[发明专利]氮化硅的热化学气相沉积

说明书

本申请是申请号为“200480040845.8”、申请日为2004年8月25日、题为“氮化硅的热化学气相沉积”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例大致上是关于一般涉及基材的处理，。更明确的说，本发明是关于尤其涉及化学气相沉积室和工艺。

背景技术

热化学气相沉积(CVD)薄膜是应用于在集成电路内形成多重材料层。热CVD薄膜可用作为绝缘体、扩散源、扩散和植入掩模、分隔板、及最后的钝化层。这些薄膜通常是在数个处理室内沉积而成，各处理室各自有特定的热学和质量传递性，以便多电路载体(例如基材)的表面形成具有最佳最优化均匀物理性和化学性的沉积薄膜的沉积。这些处理室经常作为大型整合工具的部件以便在基材表面制造多重组件。这些处理室的设计是一次只处理一个基材或处理多个基材。

在器件的几何尺寸缩减以实现更快的集成电路之际，在满足日益增长的提高产率、新颖薄膜性质及低杂质的需求的同时，也须考虑如何精减沉积薄膜的热处理预算。传统上，热学CVD是在700℃或甚至更高的温度下分批于热炉中以低压状态沉积数小时进行的。若降低沉积温度便可降低热能支出，此时只需使用较低温的前驱物或缩短沉积时间。热学CVD工艺若在处理速率控制模式下运作易受温度波动影响，若在质量传递控制模式下运作则易受不均匀流动所影响，或若在处理速率及质量传递控制混合模式下运作，则会受到两者的影响。有效的处理室设计必须包括精准的温度波动控制及充份的配送流以便在基材上形成均匀的沉积膜。处理室和排放设备的设计是依据前驱物和处理副产物的性质而异。

发明内容

本发明是一种CVD室，其能藉由改变单晶片热式CVD室的机械设计而提供均匀的热能分配、均匀的工艺助剂分配、有效的前驱物输送、及有效的残留物和排放物管理。这些改良包括处理室，其中包含由室本体和室盖所界定出的处理区；设置在该处理区内的衬底托架；安装在该室盖上的气体输送系统，该气体输送系统包含由一转接环和界定气体混合区的两个折流板；以及固定在该转接环上的面板；定位成将该转接环加热到所需温度的加热元件；以及有温度控制的排气系统。

这些改良亦包括一种用以在基材上沉积氮化硅层或碳掺杂或含碳的氮化硅层的方法，该方法包含：将双(第三-丁基胺)硅烷(BTBAS)或其它硅前驱物气化；使该双(第三-丁基胺)硅烷流入处理室；使氨和/或其它氮前驱物流入处理室中；在该处理室室盖中的混合器内组合此两种反应物；该室盖具有由一转接环和至少两个折流板所界定的另一混合区；加热该转接环，并使该双(第三-丁基胺)硅烷流经气体分配板进入基材上方的处理区中。此种改良能减少基材表面的缺陷并提高产率。

附图说明

为求能详细了解上述本发明列述的特色，以上本发明的概要说明将参照多个实施例，其中部份将以附图例示。不过，本发明在此声明，这些附图仅用以例示本发明的典型实施例，而非限制其范畴，而本发明仍包括其它类似的实施例。

图1是一处理室实施例的横剖示意图，其中包括气体分配组件和基材托架组件。

图2的分解示意图是该处理室和其工艺用具的各种组件。

图3是该面板气体输入口的例示图。

图4是狭缝阀衬垫的立体示意图。

图5是排气抬升板的立体示意图。

图6是该排气抬升板的盖板的立体示意图。

图7是另一工艺用具的立体概图，其可作为单晶片热学CVD处理室以及将气体输送至处理室的液体输送系统。

图8是例示该基材的表面，显示所收集到的样品是取自该基材整个表面。

具体实施方式

本发明的多个实施例提出一种可在基材上形成沉积层的器件，以及一种在基材上形成沉积层的方法。其硬件说明，包括实施例的例示图，先予以展示。在硬件说明后将说明该工艺的修饰及测试结果。

图1是一单晶片CVD处理室的纵切面图，该处理室具有多个室壁106和一室盖110。该处理室的多个室壁实质上为圆柱状。该室壁有数个部分可受热。该室壁上设置有一狭缝阀通道114，可供晶片或其它基材进入。

基材托架111是用以支托基材且可加热该处理室。除了该基材托架以外，该处理室的基座亦可包含一基材托架组件、一反射板或其它辅助热传导的机构、各种测量处理室状态的探针、一排气组件、及其它用于支托该基材和控制该处理室环境的设备。