TW201903196A - 用於工業塗層的氣溶膠輔助化學氣相沉積 - Google Patents

用於工業塗層的氣溶膠輔助化學氣相沉積 Download PDF

Info

Publication number
TW201903196A
TW201903196A TW107116243A TW107116243A TW201903196A TW 201903196 A TW201903196 A TW 201903196A TW 107116243 A TW107116243 A TW 107116243A TW 107116243 A TW107116243 A TW 107116243A TW 201903196 A TW201903196 A TW 201903196A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
metal
substrate
aerosol
containing precursor
processing chamber
Prior art date
Application number
TW107116243A
Other languages
English (en)
Inventor
蘭卡拉歐 阿奈巴里
羅伯特詹 維瑟爾
葛堤卡 班傑
皮耶納 葛拉迪亞
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW201903196A publication Critical patent/TW201903196A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本案揭露內容之實施例關於將工業塗層沉積於基板或處理部件上的方法。更特定而言，本案揭露內容之實施例涉及將金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、及/或金屬氟化物沉積於多種表面上的方法，該表面包括金屬、陶瓷、或有機材料。在一些實施例中，可利用有機溶劑將含金屬前驅物氣溶膠化，且將該含金屬前驅物暴露至基板處理腔室，在該處，該有機溶劑能夠蒸發，而使該含金屬前驅物吸附。能夠使被吸附的該前驅物分解或反應，而形成含金屬膜。

Description

用於工業塗層的氣溶膠輔助化學氣相沉積
本案揭露內容的一或多個實施例關於用於將工業塗層沉積在包括各種材料的基板上的方法。更特定而言，本案揭露內容的一或多個實施例關於用於將工業塗層沉積於處理腔室或處理套件部件上的方法。
藉由氣體的化學反應在基板上形成膜是現代半導體元件的製造中主要的步驟之一。這些沉積製程包括化學氣相沉積（CVD）以及電漿增強化學氣相沉積（PECVD），該PECVD使用電漿結合傳統的CVD技術。
氧化與還原反應經常用於在前驅物已吸附至基板表面之後在化學上改變該等前驅物，儘管也可用任何其他的反應方案（例如鹵化及氮化）。這些反應一般涉及使用劇烈的反應物及反應條件。這些劇烈的反應物與條件經常導致許多處理部件隨著時間預期壽命變短，因為他們易於遭受腐蝕，這是由於劇烈的反應物及條件所致。
此外，許多用於腐蝕抑制膜及塗層的化學前驅物是非揮發性或是具有低揮發度。這些化合物的低揮發度的本質使得這些前驅物不適合用在氣相沉積塗佈製程。
因此，需要改善的方法及設備以沉積工業塗層，這些工業塗層減少處理部件的腐蝕。
本案揭露內容之一或多個實施例涉及將膜沉積於基板上的方法。該方法包括，於處理腔室中提供基板。將含金屬前驅物氣溶膠化，而形成氣溶膠，該含金屬前驅物包括Ta、W、Al、或Ti之一或多者及有機溶劑。該氣溶膠流進處理腔室中。將該有機溶劑從該氣溶膠蒸發，且該含金屬前驅物吸附至該基板上。該吸附的含金屬前驅物與反應物反應，而在該基板上形成含金屬膜。
本案揭露內容之額外實施例涉及將含金屬膜沉積於處理腔室上的方法。該方法包括，提供處理腔室，該處理腔室具有一或多個處理腔室壁。將含金屬前驅物氣溶膠化，而形成氣溶膠，該含金屬前驅物包括Ta、W、Al、或Ti之一或多者及有機溶劑。該氣溶膠流進處理腔室中。將該有機溶劑從該氣溶膠蒸發，且該含金屬前驅物吸附至該一或多個處理腔室壁上。該吸附的含金屬前驅物與反應物反應，而在該處理腔室上形成含金屬膜。
本案揭露內容之進一步實施例涉及沉積膜的方法。該方法包括，於處理腔室中提供包括金屬材料之基板。提供前驅物溶液，該前驅物溶液包括含金屬前驅物，該含金屬前驅物包括Ta、W、Al、或Ti之一或多者及極性有機溶劑。以霧化器（nebulizer）將該前驅物溶液氣溶膠化，而產生氣溶膠。該氣溶膠流進處理腔室中。將該有機溶劑從該氣溶膠蒸發，且該含金屬前驅物吸附至該基板上。該吸附的含金屬前驅物與反應物反應，而在該基板上形成含金屬膜。
本案揭露內容之一些實施例提供在易於腐蝕之處理部件上沉積工業塗層的方法。這些工業塗層是基於金屬的膜。這些基於金屬的膜可為金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬氟化物。受保護的處理部件可包括陶瓷、金屬、或有機材料。
化學氣相沉積（CVD）的變化形態是氣溶膠輔助化學氣相沉積（AACVD）。在AACVD製程中，將前驅物氣溶膠化且引入處理腔室的基板處理區域中。氣溶膠化的前驅物吸附在基板上而沉積膜。吸附的前驅物可與反應物共同流動，或是暴露至熱條件以形成最終的膜。
有鑑於氣溶膠噴霧產生細微的霧，而使基板的特徵得以從所有角度飽和，以此方式遞送的前驅物比起透過傳統CVD噴霧技術遞送的前驅物更可能產生正形的膜。此特徵也助於產生非直視性（non-line of sight，LOS）塗層，其中受塗佈的表面並非直接暴露至前驅物源。
圖1說明根據本案揭露內容之一或多個實施例用於形成工業塗層的示範性處理設備10。圖2描繪根據本案揭露內容之一或多個實施例的在基板上形成包括含金屬膜之工業塗層的示範性方法100。
參考圖1，處理設備10包括處理腔室12，該處理腔室12可具有側面13、底部14、及頂部15，該側面13、底部14、及頂部15包圍處理空間16。在該處理空間16內，基板30可放置在基板支撐件20上。該基板支撐件20可包括軸桿21，該軸桿21能夠垂直移動基板支撐件20且繞著軸桿21的軸22旋轉基板支撐件20。
含有化學前驅物45的安瓿40可連接處理設備10。該化學前驅物45可為固體或液體化合物。
推送流體（或承載流體）流過安瓿的入口41，而從前驅物45拉引前驅物分子。一些實施例的推送流體是有機溶劑或有機溶劑與可互溶或不可互溶的溶劑的混合物。該推送流體可包括界面活性劑或是溶解試劑（solubilizing agent）。
含有前驅物分子的推送流體從安瓿40流過出口線路42而至氣溶膠化器50，該氣溶膠化器50與處理腔室12連接。該氣溶膠化器50可為，能夠透過蒸發推送流體且形成前驅物分子之噴霧以從推送流體產生氣溶膠55的任何適合的部件。在圖1中說明的實施例中，氣溶膠化器50連接至處理腔室12的頂部15或為該頂部15的一體式部件。然而，熟習此技術之人士會了解，氣溶膠化器50可為與處理腔室12分開的部件，且可組裝成從處理腔室12之頂部、底部、或側面提供氣溶膠55。
參考圖2，方法100大致上於102開始，其中，提供具有表面31的基板30，且將該基板30放置於處理腔室12中，該表面31上待形成工業塗層。如本文所用的「基板表面」是指，上面執行膜處理的在基板上形成的材料表面的部分或是基板的任何部分。舉例而言，上面能夠執行處理的基板表面包括下述材料，諸如：矽、氧化矽、氮化矽、摻雜矽、鍺、砷化鎵、玻璃、陶瓷、藍寶石、及任何其他材料，諸如金屬、金屬氮化物、金屬合金、及其他導電材料，視應用而定。基板包括（而非限制）半導體晶圓及處理部件，該半導體晶圓及處理部件可包括金屬、陶瓷、或有機材料。基板可暴露至預處理製程103或是後處理製程，以研磨、蝕刻、還原、氧化、氫氧化、退火、UV固化、電子束固化、及/或烘烤該基板表面。除了直接在基板本身表面上進行基板處理之外，在本案揭露內容中，所揭露的基板處理步驟之任一者也可在下層上執行，該下層形成於基板上，在下文中會更詳細揭露，且希望術語「基板表面」包括如上下文所指的此類下層。因此，舉例而言，在層或部分的層已經沉積至基板表面上或是從該基板表面蝕刻掉時，新沉積或新蝕刻的層的暴露表面變成該基板表面。基板可具有各種尺寸，諸如200mm或300mm直徑的晶圓，以及矩形或方形板。在一些實施例中，基板包括剛性、分立的材料。一些實施例中，基板是用在處理腔室中的處理部件。一些實施例中，基板30是有不規則形狀的處理腔室部件或是處理套件部件。例如，一些實施例的基板30是邊緣環、底座、限制環、或處理腔室壁。
如在此說明書及所附之申請專利範圍中所用，術語「反應性化合物」、「反應性氣體」、「反應性物種」、「前驅物」、「處理氣體」、「沉積氣體」、「金屬源」、及類似物可互換使用，以意味有能夠與基板表面或基板表面上之材料反應的特定物種的物質。該基板（或基板之部分）暴露至含金屬前驅物，該含金屬前驅物被引至處理腔室的反應區中。在一些實施例中，含金屬前驅物引入處理腔室之反應區中，作為氣溶膠化噴霧。
接著含金屬前驅物的氣溶膠化105提供用於沉積的氣溶膠。氣溶膠化105可包括任何順序的數種次製程。圖2中所說明的實施例僅為代表一種可能的氣溶膠化製程，且不應將其視為限制本案揭露內容之範疇。在106，供應含金屬前驅物，且於107將該含金屬前驅物與溶劑混合，而在108形成氣溶膠。在一或多個實施例中，氣溶膠化產生含金屬前驅物的細微液滴。這些液滴在尺寸上範圍是從約10nm之數量平均顆粒尺寸直徑至約2µm之數量平均顆粒尺寸直徑。在一實施例中，數量平均顆粒尺寸直徑為1µm或更小的液滴造成氣溶膠霧，而容許對於塗佈陶瓷與金屬而言沉積成非直視性塗層。在一或多個實施例中，該氣溶膠化液滴在尺寸上範圍為從約10nm之數量平均顆粒尺寸直徑至約1µm之數量平均顆粒尺寸直徑。在一或多個實施例中，該氣溶膠化液滴的尺寸可為藉由掃描式移動率顆粒尺寸分析儀（scanning mobility particle sizer，SMPS）的量測，該SMPS是量測直徑從2.5nm至1000nm的氣溶膠顆粒的尺寸與數量濃度的分析儀器。SMPS運用連續、快速掃描的技術以提供高解析度量測。SMPS產生數量平均粒徑。
含金屬前驅物可為任何適合的含金屬物種，其取決於例如待塗佈於基板上的物種或是處理條件（例如溫度）。一些實施例中，該含金屬前驅物包括鉭（Ta）、鎢（W）、鋁（Al）、或鈦（Ti）之一或多者。在一或多個實施例中，該含金屬前驅物包括鉭（Ta）、鎢（W）、鋁（Al）、鈦（Ti）、或稀土族金屬之一或多者。如本文所用，術語「稀土族金屬」是指包括鑭系元素的化學元素群組，諸如鈧及釔。詳細而言，在一或多個實施例中，該稀土族元素是選自鈰（Ce）、鏑（Dy）、鉺（Er）、銪（Er）、釓（Gd）、鈥（Ho）、鑭（La）、鎦（Lu）、釹（Nd）、鐠（Pr）、鉕（Pm）、釤（Sm）、鈧（Sc）、鋱（Tb），銩（Tm）、鐿（Yb）、和釔（Y）。
在一些實施例中，含金屬前驅物包括超過一種含金屬物種。在一些實施例中，該含金屬物種含有相同金屬。例如，一些實施例的含金屬前驅物包括兩種不同的鉭物種。在一些實施例中，該含金屬物種含有不同金屬。例如，一些實施例的含金屬前驅物包括鉭前驅物與鈦前驅物。
在一些實施例中，該含金屬前驅物基本上由含鉭化合物組成。在一些實施例中，該含金屬前驅物基本上由含鎢化合物組成。在一些實施例中，該含金屬前驅物基本上由含鋁化合物組成。在一些實施例中，該含金屬前驅物基本上由含鈦化合物組成。如在此方面所用，術語「基本上由……組成」意味，在分子基礎上，該金屬前驅物為，所述金屬佔大於或等於約95%、98%、或99%。舉例而言，所有含鉭反應性物種的總和作為反應性金屬物種的總量的百分比而存在於該前驅物中。
在107，含金屬前驅物與適合的溶劑混合。一些實施例的溶劑包括使含金屬前驅物溶解的有機溶劑。在一些實施例中，該有機溶劑包括極性溶劑。該極性溶劑可為質子式或非質子式。在一些實施例中，該極性溶劑為質子式且包括水、醇類、甲酸、氟化氫（HF）、或氨（NH3 ）之一或多者。在一些實施例中，該極性溶劑為非質子式，且包括N-甲基吡咯烷酮（NMP）、四氫呋喃（THF）、乙酸乙酯（EtOAc）、丙酮、二甲基甲醯胺（DMF）、乙腈、二甲基亞碸或碳酸亞丙酯之一或多者。在一些實施例中，該極性溶劑基本上由異丙醇組成。在一些實施例中，該極性溶劑基本上由四氫呋喃（THF）組成。如在此方面所用，術語「基本上由……組成」意味，在重量基礎上，該極性溶劑為，所述材料佔大於或等於約95%、98%、或99%。
該含金屬前驅物與該有機溶劑的組合可稱為凝態物質（condensed matter）。大致上，凝態物質基本上由這樣的原子/分子組成：該原子/分子持續處於相鄰原子/分子所授予的力的影響之下；且該凝態物質可界定為，無（或基本上無）平均自由徑的物質，平均自由徑即為分子在與其他分子碰撞之間能夠行進的平均距離。
接著，在108，氣溶膠是以霧化器由凝態物質形成。含金屬前驅物不需要呈揮發性而生成氣溶膠液滴。在一些實施例中，可使用超音波加濕器類型的霧化器形成該氣溶膠。該超音波加濕器具有壓電傳感器，可在一或多個頻率操作該壓電傳感器。無論操作類型或方法為何，該霧化器生成氣溶膠液滴，使用載氣或推送流體將該等氣溶膠液滴攜帶至反應腔室（基板處理區域）中。如在此方面所用，術語「載氣」、「承載流體」、「推送氣體」、「推送流體」、及類似物是指能夠將前驅物分子從一個位置移動至氣溶膠化器的流體（氣體或液體）。舉例而言，推送流體可為將分子從安瓿中的固體前驅物移動至氣溶膠化器的液體。在一些實施例中，推送氣體將分子從安瓿中的液體或固體前驅物移動至氣溶膠化器。
在一些實施例中，該載氣包括氮氣（N2 ）或氬氣（Ar）。該載氣可為惰性，且不與凝態物質也不與基板形成共價化學鍵結。也可使用與氣溶膠產生器連結的沿線機械式泵（圖中未示）朝基板推送載氣與氣溶膠液滴。
在一或多個實施例中，該氣溶膠液滴在尺寸上範圍是從約10nm之平均直徑至約2µm的平均直徑。在一或多個實施例中，該氣溶膠液滴在尺寸上範圍是從約10nm之平均直徑至約1µm的平均直徑。
氣溶膠液滴可通過導管，導管經加熱以防止冷凝或是促進在該氣溶膠液滴進入基板處理區域之後與基板的反應。基板處理區域位在基板處理腔室內，且可為真空腔室，在將氣溶膠遞送至基板處理區域中之前，該真空腔室被抽空大氣氣體。在選擇實施例中，可密封該基板處理區域隔離外部大氣，且可在比大氣壓力低得多的壓力操作該基板處理區域，以抽空大氣氣體。一些實施例中，可使該處理腔室得以維持在大氣壓力或接近大氣壓力。
膜形成110包括以示範性順序顯示的數種製程或次製程。然而，熟習此技藝者會了解，圖2所示的製程順序僅為一種可能的方法組態，不應將其視為限制本案揭露內容的範疇。在111，呈氣溶膠噴霧形式的凝態物質流進有基板的處理腔室中。於112，可將反應物供應至處理腔室。可先混合該凝態物質與該反應物之後再流進處理腔室，或是可使該凝態物質與該反應物維持分開直到兩者皆進入處理腔室為止。一些實施例中，該凝態物質與該反應物不會在氣相混合，且依序暴露至基板。
在113，來自氣溶膠的有機溶劑蒸發，且含金屬前驅物能夠吸附至基板表面上。該有機溶劑可透過任何適合的手段蒸發，但蒸發可透過例如相對於處理腔室升高基板溫度而促進，或是透過相對於提供該氣溶膠的導管減少處理腔室之壓力而促進。
在114，所吸附的含金屬前驅物能夠與反應物反應，而在基板上形成含金屬膜。該含金屬前驅物與該反應物可皆選擇成影響所得膜之組成。例如，當反應物是氫時，可形成金屬膜，但當反應物是氨或聯胺時，可形成金屬氮化物膜。
在一些實施例中，該反應物包括NH3 、聯胺、聯胺衍生物、或上述物質之電漿之一或多者。在一些實施例中，該反應物包括NO或NO2 之一或多者。在一些實施例中，選擇該反應物以在基板上沉積金屬氮化物。在一些實施例中，該反應物包括O2 、O3 、H2 O、或上述物質之電漿的一或多者。在一或多個實施例中，選擇該反應物以在該基板上沉積金屬氧化物。在一些實施例中，該反應物包括一或多種氟化物化合物（例如HF）。在一或多個實施例中，選擇該反應物以在該基板上沉積金屬氟化物。
在一些實施例中，在112無提供反應物。在無反應物的情況下，能發生熱分解製程，其中金屬前驅物吸附至基板表面上且熱分解成金屬或含金屬物種，而形成膜。
接著，在決定點115，要確定是否含金屬膜已經達到預定厚度。若尚未達成預定厚度，則方法100回到膜形成110，以繼續形成該含金屬膜，直到達成預定厚度為止。一旦已達到預定厚度，該方法100可結束或進行至104，以進行視情況任選的進一步處理（例如，金屬膜或其他保護物的主體沉積，或是後處理）。在一些實施例中，主體沉積製程可為CVD製程。一旦完成將該含金屬膜沉積至預定厚度，則該方法100大致上結束，且基板可進行任何進一步的處理。例如，在一些實施例中，可沉積含金屬層，而形成約10至約10,000Å的總層厚度，或在一些實施例中，為約10至約1000Å，或在一些實施例中，為約500至約5,000Å。
希望如本文所用之「脈衝（pulse）」或「分劑（dose）」是指間歇或非連續式引入處理腔室中的處理氣體、載氣、或氣溶膠噴霧的量。每一脈衝內特定化合物的量可在時間上有所不同，這取決於該脈衝的持續時間。特定處理氣體可包括單一化合物（例如反應物）或是兩種或更多種化合物（例如含金屬前驅物及溶劑）的混合物/組合。
每一脈衝/分劑是可變的，且可調整而適應例如處理腔室的體積容量或是所耦接的真空系統的能力。此外，處理氣體的分劑時間可根據下述因子而變化：處理氣體的流速、處理氣體的溫度、控制閥的類型、運用的處理腔室的類型、以及處理氣體之成分吸附至基板表面上的能力。分劑時間也可根據形成的層的類型及形成的元件的幾何而變化。分劑時間應該夠長，以提供足以吸附/反應至實質上基板整體表面上且在上面形成處理氣體成分層的化合物體積。
基板暴露至處理氣體的時期可為任何適合量的時間，該時間是使金屬源得以在基板表面頂上形成適當成核層所必須。例如，處理氣體可流進處理腔室達到約1秒至約500秒的時期。
在一些實施例中，可與氣溶膠噴霧同時間另外提供載氣至處理腔室。該載氣可與含金屬前驅物及溶劑混合（例如，作為稀釋劑氣體）或彼此分開，且可使該載氣脈衝式發送，或持續流動。在一些實施例中，惰氣是以範圍為約1至約10000sccm的持續流動的方式流進處理腔室。該惰氣可為任何惰氣，舉例而言，諸如氬氣、氦氣、氖氣、上述氣體之組合、或類似物。
除了上文所述之外，在將基板暴露至含金屬前驅物、溶劑、及/或反應物的同時，可調控額外的處理參數。例如，在一些實施例中，處理腔室可維持在某壓力或某溫度，以助於沉積含金屬膜。
在已沉積預定量的含金屬膜之後，可發生後處理反應。適合的用於後處理的反應物包括（但不限於）H2 、NH3 、聯胺、聯胺衍生物、及其他共反應物，以作成Mx Ny 膜。適合的反應物也可包括（但不限於）O2 、O3 、水、及其他基於氧的共反應物，以作成Mx Oy 膜。後處理也可相組合，而產生氮氧化物金屬表面。其他適合的用於後處理的反應物包括一化合物，該化合物經選擇以形成金屬矽化物、金屬矽酸鹽、金屬碳化物、金屬碳氮化物、金屬氧碳化物、金屬氧碳氮化物、或包括O、N、C、Si、或B之一或多者的金屬膜。也可使用作為後處理的反應物之電漿處理。
儘管在本文已參考特定實施例描述本案揭露內容，但應瞭解該等實施例僅為說明本案揭露內容的原則與應用。對於熟習此技藝者而言，很明顯可對本案揭露內容之方法與設備製作各種修飾形態與變化形態，但不可背離本案揭露內容之精神與範疇。因此，希望本案揭露內容包括落在所附的申請專利範圍之範疇內的修飾形態及變化形態以及他們的等效例。
10‧‧‧處理設備
12‧‧‧處理腔室
13‧‧‧側面
14‧‧‧底部
15‧‧‧頂部
16‧‧‧處理空間
20‧‧‧基板支撐件
21‧‧‧軸桿
22‧‧‧軸
30‧‧‧基板
31‧‧‧表面
40‧‧‧安瓿
41‧‧‧入口
42‧‧‧出口線路
45‧‧‧前驅物
50‧‧‧氣溶膠化器
55‧‧‧氣溶膠
100‧‧‧方法
102-115‧‧‧動作
透過參考實施例（其中一些實施例是於附圖說明），可得到上文簡要總結的本案揭露內容的更特定的描述，而得以詳細瞭解本案揭露內容的上文所記載之特徵。然而，應注意，附圖僅說明本案揭露內容之典型實施例，因此不應將該等附圖視為限制本案揭露內容之範疇，因為本案揭露內容可容許其他等效實施例。
圖1說明根據本案揭露內容之一或多個實施例的氣溶膠輔助CVD的處理設備；以及
圖2說明根據本案揭露內容之一或多個實施例的氣溶膠輔助製程的處理流程。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (20)

  1. 一種沉積膜的方法，該方法包括： 在一處理腔室中提供一基板；氣溶膠化一含金屬前驅物與一有機溶劑，而形成一氣溶膠，該含金屬前驅物包括Ta、W、Al、Ti、Ce、Dy、Er、Er、Gd、Ho、La、Lu、Nd、Pr、Pm、Sm、Sc、Tb、Tm、Yb、或Y之一或多者；使該氣溶膠流進該處理腔室中；從該氣溶膠蒸發該有機溶劑，且將該含金屬前驅物吸附至該基板上；以及使吸附的該含金屬前驅物與一反應物反應，而在該基板上形成一含金屬膜。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該基板選自一陶瓷材料、一金屬材料、及一有機材料。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該反應物選自由NH3 、聯胺、聯胺衍生物、NO、NO2 、O2 、O3 、H2 O、HF、上述物質之組合、或上述物質之電漿所組成之群組。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該氣溶膠包括多個液滴，該等液滴具有範圍為約10nm至約2μm的數量平均顆粒尺寸直徑。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該氣溶膠包括多個液滴，該等液滴具有範圍為約10nm至約1μm的數量平均顆粒尺寸直徑。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬前驅物基本上由含鉭化合物組成。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬前驅物基本上由含鎢化合物組成。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬前驅物基本上由含鋁化合物組成。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬前驅物基本上由含鈦化合物組成。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該有機溶劑包括一極性溶劑。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該有機溶劑選自由水、醇類、甲酸、氟化氫、氨、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、丙酮、二甲基甲醯胺（DMF）、乙腈、二甲基亞碸（DMSO）、碳酸亞丙酯、異丙醇、或四氫呋喃（THF）所組成之群組。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬前驅物與該有機溶劑是以一霧化器氣溶膠化。
  13. 如請求項1所述之方法，其中該處理腔室維持在真空下。
  14. 如請求項1所述之方法，其中該處理腔室維持在大約大氣壓。
  15. 如請求項1所述之方法，其中該含金屬膜包括一金屬氧化物、一金屬氟化物、或一金屬氮化物之一或多者。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該含金屬膜基本上由一金屬氧化物組成。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該含金屬膜基本上由一金屬氟化物組成。
  18. 如請求項15所述之方法，其中該含金屬膜基本上由一金屬氮化物組成。
  19. 一種沉積膜的方法，該方法包括： 提供具一或多個處理腔室壁的一處理腔室；氣溶膠化一含金屬前驅物與一有機溶劑，而形成一氣溶膠，該含金屬前驅物包括Ta、W、Al、Ti、Ce、Dy、Er、Er、Gd、Ho、La、Lu、Nd、Pr、Pm、Sm、Sc、Tb、Tm、Yb、或Y之一或多者；使該氣溶膠流進該處理腔室中；從該氣溶膠蒸發該有機溶劑，且將該含金屬前驅物吸附至該一或多個處理腔室壁上；以及使吸附的該含金屬前驅物與一反應物反應，而在該處理腔室上形成一含金屬膜。
  20. 一種沉積膜的方法，該方法包括： 在一處理腔室中提供包括一金屬材料的一基板；提供包括一含金屬前驅物與一極性有機溶劑的一前驅物溶液，該含金屬前驅物包括Ta、W、Al、或Ti之一或多者；以一霧化器氣溶膠化該前驅物溶液，而產生一氣溶膠；使該氣溶膠流進該處理腔室中；從該氣溶膠蒸發該有機溶劑，且將該含金屬前驅物吸附至該基板上；以及使吸附的該含金屬前驅物與一反應物反應，而在該基板上形成一含金屬膜。
TW107116243A 2017-06-05 2018-05-14 用於工業塗層的氣溶膠輔助化學氣相沉積 TW201903196A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762515274P 2017-06-05 2017-06-05
US62/515,274 2017-06-05
US15/976,050 2018-05-10
US15/976,050 US20180347039A1 (en) 2017-06-05 2018-05-10 Aerosol Assisted CVD For Industrial Coatings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201903196A true TW201903196A (zh) 2019-01-16

Family

ID=64458218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107116243A TW201903196A (zh) 2017-06-05 2018-05-14 用於工業塗層的氣溶膠輔助化學氣相沉積

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180347039A1 (zh)
TW (1) TW201903196A (zh)
WO (1) WO2018226361A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI834553B (zh) * 2023-05-12 2024-03-01 國立清華大學 氣溶膠沉積設備

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11512389B2 (en) 2019-03-20 2022-11-29 Samsung Electronincs Co., Ltd. Apparatus for and method of manufacturing semiconductor device
US11473193B2 (en) * 2019-04-30 2022-10-18 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Fabrication, characterization and photoelectrochemical properties of CeO2-TiO2 thin film electrodes

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050070126A1 (en) * 2003-04-21 2005-03-31 Yoshihide Senzaki System and method for forming multi-component dielectric films
KR100665587B1 (ko) * 2005-05-12 2007-01-09 학교법인 한국산업기술대학 유기금속전구용액 제조방법 및 이를 이용하여유기금속증착법에 의한 박막형 산화물 초전도체 제조방법
KR20070042447A (ko) * 2005-10-18 2007-04-23 학교법인 한국산업기술대학 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체제조방법 및 장치
US20080003425A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Spencer James T Systems and Methods of the Formation of Solid State Metal Boride and Oxide Coatings
US9895469B2 (en) * 2010-06-09 2018-02-20 Arrow International, Inc. Articles having non-fouling surfaces and processes for preparing the same including applying a primer coat
GB201106553D0 (en) * 2011-04-19 2011-06-01 Pilkington Glass Ltd Mthod for coating substrates
AU2012275284B2 (en) * 2011-06-28 2015-06-11 Innova Dynamics, Inc. Transparent conductors incorporating additives and related manufacturing methods
US9692039B2 (en) * 2012-07-24 2017-06-27 Quantumscape Corporation Nanostructured materials for electrochemical conversion reactions
JP2016519039A (ja) * 2013-03-15 2016-06-30 エヌディーエスユー リサーチ ファウンデーション 直接注入による液状ヒドロロシラン組成物を用いたシリコン含有材料の合成方法
EP3896520B1 (en) * 2015-10-13 2022-10-05 Inpria Corporation Organotin oxide hydroxide patterning compositions, precursors, and patterning
US10273577B2 (en) * 2015-11-16 2019-04-30 Applied Materials, Inc. Low vapor pressure aerosol-assisted CVD
US10163629B2 (en) * 2015-11-16 2018-12-25 Applied Materials, Inc. Low vapor pressure aerosol-assisted CVD

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI834553B (zh) * 2023-05-12 2024-03-01 國立清華大學 氣溶膠沉積設備

Also Published As

Publication number Publication date
US20180347039A1 (en) 2018-12-06
WO2018226361A1 (en) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11742200B2 (en) Composition and methods using same for carbon doped silicon containing films
EP3375008B1 (en) Plasma-free etching process
JP3588334B2 (ja) 組成勾配を有する金属メタロイド酸化物および窒化物の堆積方法
US5282925A (en) Device and method for accurate etching and removal of thin film
KR100760891B1 (ko) 불소 이용 강화를 위한 방법
US6465371B2 (en) Method for manufacturing zirconium oxide film for use in semiconductor device
US7098150B2 (en) Method for novel deposition of high-k MSiON dielectric films
JP2019510877A (ja) モリブデンカルボニル前駆体を使用したモリブデン薄膜の蒸着
CN110872703B (zh) 用于制备含硅和氮的膜的方法
TW201903196A (zh) 用於工業塗層的氣溶膠輔助化學氣相沉積
EP1637626A2 (en) Method to protect internal components of semiconductor processing equipment
CN101168842A (zh) 抗等离子体层的低温气浮沉积
US20190131113A1 (en) Y2O3-SiO2 PROTECTIVE COATINGS FOR SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER COMPONENTS
US20200080197A1 (en) A plasma etch-resistant film and a method for its fabrication
US9691770B2 (en) Vanadium-containing film forming compositions and vapor deposition of vanadium-containing films
CN112053929A (zh) 用于等离子体腔室内部的部件及其制作方法
CN112805405B (zh) 用于制备含硅和氮的膜的方法
KR101388817B1 (ko) 증착 방법을 위한 온도 제어 콜드 트랩 및 그의 용도
JP2022504261A (ja) ケイ素及び窒素を含有する膜を製造するための方法
JP4909537B2 (ja) 酸化珪素膜の成膜方法
WO2004006317A1 (ja) 基板処理装置のクリーニング方法
TW201907036A (zh) 使用aacvd及電偏壓選擇性沉積及蝕刻金屬柱狀體之方法
US20140231930A1 (en) Atomic Layer Deposition of Hafnium or Zirconium Alloy Films
JP7490827B2 (ja) 腐食性化学環境に対する耐性を改善するための希土類（オキシ）フッ化物コーティングを有するデバイス、並びにこれらのデバイスを製造及び使用するための方法
US7279201B2 (en) Methods and apparatus for forming precursors