在晶片上沉积薄膜的方法技术

本发明专利技术提供一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法。该沉积薄膜的方法包括的操作步骤是：装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；流入含有Ｈ元素的热处理气体淹没薄膜以减少薄膜中的杂质；以及从晶片块卸载已经沉积上了薄膜的晶片。如果第二反应气体在通过气体加热通道单元之前具有温度Ｔ１而在通过气体加热通道单元后具有温度Ｔ２，则Ｔ２高于Ｔ１，并且如果热处理气体在通过气体加热通道单元之前具有温度Ｔ１而在通过气体加热通道单元后具有温度Ｔ３，则Ｔ３与Ｔ１一样或更高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种沉积薄膜的方法，且更特别地涉及一种在低温下在晶片上沉积薄膜，以减少被沉积的薄膜中的杂质的方法。
技术介绍
化学汽相沉积法(CVD)或原子层沉积法(ALD)是基于化学反应的，利用薄膜沉积设备来沉积薄膜的方法。在实行CVD方法或ALD方法时，半导体器件的制造者寻求增大晶片以及在电路中获得超细的线宽，以提高半导体器件的生产率。而且，为了提高生产率要考虑到各种要素，例如被沉积在基板上的薄膜的优越性，用于沉积薄膜的设备的价格，设备使用率，维护成本，以及每小时处理晶片的数量。其中一个能代表是上述要素的指标就是拥有成本(CoO)，而且降低CoO以提高生产率是很重要的。另外，目前人们的努力集中于获得超的细线宽和大的基板以降低CoO，并且沉积过程的温度也应降低以防止半导体器件特性劣化。
技术实现思路
本专利技术提供一种在相对低的基板温度下沉积薄膜的方法，以减少被沉积的薄膜中的杂质。根据本专利技术的一个方面，提供一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法，该设备包括一个反应腔室，具有位于该腔室中的晶片块，用以将被装载的晶片加热至预定的温度，一个盖在腔室上以密封该腔室的顶盖，以及一个连接于顶盖下方且具有第一注入孔和第二注入孔的喷头，通过上述注入孔第一反应气体和第二反应气体被注入到晶片中，一个反应气体供应单元，向反应腔室供应第一和第二反应气体，以及一个气体加热通道单元以加热通过它的气体，该单元安装在位于第一和第二传输管线之间的第二传输管线上，该第一和第二传输管线连接反应腔室和反应气体供应单元，该方法包括的操作步骤是装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；流入含有H元素的热处理气体淹没薄膜以减少薄膜中的杂质；以及从晶片块卸载已经沉积上了薄膜的晶片。如果第二反应气体在通过气体加热通道单元之前具有温度T1而在通过气体加热通道单元后具有温度T2，则T2可能高于T1，并且如果热处理气体在通过气体加热通道单元之前具有温度T1而在通过气体加热通道单元后具有温度T3，则T3可能与T1一样或更高。如果反应气体供应单元所供应的第二反应气体在刚刚导入第二传输管线后具有温度T0，而在被导入至顶盖之前具有温度T2′，则气体加热通道单元可以靠近顶盖连接，以使T2′低于T2而高于T0。如果T2′满足T2＞T2′＞T0的关系，则T2′-T0的值可以至少是20℃或更高。在流入的热处理气体中，含有H元素的热处理气体可以包括从N2，NH3，和N2H4气体组中选择的一种或多种。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法，该设备包括一个反应腔室，具有位于该腔室中的晶片块，用以将被装载的晶片加热至预定的温度，一个盖在腔室上以密封该腔室的顶盖，以及一个连接于顶盖下方且具有第一注入孔和第二注入孔的喷头，通过上述注入孔第一反应气体和第二反应气体被注入到晶片中，一个循环流体至顶盖或喷头中的流体通道，一个反应气体供应单元，向反应腔室供应第一和第二反应气体，以及一个气体加热通道单元用以加热通过它的气体，该单元安装在位于第一和第二传输管线之间的第二传输管线上，该第一和第二传输管线连接反应腔室和反应气体供应单元，该方法包括的操作步骤是装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入含有过渡元素的第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；以及从晶片块卸载已经沉积上了薄膜的晶片。如果第二反应气体在通过气体加热通道单元之前具有温度T1而在通过气体加热通道单元之后具有温度T2，则T2可能高于T1，而且流体可以通过流体通道流动以控制喷头的表面温度。可以在喷头或顶盖上安装热电偶以测量喷头的温度，流体通道的流动量会因热电偶产生的信号而改变，以使得在喷头最低表面的任何一点的最大温度值-最小温度值可以保持在±25℃范围内。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法，该设备包括一个反应腔室，具有位于该腔室中的晶片块，用以将被装载的晶片加热至预定的温度，一个盖在腔室上以密封该腔室的顶盖，以及一个连接于顶盖下方且具有第一注入孔和第二注入孔的喷头，通过上述注入孔第一反应气体和第二反应气体被注入到晶片中，一个循环流体至顶盖或喷头中的流体通道，一个反应气体供应单元，向反应腔室供应第一和第二反应气体，一个第一气体加热通道单元用以加热通过它的气体，该单元安装于连接反应腔室和反应气体供应单元的第一传输管线上，以及一个第二气体加热通道单元用以加热通过它的气体，该单元安装于连接反应腔室和反应气体供应单元的第二传输管线上，该方法包括的操作步骤是装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入热活化的第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；以及从晶片块卸载已经沉积上了薄膜的晶片。如果第一反应气体在通过第一气体加热通道单元之前具有温度T1而在通过第一气体加热通道单元后具有温度T2，则T2可能小于第一反应气体的分解温度，如果第二反应气体在通过第二气体加热通道单元之前具有温度T3而在通过第二气体加热通道单元之后具有温度T4，则T4可以是第二反应气体的分解温度或更高，而且流体可以通过流体通道而流动以控制喷头的表面温度。可以在喷头或顶盖上安装热电偶以测量喷头的温度，流体通道的流动量会因热电偶产生的信号而改变，以使得在喷头最低表面的任何一点的最大温度值-最小温度值可以保持在±25℃范围内。薄膜的沉积可以包括在通过第二注入孔向晶片注入第二反应气体的同时通过第一注入孔规则而且不断地注入第一反应气体，由此送入气体；以及在第一反应气体送入周期间隔期间通过第一注入孔注入净化气体。薄膜的沉积可以包括通过第一和第二注入孔规则而且交替地注入第一和第二反应气体，由此送入气体，以及在第一和第二反应气体的送入周期间隔期间通过第一注入孔及/或第二注入孔注入净化气体。附图简要说明通过参照所附附图对示例性实施例进行详细描述，本专利技术的上述及其他特点和优势可更清楚地显现，其中附图说明图1为用于实行根据本专利技术之沉积薄膜方法的薄膜沉积设备第一实施例的简要方框图；图2为在图1所示的薄膜沉积设备中采用气体加热通道的示例的方框图；图3为在图1所示的薄膜沉积设备中采用气体加热通道的另一示例的方框图； 图4为用于实行根据本专利技术之沉积薄膜方法的薄膜沉积设备第二实施例的简要方框图；图5为用于实行根据本专利技术之沉积薄膜方法的薄膜沉积设备第三实施例的简要方框图；图6为根据本专利技术之沉积薄膜方法进行薄膜沉积过程的示例图；以及图7为根据本专利技术之沉积薄膜方法进行薄膜沉积过程的另一示例图。实施专利技术的最佳方式图1为用于实行根据本专利技术之沉积薄膜方法的薄膜沉积设备第一实施例的简要方框图，图2为在图1所示的薄膜沉积设备中采用气体加热通道单元的示例的方框图，而图3为在图1所示的薄膜沉积设备中采用气体加热通道单元的另一示例的方框图；如图1所示，薄膜沉积设备包括反应腔室100，在其内部薄膜被沉积，以及反应气体供应单元200，其产生向反应腔室100供应的反应气体。在此，气体加热通道单元300被安装在位于两个传输管线P1和P2之间的传输第二反应气体的传输管线P2上，该管线P1和P2位于反应腔室100和反应气体供应单元200之间。反应腔室100具有一个位于腔室10内的晶片块20，用于将被装载的晶片W加热至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法，该设备包括一个反应腔室，具有位于该反应腔室中的晶片块，用以将被装载的晶片加热至预定的温度，一个盖在反应腔室上以密封该反应腔室的顶盖，以及一个连接于顶盖下方且具有第一注入孔和第二注入孔的喷头，通过上述注入孔第一反应气体和第二反应气体被注入到晶片中，一个反应气体供应单元，向反应腔室供应该第一和第二反应气体，以及一个气体加热通道单元以加热通过它的气体，该气体加热通道单元安装在位于第一和第二传输管线之间的第二传输管线上，该第一和第二传输管线连接反应腔室和反应气体供应单元，该方法包括的操作步骤是：装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；流入含有Ｈ元素的热处理气体淹没薄膜以减少薄膜中的杂质；以及从晶片 块卸载已经沉积上了薄膜的晶片，其中第二反应气体在通过气体加热通道单元之前具有温度Ｔ１而在通过气体加热通道单元后具有温度Ｔ２，则Ｔ２高于Ｔ１，并且如果热处理气体在通过气体加热通道单元之前具有温度Ｔ１而在通过气体加热通道单元后具有温度Ｔ ３，则Ｔ３与Ｔ１一样或更高。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2003-8-29 10-2003-00602401.一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法，该设备包括一个反应腔室，具有位于该反应腔室中的晶片块，用以将被装载的晶片加热至预定的温度，一个盖在反应腔室上以密封该反应腔室的顶盖，以及一个连接于顶盖下方且具有第一注入孔和第二注入孔的喷头，通过上述注入孔第一反应气体和第二反应气体被注入到晶片中，一个反应气体供应单元，向反应腔室供应该第一和第二反应气体，以及一个气体加热通道单元以加热通过它的气体，该气体加热通道单元安装在位于第一和第二传输管线之间的第二传输管线上，该第一和第二传输管线连接反应腔室和反应气体供应单元，该方法包括的操作步骤是装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；流入含有H元素的热处理气体淹没薄膜以减少薄膜中的杂质；以及从晶片块卸载已经沉积上了薄膜的晶片，其中第二反应气体在通过气体加热通道单元之前具有温度T1而在通过气体加热通道单元后具有温度T2，则T2高于T1，并且如果热处理气体在通过气体加热通道单元之前具有温度T1而在通过气体加热通道单元后具有温度T3，则T3与T1一样或更高。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是如果从反应气体供应单元而来的第二反应气体在刚刚导入第二传输管线后具有温度T0，而在被导入至顶盖之前具有温度T2′，则气体加热通道单元靠近顶盖连接，以使T2′低于T2而高于T0。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是如果T2′满足T2＞T2′＞T0的关系，则T2′-T0的值至少是20℃或更高。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是薄膜的沉积包括在通过第二注入孔向晶片注入第二反应气体的同时通过第一注入孔规则地而且不断地注入第一反应气体，由此送入气体；以及在第一反应气体送入周期间隔期间通过第一注入孔注入净化气体。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是薄膜的沉积包括通过第一和第二注入孔规则地而且交替地注入第一和二反应气体，由此送入气体，以及在第一和第二反应气体的送入周期间隔期间通过第一注入孔及/或第二注入孔注入净化气体。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征是净化气体是从Ar，He，和N2气体组中选择的一种。7.根据权利要求1所述的方法，其特征是第一反应气体是含有Ti，Ta，和W的过渡金属元素的前驱物，而第二反应气体为从N2，NH3和N2H4气体组中选择的一种。8.根据权利要求1所述的方法，其特征是第一反应气体是含有Ti，Ta，和W的过渡金属元素的前驱物，而第二反应气体是含有H元素的气体。9.根据权利要求1所述的方法，其特征是气体加热通道单元设置为可以具有至少200℃的温度。10.根据权利要求1所述的方法，其特征是在流入的热处理气体中，含有H元素的热处理气体可以包括从N2，NH3，和N2H4气体组中选择的一种或多种。11.一种使用薄膜沉积设备沉积薄膜的方法，该设备包括一个反应腔室，具有位于该反应腔室中的晶片块，用以将被装载的晶片加热至预定的温度，一个盖在反应腔室上以密封该反应腔室的顶盖，以及一个连接于顶盖下方且具有第一注入孔和第二注入的喷头孔，通过上述注入孔第一反应气体和第二反应气体被注入到晶片中，一个循环流体至顶盖或喷头中的流体通道，一个反应气体供应单元，向反应腔室供应该第一和第二反应气体，以及一个气体加热通道单元用以加热通过它的气体，该气体加热通道单元安装在位于第一和第二传输管线之间的第二传输管线上，该第一和第二传输管线连接反应腔室和反应气体供应单元，该方法包括的操作步骤是装载晶片至晶片块；通过第一和第二注入孔向晶片注入含有过渡元素的第一反应气体和热活化的第二反应气体进行沉积薄膜；以及从晶片块卸载已经沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴永薰，李相奎，徐泰旭，张镐承，
申请(专利权)人：株式会社IPS，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]