[发明专利]沉积系统、ALD系统、CVD系统、沉积方法、ALD方法及CVD方法

说明书

技术领域

本发明涉及沉积系统、原子层沉积(ALD)系统、化学气相沉积(CVD)系统、沉积方法、ALD方法及CVD方法。

背景技术

集成电路制作通常包括跨越半导体衬底沉积材料。半导体衬底可以是(例如)单独的或者与一种或一种以上其它材料组合的单晶硅晶片。

所述所沉积的材料可以是导电的、绝缘的或半导电的。所述所沉积的材料可并入到与集成电路相关联的众多结构中的任一者中，所述结构包含(例如)电组件、使电组件彼此电隔离的绝缘材料及使电组件彼此电连接的布线。

ALD及CVD是两种常用的沉积方法。对于ALD处理，在相对于彼此大致不重叠时间将反应性材料依序提供于反应室中以在衬底上方形成单层。可堆叠多个单层以形成达到所要厚度的沉积物。控制ALD反应使得所沉积材料沿着衬底表面而非遍布反应室形成。相反，CVD处理包括将多种反应性材料同时提供于反应室内使得所沉积材料遍布反应室形成，且接着沉降于所述室内的衬底上以跨越所述衬底形成沉积物。

用于ALD及CVD的一些反应性材料比其它材料昂贵得多。在本发明的一些实施例中，用于ALD及CVD的昂贵反应性材料可归类为前驱物，且较不昂贵的反应性材料可归类为反应物。前驱物可含有金属且可以是复合分子(例如金属有机组合物)。相反，反应物可以是简单分子，其中常见反应物为氧气(O₂)、臭氧、氨气及氯气(Cl₂)。

所述前驱物可比其构成部分价格更高。举例来说，包括贵重金属(例如，金、铂等)的前驱物通常比所述贵重金属本身贵数倍。此外，相对较便宜的材料(例如，非贵重金属，像铜)的前驱物本身可能依然昂贵，特别是在于形成所述前驱物时利用复杂及/或低合格率工艺的情况下。

将需要开发降低与前驱物材料相关联的费用的系统及方法。

附图说明

图1是实例性实施例沉积设备的示意图。

图2是另一实例性实施例沉积设备的示意图。

图3是可在利用图2的沉积设备形成沉积物期间使用的实例性脉冲、吹扫、捕集器及旁路序列的图形图解说明。

图4是另一实例性实施例沉积设备的示意图。

具体实施方式

ALD及CVD两者共有的一个方面在于引入到反应室中的前驱物材料中的一些前驱物材料将保持未反应，且因此将以与其进入所述室相同的组成形式从所述室排放。一些实施例包含适合于收回所述未反应的前驱物材料使得可将其再引入到沉积工艺中的方法及系统。参考图1到图4描述实例性实施例。

参考图1，此图解说明经配置以用于使所捕集的前驱物材料再循环的沉积系统10。系统10包含反应室14。所述反应室可经配置以用于ALD及CVD中的一者或两者(其中术语CVD在本文用于包含传统CVD，且还包含传统CVD工艺的衍生物，例如脉冲式CVD)。

泵16提供于所述反应室的下游且用于拉动各种材料穿过所述系统。除了泵16以外或者作为其替代方案，可提供其它组件(未展示)用于帮助各材料流动穿过所述系统。流入并穿过所述室的所述材料可视为沿着以下流动路径流动：沿着线18延伸到所述室、如箭头20所图解说明的那样延伸穿过所述室且接着沿着线22从所述室延伸出。穿过所述室的流动可以是连续的或可包括用材料脉冲装载所述室、将所述材料保持在所述室内达一持续时间且接着借助吹扫循环从所述室排放所述材料。如果利用ALD，那么可利用两个或两个以上连续脉冲/吹扫循环来形成材料单层。

线18及22可对应于用于将材料载送到所述反应室及从所述反应室载送材料的管道或其它适合导管。除了线18及22以外，所述系统还包含线24、26及28。

沿着线28展示阀30，沿着线24展示阀32及34且沿着线26展示阀36及38。可利用所述阀来调节材料沿着所述流动路径的流动。

分别沿着线24及26展示一对前驱物捕集器40及42。所述前驱物捕集器经配置以在第一条件下捕集前驱物且在第二条件下释放所捕集的前驱物。举例来说，所述前驱物捕集器可以是冷捕集器且因此可经配置以在相对低温条件下捕集前驱物且在相对高温条件下释放前驱物。术语“相对低温”及“相对高温”用于彼此比较使得所述“相对低温”为比所述“相对高温”低的温度。