TW457561B

TW457561B - Film deposition apparatus and method

Info

Publication number: TW457561B
Application number: TW089117605A
Authority: TW
Inventors: Hiroshi Shinriki; Kenji Matsumoto
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2001-10-01
Also published as: KR100448112B1; WO2001016396A1; US6800139B1; KR20010083933A; JP4487338B2; JP2001077109A

Description

45756 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明說明（）技術領域本發明大體上有關一種薄膜沉積裝置及方法’尤其有關一種用以於一半導體晶圓上兀積pzt薄膜之薄膜沉積裝置及方法。 .背景技藝藉著於化學蒸汽沉積（CVD)程序裝置中使有機金屬材料與氧化劑氣體諸如N02氣體進行反應’可得到具有鈣鈦礦結構之PKZrhTix^iOJ#晶薄膜形式之PZT薄膜。該有機金屬材料氣體含有Pb(DPM)2(雙二特戊醯-甲烷化鉛： Pb(CnH1902)2)、Zr(t-OC4H9)4 四第三丁氧基锆）及 Ti(I-〇C3H7)4(四異丙氧基鈦）。Pb意指鉛，Zr意指锆，而Ti意指欽° PZT薄膜在作爲第二代平面堆疊型Fe RAM的記憶體電容器材料上具有極大之吸引力。爲了沉積結晶狀態之氧化物薄膜諸如PZT薄膜，沉積有氧· 化物薄膜之晶圓或基材通常需加熱至高達約600。〇之溫度。然而，若其中抗熱性質弱之結構預先形成於該晶圓或基材上，則需藉雙階方法進行薄膜沉積過程，包括一種形成晶榜之方法及一種生長結晶以降低該薄膜沉積過程之處理溫度的方法。適於該雙階方法之眞空度並非始終彼此相等。因此’需使用單一艙房進行低度眞空過程及高度眞空過程。然而，因爲沒有可兼用於高度眞空過程及低度眞空過程之噴頭’故該雙階方法需使用兩個不同之艙房進行。當有機金屬材料（MO)於氣態下使用時，該有機金屬材科因蒸 >又壓低而需加熱。是故’若該有機金屬材料氣體遭遇 -4 本紙張尺關家標準（CNS)A4規格咖x 297公^ —---—___ -------------裝---.-----訂----------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A57561 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 到供料管線内之氧化劑氣體，則該有機金屬材料氣體迅速於茲供料管線内與氧化劑氣體反應，導致該供料管線中沉積或形成粒子。爲了解決此项問題，當使用該有機金屬材料氣體時，一般係使用後續混合型噴頭，以於離開該噴頭 I後混合m有機金屬材料氣體與該氧化劑氣體s然而，難以解決琢噴頭中因爲喷頭結構所致而於該有機金屬衬料氣體與孩氧化劑氣體間所產生之洩漏。即，該有機金屬材料氣體與该氧化劑氣體之通道之間因爲該噴頭之製造方法而產生小型氣隙。因此，該噴頭之有機金屬材料氣體與氧化劑氣體之區域之間產生漏氣，導致氧化之有機金屬材料的沉積或氧化有機金屬材料之粒子的生成a 發明揭示本發明大體之目的係提出—種改良而有效之薄膜沉積裝置及方法，其中可解決前述問題。本發明更坪細之目的係提出一種薄膜沉積裝置及方法，其可於低溫下使用單一噴頭經由沉積方法而於高沉積速率下形成PZT薄膜。爲了達成前述目的，本發明之一態樣係提出一種薄膜沉積裝置，用以沉積薄膜於欲處理之標的物上，該薄膜沉積裝置係包括: 一處理艙，其中容納該標的物；處理氣體供料70件，用以提供處理氣體，包括原料氣體及氧化劑氣體 ;抽眞玄元件，用以自該處理艙抽空該處理氣體，以使該處理搶保持於預定眞空度下；及處理氣體導入元件，用以自該處理氣體供料元件將處理氣體導入該處理艙中，其中本紙張尺度綱巾關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -------------裝--------訂--------T象 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製該處理氣體導入元件之結構及配置係將該處理氣體注射於該標的物的整體表面上，用以注射該處理氣體之氣體注射表面係分成覆蓋該標的物之中心部分的内部區域，及環繞场内邵區域之外部區域；而該處理氣體供料元件係選擇性地提供處理氣體於該處理氣體導入元件，使得該原料氣體係個別自该内鄙區域及該外邵區域注射，而該氧化劑氣體係個別自該内部區域及該外部區域注射。根據前述發明，晶核可藉著將該原料氣體注射於晶圓中心郅分而將該氧化劑氣體注射於該晶圓環繞該中心部分的邊緣部分上，同時使該處理艙保持於高度眞空，而有效地形成於欲處理之標的物諸如晶圓上。於該晶圓上形成晶核之後，藉著於相對低溫下’將該原料氣體及氧化劑氣體均勾地注射於晶圓整體表面上，同時使該處理艙保持相對低眞艾度下，而於高速率下生長薄膜之結晶a 本發明薄膜沉積裝置中，該處理氣體供料元件可包括切換元件，以切換該原料氣體對於處理氣體導入元件之供料，使得該原料氣體係選擇性地自任—單獨内部區域或同時自忒内邯區域及該外郅區域注射，而該氧化劑氣體係選擇 I"生地自任一單獨外邵區域或同時自内部區域及外部區域注射。本發明I 一具體實例中’該處理氣體供料元件可包括第一原料氣體供料通道，將該原料氣體提供於内部區域，第一原料氣體供料通道，將該原料氣體提供於外部區域，第 —氧化劑氣體供料通道，將該氧化劑氣體提供於該内部區 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q χ视公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ,SJ' 457561 Α7 Β7 五、發明說明（4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 域，及第二氧化劑氣體供料通道，將該氧化劑氣體提供於外邵區域；而該切換元件可包括第一開/閉閱，提供於該第一原料氣體供料通道，提供於該第：原料氣體通L第一知/ a ,掉，提供於？亥第一氧化劑氣體供料通道，及第四開/閉閾，提供於該第二氣體供料通道。此外，該原料氣體可爲多種材料氣體之混合物，而處理氣體供料元件可包括··多個材料氣體供料通道··及開/閉闕，提供於一材料氣體供料通道上，使得通經一材料氣體供料通道之材料氣體係選擇性地添加於該原料氣體。該處理艙可包括：放置標的物之座台；及垂直移動機制，用以於垂直取向上移動該座台，使得該座台與該處理氣體導=元件之間的距離可變化。是故，當該薄膜沉積方法係於N度具Λ下進行以形成晶核時，該晶圓與該噴頭間之距離可增加，以使該原料氣體與氧化劑氣體藉著擴散而彼此均勻地混合，產生均勻之沉積薄膜詛成。經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製本發明薄膜沉積裝置可另外包括：壓力偵測元件，用以債測每一種原料氣體及氧化劑氣體於該處理氣體導入元件中之壓力；稀釋氣體添加元件，用以添加稀釋氣體於該原料氣體及該氧化劑氣體中之一種；及稀釋氣體量控制元件 ’基於該壓力偵測元件所偵測之壓力以控制該稀釋氣體之添加量’使得該原料氣體及氧化劑氣體於處理氣體導入元件中疋壓力實質上彼此相等。是故，該原料氣體與氧化劑氧體於泫處理氣體導入元件無I力差。因此，提供原料氣體及氧化劑氣體之間隔之間不會洩漏，原料氣體及氧化劑本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A 57 56

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製氣體不會在離開之後逆向流入該處理氣體導入元件中。因此，可避免孩原料氣體及該氧化劑氣體於處理氣體導入元件中之過早反應。本發明之一具體實例中，該處理氣體導入元件可包括具有均勻排列於其底面上之許多原料氣體注射開口及許多氧化劑氣體注射開口的喷頭，對應於該氣體注射表面之底面係分成内部區域及外部區域，該喷頭係包括：連接於第— 原料氣體供料通道之内部原料氣體頂部空間，位於該内部區域中之部分注射開口係連接於該内部原料頂部空間；— 外邵原料氣體頂部空間，連接於該第二原料氣體供料通道，該注射開口位於該外部區域中之部分係連接於該外部原料頂部空間；一内部氧化劑氣體頂部空間，連接於該第— 氧化劑氣體供料通道，該注射開口位於該内部區域之部分係連接於該内部氧化劑氣體頂部空間；及—外部氧化劑氣體頂部全間’連接於該第二氧化劑氣體供料通道，注射開口位於該外部區域中之郅分係連接於該外部氧化劑氣體頂部空間。此外’本發明另一態樣提出一種於處理艙中於標的物上形成薄膜之薄膜沉積方法，其係自噴頭將原料氣體及氧化劑氣體導入該處理艙中，該薄膜沉積方法係包括：第一個過程，將原料氣體注射於直接於於該標的物中心部分上方之第一區域中，而將氧化劑氣體注射於直接位於該標的物環繞該中心部分之邊緣部分上的第二區域中，同時使該處理艙保持於第一預定眞空下；及第二個過程，於低於該第一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) -----------」.裝--------訂--------.4 c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45/do 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7______ 五、發明說明（6 ) 預定眞空之第二預定眞空下注射該原料氣體及氧化劑氣體。根據前述發明，於該第一過程中，晶核可有效地形成於欲處理之標的物諸如晶圓上，其係將該原料氣體注射於晶圓之中心部分，而將氧化劑氣體注射於該晶圊環繞該中心部分的邊緣部分’同時使該處理艙保持於高度眞空下。於第一個過程中，於該晶圓上形成晶核之後，進行第二個過程。第二個過程中’藉著於相對低溫下將該原料氣體及氧化劑氣體均勻地注射於該晶圓整體表面上，同時使處理般保持於相對低眞空下，而生長薄膜結晶。此外，於第二個過程中，該原料氣體及該氧化劑氣體可均勻地同時注射於該第一區域及第二區域。本發明薄膜沉積方法可另外包括於該處理艙中垂直移動該標的物，使得該噴頭與該標的物之間的距離於該第一過程及該第二過程之間改變。該第一個過程中之距離可設定於大於該第二個過程中之距離。是故，當該薄膜沉積方法係於第一個過程中於高度眞空下進行以形成晶核時，該晶圓與該喷頭之間的距離可增加，使得該原料與該氧化劑氣體彼此藉由擴散而均勻地混合，導致沉積薄膜之均勻組成。此外，該第一及第二個過程可包括偵測每一種原料氣體及氧化劑氣體之壓力，而添加稀釋劑氣體於原料氣體及氧化劑氣體之中具有較高壓力的一種氣體中，使該原料氣體與該氧化劑氣體之壓力實質平衡。是故，該原料氣體與該氧化劑氣體於噴頭中不具有壓力差。因此，該噴頭中容納該原料氣體及該氧化劑氣體之空間之間不洩漏，該原料氣本紙張尺度適用令囲國家標準（CNS)A4燒格（210 X 297公爱） I I I ----I I I L·---^ - — --III--rt <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印¾ 五、發明說明（7 ) 體及該氧化劑氣體不會在離開噴頭之後逆流至該噴頭内。因此，可預防該原料氣體與該氧化劑氣體於該喷頭中之過早反應3 本發明沉積PZT薄膜之具體實例中，第二個過程中供料之 .原料可爲有機金屬混合物氣體，含有？1)(0?从)2、21'(1> 〇C4H9)4、Zr(DPM)4、Zr(I-〇C3H7)4、Zr(C5H702)4 及 Zr(C5HF602)4 中至少一種及 Ti(i-〇C3H7)4 及 Ti(i-〇C3H7)2 (DPM)2中之至少一種；該第一過程中之原料氣體可爲不含 Zr材料氣體之有機金屬混合物；而該第一及第二個過程中所提供之氧化劑氣體可爲選自N02，〇2，〇3及％0中之至少一種。此外’該第一預定眞空可等於或低於100毫托耳，而該第二預定眞空可高於100毫托耳》參照附圖由以下詳細描述可明瞭本發明之其他目的 '特色及優點。圖式簡單説明圖1係爲本發明第一具體實例之薄膜沉積裝置的結構圖；圖2係爲圖1所示之薄膜沉積装置的噴頭之平面圖；圖3係爲圖1所示之噴頭的剖面圖；圖4A係爲説明第一個過程中之氣流的視圖；圖4B係爲說明第二過程中之氣流的視圖：圖5係爲晶核及於晶核上形成之PZT薄膜的視圖；圖6係爲説明形成於噴頭體中相鄰頂部空間之間的小間隙的視圖； -10 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝訂· .1 ,/M. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) A7 B7 五、發明說明（8 ) 圖7係爲本發明第二具體實例位於薄膜沉積裝置中之處理氣體導入部分的剖面圖； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8係爲圖7所示之處理氣體導入部分之頂板的平面圖；圖9係爲本發明第三具體實例之薄膜沉積裝置所提供之處理氣體導入部分的剖面圖；圖10係爲沿圖9之線χ_χ所得之剖面圖；圖U係爲本發明第四具體實例提供於薄膜沉積裝置中之處理氣體導入郅分的剖面圖；圖12係爲本發明第五具體實例中提供於薄膜沉積裝置中之處理氣體導入部分的剖面圖；且圖13係爲圖12所示之氣體導管的平面圖。與行本發明之最佳楛古本發明者係基於可於低溫下於高沉積速率下藉著先自噴頭中心提供原料氣體，而於該原料氣體周圍提供氧化劑氣體，以形成良好品質PZT薄膜的發現，而於高眞空環境下形成晶核，之後，於其中該原料氣體及該氧化劑氣體係自該嗜頭整體表面均勻提供的狀態下生長ρζτ膜之結晶。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製現在參照圖I至6描述本發明第一具體實例。圖丨係爲本發明第一具體實例之薄膜沉積裝置的結構圖s圖2係爲圖i所不&薄膜沉積裝置而由底侧觀測的噴頭平面圖=圖3係爲圖 1斷示之噴頭的剖面圖。此具體實例中，使用Pb(DPM)2，Zr(t_〇C4H9)4及丁1(1_ 〇<：3%)4作爲材料氣體’其係彼此混合，以製備原料氣體，而使用N〇2氣體作爲氧化劑氣體，以沉積ρζτ薄膜q -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） l|5756 t A7 B7 五、發明說明（9 ) 圖1所不I薄膜沉積裝置2係包括由鋁所製造之圓柱形處理艙4。於該處理艙4之底部6中心中，形成開口 8，以提供電源線。於該底部6之邊緣形成多個廢氣開口 16。該廢氣開口 16係連接於眞空管線14，包括葉片分子泵丨〇及乾式泵12 ，以抽殳该處理艙4中之氣體。該廢氣開口 16係於等距下配置於底部6之周邊。於該處理艙4中提供由非導電性材料諸如氧化鋁所製之盤狀座台18。座台18係包括具有中空圓柱形之腳部2〇。該腳邵20係自該坐台18之底部的中心向下延伸。該腳部2〇的底瑞係經由折箱1 60及密封元件諸如〇形環（未出示於圖中）而連接於該處理艙4之底部6 «該折箱1 60及〇形環係用以使該座台垂直移動，而使該腳部20之内部與該處理艙4内部空間氣密性地隔離。座台18係藉由垂直移動機制（未出示於圖中）而裝置於可上下移動之軸162末端。介於座台18與提供於該座台18上之喷頭50之間的距離可藉著該座台18之垂直移動而改變。應已知該喷頭5 0可垂直移動以置換該座台1 8。該座台18係具有加熱元件。詳言之，由塗佈有Sic之碳所製之電阻加熱器22係收納於座台18中。加熱器22可將放置於座台18上之丰導體晶圓W加熱至所需之溫度s 經絕緣之電源導線28係連接於加熱器。該導線28係通經該腳部2 0之内部及該開口 8，以延伸至該處理艘4之外部° 該導線2 8係經由開關3 0連接於電源3 2。應注意可使用加熱燈諸如鹵素燈以取代電阻加熱器22，以加熱位於該座台18 -12- 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) 裝上5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（1〇上之晶圓W。 ------------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於孩座台18邊緣中提供許多升降器開口 4〇 ,各延伸於垂直取向。晶圓升降器栓48係容納於每個升降器開口 4〇中，以於藉著升降器栓移動機制（未出示於圖中）之垂直移動將晶圓W放置於該處理艙4或自彼卸下時，支撑或抬丨該晶圓w 。蔹晶圊W—般係由三支升降器栓40所支撑。頂板51係經由〇形環53裝置於該處理艙4之頂部，以氣密地密封該處理艙4。噴頭50係裝置於頂板51上，使得該噴頭 5〇係作爲處理氣體導入元件。該噴頭5〇係位於與該座台18 相對之處，以覆蓋該座台18的整體頂面。處理空間s係形成於該噴頭50與該座台1 8之間。該噴頭5 0係用以將原料氣體及氧化劑氣體導入該處理艙* 中。於提供於該噴頭50之噴頭體55底部中之氣體注射表面 57中形成許多原料氣體注射開口 52及許多氧化劑氣體注射開口 54。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如圖2所示，該注射開口 52及54係均勻分佈於整體氣體注射表面5 7上。圖2中，每個注射開口 52之直徑皆大於每個注射開口 54之直徑，以易於分辨每個注射開口 52及54 ^然而 ’每個注射開口 52及54之直徑皆可彼此相等，或每個注射開口 54之直徑皆可大於每個注射開口 52之直徑。該噴頭本體55之内部係分成一原料氣體頂部空間56及氧化劑氣體頂部空間5 8。該原料氣體頂部空間56係包括内部原料氣體頂部空間56A 及外部原料氣體頂部空間56B。該内部原料氣體頂部空間 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） ^5756 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（11 ) 56A係形成爲同心環狀空間，而外部原料氣體頂部空間56B 亦形成爲環繞該内部原料氣體頂部空間56 A之同心環狀空間。該内部原料氣體頂部空間5 6 A係藉由通道（未出示於圖中）彼此連通，而外部原料氣體頂部空間56D係藉通道（未出示於圖中）而彼此連通。相同地，該氧化劑氣體頂部空間5 8係包括内部氧化劑氣體頂部空間58A及外部氧化劑氣體頂部空間58B。該内部氧化劑氣體頂部空間58A係形成於該噴頭本體55中心，而外部氧化劑氣體頂部空間5 8B係形成爲環繞該内部氧化劑氣體了員部空間58A之環狀空間。是故，噴頭本體55之内部分成四個空間56A、56B、58A 及5 8 B。應注意該四個空間之結構及配置不限於圖3所示，可使用其他結構及配置。該内部原料氣體頂部空間56A係經由氣體導入口 6〇連接於第一原料氣體供料通道62 =外郅原料氣體頂部空間56B係經由氣體導入口 64連接於第二原料氣體供料通道66。該第一開/閉閥67 A係提供於通道62之中間，而第二開/閉閥67b係提供於該通道66之中閜。该弟·及弟二原料氣•供料通道62及66係合併，之後分枝成三分枝通道68A、όδΒ及68C。該分枝通道68a ' 68B及 68C係個別連接於流動控制器，諸如質流控制器7〇α、70Β 及 70C，使得材料氣體 Pb(DPM)2 ' Zr(t-〇C4H9)4 及 Ti(I-〇c3h7)4個別於預定流速下供料。是故，該三種氣體係彼此於通道中間混合，以產生原料 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（210 X 297公釐）丨丨— i裝！訂--------._'^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45756 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製五、發明說明（12) 氣體，該_原料氣體係如下文所述般地選擇性地供料於内部原料氣體頂部空間56A及外部原料氣體頂部空間56B。應注意帶狀加熱器（未出示於圖中）係捲繞於各個第一及第二原料氣體供料通道62及66及分枝通道68A、68B及68C上，以防止氣體液化。此外，該分枝通道68係具有第五開/閉閥67E ’以控制Zr材料氣體之供料。此外，該内部氧化氣體頂部空間58A係經由氣體導入口 72 連接於第一氧化氣體供料通道74，而該外部氧化氣體頂部空間5 6B係經由氣體導入口 72連接於第二氧化氣體供料通道 74。第三及第四開/閉閥67C及67D係個別提供於該第一及第二氧化劑氣體供料通道74及7 8之中間。該第一及第二氧化劑氣體供料通道74及78係合併成通道。成動控制器諸如質流控制器82係提供於通道80，如下文所述般地於預定流速下以選擇性地提供N〇2氣體於該内部及外部氧化劑氣體頂部空間58A及58B。注射该原料氣體之每個’Ϊ射開口 5 2容納有内部原料氣體頂部空間56A或外部原料氣體頂部空間56B。每個用以注射該氧化劑氣體之注射開口皆容納有内部氧化劑氣體頂部空間58A或外部氧化劑氣體頂部空間58b。詳言之，如圖2所示’該氣體·注射表面5 7係分成兩個區段，一是内部區段8 4 ’而另一是外部區段8 6。内部區段8 4係位於該氣體注射表面57之中心。該外部區段86具有環形，以環繞該内部區段 84。圖2中，介於該内部區段84與外部區段之間的邊界係由單條虛線88表示。 -15- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 . .^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 45756 1 A7 B7 五 '發明說明（13) (清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 配置於該内部區段84中之氣體注射開口 52a係連接於該内部原料氣體頂部空間56A，而配置於該外部區段86内之氣體注射開口 52B係連接於部原料氣體頂部空間56B。排列於該内部區段84之氣體注射開σ 54A係連接於内部氧化劑氣體頂郅空間5 8 A ’而排列於該外部區段86内之氣體注射開口 mb 則連接於該外部氧化劑氣體頂部空間5 SB a 根據前述結構’於薄膜沉積方法之原始階段其中該處理艙係保持於高度眞空下以形成晶核中，不含Zr材料之原料氣體自位於該内部區段84中之氣體注射開口 52A導入該處理艙4中，氧化劑氣體自位於該外部區段86之氣體注射口 52B 導入琢處理艙4。另一方面，該處理艙4之壓力變成低眞空度之後’遠原料氣體及氧化劑氣體係自噴頭5 〇之整體氣體注射表面57導入。爲了於薄膜沉積過程中達成該種氣體導入過程’提供閥開/閉控制元件9〇，以控制每個第一至第高開/閉閥67A、67B、67C ' 67D及67E的操作。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製内部區段原料氣體頂部空間56A及外部原料氣體頂部空間 56B個別具有電容器壓力計92A及92B作爲壓力偵測元件，以偵測個別立間内之壓力。相同地，該内部氧化劑氣體頂部空間58A及外部氧化劑氣體頂部空間56β個別具有電容器壓力計92C友92D，作爲壓力偵測元件，以偵測個別空間内之壓力。每個壓力計92A至92D之輸出皆提供於稀釋氣體導入量控制元件94 ’其係藉微電腦達成。該第一及第二原料氣體供料通道62及66係連接於内部氣體通道96，而該第一及第二氧化劑氣體供料通道以及乃係 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 457561

五、發明說明（14 ) 、接於内4氣體通道98。每個内部氣體通道皆作爲稀釋氣導入7L件’提供乂氣體’其係作爲稀釋氣體之惰性氣體及内邵氣體通道96及98係個別具有流量控制器I 〇〇及1 〇2 ’諸如質成控制器，以根據該稀釋氣體導入控制元件94之控制而將則f性氣體之流速控制於適當値。現在針對藉由具有前述結構之薄膜沉積裝置2進行之薄膜沉積方法而進行描述。奴處理之半導體晶圓w係傳輸至處理艙4，其係保持於眞丄而該日0圓W係放置於該座台1 §上。之後，藉由電阻加熱器22將晶圓W加熱至預定處理溫度。之後，冑薄膜沉積万法係藉著自噴頭50將原料氣體及氧化劑氣體導入該處理餘4中而起始，而使該處理艙4保持於預定處理壓力下。忒原料氣體係爲藉著混合氣體所製備之混合物氣體，其係藉著於預定流速下流動以個別蒸發液態之pb(DpM)2， 2中-0(：4札)4及Ti(I-〇C3H7)4而製備。於第一眞空環境下進仃以形成晶核之第一個過程中，該pb、心及Ti材料氣體之流速係個別控制於0.】至10 sccm、〇 sccm(無氣流）及〇^至 lOsccm之範圍内。在第二眞空環境下進行以生長結晶之第二過程中，Pb ' Zr及^材料氣體之流速係個別控制於〇^至 10 seem、0.1 至 10 seem及 0.1 至 10 SCCm之範圍内。經由第一及第二原料氣體供料通道62及66提供於嘴頭5〇之原料氣贈（ >昆合氣體）流入個別内部及外部原料氣體項部允間56Α及56Β中。之後’該原料氣體係經由位於該氣體注射表面57導入該氣體注射開口 52(52Α及52Β)之處理舱4中。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 Χ 297公釐） — 1!— .- -裝 i I (請先閱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製 $57561 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（15 ) 另一方面，經由第一及第二氧化劑氣體通道74及7 8提供於噴頭50之1\[〇2氣體個別流入内部及外部氧化劑氣體頂部空間5 8 A及5 8 B。之後，該氧化劑氣體係經由位於氣體注射表面5 7之氣體注射開口 54(5 4 A及54B)導入該處理艘4中。導入位於處理艙4中之處理空間S内之原料氣體及n〇2氣體係於該處理空間S中混合，並彼此反應，藉由化學蒸汽沉積作用而於晶圓W上沉積PTO薄膜或PZT薄膜之晶核。此具體實例中，該薄膜沉積方法係包括於高度眞空下形成P T 0薄膜之晶核的第一個過程，及於相對低度眞空下於高沉積速率下於該晶核上沉積PZT薄膜之第二個過程。詳言之’於該第一個過程中，僅有原料氣體（不含Zr材料氣體）係如圖4A之粗體箭號所示般地自内部區段84注入該處理艘4中而僅有乳化劑氣體係如圖4A之細體箭號所示般地自外部區段/主入该處理臉4中。另—方面，於第二過程中，該原料氣體（含有Zr材料氣體）及氧化劑氣體係自整體氣體注射表面 57(該内部區段μ及外部區段86兼具）均勻注入該處理艙4中 ’如圖4B之粗體及細體箭號所示。詳言之，參照圖3，當進行第一過程時，該第二、第三及第五個開/閉閥67B、67C及67E係關閉，而該第一及第四開/ 閉閥67A及67D係藉著該閥控制元件9〇之控制而開啓，以提供原料氣體（不含Zr材科氣體）於該内部原料氣體頂部空間 56A中，並提供該氧化劑氣體於該外部氧化劑氣體頂部空間 58B中》疋以自位於内邵區段84中之注射開口 a將原料氣 (不含Zr材料氣體）導入該處理空間s中，該氧化劑氣體係 -18- 本紙張又度適用中國國家標準（cns)A4規格⑽x 297 )--- -----------1—裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· ^756 A7 B7 五、經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製發明說明（16 自位於該外部區段86中之注射開口 54B將該氧化劑氣體導入該處理空間S中。於第一過程中，該處理溫度係介於40(TC至450°C之範圍内而處理壓力係.爲南度眞空，諸如低於1 〇〇毫托耳，以1 〇毫托耳爲佳。如前文所述，藉著僅自該噴頭本體55之中心部刀提供原料氣體（不含以材料氣體），並提供該氧化劑氣體以 %繞該原料氣體，可於高度眞空下，於該晶圓W上形成ρτ〇薄膜之晶核。此外，於高度眞空下進行之第一過程中，介於晶圓w與噴頭3〇間之距離係藉著操作驅動軸162(驅動機制）而增高，以垂直地移動該座台18。介於該晶圓W與該噴頭5〇間之距離係介於20當米至150毫米之範圍内。於高度眞空環境下，該原料氣體及該氧化劑氣體係依擴散（分子流動）而到達晶園w 。是故’當介於噴頭50與晶圓W間之距離增加時，原料氣體及氧化劑氣體更充分地擴散，改善沉積薄膜之均勻度。此外，因爲於高度眞空環境下之壓力分佈相對均勻，故即使介於該噴頭50與該晶圓w間之距離改變，材料使用之效率仍保持不變。於第一過程中形成PTO薄膜晶核之後，該操作進行至第二過程，其係於第二眞空環境下進行。 &進行遠第一過程時’所有第—至第二開/閉閥6 7 A至6 7 E 皆開啓，以將原料氣體（含有。材料氣體）導入内部及外部原料氣體頂部S間56A及56B中，將該氧化劑氣體導入該内部及外部氧化劑氣體頂部空間58A及58B中。是以，自所有注 -19、本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------1---^---------------- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 457 457 經濟部智慧財產局員工消費合作社印數 A7 B7 五、發明說明（17) 射開口 52A及52B注射該原料氣體，而自所有注射開口 54A 及54B〉王射琢氧化劑開口。是故，原料氣體及氧化劑氣體皆自該噴頭50之整體注射表面57均勻地注射。孩第二過程中，處理溫度係介於4〇(rCi45{rc之範圍内，而處理壓力係爲相對低眞空度，諸如大於1〇〇毫托耳，以介於由100毫托耳至1〇〇〇毫托耳之範圍内爲佳。此外，於相對低度眞空之第二過程中，介於該晶圓w與該噴頭50間之距離需小於在高度眞空下進行之第一過程。詳言之，介於該晶圓W與該噴頭50間之距離係介於5毫米至3〇先米之範圍内。於低度眞空環境下，該原料氣體與氧化劑氣體係依據黏稠之流動而到達該晶圓w ^是故，原料氣體及氧化劑氣體之使用效率隨著介於該喷頭5〇與晶圓w間之距離的增加而降低。此意指該原料氣體及氧化劑氣體之使用效率ϋι著介於噴頭50及晶圓w間之距離的縮短而增加，而增加薄膜沉積速率。此外，根據具有前述設計結構之噴頭5〇，自該喷頭刈注射之氣體於該低眞空環境下形成層流。是故，當該喷頭5〇與該晶圓W之間的距離小時，該沉積薄膜中之均勻度幾乎不受損壞。此外，於低眞空環境下，於該晶圓表面上方形成具有’丨、於數索米之厚度的氣體層，其係意指邊界層。該邊界中之氣體強度隨著該噴頭50與該晶圓w間之距離的縮短而增加。是故，該薄膜沉積速率隨著介於該噴頭50與該晶圓W間之距離的縮短而增加。該PZT薄膜的結晶—般係於約600X：溫度下生長。然而， -20- 本紙張尺度適用中圃國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -- ---------裝-------訂i -----丨r^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A5T561 A7 __ B7 玉、發明說明（18) {清先閱璜背面之汔意事項再瘓寫本頁) 如前文所述，於該晶圓w上包括PbATl之氧化物的晶核之形成使得PZT薄膜於400X：至45CTC範圍内之相對低溫下於高沉積速率下因PTO晶核影響而沉積ρζτ薄膜。是故，該ΡΖΤ薄膜可於高沉積速率下沉積於在第一過程中形成之晶核上。此外，所沉積之ΡΖΤ薄膜中，各元素之均勻度極高。所形成之ΡΖΤ薄膜具有Pb(Zri.xTlx)〇3之鈣鈦礦結構。圖5係爲晶核及形成於該晶核上之ρζτ薄膜的説明。如圖5所示，第一過程中，有許多ρτ〇晶核U2形成於晶圓识上 ’之後’在第二過程中’於該PTO晶核112上生長PZT薄膜 1 14 〇

此外，於此具體實例中，每個頂部空間56A、56B、58A 及58B中之壓力係保持不變，使得該原料氣體及該氧化劑氣體不會在該噴頭本體55内洩漏，或該原料氣體及該氧化劑氣體不會逆流側該噴頭本體55中。該噴頭本體55係藉著各具有對應於頂部空間及氣體通道之空穴的鋁塊而製得。即使該链塊係於極高準確度下經機械加工，仍必然地消除介於該鋁塊之連接部分之間的小間隙經濟部智慧財產局員工消費合作社印製是故’若例如於該原料氣體頂部空間5 6及該氧化劑氣體頂部2間5 8之間產生高値墨力差，則原料氣體及氧化劑氣體中之一種經由小間隙洩漏，於該噴頭本體5 5内產生原料氣體與氧化劑氣體之混合物。此情況下，粒子可藉著該原料氣禮與該氡化劑氣體之反應而形成。若該原料氣體中之一逆流至對應於其他氣體之注射開口内，則亦發生此種現象。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 a 5 7 5 6 1 A7 ____B7 五、發明說明（19) 爲了解決此種問題，此具體實例中，每個頂部空間56八、 56B、58A及58B中之壓力皆藉電容器壓力計92a至92D個別偵測，以藉著添加稀釋氣體⑺2氣體）控制該頂部空間56八、 D6B、WA及中足壓力，使其實質彼此相等。此情況下，該頂部空問之間的壓力差不需準確地控制於零，壓力差可耄捭問璉地保持低於1 〇百分比。如前文所述，藉著適當地私供Ns稀釋氣體於其中壓力低於相鄰空間之壓力的空間，可實S消除該空間之間的壓力差。因此，可防止該噴頭本體55内之氣體洩漏，亦可防止所注射之氣體逆流至該噴頭本體55。圖6係爲説明遠喷頭本體5 5中於相鄰頂部空間所形成之小間隙的視圖。當噴頭係藉著結合各具有空穴以界定原料氣體頂部空間56及氧化劑氣體頂部空間58之頂部方塊及底部方塊而形成時’於該方塊A及B之間形成小値間隙π 6。若頂部S間56之壓力P 1與壓力P2之間存有差値，則該頂部空間56及59中之一空間中的氣體洩漏至另一空間中a此具體實例中，該壓力差可藉著提供N2稀釋氣體於頂部空間56及 58中之一而實質解決，以使該壓力pi與壓力p2保持實質彼此相等。是故，可防止該頂部空間56與58之間的氣體洩漏 °應注意該稀釋氣體不限於該N2氣體，而可使用其他氣體，諸如He氣體或Ar氣體。如圖2所示，該氣體注射表面57之尺寸（直徑）係設定於相對於晶圓W而正或負1 〇百分比之内。此情況下，該内部區段84之直徑以介於該氣體注射表面57之有效直徑的10百分 -22- 本紙張尺度適用中圏國家標毕（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------- 1 f I I --------訂！----1'^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 457561 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（2Q) 比至70百分比範圍内爲佳。現在參照圖7及8描述本煢明第二具體實例α圖7係爲提供於本發明第二具體實例之薄膜沉積裝置中的處理氣體導入部分的剖面圖。圖8係爲圖7所示之處理氣體導入部分的頂板之平面圖。本發明第二具體實例之薄膜沉積裝置的結構係與圖丨所示之薄膜沉積裝置2相同’不同處係圖7所示之處理氣體導入部分，省略相同之描述。此具體實例中，作爲第一處理氣體導入元件之噴頭12〇係附加於該處理艙4之頂板5 1上。該噴頭！ 20係具有形成於其中心而向外突起之裝配部分12〇Α。該裝配部分12〇a係裝配於該處理艙4之底板si上，而作爲處理氣體導入元件之多個處理氣體供料通道122係提供於該裝配部分丨2〇A周圍。該噴頭120及該處理氣體供料通道122一起構成一處理氣體導入元件124。該噴頭120係具有鐘罩形狀’具有單一内部空間。多個注射開口 12 8形成於氣體注射表面U6内。原料氣體或氧化劑氣體中之一種係提供於該噴頭12〇上。圖7中，該原料氣體係提供於該喷頭120。该氣體導入元件12 2係包括多個氣體開口 13 〇，於實質等距下排列環繞該裝配部分120A，使得作爲氧化劑氣體之 N〇2氣體注射至空問s。此情沉下，排列有氣體開口之圓的直徑L1小於該噴頭120之直徑，使得該噴頭12〇之頂板於注射氧化劑氣體時作爲隔板，而促進該氧化劑氣體之擴散β 此具體實例中’該Ρ2Τ原料氣體係自嘖頭12 0注射於該處 -23 - 本紙張尺度適用中國®家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -------------裝 i — -----訂-------11'^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) »57561 A7 B7 五、發明說明（21 ) <請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 理空間S，該氧化劑氣體係自環繞該喷頭丨2〇之氣體導入元件122的氣體開口 130注射。是故，具有高组成均勻度之ρζτ 薄膜可沉積於孩晶圓w上。此外，該處理氣體導入元件丨24 疋結構可簡化’.而該噴頭120内不洩漏s此外，因爲該處理氣體導入元件之結構單純，故其他機制諸如冷卻機制、加 ‘為機制或高頻率機制可輕易地收納於該處理般4中.。現在參照圖9及1〇描述本發明第三具體實例。圖9係爲提 ί、於本發明第二具體實例之薄膜沉積裝置中的處理氣體導入部分的剖面圖。圖10係爲沿圖9之線χ_χ所得之剖面圖。本發明第二具體實例之薄膜沉積裝置的結構係與圖丨所示之薄膜/几積裝置2相同，不同處係圖9所示之處理氣體導入邵分13 2，而省略相同之描述。應注意該處理氣體導入部分 132具有前述第二具體實例之喷頭12〇。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此具體實例中，該喷頭12〇之裝配部分120Α.係具有延長之形狀。此外’第二氣體導入元件134係包括外部圓筒丨36，環繞该裝配邵分120A，以形成雙管結構。該裝配部分12〇a 係裝配於該外部圓筒136之頂板。該外部圓筒13 6之底部開口的直徑係小於該喷頭120之直徑，使得該噴頭120之頂板係作爲隔板。根據此具體實例，具有高组成均勻性之PZT薄膜可沉積於該晶圓W1。此外’該處理氣體導入元件132之結構單純，故該噴頭120内不洩漏。現在參照圖U描述本發明第四具體實例。圖1 1係爲提供於本發明第四具體實例之薄膜沉積裝置中之處理氣體導入 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） #5756 1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22 ) 郅分的剖面圖3 本發明第四具體實例之薄膜沉積装置的結構係與圖1所示之薄膜沉積装置2相同，_不同處係圖11所示之處理氣體導人部分140，省略相同之描述。應注意該處理氣體導入部分 140具有前述第二具體實例之噴頭120。此具體實例中，該處理氣體導入部分1 4〇係包括作爲第— 氣體導入元件之鐘罩型噴頭120及提供於該喷頭120周圍之第二氣體導入元件142。該氣體導入元件142係包括一環形分隔板，其連接該噴頭120之側壁及該處理艙4之側壁，以形成由環形板144及該處理艙4之側壁及頂板所界定之個別噴頭。於該環形板144中提供多個氣體開口 146，使得該n〇2 氣體自該氣體開口 H6注射嘴向該處理艙s β 根據此具體實例’具有高度组成均勻性之ρζτ薄膜可沉積於該晶圓W上。此外，該處理氣體導入部分140之結構單純 ’而於該噴頭120内不洩漏。現在參照圖12及13描述本發明第五具體實例。圖12係爲提供於本發明第五具體實例薄膜沉積裝置中之處理氣體導入部分的剖面圖。圖13係爲圖12所示之氣體導入管線的平面圖。本發明第直具體實例之薄膜沉積裝置的結構與圖丨所示之薄膜沉積裝置2相同，不同處係圖12所示之處理氣體導入部分150，省略相同之描述。應注意該處理氣體導入部分15〇係具有前述第二具體實例之噴頭i20。此具體實例中’該處理氣體導入部分15〇係包括—鐘罩型 _25_ 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNS)A4規格（210 x ~297公釐） -------------------訂--------：-4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 45756 1 五、發明說明（23 ) (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 噴頭12〇及提供於該噴頭12〇周圍之一氣體導入元件152。該氣體導入元件152係包括一環形氣體導入管線154，裝配於該處理艙4的頂板5 1上。多個氣體開口 15 6係於實質相等間距下提供於該氣體導入管線154上，使得該n〇2氣體係由該氣體開口 15 6噴向該處理空間S。根據此具體實例，具有南度組成均勻性之ρ ζ τ薄膜可沉積於該晶圓W上。此外，該處理氣體導入部分15 〇之結構單純，而噴頭12〇内不洩漏。前述具體實例中’使用6英吋之晶圓。然而，晶圓w之尺寸不限於6英吋，而可使用其他尺寸晶圓諸如8_英叶晶圓或 12-英吋晶圓。此情況下，内部區段84之直徑可對應於晶圓直徑之增加而增加。此外，雖然Zr(t-OC4H9)4係作爲在前述具體實例中形成 PZT薄膜之Zr材料，但可使用其他心材料，諸如Zr(DpM)4、 ΖΓ(Ι-0(：3Η7)4、Zr(C5H7〇2)AZr(C5HF6〇2)4’ 及前述者之一或兩種的组合物。此外，雖然Ti(1_〇C3H7)Wf_於前述具體實例中作爲η材料，但可使用其他Tl材料，諸如Ti(i_〇C3H7)2 (DPM)2 ο 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製此外雖然作爲介電薄膜之ΡΖΤ薄膜係藉著前述具體實例之薄膜沉積裝置沉積，但本發明不限於沉積該ΡΖΤ薄膜’而可使用其他有機金屬材料沉積其料膜諸如Basl_hTix03薄膜。此外，氧化劑氣體不限於N02氣體，可使用其他氣體諸如〇2、〇3或队〇及兩種或多種前述氣體之組合物。此外，該欲 -26- 本紙張尺度適用不國國長標準（CNS)A4規格----- A7 ^57561 B7_____ 五、發明說明（24 ) 處理之標的物不限於半導體晶圓，可使用其他標的物，諸如液晶顯示器基材或玻璃基材。本發明不限於所特定描述之具體實例，可在不偏離本發明範圍的情況下進行改變及修飾。本發明係基於1999年8月3 1日申請之日本優先專利申請案第1 1-245836號，其整體内容係以提及之方式併入本發明。 ------------ί -裝·！ (請先閲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 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 * 297公釐）

Claims

4 5 7 5 6 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種薄膜沉積裝置（2)，用以沉積薄膜於欲處理之標的物 (W)上，該薄膜沉積裝置（2)係包括：一處理艙（4)，其中容納該標的物（W); 處理氣體供料元件（74，78，80，68A-68C，82，70A-70C)，用以提供處理氣體，包括原料氣體及氧化劑氣體；抽眞空元件（10-14)，用以自該處理艙（4)抽空該處理氣體，以使該處理艙（4)保持於預定眞空度下；及處理氣體導入元件（50)，用以自該處理氣體供料元件將處理氣體導入該處理艙（4)中，其中該處理氣體導入元件之結構及配置係將該處理氣體注射於該標的物（W)的整體表面上，用以注射該處理氣體之氣體注射表面係分成覆蓋該標的物（W)之中心部分的内部區域（84)，及環繞該内部區域之外部區域（86); 而該處理氣體供料元件（74，78，80，68A-68C，82， 70A-70C)係選擇性地提供處理氣體於該處理氣體導入元件（5 0)，使得該原料氣體係個別自該内部區域（84)及該外部區域（86)注射，而該氧化劑氣體係個別自該内部區域 (84)及該外部區域（86)注射。 2. 如申請專利範圍第1項之薄膜沉積裝置，其中該處理氣體供料元件可包括切換元件（67 A-67D，90)，以切換該原料氣體對於處理氣體導入元件（50)之供料，使得該原料氣體係選擇性地自任一單獨内部區域（84)或同時自該内部區域（84)及該外部區域（86)注射，而該氧化劑氣體係選擇 -28· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐) -----------1 -裝--------訂--------Γ^ (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 457 5 6 1 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍性地自任一單獨外部區域（86)或同時自内部區域（84)及外邵區域（8 6)注射。 --- ---------^ --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3.如申請專利範園第2項之薄膜沉積裝置，其中該處理氣體供料元件可包括第一原料氣體供料通道（62)，將該原料氣體提供於内部區域（84)，第二原料氣體供料通道（66)，將該原料氣體提供於外部區域（84)，第一氧化劑氣體供料通道（74)，將該氧化劑氣體提供於該内部區域（84)，及第二氧化劑氣體供料通道（78)，將該氧化劑氣體提供於外部區域（8 6);而該切換元件可包括第一開/閉閥（67A) ’提供於該第一原料氣體供料通道（62)，第二開/閉閥（67B)，提供於該第二原料氣體通道（66),第三開/閉閥（67C) ’提供於該第— 氧化劑氣體供料通道（74)，及第四開/閉閥，提供於該第二氣體供料通道（78)。 4·如申請專利範圍第1項之薄膜沉積裝置，其中該原料氣體可爲多種材料氣體之混合物，而該處理氣體供料元件係包括：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製多個材料氣體供料通道（68A-68C);及開/閉閥（67E)，提供於一材料氣體供料通道（68a_68C) 上，使得通經一材料氣體供料通道（68A_68C)之材料氣體係選擇性地添加於該原料氣體。 5.如申請專利範圍第1項之薄膜沉積裝置，其中該處理艙 (4)係包括：放置標的物（W)之座台；及 ____-29 - 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑽κ 297公爱） ' ~ 45756 1 A8 B8 C3 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍垂直移動機制（162)，用以於垂直取向上移動該座台 (18) ’使得該座台與該處理氣體導入元件（5〇)之間的距離可變化。 6. 如申請專利範圍第1項之薄膜沉積裝置，其另外包括：壓力偵測元件（92A-92D)，用以偵測每一種原料氣體及氧化劑氣體於該處理氣體導入无件中之壓力；稀釋氣體添加元件（96，98，100，1〇2)，用以添加稀釋氣體於該原料氣體及該氧化劑氣體中之一種；及稀釋氣體量控制元件（94)，基於該壓力偵測元件（92 A-92D)所偵測之壓力以控制該稀釋氣體之添加量，使得該原抖氣體及氧化劑氣體於處理氣體導入元件中之壓力實質上彼此相等。- 7. 如申請專利範圍第3項之薄膜沉積裝置，其_中該處理氣體導入元件係包括具有均勻排列於其底面上之許多原料氣體注射開口（52)及許多氧化劑氣體注射開口（54)的噴頭 (50) ’對應於該氣體注射表面之底面係分成内部區域（8句· 及外部區域（86)，該噴頭（50)係包括：連接於第一原料氣體供料通道（62)之内部原料氣體頂邵空間（56A)，位於該内邵區域（84)中之部分注射開口 (52A)係連接於該内部原料頂部空間（56A); 一外部原料氣體頂部空間（56B)，連接於該第二原料氣體供料通道（66)，該注射開口（52B)位於該外部區域（86) 中之郅分係連接於該外部原料頂部空間（5 6 B); 一内部氧化劑氣體頂部空間（58A)，連接於該第—氧化 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------1 --11 f -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^5756 1

六經濟部智慧財產局員工消費合作社印f 、申請專利範圍劑氣體供料通道（74)，該注射開口（54 A)位於該内部區域 (84)之部分係連接於該内部氧化劑氣體頂部空間（5 8A); 及 —外部氧化劑氣體頂部空間（5SB)，連接於該第二氧化劑氣體供料通道（78) ’注射開口（54B)位於該外部區域 (8 6)中之部分係連接於該外部氧化劑氣體頂部空間 (58B) 〇 8 —種於處理艙（4)中於標的物（W)上形成薄膜之薄膜沉積方法，其係自喷頭將原料氣體及氧化劑氣體導入該處理艙（4)中，該薄膜沉積方法係包括：第一個過程’將原料氣體注射於直接於該標的物（w)中心部分上方之第一區域中’而將氧化劑氣體注射於直接位於該標的物（W)環繞該中心部分之邊緣部分上的第二區域中，同時使該處理艙（4)保持於第一預定眞空下；及第二個過程’使處理驗（4)保持低於該第一預定眞空之第二預定眞空下，注射該原料氣體及氧化劑氣體。 9.如申請專利範圍第8項之薄膜沉積方法，其中，於第二個過程中，該原料氣體及該氧化劑氣體係均勻地同時注射於該第一區域及第二區域。 10 _如申請專利範圍第8項之薄膜沉積方法，其另外包括於該處理艙（4)中垂直移動該標的物（W)，使得該噴頭與該標的物（W)之間的距離於該第一過程及該第二過程之間改〇 11,如申請專利範圍第10項之薄膜沉積方法，其中該第一個 •31 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210x297公釐) --------------裝—— (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 5 4 6 5 80088 A^CD 六'申請專利範圍過程中之距離可設定於大於該第二個過程中之距離β 12.如申請專利範圍第8項之薄膜沉積方法，其中該第一及第二個過程可包括偵測每一種原料氣體及氧化劑氣體之壓力，而添加稀釋劑氣體於原料氣體及氧化劑氣體之中具有較高壓力的一種氣體中，使該原料氣體與該氧化劑氣體之壓力實質平衡。 13·如申請專利範圍第9項之薄膜沉積方法，其中於第二個過程中供料之原料係爲有機金屬混合物氣體，含者 Pb(DPM)2、Zr(t-〇C4H9)4、Zr(DPM)4、Zr(I-〇C3H7)4、 Zr(C5H702)4及 Zr(C5HF602)4 中至少一種及 Ti(i-〇C3H7)4 及 Ti(i-OC3H7)2(DPM)2f之至少一種；該第一過程中之原科氣體可爲不含Zr材料氣體之有機金屬混合物；而該第/ 及第二個過程中所提供之氧化劑氣體可爲選自no2，〇2 ，〇3及N20中之至少一種。 M.如申請專利範圍第13項之薄膜沉積方法，其中該第/預定眞空可等於或低於100毫托耳，而該第二預定眞空 < 高於100毫托耳。良---- _ 寒 I I I 1 — 1 Ac-1 (請先閱讀背面之达意事瑣矜填寫本買) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)