发明名称 薄膜之沉积方法
摘要 本发明系揭露一种沉积薄膜的方法,其中薄膜被连续地沉积在反应槽中,且1~6个晶圆被载入反应槽。在此方法中,气体喷头或气体注射单元和基板之间的程序间隔可被控制。此方法包含(a)载入至少一个基板至反应槽;(b)沉积Ti薄膜至基板上,且使第一程序间隔仍被维持;(c)为控制已沉积Ti薄膜的基板的程序间隔,移动晶圆区块,而使第一程序间隔被改变成第二程序间隔;(d)在已移动至所设定的第二程序间隔下,沉积TiN薄膜至基板;以及(e)解除载入已沉积Ti/TiN薄膜的基板。在本发明中,可能在单一反应槽中连续地沉积Ti/TiN薄膜在1~6个基板,且可能在 PM周期中设定仅四个反应槽中的单一个反应槽,藉此使工具的操作率可能被足够地改善。当Ti/TiN被连续地沉积在单一反应槽中,从Ti反应槽至TiN反应槽之间移动基板的时间是需要降低的,因此每单位时间的基板处理效率是需要充分地增加。
申请公布号 TWI281200 申请公布日期 2007.05.11
申请号 TW094147017 申请日期 2005.12.28
申请人 IPS有限公司 发明人 徐泰旭;朴永熏;李起薰;李相奎
分类号 H01L21/205(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Ti/TiN薄膜之沉积方法,系形成在用来沉积半 导体薄膜之反应槽内的基板上,且气体喷头或气体 注射单元和基板之间的程序间隔可被控制,该方法 包含: (a)载入至少一个基板至反应槽; (b)沉积Ti薄膜至基板上,且使第一程序间隔仍被维 持; (c)为控制已沉积Ti薄膜的基板的程序间隔,移动晶 圆区块,而使第一程序间隔被改变成第二程序间隔 ; (d)在已移动至所设定的第二程序间隔下,沉积TiN薄 膜至基板;以及 (e)解除载入已沉积Ti/TiN薄膜的基板。 2.如申请专利范围第1项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中第一程序间隔为1.5倍或更少于第二程序间 隔。 3.如申请专利范围第1项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中步骤(b)进一步包含: 移动晶圆区块,而使第一程序间隔被改变成第一程 序间隔',并后处理Ti薄膜。 4.如申请专利范围第3项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中后处理系指随着一个或多个选自He、Ar、N2 、NH3、H2的气体被吹入而稳定住Ti薄膜的表面。 5.如申请专利范围第3项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中第一程序间隔'为两倍或更少于第一程序 间隔。 6.如申请专利范围第1项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中步骤(d)进一步包含: 后处理TiN薄膜,以至于程序间隔为第二程序间隔', 且第二程序间隔'为两倍或更少于第二程序间隔。 7.如申请专利范围第1项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中在步骤(b)和(d)被导入时,随着晶圆区块(已 固定复数个基板)或气体注入单元被旋转时,可沉 积TiN薄膜。 8.一种Ti/TiN薄膜之沉积方法,系形成在用来沉积半 导体薄膜之反应槽内的基板上,且气体喷头或气体 注射单元和基板之间的程序间隔可被控制,该方法 包含: (a)载入至少一个基板至反应槽; (b)预热已载入的基板; (c)移动晶圆区块,而使伪程序间隔改变成主程序间 隔;以及 (d)沉积Ti薄膜、TiN薄膜至已预热基板上。 9.如申请专利范围第8项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中晶圆区块被置于伪程序间隔,且在步骤(b) 中基板和晶圆区块彼此以预定程序间隔被分离。 10.如申请专利范围第8项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中步骤(b)进一步包含: (b1)使反应槽被完全打气(不带有注入气体至基板 上);以及 (b2)注入预定量的气体至基板上。 11.如申请专利范围第8项所述之Ti/TiN薄膜之沉积方 法,其中在步骤(b)包含:使含有惰性气体的足够量 气体被吹向基板,而更快地加热基板。 12.如申请专利范围第1或8项所述之Ti/TiN薄膜之沉 积方法,其中晶圆区块的已设定温度値未被改变。 13.如申请专利范围第1或8项所述之Ti/TiN薄膜之沉 积方法,其中在Ti薄膜被沉积后,当晶圆区块被移动 至开始TiN薄膜沉积时,纯气体被连续地从气体喷头 注入。 14.一种Ti/TiN薄膜之沉积方法,系形成在用来沉积半 导体薄膜之反应槽内的基板上,且气体喷头或气体 注射单元和基板之间的程序间隔可被控制,该方法 包含: (a)载入第N个基板(或一批基板)至反应槽; (b)沉积Ti薄膜至基板上,且使第一程序间隔仍被维 持; (c)移动已固定有基板之晶圆区块,而使第一程序间 隔被改变成第二程序间隔; (d)在已移动至所设定的第二程序间隔下,沉积TiN薄 膜至基板; (e)解除载入已沉积Ti/TiN薄膜的基板; (f)重复步骤(a)至步骤(e)K次; (g)乾洗反应槽;以及 (h)载入第N+1个基板(或一批基板)至反应槽。 15.如申请专利范围第14项所述之Ti/TiN薄膜之沉积 方法,其中清洁气体传输线在反应槽的乾洗中被用 于清洁气体传输和控制装置中,该乾洗清洁包含: (g1)控制晶圆区块和气体喷头之间的间隔,而使主 控制间隔被改变成第一清洁间隔; (g2)馈入混合的清洁气体和稀释气体(惰性气体)至 反应槽,而预期地清洁反应槽的内表面;以及 (g3)纯化反应槽和/或移除残留气体。 16.如申请专利范围第15项所述之Ti/TiN薄膜之沉积 方法,其中基于被施加至反应槽的气体喷头中的电 能,使清洁气体被维持在电浆状态。 17.如申请专利范围第15项所述之Ti/TiN薄膜之沉积 方法,其中清洁气体藉着远端电浆产生器所提供的 管道(乾洗气体流被注入反应槽)被活化,且被馈入 反应槽中。 18.如申请专利范围第16或17项所述之Ti/TiN薄膜之沉 积方法,其中清洁气体系选自氟F2、三氟化氮NF3、 三氟化氯ClF3、三氯化硼BCl3、氯Cl2。 19.如申请专利范围第15项所述之Ti/TiN薄膜之沉积 方法,其中反应槽的纯化包含: (g31)注入纯化气体;以及 (g32)停止纯化气体的注入; 其中,(g31)步骤、(g32)步骤被重复。 20.如申请专利范围第15项所述之Ti/TiN薄膜之沉积 方法,其中藉着至少两个不同清洁间隔而导入混合 气体的馈入。 21.如申请专利范围第15项所述之Ti/TiN薄膜之沉积 方法,其中随着晶圆区块或气体注入单元被旋转而 导入混合气体的馈入。 图式简单说明: 第1图为本发明实施例的Ti/TiN薄膜沉积之流程图。 第2图为本发明其他实施例的Ti/TiN薄膜沉积之流程 图。 第3、4图为本发明用来沉积Ti/TiN薄膜的反应槽之 示意图。 第5图为本发明又另一实施例的Ti/TiN薄膜沉积之流 程图。 第6图为本发明实施例中用来沉积Ti/TiN薄膜的反应 槽之乾洗示意图。 第7图为本发明其他实施例中用来沉积Ti/TiN薄膜的 反应槽之乾洗示意图。 第8图为本发明又另一实施例中用来沉积Ti/TiN薄膜 的反应槽之乾洗示意图。 第9图为本发明沉积Ti/TiN薄膜程序中引入乾洗循环 之示意图。
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