KR20080101384A - Method for forming thin film of semiconductor devices - Google Patents

Method for forming thin film of semiconductor devices Download PDF

Info

Publication number
KR20080101384A
KR20080101384A KR1020070048069A KR20070048069A KR20080101384A KR 20080101384 A KR20080101384 A KR 20080101384A KR 1020070048069 A KR1020070048069 A KR 1020070048069A KR 20070048069 A KR20070048069 A KR 20070048069A KR 20080101384 A KR20080101384 A KR 20080101384A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
ald
gas
reaction chamber
tin film
Prior art date
Application number
KR1020070048069A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이호기
이상우
박진호
최길현
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 KR1020070048069A priority Critical patent/KR20080101384A/en
Publication of KR20080101384A publication Critical patent/KR20080101384A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06Chemical 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 deposition of metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56After-treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263Forming 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
    • H01L21/02271Forming 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
    • H01L21/0228Forming 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

Landscapes

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

Abstract

A method for forming a thin film of a semiconductor device is provided to obtain a thin film of which morphology is excellent at a design tool of below 0.1 micrometer by using an ALD(Atomic Layer Deposition) technology instead a CVD(Chemical Vapor Deposition) technology when forming Ti/TiN film. A semiconductor substrate is mounted at an ALD(Atomic Layer Deposition) reaction chamber, and a Ti film is formed on the semiconductor substrate by using an ALD(Atomic Layer Deposition) technology. The semiconductor substrate at which the Ti film is formed is mounted at an additional reaction chamber, and an interface TiN film is formed by nitriding the surface of the Ti film at the atmosphere of NH3 gas. An upper TiN film is formed on the interface TiN film by using a CVD(Chemical Vapor Deposition) technology.

Description

반도체 소자의 박막 형성 방법{Method for forming thin film of semiconductor devices}Method for forming thin film of semiconductor devices

도 1은 종래의 ALD 기술에 따른 박막형성방법을 도시한 공정흐름도이다.1 is a process flow diagram illustrating a thin film formation method according to the conventional ALD technology.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 박막형성방법들을 도시한 공정흐름도이다.2 is a process flowchart showing thin film forming methods according to embodiments of the present invention.

도 3은 종래의 ALD 기술 및 본 발명의 실시예들에 따라 형성된 Ti/TiN막의 XRD 스펙트럼을 각각 도시한 것이다.3 shows XRD spectra of Ti / TiN films formed according to conventional ALD techniques and embodiments of the present invention, respectively.

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히 반도체 소자의 Ti/TiN막의 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly to a method of forming a Ti / TiN film of a semiconductor device.

최근 반도체 소자의 제조에 있어서 고밀도화 및 고집적화가 가속되고 있다. 이에 대응하여 다층 배선구조가 일반화되고 있다. 상기 다층 배선구조의 형성을 위해서는 콘택홀이나 비아홀 등의 접속용 홀에 금속 재료를 매립하는 기술이 중요하다. 상기 금속 재료로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W) 등의 단일금속 및 이들의 합금이 사용되고 있다. 이 경우, 상기 실리콘 기판과 상기 금속 재료 사이에 상기 금속 재료의 성분이 상기 실리콘 기판으로 확산하는 것을 방지하기 위한 Ti/TiN막을 형성하는 것이 일반적이다. 이를 위해, 상기 접속용 홀을 상기 금속 재료로 매립하기에 앞서 상기 접속용 홀의 내벽에 Ti막을 형성하고, 상기 Ti막 상에 TiN막을 형성하는 것이 일반적으로 쓰이고 있다.In recent years, densification and high integration have accelerated in the manufacture of semiconductor devices. In response to this, multilayer wiring structures have become common. In order to form the multilayer wiring structure, a technique of embedding a metal material in a connection hole such as a contact hole or a via hole is important. As the metal material, a single metal such as aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W) and alloys thereof are used. In this case, it is common to form a Ti / TiN film between the silicon substrate and the metal material to prevent diffusion of components of the metal material into the silicon substrate. To this end, it is generally used to form a Ti film on the inner wall of the connection hole and to form a TiN film on the Ti film before filling the connection hole with the metal material.

종래에는 상기 Ti/TiN막은 물리기상증착법(physical vapor deposition; PVD) 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition; CVD)를 이용하여 형성되었다. 이중에서, 상기 PDV 기술은 높은 단차피복성(step coverage)을 이루기가 어려워 디자인 룰이 엄격한 현대의 고집적 반도체 소자의 제조에 적용되기 어렵다.Conventionally, the Ti / TiN film has been formed by using physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). Among these, the PDV technology is difficult to achieve high step coverage, and thus, it is difficult to apply the present invention to the manufacture of modern high-integral semiconductor devices having strict design rules.

상기 PDV 기술에 비하여, 상기 CVD 기술은 단차피복성이 우수한 박막을 형성할 수 있으므로 최근에도 널리 쓰이고 있다. 그러나, 반도체 소자의 고성능화에 대한 요구가 커져 0.1 ㎛ 이하의 디자인 룰이 일반화된 현재에는 상기 CVD 기술에 의해 형성된 박막의 모폴로지(morphology)의 불균일성이 부각되고 있다.Compared to the PDV technique, the CVD technique is widely used in recent years because it can form a thin film having excellent step coverage. However, the demand for higher performance of semiconductor devices has increased, and the design rules of 0.1 [mu] m or less have been generalized. Nowadays, the non-uniformity of the morphology of thin films formed by the CVD technique has been highlighted.

특히, 전구체로서 TiCl4를 사용하는 종래의 CVD 기술의 경우, 플라즈마에 의해서 활성화된 TiClx(x=1 내지 4)가 실리콘(Si)을 선택적으로 식각하거나, 반도체 기판 표면의 특정 부위에서 과도하게 실리사이드(silicide)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 기판 상에 오버그로우스(overgrowth) 또는 보이드(void)를 형성할 수 있다.In particular, in the conventional CVD technique using TiCl 4 as a precursor, TiCl x (x = 1 to 4) activated by plasma selectively etches silicon (Si), or excessively at a specific portion of the semiconductor substrate surface. Silicide may be formed. Accordingly, overgrowth or void may be formed on the semiconductor substrate.

따라서, 상기 CVD 기술에 의하여 형성한 상기 Ti/TiN막의 경우 단차피복성이 낮아 0.1 ㎛ 이하의 디자인 룰에서의 모폴로지(morphology)가 불량해질 수 있다. 불량한 모폴로지의 상태로 형성된 상기 Ti/TiN막을 갖는 반도체 소자의 경우 콘택에서의 저항이 증가하는 등의 부작용을 일으킬 수 있다.Therefore, in the case of the Ti / TiN film formed by the CVD technique, the step coverage is low and the morphology of the design rule of 0.1 μm or less may be poor. In the case of the semiconductor device having the Ti / TiN film formed in the state of poor morphology, it may cause side effects such as an increase in resistance at the contact.

최근에, 원자층증착(atomic layer deposition; ALD) 기술을 이용한 박막의 형성방법들이 보고되고 있다. 상기 ALD 기술은 상기 PVD 기술 또는 상기 CVD 기술과는 달리 완전한 표면반응에 의해서만 박막이 형성될 수 있도록 해준다. 따라서, 0.1 ㎛ 이하의 디자인 룰에서도 모폴로지가 우수한 박막을 얻기 위한 최적의 방법이라 할 수 있다.Recently, methods of forming thin films using atomic layer deposition (ALD) techniques have been reported. The ALD technology, unlike the PVD technology or the CVD technology, allows thin films to be formed only by complete surface reactions. Therefore, it can be said that it is an optimal method for obtaining a thin film excellent in morphology even in a design rule of 0.1 μm or less.

상기 ALD 기술에 의한 TiN막의 형성방법이 한국등록특허 10-0665401에 "반도체 소자의 티타늄 나이트라이드막 형성방법"라는 제목으로 엄 등에 의해 개시되어 있다. 엄 등에 따른 TiN막의 형성방법은 4 단계로 구성되는 ALD 단위공정을 원하는 박막 두께가 형성될 때까지 반복하는 것이다.A method of forming a TiN film by the ALD technique is disclosed by Uhm et al. In Korean Patent No. 10-0665401 entitled "Method of Forming Titanium Nitride Film of Semiconductor Device". A method of forming a TiN film according to strictness is to repeat the ALD unit process consisting of four steps until the desired thin film thickness is formed.

그러나, 엄 등에 의해 개시된 상기 TiN막의 형성과는 달리, ALD 기술에 의해 Ti/TiN막을 형성하는 것은 상기 모폴로지의 개선 효과는 기대할 수 있으나, 순수한 Ti막의 형성 여부와 관련한 문제가 야기될 수 있다.However, unlike the formation of the TiN film disclosed by Um et al., Forming a Ti / TiN film by ALD technology can be expected to improve the morphology, but may cause problems related to the formation of pure Ti film.

도 1은 종래의 ALD 기술에 따른 박막형성방법을 도시한 공정흐름도이다.1 is a process flow diagram illustrating a thin film formation method according to the conventional ALD technology.

도 1을 참조하면, 상기 종래의 ALD 기술은 전 공정을 ALD 공정(S110) 및 CVD 공정(S120)으로 나누어 순차적으로 수행한다. 상기 ALD 공정(S110)을 진행하기 위해, 반도체 기판을 ALD 반응챔버에 장착한다.(S111) Referring to FIG. 1, the conventional ALD technique is performed sequentially by dividing the entire process into an ALD process (S110) and a CVD process (S120). In order to proceed with the ALD process (S110), a semiconductor substrate is mounted in an ALD reaction chamber (S111).

상기 반도체 기판 상에 Ti박막을 형성하는 ALD 단위반응(S113)을 복수 회 반복하여 원하는 두께의 Ti막을 형성한다.(S115) 상기 Ti막이 형성된 상기 반도체 기 판을 상기 ALD 반응챔버 내에서 인시투(in-situ)로 후속 공정을 진행하여 계면 TiN막을 형성한다.(S117)The ALD unit reaction (S113) of forming a Ti thin film on the semiconductor substrate is repeated a plurality of times to form a Ti film having a desired thickness. (S115) The semiconductor substrate on which the Ti film is formed is in situ within the ALD reaction chamber. in-situ) to form an interfacial TiN film (S117).

상기 CVD 공정(S120)의 진행하기 위해, 상기 계면 TiN막이 형성된 상기 반도체 기판을 별도의 CVD 반응챔버로 옮겨 장착한다.(S121) 상기 CVD 반응챔버에서, 통상적인 CVD 기술을 사용하여 상기 계면 TiN막 상에 상부 TiN막을 형성한다.(S123)In order to proceed with the CVD process (S120), the semiconductor substrate on which the interfacial TiN film is formed is transferred to a separate CVD reaction chamber (S121). In the CVD reaction chamber, the interfacial TiN film using a conventional CVD technique is used. An upper TiN film is formed on the substrate (S123).

상기 종래의 ALD 기술에 따라 Ti/TiN막을 형성할 경우, 박막의 형성을 위한 반응가스의 잔류물 및 반응부산물에 의한 상기 ALD 반응챔버의 오염문제가 제기될 수 있다. 이는, TiN막을 형성하기 위한 반응제로 쓰이는 NH3가 여러 다양한 과정을 통해 상기 ALD 반응챔버에 잔류할 수 있고, 상기 잔류 NH3를 제거하기는 쉽지 않기 때문이다. In the case of forming the Ti / TiN film according to the conventional ALD technology, a problem of contamination of the ALD reaction chamber due to the residue of the reaction gas and the reaction by-product for forming the thin film may be raised. This is because NH 3, which is used as a reagent for forming a TiN film, may remain in the ALD reaction chamber through various processes, and it is not easy to remove the residual NH 3 .

상기 계면 TiN막의 형성공정이 완료된 이후, 상기 계면 TiN막의 형성공정에 의하여 오염된 상기 ALD 반응챔버를 사용하여 별개의 반도체 기판에 Ti막을 새로 형성하고자 하는 경우 특히 상기 잔류 NH3가 문제된다. 이는, 상기 새로운 Ti막의 형성시 순수한 Ti막 대신에 상기 잔류 NH3에 의하여 TiN 물질이 부산물로 생성됨으로써, 상기 TiN 성분으로 오염된 Ti막이 형성될 수 있기 때문이다. 그 결과, 오믹 콘택(ohmic contact) 특성이 불량한 Ti/TiN막이 형성될 수 있다.After the formation of the interfacial TiN film is completed, the residual NH 3 is particularly problematic when a new Ti film is formed on a separate semiconductor substrate using the ALD reaction chamber contaminated by the interfacial TiN film formation process. This is because, when the new Ti film is formed, a TiN material is generated as a by-product by the residual NH 3 instead of the pure Ti film, whereby a Ti film contaminated with the TiN component may be formed. As a result, a Ti / TiN film having poor ohmic contact characteristics can be formed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하 기 위한 것으로서, 0.1 ㎛ 이하의 디자인 룰에서도 적용될 수 있을 정도로 안정적인 모폴로지를 가지면서도, Ti막이 질소화합물에 의해 오염되지 아니하는 Ti/TiN막을 형성하는 박막형성방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the above-described problems of the prior art, while having a stable morphology that can be applied to design rules of 0.1 μm or less, the Ti film is not contaminated by nitrogen compounds. A thin film forming method for forming a TiN film is provided.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 기판 상에 Ti/TiN막을 형성하는 박막형성방법을 제공한다. 상기 반도체 기판을 ALD(atomic layer deposition) 반응챔버에 장착한다. 상기 반도체 기판 상에 ALD 기술을 이용하여 Ti막을 형성한다. 상기 Ti막이 형성된 상기 반도체 기판을 별도의 CVD(chemical vapor deposition) 반응챔버에 장착한다. 상기 Ti막의 표면을 플라즈마 CVD 기술을 이용하여 질화시킴으로써 계면 TiN막을 형성한다. 상기 계면 TiN막 상에 플라즈마 CVD 기술을 이용하여 상부 TiN막을 형성한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a thin film formation method for forming a Ti / TiN film on a semiconductor substrate. The semiconductor substrate is mounted in an atomic layer deposition (ALD) reaction chamber. A Ti film is formed on the semiconductor substrate using ALD technology. The semiconductor substrate on which the Ti film is formed is mounted in a separate chemical vapor deposition (CVD) reaction chamber. The surface of the Ti film is nitrided using plasma CVD technology to form an interfacial TiN film. An upper TiN film is formed on the interfacial TiN film by using a plasma CVD technique.

다른 실시예들에서, 상기 ALD 기술을 이용하여 상기 Ti막을 형성하기 위하여, 다음과 같은 4개의 단계들로 구성된 ALD 단위반응을 1회 이상 반복할 수 있다. 상기 ALD 단위반응은, 상기 ALD 반응챔버에 TiCl4 가스를 주입하여 상기 반도체 기판 상에 Ti 원자를 함유하는 흡착층을 형성하는 제 1 단계, 상기 ALD 반응챔버를 퍼징(purging)하는 제 2 단계, 상기 ALD 반응챔버에 H2 가스를 주입하여 상기 흡착층과 반응시켜 Ti박막을 형성하는 제 3 단계, 및 상기 ALD 반응챔버를 퍼징하는 제 4 단계로 구성될 수 있다.In other embodiments, in order to form the Ti film using the ALD technology, the ALD unit reaction consisting of the following four steps may be repeated one or more times. The ALD unit reaction may include a first step of forming an adsorption layer containing Ti atoms on the semiconductor substrate by injecting TiCl 4 gas into the ALD reaction chamber, a second step of purging the ALD reaction chamber, Injecting H 2 gas into the ALD reaction chamber to react with the adsorption layer to form a Ti thin film, and a fourth step of purging the ALD reaction chamber.

또 다른 실시예들에서, 상기 ALD 단위반응의 제 1 단계 내지 제 4 단계에서 상기 ALD 반응챔버에 불활성 가스를 주입할 수 있다.In another embodiment, an inert gas may be injected into the ALD reaction chamber in the first to fourth steps of the ALD unit reaction.

또 다른 실시예들에서, 상기 ALD 단위반응의 제 1 단계에서 상기 ALD 반응챔버에 H2 가스를 주입할 수 있다.In another embodiment, H 2 gas may be injected into the ALD reaction chamber in the first step of the ALD unit reaction.

또 다른 실시예들에서, 상기 Ti막이 형성된 상기 반도체 기판을 CVD 반응챔버에 장착할 수 있다. 상기 CVD 반응챔버에 H2 가스, NH3 가스, 및 불활성 가스를 주입하여 상기 Ti막의 표면을 질화 처리함으로써 상기 계면 TiN막을 형성할 수 있다.In still other embodiments, the semiconductor substrate on which the Ti film is formed may be mounted in a CVD reaction chamber. The interfacial TiN film may be formed by nitriding the surface of the Ti film by injecting H 2 gas, NH 3 gas, and an inert gas into the CVD reaction chamber.

또 다른 실시예들에서, 상기 계면 Ti막이 형성된 상기 반도체 기판이 장착된 상기 CVD 반응챔버에 TiCl4 가스, H2 가스, NH3 가스, 및 불활성 가스를 주입하여 상기 계면 TiN막 상에 상기 상부 TiN막을 형성할 수 있다.In another embodiment, TiCl 4 gas, H 2 gas, NH 3 gas, and an inert gas are injected into the CVD reaction chamber on which the semiconductor substrate on which the interfacial Ti film is formed is injected, and the upper TiN layer is formed on the interfacial TiN film. A film can be formed.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Where a layer is said to be "on" another layer or substrate it may be formed directly on the other layer or substrate or a third layer may be interposed therebetween. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 박막형성방법들을 도시한 공정흐름도이 다.2 is a process flowchart showing thin film forming methods according to embodiments of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 박막형성방법은 ALD 공정(S210) 및 CVD 공정(S220)으로 나누어 순차적으로 진행할 수 있다. 상기 ALD 공정(S210)의 진행을 위해, 반도체 기판을 ALD 반응챔버에 장착할 수 있다.(S211) 상기 반도체 기판은 실리콘 웨이퍼에 소정의 기능소자들이 형성되어 있는 것일 수 있다. 상기 ALD 반응챔버에 H2 가스 및 Ar 가스를 공급하여 퍼징(purging)을 수행할 수 있다.(도시되지 않음) 이 경우, 상기 반도체 기판을 가열하여 200℃ 내지 700℃로 유지할 수 있다. Referring to FIG. 2, the thin film forming method according to the exemplary embodiments of the present invention may be sequentially divided into an ALD process (S210) and a CVD process (S220). In order to proceed with the ALD process (S210), a semiconductor substrate may be mounted in the ALD reaction chamber. (S211) The semiconductor substrate may be formed with predetermined functional elements on a silicon wafer. Purging may be performed by supplying H 2 gas and Ar gas to the ALD reaction chamber. In this case, the semiconductor substrate may be heated and maintained at 200 ° C. to 700 ° C. FIG.

퍼징하며 가열된 상기 ALD 반응챔버에 제 1 반응가스를 주입할 수 있다. 상기 제 1 반응가스는 TiCl4 가스 및 Ar 가스로 이루어질 수 있다. 상기 반응챔버 내부에 고주파발생기(RF generator)를 이용한 고주파방전을 가하여, 제 1 플라즈마를 발생시킴으로써 ALD 단위반응(S213)의 제 1 단계(S213a)를 수행할 수 있다. 상기 제 1 단계(S213a)는 0.1초 내지 20초 동안 실시할 수 있다. 다른 방법으로, 상기 ALD 반응챔버에 TiCl4 가스, H2 가스, 및 Ar 가스를 공급하며 고주파방전을 가함으로써 상기 제 1 단계(S213a)를 수행할 수 있다.A first reaction gas may be injected into the ALD reaction chamber purged and heated. The first reaction gas may be made of TiCl 4 gas and Ar gas. The first step S213a of the ALD unit reaction S213 may be performed by applying a high frequency discharge using an RF generator to the inside of the reaction chamber to generate a first plasma. The first step S213a may be performed for 0.1 second to 20 seconds. Alternatively, the first step S213a may be performed by supplying TiCl 4 gas, H 2 gas, and Ar gas to the ALD reaction chamber and applying a high frequency discharge.

상기 ALD 반응챔버에 상기 TiCl4 가스의 공급을 중단하고 H2 가스 및 Ar 가스를 공급하여 퍼징함으로써 상기 제 2 단계(S213b)를 수행할 수 있다. 상기 제 2 단계(S213b) 중에 상기 ALD 반응챔버 내부에 잔류하는 TiCl4 가스 및 반응부산물이 외부로 배출될 수 있다.The second step (S213b) may be performed by stopping supply of the TiCl 4 gas to the ALD reaction chamber and purging by supplying H 2 gas and Ar gas. During the second step S213b, the TiCl 4 gas and the reaction byproduct remaining in the ALD reaction chamber may be discharged to the outside.

이어서, 상기 ALD 단위반응(S213)의 제 3 단계(S213c)를 수행할 수 있다. 상기 제 3 단계(S213c)에서는, 제 2 반응가스를 주입하며 상기 ALD 반응챔버에 고주파방전을 가하여 제 2 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상기 제 2 반응가스는 H2 가스 및 Ar 가스로 이루어질 수 있다. 상기 제 3 단계(S213c)는 0.1 초 내지 20초 동안 실시할 수 있다.Subsequently, a third step S213c of the ALD unit reaction S213 may be performed. In the third step (S213c), a second plasma can be generated by injecting a second reaction gas and applying a high frequency discharge to the ALD reaction chamber. The second reaction gas may be made of H 2 gas and Ar gas. The third step S213c may be performed for 0.1 second to 20 seconds.

상기 제 3 단계(S213c)에 이어서, 상기 ALD 단위반응(S213)의 제 4 단계(S213d)를 수행할 수 있다. 상기 제 4 단계(S213d)에서는 상기 고주파방전을 중단하고 H2 가스 및 Ar 가스만을 공급할 수 있다. 상기 제 4 단계(S213d) 중에, 상기 ALD 반응챔버에 잔류하는 TiCl4 가스 및 반응부산물이 외부로 배출될 수 있다.After the third step S213c, a fourth step S213d of the ALD unit reaction S213 may be performed. In the fourth step S213d, the high frequency discharge may be stopped and only H 2 gas and Ar gas may be supplied. During the fourth step S213d, the TiCl 4 gas and the reaction by-product remaining in the ALD reaction chamber may be discharged to the outside.

상기 제 1 단계(S213a)로부터 제 4 단계(S213d)까지 연속적으로 이어지는 상기 ALD 단위반응(S213)이 한 번 실시될 때마다 상기 반도체 기판에 원자크기 수준의 두께를 가진 Ti막이 적층될 수 있다. 상기 ALD 단위반응(S213)은 상기 Ti막이 소정의 두께로 누적되어 형성될 때까지 반복 수행될 수 있다.(S215)Whenever the ALD unit reaction (S213) that is continuously performed from the first step (S213a) to the fourth step (S213d) is performed once, a Ti film having an atomic size thickness can be stacked on the semiconductor substrate. The ALD unit reaction (S213) may be repeatedly performed until the Ti film is accumulated and formed to a predetermined thickness.

상기 ALD 공정(S210)이 완료되면 CVD 공정(S220)을 진행할 수 있다. 상기 ALD 반응챔버에서 형성된 상기 Ti막을 갖는 상기 반도체 기판을 상기 ALD 반응챔버로부터 꺼내어 CVD 반응챔버에 장착할 수 있다.(S221) When the ALD process S210 is completed, the CVD process S220 may be performed. The semiconductor substrate having the Ti film formed in the ALD reaction chamber may be taken out of the ALD reaction chamber and mounted in the CVD reaction chamber (S221).

상기 CVD 반응챔버에서, 상기 Ti막을 NH3 분위기하에서 처리하여 계면 TiN막 을 형성할 수 있다.(S223) 상기 NH3 분위기하의 처리공정은 상기 CVD 반응챔버에 H2 가스, Ar 가스, 및 NH3 가스를 공급하면서 고주파방전을 함으로써 실시할 수 있다. 상기 고주파방전에 따라 제 3 플라즈마가 발생되어 상기 반도체 기판 상의 상기 Ti막의 상부를 질화시킬 수 있다. 이에 따라 상기 Ti막의 상부는 계면 TiN막으로 전환될 수 있다.In the CVD reaction chamber, the Ti film may be treated in an NH 3 atmosphere to form an interfacial TiN film. (S223) The treatment process in the NH 3 atmosphere may include H 2 gas, Ar gas, and NH 3 in the CVD reaction chamber. This can be carried out by high frequency discharge while supplying gas. A third plasma may be generated according to the high frequency discharge to nitride the upper portion of the Ti film on the semiconductor substrate. Accordingly, the upper portion of the Ti film may be converted into an interfacial TiN film.

이어서, 상기 계면 TiN막 상에 상부 TiN막을 형성함으로써 본 발명에 따른 Ti/TiN막의 형성공정을 완료할 수 있다. 상기 상부 TiN막의 형성(S225)은 상기 계면 TiN막의 형성에 사용한 상기 CVD 반응챔버를 사용하여 인시투로 수행하거나, 또는 이와 다른 별도의 CVD 반응챔버를 사용하여 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 CVD 반응챔버에 TiCl4 가스, H2 가스, Ar 가스, 및 NH3 가스를 공급하면서 고주파방전을 가하여 제 4 플라즈마를 발생시켜 상기 상부 TiN막을 형성할 수 있다.Subsequently, by forming an upper TiN film on the interfacial TiN film, the formation process of the Ti / TiN film according to the present invention can be completed. The formation of the upper TiN film (S225) may be performed in-situ using the CVD reaction chamber used to form the interfacial TiN film, or may be performed using another separate CVD reaction chamber. Specifically, the upper TiN film may be formed by applying a high frequency discharge while supplying TiCl 4 gas, H 2 gas, Ar gas, and NH 3 gas to the CVD reaction chamber to generate a fourth plasma.

종래의 CVD 기술과 대비하여, ALD 기술을 적용한 본 발명에 따른 실시예들의 개선효과를 SEM(scanning electron microscopy)으로 확인할 수 있다. CVD 기술을 사용하여 형성한 Ti막 표면의 SEM 사진의 경우, 상기 Ti막 표면의 곳곳에 패인 곳이 드러난다. 이와 같이 불량한 모폴로지는 상기 Ti막 단면의 SEM 사진에서도 표면의 요철형상을 통하여 관찰될 수 있다. 이에 반하여, ALD 기술을 적용한 본 발명의 실시예에 따른 Ti막의 경우, 표면 SEM 사진이나 단면 SEM 사진 모두에서 상기 Ti막이 균일한 모폴로지를 가지는 것을 관찰할 수 있다.In contrast to the conventional CVD technology, the improvement effect of the embodiments according to the present invention using the ALD technology can be confirmed by scanning electron microscopy (SEM). In the case of the SEM photograph of the surface of the Ti film formed by using the CVD technique, the dents appear in various places on the surface of the Ti film. Such poor morphology can be observed through the irregularities of the surface in the SEM photograph of the cross section of the Ti film. In contrast, in the case of the Ti film according to the embodiment of the present invention to which the ALD technology is applied, it can be observed that the Ti film has a uniform morphology in both the surface SEM photograph and the cross-sectional SEM photograph.

도 3은 종래의 ALD 기술 및 본 발명의 실시예들에 따라 형성된 Ti/TiN막의 XRD 스펙트럼(X-ray diffraction spectra)을 각각 도시한 것이다. 상기 XRD 스펙트럼에서, x축은 회절각의 2배수를 표시하는 2θ를 의미한다. 상기 종래기술의 실시예에 따른 시편 및 상기 본 발명의 실시예에 따른 시편은 모두 각각의 반도체 기판 상에 Ti막 및 계면 TiN막만이 형성된, 부분적인 Ti/TiN막의 상태로써 준비되었다.3 illustrates X-ray diffraction spectra of Ti / TiN films formed according to conventional ALD techniques and embodiments of the present invention, respectively. In the XRD spectrum, the x-axis means 2θ indicating a multiple of the diffraction angle. Both the specimen according to the embodiment of the prior art and the specimen according to the embodiment of the present invention were prepared as a state of a partial Ti / TiN film, in which only a Ti film and an interfacial TiN film were formed on each semiconductor substrate.

도 3을 참조하면, 종래의 ALD 기술에 따라 형성된 Ti/TiN막의 스펙트럼(301)과 본 발명에 따라 형성된 Ti/TiN막의 스펙트럼(311)의 차이를 명확하게 알 수 있다. Referring to FIG. 3, the difference between the spectrum 301 of the Ti / TiN film formed according to the conventional ALD technology and the spectrum 311 of the Ti / TiN film formed according to the present invention can be clearly seen.

이미 상술한 바대로, 본 발명에 따른 Ti/TiN막의 형성은 Ti막과 계면 TiN막을 각각 ALD 반응챔버와 CVD 반응챔버에서 따로 수행한다. 이와 달리, 종래의 ALD 기술의 경우, Ti막의 형성과 계면 TiN막의 형성을 동일한 ALD 반응챔버에서 인시투(in-situ)로 수행한다. 상기 종래기술의 스펙트럼(301)의 경우, 2θ가 36.5도, 42.9도인 곳에서 각각 피크(peak)를 형성하고 있다. As already mentioned above, the formation of the Ti / TiN film according to the present invention is performed separately in the ALD reaction chamber and the CVD reaction chamber, respectively. In contrast, in the conventional ALD technique, the formation of the Ti film and the formation of the interfacial TiN film are performed in-situ in the same ALD reaction chamber. In the prior art spectrum 301, peaks are formed at 2θ of 36.5 degrees and 42.9 degrees, respectively.

상기 36.5도의 피크(303)는 Ti/TiN막의 밀러 인덱스(Miller index)가 [111]인 결정면(이하 TiN[111]결정면으로 표기한다)을 나타낸다. 또한, 상기 42.9도의 피크(307)는 TiN[200]결정면으로 동정할 수 있다. 상기 종래기술의 스펙트럼(301)의 특징은, 상기 Ti/TiN막 중에서 Ti막의 형성을 나타내는 Ti[101]결정면으로 동정될 수 있는 '2θ가 40.0도인 곳'(305)에서 특징적인 피크가 보이지 않는다는 점이다.The peak 303 of 36.5 degrees indicates a crystal plane (hereinafter referred to as TiN [111] crystal plane) in which the Miller index of the Ti / TiN film is [111]. In addition, the peak 307 of 42.9 degrees can be identified as a TiN [200] crystal plane. The characteristic of the prior art spectrum 301 is that the characteristic peak is not seen at the 'where 2θ is 40.0 degrees' 305, which can be identified as the Ti [101] crystal plane indicating the formation of the Ti film among the Ti / TiN films. Is the point.

상기 종래기술의 스펙트럼(301)에서 순수한 Ti막의 형성을 나타내는 피크가 관찰되지 않음은, 상기 Ti막의 형성공정시에 상기 Ti막이 질소함유물에 의해 오염 됨에 따른 것으로 볼 수 있다. 상기 종래의 ALD 기술에서의 상기 질소함유물에 의한 오염은, 상기 Ti막 형성반응 자체만으로는 상기 질소함유물을 전혀 사용하지 않는다는 점에서 일견 납득되지 않을 수 있다. 하지만, 상기 종래의 ALD 기술을 따를 경우 상기 질소함유물에 의한 오염의 발생은 일관적으로 관찰될 수 있다.The peak indicating the formation of a pure Ti film in the prior art spectrum 301 may not be observed because the Ti film is contaminated by nitrogen-containing materials during the formation process of the Ti film. The contamination by the nitrogen-containing material in the conventional ALD technique may not be convinced at all in that the nitrogen-containing material is not used at all by the Ti film forming reaction itself. However, following the conventional ALD technique, the occurrence of contamination by the nitrogenous content can be observed consistently.

도 1을 다시 참조하면, 종래의 ALD 기술의 적용시에 나타나는 상기 질소함유물에 의한 오염은, 상기 Ti막의 형성공정과는 별개의 공정인 상기 계면 TiN막의 형성공정(도 1의 S117)에 반응제로서 쓰이는 NH3 가스에 기인할 수 있다. 상기 NH3 가스는, ALD 공정(도 1의 S110)에서의 반응 가스의 일부로서 사용되는바, 상기 NH3 가스가 사용되는 반응공정이 완결된 후에도 상기 ALD 반응챔버 내부에 잔류 NH3로서 존재할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the contamination by the nitrogenous substance appearing in the application of the conventional ALD technology reacts to the formation process of the interfacial TiN film (S117 in FIG. 1) which is a process separate from the formation process of the Ti film. It may be due to the NH 3 gas used as the agent. The NH 3 gas is used as part of the reaction gas in the ALD process (S110 in FIG. 1), and may exist as residual NH 3 in the ALD reaction chamber even after the reaction process in which the NH 3 gas is used is completed. have.

특기할만한 사실은, 상기 종래의 ALD 기술과 대비하여, 통상적인 종래의 CVD 기술을 적용할 경우, 상기 잔류 NH3 가스는 상기 Ti막의 형성에 별다른 지장을 주지 아니한다는 점이다. 그 이유는, 종래의 CVD 기술의 경우, TiCl4 가스, H2 가스, 및 Ar 가스의 플라즈마에 의한 증착반응이 이루어지는 동안 계속하여 상기 CVD 반응챔버로 TiCl4 가스가 공급되기 때문이다. 따라서, 상기 잔류 NH3가 기화되어 발생하는 오염원으로서의 NH3 가스는 상기 Ti막 형성공정에서의 반응물로써 공급되는 TiCl4 가스에 비해 적은 양에 불과하므로, 상기 Ti막의 형성에 큰 영향을 주지 않을 수 있다.It is noteworthy that, in contrast to the conventional ALD technique, when the conventional conventional CVD technique is applied, the residual NH 3 gas does not interfere with the formation of the Ti film. The reason for this is because in the case of the conventional CVD technique, TiCl 4 gas, continues to TiCl 4 gas into the CVD reaction chamber for H 2 gas, and the deposition reaction by the plasma of the Ar gas is supplied is formed. Therefore, the NH 3 gas as a pollutant generated by evaporation of the residual NH 3 is only a small amount compared to the TiCl 4 gas supplied as a reactant in the Ti film forming process, and thus may not have a significant effect on the formation of the Ti film. have.

이와 달리, 상기 종래의 ALD 기술의 경우, ALD 기술 자체의 특성으로 인하여 상기 종래의 CVD 기술과는 다른 결과가 나타날 수 있다. 상기 종래의 ALD 기술의 경우, TiCl4 가스가 공급되지 않은 상태에서 H2 가스 및 Ar 가스만 공급한 채 상기 제 3 단계를 수행한다. 상기 제 3 단계 중에, 상기 잔류 NH3가 순수한 Ti막의 형성을 위하여 바람직하지 아니한 플라즈마 상태로 활성화되어 상기 반도체 기판 상에 형성된 원자층 두께의 TiCl4 막과 반응함으로써 Ti막 대신에 TiN막을 생성할 수 있다.On the contrary, in the case of the conventional ALD technology, a result different from that of the conventional CVD technology may occur due to the characteristics of the ALD technology itself. In the conventional ALD technology, the third step is performed while only the H 2 gas and the Ar gas are supplied while the TiCl 4 gas is not supplied. During the third step, the residual NH 3 is activated in an undesired plasma state to form a pure Ti film and reacts with a TiCl 4 film having an atomic layer thickness formed on the semiconductor substrate to form a TiN film instead of the Ti film. have.

따라서, Ti막과 TiN막을 인시투(in-situ)로 진행하는 상기 종래의 ALD 기술의 경우, 상기 ALD 반응챔버 내의 상기 잔류 NH3를 극미량 수준으로 제거하는 것이 필수불가결하다. 그러나, 상기 잔류 NH3는 Ti/TiN막의 형성반응에서의 반응물 또는 부수생성물의 형태로서 상기 ALD 반응챔버의 내부 벽면에 물리흡착 내지 화학흡착된 상태로 존재할 수 있는바, 퍼징(purging)에 의해서도 쉽게 제거되지 않아 문제된다.Therefore, in the conventional ALD technique in which the Ti film and the TiN film are in-situ, it is indispensable to remove the residual NH 3 in the ALD reaction chamber to a very low level. However, the residual NH 3 may exist in the form of reactants or by-products in the formation reaction of the Ti / TiN film and may be present in the physically adsorbed or chemisorbed state on the inner wall of the ALD reaction chamber. It is a problem because it is not removed.

도 3을 다시 참조하면, 상기 종래기술의 스펙트럼(301)과 달리, 본 발명의 스펙트럼(311)은 TiN막의 형성을 나타내는 36.5도의 피크(TiN[111]결정면; 313) 및 42.9도의 피크(TiN[200]결정면; 317)뿐 아니라, 순수한 Ti막의 형성을 나타내는 40.0도의 피크(Ti[101]결정면; 315)을 명확하게 보여주고 있다. 이는, 본 발명에 따른 Ti/TiN막의 형성공정의 경우, Ti막의 형성과 계면 TiN막의 형성을 별개의 반 응챔버인 ALD 반응챔버와 CVD 반응챔버에서 각각 수행함으로써 상기 잔류 NH3에 기인한 Ti막의 오염을 원천적으로 방지할 수 있기 때문이다.Referring back to FIG. 3, unlike the prior art spectrum 301, the spectrum 311 of the present invention has a peak of 36.5 degrees (TiN [111] crystal plane; 313) and a peak of 42.9 degrees (TiN [ 200] crystal plane 317, as well as a 40.0 degree peak (Ti [101] crystal plane 315) clearly showing the formation of a pure Ti film. This, in the case of a Ti / TiN film formation process according to the present invention, Ti film formation, and interface between TiN film formed in a separate reaction chamber, the ALD reaction by each carried out in the chamber with the CVD reaction chamber due to the residual NH 3 Ti film This is because contamination can be prevented at the source.

이상 본 발명의 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 예들에 한정되지 않고 본 발명의 사상 내에서 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and may be modified in various other forms within the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, Ti/TiN막의 형성시 플라즈마 CVD 기술 대신 ALD 기술을 사용함으로써 0.1 ㎛의 디자인 룰에서 모폴로지가 우수한 박막을 얻을 수 있다. 이에 더하여, ALD 반응챔버를 사용하여 Ti막을 형성한 후 인시투(in-situ)로 상기 Ti막 상에 계면 TiN막을 형성하는 종래의 ALD 기술과는 달리, 본 발명에서는 상기 계면 TiN막의 형성은 상기 ALD 반응챔버와는 별개인 CVD 반응챔버에서 수행한다. 이에 따라, ALD 기술에 따른 상기 Ti/TiN막의 형성에 있어서, 잔류 NH3에 의한 상기 Ti막의 오염문제를 해결할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, by using the ALD technology instead of the plasma CVD technology in the formation of the Ti / TiN film it is possible to obtain a thin film with excellent morphology in the design rule of 0.1 ㎛. In addition, unlike the conventional ALD technology in which the Ti film is formed on the Ti film in-situ after the Ti film is formed using the ALD reaction chamber, in the present invention, the formation of the interface TiN film is It is performed in a CVD reaction chamber separate from the ALD reaction chamber. Accordingly, in the formation of the Ti / TiN film according to the ALD technology, the problem of contamination of the Ti film due to residual NH 3 can be solved.

Claims (6)

반도체 기판을 ALD(atomic layer deposition) 반응챔버에 장착하고,The semiconductor substrate is mounted in an atomic layer deposition (ALD) reaction chamber, 상기 반도체 기판 상에 ALD 기술을 이용하여 Ti막을 형성하고,Forming a Ti film on the semiconductor substrate using ALD technology; 상기 Ti막이 형성된 상기 반도체 기판을 CVD(chemical vapor deposition) 반응챔버에 장착하고,Mounting the semiconductor substrate on which the Ti film is formed in a chemical vapor deposition (CVD) reaction chamber, 상기 Ti막의 표면을 질화시킴으로써 계면 TiN막을 형성하고,An interfacial TiN film is formed by nitriding the surface of the Ti film; 상기 계면 TiN막 상에 상부 TiN막을 형성하는 것을 포함하는 박막형성방법.And forming an upper TiN film on the interfacial TiN film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 Ti막을 형성하는 것은,Forming the Ti film, 상기 ALD 반응챔버에 TiCl4 가스를 주입하여 상기 반도체 기판 상에 Ti 원자를 함유하는 흡착층을 형성하는 제 1 단계;Injecting TiCl 4 gas into the ALD reaction chamber to form an adsorption layer containing Ti atoms on the semiconductor substrate; 상기 ALD 반응챔버를 퍼징(purging)하는 제 2 단계;Purging the ALD reaction chamber; 상기 ALD 반응챔버에 H2 가스를 주입하여 상기 흡착층과 반응시켜 Ti박막을 형성하는 제 3 단계; 및Injecting H 2 gas into the ALD reaction chamber to react with the adsorption layer to form a Ti thin film; And 상기 ALD 반응챔버를 퍼징하는 제 4 단계를 포함하되, 상기 제 1 단계 내지 제 4 단계를 적어도 1회 반복하는 박막형성방법.And a fourth step of purging the ALD reaction chamber, wherein the first to fourth steps are repeated at least once. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 단계 내지 제 4 단계에서 상기 ALD 반응챔버에 불활성 가스를 주입하는 것을 더 포함하는 박막형성방법.And injecting an inert gas into the ALD reaction chamber in the first to fourth steps. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 1 단계에서 상기 ALD 반응챔버에 H2 가스를 주입하는 것을 더 포함하는 박막형성방법.And injecting H 2 gas into the ALD reaction chamber in the first step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계면 TiN막을 형성하는 것은, 상기 Ti막이 형성된 상기 반도체 기판이 장착된 상기 CVD 반응챔버에 H2 가스, NH3 가스, 및 불활성 가스를 주입하는 것을 포함하는 박막형성방법.Forming the interfacial TiN film comprises injecting H 2 gas, NH 3 gas, and an inert gas into the CVD reaction chamber on which the semiconductor substrate on which the Ti film is formed is mounted. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부 TiN막을 형성하는 것은, 상기 계면 TiN막이 형성된 상기 반도체 기판이 장착된 상기 CVD 반응챔버에 TiCl4 가스, H2 가스, NH3 가스, 및 불활성 가스를 주입하는 것을 포함하는 박막형성방법.Forming the upper TiN film includes injecting TiCl 4 gas, H 2 gas, NH 3 gas, and an inert gas into the CVD reaction chamber on which the semiconductor substrate on which the interfacial TiN film is formed is mounted.
KR1020070048069A 2007-05-17 2007-05-17 Method for forming thin film of semiconductor devices KR20080101384A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070048069A KR20080101384A (en) 2007-05-17 2007-05-17 Method for forming thin film of semiconductor devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070048069A KR20080101384A (en) 2007-05-17 2007-05-17 Method for forming thin film of semiconductor devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080101384A true KR20080101384A (en) 2008-11-21

Family

ID=40287649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070048069A KR20080101384A (en) 2007-05-17 2007-05-17 Method for forming thin film of semiconductor devices

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080101384A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7211506B2 (en) Methods of forming cobalt layers for semiconductor devices
US8101521B1 (en) Methods for improving uniformity and resistivity of thin tungsten films
US8048805B2 (en) Methods for growing low-resistivity tungsten film
US7378354B2 (en) Atomic layer deposition methods
US7262125B2 (en) Method of forming low-resistivity tungsten interconnects
TWI428469B (en) Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
US7419904B2 (en) Method for forming barrier film and method for forming electrode film
JP2013542580A (en) Deposition method of cyclic thin film
JP2005533181A (en) Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
US9981286B2 (en) Selective formation of metal silicides
KR20210158812A (en) Vapor deposition of films comprising molybdenum
US7411254B2 (en) Semiconductor substrate
KR20020001376A (en) Method of forming a Al2O3 layer in a semiconductor device
US20090090384A1 (en) Cleaning method of apparatus for depositing metal containing film
TWI727660B (en) Selective deposition of silicon nitride
US20110114114A1 (en) Cleaning method of apparatus for depositing carbon containing film
JPWO2021076636A5 (en) Molybdenum filling for 3D NAND and other applications
US10269560B2 (en) Atomic layer deposition method for manufacturing semiconductor structure
KR20080101384A (en) Method for forming thin film of semiconductor devices
KR20200013349A (en) Methods of depositing tungsten
JP5054890B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20080268633A1 (en) Methods of Titanium Deposition
US20230340661A1 (en) Gapfill Process Using Pulsed High-Frequency Radio-Frequency (HFRF) Plasma
JP2006173299A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR20030058271A (en) Atomic layer deposition process using plasma

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination