JP2005045271A - 強誘電膜の形成方法および強誘電膜の形成装置 - Google Patents
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【解決手段】 薄膜蒸着方法および薄膜蒸着装置は、少なくとも一つの前駆体気体をプロセッサチャンバに提供し、前記少なくとも一つの前駆体気体とは別個に前記プロセッサチャンバにガスを提供し、前記プロセッサチャンバで前記少なくとも一つの前駆体気体と前記ガスからウェーハに化合物膜を形成することを含む。蒸着は化学気相蒸着法CVD、有機金属化学気相蒸着法MOCVD、原子層蒸着法ALD、またはこれと類似の蒸着法であり得る。前記化合物膜はオキサイド、ナイトライド、カーバイド、またはこれと類似の膜であり得る。
【選択図】 図24
Description
122 ビットライン
126 埋没コンタクトプラグ
130 下部電極
134 バリヤ膜
140 強誘電膜
150 上部電極
500 プロセッサチャンバ
540 第1ガス噴射部
560 第2ガス噴射部
570 パージガス噴射部
Claims (50)
- プロセッサチャンバに少なくとも一つの金属前駆体の気体を提供する段階と、
前記プロセッサチャンバに前記少なくとも一つの金属前駆体の気体とは別個にガスを提供する段階と、
前記プロセッサチャンバ内のウェーハ上に少なくとも一つの金属前駆体の気体と前記ガスとから金属化合物膜を形成する段階と、
を含むことを特徴とする金属化合物膜の蒸着方法。 - 前記プロセッサチャンバに前記少なくとも一つの金属前駆体の気体とは別個にガスを提供する段階は、前記金属前駆体の気体と前記ガスとの気状反応を減少させるか、抑制することを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記金属前駆体の気体と前記ガスとはプリミックスされないことを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバに前記少なくとも一つの金属前駆体の気体とは別個にガスを提供する段階は、前記少なくとも一つの金属前駆体の気体を噴射する噴射部と、前記ガスを噴射する噴射部と、を含む二重噴射シャワーヘッドを使用することを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記二重噴射シャワーヘッドと前記ウェーハとの間の距離は前記金属化合物膜の均一度を改善するために調整可能なことを特徴とする請求項4に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記ガスを前記少なくとも一つの金属前駆体の気体の温度と同一、またはそれよりも高く加熱する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の前記ウェーハの温度は前記少なくとも一つの金属前駆体の気体の分解温度に依存することを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバの壁の温度は前記少なくとも一つの金属前駆体の気体の気化温度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記ガスの温度は300℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバの壁の温度は600℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサ内の前記ウェーハの温度は580℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内のウェーハの温度は520℃乃至580℃であることを特徴とする請求項11に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内のウェーハの温度は540℃乃至580℃であることを特徴とする請求項11に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記少なくとも一つの金属前駆体の気体の温度は300℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の圧力は前記金属化合物膜の質及び蒸着速度を制御するのに利用されることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の圧力は100Torr以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の圧力は4Torr以下であることを特徴とする請求項16に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の圧力は3Torr以下であることを特徴とする請求項17に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の圧力は2.5Torr以下であることを特徴とする請求項18に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバ内の圧力は2Torr以下であることを特徴とする請求項19に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 少なくとも一つの金属ソースを供給する段階と、
少なくとも一つのソルベントを供給する段階と、
前記少なくとも一つの金属ソースと前記ソルベントとを混合する段階と、
キャリアガスを供給する段階と、
前記少なくとも一つの金属ソースと前記少なくとも一つのソルベントとの混合物を気化させて少なくとも一つの金属化合物気体を生成させる段階と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。 - 前記キャリアガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項21に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記不活性ガスはアルゴン(Ar)、窒素(N2)またはヘリウム(He)であることを特徴とする請求項22に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記金属化合物膜は強誘電体メモリ素子の強誘電膜であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 第1上部電極と、強誘電膜と、下部電極と、バリヤ膜と、を含む強誘電体メモリ素子のキャパシタ積層物を一つのマスクで形成することを特徴とする請求項24に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- Tiバリヤ膜とTiAINバリヤ膜とを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記TiAINバリヤ膜は前記強誘電膜の結晶構造を向上させることを特徴とする請求項26に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記TiAINバリヤ膜は前記下部電極の結晶構造を向上させることを特徴とする請求項26に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記TiAINバリヤ膜は埋没コンタクトプラグを保護する能力を向上させることを特徴とする請求項26に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- カプセル化膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記カプセル化膜は前記強誘電膜への水素拡散を減少させることを特徴とする請求項30に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 第2上部電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- ビットラインを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 埋没コンタクトプラグを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記ガスは酸素ガスであり、前記酸素ガスの温度は300℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記強誘電膜はPZT、SBT、BLT、ドーピングされたSBT、ドーピングされたBLTのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記強誘電膜は実質的に(111)面、または(100)面に配向されたPZTであることを特徴とする請求項25に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記キャリアガスはアルゴンであることを特徴とする請求項21に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記ガスは酸素ガスであり、前記酸素ガスと前記キャリアガスとの比は少なくとも3:1であることを特徴とする請求項21に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記少なくとも一つの金属ソースは金属原子を含むことを特徴とする請求項21に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバに前記少なくとも一つの金属前駆体の気体とは別個にガスを提供する段階は、再液化および/または熱分解を減少させるか、抑制することを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記プロセッサチャンバのサブセプタの温度は約600℃であり、前記プロセッサチャンバの外壁の温度は600℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- 前記金属化合物膜はオキサイド、ナイトライド、およびカーバイドのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の金属化合物膜の蒸着方法。
- プロセッサチャンバに少なくとも一つの前駆体気体を提供する段階と、
前記プロセッサチャンバに前記少なくとも一つの前駆体気体とは別個にガスを提供する段階と、
前記プロセッサチャンバ内のウェーハ上に前記少なくとも一つの前駆体気体と前記ガスとから化合物膜を形成する段階と、
を含むことを特徴とする蒸着方法。 - 前記蒸着方法は金属有機化学気相蒸着(MOCVD)方法であることを特徴とする請求項44に記載の蒸着方法。
- 前記蒸着方法は化学気相蒸着(CVD)方法であることを特徴とする請求項44に記載の蒸着方法。
- 前記蒸着方法は原子層蒸着(ALD)方法であることを特徴とする請求項44に記載の蒸着方法。
- 前記化合物膜はオキサイド、ナイトライド、およびカーバイドのうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項44に記載の蒸着方法。
- 前記ガスの分圧は前記キャリアガスの分圧の二倍の以上であることを特徴とする請求項39に記載の蒸着方法。
- 前記ガスの分圧は前記キャリアガスの分圧の2倍乃至5倍であることを特徴とする請求項39に記載の蒸着方法。
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