專利名稱：Cvd裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造集成電路的領域。本發(fā)明更具體地涉及用于在淀積工藝系統(tǒng)中引入工藝物料和清除物料的改進的方法和裝置。
目前，鋁廣泛用于集成電路作為相互連接，如插頭和通路。然而，更高的器件密度、更快的運行頻率，和更大的模片尺寸已經(jīng)產(chǎn)生了在相互連接結構中使用比鋁更低電阻率的金屬的需求。銅的低電阻率使其成為一種代替鋁的有吸引力的選擇。
有兩種良好的淀積銅的技術，化學氣相淀積(“CVD”)和物理氣相淀積(“PVD”)。CVD法是希望的，因為它提供了更一致的淀積層。例如，通過使用稱為Cupraselect的前驅(qū)體實現(xiàn)了銅的化學氣相淀積，Cupraselect的分子式為Cu(hfac)L.Cupraselect是Schumacher ofCarlsbad,Caiifornia的注冊商標。Cupraselect由結合到一種淀積控制化合物(如hfac)和一種熱穩(wěn)定化合物(L)上的銅組成。(hfac)表示六氟乙酰丙酮酸鹽，(L)表示配位體堿化合物，如三甲基乙烯基硅烷(“TMVS”)。
在使用Cu(hfac)L的銅的CVD過程中，前驅(qū)體氣化并流入含有晶片的淀積室中。在淀積室中，前驅(qū)體在晶片表面被注入熱能。在希望的溫度下，發(fā)生下列反應2(方程1)所得的銅(Cu)淀積在晶片的上表面上。反應的副產(chǎn)品(即Cu(hfac)2和(2L))從淀積室內(nèi)清除，因為淀積室在晶片加工過程中保持真空。
Cupraselect用于CVD產(chǎn)生的一個問題是物料從其液體儲存瓶到進行CVD的加工室的輸送。典型地，液體Cupraselect必需首先蒸發(fā)并在儲存瓶和加工室之間與載氣(如氬、氦或任何其它惰性氣體)混合。把蒸發(fā)器引入到輸送系統(tǒng)中并用于改變兩個環(huán)境條件(即溫度或壓力)之一。大多數(shù)蒸發(fā)器提高前驅(qū)體的溫度，來建立希望的狀態(tài)變化。遺憾的是，使溫度升得太高可能在儲存瓶和加工室之間的輸送管線中引起前驅(qū)體的分解和隨后的金屬被覆(淀積)。一個實例是由Netherlands的Bornkhurst制造的、用于蒸發(fā)所述前驅(qū)體液體的CEM蒸發(fā)器。遺憾的是，這些裝置僅蒸發(fā)約50-1500克Cupraselect就發(fā)生堵塞。對于晶片制造用途來說，在晶片之間，蒸發(fā)速度必須是可重復的。
蒸發(fā)后，把Cupraselect與載氣(如氬氣、氦氣或任何其它惰性氣體)一起泵送到加工室。這種泵送作用趨于使高濃度的TMVS離開Cupraselect，在儲存瓶、輸送系統(tǒng)和加工室之間的輸送管線中留下較不穩(wěn)定的銅和(hfac)。在這些條件下，可能在重要位置上發(fā)生不希望的金屬覆蓋或淀積。例如，可能在靠近蒸發(fā)器、閥門、加工室蓮蓬頭孔口等處發(fā)生金屬覆蓋。金屬覆蓋改變了這些重要的系統(tǒng)部件的尺寸，降低了淀積室和所得的淀積層的性能。另外，不希望的金屬覆蓋在淀積過程中可能剝落，致使所加工的晶片有缺陷或不能使用。所以，必須對加工室進行維護循環(huán)，更換或清洗加工室，因而降低了晶片產(chǎn)量。
為了提供可重復性的淀積條件，希望的是盡可能靠近加工室產(chǎn)生前驅(qū)體蒸氣，以便減小在輸送系統(tǒng)中的任一點產(chǎn)生淀積的可能性、縮短清除工藝室的時間和成本，并且最重要的是，降低淀積系統(tǒng)中的壓力梯度。當摩擦力作用于所述蒸氣時(即沿著氣體通過的容器和導管的內(nèi)表面)，產(chǎn)生壓力梯度。在蒸發(fā)器中希望低壓，因為蒸發(fā)器的效率(從而使產(chǎn)量)受壓力限制。另外，用于輸送前驅(qū)體的部件應該最小化，以便降低成本，并促進系統(tǒng)在需要時的徹底清除。
因此，希望的是，提供一種在襯底加工系統(tǒng)中的改進前驅(qū)體物料控制的裝置和方法，降低在系統(tǒng)內(nèi)的金屬覆蓋和顆粒形成的可能性，并提高淀積速度。
使用本發(fā)明的裝置可以改進前驅(qū)體物料的輸送與蒸發(fā)，所以克服了現(xiàn)有技術伴隨的缺點。具體地，提供了一種進行化學氣相淀積的淀積系統(tǒng)，包括一種帶有蓋子的淀積室和連接到所述蓋子上的蒸發(fā)器。另外，在所述蓋子和蒸發(fā)器之間布置一個或多個閥門，來限制前驅(qū)體物料到淀積室的流動，并改進連接到蒸發(fā)器的前驅(qū)體物料輸送系統(tǒng)的清除。前驅(qū)體輸送系統(tǒng)有一個或多個導管，導管之一是可彎曲導管，其形式為多圈螺旋管的形式，具有適合于連接淀積室的蓋子和蒸發(fā)器的可扭曲的彈性，從而在不切斷或斷開前驅(qū)體(液體)導管的情況下即可將蓋子從淀積室取下。優(yōu)選的是，所述可彎曲導管是三十(30)圈的螺旋管，直徑約三(3)英寸，用1/8英寸不銹鋼制造。
另外，所述可彎曲導管用一種由滲透性的薄膜材料(如特氟隆、特氟隆變體、或PFA440-HP)制造，然后裝入護套內(nèi)。所述護套第一端連接到蒸發(fā)器，第二端通過閥門連接到壓力控制單元，使得導管和導管與護套之間的間隙可以脫氣。
所述淀積系統(tǒng)還可以包含其它的特征，例如，預熱模塊，在前驅(qū)體物料達到蒸發(fā)器之間，加熱流過導管的前驅(qū)體物料，布置在淀積室內(nèi)的蓮蓬頭上方的遮蔽板，以及在淀積室內(nèi)的前驅(qū)體物料注入系統(tǒng)。所有這些特征導致前驅(qū)體物料的蒸發(fā)和淀積速度的改進，并且可以在淀積室內(nèi)進行低壓操作方式。因此，減小了前驅(qū)體在系統(tǒng)中分解和不希望的淀積或形成顆粒的趨勢(即除了在待加工襯底以外的其它地方)。所以，改善了系統(tǒng)可靠性和可重復性。
考慮結合附圖的下列詳細描述，可以容易地理解本發(fā)明的教導，其中

圖1表示本發(fā)明的CVD銅淀積系統(tǒng)的第一個實施方案；圖2表示沿圖1的2-2線所看到的淀積系統(tǒng)的可彎曲導管的截面圖；圖3表示所述淀積系統(tǒng)的前驅(qū)體輸送系統(tǒng)部分；圖4表示本發(fā)明的蓮蓬頭和遮蔽板的詳圖；圖5表示本發(fā)明的另一個實施方案，在蓮蓬頭和遮蔽板上方引入一種注入系統(tǒng)；圖6a和6b表示蒸發(fā)器的另一個實施方案的詳圖；圖7表示對于所述前驅(qū)體輸送系統(tǒng)的進一步改進；圖8表示操作所述淀積系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的示意圖。
為了促進理解，在可能的地方，使用相同的參考數(shù)字表示所有圖中共同的相同部件。
本發(fā)明的新特征以可控的方式向淀積系統(tǒng)提供了前驅(qū)體物料(即用于銅CVD的Cupraselect)的輸送，而沒有危害或過分增加系統(tǒng)的復雜性。這樣的特征還提供了系統(tǒng)的低操作壓力、改善的淀積速度和產(chǎn)量。本發(fā)明抑制顆粒在前驅(qū)體輸送管線和淀積室內(nèi)的形成。布置改進的輸送系統(tǒng)，使得前驅(qū)體可以容易地從輸送導管清除，因此，對于每次淀積，加工物料的輸送可以精確地重復。雖然用通過CVD生長的銅薄膜描述了本發(fā)明，但是，熟悉該領域的技術人員將會認識到，在希望系統(tǒng)中保持可控且可重復的加工物料輸送，以改進所得的薄膜并減少污染時，本發(fā)明可以應用于任何薄膜淀積過程。
本發(fā)明的裝置的第一個實施方案表示于圖1。具體地，一種淀積系統(tǒng)90，包括一個淀積室100，一個蒸發(fā)器120，一個前驅(qū)體輸送系統(tǒng)130和控制系統(tǒng)140?？梢允褂玫牡矸e室的一個實例是由Applied Materials Inc.(Santa Clara，California)制造的WxZ型淀積室，根據(jù)本發(fā)明改進來進行銅的淀積。在一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明使用前驅(qū)體Cupraselect。然而，這并不排除使用熟悉CVD領域的技術人員熟知的其它前驅(qū)體和添加劑。
室100由側壁102、底板104和蓋子106確定。蓋子106引入一個蓮蓬頭108，其中有多個孔口。淀積室100還包含加熱的基座112，用于支持其上希望淀積銅的襯底116，如半導體晶片。基座112用耐用金屬材料如鋁或陶瓷如氮化鋁或氮化硼制造?；?12還作為加熱器或者散熱器，并包含附加部件，來加熱晶片116，或者從晶片116排出熱量。例如，基座112可以提供一個或多個電阻加熱器線圈113，在基座支架112內(nèi)產(chǎn)生熱量，然后傳導到晶片116。環(huán)形板114包圍室壁102并為覆蓋環(huán)118提供支架。當蒸發(fā)的前驅(qū)體與加熱的晶片接觸時，銅通過CVD淀積在襯底116上，下面將更詳細地解釋。覆蓋環(huán)118為襯底116的周邊部分和下面的淀積室區(qū)域提供防護，這些區(qū)域不希望發(fā)生淀積。壓力控制單元142(例如，真空泵)通過閥門138(例如節(jié)流閥)連接到加工室100，來控制室壓。
在前驅(qū)體輸送系統(tǒng)130的一個實例中，前驅(qū)體物料，如液體Cupraselect從加工物料源150之一通過一個或多個閥門148輸送到固定的導管136。固定導管136連接到彎曲導管134，下面將更詳細解釋。彎曲導管134連接到蒸發(fā)器導管132，蒸發(fā)器導管132還連接到蒸發(fā)器120上。蒸發(fā)器120又連接到室100的蓋子106上。導管132、134和136的布置非常實用，它允許液體前驅(qū)體源到蒸發(fā)器和加工室的不間斷連接。在一個優(yōu)選的實施方案中，導管132、134和136是單一的、連續(xù)的直徑1/8英寸不銹鋼管(SST)。彎曲導管134的截面圖表示于圖2中。SST管的彎曲導管134部分優(yōu)選的是一種約30圈的直徑3英寸的螺旋管。所得的螺旋管由于下面更詳細描述的原因，保持可以使用的扭曲彈性。雖然描述了30圈3英寸直徑的螺旋管，但是，也可以使用圈數(shù)和直徑的其它組合，來產(chǎn)生希望的螺旋管和彈性。
用所表示并描述的前驅(qū)體系統(tǒng)，促進了室100的維護，而沒有過分地涉及弱化或破壞來自外部源的液體輸送管線。具體地，當室100打開，并且從其上卸下蓋子106時，彎曲導管134的扭曲彈性允許蓋子106和蒸發(fā)器120(以及上述的輔助連接部件)的懸掛，離開室100作為一個不工作的單獨的單元，否則，會損壞液體輸送管線(例如，管道)。當室100的維護完成后，蓋子106落下并安裝在室100上，而沒有必要重新連接輸送管線。因此，輸送管線不太可能直接暴露于空氣中的污染物中，這些污染物會影響輸送管線以及其間的閥門中的物料流動。
另外，連接管線132、134和136可以用DuPont公司制造的Teflon,Teflon的變體，或者用其它透氣性薄膜材料(如Swagelock公司制造的PFA440-HP)制造。因此，導管132、134和136還可以形成脫氣器。具體地，如果由于載氣(如氦氣)的擴散在液體中產(chǎn)生氣泡，那么，導管132、134和136可以作為選擇性的薄膜，使氦氣擴散通過并從液流中排出。
圖3表示本發(fā)明的另一個實施方案，其中，用透氣性材料制造的導管還裝入護罩或護套146中。護罩在第一端302通過蒸發(fā)器120密封，在第二端通過壓力控制單元142或其它類似裝置密封，以便在護罩146和導管130之間對空間306抽氣。用這種方式，把空間306抽氣到真空，使導管通過透氣性薄膜脫出氣泡并排出系統(tǒng)130之外。抽空導管是重要的，因為它提高了液體前驅(qū)體輸送的可重復性。即在導管中保持穩(wěn)態(tài)流動，而不是由于氣泡引起的不希望的間斷的流動或渦流。另外，在脫氣的同時，我們保持具有不破壞的液體管線的優(yōu)點，減少了在連接處可能形成的顆粒，并增強了輸送系統(tǒng)130的清除能力。部件數(shù)量減少導致生產(chǎn)成本降低，同時保持可靠性。
前驅(qū)體輸送系統(tǒng)的另一個改進包括預熱前驅(qū)體物料的能力，如圖7所示意表示的。預熱前驅(qū)體物料是希望的，因為它可以使得在蒸發(fā)器120處可以更快地蒸發(fā)。通過位于前驅(qū)體輸送系統(tǒng)130中的預熱模塊700獲得這樣的條件。具體地，預熱模塊有加熱裝置704(即線圈)，與導管132、134和136中的一個或多個相連。加熱裝置還連接到電源702。電源702可以是交流或直流和任何能把導管132、134或136中的前驅(qū)體溫度提高到室溫以上(20℃)但是低于蒸發(fā)器溫度(約60-65℃)的任何電源。在以優(yōu)選的實施方案，預熱溫度約為40℃。在40℃，前驅(qū)體物料保持化學穩(wěn)定，但是在進入蒸發(fā)器120之前更接近蒸發(fā)溫度。因此，前驅(qū)體的分解和隨后的金屬覆蓋不可能在前驅(qū)體輸送系統(tǒng)130中發(fā)生，并且前驅(qū)體在進入蒸發(fā)器120時快速蒸發(fā)。
仍然見圖1，在系統(tǒng)90中任選地包括在蒸發(fā)器120和蓋子106之間的閥門122。具體地，閥門122是高導通的閘閥，用于控制蒸發(fā)的前驅(qū)體和載氣物料從蒸發(fā)器120到室100的流動。即，通過輸送系統(tǒng)130輸送的液體前驅(qū)體進入蒸發(fā)器120并蒸發(fā)。在Frank Chang、CharlesDornfest、Xiaoliang Jin、Lee Luo的共同轉讓的專利申請“化學氣相淀積蒸發(fā)器”中討論了合適的蒸發(fā)器的實例，并且以代理人檔案號AMAT/2847/PDD/HiK/MBE提交。蒸發(fā)的前驅(qū)體和載氣流過閥門122，到達蓮蓬頭108。通過蓮蓬頭108，把前驅(qū)體和載氣輸送到保持在基座112上的晶片116上。蒸發(fā)器120和閥門122靠近淀積室是有利的，因為所產(chǎn)生的蒸氣在分散進入淀積室之前不必運行很長的距離。因此，輸送線有可能更少地產(chǎn)生金屬覆蓋或堵塞。而且，蒸發(fā)器120靠近室100明顯減小產(chǎn)生影響淀積過程的壓力梯度的可能性。例如，如果淀積系統(tǒng)80在1.5乇的壓力下運行，0.5乇的壓力降足以使所淀積的薄膜的性能降低。此外，閥門122的靠近可以通過使淀積室100靠近淀積材料來提供晶片的快速加工，而沒有由于遠離淀積室的閥門產(chǎn)生的時間延遲。淀積過程的副產(chǎn)品可以直接抽出淀積室外，而沒有額外體積的輸送系統(tǒng)。把較少過量的加工物料送到淀積室內(nèi)，導致室部件上的更少的過量淀積以及在晶片輸送過程中相鄰室的交叉污染。閥門的高導通率使得導管132、134和136以及室100可以快速抽氣或清除。另外，高導通閘閥128可以用高導通截止閥代替，以獲得相同的結果。此外，隔離截止閥128位于蒸發(fā)器120和閥門122之間，使得輸送系統(tǒng)130可以快速清洗。
蓮蓬頭108還包括本淀積系統(tǒng)90的另一個新的特征。具體地，制造蓮蓬頭108，使其不僅作為所蒸發(fā)的前驅(qū)體和載氣物料的分配板，而且作為二級“加熱”板，捕獲并重新蒸發(fā)過量的加工物料。蓮蓬頭108通過在蓮蓬頭108的蓋子表面416上形成的多個凹下部分和布置在蓮蓬頭108上方的遮蔽板124起到這種作用。圖4表示蓮蓬頭108的局部放大圖，其中，表示了蒸氣和不完全蒸發(fā)的液體的流動。具體地，完全蒸發(fā)的加工物料流402從蒸發(fā)器120和閥門122(見圖1)通過，并進入室100。物料流402連續(xù)通過在遮蔽板124內(nèi)的多個噴嘴并通過蓮蓬頭108內(nèi)的多個噴嘴110。遮蔽板噴嘴144偏離蓮蓬頭噴嘴110，以便減少液體前驅(qū)體的污染。具體地，第一個不完全蒸發(fā)的(液體)物料流通過蒸發(fā)器120和閥門122，并被蓮蓬頭108頂部的凹下部分126捕獲。把蓮蓬頭108和遮蔽板124加熱到約65℃，這是適合于液體前驅(qū)體物料(即Cupraselect)蒸發(fā)的溫度。通過任何已知的可以接受的用于室部件加熱的裝置進行加熱，例如但不局限于與遠處加熱的流體進行的流體交換、包含在蓮蓬頭108和/或遮蔽板124內(nèi)或在其上的電阻加熱元件414、在淀積室100內(nèi)的加熱燈(未表示出)等。因此，液體物料412蒸發(fā)并沿著通過蓮蓬頭108中的多個孔口110之一的路徑406。不完全蒸發(fā)物料的流動還可以沿著路徑408進行，在遮蔽板124上變成蒸發(fā)的物料412，并且繼續(xù)作為蒸發(fā)的物料沿著路徑410流動。理論上，改進的蓮蓬頭108和遮蔽板通過捕獲并且二次蒸發(fā)這些液體，防止液體物料流到晶片表面。
圖5表示淀積系統(tǒng)90的一個備選的實施方案，其中，把注入系統(tǒng)502引入到淀積室中，來促進蒸發(fā)的加工物料的分散。具體地，在這個備選的實施方案中，有多個在與液體加工物料源150的一個或多個連接的蓋子106下面布置的注射器504。加熱遮蔽板，從而代替了對于單獨的熱表面(如蒸發(fā)器內(nèi)的電爐)的需要。因此，在蓮蓬頭108上產(chǎn)生了蒸發(fā)的加工物料的更均勻的分散方式。注入系統(tǒng)502的另一個優(yōu)點是增大前驅(qū)體物料的流量和蒸發(fā)速度。
本發(fā)明的另一個方面是改進的蒸發(fā)器120，在圖6a和6b中可以更詳細地看出。具體地，蒸發(fā)器120裝有電爐602，用于向霧化的液體前驅(qū)體傳遞熱量(通過連接到電源，未示出)。霧化的液體前驅(qū)體從連接到導管132(見圖1)的噴嘴603進入蒸發(fā)器120。電爐602是凹下的，并且由基座604支撐，基座604包含的電連接和物理連接，使電爐工作。這些精確的元件在本發(fā)明的范圍之外考慮。共同轉讓的專利申請中的示例蒸發(fā)器引入了在該實施方案中討論的改進。當液體前驅(qū)體物料撞擊電爐602時，大部分物料蒸發(fā)。然而，如果所得的瞬間熱能不足以進行希望的狀態(tài)變化，那么，在電爐602上可能保留小液滴。即，當前驅(qū)體蒸發(fā)時，電爐的熱能轉變成前驅(qū)體的動能，從而減少進一步蒸發(fā)可以獲得的熱能。
為了改進蒸發(fā)，希望的是增大液體的表面積。增大表面積的一種方法是振動電爐602。具體地，電爐連接到振動器605上(見圖6b)，振動器與工藝環(huán)境隔離。振動器605用在電爐602下面的軸向安裝的振動膜606制造。振動膜606的軸向部分608被線圈610包圍。線圈612又連接到交流電源610上。交流電源610可以包含在基座604中或者布置在遠處。此外，電源610在高頻率范圍內(nèi)操作，優(yōu)選的是在約200Hz-6KHz頻率范圍內(nèi)。高頻元件618把振動膜606連接到電爐602上。支持環(huán)616柔性地保持基座上面的電爐602。因此，振動膜606和電爐602以箭頭614所示的垂直方式快速振蕩。這種垂直運動增大了液滴的遷移性，因此，增大了用于發(fā)生蒸發(fā)的表面積。
作為本發(fā)明的一部分，還描述了一種進行Cupraselect的CVD的改進的方法。具體地，使電爐602過熱大大增加了前驅(qū)體物料的蒸發(fā)。即，前驅(qū)體物料從遠處的源進入蒸發(fā)器120。使電爐過熱(加熱到比前驅(qū)體的分解溫度至少高50℃的溫度)。在一個優(yōu)選的實施方案中，電爐溫度在大約70-210℃范圍內(nèi)(Cupraselect的分解溫度約為60-65℃)。賦予前驅(qū)體物料的熱能完全使其蒸發(fā)，大大減小了冷凝或液滴在室100中形成的可能性。前驅(qū)體物料的金屬覆蓋或淀積可能發(fā)生在電爐或蒸發(fā)器120的內(nèi)表面上，但是，蒸發(fā)器120是一種高度耐用的部件，不會大大延長制造工藝停工期。
上述設備和方法可以在一種系統(tǒng)中進行，該系統(tǒng)用基于處理器的控制系統(tǒng)140(圖1)控制。圖8表示淀積系統(tǒng)的框圖，例如圖1所示的淀積系統(tǒng)，具有可以以這種能力使用的控制系統(tǒng)140?？刂葡到y(tǒng)140包括處理器單元802和顯示單元810，所有的都連接到控制系統(tǒng)總線上。
處理器單元802形成一般用途的計算機，在執(zhí)行程序(如實施本發(fā)明的銅的CVD的程序)是變成特定用途的計算機。雖然本文用軟件實施并且在一般用途的計算機上執(zhí)行的方式描述了本發(fā)明，但是熟悉該領域的技術人員將會認識到，本發(fā)明可以使用硬件(如應用特定集成電路ASIC或其它硬件電路)操作。因此，本發(fā)明應該理解為能夠全部或部分用軟件、硬件或者二者同時使用來實施。
處理器單元802是微處理器或者能夠執(zhí)行內(nèi)存中儲存的指令的其它機器。內(nèi)存804可以包括硬盤驅(qū)動器、隨機存取存儲器(“RAM”)，只讀內(nèi)存(“ROM”)、RAM和ROM的結合，或者其它處理器可讀的儲存介質(zhì)。內(nèi)存804包含處理器單元802執(zhí)行來提高淀積系統(tǒng)90的性能的指令。內(nèi)存804中的指令是程序代碼形式的。程序代碼可以遵守許多不同編程語言的任意一種。例如，程序代碼可以用C+、C++、BASIC、Pascal、或許多其它語言來編寫。
海量存儲器裝置806儲存數(shù)據(jù)和指令，并且從處理器可讀的儲存介質(zhì)(如磁盤或磁帶)取出數(shù)據(jù)和程序代碼指令，例如，海量存儲器裝置806可以是硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器或者光盤驅(qū)動器。海量存儲器裝置806儲存和取出指令，所述指令對應于它從處理器單元802取出的指示。處理器單元802使用海量存儲器裝置806儲存和取出的數(shù)據(jù)和程序代碼指令，用于操作淀積系統(tǒng)90。首先通過海量存儲器裝置806從介質(zhì)中取出數(shù)據(jù)和程序代碼指令，然后，轉移到內(nèi)存804，用于處理器單元802的使用。
顯示單元810在處理器單元802的控制下，以圖形顯示和數(shù)字文字形式向淀積室操作者提供信息。輸入控制單元808把數(shù)據(jù)輸入裝置(如鍵盤、鼠標或光筆)連接到處理器單元802，接受淀積室操作者的輸入。
控制系統(tǒng)總線812提供在所有連接到控制系統(tǒng)總線812的裝置之間的數(shù)據(jù)和控制信號的傳遞。雖然控制系統(tǒng)總線顯示為直接連接處理器單元802中的裝置的單一總線，但是，控制系統(tǒng)總線812也可以是總線的集合。例如，顯示單元810、輸入控制單元808和海量存儲裝置806可以連接到輸入-輸出外圍總線，而處理器單元802和內(nèi)存804連接到局部控制總線上。局部控制總線和輸入-輸出外圍總線連接在一起，形成控制系統(tǒng)總線812。
控制系統(tǒng)140連接到根據(jù)本發(fā)明在銅CVD中使用的淀積系統(tǒng)90的部件上。這些部件的每一個連接到控制系統(tǒng)總線812上，來促進在控制系統(tǒng)140和部件之間的連通。這些部件包括下列部件多個閥門814(如圖1的閥門122和148)、加熱元件113、前驅(qū)體控制單元142、信號源138、蒸發(fā)器120、任選的混合部件816(圖1中未表示，但是可以連接到輸送系統(tǒng)130或室100)?？刂葡到y(tǒng)140向室部件提供信號，使這些部件進行操作，用于在本設備中形成銅層。
在操作中，處理器單元802響應從內(nèi)存804取出的程序代碼指令，指導室部件的操作。例如，一旦把晶片放在加工室100中，處理器單元802執(zhí)行從內(nèi)存804中取出的指令，例如激活加熱元件113、控制閥814，產(chǎn)生希望的前驅(qū)體和載氣物料的流量，使基座112運動進入CVD的位置等。這些指令的執(zhí)行導致淀積系統(tǒng)90的部件操作，在襯底上淀積一層材料。
上述新型淀積系統(tǒng)通過在淀積室中更完全、更均勻地蒸發(fā)并分散前驅(qū)體物料，提供了一種改進的CVD操作。另外，所述淀積系統(tǒng)的各種特征降低了在淀積室中可能產(chǎn)生顆粒而產(chǎn)生的堵塞或過多和不希望的金屬覆蓋的可能性，和/或系統(tǒng)部件的過早損壞或過多維護。所述改進提供了低操作壓力，這改進了前驅(qū)體物料的蒸發(fā)速度，因此，改善了材料的淀積速度。
雖然本文已經(jīng)表明并詳細描述了實施本發(fā)明的說明的各種實施方案，但是，熟悉該領域的技術人員可以容易地設計出仍然實施這些教導的許多其它變化的實施方案。
權利要求
1．進行化學氣相淀積的裝置，包括帶有蓋子的淀積室；連接到所述蓋子上的蒸發(fā)器。
2．根據(jù)權利要求1的裝置，還包括布置在所述蓋子和所述蒸發(fā)器之間的閥門。
3．根據(jù)權利要求1的裝置，還包括連接在所述蒸發(fā)器和一個或多個加工物料源之間的前驅(qū)體輸送系統(tǒng)。
4．根據(jù)權利要求3的裝置，其中，所述前驅(qū)體輸送系統(tǒng)還包括一種可彎曲的導管。
5．根據(jù)權利要求4的裝置，其中，所述可彎曲導管是多圈螺旋管形式的。
6．根據(jù)權利要求5的裝置，其中，所述可彎曲導管是30圈螺旋管，直徑約3英寸。
7．根據(jù)權利要求4的裝置，其中，所述可彎曲導管用不銹鋼制造。
8．根據(jù)權利要求4的裝置，其中，所述可彎曲導管用透氣性薄膜材料制造。
9．根據(jù)權利要求8的裝置，其中，所述可彎曲導管放在一種護套內(nèi)。
10．根據(jù)權利要求9的裝置，其中，所述護套第一端連接到蒸發(fā)器上，第二端通過閥門連接到壓力控制單元上。
11．根據(jù)權利要求8的裝置，其中，透氣性薄膜材料選自由特氟隆、特氟隆變體和PFA 440-HP組成的組中。
12．根據(jù)權利要求3的裝置，還包括一個或多個連接到彎曲導管上的導管，和連接到至少一個上述導管的預熱模塊。
13．根據(jù)權利要求12的裝置，其中，所述預熱模塊把流過這些導管的前驅(qū)體物料加熱到約40℃的溫度。
14．根據(jù)權利要求1的裝置，其中，所述淀積室還包括一個蓮蓬頭和布置在所述蓮蓬頭上方的遮蔽板。
15．根據(jù)權利要求14的裝置，還包括在蓮蓬頭內(nèi)的多個孔口和在遮蔽板上的多個孔口，其中，所述蓮蓬頭孔口偏離所述遮蔽板孔口。
16．根據(jù)權利要求14的裝置，其中，所述蓮蓬頭有上表面，并且在所述上表面上有多個凹下部分。
17．用于進行化學氣相淀積的裝置，包括具有蓋子的淀積室；和布置在所述蓋子下面的注入系統(tǒng)。
18．根據(jù)權利要求17的裝置，還包括在所述淀積室內(nèi)的遮蔽板和蓮蓬頭，其中，所述注入系統(tǒng)還包括多個布置在所述遮蔽板和所述蓮蓬頭之上的注入頭。
19．用于進行化學氣相淀積(CVD)的淀積系統(tǒng)，包括具有蓋子的淀積室；連接到所述蓋子的高導通閥門；連接到所述高導通閥門的蒸發(fā)器；和前驅(qū)體輸送系統(tǒng)，它有至少一個導管并連接到所述蒸發(fā)器上，其中，所述淀積室還包括一個蓮蓬頭，所述蓮蓬頭的上表面有凹下部分和布置在所述蓮蓬頭上方的遮蔽板，所述前驅(qū)體輸送系統(tǒng)有由不銹鋼螺旋管構成的彎曲導管，和與這些導管之一連通的預熱模塊。
20．根據(jù)權利要求19的淀積系統(tǒng)，其中，所述前驅(qū)體輸送系統(tǒng)還包括包圍透氣性薄膜材料導管的護套，所述護套的第一端連接到所述蒸發(fā)器上，第二端連接到壓力控制單元上，用于使所述導管與所述護套之間的空隙脫氣。
全文摘要
提供了一種淀積系統(tǒng)，用于進行化學氣相淀積，包括帶有蓋子的淀積室和連接到所述蓋子的蒸發(fā)器。另外，一個或多個閥門布置在所述蓋子和蒸發(fā)器之間，限制前驅(qū)體物料到淀積室的流動并改進連接到所述蒸發(fā)器的前驅(qū)體物料輸送系統(tǒng)的清除。前驅(qū)體輸送系統(tǒng)有一個或多個導管。導管之一是可彎曲導管，具有多圈螺旋管的形式，具有扭曲彈性，適用于使蓋子從淀積室上卸下，而沒有破壞或損壞導管。優(yōu)選的是，可彎曲的導管是30圈的螺旋管，直徑約3英寸，用不銹鋼管制造。另外，可彎曲的導管用透氣性薄膜材料，如特氟隆
文檔編號C23C16/455GK1317056SQ99810750
公開日2001年10月10日 申請日期1999年7月20日 優(yōu)先權日1998年7月21日
發(fā)明者J·施米特, F·R·張, X·S·郭, 陳嶺, C·瑪卡德爾 申請人:應用材料有限公司