TW516114B - MOCVD system - Google Patents

MOCVD system Download PDF

Info

Publication number
TW516114B
TW516114B TW089114954A TW89114954A TW516114B TW 516114 B TW516114 B TW 516114B TW 089114954 A TW089114954 A TW 089114954A TW 89114954 A TW89114954 A TW 89114954A TW 516114 B TW516114 B TW 516114B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
raw material
temperature
processing chamber
material liquid
gasification
Prior art date
Application number
TW089114954A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Tsukada
Akihiko Hiroe
Kouji Shimomura
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Application granted granted Critical
Publication of TW516114B publication Critical patent/TW516114B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4402Reduction of impurities in the source gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/405Oxides of refractory metals or yttrium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material

Description

516114 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 A7 B7 五、發明說明(1 ) 本發明係關於一種在半導體處理中所使用之MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)系統,具體 來說係關於一種系統,其係於室溫下(約20°C )使用液相 有機金屬化合物作為原料液而於被處理基板上形成諸如鈕 氧化膜(TaOx )等之金屬氧化膜者。又,此處所謂的半導 體處理意指,為在半導體晶圓及LCD基板等的被處理基板 上以預定之圖樣佈局形成半導體層、絕緣層及導電層等, 俾在該被處理基板上製造包括有半導體裝置及連接於半導 體裝置之配線及電極等的構造物,而實施之各種處理。 當製造半導體裝置時,係對半導體晶圓反覆施行成膜 處理及圖樣佈局之腐姓處理。而,成膜處理則隨著半導體 裝置之高密度化及高積體化,其規格年趨嚴謹。壁如要求 對電容器之絕緣膜及栅絕緣膜之類非常薄之氧化膜亦要求 更進一步之薄膜化(控制膜厚度)及高度之絕緣性(控制品 質)。 此等絕緣膜以往是使用矽氧化膜及矽氮化膜等。但, 最近則有申請案係形成金屬氧化膜如鈕氧化(Ta2〇5)膜,及 含有兩種以上金屬元素之高介電體膜或強介電體膜如 (Ba,Sr)Ti〇3膜(即BST膜)等具有更良好之絕緣性的材料。 而,這種膜可藉MOCVD法,即將有機金屬化合物氣化後加 以使用之方法來成膜。 在曰本公開公報特開平第2-283022號上揭示用以形成 钽氧化膜之MOCVD技術。該公報所揭示之技術中係使用钽 之金屬醇鹽(烷氧鹽)如Ta(〇C2H5)(五乙氧鈕)作為原料 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -----^----^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 516114
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
液—”料液邊藉氮氣等滞騰,-邊供入呈真空狀態之處 理室。所供入之原料乃在加熱至如·。c之半導體晶圓w表 面上刀解而提供成膜材料’並藉該成膜材料在晶1] W之表 面上堆積形成叙氧化膜。 但,該系統則不易以高精度控制原料之供應量。即, 於為騰之狀g下供給原料液時,難以以高精度控制原料液 之流1。因此,最後供入處理室内之原料供應量與目標值 將有分歧,而CVD膜及品質之再現性也將變差。 在日本公開公報特公開第10-79378號上則揭示用以形 成鈕氧化膜之另一種M0CVD技術,其係為處理上述問題點 而開發者。揭示於該公報之技術係藉惰性氣體一邊控制與 上述者相同之原料液流量,一邊壓送,同時並予氣化而轉 換成處理氣體。再將處理氣體供入處理室,俾使用於半導 體晶圓上,藉CVD法成膜。 第5圖中概略地顯示了日本公開公報特開平第 10-79378號上所揭示之習知m〇CVD系統構造圖。 在該系統中,儲存於原料桶2内之五乙氧鈕等的原料液 4係藉氦氣等的加壓氣體壓送。該儲存之原料液藉加熱器6 加熱至易流之溫度如2〇〜50°C之間。所壓送之原料液4藉流 量控制單元8—邊控制流量,一邊供往下游側,而在氣化單 元10藉惰性氣體如氦氣氣化之,並轉換成處理氣體。 接著,令處理氣體流過捲繞有用以防止其再液化之磁 帶加熱器12之氣體供給管14内而供往成膜單元16,處理氣 體係由喷淋頭19供入處理室18内,並於加熱至處理溫度之 本纸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) 516114 A7 B7 五、發明說明( 半導體晶圓W表面上分解,以提供成膜材料。藉該成膜材 料於半導體晶圓w表面上堆積,而形成叙氧化膜。 曰本公開公報特開平第10-79378號上所揭示之系統較 前者之系統可更正確地控制原料之供應量。但,即使在後 者之系統中,還是有CVD膜之厚度及品質之再現性低落的
If幵發生。又’除處理室18外還有氣化單元1〇及配管等的 高溫構件,因此對周圍環境之熱影響相當大。 本發明之目的係在提供一種膜厚度及品質之再現性高 之MOCVD系統。 本發明之目的又係在提供一種對周圍環境之熱影響 ;,且膜厚度及品質之再現性高之m〇cvd系統。 本發明之第i觀點係-種MQCVD系統,其係用以於室 溫下,使用液相之有機金屬化合物作為原料液,而在被處 理基板上形成金屬氧化膜者’其包含有以下構件: 一氣密處理室; 件’係配砂該處理室内而用以支持前述被處理 -排氣機構,係用以將該處理室内排 成真空狀態者,· 于尤將之叹疋 :游本管,係連接於該處理室以供給處理氣體 一氣化單元’係於該處理室外連接於訂 Μ, 該氣化單元中,髂钤店… S ’而可在 、U原料液加熱至較氣化溫戶言 使其氣化並轉換成前述處理氣體者; "137 上游本官’係連接於該氣化單元而用以供給前述原料液 本纸張尺度適用㉛家鮮(CNS)A4^^^ t I I 訂 線 ' 6 - 516114 A7 B7 五、發明說明(4 者; 一原料桶,係於該處理室外為該上游本管所連接,而用以 儲存前述原料液者; 一流量控制單元,係配設於該原料桶與該氣化單元間之該 上流本管中者;及 ’見度維持機構,係用以將該原料桶及該流量控制單元之 1度維持在較该氣化溫度低但較室溫高之狀態者。 本發明之第2觀點係一種M〇CVD系統,其係用以於室 下’使用液相之有機金屬化合物作為原料液,而在被處理 基板上形成金屬氧化膜者,其包含有以下構件·· 一氣密處理室; -支持構件,係配設於該處理室内而用以支持前述 基板者; -排氣機構,係用以將該處理室内排氣,同時並將之 成真空狀態者; :下游本管,係料於該處理m給處理氣體者; 係於該處理室外連接於該下游本管,而可在 早70中’將該原料液加熱至較氣化溫度高之溫度, 使其乱化並轉換成前述處理氣體者· =游本管,係連接於該氣化單元而用以供給前述原料液 :二杨’係於該處理室外為該上游本管所連 儲存前述原料液者; 用乂 一流量控制單元,係配設於該肩料桶與該氣化單元間之該 本紙張尺度·中“豕鮮(cns)A4規格⑵
裝---------訂---------線----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1
、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 上流本管中者; ::隔牆’係用以與該淨室内之其他空間相隔離,而在該 卓室内形成—可將該處理室、該下游本管、該氣化單元、 5亥上游本管、該原料桶及該流量控制單元-起加以收納之 隔離空間者; :溫度維持機構’係用以將該原料桶及該流量控制單元之 溫度維持在較該氣化溫度低但較室溫高之狀態者;及 -恆溫斷熱箱’係供該溫度維持機構在該隔離空間内將該 原料桶、該流量控制單元及其等之間的該上游本管部分加 以收納者。 (圖示之簡單說明) 第1圖係一概略顯示本發明之實施態樣m〇cvd系統 之構造圖。 第2圖係一概略顯示將第丨圖所示之系統配設於淨室 内之狀態的側面圖。 第3圖係一擴大顯示對第1圖所示之上游及下游本管 所使用之接頭的剖面圖。 第4圖係一概略顯示本發明另一實施態樣之m〇cVd 系統的構造圖。 第5圖係一概略顯示習知之m〇cvD系統之構造圖。 本案發明人等在本發明之開發過程中,曾研究前參照 第5圖所述MOCVD系統之CVD膜其厚度及品質再現性低落 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ------—I ^---------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 陘齊郎智慧財產咼員工消費合作杜印製 516114 五、發明說明(6 ) 的原因。結果獲得以下結論。 即,第5圖所示之系統係由淨室内之空間成本、㈣ 液之使用效率及系統之維修觀點,而於淨室内之狹窄空間 中集結零件而構成者。因此,原料液管及流量控制單元8 容易受到來自同系統内其他單元之熱影響。原料液4固然由 桶2出來後便可具有依加熱器6所提供之加熱溫度而決定之 黏性等的物理特性,但由於流量控制單元s之侧的溫度關 係,該物理特性則將產生很大的變化。 由於原料液4係透過流量控制單元8而供入氣化單元 10,因此在理想的條件下原料液4供給量之控制性將相當 冋。但,由桶2至流量控制單元8之過程中因溫度變化而使 原料液4之物理特性變化時,原料液4之供給量將變動,c 膜之厚度及品質之再現性也將降低。 以下,參照圖示並加以說明關於根據該結論而構成之 本發明實施態樣。又,在以下之說明中對具有同一機能及 構造之構成要素係附加同一符號,且只在必要時進行重複 說明。 第1圖係一概略顯示本發明一實施態樣之MOCVD系 統的構造圖。在此係就以鈕氧化(Ta2〇5)膜成膜以作為金屬 氧化膜時之情形來說明。 MOCVD系統22係由一用以於被處理基板之半導體晶 圓W上施行成膜處理之成膜單元24及一用以使原料液氣化 並將之供入成膜單元24中作為處理氣體用之原料供給部26 所構成。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
(請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) -9- 516114
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原料供給部26具有一氣密狀態之原料桶30,其中儲存 有作為成膜原料之原料液2 8,例如金屬醇鹽的一種,即五 乙氧叙(Ta(〇C2H5)5)。在原料桶30之氣相空間中,加壓管 32之前端由上部導入。加壓管32將如氦氣之加壓氣體導入 原料桶30内之氣相空間。在加壓管32上裝設如閥34及質量 流控制器等之流量控制器36。 原料桶30係藉不銹鋼製之上游本管38a連接於氣化單 元48。又’氣化單元48係藉不銹鋼製之下游本管38b連接於 成膜單元24。上游本管38a之液流量通常非常少,例如是 5mg/min,因此係由内徑1〜2inm左右之配管所組成。相對 於此,下游本管38b内則流通氣態原料(處理氣體),因此内 徑由10〜20mm左右之大配管所組成。 上游本管38a之上游端部40係浸泡於原料桶30内之原 料液28中並位於桶底部附近。當加壓體由加壓管32供入原 料桶30時,原料液28便藉其壓力而導入管38a内。在上游本 管3 8a上配設控制原料液28流量之流量控制單元44,例如使 用林德(y y夕)公司所製之液體質量流控制器(商品 名)°在上游本管38a及下游本管38b上配設多數之切換閥 42a〜42b。又’實際上係配設有多數的切換閥,但為方便計, 圖上則只顯示具代表性者。 氣化單元48係用以將原料液28蒸氣化並轉換成處理 氣體者。在流量控制之狀態下將加熱至l5〇t〜16〇。匸間之 氣化用氦氣由配管54供入氣化單元48内。在氣化單元48内 由於氦氣與原料液28混合而使原料液蒸氣化並轉換成處理 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -----------------^----訂---------線 i^w. C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10 - 516114 A7 B7 五、發明說明(8 氣體。 在氣化單元48本身及與其流量控制器%間之配管部 分’捲繞有磁帶加熱器等的保溫用加熱器以。藉該加熱器 58,氣化用氣體及氣化單元48乃被加熱而維持在15〇它 60C之間,以促進原料液28之氧化。並於較氧化單元料 下游側之下為本官38b上捲繞由磁帶加熱器所構成之溫度 調整用加熱器60。如此,處理氣體乃藉加熱器⑼之保溫而 維持在較原料之氣化溫度(即液化溫度)高而較分解溫度低 之溫度下,如15〇。〇〜180°C之間。 成膜單元24具有一以紹等成形之筒狀氣密處理室 ^處理室80之側壁以可在氣密下進行開關之栅閥%為中 介而連接於一負荷閉密室94,並以柵閥92為中介而在負荷 密閉室94與處理室8〇間搬送作為被處理基板之半導體晶圓 W 〇 在處理至80之頂板上配没有為下游本管3此之下游端 邛所連接之噴淋頭82。又,喷淋頭82除下游本管38b外並連 接於用以供給第2處理氣體〇2之管81。含五乙氧鈕之處理 軋體” 3 〇2之第2處理氣體由形成於噴淋頭μ底面之多數 孔朝處理空間内嘴出。 在處理室80内之底部配設有内部内藏有加熱器之載 置台84。在載置台84上面則載置有作為被處理基板之半導 體晶圓W。於處理室80之底部形成排氣口 85且連接有真空 排氣管86。在真空排氣管86内配設有一用以除去排氣氣體 中之殘留原料及副生成物之除害單元8 8,及用以使處理室 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑵〇 χ 297公爱 -11 - 516114
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(9) 80排氣同時設定真空狀態之真空唧筒90。 第1圖所不之Μ Ο C V D系統係没置於淨室内。第2圖係 一概略顯示其狀態之側面圖。 第1圖所示之系統中之氣化單元48乃至成膜單元24係 加熱至較原料液之氣化溫度高且較分解溫度低之丨5〇 t 〜18 0 C之間。該等高溫部分係以斷熱材料做保護,但儘管 如此對周圍環境所產生之熱影響依舊很大。又,所使用之 原料有可能會污染作業環境。當更進一步考慮原料液之使 用效率及系統之維修時,則期能將原料供給部26配設於接 近成膜單元24處。 基於此觀點,本實施態樣乃將整個MOCVD緊密地集 結在一起,同時並在淨室100内藉附門板之間隔牆或包圍牆 I圍使其與淨至内之其他空間完全隔離。即,處理室8〇、 下游本官38b、氣化單元48、上游本管38a、原料桶3〇及流 量控制單元44係一同收納於藉間隔牆1〇2所形成之隔離空 間内。又,在隔離牆102内之隔離空間之頂板上配設一強制 送風裝置,另一方面在地板形成排氣用開口 1〇6,而在隔離 空間内進行強制性換氣。 如此’當整個系統為間隔牆1 〇2所包圍時,高溫部分 雖以斷熱材料所保護,且在間隔牆1〇2内之空間並予強制換 氣’但若繼續進行處理’則該空間之溫度將變得相當高。 假设整個原料供給部26均直接曝露於間隔牆丨〇2内,熱容量 較小之上游本管38a及流量控制單元44將隨著間隔牆1〇2内 之度而被加熱。在該假設下,原料液2 8之物理特性將在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------tr---------^*· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 516114 A7 B7 五、發明說明(10) 由桶30至流量控制單元44為止之階段產生變化,因此比起 無間隔牆或包圍牆102之情形,CVD膜之厚度及品質之再現 性將更低。 基於此觀點,乃配設溫度維持機構62以將原料桶30、 流量控制單元44及其等間之上游本管38a部分維持在原料 液28之預定加溫溫度(較氣化溫度低且較室溫高)配設。具 體來說,溫度維持機構62於間隔牆1 02内具有收納該等部分 B 之恒溫斷熱箱64。此恒溫斷熱箱64具有不銹鋼等金屬製之 外裝體64a及配設設於外裝體64a内面上之烏拉坦或矽氧樹 脂等非金屬材料製斷熱層64b。而,加壓管32及上游本管38a 對恆溫斷熱箱64之貫通部上則配設設有氣密構件66,以維 持恆溫斷熱箱64内之氣密性。 在恆溫斷熱箱64上,於側壁下部形成用以導入已加溫 之溫度調整用氣體之供氣口 68,同時並於頂板上形成用以 排出該溫度調整用氣體之排氣口 78。供氣口 68上連接有以 | 加溫恆溫斷熱箱64之溫度調整用氣體來強制換氣之溫度調 整換氣單元70。換氣單元70係具有一用以將由間隔牆外取 入之空氣吹入恆溫斷熱箱内之鼓風機72及一為加熱自鼓風 機72來之空氣而内藏電阻加熱器74之加熱室76。 又,溫度維持機構62配設於恆溫斷熱箱64内並具有用 以檢測該恆溫加熱箱64内之溫度之傳感器69。將傳感器69 之檢測溫度供至溫度控制器71,而溫度控制器71則據此改 變電流值以控制加熱器74之發熱量。藉此,恒溫斷熱箱64 内之加溫溫度,即溫度調整用氣體之溫度乃可維持於一定 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) -13 - 516114 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之溫度。χ,當原料液28為溶點約為饥之五乙氧組時, 該加溫溫度為30。。± 5,但較理想之溫度係將溫度設定於3〇 °C± 1°C之範圍内。 接者,說明關於用以洗淨如第丨圖所示之系統之配管 内之機構。 於上游本管38a上於原料桶30之出口至達於氣化單元 48刖之部份連接有來自欲洗淨本系統内時所使用之洗淨供 給機構50之配管53。洗淨液供給機構5〇係設計成可在加壓 狀態下將諸如酒精等之醇類導入系統内,以洗淨堆積於上 游本管38a及氣化單元48等之副生成物者。 由於要防止下游本管内副生成物之堆積,同時要使未 氣化部分之原料自由落入放泄管5 1並供入成膜單元24是非 承困難的’因此乃將下游本管3 8b設計成以垂直管部分49 為主要部分。換言之,係將下游本管38b由氣化單元48至成 膜單元24為止的配管設定成向下方延伸之部分為一半以上 者。並由垂直管部分49分歧出放泄管51,且使其向垂直下 方延伸。 又’在進行洗淨時,若原料殘留於上游及下游本管 38a、3 8b,則在隨後之處理製程中所形成之CVD膜將發生 極大的異常現象。為解決該問題,乃對上游及下游本管 3 8a、3 8b做了以下之努力。即,上游及下游本管38a、38b 係由多數之配管部分及連接配管部分之接頭所構成。如第3 圖所示,此處所使用之接頭39在本體39a及填料39b兩者間 與原料液或處理氣體接觸之面係形成實質上無凹凸者。因 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ! I I · I I I l· I I I ^ · I------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 516114 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(I2) 此’在上游及下游本管38a、38b内將無靜止區,而上述之 問題便將難以發生。 洗淨液供給機構50之動作係藉洗淨控制器52加以控 制。又,洗淨控制器52又係設定成可對應於各種不同之洗 淨模式而自動選擇系統内之閥之開閉者。即,於洗淨時, 配設於洗淨液供給機構50側之管53、上游及下游本管38a、 38b及放泄管51上之閥46a、46b、42a〜42e等係依洗淨控制 ® 器52之選擇而開閉之。 其次,說明關於第1圖之系統中所進行之M0CVD處 理。 首先,在維持真空狀態之處理室80内,由負荷密閉室 94侧以處於開之狀態的閘閥92為中介搬入未處理之半導體 晶圓W且載置於載置台84上。其次,晶圓w維持較原料之 分解溫度高之預定製程溫度,例如4〇(TC,同時並將處理室 80内維持於預定之製程壓力。在此狀態下,供入含五乙氧 _ 鈕之第1處理氣體及含〇2之第2處理氣體,開始成膜。 藉原料供給部26將已控制流量之氦氣等的加壓氣體導 入原料桶30内。原料液28乃在該壓力下藉流量控制單元44 ,之一邊控制流量而一邊被壓送入上游本管3 8a内。此時例如 加壓氣體之供給量為數100SCCM,又,原料之供給量則因 成膜速度之不同而不同,但舉例來說約為數mg/rnin左右, 量非常之小。 壓送之原料液將在氣化單元48中藉流量控制在 200〜500SCCM左右之氦氣等的氣化用氣體而被氣化(蒸氣 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) -15- 516114 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 化),並轉換成處理氣體。此處理氣體將更進一步流入下游 本管38b並被導入處理室80之噴淋頭82。然後,到達噴淋頭 82之原料氣體則如前述般的導入處理室内。 由於下游本管38b將藉溫度調整用加熱器6〇加熱至預 疋之度,例如150 c〜180 c ,因此原料氣體將不致再液 化或發生熱分解而安定地流至噴淋頭82。又,由於在對原 料液28進行氣化時係藉氣化單元48及保溫用加熱器58將之 加熱至最適宜之溫度,例如16(rc左右,因此可有效率且迅 速地將原料液氣化。 又’將原料桶30、流量控制單元44及兩者間之上游本 管38a之部分收納於恆溫斷熱箱64内,並在丨亙溫斷熱箱64 内導入由溫度調整換氣單元70加熱至預定溫度之溫度調整 用氣體(此處為空氣)。因此,原料液28由桶30至流量控制 單元44為止之溫度約同為25°C〜35°C(30°C± 5。〇,尤以維 持於29C〜31C(3〇C± 1C)之範圍内為佳。因此,原料液 28可以一定之低黏性緩緩地壓經上游本管38a。又,在這期 間原料液2 8之黏性等的物理特性之變動將非常少,因此可 藉流量控制單元44精密地控制其流量。 溫度調整用氣體係藉恆溫斷熱箱64下部之給氣口 68 導入,並由上部之排氣口 78排出。因此,溫度調整用氣體 將流通於整個恒溫斷熱箱64内,並可將整個恒溫斷熱箱64 内均勻地加熱而維持於上述之預定溫度。 又,在本實施態樣中雖係將流量控制單元44及原料桶 30等一同收納於恆溫斷熱箱64内,但亦可將此等構件44、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----^----訂---------線 rtt先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16- 516114 A7 B7 ί 丨才 t h L· 五、發明說明(I4) 30個別調整溫度。第4圖係本發明M0CVD系統基於此觀點 而構成之另一實施態樣的概略構造圖。 第4圖所示之系統並不使用第1圖所示之系統之溫度 調整換氣單元70及恆溫斷熱箱64。而取而代之地,於原料 桶30配設加熱器98 ,並在流量控制單元44及其與原料桶% 間之上游本管3 8 a的部分,捲繞諸如磁帶加熱器9 9等以為溫 度維持機構。 而,原料桶30、流量控制單元44及其等間之上游本管 38a部分即藉此加熱器98及磁帶加熱器99維持於3(rc ± 5 C ’尤其是在30°C ± 1°C之範圍内。因此,可獲得與第1圖 所示之系統相同之效果。又,原料桶3〇與流量控制單元44 間之上游本管38a部分之長度,若短至原料液28之溫度不致 過份變化的程度,則上游本管38a上亦可不設加熱器99。 又,在上述之實施態樣中雖係舉以鈕氧化膜進行成膜 者為例來加以說明,但本發明實可適用於所有在室溫下使 用液相有機金屬化合物作為原料液而在被處理基板上形成 金屬氧化膜之MOCVD系統。例如’本發明也可適用於形成 氧化鈦、氧化锆、氧化鋇及氧化锶等膜的情形,在這種情 形下,原料液將使用該等金屬之金屬醇鹽。進而,本發明 亦適用於形成氧化銳、氧化給、氧化記及氧化錯等膜的情 形。 又,本發明中之成膜單元並不限定於實施態樣中所示 之形式。本發明亦可適用於諸燈加熱型之成膜單元及使用 電衆之成膜單元等。又,本發明並不一定要以半導體晶圓 ❿ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 線- -17- A7 B7 五、發明說明(l5) 為被處理基板,亦可適用於處理LCD用玻璃基板之裝置。 主要元件標號對照表 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 原料桶 39 接頭 4 原料液 39a 本體 6 加熱器 39b 填料 8 流量控制單元 40 上游端部 10 氣化單元 42a > 42b ' 42c 闊 12 加熱器 42d、 42 e 閥 14 氣體供給管 44 流量控制單元 16 成膜單元 46a、 46b 閥 18 處理室 46b 閥 19 噴淋頭 48 氣化單元 22 OCVD系統 49 垂直管部分 24 成膜單元 50 洗淨亦供給機構 26 原料供給部 51 放泄管 28 原料液 52 洗淨控制器 30 原料桶 53 管 32 加壓管 54 配管 34 閥 56 流量控制器 36 流量控制器 58 保溫用加熱器 38a 上游本管 60 加熱器 38b 下游本管 62 恆溫斷熱機構
-----r---^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18 - 516114 A7 五、發明說明(l6) 64 恆溫斷熱箱 64a 外裝體 84 載置台 64b 斷熱層 85 排氣口 66 氣密構件 86 真空排氣管 70 換氣單元 88 除害單元 71 控制器 90 真空唧桶 72 鼓風機 92 閥 74 電阻加熱器 94 負荷密閉 76 加熱室 99 磁帶加熱器 78 排氣口 100 淨室 80 處理室 102 間隔牆 81 管 104 強制送風裝置 82 喷淋頭 106 排氣用開口 -------------裝-----:----訂---------線 (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 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -19-

Claims (1)

  1. 、申請專利範圍 •種MOCVD系統,係用以於室溫下,使用液相之有機 金屬化合物作為原料液,而在被處理基板上形成金屬氧 化膜者,其包含有以下構件: 一密封處理室; -支持構件’係、配設於該處理室内而用以支持前述被處 理基板者; 排亂機構,係用以將該處理室内排氣,同時並將之設 定成真空狀態者; 下游本管’係連接於該處理室以供給處理氣體者; -氣化單元,係於該處理㈣連接於該下游本管,而可 在該氣化單元中,將該原料液加熱至較氣化溫度高之溫 度,使其氣化並轉換成前述處理氣體者; 一上游本管,係連接於該氣化單元而用以供給前述原料 液者; 用 原料桶,係於該處理室外為該上游本管所連接,而 以儲存前述原料液者; -流1控制單元,係配設於該原料桶與該氣化單元間之 該上流本管中者;及 -溫度維持機構,係用以將該原料桶及該流量控制單元 之溫度維持在較該氣化溫度低但較室溫高之狀態者。 料 2.如申請專利範圍第i項之M0CVD系統,其中該溫度維 持機構具有—恆溫斷熱箱,該怪溫斷熱箱係將該原 以 訂 桶、該流量控制單元及其等之間的該上游本管部分加 收納者β 本紙張尺度適用中g標準(CNS)A4規格⑽χ 297公髮 -20 - 516114 A8 B8 C8 D8 L 申請專利範圍 3. 如申請專利範圍第2項之MOCVD系統,其中該溫度維 持機構具有一溫度調整換氣部,該溫度調整換氣部係使 用在該恆溫斷熱箱内加溫後之溫度調整用氣體以換氣 者。 4. 如申請專利範圍第1項之MOCVD系統,其中該原料液 係由戊糖乙氧钽成為實質的且該加溫溫度設定於25°C 〜35°C之範圍内。 5. —種MOCVD系統,係配置於淨室内,而用以於室溫下 使用液相之有機金屬化合物作為原料液,以在基板上形 成金屬氧化膜者,其包含有以下構件: 一密封處理室; 一支持構件,係配設於該處理室内而甩以支持前述被處 理基板者; 一排氣機構,係用以將該處理室内排氣,同時並將之設 定成真空狀態者; 一下游本管,係連接於該處理室以供給處理氣體者; 一氣化單元,係於該處理室外連接於該下流本管,而可 在該氣化單元中,將前述原料液加熱至較氣化溫度高之 溫度,使其氣化並轉換成前述處理氣體者; 一上流本管,係連接於該氣化單元以供給前述原料液者; 一原料桶,係於該處理室外為該上游本管所連接以儲存 前述原料液者; 一流量控制單元,係設置於該原料桶與該氣化單元間之 該上游本管中者; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 516114 A8 B8 C8 D8
    申請專利範圍 二間:牆’係用以與該淨室内之其他空間相隔離,而在 A淨^内形成_可將該處理室、該下游本管、該氣化單 70、忒上游本管、該原料桶及該流量控制單元一起加以 收納之隔離空間者; 一:度維持機構,係用以將該原料桶及該流量控制單元 之/皿度維持在較該氣化溫度低但較室溫高之狀態者;及 恆溫斷熱箱,係供該溫度維持機構在該隔離空間内將 該原料桶、該流量控制單元及其等之間的該上游本管部 分加以收納者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -IAW--------訂·--------I 一 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) -22-
TW089114954A 1999-07-27 2000-07-26 MOCVD system TW516114B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21287499A JP4359965B2 (ja) 1999-07-27 1999-07-27 成膜装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW516114B true TW516114B (en) 2003-01-01

Family

ID=16629707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW089114954A TW516114B (en) 1999-07-27 2000-07-26 MOCVD system

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6319327B1 (zh)
JP (1) JP4359965B2 (zh)
KR (1) KR100589821B1 (zh)
TW (1) TW516114B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5290488B2 (ja) 2000-09-28 2013-09-18 プレジデント アンド フェロウズ オブ ハーバード カレッジ 酸化物、ケイ酸塩及びリン酸塩の気相成長
KR100434516B1 (ko) * 2001-08-27 2004-06-05 주성엔지니어링(주) 반도체 제조장치
EP1451386A1 (en) * 2001-12-04 2004-09-01 Primaxx, Inc. Chemical vapor deposition vaporizer
KR20050004379A (ko) * 2003-07-02 2005-01-12 삼성전자주식회사 원자층 증착용 가스 공급 장치
KR100626366B1 (ko) * 2003-07-18 2006-09-20 삼성전자주식회사 기상 증착 시스템
DE102004061095A1 (de) * 2004-12-18 2006-06-22 Aixtron Ag Vorrichtung zur temperierten Aufbewahrung eines Behälters
FR2894165B1 (fr) * 2005-12-01 2008-06-06 Sidel Sas Installation d'alimentation en gaz pour machines de depot d'une couche barriere sur recipients
JP5490257B2 (ja) 2010-12-09 2014-05-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 加熱装置
JP5966250B2 (ja) * 2011-03-16 2016-08-10 富士電機株式会社 基板支持治具
JP2019515493A (ja) * 2016-04-25 2019-06-06 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated 自己組織化単分子層処理のための化学物質供給チャンバ
JP6630649B2 (ja) 2016-09-16 2020-01-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法
FI129502B (en) 2019-04-25 2022-03-31 Beneq Oy Feedstock supply cabinet
JP6961161B2 (ja) 2019-05-14 2021-11-05 日本エア・リキード合同会社 固体材料容器用キャビネット
JP7000393B2 (ja) * 2019-09-25 2022-01-19 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、ガスボックス及び半導体装置の製造方法
WO2021260869A1 (ja) 2020-06-25 2021-12-30 株式会社日立ハイテク 真空処理方法
JP7386348B2 (ja) * 2021-06-21 2023-11-24 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02283022A (ja) * 1989-01-25 1990-11-20 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JPH02283029A (ja) 1989-04-25 1990-11-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JP2797233B2 (ja) * 1992-07-01 1998-09-17 富士通株式会社 薄膜成長装置
JP2965188B2 (ja) * 1993-11-26 1999-10-18 キヤノン販売 株式会社 成膜方法
JP3591218B2 (ja) 1996-07-12 2004-11-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及びその装置
KR100258869B1 (ko) * 1997-12-23 2000-06-15 김영환 반도체 유기금속 화학증착장비의 공정가스 공급장치

Also Published As

Publication number Publication date
US6319327B1 (en) 2001-11-20
KR100589821B1 (ko) 2006-06-14
KR20010039751A (ko) 2001-05-15
JP4359965B2 (ja) 2009-11-11
JP2001044186A (ja) 2001-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW516114B (en) MOCVD system
TW505989B (en) Apparatus and method for forming ultra-thin film of semiconductor device
KR101160724B1 (ko) 기화기 및 반도체 처리 시스템
JP5385002B2 (ja) 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法
KR101264786B1 (ko) 고유전체막을 형성하기 위한 종형 열처리 장치와 그 구성 부품 및, 보온통
TW201404932A (zh) 氣體供應設備及成膜設備
KR20030011568A (ko) 반도체 처리 장치 및 그 클리닝 방법
JP6409021B2 (ja) 昇華ガス供給システムおよび昇華ガス供給方法
JP6237264B2 (ja) 縦型熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体
JPH08269720A (ja) 窒化チタン薄膜の作製方法及びその方法に使用される薄膜作製装置
TW499499B (en) Vacuum processing apparatus and multi-chamber vacuum processing apparatus
TWI743313B (zh) 成膜方法
TWI788787B (zh) 氣化裝置、基板處理裝置、洗淨方法及半導體裝置之製造方法
KR20080106034A (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
KR20120027484A (ko) 저마늄-안티모니-텔루륨 막의 성막 방법 및 기억 매체
JP4348835B2 (ja) クリーニング方法
WO2022004520A1 (ja) 成膜方法及び成膜装置
TWI771742B (zh) 氣化裝置、基板處理裝置、潔淨方法、半導體裝置的製造方法、及程式
JP3111994B2 (ja) 金属酸化物誘電体材料の気相成長装置
JP2002270597A (ja) 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置
JPH08325736A (ja) 薄膜気相成長装置
JP2005217089A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
JP3690095B2 (ja) 成膜方法
JP2013089911A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
WO2020235596A1 (ja) 成膜方法および成膜装置、ならびに処理容器のクリーニング方法

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees