(57)【要約】薄膜蒸着用反応容器及びそれを利用した薄膜蒸着方法を提供する。その反応容器はリアクターブロックと、ウェハブロックと、シャワーヘッドとを含む。第１反応ガス及び／または不活性ガスをウェハに供給する第１供給ライン１２１と、第２反応ガス及び／または不活性ガスをウェハに供給する第２供給ラインと、ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含む。シャワーヘッドは、第１供給ラインと連結される第１供給流路と、その底面に一定間隔で形成された多数の第１噴射ホールと、多数の第１噴射ホールと第１供給流路とを連結させながらシャワーヘッドの面に対して平行に形成された第１メーン流路と、第２供給ラインと連結される第２供給流路と、その底面に第１噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第２噴射ホールと、シャワーヘッドの面に対して第１メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、多数の第２噴射ホールと第２供給流路とを連結する第２メーン流路とを含む。
2004536224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置され、前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように設けられるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部とを具備する薄膜蒸着用反応容器において、
第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第１供給ラインと、
第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第２供給ラインとを備え、
前記シャワーヘッドが、
前記第１供給ラインと連結される第１供給流路と、
当該シャワーヘッドの底面に一定間隔で形成された多数の第１噴射ホールと、
前記シャワーヘッドの面に対して平行に形成され、前記多数の第１噴射ホールと前記第１供給流路とを連結する第１メーン流路と、
前記第２供給ラインと連結される第２供給流路と、
当該シャワーヘッドの底面に前記第１噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第２噴射ホールと、
前記シャワーヘッドの面に対して前記第１メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、前記多数の第２噴射ホールと前記第２供給流路とを連結する第２メーン流路とを含むことを特徴とする薄膜蒸着用反応容器。
【請求項２】
前記第１メーン流路と前記第２メーン流路とは互いに平行または直角に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項３】
前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第１メーン流路から直角に分岐される多数の第１サブ流路と、前記多数の第１サブ流路と前記多数の第１噴射ホールとを連結させる第１噴射ホール流路とをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項４】
前記シャワーヘッドは、記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第２メーン流路から直角に分岐される多数の第２サブ流路と、前記多数の第２サブ流路と前記多数の第２噴射ホールとを連結させる第２噴射ホール流路とをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項５】
前記ウェハブロックと前記シャワーヘッドとの間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部と、
前記プラズマ形成部で発生した電磁波による外乱を防止するためのパワーロードとをさらに含み、前記パワーロードは前記シャワーヘッドと電気的に連結される導線と、その導線を包む絶縁体と、その絶縁体を取り囲むアースされた導体とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項６】
前記第１供給ラインと前記第１供給流路とは第１絶縁コネクターで連結され、第２供給ラインと前記第２供給流路とは第２絶縁コネクターで連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項７】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部とを具備する薄膜蒸着用反応容器において、
第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第１供給ラインと、
第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第２供給ラインと、
第３反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第３供給ラインとを備え、
前記シャワーヘッドが、
前記第１供給ラインと連結される第１供給流路と、
当該シャワーヘッドの底面に一定間隔で形成された多数の第１噴射ホールと、
前記シャワーヘッドの面に対して平行に形成され、前記多数の第１噴射ホールと前記第１供給流路とを連結する第１メーン流路と、
前記第２供給ラインと連結される第２供給流路と、
当該シャワーヘッドの底面に前記第１噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第２噴射ホールと、
前記シャワーヘッドの面に対して前記第１メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、前記多数の第２噴射ホールと前記第２供給流路とを連結する第２メーン流路と、
前記第３供給ラインと連結される第３供給流路と、
当該シャワーヘッドの底面に前記第１噴射ホール及び第２噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第３噴射ホールと、
前記シャワーヘッドの面に対して前記第１及び第２メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、前記多数の前記第３噴射ホールと前記第３供給流路を連結する第３メーン流路とを含むことを特徴とする薄膜蒸着用反応容器。
【請求項８】
前記第１、第２及び第３メーン流路のうちの少なくとも２つは、互いに平行又は直角である請求項７に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項９】
前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第１メーン流路から直角に分岐される多数の第１サブ流路と、前記第１サブ流路と前記第１噴射ホールとを連結させる第１噴射ホール流路とをさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項１０】
前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第２メーン流路から直角に分岐される多数の第２サブ流路と、前記第２サブ流路と前記第２噴射ホールとを連結させる第２噴射ホール流路とをさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項１１】
前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第３メーン流路から直角に分岐される多数の第３サブ流路と、前記第３サブ流路と前記第３噴射ホールとを連結させる第３噴射ホール流路とをさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項１２】
前記ウェハブロックと前記シャワーヘッドとの間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部と、
前記プラズマ形成部で発生した電磁波による外乱を防止するためのパワーロードとをさらに含み、前記パワーロードは前記シャワーヘッドと電気的に連結される導線と、その導線を包む絶縁体と、その絶縁体を取り囲むアースされた導体とを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項１３】
前記第１供給ラインと前記第１供給流路とは第１絶縁コネクターで連結され、前記第２供給ラインと前記第２供給流路とは第２絶縁コネクターで連結され、前記第３供給ラインと前記第３供給流路とは第３絶縁コネクターで連結されることを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜蒸着用反応容器。
【請求項１４】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法であって、
前記不活性ガスを第１、２噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記反応容器から前記第１反応ガスをパージし、前記第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記反応容器から前記第２反応ガスをパージするサイクルを繰り返す工程と、
前記第２反応ガスをフィーディングした後に前記プラズマを形成し、前記第２反応ガスのパージ後でかつ前記第１反応ガスのフィーディング前に前記プラスマの形成を停止する工程とを備えることを特徴とする薄膜蒸着方法。
【請求項１５】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法であって、
前記不活性ガスを第１、２噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第１反応ガスを前記反応容器からパージし、前記第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第２反応ガスを前記反応容器からパージする１サイクルを繰り返す工程と、
前記第１反応ガスと第２反応ガスのフィーディング及びパージ中に、前記プラズマを連続的に形成する工程とを備えることを特徴とする薄膜蒸着方法。
【請求項１６】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールと、第３反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第３噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法であって、
前記不活性ガスを第１、第２、第３噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第１反応ガスを前記反応容器からパージし、前記第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第２反応ガスを前記反応容器からパージし、前記第３反応ガスを第３噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第３反応ガスを前記反応容器からパージするサイクルを繰り返す工程と、
前記第２及び第３反応ガスの各々のフィーディング後、前記プラズマを形成し、前記第２及び第３反応ガスの各々のパージ後でかつ次の反応ガスのフィーディング前に前記プラズマの形成を中止する工程とを備えることを特徴とする薄膜蒸着方法。
【請求項１７】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールと、第３反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第３噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法であって、
前記不活性ガスを第１、第２、第３噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第１反応ガスを前記反応容器からパージし、第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第２反応ガスを前記反応容器からパージし、第３反応ガスを第３噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第３反応ガスを前記反応容器からパージするサイクルを繰り返す工程と、
前記第１、第２、第３反応ガスのフィーディング及びパージの間にプラズマを連続的に形成する工程とを備えることを特徴とする薄膜蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、例えば、半導体ウェハに薄膜を蒸着するための薄膜蒸着用反応容器及びそれを利用した薄膜蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハが収納される薄膜蒸着用反応容器は、その内部に多種の反応ガスを流入させてウェハ上に所定の薄膜を形成する装置である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高集積度のチップを作るためにウェハ上に高純度及び優秀な電気的特性を有する薄膜が蒸着されねばならず、これによって従来のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式から発展したＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｏｎ）方式を利用した方法及び装置の研究が活発になされている。これは、ＡＬＤ方式が、薄膜の品質や信頼性を維持しつつ、半導体分野における技術開発のトレンドであるさらに狭いデザインルールを可能にするためである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、複数の反応ガスを利用してウェハ上に高純度及び優秀な電気的特性とステップカバレッジを有する薄膜を効果的に蒸着させうる改善された半導体薄膜蒸着用反応容器及びそれを利用した薄膜蒸着方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のさらに他の目的は複数の反応ガスのフィーディングとパージとを実行すると同時にプラズマを周期的または連続的で形成することによって低温で薄膜を蒸着できる薄膜蒸着用反応容器及びそれを利用した薄膜蒸着方法を提供することである。
【０００６】
本発明による薄膜蒸着用反応容器の一態様は、ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置され、前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように設けられるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部とを具備する薄膜蒸着用反応容器において、第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第１供給ラインと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第２供給ラインとを備え、前記シャワーヘッドが、前記第１供給ラインと連結される第１供給流路と、当該シャワーヘッドの底面に一定間隔で形成された多数の第１噴射ホールと、前記シャワーヘッドの面に対して平行に形成され、前記多数の第１噴射ホールと前記第１供給流路とを連結する第１メーン流路と、前記第２供給ラインと連結される第２供給流路と、当該シャワーヘッドの底面に前記第１噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第２噴射ホールと、前記シャワーヘッドの面に対して前記第１メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、前記多数の第２噴射ホールと前記第２供給流路とを連結する第２メーン流路とを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記第１メーン流路と前記第２メーン流路とは互いに平行または直角に形成されていることが好ましい。前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第１メーン流路から直角に分岐される多数の第１サブ流路と、前記多数の第１サブ流路と前記多数の第１噴射ホールとを連結させる第１噴射ホール流路とをさらに備えてもよい。前記シャワーヘッドは、記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第２メーン流路から直角に分岐される多数の第２サブ流路と、前記多数の第２サブ流路と前記多数の第２噴射ホールとを連結させる第２噴射ホール流路とをさらに備えてもよい。
【０００８】
前記ウェハブロックと前記シャワーヘッドとの間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部と、前記プラズマ形成部で発生した電磁波による外乱を防止するためのパワーロードとをさらに備え、前記パワーロードが前記シャワーヘッドと電気的に連結される導線と、その導線を包む絶縁体と、その絶縁体を取り囲むアースされた導体とを含むことが好ましい。
【０００９】
本発明の反応容器では、前記第１供給ラインと前記第１供給流路とは第１絶縁コネクターで連結され、第２供給ラインと前記第２供給流路とは第２絶縁コネクターで連結されている。
【００１０】
ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部とを具備する本発明の別の薄膜形成用反応容器では、第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第１供給ラインと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第２供給ラインと、第３反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する第３供給ラインとが備えられ、前記シャワーヘッドが、前記第１供給ラインと連結される第１供給流路と、当該シャワーヘッドの底面に一定間隔で形成された多数の第１噴射ホールと、前記シャワーヘッドの面に対して平行に形成され、前記多数の第１噴射ホールと前記第１供給流路とを連結する第１メーン流路と、前記第２供給ラインと連結される第２供給流路と、当該シャワーヘッドの底面に前記第１噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第２噴射ホールと、前記シャワーヘッドの面に対して前記第１メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、前記多数の第２噴射ホールと前記第２供給流路とを連結する第２メーン流路と、前記第３供給ラインと連結される第３供給流路と、当該シャワーヘッドの底面に前記第１噴射ホール及び第２噴射ホールと一定間隔を維持して形成された多数の第３噴射ホールと、前記シャワーヘッドの面に対して前記第１及び第２メーン流路とは異なる高さにおいて平行に形成され、前記多数の前記第３噴射ホールと前記第３供給流路を連結する第３メーン流路とを含むことを特徴とする。
【００１１】
前記第１、第２及び第３メーン流路のうちの少なくとも２つは、互いに平行又は直角であることが好ましい。前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第１メーン流路から直角に分岐される多数の第１サブ流路と、前記第１サブ流路と前記第１噴射ホールとを連結させる第１噴射ホール流路とをさらに含むことが好ましい。前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第２メーン流路から直角に分岐される多数の第２サブ流路と、前記第２サブ流路と前記第２噴射ホールとを連結させる第２噴射ホール流路とをさらに含むことが好ましい。前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの面に対して平行にかつ前記第３メーン流路から直角に分岐される多数の第３サブ流路と、前記第３サブ流路と前記第３噴射ホールとを連結させる第３噴射ホール流路とをさらに含むことが好ましい。
【００１２】
前記ウェハブロックと前記シャワーヘッドとの間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部と、前記プラズマ形成部で発生した電磁波による外乱を防止するためのパワーロードとをさらに含み、前記パワーロードが前記シャワーヘッドと電気的に連結される導線と、その導線を包む絶縁体と、その絶縁体を取り囲むアースされた導体とを含むことが好ましい。この反応容器では、前記第１供給ラインと前記第１供給流路とは第１絶縁コネクターで連結され、前記第２供給ラインと前記第２供給流路とは第２絶縁コネクターで連結され、前記第３供給ラインと前記第３供給流路とは第３絶縁コネクターで連結されることが好ましい。
【００１３】
本発明の他の態様では、ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法が提供される。その方法は、前記不活性ガスを第１、２噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記反応容器から前記第１反応ガスをパージし、前記第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記反応容器から前記第２反応ガスをパージするサイクルを繰り返す。次に、前記第２反応ガスをフィーディングした後に前記プラズマを形成し、前記第２反応ガスのパージ後でかつ前記第１反応ガスのフィーディング前に前記プラスマの形成を停止する。
【００１４】
他に、本発明は、ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法を提供する。その方法では、前記不活性ガスを第１、２噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第１反応ガスを前記反応容器からパージし、前記第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第２反応ガスを前記反応容器からパージする１サイクルを繰り返す。次に、前記第１反応ガスと第２反応ガスのフィーディング及びパージ中に、前記プラズマを連続的に形成する。
【００１５】
他に、本発明は、ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールと、第３反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第３噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法を提供する。その方法では、前記不活性ガスを第１、第２、第３噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第１反応ガスを前記反応容器からパージし、前記第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第２反応ガスを前記反応容器からパージし、前記第３反応ガスを第３噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第３反応ガスを前記反応容器からパージするサイクルを繰り返す。前記第２及び第３反応ガスの各々のフィーディング後、前記プラズマを形成し、前記第２及び第３反応ガスの各々のパージ後でかつ次の反応ガスのフィーディング前に前記プラズマの形成を中止する。
【００１６】
他に、本発明は、ウェハ移送孔を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロックと、前記リアクターブロック内に設置されて前記ウェハが載置されるウェハブロックと、前記リアクターブロックを覆うように結合されるトッププレートと、前記トッププレートの底に結合されてガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッドと、前記リアクターブロック内部のガスを外部に排気させる排気部と、前記ウェハブロックとシャワーヘッド間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部とを含み、前記シャワーヘッドが第１反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第１噴射ホールと、第２反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第２噴射ホールと、第３反応ガス及び／または不活性ガスを前記ウェハに供給する多数の第３噴射ホールとを具備する反応容器を利用する薄膜蒸着方法を提供する。その方法では、前記不活性ガスを第１、第２、第３噴射ホールを通じて前記ウェハに連続的に供給しつつ、前記第１反応ガスを第１噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第１反応ガスを前記反応容器からパージし、第２反応ガスを第２噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第２反応ガスを前記反応容器からパージし、第３反応ガスを第３噴射ホールを通じて所定量で前記反応容器にフィーディングし、前記第３反応ガスを前記反応容器からパージするサイクルを繰り返す。前記第１、第２、第３反応ガスのフィーディング及びパージの間にプラズマを連続的に形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による薄膜蒸着用反応容器及びその反応容器を利用した薄膜蒸着方法の望ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による薄膜蒸着用反応容器の分解斜視図であり、図２は、図１のプラズマパワーロードの断面図である。図３は、本発明の好ましい実施例に従う図１の反応容器の断面図である。
【００１８】
図面を参照すれば、本発明の薄膜蒸着用反応容器は、ウェハ移送孔１１５を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロック１１０と、リアクターブロック１１０内に設置されてウェハｗが載置されるウェハブロック１２０（図３）と、リアクターブロック１１０を覆うように設置されてそのリアクターブロック内部の圧力を一定に維持するためのトッププレート１３０と、トッププレート１３０の底に結合されて供給されるガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッド１４０（図３）と、リアクターブロック１１０内部のガスを外部に排気させる排気部（図示せず）と、シャワーヘッド１４０とウェハブロック１２０間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部１５０とを含む。
【００１９】
リアクターブロック１１０には第１反応ガス及び／または不活性ガスが流入される第１接続パイプ１１１と、第２反応ガス及び／または不活性ガスが流入される第２接続パイプ１１２とが設置されている。前記第１、２接続パイプ１１１、１１２は接続部１１３を通じて後述するシャワーヘッド１４０と連結される第１、２供給ライン１２１、１２２と接続される。このようなリアクターブロック１１０上には、トッププレート１３０がリアクターブロック１１０を覆う時、反応容器内部の密封が確実に行われるようにメーンＯリング１１４が設置される。
【００２０】
また、プラズマ形成部１５０は、プラズマ形成部１５０が発生する電磁波による傷害を防止して各種電子回路部品を保護するパワーロード１５１を含む。パワーロード１５１はトッププレート１３０及びシャワーヘッド１４０に設置され、図２に示すように、シャワーヘッド１４０と電気的に連結される導線１５１と、導線１５１ａを包む絶縁体１５１ｂとを含む。絶縁体１５１ｂがアースされることによって、プラズマ形成部１５０によって発生する電磁波は絶縁体１５１ｂを通過し、アースされた導体１５１ｃに吸収される。したがって、各種電子回路の誤作動が防止される。
【００２１】
図３は、本発明の好ましい実施例に従う図１の反応容器の断面図であり、図４は、図３のシャワーヘッドの斜視図であり、図５は、図４のシャワーヘッドの底面図である。
図３を参照すれば、トッププレート１３０には、前述した第１接続パイプ１１１と連結されて、ウェハｗに供給される第１反応ガス及び／または不活性ガスを移送する第１供給ライン１２１と、前述した第２接続パイプ１１２と連結されて、ウェハｗに供給される第２反応ガス及び／または不活性ガスを移送する第２供給ライン１２２とが設置されている。
【００２２】
ウェハｗ（ウェハブロック１２０の方向に）に反応ガス及び／または不活性ガスを噴射するためのシャワーヘッド１４０は、トッププレート１３０がリアクターブロック１１０を覆う時、リアクターブロック１１０内部に位置するようにトッププレート１３０の底に結合される。シャワーヘッド１４０は各種スクリューを利用して多数の板を結合させる構造ではなく、単体構造よりなる。シャワーヘッド１４０とトッププレート１３０とは相互絶縁されるようにそのシャワーヘッド１４０とトッププレート１３０間に絶縁体１４５が介在される。
【００２３】
シャワーヘッド１４０内には第１供給ライン１２１と連結される第１供給流路１４１と、第２供給ライン１２２と連結される第２供給流路１４２とが形成されている。第１供給ライン１２１と第１供給流路１４１とは第１絶縁コネクター１２１ａで連結され、第２供給ライン１２２と第２供給流路１４２とは第２絶縁コネクター１２２ａで連結される。第１、２絶縁コネクター１２１ａ、１２２ａはプラズマ形成部１５０で発生した電気信号が供給ライン１２１，１２２に伝えられるのを防ぐことによって、電気信号による予想外の外乱を防止する。
【００２４】
シャワーヘッド１４０の底面には、図５に示すように、ウェハに向けてガスを噴射するために多数の第１噴射ホール１４１０と多数の第２噴射ホール１４２０とが一定間隔毎に形成されている。
【００２５】
図６は、図３のシャワーヘッドにおいて、第１供給ラインと連結される第１メーン流路及び第１噴射ホールの斜視図であり、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’線に沿って切断した断面図であり、図８は、図６のシャワーヘッド１４０の断面図である。
【００２６】
シャワーヘッドは単体として形成され、図４に示すようにシャワーヘッド１４０の底面からｄ１高さである地点の内部には、水平方向に第１供給流路１４１と連結される第１メーン流路１４１ａが形成されている。多数の第１サブ流路１４１ｂがシャワーヘッド１４０の面に対して平行にかつ第１メーン流路１４１ａから直角に分岐している。それぞれの第１サブ流路１４１ｂからは、多数の第１噴射ホール１４１０と連結される第１噴射ホール流路１４１ｃがシャワーヘッドの底面に向いて分岐されている。
【００２７】
第１メーン流路１４１ａはシャワーヘッド１４０の側部からドリル工具を利用して穴あけすることによって具現される。第１サブ流路１４１ｂは第１メーン流路１４１ａに対して直角方向になるようにシャワーヘッド１４０の側部からドリル工具を利用して穴あけすることによって具現される。そして、第１噴射ホール流路１４１ｃはシャワーヘッド１４０の底面からドリル工具を利用して第１サブ流路１４１ｂの高さまで穴あけすることによって具現される。
【００２８】
図７に示すように、第１メーン流路１４１ａの両端部は所定の密封部材１４１ａ’を差し込むことによって密封し、第１サブ流路１４１ｂの両端部は所定の他の密封部材１４１ｂ’を差し込むことによって密封する。これにより、シャワーヘッド内部には第１メーン流路１４１ａ、第１サブ流路１４１ｂ及び第１噴射ホール流路１４１ｃが形成される。
【００２９】
図９は、図３のシャワーヘッドにおいて、第２供給ラインと連結される第２メーン流路及び第２噴射ホールの斜視図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ’線に沿って切断した断面図であり、図１１は、図１０の側断面図である。
【００３０】
シャワーヘッド１４０の底面からｄ２高さの地点の内部には、水平方向に延びて第２供給流路１４２と連結される第２メーン流路１４２ａが形成されている。多数の第２サブ流路１４２ｂはシャワーヘッド１４０の面に対して平行になるように、第２メーン流路１４２ａから直角に分岐している。各第２サブ流路１４２ｂからは、多数の第２噴射ホール１４２０と連結される第２噴射ホール流路１４２ｃがシャワーヘッドの底面に向けて分岐されている。
【００３１】
第２メーン流路１４２ａはシャワーヘッド１４０の側部からドリル工具を利用して穴あけすることによって具現される。第２サブ流路１４２ｂは第２メーン流路１４２ａに対して直角方向になるようにシャワーヘッド１４０の側部からドリル工具を利用して穴あけすることによって具現される。そして、第２噴射ホール流路１４２ｃはシャワーヘッド１４０の底面からドリル工具を利用して第２サブ流路１４２ｂまで穴あけすることによって具現される。
【００３２】
図１０に示すように、第２メーン流路１４２ａの両端部は所定の密封部材１４２ａ’を差し込むことによって密封し、第２サブ流路１４２ｂの両端部は所定の他の密封部材１４２ｂ’を差し込むことによって密封する。これによって、シャワーヘッド内部には第２メーン流路１４２ａ、第２サブ流路１４２ｂ及び第２噴射ホール流路１４２ｃが形成される。
【００３３】
図１２は、図３のシャワーヘッドにおいて、対応する第１、２供給ライン１４１，１４２と連結される第１、２メーン流路１４１ａ，１４２ａ及び第１、２噴射路ホール流路１４１ｃ，１４２ｃの斜視図である。図１２に示すたように、第１メーン流路１４１ａと第２メーン流路１４２ａとは、シャワーヘッド１４０内部で相異なる高さで形成されており、それぞれの流路に密封部材で差し込むことによってシールされている。このようにして、単体形シャワーヘッドの形成が完成する。
【００３４】
第１実施例では、前記第１メーン流路と第２メーン流路とは互いに平行に形成されているが、このような構造に制限されず、例えば、第１メーン流路と第２メーン流路とが互いに直角に形成されうることは言うまでもない。
【００３５】
次に、上記実施例の薄膜蒸着用反応容器を利用した薄膜蒸着方法を説明する。
図１３は、プラズマの連続的に形成する場合（ＲＦプラズマ−１参照）または間欠的に形成する場合（ＲＦプラズマ−２参照）において、図３の薄膜蒸着用反応容器を用いた薄膜形成に適用されるガスフィーディング及びパージ動作を示す。
【００３６】
１）プラズマを間欠的に形成する場合（ＲＦプラズマ−１）
図１３において、Ｘ軸は、時間を示し、Ｙ軸は、第１、２反応ガス及び不活性ガスの供給と、プラズマの生成のサイクルを示す。
【００３７】
薄膜を蒸着する期間中、例えば(a)〜(k)段階間に、第１、２噴射ホール１４１０、１４２０を通じてウェハｗに不活性ガスを噴射しながら反応容器１００内を所定の圧力ｘ（ｔｏｒｒ）に維持する。
【００３８】
予熱段階(a)〜(b)では、ウェハブロック１２０にウェハｗが載置された後、薄膜形成工程に必要な温度まで上昇して安定化するまで第１、２反応ガスを反応容器内にフィーディングしない。これは、(b)段階以前に反応ガスが噴射されれば、適切な温度より低い状態で薄膜蒸着が行われるようになって、この時で形成される薄膜（ＡＬＤ薄膜層）の純度及び特性が落ちるためである。
【００３９】
(b)〜(h)の期間が１層の薄膜を形成するための１サイクルになるが、この段階は４つのサブ段階に分けられる。すなわち、第１のサブ段階(b)〜(c)は、第１反応ガスフィーディング段階であり、第２のサブ段階(c)〜(d)は第１反応ガスパージ段階であり、第３のサブ段階(d)〜(f)は第２反応ガスのフィーディング段階であり、第４のサブ段階(f)〜(h)が第２反応ガスのパージ段階となる。すなわち、(b)〜(c)段階では第１反応ガスを第１噴射ホール１４１０を通じて反応容器内部にフィーディング、すなわち、ウェハｗの上部に所定量で噴射し、(c)〜(d)段階でフィーディングされた第１反応ガスを反応容器からパージする、また、(d)〜(f)段階では第２反応ガスを第２噴射ホール１４２０を通じて反応容器内部にフィーディング、すなわち、ウェハｗ上部に所定量で噴射し、(f)〜(h)段階でフィーディングされた第２反応ガスを反応容器からパージする。このように前記した４つのサブ段階を経て少なくとも１つの単原子層で形成された薄膜が形成される。前記したサイクルを例えば(j)段階まで繰り返すことによって所望の厚さの薄膜が蒸着できる。
【００４０】
このようなＡＬＤ薄膜蒸着工程が進まれる間に、前記したサイクルと少なくとも同じ周期で、反応容器内に、厳密にはウェハブロック１２０とシャワーヘッド１４０間にプラズマを形成（オン）／消滅（オフ）する。ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）プラズマの周期的形成はプラズマ形成部１５０のＲＦ生成器（図示せず）をオン／オフにし、ＲＦマッチングボックス（図示せず）を経て反応容器の内部にプラズマが形成及び消滅させる。この時、ＲＦプラズマのオン時点は第１反応ガスのパージ途中（例えば、(m)段階）や第２反応ガスのフィーディング開始直後（(e)段階）である。以後、第２反応ガスのパージ途中（例えば、(g)段階）にＲＦプラズマをオフにする。このように第２反応ガスのパージ開始後までプラズマ生成を継続する理由は、第２反応ガスを薄膜形成のためにウェハｗの表面上で最大限に消費させるためである。このようなプラズマのパルス印加は(j)段階まで行われ、(j)〜(k)段階では、反応ガスが噴射されずに不活性ガスのみ反応容器１００の内部に噴射されるので、反応容器１００内に残存する反応ガスを速く排出する役割が主となる。
【００４１】
一方、(k)〜(l)段階では、反応容器１００の内部へのあらゆるガスの流れが中断される。これはウェハが移送モジュール（図示せず）に移送させるための事前段階であって、反応容器１００と移送モジュールとを分離するバット弁が開く時、反応容器１００に残存する反応ガスによる移送モジュールの汚染を防ぐためである。
【００４２】
２）プラズマを連続的で形成する場合（ＲＦプラズマ−２）
図１３において、Ｘ軸は、時間を示し、Ｙ軸は、第１、２反応ガス及び不活性ガスの供給と、プラズマの生成のサイクルを示す。
【００４３】
薄膜を蒸着する(a)〜(k)段階間に、第１、２噴射ホール１４１０、１４２０を通じてウェハｗに不活性ガスを噴射しながら反応容器１００内を所定の圧力ｘ（ｔｏｒｒ）に維持する。
【００４４】
予熱段階(a)〜(b)では、ウェハブロック１２０にウェハｗが載置された後、薄膜形成工程に必要な温度まで上昇して安定化するまで第１、２反応ガスを反応容器内にフィーディングしない。これは(b)段階以前に反応ガスが噴射されれば、適切な温度より低い状態で薄膜蒸着が行われるようになって、この時で形成されるＡＬＤ薄膜層の純度及び特性が落ちるためである。
【００４５】
(b)〜(h)の期間が１層の薄膜を形成するための１サイクルになるが、この段階は４つのサブ段階に分けられる。すなわち、第１のサブ段階(b)〜(c)は、第１反応ガスフィーディング段階であり、第２のサブ段階(c)〜(d)は第１反応ガスパージ段階であり、第３のサブ段階(d)〜(f)は第２反応ガスのフィーディング段階であり、第４のサブ段階(f)〜(h)が第２反応ガスパージ段階となる。すなわち、(b)〜(c)段階では第１反応ガスを所定量で第１噴射ホール１４１０を通じて反応容器の内部にフィーディングし、(c)〜(d)段階でフィーディングされた第１反応ガスを反応容器からパージする。また、(d)〜(f)段階では第２反応ガスを所定量で第２噴射ホール１４２０を通じて反応容器の内部にフィーディングし、(f)〜(h)段階でフィーディングされた第２反応ガスを反応容器からパージする。このように前記した４つのサブ段階を経て少なくとも１つの単原子層で形成された薄膜が形成される。前記したサイクルを例えば(j)段階まで繰り返すことによって所望の厚さの薄膜が蒸着できる。
【００４６】
このようなＡＬＤ薄膜蒸着工程が進まれる間に、プラズマ形成部１５０は前記したあらゆるサイクルにかけて反応容器内にプラズマを形成（オン）する。この時、ＲＦプラズマが形成される時点は不活性ガスを反応容器内部に供給した直後（例えば、(n)段階後）であり、ＲＦプラズマを消滅させる（オフ）時点は薄膜形成のためのサイクルが完了した直後（例、(o)段階後）となる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施例に従う薄膜蒸着用反応容器を説明する。
図１４は、本発明の別の好ましい実施例に従う薄膜蒸着用反応容器の断面図であり、図１５は、図１４のシャワーヘッドの斜視図であり、図１６は、図１５のシャワーヘッドの底面図であり、図１７は、図１５のシャワーヘッドの断面図である。また、図１８は、図１５のｄ１高さで切断した平面図であり、図１９は、図１５のｄ２高さで切断した平面図であり、図２０は、図１５のｄ３高さで切断した平面図である。
【００４８】
本発明による薄膜蒸着用反応容器の第２実施例は、ウェハ移送孔２１５を通じて移送されたウェハを受承するリアクターブロック２１０と、リアクターブロック２１０内に設置されてウェハｗが載置されるウェハブロック２２０と、リアクターブロック２１０を覆うように設置されてそのリアクターブロック内部の圧力を一定に維持するためのトッププレート２３０と、トッププレート２３０の底に結合されて供給されるガスをウェハに向けて噴射するシャワーヘッド２４０と、リアクターブロック２１０内部のガスを外部に排気させる排気部（図示せず）と、シャワーヘッド２４０とウェハブロック２２０間にプラズマを形成するためのプラズマ形成部２５０とを含む。ここで、プラズマ形成部２５０は図３の第１実施例で説明したプラズマ形成部１５０と同一であるので、プラズマ形成部２５０についてのの詳細な説明は省略する。
【００４９】
トッププレート２３０及びシャワーヘッド２４０には、ウェハｗに供給される第１反応ガス及び／または不活性ガスを移送する第１供給ライン２２１と、第２反応ガス及び／または不活性ガスを移送する第２供給ライン２２２とが設置されている。
【００５０】
シャワーヘッド２４０の底に結合されるシャワーヘッド２４０は単体構造よりなっている。シャワーヘッド２４０内には、第１供給ライン２２１と連結される第１供給流路２４１と、第２供給ライン２２２と連結される第２供給流路２４２と、第３供給ライン２２３と連結される第３供給流路２４３とが形成されている。第１供給ライン２２１と第１供給流路２４１とは第１絶縁コネクター２２１ａによって連結され、第２供給ライン２２２と第２供給流路２４２とは第２絶縁コネクター２２２ａによって連結され、第３供給ライン２２３と第３供給流路２４３とは第３絶縁コネクター２２３ａによって連結される。
【００５１】
シャワーヘッド２４０の底面には、図１６に示すように、ウェハｗに向けてガスを噴射するための、多数の第１噴射ホール２４１０、多数の第２噴射ホール２４２０、多数の第３噴射ホール２４３０が一定間隔をおいて形成されている。
【００５２】
シャワーヘッド２４０の底面からｄ１高さの地点の内部には、図１５、図１７及び図１８に示すように、水平方向に第１供給流路２４１と連結される第１メーン流路２４１ａが形成されている。多数の第１サブ流路２４１ｂがシャワーヘッド２４０の面に対して平行にかつ第１メーン流路２４１ａから直角に分岐している。それぞれの第１サブ流路２４１ｂからは、多数の第１噴射ホール２４１０と連結される第１噴射ホール流路２４１ｃがシャワーヘッドの底面に向いて分岐されている。
【００５３】
シャワーヘッド２４０の底面からｄ２高さの地点の内部には、図１５、図１７及び図１９に示すように、水平方向に第２供給流路２４２と連結される第２メーン流路２４２ａが形成されている。多数の第２サブ流路２４２ｂがシャワーヘッド２４０の面に対して平行にかつ第２メーン流路２４２ａから直角に分岐され、それぞれの第１サブ流路２４２ｂからは多数の第２噴射ホール２４２０と連結される第２噴射ホール流路２４２ｃがシャワーヘッドの底面に向いて分岐されている。
【００５４】
シャワーヘッド２４０の底面からｄ３高さの地点の内部には、図１５、図１７及び図２０に示すように、水平方向に第３供給流路２４３と連結される第３メーン流路２４３ａが形成されている。多数の第３サブ流路２４３ｂはシャワーヘッド２４０の面に対して平行にかつ第３メーン流路２４３ａから直角に分岐され、それぞれの第３サブ流路２４３ｂからは多数の第３噴射ホール２４２０と連結される第３噴射ホール流路２４３ｃがシャワーヘッドの底面に向いて分岐されている。
【００５５】
第１、２、３メーン流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａのそれぞれの両端部は所定の密封部材２４１ａ’、２４２ａ’、２４３ａ’を差し込むことによって密封し、第１、２、３サブ流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂのそれぞれの両端部は第１実施例のように所定の他の密封部材２４１ｂ’、２４２ｂ’、２４３ｂ’を差し込むことによって密封する。これによって、シャワーヘッド内部には第１、２、３メーン流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａ、第１、２、３サブ流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂ及び第１、２、３噴射ホール流路２４１ｃ、２４２ｃ、２４３ｃが形成される。
【００５６】
前記した第１、２、３メーン流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａはシャワーヘッド２４０の側部からドリル工具を利用して高さを異にして穴あけすることによって具現され、第１、２、３サブ流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂは第１、２、３メーン流路に対して直角になるように、シャワーヘッド２４０の側部からドリル工具を利用して穴あけすることによって具現される。そして、第１、２、３噴射ホール流路２４１ｃ、２４２ｃ、２４３ｃはシャワーヘッド２４０の底面からドリル工具を利用してそれぞれの第１、２、３サブ流路２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｂまで穴あけすることによって具現される。
【００５７】
第２実施例で、前記第１、２、３メーン流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａは相互同じ方向で形成されたが、これは一実施例にすぎない。したがって、前記した第１、２、３メーン流路２４１ａ、２４２ａ、２４３ａのうち何れか２つを選択する場合にその選択されたメーン流路が相互同じ方向はもとより、相互直角方向で形成されることもある。
【００５８】
次に、第２実施例の薄膜蒸着用反応容器を利用した薄膜蒸着方法を説明する。
第２実施例の反応容器を利用した薄膜蒸着方法は、第１実施例の反応容器を利用した薄膜蒸着方法と類似している。すなわち、不活性ガスを第１、２、３噴射ホール２４１０、２４２０、２４３０を通じてウェハｗに連続的に供給する。第１反応ガスを第１噴射ホール２４１０を通じて所定量でフィーディングして、パージする。次に、第２反応ガスを第２噴射ホール２４２０を通じて所定量でフィーディングした後、パージする。そして第３反応ガスを第３噴射ホール２４３０を通じて所定量でフィーディングした後、パージする。これらのＡＬＤの１サイクルを繰り返す。この時、第２反応ガスまたは第３反応ガスをフィーディングした後で、シャワーヘッド２４０とウェハブロック２２０間でプラズマが形成される。プラズマ形成は第２反応ガスまたは第３反応ガスのパージと次の反応ガスのフィーディング間で停止される。
【００５９】
または、不活性ガスを第１、２、３噴射ホール２４１０、２４２０、２４３０を通じてウェハｗに連続的に供給する。第１反応ガスを第１噴射ホール２４１０を通じて所定量でフィーディングした後、パージする。次に第２反応ガスを第２噴射ホール２４２０を通じて所定量でフィーディングした後、パージする。第３反応ガスを第３噴射ホール２４３０を通じて所定量でフィーディングした後、パージする。このようなＡＬＤの１サイクルを繰り返す。この時、シャワーヘッド２４０とウェハブロック２２０間においてプラズマは第１、２、３反応ガスのフィーディング及びパージ間に連続的に形成される。
【００６０】
前述した同じ構造によれば、シャワーヘッドを単体構造に形成することによって、複数の反応ガスを利用した薄膜蒸着において、ウェハ上に高純度及び優秀な電気的特性及びステップカバレッジを有する薄膜を効果的に蒸着できる。
【００６１】
また、２種類以上の原料ガスをＡＬＤ方式でウェハ上部に均一に噴射し、この時に重要視される反応ガスなどのフィーディングとパージを周期的に実行する間にシャワーヘッドとウェハブロック間にプラズマを周期的または連続的に印加することによって従来のＡＬＤ方式やＣＶＤ方式に比べて低温で薄膜内の不純物含量を効果的に減らしうる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による薄膜蒸着用反応容器の分離斜視図。
【図２】図１のプラズマパワーロードの断面図。
【図３】本発明の好ましい実施例に従う図１の薄膜蒸着用反応容器の断面図。
【図４】図３のシャワーヘッドの抜粋斜視図。
【図５】図４のシャワーヘッドの底面図。
【図６】図３のシャワーヘッドにおいて、第１供給ラインと連結される第１メーン流路及び第１噴射ホールの斜視図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’線に沿って切断した断面図。
【図８】図６の側断面図。
【図９】図３のシャワーヘッドにおいて、第２供給ラインと連結される第２メーン流路及び第２噴射ホールの斜視図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ’線に沿って切断した断面図。
【図１１】図１０の側断面図。
【図１２】図３のシャワーヘッドにおいて、第１、２供給ラインと連結される第１、２メーン流路及び第１、２噴射ホールの斜視図。
【図１３】プラズマを連続的に（ＲＦプラズマ−１）または間欠的に（ＲＦプラズマ−２）生成しつつ、図３の薄膜蒸着用反応容器を用いて薄膜を形成する場合のガスフィーディング及びパージ動作を示す。
【図１４】本発明による薄膜蒸着用反応容器の第２実施例の断面図。
【図１５】図１４のシャワーヘッドの抜粋斜視図。
【図１６】図１５のシャワーヘッドの底面図。
【図１７】図１５のシャワーヘッドの断面図。
【図１８】図１５のｄ１高さにおける断面の平面図。
【図１９】図１５のｄ２高さにおける断面の平面図。
【図２０】図１５のｄ３高さにおける断面の平面図。
【図３】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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