[發明專利]氮化硅的熱化學氣相沉積

有效

• 申請號: 201210069512.4
• 申請日: 2004-08-25
• 公開（公告）號: CN102586757A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: R·S·伊爾;S·M·蘇特;J·W·史密斯;G·W·迪貝羅;A·塔姆;B·特蘭;S·坦東
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/34;C23C16/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

本申請是申請號為“200480040845.8”、申請日為2004年8月25日、題為“氮化硅的熱化學氣相沉積”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例大致上是關于一般涉及基材的處理，。更明確的說，本發明是關于尤其涉及化學氣相沉積室和工藝。

背景技術

熱化學氣相沉積(CVD)薄膜是應用于在集成電路內形成多重材料層。熱CVD薄膜可用作為絕緣體、擴散源、擴散和植入掩模、分隔板、及最后的鈍化層。這些薄膜通常是在數個處理室內沉積而成，各處理室各自有特定的熱學和質量傳遞性，以便多電路載體(例如基材)的表面形成具有最佳最優化均勻物理性和化學性的沉積薄膜的沉積。這些處理室經常作為大型整合工具的部件以便在基材表面制造多重組件。這些處理室的設計是一次只處理一個基材或處理多個基材。

在器件的幾何尺寸縮減以實現更快的集成電路之際，在滿足日益增長的提高產率、新穎薄膜性質及低雜質的需求的同時，也須考慮如何精減沉積薄膜的熱處理預算。傳統上，熱學CVD是在700℃或甚至更高的溫度下分批于熱爐中以低壓狀態沉積數小時進行的。若降低沉積溫度便可降低熱能支出，此時只需使用較低溫的前驅物或縮短沉積時間。熱學CVD工藝若在處理速率控制模式下運作易受溫度波動影響，若在質量傳遞控制模式下運作則易受不均勻流動所影響，或若在處理速率及質量傳遞控制混合模式下運作，則會受到兩者的影響。有效的處理室設計必須包括精準的溫度波動控制及充份的配送流以便在基材上形成均勻的沉積膜。處理室和排放設備的設計是依據前驅物和處理副產物的性質而異。

發明內容

本發明是一種CVD室，其能藉由改變單晶片熱式CVD室的機械設計而提供均勻的熱能分配、均勻的工藝助劑分配、有效的前驅物輸送、及有效的殘留物和排放物管理。這些改良包括處理室，其中包含由室本體和室蓋所界定出的處理區；設置在該處理區內的襯底托架；安裝在該室蓋上的氣體輸送系統，該氣體輸送系統包含由一轉接環和界定氣體混合區的兩個折流板；以及固定在該轉接環上的面板；定位成將該轉接環加熱到所需溫度的加熱元件；以及有溫度控制的排氣系統。

這些改良亦包括一種用以在基材上沉積氮化硅層或碳摻雜或含碳的氮化硅層的方法，該方法包含：將雙(第三-丁基胺)硅烷(BTBAS)或其它硅前驅物氣化；使該雙(第三-丁基胺)硅烷流入處理室；使氨和/或其它氮前驅物流入處理室中；在該處理室室蓋中的混合器內組合此兩種反應物；該室蓋具有由一轉接環和至少兩個折流板所界定的另一混合區；加熱該轉接環，并使該雙(第三-丁基胺)硅烷流經氣體分配板進入基材上方的處理區中。此種改良能減少基材表面的缺陷并提高產率。

附圖說明

為求能詳細了解上述本發明列述的特色，以上本發明的概要說明將參照多個實施例，其中部份將以附圖例示。不過，本發明在此聲明，這些附圖僅用以例示本發明的典型實施例，而非限制其范疇，而本發明仍包括其它類似的實施例。

圖1是一處理室實施例的橫剖示意圖，其中包括氣體分配組件和基材托架組件。

圖2的分解示意圖是該處理室和其工藝用具的各種組件。

圖3是該面板氣體輸入口的例示圖。

圖4是狹縫閥襯墊的立體示意圖。

圖5是排氣抬升板的立體示意圖。

圖6是該排氣抬升板的蓋板的立體示意圖。

圖7是另一工藝用具的立體概圖，其可作為單晶片熱學CVD處理室以及將氣體輸送至處理室的液體輸送系統。

圖8是例示該基材的表面，顯示所收集到的樣品是取自該基材整個表面。

具體實施方式

本發明的多個實施例提出一種可在基材上形成沉積層的器件，以及一種在基材上形成沉積層的方法。其硬件說明，包括實施例的例示圖，先予以展示。在硬件說明后將說明該工藝的修飾及測試結果。

圖1是一單晶片CVD處理室的縱切面圖，該處理室具有多個室壁106和一室蓋110。該處理室的多個室壁實質上為圓柱狀。該室壁有數個部分可受熱。該室壁上設置有一狹縫閥通道114，可供晶片或其它基材進入。

基材托架111是用以支托基材且可加熱該處理室。除了該基材托架以外，該處理室的基座亦可包含一基材托架組件、一反射板或其它輔助熱傳導的機構、各種測量處理室狀態的探針、一排氣組件、及其它用于支托該基材和控制該處理室環境的設備。