发明名称 用于利用远矩电浆以沈积薄膜在晶圆上之装置及方法
摘要 一种远距电浆原子膜沈积(ALD)装置,包含一反应室;一排气管线,用于自该反应室排出气体;一第一反应性气体供应单元,用于选择性地供应一第一反应性气体至该反应室或该排气管线;一第一反应性气体转移管线,用于连接该第一反应性气体供应单元与该反应室;一第一旁路管线,用于连接该第一反应性气体供应管线与该排气管线;一自由基供应单元,用于产生自由基及选择性地供应该等自由基至该反应室或该排气管线;一自由基转移管线,用于连接该自由基供应单元与该反应室;一第二旁路管线,用于连接该自由基供应单元与该排气管路;以及一主清洗气体供应单元,用于供应一主清洗气体至该第一反应性气体转移管线及/或该自由基转移管线。
申请公布号 TWI233638 申请公布日期 2005.06.01
申请号 TW092108874 申请日期 2003.04.17
申请人 IPS股份有限公司 发明人 朴永薰;林弘周;李相奎;庆炫秀;裴将虎
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种远距电浆原子膜沈积装置,包含:一反应室,其中装载晶圆;一排气管线,用于自该反应室排出气体;一第一反应性气体供应单元,用于选择性地供应一第一反应性气体至该反应室或该排气管线;一第一反应性气体转移管线,用于连接该第一反应性气体供应单元与该反应室;一第一旁路管线,用于连接该第一反应性气体供应管线与该排气管线;一自由基供应单元,用于藉施加电浆于一第二反应性气体而产生相对应的自由基,且然后选择性地供应该等自由基至该反应室或该排气管线;一自由基转移管线,用于连接该自由基供应单元与该反应室;一第二旁路管线,用于连接该自由基供应单元与该排气管线;以及一主清洗气体供应单元,用于供应一主清洗气体至该第一反应性气体转移管线及/或该自由基转移管线。2.如申请专利范围第1项之装置,其中该第一反应性气体供应单元包含:一源容器,充填有一预定数量的液体第一反应剂,该液体第一反应剂将为该第一反应性气体;一MFC1(第一质量流控制器),用于控制供给至该源容器内之惰性气体的流率;以及一第一路径转换单元,用于使该惰性气体或该第一反应性气体能选择性地流入该第一反应性气体转移管线或该第一旁路管线之内。3.如申请专利范围第1项之装置,其中该自由基供应单元包含:一MFC2(第二质量流控制器),用于控制该第二反应性气体之流率;一MFC3(第三质量流控制器),用于控制该惰性气体之流率;一远距电浆产生器,该第二反应性气体及/或惰性气体系藉由该MFC2(第二质量流控制器)及该MFC3(第三质量流控制器)供给至其内,且用于藉施加电浆于该第二反应性气体而产生相对应的自由基;以及一第二路径转换单元,用于使所产生之自由基能选择性地流入该自由基转移管线及/或该第二旁路管线之内。4.如申请专利范围第3项之装置,其中该自由基供应单元进一步包含一第三旁路管线,用于使该第二反应性气体能选择地流过该MFC2(第二质量流控制器)而进入该第二旁路管线之内。5.如申请专利范围第1项之装置,其中该主清洗气体供应单元包含:一MFC4(第四质量流控制器),用于控制该主清洗气体之流率;以及一第三路径转换单元,用于使该主清洗气体能流入该第一反应性气体转移管线或该自由基转移管线之内。6.一种原子膜沈积方法,利用如申请专利范围第1至5项中任一项之远距电浆原子膜沈积装置,该方法包含:形成一薄膜于一装载于该反应室中之基板上,其系藉由重复地执行一第一反应性气体供给步骤,其中该第一反应性气体系供给至该反应室之内,以及重复地执行一第一反应性气体清洗步骤,其中供给至该反应室之该第一反应性气体系被清洗,其所在状态为,定位于该反应室与排气管线间之吕氏阀(Luffing valve)维持开启,且流过第一路径转换单元之内部点A及第二路径转换单元之内部点B之气体持续流进该反应室或旁路管线之内,以及自由基系供应至该反应室之内。7.如申请专利范围第6项之方法,在沈积一薄膜之后,进一步包含注入自由基及惰性气体于该反应室之内以热处理该薄膜,其中该等自由基系由至少一选自含有O、N、H、OH及NH,以及其组合物之群组所形成。8.一种原子膜沈积方法,利用如申请专利范围第1至5项中任一项之远距电浆原子膜沈积装置,该方法包含:形成一薄膜于一装载于一反应室中之基板上,其系藉由重复地执行一自由基供给步骤,其中该等自由基系供给至反应室之内;一自由基清洗步骤,其中系从该反应室清洗该等自由基;一第一反应性气体供给步骤,其中该第一反应性气体系供给至该反应室之内;以及一第一反应性气体清洗步骤,其中供给至该反座应室内之该第一反应性气体系被清洗,其所在状态系为,定位于该反应室与排气管线间之吕氏阀(Luffing valve)维持开启,且流过第一路径转换单元之内部点A、第二路径转换单元之内部点B、及第三路径转换单元之内部点C之气体持续流进该反应室或旁路管线之内,其中该自由基清洗步骤包含藉由自由基转移管线注入该主清洗气体于该反应室之内,其流率系由该主清洗气体供应单元之MFC4(第四质量流控制器)所控制。9.如申请专利范围第8项之方法,其中在该第一反应性气体清洗步骤期间,流过该第一反应性气体转移管线及自由基转移管线之惰性气体之流率总和系维持于一恒常的位准。10.如申请专利范围第8项之方法,在沈积一薄膜之后,进一步包含注入自由基及惰性气体于该反应室之内以热处理该薄膜,其中该等自由基系由至少一选自含有O、N、H、OH及NH,以及其组合物之群组所形成。11.一种原子膜沈积方法,利用如申请专利范围第1至5项中任一项之远距电浆原子膜沈积装置,该方法包含:形成一薄膜于一装载于该反应室中之基板上,其系藉由重复地执行一自由基供给步骤,其中自由基系供给至反应室之内;一自由基清洗步骤,其中从系该反应室清洗该等自由基;一第一反应性气体供给步骤,其中该第一反应性气体系供给至该反应室之内;以及一第一反应性气体清洗步骤,其中系从该反应室清洗该第一反应性气体,其所在之状态系为,定位于该反应室与排气管线间之吕氏阀(Luffingvalve)维持开启,且流过第一路径转换单元之内部点A及该自由基供应单元之内部点D之气体持续流进该反应室或旁路管线之内,其中该自由基清洗步骤包含:藉由自由基转移管线仅注入惰性气体(不含第二反应性气体)于该反应室之内,其流率系由该自由基供应单元之MFC3(第三质量流控制器)所控制。12.如申请专利范围第11项之方法,其中在该第一反应性气体清洗步骤期间,流过该第一反应性气体转移管线及自由基转移管线之惰性气体之流率总和系维持于一恒常的位准。13.如申请专利范围第11项之方法,在沈积一薄膜之后,进一步包含注入自由基及惰性气体于该反应室之内以热处理该薄膜,其中该等自由基系由至少一选自含有O、N、OH、及NH,以及其组合物之群组所形成。图式简单说明:第1图系根据本发明之远距电浆ALD装置的结构图;第2图系使用于第1图之ALD装置中之远距电浆产生器的部分立体图;第3图系用于说明根据本发明第一实施例之用于利用第1图之ALD装置沈积薄膜的方法;第4图系用于说明根据本发明第二实施例之用于利用第1图之ALD装置沈积薄膜的方法;以及第5图系用于说明根据本发明第三实施例之用于利用第1图之ALD装置沈积薄膜的方法。
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