[發(fā)明專利]具有多級(jí)凈化結(jié)構(gòu)的沉積設(shè)備中的反應(yīng)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310248220.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103510067A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李相忍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威科ALD有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/44
• 分類號(hào): C23C16/44
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

按照35U.S.C.§119(e)的規(guī)定，本申請(qǐng)要求享受共同懸而未決的于2012年6月19日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/661,750的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用其整體將其并入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及通過(guò)使用原子層沉積(ALD)或其它沉積方法在襯底上沉積一層或多層材料，并且更具體而言，涉及從襯底有效地去除過(guò)量的材料。

背景技術(shù)

多種化學(xué)工藝被用于在襯底上沉積一層或多層材料。其中，這樣的化學(xué)工藝包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)和分子層沉積(MLD)。CVD為用于在襯底上沉積一層材料的最常用的方法。在CVD中，反應(yīng)性氣體前體被混合，然后遞送至反應(yīng)室中，其中在混合氣體與襯底發(fā)生接觸之后沉積一層材料。

ALD為在襯底上沉積材料的另一方式。ALD使用不同于物理吸附的分子的鍵合力的化學(xué)吸附的分子的鍵合力。在ALD中，源前體被吸附至襯底的表面中，然后用惰性氣體凈化。因此，源前體的物理吸附的分子(通過(guò)范德華力鍵合)從襯底上解吸附。然而，源前體的化學(xué)吸附的分子共價(jià)地鍵合，而因此，這些分子被強(qiáng)烈地吸附在襯底中，而不會(huì)從襯底解吸附。源前體的化學(xué)吸附的分子(被吸附在襯底上)與反應(yīng)前體的分子反應(yīng)和/或被反應(yīng)物前體的分子取代。然后，通過(guò)注入凈化氣體和/或?qū)υ撌疫M(jìn)行抽氣來(lái)去除過(guò)量的前體或物理吸附的分子，從而得到最終的原子層。

MLD為類似于ALD的薄膜沉積方法，但是在MLD中，分子作為整體被沉積到襯底上以在襯底上形成聚合物膜。在MLD中，在每個(gè)反應(yīng)周期期間分子碎片被沉積。用于MLD的前體通常為同雙功能反應(yīng)物。MLD方法通常用于在襯底上生長(zhǎng)有機(jī)聚合物(諸如聚酰胺)。用于MLD和ALD的前體還可以用來(lái)生長(zhǎng)復(fù)合有機(jī)-無(wú)機(jī)聚合物，諸如，Alucone(即，通過(guò)使三甲基鋁(TMA：Al(CH₃)₃)和乙二醇反應(yīng)得到的具有含碳主鏈的鋁醇鹽聚合物)或Zircone(基于鋯前體(諸如，四叔丁醇鋯Zr[OC(CH₃)₃)]₄，或四(二甲基胺基)鋯Zr[N(CH₃)₂]₄)與二醇(諸如，乙二醇)之間的反應(yīng)的復(fù)合的有機(jī)-無(wú)機(jī)體系)。

在這些沉積方法期間，在襯底上物理吸附的前體或其它材料可以被凈化，以用于后續(xù)處理。在凈化處理后，如果過(guò)量的前體或其它材料殘留在襯底上，則所得的層可能具有非期望的特征。因此，用于從襯底的表面有效地去除過(guò)量的前體或其它材料的方案可以被實(shí)施用于多種沉積方法。

發(fā)明內(nèi)容

實(shí)施例涉及形成有有利于去除襯底上殘留的過(guò)量的材料的多個(gè)收縮區(qū)的反應(yīng)器。反應(yīng)器形成有第一室、第二室、第一收縮區(qū)、第二收縮區(qū)和排氣部。第一室注入第一氣體至移經(jīng)第一室的襯底上；第二室注入第二氣體至移經(jīng)第二室的襯底上。第一收縮區(qū)被配置為在襯底之上從第一室向第二室發(fā)送第一氣體。第一收縮區(qū)形成在第一室和第二室之間。第一收縮區(qū)被配置為使得第一收縮區(qū)中的第一氣體的壓力低于在第一室中的第一氣體的壓力，并且在第一收縮區(qū)的第一氣體的速度高于在第一室中的第一氣體的速度。第二收縮區(qū)被配置為在襯底之上從第二室向排氣部至少發(fā)送第二氣體。第二收縮區(qū)形成在第二室和排氣部之間。第二收縮區(qū)中的第二氣體的壓力低于第二室中的第二氣體的壓力，并且在第二收縮區(qū)的第二氣體的速度高于在第二室中的第二氣體的速度。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一收縮區(qū)的高度小于第一室的寬度。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二收縮區(qū)的高度小于第一收縮區(qū)的寬度。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二收縮區(qū)的高度小于第二室的寬度的2/3。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二收縮區(qū)的高度小于第二室的寬度。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一氣體為凈化氣體，并且第二氣體為用于在襯底上執(zhí)行原子層沉積(ALD)的源前體或反應(yīng)物前體。

在一個(gè)實(shí)施例中，凈化氣體包括氬氣，并且第二氣體包括如下的一種：四乙基甲基氨基鉿(TEMAHf)、四(二甲胺基)鈦(TDMAT)、鋯的混合的烷基-環(huán)戊二烯基化合物[(RCp)Zr(NMe₂)₃(R＝H、Me或Et)]、三甲基(甲基環(huán)戊二烯基)鉑(MeCpPtMe₃)和雙(乙基環(huán)戊二烯基)釕[Ru(EtCp)₂]。