[发明专利]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

说明书

                 本发明的背景

1.本发明的领域

本发明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

本发明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。

本发明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。

本发明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。