퇴적챔버(632)내부에 놓는 공정; 용제내에 금속의 화합물로 이루어진 액체전구물질을 형성하는 공정; 상기 액체전구물질의 안개를 발생시키는 공정; 상기 기판(600)상에 상기 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위하여 상기 안개를 상기 퇴적챔버(632)내로 흐르게하는 공정; 상기 기판(600)상에 상기 금속을 함유하는 고체재료의 박막을 형성하기 위하여 상기 기판(600)상에 퇴적된 상기 층을 처리하는 공정; 및 상기 집적회로의 성분속에 적어도 고체재료의 상기 박막의 일부를 포함하기 위하여 상기 집적회로의 제조를 계속하는 공정으로 구성되는 집적회로의 제조방법에 있어서, 상기 안개를 관성분리기(306, 308, 310)를 통해서 통과시킴으로써 상기 안개속의 입자의 평균입자크기를 감소시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  22. 제 21항에 있어서, 관성분리기(306, 308, 310)를 통해서 상기 안개를 통과시키는 상기 공정에서는 상기 입자를 안개통로(333, 334, 340)내에서 평행하게 해서 상기 평행화된 입자의 적어도 일부를 반사시키는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 안개속의 입자의 평균크기를 감소시키는 상기 공정에서는 상기 안개속의 입자의 중간크기를 1미크론 미만으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 안개속의 입자의 평균크기를 1미크론 미만으로 감소시키는 상기 공정에서는 상기 안개속의 입자의 평균크기를 0.5미크로미만으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
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