KR20180013351A - 박막 증착 방법 - Google Patents
박막 증착 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180013351A KR20180013351A KR1020160096938A KR20160096938A KR20180013351A KR 20180013351 A KR20180013351 A KR 20180013351A KR 1020160096938 A KR1020160096938 A KR 1020160096938A KR 20160096938 A KR20160096938 A KR 20160096938A KR 20180013351 A KR20180013351 A KR 20180013351A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- precursor
- metal element
- formula
- supplying
- deposition chamber
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 55
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 claims abstract description 54
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 27
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 26
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 150000001334 alicyclic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010534 nucleophilic substitution reaction Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract description 5
- -1 steam Chemical compound 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MEBONNVPKOBPEA-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trimethylcyclohexane Chemical compound CC1CCCCC1(C)C MEBONNVPKOBPEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QEGNUYASOUJEHD-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethylcyclohexane Chemical compound CC1(C)CCCCC1 QEGNUYASOUJEHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBXNCJKFFQIKKY-UHFFFAOYSA-N 1-pentyne Chemical compound CCCC#C IBXNCJKFFQIKKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N Acetylene Chemical compound C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N but-1-yne Chemical compound CCC#C KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- IIEWJVIFRVWJOD-UHFFFAOYSA-N ethylcyclohexane Chemical compound CCC1CCCCC1 IIEWJVIFRVWJOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N methylcyclohexane Chemical compound CC1CCCCC1 UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- GCYUJISWSVALJD-UHFFFAOYSA-N 1,1-diethylcyclohexane Chemical compound CCC1(CC)CCCCC1 GCYUJISWSVALJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CGHIBGNXEGJPQZ-UHFFFAOYSA-N 1-hexyne Chemical compound CCCCC#C CGHIBGNXEGJPQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N Cyclobutane Chemical compound C1CCC1 PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVZWSLJZHVFIQJ-UHFFFAOYSA-N Cyclopropane Chemical compound C1CC1 LVZWSLJZHVFIQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUKYTASOALXFG-UHFFFAOYSA-N cycloheptylcycloheptane Chemical compound C1CCCCCC1C1CCCCCC1 ARUKYTASOALXFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJTCGQSWYFHTAC-UHFFFAOYSA-N cyclooctane Chemical compound C1CCCCCCC1 WJTCGQSWYFHTAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004914 cyclooctane Substances 0.000 description 1
- YVXHZKKCZYLQOP-UHFFFAOYSA-N hept-1-yne Chemical compound CCCCCC#C YVXHZKKCZYLQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001434 methanylylidene group Chemical group [H]C#[*] 0.000 description 1
- GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N methyl-cycloheptane Natural products CC1CCCCCC1 GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N propyne Chemical compound CC#C MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28158—Making the insulator
- H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
- H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/01—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C211/02—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
- C07C211/03—Monoamines
- C07C211/04—Mono-, di- or tri-methylamine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/01—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C211/02—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
- C07C211/03—Monoamines
- C07C211/05—Mono-, di- or tri-ethylamine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/01—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C211/02—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
- C07C211/03—Monoamines
- C07C211/08—Monoamines containing alkyl groups having a different number of carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/06—Aluminium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/06—Aluminium compounds
- C07F5/061—Aluminium compounds with C-aluminium linkage
- C07F5/062—Al linked exclusively to C
-
- C07F5/063—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/06—Aluminium compounds
- C07F5/061—Aluminium compounds with C-aluminium linkage
- C07F5/066—Aluminium compounds with C-aluminium linkage compounds with Al linked to an element other than Al, C, H or halogen (this includes Al-cyanide linkage)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02623—Liquid deposition
- H01L21/02628—Liquid deposition using solutions
-
- H01L21/205—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02614—Transformation of metal, e.g. oxidation, nitridation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 의한 원자층 증착(ALD)에 의해 기판상에 금속원소를 포함하는 박막을 증착하는 박막 증착 방법은, 페시베이션막이 형성된 산화막을 구비하는 상기 기판을 증착 챔버에 공급하는 기판공급단계; 상기 증착 챔버에 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 상기 산화막 상에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 흡착시키는 제1 흡착단계; 상기 증착 챔버에 리간드 치환용 화합물을 공급하여 상기 제1 흡착단계에서 흡착된 상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시키는 치환단계; 상기 증착 챔버에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 상기 산화막 상에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착단계; 및 산소, 수증기 및 오존 중에서 선택된 어느 하나 이상의 반응가스를 혼합하여 상기 증착 챔버에 공급하는 반응가스 공급단계를 포함하며, 상기 제1 흡착단계, 상기 치환단계, 상기 제2 흡착단계 및 반응가스 공급단계가 주기를 구성하여 복수의 주기로 수행된다.
Description
본 발명은 박막 증착 방법에 관한 것이며, 상세하게는 원자층 증착에 의해 금속원소를 포함하는 박막을 효과적으로 증착할 수 있는 박막 증착 방법에 관한 것이다.
기판상에 박막을 증착하기 위한 방법으로는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD), 화학적 기상(Chemical Vapor Deposition, CVD), 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)이 일반적으로 이용된다. 원자층 증착 방법(ALD)은 화학적 반응을 이용하여 원자를 기판상에 순차적으로 쌓아 올리는 박막 증착 기술로서, 반응물질을 시간적으로 분리하여 공급하므로 증착 정밀성을 효과적으로 확보할 수 있다.
본 발명의 목적은 원자층 증착에 의해 금속원소를 포함하는 박막을 효과적으로 증착할 수 있는 박막 증착 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 원자층 증착(ALD)에 의해 기판상에 금속원소를 포함하는 박막을 증착하는 박막 증착 방법에 있어서, 상기 기판을 증착 챔버에 공급하는 기판공급단계; 상기 증착 챔버에 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 상기 산화막 상에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 흡착시키는 제1 흡착단계; 상기 증착 챔버에 리간드 치환용 화합물을 공급하여 상기 제1 흡착단계에서 흡착된 상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시키는 치환단계; 및 상기 증착 챔버에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 상기 산화막 상에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착단계를 포함한다.
상기 리간드 치환용 화합물은 친핵성 치환반응에 의해 상기 제1 흡착단계에서 상기 기판상에 흡착된 상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시킬 수 있다.
상기 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 1>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 1>
상기 <화학식 1>에서 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1 내지 C6의 알킬기, C3 내지 C6의 시클로 알킬기 중에서 선택된 어느 하나이다.
상기 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 2> 내지 <화학식 4>로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
<화학식 2>
<화학식 3>
<화학식 4>
상기 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 5>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 5>
상기 <화학식 5>에서 상기 n은 0 내지 10의 정수에서 선택된 어느 하나이다.
상기 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 6>으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
<화학식 6>
상기 금속원소를 포함하는 전구체는 알루미늄을 포함하는 전구체일 수 있다.
상기 알루미늄을 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 7>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 7>
상기 <화학식 7>에서 상기 L1은 C1 내지 C6의 알킬기 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 L2 및 L3는 각각 독립적으로 C1 내지 C5의 알킬기, C1 내지 C6의 알킬아민기, C3 내지 C6의 시클로 아민기 중에서 선택된 어느 하나이다.
상기 알루미늄을 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 8> 내지 <화학식 10>으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
<화학식 8>
<화학식 9>
<화학식 10>
상기 알루미늄을 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 11>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 11>
상기 <화학식 11>에서 상기 La 및 Lb는 각각 독립적으로 C1 내지 C6의 알킬기, C1 내지 C6의 알킬아민기, C3 내지 C6의 시클로 알킬아민기 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 C1 내지 C6의 알킬기, C3 내지 C6의 시클로 알킬기 중에서 선택된 어느 하나이다.
상기 알루미늄을 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 12>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 12>
상기 박막 증착 방법은 상기 제2 흡착단계 이후에 산소, 수증기 및 오존 중에서 선택된 어느 하나 이상의 반응가스를 혼합하여 상기 증착 챔버에 공급하는 반응가스 공급단계를 더 포함할 수 있다.
상기 박막 증착 방법은, 상기 제1 흡착단계, 상기 치환단계, 상기 제2 흡착단계 및 상기 반응가스 공급단계를 주기로 구성하여 복수의 주기로 수행될 수 있다.
상기 박막 증착 방법은, 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 흡착시킨 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제1 퍼지단계; 상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시킨 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제2 퍼지단계; 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 선택적으로 흡착시킨 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제3 퍼지단계; 및 상기 반응가스를 공급한 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제4 퍼지단계를 더 포함할 수 있다.
상기 불활성 가스는 질소(N2)가스 또는 아르곤(Ar)가스를 포함할 수 있다.
상기 제1 흡착단계 또는 상기 제2 흡착단계에서는, 0.1~99.9%의 상기 금속원소를 포함하는 전구체와 0.1~99.9%의 지환족 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 포화 또는 불포화 탄화수소류를 혼합한 전구체 조성물을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은, 기판상에 전구체를 공급한 후 전구체의 리간드 치환용 화합물을 공급하여 전구체의 리간드를 치환하고, 다시 기판상에 선택적으로 전구체를 공급하는바, 박막의 증착 밀도를 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은 종래의 원자층 증착 설비의 설계 변경 없이 구현 가능한바, 원자층 증착 설비의 설계 비용에 따르는 비용을 효과적으로 저감할 수 있다.
도 1은 페시베이션막이 형성된 산화막에 알루미늄 전구체가 흡착된 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법의 플로우 차트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법의 플로우 차트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 박막 증착 방법에 관한 것으로, 이하에 첨부된 화학식 및 도면을 이용하여 본 발명의 실시예들을 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 페시베이션막이 형성된 산화막에 알루미늄 전구체가 흡착된 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(W) 상에 페시베이션막(P)이 형성됨으로써 산화막의 표면에는 산소-수소(O-H) 결합이 형성된다. 원자층 증착(ALD)에 의해 페시베이션막이 형성된 산화막의 표면에 전구체를 흡착시키는 경우, 산화막에 기 흡착된 전구체에 의해 이웃하는 흡착위치에 전구체가 흡착되는 것을 방해하는 가리움 효과(screening effect)가 발생한다.
즉, 도 1의 (b)는 가리움 효과의 일 예를 도시한 것으로, 산화막의 표면에 하기의 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체를 원자층 증착(ALD)에 의해 흡착시키는 경우, 이미 산화막에 흡착된 알루미늄 전구체에 의해 이웃하는 흡착위치에 알루미늄 전구체가 흡착되지 않는 현상(A)이 발생하게 된다. 즉, 알루미늄 전구체가 산화막 상에 균일하게 흡착되지 않으므로, 증착막의 스텝커버리지(step coverage)가 열위해진다. 우수한 증착막의 스텝커버리지를 얻기 위해서 알루미늄 전구체의 공급 시간을 늘리는 방안을 고려할 수 있으나, 지나치게 공정 시간이 길어짐에 따라 생산성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명은 증착막의 스텝커버리지를 확보함과 동시에 증착 효율을 확보할 수 있는 박막 증착 방법을 제공하고자 한다.
<화학식 8>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법의 플로우 차트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은 증착 챔버에 기판을 공급하는 기판공급단계(S100), 증착 챔버에 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 기판의 산화막 상에 금속원소를 포함하는 전구체를 흡착시키는 제1 흡착단계(S200), 증착 챔버에 리간드 치환용 화합물을 공급하여 제1 흡착단계(S200)에서 기판상에 흡착된 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시키는 치환단계(S300) 및 증착 챔버에 금속원소를 포함하는 전구체를 다시 공급하여 제1 흡착단계(S200)에서 전구체가 흡착되지 않은 기판상의 흡착위치에 금속원소를 포함하는 전구체를 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착단계(S400)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은, 제2 흡착단계(S400) 이후에 기판상에 산소(O2), 수증기(H2O) 및 오존(O3) 중에서 선택된 1종 이상의 반응가스를 혼합하여 공급함으로써 산소-수소 결합을 형성하는 반응가스 공급단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
제1 흡착단계(S200) 또는 제2 흡착단계(S400)에서는 0.1~99.9%의 금속원소를 포함하는 전구체와 0.1~99.9%의 지환족 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 포화 또는 불포화 탄화수소류를 혼합한 전구체 조성물을 증착 챔버에 공급함으로써 기판 상에 금속원소를 포함하는 전구체를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은 각각의 단계 이후에 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 증착 챔버 내부를 퍼지하는 퍼지단계들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 흡착단계(S200)이후에 증착 챔버 내부를 퍼지하는 제1 퍼지단계(S210), 치환단계(S300) 이후에 증착 챔버 내부를 퍼지하는 제2 퍼지단계(S310), 제2 흡착단계(S400) 이후에 증착 챔버 내부를 퍼지하는 제3 퍼지단계(410) 및 반응가스 공급단계(S500) 이후에 증착 챔버 내부를 퍼지하는 제4 퍼지단계(S510)를 포함할 수 있다. 각각의 퍼지단계에 이용되는 불활성 가스는 질소(N2)가스 또는 아르곤(Ar)가스를 포함할 수 있다.
지환족 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 포화 또는 불포화 탄화수소류는 금속원소를 포함하는 전구체를 안정화 시킬 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않으며, 그 예로는 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 메텐, 에텐, 프로펜, 부텐, 펜텐, 헥센, 옥텐, 메틴, 에틴, 프로핀, 부틴, 펜틴, 헥신, 헵틴, 옥틴 등의 지방족 탄화수소, 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 디메틸시클로헥산, 트리메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산, 디에틸시클로헥산, 데카히드로나프탈렌, 바이시클로헵탄, 트리시클로데칸, 헥사하이드로인텐시클로헥산, 시클로옥탄 등의 지환족 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소, 또는 이들의 혼합물들이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은 제1 흡착단계(S200), 치환단계(S300), 제2 흡착단계(S400) 및 반응가스 공급단계(S500)가 하나의 주기(Cycle)를 구성하여 실시될 수 있으며, 복수의 주기를 반복 실시하여 금속원소를 포함하는 박막이 층을 이루어 증착되도록 할 수 있다.
본 발명의 산화막은 알루미늄 산화막(Al2O3)일 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 반도체 소자의 제작에 이용되는 모든 산화막을 포함할 수 있다. 본 발명의 금속원소를 포함하는 전구체는 알루미늄(Al)을 포함하는 전구체일 수 있으나, 반드시 이들에 국한되는 것은 아니다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위해 하기의 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체를 금속원소를 포함하는 전구체의 일 예로 설명하나, 본 발명의 금속원소를 포함하는 전구체가 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 금속원소를 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 7>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 7>
상기 <화학식 7>에서 상기 L1은 C1 내지 C6의 알킬기 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 L2 및 L3는 각각 독립적으로 C1 내지 C5의 알킬기, C1 내지 C6의 알킬아민기, C3 내지 C6의 시클로 아민기 중에서 선택된 어느 하나이다.
<화학식 7>로 표시되는 금속원소를 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 8>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 8>
<화학식 7>로 표시되는 금속원소를 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 9>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 9>
<화학식 7>로 표시되는 금속원소를 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 10>으로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 10>
또한, 본 발명의 금속원소를 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 11>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 11>
상기 <화학식 11>에서 상기 La 및 Lb는 각각 독립적으로 C1 내지 C6의 알킬기, C1 내지 C6의 알킬아민기, C3 내지 C6의 시클로 알킬아민기 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 C1 내지 C6의 알킬기, C3 내지 C6의 시클로 알킬기 중에서 선택된 어느 하나이다.
<화학식 11>로 표시되는 금속원소를 포함하는 전구체는 하기의 <화학식 12>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 12>
본 발명의 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 1>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 1>
상기 <화학식 1>에서 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1 내지 C6의 알킬기, C3 내지 C6의 시클로 알킬기 중에서 선택된 어느 하나이다.
<화학식 1>로 표시되는 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 2>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 2>
<화학식 1>로 표시되는 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 3>으로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 3>
<화학식 1>로 표시되는 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 4>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 4>
본 발명의 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 5>로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 5>
상기 <화학식 5>에서 상기 n은 0 내지 10의 정수에서 선택된 어느 하나이다.
<화학식 5>로 표시되는 리간드 치환용 화합물은 하기의 <화학식 6>으로 표시되는 화합물일 수 있다.
<화학식 6>
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제1 흡착단계(S100)에서 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체를 공급하여 기판상에 알루미늄 전구체를 흡착시키며, 치환단계(S200)에서는 <화학식 2>로 표시되는 리간드 치환용 화합물을 기판상으로 공급할 수 있다.
도 3의 (a)는 치환단계(S200)에서 제1 흡착단계(S100)에서 산화막 상에 흡착된 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체의 리간드가 <화학식 2>로 표시되는 리간드 치환용 화합물로 치환되는 것을 나타낸 도면이다. 즉, 친핵성 치환반응에 의해 <화학식 8>의 리간드가 <화학식 2>로 표시되는 리간드 치환용 화합물로 치환되는 것을 확인할 수 있다.
도 3의 (b)는 제1 흡착단계(S200)에서 산화막 상에 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체가 흡착되지 않은 위치(A')에 제2 흡착단계(S400)에서 공급된 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체가 흡착된 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 즉, 치환단계(S200)에서 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체의 리간드가 <화학식 2>로 표시되는 리간드 치환용 화합물로 치환되는바, 제2 흡착단계(S400)에서 공급된 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체는 제1 흡착단계(S200)에서 흡착된 <화학식 8>로 표시되는 알루미늄 전구체와 결합하지 않고, 위치(A')에 선택적으로 흡착될 수 있다.
도 3의 (c)는 제2 흡착단계(S400)를 거친 기판상에 오존(O3)을 포함하는 가스를 공급하여 산소-수소 결합을 형성한 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은, 기판상에 전구체를 공급한 후 전구체의 리간드 치환용 화합물을 공급하여 전구체의 리간드를 치환하고, 다시 기판상에 선택적으로 전구체를 공급하는바, 박막의 증착 밀도를 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 방법은 종래의 원자층 증착 설비의 설계 변경 없이 구현 가능한바, 원자층 증착 설비의 설계 비용에 따르는 비용을 효과적으로 저감할 수 있다.
이상에서 본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.
Claims (16)
- 원자층 증착(ALD)에 의해 기판상에 금속원소를 포함하는 박막을 증착하는 박막 증착 방법에 있어서,
상기 기판을 증착 챔버에 공급하는 기판공급단계;
상기 증착 챔버에 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 상기 산화막 상에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 흡착시키는 제1 흡착단계;
상기 증착 챔버에 리간드 치환용 화합물을 공급하여 상기 제1 흡착단계에서 흡착된 상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시키는 치환단계; 및
상기 증착 챔버에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 공급하여 상기 산화막 상에 상기 금속원소를 포함하는 전구체를 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착단계를 포함하는, 박막 증착 방법. - 제1항에 있어서,
상기 리간드 치환용 화합물은 친핵성 치환반응에 의해 상기 제1 흡착단계에서 상기 기판상에 흡착된 상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시키는, 박막 증착 방법. - 제1항에 있어서,
상기 금속원소를 포함하는 전구체는 알루미늄을 포함하는 전구체인, 박막 증착 방법. - 제1항에 있어서,
상기 박막 증착 방법은 상기 제2 흡착단계 이후에 산소, 수증기 및 오존 중에서 선택된 어느 하나 이상의 반응가스를 혼합하여 상기 증착 챔버에 공급하는 반응가스 공급단계를 더 포함하는, 박막 증착 방법. - 제12항에 있어서,
상기 박막 증착 방법은,
상기 제1 흡착단계, 상기 치환단계, 상기 제2 흡착단계 및 상기 반응가스 공급단계를 주기로 구성하여 복수의 주기로 수행되는, 박막 증착 방법. - 제12항에 있어서,
상기 박막 증착 방법은,
상기 금속원소를 포함하는 전구체를 흡착시킨 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제1 퍼지단계;
상기 금속원소를 포함하는 전구체의 리간드를 치환시킨 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제2 퍼지단계;
상기 금속원소를 포함하는 전구체를 선택적으로 흡착시킨 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제3 퍼지단계; 및
상기 반응가스를 공급한 후 상기 증착 챔버에 불활성 가스를 공급하여 상기 증착챔버 내부를 퍼지하는 제4 퍼지단계를 더 포함하는, 박막 증착 방법. - 제14항에 있어서,
상기 불활성 가스는 질소(N2)가스 또는 아르곤(Ar)가스를 포함하는, 박막 증착 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 흡착단계 또는 상기 제2 흡착단계에서는,
0.1~99.9%의 상기 금속원소를 포함하는 전구체와 0.1~99.9%의 지환족 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 포화 또는 불포화 탄화수소류를 혼합한 전구체 조성물을 공급하는, 박막 증착 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160096938A KR101840293B1 (ko) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 박막 증착 방법 |
PCT/KR2017/003498 WO2018021654A1 (ko) | 2016-07-29 | 2017-03-30 | 박막 증착 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160096938A KR101840293B1 (ko) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 박막 증착 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180013351A true KR20180013351A (ko) | 2018-02-07 |
KR101840293B1 KR101840293B1 (ko) | 2018-03-20 |
Family
ID=61017003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160096938A KR101840293B1 (ko) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 박막 증착 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101840293B1 (ko) |
WO (1) | WO2018021654A1 (ko) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200083340A (ko) * | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 솔브레인 주식회사 | 박막 형성용 전구체, 이의 제조방법, 이를 이용한 박막의 제조 방법 및 박막 |
WO2021137595A1 (ko) * | 2020-01-03 | 2021-07-08 | 주식회사 유진테크 머티리얼즈 | 표면 보호 물질을 이용한 물질막 형성 방법 |
WO2024076216A1 (ko) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | 솔브레인 주식회사 | 활성화제, 이를 사용하여 제조된 반도체 기판 및 반도체 소자 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024518597A (ja) * | 2021-05-31 | 2024-05-01 | ソウルブレイン シーオー., エルティーディー. | 成膜材料、成膜組成物、これらを用いた成膜方法及びこれから製造された半導体素子 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100695511B1 (ko) * | 2004-06-07 | 2007-03-15 | 주식회사 하이닉스반도체 | 원자층 증착 방법을 이용한 반도체 소자의 Al₂O₃박막형성방법 |
US8491967B2 (en) * | 2008-09-08 | 2013-07-23 | Applied Materials, Inc. | In-situ chamber treatment and deposition process |
KR101321100B1 (ko) * | 2011-08-11 | 2013-10-22 | 건국대학교 산학협력단 | 촉매활성금속의 농도가 역전된 촉매 및 그 제조 방법 |
KR101221861B1 (ko) * | 2012-03-26 | 2013-01-14 | 솔브레인 주식회사 | 금속 전구체 및 이를 이용하여 제조된 금속 함유 박막 |
KR20150063789A (ko) * | 2013-12-02 | 2015-06-10 | 신화일렉트론 주식회사 | 원자층 증착 방법을 이용하는 알루미늄 산화막의 형성 방법 |
-
2016
- 2016-07-29 KR KR1020160096938A patent/KR101840293B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-03-30 WO PCT/KR2017/003498 patent/WO2018021654A1/ko active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200083340A (ko) * | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 솔브레인 주식회사 | 박막 형성용 전구체, 이의 제조방법, 이를 이용한 박막의 제조 방법 및 박막 |
WO2021137595A1 (ko) * | 2020-01-03 | 2021-07-08 | 주식회사 유진테크 머티리얼즈 | 표면 보호 물질을 이용한 물질막 형성 방법 |
WO2024076216A1 (ko) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | 솔브레인 주식회사 | 활성화제, 이를 사용하여 제조된 반도체 기판 및 반도체 소자 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018021654A1 (ko) | 2018-02-01 |
KR101840293B1 (ko) | 2018-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101840293B1 (ko) | 박막 증착 방법 | |
US10847365B2 (en) | Method of forming conformal silicon carbide film by cyclic CVD | |
US10704143B1 (en) | Oxide film forming method | |
US8784950B2 (en) | Method for forming aluminum oxide film using Al compound containing alkyl group and alkoxy or alkylamine group | |
US8784951B2 (en) | Method for forming insulation film using non-halide precursor having four or more silicons | |
KR102513600B1 (ko) | 산화물 박막의 증착 | |
JP6591501B2 (ja) | 回転式基板処理システム | |
JP6619606B2 (ja) | 成膜装置 | |
US6730163B2 (en) | Aluminum-containing material and atomic layer deposition methods | |
CN102082087B (zh) | 包括含碳电极的半导体器件及其制造方法 | |
US20130224964A1 (en) | Method for Forming Dielectric Film Containing Si-C bonds by Atomic Layer Deposition Using Precursor Containing Si-C-Si bond | |
JP2014236220A (ja) | バッチ反応器中での環状窒化アルミニウム蒸着 | |
KR20150121217A (ko) | SiCN 또는 SiCON을 포함하는 필름의 저온 원자층 증착 | |
US7018469B2 (en) | Atomic layer deposition methods of forming silicon dioxide comprising layers | |
US8372746B2 (en) | Electrode of semiconductor device and method for fabricating capacitor | |
EP3114248A1 (en) | Atomic layer deposition of germanium or germanium oxide | |
US11380539B2 (en) | Selective deposition of silicon nitride | |
CN114729445A (zh) | 区域选择性原子层沉积方法及工具 | |
KR20170123221A (ko) | 박막 증착 방법 | |
KR20210030992A (ko) | Ald 프로세스의 증착 레이트를 증가시키기 위한 방법 | |
US20190062911A1 (en) | Method for enabling optimized material deposition | |
JP2009203533A (ja) | 原子層成長装置 | |
KR102633017B1 (ko) | 이트륨-함유 막들을 증착하기 위한 방법들 및 장치 | |
JPWO2020170482A1 (ja) | 原子層堆積方法および原子層堆積装置 | |
JP2013001999A (ja) | 化学蒸着装置 |
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 |