TW432490B - Method and apparatus for improved control of process and purge material in a substrate processing system - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4-3 2 4 9 0 ；\7 __________ & 五、發明說明（） 發明領域= 4 · 本發明係直接相關於製造積體電路之領域，特別是直 接相關於介紹在一沉積處理系統中導入製程與沖刷物質 的改良方法與裝置。 發明背景： 目前鋁被廣泛地使用於積體電路中當作一内連線（例 如：插塞和接觸孔）。然而，為了達到較高元件密度，較 快的操作頻率和較大晶粒尺寸，需要一比銘具有較低電阻 之金屬，以使用於内連線結構中。銅之低電阻性使得其成 為取代鋁之良好替代物《 已有兩種已被完善建立以用來沉積銅之技術，即化學 氣相沉積（"CVD")和物理氣相沉積rPVD，1)。使用化學氣相 沉積製程是因為可提供一較佳均勻性的沉積層。例如，銅 之化學氣相沉積可使用一預製物（precusor)來達到'此預製 物已知為 Cupraselect®，其化學式為 Cu(hfac)L .。 Cupraseiect®為 Schumacher of Carlsbad，California 之註 冊商標。Cupraselect®由銅所構成，其中銅束缚於沉積控 制化合物如（hfac)和一熱穩定化合物（L)。hfac代表六象乙 酿丙酮（hexafluoroacetylacetonato)，且（L)代表厶：配位基化 合物，如三甲基乙烯石夕妓》(trimethylvinylsilane，’’TMVS”）。 在利用Cu(hfac)L進行銅之化學氣相沉積製程期間， 預製物被汽化並使之流通入含晶圓之沉積反應室。在反應; 室中，晶圓表面上加熱注入預製物。在所需之反應溫度 第51 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (锖先閱讀背面之ii意事項再填寫本頁) d --------訂-----III - 1ΛΙ 4324 90 Λ7 -—--- . J37 一-* —< — - 一丨丨 . 五、發明說明（） 1 下，下列為其反應結果 ，· 2 Cu(hfac)L Cu + Cu(hfac)2 + 2 L (式 1) 產物銅（Cu)沉積於晶圓之上表面。在晶圓處理過程中 反應室維持在真空下’除去反應室中此反應之另二副產 物’即 Cu(hfac)2 和（2L)。 關於使用Cupraseiect®作為化學氣相沉積之傳送材科 的問題’為將物質由液態儲存注射式容器（a!np〇ule)傳送至 進行化學氣相沉積之反應室。一般必須先將液能 Cupraselect®汽化並與攜帶氣體混合（例如氬、氦或任何其 他在注入容器與反應室間之惰性氣體汽化室可藉改變 二種環境條件（溫度或壓力）的其中之一，來併入輸送系統 與功能中。大部分汽化室可升高預製物之溫度，以達到所 需狀態的改變。不利的是，溫度上升太高，會導&預製物 的崩溃’以及在介於儲存注射式容器與反應室間之傳輸線 後績嵌入（沉積）。一例為藉由Netherland之Bronkhurst所 製造之CEM汽化室可用於汽化預製物液體。另一不利的 疋’在僅汽化50-1500克Cupraselect®後，這些儀器會被 阻塞住。對於晶圓製造應用，在晶圓至晶圓間的汽化速率 必須一再被重複。 ' 在汽化後，Cupraselect®與攜帶氣體（例如氬、氦或任 何其他介於注入容器與反應室間之惰性氣體）一起被抽@ 進入處理反應室。此柚運作用傾向於將高濃度之TMVS抽 第6育 本紙張尺度適用中關家標準—(CNS)A4規格⑵G X 297公g )-----*-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝--------訂---------線；= 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 432490 ...\?· 一一丨丨· —— ϊ>7 ..丨丨 j.j / 耳、發明說明（） . 離Cupraselect ’並留下較不41定之銅和hfac於傳輸線中 (此傳輸線介於注射式容器、輸送系統和處理反應室中）。 在這些情況下’所不需要之嵌入或沉積亦可能發生在重要 的么且。例如’嵌入（Plating)可能發生在汽化室、閥和處 理反應i_噴氣頭模孔（pr〇eess chamber showerhead)等附 近。嵌入可改變這些關鍵性系統元件的維度，減少反應室 和生成沉積層的進行。再者，不被預期之嵌入亦可能在沉 積過程中發生脫落，其中此種沉積過程使得處理晶圓產生 錯誤且不尋常。因此，必須在此反應室中進行-維修動作以 取代或清理反應室’而會因此減低其產能。 為了重複提供相同的沉積條件，需要產生一預製物蒸 氣，使其盡可能的靠近處理反應室，以減少在輸送系統中 任一點發生沉積的可能性，以降低清除反應室所需的時間 和花費，且更重要的是減少沉積系統中之壓力梯度。當摩 擦力作用於蒸氣上時產生壓力梯度i沿著容器與傳輸蒸氣 導管之内表面）。在汽化室中需要^^^、',，因為汽化室之效 能（產量）為壓...也見奧_制。再者，儘可能敬,〗、用於輸送農體 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 ϋ—件一，以減少所m費，並助於需要時可以完全地清除 系統。 根據以上所述，需要提供一裝置與方法用以改良基板 處理系統中預製材料的控制，以減少在系統中^入或粒予 形成的可能性’並同時増加沉積速率。 本纸張尺度洎用中國國家標準（CNS)A4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4-3 24 9 Ο --——~~—— Β7________

五、發明說明（） S - * 發明目的及概述： 關於習知技藝之缺點可以本發明中改良預製物質之 輸送和汽化裝置克服。尤其是提供一進行化學氣相沉積之 沉積系統，該系統至少包含一沉n應,該反應室具有 一蓋子和一附於該蓋子上之汽化言。再者，一或更多閥位 於蓋子與汽化室之間用以限制至反應室間預製物質之流 動，並i用以屋〜^附於汽化室上之預製物質輸送系統的清 除。該預製物質輸送系統具有一或更多傳導線。該傳導線 其中之一為一以多重線圈形式具有扭轉彈性iL彈性傳導 線’上述之扭轉彈性可使得在不中斷和分開液態預製物之 傳導線下’將蓋子和汽化室與反應室分開。弹性傳導線具 有3 0圈線圈’此線圈直徑約為3英吋且由1 /8"不銹鋼管 所製成。 類似地，此彈'媳I翁I由穿I農姨質―射# (例如鐵氟 隆製（Teflon) ’ 鐵氟隆改製（Tefi〇I1 variant)或 PFA 440-HP)’該穿透膜物質冗全覆蓋於護套（sheath)之下，護套之 第一末端連接於K化室JL其第二末端經由閥連接於壓力 控制元，用以排出傳導線和位於傳導線和護套間之空間的 氣體。 該沉積系統亦包含添^裝置，例如：預熱模粗（此模组 用以加熱在到達汽化室前流通過傳導線之預製物），一瘦 羞鬼（位於反應室噴氣頭之上），和反應，室中一復氳^勉^質注 入系統。上述所有裝置可用以改良預製物質之汽化和沉積 速率，並且可使之在較低壓力下導、行。所以，中斷預製物 第B頁 本紙張&度適3中國S^ (CNS)A4規格（2]0 X 297公笼―)" -------- ί --------裝--------訂------I —線 ’Τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 432490 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Ji7 '五、發明說明（） . ' 傳輸，所不被預期的沉積，、或形成粒子於系統中（即除了 基板上之反應少卜之任一點）有減少的傾向。因而，改善系 統之可靠性和重複性。 圖式簡單說明： 本發明所揭露之技術可藉由以下的詳細說明，並參考 附帶圖式加以說明；圖式其中 第1圖係顯示本發明之銅化學氣相沉積系統之第一具體實 施例概要圖； ~ 第2圖係顯示沉積系統之彈性傳導線（沿著第1圖的直線 2-2)之截面圖； 第3圖係顯示沉積系統之預製物傳輸系統部份； 第4圖係為本發明中喷氣頭與遮蔽板之詳細視圖；_ 第5圖係為本發明位於喷氣頭與遮蔽板上之注入系統之另 一具體實施例； 第 6a圖和第 6b圖為汽化室之另一具體實施例之詳細視 圖； 第7圖係顯示預製物輸送系統之更進一步的改良；以及 第8圖為用以操作此沉積系統之控制系統的概要圖。 為了有助於瞭解，儘可能地利用相同的參考符號標示 圖中相同元件。 、 圖號對照說明： 90 沉積系統 100 ,沉積反應室 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） 1-------- 7^\裝--------訂---------線} (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 432430 Λ7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 102 反 應 室 邊壁 νΓ0 4 .層 106 蓋 子 108 喷 氣 頭 110 噴 氣 頭 孔洞 1 12 基 板 支 撐物 113 電 阻 加 熱線圈 1 14 環 形 盤 116 基 板 118 支 撐 覆 環 120 汽 化 室 122 閥 124 遮 蔽 板 126 凹 形 元 件（喷氣每 i 1 08 凹陷部 份 ) 128 隔 離 閥 130 預 製 物 輸邊 132 汽 化 室 導線 134 彈 性 傳 導線 136 固 定 導 線 1 3 Β 調 即 閥 140 反 應 室 基底控 制 系 統 142 壓 力 控 制元 144 遮 蔽 板 1 24中 之 孔 洞 146 護 套 148 閥 1 50 反 應 物 質源 152 汽 化 室 導線和 護 套 間 空隙 302 護 套 之 第一末 端 3 04 護 套 之 第二 306 導 線 132 > 134 ， 1 : 36 間空隙 402 % 全 汽 化反應 氣 體 402 404 不 完 全 反應物 質 之 第 一流動 406 喷 氣 頭 108中 — 組 孔 洞其中 之 __； 路: 徑 408 不 完 全 汽化物 質 流 動 路徑 410 不 完 全 汽化物 質 之 汽 化流 412 不 完 全 汽化物 質 之 汽 化 416 喷 氣 頭 108之 蓋 面 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------7-"^ 裝 ---------訂---------^^. )i {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 432490 Λ7 B7 發明說明（） 1 502 注入系統 .5'04 注入器 602 熱板 ‘ 602 熱板 603 注入口 604 熱板基座 605 振盪器 606 軸承震動板 608 轴承 610 交流電源 612 線圈 6 14 震盪板震盪方向 616 支撐環 618 高頻元件 700 預熱模組 702 電源供應器 704 加熱裝置 - 發明詳細說明： 本發明之新特徵用以輸送預製材料至沉積反應室（鋼 之化學氣相ί5ζ積’預製物為CUpraselect(g)),使用一種控制 方法而不危害或過分增加系統之複雜度情況。此種特徵亦 提供一較低之操作壓力、較好的沉積速率和本系統之較好 的產能。本發明限制在預製物傳輸線内部和反應室中之粒 .； ' 子形成。重新裝置此改良輸送系統，可容易地清除輸送線 中之預製物，因此每一次沉積反應材料的輸送可良好重複 地進行。雖然本發明是描述以化學氣相沉積方式成長之銅 薄膜’但是凡熟悉此技藝者應了解本發明可應用於任何一 種薄膜之沉積反應，上述之沉積反應必須保持反應物質於 控制中且良好重複地輸送，以改良所產生的薄膜並減少系 統汙染的程度。 本發明之裝置的第一具體實施如第所述。特別是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSKV1规格（210 X 297公茇） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

H 1 n 0 I n I 線、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 24 9 0 八7 ____— ___________ .五、發明說明（） 1 » 沉積系統9 0至少包含一沉積反應室10 〇、—汽化室i 2 〇、 一預製物輸送系統1 30和一控制系統1 4〇。利用沉積系統 之一例為"WxZ 型反應室（由 Applied Materials，Inc. of Santa Clara » California所製造），本發明改良此反應室 以進行銅沉積。一較佳具體實施例為本發明連同使用預製 物Cupraselect®。然而，本發明並不排除為熟悉CVD技藝 者所使用已相當了解之其他預製物和添加物。 反應室100可藉由邊壁102、層（n〇or)i〇4和蓋子1〇6 定義。蓋子106包含喷氣頭1〇8，於噴氣頭中-具有複數個 模孔110。沉積反應室100更包含加熱基板支撐物1丨2， 基板支撐物I 1 2可用以支撐基板丨丨6(例如半導體晶圓）於 其上’基板116可用於沉積銅於其上。基板支撐物112由 耐久金屬物質（例如鋁）或陶瓷（例如氮化鋁或氮化硼）所製 成。基板支撐物112其功能如同一加熱器或加熱槽，且包 含一添加元件用以加熱基板1 1 6或移除基板丨2 6之熱能。 舉例而έ，基板支撐物11 2 .具有一個或更多個連接於電源 (未顯示）之電阻加熱線圈1 1 3。電源經由線圏】丨3提供— 電流，線圈於基板支撐物1 12中產生熱能，然後支撐物U2 傳導熱能至晶圓1 1 6。環狀盤1 1 4沿著反應室邊壁1 〇2環 繞，並且支撐覆環11 8。當已汽化之預製物與.被加熱晶圓 相接觸時（如下所詳述），利用化學氣相沉積方$沉積鋼於 基板116上。覆環118可用來保護基板116的周圍區域和 反應室底部區在（在此反應室底部區於其上不可能產生況 積）。一壓力控制單元142(例如：真.空幫浦）經由閥（例如：· 第12頁 b紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（2】〇x297公爱） ------I--i! 裝--------訂------I--線'^" f請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 24 90 'Y/ __________—_Β7_______ 五、發明說明（） . 1 節流閥）1 38併入處理反應室’100，用以控制反應室之恩 力。 - 在預製物輸送系統1 30其中一例，由反應物質源1 5〇 其中之一，經過一個或更多個閥1 48輸送預製物(例如液 態Cupraselect)至固定導線136。連接固定導線136於彈性 傳導線（flex conduction line)134(以下將更詳細說明）。連 接彈性傳導線1 3 4於汽化室導線1 3 2，汽化室導線1 3 2連 接於汽化室1 20。接著汽化室1 20連接於反應室1 〇〇之蓋 子106。導線132、134與136在此排列中可有~效地使液體 預製物輸送源至汽化室和反應室之連接不中斷。在本發明 之一較佳具體實施例中，傳導線I 32、1 34和136為單一 連續且直徑為1 /8英吋之不銹鋼（SST)管。上述之彈性導線 Π4之截面視圖如第2圖所示。上述SST管之彈性導線134 部份最好為具有直徑為3英吋約30圈之線圈。此線圈具 有扭轉彈性（原因詳述如下）。雖然以上所述線圈直徑為3 英吋且約30圏，但是其他圈數和直徑的組合亦可產生所 需之線圏和彈性。 藉由以上所述之預製物輸送系統'有助於維護反應室 ί 00(即不須考慮來自外界起源之液體傳輸線之弱化和中 斷）。特別是當打開反應室1 00且由此處掀開蓋子1 06，彈 性導線Π4之扭轉彈性可使得蓋子106和汽化室’120離開 反應室1 00在不割斷或破壞液體傳輸線（例如：管子）如同 單一元件進行練轉移動。此即，彈性傳導線1 3 4之盤繞可 使得管子具有一小但更有效的彈性.變形=當完成反應室 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) d - f— n n tt 訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 24 9 0 Λ7 ______________ B7_______ 一 ’ -——_ _丨丨_ ·"-* _ —‘五、發明說明（） 1 100之維修後，不須重新連接·或重_新择合傳輸線即可安全 地放下蓋子Ϊ06至反應室100。因此，傳輪線不宜直接曝 露於空中汙染物下而影響在傳輸線和閥中物質的流動。 另一種方式’彈性導線132、134與136可由鐵氟隆 製（Teflon)(由 DuPont所製造）、鐵氟隆改製（丁 efi〇n variant) ’或其他適當的穿透膜物質所組成，例如由pFA 440-HP (由Swagelock所製造）製造而成-因此導線132、 134與136亦可形成一排氣管（degasser)。特別是如果在液 態預製物中形成氣泡（推動氣體（例如氦）之擴喪結果），則 導線132、134與136之作用有如一選擇性膜（selective membrance)，並且使得氦擴散通過並且由液態物中除去。 第3圖詳述本發明之另一具體實施例，其中由穿透性 物質所組成之傳導線132、134與136更進一步被護套146 所包圍。此護套之第一末端302藉汽化室120所密封並， 且遵套之第一末端304藉麼力控制元142或其他類似地抽 運裝置密封（此抽運裝置是用以抽運介於護套146與導線 I32、丨34與丨36間空隙306之氣體）。在此情形中，抽速 空隙306至真空’可經由穿透膜排出傳輸線中之氣泡至系 統1 3 0外。為了使得液態預製物之輸送可—再重複，排出 傳輸線中之氣體非常重要（此即維持傳輸線中流體流動的 穩定’減少所不欲由氣泡所引發之中斷或擾動再者， 當排出氣體時1可保有不破壞液體傳輸線之優點（可減少 形成粒子於連接處且増加輸送系統1 3 〇之清除能力）。备 維持可靠度情形下，元件數目之減少可使得生產成本較 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -Π 裝 訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 3 24 9 Ο Α7 -一- ’五、發明說明（） Γ 少。 .. \ 預製物輸送系絲】^ 〇 士 ·枝 无130<進—步改良包含預熱預製物質 的能力，簡單描述如筐7闻 Ώ 如矛7圖。預熱預製物質是必須的，因 :可使知在re化至12〇中可更快速地汽化(可藉由位於預 ,j物輸送系統130中之預熱模组7〇〇來達到）。特別是此 預熱模組具有加熱裝置7〇4(即線圈），加熱裝置7〇4可與 傳導線132、134和136中一或更多相互流通。加熱裝置 可進而連接於電源供應7〇2。電源供應可以為交流（AC)或 直在（DC)，並且具有升高傳輸線132、或-中預製 物溫度至室溫（20。〇以上，但是在汽化溫度之下（約為6〇_ 65 C )义電源輸出能力。在一較佳具體實施例中，此預熱 溫度約為40°C。在401時預製物質可維持化學穩定，且 在進入汽化室1 2 0前被活化至接近汽化點。因此，分解與 預製物似乎不發生於預製物輸送系統丨3 〇中並且進入汽化 室120時快速汽化。 請參閱第1圖，進一步說明系統90選擇性包括閥 122，閥122位於汽化室120與蓋子106之間。特別是閥 1 2 2為一鬲傳導性閘閥，可用以控制來自汽化室1 2 〇已汽 化的預製物和攜帶物質傳輸至反應室1 〇〇的流動。此即所 輸送的預製物經由輸送系統1 3 0輸入汽化室1 2 0且於此被 汽化。一·汽化室的適當例子，在一具有共同申、請人的專利 中被討論’其標題為”化學氣相沉積汽化室"，作者為Frank Chang ’ Charles Dornfest，Xiaoliang Jin，Lee Luo，並且 代理人的卷宗號碼為AMAT/2847/PDD/HiK/MBE。已汽化 第15肓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（2】0 X 297公釐） -----------J裝------.1— 訂---------線 J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 2490 λ7 --________ .五、發明說明（） 的預製物經由閥122流至喷氣_頭1 Q8。經由喷氣頭108輸 送預製物和攜帶氣體至固定於基板支撐物112上之晶圓 汽化室120和閥122非常接近反應室’其優點在當 產生蒸氣時，不須經過很長的距離將流體傳輸進入反應 室。因此，傳輸線中較不易發生嵌入（plating)和阻塞。再 者，汽化室1 20接近反應室1 〇〇可有效地減少壓力梯度 (pressure gradient)的可能性，此壓力梯度會影響沉積反 應。例如，如果沉積系統80控制在1.5torr之壓力下，如 果壓力減少0.51 〇 rr時便足以破壞沉積薄膜的择性。再者， 由於閥1 22與反應室之靠進可使得晶圓得以快速處理而沒 有任何時間延遲。沉積反應之副產物亦可被抽運出反應室 以替代傳送系統的多餘空間；較少過量的反應物質亦被攜 至反應室因而造成在晶圓傳輸期間反應室元件上少量外 來沉積和鄰近反應室之交又牙染（cross_contamination)。閥 1 2 2之高傳導性使得傳輸線如同反應宣丨00 一樣可快速地 抽運（pump)與清除傳輸線1 3 2，1 34和1 3 6。類似地，高傳 導性閘閥亦可以高傳導性絕緣閥取代，已達到相同的蛣 果。更進一步，一分開絕緣閥1 2 8固定於汽化室1 2 0和閥 1 22之間’用以允許輸送系統丨3 〇的快速清除。 噴氣頭108更至少包含此主要沉積系統90另一新穎 性。特別是噴氣頭1 08不僅可當作已汽化預製物和攜帶物 質之配送板，亦可當作第二Η熱板”用以！集且再汽化過量 反應物質。噴氣頭108可藉由複數個凹形元件丨26進行此 功能，凹形元件1 26形成於喷氣頭丨08之蓋面4 1 6上且位 .第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A.l規格⑵(U 297公爱 -----------Λ)^ --------訂--------f (請先閱讀背面之ii意事項再填寫本頁) 4 3 24 9 0 Ρ./ 真、發明說明（） ‘ 於噴氣頭108上之遮蔽板124·中。輦^ . τ弟.4圖表不一噴氣頭1 0 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之放大示意圖’如圖表示蒸氣與不完全汽化液體的流動， 特別是關於來自汽化冑12〇和_ 122(見第！圖）之完全汽 化反應氣體402流通進入反應宣1〇〇。流體4〇2連續通過 一組遮蔽板124中之孔润144和噴氣頭1〇8中之複數個孔 洞1 10 =遮蔽板孔洞144與喷氣頭孔洞u〇互相偏位’用 以減少液態預製物之汙染。特別是不完全汽化液態物質的 第一氣體流404通過汽化室1 20和閥1 22並且藉由噴氣頭 108上方之凹形部份126蒐集。加熱噴氣頭丨08和遮蔽板 124至約65C (此溫度適於液態預製物（Cupraselect®)之汽 化）。此加熱可藉由任何已知且已被接受之反應室元件裝 置加熱完成，例如（但並不偈限於此），具有流體遠端加熱 的流體交換，電阻加熱元件414包含於喷氣頭1 0 8和（或） 遮蔽板其中或之上，位於反應室100中之熱燈（未顯示）° 因此，液態物質被汽化412或沿著通過喷氣頭1 〇$中複數 個孔洞的其中之一的路徑406。不完全汽化物質亦可沿著 路徑408流動，或於遮蔽板124上被汽化4 1 2 ’或沿著路 徑4 1 0當作一汽化流。理論上，改良式噴氣頭1 〇8和遮蔽 板可藉著蒐集與二次汽化該液體以避免液態物質流呈基 板表面。 *·- * 第5圖描述沉積系統9 0之另一具體實施例’其中注 入系統502可併入反應室，以助於汽化反應物質之輸达。 特別是，在此類似具體實施例中’複數個注入器504位於 連接於一或更多液態反應物質源..15 0之蓋子106下方。加 第17頁 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Λ7 4 3 24 9 Ο .五、發明說明（） ‘ 熱遮蔽板124因而取代一分開熱表.面（汽化室中之熱板）的 需求。因此，汽化反應物質均勻輸送圖案產生於噴氣頭1〇8 上。注入系統502之更大優點為增加預製物之流動速率和 汽化速率。 本發明之進一步改良為汽化室12〇，如第以和❹圖。 特別是於汽化室120中放置一用以傳輸熱能之熱板6〇2(連 接於電源’未表示）’用以原子化液態預製物。原子化之 液態預製物自注入口 603(注入口連接於傳輸線132，見第 1圖）進入汽化室120中。熱板602為凹形且由-基座6〇4所 支撐，此基座604包含重要的電子與物理連接元件以使得 熱板發生其功旎。以上所考慮的精細元件在所申請的專利 範圍之外。一般指定的標準汽化室包含於上述具體實施例 中所討論之改良。當液態預製物撞擊熱板602時，大部分 物質被汽化。如果液滴所得之熱能不足以影響所需狀態改 變’則小液滴仍可保持於熱板上。此即，當預製物被汽化 時熱板之熱能可轉換成預製物之動能，因而減少更進一步 汽化所需之熱能。 為了增強汽化，需要增加液體之表面積。一用以增加 表面積之裝置為震盪熱板6 02。此震盪熱板6 02連接著於 振盪器（vibrator)605上（見第6b圖），振盪器605被隔絕於 製程環境之外，振盪器605是由位於熱板6〇2 ^之軸承振 動板（shaft-mounted diaphram)606 所組'成。振動板 6〇6 之 軸承部份6 0 8由線圏6 1 2所環繞。線圏6 1 2繞成環狀且連 接於交流（AC)電源610。AC電源供應包含或置於基座604 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — It —-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制 經濟部智慧財產局員工消費合作社印？^ 4 3 24 9 0 Λ, -_ Β7__________________— .五、發明說明（） . 1 中。更進一步，電源供應6 1 0 ·以高頻範圍控制且最好介於 約2〇〇Hz-6KHz頻率範圍。高頻元件618可將振動板606 與熱板602耦合。支撐環<51 6可保持熱板602彈性地位於 基座上。因此，震動板606和熱板602可以垂直方式快速 地震盪（如箭頭614所示）。此垂直運動增加了液滴的遷移 率（mobility)，因此可增加汽化表面積。 以Cupraselect®進行CVD之改良方法亦為本發明之 —部分。尤其是過度加熱熱板602可大大地增加預製物之 汽化。此即預製物質自起源之進入汽化室i 2 (f，過度加熱 熱板至比預製物之分解溫度至少高约50 °C ,在一較佳之具 體實施例中’熱板溫度範圍大約為70-210°C (Cupraselect® 之分解溫度大約為60-65°C )。傳輸至预製物之生成熱能可 完全汽化預製物（大大減少在反應室中凝結或液滴形成的 可能性）。某些預製物之形成或彼入亦可發生於熱板上或 汽化室120之内表面’而汽化室120為一高且易耐用元 件，對於以下製程並沒有很大作用。 以上所述之裝置和反應可在訊息處理基本控制系統 140(第1圖）之控制系統中進行。第8圖為沉積系統90(如 第1圖所示）之塊狀圖’該系統90具有提供此能力之控制 系統1 4 0。控制系統1 4 0包含訊息處理單元（p r 〇 c e s s 〇 r unit)802，記憶體804，容量儲存裝置st〇rage device )806，输入控制單元808，和一顯像單元8〗〇，以 上所述裝置皆耦合於控制系統匯流排g 1 2中。 訊息處理單元802形成一，般目的電腦（general 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇x 297公发） -----------裝- 訂---------線}1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24 9 0 ，五、發明說明（） 1 purpose c〇mputer)，當進行本、發明螂之cvd程式時上述之 電腦成為特定目的電腦。雖然本發明是以軟體進行且在一 奴目的電腦上操作進行，但是凡熟知此技藝者應可了解本 發明亦可利用應用特定積體電路ASIC之硬體或其他硬體 電路中操作。因此，本發明可在軟體，硬體（或兩者同時 使用），以整體或部份之情形進行„ 訊息處理單元8〇2可以為一微訊息處理機或是其他可 用於進行儲存於記憶體指令的機器。記憶體8〇4至少包含 一硬碟驅動裝置’隨機存取記憶體（"RAM'，），—唯讀記憶體 ("ROM")，RAM和R〇M之組合，或其他訊息處理可讀儲 存介面。記憶體804包含訊息處理單元802進行以助於沉 積系統90功能的指令。記憶體8〇4中的指令是以程式碼 形式寫成。程式碼可依照不同程式語言任意其中之—寫成 (程式碼可以為c+、c + +、BASIC、pascai或其他數種程式 語言）。 谷量儲存裝置806可儲存資料、指令、檢索資料，和 來自訊息處理可讀儲存介面（例如磁碟片或磁帶）之程式碼 ^例如·谷量儲存裝置806可以為硬碟驅動機、軟碟 驅動機、磁帶驅動機、或光碟驅動機。容量儲存裝置806 根據接收來自訊息處理單& 8〇2之指示儲存並且檢索指 令。資料與程式碼指令（藉容量儲存裝置8〇6、儲存且接收 程式碼）可藉由訊息處理單元8〇2用以控制沉積系統9〇。 來自A面之資料和程式碼指令首先藉由容量儲存裝置8〇6 檢索然後精由訊息處理單元傳蜂至記憶體Μ4使用。 ________ 第 20 頁 }紙張尺度—中~1^票準(cns〉A4 ------— --------------------^---------$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 24 9 0 a7 _____ B7 ....... 一 ....... —1 m,mmr •f.mmmma ，五、發明說明（） 1 顯像單元8 1 〇可在訊息處理單元802之控制下，以影 像和字母數字#號之形式將資料提供與反應室操作者。輸 入控制單元808將資料輸入裝置（例如：鍵盤，滑鼠或光 筆）與訊息處理單元耦合用以提供反應室操作者輸入之接 收。 控制系統匯流排8 1 2提供資料，和控制與系統匯流排 8 1 2賴合之所有裝置彼此間控制訊號的轉換。雖然控制系 統匯流排裝置如同直接連接於訊號處理單元802中裝置之 單一匯流排’控制系統匯流排8丨2亦可為一组'•匯流排。例 如，顯像單元810、輸入控制單元808和容量儲存裝置8〇6 可以與輸入-輸出周圍匯流排相耦合，當處理單元802與 記憶體8 04耦合至一控制處理匯流排。局部預製物匯流排 和輸入-輸出周圍匯流排耦合在一起以形成控制系統匯流 排 812 » 控制系統1 4 0與沉積系統90之元件相鶴合用以提供 本發明中銅之CVD。這些元件中之每一項與控制系統匯流 排8 12相耦合，用以幫助控制系統丨4 〇和上述元件間之聯 絡。上述元件包含如下：複數個閥8〗4(第i圖中閥工22和 148)，加熱元件113、壓力控制單元M2、訊號源ι58、汽 化至120，選擇性混和塊（opti〇nai mixer bi〇ck)8i6(未表示 於第1圖中，但亦可連接於輸送系统13〇或反^室1〇〇任 一其中之一）。控制系統140可提供訊號至反應室元件， 使得這些元件在此裝置中進行銅層之形成。 在操作中時，訊號處理單元802.根據程式碼指令（此指' 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） ------------裝-----I--訂---------線 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 八7 B7 4 3 24 9 0 五、發明說明（） ： 令來自檢索記憶體m)指定反.應室元件之操作。例如，一 但晶圓放置於處理反應室100中，訊號處理單元8〇2可檢 索來自記憶體804中之指令（例如啟動加熱元件丨13，控制 閥814)以產生預製物與攜帶物質之流速，移動基板支撐物 進入進行CVD等作用之位置。這些指令之進行可用來操 作沉積系統9 0中之元件，以在基板上沉積物質。 上述之新沉積系統可藉著在反應室中更完整且均勻 地汽化與輸送預製物，以提供一改良CVD操作。再者， 沉積系統之改良裝置減少阻塞或過度且不期_望之嵌入可 能性（上述之嵌入可能於反應室，和（或）早期的失敗，或系 統元件過度的維修中產生粒子）<=上述之改良可提供—較 低控制壓力，此較低控制恩力可改良預製物之汽化速率， 因此改良了物質的沉積速率。 雖然各種包含本發明揭示之具體實施例已於此詳 述，但是凡熟知此技藝者亦可容易地製作許多其$包含這 些揭示之不同具體實施例。 — 11-----------------^--------- V- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慈 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 第22頁 本紙張艮度適用中國國家標準（CNS)A4规格（2]0 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4 3 24 9 0 idfc 1 Ci 4 ^ ：： By C8 i)S ,:、申請專利範圍 1. 一種執行化學氣相沉積的設·備，該設備至少包含： 一沉積反應室，該反應室具有蓋子； 一汽化室，該汽化室連接於該蓋子上。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，更至少包含一閥， 位於該蓋子與該汽化室之間。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，更包含一預製物輸 送系統，該輸送系統連接該汽化室與一個或_更多反應材 料源。 4.如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之預製物 輸送系統更至少包含一彈性導線。 5 _如申請專利範圍第4項所述之設備，其中上述之彈性導 線係為多重線圈。 6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中上述之彈性導 線為直徑大約為3英吋之3 0圈線圈。 7. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中上述之彈性導 線由不銹鋼所製成。 8. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中上述之彈性導 第231 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 4 3 24 9 0 g C8 D8___________ 六、申請專利範圍 •. 線由穿透膜物質所製成^ ,- . 9.如申請專利範圍第8項所述之設備，其中上述义彈性導 線元全覆盖於—護套中。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之設備，其中上述之濩套之 第-末端連接於該汽化室，且第二末端經由閥連接於壓 力控制元件》 1 1 ·如申請專利範圍第8項所述之設備，其中上述之穿透膜 材料係選自鐵氟隆材料（Tefi〇n)，鐵氟隆改製材料或 PFA 440-HP 犲料。 1 2.如申請專利範圍第3項所述之設備，更包含或更夕導 線’該導線連接於上述之弹性導線和一附於至少一個傳 導線之預熱模组，附於至少一個傳導線。 13.如申請專利範圍第12項所述之設備，其中上述之預熱 模组加熱一流通過該傳導線之預製材料至約40°C。 1 4.如申請專利範圍第1項所述之設備’其中上'述之沉積反 應室更包含一噴氣頭和一位於該噴氣頭上之遮蔽板。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之設備’更包含複數個模 第24肓 i張尺歧;？(GNS} ~ ~~ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   經濟部智铯財產局員工消費合作社印製 C8 D8 432490 申請專利範圍 1 孔位於該喷氣頭之中_，以尽.複數個模孔位於該遮蔽板之 中’其中上遂之噴氣頭模孔與該遮蔽板模孔彼此間有偏 --- f [ ----- - n n - - ^ (請先閲讀背面之注意事項再填^-本頁) 位.。 1 6.如申請專利範圍第1 4項所述之設備，其中上述之喷氣 頭具有上平面，複數個凹形段位於該上平面之上。 1 7 . —種執行化學氣相沉積的設備，該設備至少包含： —沉積反應室，該反應室具有蓋子；以及 一注入系統，該系統位於上述之蓋子之下。 1 8 _如申請專利範圍第1 7項所述之設備，更至少包含一遮 蔽板和一位於沉積反應室中之噴氣頭，其中該注入系統 更至少包含複數個注入頭，該複數個注入頭位於該遮蔽 板與噴氣頭之上。 19.一種執行化學氣相沉積（CVD)的沉積系統，該沉積系統 至少包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 —沉積反應室，該反應室具有蓋子； —高傳導閥，該閥附於上述之蓋子上； —汽化室，該汽化室附於上述之高傳導、閥 >丄；以及 —預製物輸送系統，該輸送系統.具有至少一導線並 且附於上述之汽化室上’其中上述之沉積反應室更至少 包含—具有上表面和遮蔽板之噴氣頭，該上表面具有凹 第2S頁 本紙张尺度適用中囤國家棣毕（CNS ) A4規格（210X291公釐） 4 3 24 9 0 m 六、申請專利範圍 . 陷部份，該遮蔽板位於遮取淑之上，上述之預製物輸送 系統具有一彈性導線，該導線至少包含一不銹鋼線圏和 一與該導線其中之一相流通之預熱模組。 2 0 如申請專利範圍第1 9項所述之沉積系統，其中該預製 物輸送系統更至少包含一護套，該護套完全由穿透膜物 質導線所覆蓋，該護套之第一末端與上述之汽化室相連 接，且其第二末端與一壓力控制元相連接，該控制元可 用來排除該導線和護套間之空間中的氣體。— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本寅) ---------^------ί取---- 訂一— 經濟部智慧財產局員工消胥合作社印製 第26頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）