KR100300038B1 - 금속유기물화학기상증착방법및금속유기물화학기상증착기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 유기물(MO; Metal Organic) 화학 기상 증착(CVD) 장치에서 사용되는 반송가스 및 반응가스를 미리 소정 온도로 가열시킨 상태에서 증착기로 유입시키게 하여 반도체 막을 형성하게 하는 금속 유기물 화학 기상 증착 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 금속 유기물 소스를 기체로 변환시키는 기화단 및 막을 형성하기 위한 반응단을 가지며, 소스 및 반응가스를 사용하여 화학 기상 증착 장치에 의해 반도체 층 상에 소정의 막을 형성하기 위한 방법으로서, 소스를 반송하는 반송가스를 소정의 온도로 미리 가열시키는 단계와, 소스를 가스화하여 미리 가열된 반송가스와 함께 반응단에서 반응가스를 사용하여 화학 기상 증착에 의해 반도체 막을 형성하는 단계로 구성된다. 본 발명에 따라 반응가스 역시 미리 가열될 수 있다. 본 발명은 금속 유기물 화학 기상 증착기의 반응단 내에 샤우어 헤드를 갖고 있는 경우에도 효과적으로 작용한다. 본 발명에 따라 이러한 가스 가열기를 포함하는 금속 유기물 화학 기상 증착 장비가 개시된다.

Description

금속 유기물 화학 기상 증착 방법 및 금속 유기물 화학 기상 증착기{METAL ORGANIC CHENICAL VAPOUR DEPOSITION METHOD AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히 금속 유기물 화학 기상 증착기에서 사용되는 반송가스 및 반응가스를 미리 소정 온도로 가열시킨 상태에서 증착기로 유입시키게 하여 반도체 막을 형성하게 하는 금속 유기물 화학 기상 증착 방법 및 금속 유기물 화학 기상 증착기에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치를 제조함에 있어서 층을 형성하기 위해서 필요에 따라 적합한 여러 가지 공정이 사용된다. 특히, 형성된 막의 스텝 커버리지(step coverage; 단차피복성)가 우수할 뿐만이 아니라 증착 속도가 높고 균일한 박막을 얻게 하는 공정으로서 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 공정이 사용될 수 있다.
반도체 공정에 이용되는 상기한 화학 기상 증착 공정은 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 기판 위에 박막이나 에피층을 형성하는 것이다. 더욱이, 박막을 형성하는 과정은 실리콘 웨이퍼에 있는 물질을 이용하지 않고 주로 가스를 외부로부터 반응실로 인입하여 이루어진다. 효과적인 화학 기상 증착 반응은 광범위한 온도 범위에서 일어나며, 인입된 반응가스를 분해하기 위해서 RF 전력에 의한 플라즈마 에너지, 레이저 또는 자외선의 광 에너지 등이 이용되며, 기판의 가열에 의하여 분해된 원자나 분자의 반응을 촉진하거나 형성된 박막의 물리적 성질을 조절하기도 한다.
화학 기상 증착 공정은 일반적으로 기체 상태인 소스를 이용하여 박막을 성장시킨다. 그러나, Ta, PZT(PbZrTiO3; lead zirconium titanium oxide), BST((Ba, Sr)TiO3; barium strontium titanium oxide) 등의 강유전체 재료들과 Al, Cu 등의 배선용 재료들을 사용하고자 할 때, 이들 재료들은 기체 상태의 소스 형성이 어렵기 때문에, 금속 유기물(MO; Metal Organic) 형태의 고체 또는 액체 상태의 소스를 사용하여 박막을 증착한다. 이러한 형태의 박막 형성은 금속 유기물 화학 기상 증착 공정으로 명명될 수 있는 것으로 다음에 이 공정에 대한 보다 상세한 것을 설명한다.
통상, 금속 유기물 화학 기상 증착 공정을 진행하는데 사용되는 장비는 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이 구성된다. 금속 유기물 화학 기상 증착 장비(1)는 도시된 바와 같이, 소스 공급단(2), 기화단(3) 및 반응단(4)을 포함한다. 특히, 기화단(3)에 대해 보다 상세하게 도 2에 도시하였다. 도 2a는 기화단(3)의 구조를 도시한 것이며, 도 2b는 도 2a의 'A' 부분을 구체적으로 도시한 것이다.
도 2b와 같이, 기체가 아닌 상태의 소스가 인입되면 기화단에 의해서 기체상태로 되고 이 기체 상태의 소스 가스와 인입된 반송가스(carrier gas)가 금속 프릿트(5; metal frit)를 거쳐 서로 섞이게 된다. 소정 온도로 가열된 상태의 금속 프릿트(5)는 액체 소스를 흡수하여 금속 프릿트의 온도에 의해 액체가 기화되게 하는 요소이다. 이와 같이 기체로된 가스는 반송가스에 의해 운송되어 반응가스와 혼합된 후, 반응단(4)으로 인입된다.
반응단(4)은 기판을 증착온도 이상으로 가열시켜 두기 위한 히터(41), 석영 커버(42) 및 샤우어 헤드(42; shower head)를 포함한다. 일반적으로 샤우어 헤드는 분사된 가스를 균일하게 증착되도록 하는 기능을 갖는 많은 홀로 구성된 금속판이다. 화학 기상 증착 장비에는 일반적으로 이러한 샤우어 헤드(42)를 포함하고 있다.
금속 유기물 화학 기상 증착 공정에서 사용되는 금속 유기물 소스는 물론 고체, 액체 상태로 존재한다. 그러나 기화단(3)으로 유입되는 양을 조절하거나 유입되는 소스 내의 비율을 조절하기에는 고체 상태보다는 액체상태가 유리하다. 따라서, 고체 소스일 경우라도 솔벤트에 용해시켜 액체 상태로 하여 이용하고 있다.
금속 유기물 화학 기상 증착에서 소스는 언급한 바와 같이 액체 혹은 고체 상태의 재료이며, 이들은 그 상태대로 공급되어도 화학 기상 증착의 작용을 위해서 기체 상태로 바뀔 필요가 있기 때문에 언급한 바와 같은 기화단(3)이 사용된다.
소스 공급단(2)에서 유출된 소스들은 도 2a에 도시한 바와 같은 기화단(3)에 유입되는데, 통상 기화단(3)은 소스들의 기화온도보다는 높고 반응온도, 혹은 증착온도보다는 낮은 온도로 유지되어 있다. 유입된 액체 소스는 높은 온도로 유지되어 있는 기화단(3)에서 순간 증발(flash evaporation)을 일으켜 기체상태로 변하게 된다. 기화단(3)에 의해서 기체상태로 된 소스는 반송가스에 의해서 반응단(4)으로 유입된다. 그러면, 반응 가스(reaction gas)와 함께 반응단(4)에서 반응을 일으켜 기판 위에 원하는 박막을 증착하게 된다.
이때, 주의할 것은 증발되어 가스상태로 된 소스가스가 기판 위에 도달하기 전까지의 반응단(4) 온도는 소스가스가 응축되거나 소스가스가 기판 위에 도달하기 전에 반응하지 않게 적절한 온도로 조절되어야만 한다. 이를 위해서, 종래 기술에 의하면 증발되어 가스상태로 된 소스가스가 통과하게 되는 반응단(4) 내의 샤우어 헤드(43)의 온도 등을 여러 가지 복잡한 방법으로 일정한 온도를 유지하고 있다. 샤우어 헤드는 가스를 균일하게 증착되도록 분사시키는 기능을 갖지만 반응단 내의 히터 등의 복사열에 영향을 받는 것에 기인하여 가변될 수 있기 때문에 항상 일정온도로 유지되게 하여야 한다. 가스의 온도 변화, 균일 분사가 이루어지지 않으면 형성되는 박막의 조성, 균일도 등에 영향을 미치기 때문에, 증착되는 박막의 조성, 균일도, 증착속도 등은 샤우어 헤드의 재질뿐만이 아니라 온도에 크게 의존하게 되는 것이다.
그러나, 이러한 일정한 온도로 유지되어야 하는 샤우어 헤드(43)를 제작하는 것은 가공이 어려울 뿐만이 아니라 유지관리 측면에서도 어려운 점이 많고, 더욱이 저온에서 증착속도가 낮고 형성된 박막이 불균일한 문제점이 있어, 생산성에 영향을 미치는 요인이 되고 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 MOVCD 장비 의존성을 완화시켜 박막을 증착시킬 수 있는 개선된 금속 유기물 화학 기상 증착 장비 및 그 방법을 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 금속 유기물 화학 기상 증착 내에 설치될 수 있는 샤우어 헤드의 온도의존성을 완화시켜, 박막을 형성할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 증착온도를 낮추어 스텝 커버리지를 향상시킨 개선된 금속 유기물 화학 기상 증착 장비 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 증착속도 및 균일한 박막의 두께 편차를 달성하게 하는 금속 유기물 화학 기상 증착 장비 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적에 의한 제1 특징에 따라, 금속 유기물 소스를 기체로 변환시키는 기화수단 및 막을 형성하기 위한 반응단을 가지며, 상기 소스 및 반응가스를 사용하여 화학 기상 증착기에 의해 반도체 층 상에 소정의 막을 형성하기 위한 방법에 있어서, 상기 소스를 반송하는 반송가스를 상기 소스의 기화온도보다는 높고 반도체 막을 형성하는 증착온도보다는 낮은 범위 내의 온도로 미리 가열하는 단계; 및 상기 소스를 기화하여 상기 미리 가열된 반송가스와 함께 상기 반응단에서 반응가스를 사용하여 화학 기상 증착에 의해 상기 반도체 층상에 소정의 막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 유기물 화학 기상 증착 방법이 제공된다.
이러한 방법을 실현할 수 있게 하는 장치로서 본 발명에 따라서 금속 유기물 화학 기상 증착기에 있어서, 상기 금속 유기물 소스를 기체로 변환시키는 기화단; 기화단에서 기화된 소스를 공급받아 반도체 막을 형성하기 위한 반응단; 및 상기 기화단의 도중에 설치되어 상기 소스를 반송하는 반송가스를 상기 소스의 기화온도보다는 높고 상기 반응에 적합한 증착온도보다는 낮은 범위의 온도로 미리 가열하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 금속 유기물 화학 기상 증착기가 제공된다.
더욱이, 이 증착기의 상기 반응단은 분사된 가스의 고른 분배를 위한 가스 분배 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 대한 상기한 목적, 특징 및 효과에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 본 발명에 대해 충분히 이해될 것이다.
도 1은 종래의 금속 유기물(MO) 화학 기상 증착기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a는 도 1의 기화단의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2b는 도 2a의 'A' 부분을 확대하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 반송가스의 온도에 따른 증착속도 및 두께편차 관계를 그래프적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 반응가스의 온도에 따른 증착속도 및 두께편차 관계를 그래프적으로 도시한 도면.
도 5a는 본 발명에 따라, 샤우어 헤드의 온도에 따른 증착속도 및 두께편차 관계를 그래프적으로 도시한 도면.
도 5b는 본 발명에 따라, 샤우어 헤드의 온도에 따른 각각의 소스의 조성비율의 관계를 그래프적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 금속 유기물 화학 기상 증착기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
2 : 소스 공급단3 : 기화단
4 : 반응단 5 : 금속 프릿트
6 : 제1 가열수단 7 : 제2 가열수단
41 : 히터 42 : 석영 커버
43 : 샤우어 헤드
본 발명에서는 유전체나 배선용 재료 등을 증착할 수 있게 하는 금속 유기물 화학 기상 증착기를 사용하여 낮은 온도에서 층을 형성하는 방법을 제공한다. 증착온도를 낮추면 스텝 커버리지가 우수해지므로 더 좋은 특성을 가지는 층을 형성할 수 있게 하며, 아울러 증착속도를 높임으로써 같은 양의 소스량을 유입시킬 때 양산성과 생산성을 높이게 한다. 더욱이, 금속 유기물 화학 기상 증착기에 포함될 수 있는 샤우어 헤드의 온도 의존성을 경감시켜, 생산성을 향상시킨다.
이러한 잇점은 기화단에 유입되는 반송가스와 반응단에 유입되는 반응가스를 소스 가스의 기화 온도보다는 높은 이의 반응 온도보다는 낮게 미리 가열시킨 뒤 기화단 및 반응단에 유입시키는 것에 의해서 달성된다.
기화단에는 액체(고체) 상태의 소스와 반송가스가 유입되는데, 종래와 같이 반송가스에 의한 기화단의 국부적인 냉각 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 이 발명에서 반송가스를 미리 가열하여 유입시킴에 의해서, 이러한 국부적인 냉각 현상이 근본적으로 방지된다. 이것은 기화 효율을 높이는 것이며 기화단으로 나오는 가스를 더 활성화된 상태로 함으로서 증착온도를 낮추고 증착속도를 증가시키게 한다.
본 발명에 따라 반송가스와 반응가스가 각각의 기화단 및 반응단에 유입되기 전에 본 발명에 따른 바람직한 범위 내의 온도로 미리 가열되는 것에 의해서, 상기한 바와 같은 여러 잇점이 제공되는 것에 관련하여, 다음에 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 반송가스 가열에 따른 박막의 증착속도 및 상이한 금속 유기물 유속에 대한 두께 편차를 그래프로 나타낸 도면이다. 이 그래프는 소스로서 금속 유기물 유속을 0.1ml/min으로 흐르게 한 경우와, 0.3ml/min으로 흐르게 한 경우 각각을 포함하고 있다. 도면에서 횡축은 반송가스의 가열된 온도를 나타내며, 그래프의 오른쪽의 종축은 증착속도(Å/min)를 나타내는 것으로 그래프 A에 관련하며, 그래프의 왼쪽의 종축은 두께 편차에 대한 백분율(%)을 나타낸 것으로 그래프 B에 관련한다. 도 3의 그래프는 그래프 A, B 두가지 경우를 모두 나타낸 것임에 유념한다.
그래프로부터 알 수 있듯이 반송가스가 가열되지 않은 상태로, 종래와 같이 기화단에 유입되어 박막 형성이 이루어진 경우, 그래프 A와 같이 증착속도는 상당히 낮고, 이때의 그래프 B와 같이 두께 편차도 금속 유기물 유속에 따라심하게 나타남을 알 수 있다.
그러나, 반송가스의 온도를, 이를테면 반응될 소스들의 기화온도보다는 높고 증착온도보다는 낮은 범위 내의 온도로 가열된 상태에서 기화단에 유입시켜 박막을 형성한 경우, 그래프 A와 같이 증착속도는 상당히 향상됨을 보이고 있다. 증착속도의 향상은 생산성에 관련한 것이므로 현저한 이점을 제공함을 나타내고 있다. 더욱이, 이때의 그래프 B와 같이 상이한 금속 유기물 유속에 대한 두께 편차도 대폭적으로 감소하였음을 알 수 있다. 그리고, 이러한 효과는 금속 유기물 소스양이 증가할수록 더욱 크게 나타남을 또한 알 수 있다.
도 3의 그래프로부터 반송가스를 미리 가열한 상태에서 소스와 함께 기화단에 유입시키는 것이 상당히 효과적인 것임을 알 수 있다.
본 발명에서는 반송가스의 선가열 조건에 더하여 반응가스의 선가열 조건에 대해서도 고려하고 있다. 이에 대해서 도 4의 그래프를 참조하여 반응가스를 미리 가열한 상태로 반응단에 유입하여 박막을 형성한 경우에 대해서 설명한다.
도 3과 마찬가지로, 도 4는 반응가스 가열에 따른 박막의 증착속도 및 상이한 금속 유기물 유속에 대한 두께 편차를 그래프로 나타낸 도면이다. 이 그래프는 소스로서 금속 유기물 유속을 0.1ml/min으로 흐르게 한 경우와, 0.3ml/min으로 흐르게 한 경우 각각을 포함하고 있다. 도면에서 횡축은 반응가스의 가열된 온도를 나타내며, 그래프의오른쪽의 종축은 증착속도(Å/min)를 나타내는 것으로 그래프 A에 관련하며, 그래프의 왼쪽의 종축은 두께 편차에 대한 백분율(%)을 나타낸 것으로 그래프 B에 관련한다. 도 4의 그래프는 그래프 A, B 두가지 경우를 모두 나타낸 것임에 유념한다.
이 예에서 반응가스로는 산화 가스(oxidation gas)가 사용된 예를 든 것이나, 여타 다른 반응가스의 경우에도 마찬가지로 적용됨에 유념한다. 그래프로부터 알 수 있듯이 반응가스가 가열되지 않은 상태로, 종래와 같이 반응단에 유입되어 박막 형성이 이루어진 경우, 그래프 A와 같이 증착속도는 상당히 낮고, 이때의 그래프 B와 같이 두께 편차도 각각의 금속 유기물 유속에 따라 상당한 차이가 나타남을 알 수 있다.
그러나, 반응가스의 온도를, 이를테면 반응될 소스들의 기화온도보다는 높고 증착온도보다는 낮은 범위 내의 온도로 가열된 상태에서 반응단에 유입시켜 박막을 형성한 경우, 그래프 A와 같이 증착속도는 보다 향상됨을 보이고 있다. 증착속도의 향상은 생산성에 관련한 것이므로 현저한 잇점을 제공함을 나타내고 있다. 더욱이, 이때의 그래프 B와 같이 상이한 금속 유기물 유속에 대한 두께 편차는 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 그리고, 이러한 효과는 금속 유기물 소스양이 증가할수록 크게 나타남을 또한 알 수 있다.
도 4의 그래프로부터 반응가스를 미리 가열한 상태에서 소스와 함께 기화단에 유입시키는 것이 상당히 효과적인 것임을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 도 3과 도 4의 그래프에서, 반송가스와 반응가스의 선가열된 상태에서 기화단과 반응단 각각에 유입시킴에 따라 본 발명의 목적이 달성됨을 알 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적에 관련하여, 금속 유기물 화학 기상 증착 장비 내의 샤우어 헤드의 온도 의존성에 대해서 다음에 설명한다. 샤우어 헤드는 앞에서도 설명하였지만 가스가 균일하게 증착되도록 분사시키는 요소로서, 통상은 금속 유기물 화학 기상 증착 장비 내에 설치되어 있다. 종래에서는 앞에서도 언급한 바와 같이, 금속 유기물 화학 기상 증착 장비의 샤우어 헤드의 온도 제어가 박막 형성에 매우 중요한 제어변수임을 언급하였다. 샤우어 헤드의 일정 온도 유지는 실현하기가 용이하지 않고 유지관리도 어렵기 때문에, 생산성에 영향을 미치므로 장비 의존성을 경감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 이러한 장비 의존성이 경감된다. 이에 대해 도 5a 및 도 5b를 참조하여 다음에 설명한다.
도 5a는 반송가스와 반응가스를 본 발명에 따라 적절한 온도로 가열하였을 때의 샤우어 헤드의 온도에 따른 증착속도 및 두께 편차에 대해서 그래프적으로 도시한 것이다.
도 5a에서 횡축은 샤우어 헤드의 온도 범위를 나타낸 것이며, 좌측의 종축은 그래프 A에 관련한 두께편차를, 우축의 종축은 그래프 B에 관련한 증착속도를 동시에 나타낸 것이다. 이 그래프는 본 발명에 따라 반송가스와 반응가스가 가열된 상태에서 실시된 것이다.
그래프로부터 알 수 있듯이, 샤우어 헤드의 온도범위가 220℃ 내지 260℃의 범위 혹은 그 이상의 범위로 변화되어도 두께편차는 비교적 균일한 분포를 나타내며, 증착속도는 샤우어 헤드의 온도가 높아진 경우 상승됨을 보이고 있다. 그리고 이때, 기판의 온도는 예를 들면 440℃로 유지된 상태에서 행해진 것이다. 이 그래프로부터 알 수 있듯이, 증착속도는 샤우어 헤드의 온도의 증감에 따라 다를 수 있으나, 두께는 헤드의 온도에 크게 의존하지 않음을 보이고 있다.
본 발명은 반송가스와 반응가스를 사전에 미리 적절한 온도로 가열시킨 상태에서 사용함에 따라 샤우어 헤드의 온도에 크게 의존함이 없이 균일한 막두께, 향상된 증착속도를 제공한다.
본 발명에 따라 금속 유기물 화학 기상 증착에서 사용되는 반송가스 및 반응가스를 미리 가열시키기 위해서 이들 가스 각각을 가열시키기 위한 가열 수단이 금속 유기물 화학 기상 증착기에 부가적으로 설치될 수 있다. 그 예를 도 6에 도시하였다. 도 1에 도시한 각 구성요소와 동일한 것에 도 6의 각 구성요소에 동일 참조부호가 할당되었다. 도 6에서 참조부호 6, 7은 제1 및 제2 가열 수단을 지칭하는 것으로 각각은 반송가스를 미리 가열시키기 위한 반송가스 선가열 수단 및 반응가스를 미리 가열시키기 위한 반응가스 선가열 수단이다. 따라서, 도 6과 같이 설치된 금속 유기물 화학 기상 증착 장비를 사용함으로써, 앞에서 언급한 바와 같은 효과가 얻어질 수 있다.
본 발명에서는 도 6과 같은 개선된 금속 유기물 화학 기상 증착 장비를 사용하여 다음과 같이 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM)용 캐패시터 제조에 활용되고 있는 것으로서 (Ba, Sr)TiO3재료를 사용한 금속 유기물 화학 기상 증착 공정으로 이 재료를 포함한 박막을 형성하였다.
이 공정을 진행하기 위해서, 먼저 필요한 BST 소스로서는 Ba(DPM)2, Sr(DPM)2, Ti(i-Pr-O)(DPM)2가 부틸아세테이트(butylaccetate)에 녹아있는 액체 소스를 사용하였다. 여기서 DPM은 DiPivaloylMethanto이며, 동일한 의미로 THD(Tegramethyl Hepptane dionato)도 쓰이고 있다.
일정한 비율로 혼합된 BST 액체 소스들은 기화단(3)에 유입되어 기화되는데, 이 기화된 소스 가스는 제1 가열수단(6)에 의해서 예열된 Ar과 같은 반송가스에 의해서 반응단(4) 안으로 유입된다. 이때 이 혼합된 가스는 제2 가열수단(7)에 의해서 예열된 이를테면 O2와 같은 반응가스와 반응하여, 증착온도 이상으로 가열된 기판 위에서 BST 박막을 형성하게 된다.
이 공정에서 상기 반응가스 및 반송가스는 반응될 소스의 기화온도보다는 높고 증착온도보다는 낮은 온도범위 내에서 미리 가열된 것임에 유념한다. 이때, 상기한 재료를 사용한 경우 바람직한 예열 온도 범위는 이를테면 200℃ 내지 350℃가 될 수 있다.
도 5b는 샤우어 헤드 온도에 따라, 소스로서 사용된 Ba+Sr 중의 Ba의 조성비의 변화를 그래프의 좌측의 종축에나타낸 것이며(그래프 A), 또한 샤우어 헤드 온도에 따라, 소스로서 사용된 Ba+Sr 중의 Ti의 조성비의 변화를 그래프의 우측의 종축에 나타낸 것이다(그래프 B). 이것은 샤우어 헤드의 온도가 가변되어도 조성비는 일정하거나 선형으로 변하여 균일한 막을 얻을 수 있음을 보이는 것으로 종래의 경우와 같이 샤우어 헤드의 온도를 엄격하게 유지하지 않아도 실현됨을 알아야 한다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 더하여, DPM 계열의 Ba, Sr, TiMO 소스로서 (Ba(DPM)2, Sr(DMP)2, Ti(i-Pr-O)2(DPM)2, Ti(DPM)2, Ti(DPM)4, TiO(DPM)2등을 사용한 금속 유기물 화학 기상 증착 공정에서 반송가스와 반응가스를 200℃ 내지 350℃로 가열하여 기화단과 반응단에 유입시켜 실시하여 바람직할 결과를 얻을 수 있다.
또한, 다른 실시예로서 금속 유기물 소스는 Ta, Cu, Al, (Ba, Sr)TiO3, Pb(Zr, Ti)O3등을 사용하여 본 발명에 따라 사용할 수 있다.
본 발명에 따라, 샤우어 헤드를 포함하는 금속 유기물 화학 기상 증착기 혹은 이를 포함하지 않는 금속 유기물 화학 기상 증착기에서 반응가스와 반송가스를 각각의 반응단 및 기화단에 인입시키기 전에 적정온도로 예열시켜 인입시킴으로서, 개선된 증착속도 및 균일한 막을 형성할 수 있다. 더욱이, 가스 예열은 반응가스 혹은 반송가스에 적용할 수도 있다. 물론 이러한 본 발명에 따른 원리를 적용함에 있어 샤우어 헤드의 온도 조절을 더함으로써 보다 양호한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명은 상기한 예에서 DRAM용 캐패시터 제작에 중점을 두어 예시하였으나, 이 적용예로 본 발명이 한정되지 않으며, 금속 유기물을 포함한 화학 기상 증착막 형성에 관련한 이 분야에 통상의 지식을 가진자에 의한 여타 변형, 수정, 변경 등은 본 발명에 귀속된다.

Claims (4)

  1. 금속 유기물 소스를 기체로 변환시키는 기화수단 및 막을 형성하기 위한 반응단을 가지며, 상기 소스 및 반응가스를 사용하여 화학 기상 증착기에 의해 반도체 층 상에 소정의 막을 형성하기 위한 방법에 있어서,
    상기 소스를 반송하는 반송가스를 상기 소스의 기화온도보다는 높고 반도체 막을 형성하는 증착온도보다는 낮은 범위 내의 온도로 미리 가열하는 단계; 및
    상기 소스를 기화하여 상기 미리 가열된 반송가스와 함께 상기 반응단에서 반응가스를 사용하여 화학 기상 증착에 의해 상기 반도체 층상에 소정의 막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 유기물 화학 기상 증착 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 소스는 Ta, Cu, Al, (Ba, Sr)TiO3, Pb(Zr, Ti)O3중에서 선택된 소스인 것을 특징으로 하는 금속 유기물 화학 기상 증착 방법.
  3. 금속 유기물 화학 기상 증착기에 있어서,
    상기 금속 유기물 소스를 기체로 변환시키는 기화단;
    기화단에서 기화된 소스를 공급받아 반도체 막을 형성하기 위한 반응단; 및
    상기 기화단의 도중에 설치되어 상기 소스를 반송하는 반송가스를 상기 소스의 기화온도보다는 높고 상기 반응에 적합한 증착온도보다는 낮은 범위의 온도로 미리 가열하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 금속 유기물 화학 기상 증착기.
  4. 제 9항에 있어서, 상기 반응단은 분사된 가스의 고른 분배를 위한 가스 분배 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 유기물 화학 기상 증착기.
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