KR20010032205A - 박막의 안개화퇴적방법 및 장치 - Google Patents

박막의 안개화퇴적방법 및 장치 Download PDF

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KR20010032205A
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솔라야판나라얀
맥밀란라리Ｄ.
파즈드아라우조칼로스A.
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래리 디. 맥밀란
시메트릭스 주식회사
그란트 로버트 더블유.
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Abstract

액체질량흐름제어기(15)는 충전된 안개를 생성하는 안개발생기(12)로의 프리커서의 운반을 제어하다. 안개는 속도감속체임버(636)를 통과한 후에, 체임버와 접지된 상부전극사이의 간막이에 있는 안개인입평판(682)에 있는 인입포트(688)을 통해 퇴적체임버(632)안으로 흐른다. 인입평판(682)은 안개가 퇴적될 기판(600)의 평면에 대해 위로 대략 평행하게 위치된다. 기판(600)은 안개를 가속하기 위해 양으로 대전된다. 기판(600)바로위의 안개인입평판(682)의 252㎠의 인입포트영역(687)에는 ㎠당 68.2인입포트가 있다. 인입구포트영역(687)은 기판퇴적영역(601)에 대략 동일하다. 배출포트(642)는 기판평면에 평행하고 아래에 있는 배출평면의 주변에 채널을 형성한다.

Description

박막의 안개화퇴적방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MISTED DEPOSITION OF THIN FILMS}
1995년 10월 10일 발행된 미국특허 NO.5,456,945호는 집적회로전자디바이스에 필요한 고품질을 갖고 있는 복합재료의 박막을 제공하는 것으로 입증된 안개퇴적방법을 기재하고 있다. 안개퇴적공정은 또한 화학증착 등의, 복합재료를 퇴적하는 다른 방법의 퇴적속도보다 현저히 높은 퇴적속도를 또한 달성한다. 이 방법이 고품질의 막을 제공하는 하나의 이유는 이것의 저에너지공정이며, 따라서 이 공정에서 사용되는 화학화합물과 복합유기용제가 이 공정에서 탄화되지 않거나, 파괴되지 않기 때문이다. 그러나, 극도의 위상적 특징을 갖는 표면위에, 박막을 생성하는 안개퇴적방법은 최상의 대안적인 집적회로 제조공정인 화학증착법만큼 훌륭한 스텝커버리지(step coverage)를 제공할 수 없다. 수율을 현저히 증가시키기 위해 기판을 충분히 가열하는 등의, 화학증착공정에 사용되는 종래의 에너지부가 방법을 사용해서 스텝커버리지를 향상시키기 위한 시도가 수행되고 있다. 이들 시도는 집적회로전자디바이스의 제조에는 부적법한, 탄화되고, 균열되고, 대체로 낮은 품질의 막을 제조하는 데 그쳤다. 형성하기 위해 시도하는 화합물이 복잡하면 할수록 더욱 심각한 문제가 발생한다. 집적회로재료는 더욱 복잡하게 되는 경향이 있고, 액체원 퇴적공정은 매우 고품질의 박막을 생성하는데 가장 신뢰성이 있는 처리공정으로서 판명되었기 때문에, 저에너지 분무퇴적공정의 고품질 및 고퇴적속도를 유지할 뿐 아니라 동시에 CVD공정에 사용할 수 있는 뛰어난 스텝커버리지를 실행할 수 있는 액체소스, 퇴적공정을 가지는 것이 매우 바람직하다.
전계는 또한 안개의 퇴적을 돕는데 사용되어 왔다. 그러나 집적재료의 전기구성요소를 형성하는데 사용되는 안개는 불활성 가스에 의해 반송되는 알콕시드카르복시레이트 등의, 금속-유기화합물로 구성된다. 이 가스는 불활성가스이어야만 하며, 그 이유는 그렇지않으면 그들은 반응하는 금속유기화합물과 결합해서 퇴적공정을 변경할 수 있기 때문이다. 그러나, 금속-유기물화합물과 불활성가스는 잘 이온화되지 않으며, 따라서 안개의 부드러운 몰링이상의 것을 위한 전계를 사용하는 것은 어렵거나 불가능하다.
본 발명은, 액체의 안개를 생성하고 집적회로기판위에 안개 또는 안개로부터 생성되는 증기를 퇴적함으로써 집적회로에 사용하기 위한 박막을 퇴적하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스텝커버리지 및 퇴적속도의 양쪽을 증가시키는 제조공정에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 장치를 구동하는 데 사용되는 컴퓨터프로그램의 메인메뉴를 도시하며, 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 전기적안개필터의 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 퇴적체임버의 분해사시도
도 9는 도 8의 퇴적채임버의 베이스부의 평면도
도 10은 도 9의 베이스부에 분사포트가 부착된 퇴적체임버의 평면도
도 11은 도 8의 조립된 퇴적채임버의 단면도
도 12는 본 발명에 의한 전하중화기의 이온화된 입자발생기부의 볼록단면도
도 13은 본 발명의 장치 및 방법에 의해 만들 수 있는 전형적인 집적회로의 단면도
도 14는 종래기술의 안개화퇴적장치에 대한 수농도 대 방울직경의 그래프
도 15는 본 발명의 실시예에 대한 수농도 대 방울직경의 그래프
[도면에 주요부분에 대한 부호의 설명]
600: 기판 602: 웨이퍼
1120: 실리콘산화물 1122: 고체재료의 박막층
1100: 집적회로 1132: 절연체
10: 안개화퇴적장치 80: 컴퓨터디스플레이
82: 메뉴 86: 커서
70: 스크린 14: 가압저장소
15, 19: 질량흐름제어기 16: 분무기/안개정쇄기
12: 안개발생장치 18: 가속장치
20: 퇴적체임버장치 21: 전하중화장치
22: 자외선 및 적외선가열장치 23: 배출장치
632: 퇴적체임버 26: 배출라인
27: 러핑펌프 28: 터보펌프
31: 스로틀밸브 33: 터보포라인밸브
32: 터보이소밸브 30: 러핑펌프
72: 가스장치 42, 34, 36: 라인
14: 프리커서저장소 36: 삽입튜브
37: 리턴튜브 68, 67, 62, 45, 54, 83: 박스
44: 압력게이지 464: 가스통로
682: 인입평판 57: 전력선
59: 전력발생기 51: 컴퓨터
66: 전기케이블 64: 전원
69: 이온화입자소스 21: 전하분무기장치
55A: 공급밸브 55B: 이소밸브
70, 72, 55: 가스장치 56: 가스라인
22: 가열장치 71: 세정라인
84, 85: 버튼 22: UV가열장치
24: 배출장치 1102: 메모리셀
602: 실리콘웨이퍼 1104: 트렌지스터
1106: 커패시터 1110: 소스
342, 1112: 드레인 114: 게이트
1120: 하부전극 1122: 절연체
1124: 상부전극 1130: 산화필드영역
1140, 1142: 배선층 600: 중간기판
602: 웨이퍼 202: 본체부
204: 커버부 206: 베이브수
200: 하우징 210, 209: 나사구멍
213, 212, 208: 볼트 203: 상부표면
205: 하부표면 36, 37: 액체도관
42: 가스도관 46: 안개도관
257, 357: 전기도관 225: 코로나배선조립뭉치
300: 분무기 240: 전기적안개필터장치
330, 331, 332: 체임버 302: 안개정쇄기
309: 제 2스테이지 306: 제 1스테이지
340, 333, 334: 통로 336: 측벽
462: 액체용기 466: 드로우트
464: 가스통로 462: 액체관
216: 큰넥터 323: 엔드평판
325: 절연피드스로우(fecd througu) 218: 전기콘넥터
257: 케이블 328: 코로나와이어
327: ○-링 57: 전력선
639: U형상홈 607: 베이스
659: 온도조절코일 689: 열전도그리이스
622: 기판드라이브
본 발명은 스텝커버리지 및 퇴적속도를 크게 강화하는 제어방식으로 안개화 액체프리커서를 퇴적하는 방법 및 장치를 제공함으로써 상기 문제를 해결한다. 본 발명은 고품질막을 발생하는 화학결합을 파괴하지 않는 제어방식으로 안개화퇴적공정의 안개입자에 에너지를 인가하는 방법 및 장치를 또한 제공한다.
안개는 입자를 또한 이온화하는 벤츄리에서 생성되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 전기안개필터는 주로 단극성의 안개를 얻기 위해 이용된다.
본 발명은 기판에 안개의 균일한 흐름을 제공하기 위해 기판에 위로 평행하게 위치되는 ″샤워헤드(shower head)″타입의 인입평판과 속도감속체임버를 이용한다. 본 발명의 중요한 측면은 인입평판은 속도감속체임버와 퇴적체임버사이에 간막이를 형성하는 것이다. 인입평판 ″샤워헤드″는 ″샤워헤드″에 있는 포트가 기판퇴적영역의 적어도 75%가 되도록 분포되는 영역보다 상대적으로 큰 영역이 바람직하고 기판의 영역보다 크거나 동일한 것이 가장 바람직하다. ″샤워헤드″의 개구는, 샤워헤드의 기계적 안정성에 영향을 끼지지 않으면서, 가능한 서로 인접하고 에지에서 에지까지 0.2인치(0.5㎜)이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 대안적인 실시예에서는, 이들은 랜덤한 형식으로 일정하게 분포된다. ㎠당 적어도 15개의 포트가 있고 인입포트영역이 적어도 45㎠인것이 바람직하다.
본 발명은 입자에 에너지를 인가하기 위해 안개입자전기가속기를 또한 이용한다. 산소 및/또는 이산화탄소 등의 이온화할 수 있는 가스가 안개의 충전을 강화하기위해 추가된다. 인입평판은 가속기의 하나의 전극으로서 동작한다. 본 발명은 기판평면의 주변부 및 아래에 채널형태의 배출포트를 또한 이용한다.
본 발명은 안개발생기로 프라커서 액체의 흐름을 정확하게 제어하기 위한 질량흐름제어기를 또한 이용한다.
본 발명은 매우 미세하고 균일한 안개, 즉 안개입자의 대다수가 직경이 마이크론이하이고, 평균입자직경이 1/2마이크론이하인 안개를 초래하는 퇴적방법 및 장치를 또한 제공한다.
본 발명은, (a) 액체프리커서의 안개를 생성하는 안개발생기와, (b) 퇴적체임버와, (c) 기판평면을 형성하는 기판홀더로서, 기판을 지지하기 위해 퇴적체임버내에 위치하는 기판홀더와, (d) 기판위에 대략 균일한 안개퇴적을 형성하기 위해 기판평면에 대략 평행하고 인입평판의 영역에 분포되는 인입평면을 형성하는 복수의 인입포트를 갖는 안개인입용 평판을 구비하는 안개인입용 조립뭉치로서, 안개발생기와 유체적으로 연통하는 안개인입용 조립뭉치와 (e) 퇴적체임버로부터 배출물를 배출시키는 배출포트를 구비하는, 집적회로를 제조하기 위한 장치를 제공한다. 복수의 인입포트는 안개인입용 평판의 영역에 랜덤하게 분포되는 것이 바람직하다. 복수의 인입포트는 안개인입용 평판의 영역위에 랜덤한 방식으로 균일하게 분포되는 것이 바람직하다. 복수의 인입포트가 분포된 인입용 평판의 영역은 기판퇴적영역의 75%인것이 바람직하고, 기판의 영역보다 크거나 대략 동일한 것이 가장 바람직하다. 장치는 안개발생기나 안개인입용 평판사이에 위치하는 속도감속체임버를 포함하는 것이 바람직하다. 안개인입용 평판이 속도감속체임버와 퇴적체임버사이에 간막이를 형성하는 것이 바람직하다. 속도감속체임버는 안개가 속도감속체임버에 배출되는 방향에 대략 수직인 방향으로 안개가 속도감속체임버에 인입할 수 있도록 위치한 속도감속체임버인입용 포트를 부가하여 구비하는 것이 바람직하다. 인입평판은 대략 기판 바로위에 위치시킴으로서 중력이 기판위에 안개의 퇴적을 조력하는 것이 바람직하다. 배출포트는 기판평면에 평행한 배출평면의 주변부에 채널을 대략 형성하는 것이 바람직하다. 퇴적체임버는 기판평면에 대략 수직인 방향으로 안개입자를 전기적으로 가속하기 위한 안개입자전기가속기를 포함하고, 인입용 평판은 전기가속기의 전극을 구비하는 것이 바람직하다. 안개인입용 평판은 자외선방사에 대해 광투과성인 것이 바람직하다. 안개인입용 평판은 도전코팅을 포함하는 것이 바람직하다. 안개입자전기가속기는 기판평면에 대략 평행한 제 1전극을 구비하고 복수의 안개인입포트를 갖는 것이 바람직하다. 제 1전극은 자외선방사에 대해 광투과성인 것이 바람직하다. 안개입자전기가속기는 기판평면에 대략 평행하고 제 1전극으로부터 기판의 대향사이트에 위치하는 제 2전극과, 제 2전극에 전기전압을 인가하기 위한 전압원을 부가하여 구비하는 것이 바람직하다. 제 1전극은 기판평면위에 위치시키고 제 2전극은 기판평면 아래에 위치시킴으로서중력가속이 안개입자전기가속기에 의해 형성되는 가속에 추가되는 것이 바람직하다. 장치는 안개발생기와 안개입자전기가속기 사이에 위치한 전기안개필터를 부가하여 포함하는 것이 바람직하다. 전극에 인가되는 전기전압은 1000볼트 내지 10,000볼트이내인 것이 바람직하다.
다른 국면에 있어서, 발명은 집적회로를 제조하는 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은, (a) 액체프리커서를 제조하는 스텝과; (b) 대략 수평인 기판평면을 형성하는 기판으로서, 밀폐된 퇴적체임버안으로 기판을 위치하는 스텝과; (c) 용제에 금속화합물을 포함하는 액체프리커서의 안개를 생성하는 스텝과; (d) 기판위에 금속을 포함하는 층을 퇴적하기 위해 기판평면에 수직인 대략수직인 방향이며 중력가속방향과 대략 동일한 방향에 있는 퇴적체임버를 통해 안개를 흐르게하는 스텝과; (e) 기판위에 금속을 포함하는 고체재료의 막을 형성하기 위해 기판위에 퇴적된 층을 처리하는 스텝 및 (f) 집적회로의 구성요소에 적어도 고체재료막의 일부분을 포함하기 위해 집적회로의 제조를 계속하는 스텝을 구비한다. 흐름스텝은 평판과 기판사이에 대략 안개의 일정한 흐름을 제공하기 위해 속도감속체임버와 인입포트의 분포를 갖는 인입평판을 통해 안개를 흐르게하는 스텝을 구비하는 것이 바람직하다. 방법은 흐름스텝동안에 기판에 대략 수직인 방향으로 전계를 통해 안개입자를 가속하는 스텝을 부가하여 포함하는 것이 바람직하다. 안개를 생성하는 스텝은 우수한 전기극성을 갖는 전기적으로 대전된 입자의 안개를 제공하는 스텝을 구비하고 기판위에 층을 퇴적하기 위해 퇴적체임버를 통해 안개를 흐르게하는 스텝은 입자의 극성에 대향하는 극성을 지닌 기판에 전기전위를 인가하는 스텝을 구비하는 것이 바람직하다.
다른 부가적인 측면은, 본 발명은 집적회로를 제작하는 방법을 제공하는 것으로서 방법은, (a) 용체에 금속화합물을 포함하는 액체프라커서를 제공하는 스텝과; (b) 기판평면을 형성하는 기판으로서, 밀폐된 퇴적체임버내에 기판을 위치하는 스텝과, (c) 액체프라커서의 안개를 생성하는 스텝과; (d) 기판위에 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위해 기판평면에 대략 수직인 방향으로 전계를 통해 안개입자를 가속하면서 퇴적체임버를 통해 안개를 흐르게하는 스텝과; (e) 기판위에 금속을 함유하는 고체재료의 박막을 형성하기 위해 기판위에 퇴적된 층을 처리하는 스텝 및 (f) 집적회로의 구성요소에 적어도 고체재료막의 일부분을 포함하기 위해 집적회로의 제작을 계속하는 스텝을 구비한다. 전계에 있는 안개입자의 가속방향은 중력가속의 방향과 대략 동일한 것이 바람직하다.
본 발명은 평균입자직경이 0.5마이크론이하를 갖는 안개를 형성하고 퇴적하기 위한 안개퇴적장치 및 방법을 제공함으로써 상기 문제를 해결한다.
본 발명은 비이동부를 가진 분무장치, 즉 벤츄리를 제공함으로써 작은 입자를 발생하는 분무기의 신뢰성의 문제를 해결한다. 벤츄리와 조합함으로써, 본 발명은 안개로부터 큰 크기의 입자를 제거하는 안개정쇄기를 제공함으로써 안개입자의 평균크기를 감소시킨다. 안개입자정쇄기는 비이동부와 함께 작동도하는 관성(慣性)분리기가 바람직하다.
본 발명은 2가지 방식으로 작은입자는 표면으로부터 되튀기 쉽다는 사실로부터 발생하는 문제를 해결한다. 즉 본 발명은 입자를 이온화도하는 벤츄리를 이용하고, 고품질의 막을 형성하게하는 화학적 결합을 깨트리지않는 조정된 방식으로 입자의 에너지를 증가시키기위하여 전기가속기를 사용한다. 이 해결방법은 전하가 기판상에 발생하기 쉽다는 사실을 야기하며 이 문제는 기판전하중화기의 제공 및/또는 기판을 접지시킴으로써 해결되며, 후자가 바람직하다. 전하중화기해결수단에 있어서, 기판의 전하에 대향하여 하전된 입자는 기판의 아래쪽을 거슬러 흘러가서 퇴적공정과 간섭하지 않고 기판상의 전하를 중화시킨다. 이 해결수단은 다른문제, 기판에 유인된 전하에 대해 대향하는 전하의 이온화된 입자가 전기가속기의 제 1전극위에 퇴적하기 쉽다는 사실을 야기한다. 이 문제는 전기필터에 의해 이들 이온화된 입자를 안개로부터 제거함으로써 극복된다.
다른 측면에서는, 본 발명은 (a) 기판을 포함하는 퇴적체임버와, (b) 기판평면을 형성하는 기판홀더로서, 기판을 지지하기 위해 퇴적체임버안에 위치한 기판홀더와, (c) 평균입자크기가 1마이크론이하인 안개를 형성하고 퇴적체임버안으로 안개를 흐르게 하기 위한 안개발생장치 및 (d) 퇴적체임버로부터 배출물을 배출하기 위한 배출조립뭉치를 구비하는 집적회로를 제작하기 위한 장치를 제공한다. 안개의 평균입자크기는 0.5마이크론보다 작은것이 바람직하다. 장치는 퇴적체임버에서 안개입자를 가속하기 위한 입자가속기를 포함하는 것이 바람직하다. 입자가속기는 기판평면에 대략 수직인 방향으로 입자를 가속시키는 것이 바람직하다. 입자가속기는 중력가속과 대략 동일한 방향에서 입자를 가속하는 것이 바람직하다. 안개발생기장치는 안개발생기와 안개정쇄기를 포함하는 것이 바람직하다.
다른 측면에서는 발명은 집적회로를 제작하는 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은, (a) 밀폐된 퇴적체임버내부에 기판을 위치하는 스텝과; (b) 용제에 금속화합물을 포함하는 액체프리커서를 제공하는 스텝과; (c) 액체프리커서의 안개를 생성하기 위해 벤츄리를 이용하는 스텝과; (d) 기판위에 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위해 퇴적체임버안으로 안개를 유입하는 스텝과; (e) 기판위에 금속을 함유하는 고체재료막을 형성하기 위해 기판위에 퇴적된 층을 처리하는 스텝; 및 (f) 집적회로의 구성요소에 적어도 고체재료막의 일부를 포함하기 위해 집적회로의 제작을 지속하는 스텝을 구비한다. 상기 방법은 안개에 있는 입자의 평균크기를 감소시키는 스텝을 부가하여 포함하는 것이 바람직하다. 안개에 있는 입자의 평균크기를 줄이는 스텝은 복수회 실행되는 것이 바람직하다. 금속화합물은 금속알콕사이드와 금속카르복시레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 용제는 메틸에틸케톤, 이소프로필, 메탄올, 테트라하이드로퓨란, 크실렌, n-부틸아세테이트, 옥탄, 2-메톡시에탄올, 헥사메틸-디실란 및 에탄올로 구성되는 군으로부터 선택된 액체를 포함한다.
또다른 측면은, 본 발명은 집적회로를 제작하는 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은, (a) 밀폐된 퇴적체임버안에 기판을 위치하는 스텝과, (b) 용매에 금속화합물을 포함하는 액체프리커서를 제공하는 스텝과, (c) 1마이크론이하의 평균입자크기를 갖는 액체프리커서의 안개를 생성하는 스텝과, (e) 기판위에 금속을 함유하는 층을 퇴적하기 위해 퇴적체임버안으로 안개를 흐르게하는 스텝과, (f) 기판위에 금속을 함유하는 고체재료막을 형성하기 위해 기판위에 퇴적된 층을 처리하는 스텝 및 (g) 집적회로의 구성요소에 적어도 고체재료막의 일부분을 포함하기 위해 집적회로의 제작을 지속하는 스텝을 구비한다. 안개를 제공하는 스텝은 0.5마이크론이하의 평균입자크기를 갖는 안개를 제공하는 스텝을 구비하는 것이 바람직하다.
발명의 장치 및 처리공정은, 단순한 집적회로재료를 형성하는데 사용되는 처리공정의 속도와 비교할 수 있는 CVD 등의 복잡한 집적회로재료를 퇴적하는 다른 방법보다 약 3배 내지 5배 빠른 퇴적속도를 제공할 뿐만 아니라, 종래기술의 안개화된 퇴적방법보다 더 양호한 스텝커버리지도 제공한다. 동시에 이것은 안개화 퇴적공정이 알려지게된 고품질의 재료를 유지시킨다. 발명의 수많은 다른 특징, 목적 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
안개화퇴적방법에 있어서, 스트론듐비스무트탄탈레이트등의 재료의 액체프리커서가 준비되고, 안개는 액체로부터 발생되고, 그리고 이 안개는 기판상에 안개의 박막을 형성하기 위해 안개가 기판상에 퇴적되는 퇴적체임버로 흘러든다. 다음, 이 막 및 기판은 UV큐어링, 진공속에서의 기화 및/또는 베이킹처리를 받은 후에 어닐링처리되어 스트론듐비스무트탄탈레이트 등의 소망의 재료의 고체박막을 형성하게 된다. 기본적인 안개화퇴적장치 및 방법은 1995년 10월 10일 발행된 미국특허 제 5,456,954호 및 수많은 다른공보에 상세히 기재되어 있으므로 여기서 상세히 설명하지 않는다.
종래기술과 같이, 이 명세서에 있어서, 용어 ″기판″은 (600)(도 8 및 도 13)과 같은 박막이 퇴적될 수도 있는 단일 또는 다수의 재료층을 포함하는 일반적인 의미도 사용되며, 또한 다른층을 형성하는 실리콘, 갈륨비소화물, 유리, 루비 또는 이 기술분야에서 공지된 다른 재료로 형성되는 웨이퍼(602)를 의미하는 특별한 의미로도 사용된다. 표시되지 않으면, 이것은 본 발명의 방법 및 장치를 사용해서 박막재료의 층이 퇴적되는 대상물를 의미한다. 명세서상의 바람직한 실시예에서는, 기판(600)은 기판위에 형성된 실리콘산화물층과 바닥전극(1120)이 형성된 6인치(15.24㎝)실리콘웨이퍼였다. 이 기술분야에서 공지된 바와 같이, 집적회로기판은 일반적으로 직경이 3 내지 8인치(7.62 내지 20.3㎝)를 갖는 실리콘 또는 갈륨비소웨이퍼로 이루어진다. 기술이 발달함으로써 더큰 기판이 유용해질 것이다. 프리커서액체는, 일반적으로 많은 다른 프리커서제제뿐아니라 알콜용체내에 금속-알콕사이드로 구성되는 솔-겔프리커서제제와 용제내에서 2에틸헥사노산등의 카르복시산을 금속 또는 금속화합물과 반응시켜서 형성되는 금속카르복시레이트를 일반적으로 구성하고, 때로는 MOD제제라고 호칭되는 금속유기프리커서제제 및 이들의 조합 등의 용제내의 금속화합물을 포함한다. 바람직한 용제는 메틸에틸케톤, 이소프로판올, 메탄올, 테트라하이드로퓨란, 크실렌, n-부틸아세테이트, 헥사메틸-디질아젠(HMDS), 옥탄, 2-메톡시에탄올 및 에탄올을 포함한다. 메틸에틸케톤(MEK)등의 개시제가 분무화 바로전에 첨가될 수 있다. 금속화합물의 구체적인 예와 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.
명세서의 용어″박막″은 집적회로에 사용되는데 적합한 두께의 박막을 의미한다. 이런 박막은 두께가 1마이크론(micron)이하이고, 200Å 내지 5000Å(20㎚ 내지 500㎚)의 범위가 일반적이다. 이 용어를 동일한 용어, 예를 들면 광학등의 주로 거시적 기술에서 사용되는 ″박막″(여기서의 ″박막″은 1마이크론이상, 통상 2내지 100마이크론의 막을 의미함)과 구별하는 것이 중요하다. 이와 같은 거시적 ″박막″은 집적회로 ″박막″의 수백 내지 수천배의 두께이며, 집적회로에는 치명적이나 광학 및 다른 거시적기술에서는 중요하지 않은 일반적으로, 균열, 구멍 및 다른결함을 발생하는 전적으로 다른 공정에 의해 제조된다.
명세서에 사용되는 용어 ″안개″는 미세한 방울 또는 가스에 의해 반송되는 액체 및/또는 고체입자로서 정의된다. 용어 ″안개″는 가스내에 있는 고체 또는 액체입자의 콜로이드 현탁액으로서 일반적으로 정의되는 에어로졸을 포함한다. 용어안개는 가스내의 프리커서용액의 다른 안개화된 현탁액은 물론 포그(fog)도 포함한다. 상기한 용어 및 가스내의 현탁액에 적용되는 다른 용어는 관용적으로 사용하고 있기 때문에 그정의는 정확하지 않고 중복되며, 또한 다른 저자에 의해 달리 사용될 수도 있다. 예를 들면, 기술적인 의미에서 사용될때의 ″증기″는 전적으로 가스화된 물질을 의미하며, 이런 의미에 있어서는 ″증기″는 명세서상의 ″안개″의 정의에는 포함되지 않는다. 그러나, ″증기는 비기술적 의미에서는 포그(fog)를 의미하는데 사용되며, 이 경우에 있어서는 증기는 명세서상의 ″안개″의 정의에 포함된다. 일반적으로, 용어 에어로졸은 텍스트[Aerosal Science and Technolgy, by parker C, Resist, McGraw-Hill, Inc., New York, 1983]에 포함되는 모든 현탁액을 포함하는 것으로 되어 있다. 명세서에 사용되는 것으로서 용어 ″안개″는 용어에어로졸보다 광범하게 의도되며, 용어에어로졸, 증기 또는 포그(fog) 등에 포함될 수 없는 현탄액을 포함하고자 한다.
여기서 용어 ″전기적″은, 본 발명의 ″전기적 가속기″국면, 본 발명의 ″전기적필터″국면 및 ″전기적부하″를 호칭할 때, 정전기적 또는 전자기적 원리 또는 양자에 의거하는 그러한 국면들을 포함하고자 한다.
퇴적시, 퇴적후, 또는 퇴적시 및 퇴적후, 프리커서액체는 기판(600)상에 도 13의 고체 재료의 박막(1122)을 형성하기 위해 처리된다. 이 문맥에 있어서, ″처리″는 베이킹 및 어닐링을 포함하는 진공에의 노출, 자외선복사, 전기폴링, 건조 및 가열중의 어느하나 또는 이들의 조합을 의미한다. 바람직한 실시예에서는, UV복사는 퇴적시에 프리커서용액에 선택적으로 가해진다. 자외선복사는 또한 퇴적후에 가해지는 것이 바람직하다. 퇴적후, 바람직한 실시예에서는 액체인 기판위에 퇴적된 재료는 일정기간 동안 진공에 토출되고, 다음에 베이킹된 후 어닐링되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 처리공정은 안개화된 프리커서용액이 기판위에 직접퇴적되고 소망의 재료의 부분을 형성하지 않는 프리커서내의 유기물의 해리, 및 용매와 유기물 또는 다른 성분의 제거는 주로 용액이 기판상에 있은후에 행해지는 공정인 것이다. 그러나, 다른 측면에 있어서는 발명은 또한, 최종소망의 화학적화합물 또는 중간화합물은 퇴적시에 용해 및 유기물로부터 분리되고 최종소망의 화학적화합물 또는 중간화합물은 기판상에 퇴적되는 처리공정을 고려하고 있다. 양 측면에 있어서, 프리커서의 하나이상의 접합체가 최종막에 도달하는 것이 바람직하다. 바륨스트론듐티탄네이트, 스트론듐비스무트탄탈레이트 및 다른 재료등의 소망재료의 고체박막(도 13)의 형성후에, 집적회로(1100)는 계속적으로 완성된다. 집적회로(1100)의 제조는, 집적회로의 능동적인 전기구성요소에 있어서 본 발명의 장치 및 방법에 의해 퇴적된 (1122)등의 재료의 적어도 일부를 포함하는 것이 바람직하다. 능동적인 전기구성요소는 회로기능에 능동적으로 참여하는 요소이며; 예를 들면 재료(1122)는 메모리셀의 유전성 또는 강유전성기능을 행하기 때문에 능동적구성요소인 반면에, 절연체(1132)는 단지 집적회로(1100)의 전기소자를 분리하는 작용만 한다는 점에서 비능동적이다.
도 1은 본 발명에 의한 안개화퇴적시스템(10)의 일부를 형성하는 컴퓨터프로그램의 주메뉴(82)가 도시되는 컴퓨터디스플레이(80)를 도시한다. 이 메뉴(82)는 개량된 안개화퇴적장치(10)의 바람직한 실시예의 블록다이어그램을 포함한다. 컴퓨터시스템과 프로그램, 특히 메뉴(82)는, (31)과 같은 특유의 밸브상에 또는 다른 제어상에 커서(86)를 위치시키기 위해 마우스를 사용하고, 마우스를 클릭해서 (52)와 같은 특유의 박스내에 수치를 삽입함으로써 조작자가 간단하게 시스템의 각 펌프, 밸브 및 다른 제어를 제어하도록 한다. 상세부는 여기에 청구된 본 발명의 부분이 아니기 때문에 여기서는 컴퓨터시스템과 프로그램의 상세부에 대해서는 언급하지 않는다. 그러나, 스크린(90)위에 도시화된 안개화 퇴적장치(10)는 본 발명의 일부분을 형성하고, 스크린은 시스템의 개략과 그 동작을 제공하는데 유용하다. 이 장치(10)는, 바람직한 실시예에서는 예를 들면 액체프리커서의 소스, 즉 가압저장소(14), 질량흐름제어기(15), 분무기/안개정쇄기(16)(도 2∼7)를 구비하는 안개발생기시스템(12), 가속시스템(18)(도 1, 4∼5, 8, 11), 퇴적체임버시스템(20), 전하중화시스템(21), 자외선 및 적외선가열시스템(22)과 배출시스템(23)을 포함한다.
개요에서 표시한 바와 같이, 안개화퇴적공정에서 기판(600)상부의 섹션(110)은 전처리에 의해서 퇴적을 위해 최초로 준비된다. 여기서 ″전처리″는 UV복사에의 노광을 구비하는 것이 바람직하다. 적외선노광, 300℃과 900℃사이의 온도에서의 베이커 및/또는 진공에의 노광을 또한 포함할 수도 있다. 금속산화물과 같은 재료의 프리커서가 준비되거나 공급되어, 안개액체로부터 발생되고, 안개는 기판위에 안개박막을 형성하기 위해 안개가 기판(600)(도 8)위에 퇴적되는 도 11의 퇴적체임버(632)를 통해 흐른다. 다음에 막과 기판은 UV큐어링, 진공의 증발, 및/또는 베이킹처리되고, 소망재료의 고체박막을 형성하기 위해 어닐링된다. 이 섹션에서는, 시스템의 개요와, 그 동작을 나타내기위해 시스템을 개재해서 액체프리커서의 흐름을 간략하게 서술한다. 처리공정의 시작은, 퇴적체임버시스템(20)은 배출라인(26), 러핑펌프(27) 및 추가적인 터보펌프(28)를 경유하여 펌핑다운되는 동안에, 액체프리커서는 가압저장소(14)에 주입된다. 기술분야에서 공지된 바와 같이, 러핑펌프(27)가 통전되고 러핑밸프(30)가 개방되고 스로틀밸브(31)가 최초부분적으로 개방되어, 러핑펌프(27)가 퇴적체임버(20)의 압력을 터보펌프(28)가 효과적으로 동작할 수 있는 퇴적압력 또는 이하로 감소시킬 수 있도록 점진적으로 개방된다. 추가적으로, 터보클라인밸브(33)가 개방되고, 터보펌프가 통전되고 터보이소밸브(32)가 개방되고, 더핑밸브(30)가 폐쇄되고 퇴적체임버가 10-6Torr로 펌핑다운되어 모든 가능한 오염가스를 완전히 정화한다. 가스시스템(72)은 기압가스, 바람직하게는 건식질소 또는 다른 불활성가스를 라인(34)을 통해서 충분한 압력으로 프리커서저장소(14)에 공급하여 유체를 저장소(14)로부터 질량흐름제어기(19)로 구동시킨다. 저장소(14)는 밸브(41)를 개방함으로써 승압된다. 승압된 저장소(14)는 라인(15)을 경유하여 질량흐름제어기(15)에 연결되고, 질량흐름제어기(15)는 라인(36)을 경유하여 분무기/안개정쇄기에 연결된다. 유체제어기술분야에서 공지된 바와 같이, 질량흐름제어기(15)는 선택된 질량의 액체를 정확히 통과시키는 전자디바이스이다. 밸브와는 달리, 질량흐름제어기를 통한 유체의 흐름은 유체의 흐름에 영향을 미치는 유체흐름라인의 압력, 액체의 점도 또는 각종 다른 파라미터에 의존하지 않는다. 분당 세제곱센티미터의 소망의 질량흐름은 제어기상에 도시되는 2개 박스의 하부에 설정되고, 전달되는 정확한 질량흐름은 2개박스의 상부박스에 출력된다. 액체질량흐름제어기(15)는 선택된 유량의 2%내에서 액체의 흐름을 정확하게 제어할 수 있어야 한다. 액체질량흐름제어기(15)는 STEC(일본주식회사)에 의해 제작되어 캘리포니아의 샌조세의 호리바인스트루먼트사에 의해 미국에 배급된 모델번호 LV410제어기인것이 바람직하다. 이 질량흐름제어기(15)는 약 0.05ccm(㎤/min)에서 대략 1ccm까지 분무기/안개정쇄기(16)안으로 프리커서의 흐름을 제어할 수 있다. 질량흐름제어기(15)는 도 5 및 도 6의 분무기안으로 프리커서용액흐름의 미세한 조정을 허용하고 또한 이후의 실행에서 반복되는 동일 흐름을 허용한다. 질량흐름제어기(15)의 사용은 반복가능한 퇴적속도를 얻는데 매우 중요하다. 질량흐름제어기(15)는, 또한 이하 언급하는 바와 같이 퇴적의 반복성과 품질에 영향을 미치는 프리커서를 재순환시키는 것을 회피할 수 있다. 액체프리커서는 삽입튜브(36)를 통해 분무기/안개정쇄기(16)로 이동한다. 추가적으로 리턴튜브(37)는 안개발생기분무기/안개정쇄기(6)에서 안개화되지 않거나 농축된 프리커서를 저장소(14)에 복구시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 안개화되지 않고 농축되어 산출되는 프리커서의 양은, 즉 전체프리커서의 20%에서의 상대적으로 적은 양이므로, 농축물은, 재사용하기 보다는 퇴적후에 분무기/정쇄기(16)를 세정함으로써 간단히 퇴적된다. 이는 프리커서를 두껍게하는 것과 같은 잠재적인 문제를 방지한다. 밸브(39),(40)가 개방되어 박스(45)에 주입된 예압으로 압력게이지(44)를 통해서 컴퓨터(디스플레이만표시됨)에 의해 자동적으로 제어된 라인(42)의 가스압력으로 가압된 가스가 가스라인(42)을 통해서 분무기/안개정쇄기(16)로 보내진다. 이 압력은 스퀘어인치(psi)(2.76×105㎩)당 40파운드와 80psi(5.52×105㎩)사이가 바람직하고, 가장 바람직한 것은 약 60psi(4.14×105㎩)이다. 가스는 건식질소 등의 불활성가스와 이온화가 용이한 가스의 혼합물이 바람직하고, 산소 또는 이산화탄소가 바람직하고 산소가 가장 바람직하다. 산소는 안개의 충전을 강화하기 위해 첨가된다. 산소는 용이하게 이온화되고, 실내의 가스내에서, 가스입자가 연속적으로 충돌하기 때문에 액체안개방울에 전하를 전달하는 데 도움이 된다. 가스는 체적비로서 1∼15%산소인것이 바람직하고, 5∼10%가 가장 바람직하다. 바람직한 실시예의 공정에 있어서, 건식질소 95%와 산소 5%가 사용되었다. 가스라인(42)은 도 6의 분무기/안개정쇄기(16)의 가스통로(464)에 연결되고, 프리커서액체는 도 6의 도관의 모세관작용과 가스통로(464)를 통한 가스흐름에 의해서 분무기/정쇄기(16)로 유입된다.
퇴적처리공정의 개시는, 밸브(47)가 개방되어 분무기/안개정쇄기(16)내에서 생성되는 안개를 도관(49)을 통해서 퇴적체임버(20)안으로 흘러들게 한다. 밸브(32)는 폐쇄되고 밸브(30),(31)가 개방되기 때문에, 퇴적이 대기압 근처에서 발생한다. 퇴적체임버장치(20)의 압력은 10Torr에서 대기압의 압력범위이내가 될때까지 상승될 수 있으며, 대기압하 약 300Torr가 가장 바람직하다. 압력은 박스(52)의 입력된 압력으로서 센서(50), 드로틀밸브(31) 및 컴퓨터에 의해서 자동적으로 제어된다. 배출라인과 그로인한 퇴적체임버시스템(20)내의 압력은 박스(54)내에서 판독된다. 라인(42)으로부터 시스템을 개재하고 벤츄리가스통로(464)와 인입플레이트(682)를 개재한 가스/안개흐름은 3∼8ℓ/min이고, 약 5ℓ/min이 바람직하다.
이하 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 전력선(57)은, 전기적으로 안개를 필터링하거나 또는 충전시키는 것중 하나를 위해, 또는 양자를 위해 전압을 인가하기 위해 안개발생기(12)에 연결된다. 안개발생기(12)에 인가되는 전압은 전압과 박스(60)의 입력된 전력으로 전력발생기(59)와 컴퓨터(59)에 의해 자동적으로 제어된다. 인가된 전압은 박스(62)내에서 판독된다. 마찬가지로 충전된 입자는 전기케이블(66)을 개재해서 전원(64)으로부터 인가된 전압에 의해 퇴적체임버(20)내에서 가속된다. 가속전압은 전원(64)을 개재해서 박스(67)에 입력된 전압으로 컴퓨터에 의해 자동적으로 제어된다. 인가전압은 박스(68)에서 판독된다. 또한 기판(600)상에 퇴적되는 안개입자의 전하에 대응하는 전하를 가진 충전된 입자는 도 12의 이온화입자소스(69)을 포함하는 전하분무기시스템(21)에 의해서 발생된다. 공급밸브(55A)가 개방되고 가스시스템(55)내의 이소밸브(55B)는 컴퓨터에 의해 제어되어 이온화입자원(69)과 가스라인(56)을 개재해서 이온화입자가 기판에 인도되는 퇴적체임버(20)에 이온화입자를 반송하기위해 가스흐름을 발생시킨다. 바람직한 실시예에는, 전하분무기시스템(21)은 사용되지 않는 대신에, 기판의 아래쪽에 프리커서가 퇴적되는 것을 방지하기 위해서, 가스장치(55)가 기판의 아래쪽에 대향해서 건조질소를 인도하는 데 사용된다. 가스장치(55)도 소망의 레벨에 압력을 유지하는데 필요하면 가스라인(56)을 개재하여 추가의 건식질소 또는 다른 불활성가스를 퇴적체임버장치(20)내로 허용하도록 또한 제어될 수도 있다. 추가의 산소 또는 이산화탄소는 안개의 충전에 도움이 된다면 또한 첨가될 수도 있다.
퇴적이 완료된 후에, 밸브(47),(40)는 체임버(632)에 안개흐름을 중단하기 위해 폐쇄되고, 기판(600)상의 박막은 가열시스템(22)에서 적외선 및/또는 자외선램프를 개재한 상태에서 건조되고 베이킹될 수 있다. 이것은 인입포트영역(687)이 대부분 개방공간이고 평판(682)이 적외선과 자외선에 대략 광투과성인 재료로 구성되기 때문에, 인입평판(682)이 자외선과 적외선을 자유로이 통과시키는 사실로 인해 가능하게 된다. ″이 상태″라는 것은 기판이 이 처리동안 퇴적체임버부터 제거되지 않는 것을 의미한다. 초기건조스텝은 진공을 파괴하지 않으면서 발생하는 것이 바람직하다.
이는 도 13의 박막층(1122)의 고전자품질이 건조스텝면에 오염되는 진공의 파손과 노광에 의해서 손상되기 때문에 중요하다. 도 8의 기판(600)은 진공을 파괴하지 않으면서 퇴적체임버로부터 제거되어 어닐링장소로 전달된다. 이런 큐어링, 베이킹 및 어닐링스텝의 예는 이하 언급된다. 추가되는 기판은 진공을 파괴하지 않으면서 퇴적체임버(632)에 위치할 수도 있고 그로부터 제어될 수도 있다. 모든 퇴적처리공정이 완료된 후에는, 밸브(32)가 개방되고 시스템이 감압되어 세정된다. 소망에 따라서는, 시스템은 밸브(70)와 세정라인(71)을 개재해서 건식질소 또는 다른 불활성가스로 세정될 수도 있다. 가스시스템(55),(70),(72)의 각각에 있어서, 대응가스라인의 압력은 박스(75)의 하부에 유입되는 압력으로 컴퓨터에 의해 자동적으로 제어되고 실제압력은 두개박스중 하나의 상부에서 판독된다.
박스(83)은 소정의 처리공정을 자동적으로 운영하기 위해 컴퓨터를 프로그램하는데 사용된다. 소정의 각 처리공정은 처리공정을 일으키는 박스의 상위박스에 입력되는 레시피명(recipe nane)으로 주어질수도 있다. 처리공정이 진행됨에 따라 다른 박스에 도시되는 처리공정의 요소는 처리공정의 전체스텝, 실행되는 특정스텝의 명칭, 실행되는 스텝의 스텝번호, 행해지고 실행되는 스텝의 시간 및 실행되는 처리공정의 시간이 행해진다. 각종 버튼(84),(85)는 다양한 장치동작을 수행하도록 하는 추가화면을 나타낸다. 디지털IO버튼은 벨브를 수동으로 제어되도록 한다. 시스템정렬버튼은 웨이퍼를 취급하는 로봇을 수동으로 제어될 수 있도록 한다. 캐리어에디터버튼은 로봇에 의해 사용되는 그 치수와 같이 웨이퍼에 관한 데이터를 입력하도록 한다. 보수버튼은 보수메뉴를 나타내고, 복사버튼은 상태와 처리공정정보를 입력하고 판독할 수 있도록 하는 메뉴를 나타내고, 모드버튼은 서비스모드, 자동모드 및 오프라인모드의 전환을 하도록 한다. 복귀버튼은 주메뉴로 복귀시킨다. 버튼(85)은 지시하는 기능을 수동으로 제어할 수 있게한다. 예를 들면, 체임버상태 즉, 대기압, 진공 등이 신속한 참고를 위해 박스(87)에 항상 표시된다.
가스원(55),(70),(72), UV가열시스템(22), 배출시스템(24)의 각 부분은 이 기술분야에 공지되어 있으므로 여기에서는 더 구체적으로 설명하지는 않는다. 본 발명의 핵심은, 이하 부가하여 자세히 설명되는 안개발생시스템(12), 퇴적체임버시스템(20), 가속시스템(18), 도 5의 대전필터시스템(240) 및 전하중화기시스템에 표함된다.
도 13은 본 발명의 장치 및 방법에 의해 제조될 수도 있는 집적회로(1100)의 일부분의 예를 도시한다. 이 특정회로부는 기술분야에서 공지된 집적회로인 IT/IC(트랜지스터/커패시터)DRAM의 단일메모리셀(1102)이다. 셀(1102)은 실리콘웨이퍼(602)상에 제조되고 트랜지스터(1104)와 커패시터(1106)을 포함한다. 트랜지스터(1104)는 소스(1110), 드레인(1112) 및 게이트(1114)를 구비한다. 커패시터(1106)는 하부전극(1120), 절연체(1122) 및 상부전극(1124)은 구비한다. 웨이퍼(602)위에 형성되는 산화필드영역(1130)은 (1132)와 같은 절연층과 집적회로에 있는 다수의 셀을 분리하고, 트랜지스터(1104)와 커패시터(1106)와 같은 개별전자소자를 분리한다. 커패시터(1106)의 하부전극은 트랜지스터(1104)의 드레인에 접속된다. 배선층(1140),(1142)은 트랜지스터(1104)의 소스와 커패시터(1106)의 상부전극 각각을 집적회로(1100)의 다른 부분에 접속한다. 본 발명의 방법은 절연체재료(1122)를 퇴적시에 사용되고 있으나, 또한 절연층(1120)과 같은, 회로의 다른소자를 퇴적하는데 사용되어 질수도 있다. 처리공정이 재료(1122)를 퇴적하기 위해 사용되는 경우에는, 재료(1122)가 퇴적되는 중간기판(600)은 하부전극(1120)이나, 일반적으로는 재료(1122)가 퇴적되는 웨이퍼(602) 및 층(1130),(1132) 및 (1120)을 포함하는 불안정한 집적회로로 여겨진다. 본 발명의 방법은, 재료(1122)로서 스트론듐비스무트탄탈레이트와 같은 강유전체를 퇴적하는데 또한 사용되고 있다. 이 경우에는, 집적회로는 FERAM 또는 강유전성메모리셀이다.
도 2 내지 도 7에는, 안개발생장치(12)의 분무기/안개정쇄기부분(16)의 바람직한 실시예가 도시된다. 우선 도 2를 참조하면, 분무기/안개정쇄기(16)는 본체부(202), 커버부(204) 및 베이스부(206)를 가진 하우징(200)을 구비한다. 커버(204)는 커버내의 나사구멍(209)과 본체부(202)의 나사구멍(210)을 체결하는 볼트(208)로 본체부에 부착된다. 본체부(202)의 상부표면(203)과 커버(204)의 하부표면(205)은 평활하게 연마되어 볼트로 체결하여 밀봉한다. 볼트(212), (213)는 본체부(208)의 하부측에 마찰식으로 결합되어 유지된다. 베이스(206)는 도시되지 않은 장비랙에 용접되어 있다. 액체도관(36),(37), 가스도관, 안개도관(46) 및 도 7의 전기관(257),(357)은 (216)과 같은 시일된 콘넥터를 개재해서 하우징본체(302)에 연결된다. 코로나배선조립뭉치(225)는 가스도관(42)와 분무기(300)사이에 삽입되어 있다. 이는 도 5와 도 6을 연개하여 상세히 설명된다. 전기적안개필터시스템(240)은 도 2에 표시되어 있으나, 이는, 자세히 도시되어 있는 도 3 내지 도 5를 연개하여 상세히 설명될 것이다.
도 5에 의하면, 본체(202)는 측면이 약 5인치 (12.7㎝)이고 3개의 중공체임버(330), (331), (332)를 지닌 입방체를 구비한다. 제 1체임버(330)는 각 측면에 약 3인치(7.62㎝)인 대략 입방체인 것이 바람직하고, 제 2체임버(331)는 약 3인치길이(7.62㎝), 3/4인치(1.91㎝)폭 및 3인치(7.62㎝)깊이의 직사각형이 바람직하며, 제 3체임버(332)는 4인치길이(10.2㎝), 3/4인치(1.91㎝)폭과 3인치(7.62㎝)깊이의 직사각형인 것이 바람직하다. 체임버(330)는 안개정쇄기(302)의 제 1스테이지(306)를 수납하고, 체임버(331)는 안개정쇄기(302)의 제 2스테이지(308)를 수납하고 체임버(332)는 안개정쇄기(302)의 제 3스테이지(310)를 수납한다. 체임버(332)는 전기적안개필터(241)를 수납한다. 통로(333)는 제 1체임버(330)와 제 2체임버(331)을 연결시키고, 통로(334)는 제 2체임버(331)와 제 3체임버(332)을 연결시키며, 통로(340)는 제 3체임버(340)와 도관(46)을 연결시킨다. 드레인(342)은 하우징본체(202)의 측벽(336)을 관통하여 체임버(330)의 하부에지에 위치되어, 이 옵션이 사용되면, 체임버(330)에 수집된 임의의 액체는 체임버로부터 드레인되고 코넥터(219)와 도관(37)을 경유하여 도 1의 승압저장소(14)로 복귀된다. 이 옵션이 사용되지 않는 것이 바람직하다. 하우징본체(202)의 측벽(336)은 약 1/2인치(5.1㎝)두께이고 분무기(300)를 수납한다. 도 6은 측벽(336)을 관통하는 횡단면을 도시하고 분무기(300)을 상세히 도시한다. 분무기(300)는 바람직하게는 모세관인 액체용기(462)와 드로우트(throat)(466)에서 만나는 가스통로(464)를 포함한다. 액체가 가스횡단드로우트(466)의 운동에 의해 통로(464)안으로 유입되기 위해서는, 드로우트(466)가 가스통로(464)의 아래쪽에 있고, 액체관(462)이 드로우트(466)바로밑에 있는 것이 바람직하다. 상기 표시된 바와 같이 가스는 도관(42)과 콘넥터(216)을 경유하여 통로(464)에 유입하는 반면에, 용액은 도관(36)과 콘텍터(217)를 통해서 유입한다. 전계에 의한 안개의 가속을 용이하게 하기 위해 요구되는 이온화는 벤츄리분무기(300)의 일부에서 형성된다. 즉, 안개발생기(12)에 의해 인가되는 에너지는 전자를 대전시키는 일부분무입자로부터 일부전자를 박탈하기에는 충분하다. 바람직한 실시예에서는, 코로나조립뭉치(225)는 이온화의 중요한 소스로서 사용된다. 코로나조립뭉치(225)는 원통형의 하우징(322)과, 하우징(322)에 용접된 엔드평판(323)과, 절연피드스로우(fceedthrough)(325)와, 전기콘넥터(218)을 경유하여 케이블(257)의 콘덕터에 전기적으로 접속되는 코로나와이어(328)과 ○-링(327) 및 볼트나사(324)를 포함한다. 조립뭉치는 나사(324)에 의해 벽(336)에 지지되고 ○-링(327)에 의해 시일된다. 케이블(257)은 전력선(57)을 포함하는 두개의 전기케이블중 하나이다. 코로나와이어의 팁(326)은 원뿔형이 바람직하다. 벽(336)의 에지(329)와 코로나와이어(328)의 팁(326)사이의 거리는 약 1밀리미터(㎜)가 바람직하다. 벽(336)은 접지되고 팁(326)과 벽(336)사이의 전위차는 이온화를 생성하는 코로나를 발생시킨다.
안개정쇄기의 각 스테이지는 관성분리기(306),(308) 및 (310)을 구비한다. 통로(464)는 체임버(330)을 통해서 통로(464)에서 통로(333)으로 안개입자가 직접 흐르는 것을 방지하기 위해 통로(333)의 위치로부터 오프셋되어 있다. 즉, 이런 배치는 다음단계인 입자정쇄로 이동전에 체임버(330)에서 안개를 평형화한다. 큰 입자는 벽(337)에 부착하여 체임버(330)내에 수집되기 때문에 이 배치는 관성분리기로서 또한 작용한다. 추가적으로 재순환장치가 사용되면, 액체는 가압저장소(14)안으로 다시 드레인된다. 어떤 주어진 입자가 벽(337), 피스톤단부(359) 또는 안개정쇄기(302)의 일부 다른 부분에의 부착여부는 일반적으로 통계적이라는 것을 이해해야한다. 입자가 정쇄기(302)의 벽이나 다른 부분에 부착하는 통계학상 가능성은 입자의 크기와 질량이 커지면 증가하나, 이는 여전히 가능성이다. 따라서, 주어진 크기보다 큰 일부입자는 부착되지 않고 정쇄기(302)를 통과하는 반면에, 주어진크기보다 더 작은 다른 입자는 부착될 수도 있는 것이다. 그러나, 전체적으로 크기의 분포로서 큰 입자수를 고려하면, 최대의 입자는 안개정쇄기에 의해 필터되는 경향이 있으며, 결과적으로는 입자의 분포는 더작은 평균입자크기에 대응하는 분포로 이동될 것이다.
관성분리기(308)는 도 6에 도시되어 있으며 횡단면은 도 7에 상세히 도시되어 있다. 스테이지(308)는 체임버(331), 통로(333) 및 분리기피스톤조립뭉치(349)를 구비한다. 분리기피스톤조립뭉치(349)는 헤드(352)와 스템(354)를 구비하는 피스톤(350), 헤드(350)와 벽(358)사이에 있는 홈에 끼워맞추는 ○-링(338) 및 헤드(352)내의 구멍을 통해 벽(358)의 나선형 구멍안으로 관통하는 4개의 나사(339)를 구비하는 것이 바람직하다. 스템(354)은 벽(358)에 있는 도 7의 구멍(356)에 정확히 맞는다. 피스톤(350)의 단부(359)는 무딘것이 바람직하고, 대략 평탄한것이 가장 바람직하다. 분무기/정쇄기장치(16)는 상이한 길이의 스텝(354)을 갖는 다수의 상이한 피스톤(350)을 구비한다. 따라서 통로(333)의 출구(380)로부터 무딘단부(359)의 위치는 하나의 피스톤(350)를 상이한 길이의 스텝(354)을 갖는 다른 피스톤으로 대체함으로써 조정될 수 있다. 통로(333)는 약 2㎜직경의 원통형 구멍이고 피스톤(350)의 단부(359)에 직접적으로 대향하고 벽(360)에 위치시키는 것이 바람직하다. 즉, 통로는 벽(358)에 있는 구멍(356)에 대해 중심이다. 가압가스원(38)과 퇴적(20)사이의 압력의 차이는 체임버(330)내의 안개가 통로(333)을 통해 체임버(331)로 흘러들어가는 것을 야기시킨다. 안개는 통로(333)에서 평형하게 된다. 스팀라인(364)으로 표시되는 바와 같이, 통로(333)에 대향하는 무딘피스톤단부(359)의 존재는 안개입자의 흐름을 편향시킨다. 보다 기술적으로는, 반경벡터를 가스 및 안개입자의 흐름에 추가시키는 것이다. 즉 이는 분리기피스톤(349)의 단부(359)에 의해 둘러쌓인 원의 반경방향으로 흐름이 변경되도록 한다. 반복하면 입자가 클수록, 입자의 질량과 관성이 커질수록, 입자가 단부(359)에 충돌하여 부착하는 가능성은 더욱 높아진다. 단부(359)에 부착하는 입자는 수집되어 단부에서 연소실안으로 드립오프(drip off)한다. 따라서 입자분포는 더 작은 입자사이즈로 다시 시프트된다. 피스톤단부(359)가 통로(333)의 출구(380)에 근접할수록, 입자는 입자의 방향을 더많이 변경해야만 하고, 단부(359)에 부착하는 입자의 가능성은 더욱 커져서 더 많은 입자가 부착한다. 또한, 주어진 가능성보다 더 높은 부착가능성을 갖는 입자크기의 범위는 단부(359)가 채널(333)의 출구(380)에 더 근접하여 이동함으로써, 더욱더 작은 입자크기로 연장한다. 따라서, 입자크기, 즉 평균적인 입자크기의 분포는 스텝(350)단부의 위치를 조정함으로써 선택될 수도 있다. 단부9359)가 가압저장소(323)에 더 근접하게 조정되면, 안개내의 입자크기의 분포는 더 작은 입자크기와 감소된 평균입자크기로 시프트된다. 단부(359)가 출구(380)으로부터 멀게 조정되면, 안개내의 입자크기의 분포는 더 큰 입자크기로 시프트한다. 다른 방식을 이용해서, 피스톤(350)이 더 길게 만들어지면, 안개내의 평균입자크기는 감소하고, 피스톤(350)이 더 짧게 됨으로써, 안개내의 평균입자크기는 증가한다. 출구(380)는 체임버(331)의 단부벽(366)으로부터 충분히 멀리 위치시키고 단부벽(366)과 커버(205)가 단부(359)주위의 흐름을 크게 방해하지 않는 본체(202)의 상부(203)로부터 충분히 멀리 위치시키는 것이 바람직하다. 체임버의 길이와 통로(333)로부터 가장먼곳에 위치하는 체임버(331)의 단부에서 배출통로(334)의 변위는 입자속도벡터를 무작위화하는 경향이 있는 많은 충돌을 거치지지 않고서 통로(334)를 통해 출구(380)로부터 입자가 흐르는 것을 방지한다. 제 3정쇄기스테이지(310)의 구조 및 동작은, 체임버(332)의 다소상이한 길이와 입력통로(334)에 대한 출구통로(340)의 상대적인 변위와 같은 사소하고 본질적으로 중요치않는 차이를 제외하고는, 제 2스테이지(308)의 구조 및 기능과 동일하다.
또한 안개정쇄기(302)는, 추가적인 전기안개필터장치(240)를 또한 포함한다. 전기안개필터장치(240)는 안개필터(241), 도체(246), 전지피드-스로우(255), 케이블(66)과 같은 전기케이블(357)및 도 1의 전원(64)을 포함한다. 상세부 또는 전기안개필터(241)는 도 3 및 도 4에 도시된다. 안개필터는 절연성프레임(242)과 도전성메시(243)를 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(242)의 횡단면은 커버(204)의 하부면뿐아니라, 체임버(332)의 내부면에 대략 일치하게 형성된 평활하고 평탄한 외부면(247)을 지닌 T의 크로스바를 갖는 T형상이다. T의 스텝은 메시(243)의 단수를 수용하는 구멍(245)을 갖는다. 전기도체(246)는 케이블(357)의 중심와이어이고 (249)에서 메시(243)에 용접되는 것이 바람직하다. 절연프레임(242)은, 체임버(332)에 삽입되는 경우나 커버(204)를 고정시킬때 다소 입력을 가함으로서 체임버에 마찰적으로 수용되도록 테프론이나 다소 가요성을 갖는 다른 절연체로 형성되는 것이 바람직하다. 메시(243)는 스테인렌스강철, 알루미늄 또는 프리커서용매에 저항성이 있는 다른 전기도체로 구성되는 것이 바람직하다. 전기안개필터는, 바람직한 실시예에서는, 체임버(332)내에 위치하나, 체임버(330),(331) 또는 안개흐름경로를 따라서 벤츄리(460)의 기판(600)사이의 어느장소에도 위치시킬 수도 있다.
도 8 내지 도 11에 있어서는, 퇴적체임버장치(20)가 도시된다. 퇴적체임버(20)의 목적은 기판상에 안개의 퇴적을 최적화하기 위해 밀폐되고 제어되는 환경을 제공하는 것이다. 기판은 대략 평탄하고, 바람직하게는 중력방향에 수직인 수평평면에 대응하는 보드면, 즉 도 10의 수평방향에 평행한 평면을 의미한다. 기판은 기판홀더(616)의 평탄단부(678)상에 위치하기 때문에, 기판홀더단면(678)은 동일기판평면을 또한 형성한다. 체임버장치(20)는 하우징베이스(607)와 하우징커버(608)를 구비하는 퇴적체임버하우징(605)을 구비한다. 커버(608)는 광투광성커버평판(610)과 유지부재(612)를 구비한다. 체임버장치(20)는 혼합안개인입평판상부 전극조립체뭉치(613)을 포함하는 안개인입구조립체뭉치(613), 일반적으로 ″척″으로서 언급되는 기판홀더(616), 하부전극평판(618), 도전성케이블(620), 도 11의 기판드라이브(622) 및 중화가스입력포트(624)를 포함한다.
베이스부(607)는, 대략 24인치(61센티미터)의 측면과 8인치(20.3센티미터)높이로서, 원형의 공동(631)를 갖고, 베이스(607)의 상부면(635)의 몇인치 아래의 위치에서 공동안으로 연장하는 원형립(634)을 지닌, 박스형상부재를 구비한다. 이하 설명되는 바와 같이, 립(634)에 의해 지지되는 안개인입평판/가속전극조립체뭉치(613)는 속도감속체임버(636)와 퇴적체임버(632)로 공동(631)을 간막이한다. 도 9에 가장잘 도시된 ○-링(638)을 지지하는 도 11의 원형홈(637)은 하우징베이스(607)와 안개인입조립체뭉치(614)사이에 시일을 형성하기 위해 립(634)의 상부면에 형성된다. 약 1/2인치(1.27센티미터)높이의 원형받침대는 퇴적체임버(632)의 하부중앙에서 상방으로 연장한다. 도 11의 원형채널(642)은 하부에지를 따라서 체임버(632)을 외부로연장한다. 일측면에서는, 폭은 약 10인치(25.4㎝)이고 높이가 3인치(7.62㎝)인 직사각형통로(630)는 인터록(도시되지않음)을 개재해서, 퇴적체임버장치(20)의 내부로 웨이퍼를 전공하거나 외부로 웨이퍼를 꺼낼때 사용되는 로봇암(도시되지 않음)을 구비하는 핸들체임버(도시되지않음)와 연결한다. 다른 측면에서는, 직경이 약 1인치(2.54㎝)인 배출통로(644)는 배출라인(26)에 채널(642)을 연결하고, 직경이 약 3.8인치(9.53㎝)인 통로(646)는 안개도관(49)에 공동(631)을 연결한다. 약 1인치(2.54㎝)길이위 도관인 안개도관(647)은 속도감속체임버안개인입구포트(641)을 형성하기 위해 안개인입구조립뭉치(614)를 개재하여 통로(646)을 속도감소체임버(636)안으로 연장한다. 다른 통로(648)는 케이블(66)에 연결되는 전기피스-스로우(649)를 통과하기에는 충분한 직경이다. (629)와 같은 4개의 나선식구멍과 U형상홈(639)은 베이스(607)의 상부(635)에 형성된다. 온도조절코일(659)은 홈(639)에 위치하고 열도전그리이스(689)에 의해 피복된다. 기판드라이브(622)는 자기드라이브를 포함하는 밀봉된 하우징(650)과, 자기드라이브로부터 연장되고 베이스하우징(630)의 바닥중심의 구멍(653)을 통해서 기판홀더(616)에 이르는 스핀들(652)를 구비한다. 드라이브하우징(650)은 하우징(630)의 하부의 나선형구멍(654)안으로 체결됨으로써 퇴적연소실(632)와 거의 동일한 압력으로서 유지될 수 있는 하우징을 가진 단일의 밀봉부를 형성한다. 자기드라이브는, 기판에 손상을 가하지 않기위해, 종래의 전원이 비록 꺼지더라도, 기판이 떨어지지 않게하기 위해 무정전전워(UPS)연결된다. 중화가스입력포트는 하우징(630)하부의 구멍(657)과 튜브(656)에 접속하는 콘넥터(658)을 개재해서 중화가스도관(56)으로 통과하는 튜브(656)를 구비한다. 기판드라이브(622)는 회전속도의 넓이범위에 대해 기판홀더를 회전시킬 뿐아니라 기판홀더(616)을 높이거나 또는 낮출수 있다. 드라이브(622)는 바람직한 실시예에서는 도 11의 케이블(621)에 전기를 통전시킬 수 있으며, 드라이브(622)는, 미네소타에텐프라이리의 전기자기학디자인에 의해 제조되고, 펜실베니아 18106 알링톤 그랜트웨이 6620의 서브마이크로시스템사가 보급한 이하 언급하는 바와 같이 전기적으로 도전성이 되는 것으로 드라이브가 바람직하다.
평판(618)은 절연성재료로 만들어진 디스크(660)를 구비한다. 추가적으로 옵션이 사용될 때는 평판은 평판의 상부면에 형성되는 박막도전층(662)을 구비할 수 있으며, 평판(618)은 ″ 제 2전극″으로서 언급된다. 평판(618)은 웨이퍼(602)로부터 공간적으로 떨어지고 제 1평판(682)으로부터 웨이퍼(602)로부터 공간적으로 떨어지고 제 1평판(682)으로부터 웨이퍼(602)의 대향측면위에 위치되는 것이 바람직하다. 절연성디스크(666)는 디스크내에 6개의 홀이 형성되어 있다. 중심홀(664)은 스핀들(652)와 자유롭게 들어갈 수 있도록 충분히 넓고 홀(666)은 중화가스튜브(656)를 통과시키기에 충분히 넓으며, (668)과 같은 다른 4개의 홀은, (670)의 나사구멍에 체결되는 (669)의 나사를 통과시킴으로써 하부전극평판(618)을 받침대(640)에 부착시킨다. 각홀(664),(666) 및 (668)주위에는 전도층(662)과 구멍(664), (666), (668)을 뚫고 나가는 부분사이에 절연성갭을 형성하기 위해서 (672)와 같은 도전층(662)을 통과하는 더큰 구멍이 있다. 도전층(662)은 (649)를 통해 피드에 전기적으로 접속됨으로써 케이블(620)을 개재해서 전기도관(66)의 도체에 연결된다. 기판홀더(616)는 (674)와 같은 3개의 암과 스핀들(652)의 단부를 수용하기 위한 중심반전컵(676)을 구비한다. 스핀들(652)의 단부와 컵(676)의 내부면은 컵의 내부면이 스핀들의 단부에 정확히 일치하도록 형성된다. 각암(674)의 단부는 (678)과 같이 직립형 푸트(foot)이다. 각각의 푸트는 암위로 약 1/4인치 (6.35밀리미터)연장하고, 각 푸트의 상단부는 수평면상에 평판화되어있어 웨이퍼(602)는 최소세점에 지지됨으로써 기판홀더위에 더욱 안정하게 위치한다.
바람직한 실시예에는, 스핀들(653), 컵(676) 및 암(674)은 알루미늄등의 도전성재료로 제작되는 것이 바람직하고 웨이퍼(602)를 접지시키기 위해 다중와이어케이블(66)을 경유하여 전원(64)에 교번하여 연결하는 케이블(621)에 드라이브(650)의 내부도체를 경유하여 전기적으로 연결됨으로써 하부전극 또는 제 2전극으로서 작용한다.
상부전극(685)은 대략 수직한 방향으로 기판(600)과 평판(618)위에 위치시키는 것이 바람직하다. 따라서, 가속기(18)는 기판평면에 대략 수직인 반향으로 안개입자를 가속한다. 즉, 안개입자는 전극(685)에서 기판(600)까지의 대략 수직통로를 따라간다. 이는 중력이 안개입자의 가속을 돕는것을 허용한다. 그러나, 전극은, 국제특허출원공개WO97/44818에 설명된 바와 같이, 안개입자가 수평방향에 가속되도록 배치되어 질수도 있다. 전극(685)와 전극(618)사이에 전계에 의해 부가되는 에너지는 프리커서용액의 유기결합이나 프리커서용매의 유기결합이 깨지지 않을정도로 충분히 낮은 에너지로 유지된다.
안개인입조립뭉치(614)는 립(634)에 대항해서 대략 공동(631)내에 일치하는 직경 및 원형의 립(680)과, ″제 1전극″으로서 명세서에 언급되는 것으로서, 도전성코팅(685)으로서 언급되는 도전표면층과 얇은 광투과성층을 갖는 인입평판(682) 및 넥형상부(681)을 구비한다. 평판(682)은 립(634)과 넥(681)의 연결부에 영역을 대략 채울 수 있는 직경이다. 넥(681)은 힘들이지 않고 립(631)안으로 활주하여 맞혀지는 외측직경이고 평판(682)의 하부면(684)이 기판(600)으로부터 소정의 길이가 되도록 수직방향으로 충분한 길이로서, 일반적으로는 3㎜에서 25㎜사이이고, 대략 1/2인치(1.27㎝)가 가장 바람직하다. 수평방향의 폭이 약 3/8인치(9.53㎜)와 수직방향의 길이가 약 3/4인치(1.91㎝)인 직사각형홈(686)은 튜브(647)을 수용하기 위해 넥(681)에 형성된다. 배플(693)은 튜브(647)의 출구로부터 약 2인치(5.08㎝)의 위치이고, 직접 반대쪽의 위치에서 평판(82)의 상부면에 용접된다. 이 배플은 튜브(647)로부터의 안개스팀을 차단하고 분산하며 인입평판(682)의 특정부분으로의 안개의 흐름을 방지한다. 안개인입구와 상부전극평판(682)은, 도 11의 (683)과 같은 6개의 나사에 의해 넥(681)에 부착된다. 바람직한 실시예에서는, 이런 나사(683)는 알루미늄과 같은 금속이고 하우징본체베이스(607)를 경유하여 전극(685)과 케이블(66)의 하나의 도체사이에 전기적인 연결을 형성한다. 안개인입구와 전극(685)을 포함하는 상부전극평판(682)은, 안개인입구평판을 형성하는 인입포트(688)를 형성하는 구멍(688)으로서, 바람직하게는 원형인, 소형의 패턴에 의해 영역(687)내에 천공된다. 도 8 및 도 10의 구멍(688)은 직경이 0.02인치(0.50㎜)와 0.70인치(1.8㎜)사이가 바람직하고 직경이 0.04인치(1.00㎜)가 바람직하다. 인입평판의 평면에서 에지사이에 측정된 인입포트(688)사이의 거리는 0.010인치(0.25㎜)와 0.30인치(0.75㎜)사이가 바람직하고 평판(682)의 기계적 안정성을 유지하면서 가능한 적은것이 바람직하다. 인입평판(682)의 평면에서 에지사이에 측정된 것으로서 인입포트(688)사이의 거리는 0.20인치(0.50㎜)이하인 것이 가장 바람직하다. 평판(682)의 영역(687)에는 스퀘어인치당 100개의 인입포트(㎠당 15개의 인입포트)가 있는 것이 바람직하며, 스퀘어인치당 적어도 400개의 인입포트(㎠당 60개의 인입포트)가 있는 것이 가장 바람직하다. 바람직한 실시예에서는 스퀘어인치당 440개의 유입구포트(㎠당 68개의 유입구포트)가 존재한다. 평판(682)에 있는 인입포트의 전체수는 적어도 5,000가 바람직하고 적어도 10,000개가 가장 바람직하다. 인입포트가 분포되어 있는 영역(687)은 45㎠인 적어도 7평방인치가 바람직하다. 바람직한 실시예에서는, 250㎠인 약 39평방인치의 영역(687)이상이면 거의 17,000인입포트가 있다. 실제크기는 도면에서 시각적으로 구분하기에는 너무 작기때문에, 도면상에 도시되는 인입포트는 실제, 은입포트보다 크며, 인입포트사이의 거리는 실제거리보다 크다. 인입포트의 작은사이즈, 큰 수량 및 근접간격은 매우 중요하며, 그렇지 않으면, 기판위의 안개퇴적은 고르지않게되고, 심지어는 기판위에 가시퇴적링을 형성할 수도 있다. 인입포트(688)는, 인입구평판(682)의 면내에서 에지사이가 0.02인치(0.5㎜)이하로 떨어지는 것이 실제로 중요하다. 포트의 큰수량과 인접거리는 인입평판을, 적외선으로부터 자외선까지의 복사선을 비교적 자유롭게 통과시키는, 거의 개구공간으로 만들기때문에 중요하다. 이하 설명하는 바와 같이, 이는 퇴적된 안개의 열처리와 시투(situ)건조를 허용한다. 인입포트는 컴퓨터에 의해 제어되는 레이저드릴에 의해 평판(682)에 천공된다. 인입포트는 평판위에 대략 균일하게 분포되고 선택적으로 인입포트는 균일하게 무작위한 방식으로 분포되어 있다. 균일하고 무작위한 분포는 균일한 퇴적을 야기시키나, 균일한 분포를 형성하는 포트사이의 거리만큼 중요하지는 않다. 무작위의 포트위치와 포트간의 근접위치간에 상충되는 경우는, 평판의 기계적 안정성에 연관되는 물리적제한에 기인하는 예로서, 포트간의 근접위치가 선택되어야만 한다. 컴퓨터는 행과 열을 나타내는 수직선의 교차점에 대응하는 포인트의 배열을 먼저 규정해서 평판의 구멍에 위치한다. 실제로 이런 균일한 포인트의 분포는 미리 정의된 범위내에서 무작위화 된다. 즉, 각 점에 대해서는, 이점에 중심이되는 범위에 대한 무작위 위치가 결정된후에, 이런 무작위의 위치에 구멍을 뚫는다. 각위치는 무작위화되어 있기 때문에 결과적으로 인입포트의 분포가 무작위하게 된다. 이 처리공정은 배열되는 각점에 대해 반복된다. 행라인과 열라인사이의 거리는 0.040인치 및 0.20인치(1.0㎜ 및 5.0㎜)사이인 것이 바람직하고, 0.60인치(1.50㎜)가 바람직하며, 임의 추출되는 각점에 대한 범위는 0.01인치 내지 0.20인치(0.25㎜ 내지 1.50㎜)이고, 0.040인치(1.0㎜)가 바람직하다. 각 점은 무작위화되어 있기 때문에 지점이 연관되는 위치에 위치되지 않는다. 이는 퇴적에 비균일성을 발생시킬 수 있는 연관된 퇴적패턴을 방지한다. 예를 들면, 배열의 교차라인에서 일정한 패턴이 선택되면, 2개 또는 그이상의 평판의 중심으로부터 동일반경에 위치되고 평판이 회전함으로써, 퇴적링이 형성될 수 있다. 인입평판(682)은 기판면에 대략 평행한 인입평면을 형성하고, 기판평면에 평행한 인입구평면내의 영역이 기판(600)영역보다 크거나 동일하다. 인입포트(688)는 안개가 퇴적되는 기판(600)영역이 75%보다 작은 인입평판(682)의 영역(687)을 커버하고, 기판(600)의 영역보다 크거나 또는 동일한 것이 바람직하다. 가장 바람직한 실시예에서는, 인입포트(688)가 커버하는 영역(687)은 기판(600)영역보다 10%정도 큰 원의 직경이므로 기판의 외부에지를 소량으로 덮는다. 따라서 기판이 다소 벗어나 있으면, 기판의 전체표면은 일정하게 커버된다. 포트(688)가 커버하는 영역(687)은 프리커서가 폐기되지 않기 위해서는, 기판(600)영역보다 상당히 크지 않는 것이 바람직하다.
커버평판(610)은 힘들이지 않고 공동(631)의 (690)의 상부부분의 직경내로 느슨하게 일치하는 충분한 직경과 약 1/4인치(635㎜)두께의 원형디스크를 구비한다. 커버평판은 자외선 및 적외선복사에 광투과성이고, 석영으로 형성되는 것이 바람직하다. 커버평판(610)의 하부면과 안개인입조립뭉치의 림(680)의 상부표면은 평탄하게 연마되어 있기 때문에 함께 압력이 가해지면 기밀봉합을 형성한다. 유지부재(612)는 수평방향에서 공동(631)의 상부부누(690)의 직경보다 큰 외측직경을 갖는 평판(692)과 공동(631)의 상부부분의 직경보다 작은 직경부분인 원형개구부(691)을 구비한다. 원형플랜지(694)는 평판(692)로부터 아래로 연장되고 공동(631)의 상부부분(690)안으로 힘들이지않고 느슨하게 일치하는 외측직경의 원형플랜지이다. (695)와 같은 4개의 구멍은, 대략 각 코너에 한개씩, 평판(692)에 형성된다. 베이스(607)의 구멍(629)은 평판(692)의 구멍(695)과 정렬함으로써 평판(692)은, (696)과 같은 4개의 볼트에 의해 베이스(607)에 단단히 고정된다. 퇴적체임버장치(20)는 우선 통로(630)에 연결하는 인터록(도시되지 않음)에 퇴적체임버장치를 연결하고나서 기판홀더구동기하우징(650)과 코넥터(658),(697),(698) 및 (699)를 기판(607)의 대응나선형 구멍안으로 고정시키고, U형상의 홈(639)에 온도조절코일(659)과 그리이스(689)를 삽입하고, 하부전극평판(618)을 나사(669)로서 받침대(640)에 부착하고, 케이블(620)을 피트스로우(649)와 도전층(662)에 납땜하고, 스핀들(652)의 단면상에 기판홀더(616)을 위치시키고 홈(637)에 ○-링(638)을 삽입함으로서 형성된다. 안개의 인입조립구뭉치(614)는, 바람직하게는 우선 구멍(686)이 튜브(674)주위로 통과될 수 있도록 구멍(686)을 갖는 단부를 아래방향으로 드롭하고 림(680)의 하부측이 ○-링(638)에 반대로 통과하도록 다른측면을 드롭함으로써, 구멍(686)이 튜브(647)위에 있도록 공동(631)위에 배열되고 공동(631)안으로 삽입된다. 커버평판(610)은 림(680)의 상부표면에 존재하도록 공동(631)안으로 드롭되고, 유지부재(612)는 플랜지(694)의 바닥단부가 커버평판(610)의 상부면에 존재하도록 공동(631)안으로 삽입된다. 볼트(696)은 퇴적체임버장치(20)의 기밀봉합을 형성하기 위해 유지부재(612)가 안개인입조립뭉치(614)에 대향하여 평판(610)을 압축시키고 안개인입조립뭉치(614)가 ○-링(638)을 압축하도록 구멍(695)를 개재하여 구멍(629)안으로 고정된다.
이온화입자원(69)의 계략도는 도 12에 도시된다. 이온화입자원(69)은 엔클로저(1002)에 수용된 방사성소자를 함유한다. 가스인입도관(1004)은 인클로저(1002)를 도 1의 반송가스원(55)에 연결한다. 가스출구도관(56)은 인클로저(1002)를 퇴적체임버장치(20)에 연결한다. 방사성소자(1002)는 양이온 및 음이온(1010)을 생성하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 건식질소, 아르곤 또는 주로 다른 불활성가스인 반송가스는, 웨이퍼와 입자를 중화하거나 배출도관(26)을 경유하여 체임버(632)로부터 탈출시키기 위해, 가스가 엔클로저(1002)를 개재하여 통과할때 이온(1010)을 포획하여 웨이퍼에 대향하는 전하의 이온이 웨이퍼(602)위에 충돌하는 퇴적체임버(632)안으로 이온을 받아들인다. 본 발명에 의한 퇴적장치에 사용되는 컴퓨터(도시되지 않음)와 표시장치(80)는 PC 또는 다른 유사한 컴퓨터인 예를 들면 휴렛패커드, DEC, SUN사이의 최신의 워크스테이션일 수도 있다. 도 1에서는, 표시장치는, 특허도면에 요구되는 제한으로 인하여, 실제보다 수평방향으로 다소는 더욱 직사각형으로 도시된다. 분무기/안개정쇄기하우징(200), 피스톤(350), 나사(339), 볼트(212),(213), (228) 및 퇴적체임버베이스(607)는, 비록 다른 금속 또는 적합한 재료가 사용될 수도 있으나, 알루미늄으로 제작되는 것이 바람직하다. 코로나하우징(328)은 스테인레스강철로 제작되는 것이 바람직하다. 절연피드스로우(325)는 알루미나와 같은 세라믹으로 제작되는 것이 바람직하다. 포로나와이어(328)는 텅스텐으로 제작되는 것이 바람직하다. 도관(26), (36), (37), (46),(56)은 테플론(TeflonTM)으로 제작되는 것이 바람직하나, 스테인레스강철, 알루미늄과 같은 다른 재료나 또는 적합한 재료가 사용되어 질수도 있다. 온도조절코일(659)은 구리로 제작되는 것이 바람직하나, 알루미늄 또는 열을 잘전도하는 다른 재교가 사용되어 질수도 있다. 기판홀더(616)는, 알루미나와 같은 세라믹으로 제작되는 것이 바람직하나, 다른 비도전성재료가 또한 사용되어 질수도 있다. 디스크(660)는, 도전층(662)은 구리인 것이 바람직하고, 비록 다른 적합한 재료가 사용되어 질수도 있으나, 알루미나와 같은 세라믹으로 제작되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 디스크(660)은 짜여진와 같은 히로보드재료로 제작되고, 구리-금합금과 같은 종래의 전도성추적재료인 층(662)으로 피복되고, 디스크(660)는 하부전극평판(618)으로서 또한 적합하다. 안개인입조립체뭉치(614)의 림(680)과 넥(681)은 비록 다른 적합한 도전재료가 이용될 수는 있으나 알루미늄으로 제작되는 것이 바람직하다. 일실시예에서는, 안개인입구 및 상부전극평판(682)은, 인듐주석산화물과 같이, UV 및 적외선방사에 광투과성인 얇은 도전성코팅(685)을 갖는 석영으로 제작되는 것이 바람직하다. 도전성코팅(685)은 두께가 약 500옹스트롱이고, 비록 다른 적합한 퇴적방법에 의해 형성될 수도 있으나, 스퓨터링에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이는 안개인입구 및 상부전극평판(682)에 적외선(IR)과 자외선(UV)을 통과시키고 동시에 전도성이 되게한다. 바람직한 실시예에서는, 안개인입구 및 상부전극평판(682)은, 상기 설명한 바와 같이, 알루미늄 또는 다른 적합한 금속으로 제작되고, 기판(600)바로위의 평판의 영역(687)은, 적외선 및 자외선을 포함한 광이 자유롭게 통과하는 실질적으로 오픈공간인 많은 인입포트(688)을 갖는다. 유지부재(612)는, 비록 다른 적합한 재료가 사용될 수도 있으나, 박막금코팅을 한 알루미늄으로 제작되는 것이 바람직하다. 금코팅은 알루미뉴보다 뛰어나게 적외선을 반사하기 때문에, 적외선(IR)을 퇴적체임버(632)의 영역에 수집하는 데 도움이 된다. 이온화입자원(69)은, 일리노이스그런뷰의 암스타트산업에서 제작된 NucecellTM공전제거장치모델 P2031이 바람직하다. 본 발명에 의한 장치(10)의 다른 부분을 구성하는 재료는 명세서의 다른곳에서 설명되거나 또는 종래의 재료이다.
본 발명에 의한 안개퇴적장치(10)는 다음과 같이 안개내에서 입자의 평균 및 중간사이즈를 감소시키도록 동작한다. 액체프리커서 용액은, 가스가 밸브(40)제어하에서 압축된 건조질소 및 산소가스원에 의하여 통로(646)를 통해 끌려들면서, 질량흐름제어기(220)의 제어하에서 가압저장소(14)의 동작에 의해 액체용기안으로 끌려든다. 스롯(466)을 가로지르는 가스의 흐름은 벤츄리원리하에서 가압저장소가 안개를 분무한다. 본 발명의 일실시예에서는, 가스의 흐름은 마찰력에 의해 안개를 이온화하기 위해 충분한 에너지를 공급하기에는 충분하다. 바람직한 실시예에서는 500볼트 내지 10,000볼트사이의 네가티브전압이 바람직하게는 7000볼트가 DC전압원과 전기케이블(57)을 경유하여 코로나선(328)에 인가된다. 이 전하는 가스와 안개입자를 전송하고 안개가 음전화를 획득할 수 있게 한다.(퇴적연소실(20)에 존재하는 음 또는 양으로 대전된 안개입자에 대한 이하 설명을 참조) 상기에 설명된 바와 같이, 출구(333)로부터 입구(464)의 오프셋으로 조합된 벽(337)은, 큰 관성(慣性)을 갖는 큰입자는 다른 입자와의 충돌에 의한 편향없이 벽(337)에 도달하고, 입자가 벽에 충돌하면 벽(337)에 부착할 수 있는 높은 가능성을 갖고 있기 때문에, 안개로부터 큰 입자를 분리한다. 통로(333)의 유출구(380)가 통로(464)로부터 오프셋된것과 같이 체임버(330)의 큰사이즈는 안개입자속도를 체임버에서 랜덤화한다. 다음에 체임버의 저압은 입자가 통로(333)을 통해 흐르도록 한다. 안개가 통로(333)로부터 유출디면, 분리기피스톤(349)은, 피스톤(359)의 단부에 충돌하여 단부에 고착할 가능성이 더 높은 질량입자를 안개로 부터 분리하기 위해 흐름을 사이드로 강제한다. 또한 체임버의 길이 및 통로(333)으로부터 먼 통로(334)의 위치를 안개입자속도로를 체임버에서 랜덤하게 한다. 동일처리공정이 체임버(332)에서 다시 반복한다. 안개로입자의 크기는 피스톤(352),(353)의 위치에 의해 조절된다. 바람직하게는 500볼트인 200볼트에서 1500볼트사이의 네가티브전압이 메시(243)에 인가된다. 이 네가티브전압은 안개에 주로 음이온을 남겨둔체, 양으로 충전된 안개이온을 끌어당겨 이들의 대부분을 침전시킨다. 안개는 통로(340)를 경유하여 분무기/안개정쇄기(16)로부터 나오고 튜브(647)을 경유하여 퇴적장치(20)로 들어간다.
분무기/안개정쇄기(16)로부터 유출되는 미시트는 평균입자크기가 0.1과 1마이크론사이이고, 바람직하게는 1마이크론이하이며, 가장 바람직하게는 0.5마이크론 이하인, 입자크기의 가우시안분포(Gau ssian distribution)를 갖는 것이 바람직하다. 이는 종래기술의 입자크기보다 3의 인자(factor)이상 더 작다. 도 14는, 가로좌표의 마이크론의 소적직경대 입방세티미터당 수의 입자수농도(로그학적으로 비례함)를 그래프화한 것으로서, 종래기술에서 얻은 구체적인 입자크기분포를 도시한다. 대략 가우시안함수는 약 3.5마이크론에서 정점이 된다. 본 발명의 분무기/정쇄기(16)에 의해 측정된 입자크기분포는 도 15에 도시된다. 여기서, 커브는 약 0.43마이크론에서 정점이 있다. 즉, 평균입자직경은 약 0.43마이크론이다. 이는, 1/4인치(6.35㎜)의 안개도관(42)과 가스통로(464)와 약 1밀리미터 직경의 모세관을 사용하여 얻은 분포이고, 이하예에서 이용된 분포였다. 3/8인치(9.53㎜) 직경 안개도관(42)과, 약 1/2밀리미터인 작은 가스통로(464)와 모세관(462)을 이용하여 완성된 최근측정은 0.2마이크론에서 최고치를 도시하고 있다. 우선 안개는 체임버의 크기가 엔트리튜브(647)의 방향에 수직인 위치에 있는 출구구멍(688)의 위치가 입자속도를 체임버에서 무작위하게 할 수 있는 속도감속체임버(636)에 들어간다. 체임버(636)는 입자가 구멍(688)을 통해 퇴적체임버(632)로 이동하기 전에 입자를 체임버전체에서 대략 균일하게 분포시킬 수 있도록 충분히 크다. 중요하게는, 인입평판(682)에 있는 구멍의 전체영역은 튜브(49)의 내부직경의 약 10배이기 때문에, 인입평판(682)에 있는 구멍(688)을 통한 안개의 속도는 안개도관(49), (647)을 통한 안개의 속도보다 실질적으로 느리다. 가압소스원(38)뿐아니라 배기장치(24)에 있는 펌프에 이해 야기되는 것으로서, 속도감속체임버(636)와 비교하였을때 퇴적체임버(632)의 저압은 안개를 구멍(688)을 통해 퇴적체임버(632)안으로 흐르도록한다.
안개는 포트(641)를 통해 속도감속체임버로 들어가는 방향에 대략 수직인 방향으로 속도감속체임버(636)를 나오는 것이 바람직하다는 것을 기억해야 한다. 이는 안개가 속도감속체임버에서 나오기전에 안개입자속도를 무작위하게 함으로써, 포트(641)로부터 직접적으로 퇴적체임버(632)안으로 흐르는 것을 방지한다. 그러나, 안개는, 예를 들면 국제공개 제 97/44813호 팜플렛에 설명된 예와 같이, 흐름을 방지하는 배플 또는 다른 장치가 사용되면, 안개가 들어간 동일방향에서 또한 나간다.
표면에 부착되는 입자의 확률은 최소 0.5마이크론에 가깝다. 따라서, 상기 설명한 안개는 퇴적체임버(632)를 통과할때 기판(600)에 부착하는 확률이 낮다. 그러나, 베이스(607)와 전극(685)을 포함하는 퇴적체임버하우징(605)은 접지되고, 3000볼트와 7000볼트사이의 양의 전압, 바람직하게는 5000볼트는 웨이퍼(602) 또는 다른 실시예에 있는 하부전극평판(618)에 인가된다. 후자의 경우에는 웨이퍼(602)는 훌륭한 도체가 아니고 굉장히 얇기때문에, 상부전극(685)와 하부전극평판(618)사이의 전압차에 의해 발생되는 전계선은 거의 편향없이 웨이퍼를 통과한다. 따라서 기판바로아래의 양으로 대전된 하부전극평판(618)과 접지된 체임버하우징의 조합은 부로 대전된 입자를 기판쪽으로 이동하게 한다. 바람직한 실시예에서는 기판자체상의 전하는 부로 충전된 입자를 기판쪽으로 이동하게 한다. 충전된 미세입자는 전계선을 따라가고, 전극(685)에서 기판(600)으로 통과할때 가속하여 상당히 증가된 속도를 갖기때문에, 입자가 기판에 충돌할때 기판에 부착할 확률이 상당히 증가한다. 인입평판(682)이 기판(600)위에 대략 직접적으로 위치하기 때문에 중력은, 비록 이런 기여가 매우 작으나, 기판위에 안개의 퇴적을 돕는다. 더욱 중요한 것으로서, 이 방향에서는, 중력의 어떤 효과도 퇴적의 균일성에는 심지어 작선섬동 조차도 발생시키는 않는 것이다. 동시에, 바람직한 실시예에서는, 건식질소는 도관(656)에 의해 배출되어 기판이 하부측에 부착하는 안개를 방지하기 위해 기판(602)아래의 영역을 세정한다. 다른 실시예에 있어서는 이온화된 입자는 평판(618)과 기판(600)사이에 있는 공간(679)안으로 대략 상부방향으로 도관(656)에 의해 배출된다. 따라서, 비록 음으로 대전된 입자는 기판이 음전하를 획득하게 하나, 기판의 이런음전하는 기판에 충돌하는 양으로 대전된 이온에 의해 끊임없이 중화된다. 웨이퍼(602)는 충분한 도전성을 갖고 있으며 안개입자로부터의 전하가 웨이퍼를 통과하여 중화되는 굉장히 얇은막이다. 중화는 웨이퍼(602)주위에서 대전된 전하가 음으로 대전된 기판(600)에 부착되는 기판사이드로 흐르는 대전된 입자에 의해 또한 발생할 수 있다. 대전된 입자는 기판표면 바로위에 있는 안개입자를 또한 중화할 수도 있다. 안개입자는 대전된 이온보다 훨씬 큰 중량을 갖고, 안개입자는 전장의 영향하에서 크게 가속하기 때문에, 웨이퍼의 기판사이드위의 하전된 이온의 존재는, 기판바로위의 안개입자나 또는 기판위의 안개입자중 하나를 중화시키는 것을 제외하고는, 퇴적에 거의 영향을 끼치지 않는다.
퇴적되지 않는 안개를 포함하는 배출물과 대안적인 실시예의 중성화된 이온은 배출포트(642)를 형성하는 원형 채널을 경우하여 퇴적체임버로부터 배출되고 배출구통로(644)로 배출된다. 배출포트(642)는 기판평면에 평행한 배기평면의 둘레에 링형상을 형성한다.
예 1
본 발명에 의한 장치와 발명의 처리공정의 사용의 일예로서 집적회로가 제작되었다. 본 설명에서는, 비록 단지커패시터91106)는 풀메모리셀(1102)이 아닌 예로서 제작되어졌다는 것으로서 이해되야 하지마는, 장치를 설명하기 위해 도 13에 있는 커패시터(1106)를 언급할 것이다.
본 실시예에 있어서, 커패시터(1106)전극사이의 층(1122)은 본 발명의 장치 및 처리공정을 사용하여 제작되었다. 이 예에서 사용된 장치는 1/4인치(6.35㎜)보다 작은 가스 및 안개라인(42),(47)과 직경이 약 1㎜인 모세관(462)를 이용하였으며, 전기안개필터장치(240)는 사용하지 않았다. 재료(1122)는 스트론듐비스무트탄탈레이트였다. 테이블(A)에 도시되는 화합물이 측정되었다.
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
테이블A에서는 ″FW″는 화학식량을, ″g″는 그램을, ″mmole″은 밀리몰을 ″Equiv″는 용액에 있는 등가몰수를 나타낸다. 탄탈부트옥사이드와 2-에틸헥사노익산을 플라스크에 위치시키고 약 50㎖의 크실렌을 첨가하였다. 혼합물은 48시간동안 약 70℃∼90℃사이의 저온에서 교반된다. 온도는, 부탄올을 증류하기 위해 교반하면서, 약 40밀리리터의 증류액이 존재할때까지 최대 120℃까지 증가시킨후, 비스무트 2-에틸헥사노이드가 첨가되고 크실렌에 의해 240밀리리터로 희석되었다. 농도는 리터당 SrBi2Ta2O9의 0.200몰이었다. 이 프리커서는 사용될때까지 저장되었다.
퇴적하기 바로전에는, 상기 설명한 스트론듐비스무트탄탈레이트 20㎖를 저장기(14)에 위치시키고 저장기는 봉합되어 분무기(16)에 연결된다. 분무기(16)의 가스압력은 밸브(40)를 경유하여 스퀘어인치(psi)(5.52×105㎩)당 80파운드에 설정되었다. 실리콘이산화물층과 위에 퇴적된 백금을 갖는 실리콘웨이퍼(602)를 구비하는 기판(600)은 퇴적체임버(632)에 있는 기판홀더(616)위에 위치된다. 부전압 7000볼트는 코로나선(328)에 인가되고 양전압 5000볼트는 하부전극평판(618)에 인가되었다. 퇴적체임버(632)는 펌프다운되어 595Torr(7.93×104㎩)가 되었다. 분무기(69)을 통해 가스흐름은 분당 50표준입방센티미터(sccm)에 설정되었다. 기판드라이브(622)는 턴온되어서 분당 15사이클로 기판홀더(616)을 회전한다. 안개밸브(47)는 개방되어 안개는 10분동안 퇴적되었다. 웨이퍼(602)는 퇴적체임버(632)로부터 이동시키고 웨이퍼가 1분동안 150℃의 온도에서 건조되는 가열평판위에 위치시킨 후에 4분동안 260℃의 온도에서 베이커된다. 웨이퍼(602)는 빠른 열처리(RTP)가 산소에서 30초동안 725℃에서 행해지는 빠른 열처리오븐으로 이송후에, 기판(602)는 퇴적체임버(632)에 반송시키고, 안개는 다시 생성되고 퇴적체임버부터의 이동, 건조, 베이킹 및 RTP로 행해지는 퇴적스텝이 반복되었다. 웨이퍼(602)는 한시간동안 산소에서 어닐링되었다. 결과층(1122)는 대략 1800옹스트롬(180나노미터)이었고 두께균일성은 대략 12%이내였다.
어닐링스텝후에는, 집적회로커패시터가 완성되었고, 즉, 제 2백금전극(1124)이 스퍼터링된후에, 웨이퍼는 바닥전극(11200을 경유하여 전기적으로 연결된 복수의 커패시터를 생성하기 위해 널리공지된 포토-레지스터기술을 사용하여 에칭되었다.
히스테리시스측정은 10000㎐와 5볼트의 전압에서 비보상사이어-타워(Sawyer-Tower)회로를 사용한 상기 처리공정에 의해 제작된 스트론듐 비스무트탄탈레이트에 대해서 실시되었다. 히스테리시스커브는, 커패시터가 메모리에서 잘 동작하고 있는 것을 표시하는 크고 박스모양이었다. 분극률 2Pr은 17.5마이크론쿨롬/㎠이었다. 코허시브전압(coercive voltage)2Ec는 83.71킬로볼트/센티미터이었고 측정누설전류는 스퀘어센티미터당 4×10-8암페어이었다. 이는 재료가 메모리에서 뛰어나게 동작하는 것을 보여주는 뛰어난 결과였다. 피로는 주파수의 함수로서 2Pr의 감소되게 측정되었으며 5×1010서클에서 1.7%가 되는 것으로 발견되었다.
상기 예와 장치(10)의 다른 운영에 있어서는 다소의 안개는 기판(600)과 하부전극(618)뿐아니라 상부전극의 바닥표면(684)과 안개인입구평판(682)상에 축적되었다. 이는 퇴적체임버(632)에 있는 적어도 다수의 입자는 양으로 대전되었다는 것을 나타내었다. 이는 코로나선(328)이외의 다수의 다른 이온소스가 존재하였다는 것을 제시하였다. 이 이온화는 벤츄리(460)로 추적되어 졌다. 장치의 개조는 안개입자를 음으로 또는 양으로 충전된 이온으로 이온화하기 위해서, 또는 분무기/정쇄기에서 양으로 충전된 이온을 분리하기 위해서 의도적으로 벤츄리를 사용하도록 만들어졌다. 동시에, 입자의 크기를 감소시키고 저장소(14)에 재순환되는 프리커서액체의 양을 감소시키기 위해 개량되었다. 상기 설명한 바람직한 실시예는 이런 개량을 포함한다. 개량되고 바람직한 장치에서 관리된 예는 우수한 균일성, 동리퇴적속도에서 우수한 스텝커버리지 및 동일균일성과 스텝커버리지에 대한 세배의 퇴적속도를 보여준다. 또한, 장치는 안개입자가 작고 적은 프리커서가 정제처리과정에서 제거되는 것이 적기때문에 적은 프리커서액체를 사용한다.
상기 설명한 전기전하는 반전될 수도 있다. 즉 전기필터는 양전하를 띄고 부의 안개입자를 필터한다. 상부전극(685)를 양전하를 띄고, 기판은 접지된다.
본 발명의 특징은 기판이 안개입자에 대해 대향적으로 대전되있는 것이다. 안개에 대한 기판의 대향전하는 단순히 기판쪽으로 입자에 높은 속도를 가하는 것보다 훨씬 효과적이라는 것이 발견되고 있다. 이는, 입자가 아무리빨리 이동한다하여도, 층흐름(laminar flow)이 캐리어가스의 흐름에 의해 기판에 설정되기 때문이다. 기판이 대전되지 않으면, 기판으로 향하는 안개입자는 층흐름통로를 따라 갈것이며 결코 기판에 닿지 못한다. 더 높은 속도에서는, 층평면은 더욱 밀집되고 기판에 매우 근접하게되나, 입자는 기판을 여전히 닿지못한다. 다른 사항으로는, 입자는 이와 같은 작은크기의 입자이기때문에, 층흐름을 파괴할 수 있는 충분한 관성(慣性)을 갖지못한다. 기판다음에 입자와 가스의 주로 부동경계층이 있으므로, 층흐름층에 있는 안개입자는 기판에 닿지못한다. 그러나, 기판이, 입자가 입자의 층평면에서 기판을 빠르게 흐를수 있도록, 입자에 대해 강하고 대향적으로 대전되면, 입자는 기판쪽으로 끊임없이 강하게 끓려서 경계층을 파괴하고 기판에 충돌하여 강한 인력에 의해 고착된다.
본 발명의 중요한 특징은 벤츄리분무기(300)를 가진 질량흐름제어기의 조합을 포함하는 안개생성장치(12)이다. 이 조합은 안개처리공정의 뛰어난 제어를 제공한다. 이 조합은, 상업적인 제조처리공정에서 활용될 수 있는 반복가능한 방법으로서, 훌륭한 스텝커버리지와 뛰어난 전기특성을 지닌 집적회로박막을 제조하는데 탁월하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 현재 고려되는 것을 설명하였으나, 본 발명은 본 발명의 정신과 본질적 특징을 벗어나지 않으면서 다른 특정형태로서 구체화될 수 있는 것으로서 이해될 수 있다. 본 발명에 의한 안개인입조립체뭉치사용의 이점, 본 발명에 의한 안개가속기, 조합안개인입평판 및 전극과 발명의 많은 다른 특징이 공지되었기 때문에, 부가적인 실시예가 기술분야에 있는 당업자에 의해 고안될 수도 있다. 또한, 장치의 구체적인 형상, 크기 및 다른 파라미터가 본 발명의 기술로부터 벗어나지 않으면서 변경될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제한적이 아닌 에시로서 고려되어야 한다. 발명의 범위는 첨가된 청구항에 의해 표시된다.

Claims (29)

  1. 액체프리커서의 안개를 형성하기 위한 안개발생기(12)와, 퇴적체임버(632)와, 상기 퇴적체임버내에 기판(600)을 지지하기 위한 기판홀더(616)로서 상기 기판평면에 기판평면과 기판퇴적영역(601)를 형성하는 상기 기판홀더(616) 및 상기 퇴적체임버(632)로부터 배출물을 배출하기 위한 배출포트(642)를 구비하는 집적회로제조장치에 있어서, 상기 안개발생기(12)와 유체적으로 연통되는 속도감속체임버(636)와; 상기 속도감속체임버(636)와 상기 퇴적체임버(632)사이에 존재하는 안개인입평판(682)으로서, 상기 기판평판에 대해 평행한 인입평판을 형성하고 또한 상기 기판퇴적영역(601)위에 대략 균일한 상기 안개의 퇴적을 제공하기 위해 상기 기판퇴적영역의 적어도 75%인 상기 안개인입평판(682)의 인입포트영역(687)의 상부에 분포되는 복수의 인입포드(688)을 가지는 안개인입평판(682)을 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  2. 액체프리커서의 안개를 형성하기 위한 안개발생기(12)와, 퇴적체임버(632)와 상기 퇴적체임버(632)내에 기판(600)을 지지하기 위한 기판홀더(610)로서, 상기 기판평면에 기판평면과 기판퇴적영역(601)을 형성하는 상기 기판홀더(616)와; 상기 퇴적체임버(632)로부터 배출물을 배출하기 위한 배출포트(642)를 구비하는 집적회로제조장치에 있어서, 상기 속도감속체임버(636)와 상기 퇴적체임버(632)사이의 안개인입평판(682)은 상기 기판평면에 대략 평행한 인입포트영역(687)과 인입평면을 형성하는 복수의 인입포트(688)를 갖고, 기판퇴적영역(601)위에 상기 안개가 대략 균일하게 퇴적하기 위해 상기 안개인입평판의 에지에서 에지까지 측정된 인입포트(688)사이의 거리가 0.50㎜이하인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  3. 액체프리커서의 안개를 형성하기 위한 안개발생기(12)와; 퇴적체임버(632)와; 상기 퇴적체임버(632)안에서 기판을 지지하기 위한 기판홀더(616)로서 상기 기판평면에 기판평면과 기판퇴적영역(601)을 형성하는 상기 기판홀더(616)와; 상기 퇴적체임버(632)로부터 배출물을 배출하기 위한 배출포트(642)를 구비하는 집적회로제조장치에 있어서, 상기 속도감소체임버(636)와 상기 퇴적체임버(632)사이의 안개인입평판(682)은 상기 기판평면에 대략 평행한 인입평면을 형성하는 복수의 인입포트(688)를 갖고, 상기 인입포트(688)는 상기 안개인입평판(682)의 인입포트영역(687)의 상부에 분포되고, 상기 인입포트(688)의 밀도는 상기 인입포트영역(687)의 상부에 ㎠당 적어도 15개의 포트가 존재하고 상기 인입포트영역(687)은 적어도 45㎠인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 인입포트(688)는 상기 기판퇴적영역(601)의 적어도 75%인 상기 안개인입평판(682)의 인입포트영역(687)의 상부에 분포되는 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 안개인입평면의 에지에서 에지까지 측정된 상기 인입포트(688)사이의 거리가 0.50㎜이하인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 인입포트영역(687)의 상부에 ㎠당 적어도 15개의 포트이고, 상기 인입포트(688)의 밀도, 상기 인입포트영역(687)은 적어도 45㎠인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  7. 제 3항 또는 제 6항에 있어서, 상기 인입포트(688)의 상기 밀도는 ㎠당 적어도 62개의 포트인것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 인입포트영역(687)은 상기 기판(600)의 영역보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 인입포트영역(687)의 상부에 분포된 5000개 또는 그 이상의 상기 인입포트(688)가 있는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 인입포트(688)는 직경이 0.50㎜ 내지 1.50㎜의 범위내의 구멍인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항중 어느 한항에 있어서, 상기 인입포트(688)는 직경이 대략 1.00㎜인 상기 안개인입평판(682)의 구멍인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판평면은 상기 안개인입평판(682)과 상기 배출포트(642)사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  13. 제 1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안개인입평판(682)은 대략 상기 평판(600)의 상부에 위치시킴으로써 중력이 상기 기판(600)위에 상기 안개의 퇴적을 대략 균일하게 조력하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  14. 제 1항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출포트(642)는 상기 기판평면에 평행한 배출평면의 주변부에 대략 형성하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  15. 제 1항 내지 제 14항주 어느 한 항에 있어서, 상기 퇴적체임버(632)는 상기 기판평면에 대략 수직인 방향으로 안개입자를 전기적으로 가속하기 위한 안개입자전기가속기(18)를 부가하여 포함하고, 상기 안개인입평판(682)은 상기 안개입자전기가속기의 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 안개인입평판(682)은 도전성코팅(685)을 포함하는 것을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  17. 제 1항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안개인입평판(682)은 자외선에 광투과성인 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  18. 제 1항 내지 제 17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체프리커서의 소스(14) 및 상기 소스(14)와 상기 안개발생기(12)사이의 액체질량흐름제어기(15)를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  19. 제 2항 내지 제 18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안개발생기(12)와 상기 안개인입평판(682)사이에 위치하는 속도감속체임버(636)를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 안개인입평판(682)은 상기 속도감속체임버(636)와 상기 퇴적체임버(632)사이에 간막이를 형성하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  21. 가스와; 상기 가스에서 액체프리커서의 분무를 형성하는 상기 가스소스에 연결되는 안개발생기(12)와; 상기 안개발생기(12)와 유체적으로 연통하는 퇴적체임버(632)와; 상기 퇴적체임버(632)내에 기판(600)을 지지하기 위한 기판홀더(616)로서, 기판평면을 형성하는 기판홀더(616)와; 상기 퇴적체임버(632)로부터 배출물을 배출하기 위한 배출포트(642)를 구비하는 집적회로제조장치에 있어서, 상기 가스소스는 산소와 이산화탄소로 구성된 기로부터 선택된 가스로 이루어지고; 상기 장치는 상기 기판평면에 대략 수직인 방향으로 상기 안개를 전기적으로 가속하기 위한 안개가속기를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 안개발생기(12)와 상기 퇴적체임버(632)사이의 안개인입평판(682)을 부가하여 구비하고, 상기 안개인입평판(682)은 상기 기판평면에 대략 평행한 인입평면을 형성하는 복수의 인입포트(688)을 갖고, 상기 안개인입평판(682)은 상기 안개전기가속기의 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 안개발생기(12)와 상기 안개인입평판(682)사이에 속도감속체임버(636)를 부가하여 구비하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  24. 용매에 금속의 화합물를 함유하는 액체프리커서를 제공하는 스텝과; 밀폐된 퇴적체임버(632)의 내부에 기판(600)을 위치하는 스텝과; 상기 기판(600)위에 안개로 상기 액체프리커서의 층을 퇴적하는 스텝과, 상기 기판(600)위에 상기 금속을 함유하는 고체재료의 박막을 형성하기 위해 상기 기판(600)위에 퇴적된 상기 액체층을 처리하는 스텝과; 상기 집적회로의 구성요소에 고체재료의 상기 박막의 적어도 일부를 포함하도록 상기 집적회로의 제조를 계속하는 스텝을 포함하는 집적회로의 제조방법에 있어서, 산소와 이산화탄소로 구성된 군로부터 선택된 가스를 준비하는 스텝과, 상기 가스에서 상기 액체프리커서를 함유하는 대전된 안개를 생성하는 스텝과; 전계에 의해 안개를 가속함으로써 상기 안개에 에너지를 인가하는 스텝을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 안개에 에너지를 인가하는 스텝은 상기 안개를 카본화함이 없이 또는 상기 금속화합물과 상기 용제에서 화학결합을 붕괴함이 없이, 상기 에너지를 인가하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 집적회로제조방법.
  26. 제 24항 또는 제 25항에 있어서, 상기 금속화합물은 금속알콕사이드와 금속카르복실레이트로 구성되는 군로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 집적회로제조방법.
  27. 액체프리커스의 소스(14)와; 액체프리커서의 안개를 형성하기 위한 안개발생기(12)와; 상기 안개발생기(12)와 유체적으로 연통되는 퇴적체임버(632)와; 상기 퇴적체임버(632)내에서 기판(600)을 지지하기 위한 기판홀더(616)와; 상기 퇴적체임버(632)로부터 배출물을 배출하기 위한 배출포트(642)를 구비하는 집적회로제조장치에 있어서, 상기 안개발생기(12)로 액체프리커서의 흐름을 제어하기 위하여 액체프리커서의 상기 소스(14)와 상기 안개발생기(12)사이에 액체 질량흐름제어기(15)를 부가하여 구비하는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  28. 제 1항 내지 제 27항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안개인입평판(682)은 상기 기판(600)의 상부에 3㎜ 내지 25㎜의 범위내에 위치하는 하부면(684)을 갖는 것을 특징으로 하는 집적회로제조장치.
  29. 제 1항 내지 제 28항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안개인입평판(682)은 상기 기판(600)의 상부에 10㎜ 내지 15㎜의 범위내에 위치하는 하부면(684)은 갖는 것을 특징으로 하는 집적회로제어장치.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6477980B1 (en) 2000-01-20 2002-11-12 Applied Materials, Inc. Flexibly suspended gas distribution manifold for plasma chamber
US6772827B2 (en) 2000-01-20 2004-08-10 Applied Materials, Inc. Suspended gas distribution manifold for plasma chamber
KR100749377B1 (ko) 2001-02-09 2007-08-14 동경 엘렉트론 주식회사 성막 장치
US20040060514A1 (en) * 2002-01-25 2004-04-01 Applied Materials, Inc. A Delaware Corporation Gas distribution showerhead
US6790475B2 (en) 2002-04-09 2004-09-14 Wafermasters Inc. Source gas delivery
US7141483B2 (en) 2002-09-19 2006-11-28 Applied Materials, Inc. Nitrous oxide anneal of TEOS/ozone CVD for improved gapfill
WO2005059974A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Applied Materials, Inc. Edge flow faceplate for improvement of cvd film properties
US8083853B2 (en) 2004-05-12 2011-12-27 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
US20080317973A1 (en) 2007-06-22 2008-12-25 White John M Diffuser support
KR20120093921A (ko) 2009-10-13 2012-08-23 바스프 에스이 유기 태양 전지 및 유기 광검출기를 위한 광활성 층을 제조하기 위한 혼합물

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456945A (en) * 1988-12-27 1995-10-10 Symetrix Corporation Method and apparatus for material deposition
JP2989063B2 (ja) * 1991-12-12 1999-12-13 キヤノン株式会社 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP3222518B2 (ja) * 1991-12-26 2001-10-29 キヤノン株式会社 液体原料気化装置および薄膜形成装置
DE69218152T2 (de) * 1991-12-26 1997-08-28 Canon K.K., Tokio/Tokyo Herstellungsverfahren einer niedergeschlagenen Schicht mittels CVD, unter Verwendung von flüssigem Rohstoff und dazu geeignete Vorrichtung
EP0870075B1 (en) * 1995-12-14 2002-06-12 Imperial College Of Science, Technology & Medicine Film or coating deposition and powder formation

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