KR100781543B1 - 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법 - Google Patents

원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법 Download PDF

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Abstract

원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법이 제공된다. 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법은 기판이 구비된 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스를 공급하고, 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스를 공급하고, 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하여 반응기에서 발생하는 반사(reflected) 파워를 감소시키거나 균일하게 하는 것을 포함한다.
원자층 증착법, 플라즈마, 반사 파워

Description

원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법{Method of forming a metal oxide by atomic layer deposition}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법의 반사 파워를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법으로 형성한 금속 산화막의 AES 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법의 반사 파워를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법으로 형성한 금속 산화막의 AES 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사 파워가 감소되고 균일하게 발생되는 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자 제조 공정시 반도체 기판 상에 박막을 형성하기 위해 물리적 기상 증착(PVD: Physical vapor deposition), 화학 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 및 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 등과 같은 박막 형성 방법이 이용되고 있다.
이 중, 원자층 증착 방법(ALD)은 박막을 형성하기 위한 가스들을 동시에 공급하지 않고 시분할하여 독립적인 펄스 형태로 공급하여 박막을 형성하는 방법이다. 즉, 소스 가스(source gas)와 퍼지 가스(purge gas), 반응 가스(reactant gas)와 퍼지 가스를 교대로 공급하여 원자층 두께로 박막을 형성한다. 이러한 원자층 증착 방법은 스텝 커버리지(step coverage)가 우수하고, 대면적을 기판에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다. 그리고 반복 실시 회수를 조절하여 박막의 두께를 미세하게 조절할 수 있다.
한편, 일반적인 원자층 증착법에서 더 나아가 반응 가스를 플라즈마 상태로 형성하여 박막을 형성하는 플라즈마 원자층 증착법(PEALD: Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)이 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 원자층 증착법은 증착율이 뛰어나고 전기적 특성이 우수하며, 여러가지 물질이 증착 가능하다는 점 등의 장점이 있다.
플라즈마 원자층 증착법에서는 플라즈마를 발생하기 위하여 플라즈마 파워를 공급한다. 플라즈마 생성용의 고주파 파워는 고주파 전원으로부터 임피던스(impedance) 정합기를 경유하여 플라즈마에 공급되는데, 이 때, 플라즈마에 흡수되지 않고 반사해서 고주파 전원측으로 되돌아 오는 고주파 파워, 즉 반사(reflrected) 파워가 검출된다. 따라서, 되돌아 오는 반사 파워를 고려하여 플라즈마 파워를 공급하게 된다.
여기서, 발생되는 반사 파워의 값은 적을수록 또는 균일할수록, 플라즈마 파워를 제어하기가 수월하다. 반사 파워의 값이 크고 균일하지 않게 발생하는 경우, 플라즈마 파워를 제어하기 어려워지고, 플라즈마가 안정적으로 형성되지 않게 된다. 따라서, 반사 파워의 값을 감소시키고 또한 균일하게 제어하는 것이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반사 파워가 감소되고 균일하게 발생되는 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법은 기판이 구비된 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스를 공급하고, 상기 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스를 공급하고, 상기 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하여 상기 반응기에서 발생하는 반사(reflected) 파워를 감소시키거나 균일하게 하는 것을 포함한다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법은 기판이 구비된 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제1 금속 소스 가스를 공급하고, 상기 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제2 금속 소스 가스를 공급하고, 상기 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하여 상기 반응기에서 발생하는 반사 파워를 감소시키거나 균일하게 하는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 및/또는 은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 나타낸 타이밍도이다.
이하 제조 방법 설명 시, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 공정 단계들에 따라 형성될 수 있는 공정에 대해서는 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 개략적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 우선 반응기 내부에 기판을 로딩한다(S110).
기판은 3차원 구조체를 가지고 있으며, 예를 들어 실린더형 캐패시터의 하부 전극과 같이 깊은 홀을 갖는 구조체일 수 있다.
이어서, 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스를 공급한다(S120).
이 때, 공급하는 제1 금속 소스 가스는 형성하려는 금속 산화막의 종류에 따라 달라지는데, 형성하고자 하는 금속 산화막의 금속을 포함하는 화합물을 금속 소스 가스로 사용할 수 있다. 다만 제1 금속 소스 가스에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않았어야 한다. 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스는 알루미늄 금속막을 형성하는 경우에, 예를 들어, TMA(Tri Methyl Aluminum), DMAH(DiMethyl Aluminum Hydride), DMAH-EPP(DiMethyl Aluminum Hydride-Ethyl PiPeridine), DMAP(DiMethyl Aluminum Peridine) 등일 수 있다.
반응기 내로, 제1 금속 소스 가스를 소정의 시간 동안 공급하면, 기판 표면에 제1 금속 소스 가스가 반응 또는 화학 흡착되고, 나머지는 반응 또는 화학 흡착된 제1 금속 소스 가스 표면에 물리적으로 흡착되거나, 반응기 내부에 머물게 된다.
여기서, 제1 금속 소스 가스와 함께 비활성 가스가 공급될 수도 있다. 비활성 가스는 예를 들어, Ar, He, Kr, Xe 또는 이들의 조합일 수 있다.
이어서, 기판과 반응하지 않은 제1 금속 소스 가스를 퍼지할 수 있다. 이 때, 제1 금속 소스 가스를 퍼지하는 것은 제1 퍼지 가스를 공급하여 수행하는데, 제1 퍼지 가스로는 비활성 가스가 사용될 수 있다.
이어서, 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스를 공급한다(S130).
아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스는 예를 들어, TEMAH(Tetrakis EthylMethylAmino Hafnium), TDEAH(Tetrakis DiEthylAmino Hafnium), TDMAH(Tetrakis DiMethylAmino Hafnium), TEMAZ(Tetrakis EthylMethylAmino Zirconium), TDEAZ(Tetrakis DiEthylAmino Zirconium), TDMAZ(Tetrakis DiMethylAmino Zirconium), TDMAT(Tetrakis DiMethylAmino Titanium), TDEAT(Tetrakis DiEthylAmino Titanium), TEMAT(Tetrakis EthylMethylAmino Titanium), PEMAT(Pentakis EthylMethylAmino Tantalum), PDMAT(Petakis DiMethylAmino Tantalum), PDEAT(pentakis DiEthylAmino Tantalum), TBTDET(Tert-Butylimido-Tris-Diethylamino Tantalum) 등이 사용될 수 있다. 또는 Zr-t butoxide, Hf-t butoxide 등이 사용될 수 있다.
이어서, 제2 금속 소스 가스를 퍼지할 수 있다. 이 때, 제2 금속 소스 가스를 퍼지하는 것은 제2 퍼지 가스를 공급하여 수행하는데, 제2 퍼지 가스로는 비활성 가스가 사용될 수 있다.
이어서, 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성한다(S140).
산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것을 구체적으로 설명하면, 우선 산소가 포함된 반응 가스를 공급한다. 이어서, 반응기에 플라즈마 파워를 공급하여 반응 가스의 플라즈마를 형성할 수 있다. 이 때, 반응기에서 반사되는 반사 파워가 발생되는데, 플라즈마 파워를 공급할 때에 이러한 반사 파워를 고려하여 적정한 값으로 공급하게 된다. 이것은 임피던스 정합기에서 제어될 수 있다.
이어서, 산화 반응 가스를 퍼지할 수 있다.
아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스 공급, 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스 공급 및 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것을 복수회 반복 수행하면 제1 금속 소스 가스에 포함된 제1 금속만이 포함된 제1 금속 산화막이 완성된다(S150).
본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 따르면, 제1 금속 소스 가스를 공급하고, 제2 금속 소스 가스 공급하여 금속 산화막을 형성하였음에도, 제1 금속만이 포함된 제1 금속 산화막이 형성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 따라 형성되는 제1 금속 산화막에는 제2 금속 소스 가스에 포함된 제2 금속이 포함되어 있지 않다.
또한, 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스를 공급한 후에, 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스를 공급하고 후속 공정인 플라즈마 형성 공정을 진행하면, 플라즈마 전원을 공급할 때에 발생하는 반사 파워가 감소되고 또한 보다 균일하게 발생된다. 반사 파워가 감소되고, 보다 균일하게 발생되면 플라즈마 파워를 제어하기가 수월하게 된다. 따라서, 플라즈마를 안정적으로 형성할 수 있어 공정 안정성이 높아질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법의 반사 파워를 나타낸 그래프이다. 여기서, (a)는 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스만을 공급하고, 플라즈마 전원을 공급했을 때의 반사 파워를 나타낸 그래프이고, (b)는 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스를 공급하고, 이어서 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스를 공급한 후에 플라즈마 전원을 공급했을 때의 반사 파워를 나타낸 그래프이다. 이 때, 제1 금속 소스 가스로는 알루미늄을 포함하는 소스 가스인 TMA, 제2 금속 소스 가스로는 하프늄을 포함하는 소스 가스인 TEMAH, 반응 가스로는 O2가 공급되고, 플라즈마 파워는 600W가 공급되었다.
도 3을 참조하면, (a)의 경우에는 반사 파워가 불균일하게 발생하였으나, (b)의 경우에는, (a)와 비교하여 반사 파워의 균일도가 현저히 향상되고 반사 파워의 값도 감소된 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법으로 형성한 제1 금속 산화막의 AES(Auger Electron Spectroscopy) 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 제1 금속 소스 가스로는 알루미늄을 포함하는 소스 가스인 TMA를 공급하고, 제2 금속 소스 가스로는 하프늄을 포함하는 소스 가스인 TEMAH를 공급하였다.
도 4를 참조하면, 제1 금속 산화막은 제1 금속인 알루미늄은 포함하나, 제2 금속인 하프늄은 포함하지 않는 것을 확인할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 반응기 내부에 기판을 로딩한다(S110).
기판은 3차원 구조체를 가지고 있으며, 예를 들어 실린더형 캐패시터의 하부 전극과 같이 깊은 홀을 갖는 구조체일 수 있다.
이어서, 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제3 금속 소스 가스를 공급한다(S122).
이 때, 공급하는 제3 금속 소스 가스는 형성하려는 금속 산화막의 종류에 따라 달라지는데, 형성하고자 하는 금속 산화막의 금속을 포함하는 화합물을 금속 소스 가스로 사용할 수 있다. 다만 제3 금속 소스 가스에 아미노기 또는 알콕시기가 포함되어 있어야 한다. 형성하려는 금속 산화막은 예를 들어, 하프늄 산화막(Hafnium Oxide), 지르코늄 산화막(Zirconium Oxide), 알루미늄 산화막(Aluminum Oxide), 티타늄 산화막(Titanium Oxide), 탄탈륨 산화막(Tantalum Oxide) 등일 수 있다.
이 때, 공급하는 제3 금속 소스 가스는 예를 들어, 하프늄 산화막을 형성하려는 경우, TEMAH(Tetrakis EthylMethylAmino Hafnium), TDEAH(Tetrakis DiEthylAmino Hafnium), TDMAH(Tetrakis DiMethylAmino Hafnium) 등이 사용될 수 있다. 또한, 지르코늄 산화막을 형성하려는 경우, TEMAZ(Tetrakis EthylMethylAmino Zirconium), TDEAZ(Tetrakis DiEthylAmino Zirconium), TDMAZ(Tetrakis DiMethylAmino Zirconium) 등이 사용될 수 있다. 티타늄 산화막을 형성하려는 경우, TDMAT(Tetrakis DiMethylAmino Titanium), TDEAT(Tetrakis DiEthylAmino Titanium), TEMAT(Tetrakis EthylMethylAmino Titanium) 등이 사용될 수 있으며, 탄탈륨 산화막을 형성하려는 경우, PEMAT(Pentakis EthylMethylAmino Tantalum), PDMAT(Petakis DiMethylAmino Tantalum), PDEAT(pentakis DiEthylAmino Tantalum), TBTDET(Tert-Butylimido-Tris-Diethylamino Tantalum) 등이 사용될 수 있다. 또는 Zr-t butoxide, Hf-t butoxide 등이 사용될 수 있다.
반응기 내로, 제3 금속 소스 가스를 소정의 시간 동안 공급하면, 기판 표면에 제3 금속 소스 가스가 반응 또는 화학 흡착되고, 나머지는 반응 또는 화학 흡착된 제3 금속 소스 가스 표면에 물리적으로 흡착되거나, 반응기 내부에 머물게 된다.
여기서, 제3 금속 소스 가스와 함께 비활성 가스가 공급될 수도 있다. 비활성 가스는 예를 들어, Ar, He, Kr, Xe 또는 이들의 조합일 수 있다.
이어서, 기판과 반응하지 않은 제3 금속 소스 가스를 퍼지할 수 있다. 이 때, 제3 금속 소스 가스를 퍼지하는 것은 제3 퍼지 가스를 공급하여 수행하는데, 제3 퍼지 가스로는 비활성 가스가 사용될 수 있다.
이어서, 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제4 금속 소스 가스를 공급한다(S132).
이 때, 공급하는 제4 금속 소스 가스는 예를 들어, TMA(Tri Methyl Aluminum), DMAH(DiMethyl Aluminum Hydride), DMAH-EPP(DiMethyl Aluminum Hydride-Ethyl PiPeridine), DMAP(DiMethyl Aluminum Peridine) 등일 수 있다.
이어서, 제4 금속 소스 가스를 퍼지할 수 있다. 이 때, 제4 금속 소스 가스를 퍼지하는 것은 제4 퍼지 가스를 공급하여 수행하는데, 제4 퍼지 가스로는 비활성 가스가 사용될 수 있다.
이어서, 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성한다(S140).
산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것을 구체적으로 설명하면, 우선 산소가 포함된 반응 가스를 공급한다. 이어서, 반응기에 플라즈마 파워를 공급하여 반응 가스의 플라즈마를 형성할 수 있다. 이 때, 반응기에서 반사되는 반사 파워가 발생되는데, 플라즈마 파워를 공급할 때에 이러한 반사 파워를 고려하여 적정한 값으로 공급하게 된다. 이것은 임피던스 정합기에서 제어될 수 있다.
이어서, 산화 반응 가스를 퍼지할 수 있다. 아미노기 및 알콕시기가 포함된 제3 금속 소스 가스 공급, 아미노기 또는 알콕시기가 포함되지 않은 제4 금속 소스 가스 공급 및 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것을 복수회 반복 수행하면 제2 금속 산화막이 완성된다(S152).
본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 따라 형성되는 제2 금속 산화막에는 제3 금속 소스 가스에 포함된 제3 금속 및 제4 금속 소스 가스에 포함된 제4 금속이 모두 포함되나, 제3 금속의 함량이 크며, 제4 금속은 소량만 포함되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방 법에 따라, 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제3 금속 소스 가스를 공급한 후에, 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제4 금속 소스 가스를 공급하고 후속 공정인 플라즈마 형성 공정을 진행하면, 플라즈마 전원을 공급할 때에 발생하는 반사 파워가 감소되고 또한 보다 균일하게 발생된다. 반사 파워가 감소되고, 보다 균일하게 발생되면 플라즈마 파워를 제어하기가 수월하게 된다. 따라서, 플라즈마를 안정적으로 형성할 수 있어 공정 안정성이 높아질 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법의 반사 파워를 나타낸 그래프이다. 여기서, (a)는 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제3 금속 소스 가스만을 공급하고, 플라즈마 전원을 공급했을 때의 반사 파워를 나타낸 그래프이고, (b)는 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제3 금속 소스 가스를 공급하고, 이어서 아미노기 및 알콕시기가 포함된 제4 금속 소스 가스를 공급한 후에 플라즈마 전원을 공급했을 때의 반사 파워를 나타낸 그래프이다. 이 때, 제3 금속 소스 가스로는 하프늄을 포함하는 소스 가스인 TEMAH, 제4 금속 소스 가스로는 알루미늄을 포함하는 소스 가스인 TMA, 반응 가스로는 O2가 공급되고, 플라즈마 파워는 600W가 공급되었다.
도 7을 참조하면, (a)의 경우에는 반사 파워가 불균일하게 발생하였으나, (b)의 경우에는, (a)와 비교하여 반사 파워의 균일도가 현저히 향상되고 반사 파워의 값도 감소된 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법으로 형성한 제2 금속 산화막의 AES 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 제3 금속 소스 가스로 하프늄을 포함하는 소스 가스인 TEMAH를 공급하고, 제4 금속 소스 가스로 알루미늄을 포함하는 소스 가스인 TMA를 공급하였다.
도 8을 참조하면, 제2 금속 산화막은 제3 금속인 하프늄의 함량이 크고, 제4 금속인 알루미늄의 함량은 적은 것을 확인할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법에 따르면, 반사 파워가 감소되고 또한 보다 균일하게 발생될 수 있다.
둘째, 반사 파워가 감소되고 보다 균일하게 발생함으로써, 플라즈마 파워를 제어하기가 수월해질 수 있다. 따라서, 플라즈마가 안정적으로 형성됨으로써, 공정 안정성이 높아질 수 있다.

Claims (22)

  1. 기판이 구비된 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제1 금속 소스 가스를 공급하고,
    상기 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제2 금속 소스 가스를 공급하고,
    상기 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하여 상기 반응기에서 발생하는 반사(reflected) 파워를 감소시키거나 균일하게 하는 것을 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 산화막 내에는 상기 제2 금속 소스 가스의 금속 원소가 포함되지 않은 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 금속 소스 가스는 TMA, DMAH, DMAH-EPP, DMAP인 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속 소스 가스는 TEMAH, TDEAH, TDMAH, TEMAZ, TDEAZ, TDMAZ, TDMAT, TDEAT, TEMAT, PEMAT, PDMAT, PDEAT, TBTDET인 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 금속 소스 가스를 공급한 후에, 상기 제1 금속 소스 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속 소스 가스를 공급한 후에, 상기 제2 금속 소스 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것은 상기 반응기 내에 반응 가스를 공급하고,
    상기 반응기에 플라즈마 파워를 공급하여 플라즈마를 형성하는 것을 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 플라즈마를 형성한 후에 상기 반응 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것은 상기 반응기 내에 반응 가스를 공급하면서 상기 반응기에 플라즈마 파워를 공급하여 플라즈마를 형성하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 플라즈마를 형성한 후에 상기 반응 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  11. 기판이 구비된 반응기 내에 아미노기 또는 알콕시기가 포함된 제1 금속 소스 가스를 공급하고,
    상기 반응기 내에 아미노기 및 알콕시기가 포함되지 않은 제2 금속 소스 가스를 공급하고,
    상기 반응기 내에 산소가 포함된 반응 가스의 플라즈마를 형성하여 상기 반응기에서 발생하는 반사 파워를 보다 감소시키거나 균일하게 하는 것을 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 금속 산화막 내에는 상기 제1 금속 소스 가스 및 제2 금속 소스 가스의 금속 원소가 포함되며 상기 제2 금속 소스 가스의 함량은 상기 제1 금속 소스 가스의 함량보다 적은 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 금속 소스 가스는 TEMAH, TDEAH, TDMAH, TEMAZ, TDEAZ, TDMAZ, TDMAT, TDEAT, TEMAT, PEMAT, PDMAT, PDEAT, TBTDET인 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 금속 소스 가스는 TMA, DMAH, DMAH-EPP, DMAP인 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 금속 소스 가스를 공급한 후에, 상기 제1 금속 소스 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 금속 소스 가스를 공급한 후에, 상기 제2 금속 소스 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것은 상기 반응기 내에 반응 가스를 공급하고,
    상기 반응기에 플라즈마 파워를 공급하여 플라즈마를 형성하는 것을 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 플라즈마를 형성한 후에 상기 반응 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 반응 가스의 플라즈마를 형성하는 것은 상기 반응기 내에 반응 가스를 공급하면서 상기 반응기에 플라즈마 파워를 공급하여 플라즈마를 형성하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 플라즈마를 형성한 후에 상기 반응 가스를 퍼지하는 것을 더 포함하는 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속 소스 가스는 Zr-t butoxide, Hf-t butoxide인 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
  22. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 금속 소스 가스는 Zr-t butoxide, Hf-t butoxide인 원자층 증착법을 이용한 제1 금속 산화막 형성 방법.
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