沉积薄膜的方法和具有用于喷洒清洁气体的单独喷射口的薄膜沉积系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种薄膜沉积系统和方法。所述薄膜沉积系统包括一反应室、至少一个安装在所述反应室中用于在其上安装一基板的基座、一个以旋转方式定位在所述基座上的第一气体喷雾器和至少一个安装在所述第一气体喷雾器上用于喷洒清洁气体的第二气体喷雾器。所述薄膜沉积系统可增加源气体到所述基板表面的吸收率，有效缩短气体的供给循环以改进其生产率，且改进所述清洁气体的清洁效果以使得薄膜稳定地沉积到所述基板上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄膜沉积系统，且更特定而言涉及一种具有至少一个第一气体喷雾器和第二气体喷雾器的薄膜沉积系统，其中所述至少一个第一气体喷雾器具有一用于喷洒原料气体和反应气体的可旋转结构，所述第二气体喷雾器位于用于喷洒清洁气体的所述第一气体喷雾器上，以及一种使用所述薄膜沉积系统沉积一薄膜的方法，进而改进薄膜的沉积效果和生产率。
技术介绍
当基板具有大直径时，很难在大直径基板的整个表面上沉积一个具有均匀厚度的薄膜。另外，当复数个基板引入一个单独反应室以使薄膜沉积在所述基板上时，很难在所有基板上形成具有相同厚度的薄膜。其归因于这个事实，即原料气体在反应室不均匀分布。当复数个基板引入一个反应室以使得薄膜同时沉积在所述基板上时，所述薄膜产量增加，但上述问题产生。从而，这个提议不能实际使用。由于半导体元件的高度集成化，半导体元件的尺寸减小，从而降低了半导体元件的垂直尺度。例如，存在晶体管的栅绝缘膜和电容器的介电膜充当DRAM的数据存储单元。为顺利地形成这些具有大约100的小厚度的薄膜，用于通过向基板交替供给原料材料而沉积薄膜的方法，而非通过同时向基板供给原料材料而沉积薄膜的常规化学方法已改进。在这个新方法中，由于仅通过基板表面的化学发应而实现了薄膜沉积，具有均匀厚度的薄膜在基板上生长而不考虑基板表面的不均度，且由于所沉积薄膜的厚度不与将所述薄膜沉积到基板所需的时间成比例，而与原料供给循环的次数更比例，因此可能精确控制所沉积薄膜的厚度。然而，当上述方法可大体应用时，归因于原料材料的供给、清洁气体的供给和排气时间，处理速度大大减少。因此，要求另一种改进薄膜生产率的方法。为解决上述问题，本专利技术申请人专利技术了一个具有至少一个可旋转气体喷雾器的薄膜沉积系统(韩国专利申请案第10-2002-060145号)。在下文中，参考图1A和1B，将详细描述一个常规薄膜沉积系统。图1A为常规薄膜沉积系统的截面图，且图1B为说明使用常规薄膜沉积系统在晶片上薄膜的沉积的透视图。如图1A所示，常规薄膜沉积系统包含一个反应室10，其具有一个穿过其所形成的用于将内部气体排到反应室10外的气体出口12；一个支撑件20，其水平安装以使得支撑件20可绕反应室10的一个中心轴旋转；一个基座30，其被置放在其上安装晶片2的所述支撑件20的上表面上且以所述反应室10的中心轴为中心旋转；和一第一气体喷雾器40，其位于基座30上以允许用于薄膜配料的原料气体沉积在晶片2上，反应气体达成沉积，以及允许存在于反应室中的气体接触晶片2的上表面，以及喷洒清洁气体用于排出反应后的气体。四个基座30被置放在支撑件20上，且晶片2分别安装在对应基座30上。一个或一个以上的通孔21形成穿过支撑件20未置放基座30的部分，这样通孔21成螺旋形地排列在基座30周围，进而允许气体通过气体出口12排到反应室10的外部。另外，通过所述第一气体喷雾器40所喷洒的气体经由所述支撑件20和反应室10的内壁之间的空隙通过气体出口12排到反应室10的外部。所述第一气体喷雾器40包括一个原料气体喷雾器42，其通过原料气体喷射口43用于喷洒原料气体；一个反应气体喷雾器44，其通过反应气体喷射口45喷洒反应气体；和一对清洁气体喷雾器46，其通过清洁气体喷射口47喷洒清洁气体。原料气体喷雾器42和反应气体喷雾器44以180°角连接，且各个清洁气体喷雾器46和原料和反应气体喷雾器42和44连接成180°角。如图1B所示，所述原料、反应和清洁气体喷雾器42、44和46将对应气体喷洒到晶片2的上表面，且在水平方向随旋转轴48的旋转而旋转。在原料气体喷洒到晶片2的上表面后，悬浮在空气中而非置于晶片2的上表面上的原料气体颗粒通过清洁气体排放到反应室(参考图1A的10)的外部。在完成清洁气体的喷洒后，喷洒用于将置放在晶片2的上表面上的原料气体的颗粒沉积到晶片2上的反应气体。接着，在完成原料气体颗粒的沉积后，再次喷洒清洁气体以将反应气体排放到反应室的外部。意即，相继重复原料气体的喷洒、清洁气体的喷洒、反应气体的喷洒和清洁气体的喷洒，且上述四个步骤形成薄膜沉积的一个循环。当使用上述的常规薄膜沉积系统时，原料、反应和清洁气体喷雾器42、44和46在喷雾器42、44和46以旋转轴48为中心旋转的条件下喷射对应气体，从而并非垂直向下地将对应气体喷洒到晶片2的上表面，而是成曲线地将对应气体喷洒到晶片2的上表面。意即，如图1B所示，气体喷洒线为曲线。因此，喷向晶片2的原料气体并非仅喷到晶片2的上表面，而是扩散到反应室的内壁，从而喷洒效率降低。另外，在原料气体到达晶片2的上表面之前，喷洒的原料气体在空气中接触反应气体。此外，归因于原料、反应和清洁气体喷雾器42、44和46的旋转，在反应室10中产生一个空气涡流。空气涡流加速了原料气体和反应气体在空气中的接触。在空气中原料气体和反应气体彼此接触的情况下，在原料气体颗粒到达晶片2之前，原料气体和反应气体在空气中的不当的化学反应发生，因此不能正常沉积在晶片上。另外，在使用常规薄膜沉积系统的情况下，旋转轴48旋转一次，则执行一次薄膜沉积处理。此处，当旋转轴48高速度旋转时以缩短处理时间时，空气中原料气体和反应气体之间的接触的可能性增加，从而抑制了薄膜生查率的改进。
技术实现思路
因此，鉴于以上问题之作出本专利技术，且本专利技术的目的为提供一种薄膜沉积系统，其可增加原料气体到晶片表面上的吸收率，且可有效缩短各种气体的供给循环，从而具有改进的生产率。本专利技术的另一目的为提供一种薄膜沉积系统，其可改进清洁气体的清洁效果以便在晶片的上表面上沉积薄膜。根据本专利技术的一个方面，通过提供一种薄膜沉积系统可实现上述和其它目的，所述薄膜沉积系统包含一个反应室；至少一个安装在反应室中的基座，可用于在其上安装基板；一个第一气体喷雾器，其旋转地位于所述基座上；和至少一个位于对应所述基座的位置的加速构件，其用于垂直加速来自第一气体喷雾器的气体。优选地，所述加速构件可为一个第二气体喷雾器。另外，优选地，可沿第一气体喷雾器的一个中心轴供给源气体和反应气体；且所述第二气体喷雾器可包括至少一个向反应室内壁延伸用于喷洒源气体的源气体喷雾器，和至少一个向反应室内壁延伸用于喷洒反应气体的反应气体喷雾器。此外，优选地，所述第二气体喷雾器安装在所述第一气体喷雾器上，这样所述第二气体喷雾器覆盖所述基座。根据本专利技术的另一方面，其提供一个薄膜沉积系统，包含一个反应室；至少一个安装在所述反应室中基座，可在其上安装基板；一个第一气体喷雾器，其旋转地位于所述基座上；和至少一个第二气体喷雾器，其安装在所述第一气体喷雾器上用于喷洒清洁气体。根据本专利技术的另一方面，其提供一个薄膜沉积方法，包含预备一个薄膜沉积系统，所述薄膜沉积系统包括一个反应室、至少一个安装在所述反应室中且可在其上安装基板的基座、一个旋转地位于所述基座上的第一气体喷雾器，和至少一个位于对应于所述基座位置以垂直加速由所述第一气体喷雾器所提供的气体的加速构件；将基板安装在反应室的基座上；通过被旋转的第一气体喷雾器将源气体和反应气体喷洒到基板上；并通过加速构件将清洁气体喷洒到基板上。根据本专利技术的再一方面，其提供一种薄膜沉积方法，包含预备一个薄膜沉积系统，所述薄膜沉积系统包括一个反应室、至少一个安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜沉积系统，其包含：一反应室；至少一个安装在所述反应室中用于在其上安装一基板的基座；一以旋转方式定位在所述基座上的第一气体喷雾器；和至少一个定位在一对应于所述基座的位置用于垂直加速由所述第一气体喷雾器供给的气体的加速构件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴海进，罗圣闵，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]