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

원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100781543B1
KR100781543B1 KR1020060070341A KR20060070341A KR100781543B1 KR 100781543 B1 KR100781543 B1 KR 100781543B1 KR 1020060070341 A KR1020060070341 A KR 1020060070341A KR 20060070341 A KR20060070341 A KR 20060070341A KR 100781543 B1 KR100781543 B1 KR 100781543B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
source gas
metal source
forming
plasma
metal
Prior art date
Application number
KR1020060070341A
Other languages
English (en)
Inventor
김주연
원석준
김원홍
송민우
박정민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060070341A priority Critical patent/KR100781543B1/ko
Priority to US11/812,882 priority patent/US7807584B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100781543B1 publication Critical patent/KR100781543B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L21/31616—Deposition of Al2O3
    • H01L21/3162—Deposition of Al2O3 on a silicon body
    • H01L21/205—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45531—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations specially adapted for making ternary or higher compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/4554—Plasma being used non-continuously in between ALD reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/515—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using pulsed discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02181—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing hafnium, e.g. HfO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/3141—Deposition using atomic layer deposition techniques [ALD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L21/31637—Deposition of Tantalum oxides, e.g. Ta2O5
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L21/31641—Deposition of Zirconium oxides, e.g. ZrO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L21/31645—Deposition of Hafnium oxides, e.g. HfO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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.
KR1020060070341A 2006-07-26 2006-07-26 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법 KR100781543B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060070341A KR100781543B1 (ko) 2006-07-26 2006-07-26 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법
US11/812,882 US7807584B2 (en) 2006-07-26 2007-06-22 Method of forming metallic oxide films using atomic layer deposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060070341A KR100781543B1 (ko) 2006-07-26 2006-07-26 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100781543B1 true KR100781543B1 (ko) 2007-12-03

Family

ID=38986866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060070341A KR100781543B1 (ko) 2006-07-26 2006-07-26 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7807584B2 (ko)
KR (1) KR100781543B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101772478B1 (ko) 2014-12-31 2017-08-29 주식회사 유진테크 머티리얼즈 유기 13족 전구체 및 이를 이용한 박막 증착 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010036268A (ko) * 1999-10-07 2001-05-07 윤종용 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성방법
KR20020064126A (ko) * 2001-01-31 2002-08-07 주식회사 다산 씨.앤드.아이 원자층 화학기상증착을 이용한 게이트 산화막 형성방법
US7067439B2 (en) 2002-06-14 2006-06-27 Applied Materials, Inc. ALD metal oxide deposition process using direct oxidation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101003700B1 (ko) 2003-08-19 2010-12-23 주성엔지니어링(주) 원자층 증착을 이용한 금속 산화막 형성 방법
KR100582404B1 (ko) 2004-06-30 2006-05-22 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치의 캐패시터 제조방법
KR100582405B1 (ko) 2004-06-30 2006-05-22 주식회사 하이닉스반도체 캐패시터 및 그 제조 방법
US8097300B2 (en) * 2006-03-31 2012-01-17 Tokyo Electron Limited Method of forming mixed rare earth oxynitride and aluminum oxynitride films by atomic layer deposition
US7537804B2 (en) * 2006-04-28 2009-05-26 Micron Technology, Inc. ALD methods in which two or more different precursors are utilized with one or more reactants to form materials over substrates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010036268A (ko) * 1999-10-07 2001-05-07 윤종용 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성방법
KR20020064126A (ko) * 2001-01-31 2002-08-07 주식회사 다산 씨.앤드.아이 원자층 화학기상증착을 이용한 게이트 산화막 형성방법
US7067439B2 (en) 2002-06-14 2006-06-27 Applied Materials, Inc. ALD metal oxide deposition process using direct oxidation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101772478B1 (ko) 2014-12-31 2017-08-29 주식회사 유진테크 머티리얼즈 유기 13족 전구체 및 이를 이용한 박막 증착 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20080026596A1 (en) 2008-01-31
US7807584B2 (en) 2010-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100791334B1 (ko) 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법
TWI432597B (zh) 金屬矽氮化物膜的電漿增強循環性沉積方法
US8557702B2 (en) Plasma-enhanced atomic layers deposition of conductive material over dielectric layers
CN100537842C (zh) 通过循环沉积制备金属硅氮化物薄膜的方法
US20100136313A1 (en) Process for forming high resistivity thin metallic film
KR100640550B1 (ko) 플라즈마 ａｌｄ 박막증착방법
US6905737B2 (en) Method of delivering activated species for rapid cyclical deposition
US7595270B2 (en) Passivated stoichiometric metal nitride films
US20080003838A1 (en) Deposition of complex nitride films
JP4851433B2 (ja) 金属ケイ素含有膜の周期的化学気相堆積
US20080113110A1 (en) Plasma-enhanced deposition of metal carbide films
US20040213908A1 (en) Deposition methods and apparatus for improved delivery of metastable species
JP5109299B2 (ja) 成膜方法
TW202322222A (zh) 用於三維垂直ｎａｎｄ字元線的金屬填充製程
KR20110104432A (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
EP2310551B1 (en) Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate
KR100781543B1 (ko) 원자층 증착법을 이용한 금속 산화막 형성 방법
KR101295031B1 (ko) 금속 실리콘 질화물 박막의 플라즈마 강화 사이클릭 증착방법
KR20110006450A (ko) 반도체 소자의 유전 박막 형성 방법
US11189486B2 (en) Method for depositing an insulating material into a via
KR20110018005A (ko) 박막 증착방법
KR20090107006A (ko) 금속 실리콘 질화물 박막의 플라즈마 강화 사이클릭 증착방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121031

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131031

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141031

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee