TW434699B - Method of liquid deposition by selection of liquid viscosity and other precursor properties - Google Patents

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Larry D Mcmillan
De Araujo Carlos A Paz
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Description

434699 A7 B7 五、發明說明（'） 1 .發明疇範 本發明關係積體電路之製作，特別是關於在橫體電路 之製作當中以調整前驅液體之物理性質而改善材料沈積 之方法。 2 .問題之說明 積體電路之製造涉及諸多係列之步驟，在其中各種材 料之薄膜，先後經過沈積、佈線、蝕刻而形成各種電路 零件。因此’利用積體電路中之材料時，必須能夠製作 此材料之高品質薄膜。主要在於品質之爲高，不唯以巨 觀之觀點視之，而是因爲積體電路之個別零件是微觀性 者’若以微觀水準審視，則膜也應是高品質。 涉及積體電路製造之一項問題，是難以製造某些材料 的高品質薄膜，尤其是諸如層化超晶格材料之複雜材 料。製造此等材料之最佳已知方法常爲複雜、無效率或 不可靠。而且，各種材料之沈積方法變動而欠缺一致性， 成爲在整個製造中的阻礙而效率不彰。 --般沈積方法中之一種是液體沈積，在其中待沈積材 料的前驅液體被施於下面之基質上。前驅物可能是待沈 積材料溶於溶劑中的簡單溶液。更常見者，前驅物是一 或多種化學前驅物，在前驅物液體被施用之後，在基質 上反應。在前驅物液體之塗複施用之後，通常經過處理 使形成所需材料之固體層》 一般而言，所沈積之固體材料層之性質’在其他各因 素之間，隨前驅物之液體塗層之性質而定。影響積體電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -------—訂---------後 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434699 A7 ______B7 五、發明說明（> ) 路製造液體塗層之若干性質’包括：液體塗層中的材料 或化學前驅物之濃度：液體塗層之厚度：下層基質被液 體塗複的複蓋率°例如’通常希望以上蓋之固體層成爲 基質級階的良好複蓋。同時’常爲重要者，是對所沈積 之材料固體層，塡補下面基質所有之凹陷和級階，使呈 現均勻平坦光滑之表面。在現行製程中，良好的級階複 蓋和平滑表面，是在固體薄膜形成之後利用一種化學機 械拋光（C Μ P )程序步驟予以達成。因爲C Μ P步驟不僅增 加製程的複雜性和花費’而且也造成粒子的形成，所以 可能成爲製程中的問題來源。在C Μ Ρ程序中所形成之粒 子難以完全除去而可能嚴重貶損積體電路。在現行製程 中之一種相關問題，是因爲後繼之CMP程序導致無法克 復之問題，使若干其他實際之沈積法不能用於某些固體 材料的沈積層。 所施用之前驅物液體塗料和所成固體材料塗層之品質 也受沈積方法與條件所影響。例如，如果以噴霧沈積方 法施用前驅物液體塗料，霧之流速和霧之粒度影響液體 塗物之品質。同時，前驅物液體之物理性質，在依預期 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之爲 置因 裝法 積方 沈積 定沈 既際 用實 所他 響其 影 是 時題 質問 基項 於 I 層之 塗法 體製 液行 加現 施。 質率 品效 作 運 之 置 裝 積 沈 的 式 型 。 定層 既塗 合之 適料 不材 質些 品某 之積 體沈 液於 物用 區 匕匕 前不 性 rTT-1 理 物 之mm 液 物 0 r 整 周 性 統 系 和 性 擇 決選 解以 之明 題發 問本 未紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公楚） 434699 A7 B7 五、發明說明（々） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 質，更替習用積體電路製程之一或多痼步驟，解決各項 問題。在一較佳具體例中，選擇黏度或其他物理性質， 使前驅物镇補於基質中之凹陷而提供平滑表面，因而滅 少對C Μ P程序之需要。在S —具體例中，以具有第一黏度 或其他相關物性之第一前驅物沈積，繼以具有第二黏度 或其他相關物性之第二前顒物之沈積。在此具體例中， 較佳者為第一和第二兩種前驅物基本上是形成相同之預 定材料之前驅物。 本發明亦以提供一種用固體材料製作薄膜的方法，解 決如上各項問題，於其中在沈積前驅物於基質之步驟當 中，變更液體前驅物之物性。物性可以逐步或連缡變更。 液體前驅物可被乾燥於變更之各步驟之間，或僅在原來 之前驅物和經變更之前驅物兩者被施加之後。 本發明亦以提供一種裝置，具有兩種液源，和一種 機構，後者恰在沈積液體步驟之前，於建缡而受控制之 情況中，混合兩液體，形成固體材料薄膜，解決如上各 項問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明提供一種具有平坦薄膜表面之固體材料薄膜之 製作方法，方法所包括各步驟為：提供一含有不平區域 基質表面之基質；提供用於形成固體材料層之前II物液 體，具有5厘泊或較小之黏度；施加前驅物液體至基質 上；和處理在基質上之前驅物液體，使形成具有平坦薄 膜表面之固體材料薄膜。較佳者，黏度不超過2厘泊， 且最佳者黏度在1厘泊輿2厘泊之間β較佳者，固體材 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 4348gg B7_ 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之"意事項再填寫本頁) 料薄膜含有金屬氧化物，其如層化之超晶格材料、二氣 化矽、或矽玻璃。較佳者，前驅物液體包含一種選自包 括醇鹽、羧酸酷、及其間之结合物等之組合中之化合物。 較佳者，前驅物含有一種金屬化合物，且金屬化合物是 以選自包括2 -乙基已酸金屬鹽和2 -甲氣基乙醇金屬鹽之 組合。較佳者，前驅物液體含有一種溶劑，且溶劑選自 包括醇類、芳香烴類和酯類之組合。較佳者，施用之步 驟包括旋塗前驅物液體之薄膜於基質上，或是，提供基 質之步驟包括置基質於封閉之沈積室内；和施用之步 驟，所包括之各步驟如：産生前驅物液體之霧，使霧流 經沈積室以形成前驅物液體於基質上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明也提供一種製作固體材料薄膜之方法，所包括 之步驟為：提供一基質和適於形成固體材料薄膜而應用 於基質上並予處理之前驅物液體；施加前驅物液體至基 質；在施用步驟之後，繼而改變前驅物液體之物性；改 變之後，繼續施加具有已改變之饬性之前驅物液體至基 質上；並處理在基質表面上之前驅物液體使形成固體材 料之薄膜。較佳者，在施用和繼續施加兩步驟之間方法 中另含使基質上之前驅物液體乾燥之步驟。較佳者，改 變和繼績施加等步驟至少重複實施一次。較佳者，改變 之步驟與繼績施加之步驟同時進行。較佳者，改變之步 驟連績進行於一段預定之時間。較佳為，物性為黏度， 前驅物掖體與基質表面間之表面張力、密度、熱容量、 汽化熱、或Μ氣壓。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 434699 A7 B7 五、發明說明（ί ) 在另一目標中，本發明並提供製作固體材料薄膜之方 法’所含步驟爲：提供一基質：提供一前驅物液體：在 施用前驅物液體於基質之際調整前驅物液體之物性；處 理在基質上之前驅物液體，使形成固體材料之薄膜。 在他一目標中’本發明提供一種製作固體材料薄膜之 方法’所含步驟爲：提供一基質 '一第一液體、和一第 二液體；經過第一液體流動控制器流動第一液體，而第 二液體流經第二液體流動控制器；用第一和第二流體流 動控制器’依預定用之混合第一液體和第二液體而形成 前驅物液體；施用前驅物液體於基質上；處理在基質表 面上之前驅物液體使形成固體材料薄膜。較佳者，方法 中另含調整第一流體流動控制器，使在施用步驟當中改 變流經第一流體流動控制器之第一液體之流動。較佳 者，各流體流動控制器中至少有--是容積流量控制器β 較佳者，固體材料薄膜含有金屬氧化物，其如層化之超 晶格材料、二氧化矽、或矽玻璃。較佳者，前驅物含有 上述之任何化合物和溶劑。較佳者，處理步驟包括一程 序，選自一組合，包括：曝於真空 '曝於紫外光（UV)及 /或紅外線（I R )輻射、電之極化（Ε丨e c t r i c a I ρ 0 1 i n g)、乾 燥、加熱、烘烤、快速熱處理、和退火。 本發明也提供製作固體材料薄膜之裝置，包含：一第 一液體源、一第二液體源、一噴霧器；一連接於第一液 體源與噴霧器之間的第一容積流量控制器，和一連接在 第二液體源與噴霧器的第二容積流量控制器；和一與沈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱浓背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂----峻 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 4346 sg 五、發明說明o ) 積室作流體聯通之排放組件。較佳者，此裝置在容積流 量控制器與噴霧器之間另含一混合室。較佳者，第一液 體是-種溶劑由第二液體是一種選自包括醇鹽、羧酸 鹽、及其問之結合之組合的化合物。 本發明不但得以用比較簡單的沈積因數，改變替代比 較複雜的習用積體製作程序，而且使積體電路材料具有 更好的電性。較佳者，根據本發明而製成之薄膜表面平 坦度之變異，在佈線之前爲總層厚之5 %或更小。最佳者， 平坦度變異爲總厚度之3%或更小，而且經常使用本發明 者，常常無大於總厚度之1%之變異。本發明許多其他細 節、目的和優點將參閱附圖說明如下而顯現。 圖式簡說 第1圖表示根據本發明所製作之一積體電路部份中間 階段之剖面圖； 第2圖表示先前技術之積體電路部份剖面圖，其中一 增加層被用習用方法沈積於局部，形成如第1圖所示之 積體電路1造成層面上的凹陷： 第3圖和第4圖表示第1圖積體電路部份，根據本發 明製作程序中其他各階段之剖面圖； 第5圖說明在習知程序中先前技術積體電路部份，其 中之下層經佈線和鈾刻，然後複以上層，使上層貼合於 下層之形狀，有拱起區域和凹陷區域： 第6圖和第7圖表示另一具體例其他階段之剖面，根 缽發明程序，具有一下層如第5圖先前技術之積體電路， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----II----- --------訂---I ! I--竣 (請先閱讀背面之达意事項再填寫本頁) 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 4346 A7 B7 五、發明說明（7) 但其中之上層採用根據本發明之方法形成1得到實質有 平坦表面之上層； 第8圖表示·先前技術之積體電路部份剖面，表現例 示之非易失鐵電隨機存取儲存器（Fe RAM)單元或動態隨 機存取儲存器Γ D R A Μ ")單元之先前技術製作者； 第9圖說明根據本發明所製作FeRAM或DRAM之剖 面； 第圖說明先前技術之FeR AIV!或DRAM單元之剖 面|其中之電容器金屬氧化物介電層是用先前技術所形 成1造成金屬氧化物層及其上各層之凹陷區域； 第Π圖說明Fe RAM或DRAM積體電路部份之剖面， t 其中電容器之金屬氧化物介電層和上方層間介電層（ILD)是 用本發明方法沈積，穫得平滑形裝；及 第12圖表示根據本發明之液體源沈積系統。 較佳具體例詳細說明 丨.綜述 在一噴霧沈積程序中，製備一種用於固體材料之前驅 物液體，霧從液體產生，且霧流經一沈積室，在其間沈 積於·基質h而形成霧在基質上之液體塗層。然後此塗 層與基質以諸如UV及/或IR之固化程序處理，在真空 中蒸發，並予烘烤，然後退火使形成所需之固體材料層。 基本的噴霧沈積裝置與方法詳敘於1995年十月十日授予 McMillan等人之美國專利第5,4 56,94 5號，1 99 8年六月 二日授予McMi丨Ian等人之美國專利第5,759,925號 '和 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) · I I I I---訂·--( Ϊ 崦 4346 99 A7 B7 五、發明說明（J ) 美國專利申請案序號0 8 / 9 7 1 , 7 9 9 ,以及許多其他出版 品，故在此僅記逑其足以描述本發明者。 (請先間讀背面之-注意事項再填寫本頁) 在此所掲示中，如業者們習知，所用「基質」一詞， 一般之含義是包括一或若干物質之各層，其如在第]-7 圖中之層】4，在其上可以沈積另一固體材料層，又在特 別含義中刖指晶Η 1 2 ,通常由矽、砷化鎵、玻璃、红寶 石、或業者己知之其他材料，在其上沈積薄膜材料而形 成。除非另有指明，在此説明書中是指有薄材料沈積於 其上之任何積體電路。 各種方向用詞，如「之上」、「頂」、「上方」、 「之下」、「底」、與「下方」，在此指相對於分別在 第1、 9和1 1圖中之基質1 2、 1 0 2、 3 8 1。其為，如果--第 二元件在第一元件「之上」，則指離基質較遠；又如是 在另一元件「之下」，其則為比其他元件更接近於基質 12、 1Q2或38U基質102之長向尺寸界定一平面，在此 是指一 「水平」的平面，而垂直（perpendicular)於此 平面之方向被認為「向上垂直（v e r t i c a 1 )」。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前驅物液體溶液較佳得自於用醇鹽化學、羧酸化學、 或其他濕式化學技術，製成用於各元件之各種前驅物， 導入於一共同溶劑中。較好之溶劑是二甲苯、乙酸正丁 酯、正一辛烷、和2 -甲氣基乙醇。以具有共同溶劑之溶 液用於整個沈積程序作為唯一源頭為較佳。然而，本發 明試圖利用多個前驅物晾並聯。尤其，其他物源可以並 聯供摻雜或修改最後所求之固醱材料。钶如，另一物源 -1 0 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） 4346 99 A7 B7 五、發明說明（9 ) 可以用硼摻於矽酸鹽玻璃。 <請先閱讀背面之-注意事項再填寫本頁) 對於含金屬氧化物化合物之固體材料，前驅物液體一 般含有一金屬化合物於溶劑中，其如溶膠-凝瞭前驅物 之配方，通常含有金屬-醇鹽於一種醇溶劑中；而金屬 有機性前驅物配方，有時稱為Μ 0 D配方，通常含有由羧 酸如2 -乙基己酸者與金屬或金屬化合物在溶劑中反者而 生成之羧酸金屬鹽；或其間之結合，以及若干其他前驅 物配方。較佳之溶劑包括甲基乙基酮、異丙醇、甲醇、 四氫呋喃（T H F )、二甲苯、乙酸正丁酯、六甲基二矽胺 烷（HMDS)、辛烷、2 -甲氣基乙醇、和乙醇。一種如甲基 乙基酮（Μ E K )之起始劑可於恰在噴霧之前加入。更完整 之溶劑與起始劑清單以及金_化合物之持例均包含於 1 9 9 7年三月2 5日授予M c M i 1 1 a η等人之美國專利第 5，6 Η，2 5 2 號中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 「物理性質（物性）」一詞意指任何可以巨觀量測所得 並突顯材料物理狀態之性質，其如黏度、Μ著性質，亦 即如何有效使前驅物濕著於其將施用之基質上，表面張 力、密度、熱容量、汽化熱、蒸氣壓等，然而不包括僅 能用微觀量側而決定之性質，其如化學化合物之化學計 量。 「平坦化j 一詞意指一値表面在其厚度之5¾以内為 平直。亦即，在平坦化之層中，層之表面平坦度之變化， 例如凹陷或凸起，為層之總厚度之5¾或更少。於是「非 平坦化」意指在層之表面上至少有一凸起或凹下之處， -1 1 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 434699 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 其升起或降下之量多於層之厚度之5¾。 「薄膜」一詞在此意諝厚度適於積體電路之薄膜。此 等薄膜之厚度小於1微米，通常在2 0奈米（n m )至5 G Ο η πι之 範圍内。分辨此詞與用於主要為巨觀事物如光學品中相 同之詞彙「薄膜j至為重要，該「薄膜」是指超過1徹 米之膜，且通常為自2至].ϋ (3徹米者。此種巨觀之「薄膜」 以數百至數千倍厚於積體電路之「薄膜」，是製自完全 不同之方法，通常會有開裂、細孔、和其他毛病，對於 積體電路是廢物，但在光學品和其他巨觀事物中則否。 「霧」，在此所用，被界定是由氣體所載之液體及/ 或固體之微滴或粒子。「霧」包括浮質（a e r 〇 s ο 1 )，後者 通常定義為茌氣體中之固體或液體粒子之嘐質懸浮物。 「霧」（mist)也包括煙霧（fog),以及前驅物在氣體中之 其他噴霧懸浮物。因為以上各詞彙和其他應用於氣體中之 懸浮物已成為通俗用語，定義不準而又重疊，而且不同之 作者可能有不同用法。例如，「蒸汽」用於工業之意義， 是指芫金汽化之物質，而此意義將不包括於茌此「霧」之 定義。然而，「蒸汽」有時用於非工業意義則指煙霧，而 在此狀況中卻被包含於在此「霧」之定義中。一般而言， 辭彙「浮質」意含 1983， New York, McGraw-Hill, Inc.， 出販，Parker C . Reist編之 Aerosol Science and T e c h η o i o g y (浮質科學與技術）書中所概括之所有懸浮 物。在此所用之「镙」意義比浮質寛廣，包括在浮質、 -1 2 - 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t背面之"意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 4 3 4 6 ^9 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 蒸汽、 在此 電荷i 原理之 本發 所作例 中間階 之下方 線並蝕 鉑，層 第2圖 1 6上和 2 03占合 前驅物 果形成 圖表不 明使用 厘泊之 根據 變動之 佳者， 前驅物 厘泊或 較佳者 或煙霧中所未包括之懸浮物。 之詞棄「電的」，當指霧粒的「電加速」或「帶 ，則意含諸如基於靜電的或電磷的或兩者兼有之 各種見解。 明之利用，與先前技術之比較，ίΐ助於第1 - 7圖 示。第1圖表示積體電路部份1 I)之一般製作方法 段之剖面。如第1圖所示，一層1 4形成於部份1 0 基質12上，然後層16又形成於層14上。層16被佈 刻而形成一開口 1 8。較佳者，層1 4為金屬，其如 1 6為絶緣物， 表Tji部扮1 5 , 在開口 1 8之中 於開口 1 8而有 液體具有比較 在第2圖所示 在部份1 Q之製 具有比較低之 方法，形成具 本發明，或用 程序，製成如 多步程序利用 使形成層2 7镇 更小，較佳小 ，層27被乾燥 如「旋塗於玻璃上」之物（S0G)。 與部份I ϋ相似，其中層2 0形成於層 。用先前技術形成之層2 0，造成層 凹隔區2 6。先前技術使用於層2 0之 高的黏度值，例如下7 - 8厘泊，結 之不平表面。反之，第3圖和第4 作中另外之各階段，其中根據本發 黏度值之前驅物液體，例如在1 - 2 有平坦化薄膜表面3 1之薄膜層3 0。 一步之程序、多步之程序，或連缡 第4圖所示之積體電路部份1 Q。較 二步。在此二步程序中，沈積第一 於開口 1 8。第一前驅物黏度值為5 於3厘泊，而最佳為2厘泊或更小。 後，然後沈積第二前驅物，使形成 13- 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 之
I 重裝 頁I 訂 線 4 3 4 6 9 9 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（a ) 層28。第二前驅物最好配製成爲實質上形成與層27材料 相同之材料，但黏度調整至高於5厘泊以上者，較佳爲7 厘泊或更咼。在第3圖中，所示第一層2 7只恰填滿開门 ! 8而未分佈於表面1 9。然而，本發明也試圖以少量用於 形成層2 7之前驅物黏著於表面！ 9，且在乾燥之後，所需 預定材料2 7之極薄層保留於表面]9上。無論如何，在 層28之沈積和乾燥之後，有一依所預定材料在所預定厚 度範圍之乾燥膜複蓋於積體電路部份10上。然後乾燥之 膜27和28被退火而形成薄膜層30。在退火程序中，27 和2 8兩膜合倂成爲所預定材料之最後薄膜3 0。在一步程 序中，第3圖步驟被減去，而且以具有5厘泊或更小黏 度値之前驅物沈積而後乾燥並退火而形成層3 0於-沈積 步驟之中，較佳爲3厘泊或更小，而最佳爲2厘泊或更 小。在兩具體例中，本發明方法得以在層3 0中減除或明 顯減少任何相當於開口 18之凹陷。在第4圖中之層30 用於與第2圖中之層20相同之積體電路。常用之層30 含有與層20相同之固體材料，或不相同，即使在積體電 路中用於相同之功能》重要之處是用於形成層3 0之前驅 物液體，其黏度或若干其他物性或各項性質是選自能使 層30完全塡滿於開U 18者。 本發明之特點|爲已發現在使用具有不同物性之各前 驅物之間，無須乾燥步驟而獲良好之結果。特別.之處’ 前驅物之物性可以連續而以漸進狀態從一種性質變成另 ―性質。例如，在塡充開口 2 7時’在連續沈積之際，黏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---- - ----^i 丨丨 II 丨 —tT-------1-竣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 434699 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（d ) 度可以從2厘泊逐漸變成約為7厘泊。然後經過增加 黏度之前驅物黏箸並累積於基質上，包括在層2 7上。 在2 7和2 S兩層之沈積後，經過乾燥和退火而形成層3 0。 本發明試用其他多步程序，在兩步程序與連續程序之 間，如三或多値分離步驟，均可使用。 第5圖表示一積體電路之部份4 (1之剖面，其中之層2 0 被佈線、蝕刻，然後複以層4 U層2 0可以含有非本發明 方法沈積所用之固體材料。例如，層2 0可含金屬電極或 局部互連之層，其為實際上可以僅用濺塗一目標而形成 者。結果，如第2圖中之凹陷26，在第5圖中成為層20表 面之持徵。在沈積層41時，使用先前技術之方法，層41 I占合於層2 (]之形狀，形成凸起區域4 2和4 4以及凹陷區域 4 6。反之，第7圖表示如果根據本發明沈積薄膜層5 ϋ以 複蓋與第5圖相同之層2 0 ,然後所獲得之薄膜層5 0之表 面51實質上為平坦者，而第5圖中之凸起區域42和44以 及凹陷區域4 6被消除或明顯減少。再者，第6圖和第7 圖表示一種二步程序，形成層5 0 ,其中之層4 8是以低黏 度前驅物形成，而層4 9是以比較高黏度之前驅物形成， 然後在退火程序中形成層5 (U與如上所論相似，第6画 之步驟可以減除而層5 0也可甩一步沈積程序形成。或改 為，可採用連續可變程序或利用三或多步驟之多步程序。 在施用前驅物液體當中，之後，或當中與之後兩者， 液體塗層被處理而形成固體材料薄層3 0、 5 0於基質上。 在本說明書中所謂「被處理」意指如下之任一項或其間 ^ 1 5 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------- ^---- 裝·-------訂 ---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 434b yy A7 ______B7
五、發明說明（lO {請先閱讀背面t注意事項再填寫本頁> 之結合：曝於真空、u v及/或丨R輻射，電 '乾燥 '和 加熱’包括烘烤和退火。在較佳具體例中，V輻射較適 合施於沈積中之前驅物溶液。U V輻射也以在沈積之後施 用爲佳。在沈積之後’液體塗層最好經過一段時間曝於 真空’然後供烤並於隨後退火。實施本發明之較佳程序 包括：直接將霧化之前驅物液體沈積於基質上；分解含 於前驅物內而不形成所需固體材料之有機物；在液體塗 層已在基質上之後，除去溶劑和有機物或其他原來的碎 屑。然而’在本發明之另一情況中，也試圖用一程序， 在液體塗層被施加之前’把最終所求之化學化合物或中 間化合物，從.溶劑和有機物分開。在此兩情況中，最好 以一或多次使前驅物結合遍及最終的固體層。在所求固 .體材料層3 0、5 0形成之後，繼續將積體電路完成。通常 包括佈線於層3 0、5 0上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所討論，材料3 0、5 0較佳爲一種錯化合物，其定 義是一種至少含有兩種金屬之化合物。此等化合物之實 例是層化的超晶格材料和A B 0 3型的鈣鈦礦物。較佳者， 層3 0、5 0形成積體電路之主動零件部份。「主動」一詞 在積體電路電子元件中，意指元件在回應於若干電的刺 激而改變其狀態老。這是爲/分辨各元件，其爲在電路 中形成重要功能者，因而必須爲高品質且可再現者；有 別於在積體電路完成之前被移出之元件，或僅作爲電路 的分離部份，或作爲電路之包裝元件者等等，此等元件 不須近於高的和可再現的品質。 -1 6- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 434699 Α7 五、發明說明（β ) 2.詳細說明 第8圖中表示以先前技術製作之一種非易失鐵電隨機 存取儲存器Γ F e R A Μ '，）單元或動態隨機存取儲存器 ("D R A Μ ”）單元1 0 0之例示剖面。第9副則說明根據本發 明所製作之FeRAM或DRAM單元200。製作含有 MOSFETs和儲存電容元件之積體電路之一般製造步驟’ 載於1995年十一月14日授予Mihara等人之美國專利第 5，466,629號，和1 9 9 5年^——月2 1日授予Yo s h i m o r i等 人之美國專利第5,468,684號。一段之製作方法也曾載於 其他參考資料。因此，在第8 -1 1圖中之電路元件將予簡 單檢識。爲求簡明，在第8 - 1 1圖中所表示之各相同元件’ 用相同編碼辨別。 .在第8圖中，一個氧化物區段〗〇 4彤成於矽基質1 0 2 上。一源區1 〇 6和一汲區1 0 8互相分離形成於基質1 〇 2 之中。一閘絕緣層1 ] 〇形成於矽基質1 02上而在源與汲 兩區i 0 6和1 0 8之間。另外，'閘極I 1 2形成於閘絕緣 層1 1 0上。源區1 0 6、汲區1 0 8、閘絕緣層1 1 0、和閘極 112 共同形成一 MOSFET 114。 另一個層間介電層（1LD)116i製自BPSG (硼磷矽酸鹽 玻璃），形成於基質1 02和氧化物區段丨04上。一黏著層 118形成於ILD116上。接著層118例如製自鈦，且通常 厚度爲20奈米。各接著層，其如鈦者，提高各電極對相 鄰電路之上置或下置各層之接著。 如第8圖所示，由鉑製成而具200奈米厚度之底電極 本纸張尺度適用中國囷家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先間讀背面t注意事項再填寫本頁> 裝--------訂---------成 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434699 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（★) 層1 2 2是沈積於接箸層1 1 8上。一介電薄膜1 2 4則胗成 於底電極層1 2 2上。較佳者，介電薄膜1 2 4含有一層化 之超晶格材料。一由鉛製成而具有2 (] 0奈米厚度之頂電 極層1 2 6形成於薄膜1 Z 4上。各電極層12 2和1 2 6共同 與薄膜]_ 2 4肜成儲存電容1 2 8。 一導電擴散阻層1 3 (I被沈積於頂電極層1 2 6上。擴散阻 層厚度在20至200奈米範圍内，較佳在20至5Q奈米範圍 内。層13G也可以代表一接著層，或不被包括在内。各 層il 8、 1 2 2、 1 2 4、 1 2 6和1 3 0被佈線，在少至兩道之佈 線作業步驟中，形成儲存電容1 2 8。 製自NSG (不摻雜之矽酸鹽玻璃）之第二1LD,被用 先前技術沈積而複蓋I L D 1 1 6和儲存電容1 2 S。P S G (磷 矽酸鹽玻璃）膜或B P S G膜也可以用於層1 3 6。如第8 圖所示，I L D 1 3 S通常阽合於基質表面之形狀而形成於 其上，所以I L D 1 3 6之表面有對應於形成儲存電容1 2 8 各佈線層之層疊之隆起區域β iL D 1 3 6被佈線而形成線孔1 4 2、 1 4 4、 1 4 6和1 4 8，
供與M Q S F E T 1 1 4和鐵電儲存電容1 2 8接觸。金騸化之 佈線層通常是用濺鍍法沈積，並經蝕刻而形成局部互接 (” L I”）層1 5 2、 1 5 4、 1 5 6和1 5 8。金屬化佈線層所形成L I 1 5 2、1 5 4、 1 5 6和1 5 8較佳為含有A卜S i - C u - T i而有5 ϋ 0 - 9 〇 〇奈米厚度。此等局部互接之形狀和相對垂直位置也 與其所施用之基質形狀阽合。 在第9圖中之ILD 236,對應於第8圖中ILD 136,是 根據本發明所沈積。結果，ILD 236之前驅物流體塗層 並非與I L D 1 1 6和容積之電容1 2 8等之形狀緊密阽合， 而是使液體塗料完全填滿由基質表面所呈現之開口和凹 -1 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱諫背面之注意事項再填寫本頁) 敦---- 訂---------線 434699 A7 _B7_ 五、發明說明（^ ) 陷。此項結果使I L D 2 3 6在被佈線和蝕刻之前呈現實質 上平順之表面2 3 5。較佳者，在佈線之前，I丨.,ϋ 2 3 6表面 2 3 5之平坦度變異為層之總厚度之5丨或較小。最佳者平 坦度之變異為總厚度之3 %或更小，又本發明常用者之變 異可大於總厚度之]X。如上對第1 - 7圖之所討論，I L D 2 3 6可以用一步或二步程序形成。須注意者為第9圔之儲 存單元2 G 0，是積體電路2 1 0中許多單元中，唯一在採用 本發明方法所製晶Η表面具有凸起和凹陷區域者。因為 ILD 236實質上平坦，故沈積金屬化佈線層所形成之LI 252、 254、 256和258,實質上亦為平坦。既然各LI層通 常是用醆鍍沈積而傾向阽合於其所沈積之基質上，則顯 示出對應於2 4 2、 2 4 4、 2 4 6和2 4 8各孔之凹陷區，則使採 用長通職法（Long-through sput.tering-LTS)或對準濺 法予以填入。雖然如此，積體電路2 ] Π部分之頂表面2 5 7 實質上仍在一平面之中。 藉肋於第1 0圖和第1 1圖，表示使用本發明方法以沈積 在電容之金屬氣化物介電層。在第10圖中，表示先前技 術，F e β A Μ或D R A Μ單元3 8 0形成於矽基質3 8 1上，並含有 氣化物區段3 8 2 ,和兩個有電聯通之電裝置，一個電晶 體3 8 :i和一値儲存電容3 8 4。電晶體3 8 3含一源極3 8 5、一 汲極3 8 6和一閘極3 8 7。電容3 8 4含第一電極3 8 8、金屬氣 <請先閱泰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 極極 電汲 二之 第83 1J-和 裝之電 隔84存 分53(1¾ ο 容 1 39電1Ϊ D-^3· 1L接 D 。連U 0 6 :. 9 8 蓋 υ Π. 複 而 成 形 38被 2 體 9 ϊ ί 3 9 曰曰 38電LD 層但I 膜，80 薄8438 電D3極 J— ίτ(?£ 3 IFE1 物381 化置第 容 極 電 積 沈 鍍 饞 以 常 通 層 各 或 層 之 8 8 3 極 電 為 因 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 434699 A7 B7 五、發明說明) 之形狀實際上即常有對應於對汲極3 8 6開口之凹陷區 3 9 3。若金屬氧化物用先前技術沈積於電極3 8 8上而形成 介電層3 8 9，介電層3 8 9之形狀也具有對應於電極3 8 8之 凹陷區的凹陷區。相似者，電極3 9 0和1 L D 3 9 2顯現反 映其下面凹陷區之凹隔區3 9 6。在先前技術中，消除此等 凹陷區之方法唯有達成一遠厚於所求之層，然後用C MP 法使其平坦。 在第11圖中，另一方面，用本發明方法使金屬氧化物 介電層4 8 9沈積於電極3 8 8上。結果，介電層4.8 9之頂 面4 8 8是平順的》因此，在電極3 8 8凹陷區3 9 3上之電 極490和ILD492也爲平順。再者，若ILD492根據本發 明而沈積，其表面493是均勻平順，在MOSFET 3 83上 無凹陷區。結果，LI 494和495各頂面實質上平坦，雖 然有對應於佈線孔496和497的小凹陷可能依然存在。 再者，層489可以利用上述之一步、利用二步或更多步 的多步驟程序、或連續可變程序形成。 第1 2圖表示根據本發明形成積體電路所用較佳霧化沈 積裝置和方法的方塊圓解。裝置500包括：一第二液體 源' 亦即壓力容器5 1 4 ' —第二液體源，亦即壓力容器 5 3 4 ; —氣體系統5 7 2 ;容積流量控制器5 ] 5和5 3 5 :— 混合器5 4 0 : —噴霧器5 4 4 ; ·沈積室系統5 2 0 ;—紫外 和紅外加熱系統5 2 2 : -基質加熱器5 18 : -排放系統 523，和霧之電加速動力源559和564。 如上在綜述中所指出，在霧化沈積程序中，以預處理 20 - 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) 裝- - ----訂---I ----線 434699 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（β ) 先製備一基質。在此「預處理」較佳包括曝於U V輻射， 但也可以包括曝於I E輻射，在1 5 0°C和9 0 0°C之間的溫度 烘烤，及/或曝於真空。製成用於材料之前驅物液體， 其如用於一種氣化物I L D層或一種金屬氧化物介電層者； 從前驅物液體産生霧，霧流經一沈積室，在其間霧被沈 積於基質上而在基質上形成液體塗層。然後此液體塗層 和基質用U V及/或I R固化予以處理，在真空中蒸發，及 /或烘烤，然後退火而形成一層所求之材料。前驅物液 體通過糸統之流動，簡逑於后。 程序開始時，第一液體加入於壓力容器5 1 4而第二液 體加入於壓力容器5 3 4。第一和第二液體可為前驅物液 體、溶劑、或起始劑之任一如上逑。沈積室糸統5 2 0被 抽至局部真空，約在大氣壓力下7 Q托爾（T 〇 r r )。氣體条 統5 7 2提供加壓氣體，較佳乾燥氮或其他惰性氣體，分 別須過齊線5 7 4和5 7 6而分別連接至容積流量控制器5 1 5 和5 3 5 ,且容積流量控制器5 ] 5和5 3 4分別經過管線5 8 6 和5 8 8連接至前驅物温合器Μ [)。前驅物混合器5 4 D經過 管線5 8 9連接至噴霧器5 4 4。氣體管線被連接於氣源5 7 2 和噴霧器5 4 4之間。 如流體控制業所已知，容積流量控制器5 1 5和5 3 5是 電子裝置，準確通過所Μ液體質量。與閥不同，通過容 積流量控制器之液體流動不依賴流體流動管線之壓力、 液體之黏度、或其他許多其他影繼流體流動之因數。容 積流量控制器515和535兩者能夠在所選定流量之2¾ -2 1 - 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) 裝--------訂---------線 ! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 4 S 9 9 A7 _B7_ 五、發明說明（％ ) 以内準確控制液體之流動。較佳者，容積流量控制器5 1 5 和 535為美國加扣 San Jose之 Horiba Instruments, Inc. 所發售和由E S T E C (曰本公司）所製型號L V 4 1 0兩者 之控制器。此種容積流量控制器能夠控制進人噴霧器5 4 4 之前驅物之流動，基本上由約0 . Q 5 c c m <每分厘米立方> 以至U c m。容積流量控制器5 1 5和5 3 5可以撤調第一和 第二液體至混合器54Q而進入噴霧器544之流動，並且 能夠在其後各次中重複相同之流動。容積流量控制器5 1 5 和5 3 5之使用對獲得驅物之可重複之沈積茔、可重複之 黏度、可重複之濕著和黏著性質以及其他性質，至為重 要。 噴霧器5 4 4可以用數種從液體産生蓀體的適當方法之 一種；例如，超音波霧化和細腰管霧化較佳者，用細 腰管噴霧器。加Μ氣體流經氣體管路5 7 8而至噴霧器 5 4 4 ,在管路5 7 8中之氣壓被自動控制。較佳者，此壓 力在4 Q磅每平方吋（P s i ) ( 2 . 7 G X ] D s P a )和8 0 p s i (5，5 2 X 1 0 5 P i〇 之間，最佳約為 6 I) p s i ( 1 . 1 4 X 1 ί) 5 P a )。 較佳者，氣體為由諸如經乾燥氮之惰性氣體與易離子化 之氣體混合，後者較佳為氧或二氧化磺，而最佳為氧。 氧之加入在於提高霧的帶電Η。氣易離子化，而且因為 氣體在室溫時，其粒子連續碰撞，有肋於將電荷傳輸至 液體霧滴。較佳者，氣體中依體積有1%至15%之氧，而 最佳為5 X至m。在較佳之具體程序中，用9 5 %乾氮和5 % 氧之氣體混合物。 -2 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----：------- 裝--------訂·!------線 I (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 434699 A7 ___B7_ 五、發明說明（Μ ) 為開始沈積程序 > 容積流量控制器5 1 5和5 3 5被調整 使提供所需之前驅物至混合器5 4 D ,而後至噴霧器5 4 G。 例如在一較佳具體例中，-種烷氣基羧酸酷钽酸锶铋 (S β T )前驅物供作第-液體，而T !丨F供作第T.液體，調 整控制器5 1 5和5 3 5使Τ丨丨F與S Β Τ前驅物在混合器5 4 4 中充份混合，以約為2厘泊之黏度將前驅物供至噴霧器 5 4 4。己烷及/或戊烷也可用以替代T H F。霧在噴霃器5 4 4 中産生經管路5 4 9而流入沈積室条統5 2 沈積作用發 生於接近大氣壓力。壓力為自動控制。較佳者，氣體/ 霧體流經從管線5 S 9，通過噴霧器5 4 4之糸統之流動在 每分3公升與每分8公升之間，且較佳為約每分5公升。 電線5 5 7從電源5 5 3牽至噴霧器5 4 4使霧帶電莳，較 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 源 電 由 壓4ί I 6 貫 5 之源 4 8 4 ΙΡΚΓ 5 _ 〇 由 器申速 霧 ο 加 噴52子 於統粒 用条之 。 室荷 電積電 放沈帶 暈在使 電。壓 用制電 採控施 佳動所 自 8 制 6 5 控 線動 電 自 過是 經壓 電 速 加 0^ 荷體 電 具 有之 帶應 體對 霧序 肋程 以步 碳二 化述 氣所 二 圖 或 彳 氧第 添與 增圖 以 3 可第 也者 要參 需與 有在 如 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 J 至 ®ϊπ真 ㉟氣砠 量纟於 曳 流4ί燥 掉54乾 關器被 , 霧地 後噴原 之使在 18並物 口 ， 驅 開積前 充沈之 镇止積 而停沈 積時己 沈暫 D 份而器 充 Π 集 5 已 1 收 在5ί物 ，5 驅 中器前 空 至
歴 V 1 程 至或在 ί \ 質 及基 UV * U 指 1 用意 約佳 J 於較地 化，原 固鐘在 並分 Γ 始 開 流 霧 53好 器良 制之 控器 量霧 流集 ，至 後俟 鐘 分 約 大 後 然 源積 熱沈 為從 作不 射中 輻序 層然 歴 一 。 P 成出 60構移 CVJ ，室 開 啓 5 Τ1 5 器 制 控 量 流 而 閉 g? 然 依 積 沈 以 ο 2 5 室 積 沈 向 導 再 霧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 4346 99 A7 B7 五、發明說明（w) 一層28»在已沈積第一液體之適當厚層之後，再停止沈 積，於原地乾燥形成層2 8如前。 對於上述關於第3圖和第4圖連續可變程序之實例， 在開U! 1 8被塡充之後，沈積不停止，替之以逐漸關閉流 量控制器5 3 5，促使黏度由約1 - 2厘泊增至約7 - 8厘泊。 較佳者’ U V輻射由加熱系統5 2 2施加於整個沈積程序當 中。然後，在完成2 7和2 8兩層之沈積之後，流至沈積 室之霧流被停止，在基質上之液體塗層較佳於原地以加 熱系統5 2 2中之UV及/或I R燈固化和烘烤。較佳者， 初步乾燥之步驟進行於未破除真空時。此事乃爲重要， 因爲固體材料沈積層之電子品質與乾燥前破除真空而致 液體塗層曝於污染物有關。基質也可以從沈積室移出轉 送至一退火站而不破除真空。另加之基質可被放入或移 出於沈積室系統5 2 0而不破除真空》 如上所述|兩種液體在兩個壓力容器5 14和5 3 4之中， 使用兩個容積流量控制器5 1 5和5 3 5。根據本發明可以各 用三個。其爲，本發明之裝置曾試用多個液體源和多個 空積流量控制器。 以上程序在沈積當中也曾用於改變前驅物的沈積速 率，較佳爲以慢速開始塡充最微小的凹陷，而在較小凹 陷塡滿之後加快速率。此程序因爲避免使用數個作業步 驟以塡補凹陷而後再以一作業步驟整平該層，使程序簡 化。本程序也曾用甲基乙基酮（MEK)作爲第二液體以改變 前驅物所展現之表面張力，因而影響前驅物濕著基質之 -24- 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) 裝--------訂—-------竣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印t 434699 : A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（θ) 效果。較佳者，約用以5 0 / 5 0結合之第一液體和Μ E K於 開始使前驅物妥爲濕著於基質，然後逐漸減少ΜΕΚ以至 爲零，使沈積速率加大。此程序以在某些情況中消減分 開接著層之需耍而簡化了程序。 現己證實前驅物黏度可被調整以簡化積體電路的製作 程序，顯然前驅物之其他物理因數也可以被調整而改善 積體電路製作程序》例如，表面張力、密度、熱容量、 汽化熱、和蒸氣壓，均可以如上述用液體調節前驅物、 溶劑及/或起始劑而予調整。所有此等性質可以就個別 初始金屬前驅物 '溶劑、及/或起始劑分別調節，或就 最後之前驅物作整體調節。以上各物性各自影響前驅物 之功能，前驅物對沈積、乾燥、烘烤和退火等步驟之反 應，以及所形成之最後固體，因此此等程序之因素可被 控制而有利於對前驅液體之調整。 現已說明一種新穎方法，利用選擇前驅液體物理，特 別是黏度，在噴霧沈積程序中製作積體電路裝置。本新 穎方法有利於製作積體電路，可由液態前驅物形成任何 型式之固體材料層。新穎方法也可以與其他部份形成 MOSFET中之閘介電物；和在DRAMs和FeRAMs內之中 問層介電層、二氧化矽絕緣物和電容介電物。須予瞭解 者’在本說明書內之圖式與說明所示之特別具體例僅作 奉例之目的，並非當作本發明之限制，其限制將於如下 申請專利範圍予以說明。另外，熟悉此技術者顯然能夠 在不離本發明之精神而做出所述具體例的許多用途與修 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 X 297公釐） (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 A7 434699 _B7____ 五、發明說明（Μ ) 改。例如，現已揭示在積體電路的製作中選擇前驅液體 之物理性質可作有利之運用，則此方法除所述用途以外 可以用於其他薄膜而有利。其他與上述不同之液體沈積 程序也可用於形成固體材料層。從以上可淸楚知悉可以 採用各式配方。另外，各前驅物、程序和結構可以與各 種習知程序結合以提供對上述程序和裝置之改變。其也 明顯者，上列各作業步驟在某些例子中也可以改變順 序，或以相當的結構和程序替代上述各種結構和程序。 最後，本發明被視爲擁有所述各前驅物，前驅物形成程 序、電子裝置、和電子裝置製作方法等所持有及/或呈 現之各項特點中之每一新穎細節和各細節之新穎結合。 符號說明 1 〇…積體電路部份 12…基質、晶片 1 4…形成之層 15…積體電路部份 1 6…形成之層 1 8…開口 1 9…表面 2 0 ···形成之層 2 6…凹陷區 27…膜層 28…膜層 3 0…膜層 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^--------訂--- ---------竣 (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 ^34699 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _B7_五、發明說明（β ) 3 1…膜表面 40…積體電路部份 4 1…形成之層 4 2 ' 4 4…凸起區 46…凹陷區 48、49…形成之層 50…薄膜層 1〇〇…隨機存取儲存單元 1 02…矽基質 1 04…氧化物區段 1 0 6…源區 1 0 8…汲區 1 1 0…閘絕緣層 1 1 2…鬧極 1 1 4…金屬氧化物半導體場效電晶體 1 1 6…層間介電層 1 1 8…接著層 1 2 2…底電積層 1 2 4…介電膜薄 1 2 6…頂電極層 1 28…儲存器電容 1 3 0…擴散阻層 1 36…層間介電層 1 42、1 44…線孔 -27- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 434699 A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 1 46、I 48…線孑L 1 52、1 54…局部互接層 1 56 ' 1 58…局部互接層 200…儲存器單元 210…積體電路 2 3 5…平坦表面 2 3 6…層間介電層 242 ' 244 ' 246、 248…孑L 2 5 2 ' 2 5 4、2 5 6 2 5 8…局部連接 2 5 7…積體電路表面 3 80…儲存器單元 3 8 1 ...矽基質 3 8 2…氧化物區段 3 83…電晶體 3 8 4…儲存器電容 3 8 5…源 3 8 6…汲 3 8 7…聞 388…第·電極 3 8 9…介電層 390…第二電極 39 1、392…層間介電層 3 93，3 96…凹陷區 3 9 4、3 9 5…層之表面 -2 8 - (請先閱讀背面之注音W事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 434699 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（巧） 4 8 0…儲存器單元 4 84…頂表面 488…儲存器電容 489…介電層 490…電極 492…層間介電層 493、494…層之表面 4 9 5…層之表面
4 9 6 ' 4 9 7…線孑L 5 0 0…霧沈積裝置 5 14 ' 5 3 4…壓力容器 5 1 5、5 3 5…容積流量控制器' 流體流動控制器 5 18…基質加熱器 5 2 0…沈積室系統 5 2 3…排放系統 540…混合器 544…噴霧器 5 4 9…導管 5 5 7…動力線路 5 5 9、5 64…電源 5 6 6…電線 5 7 2…氣體系統 5 74、5 7 6…線路，管路 5 7 8…氣體管路 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------- --------訂—-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 34699 a7 ___B7_ 五、發明說明（“） 5 8 2、5 84 - 5 8 6 ' 5 8 8、5 8 9 …管路 (諳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 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 434699 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1’ 種製作固體材料薄膜（30,50,236,489 492)之方法，包 括步驟爲：提供一種基質（1 2，1 (3 2，3 8 1 )和一種適合施加 於基質上並予處理而形成該固體材料薄膜之前驅物液 體；施加該前驅物至該基質上；處理在該基質表面上之 該前驅物液體，使形成該固體材料薄膜 (3 0，5 0，2 3 6，4 8 9，4 9 2 );其特徵在於在該施加之步驟之 後’改變該前驅物液體之物理性質；及，在該改變步驟 之後，繼續施加具有該已改變物理性質之該..前驅物液體 於該基質上。 2·如申請專利範圍第〗項之方法，另有之特徵在於在施 加之步驟和繼續施加之步驟之間，使用乾燥在該基質上 之該前驅物液體之步驟。 3·如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該施 加步驟和繼續施加步驟至少重複一次。 4-如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該改 變步驟與該繼續施加步驟同時進行。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，另有之特徵在於該改 變步驟連續進行於一段預定之時間。 6. 如申請專利範圍第】項之方法，另有之特徵在於該物 理性質爲黏度。 7 -如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該物 理性質爲在該前驅物液體與該基質間之表面張力。 8.如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該物 理性質爲密度。 本紙張K度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .(請先閱秦脅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 434699 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 9 .如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該物 理性質爲熱容量。 1 0.如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該物 埋性質爲汽化熱。 Μ .如申請專利範圍第1項之方法，另有之特徵在於該物 理性質爲蒸氣壓。 12. —種製作固體材料薄膜（30,50,236,489，492)之方法， 包括步驟爲：提供一基質（ 1 2,1 02,3 8 1 );提供一前驅物 液體；處理在該基質表面上之該前驅物液體，使形成該 固體材料薄膜（3 0,50,236,489,492);其特徵是在施加該 前驅物液體至該基質之時1調整該前驅物液體之物理性 質。 1 3 . -種製作固體材料薄膜（30,50f236s489,492)之方法， 包括步驟爲：提供一基質（1 2，1 0 2,3 8 1 );施加前驅物液 體至該基質上；處理在該基質表面上之該前驅物液體， 使形成該固體材料薄膜（30,50,236,489,492);其特徵在 於提供一第一液體，和一第二液體；使該第一液體流經 一第一流體流動控制器（5 1 5)，並使該第二液體流經一 第二流體流動控制器（ 5 3 5 );混合該第一液體與該第二 液體’其用量由該第一和第二流體流動控制器決定，形 成該前驅物液體。 1 4.如中請專利範圍第1 3項之方法，另有之特徵爲在施 加之步驟當中，調整該第.-流體流動控制器（5 1 5 )以改 變通過該第一流體流動控制器（5 1 5)之該第一液體之流 -3 2- 本紙張尺度適用中國舀家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閒％背面之注意事項再填寫本頁) 一 ο, I 434699 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 動D (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，另有之特徵在於該 流體流動控制器至少有一是容積流量控制器。 1 6 · —種製作固體材料薄膜（3 0，5 0,2 3 6,4 8 9，4 9 2 )之方法， 包括步驟爲：提供一具有含非平坦化區域（1 8,42,44,46, 3 93,3 96)基質表面之基質；提供一種前驅物液體：施加 該前驅物液體至該基質：並處理在該基質上之該前驅物 液體，使形成固體材料薄膜（3 0,5 0,2 3 6,4 89,492):其特 徵在於該前驅物液體具有5厘泊或更少之黏度，且該固 體材料薄膜（30,50,236,489,492)具有平坦化之薄膜表 面（3 1 ,5 1 ,23 5,488,493 ) » 】7 .如申請專利範圍第1 6項之方法，另有之特徵在於該 黏度不超過2厘泊。 18.如申請專利範圍第16項之方法，另有之特徵在於該 黏度在1厘泊和2厘泊之間。 1 9.如申請專利範圍第丨、1 2、1 3或1 6項之方法，另有 之特徵在於該固體材料薄膜（30,50,489)含有一種金屬 氧化物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0.如申請專利範圍第1、1 2、1 3或1 6項之方法，另有 之特徵在於該固體材料薄膜（30,5 0,489)含有層化之超 晶格材料。 2 1 .如申請專利範圍第1、1 2、丨3或1 6項之方法’另有 之特徵在於該固體材料薄膜（30,50,236,492)含有二氧 化砂^ -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 4346 99 ^ A8 B8 C8 DB 六、申請專利範圍 2 2 .如申請專利範圍第1、 1 2、 1 3或1 6項之方法，另有 之持徵在於該固體材料薄膜（3 ()，5 G , 2 3 6 ,4 9 2 )含有矽 玻璃。 2 3 .如申請專利範圍第1、 1 2、 ί 3或1 6項之方法，另有 之待激在於該前驅物液體含有一種金屬化合物。 2 4 .如申請專利範圍第2 3項之方法，其待擻在於該金屬 化合物是選自包括2 -乙基己酸金靥鹽類和2 -甲氣基乙 醇金屬鹽類之組合。 2 5 .如电請專利範圍第1、 1 2、 1 3或1 6項之方法，另有 之持歡在於該前驅物液體含有一種化合物，且該 化合物選自包括醇鹽、羧酸酯，和其間之結合之組合。 2 6 .如申請專利範圍第1、] 2、 1 3或1 6項之方法，g有 之特徵在於該前驅物液體含有一種溶劑，且溶劑選自 包括醇類、芳香族烴、和S旨類。 2 7 .如申請專利範圍第2 6項之方法，另有之待徵在於該 溶劑選自包括二甲苯、2 -甲氣基乙醇、乙酸正丁 S旨、 i , 4 -二噁烷、甲烷和甲基乙基醇之組合。 2 8 .如申請專利範圍第1、 1 ‘2、 1 3或1 S項之方法，另有 之持徵在於該處理之步驟含有一程序，選自包括：曝 於真空、曝於紫外輻射、曝於紅外輻射、電之極化 (Electrical poling)、乾燥、加熱、烘烤、快速熱 處理和退火。 2 3 ·如申請專利範圍第1、 1 2、 1 3或1 6項之方法，另有 之持擻在於該處理步驟含有在容有該基質之沈積室 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ 裝--------訂it------線 (請先閱讀背面L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 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434699 餚 C8 D8 六、申請專利範圍 (5 2 0)中維持次於大氣之壓力。 3 0 .如申請專利範圍第1、1 2、1 3或1 6項之方法，另有 之特徵在於該施加之步驟含有旋塗該前驅物液體之薄 膜於該基質上。 3 1 .如申請專利範圍第1、1 2、1 3或1 6項之方法1另有 之特徵在於該提供基質之步驟含有置一基質於封閉之 沈積室（5 2 0 )之內；且該施加之步驟含有各步驟如：產 生該前驅物液體之霧，並使該霧流經該沈積室（5 2 0 )以 形成該前驅物液體於該基質上。 32· —種用於製作固體材料薄膜（30,50,236,489,492 )之裝 置，包括：一沈積室（5 2 0 )和一排放組件（5 2 3 )，與該沈 積室（ 520)有流體流通；其特徵爲：一第一液體源（5 14)， 一第二液體源（534)，和一噴霧器（ 5 44); —第一容積流 量控制器（5 1 5 )連接於該第一液體源（5 1 4 )與該噴霧器 (5 4 4 )之間，且該第二容積流量控制器（5 3 5 )連接於該第 二液體源（S34)與該噴霧器（544)之間：該噴霧器（544) 爲與該沈積室（5 2 0 )有流體流通。 3 3 _如申請專利範圍第3 2項之裝置，另有之特徵爲在該 容積流量控制器（5 1 5，5 3 5 )與該噴霧器（5 4 4 )之問有一混 合室（540)。 3 4.如申請專利範圍第3 2項之裝置，另有之特徵在於該 第一液體爲一種溶劑而該第二液體含有-化合物，選自 包括醇鹽類、羧酸酯類、和其間之結合之組合。 -3 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ 1 -------訂-----線 (請先閱謓背面之注意事項再填寫本頁)
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