发明名称 高温化学气相沉积反应室
摘要 一种晶圆制程用设备,其至少包含一反应室体及一受热薄层,其中两者由隔离鞘进行热隔离。在如利用四氯化钛及氨之热反应形成氮化钛沉积膜的晶圆制程中,晶圆基材由一受热支撑座台加热至约600-700℃的反应温度,反应室薄层及反应室内侧墙则维持于约150-250℃的温度,以避免反应室内发生不需要的副产物沉积,这使得反应室之清洗变得方便,其中反应室清洗可利用临场(in-situ)氯清洗方法为之。受热薄层及反应室体之间的优异热隔绝特性能使反应室外侧维持在安全之可操作温度60-65℃。受热抽气用组件也可与制程反应室并用,以移除抽气气流及反应副产物。外部加热器可将抽气用组件维持在约150-200℃,以使抽气用组件之内侧表面不需要之沉积减至最低。
申请公布号 TW447014 申请公布日期 2001.07.21
申请号 TW088120548 申请日期 1999.11.24
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 沙尔瓦德P.悠莫多伊;史帝夫H.邱;安哈N.恩盖叶;毕V.渥;乔伊休斯顿;陈进隆;雷仲礼(罗伦斯)
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种晶圆制程设备,该设备至少包含:一反应室体;及一薄层,大致为该反应室体包围,其中该薄层维持在一第一温度T1,且该反应室体维持在一第二温度T2,其中该第二温度T2较该第一温度T1为低。2.如申请专利范围第1项所述之设备,其中上述之薄层及反应室体之间存在间隔。3.如申请专利范围第2项所述之设备,其中上述之薄层及反应室体之间由一绝缘组件隔离。4.如申请专利范围第3项所述之设备,其中上述之绝缘阻件为复数支鞘。5.如申请专利范围第4项所述之设备,其中上述之鞘由不锈钢或镍制成。6.如申请专利范围第1项所述之设备,其中上述之晶圆制程至少包含利用四氯化钛及氨之间的反应以形成氮化钛膜。7.如申请专利范围第1项所述之设备,其中上述之第一温度T1大约是在150℃至250℃之间,且该第二温度T2大约是在60℃至65℃之间。8.如申请专利范围第1项所述之设备,其中上述之薄层更包含一嵌于其中的加热器。9.如申请专利范围第1项所述之设备,其中更包含:一座台,位于该薄层之中央,用以将一基材支撑于该反应室中,其中该座台维持在一第三温度T3,约为600℃至800℃之间。10.如申请专利范围第9项所述之设备,其中上述之座台更包含一置于该座台内部的热元件。11.如申请专利范围第9项所述之设备,其中上述之座台由一陶瓷材料制成。12.如申请专利范围第11项所述之设备,其中上述之陶瓷材料为氮化铝。13.如申请专利范围第9项所述之设备,其中上述之座台更包含一电极,置于该座台之内,且该电极能够将射频电源分送给该座台。14.如申请专利范围第1项所述之设备,其中更包含:一抽气用组件,与该反应室体相连接;及至少一加热元件,置于极靠近该抽气用组件的地方,用以将该抽气用组件维持在一温度T4。15.如申请专利范围第11项所述之设备,其中上述之温度T4大约在150℃至200℃之间。16.如申请专利范围第14项所述之设备,其中上述之至少一加热元件置于该抽气用组件之外表面的周围。17.如申请专利范围第1项所述之设备,其中更包含:一座台,具有一顶表面、一底表面、一外围及一外侧边缘;一大致呈圆环状的边缘环,具有一顶表面、一底表面、一内面、一外表面及一凸出区域;及该底表面、该内表面及该边缘环的该凸出区域,置于非常接近该座台之外围及外侧边缘之处。18.一种晶圆制程设备,该设备至少包含:一大致呈桶状的反应室体,具有一反应室侧边及一大致呈圆环状的反应室基底,该反应室基底具有一内侧底表面,且在该反应室体构成一底部开口,该反应室体维持在一温度T2;一薄层,大致为该该反应室体包围,其中该反应室体具有一顶端与一底端,及一内表面与一外表面,其中该薄层维持在一温度T1,其中温度T1大于温度T2;一绝缘组件,置于该薄层之该底端及该反应室基底之该内表面之间,用以将该薄层及该反应室基底维持一间隔距离;一座台组件,置于该反一室体之该底部开口中央,且位于该薄层内;其中该座台组件至少包含:一座台,具有一顶表面、一底表面及一周围边缘,其中该周围边缘具有一加热器及至少一内嵌于其中的电极,其中该座台维持在一温度T3,其中温度T3大于温度T1及温度T2;一杆状区域,与该座台之该底表面相连;一喷洒头,置于该座台之上,其中该座台具有一顶表面及一底表面;一边缘环,置于该座台之该周围边缘;及一抽气用组件,与该反应室体相连,其中该反应室体具有一内部表面及一外部表面,该抽气用组件并有至少一加热元件置于该外部表面,以将该抽气用组件维持在一温度T4。19.如申请专利范围第18项所述之设备,其中该薄层具有一嵌入其中的加热器。20.如申请专利范围第18项所述之设备,其中上述之绝缘组件为复数支鞘。21.如申请专利范围第18项所述之设备,其中上述之温度T1大约在150℃至250℃之间,该温度T2大约在60℃至65℃之间,该温度T3大约在600℃至800℃之间,且该温度T4大约在150℃至200℃之间。22.如申请专利范围第18项所述之设备,其中上述之喷洒头能耦合至一射频源,以分配射频至该喷洒头。23.一种晶圆进行制程的方法,该方法至少包含下列步骤:a)加热一座台至温度T3;b)维持一薄层于温度T1,维持一反应室于温度T2;及c)注入该反应室两道气流,以沉积膜层,其中T3>T1>T2。24.如申请专利范围第23项所述之方法,其中上述之温度T1大约在150℃至250℃之间,T2大约在60℃至65℃之间,而T3大约在600℃至800℃之间。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中更包含导入一第一清洗气流,使流经该座台之该底表面,及导入一第二清洗气流,使流经该反应室之一内表面及该薄层之间的步骤。26.如申请专利范围第25项所述之方法,其中上述之清洗气流为氮及氩。27.如申请专利范围第23项所述之方法,其中更包含将该晶圆在膜层沉积之后进行回火的步骤。28.如申请专利范围第27项所述之方法,其中上述之回火步骤至少包含加热该晶圆至一高于T3的温度。29.如申请专利范围第27项所述之方法,其中上述之回火步骤至少包含使该晶圆置于该反应室内部之电浆环境下。30.如申请专利范围第23项所述之方法,其中上述之注入气流步骤至少包含导入至少两道制程气流,而在进入该反应室之前,该制程气流不会互相混合。31.如申请专利范围第23项所述之方法,其中上述之薄层由一嵌入该薄层的一加热器加热至该温度T1。32.如申请专利范围第23项所述之方法,其中更包含在该膜层沉积完成后清洗该反应室的步骤。33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中上述之清洗步骤至少包含下列步骤:维持该座台于约600℃至700℃的温度;维持该反应室于约150℃至250℃的温度;及导入氯气至该反应室。34.如申请专利范围第33项所述之方法,其中上述之清洗步骤至少包含建立含氯之电浆于该反应室内。图式简单说明:第一图为本发明之高温化学气相沉积系统的剖面立体图,其中并显示制程反应室及抽气用组件;第二图a为该制程反应室的剖面图,其中显示第一图制程反应室内的各不同组件;第二图b为第二图a之内部簿层、绝缘针孔、及反应室体区域的放大剖面图;第三图a为喷洒头组件的剖面图;第三图b为第三图a之喷洒头组件之双气流面板的剖面图;第四图a冷却板的上视图;第四图b为第四图a之冷却板之通道的剖面图;第四图c为第四图a之冷却板的侧视图;第五图a为制程反应室的剖面图,其中并显示底部清洗设置;第五图b为边缘环之另一实施例的立体图;第五图c为座落于薄层上之边缘环(第五图b之线5c)的部份剖面图;第五图d为座落于薄层上之边缘环(第五图b之线5d)的部份剖面图;第六图为抽气用组件的剖面视图;第七图a为应用于电浆之制程反应室的概要图示;及第七图b为与第七图a之反应室相接之射频连接的剖面视图。
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