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A7 B7 五、發明説明（1 ) 發盟領蓋 本發明一般係關於拖加各種膜被覆層於基板的電漿增強 化學氣相沉積（plasma-enhanced chemical vapor deposition *下文簡稱PECVD)法，且更特定地關於在低的 有效沉積溫度所進行的PECVD。 在積聘雷路（integrated circuits，下文簡稱IC's)的 形成中，經常將含有金靨元素的薄膜沉積於諸如半導體晶 圖的基板表面之上。將薄膜加以沉積以在電路中及1C的各 補元件之間提供傳導及歐姆接觸。例如I為人需要的薄膜 可能陁加於半導體晶圓上之接觸或者通孔洞的暴露表面， 使膜穿過晶圓上的絕緣靨以為製作穿遇絕緣曬之連通線的 目的提供導電性材料栓。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 n — - n In ----^-- 诗先閲讀背面之注意事項再填荈本頁) 一種為人所熟知之沉積薄金羼膜的製程是化學氣相沉積 (cheaica丨 vapor deposition，下文簡稱CVD)法，於其中 使用各種沉積物或反應物氣體之間在基板表面的化學反應 沉積薄_。在CVD中，將反應物氣體抽進反應室內的基板 附近，氣體接著在基板表面反應，產生一種或多種反應副 產物，其形成膜於基板表面。將沉積之後殘留的任何一種 副產物自反應室加以去除。CVD是一種沉積膜的有用技術 ，但是很多傳統的CVD製程基本上是熱製程且需要超過 1 0 0 0 t的溫度以得到必要的反應。這樣的沉積溫度’因高 溫會影壜其他各方面Μ及姐成1C之電氣元件的醑，經常是 太過於高Μ致於不能實地使用於1C製造中。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（2 ) 1C元件的某呰方面會因暴露於通常與傳統熱CVD製程有 一 關的高溫而劣化。例如，在1C的元件層次而言，有在1C内 形成雷氣元件接面之半導體攙雜劑的遮蔽擴散。攙雜劑於 擴散步驟期間經常在最初使用熱加Μ擴散，然後，當1C在 CVD期間遭受到高溫時，攙雜劑將繼續擴散。這種進一步 的擴散是不須要的，因為它造成元件的接面偏移，並因此 改變1C的最终電氣特性。因此，對某些1C元件而言•暴露 基板於大於800 I的加工溫度要加Μ避免，且對其它更具 溫度敏感性的元件而言，溫度上限可能低到像6 5 0 t。 而ft，如果熱CVD是在金匾連通線或導線已經施加至 I C之後官施，則這種溫度限制可能變得甚至更嚴格。例如 ，很多1C使用鋁作為連通線金鼷。然而*當它遭受到高加 T溫度時，各種不為人所要的空孔及突起產生於鋁中。因 此，一 B互相連接的鋁已沉積於I C上，則它能予Μ暴露的 最大溫度是約略500 f，且較佳的溫度上限是400勺。因此 ，如所能認知，在C V D製程期間總是儘可能維持低的沉積 溫度是須要的。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，基板所必須暴露的溫度上限預先排除了一些傳統 熱CVD製程的使用，否刖其在製造1C上可能非常有用。鈦 Μ及氮化鈦使用於種種的1C應用中。在矽表面之上形成矽 化钛接觸層經常是須要的。這可使用钛的化學氣相沉積法 予W形成於矽表面之上。當钛沉積時，矽化钛形成。此外 *很多應用中，在某些諸如鋁或鎢之金靨導體的沉積之前 需要氮化鈦障壁層。氮化钛可藉由化學氣相沉積法加Κ沉 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 [__ i'發明説明（3) w °化.舉氣相沉積法的副產物-特定言之，氛化氫-會侵 #钛接觸層。因此，钛必須在氮化鈦化學氣相沉積之前加 风氡化。 氡化鈦經常沉積於鋁上作為接觸層。然而，當將氮化鈦 &積於鋁上時，在界面處形成氮化鋁，其為絕緣體並且阻 #由一層金園化層至另一層的罨流流動。當實施鏡通孔栓 $ ·需要氮化钛作為附著層。為了避免這種問題•需要钛 保講铝，然後容許氮化钛附著層的濺鍍沉積。 為雅鍍沉積一種膜，要將靶材施加電氣偏壓並將來自電 $的離子吸引至靶材K撞擊靶材且釋出靶材材料粒子。然 '後該類粒子自己在基板之上累積性地沉積成膜。鈦可在各 «接闱或通孔開口割刻進基板的一個平面之後加以濺鍍* 柄丨如，於矽基板之上。然後基板可能加熱至約80〇 容 許的和钛變成合金並形成矽化鈦層（TiSU)。在鈦層沉積 t後*將多餘的钛自基板上表面蝕刻掉，留下TiSU於每 —個接W或通孔的底部處。然後將金觴連通線直接沉積於 τ ί s i 2之上。 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 •^ϋ HH ί m nn m —^ϋ n n ^^^1 i l^i—J J、vs X請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖然物理性猫鍍在較低的溫度提供钛膜的沉積，但是濺 Dt製程具有各種缺點。濺鍍正常產生非常不良的梯狀覆蓋 °梯吠覆蓋定義為基板晶圓上接觸之底部膜厚對接觸側面 或基板上表面之膜厚的比率。因此，為在接觸或通孔的底 沉積預定數量的钛，必須沉積大量的濺鍍鈦於基 板的>_表面或接觸的側面上。例如，為了使用濺鍍在接觸 的底部處沉積200埃的膜，可能必須沉積600埃至1000埃 -6- 本紙張尺度適用中國國家榡芈（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） A7 B7 五、發明説明（4 ) 的_膊於基板的上表面或接觸的側面上。由於多餘的鈦必 — 須蝕刻掉，所Μ當沉積含钛層時，濺鍍是浪費且耗費成本 的。 而旦，使用濺鍍技術之接觸的梯狀覆蓋隨著接觸或通孔 的縱横比增加而減少。接觸的縱横比定義為接觸深度對接 觸寬度的比率。因此，必須沉積比淺且寬（低縱横比）之接 觸所必要更厚度的濺鍍膜於窄且深（高縱横比）之接觸的上 而或側面Μ在接觸的底部處獲得特定的膜厚。換言之，對 1C中的較小元件大小，對應於高縱横比接觸及通孔，而言 ，濺鍍更是沒有效率且浪費。在較小元件上之濺鍍沉積期 間，減小的梯狀覆蓋造成必須沉積之钛的增加數量，因此 增加晻加及蝕刻掉的鈦數量，增加钛沉積時間，並增加移 除多餘之鈦所需要的蝕刻時間。因此，隨著1C元件幾何形 狀繼鑛縮小且縱横比增加，藉由濺鍍之含鈦層的沉積變得 非常耗費成本。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ----------衣-- (請先Κ请背面之注意事項再填寫本頁) 再者，濺鍍沉積需要個別反應室的使用。在第一層瞑由 化學氣相沉積法沉積*其為較佳方法•的應用中，接著是 第二__的猫鍍沉積，則需要兩個不同的反應室。然後這 可能接著有第三反應室，其處將濶鍍沉積，例如，金鼷層 。將基板自一個反應室至另一個的運送減至最少且儘可能 在單一反應室中進行很多反應無疑是較佳的。 已在CVD製程中使用Μ降低反應溫度的一個處理方法是 解離一種或多種反應物氣體。這種技術一般稱為電漿增強 化學氣相沉積（PECVD)法。然而| PECVD尚未獲證明是 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) CVD的—種有效方法。 發服嚴農 @ lit ’提供在低溫，一般小於5 〇 〇 t，的膜化學氣相沉 是本發明的一個目標。此外，在相同的裝置中提供 ΥΙΒ1Ι«的化學氣相沉積是本發明的一個目標。這些瞑將包 # & ' I自及/或氮化钛。再者，提供沉積這些膜於諸如砂 ' $和_之各種基板上，而同時避免很多諸如短路產生及 /¾不須要之高阻抗膜產生之典型與多層沉積有翮之問題 的方法是本發明的一個目標。 #發明的目標和優點由膜的電漿增強化學氣相沉積於基 提供，其中電漿產生於基板表面附近。藉由在基板表 而約10匣米之内產生電漿，電漿非常有效地以須要的薄膜 被糈基板表而。 更特定言之，在基板表面25毫米之內使用蓮蓬頭RF電極 常漿容許相當低溫的均匀電漿，其容許種種不同姐合 的瞭沉搏於基板之上。此外，结合電漿增強氨退火在沉積 名·種不同的膜上提供進一步的彈性。造將容許钛在矽表面 的PECVD沉積以形成可用氨電漿加以退火的矽化钛。這 可接著氮化钛層的PECVD ，都在相同的反應器中。 再者’個人可使用PECVD方法沉積钛於鋁基板之上，其 '後接著使用氨電漿退火的氮化。使用本發明的PECV1)方法 ’埴可因此而被覆有氮化鈦。 如所能觀察到，這提供方法Μ在一個反應室内提供多重 被覆層於基板上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） ^^^1 vm ϋι^ϋ m^i ^^—^1 ^ i - I : I n n^i ^^^^1 \ V $ i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 本發.明的目標和儍點將參照下述的詳细說明和附圖而進 一 一步認知，其中： 附1L簡要JSL明― 本圖形是在本發明中使用之沉積室的部份横斷面側視圖 。這個裝置的修正變更揭示於標題為「沉積CVD &PECVD _用之反應物氣髑和電漿之有效使用的方法與裝置」’列 名喬瑟夫希爾門（Joseph Hillman)、羅伯福斯特 (Robert, Foster)和瑞克希 阿羅拉（Rikhit Arora)為發 明人，於同此之同一日期提出申請’其揭示内容以參考之 方式併於本文，的美國專利申請案中。 發1.詳蓋ϋΐ- 本圖形顯示出在本發明中使用之CVD反懕器的一個具體 實施例。類似的構造揭示於審理中的美國專利申請案序號 第08/16(5,745號，其揭示内容Μ參考之方式完全併於本文 。反應器20包括界定反應或沉積空間24的沉積室單壁22。 反應器20，Μ及在罩壁22之内的特定反應空間24*可Μ選 擇性地抽真空至各種不同的内部壓力，例如，從0.5到 10托耳。載物台26以支撐軸30連結至變速馬達（未顯示）， 如此載物台26和基板28可Μ諸如0和2,000旋轉/分鐘之 間的各種速率旋轉。為了使載物台26可以加熱基板28，諸 如在200和800 f之間，載物台26也以連结於載物台26的 加熱元件（未顯示）予以加熱。 自罩壁22之上器壁32向下延伸的是汽缸組件34，其連接 於氣體分散蓮蓬頭36。蓮蓬頭36M組件34懸吊於基板28之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0'乂297公着） ^^^^1 ^^^^1 ^ivn I anti fn— I mV >m Bl^ll ^^^^1 tl^n—/ 分-5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 294827 B7 "1 , 丨丨_ —— --------- 五、發明説明（7 ) 上。汽.缸姐件34，併同形成於上罩壁32中之開口 42，組成 一般是垂直的流動通道44，其延伸於罩壁蓋46和蓮蓬顔 36之間。蓮蓬頭36M延伸穿過罩蓋46之適當RF饋線組件 40連结於RF雷源38。密封構造49封合環繞饋線姐件40的開 口。饋線40可包括熱導管（未顯示）以消散不需要的熱量。 霉漿和反應物氣體藉由同心的氣體瑁50，52導入流動通 逋44中。同心環50，52包括環繞流動通道44而均勻地分散 氣髑的很多孔洞54。環50經由管路56連接於氣體供應源， 而瑁52M管路58連接於供應源。 絕緣體環62為了下文所討論的理由隔開汽缸34和蓮蓬頭 36。如果汽缸34是石英，則不需要絕緣體環62。在反應器 2 0的一俩具體賓施例中，汽缸34M接地線61予Μ電氣性接 地0 絕緣體環62較好具有與蓮蓬頭36之外徑約略相同的外徑 。絕緣體瑁62確保汽缻34和蓮蓬頭36的完全分離。絕緣體 瑁較奸是由約略0.75英时厚的石英材料製成。 璉蓬頭36 —般是圓形的且包括概略偏佈它的整 分散孔洞62。通蓬頭36的直徑將視它所使用的晶圃尺寸而 定。逋蓬顗36—般含有從200到1,200個的孔洞62且較好分 敗氣體是從300到600個孔洞。較好*將蓮蓬頭分散 62定出大小Μ防止孔洞62中的罨漿產生。孔洞約略0 · 1 _1 毫米適合於這個目的。合適的蓮蓬頭是4厘米厚*帶有 600個0.8毫米孔洞，具有17.3厘米的直徑。 蓮蓬頭36栓緊或扭緊於石英瑁62°蓮蓬頭36包括桿68° -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） n - - - - - n^i :1 I I - « I ^^1 ^^1 n. —I. 牙 、-° (請先吗讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _____ B7 _ 五、發明説明（8 ) 桿68與蓮蓬頭36 —體成形並構成連接於蓮蓬頭36之RF饋線 姐件40的部份。包括桿68的逋蓬頭36由較好是鎳- 200的電 氣導雷性材料組成。如所能認知，其他的導電性材料也可 W適用。如所顯示*蓮蓬頭36與汽缸34完全絕緣。 CVD反應物氣體由同心氣體環50，52導入流動通道44的 上方。氣聘向下流動經過流動通道44並沿著流動通道的長 度形成速度分布。即，當横過流動通道44的寛度加Μ量測 時，氣髑流動將形成不同的速度。一般而言，靠近環50, 52，水平地越過滾動通道44之流動通道上方的氣體流動速 摩通常是相等的。然而，當氣體流動到達蓮蓬頭3 6之上表 面37時，在流動通道44靠近桿68之中心處的氣體流動速度 大於流動通道44靠近汽缸60器壁之側面處的速度。在流動 通道44大概蓮蓬頭36之上的底部處，氣體流動的速度分布 已達到穩定狀態。當反應物氣體通過蓮蓬頭36的開口 63時 ，越過蓮蓬頭之下表面39的速度分布已變平，如此靠近蓮 蓬頭36之中心的流動速度通常等於蓮蓬頭之遇瑾邊緣的流 動速度。 由本發明製造之蓮蓬頭36與旋轉基板28之間的縮小間隙 牽生均勻的氣體流動於基板28的上表面29之上Μ及非常薄 的邊界蹰。 運蓬顗36WRF能量腌加偏媵Μ作為PECVD技術的RF電極 。RF雷極和因而形成之集結電漿的狹窄間隙對低溫PECVD 非常有闬，特別是對含鈦膜的低溫PECVD 。 RF霄源經由RF饋線姐件40對蓮蓬頭36拖加偏壓，如此蓮 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) •-装 、-° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ΑΊ Β7 -------------- Α、發明説明（9 ) 獲頭作.為RF雷極。接地的載物台26形成另一個平行電極。 Rp雷塢較奸在蓮蓬頭36和載物台26之間產生。此後在本申 請案中，當根據本發明之原理稱呼已施加偏壓之蓮蓬頭 36時，蓮蓬頭36將稱為蓮蓬頭/電極36。由已施加偏壓之 璉萚頭/雷極36產生的RF雷埸激發經由孔洞63分散的電漿 氣鴉，如此雷漿恰在蓮蓬頭/電極36之下產生。電漿產生 在璉萚頭/雷極36之下且不產生在蓮蓬頭/電極上方的流 動空間44之內是較佳的。如上所述，分散孔洞63較好加以 定出大小，如此將霭漿侷限在蓮蓬頭/電極3 6之下。而且 ’採取其他的步驟Μ確保電漿集結於蓮蓬頭/電極36之下 。例如，在RF_線姐件40之内使用絕緣體套管Κ使RF饋線 ®汽缸34和罩壁22的金屬絕緣。此外，石英絕緣體環62隔 Μ铺箨頭/罨極36和汽缸34進一步確保經由表面39在蓮蓬 頭/甯櫬36底部之下的電漿生成。載物台26的旋轉確保電 带氣髖的均勻流動至均匀沉積的電漿。 諸如TiCl4的反應物氣體經由環50，52導入。當氣體移 動至蓮篷頭/電極36時，來自環50和52的氣體流動在流動 # Μ 44的長度之内形成。反應物氣體的氣體粒子以由蓮蓬 $ /霉稼36和載物台26產生的RF電場激發。因此，由已激 ¥ = 物氣體粒子和反應物氣體之游離基及離子組成的 合物集結於基板28之上旦接近於基板。根據本發明 之原理’將汽缸組件34定出尺寸，如此蓮蓬頭/電極36和 某板28之間的間隙較好是在25毫米之下，且更好是約略 20奇米。如上所述，穿過蓮蓬頭/電極36的壓力降使電漿 -12- 本纸張尺度賴中國國家榡準（CNS)八4規格（210x 297公羡） nfl^ ^—^1 —B^^i ί ϋ nn m^i - 4 ^-5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五 '發明説明（10 ) 和反應.物氣艄的速度分布在它們通過分散孔洞63時變平。 堉產生大槪相等的速度分布於整個基板28之上的氣體混合 物並促進賴在基板表面29上的均勻沉積。 璀篷頭/雷極36的頻率範圍可在，例如，450千赫玆和 13.5 6百萬赫玆之間。然而，本發明似乎不特別對頻率敏 感°锤蓬顔/雷極36極接近基板28的獨特使用產生具有大 密度之有用氣體游離基和離子的集结電漿於基板表面29附 近。由於本發明之RF蓮蓬頭/電極構造，頃發現，儘管高 達2,〇〇〇旋轉/分鐘或更快的旋轉速率是可能的，但旋轉 載物台26快過約略1〇〇旋轉/分鐘所獲得的似乎不是值得 注意的增強。然而亦發現到，0旋轉/分鐘的旋轉速率* 儘管不會制烈地影饗沉積速率•會降低反應物和電漿氣體 的均勻件以及後續的沉積。 由於本發明的蓮蓬頭/電極36產生用於電漿增強CVD的 含游離基及離子窜漿，蓮蓬頭間隙和沉積參數必須加Μ選 擇Κ在棊板表面29處達成有用的游離基和離子混合物。雖 然某些基板28的離子撞擊是有益的，因為它供應額外的能 鼉給表面2 9上的成長膜層，但過多的基板2 8雛子撞擊可能 損壞某板上的積體電路元件。而且，高密度的離子造成不 良的瞑平整性，因離子傾向黏著於接觸和通孔表面。 最後，殘餘氣體經由通氣口 53自反應空間14移除。擾流 板27可加以提供以導平環繞載物台29的氣體流動。 這俩反應器20可用於钛、鎢、氮化钛、矽化钛的電漿增 強化舉氣相沉穑，並可用於先前沉積之钛膜的退火以形成 -13- 本纸張尺度適用中國囷家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） t n^i tm m· BUB— I*m^— —^ϋ In 一* τ"、-» •(請先S'讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 294827 五、發明説明（11 ) 氣化钛.。下而的發明，依序，倚靠這嗤製程的組合。 下而的蓽板可Μ是任何典型的1C基板，包括矽、矽酸四 乙醋（tetra ethyl ortho silicate，下文簡稱 TEOS)、或 石英，W及被覆或部份被覆有金靨導體、接觸、絕緣層之 類的瑄樺基板。 為根據本發明沉積钛膜，要將諸如四氛化钛的四鹵化钛 添加氫並經由注入器環50和52注入。在這個反應中，四氯 化钛的流動速率應為約2到約100標準立方厘米/分鐘（ 一般約5棵準立方厘米/分鐘），含有相當多餘莫耳數的 氣氣。一般而言，氫氣流動速率將是四氯化鈦流動速率的 10到約300倍。氬氣也可使用且氫氣因此而部份地釋出。 這些涓合氣體的氣體入口溫度維持在約4〇〇它到約8〇〇t!而 使蓽板加熱辛約375ρ到約Mot：的溫度。反應室的壓力可 自0.1華化罕約20托耳，一般是〇.5到1〇托耳。在較高的 瞑力雷漿將不會形成。 RF雷楝在約〗〇〇瓦特至高達，稱為最大功率，装置會損 壤的功率，其會是約5千瓦特，之間操作。然而，就實際 目的而言，約250瓦特是足夠的。RF罨極的頻率設定為從 約33百萬赫玆降至約5 5千赫玆，約13 56百萬赫玆是可接 受的。這個頻率是由聯邦通訊委員會設定的頻率，因此大 部份的設備為埴個頻率而製作。然而，它當然並未為人決 定為本反應的最佳頻率。 因此’混合氣鵂通過RF電極/蓮蓬頭36而注入汽缸34中 。產生®银目.形成鈦並沉積於基板2 8上。氫與鹵素，即， -14- 本紙張尺度賴中關家縣（CNS ) Μ規格（21Qx297公瘦） 装 訂 (請先閱*讀.背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策

A7 B7 、發明説明（^ ) &應K形成氛化氫，其加Μ柚除。反應繼續且鈦膜沉 稽亩 @到_加了須要的瞑厚。視特別的應用而定，這可以自 埃寒化至約20,000埃，僅僅視須要的應用而定。

% $須要锒，則反應物氣體是諸如六氟化縛的鹵化鎢和 $ # °六氟化轉經由管路5 0和5 2以2到約1 0 0標準立方厘 #/5>铸（較好是約5標準立方厘米/分鐘）的流動速率添 & ’再次使用大最多餘莫耳數的氫氣。氬氣也添加，當需 # Μ維持壓力時。載物台溫度將自約375 C變化至約850 C ----------t衣—— '請先S·讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 胃〜次，RF電橘應設定在如同钛沉積所說明之約略相同 %頻率和瓦特數。電漿因此而產生於蓮蓬頭/電極36之前 _形成並沉積於旋轉基板2 8上。轉膜可沉積至任何須要 % 1*度目.殘餘氣體將是未反應之氫氣和氟化氫的混合氣體 Ο 對碑化钛的形成而言，鹵化鈦氣體，較好是四氛化钛， 與的烷反應以形成矽化鈦和氛化氫。反應物氣體經由環 50和52注人汽缸34並且經過蓮蓬頭/電極36。13.56百萬 #茲的雷極將由反應物氣體形成電漿。電漿將接觸基板 28·因此形成矽化钛於基板28的表面29上。這個反應的較 佳反應條件是： τ ί c u流動速率： 的烷流動速率： 鈍氣： 溫度：

2至100標準立方厘米/分鐘 2至100檁準立方厘米/分鐘 如維持壓力所需要 375 t：至 8001C _ 1 5 - 、-=3 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（U ) 旋轉.速率： 100 颳力： 0.5至20托耳 當需要以維持颳力時，導入諸如氬或氦的鈍氣。 昜後，氮化钛可藉由四氛化钛或其他鹵化钛與諸如氨氣 或氮與氣之混合氣體的氮氣源反應而沉積Μ產生氮化钛和 作為副產物的氛化氫。鹵化鈦的流動速率較好應是從約 0.5辛約20標準立方厘米/分鐘。氮氣源的流動速率應是 從1至200標準立方厘米/分鐘，含有1至5,000標準立 方匣米/分鐘的氫、氬或氦氣。在所有的這些反應中，電 楝功率Μ及頻率可在Ti沉積的相同參數之内操作且旋轉速 率保持約略相同。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 •(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可在本發明之裝置中進行且在本發明中有利地使用的最 後一飼反應是先前沉積之鈦膜的氮化。在這個反應中，其 處載物台先前被覆有钛膜，钛膜可能需要氮化。這可藉由 表面班氨窜漿反應而進行。氮化氣體的流動速率可Μ從約 10榑準立方厘米/分鐘至約5,000標準立方厘米/分鐘。 較奸，镅率將是約480千赫玆。反應溫度可從約650 TC向 下寒化至約3001，較佳溫度是小於5001 *較好是400-450 Ρ。在所有這些反應中壓力必須是低於大氣壓且一般 可自5 0 0毫托耳變化至高達約2 0托耳，以約1托耳為較佳 的。在氮化反應中•反應時間可從〗分鐘變化至約1 0分鐘 ，以約5分鏔為較佳。這些反應將參照下列的詳细實例而 進一步認知。 實例1 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 10 500 500 250 S 450千赫玆 1 ]00 400 A7 B7 五、發明説明（1 4) 使用.該沉積構造，將一層氮化钛層在約略400 t的溫度 一 沉精於箪板晶阆之上。特定言之，氮化钛層使用氨氣 ί N Η 3 )和氮氣（N 2 ) Μ下列所列出之參數加Μ沉積且结果顯 示於表〗中。 第1表之沉JI參JL_ T i C U (標準立方匣米/分鐘） NH3 (標準立方厘米/分鐘） 揮準立方匣米/分鏡） R P雷湄ί瓦特） 反應宰昭力（托耳） 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 基板溫度（Τ ) 第]表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- 、\=° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 結果以及另外的參數 晶圓 TiN層 沈積速率 層随 沈積時間 載物台Μ 編號 厚度（埃） (以分鐘） (微歐姆一厘米） (秒） rc) 1 800 4 0 0 15 19 12 0 4 14 2 6 9 8 3 4 8 119 4 12 0 4 7 1 3 6 0 8 3 0 4 9 70 12 0 4 5 7 4 545 2 7 2 9 4 0 12 0 4 6 1 5 72 3 2 4 1 102 1 18 0 46 2 6 9 10 3 0 3 1284 180 4 7 5 -17-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 五、發明説明（15) 晶阍.1-3是矽，而晶圓4-6 的熱氧化物晶圓。這加Μ實施 用於的晶圓和氧化物晶圓兩者 表1的每一種基板晶阆也在反 R F雷漿氨（Ν Η 3 )退火約略1 2 0 5,000橒準立方匣米/分鏞的 物台的旋轉速率約略是100旋 討論，NH3 RF雷漿改進了沉積 R Ρ莆漿窜極/蓮蓬頭構造， W沉稹氮化鈦（Τ丨Ν )層於基板 (Η ：>)兩棟替代氨氣（Ν Η 3 ) 。T i _结果和沉積參數列於下面第 煸號使用漸次提高的沉積溫度 第2表之沉穑參數 TiCU (標準立方厘米/分鐘） Ηρ(標準立方厘米/分鏺） Ν=>(檷準立方匣米/分鐘） R F雷源（瓦特） 反應宰限力（托耳） 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 某板溫庠（ΤΜ 沉稽時間 A7 B7 是表面上具有二氧化矽薄層 Μ保證，本發明的製程可使 之CVD應用的廣泛範圍中。 應器40中以250瓦特施Κ 秒，Κ 5托耳壓力Ν Η 3之 氣體流動速率。退火期間載 轉/分鐘。如下文進一步所 之Τ ί Ν膜的膜品質。 根據本發明之原理，可使用 上，使用氮氣（Κ2)和氫氣 Ν之“和“低溫沉積的各種 2、3、4和5表中，漸增的表 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 10 500 500 250 Θ 450千赫玆 1 100 400 1 8 0 (秒） -18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（16 ) 第2表 結果以及另外的參數 丨晶圓 編號 TiN層 厚度（埃） 沈積速率 (埃/分鐘） 層阻抗 (微關一厘米） 載物台酿 (°C) 1 8 2 5 2 7 5 1,5 30 470 2 1,02 3 3 4 1 26,864 480 3 1,2 2 1 40 7 4;1 1 8 488 4 1.26 2 42 1 3,1 08 470 5 1,227 409 8 5 5 470 l· 1,2 2 4 408 4,478 46 0 7 1,1 4 1 3 8 0 3,9 8 2 460 8 1,348 4 4 9 4,6 5 8 4 6 0 9 1,40 0 48 7 3,449 4 6 0 10 1,10 6 3 8 9 4,501 46 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第2表的晶圓1和2是矽，而其餘的晶圓3 - 1 0是熱氧化 物。晶圓6-]0於NH3 5,000標準立方厘米/分鐘的氣體速 率下接受2 50瓦特RF電漿退火120秒，在3托耳的内部壓 力下（晶國6在5托耳下進行），Μ及]00旋轉/分鐘的載 物台旋轉速率下。 第3表敘述使用4 5 0 t基板溫度，但維持與第2表沉積 作業中所使用之相同氣體和沉積參數，的沉積作業结果。 晶阓1和2是矽，而晶_3-8是熱氧化物。Μ第3表之晶 阓6-8於5 000標準立方匣米/分鐘、5托耳和100旋轉/ -19- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐〉 Μ 294827 Β7 五、發明説明（17 ) 分祷旋.轉速率和250瓦特功率水準下，接受]20秒RF電漿 一 氨退火，结果如下。 第3表 結果以及另外的參數 晶圓 TiN層 沈*^率 層阻抗 載物台Μ 編號 厚度（埃） (以分鐘） (微歐姆一厘米） (°C) 1 996 3 3 2 6 40 5 18 2 1,06 9 3 3 6 6 07 5 19 3 1,06 4 3 5 5 6 6 6 5 2 1 4 1,488 49 6 8 15 524 5 1,5 6 2 5 2 1 8 2 1 5 2 1 6 1,444 48 1 7,1 2 1 5 2 2 7 1,3 8 1 4 5 4 5,8 12 5 2 4 18 1,3 0 6 43 5 6,3 6 3 5 2 3 低漶T丨N沉積K 5 0 0 10之基板溫度加Μ重複且结果依照 下面的第4表列出。晶圓1是矽且晶圓2-7是熱氧化物。 I! - 1—..... - _1 - 1 ....... - : - 士民 - -II ........ - . -- II ·-- W 、-° (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -20-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（18 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第4表 I 結果以及另外的參數 晶圓 TiN層 沈_率 層瞧 載物台雛 編號 厚度（埃） (埃/分鐘） (微歐姆一厘米） (°C) 1 990 3 3 0 5 78 5 79 2 1,086 3 6 2 6 87 5 9 0 3 1,0 3 4 3 4 5 700 5 9 7 4 1,09 2 3 6 4 786 5 9 5 5 1,004 3 3 5 1.8 9 2 5 9 1 6 1,0 0 1 334 1,8 4 0 593 7 1,004 3 3 5 1,886 5 9 4 第4表中的晶圓1-4不加Μ退火，而晶圓5-7使用類似 的RF爾漿ΝΗ3退火製程和參照第3表之沉積作業所使用的 參啦加W,退火。 同樣地使用600 Τ的基板溫度，將本發明的CVD製程用 於沉精TiN ，結果顯示於下面的第5表中，晶圓1和2為 矽a晶圖3- 8為熱氧化物。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（19 ) 第5表 結果以及另外的參數 晶圓 TiN層 沈積速率 層阻抗 載物台Μ 編號 厚度（埃） (埃/分鐘） (微歐姆一厘米） (°C) 1 6 5 7 2 19 3 9 1 6 5 0 2 822 2 7 4 2 54 6 5 0 3 740 2 4 7 43 2 6 5 0 4 76 8 2 6 3 5 4 3 6 5 0 5 76 7 2 5 6 47 1 6 5 0 6 76 5 2 5 5 949 6 5 0 7 773 2 5 8 9 73 6 5 0 8 9 10 3 0 3 2,7 1 0 6 5 0 (請先54讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 、ya 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 再次地，類似於表3和4的退火步驟，將RF電漿NH3退 火實施於第5表的基板晶圓6-8上，除了在1托耳的壓力 而非5托耳之外。因此，使用本發明低溫C V D製程的T i N 沉穑可在各種低於傳統熱CVD需要之溫度的溫度下完成。 雖然氮化钛可用本發明沉積，但僅沉積純钛層也可能是 須要的。例如，可能將鈦層沉積於矽晶圓上，其然後與鈦 反懕與鈦反應Μ形成矽化鈦（TiSU)膜。為了這個目的， 本發明也可用於沉積钛層。 下而的第6表說明在650 f之熱氧化物晶圓上產生含約 略84%鈦之沉積膜的沉積作業结果和參數。對這種低溫化 -2 2 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） \ A7 B7 五、發明説明（20 舉氣相.沉積法而言，這是一涸優異的結果。表6的沉積作 業根據下列的沉積參數施行，使用圖2的RF蓮蓬頭/電極 構造。 第β表.之沉積—參_數„ · TiC14 (標準立方匣米/分鏡） 檁準立方厘米/分鐘） R F甯湄（瓦特） 反應宰昭力（托耳Ί 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 沉積時間（秒） 基板漶度（t ) 第6表 10 5 00 250 @ 450千赫茲 1 100 2700 650 結顆及另外的參數 晶圓 Ti層 沈織率 mmiii 載物台Μ 編號 厚度（埃） (埃/分鐘） (微_-厘米） re) 1 1,9 8 3 4 4 9 2 9 6 5 1 (請先闖讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第6表的基板晶圓不加Μ退火。 額外的ΤΪ-爾沉積作業根據下面的第7表參數實施，下 列結果顯示於第7表中： 第7_ __表+之..._沉..猜„參JSL_ Tic丨4 (榑準立方匣米/分鐘） ίο Ha (標準立方厘米/分鐘） 500 -23- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（21 ) RF甯循.（瓦特） 反應室颳力（托耳） 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 沉積時間（秒） 萆板溫度（t ) 載物台潙度（f ) 第7表 2 5 0 @ 4 5 0千赫玆 0.85 100 1 2 0 (晶圓7 1 8 0秒） 565 650 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 結果以及另外的參數 晶圓 編號 Ti層 厚度（埃） 沈_率 (埃/分鐘） 層酿 (微厘米） 1 134.8 6 7.4 2,1 1 6 . 1 2 466.2 2 3 3.1 1.767 . 8 3 209.2 1 0 4 * 6 761.8 4 100.8 5 0.4 — 5 194.04 9 7.0 — 6 154.98 77.5 — 7 115.92 3 8.6 1,00 1 .4 8 114.7 5 7.3 371.6 9 15 2.5 7 6.2 3 2 1.6 10 3 9.06 19.5 — 11 4 1.6 2 0.6 — 12 50.4 2 5.2 — 由於含肽綱之化學氣相沉積法超過物理性沉積技術的 24 - 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- 、—=& -11 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 10 500 500 250 @ 450千赫玆 1 100 450 520 A7 B7 五、發明説明（22) 俩益處.是改良的梯吠覆蓋和膜平整性，所Μ將根據本發明 沉穑之膜曆的幾種加Κ測試以量測平整性和梯狀覆蓋。測 試平整件和梯狀覆蓋的層根據第8表的.參數加Μ沉積，結 果顯示於下面的第8表中。根據下面參數沉積之膜層的膜 平整性和梯狀覆蓋非常好。 平整性和„.梯JOL置象1_ 第8表之沉_屋.也_業„i TiCH標準立方匣米分鐘） Η“揮準立方匣米/分鐘） 槽準立方厣米/分鐘） R F雷源（瓦特） 反應宰颳力（托耳） 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘 基板溫度（) 載物台溫度（t ) 第8表 結果以及另外的參數 晶圓 TiN層 沈積速率 層阻抗 載物台溫度 編號 厚度（埃） (埃/分鐘） (微_一厘米） (°C) 1 586 3 6 2 — 5 2 0 2 2,423 3 0 4 — 5 2 0 沒有一次在表8中使用並測試梯狀覆蓋的晶圓Μ ΝΗ3的 R F雷漿退火。 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） \ • -----------— I —---士民------丁 、va '(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（23 )

如上所述，氮化鈦（T i N )暦可依據本發明之原理加Μ沉 積而不使用氨氣（HH3)。反之，使用[12和^2氣體的混合物 。使用TiCl4 、？<2和112的氮化钛低溫沉積是須要的，因為 它降低反應室内由Ti’CU和NH3之化學反應所形成的污染 。更特定言之，TMCU與NH3在120 下的溫度反應K 形成黃色的粉狀加合物，且為了防止加合物形成，加熱反 應宰壁辛最少150 在過去是需要的。由於規在使用 T i C U 、N 2和Η 2化學作用替代H Η 3 ，在低溫沉積氮化鈦層 是可能的，所Κ不再需要移除沉積的加合物或者加熱反應 宰器带，因此大大地降低了 CVD系統的成本。 根據第9表的沉積參數，使用具有未加熱器壁的反應室 和1/1的氣體混合物沉積氮化钛層於幾片熱氧化物基板 之}：.。在_沉積之後，觀察反應室，未發現黃色加合物的 譖據。沒有一片第9表的晶圓M RF HH3退火加以退火。 H表加合物試驗之參黻 T i C 1 Λ (標犖立方厘米/分鐘） 10 500 5 00 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 標準立方厘米/分鐘） Ha(榑準立方厘米/分鐘） R P雷源（瓦特） 反1«宰颳力（托耳） 截物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 某板溫度（ 沉穗時間（秒） 載物台襯度（T ) ---------裝-- (請先闡讀背面之注意事項再填寫本頁) 250自450千赫茲 1 100 450 95 約略520 -26 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（A ) 第9表 結果以及另外的參數 晶圓 TiN層 沈積速率 層雖 載物台溫度 編號 厚度（埃） (以分鐘） (微厘米） ΓΟ 1 94 5 8 2,1 6 4 5 2 5 2 13 2 8 3 2,1 1 8 5 2 3 3 12 7 8 0 1,3 77 5 2 0 4 14 3 9 0 6 6 0 5 2 0 5 14 3 9 0 764 5 20 6 16 0 10 1 9 0 5 5 2 3 7 16 2 10 2 7 3 8 5 2 1 8 16 2 10 2 8 30 5 2 0 9 19 5 12 3 6 8 9 5 19 10 204 12 9 70 2 5 2 3 進行進一步的沉積作業，於其中雷漿和反應物氣體流量 K及內部沉猜颳力加K調整。例如’顯示於表中的沉積 作業使用較髙的Η 2流動速率和從1托耳至5托耳的漸增沉 稽聒力。此外，對某钱沉積作業ΜΗ2與氬氣混合。 n^n tm Is n^i mu 士 (請先閭讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表„.1立之.參.欺.

TiCi4 (標準立方厘米/分鐘） 10 標準立方匣米/分鐘） 2,000(晶圓1-4) 1,500(晶圓 5-9) 氬氣（榑準升/分鐘） 0.5 (晶圓5-9) -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 五、發明説明（25 A7 B7 RF甯循.（瓦特） 反應宰聒力（托耳） 載物台旋轉瑰率（旋轉/分鐘） 某板溫度（m 沉楢時間（秒） 載物台溫度（υ ) 表― 250 @ 450千赫茲 5 100 565 300 (晶圓 9 600 ) 約略650 結果以及另外的參數 晶圓 Ti層 沈^^率 層酿 編號 厚度（埃） (埃/分鐘） (微厘米） 1 94 5 8 2,1 6 4 2 1 3 2 8 3 2,2 1 8 3 12 7 80 1,377 4 143 9 0 6 6 0 5 143 9 0 76 4 6 16 0 10 1 9 0 5 7 16 2 10 2 73 8 8 16 2 10 2 8 3 0 9 19 5 12 3 6 8 9 -- I - - I n 士 HI ml n 一 >. 、-° (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在表10中，晶價M-4將[12流量增加至2,000標準立方厘 米/分铸且晶阆5-9增加至U500標準立方厘米/分鐘。 將沉積职力增加至5托耳。對晶圓5-9而言，使用0.5標 準升 / 分挿（standard liters per minute ，下文簡稱 28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 294827 A7 B7 250 Θ 450千赫茲 5 100 300 (晶圓9-12 600秒） 565 650 五、發明説明（& ) slm)流阜的氬氣而·ΜΗ2作為稀釋劑。在表10中，晶圓卜2 和5-fi是矽，而晶阆3-4和7-9是熱氧化物。 表1 1顯示出Μ增加之Η 2流量和增加之沉積壓力進行的另 外作業。 第1Λ.表....之.沉.盤..參

TiCU (標準立方匣米/分鐘） 1〇 Η“榑準立方匣米/分鐘） 1500 氬氣（標準升/分鐘） 0.5 RF雷源（瓦特） 反應室嗶力（托耳） 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 沉積時間（秒） 蓽板溫摩（ΤΜ 載物台溫度（Τ ) ---------批衣------ΪΤ-------,Α. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） " 發明説明（27 ) Α7 Β7 第表 結果以及另外的參數 晶圓 Ti層 沈積速率 層阻抗 編號 厚度（埃） (埃/分鐘） (微_—«) 1 67,4 2.1 1 6 . 1 2 2 3 3 .1 1,767.8 3 209.2 104.6 761.8 4 5 0.4 — 5 194.02 9 7.0 — 6 77.5 ---- 7 15.92 3 8.6 1.00 1 . 4 8 5 7.3 3 7 1-6 9 76.2 3 2 1.6 10 39.06 19.5 — 11 4 1.6 20.6 — I12 5 0.4 2 5.2 — (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ya Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 氬物夫 漿 從1托耳至5托耳的沉積懕力變化產生更為穗定 爾漿。另外，含有小流量氬氣添加之增加的氫流 爾漿流動的穩定性K及電漿強度。〇-〗〇標準升/ 氣流最是較佳的。晶圓1-2是矽，而晶圓3— ίο是 。晶圓11和12是硼磷-矽酸鹽玻璃，可自加利福 利蒙特的薄膜公司（Thin Films, Inc. of Free η lifornia)取得。沒有一片表10或者11的晶圓Μ 退火加Κ退火。

稱高的化州 電 對提鐘氧亞 t’ 3 和量分熱尼 C N Λ -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2^7公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 5 1,500 0 . 3 250 @ 450千赫茲 5 100 450 450 A7 B7 五、發明説明（28 ) 表12顧示出在450 υ之載物台溫度的另外沉積作業。 第..1.2 表.之.,.沉..積_._參_ _數__

TiCU (榑準立方匣米/分鐘） 榑準立方厘米/分鏡） 氬氣（標準升/分鐘） R F爾源（瓦特） 反應宰聒力（托耳） 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 某板溫度（P ) 載物台溜度（T ) 第12表 結果以及另外的參數 晶圓 編號 TiN層 厚度（埃） 沈麵率 (以分鐘） 層阻抗 (微_一厘米） 1 9 9 0 3 3 0 5 78 2 1,086 3 6 2 6 8 7 3 1,0 3 4 3 4 5 7 0 0 4 1,0 9 2 3 6 4 7 8 6 5 1,0 0 4 3 3 5 1,8 9 2 6 1,00 1 3 3 4 1,840 7 1,004 3 3 5 1,8 8 6 晶圃1-4是矽，晶圓5是熱氧化物而晶圓6和7是含有 $S、矽和铜的铝合金。表12的作業β和7敘述使用本發明 -31 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ----------批衣------II------2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（四） 沉積含钛_於鋁上的發展能力。表12的沉積作業使用比表 一 11之作業更低的反應物氣體流量，即5標準立方厘米/分 铸的T丨C U 。 表13的沉積作業在進一步降低的TiCU流動速率下進行 。表13的所有晶圓都是熱氧化物。沒有一片表12或13的晶 _ K N H 3 R卩退火加Μ退火。 第—13表—之11 參1

TiCU(標準立方厘米/分鐘） 晶圓卜2，4檷準立 方厘米/分鐘； 3 - 4，3標準立方厘 米/分鐘； 5-6，2標準立方厘 米/分鐘；及 晶圓7為1標準立方 厘米/分鐘； 標準立方匣米/分鐘） 〗，5 00 RF窜源（瓦特） 250 Θ 450千赫茲 反應宰昭力（托耳） 5 載物台旋轉速率（旋轉/分鐘） 1〇〇 沉積時間（秒） 300 (晶圖1和2分別為180及240) 蓽板溫度（450 載物台溫度（ΤΜ 450 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------1T-------..A (請先"讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 294827 ΑΊ Β7 五、發明説明（3〇) 第13表 結果以及另外的參數 晶圓 Ti層 沈積速率 層阻抗 載物台Μ 編號 厚度（埃） (以分鐘） (微歐姆一厘米） (°C) 1 990 3 3 0 578 579 2 1,086 3 6 2 6 78 5 9 0 3 1,0 3 4 345 700 597 4 1,09 2 3 6 4 786 5 9 5 5 1,004 3 3 5 1,892 5 9 1 6 1,00 1 3 34 1,840 5 9 3 7 1,004 .3 3 5 1,886 5 9 4 根據本發明，將多重層沉積於基板上。使用先前說明之 輩覉鎢、鈦、氮化鈦、或矽化钛沉積的程序以沉積第一層 於基板上，接著是不同的第二喔。第二層也會根據先前說 明之稈序加以沉積。最理想而言，另外的層可加Μ沉積。 當有肋益時，氨退火會加Μ使用。 一種整合的接觸金饜化製程可藉由首先KPECVD沉積钛 屏於矽表而上而加以使用。這將形成矽化鈦層。钛沉積之 後，陁行氨雷漿退火Μ提供氮化的矽化钛上靨。最後，氮 化鈦膊可再次地在相同的反應室中藉PECVD予Μ沉積。最 後，接著氡化钛沉積之後，鋁或鎢金臑可加Μ濺鍍沉積。 然而，瑄個最终沉積會需要使用濺鍍沉積技術的個別反應 宰。任何所典梨地使用的濺鍍沉積室可用於本發明。濺鍍 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） V —111--11 — -------士民-----—τ______A 、-0 (請先H讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（31 ) 沉稽法.對熟諸此枝蕤者而言是為人熟知的且，本質上，不 — 形成本發明的一部份。 本發明也可用於為鋁接觸形成保護層。當氮化鈦沉積於 铝金靨化_上時，在界面處形成氮化鋁。這是一種絕緣體 巨因此阳礙了從一層金國化層至另一層的電流流動。氮化 钛膊需要作為形成鎢通孔栓的附著層。為了克眼這個問題 ，使用先前說明之PECVI)製程將钛層沉積於先前沉積之鋁 曆上。然後使钛蹰受到電槳增強的氨退火，亦如先前所討 論。最後，較厚的氮化钛層可使用本發明的PECVD製程加 W沉積。因此，沉稽的钛層將保護鋁層，防止因與氮化鈦 反應而起的氮化鋁形成。再次，這可全部在一個反懕器中 做到，其處先前會需要兩個濺鏞室。因此這提供了單一反 _窜CVD多屏金_化曆製程。 再者，本發明可用於施加氮化钛膜於鈦膜之上。钛膜根 據先前說明之PECV1)方法可沉積於任何基板之上。接著使 钛受到雷漿氨退火，如先前所討論，以形成氮化钛附著曆 。然後Μ本發明之PECVi)方法沉積氮化钛。當沉積氮化钛 _於氮化的钛賴時，分成兩個步驟進行可能較好。在起始 步驟中，钛可在四氛化鈦缺乏下加以沉積，即，20標準立 方匣米/分铸的四氣化鈦流動速率和約500標準立方厘米 /分铸的氨流動速率而以5標準升/分鏟的氮氣作為稀釋 劑。在約100至5 00埃的氮化钛薄屬已沉積之後，四氯化钦 的流動埤率可調高進入飽和均衡，即，約80標準立方厘米 /分铸，而使氨和氮氣速率維持不變。這可沉積至須要的 -34- ---------.裝-- (請先ΪΖ讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 本纸張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

A7 B7 五、發明説明（32 ) 厚度目..平檠件會是約]00%。 雖然本發明已藉由本文中的具體實拖例說明加以敘述， 日雖然具髑官施例已相當詳細地加Μ說明，但是本發明的 範畴不應受限於這些细節。另外的優點和條正對熟諸此技 鲧者而言，將容易地顯琨。例如，本發明的低溫CVD技術 可用Μ沉積其他除了本文廣為詳细地討論之含鈦膜Μ外的 賴。而A，Η 2和Ν 2 Κ外的氣體活性化基也可用Μ降低沉積 溜度。本發明在廣義方面因此不受限於特定的细節、代表 的裝置和方法、和所顯示及說明的解說實例。因此，可能 產生與這些細節的背離而不偏離申請人們之通盤發明槪念 的精神或範囀。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先ΪΤ讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 294827 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種沉積氮化钛膜於基板上的方法，包括： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #反應室中藉由產生氣體混合物之電漿而形成該钛層 於該基板的該表面上，該氣體混合物包含四鹵化钛和氫 氣*於其中該電漿產生於該表面約25毫米之内； 在該反應室中藉由從選自包括氨和氮氣之氣體，在該 钛暦25毫米之內形成電漿而氮化該钛層，因此形成氮化 紋層。 2. 根據申請專利範圍第1項之方法，於其中該基板表面是 鋁。 3. 根據申請專利範圍第1項之方法·於其中該基板表面是 4. 根據申請專利範圍第1項之方法更包括在該反應器中藉 由自第二氣體混合物產生電漿而沉積氮化鈦層於該氮化 鈦層上，該第二氣體混合物包括四鹵化钛和選自包含氮 氣及氨的氣體，於其中該甯漿產生於該第一氮化钛層 25厘米之内。 5. 根據申請專利範圍第4項之方法，於其中該基板表面是 鋁。 6. 根據申請專利範圍第4項之方法，於其中該基板表面是 钛° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 7. —種沉積氮化钛膜於鈦表面之上的方法，包括使該钛表 面遭受第=電漿•於其中該電漿產生自選自包含氨和氮 氣的氣體且於其中該電漿產生於該钛表面25厘米之內； 自氣體混合物形成第一罨漿於該鈦表面25毫米之内， -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 294827 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 於其中該氣髑混合物包括四鹵化钛和選自包含氨和氮氣 -的氣體。 « · 根據申請專利範圍第7項之方法，於其中該第一氣體混 合物包含少於約10%的四鹵化鈦，於其中沉積約100-5 00埃的氮化钛；且於其中改變氣體混合物μ設定大於 10%高達約20%的四鹵化钛濃度。 9.—種形成氮化钛膜於矽表面上的方法，包括形成包含四 _化钛和氣氣之第一氣體混合物的第一電漿，於其中該 第一窜獎產生於矽表面25牽米之内，因此沉積钛膜於該 矽表而之上； 輻由產生第二氣鵂的第二電漿而氮化該已沉積的膜， 於其中該第二氣體選自包括氛和氮氣且於其中該第二氣 體的第二雷漿產生於該已沉積之膜25毫米之内；及 藉由產生第三氣體混合物的第三電漿而沉積氮化钛瞑 層於該已氮化的沉積膜上，該第三氣體混合物包括四鹵 化钛和選自包含氨及氮氣的氣體。 I. 0.根據申請專利範圍第9項之方法，於其中該四鹵化鈦是 四氛化钛。 II. 根據申請專利範圍第9項之方法，於其中該第二氣體是 氡。 12. 根據申讅專利範圍第9項之方法，其中該第一、第二和 第三雷漿的每一種產生於該表面20毫米之內。 13. 根據申請專利範_第9項之方法，其中該第一、第二和 第三雷漿賴由在位於該表而25毫米内之金圈蓮逐顗上產 生無堞雷頻率位能而加以產生。 _37_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ' -- ---------^------1Τ------..VI (請先G讀背面之注意事項再填寫本頁)