KR20040020422A - 소스 가스 공급 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 소스 가스 공급 방법 및 장치가 개시되어 있다. 용기에 수용된 액체 소스는 가열된 캐리어 가스의 버블링에 의해 기화된다. 가열된 캐리어 가스와 액체 소스로부터 기화된 기체 소스가 혼합된 소스 가스의 온도는 가열된 캐리어 가스에 의해 상승된다. 소스 가스의 온도 상승은 기체 소스의 증기압을 상승시키고, 이에 따라 액체 소스의 기화 효율이 향상된다. 또한, 소스 가스의 온도 상승은 소스 가스의 공급 도중에 소스 가스로부터 불순물의 석출을 감소시킨다. 따라서, 반도체 기판 상에 형성되는 막의 증착율이 상승되며, 상기 막의 불순물이 감소된다.

Description

소스 가스 공급 방법 및 장치{Method and apparatus for supplying a source gas}
본 발명은 소스 가스 공급 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판 상에 막을 형성하기 위한 액체 소스를 소스 가스로 변환시켜 공급하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 증착, 포토리소그래피, 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 상기 단위 공정들 중에서 증착 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하는 공정으로, 최근 반도체 기판 상에 형성되는 패턴이 미세화되고, 패턴의 종횡비(aspect ratio)가 커짐에 따라 점차 중요도가 높아지고 있다.
상기 반도체 기판 상에 막을 형성하는 방법에는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition ; CVD), 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition ; LPCVD), 플라즈마 증대 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD), 금속 유기 화학 기상 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition ; MOCVD)과 같은 통상적인 방법들이 있으며, 최근 주목받고 있는원자층 증착(Atomic Layer Deposition ; ALD), 사이클릭 화학 기상 증착(Cyclic Chemical Deposition ; CCVD), 디지털 화학 기상 증착(Digital Chemical Vapor Deposition ; DCVD), 어드밴스트 화학 기상 증착(Advanced Chemical Vapor Deposition ; ACVD)이 있다.
상기 막 형성 기술들에서는 막의 재료로서 필요한 원소를 기체 상태로 기판 상에 공급한다. 따라서, 기판 상에 필요한 요소만을 공급하는 것이 아니라 유기금속 전구체(metalorganic precursor), 금속 할로겐화물(metal halides) 등과 같은 형태의 반응물로 소스 가스를 기판 상에 공급한다. 형성하고자 하는 막 내의 불순물을 최소화하기 위하여, 상기와 같이 기판 상에 공급되는 반응물 중에서 금속 원소와 결합된 유기 리간드(organic ligand) 또는 할로겐화물(halides)은 화학 기상 증착 방법에서는 분해(decomposition)에 의하여 제거되며, 원자층 증착 방법에서는 화학 치환(chemical exchange)에 의하여 제거된다. 즉, 원자층 증착 방법에서는 필요한 소스 가스들이 반응 챔버 내에서 혼합되지 않고 한 종류씩 펄스(pulse) 방식으로 공급된다. 예를 들면, 제1소스 가스 및 제2소스 가스를 사용하여 막을 형성하는 경우, 먼저 공정 챔버로 제1소스 가스만을 공급하여 기판 상에 상기 제1소스 가스를 화학적으로 흡착(chemisorption)시키고, 그 후 제2소스 가스를 공정 챔버로 공급하여 상기 제2소스 가스를 기판 상에 화학적으로 결합시킨다.
일반적으로, 상기 소스 가스는 액체 소스로부터 기화되며, 캐리어 가스에 의해 공정 챔버로 공급된다. 상기 막 형성 기술에서 주요 제어 변수는 증착 온도, 증착 압력, 소스 가스 공급 시간, 퍼지 가스 공급 시간, 소스 가스의 불순물 함유 정도 및 농도 등이며, 최근 반도체 장치의 집적도가 증가됨에 따라 상기 막의 불순물의 함유 정도와 스텝 커버리지(step coverage) 및 균일도(uniformity) 등이 반도체 장치의 성능을 결정하는 주요한 요인으로 대두되고 있다.
상기 소스 가스의 공급 장치에 대한 일 예로서, 미합중국 특허 제6,155,540호(issued to Takamatsu et al.)에는 액상 원료를 기화시켜 기체 상태로 공급하는 장치가 개시되어 있다. 상기 미합중국 특허에 의하면, 화학 기상 증착을 위한 액체 원료는 조절된 유량으로 기화기(vaporizer)로 유입되고, 기화기의 내부 또는 외부에 배치된 초음파 분무 장치(ultrasonic atomizing device)에 의해 분무되며, 캐리어 가스에 의해 가열되어 기화된다.
또한, 소스 가스 공급 방법에는 액체 소스 내에서 캐리어 가스를 버블링시켜 소스 가스를 형성하는 방법이 있다. 도 1에는 종래의 소스 가스 공급 장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 밀폐된 용기(102) 내부에는 액체 소스가 수용되어 있으며, 용기(102)의 하부에는 액체 소스(10)를 가열하기 위한 히터(104)가 배치되어 있다. 캐리어 가스 공급관(110)은 용기(102)의 상부를 관통하여 설치되어 있고, 캐리어 가스 공급관(110)의 단부는 용기(102)에 수용된 액체 소스(10)에 잠겨 있다. 액체 소스(10)는 캐리어 가스 공급관(110)으로부터 공급된 캐리어 가스의 버블링 및 히터에 의한 온도 상승에 의해 기화된다. 용기(102) 내부에서 형성된 기체 소스(vapor source)는 캐리어 가스와 함께 소스 가스 공급관(112)을 통해 공정 챔버(140)로 공급된다.
한편, 공정 챔버(140)를 정화하기 위한 퍼지 가스(purge gas)를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관(114)이 공정 챔버(140)와 연결되어 있다.
공정 챔버(140)의 내부에는 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(142)과, 반도체 기판(W)의 온도를 조절하기 위한 히터(미도시) 등이 구비되어 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 공정 챔버(140)의 내부 압력을 조절하기 위한 진공 펌프 및 압력 조절 밸브 등이 공정 챔버(140)와 연결되어 있다.
한편, 캐리어 가스 공급관(110)에는 용기(102)로 공급되는 캐리어 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 제어 밸브(120)가 설치되어 있으며, 소스 가스 공급관(112) 및 퍼지 가스 공급관(114)은 기체 소스와 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스의 유량 및 퍼지 가스의 유량을 조절하기 위한 통합 가스 공급 유닛(130, Integrated Gas Supply unit ; 이하 IGS 유닛이라고 한다)을 통해 공정 챔버(140)와 연결되어 있다.
공정 챔버(140)로 공급된 소스 가스는 반도체 기판(W)의 표면과 반응하여 반도체 기판(W)의 표면에 막을 형성하며, 미반응 가스 및 반응 부산물은 퍼지 가스의 공급 및 진공 펌프의 작동에 의해 공정 챔버(140)로부터 배출된다.
상기와 같은 소스 가스 공급 장치(100)를 사용하여 반도체 기판(W) 상에 막을 형성하는 원자층 증착 공정을 수행하는 경우, 용기(102)로 공급되는 캐리어 가스의 온도는 약 23℃의 실온이며, 용기(102)에 수용된 액체 소스(10)는 히터(104)에 의해 고온으로 가열된다. 예를 들면, 반도체 기판(W) 상에 티타늄 산화막(TiO2)을 형성하기 위한 액체 소스(10)로서 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)를 사용하는 경우, 액체 소스(10)는 약 80℃ 이상으로 가열된다. 이때, 캐리어 가스의 온도가 액체 소스(10)의 온도보다 낮기 때문에 액체 소스(10)의 기화 효율이 저하되며, 이에 따라 티타늄 산화막의 증착 속도가 저하된다.
따라서, 목적하는 두께의 막을 증착하기 위해서는 캐리어 가스의 공급 유량과 공급 시간을 증가시켜야 한다. 도 2 및 도 3에는 도 1에 도시된 소스 가스 공급 장치를 사용하여 원자층 증착 방법으로 반도체 기판 상에 티타늄 산화막을 형성하는 경우, 티타늄 산화막의 증착율(deposition rate)이 도시되어 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 티타늄 산화막의 증착율은 캐리어 가스의 공급 유량 및 공급 유량의 증가에 따라 증가하는 것을 알 수 있다. 티타늄 산화막의 증착 공정에 사용된 소스 가스는 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)와 오존(O3)이며, 캐리어 가스와 퍼지 가스는 아르곤(Ar) 가스이다. 도 2에서, 캐리어 가스 공급 시간 및 퍼지 시간은 각각 2초이며, 도 3에서 캐리어 가스의 공급 유량은 500sccm이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 액체 소스의 가열 온도를 무리하게 상승시키는 경우, 액체 소스의 열 분해(decomposition)로 인해 액체 소스의 특성이 변하는 문제점이 발생된다. 따라서, 액체 소스의 온도를 상승시켜 액체 소스의 기화 효율을 향상시키는 것은 아주 제한적이다. 또한, 목적하는 두께를 갖는 막을 형성하기 위해 소스 가스 공급 시간을 연장시키면, 이에 따라 퍼지 가스 공급 시간도 연장되며, 소스 가스 공급 시간 및 퍼지 가스 공급 시간의 연장은 증착 공정의 쓰루풋(throughput)을 감소시킨다.
한편, 소스 가스 공급관을 통해 공급되는 소스 가스의 온도는 캐리어 가스에 의해 액체 소스의 온도보다 낮은 온도를 가지며, IGS 유닛을 통해 공정 챔버로 공급되는 퍼지 가스의 온도는 초기의 캐리어 가스의 온도와 동일하다. 따라서, IGS 유닛의 온도는 퍼지 가스에 의해 소스 가스의 온도보다 낮은 온도를 갖는다. 따라서, 소스 가스 공급관 및 IGS 유닛을 통과하는 소스 가스에 포함된 금속 유기물의 일부가 온도 저하에 의해 고체 상태로 석출되는 현상이 발생한다. 상기와 같이 석출된 금속 유기물은 공정 챔버 내부로 이동하여 반도체 기판 상에 형성되는 막의 불순물로서 작용한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 액체 소스의 기화 효율을 향상시키고, 불순물 발생을 억제하는 소스 가스 공급 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 소스 가스 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 소스 가스 공급 장치로부터 공급되는 소스 가스에 의해 형성되는 티타늄 산화막의 증착율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 가스 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 소스 가스 공급 방법을 수행하기 위한 소스 가스 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 다수의 소스 가스를 공급하기 위한 소스 가스 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 액체 소스20 : 소스 가스
200 : 소스 가스 공급 장치210 : 불활성 가스 공급관
212 : 핫 가스 발생기214 : 캐리어 가스 공급관
216 : 유량 조절 밸브218 : 용기
220 : 제1히터222 : 소스 가스 공급관
224 : 퍼지 가스 공급관230 : 통합 가스 공급 유닛(IGS 유닛)
232 : 제2히터234 : 제3히터
240 : 공정 챔버242 : 척
250 : 제어부W : 반도체 기판
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따르면, 소스 가스 공급 방법은, 기판 상에 막을 형성하기 위한 기체 소스(vapor source)를 운반하기 위한 캐리어 가스(carrier gas)를 가열하는 단계와, 용기에 수용된 액체 소스(liquid source) 내에서 가열된 캐리어 가스를 버블링시켜(bubbling) 상기 기체 소스를 형성하는 단계와, 상기 기체 소스와 상기 가열된 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스를 상기 막을 형성하기 위한 공정 챔버로 공급하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따르면, 소스 가스 공급 방법은, 기판 상에 막을 형성하기 위한 기체 소스를 운반하기 위한 캐리어 가스와 상기 막을 형성하기 위한 공정 챔버를 정화시키기 위한 퍼지 가스를 가열하는 단계와, 용기에 수용된 액체 소스를 가열하는 단계와, 가열된 캐리어 가스를 가열된 액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 기체 소스를 형성하는 단계와, 상기 기체 소스와 가열된 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스를 상기 공정 챔버로 공급하는 단계와, 가열된 퍼지 가스를 상기 공정 챔버로 공급하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3측면에 따르면, 소스 가스 공급 장치는, 기판 상에 막을 형성하기 위한 기체 소스를 운반하기 위한 캐리어 가스와 상기 막을 형성하기 위한 공정 챔버를 정화시키기 위한 퍼지 가스를 가열하기 위한 핫 가스 발생기와, 액체 소스를 수용하기 위한 용기와, 상기 핫 가스 발생기와 상기 용기를 연결하며, 가열된 캐리어 가스를 상기 액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 기체 소스를 형성하기 위한 캐리어 가스 공급관과, 상기 기체 소스와 상기 가열된 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스를 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 소스 가스 공급관과, 가열된 퍼지 가스를 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4측면에 따르면, 소스 가스 공급 장치는, 소정의 온도에서 기 설정된 증기압을 갖고, 기판 상에 제1막을 형성하기 위한 제1기체 소스를 상기 기판이 위치된 공정 챔버로 운반하기 위한 제1캐리어 가스, 및 실온에서 상기 기 설정된 증기압을 갖고, 상기 제1막이 형성된 기판 상에제2막을 형성하기 위한 제2기체 소스를 상기 공정 챔버로 운반하기 위한 제2캐리어 가스 중에서 상기 제1캐리어 가스를 선택적으로 가열하기 위한 핫 가스 발생기와, 제1액체 소스를 수용하기 위한 제1용기와, 제2액체 소스를 수용하기 위한 제2용기와, 상기 핫 가스 발생기와 상기 제1용기를 연결하며, 상기 핫 가스 발생기에 의해 선택적으로 가열된 제1캐리어 가스를 상기 제1액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 제1기체 소스를 형성하기 위한 제1캐리어 가스 공급관과, 상기 핫 가스 발생기와 상기 제2용기를 연결하며, 상기 제2캐리어 가스를 상기 제2액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 제2기체 소스를 형성하기 위한 제2캐리어 가스 공급관과, 상기 제1기체 소스와 상기 가열된 제1캐리어 가스가 혼합된 제1소스 가스를 상기 제1용기로부터 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 제1소스 가스 공급관과, 상기 제2기체 소스와 제2캐리어 가스가 혼합된 제2소스 가스를 상기 제2용기로부터 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 제2소스 가스 공급관을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 가열된 캐리어 가스는 소스 가스의 온도를 상승시키고, 이에 따라 액체 소스의 기화 효율이 상승되며, 불순물 석출이 감소된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 가스 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 도 4에 도시된 소스 가스 공급 방법을 수행하기 위한 소스 가스 공급 장치(200)를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 캐리어 가스와 퍼지 가스를 가열한다.(S100) 이때, 캐리어 가스와 퍼지 가스로는 질소(N2), 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스이며, 동일한 가스가 사용될 수 있다. 즉, 가열된 불활성 가스가 액체 소스를 기화시켜 공정 챔버로 이송시키는 역할을 하는 경우, 상기 가열된 불활성 가스는 캐리어 가스이며, 상기 가열된 불활성 가스가 공정 챔버를 정화시키는 역할을 하는 경우, 상기 가열된 불활성 가스는 퍼지 가스이다.
한편, 용기에 수용된 액체 소스는 적절한 온도로 가열된다.(S102) 이때, S100 단계와 S102 단계는 순서와 관계없이 진행될 수 있으며, 가열된 캐리어 가스와 퍼지 가스의 온도는 동일한 것이 바람직하다. 가열된 캐리어 가스와 가열된 퍼지 가스의 온도는 가열된 액체 소스의 온도와 같거나 높은 것이 바람직하며, 액체 소스의 가열 온도는 액체 소스의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이어서, 가열된 캐리어 가스를 액체 소스 내에서 버블링시켜 기체 소스를 형성한다.(S200)
가열된 캐리어 가스와 기체 소스가 혼합된 소스 가스를 공정 챔버로 공급하여 반도체 기판 상에 막을 형성한다.(S300) 소스 가스의 온도는 가열된 캐리어 가스에 의해 증가된다. 이에 따라, 기체 소스의 증기압(vapor pressure)이 증가되며, 액체 소스의 기화 효율이 증가된다. 액체 소스의 기화 효율 증가는 소스 가스의 농도를 증가시키며, 이에 따라 상기 막의 증착율이 향상된다. 이때, 기체 소스의 증기압은 막의 두께와 특성 등을 고려하여 결정되며, 상기 막의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
계속해서, 가열된 퍼지 가스를 공정 챔버로 공급하여 공정 챔버를 정화시킨다.(S400) 공정 챔버 내부에 잔존하는 미반응 가스 및 반응 부산물은 가열된 퍼지 가스의 공급과 진공 펌프의 작동에 의해 배출된다.
상기 반도체 기판 상에 형성되는 막으로는 절연막, 유전막, 금속막 등이 있으며, 상기 액체 소스는 금속 할로겐화물 및 금속 알콕사이드를 포함한다. 또한, 상기 액체 소스는 다양한 리간드 결합을 갖는 유기금속 전구체를 포함한다.
상기 금속 알콕사이드의 예로서는 Mg, Ca, Sr 등과 같은 2족 금속 알콕사이드, B, Al, La 등과 같은 3족 금속 알콕사이드, Ti, Zr, Hf, Si, Ge, Sn, Pb 등과 같은 4족 금속 알콕사이드, V, Nb, Ta, P, As, Sb 등과 같은 5족 금속 알콕사이드 등을 들 수 있다.
Mg 알콕사이드의 예로서는 Mg[OC2H4OCH3]2를 들 수 있고, Ca 알콕사이드의 예로서는 Ca[OC2H4OCH3]2를 들 수 있고, Sr 알콕사이드의 예로서는 Sr[OC2H4OCH3]2를 들 수 있다.
B 알콕사이드의 예로서는 B[OCH3]3, B[OC2H5]3, B[OC3H7]3, B[OC4H9]3등을 들 수 있고, Al 알콕사이드의 예로서는 Al[OC4H8OCH3]3, Al[OCH3]3, Al[OC2H5]3, Al[OC3H7]3, Al[OC4H9]3등을 들 수 있고, La 알콕사이드의 예로서는 La[OC2H4OCH3]3, La(OC3H7CH2OC3H7]3등을 들 수 있다.
Ti 알콕사이드의 예로서는 Ti[OCH3]4, Ti[OC2H5]4, Ti[OC3H7]4, Ti[OC4H9]4,Ti[OC2H5]2[OC2H4N(CH3)2]2등을 들 수 있고, Zr 알콕사이드의 예로서는 Zr[OC3H7]4, Zr[OC4H9]4, Zr[OC4H8OCH3]4 등을 들 수 있고, Hf 알콕사이드의 예로서는 Hf[OC4H9]4, Hf[OC4H8OCH3]4, Hf[OC4H9]2[OC2H4N(CH3)2]2, Hf[OC4H9]2[OC4H8OCH3]2, Hf[OSi(C2H5)3]4, Hf[OC2H5]4, Hf[OC3H7]4, Hf[OC4H9]4, Hf[OC5H11]4등을 들 수 있고, Si 알콕사이드의 예로서는 Si[OCH3]4, Si[OC2H5]4, Si[OC3H7]4, Si[OC4H9]4, HSi[OCH3]3, HSi[OC2H5]3, Si[OCH3]3F, Si[OC2H5]3F, Si[OC3H7]3F, Si[OC4H9]3F등을 들 수 있고, Ge 알콕사이드의 예로서는 Ge[OCH3]4, Ge[OC2H5]4, Ge[OC3H7]4, Ge[OC4H9]4등을 들 수 있고, Sn 알콕사이드의 예로서는 Sn[OC4H9]4, Sn[OC3H7]3[C4H9] 등을 들 수 있고, Pb 알콕사이드의 예로서는 Pb[OC4H9]4, Pb4O[OC4H9]6등을 들 수 있다.
V 알콕사이드의 예로서는 VO[OC2H5]3, VO[OC3H7]3등을 들 수 있고, Nb 알콕사이드의 예로서는 Nb[OCH3]5, Nb[OC2H5]5, Nb[OC3H7]5, Nb[OC4H9]5등을 들 수 있고, Ta 알콕사이드의 예로서는 Ta[OCH3]5, Ta[OC2H5]5, Ta[OC3H7]5, Ta[OC4H9]5, Ta(OC2H5)5, Ta(OC2H5)5[OC2H4N(CH3)2], Ta[OC2H5]4[CH3COCHCOCH3] 등을 들 수 있고, P 알콕사이드의 예로서는 P[OCH3]3, P[OC2H5]3, P[OC3H7]3, P[OC4H9]3, PO[OCH3]3, PO[OC2H5]3, PO[OC3H7]3, PO[OC4H9]3등을 들 수 있고, As 알콕사이드의 예로서는 As[OCH3]3,As[OC2H5]3, As[OC3H7]3, As[OC4H9]3등을 들 수 있고, Sb 알콕사이드의 예로서는 Sb[OC2H5]3, Sb[OC3H7]3, Sb[OC4H9]3등을 들 수 있다.
도 5를 참조하면, 캐리어 가스 및 퍼지 가스로 사용되는 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급관(210)이 핫 가스 발생기(212, hot gas generator)와 연결되어 있다. 밀폐된 용기(218)는 반도체 기판(W) 상에 막을 형성하기 위한 액체 소스(10)를 수용하며, 캐리어 가스 공급관(214)은 핫 가스 발생기(212)와 용기(218)를 연결한다. 캐리어 가스 공급관(214)은 용기(218)의 상부를 관통하여 설치되어 있으며, 캐리어 가스 공급관(214)의 단부는 용기(218)에 수용된 액체 소스(10)에 잠겨 있다. 캐리어 가스 공급(214)관 중에는 캐리어 가스의 공급 유량을 조절하기 위한 유량 조절 밸브(216)가 설치되어 있고, 용기(218)의 하부에는 용기(218)에 수용된 액체 소스(10)를 가열하기 위한 제1히터(220)가 구비되어 있다.
소스 가스(20)를 공급하기 위한 소스 가스 공급관(222)은 IGS 유닛(230)을 통하여 용기(218)의 상부와 공정 챔버(240)를 연결하고 있다. 가열된 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관(224)은 IGS 유닛(230)을 통하여 공정 챔버(240)에 연결되어 있다. 소스 가스 공급관(222)은 용기(218)와 IGS 유닛(230)을 연결하는 제1소스 가스 공급관(222a)과 IGS 유닛(230)과 공정 챔버(240)를 연결하는 제2소스 가스 공급관(222b)을 포함한다. 퍼지 가스 공급관(224)은 핫 가스 발생기(212)와 IGS 유닛(230)을 연결하는 제1퍼지 가스 공급관(224a)과 IGS 유닛(230)과 공정 챔버(240)를 연결하는 제2퍼지 가스 공급관(224b)을 포함한다. IGS 유닛(230)은 소스 가스 및 퍼지 가스의 공급 시간 및 공급 유량을 조절한다.
공정 챔버(240)와 인접한 제2소스 가스 공급관(222b) 및 제2퍼지 가스 공급관(224b)에는 공정 챔버(240)로 공급되는 소스 가스 및 퍼지 가스의 온도를 일정하기 유지하기 위한 제2히터(232) 및 제3히터(234)가 각각 설치되어 있다. 제2히터(232) 및 제3히터(234)로는 각각 밴드 히터(band heater)가 사용될 수 있다.
공정 챔버(240)의 내부에는 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(242)과 반도체 기판(W)을 공정 온도로 가열하기 위한 제4히터(미도시)가 구비되어 있다. 도시되지는 않았으나, 공정 챔버(240)의 일측에는 진공 펌프가 연결되어 있고, 공정 챔버(240)와 진공 펌프를 연결하는 진공 라인에는 공정 챔버(240) 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 밸브 및 게이트 밸브 등이 설치되어 있다.
핫 가스 발생기(212)에 의해 가열되고, 캐리어 가스 공급관(214) 및 압력 조절 밸브(216)를 통해 공급되는 가열된 캐리어 가스는 용기(218)에 수용된 액체 소스(10) 내에서 버블링된다. 액체 소스(10)는 제1히터(220)에 의해 가열된다. 이때, 가열된 캐리어 가스의 온도는 가열된 액체 소스(10)의 온도와 같거나 높은 것이 바람직하다. 이는 캐리어 가스의 온도가 높을수록 액체 소스(10)의 기화 효율이 향상되기 때문이다.
캐리어 가스 공급관(214)을 통해 용기(10)로 공급되어 액체 소스(10) 내에서 버블링된 캐리어 가스와 액체 소스(10)로부터 기화된 기체 소스가 혼합된 소스 가스(20)는 소스 가스 공급관(222)과 IGS 유닛(230)을 통해 공정 챔버(240)로 공급된다. IGS 유닛(230)은 소스 가스의 공급 시간 및 공급 유량을 조절한다.
한편, 퍼지 가스는 핫 가스 발생기(212)로부터 퍼지 가스 공급관(224)과 IGS 유닛(230)을 통해 공정 챔버(240)로 공급된다. IGS 유닛(230)은 퍼지 가스의 공급 시간 및 공급 유량을 조절한다.
공정 챔버(240)와 인접한 제2소스 가스 공급관(222b)과 제2퍼지 가스 공급관(224b)에 각각 설치된 제2히터(232)와 제3히터(234)는 소스 가스와 퍼지 가스의 온도를 일정하게 유지한다. 소스 가스와 퍼지 가스는 순차적으로 공정 챔버(240)로 공급되며, 공정 챔버(240)로 공급된 소스 가스는 반도체 기판(W) 상에 막을 형성하고, 퍼지 가스는 공정 챔버(240)를 정화시킨다. 반도체 기판(W) 상에는 상기와 같은 소스 가스 공급과 퍼지 가스 공급의 반복적인 수행에 의해 목적하는 두께를 갖는 막이 형성된다. 이때, 소스 가스에 의해 반도체 기판(W) 상에 막이 형성되는 동안 발생하는 반응 부산물과 미반응 가스는 공정 챔버(240)로 공급되는 퍼지 가스와 진공 펌프의 작동에 의해 공정 챔버(240)로부터 배출된다.
상기와 같이 반도체 기판(W) 상에 막을 형성하는 동안 IGS 유닛(230) 및 가스 공급관들은 일정한 온도로 유지된다. 소스 가스 및 가열된 퍼지 가스는 IGS 유닛(230)의 온도를 일정하게 유지하며, 제2히터(232)와 제3히터(234)는 제2소스 가스 공급관(222b)과 제2퍼지 가스 공급관(224b)의 온도를 일정하게 유지한다. 이때, IGS 유닛(230)의 온도를 일정하기 유지하기 위한 별도의 히터가 더 설치될 수도 있다. 따라서, 소스 가스로부터 이물질이 석출되지 않는다. 이때, 제1소스 가스 공급관(222a) 및 제1퍼지 가스 공급관(224a)의 길이는 소스 가스 및 가열된 퍼지 가스의 온도에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 짧다. 그러나, 제1소스 가스 공급관(222a) 및 제2소스 가스 공급관(224a)의 길이가 소스 가스 및 가열된 퍼지 가스의 온도에 영향을 줄 수 있는 경우 별도의 히터를 설치할 수 있다.
제어부(250)는 핫 가스 발생기(212)와 연결되어 캐리어 가스와 퍼지 가스로 사용되는 불활성 가스의 가열 온도를 조절하며, 유량 조절 밸브(216)의 개폐 정도를 조절하여 핫 가스 발생기(212)로부터 용기(218)로 공급되는 가열된 캐리어 가스의 유량을 조절한다. 또한, 제1히터(220)와 연결되어 액체 소스(10)의 가열 온도를 조절하며, 제2히터(232) 및 제3히터(234)와 연결되어 공정 챔버(240)로 공급되는 소스 가스 및 퍼지 가스의 온도를 일정하게 유지한다. IGS 유닛(230)은 제어부(250)와 연결되어 제어부(250)의 제어 신호에 따라 소스 가스의 공급 시간과 공급 유량을 조절하며, 퍼지 가스의 공급 시간과 공급 유량을 조절한다.
도 5에 도시된 바에 의하면, 하나의 소스 가스(20)를 공정 챔버(240)로 공급하는 소스 가스 공급 장치(200)가 도시되어 있으나, 실제로 반도체 기판(W) 상에 막을 형성하는 공정에서는 다양한 종류의 소스 가스가 사용된다. 따라서, 서로 다른 다수개의 소스 가스를 각각 공급하는 소스 가스 공급 장치가 필요하다.
상기와 같은 증착 공정에서 사용되는 액체 소스들은 서로 다른 특성들을 각각 갖는다. 예를 들면, 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)는 80 내지 100℃의 온도에서 소스 가스를 형성하는 반면, 트리 메틸 알루미늄(Al(CH3)3)은 실온에서 소스 가스를형성할 수 있다. 즉, 트리 메틸 알루미늄의 경우 실온에서 충분한 농도를 갖는 소스 가스를 형성할 수 있는 반면, 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)의 경우 실온에서 충분한 농도를 갖는 소스 가스를 형성할 수 없기 때문에 액체 소스 및 캐리어 가스를 가열하여 기체 소스의 증기압을 기 설정된 증기압으로 증가시켜야 한다. 여기서, 기 설정된 증기압은 액체 소스로부터 형성되는 소스 가스의 농도가 목적하는 막의 두께를 충분히 얻을 수 있는 증기압을 의미한다. 반도체 기판 상에 티타늄 산화막을 형성하는 경우, 목적하는 티타늄 산화막의 두께를 형성할 수 있는 소스 가스의 농도를 얻기 위한 기체 소스의 증기압을 미리 설정하고, 설정된 증기압에 대응하는 온도로 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)를 가열해야 한다.
도 6은 다수의 소스 가스를 공급하기 위한 소스 가스 공급 장치(300)를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 서로 다른 액체 소스들(10, 30)은 제1용기(322)와 제2용기(324)에 각각 수용되어 있다. 도시된 바에 의하면, 제1용기(322)와 제2용기(324)가 도시되어 있으나, 용기의 수량은 다양하게 변경될 수 있다. 제1용기(322)의 하부에는 제1용기(322)에 수용된 제1액체 소스(10)를 가열하기 위한 제1히터(326)가 구비되어 있다. 제1용기(322)에 수용된 제1액체 소스(10)는 소정의 온도로 가열된 상태에서 기체 소스로 변환되며, 제2용기(324)에 수용된 제2액체 소스(30)는 실온에서 기체 소스로 변환될 수 있다. 즉, 제1액체 소스(10)는 상기 소정의 온도로 가열된 상태에서 기 설정된 증기압을 갖고, 제2액체 소스(30)는 실온에서 기 설정된 증기압을 갖는다.
질소, 아르곤과 같은 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급관(310)은 핫 가스 발생기(312)와 연결되고, 제1캐리어 가스 공급관(314)은 핫 가스 발생기(312)와 제1용기(322)를 연결하며, 제2캐리어 가스 공급관(318)은 핫 가스 발생기(312)와 제2용기(324)를 연결한다. 핫 가스 발생기(312)는 제1용기(322)로 공급되는 제1캐리어 가스만 선택적으로 가열한다. 따라서, 가열된 제1캐리어 가스는 제1캐리어 가스 공급관(314)을 통해 제1용기(322)로 공급되고, 실온의 제2캐리어 가스는 제2캐리어 가스 공급관(318)을 통해 제2용기(324)로 공급된다.
한편, 제1캐리어 가스 공급관(314) 중에는 가열된 제1캐리어 가스의 공급 유량을 조절하기 위한 제1유량 조절 밸브(316)가 설치되어 있고, 제2캐리어 가스 공급관(318) 중에는 실온의 제2캐리어 가스의 공급 유량을 조절하기 위한 제2유량 조절 밸브(320)가 설치되어 있다.
가열된 제1캐리어 가스의 버블링과 제1히터(326)에 의해 가열된 제1액체 소스(10)로부터 기화된 제1기체 소스와 가열된 제1캐리어 가스가 혼합된 제1소스 가스(20)는 제1소스 가스 공급관(328), IGS 유닛(340) 및 제3소스 가스 공급관(332)을 통해 공정 챔버(350)로 공급된다. 실온의 제2캐리어 가스의 버블링에 의해 제2액체 소스(30)로부터 기화된 제2기체 소스와 실온의 제2캐리어 가스가 혼합된 제2소스 가스(40)는 제2소스 가스 공급관(330), IGS 유닛(340) 및 제3소스 가스 공급관(332)을 통해 공정 챔버(350)로 공급된다. IGS 유닛(340)은 제1소스 가스(20) 및 제2소스 가스(40)의 공급 유량 및 공급 시간을 각각 조절한다.
또한, 핫 가스 발생기(312)는 제1소스 가스(20) 공급 이후에 공정 챔버(350)로 공급되는 제1퍼지 가스만을 선택적으로 가열한다. 핫 가스 발생기(312)에 의해 가열된 제1퍼지 가스는 제1소스 가스(20) 공급 이후에 제1퍼지 가스 공급관(334), IGS 유닛(340) 및 제3퍼지 가스 공급관(338)을 통해 핫 가스 발생기(312)로부터 공정 챔버(350)로 공급된다. 실온의 제2퍼지 가스는 제2소스 가스(40) 공급 이후에 제2퍼지 가스 공급관(336), IGS 유닛(340) 및 제3퍼지 가스 공급관(338)을 통해 핫 가스 발생기(312)로부터 공정 챔버(350)로 공급된다. IGS 유닛(340)은 실온의 제1퍼지 가스와 가열된 제2퍼지 가스의 공급 유량 및 공급 시간을 조절한다.
제3소스 가스 공급관(332)과 제3퍼지 가스 공급관(338)에는 소스 가스들과 퍼지 가스들의 온도를 일정하게 유지하기 위한 제2히터(342)와 제3히터(344)가 설치된다. 이때, 제2소스 가스(40)가 열적으로 불안정한 경우 별도의 제4소스 가스 공급관을 IGS 유닛(340)과 공정 챔버(350) 사이에 설치할 수 있다.
한편, 제어부(360)는 핫 가스 발생기(312)와 연결되어 제1캐리어 가스 및 제1퍼지 가스의 가열 온도를 조절하며, 제1유량 조절 밸브(316) 및 제2유량 조절 밸브(320)의 개폐 정도를 조절한다. 또한, 제1히터(326)와 연결되어 제1액체 소스(10)의 가열 온도를 조절하며, 제2히터(342) 및 제3히터(344)와 연결되어 공정 챔버(350)로 공급되는 제1소스 가스(20) 및 제1퍼지 가스의 온도를 일정하게 유지한다. IGS 유닛(340)은 제어부(360)와 연결되어 제어부(360)의 제어 신호에 따라 소스 가스들의 공급 시간과 공급 유량을 조절하며, 퍼지 가스들의 공급 시간과 공급 유량을 조절한다.
이하, 원자층 증착 방법으로 반도체 기판 상에 티타늄 산화막을 형성하는 공정의 일 예를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 핫 가스 발생기(212)에 의해 가열된 캐리어 가스를 용기(218)에 수용된 액체 소스(10) 내에서 버블링시켜 제1소스 가스(20)를 형성한다. 이때, 용기(218)에 수용된 액체 소스(10)는 80 내지 100℃로 가열되며, 가열된 캐리어 가스의 온도는 가열된 액체 소스의 온도와 같거나 높다. 캐리어 가스로는 아르곤 가스가 사용되며, 액체 소스는 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)이다.
용기(218)에서 형성된 제1소스 가스(20)는 IGS 유닛(230)을 통해 공정 챔버(340)로 공급되며, 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)의 일부분이 반도체 기판(W) 상에 화학적으로 흡착되며, 나머지 부분은 화학적으로 흡착된 층에 물리적으로 느슨하게 결합된다.
이어서, 가열된 퍼지 가스가 IGS 유닛(230)을 통해 핫 가스 발생기(212)로부터 공정 챔버(340)로 공급된다. 퍼지 가스로는 캐리어 가스와 동일한 아르곤 가스가 사용된다. 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)의 화학적으로 흡착되지 않은 부분들은 퍼지 가스의 공급 및 진공 펌프의 작동에 의해 공정 챔버(240)로부터 제거되며, 반도체 기판(W) 상에는 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4)의 화학적으로 흡착된 층이 남는다.
계속해서, 공정 챔버(240)로 제2소스 가스가 공급된다. 제2소스 가스로는O3, 플라즈마 O2, 리모트 플라즈마 O2또는 플라즈마 N2O가 사용될 수 있다. 상기 제2소스 가스의 활성화된 산소(O)가 반도체 기판(W) 상의 화학적으로 흡착된 티타늄 알콕사이드와 반응하여 원자층 단위의 티타늄 산화막(TiO2)을 형성한다.
그 다음, 가열된 퍼지 가스를 공정 챔버(240)로 공급하여 화학 반응하지 않은 제2소스 가스를 공정 챔버(240)로부터 배출시킨다. 상기와 같이, 제1소스 가스 공급 단계, 퍼지 가스 공급 단계, 제2소스 가스 공급 단계 및 퍼지 가스 공급 단계를 반복적으로 수행하여 목적하는 두께를 갖는 티타늄 산화막을 형성한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 가열된 캐리어 가스의 버블링에 의해 액체 소스의 기화 효율이 향상된다. 즉, 기체 소스의 증기압이 높아짐에 따라 소스 가스의 농도가 증가되며, 이에 따라, 반도체 기판 상에 형성되는 막의 증착율이 향상된다. 또한, 소스 가스 및 퍼지 가스의 온도가 높아짐에 따라 소스 가스로부터 불순물의 석출이 감소된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 기판 상에 막을 형성하기 위한 기체 소스(vapor source)를 운반하기 위한 캐리어 가스(carrier gas)를 가열하는 단계;
    용기에 수용된 액체 소스(liquid source) 내에서 가열된 캐리어 가스를 버블링시켜(bubbling) 상기 기체 소스를 형성하는 단계; 및
    상기 기체 소스와 상기 가열된 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스를 상기 막을 형성하기 위한 공정 챔버로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체 소스를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가열된 캐리어 가스의 온도는 가열된 액체 소스의 온도와 같거나 상기 가열된 액체 소스의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버를 정화시키기 위한 퍼지 가스(purge gas)를 가열하는 단계; 및
    상기 막을 형성한 후 가열된 퍼지 가스를 상기 공정 챔버로 공급하는 단계를더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가열된 캐리어 가스와 상기 가열된 퍼지 가스의 온도는 동일한 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  6. 기판 상에 막을 형성하기 위한 기체 소스를 운반하기 위한 캐리어 가스와 상기 막을 형성하기 위한 공정 챔버를 정화시키기 위한 퍼지 가스를 가열하는 단계;
    용기에 수용된 액체 소스를 가열하는 단계;
    가열된 캐리어 가스를 가열된 액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 기체 소스를 형성하는 단계;
    상기 기체 소스와 가열된 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스를 상기 공정 챔버로 공급하는 단계; 및
    가열된 퍼지 가스를 상기 공정 챔버로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가열된 캐리어 가스와 상기 가열된 퍼지 가스의 온도는 상기 가열된 액체 소스의 온도와 같거나 상기 가열된 액체 소스의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 방법.
  8. 기판 상에 막을 형성하기 위한 기체 소스를 운반하기 위한 캐리어 가스와 상기 막을 형성하기 위한 공정 챔버를 정화시키기 위한 퍼지 가스를 가열하기 위한 핫 가스 발생기;
    액체 소스를 수용하기 위한 용기;
    상기 핫 가스 발생기와 상기 용기를 연결하며, 가열된 캐리어 가스를 상기 액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 기체 소스를 형성하기 위한 캐리어 가스 공급관;
    상기 기체 소스와 상기 가열된 캐리어 가스가 혼합된 소스 가스를 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 소스 가스 공급관; 및
    가열된 퍼지 가스를 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 용기를 가열하기 위한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 소스 가스와 상기 가열된 퍼지 가스의 공급 유량 및 공급 시간을 각각 조절하기 위한 통합 가스 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 소스 가스 공급관은 상기 용기와 상기 통합 가스 공급 유닛을 연결하기 위한 제1소스 가스 공급관과, 상기 통합 가스 공급 유닛과 상기 공정 챔버를 연결하기 위한 제2소스 가스 공급관을 포함하며,
    상기 퍼지 가스 공급관은 상기 핫 가스 발생기와 상기 통합 가스 공급 유닛을 연결하기 위한 제1퍼지 가스 공급관과, 상기 통합 가스 공급 유닛과 상기 공정 챔버를 연결하기 위한 제2퍼지 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2소스 가스 공급관에 연결되며, 상기 제2소스 가스 공급관을 통해 상기 공정 챔버로 공급되는 상기 소스 가스의 온도를 일정하기 유지하기 위한 제1히터; 및
    상기 제2퍼지 가스 공급관에 연결되며, 상기 제2퍼지 가스 공급관을 통해 상기 공정 챔버로 공급되는 상기 가열된 퍼지 가스의 온도를 일정하기 유지하기 위한 제2히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 캐리어 가스 공급관에 설치되며, 상기 캐리어 가스 공급관을 통해 상기 용기로 공급되는 상기 가열된 캐리어 가스의 공급 유량을 조절하기 위한 유량 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 핫 가스 발생기와 연결되며, 상기 가열된 캐리어 가스 및 상기 가열된 퍼지 가스의 온도를 각각 조절하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  15. 소정의 온도에서 기 설정된 증기압을 갖고, 기판 상에 제1막을 형성하기 위한 제1기체 소스를 상기 기판이 위치된 공정 챔버로 운반하기 위한 제1캐리어 가스, 및 실온에서 상기 기 설정된 증기압을 갖고, 상기 제1막이 형성된 기판 상에 제2막을 형성하기 위한 제2기체 소스를 상기 공정 챔버로 운반하기 위한 제2캐리어 가스 중에서 상기 제1캐리어 가스를 선택적으로 가열하기 위한 핫 가스 발생기;
    제1액체 소스를 수용하기 위한 제1용기;
    제2액체 소스를 수용하기 위한 제2용기;
    상기 핫 가스 발생기와 상기 제1용기를 연결하며, 상기 핫 가스 발생기에 의해 선택적으로 가열된 제1캐리어 가스를 상기 제1액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 제1기체 소스를 형성하기 위한 제1캐리어 가스 공급관;
    상기 핫 가스 발생기와 상기 제2용기를 연결하며, 상기 제2캐리어 가스를 상기 제2액체 소스 내에서 버블링시켜 상기 제2기체 소스를 형성하기 위한 제2캐리어 가스 공급관;
    상기 제1기체 소스와 상기 가열된 제1캐리어 가스가 혼합된 제1소스 가스를 상기 제1용기로부터 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 제1소스 가스 공급관; 및
    상기 제2기체 소스와 제2캐리어 가스가 혼합된 제2소스 가스를 상기 제2용기로부터 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 제2소스 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 핫 가스 발생기는 상기 제1소스 가스가 공급된 공정 챔버를 정화시키기 위한 제1퍼지 가스 및 상기 제2소스 가스가 공급된 공정 챔버를 정화시키기 위한 제2퍼지 가스를 선택적으로 가열하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 핫 가스 발생기에 의해 선택적으로 가열된 제1퍼지 가스를 상기 핫 가스 발생기로부터 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 제1퍼지 가스 공급관; 및
    상기 제2퍼지 가스를 상기 핫 가스 발생기로부터 상기 공정 챔버로 공급하기 위한 제2퍼지 가스 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1소스 가스, 상기 제2소스 가스, 상기 제1퍼지 가스 및 상기 제2퍼지 가스의 공급 유량 및 공급 시간을 각각 조절하기 위한 통합 가스 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 제1용기를 가열하기 위한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제1캐리어 가스 공급관에 설치되며, 상기 제1캐리어가스의 공급 유량을 조절하기 위한 제1유량 조절 밸브; 및
    상기 제2캐리어 가스 공급관에 설치되며, 상기 제2캐리어 가스의 공급 유량을 조절하기 위한 제2유량 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소스 가스 공급 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697691B1 (ko) * 2005-07-27 2007-03-20 삼성전자주식회사 소스 가스 공급 유닛 및 이를 갖는 화학 기상 증착 장치
US7487676B2 (en) 2005-03-15 2009-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of and apparatus for measuring a level of liquid in a reservoir, and apparatus for forming a layer on a substrate comprising a liquid level detector

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7087482B2 (en) * 2001-01-19 2006-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming material using atomic layer deposition and method of forming capacitor of semiconductor device using the same
KR100621765B1 (ko) * 2004-01-20 2006-09-08 삼성전자주식회사 반도체 소자에서의 박막 형성방법 및 그에 따른 박막형성장치
JP4502189B2 (ja) * 2004-06-02 2010-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 薄膜の形成方法および半導体装置の製造方法
US20050287806A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Hiroyuki Matsuura Vertical CVD apparatus and CVD method using the same
KR100555575B1 (ko) * 2004-09-22 2006-03-03 삼성전자주식회사 원자층 증착 장치 및 방법
JP2006128370A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜方法、プログラムおよび記録媒体
US7883745B2 (en) * 2007-07-30 2011-02-08 Micron Technology, Inc. Chemical vaporizer for material deposition systems and associated methods
US7928019B2 (en) * 2007-08-10 2011-04-19 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing
DE102008037160A1 (de) * 2008-08-08 2010-02-11 Krones Ag Versorgungsvorrichtung
US8516837B2 (en) * 2010-08-04 2013-08-27 Manipal University Defrosting a freezing unit and liquid purification
KR20120140148A (ko) * 2011-06-20 2012-12-28 엘지이노텍 주식회사 증착 장치 및 박막 형성 방법
JP6547444B2 (ja) * 2015-06-24 2019-07-24 株式会社デンソー 炭化珪素半導体のエピタキシャル成長方法
US10363497B2 (en) * 2016-02-18 2019-07-30 Rasirc, Inc. Devices, systems, and methods for controlled delivery of process gases

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393013A (en) * 1970-05-20 1983-07-12 J. C. Schumacher Company Vapor mass flow control system
US3650151A (en) * 1970-11-18 1972-03-21 Tylan Corp Fluid flow measuring system
US3826560A (en) * 1972-03-30 1974-07-30 Corning Glass Works Method of forming a light focusing fiber waveguide
US4105725A (en) * 1972-11-21 1978-08-08 Liquid Carbonic Canada Ltd. Saturated liquid/vapor generating and dispensing
US4276243A (en) * 1978-12-08 1981-06-30 Western Electric Company, Inc. Vapor delivery control system and method
US4220460A (en) * 1979-02-05 1980-09-02 Western Electric Company, Inc. Vapor delivery system and method
US4436674A (en) * 1981-07-30 1984-03-13 J.C. Schumacher Co. Vapor mass flow control system
US4582480A (en) * 1984-08-02 1986-04-15 At&T Technologies, Inc. Methods of and apparatus for vapor delivery control in optical preform manufacture
JPS62273714A (ja) * 1986-05-21 1987-11-27 Clarion Co Ltd 有機金属ガス供給方法および装置
JPH06145992A (ja) * 1992-11-04 1994-05-27 Hitachi Ltd 半導体装置用誘電体の製造装置
JPH06295862A (ja) * 1992-11-20 1994-10-21 Mitsubishi Electric Corp 化合物半導体製造装置及び有機金属材料容器
KR200149982Y1 (ko) * 1995-12-08 1999-06-15 윤종용 반도체소자 제조용 액체소스 공급장치
US5700401A (en) * 1995-12-22 1997-12-23 Microbar Systems, Inc. Liquid auto-level apparatus and method
JP3601153B2 (ja) * 1995-12-27 2004-12-15 東京エレクトロン株式会社 処理ガス供給装置のクリーニング方法
US5972117A (en) * 1997-09-03 1999-10-26 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring generation of liquid chemical vapor
JPH11111644A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Japan Pionics Co Ltd 気化供給装置
US6179277B1 (en) * 1998-02-27 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Liquid vaporizer systems and methods for their use
US6133159A (en) * 1998-08-27 2000-10-17 Micron Technology, Inc. Methods for preparing ruthenium oxide films
KR20000055083A (ko) * 1999-02-03 2000-09-05 정동근 반도체 소자용 박막의 제조 방법
KR20000065334A (ko) * 1999-04-01 2000-11-15 장건익 피이씨브이디법을 이용한 가스센서용 다공성 알파-에프이2오3 박막의 제조방법
KR100363063B1 (ko) * 2000-05-04 2002-12-02 한빛 세마텍(주) 반도체 제조용 버블러
KR100402698B1 (ko) * 2001-02-16 2003-10-22 주식회사 에버테크 화학 기상 증착 장치
JP4754080B2 (ja) * 2001-03-14 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置
TW200300701A (en) * 2001-11-30 2003-06-16 Asml Us Inc High flow rate bubbler system and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7487676B2 (en) 2005-03-15 2009-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of and apparatus for measuring a level of liquid in a reservoir, and apparatus for forming a layer on a substrate comprising a liquid level detector
KR100697691B1 (ko) * 2005-07-27 2007-03-20 삼성전자주식회사 소스 가스 공급 유닛 및 이를 갖는 화학 기상 증착 장치

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