TW202130834A - 用於在基材上沉積薄膜之方法及系統 - Google Patents
用於在基材上沉積薄膜之方法及系統 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202130834A TW202130834A TW109136626A TW109136626A TW202130834A TW 202130834 A TW202130834 A TW 202130834A TW 109136626 A TW109136626 A TW 109136626A TW 109136626 A TW109136626 A TW 109136626A TW 202130834 A TW202130834 A TW 202130834A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- pulse
- path
- stream
- sub
- precursor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims description 14
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 97
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 9
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 6
- -1 MoCl 5 Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 125000000058 cyclopentadienyl group Chemical group C1(=CC=CC1)* 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- OWKFQWAGPHVFRF-UHFFFAOYSA-N n-(diethylaminosilyl)-n-ethylethanamine Chemical compound CCN(CC)[SiH2]N(CC)CC OWKFQWAGPHVFRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-yl-N-silylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)N([SiH3])C(C)C BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004529 TaF 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical group [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N endo-cyclopentadiene Natural products C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- OOXOBWDOWJBZHX-UHFFFAOYSA-N n-(dimethylaminosilyl)-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)[SiH2]N(C)C OOXOBWDOWJBZHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMAAIGILTZEOHE-UHFFFAOYSA-N n-[bis(ethylamino)-[tris(ethylamino)silyl]silyl]ethanamine Chemical compound CCN[Si](NCC)(NCC)[Si](NCC)(NCC)NCC WMAAIGILTZEOHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 244000062645 predators Species 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
- C23C14/0042—Controlling partial pressure or flow rate of reactive or inert gases with feedback of measurements
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3485—Sputtering using pulsed power to the target
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
-
- 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
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
-
- 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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
-
- 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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
-
- 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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
-
- 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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
-
- 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
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
所揭示者係有用於均勻地控制基材上之材料生長的設備及製程，其等引導複數個前驅物脈衝流至反應器的反應空間中，以在基材上沉積薄膜。各脈衝流係第一脈衝子流及第二脈衝子流之組合，其中第二脈衝子流之脈衝輪廓與第一脈衝子流之脈衝輪廓之後半部的至少一部分重疊。
Description
本揭露係關於材料在基材上的受控生長，且具體係關於用於材料在膜沉積製程期間，於基材上均勻且快速的受控生長之設備及製程。
薄膜沉積係用以藉由在基材上生長材料而建構材料。所得的基材在微電子以及其他領域中具有廣泛用途。兩種眾所周知的薄膜沉積技術係原子層沉積（atomic layer deposition，ALD）及化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）。在各技術中，將一般呈氣體形式之一或多個反應物（前驅物）饋入反應器中，其在基材上重複地生長所想要的膜或層。在原子層沉積的一般操作期間，前驅物係脈衝至反應器中，且各前驅物脈衝在可用表面（available surface）上與有限數目的反應性位點（reactive sites）起反應。一旦耗盡所有反應性位點，則生長停止。反應器中剩餘的前驅物分子係以吹掃氣體沖去，並接著將下一前驅物輸送至反應器。藉由交替地引入第一前驅物及第二前驅物而在基材上沉積薄膜。當描述原子層沉積製程時，所指的是針對各前驅物之用劑時間（dose times）（表面暴露至前驅物的時間）及吹掃時間（用於前驅物的用劑之間以排空反應器所遺留的時間）兩者。二元原子層沉積製程（binary ALD process）的用劑－吹掃－用劑－吹掃序列構成原子層沉積循環。
在原子層沉積製程內，已知前驅物的脈衝輪廓會影響所得的層。脈衝輪廓係指針對脈衝持續時間之每單位時間所輸送之反應物的量。在各脈衝內所輸送之反應物的量可隨流速或/及濃度而變化；也就是說，前驅物的量可相依於體積流量率及/或前驅物在載體氣體中的濃度（若使用載體氣體的話）。在已知方法中，前驅物的流量率恆定，脈衝輪廓一般在脈衝前緣處顯示高濃度尖峰，且濃度接著逐漸變小。此導致基材的膜中之不均勻性，即，由各脈衝所產生的層傾向於在前緣處較厚而在其後緣處較薄。因此，所想要的是在薄膜製程（諸如原子層沉積）中提供更均勻的膜沉積厚度之製程。
根據本揭露之一態樣，本揭露者已開發出用於在一基材上均勻且快速地受控生長薄膜之設備及製程。在一個態樣中，提供有在一基材上沉積一薄膜之方法，此方法包含：引導一前驅物之複數個脈衝流至一反應器之一反應空間中，以在基材上沉積薄膜，各脈衝流包含一第一脈衝子流及一第二脈衝子流之一組合，其中第二脈衝子流之一脈衝輪廓與第一脈衝子流之一脈衝輪廓之一後半部的至少一部分重疊。藉由相對於已知方法在脈衝輪廓各處提供一更均勻的分布及朝脈衝流的一後端提供一更大量的前驅物，來提供一更均勻的薄膜沉積。
根據另一態樣，提供有一種用於在一基材上沉積一薄膜之系統，此系統包含：
一反應器，在其中界定一反應空間；
一第一路徑及一第二路徑，其等與反應器及反應空間流體連通，其中第一路徑及第二路徑在反應器之前相交；
至少一前驅物源，其與第一路徑及第二路徑流體連通，以用於輸送一前驅物藉由路徑之中；
一控制器，其配置以控制藉由第一路徑及第二路徑之各者的前驅物之一流，以將前驅物之複數個脈衝流引導至反應空間，其中各脈衝流包含分別流過第一路徑及第二路徑之一第一脈衝子流及一第二脈衝子流之一組合；
其中第二脈衝子流之一脈衝輪廓與第一脈衝子流之一脈衝輪廓之一後半部的至少一部分重疊。
雖然在下文揭示某些實施例及實例，所屬技術領域中具有通常知識者將了解本揭露之態樣延伸超出本揭露及其明顯的修改與均等物之具體揭示的實施例及/或用途。因此，意欲使所揭示之本揭露的範疇不應受下文所述之具體揭示實施例的限制。薄膜技術的不同應用對與其等相關聯的材料有不同的品質及輸出要求。可以是所想要的是能夠根據某一應用的特定需求生長薄膜的系統。亦可以是所想要的是創造此一系統，其有關於從當前系統進行最少量的修改，使得能夠利用現已存在的組件成為可行。
第1圖繪示根據本揭露之一態樣之用於實行薄膜沉積製程的系統10。系統10包含前驅物源12、饋送路徑14、及反應器16，反應器16在其中界定反應空間18，以用於在設置於反應空間18內的基材（未圖示）上沉積薄膜。前驅物20的量初始地從源12輸送至饋送路徑14中，且最終至反應空間18，如將在下文解釋者。一或多個控制器25亦在系統10中提供，且係與一或多個感測器、閥、或與系統10中之流體路徑（例如路徑14、32、34、50）相關聯的類似者電性連通，以用於控制前驅物20或任何其他氣體至反應器16的輸送。
此外，在某些實施例中，系統10可包括吹掃氣體源22，其與饋送路徑14流體連通，以用於依需要將吹掃氣體24輸送至反應空間18。如本文中所使用，「流體連通（fluid communication）」意指流體（例如氣體）在與任何其他成分結合或未結合的情況下，從第一位置直接或間接地流至第二位置。因此，當A與B流體連接時，例如，其意指氣體流從A開始流動並抵達B，且可或可不與任何其他氣體結合。在某些實施例中，在前驅物20輸送至反應器18之前，吹掃氣體24亦可轉向至前驅物源12作為用於前驅物20之載體氣體。如所示，可經由控制器25及閥26、28來實現載體/吹掃氣體24的輸送控制。如所示，前驅物20從前驅物源12至饋送路徑14的輸送初始可藉由控制器25及一或多個閥（例如閥30）來實現。
仍參照第1圖，始於前驅物源12之前驅物20的流係分成二或更多個子流（第一脈衝子流及第二脈衝子流），此等子流接著在進入反應器16中之前結合。欲實現此，饋送路徑14可分成二個路徑，以界定第一路徑32及第二路徑34，其等之各者係饋送路徑14的延續。第一脈衝子流36流過第一路徑32，且第二脈衝子流38流過第二路徑34。針對第一子流36及第二子流38之「第一（first）」及「第二（second）」意指子流36、38進入反應器18的順序，使得第一脈衝子流36在第二脈衝子流38之前進入反應器18。換言之，在下文所討論之（組合）脈衝流48中，第一脈衝子流36構成（組合）脈衝流48之第一部分，且第二脈衝子流38構成（組合）脈衝流之第二（下游或尾端部分）。
如所示，一或多個閥（例如閥40、42）可與饋送路徑14及/或第一路徑32相關聯，以允許藉由第一路徑32之前驅物20的流之開、關、及/或限制。此外，第二路徑34可包括一或多個閥（例如閥44）以用於藉由第二路徑34之前驅物20的流之開、關、及/或限制。在一實施例中，如本文所述之任何一或多個閥可包含質量流量控制器，其容納個別的閥並與個別路徑（例如路徑14、32、34、及/或50）相關聯。
從前驅物源20開始，藉由第一路徑32及第二路徑34之前驅物20的流在交點46處會合，並經由路徑50將（組合）脈衝流48輸送至反應器16之反應空間18。如將於下文討論的，第一脈衝子流36及第二脈衝子流38之各者包含脈衝輪廓（每單位時間之反應物的量），且因此組合脈衝流48包含（組合）脈衝輪廓58，其係第一脈衝子流36及第二脈衝子流38之脈衝輪廓的和。
應理解，第1圖說明用於針對單一前驅物反應物之複數個脈衝流控制脈衝輪廓之系統。然而，應理解，在系統10中可提供多於一個前驅物，且系統10可因此包括可饋入饋送路徑14中之額外的前驅物源12。此外，雖然第一脈衝子流36及第二脈衝子流38係繪示為衍生自單一前驅物源12，亦應理解本文所述之系統及製程亦非因此受限。在某些實施例中，可提供多於一個前驅物源（諸如，為第一脈衝子流36供應前驅物之第一前驅物源以及為第二脈衝子流38供應前驅物之第二前驅物源（獨立於第一前驅物源））。因此，應理解，所繪示之系統10之組件的任何者可依需要複製，以用於提供額外的前驅物至反應器16。
系統10中所用的前驅物20可包含任何一或多個合適的前驅物，以用於在基材上形成所想要的薄膜。在一實施例中，前驅物20包含過渡金屬。可用之例示性過渡金屬（具體係過渡金屬鹵化物）包括TiCl4
、WF6
、TaCl5
、TaF5
、MoCl5、MoFx
、ZrCl4
、或HfCl4
。在一實施例中，前驅物20之一或多者亦可或可替代地包含矽，其可包含鹵化矽（例如SiCl4
）或具有有機配位基之矽化合物，矽化合物可包含胺基配位基（aminoligand）（例如，雙（二甲胺基）矽烷（bis(dimethylamino)silane）、雙（二乙胺基）矽烷（bis(diethylamino)silane）、雙（乙甲胺基）矽烷（bis(ethylmethylamino)silane）、二異丙胺基矽烷（di-isopropylaminosilane）、及/或六（乙胺基）二矽烷（hexakis(ethylamino)disilane））。
在另一實施例中，前驅物20之一或多者亦可或可替代地包含有機金屬物種（例如，包含環戊二烯基（cyclopentadienyl）或烷基配位基（諸如甲基配位基）之前驅物）。在另一實施例中，前驅物20之一或多者亦可或可替代地包含金屬有機配位基（諸如烷基胺配位基，例如，鈦、鉿、或鋯烷基胺前驅物）。此外，可與前述之過渡金屬併用之其他前驅物20可包括NH3
、H2
、H2
O、H2
O2
、O2
、及O3
。再進一步地，含有氮、氧、或氫物種之電漿、原子、或激發物種及自由基亦可用作前驅物20（例如，由上述氣體產生）。除了所述之前驅物以外，可有額外的氣體用在製程中（例如，惰性氣體，諸如N2
、He、或Ar）。僅舉實例而言，在一具體實施例中，前驅物20可包含氨及氯化鈦，其等係分開地提供至反應器16，以在基材上形成氮化鈦的沉積。在其他實施例中，三甲基鋁（trimethylaluminum，TMA）可與其他合適的前驅物組合使用，以用於在基材上沉積氧化鋁（alumina）。
此外，應理解，在組合脈衝流48的選定者之間，反應空間18中之任何剩餘的前驅物20可藉由從吹掃氣體源22將吹掃氣體24引入反應空間18中，而由此處移除。在某些實施例中，吹掃氣體24係在將各組合脈衝流48引入反應空間18中之後，引入反應空間18中。吹掃（循環）的長度可以是任何時間量，以從反應空間18有效地移除主體前驅物材料（subject precursor material）。在一實施例中，吹掃係持續進行大於0.1秒但小於大約5.0秒、或大於0.1秒但小於大約3.0秒、或甚至大於0.1秒但小於大約2.0秒的時間段。吹掃氣體24可包含任何合適的氣體（諸如氮氣或類似者）。
根據本揭露之一態樣，用於各個別的（組合）脈衝流48之脈衝輪廓係經控制，以便藉由薄膜沉積製程（例如原子層沉積）得出相對於已知方法之更均勻的材料沉積。現參照第2圖，顯示有一般脈衝輪廓。如所示，在一般脈衝輪廓52中，前驅物的量包含輪廓52之右前緣（前沿）54處的最大值；其後，前驅物的量朝其後緣56變小。在第2圖中，x軸代表脈衝流的持續時間，且y軸代表脈衝流的量（例如分壓）。
欲進一步解釋，第2圖所示之輪廓形狀可出現在原子層沉積製程中，此製程利用在室溫下具有實質蒸氣壓的前驅物（諸如三甲基鋁或水（H2
O））。同樣地，在具有相對短的吹掃時間之製程中，第2圖所示之分壓峰值常緊接在供應前驅物的閥開啟之後出現。如第2圖所示之這些高分壓前驅物脈衝可導致不想要的粒子形成及不均勻的寄生膜生長以及基材上參差的沉積。如藉由本文所述之設備及製程所描述的，藉由修改隨時間供應之前驅物的分壓，可達成對反應空間內之前驅物分壓的改善控制，並可提供更均勻的薄膜沉積。
欲克服包含具有如第2圖所示之輪廓的脈衝流之系統及製程的缺失，本文所述之設備及製程提供由第一脈衝子流及第二脈衝子流組合的脈衝流，子流之各者具有如本文所提出之脈衝輪廓（每單位時間（x軸）之前驅物的量（y軸））。在一實施例中，用於各脈衝輪廓58、60、62之前驅物的量係作為前驅物20的分壓而提供。與用於第2圖之脈衝流的輪廓相反，本揭露的態樣所輸送之脈衝流具有在薄膜沉積製程（諸如原子層沉積製程）中得出實質上更均勻的材料分布之輪廓。
例如，如第3圖所示，提供用於（組合）脈衝流48之脈衝輪廓58，其包含用於第一脈衝子流36之脈衝輪廓60及用於第二脈衝子流38之脈衝輪廓62的組合。在（組合）輪廓58中，用於第二脈衝子流38之脈衝輪廓62與第一脈衝子流36之脈衝輪廓60之後半部64的至少一部分重疊。相對於第2圖所示的一般脈衝輪廓52，以此方式，對各（組合）脈衝流48而言，前驅物20的濃度係朝（組合）輪廓58之後緣56增加。須理解，多個輪廓形狀可用於適配（fitting）這些參數的脈衝輪廓58；因此，須瞭解，脈衝輪廓58並未受限於第3圖所描繪的形狀。
在具體實施例中，亦如第3圖所示，第二脈衝子流38之脈衝輪廓62中的最大值（最大量，例如C2
max）大於第一脈衝子流36之脈衝輪廓60中的最大值（最大量，例如C1
max），不過須瞭解，本揭露並未因此受限。在一實施例中，第二脈衝子流38之脈衝輪廓62中之前驅物的最大值（C2
max）係比第一脈衝子流36之脈衝輪廓60中的最大值（C1
max）至少大10%，且在某些實施例中大20%。在其他實施例中，第一脈衝子流36可包含比第二脈衝子流38（C2
max）大的最大值（C1
max）。相對於第2圖所示之一般脈衝輪廓52，在任一情況下（第一子流或第二子流中之較大的最大值），藉由組合子流36、38，前驅物20的濃度係有利地朝（組合）輪廓58之後緣56增加。
根據一態樣，如本文所述之脈衝輪廓58可由產生所想要的輪廓形狀之任何合適的製程形成。須理解，欲達成組合輪廓58之所欲形狀，第二脈衝子流38相對於第一脈衝子流36於時間上稍後抵達交點46處，以便能夠達成組合流48及組合輪廓58。欲實現此目標，在一實施例中，第一脈衝子流36係藉由第一路徑32輸送，且第二脈衝子流38係藉由第二路徑34朝反應空間18輸送，其中第一路徑32及第二路徑34的導率（conductance）不同。此導率差可藉由任何合適的結構或製程來達成，包括，但不限於：藉由經由控制器25、閥26、28、30、40、42、44、或類似者調整第一脈衝子流34及/或第二脈衝子流36的流量率（基於質量或體積）；藉由針對第一路徑32及第二路徑34提供不同的路徑長度；藉由針對第一路徑32及第二路徑34提供之間的不同截面；及/或藉由任何其他合適的方法或結構。
此外，欲達成如本文所述之組合輪廓58，在某些實施例中，相對於第一脈衝子流38，在第二脈衝子流38中存在較大量的前驅物20。此效應亦可藉由任何合適的結構或製程來達成。例如，在一實施例中，第二脈衝子流38係以大於第一脈衝子流36的質量流量率輸送至反應空間18。在其他實施例中，質量流量率可完全相同或實質上類似（5%或更小的差值），且第二脈衝子流38之脈衝輪廓62係藉由相對於第一脈衝子流36，在第二脈衝子流38中每單位時間輸送較大量的前驅物20來提供。
根據一態樣，第一脈衝子流36之脈衝輪廓60及第二脈衝子流38之脈衝輪廓62可以具有任何合適的持續時間。在一實施例中，相對於第一脈衝子流36，第二脈衝子流38係以較短的持續時間提供（在較短的時間段內），且因此第二脈衝子流38的脈衝輪廓62可短於第一脈衝子流36的脈衝輪廓60。在一具體實施例中，第一輪廓60可以具有10毫秒至10,000毫秒的持續時間，且脈衝輪廓62可以具有10毫秒至10,000毫秒的持續時間。因此，在一實施例中，組合脈衝輪廓58可以具有10毫秒至10,000毫秒的總持續時間。上文提及的（濃度）最大值c1max
及c2max
係分開時間間隔Δt，時間間隔定義為t2 - t1。在一實施例中，t2 - t1的Δt可以是10毫秒至1000毫秒、10毫秒至200毫秒、10毫秒至100毫秒，或在某些實施例中係10毫秒至50毫秒。
根據另一態樣，在某些實施例中，可進一步控制各脈衝子流36、38，使得一個脈衝子流36、38中之前驅物20的總量（例如分壓）之50%或更少在脈衝子流持續時間的第一半期間引入反應空間18。根據進一步的實施例，各脈衝子流36、38係經控制，使得選定的子流36、38中之前驅物20的總量（例如分壓）之少於30%、少於25%、且甚至少於20%在脈衝子流持續時間的第一半期間引入反應空間18。
用於控制前驅物20的流或影響（組合）脈衝輪廓58之任何其他參數的控制器25可包含任何合適的運算裝置（computing device），包含至少微處理器及記憶體，尤其是程式化以用於實行如本文所述之製程中的任何步驟者。須理解，在某些實施例中，可提供多於一個控制器25。控制器25可與系統10之組件的任何者（有線或無線）通訊，以用於控制前驅物20及/或吹掃氣體24的壓力及/或流（諸如，在本文所述之路徑14、32、34、50之任何者上提供的閥26、28、40、40、42、44、或類似者）。以此方式，控制器25可開、關、或限制本文所述之閥的任何者，以控制前驅物20輸送至反應空間12的時序及量以及（組合）脈衝輪廓58的形狀。在某些實施例中，如亦於上文提及者，如本文所述之路徑上的任何閥可包含質量流量控制器（mass flow controller，MFC），其等係與有關路徑相關聯、與控制器有線或無線通訊、及協助控制器25以所欲方式準確地控制質量或體積流量率。質量流量控制器可藉由控制器25來控制，使得可達成、程式化、預程式化、及/或控制所想要的脈衝輪廓。
須理解，在本文所述之系統及製程中，有別於反應器18及前驅物源12之饋送管線、閥、及組件並未受限。須理解，可在本文所述之實施例的任何者中包括一或多個入口、饋送管線（路徑）、出口、泵、閥、流量感測器、壓力感測器、濃度中心（concentration centers）、或運算裝置（包含微處理器、輸入、輸出、及記憶體）、或類似者，以用於促成材料、前驅物20、及/或吹掃氣體24之任何者在其中的流之引入、輸出、時序、體積、選擇、及方向。
須瞭解，所揭示之發明的實施例並未受限於本文所揭示之具體結構、製程步驟、或材料，而是如在相關技術領域中具有通常知識者所認知般擴展至其均等物。亦應瞭解，本文所用的專門用語係僅為了描述具體實施例而使用，且並非意欲作為限制。
在本說明書全文中提及「一個實施例（one embodiment）」或「一實施例（an embodiment）」意指連同此實施例所述之具體特徵、結構、或特性係包括在本揭露的至少一實施例中。因此，詞組「在一個實施例中（in one embodiment）」或「在一實施例中（in an embodiment）」在本說明書全文的各處出現非必然全部提及相同實施例。
如本文中所使用，複數個項目、結構元件、組成元件、及/或材料可為了方便起見而出現在共用列表中。然而，這些列表應解釋為列表的各構件係個別地識別為分開且獨特的構件。因此，此類列表的個別構件不應在無相反指示的情況下僅基於其等出現在共用群組中即解釋為相同列表之任何其他構件的事實上均等物。此外，本揭露之各種實施例及實例在本文中可連同用於其各種組件之替代物一併提及。須瞭解，此類實施例、實例、及替代物並應解釋為彼此之事實上均等物，而應視為本揭露之分開且獨立的表示。
此外，所述之特徵、結構、或特性可在一或多個實施例中以任何合適方式組合。在下列描述中，提供眾多特定細節（諸如長度、寬度、形狀等的實例），以提供對本揭露之實施例的徹底瞭解。然而，在相關技術領域中具有通常知識者將認知到，本揭露可在無特定細節之一或多者的情況下或者使用其他方法、組件、材料等實行。在其他情況下，眾所周知的結構、材料、或操作並未詳細顯示或描述以避免混淆本揭露的態樣。
上文所述之本揭露之實例實施例並未限制本揭露的範疇，因為這些實施例僅為本揭露之實施例之實例，本揭露之範疇係由隨附之申請專利範圍及其法定均等物定義。任何等效具體例意欲處於本揭露之範疇內。實際上，除本文中所示及所描述之彼等之外，本揭露之各種修改（諸如所描述之元件的替代性適用組合）根據描述對於本揭露所屬技術領域中具有通常知識者而言可變得顯而易見。此類修改及實施例亦意欲落在隨附之申請專利範圍的範疇內。
零件列表
10:系統
12:前驅物源
14:饋送管線
16:反應器
18:反應空間
20:前驅物
22:吹掃氣體源
24:吹掃氣體
25:控制器
26:閥
28:閥
30:閥
32:第一路徑
34:第二路徑
36:第一脈衝子流
38:第二脈衝子流
40:閥
42:閥
44:閥
46:交點
48:組合流
50:組合路徑
52:一般脈衝輪廓
54:前緣
56:後緣
58:組合輪廓
60:脈衝輪廓
62:脈衝輪廓
64:後半部
C1
max:最大值
C2
max:最大值
雖然本說明書以特別指出且明確主張被視為本揭露實施例之權利的申請專利範圍作為結論，但是當結合伴隨圖式閱讀時，可從本揭露的實施例之某些實例的描述更容易地探知本揭露之實施例的優點，其中：
第1圖係根據本揭露之一態樣之用於在基材上沉積薄膜的系統之組件的示意圖。
第2圖繪示用在薄膜沉積中之一般脈衝流的脈衝輪廓。
第3圖繪示根據本揭露之一態樣之用在薄膜沉積中之脈衝流的脈衝輪廓。
10:系統
12:前驅物源
14:饋送管線
16:反應器
18:反應空間
20:前驅物
22:吹掃氣體源
24:吹掃氣體
25:控制器
26:閥
28:閥
30:閥
32:第一路徑
34:第二路徑
36:第一脈衝子流
38:第二脈衝子流
40:閥
42:閥
44:閥
46:交點
48:組合流
50:組合路徑
Claims (22)
- 一種在一基材上沉積一薄膜之方法，包括： 引導一前驅物之複數個脈衝流至一反應器之一反應空間中，以在該基材上沉積該薄膜，該等脈衝流之各者包括一第一脈衝子流及一第二脈衝子流之一組合，其中該第二脈衝子流之一脈衝輪廓與該第一脈衝子流之一脈衝輪廓之一後半部的至少一部分重疊，以形成一組合脈衝流。
- 如請求項1之方法，其中該引導包括以大於該第一脈衝子流之一質量流量率而輸送該第二脈衝部分輸送至該反應空間。
- 如請求項2之方法，其中該第二脈衝子流係相對於該第一脈衝子流而在一較短時間段內提供。
- 如請求項1之方法，其中該引導包括在該第二脈衝子流中，每單位時間輸送大於該第一脈衝子流中之該前驅物的量。
- 如請求項1之方法，其中該引導係藉由藉由一第一路徑輸送該第一脈衝子流及藉由一第二路徑輸送該第二脈衝子流至該反應空間來完成，其中該第一路徑及該第二路徑之一導率不同。
- 如請求項5之方法，其中該導率之差係由路徑長度、一流限制程度、或該第一路徑與該第二路徑之間的一截面長度中之一差值所提供。
- 如請求項1之方法，其中該第一路徑及該第二路徑係與用於該第一脈衝子流及該第二脈衝子流之一共用反應物源流體連通，且其中該第一路徑及該第二路徑在該反應空間之前相交，以輸送該等脈衝流之各者至該反應空間。
- 如請求項1之方法，其中該第二脈衝子流之該脈衝輪廓中的一最大值大於第一脈衝子流之該脈衝輪廓中的一最大值。
- 如請求項8之方法，其中該第一脈衝子流之該脈衝輪廓中的該最大值及該第二脈衝子流之該脈衝輪廓中的該最大值之間的一時間差係從10毫秒至1000毫秒。
- 如請求項8之方法，其中該第二脈衝子流之該脈衝輪廓中之該前驅物的該最大值係至少10%大於第一脈衝子流之該脈衝輪廓中之該前驅物的該最大值。
- 如請求項1之方法，更包括在該等脈衝流之選定者之間輸送一吹掃氣體至該反應空間。
- 一種用於在一基材上沉積一薄膜之系統，包括： 一反應器，在其中界定一反應空間； 一第一路徑及一第二路徑，與該反應器及該反應空間流體連通，其中該第一路徑及該第二路徑在該反應器之前相交； 至少一前驅物源，與該第一路徑及該第二路徑流體連通，以用於輸送一前驅物通過該等路徑之中； 一控制器，配置以控制通過該第一路徑及該第二路徑之各者的該前驅物之一流，以將該前驅物之複數個脈衝流引導至該反應空間，其中該等脈衝流之各者包括分別流過該第一路徑及一第二路徑之一第一脈衝子流及一第二脈衝子流之一組合； 其中該第二脈衝子流之一脈衝輪廓與該第一脈衝子流之一脈衝輪廓之一後半部的至少一部分重疊，以形成一組合脈衝子流。
- 如請求項12之系統，其中該控制器配置以用大於該第一脈衝子流之一質量流量率而輸送該第二脈衝部分至該反應空間。
- 如請求項12之系統，其中該控制器配置以相對於該第一脈衝子流而在一較短時間段內提供該第二脈衝子流。
- 如請求項12之系統，其中該控制器配置以在該第二脈衝子流中，每單位時間提供大於該第一脈衝子流中之該前驅物的一濃度。
- 如請求項12之系統，其中該第一路徑及該第二路徑之一導率不同。
- 如請求項16之系統，其中該第一路徑與該第二路徑之間的該導率之差包括路徑長度、一流限制程度、或該第一路徑與該第二路徑之間的一截面長度中之一差值。
- 如請求項12之系統，其中該第一路徑及該第二路徑係與用於該第一脈衝子流及該第二脈衝子流之一共用反應物源流體連通，且其中該第一路徑及該第二路徑在該反應空間之前相交，以輸送該等脈衝流之各者至該反應空間。
- 如請求項12之系統，其中該第二脈衝子流之該脈衝輪廓中的一最大值大於第一脈衝子流之該脈衝輪廓中的一最大值。
- 如請求項19之系統，其中該第一脈衝子流之該脈衝輪廓中的該最大值及該第二脈衝子流之該脈衝輪廓中的該最大值之間的一時間差係從10毫秒至1000毫秒。
- 如請求項19之系統，其中該第二脈衝子流之該脈衝輪廓中之該前驅物的該最大值係至少10%大於第一脈衝子流之該脈衝輪廓中之該前驅物的該最大值。
- 如請求項12之系統，更包括一吹掃氣體源，吹掃氣體源與該反應器流體連通且包括一吹掃氣體，其中該控制器配置以在該等脈衝流的選定者之間從該吹掃氣體源輸送吹掃氣體至該反應空間。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962925787P | 2019-10-25 | 2019-10-25 | |
| US62/925,787 | 2019-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202130834A true TW202130834A (zh) | 2021-08-16 |
Family
ID=75542334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW109136626A TW202130834A (zh) | 2019-10-25 | 2020-10-22 | 用於在基材上沉積薄膜之方法及系統 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11447854B2 (zh) |
| JP (1) | JP7330935B2 (zh) |
| KR (3) | KR102619482B1 (zh) |
| CN (1) | CN112708869B (zh) |
| TW (1) | TW202130834A (zh) |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07201761A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-08-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 化合物半導体の成長方法 |
| KR100363088B1 (ko) * | 2000-04-20 | 2002-12-02 | 삼성전자 주식회사 | 원자층 증착방법을 이용한 장벽 금속막의 제조방법 |
| US6846516B2 (en) * | 2002-04-08 | 2005-01-25 | Applied Materials, Inc. | Multiple precursor cyclical deposition system |
| US7966969B2 (en) * | 2004-09-22 | 2011-06-28 | Asm International N.V. | Deposition of TiN films in a batch reactor |
| KR100782291B1 (ko) * | 2006-05-11 | 2007-12-05 | 주식회사 아토 | 가스분리형 샤워헤드 및 이를 이용한 펄스 ｃｖｄ 장치 |
| US8017182B2 (en) * | 2007-06-21 | 2011-09-13 | Asm International N.V. | Method for depositing thin films by mixed pulsed CVD and ALD |
| US8151814B2 (en) * | 2009-01-13 | 2012-04-10 | Asm Japan K.K. | Method for controlling flow and concentration of liquid precursor |
| US7919416B2 (en) * | 2009-01-21 | 2011-04-05 | Asm Japan K.K. | Method of forming conformal dielectric film having Si-N bonds by PECVD |
| JP5195527B2 (ja) | 2009-03-03 | 2013-05-08 | 株式会社明電舎 | 流量制御装置及びプロセス装置 |
| US8865259B2 (en) * | 2010-04-26 | 2014-10-21 | Singulus Mocvd Gmbh I.Gr. | Method and system for inline chemical vapor deposition |
| WO2011160004A1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Cambridge Nanotech Inc. | Method and apparatus for precursor delivery |
| US8524322B2 (en) * | 2010-12-28 | 2013-09-03 | Asm International N.V. | Combination CVD/ALD method and source |
| US9790594B2 (en) | 2010-12-28 | 2017-10-17 | Asm Ip Holding B.V. | Combination CVD/ALD method, source and pulse profile modification |
| US8563443B2 (en) | 2011-02-18 | 2013-10-22 | Asm Japan K.K. | Method of depositing dielectric film by ALD using precursor containing silicon, hydrocarbon, and halogen |
| US10353408B2 (en) * | 2011-02-25 | 2019-07-16 | Mks Instruments, Inc. | System for and method of fast pulse gas delivery |
| US9238865B2 (en) * | 2012-02-06 | 2016-01-19 | Asm Ip Holding B.V. | Multiple vapor sources for vapor deposition |
| US10100407B2 (en) * | 2014-12-19 | 2018-10-16 | Lam Research Corporation | Hardware and process for film uniformity improvement |
| FR3046878B1 (fr) * | 2016-01-19 | 2018-05-18 | Kobus Sas | Procede de fabrication d'une interconnexion comprenant un via s'etendant au travers d'un substrat |
| US10651082B2 (en) * | 2016-03-31 | 2020-05-12 | Intel Corporation | Diffusion barriers |
| US9803277B1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-10-31 | Asm Ip Holding B.V. | Reaction chamber passivation and selective deposition of metallic films |
| US10014212B2 (en) * | 2016-06-08 | 2018-07-03 | Asm Ip Holding B.V. | Selective deposition of metallic films |
| KR102456224B1 (ko) | 2016-06-20 | 2022-10-19 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 피처리체를 처리하는 방법 |
| JP2018093150A (ja) | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置及び成膜方法 |
| US10519544B2 (en) * | 2017-08-24 | 2019-12-31 | United Technologies Corporation | Method for enabling optimized material deposition |
| US10668511B2 (en) * | 2018-03-20 | 2020-06-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of cleaning process chamber |
-
2020
- 2020-10-20 KR KR1020200135953A patent/KR102619482B1/ko active IP Right Grant
- 2020-10-22 TW TW109136626A patent/TW202130834A/zh unknown
- 2020-10-23 JP JP2020178010A patent/JP7330935B2/ja active Active
- 2020-10-23 US US17/078,119 patent/US11447854B2/en active Active
- 2020-10-23 CN CN202011145485.5A patent/CN112708869B/zh active Active
-
2022
- 2022-08-23 US US17/893,223 patent/US20220403497A1/en active Pending
-
2023
- 2023-12-26 KR KR1020230191061A patent/KR20240004178A/ko active Application Filing
- 2023-12-26 KR KR1020230191519A patent/KR20240004183A/ko active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112708869B (zh) | 2024-04-26 |
| KR20240004178A (ko) | 2024-01-11 |
| US11447854B2 (en) | 2022-09-20 |
| CN112708869A (zh) | 2021-04-27 |
| US20210123128A1 (en) | 2021-04-29 |
| KR20240004183A (ko) | 2024-01-11 |
| KR20210050461A (ko) | 2021-05-07 |
| US20220403497A1 (en) | 2022-12-22 |
| KR102619482B1 (ko) | 2024-01-02 |
| JP7330935B2 (ja) | 2023-08-22 |
| JP2021066959A (ja) | 2021-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220316057A1 (en) | Combination CVD/ALD method, source and pulse profile modification | |
| TWI699448B (zh) | 薄膜形成方法及基底處理裝置 | |
| US10370761B2 (en) | Pulsed valve manifold for atomic layer deposition | |
| US7396565B2 (en) | Multiple precursor cyclical deposition system | |
| US20050221004A1 (en) | Vapor reactant source system with choked-flow elements | |
| US6579372B2 (en) | Apparatus and method for depositing thin film on wafer using atomic layer deposition | |
| KR20120028305A (ko) | 기판상에 박막을 성장시키는 방법 및 장치 | |
| WO2010022215A2 (en) | Process gas delivery for semiconductor process chamber | |
| JP2011171752A (ja) | 短時促進原子層堆積 | |
| KR102225261B1 (ko) | 박막 증착 장치를 위한 유체 분배 디바이스, 관련 장치 및 방법 | |
| KR100758081B1 (ko) | 성막 장치와 성막 방법 | |
| US8524322B2 (en) | Combination CVD/ALD method and source | |
| TW202130834A (zh) | 用於在基材上沉積薄膜之方法及系統 | |
| TW202146701A (zh) | 氣相沉積系統、在基材上形成氮化釩層之方法、直接液體注入系統 | |
| JP2021001396A (ja) | コーティングされた物品の製造 |