KR100458355B1 - 루테늄 산화물막의 제조 방법 - Google Patents

루테늄 산화물막의 제조 방법 Download PDF

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KR100458355B1 KR10-2001-7002543A KR20017002543A KR100458355B1 KR 100458355 B1 KR100458355 B1 KR 100458355B1 KR 20017002543 A KR20017002543 A KR 20017002543A KR 100458355 B1 KR100458355 B1 KR 100458355B1
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Abstract

본원발명은 화학식 (디엔)Ru(CO)3의 액체 루테늄 복합체 및 산화 기체로부터 루테늄 산화물막의 제조 방법을 제공하며, 여기서 디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 비사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 이들의 플루오르화 유도체, 할라이드, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 또는 이들의 조합물과 같은 헤테로원자를 추가로 함유하는 이들의 유도체를 지칭한다. 바람직한 예는 사이클로헥사디엔 및 사이클로헵타디엔 루테늄 트리카르보닐과 산소 기체이다.

Description

루테늄 산화물막의 제조 방법 {METHODS FOR PREPARING RUTHENIUM OXIDE FILMS}
금속막 및 금속 산화물막, 특히 루테늄막 및 루테늄의 산화물막은 다양한 전자 및 전기화학적 응용에 있어 중요해지고 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼상에 증착된 고품질 RuO2박막은 최근 강유전체 메모리에서의 사용에 대해 관심을 끌고 있다. 루테늄막은 일반적으로 실리콘 및 금속 산화물과 반응하지 않고, 산소 및 실리콘의 확산에 대해 저항성이 있으며, 양호한 도체이다. 루테늄의 산화물도 이러한 성질을 가지고 있으나, 그 정도는 아마 다를 것이다.
따라서, 루테늄 및 그 산화물의 막은 집적 회로에서 다양한 용도에 적합한 성질을 가진다. 예컨대, 이들은 전기 접점용 집적 회로에 사용될 수 있다. 이들은 강유전체 메모리와 같은 메모리 장치에서 유전체 재료 및 실리콘 기판 사이의 배리어층으로서 사용하기에 특히 적당하다. 또한, 이들은 심지어 커패시터에서 플레이트(즉, 전극) 자체로서 적합할 수 있다.
이러한 막을 제조하기 위한 전구체로서 사용될 수 있는 매우 다양한 루테늄 화합물이 존재한다. 다수의 화합물이 화학기상증착 기법에 사용하기에 특히 적합하다. 예컨대, 카르보닐 리간드 및 기타 리간드를 함유한 루테늄 화합물의 용도가 개시된 미국 특허 제 5,372,849호(McCormick 등)를 보면 알 수 있다. 그러나, 일반적으로 이러한 화합물들은 덜 휘발성이고 화학기상증착 기법에서 사용하기에 용이하지 않은 이량체를 형성한다. 따라서, 화학기상증착 기법을 사용하여 루테늄 산화물막을 제조하는 방법에 대한 필요성은 계속 존재한다.
본 발명은 화학기상증착 및 액체 루테늄 전구체를 사용한 루테늄 산화물막의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 화학기상증착 코팅 시스템의 개략도이다.
본 발명은 루테늄 산화물막의 제조 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
하기 화학식 I의 화합물 1개 이상을 포함하는 액체 전구체 조성물을 제공하는 단계:
(디엔)Ru(CO)3
상기 식에서,
디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 바이사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 이들의 플루오르화 유도체, 할라이드, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 또는 이들의 조합물과 같은 헤테로원자를 추가로 함유하는 이들의 유도체를 지칭한다;
액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및
기화된 전구체 조성물을 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 작은 고조횡비의 개구를 1개 이상 함유한 복합구조와 같이, 전형적으로 우수한 스텝 커버리지를 필요로 하는 복합 구조상에서 특히 유용하다.
본 발명의 방법에 사용하기에 적당한 화학식 I의 복합체는 중성 복합체이고 약 20℃ 내지 약 50℃ 범위의 온도에서 액체이다. 이들은 플래쉬 기화(flash vaporization), 버블링(bubbling), 미소적 형성(mirodroplet formation) 기법 등에 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 "액체"는 순수 액체(neat liquid)(실온에서 액체 또는 약 50℃까지의 승온에서 용해되는 실온에서 고체)를 지칭한다.
본 발명의 방법은 실리콘 웨이퍼와 같이, 높은 표면적 토폴로지(topology)를 가진, 예컨대 그 안에 고종횡비 개구가 형성되어 있으나, 이러한 갭이 필요하지 않은, 집적 회로를 형성하는데 사용되는 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 막을 형성하는데 특히 적당하다. 본 발명의 방법은 실리콘 웨이퍼상의 증착에 한정되지 않는 것으로 이해하여야 하며; 오히려, 기타 유형의 웨이퍼(예컨대, 비소화 갈륨 웨이퍼 등)도 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 실리콘-온-절연체(silicon-on-insulator) 기술에서 사용될 수 있다. 또한, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리 이외의 기판이 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 이들은, 예컨대 섬유, 와이어 등을 포함한다. 기판이 반도체 기판 또는 기판 어셈블리인 경우, 막은 기판의 최저 반도체 표면상에 직접 형성될 수 있거나, 예컨대, 패턴화된 웨이퍼에서와 같이 여러 층(즉, 표면)중 어느 하나 위에 형성될 수 있다. 따라서, 용어 "반도체 기판"은 기초 반도체층(base semiconductor layer), 예컨대 웨이퍼에서 실리콘 재료로 된 최저층 또는 사파이어상의 실리콘과 같이 다른 재료상에 증착된 실리콘층을 지칭한다. 용어 "반도체 기판 어셈블리"는 1개 이상의 층 또는 그 위에 형성된 구조물을 가지는 반도체 기판을 지칭한다.
본 발명의 한 실시예에서, 반도체 구조물, 바람직하게는 그 안에 작은 고종횡비의 개구를 1개 이상 갖는 표면을 가진 구조물을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 하기 단계를 포함한다: 바람직하게는 약 10-3토르 내지 약 1기압의 압력(보다 바람직하게는, 약 0.1토르 내지 약 10토르의 압력)을 가진 반응 챔버내에 들어 있는 약 130℃ 내지 약 300℃의 온도(보다 바람직하게는, 약 140℃ 내지 180℃의 온도)의 반도체 기판 또는 기판 어셈블리를 제공하는 단계; 바람직하게는 약 20℃ 내지 50℃의 온도(보다 바람직하게는, 약 40℃ 내지 약 50℃의 온도)의 1개 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 전구체 조성물을 제공하는 단계; 액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및 기화된 전구체 조성물을 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 작은 고종횡비의 개구를 1개 이상 갖는 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 화학기상증착 기법 및 1개 이상의 액체 루테늄 금속 복합체를 사용하여 루테늄 산화물막을 형성하는 방법을 제공한다. 상세하게는, 본 발명은 그 위에 루테늄 산화물막을 가진 반도체 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액체 루테늄 복합체는 하기 화학식 I을 가진다:
(디엔)Ru(CO)3
상기 식에서,
디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 바이사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 이들의 플루오르화 유도체, 할라이드, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 또는 이들의 조합물과 같은 헤테로원자를 추가로 함유하는 이들의 유도체를 지칭한다. 바람직하게는, 디엔 리간드는 약 5 내지 약 8개 탄소 원자, 보다 바람직하게는 약 6 내지 약 7개 탄소 원자를 포함한다. 이러한 전구체 복합체는 "Precursor Chemistries for Chemical Vapor Deposition of Ruthenium and Ruthenium Oxide"라는 제목으로 본원과 같은 날, 1998년 8월 27일 출원되어 계류중인 출원인의 양수인의 특허출원인 미국 출원 번호 제 09/141,431호에 기재되어 있다. 이들은 상기 출원에 기재된 방법 또는 "Method for Preparing Ruthenium and Osmium Compounds"라는 제목으로 본원과 같은 날, 1998년 8월 27일 출원되어 계류중인 출원인의 양수인의 특허출원인 미국 출원 번호 제 09/141,236호에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.
본원발명에서 사용하기에 적합한 화학식 I의 복합체는 중성 복합체이고 실온에서 액체이거나 약 50℃까지의 승온에서 용해되는 실온에서 고체이다. 이들 복합체는 플래쉬 기화 기법, 버블러 기법, 및/또는 미소적 기법과 같은 화학기상증착 (CVD) 기법에 사용하기에 적당하다. 본원에서 기술된 복합체의 바람직한 실시예는 특히 저온 CVD, 예컨대 약 100℃ 내지 약 400℃의 기판 온도와 관련된 증착 기법에 적합하다.
바람직한 종류의 복합체는 50℃에서 0.1토르 보다 큰 증기압을 가진 것들이다. 이러한 화합물의 예로서 (사이클로헥사디엔)Ru(CO)3및 (사이클로헵타디엔) Ru(CO)3이 포함된다.
전구체 조성물을 1개 이상의 반응 기체 및 임의적으로 1개 이상의 불활성 캐리어 기체의 존재하에서 기화시켜 루테늄 산화물막을 형성할 수 있다. 불활성 캐리어 기체는 전형적으로 질소, 헬륨, 아르곤, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 본원 발명의 명세서에서, 불활성 캐리어 기체는 일반적으로 본원에서 기술된 복합체와 반응하지 않고 루테늄 산화물막의 형성을 방해하지 않는 것이다. 반응 기체는 화학기상증착의 조건하에서 적어도 한 표면에서 본원에서 기술된 복합체와 반응성인 매우 다양한 산화 기체로부터 선택될 수 있다. 산화 기체의 예로서 O2, N2O, O3, NO, NO2, H2O2, 및 H2O가 포함된다. 반응 기체 및 임의적인 캐리어 기체의 다수의 조합물이 막을 형성하기 위한 본원발명의 방법에 사용될 수 있다.
본원발명의 방법은 고순도의 루테늄 산화물막(바람직하게는, X-선 광전자 분광법(XPS), 오제 분광법(Auger Spectroscopy), 또는 기타 방법에 기초하여 약 95원자% 이상의 순도)을 반도체 웨이퍼(예컨대, 실리콘 웨이퍼, 비소화 갈륨 웨이퍼 등), 유리 기판 등과 같이 다양한 기판, 및 기판의 다양한 표면상에서, 기판 그 자체 위에 직접 또는 반도체 기판 어셈블리에서와 같이 기판상에 증착된 재료층 위에 형성시키는데 특히 적합하다. 본원발명의 방법은 실리콘 웨이퍼와 같이, 높은 표면적 토폴로지를 가진, 예컨대 그 위에 고종횡비의 개구(즉, 갭)을 가진 표면(예컨대, 절연층의)이 형성된 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에서 고순도의 루테늄 산화물막을 증착시키는데 특히 유용하다. 작은 고종횡비의 개구는 전형적으로 약 1미크론 미만(예컨대, 개구의 직경 또는 폭이 약 1미크론 미만), 보다 전형적으로 약 0.3미크론 내지 약 1미크론의 외형 크기 또는 임계 크기 및 약 1을 초과하는 종횡비를 가진다. 이러한 종횡비는 접점 호울(contact hole), 비아(via), 트렌치 및 다양한 기타 형태에 적용가능하다. 예컨대, 1미크론의 개구 및 3미크론의 폭을 가진 트렌치는 3의 종횡비를 가진다. 본원발명은 스텝 구조물에 대하여 등각의 루테늄 산화물 확산 배리어층을 형성하는 CVD 공정을 사용하기 때문에 확산 배리어층을 작은 고종횡비의 외형으로 형성시키는데 특히 유리하다. 전형적으로, 본원발명의 방법을 사용하여 약 80%를 초과하는 스텝 커버리지가 달성될 수 있다. 이는 바닥 표면상에 증착된 층의 두께 대 상부 표면상의 증착층 두께의 비를 지칭한다.
루테늄 산화물막은 1개 이상의 화학식 I의 복합체의 분해(전형적으로, 열분해)시 증착된다. 본원발명의 방법은 플래쉬 기화, 버블링 등과 같은, 임의적으로 포토- 또는 플라즈마-보조된(그러나, 포토- 및 플라즈마-보조 증착은 전형적으로 양호한 스텝 커버리지를 제공하지 않는다) 다양한 증착 기법을 사용할 수 있다. 적당한 CVD 공정의 예는, 예컨대 "Precursor Chemistries for Chemical Vapor Deposition of Ruthenium and Ruthenium Oxide"라는 제목으로 본원과 같은 날, 1998년 8월 27일 출원되어 계류중인 출원인의 양수인의 특허출원 미국 출원 번호 제 09/141,431호 뿐만 아니라 미국 특허 제 5,372,849호(McCormick 등)에 일반적으로 논의되어 있다.
본원발명의 공정을 수행하기 위해 사용할 수 있는 전형적인 화학기상증착 (CVD) 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 시스템은 폐쇄된 화학기상증착 챔버(10)을 포함하며, 이는 냉벽형 CVD 반응기일 수 있다. 터보 펌프(12) 및 백킹 펌프(14)를 사용하여 챔버(10)에 감압을 생성시킬 수 있다. 바람직하게는, 증착중의 챔버 압력은 약 10-3토르 내지 약 대기압이며, 가장 바람직하게는 약 0.1토르 내지 약 10토르이다. 압력은 양호한 스텝 커버리지 및 증착율을 이루도록 선택된다.
1개 이상의 기판(16)(예컨대, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리)이 챔버(10)에 위치된다. 기판에 대하여 일정한 공칭 온도, 바람직하게는 약 130℃ 내지 약 300℃가 설정된다. 최적의 스텝 커버리지, 증착율, 및 막 형성을 위하여, 가장 바람직한 기판 온도는 약 140℃ 내지 약 180℃이다. 기판(16)은, 예컨대 그 위에 기판이 설치된 전기 저항 가열기(18)에 의해 가열될 수 있다. 기판을 가열하는 기타 공지된 방법이 사용될 수도 있다. 그러나, 플라즈마- 및 포토-보조 CVD 공정에 있어서는, 기판의 온도가 현저히 더 낮을 수 있다.
이 공정에서, 1개 이상의 화학식 I의 화합물을 함유하는 전구체 조성물(40)은 액체 형태(실온에서 순수 액체 또는 실온에서는 고체이지만 승온에서는 액체)로 용기(42)내에 저장된다. 액체 전구체 조성물의 온도는 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 50℃이고, 보다 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 50℃이다. 용기(42)내의 압력은 전형적으로 챔버(10)내의 압력과 유사하다. 적당한 불활성 기체 공급원(44)은 용기(42)내로 펌핑되며, 전구체 조성물을 데리고 이를 라인(45) 및 기체 분배기(46)을 통해 챔버(10)으로 운반시키는 순수 액체(즉, 용매 없는)를 통해 버블링된다. 목적하는 농도의 전구체 조성물을 제공하고 기판(16)의 표면을 가로질러 증착의 균일성을 조절하기 위하여 필요에 따라 추가의 불활성 기체 또는 반응 기체가 공급원(48)로부터 공급될 수 있다. 도시된 바와 같이, 밸브(50 내지 55)는 필요에 따라 개폐된다. 반응 기체 및 임의적인 캐리어 기체는 소망에 따라 예열될 수 있다.
일반적으로, 전구체 조성물은 약 10sccm(표준 입방 센티미터) 내지 약 500sccm의 캐리어 기체의 유량, 및 바람직하게는 약 100sccm 내지 약 400sccm의 유량으로 CVD 챔버(10)로 운반된다. 반응 기체(바람직하게는, O2와 같은 산화 기체)는 전형적으로 약 10sccm 내지 약 1000sccm의 유량, 및 바람직하게는 약 50sccm 내지 약 500sccm의 유량으로 CVD 챔버(10)로 운반된다. 반도체 기판은 목적하는 두께에 따라 약 0.1토르 내지 약 10토르의 압력에서 약 10초 내지 약 30분의 시간 동안 전구체 조성물에 노출된다. 챔버(10)에서, 전구체 조성물은 기판(16)의 표면상에 흡착층을 형성한다. 증착율이 온도 의존적이기 때문에, 기판 온도의 증가는 전형적으로 증착율을 증가시킨다. 그러나, 스텝 커버리지가 필요한 경우, 보다 고온은 불리하게 될 수 있다. 따라서, 기판 온도는 이러한 두가지 성질을 조화시키도록 선택된다. 전형적으로, 바람직한 증착율은 약 100옹스트롬/분 내지 약 1000옹스트롬/분이다. 전구체 조성물을 함유한 캐리어 기체는 밸브(53)을 폐쇄함으로써 차단된다.
이러한 방법의 대안적인 방법은 전구체 조성물을 가열하고 증기를 뽑아내어 증기 질량 흐름 제어기에 의해 제어하는 방법, 및 버스티그(Versteeg) 등의 "Metalorganic Chemical Vapor Deposition By Pulsed Liquid Injection Using An Ultrasonic Nozzle: Titanium Dioxide on Sapphire from Titanium(Ⅳ) Isopropoxide"란 제목으로 Journal of the American Ceramic Society, 78, 2763-2768(1995)에 기재된 펄스화된 액체 주입법을 포함한다. 또한, 화학식 I의 복합체는 "Method and Apparatus for Vaporizing Liquid Precursor compositions and System for Using Same"이라는 제목으로 1996년 10월 2일 출원되어 계류중인 미국 출원 제 08/720,710호에 기재된 증착 시스템과 함께 사용하는데 특히 적합하다. 일반적으로, 상기 출원에 기재된 방법은 액체 형태의 전구체 조성물을 기화하는 것을 포함한다. 제 1 단계에서는, 전구체 조성물이 분무(atomize) 또는 네뷸라이징 (nebulize)되어 높은 표면적의 미소적 또는 미스트(mist)를 형성한다. 제 2 단계에서는, 미소적 또는 미스트의 성분이 가열된 캐리어 기체의 긴밀 혼합물(intimate mixture)에 의해 기화된다. 이러한 2단계 기화법은 전구체 조성물의 재현성있는 전달(순수 액체 또는 액체 매질에 용해된 고체의 형태로)을 제공하고, 특히 작은 크기를 가진 장치 적용에서 적당한 증착율을 제공한다.
캐리어 기체 및/또는 반응 기체의 다양한 조합물이 본원 발명의 특정 방법에 사용될 수 있다. 이들은 다양한 방식으로, 예컨대 기화 챔버에 직접 또는 전구체 조성물와 배합되어 화학기상증착 챔버로 도입될 수 있다.
특정 증착 공정이 도 1을 참조하여 기술되어 있으나, 본원발명의 방법은 도시된 특정 증착 시스템과 함께 사용되는 것에 한정되지 않는다. 열벽 또는 냉벽 반응기, 대기압 또는 감압 반응기 뿐만 아니라 플라즈마 증강된 반응기를 포함하여, 다양한 CVD 공정 챔버 또는 반응 챔버가 사용될 수 있다. 또한, 본원발명의 방법은 임의의 특정 증착 기법에 한정되지 않는다.
증착 후에, 필요에 따라 막을 결정화 및/또는 추가로 산화시키기 위하여 막이 추가로 어닐링 될 수 있다. 이것은 CVD 반응 챔버에서 수행될 수도 아닐 수도 있다. 막을 결정화 및/또는 치밀화하기 위하여, 바람직하게는 어닐링 공정이 캐리어 기체에 대하여 상기 설명된 바와 같은 불활성 기체에서 수행된다. 막을 추가로 산화시키기 위해서는, 바람직하게는 어닐링 공정이 반응 기체에 대하여 상기 설명한 바와 같은 산화 기체에서 수행된다. 바람직하게는, 이러한 후어닐링 공정의 압력은 약 0.5토르 내지 약 5기압이다. 바람직하게는, 이러한 후어닐링 공정의 기판 온도는 약 100℃ 내지 약 1000℃이고, 보다 바람직하게는 약 300℃ 내지 약 800℃이다.
복합체의 용도 및 본원발명의 막 형성 방법은 반도체 구조물, 특히 확산 배리어를 필요로 하는 구조물에서 매우 다양한 박막 응용에 유리하다. 예컨대, 이러한 응용은 커패시터 및 금속화층, 예컨대 집적 회로 구조에서 다단계 회로연결 (multilevel interconnects)을 포함한다. 이러한 구조물은, 예컨대 "Ruthenium Silicide Diffusion Barrier Layers and Methods of Forming Same"라는 제목으로 본원과 같은 날, 1998년 8월 27일 출원되어 계류중인 출원인의 양수인의 특허 출원인 미국 출원 번호 제 09/141,240호에 기재되어 있다.
하기 실시예는 다양한 특정한 바람직한 실시예 및 기법을 추가로 예시하기 위하여 제공된다. 그러나, 많은 변형 및 변화가 본원발명의 범주내에서 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
(C 6 H 8 )Ru(CO) 3 를 사용한 루테늄 산화물막 증착
연황색의 전구체 (C6H8)Ru(CO)3를 딥 튜브(dip tube) 및 출구 밸브가 장착된 버블러에 첨가하였다. 버블러를 CVD 반응기에 연결시켰다. 버블러를 질량 흐름 제어기를 통하여 버블러의 딥 튜브 포트에 도입되는 헬륨 캐리어 기체에 추가로 연결하였다. 버블러를 약 40℃로 가열하였고, 챔버와의 모든 하류 연결부를 약 50℃ 내지 약 60℃로 가열하였다. 그 위에 BPSG의 층을 가진 실리콘 웨이퍼(다양한 크기의 접점 호울이 에칭되어 있음)를 CVD 반응기 내부의 가열된 척(chuck) 위에 위치시켰다. 루테늄 증착은 웨이퍼를 150℃까지 가열(웨이퍼의 표면상에 배치된 열전쌍에 의해 측정)하여 수행하였고 25sccm의 헬륨 캐리어 흐름 및 50sccm의 산소의 추가 흐름(전구체 전달 라인으로 별개로 부설)을 사용하여 3토르의 챔버 압력을 설정하였다. 헬륨 캐리어 흐름을 전구체 버블러를 통해 4.0분간 전환시켜 막을 형성시켰고, 막은 추후 SEM 현미경사진에 의해 950옹스트롬 두께인 것으로 측정되었다. 이는 237옹스트롬/분의 증착율에 해당한다. 막은 매우 반사성이고 고순도의 루테늄 산화물로 이루어졌다(블랭킷 막(blanket film)상에서 XPS로 측정). X-선 회절에 의해, 막이 무정형 루테늄 산화물인 것으로 증명되었고 SEM 현미경사진은 직경이 공칭 0.3미크론 내지 1.0미크론이고 깊이가 2.5미크론인 구멍에서 85%를 초과하는 스텝 커버리지를 나타냈다.
모든 특허, 특허출원, 및 공보는 본원에서 각각이 개별적으로 삽입된 것과 같이, 그 전문이 참고문헌으로 삽입된다. 상기 상세한 설명 및 실시예는 단지 이해의 명확성을 위해서 제공되었다. 이로부터 불필요한 제한이 인지되어서는 안된다. 본 발명은 도시 및 기술된 그대로의 설명에 한정되지 않으며 당업자에게 명확한 변형물은 청구범위에 의해 정의된 발명내에 포함될 것이다.

Claims (19)

  1. 반도체 기판 또는 기판 어셈블리를 제공하는 단계;
    하기 화학식의 화합물 1개 이상을 포함하는 액체 전구체 조성물을 제공하는 단계:
    (디엔)Ru(CO)3
    상기 식에서,
    디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 바이사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 할로겐, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 헤테로원자 또는 상기 헤테로원자의 조합물을 함유하는 이들의 유도체를 지칭하며;
    액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및
    기화된 전구체 조성물을 단독으로 또는 1개 이상의 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함하여 반도체 구조물을 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 기판 또는 기판 어셈블리의 온도가 130℃ 내지 300℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 기판 또는 기판 어셈블리의 온도가 140℃ 내지 180℃인 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 기판 또는 기판 어셈블리가 10-3토르 내지 1기압의 압력을 가진 반응 챔버내에 들어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 기판 또는 기판 어셈블리가 0.1토르 내지 10토르의 압력을 가진 반응 챔버내에 들어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 액체 전구체를 기화시키는 단계가 플래쉬 기화, 버블링, 미소적 형성, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 기법을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리가 실리콘 웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 전구체 조성물이 1개 이상의 캐리어 기체의 존재하에서 기화되는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 산화 기체가 O2, N2O, O3, NO, NO2, H2O2, 및 H2O, 및 이들의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 산화 기체가 O2인 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  12. 10-3토르 내지 1기압의 압력을 가진 반응 챔버내에 들어 있는 130℃ 내지 300℃ 온도의 반도체 기판 또는 기판 어셈블리를 제공하는 단계;
    하기 화학식의 화합물 1개 이상을 포함하는 20℃ 내지 50℃ 온도의 전구체 조성물을 제공하는 단계;
    (디엔)Ru(CO)3
    상기 식에서,
    디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 바이사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 할로겐, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 헤테로원자 또는 상기 헤테로원자의 조합물을 함유하는 이들의 유도체를 지칭하며;
    액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및
    기화된 전구체 조성물을 단독으로 또는 1개 이상의 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 구조물 제조 방법.
  13. 반도체 기판 또는 기판 어셈블리를 제공하는 단계;
    하기 화학식의 화합물 1개 이상을 포함하는 액체 전구체 조성물을 제공하는 단계:
    (디엔)Ru(CO)3
    상기 식에서,
    디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 비사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 할로겐, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 헤테로원자 또는 상기 헤테로원자의 조합물을 함유하는 이들의 유도체를 지칭하며;
    액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계;
    기화된 전구체 조성물을 1개 이상의 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계; 및
    루테늄 산화물막을 어닐링하는 단계를 포함하는 반도체 구조물 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 어닐링 단계가 300℃ 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  15. 작은 고종횡비의 개구를 1개 이상 갖는 표면을 포함하는 반도체 기판 또는 기판 어셈블리를 제공하는 단계;
    하기 화학식의 화합물 1개 이상을 포함하는 액체 전구체 조성물을 제공하는 단계:
    (디엔)Ru(CO)3
    상기 식에서,
    디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 비사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 할로겐, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 헤테로원자 또는 상기 헤테로원자의 조합물을 함유하는 이들의 유도체를 지칭하며;
    액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및
    기화된 전구체 조성물을 단독으로 또는 1개 이상의 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 작은 고종횡비의 구멍을 1개 이상 갖는 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함하여 반도체 구조물 제조 방법.
  16. 기판을 제공하는 단계;
    하기 화학식의 화합물 1개 이상을 포함하는 액체 전구체 조성물을 제공하는 단계:
    (디엔)Ru(CO)3
    상기 식에서,
    디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 비사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 할로겐, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 헤테로원자 또는 상기 헤테로원자의 조합물을 함유하는 이들의 유도체를 지칭하며;
    액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및
    기화된 전구체 조성물을 단독으로 또는 1개 이상의 산화 기체와 배합하여 기판으로 보내, 기판의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함하여 기판상에 루테늄 산화물막을 형성하는 방법.
  17. 작은 고종횡비의 개구를 1개 이상 갖는 130℃ 내지 300℃ 온도의 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로서, 10-3토르 내지 1기압의 압력을 가진 반응 챔버내에 들어 있는 반도체 기판 또는 기판 어셈블리를 제공하는 단계;
    하기 화학식의 화합물 1개 이상을 포함하는 20℃ 내지 50℃ 온도의 액체 전구체 조성물을 제공하는 단계:
    (디엔)Ru(CO)3
    상기 식에서,
    디엔은 선형, 분지쇄, 또는 사이클릭 디엔, 비사이클릭 디엔, 트리사이클릭 디엔, 할로겐, Si, S, Se, P, As, N, 또는 O 헤테로원자 또는 상기 헤테로원자의 조합물을 함유하는 이들의 유도체를 지칭하며;
    액체 전구체 조성물을 기화시켜 기화된 전구체 조성물을 형성하는 단계; 및
    기화된 전구체 조성물을 단독으로 또는 1개 이상의 산화 기체와 배합하여 반도체 기판 또는 기판 어셈블리로 보내, 작은 고종횡비의 개구를 1개 이상 갖는 반도체 기판 또는 기판 어셈블리의 표면상에 루테늄 산화물막을 형성하는 단계를 포함하여 반도체 구조물 제조 방법.
  18. 제 1항 또는 제 12항 또는 제 13항 또는 제 15항 내지 제 17항중 어느 한 항에 있어서, 디엔 유도체가 플루오르화된 디엔인 것을 특징으로 하는 반도체 구조물 제조 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 디엔 유도체가 플루오르화된 디엔인 것을 특징으로 하는 기판상에 루테늄 산화물막을 형성하는 방법.
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