KR100472777B1 - Thin Film Deposition Method - Google Patents

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KR100472777B1 KR20020036096A KR20020036096A KR100472777B1 KR 100472777 B1 KR100472777 B1 KR 100472777B1 KR 20020036096 A KR20020036096 A KR 20020036096A KR 20020036096 A KR20020036096 A KR 20020036096A KR 100472777 B1 KR100472777 B1 KR 100472777B1
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본 발명은 박막 적층 방법을 제공한다. The present invention provides a thin film lamination method. 이에 의하면, 수평 회전 가능한 지지대 상에 웨이퍼를 로딩시키고, 지지대 상에 설치된 커버체 내의 서로 밀폐 차단된 제 1 반응 영역, 제 1 퍼징 영역, 제 2 반응 영역 및 제 2 퍼징 영역에서 각각 웨이퍼들을 동시에 해당 공정으로 처리시킨다. According to this, horizontal rotation and loading the wafer on the possible support, the hermetically sealed off from each other in the mounted on the support cover the first reaction zone, a first purging zone, a second reaction zone and a second that each wafer in the purging zone at the same time then treated in the process. 제 1 반응 영역에서 웨이퍼를 제 1 반응 가스에 의해 반응시키고, 제 1 퍼징 영역에서 제 1 반응 가스의 잔존 가스를 퍼징하여 제거시키고, 제 2 반응 영역에서 웨이퍼를 제 2 반응 가스에 의해 반응시키고, 제 2 퍼징 영역에서 제 2 반응 가스의 잔존 가스를 퍼징하여 제거시킨다. The first wafer in the reaction zone to react with the first reaction gas, a first purge region removed by purging the residual gas of the first reaction gas in and, the reacted by the wafer in the reaction zone to the second reaction gas, claim is removed by purging the residual gas of the second reaction gas in the two purge zones. 각 영역 사이의 웨이퍼 이송이 지지대의 수평 회전에 의해 이루어진다. It performed by the wafer transfer horizontal rotation of the support between the respective regions.
따라서, 본 발명은 원자층 적층 공정을 이용한 박막 적층의 생산성을 향상시킬 수가 있다. Accordingly, the present invention can improve the productivity of the thin film lamination using the atomic layer depositing step. 또한, 제 1, 2 반응 가스가 제 1, 2 반응 영역으로 진입되기 전에 미리 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태로 만들어줌으로서 박막을 높은 증착율로 적층시킬 수가 있고 박막 특성을 향상시킬 수가 있다. In addition, the first and second reaction gas and the thin film can be laminated to create a zoom into a plasma state by the plasma generating device in advance before the entry into the first, reaction zone at a high deposition rate it is possible to improve the film properties.

Description

박막 적층 방법{Thin Film Deposition Method} The thin film multilayer method {Thin Film Deposition Method}

본 발명은 박막 적층 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자층 적층의 소요 시간을 단축시킴으로써 생산성 향상을 이루도록 한 박막 적층 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film multilayer method which achieve improved productivity by shortening and more particularly to the time required to stack atomic layers on the thin film multilayer method.

일반적으로, 반도체 소자의 고집적화에 따라 배선의 미세화가 계속 진행되고 있다. In general, the miniaturization of the wiring, and proceed according to the high integration of semiconductor devices. 반도체 소자에서의 미세 배선은 배선의 저항 상승을 가져오고 나아가 신호 전달 지연을 가져온다. Fine wiring in a semiconductor device results in the import and the resistance increase of the wire further signal propagation delay. 이러한 신호 전달 지연을 해결하기 위해 기존의 단층 배선 구조를 대신하여 새로운 다층 배선 구조가 도입되기 시작하였다. To solve such a signal transfer delay was started to introduce a new multi-layer wiring structure in place of the conventional single-layer wiring structure. 그러나, 다층 배선 구조에서 배선간의 거리 축소가 더욱 진행되면서 동일 층 배선간의 기생 용량(Parasitic Capacitance)이 증가하고 반도체 소자의 신호 전달 지연이 더욱 심화된다. However, the parasitic capacitance (Parasitic Capacitance) between the same-layer wiring increases as the distance between the wiring further proceeds reduction in the multi-layer wiring structure, and the signal propagation delay of a semiconductor device are exacerbated. 특히, 선폭이 더욱 미세화된 배선의 경우, 배선의 기생 용량으로 인한 신호 전달 지연이 반도체 소자의 동작 특성에 크게 영향을 끼친다. In particular, in the case of a line width of more fine wires, the signal transmission delay due to the parasitic capacitance of the wiring is exerts a great influence on the operating characteristics of the semiconductor device. 배선간의 기생 용량을 저감시키기 위해서는 배선의 두께를 줄이고 층간 절연막의 두께를 늘리는 것이 바람직하다. In order to reduce the parasitic capacitance between the wirings it is preferred to reduce the thickness of the wire to increase the thickness of the interlayer insulating film. 따라서, 배선을 비저항이 낮은 물질로 형성시키고 층간 절연막을 유전율이 낮은 물질로 형성시키는 방안의 하나로 배선 물질로서, 예를 들어 구리(Cu)가 현재 사용되고, 층간 절연막 물질로서 다양한 물질들이 제안되고 있다. Thus, to form a wiring with a low resistivity material and a wiring material for an interlayer insulating film as a way of dielectric constant is formed with a lower material, for example copper (Cu) is now used, it is to offer a variety of materials as the interlayer insulating material. 하지만, 구리의 경우, 식각 부산물의 증기압이 낮기 때문에 건식 식각의 어려움이 많다. However, in the case of copper, there are many difficulties in the dry etching process due to the low vapor pressure of the etch by-products. 그래서, 최근에는 층간 절연막에 비아홀(Via Hole)이나 콘택홀과 같은 홀을 형성시키고 상기 홀에 구리를 매립시키고 평탄화시킴으로써 구리 배선을 형성시키는 다마신(Damascene) 공정이 사용되고 있다. So, in recent years, has been used a damascene (Damascene) a step of forming a hole such as a via hole (Via Hole) or contact holes on the interlayer insulating film and embedding the copper in the hole and planarized by forming a copper wiring. 다마신 공정의 경우, 구리의 평탄화를 위한 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 진행할 때 층간 절연막의 최상층으로서 식각 저지층이 요구된다. For multi-damascene process, when holding a chemical mechanical polishing for planarization of copper (Chemical Mechanical Polishing) process is an etch stop layer is required as the uppermost layer of the interlayer insulating film. 식각 저지층의 유전율이 크면 층간 절연막의 유전율이 증가하므로 식각 저지층으로는 두께가 얇고 유전율이 낮은 물질을 사용하지 않으면 안된다. Since the dielectric constant of the etch stop layer increases the dielectric constant of the interlayer insulating film is greater should not using the thin low-dielectric constant material thickness as an etch stop layer. 현재, 식각 저지층으로서 사용되고 있는 물질로는 실리콘 질화막이 대표적이다. At present, a material that is used as the etch stop layer is a silicon nitride film representatively.

그런데, 종래에는 상기 식각 저지층을 원자 단위의 두께로 조절하면서 적층시킨다. By the way, in the prior art, it is laminated while adjusting the etch stop layer to a thickness of atomic scale. 즉, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 공정용 반응 챔버(도시 안됨)의 기판 지지대에 반도체 기판(도시 안됨)을 장착된 상태에서 실리콘 질화막과 같은 식각 저지층의 적층을 위한 SiCl 4 가스를 상기 반응 챔버의 내부 공간으로 유입시킴으로써 상기 반도체 기판의 층간 절연막의 저 유전층의 바탕 물질에 화학 흡착시킨다. That is, the chemical vapor deposition: the SiCl 4 gas for (Chemical Vapor Deposition CVD) deposition of an etch stop layer, such as a silicon nitride film from the mounting a semiconductor substrate (not shown) condition to a substrate support in a reaction chamber (not shown) for process by flowing into the inner space of the reaction chamber and the chemical adsorption material in low-k dielectric layer on the interlayer insulating film of the semiconductor substrate. 이어, 상기 반응 챔버의 내부 공간으로 N 2 가스와 같은 퍼징(Purging) 가스를 유입시킴으로써 상기 반응 챔버 내의 잔류한 SiCl 4 가스를 상기 반응 챔버의 외부로 배기시킨다. Then, by thus introducing the purging (Purging) gas such as N 2 gas into the inner space of the reaction chamber, evacuating the residual SiCl 4 gas in the reaction chamber to the outside of the reaction chamber. 그런 다음, 상기 실리콘 질화막의 적층을 위한 NH 3 가스를 상기 반응 챔버의 내부 공간으로 유입시킴으로써 상기 반도체 기판의 층간 절연막의 저 유전층의 바탕 물질에 화학 흡착시킨다. By then introducing NH 3 gas for the deposition of the silicon nitride film as the interior space of the reaction chamber and the chemical adsorption material in low-k dielectric layer on the interlayer insulating film of the semiconductor substrate. 따라서, 상기 실리콘 질화막(Si 3 N 4 )이 식 1에 나타난 바와 같이, 상기 층간 절연막 상에 원자 단위의 두께로 적층된다. Thus, the silicon nitride film (Si 3 N 4) is deposited to a thickness of a formula, on an atomic scale the inter-layer insulating film as shown in Fig.

SiCl 4 + NH 3 → Si 3 N 4 + HCl SiCl 4 + NH 3 → Si 3 N 4 + HCl

이어, 상기 반응 챔버의 내부 공간으로 상기 퍼징 가스를 유입시킴으로써 상기 반응 챔버 내의 잔류한 NH 3 가스를 상기 반응 챔버의 외부로 배기시킨다. Followed, the by introducing the purge gas into the inner space of the reaction chamber, evacuating the residual NH 3 gas in the reaction chamber to the outside of the reaction chamber. 이와 같은 과정의 반복 횟수에 따라 상기 실리콘 질화막의 두께가 비례하므로 반복 적층 횟수에 따라 원하는 얇은 두께의 식각 저지층을 적층시킬 수가 있다. In accordance with the number of repetitions of the same procedure, the thickness of the silicon nitride film because the proportion can be laminated to an etch stop layer of a desired thickness in accordance with the number of repeating layered.

그러나, 종래에는 하나의 반응 챔버에 SiCl 4 가스와 NH 3 가스를 순차적으로 유입시켜서 식각 저지층용 실리콘 질화막을 원자 단위의 두께로 적층시키기 때문에 적층율이 매우 낮다. However, in the prior art, because of depositing the etch stop layer silicon nitride film by sequentially flowing into the SiCl 4 gas and NH 3 gas in a reaction chamber to a thickness of an atomic stack rate is very low. 이로써, 원하는 두께의 식각 저지층을 형성하는데 많은 시간이 소요되고 나아가 생산성 저하가 불가피하다. Thus, a long time to form an etch stop layer of a desired thickness, and it takes further it is inevitable that productivity.

또한, 상기 식각 저지층을 예를 들어 플라즈마를 이용한 화학 기상 증착 공정에 의해 적층시키기 때문에 상기 식각 저지층의 밀도가 낮다. In addition, the density of the etch barrier layer is low to the etch barrier layer, for example because of depositing by chemical vapor deposition process using plasma. 그래서, 상기 식각 저지층의 치밀화를 위해 상기 식각 저지층을 고온 열처리 공정에 의해 치밀화시켜주어야 하는데, 이는 후속 공정에서의 열적 부담(Thermal Budget)을 심화시킨다. So, to give to densification by the etch stop layer in a high temperature heat treatment process for the densification of the etch barrier layer, which results in deepening the thermal load (Thermal Budget) at a subsequent step. 또한, 상기 식각 저지층으로서 저 유전율의 얇은 층을 원자 단위의 두께로 정밀하게 조절하는데 어려움이 많다. In addition, there are many, difficult to precisely control a thin layer of low dielectric constant as the etch stop layer to a thickness of atomic scale. 그리고, 상기 식각 저지층에 불순물이 유입될 가능성이 높으므로 상기 식각 저지층의 품질 저하를 방지하기가 어렵다. And, since the impurities are likely to be introduced to the etch barrier layer it is difficult to prevent degradation of the etch barrier layer.

따라서, 본 발명의 목적은 원자 단위의 두께로 막을 적층시키면서도 적층 시간을 단축시킴으로써 생산성 향상을 이루도록 한 박막 적층 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thin film multilayer method achieve improved productivity by shortening the time while still stacked multilayer film to have a thickness of atomic scale.

본 발명의 다른 목적은 적층 막의 증착율을 향상시키도록 한 박막 적층 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention to provide a thin film multilayer method to enhance the stacked film deposition rate.

본 발명의 또 다른 목적은 적층 막의 특성을 향상시키도록 한 박막 적층 방법을 제공하는데 있다. A further object of the present invention to provide a thin film multilayer method to enhance the lamination film characteristics.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 박막 적층 방법은 The thin film multilayer method according to the present invention for achieving this purpose is

지지대 상에 지지된 1장 이상의 복수개의 웨이퍼들을 상기 지지대의 일방향 수평 회전에 의해 상기 지지대 상의 커버체 내에 서로 독립하여 마련된 제 1 반응 영역, 제 1 퍼징 영역, 제 2 반응 영역 및 제 2 퍼징 영역의 순서로 순환 이송시켜 박막을 적층하는 방법에 있어서, 상기 제1 반응 영역으로 제1 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 SiCl 4 가스를 공급하여 상기 웨이퍼에 흡착 반응시키는 단계; By a plurality of the wafer sheet a support at least one on the support in one direction horizontal rotation of the support provided by each independent in the cover body on the support the first reaction zone, a first purging zone, a second reaction zone and a second purge zone a method for circulating conveying in the order stacked thin film, comprising the steps of: by the first reaction zone in the first supplying the SiCl 4 gas to the plasma state by the plasma generating apparatus adsorption reaction on the wafer; 상기 SiCl 4 가스가 흡착된 웨이퍼를 상기 제1 퍼징 영역으로 이송한 후 상기 제1 퍼징 영역으로 N 2 가스를 공급하여 상기 웨이퍼에 흡착된 SiCl 4 가스를 퍼징하는 단계; After the step of conveying the first purge zone of the wafer the SiCl 4 gas is adsorbed by supplying N 2 gas to the first purging zone purged with a SiCl 4 gas adsorbed on the wafer; 상기 SiCl 4 가스가 퍼징된 웨이퍼를 상기 제2 퍼징 영역으로 이송한 후 제2 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 NH 3 가스를 상기 제2 퍼징 영역으로 공급하여 상기 웨이퍼에 흡착된 SiCl 4 가스와의 반응에 의해 질화막을 형성하는 단계; The SiCl 4 gas is adsorbed to the NH 3 gas plasma state by a purging wafer to the first and then transferred to a second purging zone the second plasma generating device to the wafer supplied to the second purging zone SiCl 4 gas and step of forming the nitride film by the reaction; 및 상기 질화막이 형성된 웨이퍼를 상기 제2 퍼징 영역으로 이송한 후 상기 제2 퍼징 영역으로 N 2 가스를 공급하여 상기 웨이퍼에 형성된 질화막을 퍼징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. And after the first transfer zone to the second purging the wafer the nitride film is formed, it characterized in that it comprises the step of purging the nitride film formed on the wafer by supplying N 2 gas to the second purge zone.

바람직하게는, 상기 제 1 반응 영역, 제 1 퍼징 영역, 제 2 반응 영역 및 제 2 퍼징 영역을 상기 영역들 사이의 차단벽에 의해 서로 독립시킬 수가 있다. Advantageously, the first reaction zone, a first purging region, by a first reaction zone and a second zone to a purging barrier between the regions can be isolated from one another. 또한, 상기 영역들 사이에서의 웨이퍼 이송을 위해 상기 차단벽을 개폐시키는 것이 바람직하다. In addition, it is desirable to open and close the barrier to the transfer of the wafer between the regions.

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이하, 본 발명에 의한 박막 적층 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. With reference to the accompanying drawings, a thin film lamination method according to the present invention will be described in detail.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 박막 적층 방법에 적용된 박막 적층 장치를 서로 교차하는 방향으로 각각 절단한 요부 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 박막 적층 장치를 나타낸 횡단면도이다. Figures 1a and 1b are respectively a longitudinal sectional view of a main portion cut thin film multilayer device applied to the thin film multilayer method according to the invention in a direction crossing each other, Figure 2 is a cross-sectional view showing a thin-film multilayer system according to the present invention. 설명의 편의상 도 1a, 도 1b 및 도 2를 연관하여 설명하기로 한다. For convenience of illustration Figure 1a, it will be described in relation to FIG. 1b and FIG.

도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 박막 적층 장치는 지지대(10)가 평면적으로 대략 원형 형상을 이루며 수평으로 배치되고, 커버체(20)가 반응 공간을 확보하기 위해 지지대(10)의 상측부를 커버하고, 차단벽(30)이 제 1, 2 반응 영역들(11),(13) 및 제 1, 2 퍼징 영역(12),(14)을 각각 차단시키도록 지지대(10)의 지정된 부분 상에 설치되고, 회전축(40)이 지지대(10)의 중심부에 수직으로 배치되어 지지대(10)를 수평 회전시킨다. As Figure 1a, shown in Figure 1b and Figure 2, the thin film multilayer devices of the present invention the support 10 is a plan view forms a substantially circular shape and arranged horizontally, the cover body 20 is to ensure the reaction space support to the upper parts of the cover of the support 10, the blocking wall 30 blocks the first, the second reaction region 11, 13 and the first and second purging region 12, 14 respectively is provided on a specified portion of 10, the rotary shaft 40 are arranged vertically in the center of the supporter 10 to support the horizontal rotation (10). 또한, 제 1 반응 가스인 SiCl 4 가스와 제 2 반응 가스인 NH 3 가스가 커버체(20)의 유입구(21),(23)를 거쳐 반응 영역들(11),(13)로 유입되고, N 2 가스와 같은 퍼징 가스가 커버체(20)의 유입구(22),(24)를 거쳐 퍼징 영역들(12),(14)로 유입된다. In addition, it flows into the first of the first reaction gas of SiCl 4 gas and the second reaction gas is NH 3 gas to the reaction zone via an inlet 21, 23 of the cover body 20, 11, 13, a purge gas such as N 2 gas flows into the inlet 22, the purging zone through 24 12, 14 of the cover body (20). 제1,2 플라즈마 발생 장치(51),(53)가 유입구(21),(23)로부터 전방측으로 일정 거리를 두고 설치되어, 유입구(21),(23)로 유입될 상기 반응 가스를 미리 플라즈마 상태로 만들어서 주는데, 이는 반응물의 결합력을 강화시킴으로써 적층 막의 특성을 향상시키고 증착율을 향상시키기 위함이다. First and second plasma generating device (51), (53) a plasma of the reaction gas to be introduced into the installation at a distance to the front side from the inlet (21), (23), an inlet (21), (23) pre- juneunde creating the state, which is to improve the laminate film characteristics by enhancing the binding force of the reaction and enhance the deposition rate.

한편, 반응 가스로서 2종의 SiCl 4 가스 및 NH 3 가스가 사용되기 때문에 4개의 영역(11),(12),(13),(14)이 구분되지만, 반응 가스가 3종 이상인 경우에는 해당 영역이 6개 영역으로 구분될 수 있다. On the other hand, four regions since the SiCl 4 gas and NH 3 gas of two is used as the reaction gas 11, 12, 13, 14 two minutes, but the case where the reaction gas at least three kinds of this area can be divided into six regions. 또한, 도면에 도시되지 않았으나, 영역들(11),(12),(13),(14)의 반응 공간으로부터 반응 가스나 퍼징 가스를 배기시키는 배기구들이 각각 설치되고, 상기 반응 공간의 압력을 조절, 유지시켜주기 위한 진공 펌핑 장치 등이 설치되고, 영역들(11),(12),(13),(14)의 커버체(20)의 일측에 웨이퍼(1)의 로딩/언로딩을 위해 개폐용 도아가 설치되어 있음은 자명한 사실이다. Further, although not shown in the figure, regions 11, 12, 13, 14 is an exhaust port for exhausting the reaction gas and the purge gas from the reaction chamber are respectively provided for, controlling the pressure of the reaction space , the vacuum pumping apparatus for cycle to maintain and install, regions 11, 12, 13, on one side of the cover body 20 of the 14 for loading / unloading of the wafer 1 doah that the opening for the installation is a self-evident fact. 상기 도아는 수직 상하 이동식 또는 수평 좌우 이동식으로 이루어질 수 있다. The doah may be composed of a removable vertically movable up and down or left and right horizontally. 또한, 차단벽(30)은 웨이퍼들(1)의 이송을 위해 지지대(10)를 반시계 방향으로 수평 회전시킬 때 수직 상향 이동하는 수직 상하 이동식으로 사용 가능하다. In addition, the blocking wall 30 is available vertically movable up and down to move vertically upward when horizontally rotating the support (10) for transfer of the wafer 1 in the counterclockwise direction. 이외에도 통상적으로 설치 가능한 부분들은 발명의 요지와 관련성이 적으므로 발명의 이해를 돕기 위해 이에 대한 기술은 생략하기로 한다. In addition to the normally available installation parts are the subject matter relevant to the inventive technique, since for it to aid the understanding of the invention will be omitted.

이와 같이 구성되는 박막 적층 장치의 박막 적층 방법을 도 3을 참조하여 설명하면, 먼저, 실리콘 질화막과 같은 식각 저지층의 적층을 위한 다수개의 웨이퍼들을 장착한 웨이퍼 캐리어(도시 안됨)가 로딩/언로딩부(도시 안됨)에 놓여진 상태에서 수직축(40)을 예를 들어 반시계 방향의 수평 회전시키고 이에 연동하여 지지대(10)를 반시계 방향으로 회전시킨다. Is described in this manner to Figure 3 the thin film multilayer method of the thin film multilayer device comprising, first, a wafer carrier (not shown) mounting a plurality of wafers for deposition of an etch stop layer such as silicon nitride film loading / unloading portion to the vertical axis 40 in the state placed on the (not shown), for example horizontal rotation of the counter-clockwise direction and thereby rotate the interlocked support (10) in the counterclockwise direction. 이에 따라, 제 1 반응 영역(11)이 상기 로딩/언로딩부의 전방부에 도달하면, 단계(S11)에서 제 1 반응 영역(11)의 커버체(20)의 개폐용 도아(도시 안됨)를 개방시키고, 상기 웨이퍼 캐리어의 웨이퍼들(1)을 1개씩 로딩/언로딩용 로봇암(도시 안됨)에 의해 제 1 반응 영역(11)의 지지대(10)의 지정된 부분 상에 로딩시킨다. In this way, the first reaction zone 11 is in the doah (not shown) for opening and closing of the cover body 20 of the first reaction zone (11), the step (S11) when it reaches the front part the loading / unloading portion It is opened and, loaded onto a given part of the support 10 of the first reaction zone 11 by means of the wafer (1) by one of the wafer carrier loading / unloading robot arm (not shown) for. 여기서, 제 1 반응 영역(11)의 지지대(10) 상에 1개 이상의 복수개, 예를 들어 2개의 웨이퍼(1)를 로딩시키고 나면, 상기 도아를 폐쇄시킨다. Here, after 1 and at least one plurality to a support 10 of the reaction area 11, for example, loading the two wafers (1), thereby closing the doah.

이어서, 단계(S13)에서 제 1 반응 가스로서 SiCl 4 가스를 유입구(21)를 거쳐 제 1 반응 영역(11)으로 유입시킨다. Then, through the inlet 21, the SiCl 4 gas as the first reaction gas in the step (S13), thereby flowing into the first reaction zone (11). 이에 따라, 상기 SiCl 4 가스가 웨이퍼들(1)의 표면에 흡착한다. As a result, the SiCl 4 gas to be adsorbed to the surface of the wafer (1). 이때, 제1 플라즈마 발생 장치(51)가 유입구(21)로부터 전방측으로 일정 거리를 두고 설치되어 있으므로 상기 SiCl 4 가스가 유입구(21)를 거쳐 제 1 반응 영역(11)의 반응 공간으로 유입되기 전에 미리 플라즈마 상태로 만들어주는 것이 바람직하다. In this case, the first plasma generating device (51) so installed at a distance to the front side from the inlet 21, the SiCl 4 gas before it is through inlet 21 flows into the reaction space of the first reaction zone (11) it is preferred to pre-made into a plasma state. 이는 반응물의 결합력을 강화시킴으로써 적층 막의 특성을 향상시키고 증착율을 향상시키기 위함이다. This is to improve the laminate film characteristics by enhancing the binding force of the reaction and enhance the deposition rate.

상기 SiCl 4 가스의 흡착이 완료되면, 단계(S15)에서 제 1 반응 영역(11)의 지지대(10)의 부분을 제 1 퍼징 영역(12)으로 이동시키도록 수직축(40)을 반시계 방향으로 수평 회전시키고 이에 연동하여 지지대(10)를 반시계 방향으로 수평 회전시킨다. The vertical axis 40 so as to move when the absorption of the SiCl 4 gas is completed, in step (S15) a portion of the support 10 of the first reaction zone 11 into a first purging region 12 in the counter-clockwise direction horizontal rotation and thereby works to thereby horizontally rotate the support 10 in the counterclockwise direction. 따라서, 제 1 반응 영역(11)의 웨이퍼들(1)이 제 1 퍼징 영역(12)으로 이송된다. Thus, the wafer (1) of the first reaction zone 11 is transferred to the first purging region 12.

그런 다음, 단계(S17)에서 퍼징 가스로서 N 2 가스를 커버체(20)의 유입구(22)를 거쳐 제 1 퍼징 영역(12)으로 유입시킨다. Then, through the inlet 22 of the body 20 covers the N 2 gas as a purging gas in step (S17), thereby flowing a first purge region 12. 이에 따라, SiCl 4 의 잔존 가스가 모두 배기된다. Accordingly, the residual gas of SiCl 4 are all evacuated.

상기 SiCl 4 가스가 배기되고 나면, 단계(S19)에서 제 1 퍼징 영역(12)의 지지대(10)의 부분을 제 2 반응 영역(13)으로 이동시키도록 수직축(40)을 반시계 방향으로 수평 회전시키고 이에 연동하여 지지대(10)를 반시계 방향으로 수평 회전시킨다. Horizontal to vertical axis 40 so as to move once the SiCl 4 gas and an exhaust, in step (S19) a portion of the support 10 of the first purging zone 12 to second reaction zone 13 in a counter-clockwise direction by rotation and thereby it works thereby horizontally rotating the support 10 in the counterclockwise direction. 따라서, 제 1 퍼징 영역(12)의 웨이퍼들(1)이 제 2 반응 영역(13)으로 이송된다. Thus, the wafer (1) of the first purging region 12 is transferred to the second reaction zone (13).

그런 다음, 단계(S21)에서 제 2 반응 가스로서 NH 3 가스를 유입구(23)를 거쳐 제 2 반응 영역(13)으로 유입시킨다. Then, through the inlet 23, the NH 3 gas as the second reaction gas in the step (S21), then introduced into the second reaction zone (13). 이에 따라, 상기 NH 3 가스가 웨이퍼들(1)의 표면에 흡착한다. Accordingly, the NH 3 gas is adsorbed on the surface of the wafer (1). 따라서, 상기 실리콘 질화막이 웨이퍼들(1) 상에 하나의 원자 두께로 적층된다. Thus, the silicon nitride film is deposited as a single atom thick on the wafer (1). 이때, 제2 플라즈마 발생 장치(53)가 유입구(23)로부터 전방측으로 일정 거리를 두고 설치되어 있으므로 상기 NH 3 가스가 유입구(23)를 거쳐 제 2 반응 영역(13)으로 유입되기 전에 미리 플라즈마 상태로 만들어주는 것이 바람직하다. At this time, the second plasma generating device 53 is installed at a distance to the front side from the inlet 23, so pre-plasma before the NH 3 gas is via the inlet 23 introduced into the second reaction zone (13) state it is desirable to make a.

상기 NH 3 가스의 흡착이 완료되면, 단계(S23)에서 제 2 반응 영역(13)의 지지대(10)의 부분을 제 2 퍼징 영역(14)으로 이동시키도록 수직축(40)을 반시계 방향으로 수평 회전시키고 이에 연동하여 지지대(10)를 반시계 방향으로 수평 회전시킨다. The vertical axis 40 so as to move when the absorption of the NH 3 gas is completed, in step (S23) a portion of the support 10 of the second reaction zone 13 in the second purging region 14 in the counter-clockwise direction horizontal rotation and thereby works to thereby horizontally rotate the support 10 in the counterclockwise direction. 따라서, 제 2 반응 영역(13)의 웨이퍼들(1)이 제 2 퍼징 영역(14)으로 이송된다. Thus, the wafer (1) of the second reaction zone 13 is transferred to the second purging region 14.

그런 다음, 단계(S25)에서 퍼징 가스로서 N 2 가스를 커버체(20)의 유입구(24)를 거쳐 제 2 퍼징 영역(14)으로 유입시킨다. Then, through the inlet 24 of the body 20 covers the N 2 gas as a purging gas in step (S25), then introduced into the second purging region 14. 이에 따라, NH 3 의 잔존 가스가 배기된다. As a result, the residual gas of the NH 3 is discharged.

이러한 일련의 원자층 적층 과정에 의해 웨이퍼들(1) 상에 실리콘 질화막이 하나의 원자층 두께로 적층된다. This series of silicon nitride film on a wafer (1) by atomic layer depositing process is laminated as a single atomic layer thickness.

상기 NH 3 가스의 배기가 완료되고 나면, 단계(S27)에서 제 2 퍼징 영역(14)의 지지대(10)의 부분을 제 1 반응 영역(11)으로 이동시키도록 수직축(40)을 반시계 방향으로 수평 회전시키고 이에 연동하여 지지대(10)를 반시계 방향으로 수평 회전시킨다. The vertical axis 40 to move after the exhaust is completed and the NH 3 gas, and in step (S27) a portion of the support 10 of the second purging region 14, in a first reaction zone (11) counter-clockwise horizontally rotated in cooperation thereto thereby horizontally rotating the support 10 in the counterclockwise direction. 따라서, 제 2 퍼징 영역(14)의 웨이퍼들(1)이 제 1 반응 영역(11)으로 이송된다. Thus, the wafer (1) of the second purging region 14 is transferred to the first reaction zone (11).

이후, 단계(S29)에서 두께 측정 장치(도시 안됨)를 이용하여 현재 적층된 실리콘 질화막의 두께가 원하는 두께인 지를 판단한다. Then, by using a thickness measuring device (not shown) in the step (S29) and determines whether the thickness of the thickness of the silicon nitride film are laminated the like. 이때, 현재 적층된 실리콘 질화막의 두께가 원하는 두께보다 얇으면, 상기 실리콘 질화막의 반복 증착을 위해 단계(S13)로 되돌아간다. At this time, if the thickness of the silicon nitride film are laminated is thinner than a desired thickness, the process returns to the step (S13) for repeating the deposition of the silicon nitride film.

반면에, 현재 적층된 실리콘 질화막의 두께가 원하는 두께로 두꺼워지면, 단계(S31)에서 제 1 반응 영역(11)의 커버체(20)의 개폐용 도아(도시 안됨)를 개방시키고, 제 1 반응 영역(11)의 지지대(10) 상의 적층 완료된 2개 웨이퍼들(1)을 로딩/언로딩용 로봇암(도시 안됨)에 의해 상기 웨이퍼 캐리어에 언로딩시킨 후 상기 도아를 폐쇄시킨다. On the other hand, and open the doah (not shown) for opening and closing of the cover body 20 of the first reaction zone (11) in the thickness of the silicon nitride film are currently stacked thick ground, step (S31) to a desired thickness, the first reaction after the lamination by the two wafer is complete (1) on the support 10 in the area 11 on the loading / unloading robot arm (not shown) for unloading in the wafer carrier closes the doah.

한편, 본 발명은 설명의 편의상, 제 1, 2 반응 영역과 제 1, 2 퍼징 영역 중 특정 영역에서만 웨이퍼가 공정 처리될 때 나머지 영역들에서는 웨이퍼가 전혀 공정 처리되지 않는 것처럼 기술하였으나, 실제로는 생산성 향상을 위해 제 1, 2 반응 영역과 제 1, 2 퍼징 영역에서 웨이퍼들이 동시에 해당 공정으로 처리되는 것은 자명한 사실이다. On the other hand, although the invention is in the sake of convenience, the first and second reaction zone to the first, and the other region when the wafer is process treated in specific areas of the second purging region described technology, as the wafer is not one to be step process, in fact, productivity It is to the first and second reaction region and the wafer at one, two purging region to improve at the same time as the processing step is a self-evident fact.

따라서, 본 발명은 하나의 반응 영역에 제 1 반응 가스 유입, 퍼징 가스 유입, 제 2 반응 가스 유입, 퍼징 가스 유입이 모두 진행되는 종래와는 달리, 하나의 적층 장치의 밀폐된 제 1, 2 반응 영역에 각각 제1, 2 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 제 1, 2 반응 가스를 유입시키고, 제 1, 2 퍼징 영역에 퍼징 가스를 유입시킨다. Accordingly, the present invention is the first reaction gas inlet, purge gas inlet, a second reaction gas inlet, purging Unlike prior art that all of the gas inlet is in progress, the closed first and second response of a laminate device of the single reaction zone of each of the first region, and a second inlet with a plasma state by the plasma generating apparatus of the first, the second reaction gas to the first, thereby introducing a purging gas to the second purge zone. 더욱이, 제 1, 2 반응 영역 및 제 1, 2 퍼징 영역에서의 웨이퍼들이 동시에 해당 공정으로 처리된다. Furthermore, the first and second reaction zone and a wafer in the first and second regions are purged at the same time as the processing step.

따라서, 본 발명은 원자층 적층 공정을 이용하여 식각 저지층과 같은 박막의 적층 생산성을 향상시킬 수가 있다. Accordingly, the present invention can improve the productivity of the laminated thin film, such as an etch stop layer using atomic layer depositing step. 또한, 반응 영역에 유입되기 전에 미리 반응 가스를 플라즈마 상태로 만들어줌으로써 식각 저지층의 특성을 향상시키고 증착율을 향상시킬 수가 있다. In addition, it is possible to make a pre-reaction gas before it enters the reaction zone to the plasma state by giving improving the characteristics of the etch stop layer to improve the deposition rate.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 박막 적층 방법은 수평 회전 가능한 지지대 상에 웨이퍼를 로딩시키고, 지지대 상에 설치된 커버체 내의 서로 밀폐 차단된 제 1 반응 영역, 제 1 퍼징 영역, 제 2 반응 영역 및 제 2 퍼징 영역에서 각각 웨이퍼들을 동시에 해당 공정으로 처리시킨다. As described above, the thin film multilayer method according to the invention the horizontal rotation and loading the wafer on the available supports, the mutually sealing off the first reaction zone in the mounted on the support cover, a first purging zone, a second reaction zone and the thus treated in the respective processes wafers at the same time in the second purging zone. 제1 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 제 1 반응 가스에 의해 제 1 반응 영역에서 웨이퍼를 반응시키고, 제 1 퍼징 영역에서 제 1 반응 가스의 잔존 가스를 퍼징하여 제거시키고, 제2 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 제 2 반응 가스에 의해 제2 반응 영역에서 웨이퍼를 반응시키고, 제 2 퍼징 영역에서 제 2 반응 가스의 잔존 가스를 퍼징하여 제거시킨다. The first reaction of the wafer in a first reaction zone by by the first reaction gas with a plasma state in the plasma generator was removed by purging the residual gas of the first reaction gas from the first purging region and a second plasma generation device by by the second reaction gas is a plasma state and the reaction of the wafer in a second reaction zone, the is removed by purging the residual gas of the second reaction gas from the second purging zone. 각 영역 사이의 웨이퍼 이송이 지지대의 수평 회전에 의해 이루어진다. It performed by the wafer transfer horizontal rotation of the support between the respective regions.

따라서, 본 발명은 원자층 적층 공정을 이용한 박막 적층의 생산성을 향상시킬 수가 있다. Accordingly, the present invention can improve the productivity of the thin film lamination using the atomic layer depositing step. 또한, 제 1, 2 반응 가스가 제 1, 2 반응 영역으로 진입되기 전에 미리 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태로 만들어줌으로서 박막을 높은 증착율로 적층시킬 수가 있고 박막 특성을 향상시킬 수가 있다. In addition, the first and second reaction gas and the thin film can be laminated to create a zoom into a plasma state by the plasma generating device in advance before the entry into the first, reaction zone at a high deposition rate it is possible to improve the film properties.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다. On the other hand, the present invention is a self-evident of ordinary skill in the art various types of modifications within a range not departing from the spirit of the present not limited to the contents described in the depicted figures and the detailed description invention are possible is for the fact .

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 박막 적층 방법에 적용된 박막 적층 장치를 나타낸, 서로 교차되는 방향의 종단면도. Figures 1a and 1b are also indicated for the thin film multilayer device applied to the thin film multilayer method according to the invention, longitudinal sectional view of the direction in which cross each other.

도 2는 본 발명에 의한 박막 적층 장치에 적용된 박막 적층 장치의 요부를 나타낸 횡단면도. Figure 2 is a cross-sectional view showing a main portion of a thin film multilayer device applied to the thin film laminating apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 박막 적층 방법을 나타낸 플로우차트. Figure 3 is a flow chart showing the thin-film lamination method according to the present invention.

Claims (4)

  1. 지지대 상에 지지된 1장 이상의 복수개의 웨이퍼들을 상기 지지대의 일방향 수평 회전에 의해 상기 지지대 상의 커버체 내에 서로 독립하여 마련된 제 1 반응 영역, 제 1 퍼징 영역, 제 2 반응 영역 및 제 2 퍼징 영역의 순서로 순환 이송시켜 박막을 적층하는 방법에 있어서, By a plurality of the wafer sheet a support at least one on the support in one direction horizontal rotation of the support provided by each independent in the cover body on the support the first reaction zone, a first purging zone, a second reaction zone and a second purge zone a method for laminating a thin film in order to transfer rotation,
    상기 제1 반응 영역으로, 제1 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 SiCl 4 가스를 공급하여 상기 웨이퍼에 흡착 반응시키는 단계; Step wherein the first reaction zone, in the first supplying the SiCl 4 gas to the plasma state by the plasma generating device to adsorb the reaction in the wafer;
    상기 SiCl 4 가스가 흡착된 웨이퍼를 상기 제1 퍼징 영역으로 이송한 후 상기 제1 퍼징 영역으로 N 2 가스를 공급하여 상기 웨이퍼에 흡착된 SiCl 4 가스를 퍼징하는 단계; After the step of conveying the first purge zone of the wafer the SiCl 4 gas is adsorbed by supplying N 2 gas to the first purging zone purged with a SiCl 4 gas adsorbed on the wafer;
    상기 SiCl 4 가스가 퍼징된 웨이퍼를 상기 제2 퍼징 영역으로 이송한 후 제2 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마 상태가 된 NH 3 가스를 상기 제2 퍼징 영역으로 공급하여 상기 웨이퍼에 흡착된 SiCl 4 가스와의 반응에 의해 질화막을 형성하는 단계; The SiCl 4 gas is adsorbed to the NH 3 gas plasma state by a purging wafer to the first and then transferred to a second purging zone the second plasma generating device to the wafer supplied to the second purging zone SiCl 4 gas and step of forming the nitride film by the reaction; And
    상기 질화막이 형성된 웨이퍼를 상기 제2 퍼징 영역으로 이송한 후 상기 제2 퍼징 영역으로 N 2 가스를 공급하여 상기 웨이퍼에 형성된 질화막을 퍼징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법. After the first transfer to the second region of the wafer is purged nitride film formed above the thin film multilayer method comprising the step of purging the nitride film formed on the wafer by the first supplying N 2 gas to the second purge zone.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반응 영역, 제 1 퍼징 영역, 제 2 반응 영역 및 제 2 퍼징 영역을 상기 영역들 사이의 차단벽에 의해 서로 독립시키는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법. The method of claim 1 wherein the first reaction zone, a first purging zone, a second reaction zone and a thin film multilayer method which the second purge zone characterized by each other stand by a barrier wall between the said region.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 영역들 사이에서의 웨이퍼 이송을 위해 상기 차단벽을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법. The method of claim 2, wherein the thin film multilayer method, comprising a step of opening and closing the barrier to the transfer of the wafer between the regions.
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