KR100766007B1 - METHOD FOR FORMING HfO2 FILM USING Hf Metal Organic Compound - Google Patents

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Abstract

ALD 방법에 의하여 HfO2 막을 형성하는데 있어서, Hf 소스로서 Si 원자를 함유하는 Hf 금속 유기물을 이용한다. 본 발명에 따른 원자층 증착법을 이용한 HfO2막 형성 방법은 반도체 기판이 로딩된 반응기 내부로 Hf 소스를 공급하여 상기 반도체 기판 표면에 Hf를 흡착시키는 단계와, 제1 퍼지 가스를 상기 반응기 내부로 공급하여 미반응 Hf 소스와 반응 부산물을 퍼지하는 단계와, 산소 소스를 상기 반응기 내로 공급하여 상기 반도체 기판 표면에 흡착된 Hf와 반응시키는 단계 및 제2 퍼지 가스를 상기 반응기 내부로 공급하여 미반응 산소 소스와 반응 부산물을 퍼지하는 단계를 1 사이클로 하되, 상기 사이클을 1회 이상 반복하여 HfO2막을 형성하는 것을 특징으로 한다.In forming the HfO2 film by the ALD method, an Hf metal organic substance containing Si atoms as the Hf source is used. The HfO 2 film forming method using the atomic layer deposition method according to the present invention comprises supplying an Hf source into the reactor loaded with a semiconductor substrate to adsorb Hf on the surface of the semiconductor substrate, and supplying a first purge gas into the reactor Purging the unreacted Hf source and the reaction by-product, supplying an oxygen source into the reactor to react with Hf adsorbed on the surface of the semiconductor substrate, and supplying a second purge gas into the reactor to supply the unreacted oxygen source. Purging the reaction by-products with one cycle, the cycle is repeated one or more times to form an HfO 2 film.

Description

하프늄 금속 유기물을 이용한 하프늄 산화막 형성 방법{METHOD FOR FORMING HfO2 FILM USING Hf Metal Organic Compound}Method for forming hafnium oxide film using hafnium metal organic compound {METHOD FOR FORMING HfO2 FILM USING Hf Metal Organic Compound}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하프늄 금속 유기물을 이용한 ALD HfO2막 증착 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.1 is a flowchart illustrating a method of depositing an ALD HfO 2 film using a hafnium metal organic material according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하프늄 금속 유기물을 이용한 ALD HfO2막 증착 방법에 있어서 적용되는 가스 공급 다이어그램들이다.2A to 2C are gas supply diagrams applied in an ALD HfO 2 film deposition method using hafnium metal organic material according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 하프늄 금속 유기물을 이용한 하프늄 산화막(ALD HfO2) 형성 방법에 관한 것으로, 특히 우수한 스텝 커버리지 특성 및 균일도 특성을 가지며, 넓은 온도 범위에서 고유전율의 하프늄 산화막(HfO2)을 형성할 수 있는 하프늄 금속 유기물을 이용한 하프늄 산화막 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a hafnium oxide film (ALD HfO 2 ) using a hafnium metal organic material, and particularly has excellent step coverage characteristics and uniformity characteristics, and can form a high dielectric constant hafnium oxide film (HfO 2 ) in a wide temperature range. A hafnium oxide film formation method using a hafnium metal organic material.

반도체 소자에 사용되는 실리콘 산화막(SiO2)과 실리콘 질화막(SiNx)은 우수한 열적 안정성, 절연성, 유전성 및 내화학성의 특성으로 장기간 게이트 산화막 및 캐패시터 유전막으로서 사용되어 왔다. 그러나 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 유전 상수는 각각 3.5와 7.0으로 상대적으로 낮기 때문에, 소자의 크기가 감소됨에 따라 충분한 캐패시턴스를 확보하기 위해서는 막의 두께가 매우 얇게 형성하여야 한다. 그러나, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막은 두께가 감소함에 따라 누설 전류가 지수적으로 증가하는 문제점이 발생되어, 고집적도의 소자에는 사용이 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 대체할 수 있는 높은 유전율을 가지는 물질로서 탄탈륨 산화막(Ta2O5), 타이타늄 산화막(TiO2), 지르코늄 산화막(ZrO2), 하프늄 산화막(HfO2) 그리고, 강유전체인 BST 등을 사용하는 방법이 제안되었다.. 그러나, 탄탈륨 산화막(Ta2O5), 타이타늄 산화막(TiO2), 지르코늄 산화막(ZrO2) 그리고, 강유전체인 BST 물질은 실리콘 접촉면의 계면 안정성 또는 후속 공정에 따른 온도 안정성이 불량하거나, 높은 누설 전류 때문에 게이트 산화막 및 캐패시터 유전막으로 사용이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 대체하기 위한 유전막으로서는 25의 높은 유전 상수를 가지는 하프늄 산화막을 사용하는 방법이 제안되었다. 하프늄 산화막을 게이트 산화막으로 사용하기 위해서는 매우 얇고 정밀하게 증착되어져야 하며, 또한 캐패시터 유전막으로 사용하기 위해서는 우수한 스텝 커버리지가 요구되어진다. 이러한 조건을 만족하기 위해서는 하프늄 산화막은 원자층 증착 방법으로 증착되어져야 하는데, 현재까지는 250 내지 500℃의 온도에서 매우 정밀하게 두께를 제어하면서 얇은 박막을 형성할 수 있었다.Silicon oxide film (SiO 2 ) and silicon nitride film (SiNx) used in semiconductor devices have been used as gate oxide and capacitor dielectric films for a long time because of their excellent thermal stability, insulation, dielectric property, and chemical resistance. However, since the dielectric constants of the silicon oxide film and the silicon nitride film are relatively low at 3.5 and 7.0, respectively, the thickness of the film must be made very thin in order to secure sufficient capacitance as the size of the device is reduced. However, a problem arises in that the leakage current increases exponentially as the thickness of the silicon oxide film and the silicon nitride film decreases, and therefore, the silicon oxide film and the silicon nitride film cannot be used in a high-integration device. In order to solve this problem, as a material having a high dielectric constant to replace the silicon oxide film and silicon nitride film, tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ), titanium oxide film (TiO 2 ), zirconium oxide film (ZrO 2 ), hafnium oxide film (HfO 2) In addition, a method using a ferroelectric BST or the like has been proposed. However, a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 ), a titanium oxide film (TiO 2 ), a zirconium oxide film (ZrO 2 ), and a ferroelectric BST material are formed on the silicon contact surface. It is difficult to use the gate oxide film and the capacitor dielectric film because of poor interfacial stability or poor temperature stability due to subsequent processes, or high leakage current. In order to solve this problem, a method of using a hafnium oxide film having a high dielectric constant of 25 has been proposed as a dielectric film to replace the silicon oxide film and the silicon nitride film. In order to use a hafnium oxide film as a gate oxide film, it is required to be deposited very thinly and precisely, and to use it as a capacitor dielectric film, excellent step coverage is required. In order to satisfy these conditions, the hafnium oxide film should be deposited by an atomic layer deposition method. Until now, it was possible to form a thin film while controlling the thickness very precisely at a temperature of 250 to 500 ° C.

그러나, 이러한 종래의 하프늄 산화막의 공정은 할로겐화 하프늄 화합물인 HfCl4의 고체 소스를 사용하는데, HfCl4는 고체 소스이기 때문에 증기압이 매우 낮아서 소스를 공급하는데 많은 문제점이 있다. 첫 번째로 낮은 증기압으로 인하여 공급되는 소스의 양이 매우 적어서, 소스 공급 시간이 매우 길어진다는 문제점이 있다. 그 결과 전체 공정 시간을 증가시키게 된다. 두 번째로, 높은 단차비를 가지는 캐패시터 구조의 제조 공정에서 스텝 커버리지가 불량하다는 문제점이 있다. 마지막으로 고체 소스의 낮은 증기압을 보상하기 위해서 소스 공급부의 온도를 매우 높게 유지하여야 하므로, 공급부의 온도를 균일하게 유지하기가 어렵다는 문제점이 있다.However, this conventional hafnium oxide film process uses a solid source of HfCl 4 which is a hafnium halide compound. Since HfCl 4 is a solid source, the vapor pressure is very low, and there are many problems in supplying the source. First, there is a problem that the source supply time is very long because the amount of the source supplied is very small due to the low vapor pressure. The result is an increase in overall process time. Second, there is a problem that the step coverage is poor in the manufacturing process of the capacitor structure having a high step ratio. Finally, in order to compensate for the low vapor pressure of the solid source, the temperature of the source supply must be kept very high, which makes it difficult to maintain the temperature of the supply uniformly.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 증기압이 높은 액체 소스의 하프늄 금속 유기물을 이용하여 하프늄 산화막을 형성함으로써, 짧은 공정 시간과 소스 공급부의 낮은 온도에서도 우수한 스텝 커버리지와 균일도 특성을 가지며, 매우 정밀하고 얇은 두께의 하프늄 산화막을 형성할 수 있는 하프늄 금속 유기물을 이용한 하프늄 산화막 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, by forming a hafnium oxide film using hafnium metal organic material of a high vapor pressure liquid source, it has excellent step coverage and uniformity characteristics even at a short process time and low temperature of the source supply, very precise and thin thickness It is an object of the present invention to provide a method for forming a hafnium oxide film using a hafnium metal organic material capable of forming a hafnium oxide film.

본 발명에 따른 하프늄 금속 유기물을 이용한 HfO2막 형성 방법은 반도체 기판이 로딩된 반응기 내부로 Si 원자를 포함하는 하프늄 금속 유기물 액체 소스를 공급하여 상기 반도체 기판 표면에 상기 하프늄 금속 유기물을 흡착시키는 단계와, 제1 퍼지 가스를 상기 반응기 내부로 공급하여 미반응 Hf 소스와 반응 부산물을 퍼지하는 단계와, 산소 소스를 상기 반응기 내로 공급하여 상기 반도체 기판 표면에 흡착된 하프늄 금속 유기물과 반응시키는 단계 및 제2 퍼지 가스를 상기 반응기 내부로 공급하여 미반응 산소 소스와 반응 부산물을 퍼지하는 단계를 1 사이클로 하되, 상기 사이클을 1회 이상 반복하여 HfO2막을 형성하는 것을 특징으로 한다.HfO 2 film forming method using a hafnium metal organic material according to the present invention comprises the steps of adsorbing the hafnium metal organic material on the surface of the semiconductor substrate by supplying a hafnium metal organic liquid source containing Si atoms into the reactor loaded with a semiconductor substrate; Supplying a first purge gas into the reactor to purge the unreacted Hf source and the reaction by-product, and supplying an oxygen source into the reactor to react with the hafnium metal organic material adsorbed on the surface of the semiconductor substrate. Supplying a purge gas into the reactor to purge the unreacted oxygen source and the reaction by-product is one cycle, and the cycle is repeated one or more times to form an HfO 2 film.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 원자층 증착법을 이용한 HfO2막 증착 방법의 공정 순서를 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flowchart showing the process sequence of the HfO 2 film deposition method using the atomic layer deposition method according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 HfO2막 증착 방법에서는 먼저 반도체 소자를 형성할 기판을 박막 형성 장치의 반응기 내로 로딩한다(S100). 그 후 상기 반응기 내에 설치된 히터를 이용하여 상기 기판의 온도가 HfO2막 증착에 적합한 공정 온도, 즉 100 ~ 600℃의 온도로 예열한다. 이 때, 상기 기판의 예열은 상기 반응기로부터의 배기와 동시에 이루어지며, 상기 반응기 내의 압력은 10 Torr 이하로 유지되어진다(S110 단계).Referring to FIG. 1, in the HfO 2 film deposition method according to the present invention, a substrate for forming a semiconductor device is first loaded into a reactor of a thin film forming apparatus (S100). The temperature of the substrate is then preheated to a process temperature suitable for HfO 2 film deposition, ie 100-600 ° C., using a heater installed in the reactor. At this time, the preheating of the substrate is performed at the same time as the exhaust from the reactor, the pressure in the reactor is maintained at 10 Torr or less (step S110).

상기 기판이 원하는 공정 온도까지 승온되면, 원자층 증착 방법에 의하여 상기 기판상에 HfO2막을 형성한다.When the substrate is raised to a desired process temperature, an HfO 2 film is formed on the substrate by an atomic layer deposition method.

이를 위하여, 먼저 상기 기판상에 Hf 소스로서 Si 원자를 함유하는 하프늄 금속 유기물인 제 1 반응물을 공급하여 상기 기판상에 제 1 반응물의 화학흡착층(chemisorbed layer)을 형성한다(S120 단계). 여기서, 상기 제 1 반응물인 하프늄 금속 유기물 소스는 Si 원자를 함유하는 Hf{N[Si(CH3)3]2}4, Hf{N[Si(C2H5)3]2}4, Hf[NHSi(CH3)3]4 및 Hf[NHSi(C2H5)3]4 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 제 1 반응물의 공급시 상기 반응기 내의 공정 압력을 10 Torr 이하, 바람직하게는 0.5 ~ 3.0 Torr로 유지시킨다. 상기 제 1 반응물의 공급시 상기 반응기 내에는 불활성 가스, 예를 들면 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)와 같이 공급될 수 있다.To this end, first, a first reactant, which is a hafnium metal organic material containing Si atoms as an Hf source, is supplied onto the substrate to form a chemisorbed layer of the first reactant on the substrate (step S120). Here, the first reactant hafnium metal organic source is Hf {N [Si (CH 3 ) 3 ] 2 } 4 containing Si atoms, Hf {N [Si (C 2 H5) 3 ] 2 } 4 , Hf [ It is preferably one selected from NHSi (CH 3 ) 3 ] 4 and Hf [NHSi (C 2 H 5 ) 3 ] 4 . When supplying the first reactant, the process pressure in the reactor is maintained at 10 Torr or less, preferably 0.5 to 3.0 Torr. When supplying the first reactant, the reactor may be supplied with an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2).

그 다음에, 반응하지 않고 남아있는 미반응 하프늄 금속 유기물과 반응 후 발생되어지는 부산물을 제거한다(S130 단계). 이를 위하여 아르곤과 같은 불활성 가스를 사용하여 퍼지 공정 또는 상기 제 1 반응물의 공급시의 압력보다 낮은 압력에서의 배기 공정을 행한다. 또한, 상기 반응 부산물을 제거하기 위하여, 상기 퍼지 공정 및 배기 공정을 조합한 일련의 공정을 행할 수 있다. 예를 들면, 먼저 불활성 가스를 사용한 퍼지 공정을 행한 후, 배기 공정을 행할 수도 있고, 반대로 배기 공정을 행한 후 퍼지 공정을 행하는 것도 가능하다.Then, the unreacted hafnium metal organic matter remaining without reaction is removed by reaction (S130). To this end, an inert gas such as argon is used to carry out a purge process or an evacuation process at a pressure lower than the pressure at the time of supplying the first reactant. In addition, in order to remove the reaction by-products, a series of processes combining the purge process and the exhaust process may be performed. For example, after performing a purge process using an inert gas first, an exhaust process may be performed, and conversely, it is also possible to perform a purge process after performing an exhaust process.

다음에는, 상기 제 1 반응물의 화학 흡착층 위에 O 또는 H를 함유하는 산소 소스인 제 2 반응물을 공급하여, 상기 제 1 반응물의 화학흡착층과 상기 제 2 반응물을 화학 반응시킨다(S140 단계). 여기서 상기 산소 소스인 제 2 반응물은 H2O, O3, O2 및 H2O2 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 제 2 반응물의 공급시 상기 반응기 내의 공정 압력을 10 Torr 이하, 바람직하게는 0.5 ~ 3.0 Torr로 유지시킨다. 상기 제 1 반응물의 공급시 상기 반응기 내에는 불활성 가스, 예를 들면 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)와 같이 공급될 수 있다.Next, a second reactant, which is an oxygen source containing O or H, is supplied onto the chemisorption layer of the first reactant to chemically react the chemisorption layer of the first reactant with the second reactant (step S140). Here, the second reactant, which is the oxygen source, is preferably any one selected from H 2 O, O 3 , O 2, and H 2 O 2 . When supplying the second reactant, the process pressure in the reactor is maintained at 10 Torr or less, preferably 0.5 to 3.0 Torr. When the first reactant is supplied, an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) may be supplied into the reactor.

그 다음에, 반응하지 않고 남아있는 미반응 산소 소스와 반응 후 발생되어지는 부산물을 제거한다(S150 단계). 이를 위하여 아르곤과 같은 불활성 가스를 사용하여 퍼지 공정 또는 상기 제 2 반응물의 공급시의 압력보다 낮은 압력에서의 배기 공정을 행한다. 또한 상기 반응 부산물을 제거하기 위하여, 상기 퍼지 공정 및 배기 공정을 조합한 일련의 공정을 행할 수 있다. 예를 들면, 먼저 불활성 가스를 사용한 퍼지 공정을 행한 후, 배기 공정을 행할 수도 있고, 반대로 배기 공정을 행한 후 퍼지 공정을 행하는 것도 가능하다. Next, the by-products generated after the reaction with the unreacted oxygen source remaining without reaction are removed (step S150). To this end, an inert gas such as argon is used to perform a purge process or an evacuation process at a pressure lower than the pressure at the time of supply of the second reactant. In addition, in order to remove the reaction by-products, a series of processes combining the purge process and the exhaust process may be performed. For example, after performing a purge process using an inert gas first, an exhaust process may be performed, and conversely, it is also possible to perform a purge process after performing an exhaust process.

상기 기판상에 원하는 두께를 가지는 HfO2 막이 형성될 때까지 단계 S120 ~ 단계 S150을 복수 회 반복한다. 상기 기판상에 HfO2 막이 원하는 두께로 형성되면, 상기 챔버 내에 잔류하는 증착 부산물을 제거하기 위하여 상기 반응기로부터의 배기 공정을 행한다. 이 때, 상기 반응기 내부로는 가스를 공급하지 않는다. 그 후 상기 반응기로부터 상기 기판을 언로딩한다(S160 단계).Steps S120 to S150 are repeated a plurality of times until an HfO 2 film having a desired thickness is formed on the substrate. Once the HfO 2 film is formed on the substrate to a desired thickness, an evacuation process from the reactor is performed to remove deposition byproducts remaining in the chamber. At this time, no gas is supplied into the reactor. Thereafter, the substrate is unloaded from the reactor (step S160).

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 HfO2막 증착 형성에서는 Si 원자를 함유하는 하프늄 금속 유기물을 하프늄 소스로서 사용한다. 따라서, 하프늄 소스로 액체 소스인 하프늄 금속 유기물은 높은 증기압을 가지게 되어져, 소스 공급부의 온도를 낮추어 장비의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 짧은 공정 시간에 의하여 증착 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 우수한 스텝 커버리지와 박막의 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the HfO 2 film deposition formation according to the present invention, a hafnium metal organic material containing Si atoms is used as the hafnium source. Therefore, the hafnium metal organic material, which is a liquid source as the hafnium source, has a high vapor pressure, thereby lowering the temperature of the source supply portion, thereby improving the stability of the equipment, and improving the deposition rate by a short process time. In addition, excellent step coverage and thickness uniformity of the thin film can be improved.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 형성된 HfO2 막은 고집적 반도체 소자의 제조 공정에서 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 HfO2막은 반도체 기판상에 게이트 형성시에 게이트 유전막으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 HfO2막은 반도체 기판상에 커패시터 형성시에 커패시터 유전막으로 구성될 수 있다.The HfO 2 film formed by the method described with reference to FIG. 1 may be variously applied in the manufacturing process of the highly integrated semiconductor device. For example, the HfO 2 film may be configured as a gate dielectric film when forming a gate on a semiconductor substrate. In addition, the HfO 2 film may be configured as a capacitor dielectric film when the capacitor is formed on the semiconductor substrate.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하프늄 금속 유기물을 이용한 ALD HfO2막 증착 방법에 있어서 각각 퍼지 공정만 수행하고 배기 공정은 수행하지 않는 경우, 배기 공정만 수행하고 퍼지 공정은 수행하지 않는 경우 및 퍼지 공정과 배기 공정을 교대로 수행하는 경우의 가스 공급 다이어그램이다.2A to 2C illustrate a method of performing APR HfO 2 film deposition using hafnium metal organic material according to a preferred embodiment of the present invention, in which only a purge process is performed and a purge process is not performed. If not, and the gas supply diagram when the purge process and the exhaust process alternately.

도 2a는 Hf 금속 유기물로 이루어지는 제1 반응물 공급, 퍼지, 산소 소스로 이루어지는 제2 반응물 공급 및 퍼지의 순서로 진행되는 실시예를 도시하고 있으며, 도 2b는 제1 반응물 공급, 배기, 제2 반응물 공급 및 배기의 순서로 진행되는 실시예를 도시하고 있다. 또한, 도 2c는 제1 반응물 공급, 퍼지, 배기, 제2 반응물 공급, 퍼지 및 배기의 순서로 진행되는 실시예를 도시하고 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 퍼지와 배기의 다양한 조합이 가능하다.FIG. 2A illustrates an embodiment that proceeds in the order of a first reactant feed consisting of Hf metal organics, a purge, a second reactant feed consisting of an oxygen source, and a purge, and FIG. 2B illustrates a first reactant feed, exhaust, and a second reactant. An embodiment proceeds in the order of supply and exhaust. FIG. 2C also shows an embodiment that proceeds in the order of first reactant feed, purge, evacuation, second reactant feed, purge and evacuation. Various combinations of purge and exhaust are possible as shown in FIGS. 2A-2C.

본 발명에 따른 하프늄 금속 유기물을 이용한 하프늄 산화막 형성 방법은 Si 원자를 함유하는 액체 소스인 하프늄 금속 유기물을 하프늄 소스로서 사용할 경우, 하프늄 소스의 높은 증기압에 의해서 소스 공급부의 온도를 낮추어 장비의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 짧은 공정 시간에 의하여 증착 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 우수한 스텝 커버리지와 박막의 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.In the method of forming a hafnium oxide film using the hafnium metal organic material according to the present invention, when hafnium metal organic material, which is a liquid source containing Si atoms, is used as the hafnium source, the high vapor pressure of the hafnium source lowers the temperature of the source supply part to improve the stability of the equipment. The deposition rate can be improved by a short process time. In addition, excellent step coverage and thickness uniformity of the thin film can be improved.

Claims (9)

삭제delete 원자층 증착법을 이용한 HfO2막 형성 방법에 있어서,In the HfO 2 film formation method using the atomic layer deposition method, 반도체 기판이 로딩된 반응기 내부로 Si 원자를 포함하는 하프늄 금속 유기물인 제 1 반응물을 공급하여 상기 반도체 기판 표면에 상기 하프늄 금속 유기물을 흡착시키는 단계;Supplying a first reactant, which is a hafnium metal organic material containing Si atoms, to adsorb the hafnium metal organic material to a surface of the semiconductor substrate into a reactor loaded with a semiconductor substrate; 미반응 제 1 반응물과 반응 부산물을 제거하는 단계;Removing unreacted first reactant and reaction byproducts; 제 2 반응물인 산소 소스를 상기 반응기 내로 공급하여 상기 반도체 기판 표면에 흡착된 하프늄 금속 유기물과 반응시키는 단계; 및Supplying an oxygen source, a second reactant, into the reactor to react with hafnium metal organics adsorbed on the surface of the semiconductor substrate; And 미반응 제 2 반응물과 반응 부산물을 제거하는 단계;Removing unreacted second reactant and reaction byproducts; 를 1 사이클로 하되, 상기 사이클을 1회 이상 반복하여 HfO2막을 형성하는 것을 특징으로 하는 하프늄 산화막 형성 방법.To 1 cycle, wherein the cycle is repeated one or more times to form an HfO 2 film. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하프늄 금속 유기물은 Hf{N[Si(CH3)3]2}4, Hf{N[Si(C2 H5)3]2}4, Hf[NHSi(CH3)3]4 및 Hf[NHSi(C2H5)3] 4 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원 자층 증착법을 이용한 하프늄 산화막 형성 방법.The hafnium metal organic material is Hf {N [Si (CH 3 ) 3 ] 2 } 4 , Hf {N [Si (C 2 H5) 3 ] 2 } 4 , Hf [NHSi (CH 3 ) 3 ] 4 and Hf [NHSi (C 2 H 5 ) 3 ] 4 hafnium oxide film forming method using an atomic layer deposition method, characterized in that any one selected. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 산소 소스는 H2O, H2O2, O2 및 O3 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 하프늄 산화막 형성 방법.The oxygen source is a hafnium oxide film forming method using an atomic layer deposition method, characterized in that any one selected from H 2 O, H 2 O 2 , O 2 and O 3 . 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 사이클 동안 상기 반도체 기판의 온도는 100 내지 600℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 하프늄 산화막 형성 방법.And the temperature of the semiconductor substrate is maintained at 100 to 600 ℃ during the cycle. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 사이클 동안 상기 반응기 내의 압력은 10 Torr 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 하프늄 산화막 형성 방법.And the pressure in the reactor is maintained at 10 Torr or less during the cycle. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 제 1 반응물과 제 2 반응물 및 반응 부산물을 제거하는 단계는 불활성 가스를 사용하는 퍼지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프늄 산화막 형성 방법.Removing the first reactant and the second reactant and the reaction by-product comprises a purge step using an inert gas. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 제 1 반응물과 제 2 반응물 및 반응 부산물을 제거하는 단계는 상기 제 1 반응물 및 제 2 반응물의 공급시의 압력보다 낮은 압력에서의 수행되는 배기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프늄 산화막 형성 방법.Removing the first and second reactants and reaction by-products comprises evacuating at a pressure lower than the pressure at the time of supplying the first and second reactants. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 1 반응물과 제 2 반응물 및 반응 부산물을 제거하는 단계는Removing the first and second reactants and reaction by-products 불활성 가스를 사용하는 퍼지 단계와, A purge step using an inert gas, 상기 제 1 반응물 및 제 2 반응물의 공급시의 압력보다 낮은 압력에서 수행되는 배기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프늄 산화막 형성 방법.And evacuating at a pressure lower than the pressure at the time of supplying the first reactant and the second reactant.
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