发明名称 使用微波激发之沈积方法及沈积装置
摘要 本发明包括一种沈积装置,其具有一反应室又一置于反应室外部之微波发射源。该微波发射源将微波辐射导入反应室内。该反应室包括一窗口,自微波发射源之辐射可经由该窗口进入反应室内。本发明亦包括多种沈积方法(例如 CVD(化学气体沈积)或ALD(原子层沈积)方法),其中在反应室内物质于基板上沈积之过程中,上述方法使用微波辐射以活化反应室内至少一组分。
申请公布号 TW573051 申请公布日期 2004.01.21
申请号 TW092108238 申请日期 2003.04.10
申请人 麦克隆科技公司 发明人 桂格 M 卡本特;罗丝 S 丹都;菲利普 H 坎培尔
分类号 C23C16/448 主分类号 C23C16/448
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种沈积方法,其包括在反应室内将一物质沈积于基板上时,微波激发反应室内之一组分;该激发系由相控阵列微波辐射进入反应室中而产生。2.如申请专利范围第1项之方法,尚包括:使一前体流入反应室;及使前体与微波激发组分发生反应以产生该物质。3.如申请专利范围第2项之方法,其中前体与基板结合,其后与微波激发的组分发生反应而产生沈积于基板上之物质。4.如申请专利范围第2项之方法,其中前体与微波激发组分发生反应而产生稍后会聚集于基板表面上之物质。5.如申请专利范围第1项之方法,其中于微波激发时,该组分与基板之一表面相联结。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该组分于微波激发时未处于基板之一表面上。7.如申请专利范围第1项之方法,其中微波激发组分为反应室内之电浆之一部分。8.如申请专利范围第1项之方法,其中微波激发组分选自由H,O及N组成之族。9.如申请专利范围第1项之方法,其中沈积于基板之上的物质包含一产物,该产物包括至少一部分微波激发组分。10.如申请专利范围第1项之方法,其中沈积于基板之上的物质不含微波激发组分。11.如申请专利范围第1项之方法,其中沈积方法为化学气体沈积方法。12.如申请专利范围第1项之方法,其中沈积方法为原子层沈积方法。13.如申请专利范围第1项之方法,其中沈积方法为原子层沈积方法,该方法还包含:按顺序将第一与第二组分脉冲推进该反应室中,于连续脉冲之间自反应室清除组分;微波激发组分为第一与第二组分中的至少一个;及该微波激发系由微波辐射进入反应室之脉冲产生;该微波辐射脉冲实质上与第一及第二组分中一个或两个进入反应室之脉冲相一致。14.一种沈积方法,其包含:提供一装置,其具有一反应室又一位于反应室之外之微波发射源;反应室具有一窗口,微波辐射可经由该窗口通过;使微波自微波发射源经由窗口进入反应室;放置一基板于反应室内;使一个或多个物质流入反应室并通过微波;及将一个或多个该物质之至少一个组分沈积于基板上。15.如申请专利范围第14项之方法,其中微波辐射与一沿第一轴线进入反应室并沿室内第二轴线摆动之波束有关。16.如申请专利范围第14项之方法,其中微波辐射与一沿第一轴线进入反应室并沿着室内第二轴线摆动之波束有关,该第二轴线为线性轴线。17.如申请专利范围第14项之方法,其中微波辐射与一沿第一轴线进入反应室并沿着室内第二轴线摆动之波束有关,该第二轴线为旋转轴线。18.如申请专利范围第14项之方法,其中该窗口包含石英,云母或合成树脂。19.如申请专利范围第14项之方法,其中微波发射源产生一微波相控阵列经由窗口进入反应室。20.如申请专利范围第14项之方法,其中基板为半导体基板。21.如申请专利范围第14项之方法,其中沈积方法包括化学气体沈积。22.如申请专利范围第14项之方法,其中沈积方法包括原子层沈积。23.如申请专利范围第14项之方法,其中流经微波之物质包含一含金属物质与氧,且其中沈积过程于基板上产生一金属氧化物。24.如申请专利范围第14项之方法,其中流经微波之物质包含一含金属物质与氮,且其中沈积过程于基板上产生一金属氮化物。25.如申请专利范围第14项之方法,其中流经微波之物质包含一含金属物质与氢,且其中沈积过程于基板上形成含该金属物质之金属薄膜。26.如申请专利范围第14项之方法,其中流经微波之物质包含一含钛物质与氧,且其中沈积过程于基板上产生钛氧化物。27.如申请专利范围第14项之方法,其中流经微波之物质包含一含钛物质与氮,且其中沈积过程于基板上产生钛氮化物。28.一种沈积方法,其包含:提供一装置,其具有一反应室及一位于反应室之外的微波发射源;该反应室具有一窗口,微波辐射经由该窗口通过;安置一基板于反应室内;使一个或多个微波诱导组分流入反应室;使一个或多个前体流入反应室;当基板与该一个或多个微波诱导组分位于反应室内时,同微波辐射激发至少一个微波诱导组分以产生至少一个活化物质;将该一个或多个前体之中至少一个前体之至少一组分沈积于基板上;将该一个或多个前体之中至少一个前体与活化物质相反应,该反应可发生于沈积过程之前,中间,及之后或兼而有之。29.如申请专利范围第28项之方法,其中反应发生于沈积过程之前。30.如申请专利范围第28项之方法,其中反应发生于沈积过程之后。31.如申请专利范围第28项之方法,其中反应发生于沈积过程中间。32.如申请专利范围第28项之方法,其中窗口包含石英,云母或合成树脂。33.如申请专利范围第28项之方法,其中微波发射源包含一相控阵列微波天线。34.如申请专利范围第28项之方法,其中微波诱导组分选自于由O,H及N组成之族。35.如申请专利范围第28项之方法,其中该至少一个活化物质为微波辐射产生之一电浆之部分。36.如申请专利范围第28项之方法,其中:微波诱导组分选自由O,H及N组成之族;所沈积组分包含前体之断片而非整个前体;及该至少一个物质与该至少一个前体相反应而产生该断片。37.如申请专利范围第28项之方法,其中微波发射源穿越一宽阔区域并沿途产生微波,相对于沿该宽阔区域之其他部分之微波,选择性地调谐沿该宽阔区域之一部分之微波。38.如申请专利范围第28项之方法,其中微波发射源穿越一宽阔区域并沿途产生微波,相对于沿该宽阔区域之其他部分之微波,选择性地调谐沿该宽阔区域之一部分之微波;且其中所调谐之微波形成一辐射带,该辐射带于沈积过程中扫掠基板整个表面。39.一种沈积方法,其包含:提供一装置,其包含一反应室;一位于反应室之外之微波发射源,又一自微波发射源伸展至反应室之入口端;该反应室具有一窗口,微波辐射经由该窗口穿过,入口端经由该窗口伸展至窗口下方之一开口;该装置还包含一位于开口下方之气体分散板。使微波自微波发射源经由窗口,再经由分散板而进入反应室;于反应室内,且于分散板下放置一基板;使一个或多个物质经入口端,穿过分散板流入反应室;一个或多个物质于反应室中接受微波处理;及将一个或多个该物质之至少一个组分沈积于基板上。40.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中窗口包含石英,云母或合成树脂。41.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中窗口主要由石英组成。42.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中气体分散板包含石英,云母或合成树脂,该分散板具有复数个贯穿其间之开口。43.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中气体分散板主要由石英组成,该分散板具有复数个贯穿其间之开口。44.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中窗口及气体分散板主要由石英组成。45.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中微波发射源包含一相控阵列天线。46.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中微波发射源穿越一宽阔区域并沿途产生微波,相对于沿该宽阔区域之其他部分之微波,有选择性地调谐沿该宽阔区域之一部分之微波。47.如申请专利范围第39项之沈积方法,其中微波发射源穿越一宽阔区域并沿途产生微波,相对于沿该宽阔区域之其他部分之微波,有选择性地调谐穿越该宽阔区域之一部分之微波;其中所调谐之微波形成一辐射带,该辐射带于沈积过程中扫掠基板整个表面。48.一种沈积装置,其包含:一反应室;一位于反应室之外之微波发射源,其将微波辐射导入该反应室;及一置于反应室一侧面之窗口,来自发射源之微波辐射经由该窗口进入反应室。49.如申请专利范围第48项之装置,其还包含一基板载具,该基板载具位于反应室内。50.如申请专利范围第49项之装置,其中基板载具位于一辐射路径中。51.如申请专利范围第49项之装置,其中基板载具设计成可调节其所固持之一基板之温度。52.如申请专利范围第49项之装置,其中基板载具包括一用于加热其所固持之一基板之加热器。53.如申请专利范围第49项之装置,其中基板载具用于夹持反应室内一半导体性材料晶圆,且其中微波发射源用于将微波辐射之相控阵列发射至反应室内并散布于室内半导体性材料晶圆之整个表面。54.如申请专利范围第49项之装置,其中基板载具用于夹持反应室内一半导体性材料晶圆,微波发射源为一相控阵列天线,该天线伸展至反应室内一半导体性材料晶圆之整个表面。55.如申请专利范围第48项之装置,其中视窗包含石英,云母或合成树脂。56.如申请专利范围第48项之装置,其中视窗主要由石英组成。57.如申请专利范围第48项之装置,其中微波发射源用于将一微波辐射之相控阵列发射至反应室内。58.一种沈积装置,其包含:一具有一窗口之反应室;一置于反应室之外之微波发射源,其将微波辐射经由该窗口发射至反应室内;一经由微波发射源伸展至反应室之入口端;该入口端伸展穿过窗口并终止于窗口下方之一开口处;一气体分散板,其位于反应室内,且位于入口端开口之下方;及一基板载具,其位于反应室内,且位于气体分散板之下方。59.如申请专利范围第58项之装置,其中基板载具设计成可调节一由其所夹持之基板之温度。60.如申请专利范围第58项之装置,其中基板载具包括一用于加热一由其所夹持之基板之加热器。61.如申请专利范围第58项之装置,其中视窗包含石英,云母或合成树脂。62.如申请专利范围第58项之装置,其中视窗主要由石英组成。63.如申请专利范围第58项之装置,其中气体分散板包含石英,云母或合成树脂,且该分散板具有复数个贯穿其间之开口。64.如申请专利范围第58项之装置,其中气体分散板主要由石英组成,该分散板具有复数个贯穿其间之开口。65.如申请专利范围第58项之装置,其中视窗与气体分散板主要由石英组成。66.如申请专利范围第58项之装置,其中微波发射源用于将微波辐射之相控阵列发射至反应室内。67.如申请专利范围第58项之装置,其中基板载具用于夹持反应室内一半导体性材料晶圆,且其中微波发射源用于将微波辐射之相控阵列发射至反应室内并穿过室内半导体性材料晶圆之整个表面。68.如申请专利范围第58项之装置,其中基板载具用于夹持反应室内一半导体性材料晶圆,且其中微波发射源为一相控阵列天线,该天线伸展于反应室内一半导体性材料晶圆之整个表面。图式简单说明:图1系一装置剖面示意图,该装置可用于本发明之特定样态。图2系一俯视示意图,其展示本发明特定样态所涉及的微波发射源与基板之间的示范关系。图3系受根据本发明一样态之微波辐射处理之基板侧面示意图,该图展示微波波束传播之示范方向。图4系图3结构之俯视图,藉由根据本发明之实例样态进一步展示微波波束传播之方向。图5系根据本发明一方面进行处理之基板之俯视图,根据本发明之一样态进一步藉由展示微波辐射波束之另一示范传播方向。
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