專利名稱：薄膜沉積系統(tǒng)和薄膜沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種半導(dǎo)體的制造設(shè)備，尤其涉及一直用來供給原材料的設(shè)備、包括 該設(shè)備的薄膜沉積系統(tǒng)以及沉積薄膜的方法。
背景技術(shù)：
僅為了使薄膜更薄，半導(dǎo)體工藝被劃分成很多微小的組裝工藝，并且需要精確地 控制被微劃分的半導(dǎo)體工藝。尤其是，原子層沉積(在下文中稱為ALD)已經(jīng)被用于諸如液 晶顯示設(shè)備的透明導(dǎo)體、電致發(fā)光薄膜顯示器的保護(hù)層、和它們的變形之類的半導(dǎo)體器件 的介電層，以克服化學(xué)氣相沉積(CVD)的局限。原子層沉積(ALD)形成具有原子單位厚度 的薄膜。根據(jù)ALD，反應(yīng)物被單獨(dú)地注入到作為晶片的襯底上，并且在襯底表面上重復(fù)化學(xué) 試劑-反應(yīng)物-飽和-吸收的反應(yīng)循環(huán)期望的次數(shù)以形成薄膜。此外，ALD采用限制自身表面反應(yīng)的機(jī)制并且它包括四個順序地并重復(fù)地執(zhí)行的 工序。下面將描述每一個工序。在第一步驟中將晶片裝載到腔室中之后，將原材料供給到腔室內(nèi)以在襯底的表面 上誘發(fā)原材料的化學(xué)吸收。在作為第二步驟的凈化步驟中，注入凈化氣體以去除沒有被化學(xué)吸收的殘留原材 料。在第三步驟中，供給反應(yīng)物氣體以誘發(fā)與被化學(xué)吸收了的原材料的反應(yīng)，從而沉積原子層。然后，在第四步驟中，再次供給凈化氣體并排出殘留的反應(yīng)物氣體和反應(yīng)副產(chǎn)物。 上面四個步驟可以構(gòu)成一個循環(huán)，重復(fù)此循環(huán)以沉積具有期望厚度的薄膜。然而，上面提到的常規(guī)的ALD具有下面的缺點(diǎn)。根據(jù)使用ALD來形成薄膜的薄膜沉積系統(tǒng)，通常原材料的注入、凈化、和反應(yīng)物氣 體的注入、凈化工序的循環(huán)必須被重復(fù)多次以形成具有期望厚度的薄膜。在這時，在用來凈 化腔室的內(nèi)部的凈化步驟之后，必須將氣態(tài)原材料連續(xù)供給到腔室內(nèi)部以改進(jìn)工作效率。 例如，如果凈化腔室內(nèi)部所需的時間是6秒，則在完成凈化之前3秒就要開始將原材料供給 到蒸發(fā)器中。然而，蒸發(fā)器的內(nèi)部正在被蒸發(fā)器排氣單元所凈化。由于此原因，供給到蒸發(fā)器中 的原材料通過與蒸發(fā)器連通的排氣管被排放到外部。換句話說，雖然原材料被供給到蒸發(fā) 器中，但是大量的原材料通過排氣管損失掉了。而且，原材料停留在蒸發(fā)器中的時間相對較 短，原材料沒有被完全蒸發(fā)只是被熱解了。由于此原因，產(chǎn)生了粒子并且蒸發(fā)的原材料相對
4于供給的原材料的蒸發(fā)率不利地較低。而且，隨著半導(dǎo)體薄膜的臨界尺寸減小，當(dāng)沉積薄膜時在頂層產(chǎn)生了懸垂。在這里 懸垂是頂層沉積得比底層厚的現(xiàn)象。結(jié)果，臺階覆蓋率(st印coverage)惡化和薄膜底層 的較小厚度導(dǎo)致電性能的惡化。而且，由于液體原材料的過多流入所產(chǎn)生的熱解造成原材料的過度消耗，蒸發(fā)器 中原材料的不完全蒸發(fā)會造成蒸發(fā)器被污染從而足以產(chǎn)生粒子。也就是說，由于被蒸發(fā)的 原材料相對于供給的原材料的蒸發(fā)率降低，所以供給到薄膜沉積設(shè)備中的原材料的量被隨 之降低而被浪費(fèi)的原材料增多了。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種薄膜沉積系統(tǒng)和薄膜沉積方法。在下面的描述中將部分地列出本發(fā)明的其它的優(yōu)點(diǎn)、目的和特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)、目的 和特點(diǎn)的一部分對于所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說通過研究下文將是顯而易見的，或者可從 本發(fā)明的實踐中領(lǐng)會到。通過書面說明書、權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn) 和獲得本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)。為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的用途，如在此具體化和廣義描述的， 一種薄膜沉積系統(tǒng)包括用來供給原材料的原材料供給器；原材料氣體供給器，包括與該 原材料供給器相連的用以蒸發(fā)由該原材料供給器供給的原材料的蒸發(fā)器；薄膜沉積設(shè)備， 與該原材料氣體供給器相連，用以將由該原材料氣體供給器供給的蒸發(fā)的原材料沉積在處 理物體上；蒸發(fā)器排氣單元，具有與該蒸發(fā)器相連的端部，用以使該蒸發(fā)器的內(nèi)部通風(fēng)；和 壓力調(diào)節(jié)器，與該蒸發(fā)器排氣單元相連，用以調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器排氣單元的壓力以控制向該蒸 發(fā)器供給原材料的速度。該蒸發(fā)器可以包括主體，在其中形成有用以蒸發(fā)原材料的預(yù)定的內(nèi)部空間；過 濾器，設(shè)置在該主體中形成的內(nèi)部空間的上部，該過濾器包括形成在其中的多個微孔；和加 熱器，安裝在該主體中，用以對供給到該內(nèi)部空間中的原材料進(jìn)行加熱。該蒸發(fā)器排氣單元可以與該蒸發(fā)器的主體相連，用以與在該蒸發(fā)器中設(shè)置的內(nèi)部 空間的下部連通。該壓力調(diào)節(jié)器可以包括氣體儲存器，用來在其中儲存壓力調(diào)節(jié)氣體，和壓力調(diào)節(jié) 管，具有與該蒸發(fā)器排氣單元相連的一個端部和與該氣體儲存器相連的另一個端部。該壓力調(diào)節(jié)氣體可以是惰性氣體。該壓力調(diào)節(jié)器可以是安裝在該蒸發(fā)器排氣單元中的位于該排氣泵的前方的節(jié)流 閥，用以控制該蒸發(fā)器排氣單元的開啟度以調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器排氣單元的壓力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種薄膜沉積系統(tǒng)包括用來供給原材料的原材料供給 器；蒸發(fā)器，用來蒸發(fā)由該原材料供給器供給的原材料；腔室，與該蒸發(fā)器相連，該腔室包 括用來將蒸發(fā)的原材料沉積在處理物體上的反應(yīng)空間；第一凈化氣體供給器，用來將凈化 氣體供給到位于該蒸發(fā)器和該腔室之間的連接管中以去除該連接管中存在的粒子；以及蒸 發(fā)器排氣單元，與該蒸發(fā)器相連，用以泵吸供給到該連接管中的凈化氣體。供給到連接管中的凈化氣體可以在經(jīng)過該蒸發(fā)器之后由該蒸發(fā)器排氣單元泵吸。所述薄膜沉積系統(tǒng)還可包括可關(guān)閉的閥，安裝在該連接管中，用以防止凈化氣體被引入到該腔室內(nèi)。所述薄膜沉積系統(tǒng)還可包括第二凈化氣體供給器，用來將凈化氣體供給到該腔 室中以去除沒有沉積在該處理物體上的原材料。所述第一凈化氣體供給器和第二凈化氣體供給器可相結(jié)合為單個構(gòu)件。該蒸發(fā)器可包括外殼，包括預(yù)定的蒸發(fā)空間；加熱器，與該蒸發(fā)空間鄰近安裝， 用以加熱原材料；和過濾器，安裝在該蒸發(fā)空間的上部，該過濾器包括用以將原材料霧化的 多個微孔。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種使用薄膜沉積系統(tǒng)的薄膜沉積方法，該薄膜沉積系 統(tǒng)包括用以蒸發(fā)原材料的蒸發(fā)器、與該蒸發(fā)器相連的用以在處理物體上沉積薄膜的薄膜 沉積設(shè)備和用來對該蒸發(fā)器的內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)的蒸發(fā)器排氣單元，該方法包括A步驟，配置 為通過將該蒸發(fā)器所蒸發(fā)的原材料供給到該薄膜沉積設(shè)備中，使原材料化學(xué)吸附到該處理 物體上；B步驟，配置為凈化沒有被化學(xué)吸附到該處理物體上的原材料；C步驟，配置為通過 向該處理物體注入反應(yīng)物氣體和使原材料與反應(yīng)物氣體反應(yīng)來形成薄膜；D步驟，配置為 凈化殘留在該薄膜沉積設(shè)備中的反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料，其中在“D”步驟中增加與該蒸 發(fā)器連通的蒸發(fā)器排氣單元的壓力。在A步驟中，可通過載氣供給器增大載氣的密度，以將該蒸發(fā)器內(nèi)部的氣態(tài)原材 料輸送到腔室中。在A步驟中，位于該腔室和該蒸發(fā)器之間的閥可打開，以將該蒸發(fā)器內(nèi)部的所有 氣態(tài)原材料供給到該腔室中。可以只在D步驟中將氣態(tài)原材料供給到該蒸發(fā)器中。D步驟包括D1步驟，配置為不將氣態(tài)原材料供給到該蒸發(fā)器中；和D2步驟，配置 為將氣態(tài)原材料供給到具有載氣的蒸發(fā)器中，并且蒸發(fā)供給到該蒸發(fā)器中的氣態(tài)原材料。存在于該蒸發(fā)器中的粒子可在配置為凈化殘留在該薄膜沉積設(shè)備中的反應(yīng)副產(chǎn) 物和不反應(yīng)材料的步驟中被凈化?？稍谠黾诱舭l(fā)器排氣單元的壓力的步驟中，將壓力調(diào)節(jié)氣體供給到該蒸發(fā)器排氣 單元中以增加該蒸發(fā)器排氣單元的壓力，并且降低向該蒸發(fā)器供給原材料的速度?？稍谠黾诱舭l(fā)器排氣單元的壓力的步驟中，調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器排氣單元的開啟度以增 加該蒸發(fā)器排氣單元的壓力，并且降低向該蒸發(fā)器供給原材料的速度。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的概括性描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性的和解釋性 的，意在對要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


附圖包含在本申請中構(gòu)成本申請的一部分，用于給本發(fā)明提供進(jìn)一步理解。附圖 圖解了本發(fā)明的實施方式并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)的圖；圖2A和2B是詳細(xì)示出圖1中示出的“A”的圖；圖3是示意性示出本發(fā)明的另一實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)的圖；圖4是示意性示出本發(fā)明的又一實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)的圖5是示意性示出圖5中示出的蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)的圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的薄膜沉積方法的流程圖；圖7是示出操作根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)的蒸發(fā)器的方法的流 程圖；圖8A和8B是示出根據(jù)上面實施方式的薄膜沉積方法，在每一個工序中向蒸發(fā)器 供給的氣體的圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的薄膜沉積方法在每一個工序中向腔室供給的氣體的圖；圖IOA和IOB分別是示出根據(jù)常規(guī)薄膜沉積系統(tǒng)在其中形成有接觸孔的處理物體 和形成在處理物體上的薄膜，和根據(jù)本發(fā)明實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)在其中形成有接觸孔 的處理物體和形成在處理物體上的薄膜的圖；以及圖IlA和IlB分別是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的薄膜沉積方法所沉積的薄膜 和根據(jù)常規(guī)的薄膜沉積方法所沉積的薄膜的圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行描述，其中的一些例子在附圖中示
出ο盡可能地，在整個附圖中用相同的參考標(biāo)號來表示相同或相似的部件。在附圖中，多個層或區(qū)域的各厚度可以被放大以清楚地表示這些層和區(qū)域，單個 層與另一個層的厚度比可以不表示實際的厚度比。圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示范性實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)的圖。圖2A和2B 是詳細(xì)示出圖1中示出的“A”的圖。圖2A和2B是詳細(xì)示出圖1中示出的“A”的圖。圖6 是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的薄膜沉積方法的流程圖。圖7是示出操作根據(jù)本發(fā)明一 個實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)的蒸發(fā)器的方法的流程圖。圖8A和8B是示出根據(jù)上面實施方 式的薄膜沉積方法，在每一個工序中向蒸發(fā)器供給氣體的圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的薄 膜沉積方法，在每一個工序中向腔室供給氣體的圖。下面，將參照上述附圖描述根據(jù)一個示 范性實施方式的原材料供給設(shè)備、包括該原材料供給設(shè)備的薄膜沉積系統(tǒng)、和薄膜沉積方 法。根據(jù)此實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)包括薄膜沉積設(shè)備100，具有預(yù)定的反應(yīng)空間； 原材料供給單元200，與薄膜沉積設(shè)備100相連以向薄膜沉積設(shè)備100供給氣體，所述氣體 將被用來形成薄膜；和蒸發(fā)器排氣單元300，與原材料供給單元200相連。這里，薄膜沉積設(shè)備100包括腔室110，具有預(yù)定的反應(yīng)空間；安置裝置(seating means) 130，用來把處理物體10固定在其上；和氣體注入裝置120，與安置裝置130相對設(shè) 置，用以注入原材料、反應(yīng)物氣體和凈化氣體。而且，設(shè)置與薄膜沉積設(shè)備100的氣體注入裝置120相連的凈化氣體供給器250 以供給凈化氣體，并且設(shè)置反應(yīng)物氣體供給器260以供給反應(yīng)物氣體。這里，腔室110被制成具有空的內(nèi)部的六面體形狀，但是根據(jù)本發(fā)明的腔室可以 根據(jù)處理物體10的形狀被制成各種形狀，不限于此。原材料供給單元200包括原材料供給器210，用來供給液體原材料；原材料氣體 供給器230，具有蒸發(fā)器231，用來蒸發(fā)從原材料供給器210供給的液體原材料；和載氣供給
7器M0，用來供給載氣以將從原材料供給器210供給的液體原材料移向蒸發(fā)器231。采用上面描述的薄膜沉積系統(tǒng)的薄膜沉積方法可包括“A”步驟，在將晶片裝載 到腔室中和供給原材料到腔室中之后，誘發(fā)原材料的化學(xué)吸收；“B”步驟，通過將凈化氣體 注入到腔室中來凈化沒有被化學(xué)吸收的殘留原材料；“C”步驟，通過誘發(fā)供給到腔室中的 反應(yīng)物氣體與被化學(xué)吸附到襯底表面上的原材料之間的反應(yīng)，沉積原子層；和“D”步驟，通 過再次將凈化氣體供給到腔室中凈化反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料。在“A”步驟中，載氣供給器增大載氣的密度，以將氣態(tài)原材料供給到腔室內(nèi)。在將 氣態(tài)原材料供給到腔室內(nèi)之后，原材料就被化學(xué)吸附到了位于腔室中的處理物體上。首先，在蒸發(fā)器中增加載氣的密度，將氣態(tài)原材料供給到腔室中(步驟S100)。也就是說，如圖IOA中所示，在處理物體10中形成具有較大的長度與幅寬比的接 觸孔11。這里，長度與幅寬比是深度與寬度的比值，也就是長度幅寬。尤其是，如果寬度是 深度的三倍，則該比值較高。高比值是指比值為1 3或更大，此實施方式中比值是1 3 到1 100。優(yōu)選的是，長度與幅寬的比是1 5到1 20。這里，具有較高的長度與幅寬 比的接觸孔11可以在處理物體10的蝕刻工藝中形成。當(dāng)然，不限于此，接觸孔22可以通 過激光輻射來形成。處理物體10可以是承載晶片(bear wafer)、具有多個圖案化薄膜的晶 片、薄膜多層材料或壓模晶片，但不限于此。處理物體10可以是多層晶片、多層薄膜或多層 芯片?？商鎿Q地，處理物體10可以是晶片、薄膜多層材料和芯片中的至少其中兩種的多層。由此，具有接觸孔11的處理物體10被安置在設(shè)置在薄膜沉積設(shè)備100的腔室110 中的安置裝置130上。通過原材料供給器和載氣供給器MO向蒸發(fā)器供給液體原材料。根 據(jù)此實施方式，使用液體TEMA&作為原材料，使用Ar氣作為載氣。一旦液體原材料通過載氣供給到蒸發(fā)器231的內(nèi)部，加熱器231c就加熱液體原材 料以使其蒸發(fā)。當(dāng)原材料在蒸發(fā)器中完全變?yōu)闅鈶B(tài)時，將蒸發(fā)的原材料供給到氣體注入裝 置120中，氣體注入裝置120通過與蒸發(fā)器231相連的原材料氣體供給管233與蒸發(fā)器231 相連。此后，通過氣體注入裝置120注入的原材料被化學(xué)吸收在處理物體10上。下面將詳細(xì)描述蒸發(fā)器。向蒸發(fā)器供給原材料和載氣(步驟S200)。根據(jù)此實施方式，使用液體TEMA&作 為原材料，但本發(fā)明不限于此?？梢圆捎枚喾N液體原材料。優(yōu)選的是，載氣不與原材料反應(yīng)， 使用Ar氣作為載氣。由此，使原材料在蒸發(fā)器中蒸發(fā)(步驟S210)。原材料的蒸發(fā)過程將簡要描述如 下。首先，通過載氣向蒸發(fā)器的內(nèi)部供給原材料。在這時，原材料經(jīng)過過濾器，其可以 是經(jīng)過在過濾器中形成的微孔的霧氣。由此，當(dāng)原材料被加熱器加熱時，液體原材料被蒸發(fā)。這里，霧氣原材料可以被平 穩(wěn)地并容易地蒸發(fā)，從而足以提高蒸發(fā)率。在增加載氣的密度和停止原材料的供給(步驟S220)之后，向腔室供給原材料 (步驟S230)。此時，當(dāng)通過氣體供給裝置將蒸發(fā)的原材料注入到腔室中時，氣態(tài)原材料被 化學(xué)吸收在處理物體上，該處理物體是位于腔室中的襯底(步驟S110)。此時，在“A”步驟中，控制位于腔室和蒸發(fā)器之間的閥，使其打開，將蒸發(fā)器內(nèi)部的 所有氣態(tài)原材料供給到腔室的內(nèi)部。蒸發(fā)器中不再有任何原材料殘留，并且不再供給原材料。在上面工序中的薄膜沉積設(shè)備的操作將詳細(xì)描述如下。原材料供給器210將液體原材料供給到氣體供給器230的蒸發(fā)器231中。原材料 供給器210包括原材料儲存器211，用來在其中儲存液體原材料；第一管212，具有與原材 料儲存器211相連的一個端部和與原材料氣體供給器230相連的另一個相對端部；以及第 一閥213，安裝在第一管212中以控制原材料儲存器211與原材料供給器230之間的連通。 而且，可以在原材料儲存器211與第一閥213之間設(shè)置原材料量調(diào)節(jié)器(未示出)，用來調(diào) 節(jié)原材料的量。當(dāng)原材料儲存器211通過第一閥213和第一管212與原材料氣體供給器230連通 時，原材料儲存器211中的原材料通過第一管212供給到原材料氣體供給器230中。載氣供給器240包括載氣儲存器M1，用來在其中儲存載氣；第二管M2，具有與 載氣儲存器241相連的一個端部和與原材料氣體供給器230相連的另一個相對端部；以及 第二閥M3，安裝在第二管242中以控制載氣儲存器241與原材料氣體供給器230之間的連
ο當(dāng)載氣儲存器241通過第二閥243和第二管242與原材料氣體供給器230連通時， 載氣儲存器Ml的載氣通過第二管242移向原材料氣體供給器230。通過原材料供給器210向原材料氣體供給器230供給液體原材料以蒸發(fā)原材料， 然后原材料氣體供給器230將蒸發(fā)的原材料供給到薄膜沉積設(shè)備100中。原材料氣體供給器230包括蒸發(fā)器231，用來蒸發(fā)原材料；原材料注入管232，具 有與原材料供給器210的第一管212和載氣供給器240都相連的一個端部和與蒸發(fā)器231 相連的另一個相對端部；原材料氣體供給管233，具有與蒸發(fā)器231相連的一個端部和與薄 膜沉積設(shè)備100的氣體注入裝置120相連的另一個相對端部；以及第三閥234，安裝在原材 料氣體供給管233中以控制蒸發(fā)器231與薄膜沉積設(shè)備100的氣體注入裝置120之間的連
ο這里，蒸發(fā)器231包括主體231b，具有形成在其中的預(yù)定內(nèi)部空間231a以蒸發(fā) 液體原材料；過濾器231d，設(shè)置在內(nèi)部空間231a的頂部；和加熱器231c，安裝在主體231b 中，包圍內(nèi)部空間231a的邊緣以加熱并蒸發(fā)液體原材料。結(jié)果，從原材料供給器210供給 的原材料通過從載氣供給器240供給的載氣移向原材料注入管232。一旦通過原材料注入 管232注入到蒸發(fā)器231中，原材料就經(jīng)過過濾器231d。這里，過濾器231d被構(gòu)造為在其中形成有多個微孔。通過原材料注入管232注入 到蒸發(fā)器231的主體231b中的原材料經(jīng)過過濾器231d的微孔，移到過濾器231d的下方。 因為此原因，已經(jīng)經(jīng)過過濾器231d的液體原材料成為霧氣。此后，蒸發(fā)器231通過第三閥234和原材料氣體供給管233與薄膜沉積設(shè)備100 的氣體注入裝置120連通。在蒸發(fā)器231中蒸發(fā)的原材料可以通過原材料氣體供給管233 移向薄膜沉積設(shè)備100的氣體注入裝置120。如上所述，當(dāng)在“A”步驟中原材料被充分化學(xué)吸收在處理物體上時，氣態(tài)原材料與 處理物體之間的反應(yīng)飽和，從而過度供給的氣態(tài)原材料將不再反應(yīng)。結(jié)果，在“B”步驟中，采用作為惰性氣體的凈化氣體，過多的原材料被凈化到腔室 外(步驟S120)。在“B”步驟中，薄膜沉積設(shè)備控制凈化氣體供給器將凈化氣體供給到腔室 的內(nèi)部，并且凈化沒有被化學(xué)吸收在處理物體上的氣態(tài)原材料。
凈化氣體供給器250向氣體注入裝置120供給凈化氣體，以凈化沒有被處理物體 10的表面化學(xué)吸收的原材料。凈化氣體供給器250包括凈化氣體儲存器251，用來在其中儲存凈化氣體；第三 管252，具有與凈化氣體儲存器251相連的一個端部和與薄膜沉積設(shè)備100的氣體注入裝置 120相連的另一個相對端部；以及第四閥253，安裝在第三管252中以控制凈化氣體儲存器 251與氣體注入裝置120之間的連通。這里，很顯然，凈化氣體通過第三管252供給到腔室 110 中。一旦將過多的原材料完全從腔室的內(nèi)部去除，就在“C”步驟中停止供給凈化氣體 并向腔室供給反應(yīng)物氣體(步驟S130)。薄膜沉積設(shè)備控制反應(yīng)物氣體供給器在處理物體 上噴射反應(yīng)物氣體，使氣態(tài)原材料能夠與反應(yīng)物氣體發(fā)生反應(yīng)，只形成薄膜。由此，反應(yīng)物氣體供給器沈0向氣體注入裝置120供給反應(yīng)物氣體。通過氣體注 入裝置120注入的反應(yīng)物氣體與被化學(xué)吸收在處理物體10上的原材料發(fā)生反應(yīng)，并相應(yīng)地 形成薄膜。根據(jù)此實施方式，使用A作為反應(yīng)物氣體與作為原材料的TEMA&發(fā)生反應(yīng)，以 形成^O2薄膜。反應(yīng)物氣體供給器260包括反應(yīng)物氣體儲存器沈1，用來在其中儲存反應(yīng)物氣 體；第四管沈2，具有與反應(yīng)物氣體儲存器261相連的一個端部和與薄膜沉積設(shè)備100的氣 體注入裝置120相連的另一個相對端部；以及第五閥沈3，安裝在第四管沈2中以控制反應(yīng) 物氣體儲存器261與氣體注入裝置120之間的連通。通過第四管262從氣體儲存器向 腔室11供給反應(yīng)物氣體。這里，反應(yīng)物氣體與原材料發(fā)生反應(yīng)，使薄膜能夠沉積在處理物體上。根據(jù)此實施 方式，使用TEMA^ 作為原材料。如果使用O3作為反應(yīng)物氣體，可以在處理物體上形成 薄膜。換句話說，原材料與反應(yīng)物氣體化學(xué)結(jié)合，于是在處理物體(襯底)上形成原子層單 位的薄膜。在“D”步驟中，向腔室的內(nèi)部供給凈化氣體，凈化殘留的反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料 (步驟S140)。而且，在“D”步驟中，向蒸發(fā)器供給原材料以便下一個工序蒸發(fā)原材料，這將 在后面描述。這里，如果在蒸發(fā)器231中原材料沒有被完全蒸發(fā)，則原材料僅被熱解而產(chǎn)生粒 子。由于此原因，通過蒸發(fā)器排氣單元300去除可能殘留在蒸發(fā)器231中的粒子。蒸發(fā)器排氣單元300用以使蒸發(fā)器的內(nèi)部通風(fēng)，其包括排氣泵310 ；排氣管320， 具有與蒸發(fā)器231相連的一個端部和與排氣泵310相連的另一個相對端部；第六閥330，安 裝在排氣管320中以控制蒸發(fā)器231與排氣泵310之間的連通；捕獲器340，與排氣管320 相連以捕獲蒸發(fā)器231中產(chǎn)生的粒子；壓力調(diào)節(jié)器350，與排氣管320相連以調(diào)節(jié)排氣管 320內(nèi)部的壓力；和壓力測量設(shè)備360，用來測量排氣管320的壓力。當(dāng)蒸發(fā)器231通過第六閥330和排氣管320與排氣泵310連通時，排氣泵310的 泵吸能使蒸發(fā)器231中產(chǎn)生的粒子移向捕獲器340。由于此原因，蒸發(fā)器231和排氣管320 中的粒子都可以被去除。如上所述，使用排氣單元300來凈化蒸發(fā)器231內(nèi)部的工序可以在對薄膜沉積設(shè) 備100的腔室110進(jìn)行凈化的步驟中進(jìn)行。換句話說，優(yōu)選使用排氣單元300在凈化步驟 中凈化蒸發(fā)器231的內(nèi)部，該凈化步驟是構(gòu)成根據(jù)原子層單位的薄膜沉積方法所重復(fù)的一個循環(huán)的原材料注入、凈化、反應(yīng)物氣體注入和凈化步驟中的最后一個步驟。這里，在步驟“A”、“B”和“C”中不再向蒸發(fā)器供給原材料。也就是說，如果向蒸發(fā) 器供給過多的液體原材料，就可能由于原材料沒有被完全蒸發(fā)而產(chǎn)生熱解現(xiàn)象，并且蒸發(fā) 器可能被污染得足夠嚴(yán)重而產(chǎn)生粒子。結(jié)果，在足夠量的氣態(tài)原材料被儲存在蒸發(fā)器中之 后，采用凈化氣體凈化供給到腔室中的氣態(tài)原材料，此時，停止向蒸發(fā)器供給原材料。如圖8A和8B所示，向蒸發(fā)器供給的載氣的量(密度)在B、C和D步驟中相同。 換句話說，向蒸發(fā)器供給的載氣的量在“A”步驟中增加，以使得平穩(wěn)地向腔室供給氣態(tài)原材 料。在其他步驟中保持載氣的量。此時，“D”步驟包括“D1”步驟，不向蒸發(fā)器供給原材料；和“D2”步驟，向其中具 有載氣的蒸發(fā)器供給原材料并在蒸發(fā)器內(nèi)部蒸發(fā)原材料。也就是，如圖8A所示，在“D”步驟(R_P)的前半段(Dl秒)向蒸發(fā)器只供給載氣， 而不向蒸發(fā)器供給原材料。在“D”步驟的后半段(D2秒)與載氣一起向蒸發(fā)器供給原材料。 這里，Dl和D2可以重復(fù)相等的時間段。尤其是，在“D2”步驟中，可向蒸發(fā)器供給原材料并且可以增加排氣管的壓力。此 時，如果增加排氣管的壓力，則向蒸發(fā)器231供給的原材料的移動速度將被降低。如果移動 的原材料的速度降低了，則原材料停留在蒸發(fā)器中的時間可能增加。結(jié)果，原材料可以在蒸 發(fā)器中充分蒸發(fā)并且原材料的蒸發(fā)率被相應(yīng)地增加。最終，可以節(jié)省向蒸發(fā)器供給的液體原材料。例如，當(dāng)根據(jù)常規(guī)技術(shù)在“A”和“D2” 步驟中向蒸發(fā)器供給y毫克(mg)的原材料時，根據(jù)此實施方式只在“D”步驟中向蒸發(fā)器供 給y’毫克的原材料。這里，根據(jù)薄膜沉積系統(tǒng)，在“A”和“D”步驟中使用的原材料的量是y (毫克)乘 以時間(A+D2)的值(下文中用“Y毫克”表示)。與此相對照，根據(jù)此實施方式，該量可以 是y’(毫克)乘以時間(D2)的值(下文中用“Y’毫克”表示)，比較總的原材料使用量，Y’ <Y。當(dāng)只在“D2”步驟中向蒸發(fā)器供給原材料時，可以減少兩倍的原材料使用量。由于如 上所述只在“D2”步驟中向蒸發(fā)器供給原材料，所以可以顯著地增強(qiáng)節(jié)省原材料的效果。結(jié)果，可以減少由沒有被完全蒸發(fā)的原材料的熱解所產(chǎn)生的粒子的量。而且，移動 的原材料的速度降低，可以相應(yīng)地減少通過排氣管320排出的原材料的量。不限于此，本發(fā) 明可以采用多種設(shè)備作為壓力調(diào)節(jié)器350來提高排氣管320的壓力。在圖2Β中，使用壓力調(diào)節(jié)閥352作為壓力調(diào)節(jié)器350。這里，壓力調(diào)節(jié)閥352可以 位于第六閥330的后方和排氣泵310的前方，用以構(gòu)成蒸發(fā)器排氣單元300。壓力調(diào)節(jié)閥352調(diào)節(jié)開啟度，也就是排氣管320的開口尺寸，以調(diào)節(jié)排氣管320的 壓力。根據(jù)另一實施方式，使用節(jié)流閥作為壓力調(diào)節(jié)閥352。如圖2Β所示，節(jié)流閥包括驅(qū) 動軸35 ；和至少一個葉片352b，附著設(shè)置到驅(qū)動軸35加。葉片352b可以經(jīng)由驅(qū)動軸35 折疊或不折疊以調(diào)節(jié)排氣管320的開啟度，使得 可以調(diào)節(jié)排氣泵310的排氣量。此時，可以控制壓力調(diào)節(jié)閥352使蒸發(fā)器231和排氣管320 的壓力為50托(Torr)或更大。上面實施了使用節(jié)流閥作為壓力調(diào)節(jié)閥352，但是本發(fā)明不 限于此。根據(jù)本發(fā)明，任何能夠調(diào)節(jié)排氣管320的開啟度的裝置都是可用的。這里，采用壓力調(diào)節(jié)器350來增加排氣管320的壓力，以降低被接收到蒸發(fā)器231 中的移動的原材料的速度。根據(jù)第一實施方式的壓力調(diào)節(jié)器350向排氣管320提供用于進(jìn)
11行壓力調(diào)節(jié)的氣體(簡稱“壓力調(diào)節(jié)氣體”)以提高排氣管320的壓力。這里，壓力調(diào)節(jié)器350包括氣體儲存器351a，用來在其中儲存壓力調(diào)節(jié)氣體；壓 力調(diào)節(jié)管351c，具有與氣體儲存器351a相連的一個端部和與排氣管320相連的另一個端 部；和第七閥351b，安裝在壓力調(diào)節(jié)管351c內(nèi)以控制氣體儲存器351a與排氣管320之間 的連通。當(dāng)氣體儲存器351a通過第七閥351b和壓力調(diào)節(jié)管351c與排氣管320連通時，通 過壓力調(diào)節(jié)管351c將儲存在氣體儲存器351a中的氣體提供給排氣管320。此時，排氣管320的壓力被提高。根據(jù)此實施方式，將排氣管320的壓力調(diào)節(jié)為50 托或更大，使用隊氣作為壓力調(diào)節(jié)氣體。排氣管320被安裝成與蒸發(fā)器231的下部連通。隨著排氣管320的壓力逐漸提 高，可以逐漸降低向蒸發(fā)器231供給原材料的速度。此時，可以注入壓力調(diào)節(jié)氣體使排氣管 320的壓力達(dá)到50托或更大。可以通過使用壓力計360來測量排氣管320的壓力，從而使 壓力控制更有效。結(jié)果，原材料在蒸發(fā)器中被充分蒸發(fā)并且原材料的蒸發(fā)率隨之增加了。也就是，例如在構(gòu)成原子層沉積的循環(huán)的原材料化學(xué)吸收、原材料凈化、反應(yīng)物氣 體注入和凈化中的最后一個凈化步驟中提高排氣管320的壓力。當(dāng)然，本發(fā)明不限于此。 如果例如最后的凈化步驟所需時間為6秒，在凈化步驟完成時間之前3秒就要開始向蒸發(fā) 器231供給原材料，排氣管320的壓力可以同時被提高?？蛇x擇地，可以自與原材料化學(xué)吸 收、原材料凈化和反應(yīng)物氣體注入一起構(gòu)成該循環(huán)的最后凈化步驟的前一個步驟開始提高 排氣管320的壓力。不限于上述的描述，本發(fā)明可以在構(gòu)成原子層沉積的循環(huán)的原材料化 學(xué)吸收、原材料凈化、反應(yīng)物氣體注入和凈化的每一個步驟中使排氣管320的壓力提高。當(dāng) 由于排氣管320的提高的壓力而使供給到蒸發(fā)器231的移動的原材料的速度降低時可以增 加原材料停留在蒸發(fā)器231中的時間。由于此原因，原材料可以在蒸發(fā)器231的內(nèi)部被充 分蒸發(fā)，原材料的蒸發(fā)率被相應(yīng)地增大。結(jié)果，可以減少沒有被完全蒸發(fā)而是被熱解了的原 材料所產(chǎn)生的粒子的量。由于移動的原材料的速度被降低，所以可以減少通過排氣管320 損失的原材料的量。本發(fā)明不限于此，所以多種設(shè)備可用作壓力調(diào)節(jié)器350來提高排氣管320的壓力。上面描述的步驟A、B、C和D可以連續(xù)進(jìn)行直到在襯底上沉積了具有期望厚度的薄 膜。換句話說，在凈化了反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料之后，如果在襯底上沒有沉積具有期望厚 度的薄膜，則可以重復(fù)步驟A到D。此時，在凈化腔室中殘留的反應(yīng)副產(chǎn)物和非反應(yīng)物氣體的步驟之后，可以連續(xù)向 腔室10供給蒸發(fā)的原材料，以提高工作效率。例如，如果凈化腔室110所需的時間是6秒， 則從凈化完成時間之前3秒就開始向蒸發(fā)器231供給原材料。此時，如上所述排氣管320 的壓力處于被壓力調(diào)節(jié)器350所提高的狀態(tài)。例如，根據(jù)第一實施方式的壓力調(diào)節(jié)器350 向排氣管320提供壓力調(diào)節(jié)氣體以將排氣管320的壓力調(diào)節(jié)為50托或更大。也就是，通過 壓力調(diào)節(jié)管351b向排氣管320提供氣體儲存器351a的壓力調(diào)節(jié)氣體，以將排氣管320的 壓力調(diào)節(jié)為例如50托或更大。本發(fā)明不限于此，根據(jù)第二實施方式的壓力調(diào)節(jié)器350，也就 是壓力調(diào)節(jié)閥353調(diào)節(jié)排氣管320的開啟度，以將排氣管320的壓力調(diào)節(jié)為例如50托或更 大。由于此原因，與排氣管320相連的蒸發(fā)器231的下部的壓力升高，并且向蒸發(fā)器供給原材料的速度隨之降低。結(jié)果，原材料停留在蒸發(fā)器231中的時間被足夠地加長，以增加原材 料能夠被蒸發(fā)的時間。最終可以盡可能地減少沒有被完全蒸發(fā)而是被熱解了的原材料所產(chǎn) 生的粒子。由于向蒸發(fā)器231供給原材料的速度降低，所以通過排氣管320排到外部的原 材料的量可以被減少。上面描述了在凈化設(shè)置在薄膜沉積設(shè)備100中的腔室110的內(nèi)部的步驟中，通過 使用壓力調(diào)節(jié)器350來提高設(shè)置在蒸發(fā)器排氣單元300中的排氣管320的壓力的方法。然 而，本發(fā)明不限于此，在原材料注入、凈化、反應(yīng)物氣體注入和凈化的每一個步驟中，使用壓 力調(diào)節(jié)器來提高排氣管320的壓力也是有效的。此外，在“A”步驟的開始點(diǎn)，在蒸發(fā)器的內(nèi)部可能有足夠量的蒸發(fā)的原材料。由于 此原因，在“A”步驟中不必再向蒸發(fā)器供給液體原材料。蒸發(fā)器內(nèi)部的載氣的密度被增加并且氣態(tài)原材料被再次供給到腔室(步驟 S100)。此時，蒸發(fā)器的操作與上面描述的相同。如圖5A和5B所示，在“A”步驟(A秒)中 不向蒸發(fā)器供給液體原材料，向腔室供給通過增大載氣的量而蒸發(fā)的氣態(tài)原材料。結(jié)果，通過氣體供給裝置將蒸發(fā)的原材料注入到腔室中，氣態(tài)原材料被再次化學(xué) 吸附到位于腔室中的處理物體(襯底)上(步驟S110)。如上所述，重復(fù)由原材料化學(xué)吸收、凈化、薄膜沉積和凈化步驟所構(gòu)成的循環(huán)。在 重復(fù)該循環(huán)時一旦在襯底上沉積了具有期望厚度的薄膜，則完成處理(步驟S150)。根據(jù)圖8B，將根據(jù)常規(guī)方法向蒸發(fā)器供給的原材料和載氣的量與根據(jù)此實施方式 向蒸發(fā)器供給的原材料和載氣的量進(jìn)行比較。如圖8B所示，根據(jù)本發(fā)明的方法，僅在“D” 步驟中向蒸發(fā)器供給原材料，常規(guī)技術(shù)中在“A”步驟中向蒸發(fā)器供給的原材料的量增加。圖9是示出向腔室供給的氣體量的圖。根據(jù)此實施方式，重復(fù)上面描述的原材料 化學(xué)吸收A秒，重復(fù)原材料凈化B秒，重復(fù)薄膜沉積C秒，重復(fù)反應(yīng)物氣體凈化D秒。四個 步驟分別與A、B、C和D的步驟相對應(yīng)。第二個凈化被分成兩個步驟，第二個凈化的這兩個 步驟分別進(jìn)行Dl秒和D2秒。換句話說，在“A”步驟中，可以停止向其中具有氣態(tài)原材料的蒸發(fā)器中輔助供給原 材料，并且可以增加TEMA&載氣的密度以向腔室供給氣態(tài)原材料。此時，當(dāng)“A”步驟開始 時在蒸發(fā)器中提供的所有原材料被供給到腔室，直到“A”步驟結(jié)束。在“B”步驟中，向腔室供給第一凈化氣體(S_P)。這里，在“C”和“D”步驟中也向 腔室供給第一凈化氣體，其具有與“B”步驟相同的密度。在“C”步驟中，向腔室供給反應(yīng)物氣體(O3)，以與氣態(tài)原材料發(fā)生反應(yīng)。隨后，在“D”步驟中，向腔室供給第二凈化氣體(03_P)。此時，在“Α”和“B”步驟 中也向腔室供給第二凈化氣體，其具有與“D”步驟相同的密度。結(jié)果，在上面描述的原材料 供給步驟的前半段，向腔室供給僅在蒸發(fā)器中提供的氣態(tài)原材料，在該步驟的后半段，原材 料僅停留在腔室中。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)包括腔室110 ；原材料供 給器210 ；載氣供給器240 ；蒸發(fā)器231 ；蒸發(fā)器排氣單元300 ；反應(yīng)物氣體供給器沈0 ；第一 凈化氣體供給器250a ；和第二凈化氣體供給器250b。腔室110形成預(yù)定的反應(yīng)空間，在其中將蒸發(fā)的原材料沉積在處理物體10上。在 腔室110中設(shè)置安置裝置130，用于將處理物體10安置在其上；以及氣體注入裝置120，與安置裝置130相對設(shè)置，用以注入原材料、反應(yīng)物氣體和凈化氣體。原材料供給器210向蒸發(fā)器231供給液體原材料。原材料供給器210包括原材 料儲存器211，用來在其中儲存液體原材料；第一管212，具有與原材料儲存器211相連的一 個端部和與蒸發(fā)器231相連的另一個端部；以及第一閥213，安裝在第一管212中以控制向 蒸發(fā)器231供給的原材料的量。例如使用液體TEMA&作為原材料。載氣供給器MO向蒸發(fā)器231供給用以輸送液體原材料的載氣。載氣供給器240 包括載氣儲存器對1，用來在其中儲存載氣；第二管M2，具有與載氣儲存器241相連的一 個端部和與蒸發(fā)器231相連的另一個端部；以及第二閥M3，安裝在第二管中以控制向蒸發(fā) 器231供給的載氣的量。這里，例如使用Ar作為載氣。蒸發(fā)器231蒸發(fā)由載氣所輸送的液體原材料，并向腔室110供給蒸發(fā)的原材料。向 蒸發(fā)器231供給的原材料與載氣一起被諸如加熱器的加熱裝置加熱，以使其蒸發(fā)，然后蒸 發(fā)的原材料被移到腔室110內(nèi)。被引入到腔室110內(nèi)的蒸發(fā)的原材料被化學(xué)吸收在位于安置裝置130上的處理物 體10的表面上。此后，沒有被化學(xué)吸收在處理物體10的表面上的原材料可以通過凈化氣 體排出。第二凈化氣體供給器250b向氣體注入裝置120供給凈化氣體，將沒有被化學(xué)吸收 在處理物體10上的氣態(tài)原材料排到外部。第二凈化氣體供給器MOb包括凈化氣體儲存 器251b，用來在其中儲存凈化氣體；第三管，具有與凈化氣體儲存器251b相連的一個端部 和與腔室110相連的另一個端部；以及第三閥25北，安裝在第三管252b中以控制向氣體注 入裝置120供給的凈化氣體的量。這里，例如使用Ar作為凈化氣體。在通過凈化氣體排出腔室110內(nèi)部的氣態(tài)原材料之后，供給反應(yīng)物氣體來誘發(fā)與 化學(xué)吸收在處理物體10的表面上的原材料的反應(yīng)。反應(yīng)物氣體供給器260將反應(yīng)物氣體注入到腔室110中來誘發(fā)氣態(tài)原材料與反應(yīng) 物氣體之間的反應(yīng)。反應(yīng)物氣體供給器260包括反應(yīng)物氣體儲存器沈1，用來在其中儲存 反應(yīng)物氣體；第五管262，具有與反應(yīng)物氣體儲存器261相連的一個端部和與腔室110相連 的另一個端部；以及第五閥263，安裝在第五管沈2中以控制反應(yīng)物氣體的量。根據(jù)此實施 方式，使用A作為反應(yīng)物氣體與原材料TEMA&反應(yīng)，以形成^O2薄膜。通過向腔室110供給反應(yīng)物氣體在處理物體10的表面上形成薄膜之后，再次向腔 室110供給凈化氣體，以凈化反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料。在“A”步驟中，如果向蒸發(fā)器231供給的液體原材料沒有被完全蒸發(fā)，這樣的原材 料僅被熱解而產(chǎn)生粒子。這里，這樣的粒子包括可能將成為粒子的沒有被蒸發(fā)的液體原材 料。使用蒸發(fā)器排氣單元300來去除殘留在蒸發(fā)器231中的這樣的粒子。采用蒸發(fā)器排氣單元300來泵吸并去除存在于蒸發(fā)器231中的粒子。蒸發(fā)器排氣 單元300包括排氣泵310 ；排氣管320，具有與蒸發(fā)器231相連的一端和與排氣泵310相連 的另一端；排氣閥330，安裝在排氣管320中以控制蒸發(fā)器231與排氣泵310之間的連通； 以及捕獲器340，用來捕獲泵出的粒子?？梢栽趦艋襟E(“B”步驟和“D”步驟)期間進(jìn)行 蒸發(fā)器排氣單元300的泵吸。優(yōu)選在D’步驟期間進(jìn)行泵吸。同時，向連接蒸發(fā)器231和腔室110的連接管421提供氣態(tài)原材料。甚至在這樣 的連接管421中也可能存在沒有被蒸發(fā)的原材料或熱解的粒子。如果這樣的粒子存在于連接管421中，可能會發(fā)生各種組裝作業(yè)問題。由于此原因，在此實施方式中可以進(jìn)一步設(shè)置去除存在于連接管421中的粒子的 步驟(“E”步驟)。由第一凈化氣體供給器250a進(jìn)行這樣的“E”步驟。第一凈化氣體供給器250a向連接管421供給凈化氣體以去除存在于連接管421 中的粒子。第一凈化氣體供給器250a包括第一凈化氣體儲存器251a，用來在其中儲存凈 化氣體；第四管25加，具有與凈化氣體儲存器251a相連的一個端部和與蒸發(fā)器231相連的 另一個端部；和第四閥253a，安裝在第四管25 中以控制向連接管421供給的凈化氣體的 量。這里，例如使用Ar作為凈化氣體?？梢栽谶B接管421中安裝可關(guān)閉的閥420，采用可關(guān)閉的閥420來使得供給到第一 凈化氣體供給器250a的凈化氣體可關(guān)閉，以免被引入到腔室110中。通過第一凈化氣體供給器250a供給到連接管421中的凈化氣體可以被蒸發(fā)器排 氣單元300泵吸和排出。此時，凈化氣體也可以去除在連接管421之后經(jīng)過蒸發(fā)器231而 存在于蒸發(fā)器231中的粒子。如果通過第一凈化氣體供給器250a將凈化氣體供給到連接管421，則關(guān)閉可關(guān)閉 的閥420以防止凈化氣體進(jìn)入腔室110。此后，凈化氣體與存在于連接管421中的粒子一起 經(jīng)過蒸發(fā)器231。凈化氣體利用排氣泵310所產(chǎn)生的泵吸壓力拉動存在于蒸發(fā)器231中的 粒子進(jìn)入捕獲器340。當(dāng)通過第一凈化氣體供給器250a供給凈化氣體時，可以從載氣供給器240向蒸發(fā) 器231供給作為凈化氣體的Ar。供給到蒸發(fā)器231中的凈化氣體拉動蒸發(fā)器231內(nèi)部的粒 子，使其與供給到連接管421中的凈化氣體一起被蒸發(fā)器排氣單元300泵吸和排出?？梢耘c蒸發(fā)器排氣單元300的泵吸一起進(jìn)行向連接管421供給凈化氣體的“E”步 驟。另一方面，“E”步驟也可以在處理物體(例如晶片)的置換時間內(nèi)或其他合適的時間 內(nèi)進(jìn)行。如上所述，根據(jù)此實施方式，由第一凈化氣體供給器250a將凈化氣體供給到連接 管421中，連接管421和蒸發(fā)器231內(nèi)部的粒子都被去除。由于此原因，可以防止存在于沉 積設(shè)備中的粒子所可能產(chǎn)生的組裝作業(yè)問題。此外，凈化氣體經(jīng)過蒸發(fā)器231，蒸發(fā)器231 內(nèi)部的粒子也可以被更有效地去除。結(jié)果，可以減少蒸發(fā)器231的置換間隔，可以相應(yīng)地減 少用新的蒸發(fā)器置換舊的蒸發(fā)器所需的時間和花費(fèi)的成本。下面將參照圖4描述根據(jù)第三實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)。除了圖2的第一和第二凈化氣體供給器250a和250b被整體形成為一個構(gòu)件之 外，圖4中示出的此實施方式與圖2中示出的上面的實施方式具有相同的構(gòu)造。根據(jù)此實施方式，凈化氣體供給器460將凈化氣體供給到設(shè)置在腔室110中的氣 體注入裝置120中，并且它同時將凈化氣體供給到連接管421中。凈化氣體供給器460包括凈化氣體儲存器461，用來在其中儲存凈化氣體；第三 管462，具有與凈化氣體儲存器461相連的一個端部和與腔室110相連的另一個端部；第三 閥463，安裝在第三管462中以控制供給到氣體注入裝置120中的凈化氣體的量；第四管， 具有與凈化氣體儲存器461相連的一個端部和與蒸發(fā)器231相連的另一個端部；以及第四 閥255，安裝在第四管254中以控制供給到連接管421中的凈化氣體的量。這里，例如使用 Ar作為凈化氣體。
15
當(dāng)凈化氣體供給器460將凈化氣體供給到腔室110中時，關(guān)閉第四閥255并打開 第三閥463。當(dāng)凈化氣體供給器460將凈化氣體供給到連接管421中時，關(guān)閉第三閥463并 打開第四閥255。根據(jù)此實施方式，圖2中示出的第一凈化氣體供給器250a和第二凈化氣體供給器 250b相結(jié)合為單個構(gòu)件，即單個的凈化氣體供給器460。由于此原因，根據(jù)此實施方式的薄 膜沉積設(shè)備在獲得與圖2中示出的沉積設(shè)備相同的效果的同時，可具有更簡單的構(gòu)造。下面將參照圖5描述設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的沉積設(shè)備中的蒸發(fā)器的構(gòu)造。圖5是示 出圖3和4中示出的蒸發(fā)器的構(gòu)造的圖。蒸發(fā)器231包括外殼231b ；注入孔231e，位于外殼231b的頂部以注入液體原材 料和載氣例如Ar ；蒸發(fā)空間231a，用來在其中蒸發(fā)液體原材料；加熱器231c，與蒸發(fā)空間 231a鄰近安裝，用以加熱液體原材料；腔室連接部件231g，與連接管421相連以將蒸發(fā)的原 材料供給到腔室110中；和泵吸線路連接部件231h，與蒸發(fā)器排氣單元300相連以排出原 材料或載氣。在注入孔231e和蒸發(fā)空間231a之間安裝節(jié)流孔231f。當(dāng)液體原材料被供給到蒸 發(fā)器231的注入孔231e中時，液體原材料在經(jīng)過節(jié)流孔231f的同時具有降低的壓力和增 加的速度，并且液體膨脹。在蒸發(fā)空間231a的上部安裝過濾器231d，在過濾器231d中形成多個微孔。由于 此原因，通過注入孔231e引入的液體原材料在經(jīng)過過濾器231d時被霧化，以被初始蒸發(fā)。 根據(jù)此實施方式，蒸發(fā)空間231a的長度是15mm，安裝在過濾器231d中的每一個微孔的直徑 是 0. 23mm0在經(jīng)過過濾器231d的同時被霧化的原材料被加熱，以被二次蒸發(fā)。加熱器231c 可以完全包圍蒸發(fā)空間231a。蒸發(fā)空間231a的溫度和壓力可能會嚴(yán)重影響原材料的蒸發(fā)率。根據(jù)此實施方式， 蒸發(fā)空間231a的溫度被保持在110°C和140°C之間，蒸發(fā)空間231a的壓力被保持在80托 和120托之間，使得可以優(yōu)化地控制向蒸發(fā)器231供給原材料的速度。由于在蒸發(fā)器231中的蒸發(fā)空間231a的上部安裝過濾器231d，所以液體原材料在 經(jīng)過過濾器231d的同時被初始蒸發(fā)，已經(jīng)經(jīng)過了過濾器的原材料在被加熱器231c加熱之 后被二次蒸發(fā)。結(jié)果，可以提高液體原材料的蒸發(fā)率。圖IOA和IOB分別是示出根據(jù)常規(guī) 薄膜沉積系統(tǒng)在其中形成有接觸孔的處理物體和形成在處理物體上的薄膜，以及根據(jù)本發(fā) 明的實施方式的薄膜沉積系統(tǒng)在其中形成有接觸孔的處理物體和形成在處理物體上的薄 膜的圖。參照圖10A，根據(jù)常規(guī)薄膜沉積系統(tǒng)，在其中形成有接觸孔的處理物體的上表面上 (或稱“上部頂表面”)所形成的薄膜的厚度為17nm，形成在處理物體的下部頂表面上的薄 膜的厚度為9nm。結(jié)果，臺階覆蓋率(S/C)是60%。與此相對照，根據(jù)本發(fā)明的實施方式， 在其中形成有接觸孔的處理物體的上表面上所形成的薄膜的厚度為llnm，形成在處理物體 的下部頂表面上的薄膜的厚度為lOnm。結(jié)果，臺階覆蓋率(S/C)是90%。換句話說，根據(jù) 本發(fā)明的實施方式所形成的薄膜的臺階覆蓋率(S/C)可以比根據(jù)常規(guī)的薄膜沉積系統(tǒng)所 形成的薄膜的臺階覆蓋率(S/C)高30%。這是因為通過增加排氣管320的壓力和降低向蒸 發(fā)器231供給的原材料的速度，提高了原材料的蒸發(fā)率。換句話說，向薄膜沉積設(shè)備100供給足夠量的蒸發(fā)的原材料，可以相應(yīng)地在接觸孔的底部沉積其厚度與在處理物體的上部頂 表面上所形成的薄膜的厚度一樣大的薄膜。圖IlA和IlB分別是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的薄膜沉積方法所沉積的薄膜和根 據(jù)常規(guī)方法所沉積的薄膜的圖。如圖IlB所示，根據(jù)常規(guī)方法沉積在處理物體上的薄膜比沉積在接觸孔的底表 面、也就是處理物體的下部頂表面上的薄膜厚。然而，如圖IlA所示，根據(jù)本發(fā)明實施方式 的方法，沉積在處理物體上的薄膜比常規(guī)技術(shù)的薄膜薄，在形成在上部頂表面和下部頂表 面、也就是接觸孔的底部上的薄膜之間只有很小的厚度差。換句話說，蒸發(fā)器內(nèi)部原材料的蒸發(fā)率提高了，蒸發(fā)器中沒有被完全蒸發(fā)的原材 料所產(chǎn)生的熱解現(xiàn)象沒有了，由熱解所產(chǎn)生的蒸發(fā)器的污染而產(chǎn)生的粒子也沒有了。而且，可以增加原材料停留在蒸發(fā)器中的時間，并可以相應(yīng)地減少通過排氣管被 損失和浪費(fèi)的原材料的量。結(jié)果，可以減少原材料使用量，可以降低組裝作業(yè)工序的成本。而且，形成在處理物體上的薄膜中不產(chǎn)生懸垂現(xiàn)象。結(jié)果，不會產(chǎn)生半導(dǎo)體薄膜的 臺階覆蓋率和電性能的惡化。除了在半導(dǎo)體器件上沉積薄膜的制造工藝，上面描述的薄膜沉積方法可以應(yīng)用在 平板顯示設(shè)備、太陽能電池等的制造工藝中。本發(fā)明實施方式的特性、結(jié)構(gòu)、效果可以包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中，而 不限于特定的單個實施方式。本發(fā)明實施方式的特性、結(jié)構(gòu)、和效果可以由所屬領(lǐng)域技術(shù)人 員進(jìn)行組合或修改為這些實施方式相關(guān)聯(lián)的形式。因此，與這樣的組合和修改相關(guān)的內(nèi)容 都涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，對本發(fā)明可進(jìn)行各種修改和變化，這對 于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因而，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權(quán)利要求書范圍 及其等效范圍內(nèi)的對本發(fā)明的所有修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種薄膜沉積系統(tǒng)，包括 用來供給原材料的原材料供給器；原材料氣體供給器，包括與該原材料供給器相連的用以蒸發(fā)由該原材料供給器供給的 原材料的蒸發(fā)器；薄膜沉積設(shè)備，與該原材料氣體供給器相連，用以將由該原材料氣體供給器供給的蒸 發(fā)的原材料沉積在處理物體上；蒸發(fā)器排氣單元，具有與該蒸發(fā)器相連的端部，用以使該蒸發(fā)器的內(nèi)部通風(fēng)；和 壓力調(diào)節(jié)器，與該蒸發(fā)器排氣單元相連，用以調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器排氣單元的壓力以控制向 該蒸發(fā)器供給原材料的速度。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器包括 主體，在其中形成有用以蒸發(fā)原材料的預(yù)定的內(nèi)部空間；過濾器，設(shè)置在該主體中形成的內(nèi)部空間的上部，該過濾器包括形成在其中的多個微 孔；和加熱器，安裝在該主體中，用以對供給到該內(nèi)部空間中的原材料進(jìn)行加熱。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器排氣單元與該蒸發(fā)器的主體相 連，用以與在該蒸發(fā)器中設(shè)置的內(nèi)部空間的下部連通。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中該壓力調(diào)節(jié)器包括 氣體儲存器，用來在其中儲存壓力調(diào)節(jié)氣體，和壓力調(diào)節(jié)管，具有與該蒸發(fā)器排氣單元相連的一個端部和與該氣體儲存器相連的另一 個端部。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中該壓力調(diào)節(jié)氣體是惰性氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中該壓力調(diào)節(jié)器是安裝在該蒸發(fā)器排氣單元 中的位于該排氣泵的前方的節(jié)流閥，用以控制該蒸發(fā)器排氣單元的開啟度以調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器 排氣單元的壓力。
7.一種薄膜沉積系統(tǒng)，包括 用來供給原材料的原材料供給器；蒸發(fā)器，用來蒸發(fā)由該原材料供給器供給的原材料；腔室，與該蒸發(fā)器相連，該腔室包括用來將蒸發(fā)的原材料沉積在處理物體上的反應(yīng)空間；第一凈化氣體供給器，用來將凈化氣體供給到位于該蒸發(fā)器和該腔室之間的連接管中 以去除該連接管中存在的粒子；以及蒸發(fā)器排氣單元，與該蒸發(fā)器相連，用以泵吸供給到該連接管中的凈化氣體。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中供給到連接管中的凈化氣體在經(jīng)過該蒸發(fā) 器之后由該蒸發(fā)器排氣單元泵吸。
9.如權(quán)利要求4或8所述的薄膜沉積系統(tǒng)，還包括可關(guān)閉的閥，安裝在該連接管中， 用以防止凈化氣體被弓丨入到該腔室內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7或8所述的薄膜沉積系統(tǒng)，還包括第二凈化氣體供給器，用來將凈化氣體供給到該腔室中以去除沒有沉積在該處理物體 上的原材料。
11.如權(quán)利要求10所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中所述第一凈化氣體供給器和第二凈化氣 體供給器相結(jié)合為單個構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求7或8所述的薄膜沉積系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器包括外殼，包括預(yù)定的蒸發(fā)空間；加熱器，與該蒸發(fā)空間鄰近安裝，用以加熱原材料；和過濾器，安裝在該蒸發(fā)空間的上部，該過濾器包括用以將原材料霧化的多個微孔。
13.一種使用薄膜沉積系統(tǒng)的薄膜沉積方法，該薄膜沉積系統(tǒng)包括用以蒸發(fā)原材料 的蒸發(fā)器、與該蒸發(fā)器相連的用以在處理物體上沉積薄膜的薄膜沉積設(shè)備和用來對該蒸發(fā) 器的內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)的蒸發(fā)器排氣單元，該方法包括A步驟，配置為通過將該蒸發(fā)器所蒸發(fā)的原材料供給到該薄膜沉積設(shè)備中，使原材料化 學(xué)吸附到該處理物體上；B步驟，配置為凈化沒有被化學(xué)吸附到該處理物體上的原材料；C步驟，配置為通過向該處理物體注入反應(yīng)物氣體和使原材料與反應(yīng)物氣體反應(yīng)來形 成薄膜；D步驟，配置為凈化殘留在該薄膜沉積設(shè)備中的反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料，其中在“D”步驟中增加與該蒸發(fā)器連通的蒸發(fā)器排氣單元的壓力。
14.如權(quán)利要求13所述的薄膜沉積方法，其中在A步驟中，通過載氣供給器增大載氣的 密度，以將該蒸發(fā)器內(nèi)部的氣態(tài)原材料輸送到腔室中。
15.如權(quán)利要求14所述的薄膜沉積方法，其中在A步驟中，位于該腔室和該蒸發(fā)器之間 的閥打開，以將該蒸發(fā)器內(nèi)部的所有氣態(tài)原材料供給到該腔室中。
16.如權(quán)利要求14所述的薄膜沉積方法，其中只在D步驟中將氣態(tài)原材料供給到該蒸 發(fā)器中。
17.如權(quán)利要求14所述的薄膜沉積方法，其中D步驟包括Dl步驟，配置為不將氣態(tài)原材料供給到該蒸發(fā)器中；和D2步驟，配置為將氣態(tài)原材料供給到具有載氣的蒸發(fā)器中，并且蒸發(fā)供給到該蒸發(fā)器 中的氣態(tài)原材料。
18.如權(quán)利要求13所述的薄膜沉積方法，其中存在于該蒸發(fā)器中的粒子在配置為凈化 殘留在該薄膜沉積設(shè)備中的反應(yīng)副產(chǎn)物和不反應(yīng)材料的步驟中被凈化。
19.如權(quán)利要求13所述的薄膜沉積方法，其中在增加蒸發(fā)器排氣單元的壓力的步驟 中，將壓力調(diào)節(jié)氣體供給到該蒸發(fā)器排氣單元中以增加該蒸發(fā)器排氣單元的壓力，并且降 低向該蒸發(fā)器供給原材料的速度。
20.如權(quán)利要求13所述的薄膜沉積方法，其中在增加蒸發(fā)器排氣單元的壓力的步驟 中，調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器排氣單元的開啟度以增加該蒸發(fā)器排氣單元的壓力，并且降低向該蒸發(fā) 器供給原材料的速度。
全文摘要
提供了一種薄膜沉積系統(tǒng)和薄膜沉積方法。該薄膜沉積系統(tǒng)包括用來供給原材料的原材料供給器；原材料氣體供給器，包括與該原材料供給器相連的用以蒸發(fā)由該原材料供給器供給的原材料的蒸發(fā)器；薄膜沉積設(shè)備，與該原材料氣體供給器相連，用以將由該原材料氣體供給器供給的蒸發(fā)的原材料沉積在處理物體上；蒸發(fā)器排氣單元，具有與該蒸發(fā)器相連的端部，用以使該蒸發(fā)器的內(nèi)部通風(fēng)；和壓力調(diào)節(jié)器，與該蒸發(fā)器排氣單元相連，用以調(diào)節(jié)該蒸發(fā)器排氣單元的壓力以控制向該蒸發(fā)器供給原材料的速度。
文檔編號C23C16/448GK102102195SQ20101061046
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者徐東均, 徐廷和, 曹洙一, 趙炳夏, 金泰亨 申請人:周星工程股份有限公司