发明名称 使用先驱液之金属层化学蒸气沉积之处理系统及方法
摘要 一种经由化学蒸气沉积方法以于一基材(16)上沉积金属层之系统(10),包括一处理舱(12),用以接收并处理一基材(16)。一蒸发器元件(82)系位于该舱与该处理空间(14)相邻之蒸发空间(76)中,可加热至足以使一含有金属之先驱液诸如铜先驱蒸发至一处理气体之温度,以将其输送至该处理空间(14)。喷嘴(74)系位于与该蒸发器元件(82)相反之处,可连接于一含有金属之先驱液供料处,以将该含有金属之先驱液雾化并导入该蒸发空间(76),并朝向该蒸发器元件(82)。于该蒸发空间(76)与该处理空间(14)间放置气体分散元件(78,80),以将该气体分散于该处理空间(14)而紧临该基材(16)。
申请公布号 TW471029 申请公布日期 2002.01.01
申请号 TW089100219 申请日期 2000.01.07
申请人 东京威力科创有限公司 发明人 乔瑟夫T.希尔曼
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种经由化学蒸气沉积方法于一基材上沉积金属层之系统,该系统包括:一处理舱,其中具有一处理空间,以容装并处理一基材;一蒸发器元件,位于该舱与该处理空间相邻之蒸发空间中,该蒸发器元件系加热至一温度,以使一含有金属之先驱液蒸发成一处理气体,而输送至该处理空间;一喷嘴,位于该蒸发器元件之对侧,可连接于含有金属之先驱液的供料处,该喷嘴可使该含有金属之先驱液雾化,导向该蒸发空间内,而朝向该蒸发器元件;一气体分散元件,位于该蒸发空间与该处理空间之间,以将该气体分散于该处理空间内,紧邻该基材处;以使该气体于紧邻该基材处反应,而于其上层沉积一金属层。2.如申请专利范围第1项之系统,其另外包括一含有铜之先驱液的供料处,连接于该喷嘴。3.如申请专利范围第1项之系统,其中该蒸发器元件系包括一金属板。4.如申请专利范围第3项之系统,其中该金属板系包括一凹穴,以藉该喷嘴捕集朝向彼者之先驱。5.如申请专利范围第1项之系统,其另外包括一阀及一液体流量计,该阀可连接于一含有金属之先驱液供料处与该喷嘴之间,以控制先驱液到达该喷嘴之流动,该流量计可偶联于该阀,以控制该阀之操作及该先驱流动。6.如申请专利范围第1项之系统,其另外包括一泵,可连接于一含有金属之先驱液供料处与该喷嘴之间,以于该供料处连接于该泵时,自该供料处将先驱输送至该喷嘴。7.如申请专利范围第1项之系统,其中该气体分散元件系为蒸气分布环。8.如申请专利范围第1项之系统,其中该气体分散元件系为簇射头。9.如申请专利范围第1项之系统,其中该处理舱系包括一加热元件,用以加热该舱之内墙,该装置另外包括一控温系统,可偶联于该蒸发元件及该加热元件,以差示地加热该蒸发元件及舱墙,而同时减少经蒸发先驱之冷凝及于该舱墙上之沉积。10.如申请专利范围第9项之系统,其中该控温系统系用以使该蒸发元件之温度保持于约60℃。11.如申请专利范围第9项之系统,其中该控温系统系用以使该舱墙之温度保持于约60℃至90℃范围内。12.如申请专利范围第7项之系统,其中该蒸气分布环系包括贯穿该环之孔,该环一位置附近之孔密度异于该环另一位置附近之孔密度。13.如申请专利范围第1项之系统,其另外包括一边缘互斥环,位于该处理空间中,该边缘互斥环之结构系用以于该处理空间中环绕一基材之周边,以防止该基材周边之沉积。14.如申请专利范围第13项之系统,其中该边缘互斥环系包括一气体通道,该通道之结构系将气体向内导入该环中,以防止于该基材周边上之沉积。15.一种经由化学蒸气沉积方法于一基材上沉积金属层之系统,该系统包括:一处理舱,其中具有一处理空间,以容装并处理一基材,并包括一加热元件,用以加热该舱之内墙;一蒸发元件,位于该舱与该处理空间相邻之蒸发空间中,该蒸发元件系加热至一温度,以使一含有金属之先驱液蒸发成一处理气体,而输送至该处理空间;一气体分散元件,位于该蒸发空间与该处理空间之间,以将该气体分散于该处理空间内,紧邻该基材处;一控温系统,可偶联于该蒸发元件及该加热元件,以差示加热该蒸发元件及舱墙,以同时减少经蒸发之先驱的冷凝及该舱墙上之沉积;以使该气体于紧邻该基材处反应,而于其上层沉积一金属层。16.如申请专利范围第15项之系统,其中该控温系统系用以将该蒸发元件保持于约60度C之温度。17.如申请专利范围第15项之系统,其中该控温系统系用以将该舱墙保持于约60至90度C之温度。18.如申请专利范围第15项之系统,其另外包括一喷嘴,位于该蒸发元件之反侧,可连接于一先驱液供料处,该喷嘴可使先驱液雾化并导入该蒸发空间中,而朝向该蒸发元件。19.如申请专利范围第15项之系统,其中该气体分散元件系为蒸气分布环。20.如申请专利范围第19项之系统,其中该蒸气分布环系包括贯穿该环之孔,该环一位置附近之孔密度异于该环另一位置附近之孔密度。21.如申请专利范围第15项之系统,其另外包括一边缘互斥环,位于该处理空间中,该边缘互斥环之结构系用以于该处理空间中环绕一基材之周边,以防止该基材周边之沉积。22.如申请专利范围第21项之系统,其中该边缘互斥环系包括一气体通道,该通道之结构系将气体向内导入该环中,以防止于该基材周边上之沉积。23.一种于具有多个处理舱之处理系统内经由化学蒸气沉积方法于一基材上沉积金属层之装置,该装置包括:一处理舱,其中具有一处理空间,以容装并处理一基材;一蒸发元件,位于该舱与该处理空间相邻之蒸发空间中,可连接于一含有金属之先驱液供料处,该蒸发元件可加热至一温度,以使含有铜之先驱液蒸发成气体,而输送至该处理空间;一缓冲舱,界定其中之缓冲空间,该缓冲舱系位于该处理舱下方;一通道,形成于该处理及缓冲舱之间,用以于该处理空间与该缓冲空间之间移动基材;一可移动之基材台,位于该缓冲空间中,用以容装一基材,该基材台系用于于该通道中于该基材位于该缓冲空间中之第一个位置与基材位于该处理舱之处理空间中之第二个位置间垂直移动;一密封机构,衔接该通道,该密封机构可于该基材台位于第一个位置时密封该通道并隔离该处理空间与该缓冲空间,该密封机构另外可解开该通道,以使该基材台移至该第二个位置;一泵抽系统,偶联于该缓冲舱,以清除该缓冲空间中可能自该处理舱泄出之污染物;以大体上减少该污染物经由该缓冲舱逸出,而进入该多舱式系统之其他处理舱中。24.如申请专利范围第23项之装置,其另外包括一气体分散元件,位于该蒸发空间与该处理空间之间,以将该气体分散于该处理空间中紧邻该基材处。25.如申请专利范围第23项之装置,其中该泵抽系统系包括一酷冷板,与该缓冲舱之一墙相邻,该酷冷板可用以捕集而泵抽该缓冲舱之气体,以降低该缓冲舱中之污染物。26.如申请专利范围第25项之装置,其中该酷冷板系热偶联于冷媒源,以将该板冷却,而进行该气体之泵抽。27.如申请专利范围第25项之装置,其中该酷冷板系热偶联于骤冷器头,该骤冷器头可使冷却剂气体迅速膨胀,冷却该板以进行泵抽。28.如申请专利范围第23项之装置,其另外包括一气体感应系统,可偶联于该缓冲舱,以侦测欲藉该泵抽系统自该缓冲舱去除之不需要气体。29.如申请专利范围第28项之装置,其中该气体感应系统系包括一电浆管,可激发气体,及一光学感应器,以侦测所激发之物质。30.如申请专利范围第23项之装置,其中该泵抽系统另外包括一酷冷泵,用以自该方法中去除污染物及水。31.如申请专利范围第23项之装置,其中该泵抽系统另外包括一酷冷水泵,用以去除水。32.一种经由化学蒸气沉积于一基材上沉积金属层之方法,包括:将一基材放置于一处理舱之一处理空间内;使含有金属之先驱液导向位于该舱中且与该处理空间相邻之蒸发空间内之蒸发器元件,在使其导向该蒸发器元件之前先使该先驱雾化;加热该蒸发元件至一温度,以充分蒸发该经雾化之含金属先驱液,使之成为一处理气体,而输送至该处理空间;经由位于该蒸发空间与该处理空间之间的气体分散元件分散由该蒸发器元件所产生之处理气体,以使该气体分散于该处理空间中紧邻该基材处;以使该气体于紧邻该基材处反应,而于其上层沉积一金属层。33.如申请专利范围第32项之方法,其中该含有金属之先驱系包括铜。34.如申请专利范围第32项之方法,其另外包括使用一阀及偶联于该喷嘴之液体流量计控制到达该喷嘴之先驱液流之步骤,该液体流量计系偶联于该阀,以控制该阀之操作及该先驱流。35.如申请专利范围第32项之方法,其另外包括使用偶联于该喷嘴之泵以控制到达该喷嘴之先驱液流的步骤。36.如申请专利范围第32项之方法,其中该经由气体分散元件分散该处理气体之步骤系包括经由蒸气分布环分配该处理气体之步骤。37.如申请专利范围第32项之方法,其中该经由气体分散元件分散该处理气体之步骤系包括经由簇射头分配该处理气体之步骤。38.如申请专利范围第32项之方法,其另外包括差别地加热该蒸发器元件及该舱内墙,以同时减少经蒸发之先驱的冷凝及于该舱墙上之沉积。39.如申请专利范围第38项之方法,其另外包括使该蒸发元件之温度保持于约60℃。40.如申请专利范围第38项之方法,其另外包括使该舱墙之温度保持于约60℃至90℃范围内。41.如申请专利范围第36项之方法,其中该蒸气分布环系包括圆穿该环之孔,,该环之一位置附近的孔密度异于该环另一位置附近之孔密度。42.如申请专利范围第32项之方法,其另外包括于该基材周边上环绕一边缘互斥环,由绝缘材料形成,位于该处理空间中,用防止该基材周边之沉积。43.如申请专利范围第42项之方法,其中该边缘互斥环系包括一气体通道,该方法另外包括将气体自该通道向内导入该环中,以进一步防止于该基材周边上之沉积。图式简单说明:第一图系为本发明原理之处理舱的剖面图,显示处理位置之基材;第一图A系为本发明原理之蒸气分布环的侧视图;第二图系为一剖面图,与第一图相同,显示缓冲位置之基材;第三图系为本发明处理舱之备择具体实例的剖面图;第四图系为显示边缘互斥环之第三图放大剖面图。
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