KR20200137208A - Method of back side depostion using atomic layer deposition - Google Patents

Method of back side depostion using atomic layer deposition Download PDF

Info

Publication number
KR20200137208A
KR20200137208A KR1020190063168A KR20190063168A KR20200137208A KR 20200137208 A KR20200137208 A KR 20200137208A KR 1020190063168 A KR1020190063168 A KR 1020190063168A KR 20190063168 A KR20190063168 A KR 20190063168A KR 20200137208 A KR20200137208 A KR 20200137208A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
showerhead
thin film
deposition
atomic layer
injecting
Prior art date
Application number
KR1020190063168A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
전형탁
박현우
정찬원
최형수
이남규
최연식
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020190063168A priority Critical patent/KR20200137208A/en
Publication of KR20200137208A publication Critical patent/KR20200137208A/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519—Inert gas curtains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles

Abstract

The present invention relates to an atomic layer deposition method for back side deposition. Thin film deposition technology based on the atomic layer deposition method for back side deposition uses deposition equipment having an upper shower head, a side shower head, and a lower shower head installed in an upper portion, a side surface, and a lower portion of a deposition chamber, respectively to enable a thin film to be deposited on a substrate provided inside the deposition chamber.

Description

후면증착을 위한 원자층 증착법{METHOD OF BACK SIDE DEPOSTION USING ATOMIC LAYER DEPOSITION}Atomic layer deposition method for backside deposition {METHOD OF BACK SIDE DEPOSTION USING ATOMIC LAYER DEPOSITION}

원자층 증착법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자층 증착법을 이용하여 박막 증착 시에 전면 증착과, 후면 증착을 동시에 수행하는 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition method, and more particularly, to a technical idea of simultaneously performing front-side deposition and rear-side deposition during thin film deposition using an atomic layer deposition method.

화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)은 여러 반응 기체를 반응로에 혼합 주입하고 화학 반응을 통해 원하는 물질의 박막을 증착하는 기술로, 오래 전부터 반도체 증착 공정에 활용되어 왔다.Chemical Vapor Deposition (CVD) is a technology in which various reaction gases are mixed and injected into a reactor and a thin film of a desired material is deposited through a chemical reaction, and has been used for a long time in a semiconductor deposition process.

그러나, 최근 반도체 소자들이 고집적화됨에 따라 집적회로를 구성하고 있는 소자 구조의 크기가 나노미터(nanometer) 수준으로 미세화 되고 있으며, 이로 인해 미세 패터닝된 구조의 매립이나 도포를 위한 박막 형성 공정에 있어서 기존의 CVD 공정보다 단차 피복성이 향상된 박막 제조 공정이 필요하게 되었다.However, as semiconductor devices have become highly integrated in recent years, the size of the device structure constituting the integrated circuit has been miniaturized to the level of nanometers, and for this reason, the existing thin film formation process for filling or coating a fine patterned structure There is a need for a thin film manufacturing process with improved step coverage than the CVD process.

이에 기존 CVD 공정을 대체하는 방법으로 새롭게 부각되고 있는 것이 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용한 공정이다. ALD는 여러 반응 기체를 반응로에 전구체와 반응체를 따로 주입하고 그 사이에 부산물들을 처리하는 시퀀스를 넣어 물질의 박막을 증착하는 기술이다.Accordingly, a process using Atomic Layer Deposition (ALD) is emerging as a method that replaces the existing CVD process. ALD is a technology that deposits a thin film of a material by separately injecting a precursor and a reactant into a reactor by injecting several reaction gases into a reactor and processing by-products between them.

그러나, 상술한 가스 기반 증착 방법들은 기판 표면에만 박막이 증착된다는 점과 측면에는 약하게 박막이 증착된다는 문제가 있다. 즉, 현재 반도체 박막의 보호막, 그리고 저온공정 플라스틱 기판에서는 전방위 증착이 되어 기판과 활성층을 보호해야만 수분과 산소에 침투에 확실하게 보호할 수 있지만, 현재는 표면에만 증착이 되므로 보호막의 특성을 극대화 할 수 없다는 문제가 있다. However, the gas-based deposition methods described above have a problem in that a thin film is deposited only on the surface of a substrate and a thin film is weakly deposited on the side surface. In other words, in the current semiconductor thin film protective film and low-temperature process plastic substrates, all-round deposition is required to protect the substrate and the active layer to reliably protect against penetration of moisture and oxygen. There is a problem that you cannot.

다시 말해, 기존 ALD를 이용한 박막의 증착 공정은 기판에서의 표면 쪽과 측면에서만 증착이 될 뿐, 후면 박막의 증착이 어렵다는 문제가 있다. 특히 ALD는 다양한 기판에서 많이 사용이 되는 상황이지만, 다양한 기판(예를 들면, 플라스틱 기판)의 흡습은 여러 반도체 박막으로 확산될 수 있다는 문제가 있다.In other words, the deposition process of a thin film using an existing ALD has a problem that deposition is only performed on the surface side and side surfaces of the substrate, and it is difficult to deposit the rear thin film. In particular, ALD is a situation that is widely used in various substrates, but there is a problem that moisture absorption of various substrates (eg, plastic substrates) can diffuse into various semiconductor thin films.

한국등록특허 제10-0970795호, "저저항 질화 티타늄막"Korean Patent Registration No. 10-0970795, "Low-resistance titanium nitride film"

본 발명은 전방위 가스 주입을 통해 기존 시분할 원자층 증착 방법과는 달리 기판의 후면까지도 증착을 한번에 할 수 있는 박막 증착 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a thin film deposition method capable of depositing even the rear surface of a substrate at once, unlike the conventional time-division atomic layer deposition method through omnidirectional gas injection.

또한, 본 발명은 다양한 기판의 흡습과 확산을 방지하기 위하여 후면까지 보호막(박막)을 증착할 수 있는 박막 증착 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a thin film deposition method capable of depositing a protective film (thin film) to the rear surface in order to prevent moisture absorption and diffusion of various substrates.

또한, 본 발명은 플라스틱 기판까지의 범위를 넓혀 증착이 가능하여 다양한 반도체 분야에 적용이 가능한 박막 증착 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a thin film deposition method that can be applied to various semiconductor fields by extending the range to a plastic substrate and enabling deposition.

일실시예에 따른 박막 증착 방법은 증착 챔버의 상부, 측면 및 하부에 설치되는 상부 샤워헤드, 측면 샤워헤드 및 하부 샤워헤드를 구비하는 증착 장비를 이용하여 증착 챔버 내에 구비된 기판에 박막을 증착할 수 있다. The thin film deposition method according to an embodiment is to deposit a thin film on a substrate provided in the deposition chamber using a deposition equipment including an upper showerhead, a side showerhead, and a lower showerhead installed at the top, side, and bottom of the deposition chamber. I can.

구체적으로, 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 전구체(precursor)를 주입하는 단계와, 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 비활성 가스를 주입하는 단계와, 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 반응체를 주입하는 단계 및 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 비활성가스를 재주입하는 단계를 포함하고, 하부 샤워헤드는 박막을 증착하는 동안 비활성가스를 주입하여 기판을 플로팅 시킬 수 있다. Specifically, the thin film deposition method according to an embodiment includes injecting a precursor through an upper showerhead and a side showerhead, injecting an inert gas through the upper showerhead and the side showerhead, and the upper showerhead. Injecting a reactant through the head and side showerhead, and reinjecting an inert gas through the upper and side showerhead, and the lower showerhead injects an inert gas while depositing a thin film to form a substrate. Can be plotted.

일측에 따르면, 비활성 기체는 아르곤(Ar) 기체 및 질소(N2) 기체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one side, the inert gas may include at least one of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas.

일측에 따르면, 전구체를 주입하는 단계는 하부 샤워헤드를 통해 전구체를 주입할 수 있다. According to one side, in the step of injecting the precursor, the precursor may be injected through the lower showerhead.

일측에 따르면, 반응체를 주입하는 단계는 하부 샤워헤드를 통해 반응체를 주입할 수 있다.According to one side, in the step of injecting the reactant, the reactant may be injected through the lower showerhead.

일실시예에 따르면, 전방위 가스 주입을 통해 기존 시분할 원자층 증착 방법과는 달리 기판의 후면까지도 증착을 한번에 할 수 있다.According to an embodiment, unlike the conventional time-division atomic layer deposition method through omnidirectional gas injection, deposition of even the rear surface of the substrate may be performed at once.

또한, 일실시예에 따르면, 다양한 기판의 흡습과 확산을 방지하기 위하여 후면까지 보호막(박막)을 증착할 수 있다.In addition, according to an embodiment, a protective film (thin film) may be deposited to the rear surface to prevent moisture absorption and diffusion of various substrates.

또한, 일실시예에 따르면, 플라스틱 기판까지의 범위를 넓혀 증착이 가능하여 다양한 반도체 분야에 적용할 수 있다.In addition, according to an embodiment, deposition is possible by extending the range to a plastic substrate, so that it can be applied to various semiconductor fields.

도 1은 일실시예에 따른 박막 증착 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 일실시예에 따른 박막 증착 장치의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a thin film deposition method according to an embodiment.
2A to 2C are views for explaining an embodiment of a thin film deposition apparatus according to an embodiment.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various changes, equivalents, and/or substitutes for the embodiment.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of various embodiments, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, a detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in various embodiments and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In this document, expressions such as "A or B" or "at least one of A and/or B" may include all possible combinations of items listed together.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.Expressions such as "first," "second," "first," or "second," can modify the corresponding elements regardless of their order or importance, and to distinguish one element from another It is only used and does not limit the components.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.When any (eg, first) component is referred to as being “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, a component is It may be directly connected to the element, or may be connected through another element (eg, a third element).

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.In the present specification, "configured to (configured to)" is changed according to the situation, for example, hardware or software, "suitable for," "having the ability to," "... ," "made to," "can do," or "designed to" can be used interchangeably.

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.In some situations, the expression "a device configured to" may mean that the device "can" along with other devices or parts.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.For example, the phrase “a processor configured (or configured) to perform A, B, and C” means a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operation, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , May mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.In addition, the term'or' means an inclusive OR'inclusive or' rather than an exclusive OR'exclusive or'.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression'x uses a or b'means any one of natural inclusive permutations.

상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.In the above-described specific embodiments, constituent elements included in the invention are expressed in the singular or plural according to the presented specific embodiments.

그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.However, the singular or plural expression is selected appropriately for the situation presented for convenience of description, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural constituent elements, and even constituent elements expressed in plural are composed of the singular or However, even if it is a constituent element expressed in a singular number, it may be composed of pluralities.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the description of the present invention, various modifications may be made without departing from the scope of the technical idea implied by various embodiments.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by the claims and equivalents as well as the claims to be described later.

도 1은 일실시예에 따른 박막 증착 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a thin film deposition method according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 전방위 가스 주입을 통해 기존 시분할 원자층 증착 방법과는 달리 기판의 후면까지도 증착을 한번에 할 수 있다. Referring to FIG. 1, in the thin film deposition method according to an embodiment, unlike the conventional time-division atomic layer deposition method through omnidirectional gas injection, even the rear surface of the substrate may be deposited at once.

또한, 다양한 기판의 흡습과 확산을 방지하기 위하여 후면까지 보호막(박막)을 증착할 수 있다. In addition, a protective film (thin film) may be deposited to the rear surface to prevent absorption and diffusion of various substrates.

또한, 플라스틱 기판까지의 범위를 넓혀 증착이 가능하여 다양한 반도체 분야에 적용할 수 있다. In addition, it can be applied to various semiconductor fields by expanding the range to plastic substrates and enabling deposition.

또한, 기존의 증착 방식에 대한 단점을 보완하여 단차 피복성이 우수하고 동시에 공정 속도를 향상시킬 수 있다. In addition, by supplementing the disadvantages of the existing deposition method, it is possible to improve the step coverage and at the same time improve the process speed.

일실시예에 따른 박막 증착 방법은 증착 챔버의 상부, 측면 및 하부에 각각 설치되는 상부 샤워헤드, 측면 샤워헤드 및 하부 샤워헤드를 구비하는 증착 장비를 이용하여 증착 챔버 내에 구비된 기판에 박막을 증착할 수 있다. The thin film deposition method according to an embodiment deposits a thin film on a substrate provided in the deposition chamber using a deposition equipment including an upper showerhead, a side showerhead, and a lower showerhead respectively installed at the top, side, and bottom of the deposition chamber. can do.

구체적으로, 110 단계에서 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 전구체(precursor)를 주입할 수 있다. Specifically, in step 110, in the method of depositing a thin film according to an embodiment, a precursor may be injected through an upper showerhead and a side showerhead.

일측에 따르면, 110 단계에서 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 하부 샤워헤드를 통해 전구체를 주입할 수 있다. According to one side, in step 110, in the thin film deposition method according to an embodiment, a precursor may be injected through a lower showerhead.

다음으로, 120 단계에서 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 비활성 가스를 주입할 수 있다. Next, in step 120, in the method of depositing a thin film according to an embodiment, an inert gas may be injected through the upper showerhead and the side showerhead.

일측에 따르면, 비활성 기체는 아르곤(Ar) 기체 및 질소(N2) 기체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one side, the inert gas may include at least one of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas.

다음으로, 130 단계에서 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 반응체를 주입할 수 있다. Next, in step 130, in the method of depositing a thin film according to an embodiment, a reactant may be injected through an upper showerhead and a side showerhead.

일측에 따르면, 130 단계에서 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 하부 샤워헤드를 통해 반응체를 주입할 수 있다. According to one side, in step 130, in the thin film deposition method according to an embodiment, a reactant may be injected through a lower showerhead.

다음으로, 140 단계에서 일실시예에 따른 박막 증착 방법은 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드를 통해 비활성가스를 재주입할 수 있다. Next, in step 140, in the method of depositing a thin film according to an embodiment, an inert gas may be re-injected through an upper showerhead and a side showerhead.

한편, 일실시예에 따른 하부 샤워헤드는 박막을 증착하는 동안 비활성가스를 주입하여 기판을 플로팅 시킬 수 있다. Meanwhile, the lower showerhead according to an exemplary embodiment may float a substrate by injecting an inert gas while depositing a thin film.

다시 말해, 일실시예에 따른 하부 샤워헤드는 일실시예에 따른 박막 증착 방법의 110 내지 140 단계가 진행되는 동안 항상 비활성가스를 주입할 수 있다.In other words, the lower showerhead according to the embodiment may always inject an inert gas during steps 110 to 140 of the thin film deposition method according to the embodiment.

도 2a 내지 도 2c는 일실시예에 따른 박막 증착 장치의 구현예를 설명하기 위한 도면이다. 2A to 2C are views for explaining an embodiment of a thin film deposition apparatus according to an embodiment.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 도 2a는 박막 증착 장치의 반응 챔버의 구성을 나타내고, 도 2b는 박막 증착 장치의 상부 샤워헤드 및 측면 샤워헤드의 구성을 나타내며, 도 2c는 박막 증착 장치의 하부 샤워헤드 구성을 나타낸다. 2A to 2C, FIG. 2A shows a configuration of a reaction chamber of a thin film deposition apparatus, FIG. 2B shows a configuration of an upper showerhead and a side showerhead of the thin film deposition apparatus, and FIG. 2C is a lower portion of the thin film deposition apparatus. Shows the configuration of the shower head.

예를 들면, 박막 증착 장치는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 기반의 증착 장치일 수 있다. For example, the thin film deposition apparatus may be an atomic layer deposition (ALD) based deposition apparatus.

구체적으로, 도 2a에 따르면, 박막 증착 장치는 반응 챔버의 상판, 하판에 설치되는 상부 샤워헤드 및 하부 샤워헤드를 포함하고, 반응 챔버의 측면에 설치되는 측면 샤워헤드를 더 포함할 수 있다. 또한, 하판에 설치되는 하부 샤워헤드는 플로팅 노즐을 구비할 수 있다. Specifically, according to FIG. 2A, the thin film deposition apparatus includes an upper showerhead and a lower showerhead installed on an upper plate and a lower plate of the reaction chamber, and may further include a side showerhead installed on the side of the reaction chamber. In addition, the lower showerhead installed on the lower plate may have a floating nozzle.

일측에 따르면, 박막 증착 장치는 기판이 좌우로 움직이는 것을 방지하기 위하여 플로팅 홀더(Floating Holder)가 설치될 수 있으며, 플로팅 홀더는 기판의 웨이퍼 크기에 대응되는 사이즈로 설계될 수 있다. According to one side, in the thin film deposition apparatus, a floating holder may be installed to prevent the substrate from moving left and right, and the floating holder may be designed to have a size corresponding to the size of the wafer of the substrate.

또한, 박막 증착 장비는 진공장비뿐만 아니라 상압 기반 장비를 포함할 수 있다. In addition, the thin film deposition equipment may include not only vacuum equipment but also atmospheric pressure-based equipment.

도 2b에 따르면, 상부 샤워헤드와 측면 샤워헤드는 전구체와 반응체 및 비활성 가스가 같이 주입되는 샤워헤드를 포함할 수 있다. According to FIG. 2B, the upper showerhead and the side showerhead may include a showerhead into which a precursor, a reactant, and an inert gas are injected together.

예를 들면, 상부 샤워헤드와 측면 샤워헤드를 통해 주입되는 전구체는 하부 샤워헤드를 통해 주입되는 전구체와는 상이한 전구체일 수 있다. For example, a precursor injected through the upper showerhead and the side showerhead may be a precursor different from the precursor injected through the lower showerhead.

또한, 상부 샤워헤드와 측면 샤워헤드는 전구체와, 반응체 및 비활성 가스가 서로 별로의 노즐을 통해 분리되어 공급되도록 설계될 수 있다.In addition, the upper showerhead and the side showerhead may be designed so that a precursor, a reactant, and an inert gas are separated and supplied through separate nozzles.

도 2c에 따르면, 하판에 설치된 하부 샤워헤드는 전구체와 기판의 플로팅을 위한 비활성 가스에 대한 가스 주입로를 별도로 분리하여 설계될 수 있으며 이에 대한 가스주입 홀 역시 분리되도록 설계될 수 있다. According to FIG. 2C, the lower showerhead installed on the lower panel may be designed by separating a gas injection path for an inert gas for floating a precursor and a substrate, and a gas injection hole for this may also be designed to be separated.

또한, 하부 샤워헤드는 비활성가스와 전구체, 반응체가 따로 주입되도록 설계될 수 있으나, 전구체와 반응체가 다른 주입구로 주입되도록 설계될 수도 있다.In addition, the lower showerhead may be designed to separately inject an inert gas, a precursor, and a reactant, but may be designed so that the precursor and the reactant are injected through different injection ports.

결국, 본 발명을 이용하면, 전방위 가스 주입을 통해 기존 시분할 원자층 증착 방법과는 달리 기판의 후면까지도 증착을 한번에 할 수 있다. Consequently, using the present invention, unlike the conventional time-division atomic layer deposition method through omnidirectional gas injection, it is possible to deposit even the rear surface of the substrate at once.

또한, 다양한 기판의 흡습과 확산을 방지하기 위하여 후면까지 보호막(박막)을 증착할 수 있다. In addition, a protective film (thin film) may be deposited to the rear surface to prevent absorption and diffusion of various substrates.

또한, 플라스틱 기판까지의 범위를 넓혀 증착이 가능하여 다양한 반도체 분야에 적용할 수 있다. In addition, it can be applied to various semiconductor fields by expanding the range to plastic substrates and enabling deposition.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

110: 전구체 주입 단계 120: 비활성가스 주입 단계
130: 반응체 주입 단계 140: 비활성 가스 재주입 단계110: precursor injection step 120: inert gas injection step
130: reactant injection step 140: inert gas reinjection step

Claims (4)

증착 챔버의 상부, 측면 및 하부에 설치되는 상부 샤워헤드, 측면 샤워헤드 및 하부 샤워헤드를 구비하는 증착 장비를 이용하여 상기 증착 챔버 내에 구비된 기판에 박막을 증착하는 방법에 있어서,
상기 상부 샤워헤드 및 상기 측면 샤워헤드를 통해 전구체(precursor)를 주입하는 단계;
상기 상부 샤워헤드 및 상기 측면 샤워헤드를 통해 비활성 가스를 주입하는 단계;
상기 상부 샤워헤드 및 상기 측면 샤워헤드를 통해 반응체를 주입하는 단계 및
상기 상부 샤워헤드 및 상기 측면 샤워헤드를 통해 상기 비활성가스를 재주입하는 단계
를 포함하고,
상기 하부 샤워헤드는 상기 박막을 증착하는 동안 상기 비활성가스를 주입하여 상기 기판을 플로팅 시키는 박막 증착 방법.In a method of depositing a thin film on a substrate provided in the deposition chamber using a deposition equipment including an upper showerhead, a side showerhead, and a lower showerhead installed at the top, side, and bottom of the deposition chamber,
Injecting a precursor through the upper showerhead and the side showerhead;
Injecting an inert gas through the upper showerhead and the side showerhead;
Injecting a reactant through the upper showerhead and the side showerhead, and
Reinjecting the inert gas through the upper showerhead and the side showerhead
Including,
The thin film deposition method in which the lower showerhead injects the inert gas while depositing the thin film to float the substrate. 제1항에 있어서,
상기 비활성 기체는 아르곤(Ar) 기체 및 질소(N2) 기체 중 적어도 하나를 포함하는
박막 증착 방법.The method of claim 1,
The inert gas includes at least one of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas
Thin film deposition method. 제1항에 있어서,
상기 전구체를 주입하는 단계는, 상기 하부 샤워헤드를 통해 상기 전구체를 주입하는
박막 증착 방법.The method of claim 1,
Injecting the precursor may include injecting the precursor through the lower showerhead.
Thin film deposition method. 제1항에 있어서,
상기 반응체를 주입하는 단계는, 상기 하부 샤워헤드를 통해 상기 반응체를 주입하는
박막 증착 방법.The method of claim 1,
Injecting the reactant may include injecting the reactant through the lower showerhead.
Thin film deposition method.
KR1020190063168A 2019-05-29 2019-05-29 Method of back side depostion using atomic layer deposition KR20200137208A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190063168A KR20200137208A (en) 2019-05-29 2019-05-29 Method of back side depostion using atomic layer deposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190063168A KR20200137208A (en) 2019-05-29 2019-05-29 Method of back side depostion using atomic layer deposition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200137208A true KR20200137208A (en) 2020-12-09

Family

ID=73786954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190063168A KR20200137208A (en) 2019-05-29 2019-05-29 Method of back side depostion using atomic layer deposition

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200137208A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100970795B1 (en) 2005-07-20 2010-07-16 마이크론 테크놀로지, 인크. Low resistance titanium nitride films

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100970795B1 (en) 2005-07-20 2010-07-16 마이크론 테크놀로지, 인크. Low resistance titanium nitride films

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6782320B2 (en) Substrate processing method
KR102424336B1 (en) Method of processing a substrate and a device manufactured by the same
TWI480415B (en) A muti-mode membrane deposition apparatus and a membrane deposition method
KR101191222B1 (en) Transient enhanced atomic layer deposition
KR20170047155A (en) Semiconductor Manufacturing System Including Deposition Apparatus
US10381217B2 (en) Method of depositing a thin film
TW201546324A (en) Inhibitor plasma mediated atomic layer deposition for seamless feature fill
KR102562862B1 (en) Atomic layer deposition for low-k trench protection during etch
JP2002026005A (en) Method of forming aluminum oxide film for semiconductor device
KR100758758B1 (en) Atomic layer deposition methods of forming silicon dioxide comprising layers
JP7030696B6 (en) How to increase the ratio of reactive ions to neutral species
KR20230142395A (en) Substrate processing method and method of manufacturing organic light emitting device using the same
US20190326555A1 (en) Flexible organic-inorganic passivation layer and method of fabricating the same
KR20200137208A (en) Method of back side depostion using atomic layer deposition
KR102216380B1 (en) Methods for patterning of semiconductor device
KR20140101049A (en) Substrate Processing Apparatus
KR20180000902A (en) Deposition Apparatus for organic-inorganic thin layer and Deposition Method using the same
Ventzek et al. Atomic precision device fabrication using cyclic self-limiting plasma processes: involving silicon, silicon nitride, and silicon dioxide
KR20180096853A (en) Thin film deposition apparatus
KR100545194B1 (en) Formation method of barrier metal in semiconductor device
JP7299155B2 (en) Moisture-permeable membrane and its manufacturing method
KR100665846B1 (en) Thin film forming method for fabricating semiconductor device
KR20160053493A (en) Gas supplying device and atomic layer deposition apparatus having the same
JP6680190B2 (en) Film forming equipment
KR20190094320A (en) Substrate Processing Apparatus