TW471029B - Processing system and method for chemical vapor deposition of a metal layer using a liquid precusor - Google Patents

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Description

五、發明說明~^ —------—-- 發明 本号务明大Μ曲 k » γ、、、λ m上有關—種半導體處理,尤其有關使用一先 驅硬於一仆悤f β+ ^ 系統。 子終吼沉積(CVD)系統中沉積金屬層諸如鋼之 發明 曰:成積電路(ICs)時,經常需要於一基材諸如一半導體 晶圓ί'沉.積材料薄層或薄膜,諸如含有金屬及類金屬之薄 膜泫薄膜之一目的係提供積體電路之導電性及電阻接 觸’而於積體電路之各種裝置間產生導電性或障壁層。例 如,可於—基材絕緣層中所形成之接觸孔的曝露表面上施 >所需之薄膜,使該膜貫穿該絕緣層,而提供導電性材料 插頭’以製造貫穿該絕緣層之電連。 沉積孩膜之一種眾所周知之方法係化學蒸氣沉積 (CVD),其中使用各種成分或反應物氣體間之化學反應而 於一基材上沉積薄膜。於化學蒸氣沉積方法中’反應物氣 體係泵入容裝有一基材之反應艙之處理空間内。該氣體於 該處理2間中緊鄰該基材表面處進行反應,而於該表面上 沉積一或多種反應副產物之薄膜。不於曝露之基材表面上 產生所需薄膜之其他反應副產物隨之藉著偶聯於該反應艙 之真空系統泵除或清除。 化學蒸氣沉積方法之一種亦廣泛使用於積體電路製造中 之變化形式係為電漿促進化學蒸氣沉積方法或PECVD方 法,其中一或多種該反應物處理氣體經離子化而成為氣體 電漿,以於該反應過程中提供能量。電漿促進化學蒸氣沉 ,4 - 本紙張國家標準(CNS) Α4规格(210 Χ 297兩 471029 A7 B7 五、發明説明(2 ) 積係用以降低該基材之處理溫度,並降低標準化學蒸氣沉 積進行適當之反應一般所需之熱能用量。於電漿促進化學 蒸氣沉積中,輸送射頻(RF)電能於該處理氣體或氣體等, 以形成並保持該電漿,因此,該反應所需之熱能較低。 藉著該薄膜沉積技術所形成之積體電路裝置之尺寸持續 縮小,而該裝置於所處理之基材晶圓上之密度漸增。尤 其,具有微米以下尺寸之物理圖型的積體電路裝置更為常 見。此外,半導體工業漸趨期望該等小型積體電路裝置具 有高導電性互連。雖然積體電路裝置内導電性互連傳統上 係使用鋁合金及鎢,但小於微米之裝置中的該等互連變得 較常使用銅。已發現採用銅互連而非鋁或鎢互連之積體電 路裝置具有較高之可信度及速度。 就銅之化學蒸氣沉積而言,一般係採用含銅之先驅液, 技藝界稱為(hfac) Cu (TMVS)先驅。如技藝界所熟知,該液 體形式之先驅係包括六氟乙醯基丙酮酸根(HFAC)有機化學 配位體,結合有三甲基乙烯基矽烷(TMVS)。該銅先驅液需 於導入化學蒸氣沉積處理艙之前先蒸發以成為處理氣體。 該種具有有機分子配位體之金屬先驅的使用廣泛地稱為金 屬-有機化學蒸氣沉積或MOCVD。
銅之MOCVD目前使用之處理系統具有數個特別之缺點。 首先,雖然某些系統係使該先驅起泡或蒸發成氣態,但其 他系統係使用市售直接液體注射(DLI)系統,以將MOCVD銅 先驅輸送至該處理艙。其中一種該DLI系統係為MKS Instruments of Andover,Massachusetts 所售之 DLI-25B。DLI -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 471029 A7 ___ B7 ___ 五、發明説明(3 ) 系統使用來自容器或安瓿之液體,在將該液體送至處理艙 之輸送管中將其加熱。使用泵及流動控制器以處理液流。 該DLI系統通常並非針對MOCVD銅先驅導入而發展。實際 上’大邵分該種DLI系統係用以於一處理艙中輸送水蒸氣。 結果,採用市售DLI系統之處理系統經常導致銅冷凝,或甚 至沉積於該DLI系統之實際管線及流動控制組件内,而阻礙 將该氣體先驅導入處理艙之過程。例如,冷凝可能發生於 該先驅蒸發之點之後而於該處理艙之前。除了該氣體先驅 之輸送無效率之外,可能在該DLI系統中形成粒子,而污染 欲處理之基材。DLI系統内伴有粒子生成之沉積最後阻塞該 DLI系統’使其在拆卸及清洗之前失去功效。已知處理系統 内不期望該種因素’因為降低該處理系統之效率及通量, 而且需要額外維修。 銅金屬-有機化學蒸氣沉積(MOCVD)系統與其他使用較 大之多艙型處理工具的化學蒸氣沉積系統相同地,無法控 制化學蒸氣沉積反應副產物自該化學蒸氣沉積處理艙至基 材輸送裝置之傳送’該輸送裝置分隔該處理工具之數個處 理艘。無法控制進入該輸送裝置之副產物流經常阻礙銅金 屬-有機化學蒸戚^ >儿積舱於相同處理工具中與物理氣相、、冗於 (PVD)艙組合使用’因為該種物理氣相沉積方法對於由化 學蒸氣沉積反應副產物所產生之污染極為敏感。就銅沉積 而言’該種交錯污染係為重要之缺點,因為對鋼而言,最 有效之擴散障壁之一係為藉物理氣相沉積方法沉積之氮化 鈀(TaN)。目前,TaN尚無法藉化學蒸氣沉積技術沉積。是 -6 -
471029 A7 _________ B7 五、發明説明(4 ) 故,物理氣相沉積-TaN處理艙及方法無法有效地與金屬_有 機化學蒸氣沉積-Cu處理搶於單一處理工具中聯合,除非可 防止來自該金屬-有機化學蒸氣沉積艙之污染性反應副產物 進入該物理氣相沉積艙中。 目前銅金屬-有機化學蒸氣沉積處理系統之另一項缺點係 由該系統容許銅沉積至該基材之外緣的情沉所致。藉前述 物理氣,相沉積方法沉積於該基材銅層下層之障壁層(例如 TaN)通常不延伸至該晶圓之邊緣。因此,銅層延伸於基材 外緣周圍之邵分並未完全沉積於障壁層上。結果,於基材 邊緣上,銅自由擴散至該矽重量内,可能影響形成於該基 材上之積體電路裝置的操作。 是故,本發明之目的大體上係改善金屬_有機化學蒸氣沉 積技術,尤其是Cu金屬_有機化學蒸氣沉積技術,因此,提 出一種克服前述目前系統之缺點的處理系統。 詳f之,本發明之目的係於一處理艙中均勻地導入一氣 體銅先驅,而減少因該先驅之導入而產生之粒子,並減少 先觔技藝先驅導入系統所伴生之阻塞。 本敖明另一目的係於自一基材晶圓製造積體電路的各個 步驟中’減少所需之相鄰處理系統間的交錯污染。 本發明另一目的係防止銅沉積於該基材未充分覆蓋擴散 障壁層之部分上,以防止銅擴散於一矽基材上。 本發明於以下詳述中討論此等目的及其他目的。 發明概述 本發明系統係針對前述目的,而提出—種採用含金屬之
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學ί氣沉積方法以於-基…積-金屬 以於-基材上沉積一銅層。為#而本發明系統可用 以:據::明之一具體實例,該系統係包括-處理艙,用 之m'空間中容裝一基材。蒸發器元件係位於該艙中 ==中,與該處理空間相鄭,被加熱至足以使該含 液諸如含有銅之先驅之供料處係偶聯於一嘴 :;體霧化’並將經霧化之先驅液導向該蒸發器 之溫度控制係使該元件保持足以使該先驅液蒸 :給、:轧之溫度。先驅之供料處、將該液體輪送至處 、,,《g、泉、及孩蒸發器元件係保持於室I,以防止該輸 达系統中之蒸發、冷凝、及可能之沉積。 處理氣體分散㈣處理空間中緊鄰該基材處。氣體分散 兀件係位於該蒸發空間與該處理空間之間,以分散該氣 =本發明《-具體實例中,採用具有—系列放射狀孔之 蒸氣分佈環。本發明另_具體實例中,可使用氣體分散性 蔟射頭H同時採用蒸氣分饰環及誤射帛,以使所蒸發 之處理氣體均勻分佈於該處理空間中。 该喷嘴係、由一閥偶聯於該先驅液供料處,該閥可藉液 流計控㈣,用&控制胃閥輸送所需之先驅》夜流至蒸發器元 件,以於咸處理艙中達到所需之處理氣壓。或可於該先驅 供料處與閥間使用可控制泵,以輸送控制下之先驅流至該 噴嘴及蒸發器元件。本發明巾,該先驅輸送系統内之所有
471029 A7 B7 五、發明説明(6 ) ' -------- 、’且件包括供料處、閥、噴嘴、及流動控制組件諸如流動計 或系=保持於室溫。如此,該先驅液僅於該處理艙緊鄰該 4啦益兀件且緊鄰該處理空間之蒸發空間内蒸發。如此, 可避免該液體於該蒸發空間内蒸發之前於該先驅液輸送系 、先内’儿積’而減少該輸送系統之阻塞。此外,因為該先驅 在進入咸處理艙之蒸發空間之前不蒸發,故該先驅不具有 …I及後續~凝’而進一步干擾先驅到達該處理艙之均句 流動的機會。 本發明另一怨樣中,該系統包括控溫系統,可偶聯於該 處理搶内〈加熱元件,亦可偶聯於該蒸發器元件。該控溫 尔統差異地加熱該蒸發器元件及該處理艙加熱元件,使得 乂⑺、&器元件保持異於該處理搶加熱元件及該搶牆之溫 度°詳T之’該控溫系統使該蒸發器元件保持所需之蒸發 眞度’诸如使用於鋼先驅之6〇 〇c,以確定該先驅之適當蒸 發’並減少於該蒸發空間中冷凝之情況。該艙加熱元件係 保持於足以將該艙之内牆加熱至高於該蒸發元件之蒸發溫 度的溫度’以防止該先驅液於該處理艙内冷凝,但低於一 上限溫度範圍,以防止沉積於該艙牆上。採用銅先驅,該 控溫系統可使該艙牆之溫度保持約60-90°C之範圍内,同時 減少所蒸發之先驅於該處理空間中之冷凝,亦減少於該處 理空間中於該艙牆上之沉積。 本發明另一態樣中,該系統係包括一邊緣互斥環,位於 為處理2間内’包圍置於一處理空間内之基材的周邊。該 邊緣互斥環以由絕緣性材料形成為佳,防止該基材周邊上 __ -9- 本紙張尺度_家料(CNS) A4規格(21G X 297公爱) 471029 A7 __ _B7 五、發明説明(7 ) 之沉積。該環亦可為金屬或塗佈有絕緣體之金屬。該邊緣 互斥環與該基材之周邊重疊’於該環與該基材邊緣之間產 生一小間隙。本發明之一具體實例中,該環包括一氣體通 返’偶聯於一惰性氣體諸如氬之供料處。該通道之結構係 將氣體導入環内,而朝向位於該環與該基材邊緣間之小間 隙内的基材周邊。如此,該惰性氣體使該環與該基材邊緣 間之間、隙保持不含處理氣體,而防止該基材周邊上之沉 積。 於本發明另一具體實例中,該氣體通道可形成於一安置 遠基材之基材台内而緊鄰該台之外緣。該惰性氣流向上吹 動並環繞該基材之邊緣,穿過介於該基材邊緣與該邊緣彡 斥環間之間隙,以減少該空間中之處理氣體,而防止該基 材周邊上之沉積。 為了防止多艙型處理工具内多個處理艙間之交錯污染, 本發明系統收納一緩衝艙,其中界定一緩衝空間,下方放 置該處理艙。於該處理與緩衝艙間形成一通道,以於該處 理艙中之處理位置與該緩衝艙中之緩衝位置間於該基材台 上移動一基材。一密封機構啣接該通道,而可密封該通 道,並於該基材台位於緩衝位置時隔離該處理空間與該缓 衝空間。泵動系統係偶聯於該緩衝艙,以清除該緩衝空間 可能外洩而經由共同輸送艙而進入其他處理艙中之污染 物。緩衝艙收納酷冷板,位於該緩衝艘之相鄰赌上,用以 捕集而泵動來自該緩衝艙之氣體,而減少其中之污染物。 酷冷板或偶聯於冷媒來源或驟冷器頭,以迅速冷卻該板’ 10 一—- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐) 471029
而進行氣體泵動。該緩衝艙中包括一感應系統,用以偵測 欲移除之不期望氣體,以防止在該緩衝艙被充分抽空氣體 污染物之前連通該緩衝艙。如此,本發明系統可與其他 染物敏感性處理艙諸如物理氣相沉積艙一起收納於多搶型 處理工具内。 本發明之其他特色及優點可由以下詳述而輕易得知。 „圖式簡單說明 本發明所收納之附圖係說明本發明之具體實例,與以下 本發明整體描述一起說明本發明之原理。 圖1係為本發明原理之處理艙的剖面圖,顯示處理位置之 基材; 圖1 A係為本發明原理之蒸氣分佈環的側視圖; 圖2係為一剖面圖,與圖1相同,顯示緩衝位置之基材; 圖3係為本發明處理艙之備擇具體實例的剖面圖; 圖4係為顯示邊緣互斥環之圖3放大剖面圖。 元件符號說明 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS;A4規格(2i〇x297公爱} 10 系統 22 缓衝空間 11 外殼 26 通遒 12 處理艙 28 隔離閥. 14 處理空間 30 基材台 16 基材 32 加熱元件 18 蓋 34 控溫系統 19 密封物 36 驅動機構 20 緩衝艙 39 膜盒 471029 A7 B7 五、發明説明(9 ) 40 通道 92 間隔 42 真空泵 94 隙孔 44 通道 96 肩部 46 輸送艙 97 艙牆 50 閘閥 102 射頻(RF)電源 51 通道 110 邊緣互斥環 52 ,真空泵 112 外緣 53 箭頭 114 最内緣 60 周邊 116 氣穴 62 周邊肩部 117 上方周邊 70 供料處 118 通道 72 閥 119 下緣 74 噴嘴 120 間隙 75 開口 122 周邊氣穴 76 蒸發空間 124 通道 77 出口 140 商告冷板. 78、80 氣體分散元件 142 酷冷流體供料處 82 蒸發器元件 143 通道 83 凹穴 144 驟冷器頭 85 液體流量計 146 氣體感應系統 86 泵 147 感應器 90 放射狀孔 詳述: 圖1係說明本發明原理之系統1 0,可用以於一基材上沉積 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 471029 五、發明説明(1〇 金屬層,採用含有金屬之先驅液,装 ^ 再4發成氣體,之 用於一化學蒸氣沉積方法中。系统 τ、允i 〇特別可於利用含銅之 先驅液及MOCVD方法於-基材上沉積銅層。結果,系统 包括外殼Η,界定一處理艙12,其中包括一處理空間“, 容裝並處理-基材16。該外殼η係由適當之金屬諸如對錐 鋼形成。將處理氣體或氣體等導入處理空間14,以於一基 材16上、化學蒸氣沉積一薄層,尤其是金屬層。外殼η包括 一蓋18,具有適當之密封物19,以密封該外殼及處理艙12 和處理空間。該處理艙12底層係為—緩衝艙2〇,其中形 成一緩衝空間22 (參照圖2)。如圖所示,該處理艙12及緩 衝艙20可自單一外殼η形成,或可為以密封方式適當地偶 聯之分隔艙,以於該艙中保持一真空α該緩衝空間2 2係藉 著該外殼11中於該緩衝艙與處理艙之間的通道26而偶聯於 該處理空間14。形成該通道26,其尺寸係使得基材16可於 該緩衝空間22與該處理空間14間移動。圖1中,該基材ι6 係顯示於該處理空間1 4中,圖2中,該基材空間係顯示於 該緩衝空間2 2中。 就基材1 6於該處理空間與缓衝空間之間移動而言,可移 動之基材台3 0諸如晶座可於圖1及2所示之位置間垂直移 動。其中圖2所說明之位置-其中該基材1 6係位於該缓衝空 間2 2中_係意指“第一個位置,,或‘‘緩衝位置,,。當基材台3 〇 移至圖1之位置時’其係位於“第二個位置,,或“處理位 置”。如此’該基材1 6可移至用以進行處理之處理位置, 並進入該緩衝位置,以防止採用數個處理艙之多艙式系統 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公爱) 471029
内的交錯污染,如下文所詳細說明。 基材台係包括加熱元件32,其㈣中w該晶座中。 該加熱元件32係偶聯於控溫系統34,以加熱該晶_,以 於沉積過程中加熱基材i 6 ’如化學蒸氣沉積技藝所熟知。 基材台30包括適當之驅動機構36諸如可移動之軸,以於該 處理及緩衝位置間機械性地移動該基材台。該機構^於圖 中係以-軸表示,但可為技藝界已知用以垂直或水平移動 一基材台或晶座之任何適當機構。機構36可適當地密封諸 如使用膜盒39 ,以根據化學蒸氣沉積方法於該處理及緩衝 空間中導入真空。 處理S間1 4係經由位於外殼丨丨中之通道4 〇偶聯於真空泵 42,以於該處理空間中產生真空。就將一基材導入該緩衝 空間2 2中而吕,忒外殼1 1係包括一適當形成之通道4 4,連 通缓衝2間22,基材可使用適當之基材輸送裝置(未示)而 自一輸送艙46穿過彼者。例如’系統丨〇可於一多艙式處理 工具内經由共同輸送艙4 6之界面而偶聯於多個其他處理系 統(未示)。其中一種處理工具可為EcHpse System,以往係 由 Materials Research Corporation 所販售(現在係由 T〇ky〇 Electron Arizona,Inc_所販售)。隔離閥2 8係位於該輸送艙 4 6與该緩衝艙2 0之間,以隔離該輸送艙4 6與該緩衝空間 2 2及處理S間1 4,以降低系統1 〇與任何其他經由共同輸送 艙4 6而偶聯於系統1 〇之處理系統間之交錯污染。 就於該處理艙1 2與該輸送艙4 6之間提供其他隔離而言, 閘閥5 0係緊鄰於通道2 6而與通遒2 6鄰接’以開啟並關閉該 -14-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 471029 A7 _____ B7 五、發明i明(12—) '~ ---— 通道’並選擇性地隔離該緩衝艙2〇與該處理艙12。例如, 適當之密封機構50係為一閘閥,如圖所示。該密封機構係 經由在外殼11中適當形成之通道51移動,而於箭頭53方向 凋換。是故,閘閥5 0係偶聯於一適當之調換機構(未示)。 就處理而言,閘閥5〇係移至該開啟位置,如圖丨所示。該 基材經處理且自該處理艙取出之後,關閉該閘閥(圖2)。緩 衝艙可使用適當之真空泵5 2清除污染物。閘閥組件5 〇經關 閉,亦密封該通道2 6,該隔離閥2 8開啟時,基材} 6皆於該 輸送艙46與該緩衝艙20之間搡作,而該處理艙12係相對於 該緩衝艙2 0密封。 如此’該緩衝艙2 0係緊鄰該處理艙i 2或該輸送艙4 6,但 非同時兩者。當該基材i 6係藉基材台3 〇移至該處理空間i 4 時’關閉該隔離閥2 8 ’再次開啟該閘閥組件5 〇,以提供通 達處理2間1 4之通道。該閘閥5 0係包括適當之密封結構 5 5,其使用外殼丨丨之側牆密封,適當地於該緩衝空間2 2與 處理2間1 4之間使用一密封物。當基材台3 〇移至處理位置 時’如圖1所示,基材台30之周邊60形成一適當之密封 物’周邊肩部6 2係於介於該處理及緩衝空間之間的外殼j i 内形成。如此,處理空間1 4可被密封,而適當地調至化學 蒸氣沉積方法所需之真空壓力。根據本發明之一原理,緩 衝艙2 0係包括各種其他泵動機構,其可用以充分地清除該 緩衝堂間2 2 ’以防止與偶聯於共同輸送舱4 6之其他處理系 統或艙產生任何交錯污染’如下文所詳細討論。有關緩衝 ,艙結構及化學蒸氣沉積處理艙於多艙式系統中之聯合的其 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 471029 A7 __ —___ B7 五、發明説明(13 ) 他細節係討論於1998年Π或12日申請之美國專利申請案第 〇9/1 90,870號‘‘緩衝艙及於一處理系統中聯合物理及化學蒸 氣沉積艙之方法,,,該申請案係以提及之方式完全併入本發 明。 本發明系統1 〇可採用含有金屬之先驅液於一基材上沉積 至屬層。詳&之’本發明系統1 〇係採用含有金屬之先驅液 糸 基材上〉儿積銅層。如前文所述,於積體電路製造中, 銅層因其導電性而廣泛使用於工業界。此外,就沉積該銅 層而言’先驅液多少已被廣泛使用。該先驅係為有機-金屬 液體’而薄層沉積方法係稱為金屬有機化學蒸氣沉積或 MOCVD。其中一種該銅有機-金屬先驅液係稱為(hfac) Cu (TMVS)。該先驅採用六氟乙酿基丙酮酸根沙fac),其係键結 於銅之有機配位體。該TMVS*三甲基乙烯基矽烷係於該先 驅係為液體或氣體時於適當溫度條件(即低於13(rc )下使該 銅有機分子安定化。於較高基材溫度(高於13(rc)之化學蒸 氣沉積條件下,TMVS自該銅分子解離,而於極清潔金屬化 方法中產生銅金屬及副產物。該方法不需要任何附加之反 應劑或處理氣體以進行沉積。該沉積通常係於導體上進 行,而非絕緣體,故可使用選擇性沉積。當沉積該銅層 時’可於該銅層與該矽基材1 6間採用障壁膜(未示)諸如 钽、氮化鈦、或鎢。 系統1 0採用含金屬之先驅液供料處7 〇。於較佳具體實例 中,該先驅係為含銅之先驅諸如(hfac) Cu (TMVS)。一旦該 適當之先驅係為Schumacher ’ of Car丨sbad,California所售之 -16 _ ΐ紙张尺度it ϋ 目时料(CNS) A4^(21G X 297公釐) "~ : -- 471029 A7
CupraSelect。則供料處70係經由閥72偶聯於噴嘴。噴嘴 74延伸至形成於外殼η中之適當開口 75中,以自供料處 7〇將該先驅導入與該處理空間14相鄰之蒸發空間76中。.該 蒸發空間76係藉著位於外殼24内之通道形成,環繞該處理 二間1 4及部分其周邊,如圖i及2所示。如圖所說明,蒸發 空間76延伸環繞位於該處理空間14上方之艙房,且環繞氣 ,分散元件78及80之外側。如下文所詳細討論’該氣二分 政元件7 8,8 0將該.先驅液所形成之氣體分散於該處理空間 1 4内,以進行沉積方法。 裝 訂 ^二間7 6内置有一蒸發斋元件$ 2,其係加熱至足以將該先 驅液蒸發成氣體以輸送至該處理空間之溫度。其中一個適 當之蒸發器元件係為由導電性金屬諸如鋁形成之金屬蒸發 板,可加熱至受控溫度。該蒸發板係連接於控溫系統3 4, 以選擇性地加熱該板。噴嘴74係用以使該先驅液自供料處 L過時將其格化。經霧化之先驅撞擊所加熱之蒸發器元件 8 2,而蒸發成處理氣體。該氣體經由元件7 8及8 〇分散至處 里二間1 4内。喷嘴7 4係根據眾所周知之喷嘴原理形成,以 方、4貪鳴之出口 7 7將該先驅霧化。經霧化之先驅輕易地由 蒸發器元件82蒸發。本發明之一具體實例中,該板係包括 形成於其中之凹穴83,用以捕集任何未即時蒸發之先驅或 於再次蒸發之前於緊鄰該蒸發器元件8 2處再冷凝者。 為控制先驅之流動,閥7 2可藉已知技術偶聯於液體流量 叶8 5 ’以偵測先驅液經由噴嘴7 4進入該蒸發空間7 6之流 力 閥7 2係藉流量計8 5選擇性地控制,以經由喷嘴7 4輸送 17- 471029 A7 _______ B7 五、發15~~ --— 適量之H或可使用可控制之系86,而直接偶聯於該供 料處7 0與闕7 2 ^。該系8 6個別控制先驅液之流動,故閥 7J可單純地開啟或關閉,視所需之先驅輸送而定。一種適 當之泵-可針對精密液體輸送而校正-係為MKS 〇f And〇ver, Massachusetts所售之液體層析泵。該閥72、喷嘴74、及泵 86皆保持於室溫,以使該先驅液保持不太早蒸發。於較佳 具體實例中’該先驅僅於空間76内蒸發,而而經由氣體分 散元件7 8及80輸送至處理空間14「如此,該先驅不在經由 喷嘴74注射至空間76之前有大幅之蒸發及冷凝。該先驅輸 送系統中之沉積及冷凝因而降低,而減少該系統之阻塞及 維修。 一旦薇先驅被蒸發成氣體,該氣體係藉元件7 8及8 〇輸送 至處理空間1 4。元件7 8係為蒸氣分佈環,具有一系列放射 狀孔,以輸送該蒸氣。該放射狀孔9 〇係自空間7 6延伸至元 件8 0上方之區域,以分散該蒸氣。參照圖丨A,說明元件 78之剖面。元件78係為環狀,具有大量貫穿延伸之放射狀 孔9 0。该孔接收來自空間7 6之蒸氣,分散位於元件8 〇上方 之蒸氣,以使之分散至該處理空間丨4内。該氣體蒸氣或先 驅通經邊孔9 0及環形元件7 8,較佳係環繞該處理空間1 4之 周邊,而將該處理氣體均勻地導入元件8 〇之一側。 本發明之一具體實例中,該孔係排列於該環形元件7 8之 周圍’以補償空間7 6内之壓力差。詳言之,空間7 6中有一 壓力降,使得出口 77附近之壓力-以圖ία之參者箭頭表示_ 於環形元件7 8之一部分大於距離出口 7 7為丨80。之部分。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公策) 471029
發明説明 二,愈遠離出口 7 7,蒸氣壓愈低。為補償該壓力差並於該 環形元件78周圍產生均勾氣體輸送,環繞該環之各孔間的 空間改變。參照,接近出口77之孔數及密度係低於距 離出口 7 7約1 80之孔數及密度。根據本發明原理,為提供 均勻氣體分佈,該孔間之間隔係隨著遠離出口 77而漸小, ,參考編號92所說明。如此’孔9〇之較大數目可補償接近 涊孔所降低t氣體壓力,而經由該環形元件7 8得到均勻之 氣體分佈。環形元件7 8上之孔數及實際孔位置係視特定方 法及參數而定,諸如該處理空間76内之先驅流速及壓力。 此外,該孔間之間隔的變化可針對所f之均句氣體分体而 環繞該環形元件^整。先驅流速及蒸氣壓Μ,則於處理 裝 2間14内於適當壓力下輸送適量氣體所需之孔9〇數愈少。 可於該處理空間中用以使氣體均勻分佈之另一氣體分散 元件80係為簇射頭,包括形成於其中之隙孔94。氣體係自 訂 環78或直接自空間76 (若未使用該環78)導至該元件8〇 上。簇射頭於氣體分佈之使用係眾所周知,因此隙孔以可 根據已知原理分級並決定尺寸,而使該氣體均勻輸送至該 處理空間。 該環78及簇射頭80可於某.些方法中視為多餘元件,因 此,特定方法中可選擇性地省略其中一者或另—者。或可 同時使用兩元件以使氣體更均勻地分佈於該基材Μ上。 —於本發明較佳具體實例中,蒸發空間76需與處理空間Μ 密封分隔’使得空間76内所產生之任何氣體皆需通經該氣 體分散元件78 ’ 80。結果,一系列密封物95適當地放置於 -19-
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^α〇29 Α7 --------Β7 五、發明説明(18 ) A盔芏間7 6及其間之間隔及元件的周期性清洗可確定於基 材1 6上沉積清潔而無污染物之金屬沉積。 根據本發明另一原理,該蒸發器元件8 2及處理艙丨2係偶 ^毛技溫系統,以選擇性地加熱而於基材1 6上得到沉積, x減少經蒸發先驅之再次冷凝,亦減少銅沉積於該處理艙 “ 9 7上。結果,處理艙丨2,尤其是該艙牆9 7,係藉著偶聯 於控溫系統3 4之加熱元件103選擇性地加熱。該控溫系統 3 4針對遠蒸發器元件8 2、該艙牆97、及該台3 〇提供個別 拴制。如此,該處理艙牆9 7可保持一溫度,低於該溫度則 不產生銅沉積。同時’將該蒸發器元件8 2加熱至一溫度, 南至足以於該蒸發板上保持先驅液高注射速率,以在不使 Μ先驅大幅再冷凝下蒸發。根據本發明之一實例,該控溫 系統係將該蒸發器元件8 2加熱至約60 °C之溫度,自供料處 7 〇蒸發銅先驅’以產生約1 ·5托耳之蒸氣壓(使用
CupraSelect先驅)。處理搶1 2依序藉元件1〇3加熱,使得内 部處理艙牆97保持於一般高於6〇它而低於9〇它之溫度。若 該牆保持高於60°C,或高於該蒸發板之溫度,則通常可避 免该牆9 7上之再冷凝。若該牆溫度保持低於9〇 t,則通常 減少於該艙牆9 7上之沉積。高於9〇它之溫度可依據於基材 1 6上沉積之方式產生沉積。該控溫系統3 4通常用以使基材 台加熱元件32保持於足以於13(rc至20〇t範圍内加熱基材 之溫度’以於該基材上得到所需之銅沉積程度。是故,於 本發明之一實例中,控溫系統3 4可使該處理艙牆保持約60-90 °C範圍内之溫度。已知其他含銅之先驅可使用其他溫度 -21 - 本紙银尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2l〇 x 297公釐) 471029 A7 -----— ___B7 五、發明説 ~" * 聋巳圍乂而,蓟述/JHL度及範圍係為使用CupraSelect (hfac) Cu(TMVS)先驅液之銅沉積所用之典型。 根據本發明另一原理,邊緣互斥環丨1〇係置於該處理空間 中,偶聯於外殼1 1,以放置於基材丨6之周邊。參照圖3及 4 ’邊緣互斥環結構係出示於處理空間1 4内,環繞該基材 凹3 0及基材丨6之周邊。邊緣互斥環之結構係當該基材位於 處理位,置時環繞該基材周邊,可由絕緣材料諸如石英形 成,以防止外緣112上之沉積。該邊緣互斥環亦可為金屬 環’或上層具有絕緣層諸如石英層之金屬環。如圖4所說 明’基材周邊部分延伸至該邊緣互斥環之最内緣1丨4下方。 當該基材台30升高至處理位置時,該台之上方周邊n7與該 環110之下緣11 9形成一密封物,分隔該處理空間1 4與該緩 衝空間2 2。環11 〇包括外繞有通遒U8之氣穴116,使來自氣 穴116之氣體導至該環11〇下方,而指向該基材之外緣112。 惰性氣體諸如氬之供料處(未示)偶聯於氣穴1 16,使氣體通 經位於該基材邊緣112上方之通道118。約1〇〇 sccmt流速應 足以保持該基材之邊緣不具有銅沉積。該最内緣1 1 4與該基 材周邊112間之間隔或間隙應小至足以於該邊緣上保持瑞急 之氣冑豆速度’以防止反應物體進入位於該環邊緣1 1 4與該基 材邊緣112間之間隙120内。如此,減少該邊緣基材112上之 銅沉積’而減少該基材未充分覆以障壁層諸如前述鈕或氮 化鈦之部分上的沉積。 本發明另一具體實例中’該基材台3 〇可包括周邊氣穴 122 ’其可偶聯於惰性氣體之供料處(未示)。氣穴122包括 -22- 適用中國i家標準(CNS) A4规格(210 x 2叩公贊〉 471029 A7 B7 五、發明説明(2〇 ) 向上延伸之通道124,使氣體向上朝向該基材“之底面,而 通道其外部周邊112上。該基材16根據眾所周知之原理適當 地扣夾於基材台3 0上,使得來自通遒124之氣體不使基材升 问。使用裱110以於基材邊緣112形成狹窄間隙12〇 ,可經由 氣穴122保持湍急足情性氣體速度,以防止反應物氣體進入 該間隙120,而防止銅層沉積於該基材丨6之周邊〗12上。氣 穴122及通道124可於基材台30上適當地製造。 該緩衝艙20具有高體積泵動能力,以根據本發明另一態 樣清除緩衝空間之污染物。結果,如圖1及2所示,栗動系 統包括一或多個酷冷板140 ,與該緩衝艙2 〇之内牆相鄰或形 成其一部分。該酷冷板140針對許多可自該處理艙1 2移入該 緩衝输内之反應性污染氣體提供極高之篆動速度。該板140 以相對於搶20之緩衝空間22具有大型面積為佳。該板持續 被冷卻,持續藉著吸引該污染氣體粒子而泵出空間2 2之污 染物。因此,相對於於空間2 2達到迅速泵出速度。該酷冷 板140通常適於泵出污染物諸如水、HC1、及NH3。酷冷板 140係市售品’可藉著將該板偶聯於酷冷流體供料處142或 驟冷器頭144而冷卻。使用酷冷流體供料處142時,該流體 經由位於該板140中之通道143再循環,以藉該板連續泵除 污染物。適當之酷冷流體係為液態氮及/或冷媒諸如氟氯 烷。另一方面,驟冷器頭144係視物質諸如液態氦之迅速膨 脹以產生冷卻而定。該酷冷板140通常保持於1〇〇愷爾文 (Kelvin)度數及15〇愷爾文度數之溫度範圍内。 該板140可能無法在該基材自緩衝艙2 0輸送之前完全捕集 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 471029
所能洩入緩衝艙20内之污染氣體。因此,本發明另一 /、&貫例中’ 4緩衝艙泵抽系統包括高真空泵5 2,以去除 任何未被孩板140收集之附加污染物。該緩衝艙2 〇因此於取 出d基材16<丽先清除污染物,而藉該基材輸送裝置(未示) 送入該輸送艙46中。 根據本發明另一態樣,氣體感應系統146係用以偵測緩衝 舱2 0内之污染氣體的濃度。氣體感應系統146係偶聯以隔離 閥2 8,如圖所示,而防止隔離閥2 8 .之開啟,將該基材送出 琢緩衝舱24,並進入輸送艙(若該緩衝艙24中仍存有大 量’亏染物)。氣體感應系統146可包括適當之感應器147,位 於琢緩衝空間中,諸如市售殘留氣體分析器(RGA)。氣體 感應系統146亦可使用市售光學感應器及電槳管(未示)。例 如’電漿管可位於該緩衝空間中,而激發污染物氣體粒 子’諸如氯或氟離子’之後藉著用以偵測該等氣體之激態 的光學感應器偵測。其他適當之感應系統亦可使用於氣體 感應系統14 6。 採用本發明系統1 0之一般處理順序有助於揭示降低該處 理艙12與輸送艙46間之污染物的方式。首先,基材藉基材 輸送裝置(未示)自外部或其他處理艙(未示)送入輸送艙 4 6。該基材隨之準備於該處理艙1 2中處理。關閉該密封機 諸如閘閥組件5 0,開啟隔離閥2 8。該基材放置於該晶座3 〇 上,位於圖2所示之緩衝位置上。該基材輸送裝置(未示)諸 如自動臂經由該隔離閥2 8送出,關閉該隔離閥。其次,開 啟該閘閥組件50,該基材台3 0垂直上升至該處理位置,如 -24- 本紙張尺度適用中^國家標準(CNS) A4^格(21〇Χ297ϋ) 471029 A7 B7 五、發明説明(22 ) 圖1所說明。在隔離閥關閉之前,不開啟閘閥組件5 〇,以 使基材16及基材台30之部分通過通道26。在該基材台30 移動之同時’升高或降低該緩衝艙2 〇内之壓力,以配合該 處理搶12内之麼力。若緩衝艙2〇内之壓力需降低,則採用 真S栗以清除該缓衝艙。該基材台3 〇隨後升高進入該處理 位置,如圖1所示,如此,密封通道2 6,以隔離該處理艙 1 2及该,緩衝搶2 0。 該基材放置於該處理艙1 2中之後,進行該方法。進行該 方法之後’該處理空間先諸如藉真空泵4 2清除。該清除去 除可能移動穿過該多艙式系統之大量污染物。然而,本發 明之一態樣的緩衝艙2 〇進一步降低可能移入其他處理艙内 之污染物。清除處理空間1 4之後,降低基材台3 〇,而開啟 通逍2 6。隨後關閉閘閥組件5 〇,以隔離該緩衝空間與該處 理2間。酷冷板140及真空泵5 2係用以泵抽並清除該緩衝空 間2 2之污染物。該緩衝空間2 2曝露於來自該處理艙丨2之氣 體’故需移除該等氣體以降低並防止污染。該緩衝空間係 與該處理空間獨立地清除,因為關閉閘閥組件。該氣體感 應系統146係用以確定該處理空間2 2内之污染物濃度係可接 受地低。若該污染物濃度夠低,則開啟隔離閥2 8,該基材 輸送裝置(未示)自緩衝艙2 〇取出該基材,將其移至附加處 理艙中或完全離開該處理系統。 本發明尤其可用以隔離位於多艙式處理工具内之化學蒸 氣沉積處理艙與物理氣相沉積處理艙。該化學蒸氣沉積處 理艙通常保持於高壓^因此來自彼者之污染物氣體易移動 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 471029 A7 B7 、發明説明(23 ) 至低壓物理氣相^:㈣。本發明物理 本發明化學蒸氣況積系統聯合。例如,用二目:積艙可與 氣相沉積膪可經由共同輪送搶4。而與系統 壁層可於沉積銅之前沉積於一基材上。 ,雖以就具體貫例之描述說明本發明,而該具體實例已相 S詳細地說明’但本發明之範圍絕不限於該等細節。熟習 此技蟄者可fe易明瞭其他優點及修飾。因此,廣義之本發 明不限於特定細節所例示之裝置及.方法、及所例示之說明 實例。是故,可在不背離本發明觀念之精神或靶團下偏離 該等細節。 訂 -26- 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. 471029 A8 B8 C8
    六、申請專利範圍 1_ 一種經由化學蒸氣沉積方法於— 統,該系統包括: 基材上沉積金屬層之 系 以容裝並處理一基 一處理搶,其中具有一處理空間 材; :蒸發器=,位於該艘與該處理空間相鄰之蒸發空 y中U⑨兀件係加熱至—溫度,以使一含有金 之先驅液蒸發成-處理氣體,而輸送至該處理空間. -噴嘴,位於該蒸發器元件之對側,可連接於含有金 屬《先驅液的供料處,該噴嘴可使該含有金屬之先驅液 霧化三導向該蒸發空間内,而朝向該蒸發器元件; 一氣體分散元件,位於該蒸發空間與該處理空間之 間,以將該氣體分散於該處理空間内,緊鄰該基材處; 以使該氣體於緊鄰該基材處反應,而於其上層沉積一 金屬層。 泰 2. 如申請專利範圍第1項之系統,其另外包括一含有銅之 先驅液的供料處,連接於該噴嘴。 3. 如申請專利範圍第丨項之系統,其中該蒸發器元件係包 括一金屬板。 4·如申請專利範圍第3項之系統,其中該金屬板係包括一 凹穴,以藉該噴嘴捕集朝向彼者之先驅。 5·如申請專利範圍第1項之系統,其另外包括一閥及一液 體流量計’該閥可連接於一含有金屬之先驅液供料處與 該喷嘴之間,以控制先驅液到達該噴嘴之流動,該流量 計可偶聯於該閥,以控制該閥之操作及該先驅流動。 -27 - _ _飞 本紙張尺度適用中齒國家標準(CNS) A4規格(210X 297公楚·) 471029 A8 B8 C8
    6.如申請專利範圍第丨項之系統,其另外包括一泵,可連 接於一含有金屬之先驅液供料處與該嘴嘴之間,以於該 供料處連接於該栗時,自該供料處將先驅輸送至噹^ 嘴。 貝 7·如申請專利範圍第!項之系統,其中該氣體分散元件係 為蒸氣分佈環。 8.如申請專利範圍第丨項之系統,其中該氣體分散元件係 為簇射頭。 。 9·如申凊專利範園第1項之系統,其中該處理艙係包括— 加熱7C件,用以加熱該艙之内牆,該裝置另外包括一控 溫系統,可偶聯於該蒸發元件及該加熱元件,以差示地 加熱該蒸發元件及艙牆,而同時減少經蒸發先驅之冷凝 及於該艙牆上之沉積。 10. 如申請專利範圍第9項之系統,其中該控溫系統係用以 使該蒸發元件之溫度保持於約6 0 °C。 11. 如申請專利範圍第9項之系統,其中該控溫系統係用以 使該艙牆之溫度保持於約6 0 °C至9 0 °C範圍内。 12. 如申請專利範圍第7項之系統,其中該蒸氣分佈環係包 括貫穿該環之孔,該環一位置附近之孔密度異於該環另 一位置附近之孔密度。 13·如申請專利範圍第1項之系統,其另外包括一邊緣互斥 環,位於該處理空間中,該邊緣互斥環之結構係用以於 該處理空間中環繞一基材之周邊,以防止該基材周邊之 沉積。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 471029
    15 14·如申請專利範圍系統”踢迓緣互 括一氣體通it ’該通遒之結構係冑氣體向内導入^ 中,以防止於該基材周邊上之沉積。 ^1 -種經由化學蒸氣沉冑方法於一基材上沉冑金屬層 統,該系統包括: ㈢ 3 -處理艙,其中具有—處理空間,以容裝並處理一基 材,並包括一加熱元件,用以加熱該艙之内牆; 土 一蒸發元件,位於該艙與該處理空間相鄰之蒸發空間 中,該蒸發元件係加熱至一溫度,以使一含有金屬之先 驅液蒸發成一處理氣體,而輸送至該處理空間; 一氣體分散元件,位於該蒸發空間與該處理空間之 間’以將該氣體分散於該處理空間内,緊鄰‘該基材處; 一控溫系統’可偶聯於該蒸發元件及該加熱元件,以 差示加熱該蒸發元件及艙牆,以同時減少經蒸發之先驅 的冷凝及該艢牆上之沉積; 以使該氣體於緊鄰該基材處反應,而於其上層沉積一 金屬層。 16.如申請專利範圍第i 5項之系統,其中該控溫系統係用以 將該蒸發元件保持於約6 0度C之溫度。 Π.如申請專利範圍第1 5項之系統,其中該控溫系統係用以 將該艙牆保持於約6 0至9 0度C之溫度。 18.如申請專利範圍第1 5項之系統,其另外包括一喷嘴,位 於該蒸發元件之反側,可連接於一先驅液供料處,該喷 嘴可使先驅液霧化並導入該蒸發空間中,而朝向該蒸發 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 裝 訂 471029 A BCD 六、申請專利範圍 元件。 19.如申請專利範圍第1 5項之系統,其中該氣體分散元件係 為蒸氣分佈環。 20·如申請專利範圍第1 9項之系統,其中該蒸氣分佈環係包 括貫穿該環之孔,該環一位置附近之孔密度異於該瓖另 一位置附近之孔密度。 21. 如申請專利範圍第1 5項之系統,其另外包括一邊緣彡斥 環’位於該處理空間中’該邊緣互斥環之結構係用以於 該處理S間中環繞一基材之周邊,以防止該基材周邊之 沉積。 22. 如申請專利範圍第2 1項之系統,其中該邊緣互斥環係包 括一氣體通道’該通道之結構係將氣體向内導入該環 中’以防止於該基材周邊上之沉積。 23. —種於具有多個處理艙之處理系統内經由化學蒸氣沉積 方法於一基材上沉積金屬層之裝置,該裝置包括: 一處理艙’其中具有一處理空間,以容裝並處理一基 材; 一蒸發元件,位於該艙與該處理空間相鄰之蒸發空間 中’可連接於一含有金屬之先驅液供料處,該蒸發元件 可加熱至一溫度’以使含有銅之先驅液蒸發成氣體,而 輸送至該處理空間; 一缓衝搶,界定其中之緩衝空間,該缓衝艙係位於該 處理艙下方; 一通道,开;ί成於該處理及緩衝艙之間,用以於該處理 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公嫠) 471029 Αδ Β8 C8 --------------Ρβ_ 六、申請專利範園 空間與該緩衝空間之間移動基材; 一可移動之基材台,位於該緩衝空間中,用以容裝一 基材’該基材台係用於於該通道中於該基材位於該缓衝 空間中之第一俩位置與基材位於該處理搶之處理空間中 之第二個位置間垂直移動; 一密封機構’啣接該通道,該密封機構可於該基材台 位於第一個位置時密封該通道並隔離該處理空間與該緩 衝空間,該密封機構另外可解開該通道,以使該基材台 移至該第二個位置; 一泵抽系統,偶聯於該緩衝艙,以清除該緩衝空間中 可能自該處理艙洩出之污染物; 以大體上減少该污染物經由該緩衝艙逸出,而進入該 多艙式系統之其他處理艙中。 24♦如申請專利範圍第2 3項之裝置,其另外包括一氣體分散 元件,位於該蒸發空間與該處理空間之間,以將該氣體 分散於該處理空間中緊鄰該基材處。 25·如申請專利範圍第23項之裝置,其中該泵抽系統係包括 一酷冷板,與該缓衝艙之一牆相鄰,該酷冷板可用以捕 集而泵抽該緩衝艙之氣體,以降低該緩衝艙中之污染 物。 26, 如申請專利範圍第2 5項之裝置,其中該酷冷板係熱偶聯 於冷媒源,以將該板冷卻,而進行該氣體之泵抽。 27. 如申請專利範圍第2 5項之裝置,其中該酷冷板係熱偶聯 於驟冷為頭’该驟冷為頭可使冷卻劑氣體迅速膨脹,^ -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) A BCD 471029 々、申請專利範圍 卻該板以進行泵抽。 28. 如申請專利範圍第23項之裝置’其另外包括一氣體感應 系統,可偶聯於該緩衝艙,以偵測欲藉該泵抽系統自該 緩衝艙去除之不需要氣體。 29. 如申請專利範圍第28項之裝置’其中該氣體感應系統係 包括一電漿管,可激發氣體,及一光學感應器,以偵測 所激發之物質。 30. 如申請專利範圍第2 3項之裝置,其中該泵抽系統另外包 括一酷冷泵,用以自該方法中去除污染物及水。 31·如申請專利範圍第2 3項之裝置,其中該泵抽系統另外包 括一酷冷水泵,用以去除水。 32, 一種經由化學蒸氣沉積於一基材上沉積金屬層之方法, 包括: 將一基材放置於一處理艙之一處理空間内; 使含有金屬之先驅液導向位於該艙中且與該處理空間 相鄰之蒸發空間内之蒸發器元件,在使其導向該蒸發器 元件之前先使該先驅霧化; 加熱該蒸發元件至一溫度,以充分蒸發該經霧化之含 金屬先驅液’使之成為一處理氣體,而輸送至該處理空 間; 經由位於該蒸發空間與該處理空間之間的氣體分散元 件分散由該蒸發器元件所產生之處理氣體,以使該氣,體 分散於該處理空間中緊鄰該基材處; 以使該氣體於緊鄰該基材處反應,而於其上層沉積一 -32- 本紙張尺歧财國國家標準(CNS) A4ii^_1()X297公釐) W1029
    中請專利範圍
    金屬層。 33.:二:專利範圍第32項之方法,其中該含有金屬之先驅 你包拾銅。 34’H請專利範圍第32項之方法,其另外包括使用―閥及 “於該噴嘴之液體流量計控制到達該嘴嘴之先驅液流 2步驟,該液體流量計係偶聯於該閥,以控 作及該先驅流。 ^ 、申叫專利範圍第3 2項之方法,其另外包括使用偶聯於 孩噴嘴之泵以控制到達該噴嘴之先驅液流的步驟。 6.如申請專利範圍第32項之方法,其中該經由氣體分散元 件分散該處g氣體之步驟係包括經由蒸氣分饰環分配舞 處理氣體之步驟。 37. 如申請專利範圍第32項之方法,丨中該經由氣體分散元 件分散孩處理氣體之步驟係包括經由簇射頭分配該處理 氣體之步驟。 38. 如申請專利範圍第3 2項之方法’其另外包括差別地加棄 該蒸發器元件及該艙内牆,以同時減少經蒸發之先驅白^ 冷凝及於該艙牆上之沉積。 圾如申請專利範圍第38項之方法,其另外包括使該蒸發天 件之溫度保持於約60°C。 40.如申請專利範圍第3 8項之方法,其另外包括使該艙牆泛 溫度保持於約6 0 °C至9 0 t範圍内。 41·如申請專利範圍第3 6項之方法,其中該蒸氣分佈環係自 括圓穿該環之孔’,該環之一位置附近的孔密度異於讀 33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210 X 297公釐) 471029 AS B8 C8 D8 ~、申請專利範圍 環另一位置附近之孔密度。 42’如申請專利範圍第3 2項之方法,其另外包括於該基材眉 邊上環繞一邊緣互斥環,辦,緣材料形成,位於該處驾 空間中,用防止該基材周積。 43.如申清專利範圍第4 2項之其中該邊緣互斥環係自 括一氣體通道,該方法另外1¾¼氣體自該通道向内与 入該環中,以進一步防止於該基材周邊上之沉積。 34- 本紙張尺^Tiiii^c-Ns) A4規格(210Χ297公釐)
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Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1174526A1 (en) * 2000-07-17 2002-01-23 Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Continuous vapour deposition
IL156978A0 (en) * 2001-01-18 2004-02-08 Watanabe M & Co Ltd Carburetor, various types of devices using the carburetor, and method of vaporization
US6860138B1 (en) * 2002-02-21 2005-03-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Real-time detection mechanism with self-calibrated steps for the hardware baseline to detect the malfunction of liquid vaporization system in AMAT TEOS-based Dxz chamber
US6899765B2 (en) * 2002-03-29 2005-05-31 Applied Materials Israel, Ltd. Chamber elements defining a movable internal chamber
US6846380B2 (en) * 2002-06-13 2005-01-25 The Boc Group, Inc. Substrate processing apparatus and related systems and methods
KR20040007963A (ko) * 2002-07-15 2004-01-28 삼성전자주식회사 단원자층 증착 반응장치
US6894296B2 (en) * 2002-07-30 2005-05-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Multi-inlet PFS arc chamber for hi-current implanter
JP4152802B2 (ja) * 2003-05-09 2008-09-17 日本エー・エス・エム株式会社 薄膜形成装置
US20100129548A1 (en) * 2003-06-27 2010-05-27 Sundew Technologies, Llc Ald apparatus and method
EP1649076B1 (en) * 2003-06-27 2010-05-19 Sundew Technologies, LLC Apparatus and method for chemical source vapor pressure control
JP4202856B2 (ja) * 2003-07-25 2008-12-24 東京エレクトロン株式会社 ガス反応装置
US7682454B2 (en) * 2003-08-07 2010-03-23 Sundew Technologies, Llc Perimeter partition-valve with protected seals and associated small size process chambers and multiple chamber systems
JP4540953B2 (ja) * 2003-08-28 2010-09-08 キヤノンアネルバ株式会社 基板加熱装置及びマルチチャンバー基板処理装置
JP4397655B2 (ja) * 2003-08-28 2010-01-13 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置、電子部品製造装置及び電子部品製造方法
US7700155B1 (en) * 2004-04-08 2010-04-20 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for modulation of precursor exposure during a pulsed deposition process
US20050269291A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-08 Tokyo Electron Limited Method of operating a processing system for treating a substrate
US7651583B2 (en) * 2004-06-04 2010-01-26 Tokyo Electron Limited Processing system and method for treating a substrate
ATE391339T1 (de) * 2004-11-24 2008-04-15 Oc Oerlikon Balzers Ag Vakuumbehandlungskammer für sehr grossflächige substrate
US7422636B2 (en) * 2005-03-25 2008-09-09 Tokyo Electron Limited Plasma enhanced atomic layer deposition system having reduced contamination
US7687098B1 (en) * 2005-08-26 2010-03-30 Charlie W. Chi Chemical mechanical vapor deposition device for production of bone substitute material
US8815014B2 (en) * 2005-11-18 2014-08-26 Tokyo Electron Limited Method and system for performing different deposition processes within a single chamber
US7442413B2 (en) * 2005-11-18 2008-10-28 Daystar Technologies, Inc. Methods and apparatus for treating a work piece with a vaporous element
US7897110B2 (en) 2005-12-20 2011-03-01 Asml Netherlands B.V. System and method for detecting at least one contamination species in a lithographic apparatus
DE102006018515A1 (de) 2006-04-21 2007-10-25 Aixtron Ag CVD-Reaktor mit absenkbarer Prozesskammerdecke
US7993457B1 (en) * 2007-01-23 2011-08-09 Novellus Systems, Inc. Deposition sub-chamber with variable flow
JP2008192642A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置
JP5347294B2 (ja) * 2007-09-12 2013-11-20 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
US8673080B2 (en) 2007-10-16 2014-03-18 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead
US8137467B2 (en) 2007-10-16 2012-03-20 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead
DE102007062977B4 (de) 2007-12-21 2018-07-19 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Prozessgasen für die Dampfphasenabscheidung
US7972961B2 (en) * 2008-10-09 2011-07-05 Asm Japan K.K. Purge step-controlled sequence of processing semiconductor wafers
US8216380B2 (en) * 2009-01-08 2012-07-10 Asm America, Inc. Gap maintenance for opening to process chamber
US8216376B1 (en) * 2009-01-15 2012-07-10 Intermolecular, Inc. Method and apparatus for variable conductance
US8287648B2 (en) 2009-02-09 2012-10-16 Asm America, Inc. Method and apparatus for minimizing contamination in semiconductor processing chamber
JP4523661B1 (ja) * 2009-03-10 2010-08-11 三井造船株式会社 原子層堆積装置及び薄膜形成方法
US9034142B2 (en) 2009-12-18 2015-05-19 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead for high temperature operations
KR101047525B1 (ko) * 2010-06-03 2011-07-08 (주)한 송 평판표시장치 표면의 전기적 활성을 높이기 위해 스프레이 방식으로 MgO 혼합용액을 도포하는 시스템
WO2012122054A2 (en) 2011-03-04 2012-09-13 Novellus Systems, Inc. Hybrid ceramic showerhead
US8801950B2 (en) * 2011-03-07 2014-08-12 Novellus Systems, Inc. Reduction of a process volume of a processing chamber using a nested dynamic inert volume
US9093506B2 (en) * 2012-05-08 2015-07-28 Skyworks Solutions, Inc. Process for fabricating gallium arsenide devices with copper contact layer
US9879684B2 (en) * 2012-09-13 2018-01-30 Kla-Tencor Corporation Apparatus and method for shielding a controlled pressure environment
US9076674B2 (en) * 2012-09-25 2015-07-07 Intermolecular, Inc. Method and apparatus for improving particle performance
JP6024372B2 (ja) * 2012-10-12 2016-11-16 Tdk株式会社 基板処理装置および基板処理チャンバモジュール
US9353439B2 (en) 2013-04-05 2016-05-31 Lam Research Corporation Cascade design showerhead for transient uniformity
US20170229647A1 (en) * 2014-05-05 2017-08-10 Okinawa Institute Of Science And Technology School Corporation System and method for fabricating perovskite film for solar cell applications
US10741365B2 (en) 2014-05-05 2020-08-11 Lam Research Corporation Low volume showerhead with porous baffle
US10107490B2 (en) 2014-06-30 2018-10-23 Lam Research Corporation Configurable liquid precursor vaporizer
US9982341B2 (en) 2015-01-30 2018-05-29 Lam Research Corporation Modular vaporizer
US10378107B2 (en) 2015-05-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
TWI582885B (zh) * 2015-12-30 2017-05-11 國立中央大學 低溫製造組織工程用支架的平台結構及低溫製造組織工程用支架的製造方法
US9953843B2 (en) 2016-02-05 2018-04-24 Lam Research Corporation Chamber for patterning non-volatile metals
US10460960B2 (en) * 2016-05-09 2019-10-29 Applied Materials, Inc. Gas panel apparatus and method for reducing exhaust requirements
JP6697640B2 (ja) 2017-02-08 2020-05-20 ピコサン オーワイPicosun Oy 可動構造をもつ堆積またはクリーニング装置および動作方法
US10872803B2 (en) 2017-11-03 2020-12-22 Asm Ip Holding B.V. Apparatus and methods for isolating a reaction chamber from a loading chamber resulting in reduced contamination
US10872804B2 (en) 2017-11-03 2020-12-22 Asm Ip Holding B.V. Apparatus and methods for isolating a reaction chamber from a loading chamber resulting in reduced contamination
KR20190090414A (ko) * 2018-01-24 2019-08-02 삼성디스플레이 주식회사 증착 장치
WO2020026845A1 (ja) * 2018-08-02 2020-02-06 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
WO2020117462A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system
CN112309899A (zh) * 2019-07-30 2021-02-02 Asm Ip私人控股有限公司 基板处理设备
CN113394067A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 Asm Ip私人控股有限公司 基板处理设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4819579A (en) 1981-01-14 1989-04-11 Northern Telecom Limited Coating of semiconductor wafers and apparatus therefor
JPH0665751B2 (ja) 1987-04-08 1994-08-24 日本電気株式会社 気相成長装置
JPH0428871A (ja) * 1990-05-24 1992-01-31 Seiko Instr Inc 多層膜製造装置
DE69218152T2 (de) * 1991-12-26 1997-08-28 Canon Kk Herstellungsverfahren einer niedergeschlagenen Schicht mittels CVD, unter Verwendung von flüssigem Rohstoff und dazu geeignete Vorrichtung
JPH05267182A (ja) 1992-03-17 1993-10-15 Fujitsu Ltd 化学気相成長装置
JPH0613361A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JP2870719B2 (ja) 1993-01-29 1999-03-17 東京エレクトロン株式会社 処理装置
FR2707671B1 (fr) 1993-07-12 1995-09-15 Centre Nat Rech Scient Procédé et dispositif d'introduction de précurseurs dans une enceinte de dépôt chimique en phase vapeur.
US5888304A (en) * 1996-04-02 1999-03-30 Applied Materials, Inc. Heater with shadow ring and purge above wafer surface
JPH07273052A (ja) 1994-03-30 1995-10-20 Hitachi Electron Eng Co Ltd Cvd装置
JP3666952B2 (ja) 1995-09-19 2005-06-29 アネルバ株式会社 Cvd装置
US5999886A (en) * 1997-09-05 1999-12-07 Advanced Micro Devices, Inc. Measurement system for detecting chemical species within a semiconductor processing device chamber
DE19808163C1 (de) * 1998-02-27 1999-07-15 Ardenne Anlagentech Gmbh Schleusensystem für die Überführungskammer einer Vakuumbeschichtungsanlage
US6183564B1 (en) * 1998-11-12 2001-02-06 Tokyo Electron Limited Buffer chamber for integrating physical and chemical vapor deposition chambers together in a processing system

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