[發明專利]原子層沉積工藝的前驅物的清除方法

無效

• 申請號: 200710128376.0
• 申請日: 2007-07-10
• 公開（公告）號: CN101343734A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 李名言;吳孝哲;蔡文立
• 申請（專利權）人: 茂德科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 許向華;彭久云

技術領域

本發明是有關于一種原子層沉積工藝的前驅物清除方法，且特別是有關于一種可增進前驅物清除效能的清除方法。

背景技術

原子層沉積(atomic?layer?deposition；ALD)為半導體工藝中普遍被用來沉積高品質薄膜的方法，其特色為將欲沉積的基材于反應室中依序暴露在兩種或兩種以上，且具互補特性的前驅氣體的氣氛下，利用自我限制(self-limiting)的反應特性，在基材表面進行選擇性化學吸附，成長出一層非常均勻的原子級厚度的薄膜，藉由反復進行前驅物的沉積步驟達到所需薄膜的特性。

在每一前驅物沉積步驟完成后，下一前驅物沉積的前，需以非活性化的氣體，例如氬氣等惰性氣體，移除殘留的前驅物及其副產物，以清理薄膜表面及反應室的化學氣氛。

請參照圖1，為習知的原子層沉積工藝步驟示意圖。一般來說，原子層沉積方法為依序進行第一前驅物通入步驟(pulse?1)、清除步驟(purge)、第二前驅物通入步驟(pulse?2)及清除步驟(purge)，上述四個步驟可為一個循環，依所需的薄膜厚度可進行多個循環。為了確保最佳的薄膜品質，原子層沉積工藝的主要特點是在兩個前驅物通入步驟之間，進行清除(purge)前驅物的步驟，且必須有充分的時間進行此步驟以去除殘留的前驅物及其副產物，然而也因此使得ALD工藝的沉積速率一直無法顯著的提升。此清除步驟的成效可影響ALD薄膜的均勻度的良窳及雜質含量的多寡。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一是提供一種原子層沉積工藝的前驅物清除方法，用以提升原子層沉積工藝中前驅物清除步驟的效率以改善傳統原子層沉積工藝的沉積速率。

本發明提出一種原子層沉積工藝的前驅物清除方法，于一前驅物清除步驟的時段中，進行至少一次的通入惰性氣體及停止通入惰性氣體的動作。前驅物清除步驟的時段即前驅物清除步驟進行的期間，是指原子層沉積過程中，每一前驅物沉積步驟結束到下一前驅物開始通入的期間。

本發明的前驅物清除方法，除了在此前驅物清除步驟的時段中持續以一抽氣裝置抽除反應室中的氣體外，更將一惰性氣體通入至反應室中，且通入惰性氣體的時間的總和少于此前驅物清除步驟的時段的時間，而未通入惰性氣體的空檔則只有進行抽氣動作，藉由間歇地通入惰性氣體與停止通入惰性氣體，可有效清除反應室中的前驅物及其副產物。

其中，在前驅物清除步驟的時段中可通入一次惰性氣體，并伴隨抽氣將殘留的前驅物及其副產物移除，且通入惰性氣體的時間少于前驅物清除步驟的時段的時間，在前驅物清除步驟的時段中可具有一次或兩次未通入惰性氣體的空檔，于此空檔持續進行抽氣，其中通入惰性氣體的時間與未通入惰性氣體的時間總和可為相等或不相等。

此外，亦可于前驅物清除步驟的時段中非連續地通入多次惰性氣體，并伴隨抽氣將殘留的前驅物及其副產物移除，通入惰性氣體的時間的總和少于前驅物清除步驟的時段的時間，并在前驅物清除步驟的時段中未通入惰性氣體的空檔持續進行抽氣，藉由間歇的通入惰性氣體與停止通入惰性氣體可有效清除反應室中的前驅物及其副產物。其中，每次通入惰性氣體的時間可為相等或不相等，每次通入惰性氣體之間隔時間亦可相等或不相等。

根據上述，可知本發明的前驅物清除方法乃利用間歇通入惰性氣體與停止通入惰性氣體，來有效清除ALD薄膜表面的雜質及剩余的前驅物，藉此可提高前驅物清除步驟的效率，并得到均勻的薄膜厚度，而提升ALD沉積工藝的沉積速率。

附圖說明

為讓本發明之上述和其他目的、特征、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的詳細說明如下：

圖1為習知的原子層沉積工藝步驟示意圖；

圖2是繪示依照本發明一實施例的一種原子層沉積工藝的步驟示意圖；

圖3是繪示依照本發明另一實施例的一種原子層沉積工藝的步驟示意圖；

圖4是繪示依照本發明又一實施例的一種原子層沉積工藝的步驟示意圖。

圖5是繪示依照本發明再一實施例的一種原子層沉積工藝的步驟示意圖。

圖6為應用圖2所示的清除方法與傳統方法的原子層沉積工藝所制造出的薄膜的雜質含量比較圖。

主要元件符號說明

610：波峰????????????????????????????620：波峰

具體實施方式

依照本發明實施例的前驅物清除方法，是于原子層沉積工藝中欲進行清除前驅物步驟的時段中，進行至少一次通入惰性氣體(例如氬氣)及停止通入惰性氣體的動作。前驅物清除步驟的時段是指原子層沉積過程中，每一前驅物沉積步驟結束到下一前驅物開始通入的期間。