通过选择液体粘度和其他前体特性来改善液体淀积的方法技术

混合多种液体，每个液体的流量由体积流量控制器（５１５，５３５）控制，以形成最终的前体，最终的前体被雾化后淀积在基片上。通过调整体积流量控制器（５１５，５３５）来调整液态前体的物理特性，以使在前体被涂敷到基片并被处理时，最终的固体材料薄膜（３０，５０，２３６，４８９，４９２）具有平滑且平坦的表面（３１，５１，２３５，４８８，４９３）。通常情况下，该物理特性是前体的粘度，它被选择得相当低，在１－２厘泊范围内。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景1.本专利技术的领域本专利技术涉及集成电路的制造，具体地说，涉及一种通过调整液态前体的物理特性来改善在集成电路制造期间材料淀积的方法。2.问题的陈述集成电路的制造需要连续多个步骤，其中薄的材料层被顺序地淀积，制作图形和蚀刻，以形成电路的不同的元件。因此，为了在集成电路中使用一种材料，必需能够制作该材料的高质量薄膜。必需的是不仅仅在宏观观点上是高质量的，而且要在微观级别上检验时也必须是高质量的，因为集成电路的各个元件是微观的。与集成电路制造有关的一个问题是对于某些材料特别是络合材料比如分层超晶格材料，难以制作高质量的薄膜。已知的最佳方法常常制作的这些材料是络合的，无效的或不可靠的。而且，不同材料的淀积方法，缺少一致性，这会导致整体制造过程的不连续和低效率。一种普通的淀积方法是液体淀积，其中要淀积的材料的液态前体被涂敷到下面的基片上。该前体可以是要淀积的材料被溶于一种溶剂中的一种简单溶液。更典型地，该前体是一种或多种化学前体的溶液，在该液态前体被涂敷之后，它们在基片上起反应。在涂敷了一种液态前体的涂层之后，它通常被处理，以形成所需材料的固体层。通常，已淀积的材料固体层的质量取决于该前体液体涂层的特性。影响集成电路制造的某些液体涂层的特性包括液体涂层中材料的浓度或化学前体的种类、液体涂层的厚度、以及液体涂层在其下面的基片上的覆盖度(coverage)。例如，由上覆固体层对基片的高等级的覆盖度通常是所需的。同时，重要的是淀积的材料固体层要填充其下面基片上的所有凹陷和台阶，并呈现一个均匀平滑和平坦的表面。在当前的制造过程中，高质量覆盖和平滑平坦的表面的组合是在固态膜形成之后通过使用化学机械磨光(＂CMP＂)处理步骤实现的。这可能就是制造过程中的问题所在，因为CMP步骤不仅增加制造过程的复杂性和费用，而且它也导致微粒的形成。在CMP处理过程中形成的微粒是难以完全除去的，并会严重损害集成电路。现有的制造过程中的一个相关问题是某些实用淀积方法不能用于特定固体材料的淀积层，因为随后的CMP处理过程会导致不能克服的问题。所涂敷的液态前体涂层的质量以及最终的固体材料层也受淀积方法和状态的影响。例如，如果一种雾化淀积方法被用于涂敷液态前体涂层，雾的流速和雾的微粒大小会影响该液体涂层的质量。同时，该液态前体的物理品质会影响给定淀积装置将所需质量的液体涂层涂敷到基片上的效力。当前的生产方法中的一个问题是某些实用淀积方法不能用于特定固体材料的淀积层，因为该液态前体的质量不适合用给定类型的淀积装置操作。3.解决问题的方案本专利技术通过选择性地和系统性地调整液态前体的物理特性来代替一个或多个常规集成电路处理步骤，从而解决这些问题。在一个最佳实施例中，选择粘度或其他相关物理特性，以使该前体填充基片上的凹陷，同时提供一个平滑平坦的表面，从而不需要CMP处理过程。在另一个实施例中，具有第一粘度或其他相关物理特性的第一前体被淀积，随后淀积具有第二粘度或其他相关物理特性的第二前体。在该实施例中，第一和第二前体两者最好是用于形成基本相同的预定材料的前体。本专利技术也通过提供一种制造一个固体材料薄膜的方法来解决上述问题，其中，液态前体的物理特性在将该前体淀积到基片上的步骤中被改变。该物理特性可以分步或连续地改变。在改变步骤之间或仅仅在原始前体和已改变的前体都被涂敷之后干燥该液态前体。本专利技术也通过提供用于形成一个固体材料薄膜的设备以及一个混合装置来解决上述问题，所述的固体材料具有两个液体源，混合装置仅仅用于在液体淀积步骤之前以连续的且受控制的方式来混合所述两种液体。本专利技术提供一种制造具有平整薄膜表面的固体材料薄膜的方法，该方法包括以下步骤提供一个基片，它具有包括非平整区域的基片表面；提供一个液态前体，用于形成固体材料层，该液态前体具有5厘泊或更低的粘度；将该液态前体涂敷到基片上；以及在该基片上处理该液态前体，以形成具有平整的薄膜表面的固体材料薄膜。较好地，该粘度不超过2厘泊，而且该粘度最好是在1厘泊至2厘泊之间。较好地，该固体材料薄膜包括金属氧化物，比如分层超晶格材料，二氧化硅或硅玻璃。较好地，该液态前体包括从醇盐，羧化物及其组合中选择的一种化合物。较好地，该前体包括一种金属化合物，并且该金属化合物是从金属2-乙基己酸盐(ethylhexanoates)和金属2-甲氧基乙醇盐(methoxyethoxides)中选择的。较好地，该液态前体包括一种溶剂，并且该溶剂是从酒精，芳香烃和酯中选择的。较好地，涂敷步骤包括将该液态前体的薄膜旋转涂敷在该基片上。或者，提供基片的步骤包括将基片放置在密封的淀积室内；并且涂敷步骤包括下列步骤产生液态前体的雾，并且使该雾流经该淀积室，以在基片上形成液态前体。本专利技术还提供一种制造固体材料薄膜的方法，包括下列步骤提供一个基片以及一种液态前体，该液态前体适合于在涂敷到基片并被处理后形成固体材料薄膜；将该液态前体涂敷到基片上；在涂敷步骤之后，改变该液态前体的物理特性；在改变步骤之后，连续地将具有已改变物理特性的液态前体涂敷到基片上；并且处理该基片表面上的液态前体，以形成固体材料薄膜。较好地，这种方法在涂敷和继续涂敷步骤之间进一步包括烘干基片上液态前体的步骤。较好地，改变步骤和继续涂敷步骤至少重复一次。较好地，改变步骤与继续涂敷步骤同时完成。较好地，改变步骤被连续地进行一个预定的时间。较好地，物理特性是粘度、在液态前体与基片表面之间的表面张力、密度、热容量、汽化热或蒸气压。按照另一方面，本专利技术还提供制造固体材料薄膜的方法，该方法包括以下步骤提供一个基片；提供一个液态前体；在涂敷液态前体到基片的同时，调整该液态前体的物理特性；以及处理该基片表面上的液态前体，以形成固体材料薄膜。按照又一个方面，本专利技术提供制造固体材料薄膜的方法，该方法包括以下步骤提供一个基片、第一液体、和第二液体；将第一液体流经第一流体流动控制器，而将第二液体流经第二流体流动控制器；混合第一液体和第二液体，份量由第一和第二流体流动控制器决定，以形成一个液态前体；将该液态前体涂敷到基片上；以及处理该基片表面上的液态前体，以形成固体材料薄膜。较好地，该方法进一步包括调整第一流体流动控制器的步骤，以在涂敷步骤期间改变第一液体流经第一流体流动控制器的流量。较好地，至少一个流体流动控制器是体积流量控制器。较好地，该固体材料薄膜包括金属氧化物，比如分层超晶格材料，二氧化硅或硅玻璃。较好地，该前体包括上述任何化合物和溶剂。较好地，处理步骤包括从下面一组处理过程中选择的步骤在真空中用光照射(exposing)，用UV和/或红外线(IR)照射，接电极(electrical poling)，干燥，加热，烘焙，快速热处理，以及退火。本专利技术还提供一种制造固体材料薄膜的设备，该设备包括第一液体源，第二液体源，以及一个雾发生器；第一体积流量控制器连接在第一液体源与雾发生器之间，而第二体积流量控制器连接在第二液体源与雾发生器之间；一个淀积室，与该雾发生器进行流体传递；以及一个排放组件，与该淀积室进行流体传递。较好地，该设备进一步包括位于体积流量控制器与雾发生器之间的一个混合室。较好地，第一液体是一个溶剂，而第二液体是从醇盐，羧化物及其组合中选择的一种化合物。本专利技术不仅可以相对简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造固体材料薄膜（３０，５０，２３６，４８９，４９２）的方法，包括以下步骤：提供一个基片（１２，１０２，３８１）以及一种液态前体，所述液态前体在涂敷到基片并被处理时适合于形成所述固体材料薄膜；将所述液态前体涂敷到所述基片上；以及处理所述基片上的所述液态前体，以形成所述固体材料薄膜（３０，５０，２３６，４８９，４９２）；其特征在于：在所述涂敷步骤之后，改变所述液态前体的物理特性；以及，在所述改变步骤之后，连续地将具有所述已改变的物理特性的液态前体涂敷到所述基片上。

【技术特征摘要】
US 1999-2-3 09/243,2541.一种制造固体材料薄膜(30，50，236，489，492)的方法，包括以下步骤提供一个基片(12，102，381)以及一种液态前体，所述液态前体在涂敷到基片并被处理时适合于形成所述固体材料薄膜；将所述液态前体涂敷到所述基片上；以及处理所述基片上的所述液态前体，以形成所述固体材料薄膜(30，50，236，489，492)；其特征在于在所述涂敷步骤之后，改变所述液态前体的物理特性；以及，在所述改变步骤之后，连续地将具有所述已改变的物理特性的液态前体涂敷到所述基片上。2.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于在所述涂敷和继续涂敷步骤之间具有烘干所述基片上的所述液态前体的步骤。3.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述改变步骤和继续涂敷步骤至少重复一次。4.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述改变步骤和继续涂敷步骤是同时进行的。5.按照权利要求4的方法，进一步的特征在于所述改变步骤被连续地进行一个预定的时间。6.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述的物理特性是粘度。7.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述的物理特性是所述液态前体与所述基片之间的表面张力。8.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述的物理特性是密度。9.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述的物理特性是热容量。10.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述的物理特性是该汽化热。11.按照权利要求1的方法，进一步的特征在于所述的物理特性是蒸气压。12.一种制造固体材料薄膜(30，50，236，489，492)的方法，包括以下步骤提供一个基片(12，102，381)；提供一个液态前体；以及处理所述基片上的所述液态前体，以形成所述固体材料薄膜(30，50，238，489，492)；其特征在于在调整所述液态前体的物理特性的同时，涂敷所述液态前体到所述基片上。13.一种制造固体材料薄膜(30，50，236，489，492)的方法，包括以下步骤提供一个基片(12，102，381)；将一个液态前体涂敷到一个基片上；以及处理所述基片上的所述液态前体，以形成所述固体材料薄膜(30，50，236，489，492)；其特征在于提供第一液体和第二液体；使所述第一液体流经第一流体流动控制器(515)，而使所述第二液体流经第二流体流动控制器(535)；以及混合所述第一液体和第二液体，其量由所述第一和第二流体流动控制器决定，以形成所述液态前体。14.按照权利要求13的方法，进一步的特征在于调整所述第一流体流动控制器(515)，以在所述涂敷步骤期间改变所述第一液体流经所述第一流体流动控制器的流量。15.按照权利要求13的方法进一步的特征在于所述流体流动控制器中的至少一个是体积流量控制器。16.一种制造固体材料薄膜(30，50，236，489，492)的方法，包括下列步骤提供一个基片(12，102，381)，它具有包括非平整区域(18，42，44，46，393，396)的基片表面；提供一个液态前体；将所述液态前体涂敷到所述基片上；并且处理所述基片上的所述液态前体，以形成所述固体材料薄膜(30，50，236，489，492)；其特征在于所述液态前体具有5厘泊或更低的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林慎一郎，拉里D麦克米伦，卡洛斯A帕斯德阿劳约，
申请(专利权)人：塞姆特里克斯公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]