KR100474972B1 - 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법 - Google Patents

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KR100474972B1 KR10-2002-0031989A KR20020031989A KR100474972B1 KR 100474972 B1 KR100474972 B1 KR 100474972B1 KR 20020031989 A KR20020031989 A KR 20020031989A KR 100474972 B1 KR100474972 B1 KR 100474972B1
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Abstract

본 발명은 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ti, Ta, Si 와 같은 박막을 증착하기 위한 박막증착방법에 관한 것으로서, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, 박막형성을 위한 반응가스들을 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2)를 포함한다. 일예로, Ti 박막증착단계(S2)에 있어서, 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4의 Cl기 탈착을 통한 Ti 박막 증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하는 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법{Method for depositing thin film on wafer using aluminum compound}
본 발명은 알루미늄 화합물을 이용하여 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta)과 같은 금속 박막 내지는 실리콘(Si) 박막을 증착할 수 있는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법에 관한 것이다.
티타늄 및 탄탈륨박막의 형성은 매우 협소한 Aspect Ratio 를 갖지 않는 반도체 소자에 대하여선 PVD 방법으로 진행되고 있으며, 티타늄박막의 경우는 보다 미세해지는 반도체 디자인룰에 발맞추어 PECVD 방식으로 이미 전환되고 있다. 또한 Remote Plasma 를 이용한 Ti증착방법 또한 연구단계이다. 향후 반도체 분야의 기술동향은 기판의 대구경화를 비롯하여 지금까지와 마찬가지로 회로선폭의 초미세화가 계속 진행될 것으로 보이며 이에 따라 박막의 저온증착기술이 더욱 각광을 받을 것으로 기대된다.
본 발명의 기술적 과제는 알루미늄화합물을 이용하여 티타늄, 탄탈륨과 같은 금속 박막 및 실리콘과 같은 반도체 박막을 보다 저온에서 증착할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제1실시예는, 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ti 박막을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ti 박막형성을 위한 반응가스들을 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2)를 포함하고, 상기 박막증착단계(S2)에 있어서, 상기 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4의 Cl기 탈착을 통한 Ti 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하고, 상기 박막증착이 완료된 후, N2, NH3 과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기(10)로 피딩하여 열처리하는 열처리단계(S3)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 박막증착단계(S2)는, 제1반응가스인 TiCl4 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2-2)(S2-4);를 포함하여 이루어지는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복하는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 웨이퍼블록(15)상 기판(w)의 온도는 80도에서 600도 범위 사이에 있다.
본 발명에 있어서, 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 이송하는 가스라인의 온도는 200 ℃ 이하로 유지된다.
본 발명에 있어서, 상기 반응용기(10) 내의 공정 압력은 0.1 내지 7 Torr 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제2실시예는,알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ti 박막을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(w) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ti 박막형성을 위한 반응가스들을 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2)를 포함하고, 상기 박막증착단계(S2)에 있어서, 상기 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4의 Cl기 탈착을 통한 Ti 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하며, Ti 박막증착을 돕는 분위기 가스로 수소(H2)를 이용하며,상기 박막증착이 완료된 후 N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기로 피딩하여 열처리하는 열처리단계(S3)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 있어서, 상기 박막증착단계는, 제1반응가스인 TiCl4 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2-2)(S2-4);를 포함하고, 이때 상기 H2 는 제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및/또는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)와 동기화시켜 상기 반응용기(10)로 피딩되는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복한다.
본 발명에 있어서, 상기 박막증착단계는, 제1반응가스인 TiCl4 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2-2)(S2-4);를 포함하고, 이때 H2 는 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 및 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)가 수행되는 내내 반응용기(10)로 피딩되는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복한다.
삭제
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제3실시예는, 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ta 박막을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ta 박막형성을 위한 반응가스들을 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2')를 포함하고, 상기 박막증착단계(S')에 있어서, 상기 제1반응가스로는 TaCl5를 이용하고, TaCl5의 Cl기 탈착을 통한 Ta박막증착을 위한 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하고, 상기 박막증착이 완료된 후, N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기로 피딩하여 열처리하는 열처리단계(S3)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 박막증착단계(S2')는, 제1반응가스인 TaCl5 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2'-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2'-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2'-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2'-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2'-2)(S2'-4);를 포함하여 이루어지는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제4실시예는, 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Si 박막을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Si 박막형성을 위한 반응가스를 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2")를 포함하고, 상기 박막증착단계(S2")에 있어서, 상기 제1반응가스로는 SiH2Cl2 또는 Si2Cl6 중 어느 하나를 이용하고, 상기 제1반응가스의 Cl기 탈착을 통한 Si 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 있어서, 상기 박막증착단계(S2")는, 제1반응가스인 SiH2Cl2 또는 Si2Cl6 중 어느 하나를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2"-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2"-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2"-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2"-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2"-2)(S2"-4);를 포함하여 이루어지는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법을 수행하는 박막증착장치의 개략적 구성도이다.
알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법을 수행하는 박막증착장치는 도 1 에 도시된 바와 같이 기판(w)이 수납되는 반응용기(10)와, 반응용기(10) 내의 기판(w)을 안착시키기 위한 웨이퍼블럭(15)과, 적어도 두가지 이상의 반응가스 및/또는 불활성가스를 반응용기(10)로 공급하기 위한 가스공급부(20)와, 반응용기 내의 가스들을 배기시키기 위한 배기장치(30)와, 반응용기(10)로 기판(w)을 공급하거나 취출하기 위한 이송모듈(40)을 포함한다.
웨이퍼 블록(15)은 박막이 증착되는 기판(w)이 안착되는 곳으로서, 기판(w)을 임의의 온도로 가열시킨다. 가스공급부(20)는 다수개의 가스라인(21)(22)(23)을 통하여 반응용기(10)와 연결되며, 각각의 가스라인을 통하여 다른 종류의 반응가스가 반응용기로 이송된다. 이러한 가스공급부(20)에는 MFC, 가스흐름 개폐밸브등이 설치되며, 제1, 제2 내지 제N반응가스를 유량제어한 후 원하는 가스라인을 통하여 반응용기(10)로 공급한다. 반응용기(10)와 이송모듈(40)은 뱃밸브(11)에 의하여 연결되며, 진공상태를 유지한 상태에서 로봇암은 이송모듈(40)의 기판(w)을 뱃밸브(11)를 통하여 반응용기(10)로 이송시킨다. 이러한 박막증착장치는 반도체장치 제조회사에서 광범위하게 사용되는 공지의 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
상기한 박막증착장치 및 알루미늄 화합물을 이용하여 기판에 박막을 증착하는 박막증착방법의 제1,2,3,4실시예를 설명한다.
1) 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제1실시예
알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Titanium 박막(이하, Ti 박막이라 함)을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ti 박막형성을 위한 반응가스들을 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2)를 포함한다. 이때, 박막증착단계에 있어서, 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4의 Cl기 탈착을 통한 Ti 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용한다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
기판(w)상에 Ti 박막을 형성하기 위하여, 기판(w)을 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15)에 안착시키는 기판안착단계(S1)를 수행한다. 이는 로봇암이 이송모듈(40)에서 기판을 취출하여 반응용기(10)로 유입시킨 후 웨이퍼블럭(15) 상에 안착시킴으로써 이루어진다. 이 단계에서, 기판(w)의 예열이 함께 이루어진다.
다음, 박막형성 공정에 필요한 온도까지 기판(w)이 충분히 예열된 후, 박막증착단계(S2)의 첫 번째 단계로서, 불활성가스와 혼합된 제1반응가스를 반응용기(10) 내로 피딩하여 기판(w) 상으로 분사시키는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)를 수행한다. 여기서, 제1반응가스로서 Ti 가 포함된 TiCl4를 이용한다.
다음, 박막증착단계(S2)의 두 번째 단계로서, 제1반응가스의 피딩을 정지하고 반응용기(10) 내부에 이미 유입된 후 기판(w)에 흡착되지 않은 나머지 제1반응가스를 퍼지(purge)시키는 제1반응가스 퍼지단계(S2-2)를 수행한다. 제1반응가스 퍼지단계(S2-2)는 불활성가스를 반응용기(10) 내로 피딩시킴으로서 수행되고, 퍼지된 제1반응가스는 배기장치(30)를 거쳐 외부로 배출된다.
다음, 박막증착단계(S2)의 세 번째 단계로서, 제2반응가스를 반응용기(10) 내로 피딩하여 기판(w) 상으로 분사하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 수행한다. Ti 의 증착을 위해서는 TiCl4 의 Cl 기 탈착이 이루어져야 하므로, Cl 기 탈착을 위한 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜:Al(C5H14)N), MPPA(1-메틸피페리딘알랜:Al(C6H16)N), EPPA(1-에틸피페리딘알랜:Al(C7H18)N)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 하나를 이용한다. 이러한 세가지 알루미늄 화합물은 Al-CVD용 전구체 화합물로서 서로 비슷한 특성들을 지니고 있으며, MPA의 경우 55℃에서 3.2 Torr정도의 증기압을 가지므로 양산 공정용으로도 무난하다.
다음, 박막증착단계(S2)의 네 번째 단계로서, 제2반응가스를 반응용기(10)로부터 퍼지하는 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)를 수행한다.
상기한 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3), 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)는 순차적인 ALD 싸이클로서 이를 적어도 1회 이상 반복함으로써 필요한 두께의 박막을 형성한다.
여기서, 제2반응가스인 알루미늄 화합물들의 분해온도를 고려하여 알루미늄 화합물을 반응용기로 이송하는 가스라인의 온도는 160 ℃ 이하로 유지되는 것이 바람직하다.
또한, TiCl4 과 상기한 알루미늄 화합물들의 분해온도 영역을 고려하여 웨이퍼블록(15) 상의 기판(w)의 온도는 80℃ 에서 600 ℃ 범위 사이의 임의의 온도로 유지되도록 한다.
그리고, 박막증착단계(S2)에 있어 반응용기(10) 내의 공정압력은 0.1 Torr 내지 7 Torr 범위 내에 있도록 한다.
상기와 같은 공정조건하에서 이루어지는 제1반응가스와 제2반응가스의 화학 반응식은 다음과 같다.
Al(C5H14)N(g) + TiCl4(g) = AlH3(g) + C5H11N(g) + TiCl4(g) → Ti(s) + AlCl3(g) + H2(g) + C5H11N(g) + HCl(g) ... 반응식(1)
4(Al(C5H14)N)(g) + 3TiCl4(g) = 4(AlH3)(g) + 4(C5H11N)(g) + 3TiCl4(g) → 3Ti(s) + 4(AlCl3)(g) + 4H2(g) + 4(C5H11N-H)(g) ... 반응식(2)
Al(C6H16)N(g) + TiCl4(g) = AlH3(g) + C6H13N(g) + TiCl4(g) → Ti(s) + AlCl3(g) + H2(g) + C6H13N(g) + HCl(g) ... 반응식(3)
4(Al(C6H16)N)(g) + 3TiCl4(g) = 4(AlH3)(g) + 4(C6H13N)(g) + 3TiCl4(g) → 3Ti(s) + 4(AlCl3)(g) + 4H2(g) + 4(C6H13N-H)(g) ... 반응식(4)
Al(C7H18)N(g) + TiCl4(g) = AlH3(g) + C7H15N(g) + TiCl4(g) → Ti(s) + AlCl3(g) + H2(g) + C7H15N(g) + HCl(g) ... 반응식(5)
4(Al(C7H18)N)(g) + 3TiCl4(g) = 4(AlH3)(g) + 4(C7H15N)(g) + 3TiCl4(g) → 3Ti(s) + 4(AlCl3)(g) + 4H2(g) + 4(C7H15N-H)(g) ... 반응식(6)
상기 식들을 더욱 간단히 요약해 보면, 알루미늄 화합물은 TiCl4 와 함께 각기 다른 가스라인(21)(22)을 통하여 반응용기(10)로 유입되고, 알루미늄 화합물은 반응용기(10)로 유입된 후 AlH3 와 CxHyN 형태로 분해되어 기판(w) 표면과 접촉하게 된다. 이때 기판(w) 표면상에서 TiClx(x=1~4) 분자의 Cl 이 AlH3 에 의하여 탈착되어 Ti 박막이 기판(w)상에 증착된다.
본 실시예는 ALD 방식을 취하여 상기한 제1,2반응가스는 교호적으로 반용용기 내부로 피딩시키지만, CVD 방식을 취하여 제1,2반응가스를 동시에 반응용기(10)로 피딩시킬 수도 있다. 방식의 차이에 따라 박막증착속도, 순도, 스텝커버리지 특성에 유의차가 존재하나, 더욱 협소한 Aspect Ratio를 갖는 반도체 소자일 경우는 ALD 방식의 증착이 스텝커버리지에 유리할 것이다. 그렇지만 이경우 증착속도는 CVD 방식에 비하여 감소된다.
그리고, 상기와 같은 박막증착단계가 완료되어 소정 두께의 박막 형성이 완료되면, N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기(10)로 분사하며 열처리하는 열처리단계(S3)를 더 수행한다. 열처리단계(S3)를 수행하는 이유는 다음과 같다.
Ti 박막은 Ti/TiN 적층구조에서 주로 쓰이며, Ti/TiN 적층구조박막의 주된 역할은 Al증착과 같은 배선 공정에 있어 즉, Al 과 Si 의 콘택내지는 Al 과 Al 의 콘택시 금속막을 증착하기 전에 증착되어 상기 콘택의 저항성 접촉 및 금속의 확산 방지막을 제공하는 것이다. 현재 Ti/TiN 증착 공정은 반도체 업계에서 CVD 방식으로 선폭 0.14㎛ 이하의 디자인룰에 잘 적용되고 있다. 이를 위한 반응가스로 통상 TiCl4, H2, NH3 과 같은 반응가스가 사용되고 있으며, Ti 증착후 TiN 반응용기에서의 초기 처리가 중요하다. 그것은 TiCl4 에 의한 Ti 박막의 침식문제 때문이며 Ti 박막의 상부층을 어느정도 질화시켜주는 것이 TiCl4에 의한 침식현상을 막는데 효과적이다. 따라서 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 박막 증착 단계 완료 후 N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기로 분사하며 열처리하는 단계를 더 수행하도록 하는 것이다.
2) 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제2실시예
알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ti 박막을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ti 박막형성을 위한 반응가스들을 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2')를 포함한다. 이때, 박막증착단계에 있어서, 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4 의 Cl 기 탈착을 통한 Ti 박막 증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하며, Ti 박막증착을 돕는 분위기 가스로 수소(H2)를 이용한다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 수소를 피딩하는 방식에 따라서 제2실시예는 2 가지 방법으로 나누어진다.
제2실시예의 첫 번째 방법은, 제1반응가스인 TiCl4 와 제2반응가스로서 선택되어진 알루미늄 화합물을 교호적으로 반응용기로 피딩하는 단계(제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및 제2반응가스 피딩단계(S2-3))와, 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 퍼지단계(제1반응가스 퍼지단계(S2-3) 및 제2반응가스 퍼지단계(S2-4))를 포함하며, 이때 H2 는 제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및/또는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)와 동기화시켜 상기 반응용기(10)로 피딩되는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복한다.
즉, 제2실시예의 첫 번째 방법은 제1실시예에서와 같은 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3), 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)를 순차적으로 수행하고, 이때 H2 를 제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및/또는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)와 동기화시켜 상기 반응용기(10)로 피딩시키는 것이다.
제2실시예의 두 번째 방법은, 제1반응가스인 TiCl4 와 제2반응가스로서 선택되어진 알루미늄 화합물을 교호적으로 반응용기로 피딩하는 단계(제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및 제2반응가스 피딩단계(S2-3))와, 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 퍼지단계(제1반응가스 퍼지단계(S2-2) 및 제2반응가스 퍼지단계(S2-4))를 포함하며, 이때 H2 는 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 및 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)가 수행되는 내내 반응용기(10)로 피딩하는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복한다.
즉, 제2실시예의 두 번째 방법은 제1실시예에서와 같은 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3), 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)를 순차적으로 수행하고, 이때 H2 를 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 및 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)가 수행되는 내내 반응용기(10)로 피딩시키는 것이다.
상술한 바와 같이, 제2실시예에서의 박막증착방법은 제1실시예에서의 박막증착방법과 다른점은 분위기 가스로서 H2 를 사용하는 것이다. 이때, 제2실시예의 첫 번째 방법은 H2 를 제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및/또는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)와 동기화시켜 분사하는 것이고, 두 번째 방법에서는 H2 를 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 및 퍼지단계(S2-2)(S2-4) 내내 반응용기(10)로 분사하는 것이다.
여기서, H2 의 역할은 TiCl4 가스가 기판(w)에 흡착될 때 Cl 기를 좀 더 탈착시킴으로써 TiCl4 가스가 좀더 높은 밀도로 기판상에 흡착될 수 있도록 한다. 즉 TiCl4 과 알루미늄화합물의 반응밀도를 더욱 높이는데 유리함으로써 Ti 박막의 증착속도와 순도를 높이는데 유리하게 된다.
그리고, 상기한 방법에 의하여 소정 두께의 박막 형성이 완료되면, 제1실시예에서와 마찬가지로 N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기(10)로 분사하며 열처리하는 열처리단계(S3)를 더 수행한다. 열처리단계(S3)를 수행하는 이유는 제1실시예에서와 같다.
여기서, 제2실시예에서의 공정조건은 제1실시예와 거의 같으므로, 더 이상의 상세한 기재는 생략한다.
3) 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제3실시예
알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Tantalum 박막(이하, Ta 박막이라 함)을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ta 박막형성을 위한 반응가스들을 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2')를 포함한다. 이때, 박막증착단계에 있어서, 제1반응가스로는 TaCl5를 이용하고, TaCl5의 Cl기 탈착을 통한 Ta박막 증착을 위한 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용한다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
기판(w)상에 Ta 박막을 형성하기 위하여, 기판(w)을 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15)에 안착시키는 기판안착단계(S1)를 수행한다. 이는 로봇암이 이송모듈(40)에서 기판을 취출하여 반응용기(10)로 유입시킨 후 웨이퍼블럭(15) 상에 안착시킴으로써 이루어진다. 이 단계에서, 기판(w)의 예열이 함께 이루어진다.
다음, 박막형성 공정에 필요한 온도까지 기판(w)이 충분히 예열된 후, 박막증착단계(S2')의 첫 번째 단계로서, 불활성가스와 혼합된 제1반응가스를 반응용기(10) 내로 피딩하여 기판(w) 상으로 분사시키는 제1반응가스 피딩단계(S2'-1)를 수행한다. 여기서, Ta 박막을 증착시키기 위하여 제1반응가스로 TaCl5를 사용한다. 이때, TaCl5는 고체 원료이다.
다음, 박막증착단계(S2')의 두 번째 단계로서, 제1반응가스의 피딩을 정지하고 반응용기(10) 내부에 이미 유입된 후 기판(w)에 흡착되지 않은 나머지 제1반응가스를 퍼지(purge)시키는 제1반응가스 퍼지단계(S2'-2)를 수행한다. 제1반응가스 퍼지단계(S2'-2)는 불활성가스를 반응용기(10) 내로 피딩시킴으로써 수행되고 퍼지된 제1반응가스는 배기장치(30)를 거쳐 외부로 배출된다.
다음, 박막증착단계(S2')의 세 번째 단계로서, 제2반응가스를 반응용기(10) 내로 피딩하여 기판(w) 상으로 분사하는 제2반응가스 피딩단계(S2'-3)를 수행한다. Ta 의 증착을 위해서는 TaCl5 의 Cl기 탈착이 이루어져야 하므로, 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜:Al(C5H14)N), MPPA(1-메틸피페리딘알랜:Al(C6H 16)N), EPPA(1-에틸피페리딘알랜:Al(C7H18)N)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 하나를 이용한다.
다음, 박막증착단계(S2')의 네 번째 단계로서, 제2반응가스를 반응용기(10)로부터 퍼지하는 제2반응가스 퍼지단계(S2'-4)를 수행한다.
상기한 제1반응가스 피딩단계(S2'-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2'-2), 제2반응가스 피딩단계(S2'-3), 제2반응가스 퍼지단계(S2'-4)는 순차적인 ALD 싸이클로서 이를 적어도 1회 이상 반복함으로써 필요한 두께의 박막을 형성한다.
상기와 같은 공정조건하에서 이루어지는 제1반응가스와 제2반응가스의 화학 반응식은 다음과 같다.
4(Al(C5H14)N)(g) + 3(TaCl5)(g) = 4(AlH3)(g) + 4(C5H11N)(g) + 3(TaCl5)(g) → 3Ta(s) + 4(AlCl3)(g) + 4H2(g) + 4(C5H11N-H)(g)+3(HCl)(g) ... 반응식(7)
반응식 8) 4(Al(C6H16)N)(g) + 3(TaCl5)(g) = 4(AlH3)(g) + 4(C5H11N)(g) + 3(TaCl5)(g) → 3Ta(s) + 4(AlCl3)(g) + 4H2(g) + 4(C6H13N-H)(g)+3(HCl)(g) ... 반응식(8)
반응식 9) 4(Al(C7H18)N)(g) + 3(TaCl5)(g) = 4(AlH3)(g) + 4(C5H11N)(g) + 3(TaCl5)(g) → 3Ta(s) + 4(AlCl3)(g) + 4H2(g) + 4(C7H15N-H)(g) + 3(HCl)(g) ... 반응식(9)
반응식(7) ~ 반응식(9)에 의한 반응 메커니즘에 의하여 기본적으로 CVD 에 의한 Ta 박막을 증착할 수 있으나, 상기한 ALD 방식을 채용함으로써 증착속도는 떨어지지만 더 좋은 박막의 순도를 얻을 수 있다.
그리고, 상기와 같은 박막증착단계가 완료되어 소정 두께의 박막 형성이 완료되면, N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기(10)로 분사하며 열처리하는 열처리단계(S3)를 더 수행한다. 열처리단계(S3)를 수행하는 이유는 제1실시예에서와 같다.
4) 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법의 제4실시예
알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Silicon 박막(이하, Si 박막이라 함)을 증착하기 위하여, 적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Si 박막형성을 위한 반응가스들을 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2")를 포함한다. 이때, 박막증착단계(S2")에 있어서, 제1반응가스로는 SiH2Cl2 또는 Si2Cl6 중 어느 하나를 이용하고, 제1반응가스의 Cl기 탈착을 통한 Si 박막증착을 위한 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용한다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
기판(w)상에 Si 박막을 형성하기 위하여, 기판(w)을 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15)에 안착시키는 기판안착단계(S1)를 수행한다. 이는 로봇암이 이송모듈(40)에서 기판을 취출하여 반응용기(10)로 유입시킨 후 웨이퍼블럭(15) 상에 안착시킴으로써 이루어진다. 이 단계에서, 기판(w)의 예열이 함께 이루어진다.
다음, 박막형성 공정에 필요한 온도까지 기판(w)이 충분히 예열된 후, 박막증착단계(S2")의 첫 번째 단계로서, 불활성가스와 혼합된 제1반응가스를 반응용기(10) 내로 피딩하여 기판(w) 상으로 분사시키는 제1반응가스 피딩단계(S2"-1)를 수행한다. 여기서, 제1반응가스로서 Si 가 포함된 SiH2Cl2 및 Si2Cl6 중 어느 하나를 이용한다.
다음, 박막증착단계(S2")의 두 번째 단계로서, 제1반응가스의 피딩을 정지하고 반응용기(10) 내부에 이미 유입된 후 기판(w)에 흡착되지 않은 나머지 제1반응가스를 퍼지시키는 제1반응가스 퍼지단계(S2"-2)를 수행한다. 제1반응가스 퍼지단계(S2"-2)는 불활성가스를 반응용기(10) 내로 피딩시킴으로서 수행되고, 퍼지된 제1반응가스는 배기장치(30)를 거쳐 외부로 배출된다.
다음, 박막증착단계(S2")의 세 번째 단계로서, 제2반응가스를 반응용기(10) 내로 피딩하여 기판(w) 상으로 분사하는 제2반응가스 피딩단계(S2"-3)를 수행한다. Si 의 증착을 위해서는 SiH2Cl2 및 Si2Cl6 의 Cl 기 탈착이 이루어져야 하므로, 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 하나를 이용한다.
다음, 박막증착단계(S2")의 네 번째 단계로서, 제2반응가스를 반응용기(10)로부터 퍼지하는 제2반응가스 퍼지단계(S2"-4)를 수행한다.
상기한 제1반응가스 피딩단계(S2"-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2"-2), 제2반응가스 피딩단계(S2"-3), 제2반응가스 퍼지단계(S2"-4)는 순차적인 ALD 싸이클로서 이를 적어도 1회 이상 반복함으로써 필요한 두께의 박막을 형성한다.
상기와 같은 공정조건하에서 이루어지는 제1반응가스와 제2반응가스의 화학 반응식은 다음과 같다.
먼저, SiH2Cl2 와 알루미늄 화합물 반응가스간의 반응 메커니즘을 반응식(10) ~ 반응식(12)까지 나타낸다.
2(Al(C5H14)N)(g) + 3(SiH2Cl2)(g) = 2(AlH3)(g) + 2(C5H11N)(g) + 3(SiH2Cl2)(g) → 3Si(s) + 2(AlCl3)(g) + 5H2(g) + 2(C5H11N-H)(g) ... 반응식(10)
2(Al(C6H16)N)(g) + 3(SiH2Cl2)(g) = 2(AlH3)(g) + 2(C6H13N)(g) + 3(SiH2Cl2)(g) → 3Si(s) + 2(AlCl3)(g) + 5H2(g) + 2(C6H13N-H)(g) ... 반응식(11)
2(Al(C7H18)N)(g) + 3(SiH2Cl2)(g) = 2(AlH3)(g) + 2(C7H15N)(g) + 3(SiH2Cl2)(g) → 2Si(s) + 2(AlCl3)(g) + 5H2(g) + 2(C7H15N-H)(g) ... 반응식(12)
다음, Si2Cl6 과 알루미늄 화합물간의 반응 메커니즘을 반응식(13) ~ 반응식(15)까지 나타내었다.
2(Al(C5H14)N)(g) + Si2Cl6(g) = 2(AlH3)(g) + 2(C5H11N)(g) + 2(SiCl3)(g) → 2Si(s) + 2(AlCl3)(g) + 2H2(g) + 2(C5H11N-H)(g) ... 반응식(13)
2(Al(C6H16)N)(g) + Si2Cl6(g) = 2(AlH3)(g) + 2(C6H13N)(g) + 2(SiCl3)(g) → 2Si(s) + 2(AlCl3)(g) + 2H2(g) + 2(C6H13N-H)(g) ... 반응식(14)
2(Al(C7H18)N)(g) + Si2Cl6(g) = 2(AlH3)(g) + 2(C7H15N)(g) + 2(SiCl3)(g) → 2Si(s) + 2(AlCl3)(g) + 2H2(g) + 2(C7H15N-H)(g) ... 반응식(15)
첨부된 참조 도면에 의해 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 일 실시예에 불과하다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 바람직한 실시예를 충분히 이해하여 유사한 형태의 연속가스분사에 의한 반도체 박막증착방법을 구현할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법에 따르면, 보다 낮은 공정온도에서 좋은 스텝커버리지와 우수한 순도의 Ti, Ta, Si 박막을 보다 빠르게 증착할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법을 수행하는 박막증착장치의 개략적 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ... 반응용기 15 ... 웨이퍼블럭
20 ... 가스공급부 21,22,23 ... 가스라인
30 ... 배기장치 40 ... 이송모듈

Claims (15)

  1. 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ti 박막을 증착하기 위하여,
    적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ti 박막형성을 위한 반응가스들을 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2)를 포함하고,
    상기 박막증착단계(S2)에 있어서, 상기 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4의 Cl기 탈착을 통한 Ti 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하고,
    상기 박막증착이 완료된 후, N2, NH3 과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기(10)로 피딩하여 열처리하는 열처리단계(S3)를 수행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 박막증착단계(S2)는,
    제1반응가스인 TiCl4 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2-2)(S2-4);를 포함하여 이루어지는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼블록(15)상 기판(w)의 온도는 80도에서 600도 범위 사이에 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 이송하는 가스라인의 온도는 200 ℃ 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응용기(10) 내의 공정 압력은 0.1 내지 7 Torr 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  6. 삭제
  7. 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ti 박막을 증착하기 위하여,
    적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(w) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ti 박막형성을 위한 반응가스들을 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2)를 포함하고,
    상기 박막증착단계(S2)에 있어서, 상기 제1반응가스로는 TiCl4를 이용하고, TiCl4의 Cl기 탈착을 통한 Ti 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하며, Ti 박막증착을 돕는 분위기 가스로 수소(H2)를 이용하며,
    상기 박막증착이 완료된 후 N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기로 피딩하여 열처리하는 열처리단계(S3)를 수행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 박막증착단계는,
    제1반응가스인 TiCl4 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2-2)(S2-4);를 포함하고, 이때 상기 H2 는 제1반응가스 피딩단계(S2-1) 및/또는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)와 동기화시켜 상기 반응용기(10)로 피딩되는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 박막증착단계는,
    제1반응가스인 TiCl4 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2-2)(S2-4);를 포함하고, 이때 H2 는 제1반응가스 피딩단계(S2-1), 제1반응가스 퍼지단계(S2-2), 제2반응가스 피딩단계(S2-3) 및 제2반응가스 퍼지단계(S2-4)가 수행되는 내내 반응용기(10)로 피딩되는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  10. 삭제
  11. 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Ta 박막을 증착하기 위하여,
    적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Ta 박막형성을 위한 반응가스들을 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2')를 포함하고,
    상기 박막증착단계(S')에 있어서, 상기 제1반응가스로는 TaCl5를 이용하고, TaCl5의 Cl기 탈착을 통한 Ta박막증착을 위한 제2반응가스로 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하고,
    상기 박막증착이 완료된 후, N2, NH3과 같은 질소를 포함하는 가스와 불활성가스를 반응용기로 피딩하여 열처리하는 열처리단계(S3)를 수행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 박막증착단계(S2')는,
    제1반응가스인 TaCl5 를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2'-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2'-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2'-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2'-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2'-2)(S2'-4);를 포함하여 이루어지는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이
  13. 삭제
  14. 알루미늄 화합물을 이용하여 기판상에 Si 박막을 증착하기 위하여,
    적어도 2 종류 이상의 반응가스가 유입되는 반응용기(10) 내의 웨이퍼블럭(15) 상에 기판(w)을 안착시키는 기판안착단계(S1)와, Si 박막형성을 위한 반응가스를 상기 기판(w) 상에 분사하여 박막을 형성하는 박막증착단계(S2")를 포함하고,
    상기 박막증착단계(S2")에 있어서, 상기 제1반응가스로는 SiH2Cl2 또는 Si2Cl6 중 어느 하나를 이용하고, 상기 제1반응가스의 Cl기 탈착을 통한 Si 박막증착을 위한 제2반응가스로는 MPA(1-메틸피롤리딘알랜), MPPA(1-메틸피페리딘알랜), EPPA(1-에틸피페리딘알랜)으로 이뤄진 알루미늄 화합물 군중 어느 하나를 선택하여 이용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 박막증착단계(S2")는,
    제1반응가스인 SiH2Cl2 또는 Si2Cl6 중 어느 하나를 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제1반응가스 피딩단계(S2"-1)와 제2반응가스로서 선택되어진 상기 알루미늄 화합물을 상기 반응용기(10)로 피딩하는 제2반응가스 피딩단계(S2"-3)를 교호적으로 수행하는 단계와; 상기 제1반응가스 피딩단계(S2"-1)와 제2반응가스 피딩단계(S2"-3) 사이에 불활성가스를 개재시키는 제1,2반응가스 퍼지단계(S2"-2)(S2"-4);를 포함하여 이루어지는 ALD 싸이클을 적어도 1회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04350167A (ja) * 1991-05-28 1992-12-04 Fujitsu Ltd 高誘電体薄膜の製造方法
KR19990006021A (ko) * 1997-06-30 1999-01-25 김영환 반도체 소자의 금속배선 형성방법
KR19990051335A (ko) * 1997-12-19 1999-07-05 윤종용 원자층 증착에 의한 tialn의 증착방법 및 이 방법에 의해 형성되는 tialn 박막을 이용한 반도체 소자의 고유전체 커패시터
KR100332313B1 (ko) * 2000-06-24 2002-04-12 서성기 Ａｌｄ 박막증착장치 및 증착방법
KR20030003357A (ko) * 2001-06-30 2003-01-10 주식회사 하이닉스반도체 원자층증착법을 이용한 탄탈륨산화막의 형성 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04350167A (ja) * 1991-05-28 1992-12-04 Fujitsu Ltd 高誘電体薄膜の製造方法
KR19990006021A (ko) * 1997-06-30 1999-01-25 김영환 반도체 소자의 금속배선 형성방법
KR100268804B1 (ko) * 1997-06-30 2000-11-01 김영환 반도체소자의 금속배선 형성방법
KR19990051335A (ko) * 1997-12-19 1999-07-05 윤종용 원자층 증착에 의한 tialn의 증착방법 및 이 방법에 의해 형성되는 tialn 박막을 이용한 반도체 소자의 고유전체 커패시터
KR100332313B1 (ko) * 2000-06-24 2002-04-12 서성기 Ａｌｄ 박막증착장치 및 증착방법
KR20030003357A (ko) * 2001-06-30 2003-01-10 주식회사 하이닉스반도체 원자층증착법을 이용한 탄탈륨산화막의 형성 방법

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