KR20020051540A - Apparatus for and method of depositing atomic layer - Google Patents
Apparatus for and method of depositing atomic layer Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020051540A KR20020051540A KR1020000080912A KR20000080912A KR20020051540A KR 20020051540 A KR20020051540 A KR 20020051540A KR 1020000080912 A KR1020000080912 A KR 1020000080912A KR 20000080912 A KR20000080912 A KR 20000080912A KR 20020051540 A KR20020051540 A KR 20020051540A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- atomic layer
- gas
- thin film
- gas pipe
- reactant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
- C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 반도체소자의 박막 증착장치에 관한 것으로, 특히 원자층박막 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film deposition apparatus of a semiconductor device, and more particularly to an atomic layer thin film deposition apparatus.
반도체소자의 미세화에 따라 새로운 박막 증착장비가 필요하게 된다. 이에 따라 개발된 원자층 박막 증착장치는 우수한 스텝 커버리지, 낮은 증착온도, 얇은 두께 제어에 대한 요구를 만족시킬 수 있는 장비이다. 그러나 원자층 증착방법은 근본적으로 소오스(source)와 리액턴트(reactant) 가스의 자기제한적인(self-limited) 흡수 특성을 이용하기 때문에 화학증착장치에 비하여 근원적으로 증착율이 사용하는 소오스 및 리액턴트에 의존하여 일정하고, 매우 작은 값을 갖게 되어 생산량의 향상이 없다면 실제 소자에 적용하는데 많은 경제적 부담을 요구한다.With the miniaturization of semiconductor devices, new thin film deposition equipment is needed. The atomic layer deposition apparatus developed according to this is an equipment that can satisfy the requirements for excellent step coverage, low deposition temperature, and thin thickness control. However, the atomic layer deposition method essentially uses the self-limited absorption characteristics of the source and reactant gases, so that the source and reactant used by the deposition rate are fundamentally compared to the chemical vapor deposition apparatus. Depending on the constant, very small value, if there is no improvement in production, it requires a lot of economic burden to apply to the actual device.
도1에 종래의 원자층 증착방법을 구현하기 위한 진행파(Traveling wave) 리액터에 대한 개략도와 반응기체를 주입하는 순서를 나타내었다.FIG. 1 is a schematic view of a traveling wave reactor for implementing a conventional atomic layer deposition method and a procedure of injecting a reactant.
도1에서 알 수 있듯이 진행파 리액터를 이용한 원자층 증착방법은 소오스에 노출시켜 표면에 한 층의 소오스를 화학적으로 흡수(chemical absorption)시키고 여분의 물리적 흡수된 소오스들은 이후 불활성가스를 공급하여 퍼지(purge)시킨다. 이러한 한 층의 소오스를 리액턴트 가스에 다시 노출시켜 화학반응을 일으켜 원하는 박막을 형성하고 여분의 리액턴트가스는 불활성가스를 공급하여 퍼지시키는 과정을 한 주기(cycle)로 하여 박막을 성장시킨다. 이러한 자기제한적인 표면반응메카니즘은 컨포멀(conformal)한 박막을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 균일한 박막을 얻을 수 있다. 또한, 원자층 증착방법은 소오스와 리액턴트를 서로 분리하기 때문에 CVD(Chemical vapor deposition)에 비하여 가스 상 반응(Gas phase reaction)에 의한 이물질 생성을 억제한다.As can be seen in FIG. 1, the atomic layer deposition method using a traveling wave reactor chemically absorbs a layer of a source onto a surface by exposing it to a source, and the extra physically absorbed sources are then purged by supplying an inert gas. ) The source of one layer is exposed again to the reactant gas to cause a chemical reaction to form a desired thin film, and the excess reactant gas is grown in one cycle by supplying and purging the inert gas. This self-limiting surface reaction mechanism can obtain a uniform thin film as well as a conformal thin film. In addition, the atomic layer deposition method separates the source and the reactant from each other, thereby suppressing foreign matter generation by gas phase reaction as compared with chemical vapor deposition (CVD).
아래의 반응식은 TiN박막 증착을 위한 반응식이다.The reaction scheme below is for the TiN thin film deposition.
6TiCl4(g) + 8NH3(g) --> 6TiN(s) + 24HCl(g) + N2(g)6TiCl4 (g) + 8NH3 (g)-> 6TiN (s) + 24HCl (g) + N2 (g)
이상의 원자층 증착을 위한 진행파 리액터는 소오스를 효과적으로 사용하고, 주기 시간을 줄일 수 있으나, 생산량은 TiN의 경우 약 3-4WPH(Wafer per hours)로 양산 적용시 많은 장비와 공간 및 유지비용이 필요하다.The traveling wave reactor for the atomic layer deposition can use the source effectively and reduce the cycle time, but the production volume is about 3-4WPH (Wafer per hours) for TiN, which requires a lot of equipment, space, and maintenance cost. .
소오스로 TiCl4를, 리액턴트로 NH3를 사용하여 ALD TiN박막을 증착하는 경우, 증착율과 두께는 온도, 반응압력 및 장치에 의존성이 매우 적고, 상술한 원자층 박막 증착방법의 근원적인 자기제한적인 표면반응메카니즘에 따라 약 0.2-0.5Å/주기 값을 보인다.In the case of depositing ALD TiN thin films using TiCl 4 as a source and NH 3 as a reactant, the deposition rate and thickness are very dependent on temperature, reaction pressure, and device, and the self-limiting surface of the atomic layer thin film deposition method described above. Depending on the reaction mechanism, the value is about 0.2-0.5 ms / cycle.
최근 이러한 근본적인 ALD TiN 증착율의 한계를 극복하기 위하여 Zn을 TiCl4 감소제(reducing agent)로 사용하여 깁스에너지(Gibbs energy)를 감소시켜 증착율을 증가시키려는 노력이 있었다.Recently, in order to overcome this fundamental limitation of ALD TiN deposition rate, there has been an effort to increase deposition rate by reducing Gibbs energy using Zn as a TiCl4 reducing agent.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 소오스 및 리액턴트를 제트스트림 플라즈마를 통과시켜 활성화함으로써 ALD TiN박막의 단위 사이클당 증착박막두께를 향상시킬 수 있도록 하는 원자층 박막 증착장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides an atomic layer thin film deposition apparatus and method for improving the deposition thin film thickness per unit cycle of an ALD TiN thin film by activating a source and a reactant through a jetstream plasma. The purpose is to.
도1은 종래의 원자층박막 증착장비 및 가스공급 개략도.1 is a schematic view of a conventional atomic layer deposition equipment and gas supply.
도2는 본 발명에 의한 원자측박막 증착장비의 가스관 연결도.Figure 2 is a gas pipe connection of the atomic side thin film deposition equipment according to the present invention.
도3은 본 발명에 의한 원자층박막 증착장비의 제트스트림 플라즈마 발생장치의 구성도.Figure 3 is a block diagram of a jet stream plasma generator of the atomic layer thin film deposition apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10:제트스트림 플라즈마 발생장치 11:가스관10: jet stream plasma generator 11: gas pipe
12:내부플레이트 13:외부전극12: Inner plate 13: External electrode
14:구멍 15:접지14: Hole 15: Ground
16:AC전원16: AC power
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원자층박막 증착장치는 소오스 공급용 가스관과; 리액턴트 공급용 가스관; 퍼지용 가스 공급용 가스관; 상기 소오스 공급용 가스관 또는 리액턴트 공급용 가스관 중의 적어도 어느 하나에 연결된 제트스트림 플라즈마 발생장치; 및 상기 소오스 공급용 가스관과 리액턴트 공급용 가스관의 일단에 각각 연결되며, 소정의 원자층 박막의 증착이 이루어지는 리액터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The atomic layer thin film deposition apparatus of the present invention for achieving the above object is a gas supply for the source pipe; A gas pipe for reactant supply; A gas supply pipe for purging gas; A jetstream plasma generator connected to at least one of the source supply gas pipe and the reactant supply gas pipe; And a reactor connected to one end of the source supply gas pipe and the reactant supply gas pipe, respectively, and depositing a predetermined atomic layer thin film.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원자층박막 증착방법은 원자층박막 증착장치의 가스관을 통해 소정의 소오스가스를 주입하는 단계와; 상기 주입된 소오스가스를 제트스트림 플라즈마에 통과시켜 활성화된 래디컬로 만드는 단계; 상기 활성화된 래디컬을 상기 원자층박막 증착장치의 리액터로 공급하여 리액터 안에 장착된 웨이퍼상에 화학적흡수시키는 단계; 상기 소오스가스의 주입을 중단하는 단계; 소정의 퍼지용 가스를 상기 원자층박막 증착장치에 주입하여 남아 있는 상기 활성화 래디컬을 퍼지시키는 단계; 상기 퍼지용 가스의 주입을 중단하는 단계; 소정의 리액턴트가스를 상기 원자층박막 증착장치에 주입하는 단계; 상기 리액턴트가스의 주입을 중단하는 단계; 및 상기 퍼지용 가스를 다시 주입하여 반응하지 않고 남아 있는 리액턴트가스와 반응부산물을 퍼지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The atomic layer thin film deposition method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of injecting a predetermined source gas through the gas pipe of the atomic layer thin film deposition apparatus; Passing the injected source gas through a jetstream plasma to make activated radicals; Supplying the activated radicals to a reactor of the atomic layer deposition apparatus and chemically absorbing them on a wafer mounted in the reactor; Stopping the injection of the source gas; Purging the remaining active radicals by injecting a predetermined purge gas into the atomic layer deposition apparatus; Stopping injection of the purge gas; Injecting a predetermined reactant gas into the atomic layer deposition apparatus; Stopping injection of the reactant gas; And purging the reactant gas and the reaction by-product remaining without reacting by injecting the purge gas again.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
도2는 본 발명에 의한 원자층 박막 증착장비에 연결되는 가스관의 개략도이다. 도2를 참조하면, 밸브(V1)와 밸브(V3)를 열어 소오스인 TiCl4를 공급한다. TiCl4의 유량은 제1유량제어장치(mass flow control;MFC1)로 세팅한다. 이와 같이 공급된 TiCl4는 제트스트림 플라즈마 발생장치(10)에 의해 발생되는 제트스트림 플라즈마를 통과하여 TiCl4, 활성화된 TiCl4(TiCl4*), TiCl3가 되어 원자층 박막 증착장비의 리액터로 공급된다. 이 리액터는 진행파 형태이거나 샤워형태일 수 있다. 또한, 리액터는 수직으로 쌓거나 한 챔버에 2장 이상의 웨이퍼를 장착하여 한 번에 여러 장의 웨이퍼를 처리할 수 있도록 할 수도 있다.Figure 2 is a schematic diagram of a gas pipe connected to the atomic layer thin film deposition apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 2, the valve V1 and the valve V3 are opened to supply TiCl 4, which is a source. The flow rate of TiCl4 is set by a first mass flow control (MFC1). The TiCl 4 thus supplied passes through the jet stream plasma generated by the jet stream plasma generator 10 to become TiCl 4, activated TiCl 4 (TiCl 4 *), and TiCl 3, and is supplied to the reactor of the atomic layer deposition apparatus. The reactor may be in the form of traveling waves or in the form of a shower. In addition, the reactor may be stacked vertically or by mounting two or more wafers in one chamber to process several wafers at once.
상기의 TiCl4 소오스를 공급함에 있어서, N2,Ar, He와 같은 캐리어가스를 이용하거나 TiCl4 앰플을 일정온도(10℃) 가열하여 자체 TiCl4증기압을 이용하거나 또는 TiCl4를 액체형태로 공급할 수 있다.In supplying the TiCl4 source, using a carrier gas such as N2, Ar, He, or by heating the TiCl4 ampoule at a constant temperature (10 ° C), the TiCl4 vapor pressure may be used, or TiCl4 may be supplied in liquid form.
본 발명에서 사용되는 제트스트림 플라즈마 발생장치는 도3과 같이 구성된다. 제트스트림 플라즈마 발생장치의 가스관(11)은 석영(Quartz)으로 되어 있고, 플라즈마를 발생시키기 위한 전극은 원반형의 내부플레이트(12)와 외부전극(13)으로 되어 있다. 내부플레이트(12)는 석영관(11)의 양끝에 위치하며 재질은 금속(예컨대 Ni)으로 만들어진다. 원반형 내부플레이트(12)는 다수개(1개 이상)의 구멍(14)을 가진다. 이 구멍의 지름은 5mm이하로서 발생된 플라즈마가 석영관(11) 밖으로 형성되는 것을 막아준다. 상기 원반형 내부플레이트(12)는 접지(15)로 연결된다. 상기 내부플레이트는 원반형이 아닌 다른 형태를 가질 수 있으며, 내부플레이트의 구멍도 원형이 아닌 다른 형태를 가질 수 있다.The jetstream plasma generator used in the present invention is configured as shown in FIG. The gas pipe 11 of the jetstream plasma generating apparatus is made of quartz, and the electrodes for generating plasma are made of a disk-shaped inner plate 12 and an outer electrode 13. The inner plate 12 is located at both ends of the quartz tube 11 and is made of metal (for example, Ni). Disc shaped inner plate 12 has a plurality (one or more) of holes (14). The diameter of this hole is 5 mm or less, which prevents the generated plasma from forming out of the quartz tube 11. The disc shaped inner plate 12 is connected to ground 15. The inner plate may have a shape other than the disc shape, and the hole of the inner plate may have a shape other than the circular shape.
외부전극(13)은 석영관(11)의 외면을 따라 감겨진 코일로 구성된다. 또는 실린더 형태를 가질 수도 있다. 외부전극에는 플라즈마가 형성될 수 있도록 AC전원(16)을 이용하여 고주파(13.56MHz-GHz) 전력(1000W이상)을 AC로 인가한다. 제트스트림 플라즈마에는 항상 고주파 전력을 인가하여 TiCl4가 통과하는 경우에 플라즈마가 생성되도록 한다.The external electrode 13 is composed of a coil wound along the outer surface of the quartz tube 11. Or it may have a cylinder form. The high frequency (13.56 MHz-GHz) power (1000 W or more) is applied to the AC using the AC power source 16 to form a plasma on the external electrode. High frequency power is always applied to the jetstream plasma so that the plasma is generated when TiCl4 passes.
제트스트림 플라즈마를 발생시키기 위해 석영관(11)의 내부압력은 mTorr 범위로 한다.In order to generate the jet stream plasma, the internal pressure of the quartz tube 11 is in the mTorr range.
다시 도2로 돌아가면, 밸브(V1)와 밸브(V3)를 닫고, 밸브(V5)를 열어 퍼지용 가스인 N2와 Ar을 주입한다. 퍼지용 가스 N2와 Ar의 유량은 제4 및 제5유량제어장치(MFC4, MFC5)로 결정한다.2, the valve V1 and the valve V3 are closed, the valve V5 is opened, and N2 and Ar, which are purge gases, are injected. The flow rates of the purge gases N2 and Ar are determined by the fourth and fifth flow rate control devices MFC4 and MFC5.
이와 같이 퍼지용 가스를 주입하여 표면에 화학적 흡수가 되지 않은 여분의 TiCl4, 활성화된 TiCl4(TiCl4*), TiCl3를 퍼지한다.The purge gas is injected as described above to purge the excess TiCl 4, activated TiCl 4 (TiCl 4 *), and TiCl 3 that are not chemically absorbed on the surface.
다음에 밸브(V5)를 닫고, 밸브(V7)와 밸브(V8)를 열어 제2유량제어장치 (MFC2)에 의해 유량이 결정된 NH3를 리액터로 공급한다.Next, the valve V5 is closed, the valve V7 and the valve V8 are opened, and NH3 whose flow rate is determined by the second flow rate controller MFC2 is supplied to the reactor.
이어서 밸브들(V7,V8)을 닫고 제4유량제어장치(MFC4)로 유량이 세팅된 Ar, N2를 밸브(V6)를 열어 이 밸브를 통해 공급하여 반응하지 않은 여분의 NH3와 반응부산물인 HCl, N2를 퍼지한다.Subsequently, the valves V7 and V8 are closed, and Ar and N2 with the flow rate set to the fourth flow control device MFC4 are opened through the valve V6, and the excess NH3 and the reaction byproduct HCl, which are not reacted, are supplied. , Purge N2.
즉, 본 발명의 원자층 박막 증착방법은 먼저, TiCl4 공급용 가스관에 제트스트림 플라즈마를 도입시켜 이 도입된 제트스트림 플라즈마에 TiCl4를 통과시키면 다음과 같이 활성화된 래디컬이 된다.That is, in the atomic layer thin film deposition method of the present invention, when jet stream plasma is first introduced into the TiCl4 supply gas pipe and TiCl4 is passed through the introduced jet stream plasma, radicals are activated as follows.
TiCl4 + 플라즈마 --> TiCl4* + TiCl3 + Cl*TiCl4 + Plasma-> TiCl4 * + TiCl3 + Cl *
이와 같이 활성화된 TiCl4*, TiCl3(래디컬)은 같은 공정조건하에서 NH3와의 반응 깁스 프리 에너지(Gibbs free energy)가 더 작아 강한 반응성을 보인다. 또한, 이러한 래디컬은 NH3 흡수지점에 대한 반응이 강하여 Ti 흡수율을 증가시켜 증착율의 향상을 가져온다.TiCl4 * and TiCl3 (radical) activated as described above show a strong reactivity with smaller Gibs free energy reaction with NH3 under the same process conditions. In addition, such radicals have a strong reaction to the NH 3 absorption point, thereby increasing the Ti absorption rate, thereby improving the deposition rate.
본 발명의 다른 실시예들로서, 상기 제트스트림 플라즈마를 소오스가 아닌 NH3 가스관에 도입하는 것도 가능하다. 그리고 TiN박막 이외에도 TiOx, BST, STO, PZT, TiSiN, Ti박막 등을 증착하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이러한 박막들을 증착하는 경우, 박막증착의 활성화 에너지원(activation energy source)으로 열적(thermal) 에너지원, 플라즈마 이용(plasma enhanced) 에너지원, 광 이용(photo-assistent) 에너지원, 리모트 플라즈마(remote plasma) 에너지원 등을 이용할 수 있다. 열적 에너지원을 사용할 경우에는 저항성 히터와 할로겐 램프 등을 증착장치에 적용하고, 플라즈마를 이용하는 에너지원의 경우에는 리모트 RF(Radio frequency)를 이용하여 플라즈마를 구현한다.As another embodiment of the present invention, it is also possible to introduce the jetstream plasma into the NH3 gas pipe rather than the source. In addition to the TiN thin film, the present invention can be applied to the deposition of TiOx, BST, STO, PZT, TiSiN, Ti thin film and the like. In the case of depositing such thin films, a thermal energy source, plasma enhanced energy source, photo-assistent energy source, remote plasma as activation energy source of thin film deposition. ) Energy sources and the like can be used. In the case of using a thermal energy source, a resistive heater and a halogen lamp are applied to a deposition apparatus, and in the case of an energy source using plasma, a plasma is implemented using a remote RF (Radio frequency).
TiN, TiOx, TiSiN, Ti박막을 증착하고자 하는 경우에는 소오스로 TiCl4, TDMAT, TEMAT를 사용하고, 리액턴트로 NH3, N2를 사용하는 것이 바람직하다.In order to deposit TiN, TiOx, TiSiN, and Ti thin films, it is preferable to use TiCl4, TDMAT, TEMAT as a source, and NH3, N2 as a reactant.
한편, 소오스가스, 리액턴트가스, 퍼지용 가스의 유량의 균일성을 확보하기 위하여 리액턴트 외곽의 펌핑포트를 10개 이상 또는 이하로 할 수 있으며, 펌핑포트용 구멍을 원형 또는 다른 형태로 할 수 있다.On the other hand, in order to ensure the uniformity of the flow rate of the source gas, the reactant gas, and the purge gas, 10 or more pumping ports may be formed outside the reactant, and the hole for the pumping port may be circular or other. have.
또한, TiCl4의 환원을 추가로 확보하기 위해 제트스트림 플라즈마에 H2를 흘려줄 수도 있다.In addition, H 2 may be flowed into the jetstream plasma to further secure reduction of TiCl 4.
또한, 제트스트림 플라즈마 발생장치가 연결된 TiCl4 공급관과 제트스트림 플라즈마 발생장치가 연결되지 않은 기존의 TiCl4 공급관을 병렬로 연결하여 사용할 수도 있다.In addition, the TiCl4 supply pipe connected to the jetstream plasma generator and the existing TiCl4 supply pipe not connected to the jetstream plasma generator may be connected and used in parallel.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명은 기존의 원자층 증착방법에 제트스트림 플라즈마를 도입하여 다음과 같은 효과를 얻는다. 먼저, 기존의 리액터로 TiN박막을 증착하는 경우, 0.2-0.5Å/cycle의 증착율만 가능하여 300Å 두께의 TiN박막이 필요한 TaON(Ta2O5) MIS(Metal insulator semionductor) 커패시터구조에서는 한 공정모듈당 약 3-4WPH 정도의 생산량이 가능하여 30000장 용량의 공장에서는 2개의 공정모듈을 가진 시스템이 약 6대 필요하지만 본 발명의 리액터를 이용할 경우에는 한 공정모듈당 약 8-10WPH가 가능하여 30000장 용량의 공장을 유지하는데 필요한 시스템은 약 4대면 충분하다. 또한, 장비구입 비용의 절감 뿐만 아니라 상대적으로 작은 시스템을 유지하기 때문에 공장내의 공간 절감 및 장비 유지관리 비용의 절감도 예상된다.The present invention obtains the following effects by introducing a jetstream plasma to the conventional atomic layer deposition method. First, when depositing a TiN thin film with a conventional reactor, a TaON (Ta2O5) MIS (Metal insulator semionductor) capacitor structure requiring a 300N thick TiN thin film with only a deposition rate of 0.2-0.5 kW / cycle is about 3 per process module. The production capacity of about -4WPH is possible in a factory with a capacity of 30,000 sheets, and about 6 systems with two process modules are required.However, when using the reactor of the present invention, about 8-10WPH is possible per process module. About four systems are needed to maintain the plant. In addition, because of the relatively small system as well as the reduction of equipment purchase costs, space savings and equipment maintenance costs in the plant are expected.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2000-0080912A KR100390830B1 (en) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | Apparatus for and method of depositing atomic layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2000-0080912A KR100390830B1 (en) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | Apparatus for and method of depositing atomic layer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20020051540A true KR20020051540A (en) | 2002-06-29 |
KR100390830B1 KR100390830B1 (en) | 2003-07-10 |
Family
ID=27685111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2000-0080912A KR100390830B1 (en) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | Apparatus for and method of depositing atomic layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100390830B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100555575B1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | Atomic layer deposition apparatus and method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5464667A (en) * | 1994-08-16 | 1995-11-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Jet plasma process and apparatus |
KR100347379B1 (en) * | 1999-05-01 | 2002-08-07 | 주식회사 피케이엘 | Atomic layer deposition apparatus for depositing multi substrate |
KR100624030B1 (en) * | 1999-06-19 | 2006-09-19 | 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 | Chemical deposition reactor and method of forming a thin film using the same |
KR20010036268A (en) * | 1999-10-07 | 2001-05-07 | 윤종용 | Method for forming a metallic oxide layer by an atomic layer deposition |
KR100378186B1 (en) * | 2000-10-19 | 2003-03-29 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device adopting thin film formed by atomic layer deposition and fabrication method thereof |
-
2000
- 2000-12-22 KR KR10-2000-0080912A patent/KR100390830B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100555575B1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | Atomic layer deposition apparatus and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100390830B1 (en) | 2003-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210320003A1 (en) | Method of forming a nitrogen-containing carbon film and system for performing the method | |
US9466524B2 (en) | Method of depositing metals using high frequency plasma | |
KR101172147B1 (en) | Method for forming thin film using radicals generated by plasma | |
US7527693B2 (en) | Apparatus for improved delivery of metastable species | |
US8334218B2 (en) | Method of forming non-conformal layers | |
TW202104631A (en) | Cyclical deposition method including treatment step and apparatus for same | |
US20050223982A1 (en) | Apparatus and method for depositing thin film on wafer using remote plasma | |
US20130330933A1 (en) | Method for Forming Silicon-Containing Dielectric Film by Cyclic Deposition with Side Wall Coverage Control | |
JP2003517731A (en) | Apparatus and method for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition | |
KR20110007056A (en) | Method of forming stress-tuned dielectric film having si-n bonds by modified peald | |
US6040010A (en) | Catalytic breakdown of reactant gases in chemical vapor deposition | |
KR20030011399A (en) | Plasma enhanced atomic layer deposition equipment and method of forming a thin film using the same | |
KR19990074809A (en) | Thin Film Manufacturing Method | |
KR100685823B1 (en) | Method for depositing | |
KR100390830B1 (en) | Apparatus for and method of depositing atomic layer | |
KR100532949B1 (en) | Plasma assistive batch type atomic layer deposition apparatus | |
KR101596329B1 (en) | Apparatus and method for performing plasma enhanced atomic layer deposition employing very high frequency | |
KR20220068484A (en) | Thin film deposition method | |
KR100399067B1 (en) | Apparatus for atomic layer deposition | |
KR20040048618A (en) | Atomic layer deposition apparatus | |
KR100617883B1 (en) | Method for depositing thin film on wafer using ECTDMAT | |
KR100511914B1 (en) | Method for fabricating of semiconductor device using PECYCLE-CVD | |
WO2022044817A1 (en) | Film formation method and film formation device | |
US20240060174A1 (en) | Method of forming material within a recess | |
KR20150122433A (en) | High-presure atomic layer deposition process |
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: 20110526 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |