TW562882B - Method to manufacture a coated substrate - Google Patents
Method to manufacture a coated substrate Download PDFInfo
- Publication number
- TW562882B TW562882B TW091113478A TW91113478A TW562882B TW 562882 B TW562882 B TW 562882B TW 091113478 A TW091113478 A TW 091113478A TW 91113478 A TW91113478 A TW 91113478A TW 562882 B TW562882 B TW 562882B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- manufacturing
- item
- patent application
- scope
- substrate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
- C23C16/4554—Plasma being used non-continuously in between ALD reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/50—Chemical 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 using electric discharges
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
562882 五、發明說明( 1 ) 本發 明涉及一 種 已 塗 佈材料之基 :板之 ,製 ί造 丨方法,其中 a)至少 —基板 須 導 入 一 已 成 真 空之 真空 容 器 中, b)對此 基板之 已 塗 層 之 表 面 施 加一 種反 應 氣 體,其在表 面 上被 吸附; c)使表 面對該 反 應 氣 體 之承 受 •作用 結束 > d)使表 面上所 吸 附 之反 應 氣 體 起反 應。 上述 方法在 US 5 9U ;365 中 丨已爲 丨人所知 丨。 基板導入一 .已 抽真空 之容器 中 , 真 空 容 器 具 有一 由陶 瓷 所 構成之容器 壁 ,其使 程序室 與 環 境 相 隔 開 〇 對該 基板之待 塗 層 之 表 面 施 加第 一反 應 氣 體,其在該 表 面上被 吸附。 然 後 將 反 m 氣 體 抽出 ,使 該 表 面對反應氣 體 之承受 作用結 束 〇 然後 導入第 二 反 應 氣 體 且 藉 由真 空容 器 外 部所設置之 捲 繞配置 而在容 器 中 產 生 -- 種 局 頻之 電磁 場 0 這樣可使已 導 入之第 二反應 氣 體 之 至 少 — 部 份活化成 基 (radical)且表面 上所吸附之第 一 反 應 氣 體 單 獨 地與 上述 由 局 頻電磁場所 產 生之基 進行反 應 〇 本發 明之目 的 是 提 供 一 種 本文開 頭所 述 之 方法,其由 施 加一種 單層原 子 至 待 塗 層 之 基 板表 面開 始 5 但就可施加 之 單層之 多樣化而 言 該 方 法 具 有 已擴 展很 多之使用彈性。 因此 須描述 材料 之 施 加 , 此 乃因 上述 之 單 層就一層而 必須不 是閉合之 層 而 是 所 施 加之 原子 之 密 度可較其在 形 成一閉 合之層 時所 需 之密 度 小很多 。若希 望 時亦可施加 — 種材料 ,以形成 種 閉 合之 單 -3 層。 562882 五、發明說明(2) 本發明中上述目的以下述方式達成: ch)反應氣體已被吸附之該表面承受一種低能量之電漿放 電,基板之表面上之離子能量EIG是0<EIG<20eV且電子 能量 Ee〇 是 OeV<Ee〇:^100eV。 d2)已吸附之反應氣體至少在電漿所產生之離子及電子之 共同作用下進行反應。 在上述US 5 916 3 65中已吸附之氣體只藉由所界定之 電性上之中性基來進行反應,反之,本發明中表面上所吸 附之反應氣體在每種情況中亦可藉由低能量之電漿放電所 產生之離子及電子之作用而溫和地進行反應。因此,亦可 在未與表面上之其它反應氣體之基共同作用下使已吸附之 氣體穩定下來,其只須藉由"溫和地’’與低能量之稀有氣體 離子及電子交替地作用或藉由與其它反應氣體離子之相同 方式之作用即可達成。 雖然在US 5 916 3 65中已知在反應氣體之混合大氣中 在輝光放電之情況下施加多個薄層,但這不會形成令人滿 意之層,本發明中描述”須形成一種電漿放電π,以便除了 使離子及電子在已吸附之反應氣體或氣體混合物上產生作 用外,亦可在電漿放電中使第二反應氣體或反應氣體混合 物活化成基及離子且使已吸附之反應氣體或氣體混合物另 外又與由電漿活化所產生之電中性之基及反應氣體離子交 替地作用。 現在由於每種情況下已充電之微粒都可加入已吸附之氣 體之反應中,則此種反應(特別是其分佈)可藉由電場及/或 562882 五、 發明說明 (3) 磁 場 來控 制 ,但這樣只會使基 之 特 性不受 影響。 在 較佳 之 實施形式中,基板 之 表 面 上之 離子能量Er又 下 降 至 0eV<Er<15eV 之 範 圍中 〇 此外,已吸附之反 應 氣 體 亦可 以是反應氣 體混 合 物 。電 漿 放電可在稀有氣體 大 氣 中 (較佳是在氬大氣中) 進 行或在含有其它反應氣體或 氣 體 混 合物 之大氣中產 生電 漿 放 電。 其 它反應氣體或氣體 混 合 物 較佳 是含有以下 至少 — 種 氣體 : 氬 ,氮 , 氧,較佳是氫,或 由 氫 氣 體所 構成。 在本發 明 之方法之另一較佳之 實 施 形式 中,真空容 器抽 成 真 空至 —* 種壓力Pv,其中 10' 11mbar<pv<l〇'8mbar 這 樣可 確 保該基板所導入之 真 空 大 氣中 不會有污染 性之 物 質 干擾 性 地沈積在表面上。 在 另一 較 佳之實施形式中, 吸附在 表面 上之反應氣 體或 氣 體 混合 物 被引入直至到達一 種 分 壓 ρΡ Μ ;止,其中 10· 4m bar<pp< 1 mbar 藉 由 上述 表 面之承受作用及此 種 承 受 作用 結束時之間 之時 距來 控制 表 面上已吸附之反應 氣 體 或 /=ij mm 混合物之數 量直 至 某 種程 度 爲止。因此可由一 種 相 對 於飽 和値而持續 之指 數 函 數開 始 ,其時間常數可顯 ί牙 ;η '、ί :飽和之動態(dy] n am i c) 特 徵 。此種時間常數需要時可藉 由 表 面之加熱或冷卻來控制。 在本發 明 之方法之另一較佳之 -5- 實 施 形式 中,該表面 562882 五、發明說明(4 ) (surface)對即將吸附之反應氣體或反應氣體混合物之承受 作用以下述方式結束:使基板由已抽真空之容器(其具有 反應氣體或氣體混合物)轉移至另一已抽真空之真空容器 中。在該另一已抽真空之真空容器中進行其餘之步驟。這 樣所具有之優點是:第一真空容器只用來吸附氣體,因此 不會受到污染,另一真空容器用來進行已吸附之氣體之電 漿放電反應。 在上述方式中可在中央設置另一真空容器,以便在成組 之特定之’’吸附’’容器(其圍繞中央之另一真空容器)中對基 板之電漿放電作進一步之處理,基板在此過程中已吸附各 種不同之反應氣體或反應氣體混合物。因此可層層地形成 由許多不同之原子單層所構成之複雜之層系統。 在許多情況中,在使用上述之低能量之放電時在中央之 電漿反應容器中施加一序列之不同之-或相同之原子單層 時可使用第二反應氣體或反應氣體混合物,特別是使用氮 及/或氫及/或氧,較佳是氫。反之,多個真空容器亦可配 屬於一個”吸附”容器以便在電漿中對已吸附之反應氣體或 氣體混合物進行反應,這主要是用在吸附-步驟在時間上 較電漿中之反應步驟還短時。 在本發明之方法之另一較佳之實施形式中,表面對即將 吸附之反應氣體或反應氣體混合物之承受作用是藉由已抽 真空之真空容器中抽出其餘之反應氣體或反應氣體混合物 來結束。 真空容器中進行上述之抽出過程直至總壓力達到Pv’爲 562882 五、發明說明(5) 止,其中 lO^^bar^pv^lO^mbar 換言之,在反應氣體-承受作用結束時又可調整成與承 受該氣體前相同之壓力比,即,超高真空比(ratio)。 如上所述,吸附步驟以下述方式結束:基板轉移至另一 真空容器中,該處除了稀有氣體-分壓及/或第二反應氣體 或-氣體混合物之分壓以外同樣可調整上述之剩餘氣體-超 高真空壓力比。 已吸附之反應氣體或-氣體混合物在與電漿所產生之離 子及電子一起作用時所進行之反應是非時間臨界的(non-time critical) , 此乃因 使用上 述形式 之低能 量電漿 。此種 過程至少近似地又以指數形式在一漸近値上進行。若電漿 處理至少保持在一預定之最小時距中,則此種處理可進一 步保持著而不會使所產生之閉合式原子單層大大地受到影 響。這對本發明之方法之自動化及時序(例如,隱藏在其 它表面處理步驟之複雜之序列中)而言具有很大之優點。 若依據步驟d2)使本發明之方法中斷,則依據吸附量(受 承受時間所控制)及/或作爲吸附用之氣體原子之數量以及 電漿作用(電漿處理時間及/或強度)及/或使用第二反應氣 體或-氣體混合物(基-及離子-形成)而形成不同密度之原子 單層直至形成一閉合之原子單層爲止。若力求一種非閉合 之原子單層,則實際上可利用一種植入技術或接種技術在 基板表面或已塗佈之閉合式原子單層上只施加〜些和底層 相同形式-或不同形式之”各別之”原子或其它材料。 562882 五、發明說明(6) 在本方法之其它較佳之實施形式中,至少步驟b)至d2) 進行至少二次,這樣可使至少二個原子單層互相重疊。因 此可由單層至單層使表面已吸附之反應氣體或-氣體混合 物改變,需要時可在電漿放電大氣中使用第二反應氣體或 氣體混合物,因此可適當地沈積不同之層作爲單層。若力 求形成一種磊晶層,則須形成一種異質(hetero)磊晶層。 若在全部之層中施加相同之材料,則在磊晶生長時會形成 均勻磊晶層。 此外,在一較佳之實施形式中,在步驟d2)至少進行一 次之後或在步驟b)至d2)進行多次(例如,η次)之後可在所 形成之表面上施加另一種材料,這可以習知之塗層方法中 之任一種方法來進行,例如,真空技術,濕式化學或電鍍 法。 在本方法之另一特別有利之實施形式中,在上述之表面 承受該即將吸附之反應氣體或反應氣體混合物之前’該表 面須施加一種低能量之稀有氣體電漿(較佳是氬電漿)’其 在上述表面上之離子能量是: 0eV<En<20eV 較佳是 0eV<E,i<15eV 且電子能量是 OeV<Eei<l〇〇eV 在稍後吸附氣體用之表面上因此可達成多種確定之表面 狀態。 562882 五、發明說明(7) 在本方法之另一較佳之實施形式中,在上述表面承受即 將吸附之反應氣體或反應氣體混合物之前該表面在大氣 (其含有另一反應氣體)中承受一種低能量之電漿放電,其 中基板表面上之離子能量是: 0eV<Ei2<20eV 較佳是 0eV<Ei2<15eV 電子能量E2是 0eV<Ee2<100eV 一方面在稍後吸附氣體用之表面上可設定多種確定之表 面狀態,且又可淨化上述之表面。這特別須使用其它反應 氣體,使用氫,氮或氧這些氣體中之至少一種。較佳是使 用一種含有氫之大氣,其除了稀有氣體(特別是氬)之外另 由氫所組成。現在較佳是在氣體吸附之後以及該已吸附之 氣體反應之後觀察已進行之各步驟。 在較佳之實施形式中,在與已吸附之反應氣體或混合物 反應之後該表面須承受一種低能量之稀有氣體電漿,表面 上之離子能量Επ是 0eV<Ei3<20eV 較佳是 OeV<E,3<15eV 且電子能量Ee3是 0eV<Ee3<l OOeV 在本方法之另一較佳之實施形式中,在與已吸附之反應 562882 五、發明說明(8) 氣體進行上述之反應之後,該表面在一種大氣(其含有其 它反應氣體或反應氣體混合物)中承受一種低能量之電漿 放電,其中基板表面上之離子能量El4是: 0eV<Ei4<20eV 較佳是 0eV<Ei4<15eV 且電子能量Ee4是 OeV<Ee4<l〇〇eV 較佳是使用這些氣體氫,氮,氧中之至少一種作爲另一 反應氣體,特別是使用氫。 因此,藉由與該另一反應氣體進行反應可同時使真空容 器之內面被淨化。 如上所述,在與已吸附之反應氣體反應時若電漿放電保 持在反應氣體或反應氣體混合物中,特別是保持在具有氫 ,氮或氧中至少一種(特別是至少具有主要之氫成份)之反 應氣體中時,則可同時使真空容器之內面被淨化且較只藉 由抽氣時更快速,整潔且更可被界定。 特別是藉由選取該反應氣體吸附前之電漿放電方法時, 則稍後吸附氣體用之表面之狀態至少會受到影響。因此, ,,磊晶沈積層是否會產生亦會受到影響,或”在未淨化之 不定形多晶基板表面中是否會形成不定形沈積或多晶沈積" 亦會受影響。藉由基板表面溫度可影響該沈積之生長特性。 利用本發明中已施加材料之基板之製造方法,則可以特 殊之方式藉由下述材料中之至少一種材料來達成: -10- 562882 五、發明說明(9) Si,Ge,Ti,Ta,Hf,Zr,Al,Nb,W 之氧化物或氮 化物或氧化之氮化物及/或下述之金屬: Al,Ti,Cu,W,Ta或這些材料之混合物。特別好之情 況是以下述材料中至少一種施加在上述之表面上: 氧化砂,氧化鉬,氧化锆,氮化鈦,氮化鉅,氮化鎢, (TaSi)xNy 〇 在本方法之另一較佳之實施形式中,在由步驟b)及c) 及/或d)至d2)所構成之相位中之至少一種相位期間圍繞該 基板之表面所用之程序大氣由位於環境中之真空容器之內 壁所隔開。此種隔開作用在待塗層之表面承受該反應氣體 或-氣體混合物以進行吸附作用時進行直至上述之承受作 用結束時,及/或在與已吸附之氣體進行反應時進行該隔 開作用。 因此,須有以下之基本認知:各結構(其相對於周圍壓 力可確保真空技術上所需之壓力比)及其它結構(其直接承 受該處理過程)之功能上之隔離就本發明之方法之高純淨 之需求及/或最佳之可積體化而言可在已自動化之製程中 帶來極大之優點。 若提及基板之待塗佈之表面,則以下亦指已塗層之基板 之表面。本發明之方法特別適合以下之例子: 基板以介電質(特別是Si02層)來塗佈。藉由此處未提及 之蝕刻步驟,則通道之深度對寬度之比(ratio)例如可爲 1:10,例如,寬度可爲50nm,其中引入由上述介電質材 料所構成之層。這些通道中應以電鍍方式塡入一種導電材 -11- 562882 五、發明說明(1〇) 料(特別是銅)以形成所謂”互連(interconnects)”。特別是使 銅施加在介電質表面上(這樣不易黏合)時是很有問題的。 現在本發明中在介電質層(包含通道)之表面上塗佈一種只 包含少量原子單層之襯墊(Liner)以作爲介電質材料及導電 材料之間之黏合促進層。由於此層之厚度很小,其只會微 不足道地對上述互連(interconnect)通道之導電橫切面產生 影響。此種黏合促進層已知是作爲一種襯墊層或作爲 ’’seed-layers’’ 。 在本方法之另一較佳之實施形式中,基板表面(可能包 含基板塗層表面)在吸附步驟之前及/或與已吸附之反應氣 體或氣體混合物反應之後藉由電漿促進之淨化步驟而被淨 化,其中在淨化程序室中所引入之反應氣體或氣體混合物 (較佳是至少含氫)藉由低能量之電漿放電而在基板表面上 被活化,其中離子能量Er是 0eV<Er<20eV 較佳是 0eV<Er<15eV 電子能量是 OeV<Eer<l〇〇eV 在本方法之一較佳實施形式(其包含至少一淨化步驟)中 ,在淨化步驟期間該淨化程序大氣藉由金屬封罩而與位於 環境中之淨化真空容器之內壁相隔開,或較佳是該程序大 氣直接以位於環境中之淨化真空容器之內壁爲邊界。 如上所述,較佳是考慮在程序大氣中進行本發明中由步 -12- 562882 五、發明說明(11) 驟b)及c)(其一)及/或d)至d2)(其二)所形成之相位,該程 序大氣藉由介電質材料而與一般之金屬壁相隔開,金屬壁 處於環境壓力中,因此,藉由上述最後一種方式,則由淨 化步驟可達到成本有利之解法。因此須注意:在基板表面 第一次承受即將吸附之反應氣體或反應氣體混合物之前淨 化步驟特別會在容器壁上造成可觀之污染。 如上所強調者,在一較佳之實施形式中藉由步驟a)至 d2)所形成之唯一之序列可在表面上施加唯一之原子單層 ,需要時以適當調整之厚度來形成一種閉合層。在另一較 佳之實施形式中,藉由步驟b)至d2)之重複而生長一種多 層之磊晶層。若此磊晶層用在吸附用之反應氣體或反應氣 體混合物中,則會在已淨化之單晶表面上在磊晶生長時形 成一種均勻磊晶層。若該即將吸附之反應氣體在施加一預 定數目之單層之後更換,則會形成一種特別薄之異質 (hetero)嘉晶層。 在本方法之另一較佳之實施形式中,在進行一預定數目 之由步驟b)至d2)所形成之過程(特別是依序在多個基板上 進行)之後,真空容器之程序室在基板未引入之情況下進 行一種電漿促進之淨化步驟,或在須要時使基板模型置於 真空容器中,此種程序室淨化步驟較佳是只包含一種蝕刻 步驟,然後進行一種淨化步驟,這較佳是在一含有氫,稀 有氣體或其混合物之電漿中進行。 在本方法之另一較佳之實施形式中,在步驟a)之前及/ 或步驟d2)之後(空間上由上述之真空容器所隔開)進行基 -13- 562882 五、發明說明(12) 板淨化步驟,此時基板在上述之真空容器及真空中之淨化 容器之間輸送。 此種輸送至少以單件方式以直線形式來進行,特別有利 的是沿著圓形軌道以直線移動方式輸送至上述之各容器, 較佳是具有相對於圓形軌道而言是徑向之移動成份。 在本方法之較佳之實施形式中,在步驟b)及c)及/或d) 至d2)所形成之相位(phase)期間該程序大氣是與位於環境 中之真空容器之內壁相隔開,即,藉由一種新狀態中在化 學上對即將吸附之反應氣體或氣體混合物及/或對電漿活 化之第二反應氣體或氣體混合物是鈍性之表面而隔開,較 佳是藉由介電質表面或石墨表面而隔開。 在另一較佳之實施形式中,鈍性表面作爲隔離壁之表面 ,其沿著主要之面積區段而與真空容器之內壁相隔開。此 種隔離用之表面在新狀態中較佳是由下述材料中至少一種 所構成: 石英,石墨,碳化砂,氮化砂,氧化錦,氧化鈦,氧化 鉬’氧化鈮,氧化銷或這些材料之層組合;亦可以類似磺 石之碳或鑽石所構成。 在本方法之另一較佳之實施形式中,較佳是藉由DC放 電所達成之電漿放電來進行,其中電子源之電子能量 $50eV 。 上述方法另可由熱離子陰極來達成,較佳是藉由直接加 熱之熱離子陰極來達成。 藉由上述電漿放電用之真空容器之程序室中設置至少二 14- 562882 五、發明說明(13) 個局部性互相偏移且較佳是可分別加熱之陽極(較佳是在 電性上可各別操作且可依據所施加之電位及/或陽極溫度 來控制或調整),則可沿著表面以靜態或動態方式來控制 或調整電漿密度分佈。在另一較佳之實施形式中,電漿放 電用之陰極-陽極區段垂直於上述表面且較佳是以該表面 爲中心而配置著。 在本方法之另一較佳之實施形式中,在電漿放電產生期 間在程序室中產生一種磁場且藉由此種磁場以靜態及/或 動態方式沿著表面來控制或調整電漿之密度分佈。電漿密 度分佈至少局部性地變動,其效應就像電漿中保持靜止之 基板相對於放電區而移動一樣。 此外,較佳是至少使即將吸附之反應氣體或氣體混合物 引入程序室中,較佳是使流入方向平行於基板表面,或更 佳是利用一些距基板表面等距離之噴入位置。在本方法之 特別有利之實施形式中,藉由塗佈氧化矽之基板作爲基板 ,其具有已引入矽層中之通道,其中步驟d2)進行η次以 後在通道中施加銅。每種情況下η大於1。 本發明以下依據圖式來詳述。圖式簡單說明: 第1圖 進行本發明之方法(特別是其相位PlM及/或 Ph2)所用之程序模組之第一實施形式。 第2圖 類似於第1圖之程序模組之較佳之實施形式。 第3圖 類似於第1或第2圖之另一程序模組型式,其 用來進行本發明之方法中之各淨化步驟。 第4圖 第3圖所示之程序模組之另一形成,其類似於 -15- 562882 五、發明說明(14) 第1至第3圖。 第5圖係第2圖之程序模組之已簡化之較佳實施形式 ’可轉變成第3或第4圖中之程序模組。 第6圖 以第5圖之程序室之光圈軸A作爲參考軸, 其顯示一種平面E(垂直於光軸圏A)上平行於 軸A之磁場成份,其藉由控制而造成空間上及 時間上之調變(m 〇 d u 1 a t i ο η)。 第7圖 本發明中製成多層時所用方法之圖解。 第8圖 本發明中製成多層時所用方法之另一實施形式。 第9圖 係第1至5圖之程序模組構成之一種循環或串 集式(cluster)設備之俯視圖,其用來進行本發 明之方法。 第1圖是進行本發明之方法所用之型式I之程序模組。 真空容器3之室壁1圍繞一程序室PR,程序室PR中設有 基板載體5。經由泵端1 1(如圖中之真空泵13所示)而對 程序室PR進行抽氣至進行本發明之方法所需之壓力pv, 其中 1 0"1 1 mbar<pv< 1 0"8mbar 此容器之構造符合UHV條件(例如,金屬密封之真空鍋 ,可加熱)。室壁1之面向程序室PR之表面(其通常由不 銹鋼或Inox構成)之主要之表面區由仍將詳述之鈍性材料 所製成。依據第1圖之型式I之程序模組,室壁1之內面 塗佈上述之鈍性材料,或在室壁1之內面部份至少安裝由 上述鈍性材料所構成之內表面。此種塗層或鈍性材料表面 -1 6 - 562882 五、發明說明(15) 在第1圖中以15表示。 如上所述’本發明之方法包含二種未必一定在同一真空 容器中進行之相位(p h a s e),即, •相位1,Ph】:基板表面對即將吸附之反應氣體或反應氣 體混合物形成承受作用直至此種承受作用結束爲止, •相位2,Ph2 :基板表面對低能量之電漿放電形成承受作 用且因此與已吸附之反應氣體進行反應。 在相位Ph2中以離子能量E形成低能量之電漿放電時 (已如上所述),則大氣(其中維持著該電漿放電)中含有第 二反應氣體或反應氣體混合物,特別是含有氫及/或氮及/ 或氧。 第1圖中所示之型式I之程序模組適用於相位Phi及/或 Ph2。依據第1圖,氣體供應管7直至真空容器3之程序 室PR中,如選擇開關Sa所示,只進行相位Phl用之供應 管7在容器3中是與氣體槽配置9phl相連,氣體槽配置 9phl含有可由基板表面所吸附之反應氣體或反應氣體混合 物Ri。 反之,真空容器3只用於相位Ph2之進行,供應管7是 與氣體槽配置9ph2相連,氣體槽配置9ph2含有稀有氣體 (較佳是氬(Ar))及/或(如虛線所示)第二反應氣體R2,較佳 是氫,氧及/或氮。 在真空容器3中進行相位Ph!及相位Ph2,如第1圖中 時間控制單元1 0及開關1 2所示,依預定之時間順序使氣 體槽9phl及9ph2連接至供應管7。 -17- 562882 五、發明說明(16) 此外,如方塊1 0ph2所示,真空容器3中設有電漿放電 區段PL,其是一種低能量之電漿放電區段’只要在真空 容器3中只調整Ph2或與Ph —起進行即可。請參考第1 圖,方塊l〇ph2之雙箭頭表不電漿放電區段整合在谷益3 中且方塊Sa以雙線表示,該方塊在形成型式I之程序模 組時表示另一種可選擇之形式。 相位Phi中在基板置放在基板載體5上之後,反應氣體 或反應氣體混合物Ri經由供應管7而引入且由基板表面 所吸附。容器3中引入相位Ph2之基板或使此基板供應至 相同形式之另一容器3中。爲了結束該吸附過程,每種情 況中此二相位所用之容器3又依據給定之超高真空條件而 被抽氣,或在基板及已吸附之氣體引入之前另一容器抽氣 成超高真空。引入稀有氣體(較佳是Ar)及/或其它之反應 氣體且對低能量之電漿放電(特別是DC放電)準行設定。 在DC放電中較佳是使用非獨立之放電,較佳是使用熱離 子式陰極,其可直接加熱。 藉由適當地控制各時段,其間基板承受該相位Ph!中之 反應氣體R!或反應氣體混合物,及/或控制基板之表面特 性及/或已導入反應氣體或反應氣體混合物數量,則可適 當地控制各已吸附之氣體原子或分子在基板表面之佔有率。 在相位Ph!時,較佳是以分壓pP引入該反應氣體或反 應氣體混合物,其中 1 0'4mbar<pp<l mbar 此外,吸附速率(即,直至基板表面由於反應氣體或反 應氣體混合物原子或分子而飽和至一預定之百分比爲止時 -18- 562882 五、發明說明(17) 所需之時段)藉由基板表面(未顯示之)加熱及/或冷卻而以 基板載體5之加熱及/或冷卻來控制。 如上所述,在相位Ph2中已吸附之氣體在基板之表面上 每次都與氣體離子及電子共同作用而進行反應或亦可藉由 第二反應氣體或反應氣體混合物h之在電漿放電中所形 成之基而進行反應。亦可藉由時段(其間基板表面及已吸 附之氣體承受一種電漿放電)之測量及氣體離子及電子之 能量以及放電及所形成之基之數量及其活性,則可在相位 Ph2中控制先前已吸附之氣體原子或分子之”已穩定”之數 量且因此可控制各原子或分子在表面上之最後所達成之佔 有率。在大部份情況中力求在基板面上達成一種連續之單 原子層或單分子層。即,原子在原子上或分子在分子上而 以百分比飽和度來表示。 第1圖中較佳是使用介電質材料作爲面向程序室PR之 表面之材料。依據真空容器3用於何種相位,須對反應氣 體或反應氣體混合物R!及/或對相位Ph2中所用之電漿驅 動之第二反應氣體或反應氣體混合物R2形成鈍化。 表面1 5使用以下之組G中之材料之至少一種: 石英,石墨,碳化矽,氮化矽,氧化鋁,氧化鈦,氧化 鉬,氧化鈮,氧化锆,類似鑽石之碳或鑽石,較晚之表面 材料作爲層材料。 第2圖類似於第1圖,就製程而言,氣體儲存區及電漿 放電區段適用於與第1圖中所示形式相同之製程。第2圖 中與第1圖相同之部份以相同之符號表示。與第1圖不同 -19· 562882 五、發明說明(彳8) 之處是:第2圖中該程序室PR是以一種沿著室壁1主要 區段(較佳是由不銹鋼或Inox所構成)而相隔開之程序室壁 14爲邊界。至少其面向程序室PR之表面i5a是由第1圖 中所述之純性材料所製成,較佳是由介電質所製成,特別 好之情況是由組G之材料中至少一種材料所製成。 真空室(具有壁1)內部中形成程序室外罩所用之壁1 4可 由形成表面1 5 a所用之材料所構成,或形成該表面1 5 a所 用之鈍性材料形成在面向該壁1之承載壁(未顯示)上,其 例如就像塗層一樣。承載壁由於未承受該程序室PR而由 不銹鋼或Inox所構成。藉由泵端1 1或泵1 3使程序室PR 抽氣至第1圖所述之剩餘氣體分壓,如第2圖所示,介於 真空室壁1及外罩1 4之間之中間區ZW經由各別之泵端 11a由相同或不同之另一真空泵來進行抽氣。 此行之專家可輕易地辨認:在使用同一泵1 3以對二個 空間(即,程序室PR及中間區ZW)進行抽氣時,可在所屬 之泵支件Π或1 1 a中設置一些可控制之節流閥。就低能 量之電漿(其用來在第2圖之模組上進行本發明之方法之 相位Ph2)而言,其適合第1圖中所述之方式。在第2圖之 實施形式中,由壁1 4所形成之程序室外罩較佳是可在容 器3 a上更換。 以下將描述第3,4圖中型式II之程序模組,其在本發 明之製程中較佳是用作淨化模組。如本文開頭所述,在基 板表面吸附氣體之前,對基板表面進行空調或淨化是有利 的。這較佳是以電漿驅動之反應氣體或反應氣體混合物 -20- 562882 五、發明說明(19) (較佳是氫)來進行。此處使用低能量之電漿,其在基板表 面上之離子能量Er是在上述之範圍中。使用DC放電作爲 電漿放電,較佳是一種非獨立之放電。亦可使用以熱離子 式之陰極來達成之放電作爲較佳之實施形式,此種陰極可 直接加熱。 在氣體吸附相位Phi之前(特別是第一次之前)除了此種 基板表面空調步驟或淨化步驟之外,在本發明之方法之上 述已定義之相位Ph2結束之後亦可進行表面處理步驟。如 上所述,此處較佳是使用第3或第4圖中之隨後將詳述之 型式II之程序模組。 第3圖中之模組與第2圖者只有以下之不同:圍繞該程 序室PR所用之表面1 5b未符合第2圖中所述之鈍性需求 ,該壁14a(例如,壁1)由不銹鋼或Inox或其它金屬所製 成。氣體槽9R含有一特別用於淨化目的之反應氣體或反 應氣體混合物;容器3a中設有一(未顯示之)符合上述 需求之低能量之電漿放電區段。 金屬壁14a較佳是可更換,使第3圖中之型式II之程 序模組可輕易地轉換成第2圖之型式I之程序模組,反之 亦然。 第4圖是型式II之模組之另一已簡化之實施形式,其 類似於第1至3圖。不同於第3圖之處是:程序室PR直 接以室壁1爲邊界,其表面例如由不銹鋼或Inox所構成。 可輕易地知悉:第1,2圖之型式I之模組及第3,4圖 之型式II之模組可藉由程序室外罩14,14a之去除或加 -21- 562882 五、發明說明(2〇) 入而互相轉換。 第5圖是第2圖之型式I之程序模組之較佳之實施形式 。由此可知··在第5圖之模組中,全部由第2圖之模組開 始所使用之其它特殊之措施可單獨地或任意組合地以第2 圖之原理來達成。第5圖之程序模組是用來進行本發明之 製程之該二個相位Phi及Ph2。 對各時脈比(clock ratio)進行時間控制且依據相位來控 制氣體之供應。 第5圖之程序模組之容器壁1〇1由不銹鋼或Inox所製 成,其在中央(較佳是在其上方之正面板上)承載一種電子 源105以便在程序室PR中在本發明之製程之相位Ph2中 產生該電漿放電。在基板區中本發明所需之低離子能量之 範圍中,其係用於相位Ph2中之第二反應氣體或氣體混合 物’須要時亦可使用其它電漿,例如,微波電漿,如下所 述者。 較佳是使用一種電子源(例如,圖中之1 05),其所發出 之電子所具有之能量最高是100eV,較佳是50eV。在較 佳之實施形式中,以非獨立於電子源之放電作爲DC放電 。第5圖之電子源105較佳是由可直接加熱之熱離子陰極 107所構成,其安裝在陰極室109中,具有電性上與容器 壁101 ’ 103相隔離之陰極室壁。陰極室經由光圈^而 與程序室PR相連通。相位Ph2中所使用之稀有氣體(較佳 是氬)引入陰極室109中,以便保護熱離子陰極1〇7使不 受相位Ph中所使用之第二反應氣體或氣體混合物所影響 -22- 562882 五、發明說明(21) 且可使電子發射率提高。 程序室外罩Π 3是與容器壁1 0 1,1 03相隔開且與其形 成中間區ZW,該外罩1 1 3圍繞程序室PR類似於第2圖 而安裝著且可更換。外罩Π3內及中間區ZW內之程序室 PR經由同一個泵端1 15而進行泵抽(pumped)。不同之泵 橫切面由該端1 15延伸至中間區ZW及程序室PR。 程序室PR內部中…種陽極配置用於相位Ph2中。該配 置較佳是由二或多個對光圈軸A成共同圓而配置之陽極 117a或117b所形成。這些陽極(未顯示)可互相獨立地切 換至接地電位或各別之陽極電位,這些電位可互相獨立地 調整。金屬容器壁101,103可置於參考電位(較佳是參考 電位)。沿著光圈軸A而偏移之陽極1 1 7a,1 1 7b除了電性 上可互相獨立地操作之外,較佳是亦可互相獨立地加熱或 冷卻(未顯示)。這以下述方式來達成:在陽極中引入多條 調溫介質管及/或安裝·一些加熱螺旋線。 第5圖中以破折線顯示由電漿產生配置所形成之電漿束 PL,其在純V形之電漿密度分佈中是與光圈軸A共軸。 相位Ph2中基板表面及已吸附之反應氣體直接承受該電漿 放電PL。藉由陽極1 17a及1 17b上施加陽極電位或藉由 陽極之溫度控制可適當地調整電漿之密度分佈V,特別是 藉由基板表面至少接近定値之分佈來調整。 程序室PR中安裝一種基板支件1 1 9,其可受控制且可 輸送至程序室PR。雖然可配置基板支件Π 9以較佳地處 理晶圓形式之基板1 20,基板支件1 1 9界定一種承載面 -23- 562882 五、發明說明(22) 1 1 9a,該承載面平行於光圈軸A且與軸A形成斜角或在 第5圖中與軸A垂直但形成偏心狀態,在較佳之實施形式 中,基板支件119之承載面119a是與光圈111之軸A同 心且成垂直而配置著。 在另一較佳之實施形式中,藉由外部驅動件121 (以雙 箭頭F所示者)可使基板支件1 1 9針對程序室外罩1 1 3所 界定之亮的接收口 123向著或離開該接收口 123而取回。 若基板支件1 1 9藉由驅動件1 2 1完全對著程序室PR而高 速運行,則其邊緣部份1 25鎖住該程序室外罩1 1 3之亮的 接收口 1 23,這樣至少在相位Ph2中可使電荷載體受到阻 礙,電荷載體由程序室PR中出來且在相位P1M中持續地 受到阻礙,使即將吸附之反應氣體或反應氣體混合物進入 中間區ZW中。 一種如上所述之平面式-或晶圓形式之基板120藉由狹 縫閥129而置放在靜止之接收支件126上,基板支件119 則下降。然後基板支件Π 9上升,以其承載面Π 9a抓握 該基板120且由靜止之支件126取出基板120。基板120 以高速運行至程序室PR中,在到達該加工位置時該基板 支件119以其邊緣面125在上述之範圍中封閉該程序室。 支件126安裝在基板調溫裝置127上,此裝置127經由 調溫出/入管1 28而施加以調溫介質。如上所述,藉由基 板表面溫度之適當控制(特別是在相位P1M中),則可控制 氣體之吸附速率。 第5圖中以虛線表示基板支件1 1 9在其加工位置中。 -24- 562882 五、發明說明(23) 容器壁1 〇 1及其正側之終端板1 03或1 3 1亦須調溫, 較佳是進行冷卻,特別是在本發明之方法之相位Ph2中 進行。形成該外罩所用之壁1 01形成一種雙壁,其間安裝 該調溫介質系統。同樣,在正面板1 〇3或1 3 1中安裝該調 溫介質管線系統。 真空容器外部安裝Helmholtz線圈133以及分佈著換向 線圈135。藉由Helmholtz線圈133而在程序室PR中產 生一種平行於軸A且與軸A相對稱之磁場圖樣(muster), 這特別是在本方法之相位Ph2中達成。該磁場圖樣可藉助 於換向線圈1 3 5在平面E中垂直於軸A而移動,如第6 圖所示。藉由磁場強度分佈HA之此種”移動",可使電漿 密度分佈V沿著基板1 20而”移動”。因此可在電漿密度分 佈V及待處理之基板表面之間達成一種”相對移動”,就像 基板相對於時間上電漿密度分佈是固定之電漿PL而移動 時一樣。藉由場分佈之控制,則在基板上所達成之效應是 與基板相對於電漿PL而作機械式移動時一樣,但不必設 置一種機械式基板移動件。 就本發明之方法之相位Ph!之形成而言,在製程中已淨 化之基板120運行至加工位置之後,即將吸附之反應氣體 或反應氣體混合物經由反應氣體入口 137而引入程序室 PR中。如圖所示,反應氣體入口(較佳是與軸A共軸)配 置在加工位置中之基板120或基板載體119之直接區域中 ,各入口平行於待處理之基板面。如上所述,較佳是由不 銹鋼所構成之真空容器101,103特別是在相位Ph2中須 -25- 562882 五、發明說明(24) 強力地冷卻。此真空容器符合UHV條件。相位Ph2中之 強力冷卻可防止鋼被加熱,因此可防止含碳之氣體由鋼中 釋出,特別是在相位Ph2時。 就程序室外罩1 1 3之材料而言,特別是其承受此製程之 表面,第1圖中之說明是適用的:鈍性材料(較佳是介電 質或上述材料組G中所選取者)在較製程溫度高很多之溫 度時對所使用之即將吸附之反應氣體R!(第1圖)及電漿放 電大氣中相位Ph2中所引入之第二反應氣體(R2)而言都是 穩定的,例如,對氫,砂院(silan),鍺,Diboran,氯, NF3,HCM,SiH3CH3,GeH3CH3,N2,C1F3,PH3,AsH4 而言鈍性材料都是穩定的。這樣可使基板120不受污染。 程序室外罩113之內表面之干擾層只在微粒形成時才有危 險。氣體吸附會造成干擾薄層,隨後之電漿處理可優先進 行以確保此製程有較佳之純度,此製程實際上只在由固有 (inherent)材料所圍繞之環境中進行。 在型式I之程序模組中,真空室壁通常未施加不銹鋼, 因其由程序室外罩113所保護而不會受反應氣體及電漿所 侵蝕,此外,如第5圖所示之強力冷卻可使氣體所造成之 沈積物大大地減少。這就程序室外罩1 1 3之內表面而言是 適用的,亦適用於基板支件11 9之承受此製程之表面。 程序室外罩1 1 3較佳是由多個部份(未顯示)所形成,使 其不需拆除各配置117a,117b即可被移除或更換。 藉由第5圖所示之程序室外罩113之去除,則可形成型 式II之程序模組之較佳之實施形式,或程序室外罩1 1 3 -26- 562882 五、發明說明(25) 以同樣形式之由金屬所構成之外罩來取代,則可形成第3 圖之型式Π之程序模組。 在型式I之程序模組(較佳是依據第5圖而形成)中進行 本發明之製造方法中之相位PM及/或Ph2,反之,較佳是 在型式II之模組中進行相位Phu前及/或相位Ph2後之表 面空調步驟或-淨化步驟,較佳是在低能量之氫電漿中進行。 第7,8圖中顯示本發明之製造方法之二種可能之流程 。依據第7圖而重疊地施加多個不同之原子-單層,其例 如用來製成異質磊晶生長之層。基板首先輸送至淨化模組 R(較佳是型式Π之模組),其中在-已界定之低能量之氫 電漿中進行表面淨化。該基板在淨化(R)之後輸送至型式I 之程序模組,其中以吸附第一反應氣體來進相位Ph !。然 後使基板輸送至程序模組(較佳是型式I者)以進行相位 Ph2,如上所述,其中須供應氣體(稀有氣體及/或反應氣體) 且進行低能量之電漿放電。在進行相位Ph2之後,基板輸 送至型式I之另一程序模組且在該處施加以另一待吸附之 反應氣體或反應氣體混合物(此時處於Ph2相位中)。然後 在型式I之中央程序模組中進行相位Ph2,以便隨後在需 要時使基板輸送至型式I之其它程序模組,在該處該基板 又承受各即將吸附之反應氣體混合物或反應氣體,此時是 Ph13等等。 因此’在生長各嘉晶層時,須施加異質嘉晶層。如圖之 虛線所示,若基板在相位Ph2和相位(例如)Ρ1υ i之間來回 擺動,則在磊晶生長時會生長一種均勻之磊晶層。 -27- 562882 五、發明說明(26) 與第7圖不同的是,第8圖中較佳是在每次施加原子單 層之後進行基板表面之淨化步驟。此種淨化步驟R是在基 板表面依據第一相位Phu i進行第一吸附步驟之前進行。 因此是在施加一種原子單層之後在基板上進彳了表面淨化, 其中使用低能量之電漿,較佳是低能量之氫電漿。此基板 在淨化(R)之後輸送至型式I之第一程序模組,在該處使 基板吸附第一反應氣體或反應氣體混合物(此時在相位 PhH中)。基板然後輸送至型式I之另一程序模組中,此 時需要時在添加離子及電漿驅動之第二反應氣體(特別是 氫及/或氮及/或氧)之基之情況下進行相位Ph2,即,電漿 處理。 相位Ph2結束之後,基板又在型式II之模組中進行該 淨化程序R,然後輸送至型式I之另一模組,此時基板在 相位Ph2中吸附另一反應氣體或反應氣體混合物。然後又 使基板藉由相位Ph2而承受該淨化步驟R等等。由此可知 :輸出側進行此相位Phlx所用之模組由進行相位Ph2所用 之模組轉移至淨化模組,由此開始,基板供應至進行各別 相位Phlx所用之程序模組。 上述較複雜之程序流程可彈性地在可自由程式化之真空 處理設備中進行,其中一中央輸送模組提供各別之程序-及空調-或淨化模組。 第9圖之設備包括二個型式π之淨化模組r,二個型 式Ϊ之模組以進相位Ph2之方法,另有二個型式I之模組 以進行相位Phi2及Phi i之方法。 -28-
Claims (1)
- 562882 .(:、乂 修正替換本4Z 4n18 0 六、申請專利範圍 第9 1 1 1 3478號「塗層基板之製造方法」專利案 (9 2年4月修正) 申請專利範圍: 1. 一種塗佈材料之基板之製造方法,其步驟爲: a)至少一基板須導入一已成真空之真空容器中, b )對此基板之已塗層之表面施加一種反應氣體,其在 表面上被吸附; c) 使表面對該反應氣體之承受作用結束; d) 使表面上所吸附之反應氣體起反應; 其特徵爲= d!)反應氣體已被吸附之該表面承受一種低能量之電漿 放電,基板之表面上之離子能量E1()是〇<EIQ<20eV 且電子能量EeQ是OeV<Ee()S10〇ev ; d2)已吸附之反應氣體至少在電漿所產生之離子及電子 之共同作用下進行反應° 2. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中基板表面上 之電漿放電中離子能量EI0是 OeV<E,〇<15eV 。 3. 如申請專利範圍第1或2項之製造方法,其中已吸附 之反應氣體是反應氣體混合物。 4. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中電漿放電保 持在稀有氣體大氣中。 5. 如申請專利範圍第4項之製造方法,其中電漿放電保 562882 六、申請專利範圍 持在氬(A r )大氣中。 6·如申請專利範圍第1 項之製造方法 ,其中電漿放電 在大氣中產生’其含有另一反應氣體或-氣體混合物 〇 7·如申請專利範圍第6項之製造方法, 其中該另一反應 氣體或-氣體混合物含有氣體氫,氮 ,氧中至少一種 m體。 8·如申請專利範圍第6項之製造方法, 其中該另一反應 氣體或-氣體混合物含有氫。 9.如申請專利範圍第1 項之製造方法 ,其中真空容器 抽真空至一種壓力(pv), 10'nmbar<pv^l〇*8nibar 〇 10.如申請專利範圍第1 項之製造方法 ,其中引入該即 將吸附之反應氣體直至一種分壓pp爲止, 10'4mbar<pp<lmbar 11·如申請專利範圍第1 項之製造方法 ,其中表面上之 氣體吸附率(1· a t e )由表面之加熱及/或冷卻所控制。 如申請專利範圍第i 項之製造方法 ,其中使基板由 已抽真空之真空容器轉移至另一已抽真空之真空容器 中使上述承受作用結束。 如申請專利範圍第1 項之製造方法 ,其中使剩餘之 吸附之反應氣體由已抽真空之真空容器中抽出使表面 之承受作用結束。 -2- 562882 六、申請專利範圍 14·如申請專利範圍第1 3項之製造方法,其中抽出該反 應氣體直至到達一種壓力Pv'爲止, 1 0'1 ^ba r<pv ' <1 0*8mba r 〇 15. 如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中基板至少 在一*預定之最小時段中承受電漿處埋過程。 16. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中至少步驟b ) 至d2)進行至少二次。 17. 如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中至少在進 行步驟d2)之後施加一種已改變之材料至表面上。 18•如申請專利範圍第1 7項之製造方法,其中藉由真空 塗層法、濕式化學法或電鍍法施加另一種材料。 19. 如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中在表面承 受該即將吸附之反應氣體之則’該表面承受一種低能 量之稀有氣體電漿(較佳是氬電漿),表面上之離子能 量 E】】是 0eV<En<20eV 較佳是 0eV<En<15eV 且電子能量Eel是 0eV<Eel<100eV 。 20. 如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中在表面承 受該即將吸附之反應氣體之前’該表面在大氣(其含有 另一反應氣體)中承受一種低能量之電漿放電,基板表 562882 六、申請專利範圍 面上之離子能量eI2是 0eV<EI2<20eV 較佳是 OeV<EI2<15eV 電子能量是 0eV<Ee2<100eV 〇 21.如申請專利範圍第20項之製造方法,其中該另—反 應氣體是氣體氫,氮,氧中至少一種氣體。 22·如申請專利範圍第20項之製造方法,其中該另一反 應氣體含有氫。 23·如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中在與已吸 附之反應氣體反應之後’該表面承受一種低能量之稀 有氣體電漿’較佳是氬電漿,表面上之離子能量Ei3 是 0eV<EI3<20eV 較佳是 0eV<EI3<15eV 且電子能量Ee3是 0eV<Ee3<100eV 。 24·如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中在與已吸 附之反應氣體反應之後,該表面在大氣(其含有另一 反應氣體)中承受一種低能量之電漿放電,基板表面 上之離子能量EI4是 -4- 562882 六、申請專利範圍 0eV<E14<20eV 較佳是 0eV<EI4<15eV 且電子能量Ee4是 0eV<Ee4<100eV 。 25·如申請專利範圍24項之製造方法,其中該另—反應 氣體是氣體氫,氮,氧中至少一種氣體。 26如申請專利範圔第24項之製造方法,_ φ g @應、 氣體含有氫。 27.如申請專利範圍第1項之製造方法,其中表面塗層 藉由下述材料中至少一種來達成: Si’Ge’Ti’Ta’Hf’Zr’Al,Nb,w 之氧化物或 氮化物或氧化之氮化物及/或下述金屬: Al,Ti,Cu,W,Ta··0 28·如申請專利範圍第2 7項之製造方法,其中表面塗層 藉由下述材料中至少一種來達成: 氧化矽’氧化鉅,氧化鉻’氮化鈦,氮化鉅,氮化 鎢,(TaSi )xNy。 29. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中全部之步驟 都在真空容器中進行。 30. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中各步驟在至 少二個真空容器中進行。 31. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中圍繞該基板 562882 六、申請專利範圍 表面所用之程序大氣在至少一個相位(由步驟b )及C ) 及/或㈨至d2)所構成)期間是由一個位於環境中之真 空容器之內壁所隔開。 32如申請專利範圍第1項之製造方法,其中待塗層之表 面圍繞已塗層之基板之表面。 33. 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中該表面在吸 附步驟之前及/或在與已吸附之反應氣體或-氣體混合 物進行反應之後承受一種電漿促進之淨化步驟,其中 引入程序室中之反應氣體或-氣體混合物(較佳是含有 氫)藉由一種低能量之電漿放電而被活化,基板表面上 之離子能量I是 0eV<Er<20eV 較佳是 OeV<Er<l5eV 電子能量Eei•是 0eV<Eer<100eV 。 34. 如申請專利範圍第33項之製造方法,其中在至少一淨 化步驟期間淨化程序大氣藉由金屬封罩而由該位於環 境中之淨化真空容器之內壁所隔開或該程序大氣直接 以該位於環境中之淨化真空容器之內壁爲邊界。 35如申請專利範圍第1項之製造方法,其中藉由步驟a ) 至d2)所形成之唯一之順序使原子單層施加在表面上 562882 六、申請專利範圍 36.如 串 三主 δ円 專 利範圍第1項之製造方法,其中藉由重 複 步 驟 b)至 d )而生長一層磊晶層,反應氣體更換時生 長 異 質 嘉 晶 層 ,反應氣體未更換時生長均勻之嘉晶層< 37.如 串 Ξ主 δ円 專 利範圍第1項之製造方法,其中在進行 由 步 驟 b)至 d )所形成之一預定數目之過程之後,依序在多 個 基 板 上 使真空容器之程序室承受一種電漿促進 之 程 序 室 淨 化 步驟,或利用基板模型來進行,該淨化 步 驟 較 佳 是 包 含一種蝕刻步驟,然後進行一種淨化步 驟 較 佳 是 在 一種含有氫,稀有氣體或其混合物之電 漿 中 進 行 〇 3&如 串 請 專 利範圍第1 項之製造方法,其中在步驟 a ) 之 I一 刖 及 /或步驟d 2)之後基板局部性地與真空容器 相 隔 開 且 承 受 一種基板淨化步驟以及使基板在真空中 在 真 空 容 器 之 間輸送。 39.如 串 請 專 利範圍第38項之製造方法,其中在真空 中 之 輸 送 至 少 以單件方式直線地進行,較佳是沿著圓 形軌 道 以 直 線 方式移動至各容器,較佳是具有對圓形 軌 道 是 徑 向 之 移動成份。 40.如 串 Ξ主 ηΒ 專 利範圍第1 項之製造方法,其中在步驟 b) 及 d )期間該程序大氣(其施加在表面上)是由一種 位於 環 境 中 之 真空容器之內壁所隔開,其藉由一在新 狀 態 中 在 化 學 上對即將吸附之反應氣體或-氣體混合物及/ 或 對 電 漿 驅動之第二反應氣體或-氣體混合物是鈍 -7- 性 之 562882 六、申請專利範圍 表面來隔開’較佳是藉由介電質表面或石墨表面來隔 開。 41.如申g靑專利fe圍% 4 0項之製造方法,其中鈍性表面是 隔離壁之表面,其沿著主要之面積區段而與真空容器 之內壁相隔開。 42如申請專利範圍第40項之製造方法,其中隔開用之表 面在新狀態中由下述各材料中至少一種所製成: 石英’石墨,碳化矽,氮化矽,氧化鋁,氧化鈦, 氧化鉅,氧化鈮,氧化錐或這些材料之層組合,亦可 利用鑽石或類似鑽石之碳來製成。 43·如申§靑專利範圍第1 項之製造方法,其中電漿放電( 其電子源之電子能量EeS50eV)特別是藉由DC放電來 達成。 44.如申請專利範圍第1項之製造方法,其中電漿放電藉 由熱離子陰極(較佳是可直接加熱)來達成。 45如申請專利範圍第1項之製造方法,其中在電漿放電 用之真空容器之程序室中設有至少二個局部性偏移之 可分別加熱之陽極,其在電性上可各別地操作且藉由 其上所施加之電位及/或其溫度之控制可動態或靜態地 沿著表面來對電漿密度分佈進行調整或控制。 妬如申請專利範圍第1 項之製造方法,其中在步驟d) 期間在程序室中產生磁場且藉由此磁場而靜態地及/或 動態地沿著表面來調整或控制電漿之密度分佈,其較 562882 六、申請專利範圍 佳是至少局部性地擺動。 47如申請專利範圍第1項之製造方法,其中至少引入該 即將吸附之反應氣體或-氣體混合物而分佈在程序大氣 中,其流入方向平行於表面’較佳是具有一些與表面 等距之噴入位置。 48如申請專利範圍第1項之製造方法,其中基板上塗佈 氧化矽,其具有已引入氧化矽層中之凹痕,在進行步 驟d2)共η次之後使銅塗佈在凹痕中,其中nd。 49如申請專利範圍第1項之製造方法,其係用來製成驰 張式緩衝器。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH14162001 | 2001-07-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW562882B true TW562882B (en) | 2003-11-21 |
Family
ID=4565459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW091113478A TW562882B (en) | 2001-07-27 | 2002-06-20 | Method to manufacture a coated substrate |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6835414B2 (zh) |
EP (1) | EP1412552B1 (zh) |
JP (1) | JP4601954B2 (zh) |
KR (1) | KR100963229B1 (zh) |
CN (1) | CN1262684C (zh) |
AT (1) | ATE285485T1 (zh) |
DE (1) | DE50201853D1 (zh) |
TW (1) | TW562882B (zh) |
WO (1) | WO2003012164A1 (zh) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6835414B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-12-28 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Method for producing coated substrates |
JP2005292356A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Brother Ind Ltd | 画像形成装置 |
US7323400B2 (en) * | 2004-08-30 | 2008-01-29 | Micron Technology, Inc. | Plasma processing, deposition and ALD methods |
US7819981B2 (en) * | 2004-10-26 | 2010-10-26 | Advanced Technology Materials, Inc. | Methods for cleaning ion implanter components |
US8974868B2 (en) * | 2005-03-21 | 2015-03-10 | Tokyo Electron Limited | Post deposition plasma cleaning system and method |
KR101241922B1 (ko) * | 2005-06-22 | 2013-03-11 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 통합 가스 배합 장치 및 방법 |
CN103170447B (zh) | 2005-08-30 | 2015-02-18 | 先进科技材料公司 | 使用替代的氟化含硼前驱体的硼离子注入和用于注入的大氢化硼的形成 |
JP2007211326A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Nec Electronics Corp | 成膜装置および成膜方法 |
SG188150A1 (en) | 2008-02-11 | 2013-03-28 | Advanced Tech Materials | Ion source cleaning in semiconductor processing systems |
EP2166128B1 (de) * | 2008-09-19 | 2011-11-09 | Oerlikon Trading AG, Trübbach | Verfahren zum Herstellen von Metalloxidschichten durch Funkenverdampfung |
US8008632B2 (en) | 2008-07-24 | 2011-08-30 | Seagate Technology Llc | Two-zone ion beam carbon deposition |
US8658258B2 (en) * | 2008-10-21 | 2014-02-25 | Aculon, Inc. | Plasma treatment of substrates prior to the formation a self-assembled monolayer |
FR2944577B1 (fr) * | 2009-04-15 | 2013-09-20 | New Generation Natural Gas | Isolation, sous atmosphere d'argon, de reservoirs de gaz liquefies a double paroi |
US20110021011A1 (en) | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Advanced Technology Materials, Inc. | Carbon materials for carbon implantation |
US8598022B2 (en) | 2009-10-27 | 2013-12-03 | Advanced Technology Materials, Inc. | Isotopically-enriched boron-containing compounds, and methods of making and using same |
CN104272433B (zh) | 2012-02-14 | 2018-06-05 | 恩特格里斯公司 | 用于改善注入束和源寿命性能的碳掺杂剂气体和协流 |
US20130239889A1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Valve purge assembly for semiconductor manufacturing tools |
US20150345046A1 (en) * | 2012-12-27 | 2015-12-03 | Showa Denko K.K. | Film-forming device |
JP6393574B2 (ja) | 2014-10-09 | 2018-09-19 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
CN105609406B (zh) * | 2014-11-19 | 2018-09-28 | 株式会社日立国际电气 | 半导体器件的制造方法、衬底处理装置、气体供给系统 |
CN104972189B (zh) * | 2015-07-30 | 2017-01-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种同质外延生长单晶金刚石的籽晶衬底真空钎焊方法 |
CN106435519A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-02-22 | 北京工业大学 | 一种提高cvd法在长管内壁制备钨涂层均匀性的方法 |
KR102602639B1 (ko) * | 2017-08-02 | 2023-11-16 | 오를리콘 서피스 솔루션스 아크티엔게젤샤프트, 페피콘 | 고효율 저온 코팅을 수행하기 위한 코팅 장치 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE393967B (sv) | 1974-11-29 | 1977-05-31 | Sateko Oy | Forfarande och for utforande av stroleggning mellan lagren i ett virkespaket |
FI57975C (fi) | 1979-02-28 | 1980-11-10 | Lohja Ab Oy | Foerfarande och anordning vid uppbyggande av tunna foereningshinnor |
US4389973A (en) | 1980-03-18 | 1983-06-28 | Oy Lohja Ab | Apparatus for performing growth of compound thin films |
JPS6052574A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Hitachi Ltd | 連続スパツタ装置 |
JPH03290926A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ装置及び該装置の使用方法 |
US5071670A (en) | 1990-06-11 | 1991-12-10 | Kelly Michael A | Method for chemical vapor deposition under a single reactor vessel divided into separate reaction chambers each with its own depositing and exhausting means |
JPH0480352A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-13 | Sony Corp | スパッタ装置 |
JP3296368B2 (ja) * | 1992-08-12 | 2002-06-24 | 神港精機株式会社 | プラズマcvd装置 |
JPH0794425A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Toshiba Corp | 金属薄膜の形成方法および金属薄膜の形成装置 |
JP3595819B2 (ja) * | 1994-06-27 | 2004-12-02 | 独立行政法人理化学研究所 | プラズマcvd方法及び装置 |
US5656238A (en) * | 1994-10-11 | 1997-08-12 | Johnson & Johnson Medical, Inc. | Plasma-enhanced vacuum drying |
FI100409B (fi) | 1994-11-28 | 1997-11-28 | Asm Int | Menetelmä ja laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi |
US5916365A (en) | 1996-08-16 | 1999-06-29 | Sherman; Arthur | Sequential chemical vapor deposition |
US6079426A (en) * | 1997-07-02 | 2000-06-27 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for determining the endpoint in a plasma cleaning process |
KR100252049B1 (ko) * | 1997-11-18 | 2000-04-15 | 윤종용 | 원자층 증착법에 의한 알루미늄층의 제조방법 |
US5972430A (en) | 1997-11-26 | 1999-10-26 | Advanced Technology Materials, Inc. | Digital chemical vapor deposition (CVD) method for forming a multi-component oxide layer |
US6835414B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-12-28 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Method for producing coated substrates |
-
2001
- 2001-10-25 US US10/002,996 patent/US6835414B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-05-15 JP JP2003517336A patent/JP4601954B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-15 CN CNB028147723A patent/CN1262684C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-15 WO PCT/CH2002/000268 patent/WO2003012164A1/de active IP Right Grant
- 2002-05-15 KR KR1020047000879A patent/KR100963229B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-05-15 EP EP02791430A patent/EP1412552B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-15 DE DE50201853T patent/DE50201853D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-15 AT AT02791430T patent/ATE285485T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-06-20 TW TW091113478A patent/TW562882B/zh not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-05-21 US US10/850,741 patent/US7153363B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7153363B2 (en) | 2006-12-26 |
KR20040030823A (ko) | 2004-04-09 |
ATE285485T1 (de) | 2005-01-15 |
CN1535330A (zh) | 2004-10-06 |
JP2004536970A (ja) | 2004-12-09 |
WO2003012164A1 (de) | 2003-02-13 |
JP4601954B2 (ja) | 2010-12-22 |
DE50201853D1 (de) | 2005-01-27 |
US6835414B2 (en) | 2004-12-28 |
CN1262684C (zh) | 2006-07-05 |
EP1412552B1 (de) | 2004-12-22 |
KR100963229B1 (ko) | 2010-06-10 |
US20030021895A1 (en) | 2003-01-30 |
US20040214437A1 (en) | 2004-10-28 |
EP1412552A1 (de) | 2004-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW562882B (en) | Method to manufacture a coated substrate | |
US6342277B1 (en) | Sequential chemical vapor deposition | |
US5916365A (en) | Sequential chemical vapor deposition | |
CN111286719B (zh) | 调节远程等离子源以获得具有可重复蚀刻与沉积率的增进性能 | |
JP3123767U (ja) | 遠隔プラズマ洗浄のための高いプラズマ用途 | |
US20040086434A1 (en) | Apparatus and method for treating objects with radicals generated from plasma | |
WO2005103323A1 (en) | Method and apparatus for forming a metal layer | |
CN108878285B (zh) | 蚀刻方法 | |
JP2013527319A (ja) | 短寿命種のためのプラズマ源を組み込んだプロセスチャンバ蓋の設計 | |
US11087959B2 (en) | Techniques for a hybrid design for efficient and economical plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) | |
WO2004085703A1 (ja) | 処理装置及び処理方法 | |
US20210025060A1 (en) | Apparatus for processing substrate | |
US7399357B2 (en) | Atomic layer deposition using multilayers | |
TW573050B (en) | Method to manufacture parts and vacuum-processing system | |
US20230257871A1 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
WO2022059505A1 (ja) | SiN膜埋め込み方法及び成膜装置 | |
JP2691399B2 (ja) | プラズマ処理方法 | |
JP2019216235A (ja) | 処理方法およびプラズマ処理装置 | |
JPH0465906B2 (zh) |
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 |