[發(fā)明專利]沉積系統(tǒng)、ALD系統(tǒng)、CVD系統(tǒng)、沉積方法、ALD方法及CVD方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980137045.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN102160148A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤金·P·馬什;蒂莫·奎克;斯特凡·烏倫布羅克;布倫達(dá)·克勞斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美光科技公司
• 主分類號(hào): H01L21/205
• 分類號(hào): H01L21/205
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 宋獻(xiàn)濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沉積系統(tǒng)、原子層沉積(ALD)系統(tǒng)、化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng)、沉積方法、ALD方法及CVD方法。

背景技術(shù)

集成電路制作通常包括跨越半導(dǎo)體襯底沉積材料。半導(dǎo)體襯底可以是(例如)單獨(dú)的或者與一種或一種以上其它材料組合的單晶硅晶片。

所述所沉積的材料可以是導(dǎo)電的、絕緣的或半導(dǎo)電的。所述所沉積的材料可并入到與集成電路相關(guān)聯(lián)的眾多結(jié)構(gòu)中的任一者中，所述結(jié)構(gòu)包含(例如)電組件、使電組件彼此電隔離的絕緣材料及使電組件彼此電連接的布線。

ALD及CVD是兩種常用的沉積方法。對(duì)于ALD處理，在相對(duì)于彼此大致不重疊時(shí)間將反應(yīng)性材料依序提供于反應(yīng)室中以在襯底上方形成單層。可堆疊多個(gè)單層以形成達(dá)到所要厚度的沉積物。控制ALD反應(yīng)使得所沉積材料沿著襯底表面而非遍布反應(yīng)室形成。相反，CVD處理包括將多種反應(yīng)性材料同時(shí)提供于反應(yīng)室內(nèi)使得所沉積材料遍布反應(yīng)室形成，且接著沉降于所述室內(nèi)的襯底上以跨越所述襯底形成沉積物。

用于ALD及CVD的一些反應(yīng)性材料比其它材料昂貴得多。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用于ALD及CVD的昂貴反應(yīng)性材料可歸類為前驅(qū)物，且較不昂貴的反應(yīng)性材料可歸類為反應(yīng)物。前驅(qū)物可含有金屬且可以是復(fù)合分子(例如金屬有機(jī)組合物)。相反，反應(yīng)物可以是簡(jiǎn)單分子，其中常見反應(yīng)物為氧氣(O₂)、臭氧、氨氣及氯氣(Cl₂)。

所述前驅(qū)物可比其構(gòu)成部分價(jià)格更高。舉例來說，包括貴重金屬(例如，金、鉑等)的前驅(qū)物通常比所述貴重金屬本身貴數(shù)倍。此外，相對(duì)較便宜的材料(例如，非貴重金屬，像銅)的前驅(qū)物本身可能依然昂貴，特別是在于形成所述前驅(qū)物時(shí)利用復(fù)雜及/或低合格率工藝的情況下。

將需要開發(fā)降低與前驅(qū)物材料相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用的系統(tǒng)及方法。

附圖說明

圖1是實(shí)例性實(shí)施例沉積設(shè)備的示意圖。

圖2是另一實(shí)例性實(shí)施例沉積設(shè)備的示意圖。

圖3是可在利用圖2的沉積設(shè)備形成沉積物期間使用的實(shí)例性脈沖、吹掃、捕集器及旁路序列的圖形圖解說明。

圖4是另一實(shí)例性實(shí)施例沉積設(shè)備的示意圖。

具體實(shí)施方式

ALD及CVD兩者共有的一個(gè)方面在于引入到反應(yīng)室中的前驅(qū)物材料中的一些前驅(qū)物材料將保持未反應(yīng)，且因此將以與其進(jìn)入所述室相同的組成形式從所述室排放。一些實(shí)施例包含適合于收回所述未反應(yīng)的前驅(qū)物材料使得可將其再引入到沉積工藝中的方法及系統(tǒng)。參考圖1到圖4描述實(shí)例性實(shí)施例。

參考圖1，此圖解說明經(jīng)配置以用于使所捕集的前驅(qū)物材料再循環(huán)的沉積系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包含反應(yīng)室14。所述反應(yīng)室可經(jīng)配置以用于ALD及CVD中的一者或兩者(其中術(shù)語CVD在本文用于包含傳統(tǒng)CVD，且還包含傳統(tǒng)CVD工藝的衍生物，例如脈沖式CVD)。

泵16提供于所述反應(yīng)室的下游且用于拉動(dòng)各種材料穿過所述系統(tǒng)。除了泵16以外或者作為其替代方案，可提供其它組件(未展示)用于幫助各材料流動(dòng)穿過所述系統(tǒng)。流入并穿過所述室的所述材料可視為沿著以下流動(dòng)路徑流動(dòng)：沿著線18延伸到所述室、如箭頭20所圖解說明的那樣延伸穿過所述室且接著沿著線22從所述室延伸出。穿過所述室的流動(dòng)可以是連續(xù)的或可包括用材料脈沖裝載所述室、將所述材料保持在所述室內(nèi)達(dá)一持續(xù)時(shí)間且接著借助吹掃循環(huán)從所述室排放所述材料。如果利用ALD，那么可利用兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)脈沖/吹掃循環(huán)來形成材料單層。

線18及22可對(duì)應(yīng)于用于將材料載送到所述反應(yīng)室及從所述反應(yīng)室載送材料的管道或其它適合導(dǎo)管。除了線18及22以外，所述系統(tǒng)還包含線24、26及28。

沿著線28展示閥30，沿著線24展示閥32及34且沿著線26展示閥36及38。可利用所述閥來調(diào)節(jié)材料沿著所述流動(dòng)路徑的流動(dòng)。

分別沿著線24及26展示一對(duì)前驅(qū)物捕集器40及42。所述前驅(qū)物捕集器經(jīng)配置以在第一條件下捕集前驅(qū)物且在第二條件下釋放所捕集的前驅(qū)物。舉例來說，所述前驅(qū)物捕集器可以是冷捕集器且因此可經(jīng)配置以在相對(duì)低溫條件下捕集前驅(qū)物且在相對(duì)高溫條件下釋放前驅(qū)物。術(shù)語“相對(duì)低溫”及“相對(duì)高溫”用于彼此比較使得所述“相對(duì)低溫”為比所述“相對(duì)高溫”低的溫度。