改进雾气和雾气流性质的雾化前体沉积设备和方法技术

一个基体（５）位于沉积室（２）中，该基体确定了基体平面。一个阻隔板（６）置于基体之上，与基体相互隔开并平行，在与所说基体平行的平面上的所说阻隔板的面积与在所说基本平面上的所说基体的面积基本相同。阻隔板的平整度的容许偏差为所说阻隔板和所说基体之间平均距离的５％。产生一种雾气（６６），使其在一缓冲室（４２）中沉降，通过１微米的过滤器（３３）过滤，流入基体与阻隔板之间的沉积室中以在基体上沉积一液体层。该液体经干燥在基体上形成一固体物质的薄膜（１１３０），后者随后被加入到集成电路（１１１０）的一个电子元件（１１１２）中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1、专利
本专利技术涉及制备作为集成电路中电子元件的组成部分的配位化合物薄膜的设备，更具体地，涉及从雾化液态前体形成这种薄膜的设备。2、相关技术众所周知，集成电路中的电子元件是由被导线层相连接和被绝缘层相隔绝的多层薄膜构成的。有些简单的物质和化合物，例如硅玻璃，是采用液体沉积工艺形成的；而薄膜配位化合物，即含有两个以上成分的化合物，在现有工艺中通常是采用例如真空喷镀(即电子束，D.C.,R.F.，离子束等)，激光切割，反应性化学蒸气沉积，包括金属有机化学蒸气沉积(MOCVD)，以及采用溶胶-凝胶(醇盐)或羧酸盐的液态加工方法而形成的。但是，这些已知的方法都不能够制备可用于集成电路的性能优良的金属氧化物。除喷镀法外，在所有其它的现有工艺方法中所形成的薄膜均有明显的物理缺陷，如开裂、剥离等。利用现有的工艺方法，特别是喷镀法，无法可靠地重复地制备出在集成电路所要求的误差限度内的特定化学计量比的金属氧化物。有些方法还具有危险性和毒性，例如化学蒸气沉积法。大多数工艺需要在高温下实施，这对集成电路是有害的，而且使被覆基体的“逐层覆膜”的效果很差；也就是说，现有技术的工艺会在基体上的任意非连续区域的边界上造成膜沉积的相对过多的堆积。现有技术的液体沉积工艺无法精确地控制厚度以达到集成电路的制造要求。因此，到目前为止金属氧化物和其它复合物质尚未在集成电路中获得应用，除一两个特殊的成本相对较高的应用外，例如铁电性集成电路中喷镀的锆钛酸铅(PZT)的应用，但其使用寿命预期不长。专利技术概述本申请的在先申请叙述了一种雾化沉积工艺及设备，它克服了现有工艺中复合化合物薄膜沉积的许多问题和不足，通过提供一种具有生产价值的、能够方便和经济地制备从几个埃到几个微米厚度的各种复合材料尤其是金属氧化物的薄膜的工艺来满足该行业的巨大需求。上述在先申请叙述了一种方法及设备，其中一种液态前体被雾化，然后流经位于沉积室的一个基体和一阻隔板之间，液体沉积于所述基体之上。它公开了紧邻并沿着所说基体的一侧的周边分布的，用以将雾气注射入所说沉积室的一个注射组件，和紧邻所说基体的另一侧并沿其周边分布的，用以将雾气从所说沉积室排出的一个排气组件，这种装置可实现雾气流在基体上的均匀分布。基体、阻隔板、注射喷嘴组件线以及排气组件总和起来在所说的沉积室中构成一个半封闭的空间。本专利技术提供一种使雾气自身和基体之上的雾气流的性质得以提高的雾化沉积设备和方法。本专利技术通过使阻隔板具有与基体基本上相同的面积的手段来改进前述的雾化沉积设备。这里，面积基本相同是指在基体的平面上阻隔板的面积与基体的面积相差仅为10％或更低。阻隔板的平整度的容许偏差为所说阻隔板和所说基体之间平均距离的5％。与采用面积和误差不在这些参数之内的阻隔板时得到的沉积膜相比。本专利技术的沉积膜具有更好的厚度均匀性。本专利技术也通过设置一过滤装置使雾气在沉积之前经其过滤并调整方向来改进前述的设备和方法。过滤装置优选是一种滤孔大小可至1微米的钢制筛网。该过滤装置设置于注射组件中。沉积膜所表现出的逐层覆膜特征优于未采用过滤装置时的沉积膜。本专利技术也通过在雾气发生器和沉积室之间设置一缓冲室使雾气流经其中来改进前述的设备和方法。缓冲室大到足以使可能引发表面形态缺陷的雾化微粒在进入沉积室之前沉降下来。如果采用不止一个雾气发生器的话，缓冲室还有助于混合雾气。缓冲室在加快薄膜沉降形成的速率的同时并不引起表面形态的缺陷。本专利技术提供制造集成电路的设备，包括沉积室；位于沉积室之中的基体，基体确定了基体平面；产生液态前体雾气的装置；以及使雾气流经沉积室，沿与基体平面平行的方向均匀地通过基体以在基体上形成液态前体的薄膜的装置，其中使雾气产生流动的装置包括置于基体之上，与基体相互隔开并基本上平行于基体的阻隔板，在与基体平行的平面上的阻隔板的面积与在基体平面上的基体的面积基本相同。阻隔板的平整度的容许偏差优选为阻隔板和基体之间平均距离的5％。该设备优选还包括使沉积室保持真空的装置，在阻隔板和基体之间形成直流电偏压的装置，和调节阻隔板以改变阻隔板与基体之间距离的装置。优选地，该设备包括紧邻基体的一侧并沿其周边分布的，用以将雾气注射入沉积室的一个注射喷嘴组件，紧邻基体的与注射喷嘴组件相对的另一侧并沿其周边分布的一个排气组件，基体、阻隔板、注射喷嘴组件以及排气组件总和起来在沉积室中构成一个半封闭的空间。该设备优选包括旋转装置，当雾气沉积于基体之上时，所述旋转装置可使基体在平行于基体平面的平面上旋转，该设备还优选包括紫外辐射装置，当雾气流经沉积室时其可对雾气进行紫外线辐射。当雾气流入沉积室之中时，沉积室的温度优选维持在环境温度的水平。另一方面，本专利技术提供制造集成电路的设备，该设备包括沉积室；位于沉积室之中的基体，基体确定了基体平面；产生液态前体雾气的装置；以及使雾气流经沉积室，沿与基体平面平行的方向均匀地通过基体以在基体上形成液态前体的薄膜的装置，其中使雾气产生流动的装置包括置于基体之上，与基体相互隔开并基本上平行的阻隔板，阻隔板的平整度的容许偏差为阻隔板和基体之间平均距离的5％。进一步地，本专利技术提供制造集成电路的设备，该设备包括沉积室；位于沉积室之中的基体，基体确定了基体平面；产生液态前体雾气的装置；过滤雾气的过滤装置；以及使雾气流经沉积室从而在基体上形成一层前体液体的装置。优选地，过滤装置含有一不锈钢筛网。优选筛网的网孔尺寸不大于1微米。使雾气产生流动的装置优选含有紧邻基体的一侧并沿其周边分布的，用以将雾气注射入沉积室的一个注射喷嘴组件；紧邻基体的与注射喷嘴组件相对的另一侧并沿其周边分布的一个排气组件；所述的过滤装置构成注射喷嘴组件的一部分。优选地，注射喷嘴组件和排气组件都含有多个沿基体周边分布的喷嘴口，并且过滤装置含有位于至少一个喷嘴口处的过滤器。该设备优选还包括用以调节通过喷嘴口的雾气流的调节装置，该调节装置含有在注射喷嘴组件的喷嘴口中形成的螺纹和旋入螺纹之中的中空的螺栓，螺栓中的至少一个含有位于螺栓空端处的过滤器。基体优选为圆形，注射喷嘴组件优选含有在基体的一个周边形成一段圆弧线的一根导管，排气组件优选含有在基体的另一个周边形成一段圆弧线的一根导管，以及喷嘴口优选沿导管的弧线分布。优选地，使雾气产生流动的装置还包括置于基体之上，与基体相互隔开并平行的阻隔板，并且其中基体、阻隔板、注射喷嘴组件以及排气组件总和起来在沉积室中构成一个半封闭的空间。本专利技术还提供制造集成电路的一种方法，该法包括下列步骤提供一种液态前体；将一基体放入一封闭的沉积室中；产生液态前体的雾气；过滤雾气；使过滤的雾气流经沉积室以在基体上形成一层前体液体；处理沉积在基体上的液层以形成一固体物质的薄膜；以及完成集成电路的制造以使集成电路的元件中包含有固体物质薄膜的至少一部分。所述的前体优选含有一种在一种前体溶剂中的金属化合物，所述的金属化合物选自金属烷氧化物和金属羧酸盐，以及金属烷氧基羧酸盐。使雾气流动的步骤优选在使基体维持在环境温度和在沉积室中维持100至800托之间的真空条件下实施。过滤步骤优选包括使雾气通过尺寸不大于1微米的滤孔。使雾气流动的步骤优选包括在紧邻并沿着基体的一侧的周边处将前体雾气注射入沉积室中，并在紧邻基体的另一侧并沿其周边的区域将前体雾气从沉积室本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备集成电路（１１１０）的设备（１），所说的设备含有：（ａ）一个沉积室（２）；（ｂ）位于所说沉积室中的一个基体（５），所说的基体确定了基体平面；（ｃ）用于产生液态前体（６４）的雾气（６６）的装置（４６－１）；（ｄ）用于使 所说雾气流经所说沉积室以在所说基体上形成一层前体液体的装置（８，１０）；和（ｅ）在所说雾气流经所说沉积室之前用于降低所说雾气中微粒尺寸的装置（３３，４０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林慎一郎，拉里D麦克米伦，吾妻正道，卡洛斯A帕兹德阿劳霍，
申请(专利权)人：塞姆特里克斯公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]