專利名稱：淀積氧化硅于大面積基板上的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將一種淀積氧化硅于大面積基板上的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管(TFT)傳統(tǒng)上是被制作在大面積玻璃基板或平板上以使用 在監(jiān)視器、平板顯示器、太陽能電池、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、 或類似物上。許多TFT制造商利用大面積基板來制造尺寸超過550mm乘 650mm的TFT,以符合更大平板的需求。可以預(yù)見的是，未來尺寸將超過 4平方米。
TFT是在一集群式設(shè)備中通過設(shè)在一中央傳輸腔周圍的真空處理腔中 進(jìn)行的包括非晶形硅、經(jīng)過摻雜的及未經(jīng)過摻雜的氧化硅、氮化硅及類似 物的不同膜層的連續(xù)淀積來制成的。TFT通常包括兩層玻璃板，其間夾了 一層液晶物質(zhì)。這兩片玻璃板中的至少一片包括了至少一層設(shè)置于其上的 導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜層是連接至一電源供應(yīng)器。從該電源供應(yīng)器供應(yīng)至該導(dǎo) 電膜層的電力會改變該液晶物質(zhì)的方向，產(chǎn)生一圖案，如在顯示器上所見 到的文字或圖像。 一經(jīng)常被用來制造平板的制程為等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀 積(PECVD)。
等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積通常用來在一基板上，如一平板或半導(dǎo)體晶 片上淀積薄膜。等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積通常是通過將一前體氣體導(dǎo)入到 一容納了該基板的真空腔中來實(shí)現(xiàn)的。該前體氣體典型地被引導(dǎo)通過一位 于靠近該真空腔頂端的分配板。在該腔中的前體氣體通過從一或多個連接 至該腔的射頻RF來源施加RF功率至該腔而被充能(即，受激)用以形成一 等離子。該受激發(fā)的氣體起反應(yīng)以形成一層物質(zhì)于該基板的表面上，該基板是位于一溫度被控制的基板支撐件上。在基板承載一層低溫多晶硅的應(yīng)
用中，該基板支撐件可被加熱超過4(xrc。在該反應(yīng)期間產(chǎn)生的揮發(fā)性副 產(chǎn)物經(jīng)過一排氣系統(tǒng)從該處理腔中抽出。
在淀積薄膜，特別是由四乙氧基硅烷TEOS前體形成氧化硅薄膜中的 阻礙之一為在大面積基板的表面上淀積一預(yù)定厚度需要很長的時間。尤其 是，因?yàn)橹瞥虤怏w無法以符合商業(yè)應(yīng)用的淀積速率提供至該腔，因而淀積 速率緩慢。例如，適合用在化學(xué)氣相淀積CVD制程中用來將液體TEOS 氣化為TEOS氣體的常用氣化器的局限在約10克/分鐘，因而在典型的制 程中將淀積速率限制在約1500埃/分鐘至最大為2500埃/分鐘。缺乏可以 提供高體積流制程氣體(即，超過15克/分鐘)的產(chǎn)生器成為將氧化硅淀積到 下 一代的大面積基板上的商業(yè)化應(yīng)用的 一個主要障礙。
又，TEOS氣化器，如使用在許多大面積基板CVD應(yīng)用中的常規(guī)TEOS 氣泡機(jī)，也有在這些應(yīng)用的操作的上端產(chǎn)生液滴和包含液滴的傾向，這使 速率限制在約10克/分鐘。進(jìn)入到處理腔中的液滴會污染基板及/或?qū)е轮?程變化。由于大面積基板的尺寸使得在材料及制程成本上需要相當(dāng)?shù)耐顿Y， 所以由于液滴或不適當(dāng)?shù)那绑w氣體產(chǎn)生的過多缺陷是無法接受的。又，進(jìn) 入到處理腔中的氣體含有液滴會導(dǎo)致真空降壓時間拖長。例如，常規(guī)的大 面積基板CVD系統(tǒng)用常規(guī)產(chǎn)生5克/分鐘TEOS的氣化器的真空降壓時間 約需時23-30秒，用常規(guī)產(chǎn)生10克/分鐘TEOS的氣化器的真空降壓時間 約需時30-34秒。最小化真空降壓時間將直接導(dǎo)致基板產(chǎn)量的提高，因此 極其必要。
所以，需要一種能夠產(chǎn)生以至少2000埃/分鐘的速率淀積電介質(zhì)在大 面積基板上的TEOS氣體(其它的前體或制程氣體)的方法及設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種用來以至少每分鐘3000埃(A)的速率來將一電介質(zhì)淀積到一 至少約0.35平方米的大面積基板上的方法及設(shè)備。在一實(shí)施例中，該電介 質(zhì)為氧化硅。還提供一種大面積基板，其具有一層通過每分鐘超過3000 埃的淀積速率淀積于其上的電介質(zhì)層，和一種制造該大面積基板的處理腔。
5根據(jù)本發(fā)明的 一個方面，提供一適合使用在半導(dǎo)體制程中的氣化器模
塊。在一實(shí)施例中，該氣化器包括一第一導(dǎo)熱板，其具有一至少0.125英 寸的厚度且被設(shè)置成與一第二導(dǎo)熱板相對以限定一氣化器組件。在該第一 導(dǎo)熱板上至少部分地形成若干個溝槽而且被該第二導(dǎo)熱板所覆蓋。在該氣 化器組件的兩端形成 一 第 一 通道口和 一 第二通道口而且通過溝槽彼此流體連接。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，前體氣體的流率至少為2320sccm。


通過參照附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明以上簡要說明的本發(fā)明。然而， 應(yīng)注意的是，附圖中所示僅說明本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是本 發(fā)明范圍的限制，對于本發(fā)明還可有其他等效的實(shí)施例。
圖1是包括本發(fā)明的氣化器模塊的一個實(shí)施例的大面積基板制程系統(tǒng) 的剖面圖2是圖1中包括了本發(fā)明的氣化器模塊的一個實(shí)施例的處理腔的剖 面圖3A是本發(fā)明的氣化器模塊的 一 實(shí)施例的剖面圖3B是包括在圖3A的氣化器模塊中的氣化器的剖面圖；及
圖4是使用了圖3A的氣化器模塊的一制程實(shí)施例的流程圖。
為了便于了解，相同的標(biāo)號用來標(biāo)示各圖中的相同組件。
附圖標(biāo)記說明
■系統(tǒng)102傳輸腔
104處理腔104，加熱腔
106裝載腔108工廠界面
110界面機(jī)械手112傳輸機(jī)械手
114氣體輸送系統(tǒng)140基板
206腔壁208底部
210蓋組件212制程空間
214抽吸空間280氣化器模塊218氣體分配4反220內(nèi)側(cè)
222電源230電源
232力口熱組件238基板支撐組件
242桿246風(fēng)箱
248遮蔽框250升舉銷
260支撐表面272TEOS源
274氦氣源276氣化器輸入管路
278載運(yùn)氣體管路280氣化器
284氧氣源286等離子氣體管路
288氣化器輸出管路290限流器
302TEOS源304氦氣源
306氣化器輸入管路308載運(yùn)氣體管路
310氣化器312加熱器
314氧氣供應(yīng)316等離子氣體管路
318氣化器輸出管路320谷為
322分隔件324通路
326導(dǎo)管330氣化器
340流量控制器342散熱器
346風(fēng)扇352本體
354罩蓋356入C7通道D
358出口通道口360通道
362溝槽370入口側(cè)
372 出口側(cè)
400 方法(等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積電介質(zhì)于大面積基板)
402 基板置于處理腔內(nèi)的支撐件上
404 加熱基氺反
406 制程氣體導(dǎo)入處理腔
408 以每分鐘約3000到至少約3500埃的速率在基板上淀積氧化硅
具體實(shí)施例方式
圖1是用于以超過3000埃(A)/分鐘以及達(dá)到和超過14000埃/分鐘的 速率將電介質(zhì)淀積到大面積基板上的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)100的
實(shí)施例的俯視剖面圖。典型地，大面積基板是指(其一面)具有面積大于或
等于0.35平方米的基板。該系統(tǒng)100—般包括一中央傳輸腔102，其具有 若干個處理腔104與其相連接。任意地，其中的一個處理腔104可以是一 加熱腔104，。至少一裝載腔106連接在該傳輸腔102與一工廠界面108 之間以方便工廠界面108與處理腔104之間基材140的傳遞(有兩個被示 出)。該系統(tǒng)100還包括一設(shè)置在工廠界面108內(nèi)的一界面機(jī)械手110及 一設(shè)置在該傳輸腔102內(nèi)的傳輸機(jī)械手112，用以使基板能夠被傳送通過 該裝載腔106和在該系統(tǒng)100周圍的處理腔。 一種可采用的受益于本發(fā)明 的大面積基板制程系統(tǒng)是由位于美國加州Santa Clara市的Applied Material公司的分公司AKT公司所制造的AKT-5500等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相 淀積(PECVD)系統(tǒng)。
每個處理腔104都用來處理一大面積基板，而且典型地具有至少約 360公升的體積。每個處理腔104典型地連接至各自的氣體輸送系統(tǒng)114。 該氣體輸送系統(tǒng)114向處理腔提供制程氣體。每個氣體輸送系統(tǒng)114可以 構(gòu)成為提供一種或多種氣體至其對應(yīng)的處理腔104。在圖1所示的實(shí)施例 中，至少一氣體輸送系統(tǒng)114用來提供一制程氣體或由一液體前體以大于 約1160sccm的速率所產(chǎn)生的前體氣體(如，每分鐘至少10到至少100克 的TEOS)。
圖2顯示圖1中有一實(shí)施例的氣體輸送系統(tǒng)114與其相連接的處理腔 104的剖面圖。該處理腔104具有腔壁206， 一底部208,及一蓋組件210， 它們共同限定了一制程空間212。制程空間212典型地可通過一設(shè)在腔壁 206上的通道口(未示出)使基板140方便進(jìn)出該處理腔104。腔壁206及 底部208典型地是用一單一的鋁塊或其它能夠與制程化學(xué)物兼容的整塊材 料制造的。該蓋組件210包括一抽吸空間214,其將該制程空間212連接 至一排氣口(其包括不同的抽吸構(gòu)件，未示出)。
該蓋組件210被該腔壁206所支撐而且可被取下以維修該處理腔104。該蓋組件210 —般是由鋁所制成而且還包括熱傳遞流體通道用以讓熱傳遞
流體流經(jīng)蓋組件來調(diào)節(jié)該蓋組件210的溫度。
一分配板218連接至該蓋組件210的內(nèi)側(cè)220。該分配板218典型地 是用鋁制造而且包括一有孔區(qū)域，由該氣體輸送系統(tǒng)114所供應(yīng)的制程氣 體及其它氣體可經(jīng)過該有孔區(qū)域被送到位于該基板支撐件238上的該基板 140。該分配板218的有孔區(qū)域構(gòu)成為以可使材料更為均勻地淀積到基板 140上的方式分配制程氣體。
一經(jīng)過加熱的基板支撐組件238設(shè)置在該處理腔104的中央。該支撐 組件238在制程期間支撐著該基板140。該支撐組件238具有若干個升舉 銷250,其可活動地穿設(shè)于其上。操作這些升舉銷250以使其從支撐表面 260突出，因此將該基板用與該支撐組件238間隔開來的方式來放置，以 方便用傳輸機(jī)械手112來傳送基板。
一真空通道(未示出)被設(shè)置成穿過該支撐組件238而且用來施加一真 空于該基板140與該支撐組件238之間，用以在制程期間將基板140固定 在該支撐組件238上。加熱組件232,如一設(shè)置在該支撐組件238內(nèi)的電 極，連接至一電源230,其將該支撐組件238及位于其上的基板140加熱 至一預(yù)定的溫度。典型地，該加熱組件232將基板140保持在一約150°C 到至少約460 °C的均勻溫度。
另外，該支撐組件238支撐一限制遮蔽框248。該遮蔽框248構(gòu)成為 可覆蓋基材140的邊緣而且典型地是用陶瓷制成。該遮蔽框248可防止在 基板140及支撐組件238邊緣處的淀積，使得該基板不會粘到該支撐組件 238上。任意地， 一沖洗氣體供應(yīng)至該遮蔽框248與該支撐組件238之間 以輔助防止在基板邊緣處的淀積。
該支撐組件238由一桿242連接至一升降系統(tǒng)(未示出)，其將該支撐 組件238移動于一升高的位置(如所示)與一降低的位置之間。 一風(fēng)箱246 提供該制程空間212與處理腔104外部的大氣之間一真空密封，同時方便 該支撐組件238的運(yùn)動。另外，該桿242為該支撐組件238與該系統(tǒng)100 的其它構(gòu)件之間的電子導(dǎo)線，真空及氣體供應(yīng)線路提供一導(dǎo)管。
支撐組件238 —般接地，由一電源222供應(yīng)至該分配板218(或位于該腔的蓋組件內(nèi)或靠近蓋組件的其它電極)的RF功率可將該制程空間212內(nèi) 位于該支撐組件238與該分配板218之間的氣體激發(fā)。通常具有介于數(shù) Hz至13Hz或更高的頻率的該RF功率以提供適合該基板表面積的功率。 在一實(shí)施例中，該電源222包括一雙頻源其提供一低于2MHz(最好是約 200至500kHz)的低頻功率及一高于13MHz(最好是約13.56MHz)的高頻 功率。例如，頻率可以是固定的或是可變的。對于一個550毫米乘650毫 米的基板而言，低頻功率約0.3至2kW而高頻功率約為1至約5kW。 一般 該功率需要隨著基板尺寸的減小或加大而相應(yīng)減小或增加。
該氣體輸送系統(tǒng)114包括一四乙氧基硅烷(TEOS)源272, —氦氣源 274，及一氣化器模塊280,其通過一氣化器輸出管路288連接至該處理 腔104。該TEOS源272包括管線、閥、流量控制器及類似物，用來通過 一氣化器輸入管路276輸送控制量的液體TEOS至該氣化器模塊280，該 管路介于該TEOS源272與該氣化器模塊280之間。
該氦氣源274包括管線、閥、流量控制器及類似物，用來輸送控制量 的氦氣。該氦氣可在制程中通過將氦氣從該氦氣源274經(jīng)過該氣化器輸入 管路276繞到該氣化器模塊280而被用作為一沖洗氣體。該氦氣也可被用 作為一載運(yùn)氣體用來將氦氣從該氦氣源274繞經(jīng)一與該氣化器輸出管路 288相連接的載運(yùn)氣體管路278而將該TEOS運(yùn)送到處理腔104內(nèi)。
圖3A顯示該氣化器模塊280的 一 示意圖。該氣化器模塊為 一容器320 ， 其包括了一液體流量控制器340及一氣化器330。該容器320還包括一絕 緣分隔件322，將該流量控制器340與該氣化器330熱隔離。 一導(dǎo)管326 穿過一形成在該絕緣分隔件322上的通路324將該流量控制器340連接至 該氣化器330。該容器320及該絕緣分隔件322可用適宜的材料制成。在 所示的實(shí)施例中，該容器320是用不銹鋼制造而該絕緣分隔件322是用硅 橡膠制成的。
該流量控制器340經(jīng)由氣化器輸入管路276連接至該TEOS源272 而且經(jīng)由該導(dǎo)管326連接至該氣化器330。 一散熱器342被安裝在該流量 控制器340的底部。 一風(fēng)扇346被設(shè)置在鄰近該散熱器342處而且被安排 成將空氣吹送通過該散熱器342，通過將該流量控制器保持在約室溫的溫度，或約25。C。該流量控制器340可以是能夠控制液體流量的任何裝置， 如一質(zhì)量或體積流量計(jì)。 一適宜的流量控制器為由位于美國賓州Hatfield 市的Porter Industrial Company所制造的一質(zhì)量i乾量計(jì)，型號2000PI。通 過將該流量控制器340與該氣化器330熱隔絕開來，該流量控制器340的 溫度可更容易被保持在一預(yù)定的數(shù)值，流量控制器340在該溫度所提供的 讀數(shù)是在一已知的精確度及偏差值之內(nèi)，因而可對前體的產(chǎn)生有更為精確 的控制。
氣化器330經(jīng)由氣化器輸出管路288連接至該處理腔104及經(jīng)由導(dǎo)管 326連接至該流量控制器342。至少一加熱器312被連接至該氣化器模塊 280并加熱該TEOS以便于液體TEOS氣化成為氣相。雖然圖中加熱器312 (參考圖3B)連接至氣化器330,但其也可被設(shè)置在導(dǎo)管326內(nèi)或與導(dǎo)管 連接，或被設(shè)置在氣化器330內(nèi)。
圖3B顯示氣化器330的一實(shí)施例的分解圖。在一實(shí)施例中，該氣化 器330包括一導(dǎo)熱本體352其用一導(dǎo)熱罩354加以密封。該本體352具有 若干個橫向通道360及縱向溝槽362形成于其一側(cè)上。該本體352用不與
槽362的制造期間保持其平坦度以及可讓氣化器330在約9(TC或更高的 溫度下操作。該本體352可用不銹鋼來制造，其具有至少約0.125英寸的 厚度。發(fā)現(xiàn)一約0.1英寸厚或更薄的不銹鋼本體其TEOS氣化性能不佳， 因?yàn)樵谳敵鲋杏懈咭后w含量而不適合用在低缺陷淀積上，因?yàn)楸倔w352在 溝槽的形成期間太過撓曲及/或易于纏繞，使得介于本體352與罩子354 之間的間隙會在其橫越該本體352期間變化，通過讓液體/氣體可以流到溝 槽362外而避免完全氣化。
橫向的通道360為與流經(jīng)該氣化器330的方向垂直。通道360中的一 個通道被設(shè)置在靠近氣化器330的入口側(cè)370且經(jīng)由一至少部分地穿過該 本體352的入口通道口 356 (第一通道口 )連接至該導(dǎo)管326。通道360 中的 一第二個通道被設(shè)置在靠近該氣化器330的 一 出口側(cè)372且經(jīng)由至少 部分地穿過該本體352的出口通道口 358 (第二通道口 )(在圖3B中被部 分遮蔽)連接至氣化器輸出管路288。這些若干個縱向溝槽362形成在該本體352上且與流經(jīng)該氣化器330 的方向平行并與這些通道360互相流動地連接。溝槽362比通道360淺而 且經(jīng)過加工以保持所需的平坦性，讓分流的TEOS流能夠流經(jīng)相鄰的溝槽 362來確保完全的氣化。由溝槽362的化學(xué)刻蝕所產(chǎn)生的熱會圍繞該本體， 因此阻止在溝槽362內(nèi)的液流的隔離，將會妨礙TEOS的完全氣化。液流 的混合會導(dǎo)致氣化性能不佳且會有過多的液滴產(chǎn)生，這對于大面積基板制 程而言是無法接受的。該罩子354被固定到該本體352上，因此迫使流體 流經(jīng)氣化器330使其只在若干個通道360及若干個溝槽362內(nèi)流動。
溝槽362構(gòu)成為具有足夠的表面積用以確保至少每分鐘約10克至約 100克的TEOS完全氣化。在一實(shí)施例中，至少有45個溝槽362形成在 本體352上。每一溝槽362都具有約0.007英寸的深度及約0.015英寸的 寬度。
本體352及罩子354被至少一設(shè)置成與該本體352及/或罩子354相 接觸的加熱器312所加熱用以對流經(jīng)通道360及溝槽362的TEOS加熱 至約90。C至約15(TC的溫度，最好是120。C。進(jìn)入到氣化器的液體TEOS 被加熱并強(qiáng)迫流經(jīng)溝槽362以產(chǎn)生TEOS氣體。
當(dāng)TEOS完全氣化時，該真空降壓時間即可被縮短。例如，使用氣化 器330的大面積基板CVD系統(tǒng)在產(chǎn)生5克/分鐘TEOS時其降壓時間約為 15秒，而產(chǎn)生10克/分鐘TEOS的氣化器則需時約18秒，常規(guī)的氣化器 的降壓時間約在21至34秒之間。因此，氣化器330顯示進(jìn)入到處理腔中 的液體百分比的減少，因而與常規(guī)的系統(tǒng)比較起來能夠縮短循環(huán)時間并提 高基板產(chǎn)量。
此外，該氣化器輸出的穩(wěn)定時間及壓力穩(wěn)定性都可以比常規(guī)的氣化器 改進(jìn)許多。例如，本發(fā)明的氣化器在產(chǎn)生每分鐘10克的TEOS時具有一 約10秒鐘的穩(wěn)定時間(即，到達(dá)穩(wěn)態(tài)輸出的時間)，常規(guī)的氣化器則需時約 20-45秒的時間。本發(fā)明的氣化器的壓力穩(wěn)定性在產(chǎn)生每分鐘10克的 TEOS時約為±2.82百分比，常規(guī)的氣化器的壓力穩(wěn)定性則為±6.09百分 比。
回到圖2, —限流器290被設(shè)置在該氣化器輸出管路288內(nèi)并介于氣
12化器330與處理腔104之間。該限流器290構(gòu)成為可提供足夠的背壓給氣 化器330,使得氣化液體的膨脹速度不會快到在完全氣化之前就跑到氣化 器330外。又，該限流器290可提供一穩(wěn)定的被氣化的TEOS流，其可提 高均勻且可重復(fù)的制程。在一實(shí)施例中，該限流器290具有一約0.187至 約0.140英寸的孔口。
為了要防止被氣化的TEOS在到達(dá)處理腔104之前即凝結(jié)，氣化器輸 出管路288及載運(yùn)氣體管路278被加熱。這可防止被氣化的TEOS在運(yùn)動 經(jīng)過該氣化器輸出管路288時或在與一較冷且沒有被加熱的栽運(yùn)氣體混合 時冷卻下來。管路278、 288可通過纏繞上加熱帶，施加接觸式加熱器， 讓熱傳遞導(dǎo)管經(jīng)過等方式來加熱。該氣化的TEOS或TEOS/載運(yùn)氣體混合 物流經(jīng)氣化器輸出管路288到達(dá)該處理腔104。氣化器模塊280與加熱的 管路288、 278的此組合將可容許被氣化的TEOS以超過每分鐘10克的速 率被輸送。在另一實(shí)施例中，氣化器模塊280可構(gòu)成為可以每分鐘至少20 克的速率，最高超過每分鐘100克的速率來輸送。可以有較大容量氣化器 的該氣化器模塊280的性質(zhì)之一為可增加形成在該氣化器模塊280上的溝 槽362的數(shù)目。
氧氣從一氧氣源284被提供至該處理腔，該氧氣源通過一等離子氣體 管路286連接至該處理腔。該氧氣與TEOS氣體混合且在該處理腔104中 被激發(fā)以形成一等離子。該TEOS在等離子中解離并淀積氧化硅層于一位 于該處理腔104內(nèi)的基板的表面上。
典型地， 一遠(yuǎn)程等離子源(未示出)連接至該處理腔104并在完成多個 制程循環(huán)之后被用來清潔該腔。該處理腔可在每一循環(huán)之后或在一預(yù)定的 循環(huán)次數(shù)之后被清潔以使該腔內(nèi)保持所需要的潔凈度，同時可將昂貴的停 機(jī)時間及由污染導(dǎo)致的缺陷減至最小。
圖4顯示一電介質(zhì)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積于大面積基板上的方法 400的流程圖。在步驟402,參照圖2-3，基板140被導(dǎo)入到該處理腔104 且被放在該處理腔104內(nèi)的基板支撐組件238上。該基板140被真空壓力 固持住且其周邊被遮蔽框248所覆蓋。
在步驟404,基板140被加熱組件232加熱至約350 。C至約440 °C之間的溫度。典型地，該處理腔104的腔壁206被冷卻用以將處理腔104的 溫度保持在約90 °C至約150 °C之間。
制程氣體在步驟406被導(dǎo)入處理腔104。在一實(shí)施例中，該TEOS是 以約1160至約11600sccm的流率從TEOS源272供應(yīng)至該氣化器330。 氣化器330及氣化器輸出管284被保持在約90。C至約150。C的溫度，最好 是120 。C的溫度。流經(jīng)該被加熱的氣化器的TEOS被氣化且TEOS氣體流 出該氣化器輸出管284進(jìn)入到處理腔104。
流經(jīng)該氣化器輸出管288的TEOS氣體是經(jīng)由蓋組件210進(jìn)入該處理 腔104。從該氧氣源284流經(jīng)等離子氣體管路286的氧氣被同步地經(jīng)由蓋 組件210被導(dǎo)入該處理腔104。該氧氣的流率約為2000至約15000sccm。 該TEOS與氧氣混合并經(jīng)由該氣體分配板218進(jìn)入到制程空間212。
在步驟408,通過從該電源222施加約5000W的RF能量至該氣體分 配板218， 一等離子由該TEOS與氧氣的混合物形成在該處理腔104的制 程空間212內(nèi)。該TEOS在該等離子中解離并當(dāng)以約1160 sccm的速率 流入TEOS時，可在大面積基板的外露表面上約3000到至少3500埃/分 鐘的速率淀積的方式淀積氧化硅層于該基板的表面上，該大面積基板指基 板的一表面積具有至少約0.357平方米的面積。在約11600sccm的TEOS 流率下可得到約14000埃/分鐘的淀積率。
在一實(shí)施例中，基板140被加熱組件232加熱至約44CTC的溫度。 TEOS從TEOS源272以至少約每分鐘10克的流率被供應(yīng)至該氣化器。 該氣化器被保持在約120'C的溫度。流經(jīng)該被加熱的氣化器的TEOS被氣 化并流出該氣化器輸出管288進(jìn)入到該處理腔104。該氣化器輸出管288 被加熱至約12(TC的溫度用以防止TEOS氣體在進(jìn)入處理腔104之前凝結(jié)。
流經(jīng)該氣化器輸出管288的TEOS氣體是經(jīng)由蓋組件210進(jìn)入該處理 腔104。從該氧氣源284流經(jīng)等離子氣體管路286的氧氣被同步地經(jīng)由蓋 組件210導(dǎo)入該處理腔104，該氧氣的流率約為2000sccm。該TEOS與 氧氣混合并經(jīng)由該氣體分配板218進(jìn)入到制程空間212。通過從該電源222 施加約5000W的RF能量至該氣體分配板218, —等離子從該TEOS與氧 氣的混合物形成在該處理腔104的制程空間212內(nèi)且在約3000到至少4000埃/分鐘的流率下使氧化硅層淀積在該基板上。
利用方法400淀積的該氧化硅材料并不只是在比常規(guī)的制程快許多的 速率下被淀積，該氧化硅層還表現(xiàn)出堅(jiān)實(shí)的物理特性。例如，該被淀積的 氧化硅具有一范圍在-2.68至3.03之間的應(yīng)力；從約1.45到約1.47的折 射率；及一從每分鐘1250至約3100埃的濕式刻蝕率，所有這些特性比常 規(guī)的用較慢速率淀積的材料的特性要好許多。
雖然以上所述是關(guān)于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的，但本發(fā)明的其它及進(jìn)一 步的實(shí)施例也可在不偏離本發(fā)明的基本范圍下被實(shí)施，本發(fā)明的范圍是由 以下的權(quán)利要求確定的。
權(quán)利要求
1.一種氣化器模塊，其至少包括一液體流量控制器；一溫度控制器，其與所述流量控制器合作用以將所述流量控制器保持在一預(yù)定的溫度；及一氣化器，其具有一與所述流量控制器相連接的入口及一出口其被設(shè)計(jì)來將一氣態(tài)的前體流至一半導(dǎo)體反應(yīng)腔內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣化器模塊，進(jìn)一步包括 一熱絕緣構(gòu)件，其被設(shè)置在該氣化器與該流量控制器之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的氣化器模塊，其特征在于，所述的絕緣構(gòu)件至 少部分是由硅橡膠所制成。
4. 如權(quán)利要求2所述的氣化器模塊，進(jìn)一步包括 一容器，其容納所述氣化器及流量控制器。
5. 如權(quán)利要求1所述的氣化器模塊，其特征在于，所述的氣化器被加 熱至一范圍在約9CTC至約15(TC的溫度且所述流量控制器被保持在約25。C。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣化器模塊，進(jìn)一步包括 一散熱器，其連接至所述流量控制器。
7. 如權(quán)利要求6所述的氣化器模塊，進(jìn)一步包括一風(fēng)扇，其設(shè)置在靠近所述散熱器處并與所述散熱器合作來冷卻所述 流量控制器。
8. 如權(quán)利要求1所述的氣化器模塊，其特征在于，所述的氣化器進(jìn)一 步包括一第一導(dǎo)熱板，其具有一至少0.125英寸的厚度且具有一第一側(cè)； 一第二導(dǎo)熱板，其連接至所述第一導(dǎo)熱板的第一側(cè)上，用以界定所述 氣化器；及若干個溝槽，其至少部分被形成在所述第一導(dǎo)熱板上且被所述第二導(dǎo) 熱板覆蓋并連接所述氣化器的入口及出口 。
9. 如權(quán)利要求1所述的氣化器模塊，進(jìn)一步包括一限流器，其連接至 所述出口且具有一約0.14至約0.187英寸的孔口 。
全文摘要
提供一種用來以至少每分鐘3000埃()的速率將一電介質(zhì)淀積到一至少約0.35平方米的大面積基板上的方法及設(shè)備。在一實(shí)施例中，該電介質(zhì)為氧化硅。也提供一種大面積基板，其具有一層電介質(zhì)被淀積于其上，該電介質(zhì)層是利用一可達(dá)到每分鐘超過3000埃的淀積速率來進(jìn)行淀積，也提供一種制造該大面積基板的處理腔。
文檔編號C23C16/448GK101643896SQ200910169010
公開日2010年2月10日 申請日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者上泉元, 桑賈伊·D·亞達(dá)夫, 溫德爾·T·布倫尼克 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司