用于介电薄膜的原子层沉积的化学品的光激发的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于介电薄膜的原子层沉积的化学品的光激发的方法和装置。本发明专利技术大体来说提供一种沉积材料的方法，并且更明确地说，本发明专利技术的实施例有关于使用光激发技术来沉积阻障层、种层、导电材料以及介电材料的化学气相沉积制程以及原子层沉积制程。本发明专利技术的实施例大体来说提供辅助制程方法及设备，其中可执行该辅助制程以提供均匀沉积的材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例大体来说提供一种沉积材料的方法，并且更明确地说，本专利技术的实施例有关于使用光激发技术来沉积阻障层、种层、导电材料以及介电材料的化学气相沉积制程以及原子层沉积制程。
技术介绍
基材生产制程通常由两个相关且重要的因素来评估，也就是组件良率和持有成本(COO)。持有成本，虽然受许多因素影响，但大幅度受到每次处理的基材数量，即，生产制程的产量，以及制程材料的成本影响。已发现批处理对增加产能的尝试而言是大有可为的。但是，在增加的基材数 量上提供均匀的制程条件是一个具挑战性的课题。除此之外，已显示出等离子体辅助ALD或CVD制程、UV辅助(光辅助)ALD或CVD制程、以及直接拥有提供至处理区的离子辅助的ALD或CVD制程对于某些沉积制程是有利的。例如，UV和等离子体辅助制程已显示出可提供高k介电材料良好的薄膜品质，这在组件规格驱近次65纳米应用时更加需要。等离子体辅助ALD或CVD也显示出可降低热预算及制程时间要求，与类似的热辅助制程相比。若在如上所述的ALD或CVD制程、UV辅助(光辅助)ALD或CVD制程、以及直接拥有提供至处理区的离子辅助的等离子体辅助ALD或CVD制程等制程中加入其它辅助处理，则在增加的基材数量上提供均匀的制程条件是更具挑战性的。等离子体辅助ALD制程使用远程等离子体产生，以尝试在批次腔室内将基材暴露在均匀的等离子体条件下。等离子体经导入通过传送系统，例如批次设备的气体传送系统。但是，此制程可能受到如下困扰:在进入该处理区域之前，等离子体就衰减了(relaxation)。因此，需要一种在拥有UV辅助的ALD或CVD制程期间在批次设备内均匀且有效地沉积材料的方法。
技术实现思路
本专利技术大体来说提供一种沉积材料的方法，并且更明确地说，本专利技术的实施例有关于使用光激发技术来沉积阻障层、种层、导电材料以及介电材料的化学气相沉积制程以及原子层沉积制程。本专利技术的实施例大体来说提供辅助制程方法及设备，其中可执行该辅助制程以提供均匀沉积的材料。根据一实施例，提供在基材上形成金属氮化物的方法。该方法包含:在处理腔室内设置基材，使该基材暴露在包含有含金属前驱物以及含氮前驱物的沉积气体中，在该处理腔室内使该沉积气体暴露在从UV来源衍生出的能量束中，以及在该基材上沉积金属氮化物。在一实施例中，该基材在沉积该金属氮化物之前的前处理期间暴露在该能量束中，或者该基材在沉积该金属氮化物之后的后处理期间暴露在该能量束中。根据另一实施例，提供一种在基材上形成金属氧化物的方法，该方法包含:在处理腔室内设置基材，使该基材暴露在包含有含金属前驱物以及含氧前驱物的沉积气体中，使该沉积气体暴露在从该处理腔室内的UV来源衍生出的能量束中，以及在该基材上沉积金属氧化物。在一实施例中，该基材在沉积该金属氧化物之前的前处理期间暴露在该能量束中。在一实施例中，该基材在沉积该金属氧化物之后的后处理期间暴露在该能量束中。根据另一实施例，提供一种在基材上形成金属层的方法，该方法包含:在处理腔室内设置基材，使该基材暴露在包含有含金属前驱物以及还原气体的沉积气体中，使该沉积气体暴露在从该处理腔室内的UV来源衍生出的能量束中，以及在该基材上沉积金属层。在一实施例中，该基材在沉积该金属层之前的前处理期间暴露在该能量束中。在一实施例中，该基材在沉积该金属层之后的后处理期间暴露在该能量束中。附图说明因此可以详细了解上述本专利技术特征的方式，即对本专利技术更明确的描述，已简短地在前面概述过，可以藉由参考实施例来得到，其中某些在附图中示出。但是需注意的是，附图仅示出本专利技术的一般实施例，因此不应被认定为对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可允许其它等效实施例。图1标出本专利技术的例示批处理腔室的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来激发该些制程气体物种的组件；图2标出本专利技术的批处理腔室的另一实施例的剖面上视图，该批处理腔室包含用来激发该些制程气体物种的组件；图3标出本专利技术的批处理腔室的一实施例的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在处理区域内激发该些制程气体物种的组件；图4标出本专利技术的批处理腔室的另一实施例的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在处理区域内激发该些制程气体物种的组件；图5标出本专利技术的例示批处理腔室的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在注射组件内激发该些制程气体物种的组件；图6标出本专利技术的例示批处理腔室的另一实施例的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在注射组件内激发该些制程气体物种的组件；图7标出本专利技术的例示批处理腔室的又一实施例的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在注射组件内激发该些制程气体物种的组件；图8标出本专利技术的例示批处理腔室的另一实施例的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在注射组件内激发该些制程气体物种的组件；图9标出本专利技术的批处理腔室的注射组件的另一实施例的剖面侧视图，该批处理腔室包含用来在注射组件内激发该些制程气体物种的组件；图10如此间实 施例所述的沉积阻障材料的制程的流程图11如此间实施例所述的沉积介电材料的制程的流程图；图12如此间实施例所述的沉积导电材料的制程的流程图；图13如此间实施例所述的沉积种层的制程的流程图；以及图14A-14D标出集成电路生产程序的简要剖面图。具体实施例方式本专利技术大体来说提供了一种利用多个组件来批处理半导体基材的设备及方法，以藉由所产生的离子来辅助该些制程。在本专利技术的一实施例中，提供拥有激发组件的批处理腔室，该批处理腔室被设置在该批处理腔室外罩内。可用于在此所述的实施例的批处理腔室的范例可由加州圣塔克拉拉的应用材料公司取得的FLEXSTAR 系统。一般而言，可产生制程气体的激发物种，以辅助ALD或CVD制程，就像本文所描述的那样。这些物种可利用等离子体辅助、UV辅助(光辅助)、离子辅助(例如，离子源产生的离子)、或上述辅助的组合来激发。该些物种在该腔室外罩中该处理区域内或邻近处被激发，以避免该受激发态在该些离子抵达该批处理腔室的处理区域之前衰减。 在此所提及的「基材」包含，但不限于，半导体晶片、半导体工作件、及其它工作件，例如光学板(optical plank)、内存磁盘和诸如此类者。本专利技术的实施例可应用于任何一般的平坦工作件，在该工作件上藉由在此所述的方法沉积材料。应将「垂直方向」和「水平方向」理解为表示相对方向。因此，应将水平方向理解为与该垂直方向实质上垂直的方向，且反之亦然。但是，所述实施例和方面可以全体旋转，而使指称为垂直方向的维度定向为水平并且，同时，使指称为水平方向的维度定向为垂直，此亦落在本专利技术范围内。可用于在此所述实施例的ALD或CVD制程的批处理腔室在2005年10月13号提出申请的共同让渡的标题为「拥有注入及排出气体用的相对气室的腔室」的美国专利申请案第11/249，555号中描述，该美国专利申请在此藉由引用的方式并入本文中，以提供对于腔室、加热系统、气体传送系统以及排放系统更进一步的描述。硬件图1标出拥有内腔室101 (例如，石英腔室)以及受控制的注入及排出的批处理腔室的实施例。通常，该注入组件150和该排出组件170的温度是受到控制的，以避免制程气体凝结。图1批处理腔室100的剖面侧视图。该批处理腔室100 —般含有界定出处理区域117的内腔室101，该内腔室101经配置以容纳堆栈在晶舟120内的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：腔室；基材支撑件，设置于所述腔室中并面向所述腔室的顶部；以及气体注入器，沿所述腔室的侧边设置于所述腔室内，所述气体注入器包括气流通道，该气流通道是激励所述气流通道中的气体的能量源。

【技术特征摘要】
2006.05.05 US 11/381,970;2006.08.11 US 11/464,1211.一种装置，包括: 腔室； 基材支撑件，设置于所述腔室中并面向所述腔室的顶部；以及 气体注入器，沿所述腔室的侧边设置于所述腔室内，所述气体注入器包括气流通道，该气流通道是激励所述气流通道中的气体的能量源。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气流通道形成于电极中。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体注入器是电极。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体注入器包括UV源。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述注入器被定向为与所述基材支撑件所限定的平面相垂直的方向。6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述气体注...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·K·辛格，M·马哈贾尼，S·G·加那耶姆，J·约德伏斯基，B·麦克道尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：