JP2001093895A - 酸化アルミニウムを付着させる装置 - Google Patents

酸化アルミニウムを付着させる装置

Info

Publication number
JP2001093895A
JP2001093895A JP2000244146A JP2000244146A JP2001093895A JP 2001093895 A JP2001093895 A JP 2001093895A JP 2000244146 A JP2000244146 A JP 2000244146A JP 2000244146 A JP2000244146 A JP 2000244146A JP 2001093895 A JP2001093895 A JP 2001093895A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
wafer
chemical vapor
source
delivery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000244146A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3405717B2 (ja
Inventor
Steven G Barbee
スティーブン・ジョージ・バービィ
Anthony Contey Richard
リチャード・アンソニー・コンティ
Alexander Kostenko
アレキサンダー・コステンコ
Narayana V Sarma
ナラヤナ・ブィ・サーマ
Donald L Wilson
ドナルド・レスリー・ウィルソン
Justin Wai-Chow Wong
ジャスティン・ワイ−チョウ・ウォン
Steven P Zuhoski
スティーブン・ポール・ズホスキー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JP2001093895A publication Critical patent/JP2001093895A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3405717B2 publication Critical patent/JP3405717B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化アルミニウムの化学蒸着中に蒸気引渡
しシステムを温度制御し、シリコン基板又は同等な基板
上に低圧化学蒸着(LPCVD) を用いて高品質で適合する酸
化アルミニウム膜を形成する付着処理を提供すること。 【解決手段】化学蒸着(CVD) システム内の装置は付着処
理中の実際のウェーハ／基板(10)温度を監視し、実時間
ウェーハ／基板制御により高品質酸化アルミニウム膜を
形成できる。シリコン基板に酸化アルミニウムをLPCVD
付着させるソース蒸気を正確に反復供給するために、こ
の装置は加熱されたソース物質、加熱された引渡し経
路、加熱された不活性ガス排出経路(21a〜21c)、圧力差
大流量制御装置(24,28)、関連バルブを有する制御シス
テム及び、完全なソース引渡しシステムとして温度制御
される壁を有する真空処理室を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に半導体装置製
造時のシリコン基板への濃い酸化アルミニウム(Al2O3)
薄膜の化学蒸着 (CVD)、より詳しくは、大量製造環境で
の酸化アルミニウムの先駆物質のような、ATI として技
術的に知られたアルミニウム・トリイソプロポクサイド
(Al(OC3H7)3)を用いる酸化アルミニウム膜の低圧化学蒸
着(LPCVD)の改良された装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】(タングステン接触スタッドパターニン
グ中の)リアクティブイオンエッチング(RIE)停止層のよ
うなCVD Al2O3の用法が明白に示されている。この用法
では、下記の特徴を有する濃い酸化アルミニウム膜が規
定される: ・屈折指数: 1.59〜1.62 ・エッチング速度(75℃の3.6％燐酸)＜25nm/min ・水酸基含有量(赤外線(IR)分光による、3500cm-1 のフ
ィルム厚のミクロン当りのOH吸収度):＜0.005 ・アニーリングの際のフィルム厚の収縮(500℃で30分):
＜1.5％ 文献によれば、ATI として技術的に知られた、アルミニ
ウム・トリイソプロポクサイド(Al(OC3H7))は存続可能
な 500 ℃未満のAl2O3 先駆物質である。例えば、J. A.
Aboaf,J.Electrochem. Soc.,114,948(1967), J. Fourn
ier et al., Mat.Res. Bull., 23,31 (1988), J. Kwon,
J. Saraie and Y. Yodogawa, J. Electrochem Soc., 1
32,890 (1985), H. Mutoh et al., J. Electrochem So
c., 122,987(1975), and R. W. J. Morssinkhof et a
l., "Mechanistic Aspects of the Deposition of Thin
Alumina Films Deposited by MOCVD", paper presente
d at Spring Meeting of the Materials Research Soci
ety, San Francisco, CA (1990) を参照されたい。これ
らの参照文献では、ATI は: (1) 反応器へのATI の引渡
しにバブリングのみが用いられ、(2) 種々のATI 動作温
度 (78〜170 ℃) が実行され、(3) 付着の反復性は実証
されず、そして(4) 単一の基板のみがコーティングを必
要とする条件の下で用いられる。しかしながら、文献は
Al2O3 付着のためのATI の使用を記述すると同時に、AT
I キャリヤを用いるバブリング手法を記述するが、実行
できる製造プロセスの提示に失敗している。事実、文献
に記述されたバブリング手法は製造環境では作動しな
い。
【０００３】酸化アルミニウム低圧化学蒸着(LPCVD) 処
理中に、基板温度は高品質酸化アルミニウム膜の付着に
重要である。低いウェーハ温度は一般に高いエッチング
速度及び低い密度を有する膜を生ずる。基板温度が行程
毎に制御されない場合、エッチング速度は変動すること
があり、後続するエッチング処理は一括処理で正確に制
御することはできない。サセプタ又はチャック内の抵抗
熱装置(RTD) 又は熱電対のような埋込み型温度測定装置
の使用はウェーハ／基板温度を直接には測定しないの
で、連続的に処理された基板／ウェーハが同じ温度に到
達することを保証せず、従って膜は異なるエッチング速
度を有する。基板／ウェーハはサセプタ／チャック上に
休止し、サセプタ／チャックにより機械的に保持できる
が、基板／ウェーハ及びサセプタ／チャックの間の処理
圧力による熱伝達は予測できないので、サセプタ／チャ
ック温度及び連続的に処理されたウェーハ／基板の間の
大きな差異になるかも知れない。
【０００４】現在、LPCVD 処理中のウェーハ／基板温度
を保証する手段はない。代わりに、温度制御装置を較正
する種々の外部手段が用いられる。前記手法の１つは周
囲への排出孔を有する処理室、及び表面温度を測定する
ウェーハサセプタ／チャックに対して置かれた熱電対プ
ローブを必要とする。そして熱電対プローブからの読取
り値に基づいてサセプタ／チャック温度制御装置の調整
が行われる。これらのタイプの手順は、チャック表面放
射率、処理圧力でのシステムによる放射熱効果、及び
(又は) ウェーハ／基板がチャック／サセプタ上に置か
れたときのウェーハ／基板放射率を考慮しない。明白な
結果は、実際のウェーハ製品の処理前のモニターウェー
ハ上のエッチング速度の測定に用いられる一連の "試
験" 行程である。これは、所要の資源時間、モニターウ
ェーハ／基板の費用、LPCVD システムのみでない処理ツ
ール使用可能度の損失に関して非常に高い費用になり、
しかもウェットエッチング及び検査／測定装置にもな
る。
【０００５】プラズマ蒸着(スパッタリング)手法は適合
範囲をシミュレートするために幾つかのフォトリソグラ
フィステップ及びウェットエッチングステップで用いる
ことができる。しかしながら、多くのステップは装置費
用、サイクルタイム、化学物質、処理及び追加の資源を
増大する。
【０００６】設計が不適切な、加熱されたソース容器か
ら真空処理室に低圧反応蒸気を送る引渡し（delivery）
システムは蒸気を分解し又は蒸気を凝縮する。どちらも
引渡しシステム内に反応蒸気副生成物が付着するので、
引渡しシステムの機能が低下し、最後には詰まる原因と
なる。
【０００７】加熱されたソース容器から真空処理室に低
圧反応蒸気を送ると、供給管又は流れ制御装置の壁面で
蒸気物質が分解し又は凝縮するに至ることがある。低圧
蒸気物質の一定の流れの開始・維持のために、適切な蒸
気圧を供給する加熱されたソース容器が用いられる。加
熱されない引渡しシステムは引渡しシステム内で蒸気を
凝縮させて引渡しシステムの機能を低下させ、最後には
詰まりの原因となる。逆に、引渡しシステムの加熱が高
すぎる場合、蒸気が分解されるので、付着膜の品質が低
下し、ウェーハ／基板内のエッチング停止品質が低下
し、そして最後には引渡しシステム内が付着物で覆われ
て閉塞状態になる。
【０００８】流量がないときの遊休期間中に引渡しシス
テムで捕捉され停滞したソース化学物質も分解し、引渡
しシステムが付着膜で覆われて流れが制約され、最後に
はシステム閉塞の原因となる。引渡し経路自身の真空ポ
ンプ動作は、反応ソース蒸気及びその結果生ずるシステ
ム閉塞を取り除くのに無効であることが立証されてい
る。ソース容器内で形成される表面膜により、蒸気の生
成を制限し反応化学物質の処理を停止させるもう１つの
問題が起きることがある。正しく設計された基板温度測
定及び制御、不活性ガス一掃、及びソース化学物質の撹
拌がなければ、処理室への蒸気の引渡しは信頼できる、
即ち製造可能なプロセスではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、酸化アルミニウムの化学蒸着中に実際のウェーハ／
基板温度を測定する装置を提供することにある。本発明
の第２の目的は、蒸気引渡しシステム内の反応体蒸気の
凝縮及び (又は) 分解により起きる引渡しシステムの閉
塞を取り除く、熱平衡され、不活性ガスが一掃され、そ
して温度制御された蒸気引渡しシステムを提供すること
にある。本発明の第３の目的は、最初のウェーハの製造
行程で品質不良な付着膜を取り除くことにある。本発明
の第４の目的は、シリコン基板又は同等な基板上に低圧
化学蒸着(LPCVD) を用いて高品質な且つ適合する酸化ア
ルミニウム膜を提供する再生及び製造可能な付着処理を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明により、スパッタ
リング(PVD) タイプ使用の際に存在する適合をシミュレ
ートする追加のフォトリソグラフィステップを必要とせ
ずに、高品質で均一な酸化アルミニウム膜をシリコン基
板に普通に付着させることができる。その結果、所要の
処理ステップが減少するので、主要な装置、サイクルタ
イム、化学物質及び人的資源の節約が期待される。
【００１１】本発明は典型的なLPCVD 反応器、中央温度
制御装置、ソース物質の正確な加熱システム、正確に加
熱されたソース引渡しシステム、正確に加熱された不活
性ガス一掃システム、正確に加熱されたガスを希薄にす
るガス経路、正確に加熱された真空前経路、正確に加熱
された圧力差に基づく大流量制御装置及び、正確な真空
室壁温度制御装置を含む。本発明はIR温度監視及びフィ
ードバック制御を用いる実時間基板温度制御、並びに、
反応体蒸気流量を制御するフーリェ変換赤外線(FTIR)分
光計蒸気分析システムを含むことも特徴とする。
【００１２】本発明の実施例で用いられた装置は、加熱
されたソース物質、加熱された引渡し経路、加熱された
不活性ガス一掃経路、圧力差大流量制御装置、関連バル
ブを有する制御システム及び、シリコン基板に酸化アル
ミニウムのLPCVD 付着のためのソース蒸気を正確に且つ
反復して供給する完全なソース引渡しシステムとして温
度制御される真空処理室を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の良好な実施例に従
って酸化アルミニウムを基板に付着させる装置を示す。
圧力容器11はソース化学物質蒸気が生成されるアルミニ
ウム・トリイソプロポクサイド(ATI) ソース物質を含
む。対のバルブ12a 及び12b を有する引渡し多岐管12は
圧力容器11に連結され、そして第１及び第２の出力がこ
れらの２つのバルブにそれぞれ連結される。引渡し多岐
管のバルブ12a 及び12b はATI ソース化学物質蒸気を第
１又は第２の出力に選択的に引渡す。等温オーブン13は
圧力容器11及び引渡し多岐管12を含み、それらを加熱し
てそれらを正確に制御された温度に維持する。センサー
14及び15は圧力容器11内の圧力及び温度をそれぞれ監視
し、そしてこのデータを信号ケーブル14a 及び15a を
介してプロセス制御装置17に伝達する。
【００１４】化学蒸着(CVD) 処理室16は制御経路18で示
すようにプロセス制御装置17により壁温が制御される。
CVD 処理室16は、ガスを処理室に注入するための少なく
とも１つのガス注入器ノズル19 及び、酸化アルミニウ
ム膜が付着される予定のシリコンウェーハ基板のような
素材10を保持する加熱されたサセプタ又はチャック20も
有する。断熱され且つ温度制御された排出経路21a 及び
21b は前記引渡し多岐管12の第１の出力及びCVD 処理室
16にそれぞれ連結され、温度制御された排出物を、引渡
し多岐管及びCVD 処理室から真空ポンプ22に排出する。
温度制御された引渡し経路23はその第１の端で前記引渡
し多岐管12の第２の出力に連結される。引渡し経路23
は、ウェーハ上の酸化アルミニウムの所望の付着速度の
ATI ソース化学物質蒸気の大流量を制限しないような断
面を有する。温度制御された圧力差大流量制御装置(MF
C) 24は結局は引渡し経路23の第２の端に連結され、プ
ロセス制御装置17の制御の下に、引渡し経路23によりAT
I ソース化学物質蒸気の正確な流量を供給する。
【００１５】加熱され断熱されたバルブ事前混合多岐管
アセンブリ26を含む事前混合室25は圧力差大流量制御装
置24に連結される。事前混合多岐管アセンブリ26は第１
及び第２の出力を有する。事前混合多岐管アセンブリ26
の第１の出力は、ATI ソース化学物質蒸気を、大流量制
御され且つ事前加熱されたガス、例えばソース27からの
アルゴンと混合させる室を含む。このガスは大流量制御
装置(MFC) 28を介して事前混合多岐管アセンブリ26に引
渡される。事前混合多岐管アセンブリ26の第１の出力は
経路29によりCVD 処理室16のガス注入器ノズル19に連結
され、混合されたATI ソース化学物質蒸気及び希薄なガ
スをそこに注入する。事前混合多岐管アセンブリ26の第
２の出力は排出経路21c に連結される。
【００１６】プロセス制御装置17はマイクロプロセッサ
に基づいた制御装置であり、引渡し多岐管12、オーブン
13、圧力容器監視センサー14及び15、加熱されたスロッ
トルバルブ32、圧力差大流量制御装置24、大流量制御装
置28、CVD 反応器16の壁、及び事前混合多岐管アセンブ
リ26に電気的に接続され、システム全体で実質的に一定
に引渡されるATI ソース化学物質蒸気の圧力及び温度を
制御することにより、引渡し中に起こりうるATI ソース
化学物質蒸気の凝縮及び(又は)分解を最小にする。更に
プロセス制御装置17は、所定の付着処理パラメータによ
り、圧力容器11から排出経路 21a及び 21b、引渡し経路
23、事前混合多岐管アセンブリ26及びCVD 処理室16への
ATI ソース化学物質蒸気の引渡しを制御する。
【００１７】引渡し経路23は赤外線(IR)セル30に通じ
る。IRセル30に近いフーリェ変換赤外線(FTIR)分光計31
又は他のIR感知装置は、IRセル30を通じて流れる蒸気が
CVD 処理室16に運ばれる前にその全濃度を分析する。FT
IR分光計31は事前混合多岐管アセンブリ26のバルブを制
御する情報をプロセス制御装置17に送る。プロセス制御
装置17は、それがFTIR分光計31から受取る情報に基づい
て、事前混合多岐管アセンブリ26のバルブを作動させ
る。引渡し経路23はIRセル30から圧力差大流量制御装置
(PDMFC) 24を介して事前混合多岐管アセンブリ26のバル
ブに通じる。このバルブからの出力はCVD 処理室16に通
じる経路29及び真空ポンプ22に通じる排出経路21c で表
わされる。
【００１８】IRセル30を流れる反応体蒸気がFTIR分光計
31により分析されると、汚染又は分解生成物が存在する
かどうかを示す情報がプロセス制御装置17に与えられ
る。Al2O3 膜付着の品質の基準である反応体蒸気の組成
により、プロセス制御装置17は、ATI 化学物質ソース蒸
気が経路29を通ってCVD 処理室16にではなく排出経路21
c を通ってポンプ22に移動するように、事前混合多岐管
アセンブリ26のバルブ切換えを操作する。ATI 化学物質
ソース蒸気の組成が適切な場合、ATI 化学物質ソース蒸
気が経路29を介してCVD 処理室16にあるノズル19に移動
して素材10と反応するように、事前混合多岐管アセンブ
リ26のバルブが操作される。
【００１９】プロセス制御装置17は製造要求がない期間
は圧力容器11内のATI の温度を90℃と95℃の間に制御す
るように動作する。製造要求がない期間は、ATI は真空
状態で保管される。プロセス制御装置17は製造要求の期
間に備えてATI 温度を125 ℃を越えない範囲に高め、そ
して製造要求の期間中はATI を125 ℃を越えない温度に
維持する。ATI 化学物質蒸気は直接蒸発作用によりCVD
処理室16に送られる。製造要求の期間はATI 化学物質蒸
気の引渡しを改善するために、ATI 圧力容器11を撹拌す
ることができる。ATI 化学物質蒸気は始動期間中にCVD
処理室16内のノズル19の代わりに反応器バイパス経路21
c に送られ、そしてバイパス排出経路21c への流れは、
反応器への引渡し経路23内のATI 化学物質蒸気の濃度が
FTIRシステムにより決定されるような所定のレベル、一
般に99％よりも高くなるまで維持される。反応器供給経
路内のATI 化学物質蒸気の濃度が一般に99％よりも高い
所定のレベルに達した後、素材10に酸化アルミニウムを
付着させるために、ATI 化学物質蒸気は経路29を介して
CVD 処理室16内のノズル19に送られる。ATI 化学物質蒸
気の温度は製造要求期間の終了後はおよそ90℃に再び低
下させられる。
【００２０】図２はマイクロプロセッサに基づいたプロ
セス制御装置17により制御される処理を示す流れ図であ
る。処理が開始されると、判定ブロック41で、プロセス
制御装置17は処理に使用できるウェーハがあるかどうか
を判定する。処理に使用できるウェーハがない場合、処
理システムは処理に使用できるウェーハが得られるまで
ブロック42でアイドリングする。CVD 処理室16でウェー
ハを処理に使用できるようになった後、機能ブロック43
で、オーブン13の温度を125 ℃まで高めて安定させる。
そして、ATI は引渡し経路23を通ってIRセル30に、更に
そこから事前混合多岐管アセンブリ26内のバルブを介し
て排出経路21c に流され、機能ブロック44で、処理室16
をバイパスする。FTIR分光計31の出力に基づいて、プロ
セス制御装置17は判定ブロック45で反応体ガスの純度が
十分であるかとうかを判定する。もし十分なら、機能ブ
ロック46で、ATI 蒸気をCVD 処理室16に流すように事前
混合多岐管アセンブリ26内のバルブが作動される。判定
ブロック47での判定に従って、CVD 処理室16へのATI の
流れはウェーハの処理が終了するまで続く。ウェーハの
処理が終了した時点で、機能ブロック48に示すように、
事前混合多岐管アセンブリ26にあるバルブが作動され、
オーブン13の温度が90℃に下げられ、そしてATI のポン
プアウトはアイドリング中に排出経路21a を介して終了
する。
【００２１】図３は本発明の１つの態様による自動IRウ
ェーハ温度制御システムを示す。図１及び図３で同じか
又は類似の構成素子は同じ参照番号で表わされる。IR温
度制御システムは、LPCVD 反応室内のウェーハチャック
20上のウェーハ／基板10の存在を検出するウェーハ存在
センサー58を含む。センサー58はウェーハ存在センサー
回路51、一般に反応室内のウェーハ／基板10の存在を示
す所定の出力を供給する増幅器及びしきい値回路と電気
的に通信する。ウェーハ存在センサー回路51の出力は、
プロセス制御装置17に接続される選択器回路52に接続さ
れる。プロセス制御装置17は抵抗ヒーター60によるウェ
ーハチャック20の加熱を制御する。選択器回路52はIR温
度監視回路55から直接情報を受取るように接続され、IR
温度監視回路55はIRセンサー56に接続される。選択器回
路52への３番目の入力は抵抗熱装置(RTD) 信号調整回路
54に接続される。回路54はウェーハチャック20に埋め込
まれた抵抗熱装置センサー61に接続される。RTD 回路及
び装置センサーは従来の技術で通常用いられるものであ
る。
【００２２】動作中、本発明の温度制御部分は下記のよ
うに動作する。ウェーハチャック20にウェーハ／基板10
がないアイドリング時間中に、ウェーハ存在センサー回
路51は、RTD 信号調整回路54がウェーハチャック温度を
制御できることをプロセス制御装置17に通知する信号を
選択器回路52に送る。ウェーハ／基板10がウェーハチャ
ック20上に置かれると、ウェーハ存在センサー回路51
は、温度制御をIR温度監視回路55に切換えることを選択
器回路52に知らせる。そしてIR温度監視回路55はプロセ
ス制御装置17により用いられ、ウェーハチャック20の温
度を調整して実際のウェーハ温度に基づいてセットされ
た処理温度を維持する。LPCVD 処理が終了したとき、ウ
ェーハ／基板10はウェーハチャック20から取り外され、
そしてウェーハチャック温度の制御はRTD 信号調整回路
54に戻される。
【００２３】再び図１で、純粋な化学物質の流れを確立
するために、圧力容器11内の加熱されたソース化学物質
(アルミニウム・トリイソプロポクサイド即ちATI)は多
岐管12を通り、加熱された排出経路21c に引渡し経路23
を介して引渡される。FTIR分光計31はATI 蒸気の純度を
監視する。所望の純度レベルが確立された後、FTIR分光
計31は、加熱された排出経路21c から処理室16にATI 蒸
気を再送できることを、プロセス制御装置17に知らせ
る。
【００２４】次にプロセス制御装置17は自動IR温度監視
回路55 (図３参照) をポーリングし、ウェーハ／基板温
度が許容範囲内にあることをIR温度監視回路55が示す場
合、プロセス制御装置17はATI の流れを、加熱された排
出経路21c から処理室16に切換える。ウェーハ／基板10
が所定の温度範囲にない場合、又は温度制御された引渡
し又は排出システムの一部分が所定の温度ではない場
合、プロセス制御装置17は受け入れできる信号が受信さ
れるか又は警告が生成されるまでIR温度監視回路55及び
温度制御された引渡し及び排出システムをポーリングし
続ける。
【００２５】図４で、所要の蒸気圧力を得るためにATI
ソース物質がオーブン13で加熱される。図１及び図４で
同一又は類似の構成素子は同じ参照番号で表わされる。
温度監視センサー15はプロセス制御装置17 (図１) にデ
ータを供給し、そしてプロセス制御装置17は正しいソー
ス化学物質温度を維持する。そして反応蒸気はそれが適
切な温度に達するまで圧力容器11内に含まれ、又は反応
蒸気は温度制御された排出経路21c を通って (図１に示
された) 真空ポンプ又は別個の温度制御された経路29を
通ってCVD 処理室16に流される。付着ステップの終了
で、ソースは再び分離され、そして不活性ガスは蒸気に
ぬれた経路を通過するので、停滞した反応蒸気が取り除
かれる。
【００２６】より詳しくは、ソース27(図１)からの不活
性ガスがバルブ71、72及び79の各々に供給される。バル
ブ71は大流量制御装置28c 及び圧力センサー73を介して
バルブ74に連結される。バルブ72は大流量制御装置28b
に、バルブ79は大流量制御装置28a に連結される。大流
量制御装置28a、28b及び28c は図１に示された大流量制
御装置28のように概略的に表示される。パルブ74及び大
流量制御装置28b はオーブン13内の引渡し多岐管12のバ
ルブに連結される。詳しくは、バルブ74はバルブ12c及
び12dに連結され、大流量制御装置28bはバルブ12fに連
結される。バルブ12c は圧力容器11の入力に連結され
る。もう１つのバルブ12e は圧力容器11の出力に連結さ
れ、このバルブ12e はバルブ12d及び12aの共通接合部に
連結される。圧力センサー14はこの共通接合部及びバル
ブ12b に連結される。バルブ12b はバルブ12f にも連結
される。バルブ12b及び12fの間の共通接合部は引渡し経
路23に連結される。これらのバルブの外に、バルブ78が
大流量制御装置28a 及び事前混合室25の間に連結され
る。バルブ75及び77 は事前混合多岐管アセンブリ26
(図１) の一部分である。バルブ76は排出経路21d 内に
連結される。
【００２７】非付着期間中の動作で、圧力容器11を除く
供給及び排出の全長にわたって、希薄なガス、できれば
アルゴンが流れ、そしてバルブシステム及び大流量制御
装置28b 及び28c により制御される。圧力容器を通る希
薄なガスの流れはバルブ12c及び12e の閉鎖により阻止
される。温度制御された供給経路を通って流れる加熱さ
れた希薄なガスの使用により、全てのソース化学物質が
経路から一掃されるので分解が阻止される。
【００２８】付着サイクル前のソース加熱開始で、圧力
容器11内にソースATI の膜又は浮きかすがないことを保
証するために、プロセス制御装置17は下記の一掃シーケ
ンスを実行する。バルブ71、74、12c、12e、12a 及び12
d が開けられる。圧力センサー73がプロセス制御装置17
に連結され、そして大流量制御装置28c がプロセス制御
装置17により制御される。このバルブ及びベント構成に
より、所定の時間にわたり不活性ガス (例えば、アルゴ
ン) を真空ポンプ22に流し、ソースの圧力容器11内で溶
けたATI に形成された膜又は浮きかすを取り除くことが
できる。
【００２９】ソース引渡しが要求されると、プロセス制
御装置17は適切なバルブ12c、12d、12a 及び12f を閉鎖
し、そして温度制御された引渡し経路を介して大流量制
御装置24へ、そしてバルブ75及び76を介して排出経路21
b、21c及び21d へのソースの排出の流れが開始されると
同時に、大流量制御装置28a を介して事前混合室25への
希薄な流れを確立するためにバルブ78も開けられる。大
流量制御装置24により流れが安定し、FTIR分光計31 (図
１) が純粋な化学物質の流れを示し且つ前記IR温度監視
回路55 (図３) が所定の許容処理範囲内の基板温度を示
した後、バルブ75及び76が閉鎖され且つバルブ77が開け
られてATI 蒸気が事前混合室25に導かれ、ATI 蒸気及び
希薄なガスが混合される。付着が終了した後、バルブ12
e でソース供給が遮断され、そしてバルブ71、72、74、
12d 及び12f が開けられる。PDMFC 24もプロセス制御装
置17から全開コマンドを与えられる。これは希薄なガス
の流れをソース引渡し経路を介してベントシステム及び
真空ポンプに戻し、引渡し経路及びベント経路から残留
ガスを一掃する。引渡し経路及びベント経路により運ば
れた全ての残留ソース化学物質は加熱された排出経路21
b の端で冷却トラップに付着させられる。これは分解さ
れたソース化学物質によりダウンストリーム真空システ
ムが損傷しないように物理的に保護する。
【００３０】引渡し経路温度の制御はシステムの長期間
の反復動作に対して臨界的である。引渡しシステムの全
てのぬれた面は前のセクションと同じ温度か又はいくら
か高い温度でなければならない。前のセクションよりも
低い温度はソース物質の凝縮を開始する。逆に、セクシ
ョンからセクションへの温度勾配による温度の上昇が大
き過ぎる場合、引渡し経路内にソース分解、即ち表面被
覆が生じ、再び機能低下、最後には詰まりの原因とな
る。本発明の良好な実施例では、セクション毎の＋１℃
の温度勾配は凝縮の除去に適切であり、そして引渡し経
路の妥当な長さにわたり分解による表面被覆を阻止す
る。本発明ではゾーン毎の加熱方法が用いられ、引渡し
経路の個々のセクションが慎重に熱テープで覆われて断
熱され、そして個々に温度制御され監視される。
【００３１】再び図４で、各ゾーンは外形線が示され、
それ自身の温度制御装置及び設定点を有する。この手法
により、ソース引渡しの信頼性が得られる。例えば、加
熱されたオーブン13の温度が120 ℃に選択された場合、
大流量制御装置24に通じる加熱されたソース引渡し経路
23 の温度は120+1℃即ち121℃でなければならない。同
様に、排出経路21a の温度は121 ℃でなければならな
い。加熱されたソース引渡し経路23 の、注入器ノズル1
9に通じるセクションは122 ℃でなければならない。CVD
処理室及び排出経路21c も、加熱されたソース引渡し
経路23b のように、122 ℃でなければならない。最後
に、真空ポンプへの排出経路21b の温度は123 ℃でなけ
ればならない。
【００３２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 (１) ガス注入のための少なくとも１つのガス注入器ノ
ズルを有する真空処理室、基板が置かれる加熱されたサ
セプタ、及び温度制御できる壁を備える低圧化学蒸着シ
ステムで、酸化アルミニウムを前記基板に付着させる方
法であって、(a) アルミニウム・トリイソプロポクサイ
ド(ATI) の低蒸気圧ガスをATI ソース物質から生成して
引渡すために前記処理室に連結された事前混合室を有す
るソース化学物質蒸気引渡しシステムを提供するステッ
プと、(b) ATI 化学物質ソース蒸気の流れの供給に十分
な温度にするためにATI ソース物質を加熱するステップ
と、(c) 前記ソース化学物質蒸気引渡しシステム内でAT
I 化学物質ソース蒸気の流れを制御するステップと、
(d) 前記処理室及びソース化学物質蒸気引渡しシステム
内の処理圧力を所定の圧力に維持するステップと、(e)
ATI 化学物質ソース蒸気の純度を前記蒸気が引渡されと
きに監視し、そして純粋又は非純粋の化学物質の流れの
表示を与えるステップと、(f) 基板温度の表示を与える
ために基板温度を監視するステップと、(g) 監視手段が
非純粋な化学物質の流れを表わすときソース化学物質蒸
気引渡しシステムの加熱された排出経路にATI 化学物質
ソース蒸気を選択的に引渡し、又は前記監視手段が純粋
な化学物質の流れを表わし且つ前記基板温度監視手段が
所定の許容処理範囲内の基板温度を表わすときソース化
学物質蒸気引渡しシステムの事前混合室にATI 化学物質
ソース蒸気を選択的に引渡すステップと、(h) ガス混合
物を生成するために、流れが大流量制御され事前加熱さ
れた不活性ガスを、ソース化学物質蒸気引渡しシステム
の事前混合室でATI化学物質ソース蒸気と混合するステ
ップと、(i) 基板上に酸化アルミニウム膜を形成させる
ために、ガス混合物を圧力室に注入してATI 化学物質ソ
ース蒸気を基板上で反応させるステップとを含む方法。 (２) 前記ステップ(f) で基板温度の監視が赤外線セン
サーを用いて実行される、上記(１)に記載の方法。 (３) 前記システムを通じて引渡されるソース化学物質
蒸気の圧力及び温度を実質的に一定に制御し、引渡し中
のソース化学物質蒸気の凝縮及び (又は) 分解の可能性
を最小にするステップを更に含む、上記(１)に記載の方
法。 (４) ソース化学物質蒸気の温度が125 ℃以下である、
上記(３)に記載の方法。 (５) ATI ソース化学物質を加熱する前記ステップ(b)
はオーブン内で実行され、前記システムは前記オーブン
及び真空処理室の間の複数のゾーンに分割され、オーブ
ンから真空処理室への後続の各ゾーンの温度を、先行す
るゾーンの温度よりも１℃高い温度に制御するステップ
を更に含む、上記(４)に記載の方法。 (６) 酸化アルミニウムを基板に付着させる、温度制御
された複数のゾーンに分割された装置であって、(a) ソ
ース化学物質蒸気が生成されるアルミニウム・トリイソ
プロポクサイドを含む圧力容器と、(b) 前記圧力容器に
連結され且つ第１及び第２の出力を有し、前記ソース化
学物質蒸気を前記第１及び第２の出力に選択的に引渡す
引渡し多岐管と、(c) 前記圧力容器及びそれを加熱する
引渡し多岐管を含む等温オーブンと、(d) 前記圧力容器
内の圧力及び温度を監視する手段と、(e) ガスが注入さ
れる、少なくとも１つのガス注入ノズルを有する化学蒸
着(CVD) 処理室であって、ウェーハチャック及び、加熱
するために前記ウェーハチャックに組込まれてウェーハ
チャック温度を表わす出力信号を供給する抵抗熱装置(R
TD) を有する化学蒸着処理室と、(f) ウェーハチャック
の上に置かれたウェーハの温度を表わす出力信号を供給
するためにウェーハチャックに近接して置かれた温度セ
ンサーと、(g) 前記引渡し多岐管及び化学蒸着室から温
度制御された排出を行うために前記引渡し多岐管の第１
の出力に連結され、更に前記化学蒸着室に連結され、断
熱され温度制御された排出経路と、(h) 第１及び第２の
端を有する温度制御された引渡し経路であって、その第
１の端で前記引渡し多岐管の第２の出力に連結され、前
記ソース化学物質蒸気の所要の大流量を供給するのに十
分な断面を有し、酸化アルミニウムを所望の速度で基板
に付着させる引渡し経路と、(i) 前記引渡し経路を通じ
て前記ソース化学物質蒸気の正確な流れを供給するため
に、前記引渡し経路の第２の端に連結され、温度制御さ
れた圧力差大流量制御装置と、(j) 前記圧力差大流量制
御装置に連結され、加熱され断熱されたバルブ事前混合
多岐管アセンブリを含む事前混合室であって、前記事前
混合多岐管アセンブリは第１及び第２の出力を有し、前
記第１の出力は、前記ソース化学物質蒸気が大流量制御
され、事前加熱された不活性ガスと混合されることを可
能にし、前記第１の出力は更に、混合されたソース化学
物質蒸気及び不活性ガスを化学蒸着室に注入するために
化学蒸着室のガス注入器に連結され、前記第２の出力は
排出経路に連結される事前混合室と、(k) 前記引渡し多
岐管、前記加熱する装置、前記処理容器監視手段、前記
排出経路、前記引渡し経路、前記圧力差大流量制御装
置、前記CVD 処理室の壁及び前記事前混合多岐管アセン
ブリに連結され、それらを通じて引渡されるソース化学
物質蒸気の圧力及び温度を実質的に一定に制御し、引渡
し中のソース化学物質蒸気の凝縮及び (又は) 分解の可
能性を最小にするプロセス制御装置とを含む装置。 (７) 前記プロセス制御装置は、ソース化学物質蒸気の
温度を125 ℃以下に維持するように等温オーブンの温度
を制御する、上記(６)に記載の装置。 (８) 前記装置は等温オーブン及びCVD 処理室の間で複
数のゾーンに分割され、そして前記プロセス制御装置は
等温オーブンからCVD 処理室に向かって後続の各ゾーン
の温度を次の先行するゾーンよりも１℃高くなるように
制御する、上記(７)に記載の装置。 (９) 前記プロセス制御装置は更に抵抗熱装置及び赤外
線温度センサーからの出力を受取るように連結され、そ
して実際のウェーハ温度に基づいた処理温度設定点を維
持するようにウェーハチャック温度を制御し、前記プロ
セス制御装置は更に前記圧力容器から前記排出経路、前
記引渡し経路、前記事前混合多岐管アセンブリ及びCVD
処理室へのソース化学物質蒸気の引渡しを、所定の付着
処理パラメータにより制御する、上記(６)に記載の装
置。 (１０) ウェーハチャック上に置かれたウェーハの温度
を表わす出力信号を供給する前記温度センサーは赤外線
(IR)センサーである、上記(９)に記載の装置。 (１１) ウェーハチャックを備える化学蒸着システム内
で処理されるウェーハの温度を制御するための実時間、
原位置のウェーハ温度制御装置であって、ウェーハチャ
ック温度を表わす出力信号を供給するためにウェーハチ
ャック内に構築された抵抗熱装置(RTD) と、ウェーハチ
ャック上に置かれたウェーハの温度を表わす出力信号を
供給するためにウェーハチャックに近接して置かれた赤
外線温度センサーと、抵抗熱装置及び赤外線温度センサ
ーから出力を受取るように連結され、そして実際のウェ
ーハ温度に基づいた処理温度設定点を維持するようにウ
ェーハチャック温度を制御する制御装置とを備える装
置。 (１２) 化学蒸着システム内で処理中のウェーハの温度
を制御するための実時間、原位置のウェーハ温度制御装
置であって、ウェーハチャック上のウェーハの存在又は
不在を表わす信号を供給するウェーハ存在スイッチと、
前記ウェーハ存在スイッチの信号で示されたウェーハチ
ャック上のウェーハの存在又は不在にそれぞれ応答し
て、前記抵抗熱装置の出力信号又は前記赤外線温度セン
サーからの出力信号のどちらかを選択するためにウェー
ハ存在スイッチに連結された選択器とを更に備える、上
記１１に記載の装置。 (１３) 低圧化学蒸着(CVD) システムであって、加熱さ
れた配管経路により加熱されたソースに連結されたフー
リェ変換赤外線(FTIR)分光計ソース化学物質制御ユニッ
トと、加熱された有機金属のソースから出力として真空
ポンプ又は処理室に通じる加熱された配管経路と、高温
タレット機構により支持された前記処理室内のウェーハ
チャックと、ウェーハ／基板を前記ウェーハチャックに
移動させるのに用いるウェーハ保持器と、前記処理室の
開口部にある注入器アセンブリと、配管経路により前記
処理室を前記真空ポンプに連結する前記処理室の出口
と、前記処理室内のウェーハ／基板温度を監視してデー
タをツール制御装置に送る赤外線(IR)温度センサーとを
含むシステム。 (１４) 酸化アルミニウムを基板に付着させるのに適し
た化学蒸着(CVD) システムであって、積込みドア、入力
ガスノズルを有する混合室及び加熱された排出経路を有
する低圧の壁温度制御された処理室と、前記室内でウェ
ーハ／基板を前記室積込みドアに保持し、前記ウェーハ
／基板を加熱する手段を含む支持装置に前記ウェーハ／
基板に移動する手段と、アルミニウム・トリイソプロポ
クサイド(ATI) 蒸気を生成するためにATI の加熱された
ソース容器を含むATI のソースと、前記室の入力ガスノ
ズルを介して混合室に又は前記室の加熱された排出経路
にATI 蒸気を選択的に引渡すバルブ手段と、前記ATI の
ソースにより引渡されるATI 蒸気の純度を監視する手段
であって、前記蒸気が引渡されるときATI 蒸気の純度特
性を監視するためにフーリェ変換赤外線(FTIR)分光計ソ
ース化学物質制御ユニットを備え、更に純粋な又は非純
粋な化学物質の流れを供給する手段と、ウェーハ／基板
温度を監視し、更に基板温度の表示を提供する温度セン
サー手段と、前記ATI 引渡し手段を制御するために前記
基板温度の表示を受取るように接続され、前記温度セン
サー手段が非純粋な化学物質の流れを表わすとき前記加
熱された排出経路にATI 蒸気を選択的に引渡し、又は前
記監視手段が純粋な化学物質の流れを表わし且つ前記基
板温度センサー手段が所定の許容処理範囲内の基板温度
を表わすとき前記壁温度制御された処理室にATI 蒸気を
選択的に引渡すことにより、前記室内への純粋なATI 蒸
気の流れが基板表面で反応し、そこに酸化アルミニウム
膜が形成されるようにする制御装置とを備えるシステ
ム。 (１５) 温度及び圧力をシステムの全てにわたり維持す
る化学蒸着(CVD) システムに、凝縮しうる蒸気の制御さ
れた流れを引渡す装置であって、制御された加熱装置
と、前記制御された加熱装置内のソース物質容器と、前
記容器内のソース化学物質の温度を監視する、前記ソー
ス物質容器に近接した温度監視装置と、前記ソース物質
容器から前記制御された加熱装置の出口につながる配管
経路内の圧力を監視する、前記制御された加熱装置内に
取付けられた圧力ゲージと、前記制御された加熱装置の
前記出口から真空ポンプ又は真空処理室につながる加熱
された配管経路と、前記真空ポンプ又は前記真空処理室
にソース物質の流れを向ける前記加熱された配管経路を
有するバルブとを備える装置。
【００３３】
【発明の効果】本発明の実施により、(1) 酸化アルミニ
ウムの化学蒸着中に実際のウェーハ／基板温度を測定
し、(2) 蒸気引渡しシステム内の反応体蒸気の凝縮及び
(又は)分解により起きる引渡しシステムの閉塞を取り
除き、熱平衡し、不活性ガスを一掃し、そして温度制御
し、(3) 最初のウェーハの製造行程で品質不良な付着膜
を取り除き、(4) シリコン基板又は同等な基板上に低圧
化学蒸着(LPCVD) を用いて高品質で適合する酸化アルミ
ニウム膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の良好な実施例に従って酸化アルミニウ
ムの薄膜をウェーハに付着させる装置の主要構成素子の
ブロック図である。
【図２】図１に示された装置をマイクロプロセッサ制御
装置により制御するステップを示す流れ図である。
【図３】図１に示された低圧化学蒸着(LPCVD) システム
で用いられた赤外線(IR)ウェーハ温度制御システムの機
能ブロック図である。
【図４】実時間温度制御に関してシステムの種々の構成
素子をより詳細に示す図１に示されたLPCVD システムの
ブロック図である。
【符号の説明】
10 素材／ウェーハ／基板 11 圧力容器 12 引渡し多岐管 12a バルブ 12b バルブ 12c バルブ 12d バルブ 12e バルブ 12f バルブ 13 オーブン 14 センサー 14a 信号ケーブル 15 センサー 15a センサー 16 CVD処理室／CVD反応器 17 プロセス制御装置 18 制御経路 19 ガス注入器ノズル 20 チャック／ウェーハチャック 21a 排出経路 21b 排出経路 21c 排出経路 21d 排出経路 22 真空ポンプ 23 引渡し経路 23a 引渡し経路 23b 引渡し経路 24 圧力差大流量制御装置(PDMFC) 25 事前混合室 26 事前混合多岐管アセンブリ 27 ソース 28 大流量制御装置(MFC) 28a 大流量制御装置 28b 大流量制御装置 28c 大流量制御装置 29 経路 30 IRセル 31 FTIR分光計 32 スロットルバルブ 51 ウェーハ存在センサー回路 52 選択器回路 54 RTD 信号調整回路 55 IR温度監視回路 56 IRセンサー 58 ウェーハ存在センサー 60 抵抗ヒーター 61 抵抗熱装置センサー 71 バルブ 72 バルブ 73 圧力センサー 74 バルブ 75 バルブ 76 バルブ 77 バルブ 78 バルブ 79 バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ジョージ・バービィ アメリカ合衆国ニューヨーク州、ドーバ ー・プレインズ、バッツ・ホロウ・ロー ド、アールディ・１、ボックス・241（番 地なし) (72)発明者 リチャード・アンソニー・コンティ アメリカ合衆国ニューヨーク州、マウン ト・キスコ、フォックスウッド・サークル 47 (72)発明者 アレキサンダー・コステンコ アメリカ合衆国ニューヨーク州、ホープウ ェル・ジャンクション、シルバン・レイ ク・ロード（番地なし) (72)発明者 ナラヤナ・ブィ・サーマ アメリカ合衆国ニューヨーク州、バーバン ク、ディア・ポンド・ロード、アールアー ル・２、ボックス236（番地なし) (72)発明者 ドナルド・レスリー・ウィルソン アメリカ合衆国ニューヨーク州、ニュー・ ウィンザー、ベロニカ・アベニュー 17 (72)発明者 ジャスティン・ワイ−チョウ・ウォン アメリカ合衆国バーモント州、サウス・バ ーリントン、ストーンヘッジ・ドライブ、 エイ・２（番地なし) (72)発明者 スティーブン・ポール・ズホスキー アメリカ合衆国テキサス州、ロウレット、 プリムローズ・レーン 2606

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】酸化アルミニウムを基板に付着させる、温
    度制御された複数のゾーンに分割された装置であって、 (a) ソース化学物質蒸気が生成されるアルミニウム・ト
    リイソプロポクサイドを含む圧力容器と、 (b) 前記圧力容器に連結され且つ第１及び第２の出力を
    有し、前記ソース化学物質蒸気を前記第１及び第２の出
    力に選択的に引渡す引渡し多岐管と、 (c) 前記圧力容器及びそれを加熱する引渡し多岐管を含
    む等温オーブンと、 (d) 前記圧力容器内の圧力及び温度を監視する手段と、 (e) ガスが注入される、少なくとも１つのガス注入ノズ
    ルを有する化学蒸着(CVD) 処理室であって、ウェーハチ
    ャック及び、加熱するために前記ウェーハチャックに組
    込まれてウェーハチャック温度を表わす出力信号を供給
    する抵抗熱装置(RTD) を有する化学蒸着処理室と、 (f) ウェーハチャックの上に置かれたウェーハの温度を
    表わす出力信号を供給するためにウェーハチャックに近
    接して置かれた温度センサーと、 (g) 前記引渡し多岐管及び化学蒸着室から温度制御され
    た排出を行うために前記引渡し多岐管の第１の出力に連
    結され、更に前記化学蒸着室に連結され、断熱され温度
    制御された排出経路と、 (h) 第１及び第２の端を有する温度制御された引渡し経
    路であって、その第１の端で前記引渡し多岐管の第２の
    出力に連結され、前記ソース化学物質蒸気の所要の大流
    量を供給するのに十分な断面を有し、酸化アルミニウム
    を所望の速度で基板に付着させる引渡し経路と、 (i) 前記引渡し経路を通じて前記ソース化学物質蒸気の
    正確な流れを供給するために、前記引渡し経路の第２の
    端に連結され、温度制御された圧力差大流量制御装置
    と、 (j) 前記圧力差大流量制御装置に連結され、加熱され断
    熱されたバルブ事前混合多岐管アセンブリを含む事前混
    合室であって、前記事前混合多岐管アセンブリは第１及
    び第２の出力を有し、前記第１の出力は、前記ソース化
    学物質蒸気が大流量制御され、事前加熱された不活性ガ
    スと混合されることを可能にし、前記第１の出力は更
    に、混合されたソース化学物質蒸気及び不活性ガスを化
    学蒸着室に注入するために化学蒸着室のガス注入器に連
    結され、前記第２の出力は排出経路に連結される事前混
    合室と、 (k) 前記引渡し多岐管、前記加熱する装置、前記処理容
    器監視手段、前記排出経路、前記引渡し経路、前記圧力
    差大流量制御装置、前記CVD 処理室の壁及び前記事前混
    合多岐管アセンブリに連結され、それらを通じて引渡さ
    れるソース化学物質蒸気の圧力及び温度を実質的に一定
    に制御し、引渡し中のソース化学物質蒸気の凝縮及び
    (又は) 分解の可能性を最小にするプロセス制御装置と
    を含む装置。
  2. 【請求項２】前記プロセス制御装置は、ソース化学物質
    蒸気の温度を125 ℃以下に維持するように等温オーブン
    の温度を制御する、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記装置は等温オーブン及びCVD 処理室の
    間で複数のゾーンに分割され、そして前記プロセス制御
    装置は等温オーブンからCVD 処理室に向かって後続の各
    ゾーンの温度を次の先行するゾーンよりも１℃高くなる
    ように制御する、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記プロセス制御装置は更に抵抗熱装置及
    び赤外線温度センサーからの出力を受取るように連結さ
    れ、そして実際のウェーハ温度に基づいた処理温度設定
    点を維持するようにウェーハチャック温度を制御し、前
    記プロセス制御装置は更に前記圧力容器から前記排出経
    路、前記引渡し経路、前記事前混合多岐管アセンブリ及
    びCVD 処理室へのソース化学物質蒸気の引渡しを、所定
    の付着処理パラメータにより制御する、請求項６に記載
    の装置。
  5. 【請求項５】ウェーハチャック上に置かれたウェーハの
    温度を表わす出力信号を供給する前記温度センサーは赤
    外線(IR)センサーである、請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】ウェーハチャックを備える化学蒸着システ
    ム内で処理されるウェーハの温度を制御するための実時
    間、原位置のウェーハ温度制御装置であって、 ウェーハチャック温度を表わす出力信号を供給するため
    にウェーハチャック内に構築された抵抗熱装置(RTD)
    と、 ウェーハチャック上に置かれたウェーハの温度を表わす
    出力信号を供給するためにウェーハチャックに近接して
    置かれた赤外線温度センサーと、 抵抗熱装置及び赤外線温度センサーから出力を受取るよ
    うに連結され、そして実際のウェーハ温度に基づいた処
    理温度設定点を維持するようにウェーハチャック温度を
    制御する制御装置とを備える装置。
  7. 【請求項７】化学蒸着システム内で処理中のウェーハの
    温度を制御するための実時間、原位置のウェーハ温度制
    御装置であって、 ウェーハチャック上のウェーハの存在又は不在を表わす
    信号を供給するウェーハ存在スイッチと、 前記ウェーハ存在スイッチの信号で示されたウェーハチ
    ャック上のウェーハの存在又は不在にそれぞれ応答し
    て、前記抵抗熱装置の出力信号又は前記赤外線温度セン
    サーからの出力信号のどちらかを選択するためにウェー
    ハ存在スイッチに連結された選択器とを更に備える、請
    求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】低圧化学蒸着(CVD) システムであって、 加熱された配管経路により加熱されたソースに連結され
    たフーリェ変換赤外線(FTIR)分光計ソース化学物質制御
    ユニットと、 加熱された有機金属のソースから出力として真空ポンプ
    又は処理室に通じる加熱された配管経路と、 高温タレット機構により支持された前記処理室内のウェ
    ーハチャックと、 ウェーハ／基板を前記ウェーハチャックに移動させるの
    に用いるウェーハ保持器と、 前記処理室の開口部にある注入器アセンブリと、 配管経路により前記処理室を前記真空ポンプに連結する
    前記処理室の出口と、 前記処理室内のウェーハ／基板温度を監視してデータを
    ツール制御装置に送る赤外線(IR)温度センサーとを含む
    システム。
  9. 【請求項９】温度及び圧力をシステムの全てにわたり維
    持する化学蒸着(CVD) システムに、凝縮しうる蒸気の制
    御された流れを引渡す装置であって、 制御された加熱装置と、 前記制御された加熱装置内のソース物質容器と、 前記容器内のソース化学物質の温度を監視する、前記ソ
    ース物質容器に近接した温度監視装置と、 前記ソース物質容器から前記制御された加熱装置の出口
    につながる配管経路内の圧力を監視する、前記制御され
    た加熱装置内に取付けられた圧力ゲージと、 前記制御された加熱装置の前記出口から真空ポンプ又は
    真空処理室につながる加熱された配管経路と、 前記真空ポンプ又は前記真空処理室にソース物質の流れ
    を向ける前記加熱された配管経路を有するバルブとを備
    える装置。
JP2000244146A 1994-09-30 2000-08-11 酸化アルミニウム付着装置 Expired - Fee Related JP3405717B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/316,303 US5614247A (en) 1994-09-30 1994-09-30 Apparatus for chemical vapor deposition of aluminum oxide
US316303 2002-12-11

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07230317A Division JP3110990B2 (ja) 1994-09-30 1995-09-07 酸化アルミニウムを付着させる方法及び関連する装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001093895A true JP2001093895A (ja) 2001-04-06
JP3405717B2 JP3405717B2 (ja) 2003-05-12

Family

ID=23228455

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07230317A Expired - Fee Related JP3110990B2 (ja) 1994-09-30 1995-09-07 酸化アルミニウムを付着させる方法及び関連する装置
JP2000244146A Expired - Fee Related JP3405717B2 (ja) 1994-09-30 2000-08-11 酸化アルミニウム付着装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07230317A Expired - Fee Related JP3110990B2 (ja) 1994-09-30 1995-09-07 酸化アルミニウムを付着させる方法及び関連する装置

Country Status (2)

Country Link
US (2) US5614247A (ja)
JP (2) JP3110990B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013249511A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Tokyo Electron Ltd 原料ガス供給装置、成膜装置、原料ガスの供給方法及び記憶媒体
JP2016084517A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 東京エレクトロン株式会社 原料ガス供給装置及び成膜装置
CN107208639A (zh) * 2015-01-15 2017-09-26 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 一种用于控制供应给真空泵的气体源的方法
WO2019131615A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 株式会社エー・シー・イー 気体供給装置

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996004409A1 (en) 1994-08-01 1996-02-15 Franz Hehmann Selected processing for non-equilibrium light alloys and products
JP3257328B2 (ja) * 1995-03-16 2002-02-18 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR100228768B1 (ko) * 1996-10-02 1999-11-01 김영환 화학 기상증착 장치 및 증착방법
US6153260A (en) * 1997-04-11 2000-11-28 Applied Materials, Inc. Method for heating exhaust gas in a substrate reactor
KR100291482B1 (ko) * 1997-06-24 2001-06-01 시부키 유키오 이산화티탄 결정배향막을 갖는 재료 및 그 제조방법
KR100418519B1 (ko) * 1997-07-03 2004-04-21 삼성전자주식회사 확산설비 구조 및 가스 제어 방법
US6258170B1 (en) * 1997-09-11 2001-07-10 Applied Materials, Inc. Vaporization and deposition apparatus
US6527865B1 (en) 1997-09-11 2003-03-04 Applied Materials, Inc. Temperature controlled gas feedthrough
US6014082A (en) * 1997-10-03 2000-01-11 Sony Corporation Temperature monitoring and calibration system for control of a heated CVD chuck
US6846739B1 (en) * 1998-02-27 2005-01-25 Micron Technology, Inc. MOCVD process using ozone as a reactant to deposit a metal oxide barrier layer
US6202656B1 (en) 1998-03-03 2001-03-20 Applied Materials, Inc. Uniform heat trace and secondary containment for delivery lines for processing system
US5948169A (en) * 1998-03-11 1999-09-07 Vanguard International Semiconductor Corporation Apparatus for preventing particle deposition in a capacitance diaphragm gauge
WO1999053117A2 (en) 1998-04-14 1999-10-21 Cvd Systems, Inc. Film deposition system
US6296711B1 (en) 1998-04-14 2001-10-02 Cvd Systems, Inc. Film processing system
US6136725A (en) * 1998-04-14 2000-10-24 Cvd Systems, Inc. Method for chemical vapor deposition of a material on a substrate
US6161311A (en) 1998-07-10 2000-12-19 Asm America, Inc. System and method for reducing particles in epitaxial reactors
US6365229B1 (en) * 1998-09-30 2002-04-02 Texas Instruments Incorporated Surface treatment material deposition and recapture
US6143361A (en) * 1998-10-19 2000-11-07 Howmet Research Corporation Method of reacting excess CVD gas reactant
DE19855637A1 (de) * 1998-12-02 2000-06-15 Aixtron Ag Verfahren und System zur Halbleiterkristallherstellung mit Temperaturverwaltung
US6799603B1 (en) 1999-09-20 2004-10-05 Moore Epitaxial, Inc. Gas flow controller system
US6684122B1 (en) * 2000-01-03 2004-01-27 Advanced Micro Devices, Inc. Control mechanism for matching process parameters in a multi-chamber process tool
DE10003758A1 (de) * 2000-01-28 2001-08-02 Aixtron Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden wenigstens eines in flüssiger oder gelöster Form vorliegenden Prekursors
DE10005820C1 (de) * 2000-02-10 2001-08-02 Schott Glas Gasversorungsvorrichtung für Precursoren geringen Dampfdrucks
JP2001229512A (ja) * 2000-02-10 2001-08-24 Tdk Corp 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
JP4041945B2 (ja) * 2000-05-22 2008-02-06 セイコーエプソン株式会社 ヘッド部材及び撥インク処理方法並びに処理装置
US6664186B1 (en) * 2000-09-29 2003-12-16 International Business Machines Corporation Method of film deposition, and fabrication of structures
JP3985899B2 (ja) * 2002-03-28 2007-10-03 株式会社日立国際電気 基板処理装置
US6800568B1 (en) 2002-07-02 2004-10-05 Advanced Micro Devices, Inc. Methods for the deposition of high-K films and high-K films produced thereby
JP2004349439A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Renesas Technology Corp 基板処理装置
US7160578B2 (en) 2004-03-10 2007-01-09 Pilkington North America Method for depositing aluminum oxide coatings on flat glass
US7112541B2 (en) * 2004-05-06 2006-09-26 Applied Materials, Inc. In-situ oxide capping after CVD low k deposition
JP4502189B2 (ja) * 2004-06-02 2010-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 薄膜の形成方法および半導体装置の製造方法
US7273823B2 (en) * 2005-06-03 2007-09-25 Applied Materials, Inc. Situ oxide cap layer development
JP6446881B2 (ja) * 2014-07-17 2019-01-09 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置及びバルブ装置
US10407771B2 (en) * 2014-10-06 2019-09-10 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition chamber with thermal lid
US10358719B2 (en) 2016-11-23 2019-07-23 Applied Materials, Inc. Selective deposition of aluminum oxide on metal surfaces
JP6789171B2 (ja) * 2017-04-21 2020-11-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、処理ガスノズル内のパーティクルコーティング方法及び基板処理方法
JP7281285B2 (ja) * 2019-01-28 2023-05-25 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、及び、ゼロ点調整方法、濃度制御装置用プログラム
CN111763927B (zh) * 2019-04-01 2023-04-07 上海先进半导体制造有限公司 Lpcvd炉管法兰温控装置及lpcvd炉设备
CN112680723A (zh) * 2020-12-09 2021-04-20 苏州科韵激光科技有限公司 一种防止激光化学气相沉积中沉积气体结晶化的装置和方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696833A (en) * 1982-08-27 1987-09-29 Hewlett-Packard Company Method for applying a uniform coating to integrated circuit wafers by means of chemical deposition
US5160543A (en) * 1985-12-20 1992-11-03 Canon Kabushiki Kaisha Device for forming a deposited film
DE3707672A1 (de) * 1987-03-10 1988-09-22 Sitesa Sa Epitaxieanlage
US4847469A (en) * 1987-07-15 1989-07-11 The Boc Group, Inc. Controlled flow vaporizer
US5020475A (en) * 1987-10-15 1991-06-04 Epsilon Technology, Inc. Substrate handling and transporting apparatus
US4844006A (en) * 1988-03-07 1989-07-04 Akzo America Inc. Apparatus to provide a vaporized reactant for chemical-vapor deposition
DE3907579A1 (de) * 1989-03-09 1990-09-13 Merck Patent Gmbh Verwendung von metallorganischen verbindungen zur abscheidung duenner filme aus der gasphase
US5186120A (en) * 1989-03-22 1993-02-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Mixture thin film forming apparatus
EP0419939B1 (en) * 1989-09-12 1994-02-23 Stec Inc. Apparatus for vaporizing and supplying organometal compounds
US5209182A (en) * 1989-12-01 1993-05-11 Kawasaki Steel Corporation Chemical vapor deposition apparatus for forming thin film
US5060354A (en) * 1990-07-02 1991-10-29 George Chizinsky Heated plate rapid thermal processor
US5208643A (en) * 1990-10-05 1993-05-04 Varian Associates, Inc. Method of and apparatus for non-contact temperature measurement
JPH04308090A (ja) * 1991-04-05 1992-10-30 M B K Maikurotetsuku:Kk 気相化学反応生成装置のロードロック機構
US5156461A (en) * 1991-05-17 1992-10-20 Texas Instruments Incorporated Multi-point pyrometry with real-time surface emissivity compensation
KR930006305B1 (ko) * 1991-07-09 1993-07-12 한국과학기술연구원 텅스텐 박막 제조용 플라즈마 화학증착 온도 측정장치
US5356476A (en) * 1992-06-15 1994-10-18 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing method and apparatus with heat and gas flow control
US5273588A (en) * 1992-06-15 1993-12-28 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing CVD reactor apparatus comprising contoured electrode gas directing means
US5290604A (en) * 1992-12-18 1994-03-01 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Methods and apparatus for spraying solvent-borne compositions with reduced solvent emission using compressed fluids and separating solvent
US5431734A (en) * 1994-04-28 1995-07-11 International Business Machines Corporation Aluminum oxide low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) system-fourier transform infrared (FTIR) source chemical control

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013249511A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Tokyo Electron Ltd 原料ガス供給装置、成膜装置、原料ガスの供給方法及び記憶媒体
JP2016084517A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 東京エレクトロン株式会社 原料ガス供給装置及び成膜装置
CN107208639A (zh) * 2015-01-15 2017-09-26 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 一种用于控制供应给真空泵的气体源的方法
US10808702B2 (en) 2015-01-15 2020-10-20 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Method for controlling a gas supply to a vacuum pump
WO2019131615A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 株式会社エー・シー・イー 気体供給装置
JP2019119897A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社エー・シー・イー 気体供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5614247A (en) 1997-03-25
US5728222A (en) 1998-03-17
JP3110990B2 (ja) 2000-11-20
JP3405717B2 (ja) 2003-05-12
JPH08100263A (ja) 1996-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3110990B2 (ja) 酸化アルミニウムを付着させる方法及び関連する装置
EP0409603B1 (en) Process and apparatus for chemical vapour deposition
US6453992B1 (en) Temperature controllable gas distributor
KR101530642B1 (ko) 금속 유기물 화학 기상 증착장치 및 이를 위한 온도제어방법
US6007330A (en) Liquid precursor delivery system
KR101194888B1 (ko) 복수 개의 트레이를 구비하는 막 전구체 증발 장치 및이것을 포함하는 박막 증착 장치
US7195930B2 (en) Cleaning method for use in an apparatus for manufacturing a semiconductor device
US7625604B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
US20030072875A1 (en) Delivery of solid chemical precursors
US20070231757A1 (en) Thermal processing furnace, gas delivery system therefor, and methods for delivering a process gas thereto
WO2006057708A2 (en) Method and system for measuring a flow rate in a solid precursor delivery system
WO2006057707A1 (en) Method and system for performing in-situ cleaning of a deposition system
JP2001510721A (ja) 実質的に一定の蒸気フローを化学プロセス反応器まで搬送するシステム
US6994887B2 (en) Chemical vapor deposition apparatus and film deposition method
US5455014A (en) Liquid deposition source gas delivery system
CN112262464A (zh) 包括具有经冷却的面板的喷头的衬底处理室
WO2013159642A1 (zh) 用于化学气相沉积工艺的喷淋头和改善工艺均匀性的方法
EP1088331B1 (en) Cleaning process end point determination using throttle valve position
JPH0653926B2 (ja) 化学蒸着装置
JP2003286573A (ja) 薄膜堆積方法とその装置および薄膜堆積方法に用いる混合ガス供給装置並びに薄膜堆積方法に用いる赤外線ガス分析計
US20230369072A1 (en) Systems and methods to reduce flow accuracy error for liquid & gas mass flow controller devices
CN115298349A (zh) 确定mocvd反应器的过程室的清洁过程结束的方法
JP2005163079A (ja) 薄膜形成装置
JPH11307605A (ja) 半導体製造装置及び半導体製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees