[发明专利]使用主动调节反应性气体的注入速度的喷头的化学气相沉积设备及其方法有效
| 申请号： | 200780034369.2 | 申请日： | 2007-02-16 |
| 公开（公告）号： | CN101517704A | 公开（公告）日： | 2009-08-26 |
| 发明（设计）人： | 卞哲秀;韩万哲 | 申请（专利权）人： | 派松尼克斯株式会社 |
| 主分类号： | H01L21/205 | 分类号： | H01L21/205;C23C16/448 |
| 代理公司： | 中科专利商标代理有限责任公司 | 代理人： | 王 旭 |
| 地址： | 韩国忠*** | 国省代码： | 韩国;KR |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 使用 主动 调节 反应 性气 注入 速度 喷头 化学 沉积 设备 及其 方法 | ||
【说明书】：
技术领域
本发明涉及使用喷头的化学气相沉积(CVD)用设备和方法，所述喷头向衬底上供给多种反应性气体和吹扫气体，以在衬底上生长厚度和组成均一的膜。在此，本发明与美国专利7,156,921(“能够防止污染并提高膜生长速率的化学气相沉积用方法和设备(Method and apparatus for chemicalvapor deposition capable of preventing contamination and enhancing filmgrowth rate)”，于2002年10月9日提交)相关，该美国专利的全部内容通过引用结合在此。
背景技术
在用于化学气相沉积(CVD)的设备中，反应性气体被引入真空反应室中，流经喷头，并且到达衬底位于其上的基座或衬底架。反应性气体在衬底上导致化学反应以形成所需的膜。作为提供在衬底上诱导化学反应所必需的能量的方法，广泛使用将衬底简单加热或利用原子能激发反应性气体，例如产生等离子体的方法。在反应完成后，将副产物气体通过包括真空泵的排气系统从反应室中移除，然后通过净化系统，最后排放到大气中。然而，因为在沉积处理的过程中防止在反应室的壁或喷头上沉积不需要的颗粒是非常重要的，所以优选反应性气体不在气态下相互反应。不幸的是，如果其分解温度显著低于200℃的反应性气体，如金属-有机化合物在反应室中混合，则混合物可能导致气相中的均相反应，从而导致污染物颗粒的产生，或导致在固态表面如喷头表面或反应室壁上的非均相反应。特别是，可能发生的是反应性气体对特殊材料敏感。例如，四丁氧基锆(zirconiumtert-butoxide)(Zr(OC4H9)4)对水分极为敏感，从而很可能形成白色粉末类型的氢氧化锆(Zr(OH)x)。水分可能被物理吸附在反应室的内侧上，但是也可能以副产物气体的形式产生在衬底上。然后，水分在反应室的内壁或喷头 的表面上与(Zr(OC4H9)4)反应，从而沉积氢氧化锆。由于重复的热膨胀和收缩和/或表面材料与沉积物之间晶格参数的不匹配，不需要的沉积物最后剥落成细颗粒。由于这个原因，在衬底上形成的膜可能被污染，并且由于移除不需要的沉积物而缩短的预防性维护周期，生产率劣化。
当制备高度集成半导体时，污染物颗粒可能导致图案缺陷，例如线之间的短路或断路，并且影响收率的污染物颗粒的尺寸与线宽成比例。因此，随着线尺寸变得更小，即，随着集成的密度增加，影响收率的颗粒的尺寸变得更小，由此更严格地限制了在反应室中允许的污染物颗粒的数量。
图1是现有技术美国专利6,626,998的喷头的简要截面图，其中多种反应性气体在不被混合的情况下流过，并且被注入到衬底上，以防止其中的反应性气体之间的反应。当将每种反应性气体通过多个气体供给通道17供给到第一环形独立通道23时，气体在第一独立通道23中扩散，然后，通过多个在每一通道的底部形成的转移通道25被传送到第二环形独立通道27。在第二通道27中扩散后，反应性气体通过在第二通道的底部形成的多个第二气体转移通道31被供给到衬底上。反应性气体在置于基座上的衬底(未显示)上导致化学反应，以在衬底上形成所需的膜，所述基座保持衬底的温度高于环境的温度。
图2是如JP2005-129712中所描述的现有技术喷头的简要截面图。第一吹扫气体注入孔10b包围反应性气体注入孔10a，并且将第二吹扫气体注入孔10c以适当的间隔安置在第一吹扫气体注入孔10b之间。在此构造中，通过使用的第一和第二吹扫气体的作用，抑制在喷头底部的不需要的膜沉积。
发明内容
技术问题
然而，如果没有适当的方法，则具有低分解温度或对水分敏感的反应性气体例如金属-有机化合物气体可能在喷头的底部导致不需要的沉积物。在图1的现有技术中，从喷头的底部注入的反应性气体可能向后扩散并且在喷头的底部造成污染。
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- 本发明提供一种用于半导体产业等的三氯氢硅气化供给装置。本发明的三氯氢硅气化供给装置包括：蒸发器1，具备作为载气的氢气的导入口3，还具有使液体三氯氢硅气化的加热装置16；冷凝器2，具有用低于气化的三氯氢硅气体的蒸气压的饱和蒸气压对应的温度使气体凝结的冷却装置20；冷凝器的精密温度控制机构及精密压力调节机构5，其中，蒸发器的中心线和冷凝器的中心线不在同一线上，且冷凝器的下端和蒸发器的下端通过管道13、14连通。另外，控制过程中，使被调节浓度的三氯氢硅·氢气混合气体总送气流量和蒸发器内液体三氯氢硅17的温度比例联动。
- 用于旋转压板式ALD腔室的等离子体源-201480015817.4
- J·C·福斯特;J·约德伏斯基 - 应用材料公司
- 2014-03-14 - 2019-05-17 - H01L21/205
- 提供了基板处理腔室以及用于处理多个基板的方法，并且所述基板处理腔室大体包括电感耦合的饼形等离子体源，所述电感耦合的饼形等离子体源定位成使得在压板上旋转的基板将穿过与所述等离子体源相邻的等离子体区域。
- 具有用于在化学气相沉积系统中改善加热均匀性的器件的晶片承载器-201480015658.8
- 桑迪普·克里希南;威廉·E·奎恩;杰弗里·S·蒙哥马利;约书亚·曼格姆;卢卡斯·厄本 - 威科仪器有限公司
- 2014-03-14 - 2019-05-10 - H01L21/205
- 一种应用于通过化学气相沉积在一个或多个晶片上生长外延层的系统中的晶片承载器。所述晶片承载器包括凹入其本体的晶片保持凹穴。热绝缘间隔装置至少部分地位于至少一个晶片保持凹穴中，并且设置为保持周壁表面和晶片之间的间隔。间隔装置由具有比晶片承载器的热传导率低的材料制成，使得间隔装置限制热从晶片承载器本体的部分传递到晶片。晶片承载器进一步包括间隔保持结构，其与间隔装置对应并且包括用于防止在绕中心轴线旋转时间隔装置的离心运动的表面。
- 非晶硅膜的蒸镀方法及蒸镀装置-201480052521.X
- 申承祐;金海元;郑愚德;赵星吉;吴完锡;崔豪珉;李郡禹 - 株式会社EUGENE科技
- 2014-09-15 - 2019-05-03 - H01L21/205
- 根据本发明的一实施例的非晶硅膜的蒸镀方法，在腔内部装载基板的状态下，在上述基板上供给源气体和气氛气体，在工序压力下的工序温度，在上述基板上蒸镀非晶硅膜，其中，上述源气体是硅烷(SiH2)、乙硅烷(Si2H6)、二氯甲硅烷(SiCl2H2)中的一种以上，其中，上述工序温度被调节为540℃～570℃的范围，且上述工序压力被调节为1～300Torr的范围，从而上述源气体热分解而在上述基板上蒸镀上述非晶硅膜，其中，上述气氛气体是氢和氦中的一种以上，上述源气体的流量是0.5～300sccm，上述气氛气体的流量是100～25000sccm，上述非晶硅膜被蒸镀的厚度为
- 专利分类
H01 基本电气元件
H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
