发明名称 循环脉冲式电浆原子层沉积方法
摘要 本发明提供一种沉积循环脉冲式电浆原子层之方法,其用以在反应室中基板表面上沉积薄膜。此方法藉由以下方式达成其目的:将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反应室中基板表面上;停止供应来源气体,将此残留于反应室中而未被所供应之清除气体吸附之来源器体清除,且持续供应此清除气体;使反应气体通过反应气体活化单元,且将反应气体供应至反应室;将射频(RF)功率提供给反应室,其状态为当将此经活化反应气体供应供至反应室时,在此反应室中之压力为稳定;停止供应RF功率,以及停止供应反应气体,以持续供应之清除气体将在反应室中残留之反应气体清除;以及依序重覆上述操作,一直至形成所想要厚度之薄膜为止。
申请公布号 TWI293783 申请公布日期 2008.02.21
申请号 TW094115803 申请日期 2005.05.16
申请人 IPS有限公司 发明人 朴永熏;林弘周;李相奎;徐泰旭;张镐承
分类号 H01L21/205(2006.01);C23C14/34(2006.01) 主分类号 H01L21/205(2006.01)
代理机构 代理人 洪尧顺 台北市内湖区行爱路176号3楼
主权项 1.一种沉积循环脉冲式电浆原子层之方法,其用以 在反应室中基板表面上沉积薄膜,此方法包括以下 步骤: 将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反 应室中基板表面上; 停止供应来源气体,将此残留于反应室中而未被所 供应之清除气体吸附之来源气体清除,且持续供应 此清除气体; 使反应气体通过反应气体活化单元,且将反应气体 供应至反应室;将RF功率提供给反应室,其状态为当 将此经活化反应气体供应供至反应室时,此在反应 室中之压力为稳定; 停止供应RF功率,以及停止供应反应气体,以持续供 应之清除气体将在反应室中残留之反应气体清除; 以及 依序重覆上述操作,一直至形成所想要厚度之薄膜 为止。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中 在藉由供应清除气体将在反应室中残留之来源气 体与反应气体清除后,停止供应清除气体。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中 并不以清除气体将在反应室中残留之来源气体清 除,而是以在随后步骤中直接供应反应气体将在反 应室中残留之来源气体清除,且同时将反应气体供 应至反应室。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中 此清除气体是由以下所构成之组所选出:氩(Ar)、 氦(He)、氮(N2)、以及氢(H2)。 5.如申请专利范围第1项之方法,其中 此反应气体包括氢元素(H)。 6.一种沉积循环脉冲式电浆原子层之方法,其用以 在反应室中基板表面上沉积薄膜,此方法包括以下 步骤: 将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反 应室中基板表面上; 停止供应来源气体,将此残留于反应室中而未被所 供应之清除气体吸附之来源气体清除,且持续供应 此清除气体; 使此包括氮元素(N)之反应气体通过反应气体活化 单元而被活化,且将反应气体供应至反应室; 将RF功率提供给反应室,其状态为当将此经活化反 应气体供应供至反应室时,此在反应室中之压力为 稳定; 停止供应RF功率,以及停止供应反应气体,以持续供 应之清除气体将在反应室中残留之反应气体清除; 以及 依序重覆上述操作,一直至形成所想要厚度之氮化 物薄膜为止。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中在藉由供应清 除气体将在反应室中残留之来源气体与反应气体 清除后,停止供应清除气体。 8.如申请专利范围第6项之方法,其中并不以清除气 体将在反应室中残留之来源气体清除,而是以在随 后步骤中直接供应反应气体将在反应室中残留之 来源气体直接清除,且同时将反应气体供应至反应 室。 9.如申请专利范围第6项之方法,其中此清除气体是 由以下所构成之组所选出:氩(Ar)、氦(He)、氮(N2)、 以及氢(H2)。 10.如申请专利范围第6项之方法,其中此来源气体 是过渡金属例如:钛(Ti)、钽(Ta)、或钨(W)之混合物, 而反应气体包括由以下所构成组所选出之一:氮(N2 )、氨(NH3)、或联氨(N2H4)气体,以致于所沉积膜包括 过渡金属之氮化物。 11.如申请专利范围第6项之方法,其中此反应气体 是由包括氮元素(N)与氢(H2)气之气体混合物所形成 。 12.一种沉积循环脉冲式电浆原子层之方法,其用以 在反应室中基板表面上沉积薄膜,此方法包括以下 步骤: 将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反 应室中基板表面上; 停止供应来源气体,将此残留于反应室中而未被所 供应之清除气体吸附之来源气体清除,且持续供应 此清除气体; 使此包括氧元素(O)之反应气体通过反应气体活化 单元而被活化,且将反应气体供应至反应室; 将RF功率提供给反应室,其状态为当将此经活化反 应气体供应供至反应室时,此在反应室中之压力为 稳定; 停止供应RF功率,以及停止供应反应气体,以持续供 应之清除气体将在反应室中残留之反应气体清除; 以及 依序重覆上述操作,一直至形成所想要厚度之氧化 物薄膜为止。 13.如申请专利范围第12项之方法,其中 在藉由供应清除气体将在反应室中残留之来源气 体与反应气体清除后,停止供应清除气体。 14.如申请专利范围第12项之方法,其中 并不以清除气体将在反应室中残留之来源气体清 除,而是以在随后步骤中直接供应反应气体将在反 应室中残留之来源气体直接清除。 15.如申请专利范围第12项之方法,其中 此反应气体是包括氧元素(O)与氢(H2)气之气体混合 物所形成。 16.如申请专利范围第12项之方法,其中 此清除气体是由以下所构成之组所选出:氩(Ar)、 氦(He)、氮(N2)、以及氢(H2)。 17.一种沉积循环脉冲式电浆原子层之方法,其用以 在反应室中基板表面上沉积薄膜,此方法包括以下 步骤: 将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反 应室中基板表面上; 停止供应来源气体,将此残留于反应室中而未被所 供应之清除气体吸附之来源气体清除,且持续供应 此清除气体; 使此包括氢元素(H)之反应气体通过反应气体活化 单元而被活化,且将反应气体供应至反应室; 将RF功率提供给反应室,其状态为当将此经活化反 应气体供应供至反应室时,此在反应室中之压力为 稳定; 停止供应RF功率,以及停止供应反应气体,以持续供 应之清除气体将在反应室中残留之反应气体清除; 以及 依序重覆上述操作,一直至形成所想要厚度之金属 薄膜为止。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中在藉由供应 清除气体将在反应室中残留之来源气体与反应气 体清除后,停止供应清除气体。 19.如申请专利范围第17项之方法,其中并不以清除 气体将在反应室中残留之来源气体清除,而是以在 随后步骤中直接供应反应气体将在反应室中残留 之来源气体直接清除。 20.如申请专利范围第17项之方法,其中此清除气体 是由以下所构成之组所选出:氩(Ar)、氦(He)、氮(N2) 、以及氢(H2)。 21.一种沉积循环脉冲式电浆原子层之方法,其用以 在反应室中基板表面上沉积薄膜,其中此基本制程 循环包括: 将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反 应室中基板表面上; 停止供应来源气体,将此残留于反应室中而未被所 供应之清除气体吸附之来源气体清除,且持续供应 此清除气体; 使反应气体通过反应气体活化单元而被活化,且将 反应气体供应至反应室; 将RF功率提供给反应室,其状态为当将此经活化反 应气体供应供至反应室时,此在反应室中之压力为 稳定; 停止供应RF功率,以及停止供应反应气体,以持续供 应之清除气体将在反应室中残留之反应气体清除; 以及 此缩减制程循环包括: 将来源气体供应至反应室,而其被吸附于装载于反 应室中基板表面上; 藉由停止供应来源气体以及供应清除气体且持续 供应清除气体,而将在反应室中未被吸收且残留之 来源气体清除; 使反应气体通过反应气体活化单元而被活化,且将 反应气体供应至反应室;以及 将活化反应气体足够地供应至反应室,以方便与在 反应室中基板上所吸附之来源气体反应,且以持续 供应之清除气体将残留在反应室中之反应气体清 除,以及其中将此以基本制程循环与缩减制程循环 所形成之超循环重复M次、此M≧1,一直至形成所想 要厚度之薄膜为止。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中 在藉由供应清除气体将在反应室中残留之来源气 体与反应气体清除后,停止供应清除气体。 23.如申请专利范围第21项之方法,其中 将此以I个基本制程循环(I≧1)、与J(J≧1)个缩减制 程循环所形成之超-超-循环重复N次(N≧1),一直至 形成所想要厚度之薄膜为止。 24.如申请专利范围第21项之方法,其中 并不以清除气体将来源气体清除,而是以在随后步 骤中所供应之反应气体,将在反应室中所残留之来 源气体直接清除。 25.如申请专利范围第21项之方法,其中 此清除气体是由以下所构成之组所选出:氩(Ar)、 氦(He)、氮(N2)、以及氢(H2)。 26.如申请专利范围第21项之方法,其中 此来源气体是金属混合物,且此反应气体是由包括 氢元素(H)之气体所形成。 图式简单说明: 第1图为流程图其说明根据本发明第一实施例之循 环脉冲式电浆原子层沉积方法; 第2图为概要图其说明一种装置,用于执行此根据 本发明之循环脉冲式电浆原子层沉积方法; 第3A图说明反应气体供应循环之制程顺序,以执行 根据本发明之循环脉冲式电浆原子层沉积方法; 第3B图显示在第3A图制程中气体反应室中压力不稳 定状态之例; 第3C图显示在第3A图制程中随时间之施加至反应室 RF功率强度之例;以及 第4图显示此根据本发明第二实施例之循环脉冲式 电浆原子层沉积方法中供应反应气体与供应RF功 率之循环之例。
地址 韩国