KR20220060818A - Tunsten precusor, method and apparatus for deposition of tungsten film using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 텅스텐 전구체, 이를 이용한 텅스텐 박막 증착 방법 및 증착 장치에 관한 것으로, 특히 불소(F) 성분이 없으면서도 열안정성 및 반응성이 우수한 텅스텐 전구체와 이를 이용한 텅스텐 박막 증착 방법 및 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tungsten precursor, a method for depositing a tungsten thin film using the same, and a deposition apparatus, and more particularly, to a tungsten precursor having excellent thermal stability and reactivity without a fluorine (F) component, and a tungsten thin film deposition method and deposition apparatus using the same.
텅스텐(W)은 메모리 또는 비메모리 반도체 소자에서 워드 라인(word line), 비트 라인(bit line) 등의 금속 배선이나, 금속 배선 사이를 연결하는 로컬 인터코넥트(local interconnect) 소재로 사용되고 있다.Tungsten (W) is used as a material for metal wires such as word lines and bit lines in memory or non-memory semiconductor devices, or as a material for local interconnects connecting metal wires.
텅스텐 박막은 텅스텐 전구체를 이용한 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 또는 원자층 증착법(ALD; Atomic Layer Deposition)에 의해 증착된다. 텅스텐 전구체로는 WF6 기체가 일반적으로 사용되며, SiH4, H2 등의 환원제(reducing agent)를 이용하여 WF6를 W로 환원시킴으로써 기판 상에 텅스텐(W) 박막이 증착되도록 한다. 텅스텐 박막은 보통 티타늄 질화막(TiN) 등의 배리어 금속막 위에 증착된다. The tungsten thin film is deposited by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) using a tungsten precursor. As a tungsten precursor, WF 6 gas is generally used, and a tungsten (W) thin film is deposited on the substrate by reducing WF 6 to W using a reducing agent such as SiH 4 , H 2 . A thin tungsten film is usually deposited over a barrier metal film such as titanium nitride (TiN).
한편 WF6 전구체를 사용하여 기판 상에 텅스텐 박막을 증착하는 과정에서, 기판에 형성되어 있는 절연막이나 금속막 등이 텅스텐 전구체에 포함된 불소(F)와 반응 부산물인 HF에 의해 손상되는 문제가 있다. 이는 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성 저하를 유발할 수 있다. 특히 소자가 미세화됨에 따라 배리어 금속막의 두께도 감소되는 경향이 있어, 불소(F)에 의한 문제는 더욱 심각해 지고 있다. Meanwhile, in the process of depositing a tungsten thin film on a substrate using a WF 6 precursor, there is a problem in that an insulating film or a metal film formed on the substrate is damaged by fluorine (F) contained in the tungsten precursor and HF, a reaction by-product. . This may cause deterioration of electrical characteristics and reliability of the semiconductor device. In particular, as the device becomes miniaturized, the thickness of the barrier metal film also tends to decrease, and the problem caused by fluorine (F) is becoming more serious.
따라서 불소(F)가 없는(F-free) 텅스텐 전구체로서, 높은 열안정성을 가져 안정적인 합성이 가능함과 동시에 환원제에 의해 쉽게 환원되어 우수한 막질의 텅스텐 박막 증착을 가능하게 하는 텅스텐 전구체에 대한 요구가 높아지고 있다.Therefore, as a fluorine (F)-free (F-free) tungsten precursor, a tungsten precursor that has high thermal stability and can be synthesized stably and is easily reduced by a reducing agent to enable deposition of a tungsten thin film with excellent film quality is increasing. there is.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 불소(F) 성분이 없는 새로운 텅스텐 전구체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide a new tungsten precursor without a fluorine (F) component.
또한 본 발명은, 불소(F) 성분이 없으면서도 높은 열안정성을 가져 안정적인 합성이 가능함과 동시에 환원제에 의해 쉽게 환원되는 텅스텐 전구체를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a tungsten precursor that is easily reduced by a reducing agent while having high thermal stability without a fluorine (F) component, enabling stable synthesis.
또한 본 발명은, 상기한 텅스텐 전구체를 이용한 텅스텐 박막 증착 방법 및 증착 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method and a deposition apparatus for depositing a tungsten thin film using the tungsten precursor.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present application are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 텅스텐(W)과, 상기 텅스텐(W)에 결합된 제1 리간드를 포함하는 텅스텐 전구체로서, 제1 리간드는 탄소 체인을 매개로 서로 연결된 산소(O)와 질소(N)를 포함하고, 상기 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 각각 텅스텐에 직접 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.The tungsten precursor according to an embodiment of the present invention is a tungsten precursor including tungsten (W) and a first ligand bonded to the tungsten (W), wherein the first ligand is oxygen (O) connected to each other via a carbon chain. and nitrogen (N), wherein oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are directly bonded to tungsten, respectively.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 텅스텐(W)에 결합된 하나 이상의 제2 리간드를 더 포함하고, 상기 제2 리간드는 카보닐(CO)일 수 있다.In addition, the tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may further include one or more second ligands bonded to tungsten (W), and the second ligand may be carbonyl (CO).
또한, 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 상기 텅스텐(W)에 결합된 하나 이상의 제3 리간드를 더 포함하고, 상기 제3 리간드는 수소(H)일 수 있다.In addition, the tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may further include one or more third ligands bonded to the tungsten (W), and the third ligand may be hydrogen (H).
상기 제1 리간드는 이미노 알콕시(imino-alkoxy), 아미도 알콕시(amido-alkoxy), 아미노 알콕시(amino-alkoxy), 이미노 에테르(imino-ether), 아미도 에테르(amido-ether), 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나일 수 있다. 구체적으로는, 상기 제1 리간드는 O-CR1R2-CH-N-R3 구조의 이미노 알콕시(imino-alkoxy), O-CR1R2-C-N-R3 구조의 아미도 알콕시(amido-alkoxy), O-CR1R2-C-N-R3R4 구조의 아미노 알콕시(amino-alkoxy), R1-O-CR2R3-CH-N-R4 구조의 이미노 에테르(imino-ether), R1-O-CR2R3-C-N-R4 구조의 아미도 에테르(amido-ether), R1-O-CR2R3-C-N-R4R5 구조의 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나이고, 상기 R1, R2, R3, R4, R5는 각각 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl) 중 하나일 수 있다.The first ligand is imino-alkoxy, amido-alkoxy, amino-alkoxy, imino-ether, amido-ether, amino It may be one of the ethers (amino-ether). Specifically, the first ligand is an imino-alkoxy having a structure of O-CR 1 R 2 -CH-NR 3 , and amido-alkoxy having a structure of O-CR 1 R 2 -CNR 3 , O-CR 1 R 2 -CNR 3 R 4 amino-alkoxy of the structure, R 1 -O-CR 2 R 3 -CH-NR 4 imino-ether of the structure, R 1 - O-CR 2 R 3 -CNR 4 amido ether (amido-ether), R 1 -O-CR 2 R 3 -CNR 4 R 5 is one of the amino ether (amino-ether) structure, the R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 may each be one of alkyl or alkylsilyl.
이때, 상기 텅스텐 전구체의 HOMO-LUMO 갭은 1.5 eV 이상, 바람직하게는 2.0 eV 이상일 수 있다.In this case, the HOMO-LUMO gap of the tungsten precursor may be 1.5 eV or more, preferably 2.0 eV or more.
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체에서, 상기 제1 리간드는 이미노 알콕시(imino-alkoxy)이고, (imino-alkoxy)xW(CO)yHz의 화학식을 가지며, x, y, z는 각각 1, 3, 1인 것일 수 있다.In the tungsten precursor according to an embodiment of the present invention, the first ligand is imino-alkoxy, and has a formula of (imino-alkoxy) x W(CO) y H z , and x, y, z are They may be 1, 3, and 1, respectively.
또는, 상기 제1 리간드는 아미도 알콕시(amido-alkoxy)이고, (amido-alkoxy)xW(CO)y의 화학식을 가지며, x, y는 각각 1, 5인 것일 수 있다.Alternatively, the first ligand may be amido-alkoxy, having a chemical formula of (amido-alkoxy) x W(CO) y , and x and y may be 1 and 5, respectively.
또는, 상기 제1 리간드는 아미노 알콕시(amino-alkoxy)이고, (amino-alkoxy)xW(CO)yHz의 화학식을 가지며, x, y, z는 각각 1, 3, 1인 것일 수 있다.Alternatively, the first ligand may be amino-alkoxy, having a chemical formula of (amino-alkoxy) x W(CO) y H z , and x, y, and z may be 1, 3, and 1, respectively. .
또는, 상기 제1 리간드는 이미노 에테르(imino-ether)이고, (imino-ether)xW(CO)y의 화학식을 가지며, x, y는 각각 1, 4인 것일 수 있다.Alternatively, the first ligand may be imino-ether, (imino-ether) x W(CO) y , and x and y may be 1 or 4, respectively.
또는, 상기 제1 리간드는 아미도 에테르(amido-ether)이고, (amido-ether)xW(CO)yHz의 화학식을 가지며, x, y, z는 각각 1, 3, 1인 것일 수 있다.Alternatively, the first ligand may be an amido-ether, having a formula of (amido-ether) x W(CO) y H z , and x, y, and z may be 1, 3, and 1, respectively. there is.
또는, 상기 제1 리간드는 아미노 에테르(amino-ether)이고, (amino-ether)xW(CO)y의 화학식을 가지며, x는 1이고, y는 3 또는 4인 것일 수 있다.Alternatively, the first ligand may be an amino-ether, having a chemical formula of (amino-ether) x W(CO) y , x being 1, and y being 3 or 4.
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체에서, 상기 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N) 중 하나는 텅스텐에 공유 결합으로 결합되고, 다른 하나는 배위 결합으로 결합되며, 상기 텅스텐(W)에 결합된 하나의 수소(H) 리간드를 더 포함할 수 있다.In the tungsten precursor according to an embodiment of the present invention, one of oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand is covalently bonded to tungsten, and the other is bonded to tungsten by a coordination bond, and the tungsten (W) It may further include one hydrogen (H) ligand bound to .
또는, 상기 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 텅스텐에 모두 공유 결합으로 결합되거나 모두 배위 결합으로 결합되고, 상기 텅스텐(W)에 결합된 복수의 카보닐(CO) 리간드를 더 포함하며, 수소(H) 리간드는 포함하지 않을 수 있다.Alternatively, oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are both covalently bonded to tungsten or both are coordinately bonded to tungsten, and a plurality of carbonyl (CO) ligands bonded to the tungsten (W) are further added. and may not include a hydrogen (H) ligand.
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 다음 중 어느 하나의 화학식으로 표시되는 텅스텐 전구체일 수 있다.The tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may be a tungsten precursor represented by any one of the following chemical formulas.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 5][Formula 5]
[화학식 6][Formula 6]
[화학식 7][Formula 7]
상기 화학식 1 내지 화학식 7에서, 상기 R1, R2, R3, R4, R5는 각각 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl) 중 하나일 수 있다.In Formulas 1 to 7, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 may each be one of an alkyl (alkyl) or an alkylsilyl (alkylsilyl).
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 박막 증착 방법은, 상술한 텅스텐 전구체 및 환원제를 이용하여 텅스텐 박막을 증착하는 방법으로서, 상기 환원제는 상기 제1 리간드를 텅스텐(W)으로부터 분리하기 위한 물질일 수 있다.The tungsten thin film deposition method according to an embodiment of the present invention is a method of depositing a tungsten thin film using the above-described tungsten precursor and a reducing agent, and the reducing agent may be a material for separating the first ligand from tungsten (W). .
이때, 상기 환원제는 B2H6, H2, SiH4, PH3 중 어느 하나일 수 있다.In this case, the reducing agent may be any one of B 2 H 6 , H 2 , SiH 4 , PH 3 .
또한 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 증착 방법은, 원자층 증착법(ALD) 또는 화학 기상 증착법(CVD)중 어느 하나일 수 있다.In addition, the tungsten deposition method according to an embodiment of the present invention may be either atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD).
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 박막 증착 장치는, 상기 텅스텐 박막 증착 방법을 수행하기 위한 증착 장치로서, 기판이 배치되는 챔버, 상기 챔버 내로 상기 텅스텐 전구체를 공급하기 위한 텅스텐 전구체 공급 유닛, 상기 챔버 내로 상기 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.A tungsten thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention is a deposition apparatus for performing the tungsten thin film deposition method, a chamber in which a substrate is disposed, a tungsten precursor supply unit for supplying the tungsten precursor into the chamber, and into the chamber It is characterized in that it comprises a reducing agent supply unit for supplying the reducing agent.
본 발명에 의하면, 텅스텐(W)과, 탄소 체인을 매개로 서로 연결된 산소(O)와 질소(N)가 각각 텅스텐에 직접 결합된 구조의 제1 리간드를 포함하는, 불소(F) 성분이 없는 새로운 텅스텐 전구체를 제공할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, tungsten (W), oxygen (O) and nitrogen (N) connected to each other via a carbon chain, each containing a first ligand of a structure directly bonded to tungsten, without a fluorine (F) component There is an effect that can provide a new tungsten precursor.
특히 본 발명에 의하면, 불소(F) 성분이 없으면서도 높은 열안정성을 가져 안정적인 합성이 가능함과 동시에 환원제에 의해 쉽게 환원되는 텅스텐 전구체를 제공할 수 있는 효과가 있다.In particular, according to the present invention, there is an effect of providing a tungsten precursor that is easily reduced by a reducing agent while at the same time having high thermal stability without a fluorine (F) component, enabling stable synthesis.
또한, 본 발명의 의하면, 불소(F) 성분이 없는 새로운 텅스텐 전구체를 이용하여 반도체 소자의 전기적 특성이나 신뢰성 저하가 없는 우수한 막질의 텅스텐 박막을 증착할 수 있는 증착 방법 및 증착 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a deposition method and a deposition apparatus capable of depositing a tungsten thin film of excellent film quality without deterioration of electrical properties or reliability of semiconductor devices using a new tungsten precursor without a fluorine (F) component. It works.
다만, 본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체를 이용하여 텅스텐 박막을 증착하기 위한 증착 장치의 일 구현예이다.1 is an embodiment of a deposition apparatus for depositing a tungsten thin film using a tungsten precursor according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이하의 설명은 구체적인 실시예들을 포함하지만, 본 발명이 설명된 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Although the following description includes specific embodiments, the present invention is not limited or limited by the described embodiments. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 텅스텐(W)과, 상기 텅스텐(W)에 하나 이상이 결합된 제1 리간드를 포함하는 텅스텐 전구체로서, 제1 리간드는 탄소 체인을 매개로 서로 연결된 산소(O)와 질소(N)를 포함하고, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 각각 텅스텐에 직접 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.The tungsten precursor according to an embodiment of the present invention is a tungsten precursor including tungsten (W) and at least one first ligand bonded to the tungsten (W), wherein the first ligand is oxygen connected to each other through a carbon chain It contains (O) and nitrogen (N), and oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are each directly bonded to tungsten.
제1 리간드는 이미노 알콕시(imino-alkoxy), 아미도 알콕시(amido-alkoxy), 아미노 알콕시(amino-alkoxy), 이미노 에테르(imino-ether), 아미도 에테르(amido-ether), 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나일 수 있다.The first ligand is imino-alkoxy, amido-alkoxy, amino-alkoxy, imino-ether, amido-ether, amino ether (amino-ether).
구체적으로, 제1 리간드는 O-CR1R2-CH-N-R3 구조의 이미노 알콕시(imino-alkoxy), O-CR1R2-C-N-R3 구조의 아미도 알콕시(amido-alkoxy), O-CR1R2-C-N-R3R4 구조의 아미노 알콕시(amino-alkoxy), R1-O-CR2R3-CH-N-R4 구조의 이미노 에테르(imino-ether), R1-O-CR2R3-C-N-R4 구조의 아미도 에테르(amido-ether), R1-O-CR2R3-C-N-R4R5 구조의 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나일 수 있다. 이때, R1, R2, R3, R4, R5는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl)일 수 있고, 예를 들어 각각 Me, Et, iPr, nPr, tBu, nBu, sBu, SiMe3 중 하나일 수 있다.Specifically, the first ligand is an imino-alkoxy having a structure of O-CR 1 R 2 -CH-NR 3 , an amido-alkoxy having a structure of O-CR 1 R 2 -CNR 3 , O -CR 1 R 2 -CNR 3 R 4 amino-alkoxy, R 1 -O-CR 2 R 3 -CH-NR 4 imino-ether, R 1 -O- It may be one of an amido-ether having a CR 2 R 3 -CNR 4 structure and an amino-ether having a R 1 -O-CR 2 R 3 -CNR 4 R 5 structure. In this case, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 may be alkyl or alkylsilyl, for example, Me, Et, iPr, nPr, tBu, nBu, sBu, SiMe, respectively. It can be one of three .
제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 텅스텐(W)과 공유 결합 또는 배위 결합으로 결합될 수 있다. 즉, 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 공유 결합할 수 있고, 모두 배위 결합할 수도 있으며, 어느 하나는 공유 결합하고 다른 하나는 배위 결합할 수 있다.Oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand may be bonded to tungsten (W) by a covalent bond or a coordination bond. That is, both oxygen (O) and nitrogen (N) may be covalently bonded to tungsten (W), both may be coordinated, one may be covalently bonded and the other may be coordinated.
제1 리간드는 텅스텐 전구체에 열 안정성을 부여하는 기능을 할 수 있다. 제1 리간드는 환원제에 의해 환원되어 분리되기 전까지는 텅스텐과의 결합을 안정적으로 유지할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는 화학기상증착법이나 원자층 증착법에 의한 텅스텐 박막 증착에 유용하게 사용될 수 있다.The first ligand may function to impart thermal stability to the tungsten precursor. The first ligand may stably maintain a bond with tungsten until it is reduced and separated by a reducing agent. For this reason, the tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may be usefully used for depositing a tungsten thin film by a chemical vapor deposition method or an atomic layer deposition method.
아래의 표 1은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 제1 리간드와 텅스텐(W)의 결합 구조를 제1 리간드의 종류에 따라 나타낸 것이다.Table 1 below shows the bonding structure of the first ligand and tungsten (W) according to the type of the first ligand according to preferred embodiments of the present invention.
표 1에 나타낸 것처럼, As shown in Table 1,
제1 리간드가 이미노 알콕시(Imino-alkoxy)인 경우, 제1 리간드의 산소(O)는 텅스텐(W)과 공유 결합하고, 제1 리간드의 질소(N)는 텅스텐(W)과 배위 결합할 수 있고,When the first ligand is imino-alkoxy, oxygen (O) of the first ligand is covalently bonded to tungsten (W), and nitrogen (N) of the first ligand is coordinated with tungsten (W). can,
제1 리간드가 아미도 알콕시(Amido-alkoxy)인 경우, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 공유 결합할 수 있고,When the first ligand is amido-alkoxy, both oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand may covalently bond with tungsten (W),
제1 리간드가 아미노 알콕시(Amino-alkoxy)인 경우, 제1 리간드의 산소(O)는 텅스텐(W)과 공유 결합하고, 제1 리간드의 질소(N)는 텅스텐(W)과 배위 결합할 수 있고,When the first ligand is amino-alkoxy, oxygen (O) of the first ligand may covalently bond with tungsten (W), and nitrogen (N) of the first ligand may coordinate with tungsten (W). there is,
제1 리간드가 이미노 에테르(Imino-ether)인 경우, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 배위 결합할 수 있고,When the first ligand is an imino-ether, both oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand may coordinate with tungsten (W),
제1 리간드가 아미도 에테르(Amido-ether)인 경우, 제1 리간드의 산소(O)는 텅스텐(W)과 배위 결합하고, 제1 리간드의 질소(N)는 텅스텐(W)과 공유 결합할 수 있고,When the first ligand is an amido-ether, oxygen (O) of the first ligand is coordinated with tungsten (W), and nitrogen (N) of the first ligand is covalently bonded to tungsten (W). can,
제1 리간드가 아미노 에테르(Amino-ether)인 경우, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 배위 결합할 수 있다.When the first ligand is an amino-ether, both oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand may coordinate with tungsten (W).
표 1의 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3, R4, R5는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl)일 수 있고, 예를 들어 각각 Me, Et, iPr, nPr, tBu, nBu, sBu, SiMe3 중 하나일 수 있다.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 included in the first ligand of Table 1 may be alkyl or alkylsilyl, for example, Me, Et, iPr, nPr, It may be one of tBu, nBu, sBu, and SiMe 3 .
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 텅스텐(W)에 결합된 하나 이상의 제2 리간드를 더 포함할 수 있다. 여기서 제2 리간드는 카보닐(CO)일 수 있다. 제2 리간드로서의 카보닐(CO)은 텅스텐(W)에 3개 이상 결합될 수 있다. 제1 리간드의 종류에 따라, 제2 리간드인 카보닐(CO)은 텅스텐(W)에 3개, 4개 또는 5개 결합될 수 있다.The tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may further include one or more second ligands bonded to tungsten (W). Here, the second ligand may be carbonyl (CO). Three or more carbonyl (CO) as the second ligand may be bonded to tungsten (W). Depending on the type of the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand may be 3, 4, or 5 bonded to tungsten (W).
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는, 텅스텐(W)에 결합된 하나 이상의 제3 리간드를 더 포함할 수 있다. 여기서 제3 리간드는 수소(H)일 수 있다. The tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may further include one or more third ligands bonded to tungsten (W). Here, the third ligand may be hydrogen (H).
제3 리간드로서의 수소(H)는 제1 리간드의 산소(O) 및 질소(N)와 텅스텐(W)의 결합에 따라 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 제1 리간드의 산소(O) 및 질소(N) 중 어느 하나는 텅스텐(W)과 공유 결합으로 결합되고, 다른 하나는 배위 결합으로 결합되는 경우, 하나의 제3 리간드로서의 수소(H)가 텅스텐(W)과 결합될 수 있다. 반면, 제1 리간드의 산소(O) 및 질소(N)가 텅스텐(W)과 모두 공유 결합으로 결합되거나 모두 배위 결합으로 결합되는 경우, 제3 리간드로서의 수소(H)는 텅스텐 전구체에 포함되지 않을 수 있다. 이 경우, 텅스텐 전구체는 텅스텐(W)에 하나 이상의 제1 리간드와 복수의 제2 리간드가 결합된 구조로 형성될 수 있다.Hydrogen (H) as the third ligand may or may not be included depending on the bonding between oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand and tungsten (W). When any one of oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand is covalently bonded to tungsten (W) and the other is bonded by a coordinate bond, hydrogen (H) as one third ligand is tungsten (W) can be combined. On the other hand, when oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are both covalently bonded to tungsten (W) or both are covalently bonded to each other, hydrogen (H) as the third ligand is not included in the tungsten precursor. can In this case, the tungsten precursor may be formed in a structure in which one or more first ligands and a plurality of second ligands are bonded to tungsten (W).
제2 리간드 및/또는 제3 리간드는 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체과 기판의 반응성을 향상시키는 기능을 할 수 있다. 즉, 제2 리간드 및/또는 제3 리간드에 의해 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는 기판에 쉽게 흡착될 수 있다.The second ligand and/or the third ligand may function to improve the reactivity between the tungsten precursor and the substrate according to an embodiment of the present invention. That is, the tungsten precursor according to the embodiment of the present invention may be easily adsorbed to the substrate by the second ligand and/or the third ligand.
이하 본 발명의 각 실시예에 따른 텅스텐 전구체의 열 안정성을 제2 리간드 및 제3 리간드의 결합 수에 따라 시뮬레이션 분석한 결과를 설명한다. Hereinafter, the results of simulation analysis of the thermal stability of the tungsten precursor according to each embodiment of the present invention according to the number of bonds between the second ligand and the third ligand will be described.
1. 텅스텐 전구체의 열 안정성 시뮬레이션 분석1. Thermal Stability Simulation Analysis of Tungsten Precursors
각 실시예에 따른 텅스텐 전구체의 열 안정성을 미국 BioVia 사의 Materials Studio 7.0 소프트웨어의 DMol3 패키지를 사용하여 분석하였다. 열 안정성은 전구체 화합물이 분해되지 않고 안정적으로 형성되는 구조에서 HOMO-LUMO 갭의 값으로 평가하였다. 계산을 위해, Generalized Gradient Approximation (GGA)과 Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 보정을 사용하였으며, Double numerical polarization (DNP) 4.4 베이시스 세트와 Effective core potential (ECP)을 사용하였다. 다양한 스핀에 대해 서로 다른 궤도로 계산을 수행하기 위해 무제한 스핀 옵션을 적용하였다. 기하학 최적화에 사용된 총 에너지 차이, 원자 힘 및 궤도 점유에 대한 스미어링의 수렴 허용 오차는 10-6 Ha, 2 x 10-4 Ha /Å 및 9 x 10-4 Ha (1 Ha = 27.2114 eV)이었다.The thermal stability of the tungsten precursor according to each example was analyzed using the DMol3 package of Materials Studio 7.0 software from BioVia, USA. Thermal stability was evaluated by the value of the HOMO-LUMO gap in a structure in which the precursor compound is stably formed without decomposition. For calculations, Generalized Gradient Approximation (GGA) and Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) corrections were used, a set of Double numerical polarization (DNP) of 4.4 basis and Effective core potential (ECP) were used. Unlimited spins option was applied to perform calculations with different trajectories for different spins. Convergence tolerances of smearing for total energy difference, atomic force, and orbital occupancy used for geometry optimization were 10 -6 Ha, 2 x 10 -4 Ha/Å and 9 x 10 -4 Ha (1 Ha = 27.2114 eV) it was
(1) 실시예 1(1) Example 1
표 1에 나타낸 것과 같이 실시예 1에 따른 텅스텐 전구체는 제1 리간드가 이미노 알콕시(Imino-alkoxy)이고, 제1 리간드의 산소(O)는 텅스텐(W)과 공유 결합하고 제1 리간드의 질소(N)는 텅스텐(W)과 배위 결합한 구조로서, 제1 리간드인 이미노 알콕시, 제2 리간드인 카보닐(CO), 제3 리간드인 수소(H)의 개수에 따라 (imino-alkoxy)xW(CO)yHz 로 표시할 수 있다.As shown in Table 1, in the tungsten precursor according to Example 1, the first ligand is imino-alkoxy, and oxygen (O) of the first ligand is covalently bonded to tungsten (W) and nitrogen of the first ligand (N) is a structure coordinated with tungsten (W), depending on the number of imino alkoxy as the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand, and hydrogen (H) as the third ligand (imino-alkoxy) x It can be expressed as W(CO) y H z .
아래의 표 2는 x, y, z 값에 따른 HOMO, LUMO 및 HOMO-LUMO 갭을 나타낸 것이다. 계산을 위해, 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3는 각각 Me, iPr, tBu로 가정하였다.Table 2 below shows HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gaps according to x, y, and z values. For calculation, R 1 , R 2 , and R 3 included in the first ligand were assumed to be Me, iPr, and tBu, respectively.
표 2에서 알 수 있듯이, (x, y, z)가 각각 (1, 2, 0), (1, 3, 1), (2, 3, 0)인 (imino-alkoxy)W(CO)2, (imino-alkoxy)W(CO)3H, (imino-alkoxy)2W(CO)3의 경우 HOMO-LUMO 갭이 1.5 eV 이상으로 나타나 상대적으로 열 안정성이 우수한 것으로 계산되었으며, 특히 (imino-alkoxy)W(CO)3H가 HOMO-LUMO 갭이 2.56 eV로 가장 안정하였다. (imino-alkoxy)W(CO)5의 경우에는 HOMO-LUMO 갭은 1.95 eV로 높은 편이었으나, 화합물이 안정적으로 형성되지 않았다.As can be seen from Table 2, (imino-alkoxy)W(CO) 2 where (x, y, z) is (1, 2, 0), (1, 3, 1), (2, 3, 0), respectively , (imino-alkoxy)W(CO) 3 H, and (imino-alkoxy) 2 W(CO) 3 , the HOMO-LUMO gap was 1.5 eV or more, which was calculated to have relatively good thermal stability. alkoxy)W(CO) 3 H was the most stable with a HOMO-LUMO gap of 2.56 eV. In the case of (imino-alkoxy)W(CO) 5 , the HOMO-LUMO gap was high at 1.95 eV, but the compound was not stably formed.
이상의 결과에 의하면, 아래의 화학식 1의 텅스텐 전구체가 제1 리간드가 이미노 알콕시인 본 발명의 실시예 1 중 가장 바람직한 전구체임을 알 수 있다.According to the above results, it can be seen that the tungsten precursor of Chemical Formula 1 below is the most preferred precursor in Example 1 of the present invention in which the first ligand is imino alkoxy.
[화학식 1] [Formula 1]
(R1, R2, R3는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 is an alkyl or alkylsilyl)
(2) 실시예 2(2) Example 2
표 1에 나타낸 것과 같이 실시예 2에 따른 텅스텐 전구체는 제1 리간드가 아미도 알콕시(Amido-alkoxy)이고, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 공유 결합한 구조로서, 제1 리간드인 아미도 알콕시, 제2 리간드인 카보닐(CO), 제3 리간드인 수소(H)의 개수에 따라 (amido-alkoxy)xW(CO)yHz 로 표시할 수 있다.As shown in Table 1, in the tungsten precursor according to Example 2, the first ligand is amido-alkoxy, and both oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are covalently bonded to tungsten (W). As a structure, it can be expressed as (amido-alkoxy) x W(CO) y H z depending on the number of amido alkoxy as the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand, and hydrogen (H) as the third ligand. there is.
아래의 표 3은 x, y, z 값에 따른 HOMO, LUMO 및 HOMO-LUMO 갭을 나타낸 것이다. 계산을 위해, 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3는 각각 Me, iPr, tBu로 가정하였다.Table 3 below shows HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gaps according to x, y, and z values. For calculation, R 1 , R 2 , and R 3 included in the first ligand were assumed to be Me, iPr, and tBu, respectively.
표 3에서 알 수 있듯이, (x, y, z)가 (1, 5, 0)인 (amido-alkoxy)W(CO)5의 경우 HOMO-LUMO 갭이 1.5 eV 이상으로 나타나 가장 열 안정성이 우수한 것으로 계산되었다. As can be seen from Table 3, in the case of (amido-alkoxy)W(CO) 5 in which (x, y, z) is (1, 5, 0), the HOMO-LUMO gap was 1.5 eV or more, showing the best thermal stability. was calculated as
이상의 결과에 의하면, 아래의 화학식 2의 텅스텐 전구체가 제1 리간드가 아미도 알콕시인 본 발명의 실시예 2 중 가장 바람직한 전구체임을 알 수 있다.According to the above results, it can be seen that the tungsten precursor of Chemical Formula 2 below is the most preferable precursor among Examples 2 of the present invention in which the first ligand is amido alkoxy.
[화학식 2] [Formula 2]
(R1, R2, R3는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 is an alkyl or alkylsilyl)
(3) 실시예 3(3) Example 3
표 1에 나타낸 것과 같이 실시예 3에 따른 텅스텐 전구체는 제1 리간드가 아미노 알콕시(Amino-alkoxy)이고, 제1 리간드의 산소(O)는 텅스텐(W)과 공유 결합하고, 질소(N)는 텅스텐(W)과 배위 결합한 구조로서, 제1 리간드인 아미노 알콕시, 제2 리간드인 카보닐(CO), 제3 리간드인 수소(H)의 개수에 따라 (amino-alkoxy)xW(CO)yHz 로 표시할 수 있다.As shown in Table 1, in the tungsten precursor according to Example 3, the first ligand is amino-alkoxy, oxygen (O) of the first ligand is covalently bonded to tungsten (W), and nitrogen (N) is A structure coordinated with tungsten (W), depending on the number of amino alkoxy as the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand, and hydrogen (H) as the third ligand (amino-alkoxy) x W (CO) y It can be expressed as H z .
아래의 표 4은 x, y, z 값에 따른 HOMO, LUMO 및 HOMO-LUMO 갭을 나타낸 것이다. 계산을 위해, 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3, R4는 각각 Me, iPr, tBu, Me로 가정하였다.Table 4 below shows HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gaps according to x, y, and z values. For calculation, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 included in the first ligand were assumed to be Me, iPr, tBu, and Me, respectively.
표 4에서 알 수 있듯이, (x, y, z)가 각각 (1, 3, 1)인 (amino-alkoxy)W(CO)3H가 HOMO-LUMO 갭이 2.638 eV로 나타나 가장 안정하였다. (amino-alkoxy)W(CO)4H의 경우에는 HOMO-LUMO 갭은 2.289 eV로 높은 편이었으나, 제2 리간드인 CO와 제3 리간드인 H의 반응에 의해 화합물이 안정적으로 형성되지 않았다.As can be seen from Table 4, (amino-alkoxy)W(CO) 3 H in which (x, y, z) is (1, 3, 1), respectively, was the most stable as the HOMO-LUMO gap was 2.638 eV. In the case of (amino-alkoxy)W(CO) 4 H, the HOMO-LUMO gap was high at 2.289 eV, but the compound was not stably formed by the reaction of the second ligand CO with the third ligand H.
이상의 결과에 의하면, 아래의 화학식 3의 텅스텐 전구체가 제1 리간드가 아미노 알콕시인 본 발명의 실시예 3 중 가장 바람직한 전구체임을 알 수 있다.According to the above results, it can be seen that the tungsten precursor of Chemical Formula 3 below is the most preferred precursor among Example 3 of the present invention in which the first ligand is amino alkoxy.
[화학식 3] [Formula 3]
(R1, R2, R3, R4는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is an alkyl or alkylsilyl)
(4) 실시예 4(4) Example 4
표 1에 나타낸 것과 같이 실시예 4에 따른 텅스텐 전구체는 제1 리간드가 이미노 에테르(Imino-ether)이고, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 배위 결합한 구조로서, 제1 리간드인 이미노 에테르, 제2 리간드인 카보닐(CO), 제3 리간드인 수소(H)의 개수에 따라 (imino-ether)xW(CO)yHz 로 표시할 수 있다.As shown in Table 1, in the tungsten precursor according to Example 4, the first ligand is imino-ether, and both oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are coordinated with tungsten (W). As a structure, it can be expressed as (imino-ether) x W(CO) y H z depending on the number of imino ether as the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand, and hydrogen (H) as the third ligand. there is.
아래의 표 5은 x, y, z 값에 따른 HOMO, LUMO 및 HOMO-LUMO 갭을 나타낸 것이다. 계산을 위해, 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3, R4는 각각 Me, Me, iPr, tBu로 가정하였다.Table 5 below shows HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gaps according to x, y, and z values. For calculation, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 included in the first ligand were assumed to be Me, Me, iPr, and tBu, respectively.
표 5에서 알 수 있듯이, (x, y, z)가 각각 (1, 4, 0)인 (imino-ether)W(CO)4가 HOMO-LUMO 갭이 2.407 eV로 나타나 가장 안정하였다. (imino-ether)W(CO)5의 경우에는 HOMO-LUMO 갭은 2.824 eV로 더 높았으나, 화합물이 안정적으로 형성되지 않았다.As can be seen from Table 5, (imino-ether)W(CO) 4 in which (x, y, z) is (1, 4, 0) was the most stable as the HOMO-LUMO gap was 2.407 eV. In the case of (imino-ether)W(CO) 5 , the HOMO-LUMO gap was higher at 2.824 eV, but the compound was not stably formed.
이상의 결과에 의하면, 아래의 화학식 4의 텅스텐 전구체가 제1 리간드가 이미노 에테르인 본 발명의 실시예 4 중 가장 바람직한 전구체임을 알 수 있다.According to the above results, it can be seen that the tungsten precursor of Chemical Formula 4 below is the most preferable precursor among Examples 4 of the present invention in which the first ligand is an imino ether.
[화학식 4] [Formula 4]
(R1, R2, R3, R4는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is an alkyl or alkylsilyl)
(5) 실시예 5(5) Example 5
표 1에 나타낸 것과 같이 실시예 5에 따른 텅스텐 전구체는 제1 리간드가 아미도 에테르(Amido-ether)이고, 제1 리간드의 산소(O)는 텅스텐(W)과 배위 결합하고, 질소(N)는 텅스텐(W)과 공유 결합한 구조로서, 제1 리간드인 아미도 에테르, 제2 리간드인 카보닐(CO), 제3 리간드인 수소(H)의 개수에 따라 (amido-ether)xW(CO)yHz 로 표시할 수 있다.As shown in Table 1, in the tungsten precursor according to Example 5, the first ligand is amido-ether, and oxygen (O) of the first ligand is coordinated with tungsten (W), and nitrogen (N) is a structure covalently bonded to tungsten (W), depending on the number of amido ether as the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand, and hydrogen (H) as the third ligand (amido-ether) x W (CO) ) can be expressed as y H z .
아래의 표 6은 x, y, z 값에 따른 HOMO, LUMO 및 HOMO-LUMO 갭을 나타낸 것이다. 계산을 위해, 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3, R4는 각각 Me, Me, iPr, tBu로 가정하였다.Table 6 below shows HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gaps according to x, y, and z values. For calculation, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 included in the first ligand were assumed to be Me, Me, iPr, and tBu, respectively.
표 6에서 알 수 있듯이, (x, y, z)가 각각 (1, 3, 1)인 (amido-ether)W(CO)3H가 HOMO-LUMO 갭이 2.710 eV로 나타나 가장 안정하였다.As can be seen from Table 6, (amido-ether)W(CO) 3 H in which (x, y, z) is (1, 3, 1), respectively, was the most stable as the HOMO-LUMO gap was 2.710 eV.
이상의 결과에 의하면, 아래의 화학식 5의 텅스텐 전구체가 제1 리간드가 아미도 에테르인 본 발명의 실시예 5 중 가장 바람직한 전구체임을 알 수 있다.According to the above results, it can be seen that the tungsten precursor of Chemical Formula 5 below is the most preferable precursor among Examples 5 of the present invention in which the first ligand is an amido ether.
[화학식 5] [Formula 5]
(R1, R2, R3, R4는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is an alkyl or alkylsilyl)
(6) 실시예 6(6) Example 6
표 1에 나타낸 것과 같이 실시예 6에 따른 텅스텐 전구체는 제1 리간드가 아미노 에테르(Amino-ether)이고, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 모두 텅스텐(W)과 배위 결합한 구조로서, 제1 리간드인 아미노 에테르, 제2 리간드인 카보닐(CO), 제3 리간드인 수소(H)의 개수에 따라 (amino-ether)xW(CO)yHz 로 표시할 수 있다.As shown in Table 1, in the tungsten precursor according to Example 6, the first ligand is amino-ether, and both oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are coordinated with tungsten (W). , may be expressed as (amino-ether) x W(CO) y H z depending on the number of amino ether as the first ligand, carbonyl (CO) as the second ligand, and hydrogen (H) as the third ligand.
아래의 표 7은 x, y, z 값에 따른 HOMO, LUMO 및 HOMO-LUMO 갭을 나타낸 것이다. 계산을 위해, 제1 리간드에 포함된 R1, R2, R3, R4, R5는 각각 Me, Me, iPr, tBu, Me로 가정하였다.Table 7 below shows HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gaps according to x, y, and z values. For calculation, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 included in the first ligand were assumed to be Me, Me, iPr, tBu, and Me, respectively.
표 7에서 알 수 있듯이, (x, y, z)가 각각 (1, 4, 0)인 (amino-ether)W(CO)4와 (1, 3, 0)인 (amino-ether)W(CO)3가 HOMO-LUMO 갭이 각각 2.715 eV, 2.744 eV로 나타나 가장 안정하였다. (amino-ether)W(CO)5의 경우에는 HOMO-LUMO 갭이 2.718 eV로 높았으나, 화합물이 안정적으로 형성되지 않았다.As can be seen from Table 7, (amino-ether)W(CO) 4 where (x, y, z) is (1, 4, 0) and (amino-ether)W( CO) trivalent HOMO-LUMO gaps were the most stable as 2.715 eV and 2.744 eV, respectively. In the case of (amino-ether)W(CO) 5 , the HOMO-LUMO gap was as high as 2.718 eV, but the compound was not stably formed.
이상의 결과에 의하면, 아래의 화학식 6 및 화학식 7의 텅스텐 전구체가 제1 리간드가 아미노 에테르인 본 발명의 실시예 5 중 가장 바람직한 전구체임을 알 수 있다.According to the above results, it can be seen that the tungsten precursors of Chemical Formulas 6 and 7 below are the most preferred precursors among Examples 5 of the present invention in which the first ligand is an amino ether.
[화학식 6] [Formula 6]
(R1, R2, R3, R4, R5는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 is an alkyl or alkylsilyl)
[화학식 7][Formula 7]
(R1, R2, R3, R4, R5는 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl))(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 is an alkyl or alkylsilyl)
2. 텅스텐 전구체의 환원성 시뮬레이션 분석2. Reductive simulation analysis of tungsten precursor
본 발명의 실시예들에 따른 텅스텐 전구체를 이용하여 텅스텐 박막을 증착하기 위해서는 환원제에 의해 텅스텐 전구체에서 제1 리간드가 분리되는 환원 반응이 쉽게 일어나야 하므로, 각 실시예에 따른 텅스텐 전구체에서 제1 리간드가 환원제에 의해 쉽게 분리되는지 여부를 동일한 시뮬레이션 툴을 이용하여 계산하였다. In order to deposit a tungsten thin film using the tungsten precursor according to the embodiments of the present invention, a reduction reaction in which the first ligand is separated from the tungsten precursor by a reducing agent should easily occur, so that the first ligand in the tungsten precursor according to each embodiment Whether it is easily separated by the reducing agent was calculated using the same simulation tool.
텅스텐 박막이 증착되고 있는 기판 상에 텅스텐 전구체가 흡착된 상태에서 제1 리간드가 환원제에 의해 분리되는 환원 반응을 최대한 유사하게 모사하기 위해, 다음 식 1 내지 식 5의 반응을 가정하고 각 식에 따른 반응 에너지를 계산하였다. 여기서 L은 제1 리간드이다. In order to simulate the reduction reaction in which the first ligand is separated by the reducing agent in a state where the tungsten precursor is adsorbed on the substrate on which the tungsten thin film is deposited, the reactions of the following Equations 1 to 5 are assumed and the The reaction energy was calculated. wherein L is the first ligand.
(식 1) W4H4L4 + R1-H → W4H5L3 + R1-L (R1-H = H2, BH3, SiH4, PH3, NH3) (Formula 1) W 4 H 4 L 4 + R 1 -H → W 4 H 5 L 3 + R 1 -L (R 1 -H = H 2 , BH 3 , SiH 4 , PH 3 , NH 3 )
(식 2) W4L4 + R2-H2 → W4H2L3 + R2-L (R2-H2 = BH3, SiH4, PH3, NH3)(Formula 2) W 4 L 4 + R 2 -H 2 → W 4 H 2 L 3 + R 2 -L (R 2 -H 2 = BH 3 , SiH 4 , PH 3 , NH 3 )
(식 3) W4L4 + H2 → W4L3 + H2-L(Equation 3) W 4 L 4 + H 2 → W 4 L 3 + H 2 -L
(식 4) W4L4 + R4-H → W4HL3 + R4-L (R4 = BH3, SiH4, PH3, NH3)(Formula 4) W 4 L 4 + R 4 -H → W 4 HL 3 + R 4 -L (R 4 = BH 3 , SiH 4 , PH 3 , NH 3 )
(식 5) W4L4 + H2 → W4L3H2 + L (Equation 5) W 4 L 4 + H 2 → W 4 L 3 H 2 + L
아래의 표 8은 제1 리간드 및 환원제에 따른 반응 에너지를 계산한 결과이다. 표 8에 기재된 반응 에너지는 식 1 내지 식 5에서 계산된 수치 중 가장 낮은 수치(즉, 가장 안정한 반응에 의한 반응 에너지)를 기재하였다.Table 8 below is a result of calculating the reaction energy according to the first ligand and the reducing agent. The reaction energy shown in Table 8 is the lowest value (ie, the reaction energy due to the most stable reaction) among the values calculated in Equations 1 to 5.
표 8의 결과에 의하면, BH3 환원제를 사용할 경우 본 발명의 실시예 1 내지 6에 따른 텅스텐 전구체의 환원 반응이 모두 발열 반응으로 나타났다. 이는 BH3 환원제, 즉 B2H6 가스를 환원 가스로 사용하여 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체와 반응시킴으로써 텅스텐 박막을 증착하는 것이 가능하다는 것을 의미한다.According to the results of Table 8, when the BH 3 reducing agent was used, the reduction reactions of the tungsten precursors according to Examples 1 to 6 of the present invention were all exothermic reactions. This means that it is possible to deposit a tungsten thin film by reacting with a tungsten precursor according to an embodiment of the present invention using a BH 3 reducing agent, that is, a B 2 H 6 gas as a reducing gas.
또한, 실시예 4, 6에 따른 텅스텐 전구체는 H2 가스를 환원제로 사용할 수 있고, 실시예 2에 따른 텅스텐 전구체는 SiH4 가스 및 PH3 가스를 환원제로 사용할 수 있음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the tungsten precursor according to Examples 4 and 6 may use H 2 gas as a reducing agent, and the tungsten precursor according to Example 2 may use SiH 4 gas and PH 3 gas as a reducing agent.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는 열 안정성이 우수할 뿐만 아니라, B2H6 가스 등을 환원제로 사용하여 텅스텐 박막 증착이 가능함을 알 수 있다. 특히, 불소(F) 성분이 없는 전구체이므로, 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성 저하를 유발하지 않고 미세한 반도체 소자 제조 공정에 적용할 수 있다.As such, it can be seen that the tungsten precursor according to the embodiment of the present invention has excellent thermal stability and can be deposited as a tungsten thin film using B 2 H 6 gas or the like as a reducing agent. In particular, since it is a precursor without a fluorine (F) component, it can be applied to a fine semiconductor device manufacturing process without causing deterioration in electrical characteristics and reliability of the semiconductor device.
3. 텅스텐 박막 증착 장치 및 증착 방법3. Tungsten thin film deposition apparatus and deposition method
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체는 텅스텐 박막 증착을 위해 유용하게 사용될 수 있다. The tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may be usefully used for depositing a tungsten thin film.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체를 이용하여 텅스텐 박막을 증착하기 위한 증착 장치의 일 구현예이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 증착 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 분사 유닛(300), 텅스텐 전구체 공급 유닛(400) 및 환원제 공급 유닛(500)을 포함할 수 있다.1 is an embodiment of a deposition apparatus for depositing a tungsten thin film using a tungsten precursor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a
챔버(100)는 텅스텐 박막 증착 공정을 수행하기 위한 내부 공간을 제공한다. 텅스텐 박막 증착 공정은 진공 분위기에서 수행될 수 있으며, 이를 위해 챔버(100)에는 배기구(110)가 형성된다. 배기구(110)에는 배기라인(111)을 통해 진공 펌프(P)가 연결된다.The
기판 지지 유닛(200)은 텅스텐 박막을 증착하기 위한 기판(W)을 지지하기 위한 구성으로, 기판(W)을 흡착하여 고정하기 위한 정전척(220), 정전척(220)을 지지하는 베이스 플레이트(210)를 포함하여 구성될 수 있다. 정전척(220)과 베이스 플레이트(210)는 본딩층(230)에 의해 접착될 수 있고, 본딩층(230)은 실리콘(Silicone) 등으로 형성될 수 있다. 선택적으로, 기판(W) 및 정전척(220)의 가장자리 부분을 보호하기 위한 링 부재(250)가 더 포함될 수 있다.The
정전척(220)은 알루미나 등의 유전체판으로 이루어질 수 있으며, 내부에 정전기력(Electrostatic force)을 발생시키기 위한 척 전극(222)이 구비될 수 있다. 도시를 생략한 전원에 의해 척 전극(222)에 전압이 인가되면, 정전기력이 발생하여 기판(W)이 정전척(220)에 흡착 고정된다. 정전척(220)에는 기판(W)을 소정 온도로 가열하기 위한 히터(224)가 구비될 수 있다.The
베이스 플레이트(210)는 정전척(220)의 하부에 위치하며, 알루미늄 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다. 베이스 플레이트(210)는 내부에 냉각 유체가 흐르는 냉매 유로(212)가 형성되어, 정전척(220)을 냉각시키는 냉각 수단의 기능을 수행할 수 있다. 냉매 유로(212)는 냉각 유체가 순환하는 순환 통로로서 제공될 수 있다.The
또한 기판 지지 유닛(200)에는 열전달 가스 유로(214)를 형성하여 열전달 가스 공급원(216)으로부터 헬륨(He) 등의 열전달 가스를 기판 배면으로 제공할 수 있다. 열전달 가스는 베이스 플레이트(210)와 기판(W) 사이의 열전달을 원활하게 하여 기판(W)의 냉각을 촉진시킬 수 있다.In addition, a heat transfer
본 발명에 있어서 기판 지지 유닛(200)은 정전척(220)을 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 기판(W)을 안정적으로 지지하기 위한 구성이면 다양한 방식의 기판 지지 유닛이 사용될 수 있다.In the present invention, the
가스 분사 유닛(300)은 텅스텐 박막 증착을 위한 가스를 챔버 내로 공급하기 위한 구성으로, 텅스텐 전구체 공급 유닛(400)과 환원제 공급 유닛(500)에 각각 연결되어 챔버 내로 텅스텐 전구체 및 환원제를 공급할 수 있도록 구성된다. 가스 분사 유닛(300)은 가스 공급 유닛(400, 500)과 연결된 확산 챔버(310) 및 복수의 분사홀(311)을 포함하는 샤워헤드 타입으로 형성될 수 있다. 복수의 분사홀(311)은 기판(W)과 대향하는 면에 형성되어, 확산 챔버(310)로 공급된 처리 가스를 기판(W) 상면으로 분사할 수 있다. The
도 1에는 하나의 확산 챔버(310)로 텅스텐 전구체와 환원제가 공급되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 텅스텐 전구체와 환원제가 공급되는 경로를 분리하여 가스 분사 유닛(300)에서는 서로 혼합되지 않도록 구성할 수 있다. 이를 위해, 가스 분사 유닛(300)은 텅스텐 전구체 공급용 확산 챔버 및 분사홀과, 환원제 공급용 확산 챔버 및 분사홀을 포함하도록 구성될 수 있다.Although FIG. 1 illustrates that a tungsten precursor and a reducing agent are supplied to one
또한 도 1에서는 가스 분사 유닛(300)이 샤워헤드 형태인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 챔버(100)의 측벽에 구비된 가스 분사 노즐을 통해 텅스텐 전구체 및/또는 환원제가 챔버(100) 내로 공급되도록 구성될 수도 있다.In addition, although it has been described that the
텅스텐 전구체 공급 유닛(400)은 텅스텐 전구체 공급원(410)과 텅스텐 전구체 공급 밸브(420)를 포함할 수 있다. 텅스텐 전구체 공급원(410)은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체 물질이 저장된 캐니스터로 제공될 수 있고, 텅스텐 전구체 공급 밸브(420)는 텅스텐 전구체 공급을 제어하는 온오프(ON/OFF) 밸브 또는 유량을 제어하는 유량 제어 밸브 등일 수 있다. 경우에 따라서는, 별도의 캐리어 가스 공급원이 함께 구비될 수 있다.The tungsten
환원제 공급 유닛(500)은 환원제 공급원(510)과 환원제 공급 밸브(520)를 포함할 수 있다. 환원제 공급원(510)은 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체를 환원시킬 수 있는 환원제가 저장된 캐니스터로 제공될 수 있다. 환원제는 BH3, H2, SiH4, PH3 등일 수 있다. 또한, 환원제 공급 밸브(520)는 환원제 공급을 제어하는 온오프(ON/OFF) 밸브 또는 유량을 제어하는 유량 제어 밸브 등일 수 있다.The reducing
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체를 이용한 텅스텐 박막 증착 방법은 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 또는 원자층 증착법(ALD; Atomic Layer Deposition)에 의해 증착될 수 있다. 이때 증착 방법을 수행하기 위한 증착 장치로는 도 1의 증착 장치가 사용될 수 있다.The method for depositing a tungsten thin film using a tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may be deposited by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD). In this case, the deposition apparatus of FIG. 1 may be used as a deposition apparatus for performing the deposition method.
화학 기상 증착을 위해서는 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체와 환원제를 기판(W)이 배치된 챔버(100) 내로 함께 공급할 수 있다. 텅스텐 전구체와 환원제는 각각 텅스텐 전구체 공급 유닛(400)과 환원제 공급 유닛(500)을 이용하여 공급될 수 있다.For chemical vapor deposition, the tungsten precursor and the reducing agent according to the embodiment of the present invention may be supplied together into the
텅스텐 전구체는, 텅스텐(W)과, 상기 텅스텐(W)에 하나 이상이 결합된 제1 리간드를 포함하는 텅스텐 전구체로서, 제1 리간드는 탄소 체인을 매개로 서로 연결된 산소(O)와 질소(N)를 포함하고, 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 각각 텅스텐에 직접 결합되어 있는 것일 수 있다. 이때, 제1 리간드는 이미노 알콕시(imino-alkoxy), 아미도 알콕시(amido-alkoxy), 아미노 알콕시(amino-alkoxy), 이미노 에테르(imino-ether), 아미도 에테르(amido-ether), 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 텅스텐 전구체는 상술한 화학식 1 내지 화학식 7의 전구체일 수 있다.The tungsten precursor is a tungsten precursor including tungsten (W) and at least one first ligand bonded to the tungsten (W), wherein the first ligand is oxygen (O) and nitrogen (N) connected to each other via a carbon chain. ), and oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand may be directly bonded to tungsten, respectively. In this case, the first ligand is imino-alkoxy, amido-alkoxy, amino-alkoxy, imino-ether, amido-ether, It may be one of the amino-ethers. Preferably, the tungsten precursor may be a precursor of Chemical Formulas 1 to 7 described above.
환원제는 텅스텐 전구체로부터 제1 리간드를 분리하기 위한 물질일 수 있다. 예를 들어, 환원제는 B2H6, H2, SiH4, PH3 등일 수 있다.The reducing agent may be a material for separating the first ligand from the tungsten precursor. For example, the reducing agent may be B 2 H 6 , H 2 , SiH 4 , PH 3 , and the like.
기판(W)은 텅스텐 전구체를 챔버 내로 공급하기 전에 공정 온도로 가열될 수 있다. 기판(W)의 가열은 기판 지지 유닛(200)에 구비된 히터(224)를 이용하여 이루어질 수 있다.The substrate W may be heated to a process temperature prior to supplying the tungsten precursor into the chamber. The substrate W may be heated using a heater 224 provided in the
챔버(100) 내에 공급된 텅스텐 전구체와 환원제는 기판(W) 상면에서 반응하여 기판(W) 상면에 텅스텐 박막이 증착될 수 있다. The tungsten precursor and the reducing agent supplied into the
원자층 증착을 위해서는 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체와 환원제를 기판(W)이 배치된 챔버(100) 내로 교대로 공급할 수 있다. 텅스텐 전구체와 환원제는 각각 텅스텐 전구체 공급 유닛(400)과 환원제 공급 유닛(500)을 이용하여 공급될 수 있고, 텅스텐 전구체 공급 밸브(420) 및 환원제 공급 밸브(520)를 개폐 제어하여 교대로 공급되도록 할 수 있다. For atomic layer deposition, the tungsten precursor and the reducing agent according to the embodiment of the present invention may be alternately supplied into the
예를 들어, 텅스텐 전구체 공급 밸브(420)를 개방(ON)하여 텅스텐 전구체가 챔버(100) 내로 공급되는 동안 환원제 공급 밸브(520)는 폐쇄(OFF)하여 환원제가 챔버(100) 내로 공급되지 않도록 하는 제1 단계와, 텅스텐 전구체 공급 밸브(420)를 폐쇄(OFF)하여 텅스텐 전구체가 챔버(100) 내로 공급되지 않는 동안 환원제 공급 밸브(520)를 개방(ON)하여 환원제가 챔버(100) 내로 공급되도록 하는 제2 단계를 반복할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 제1 단계에서 기판(W) 상면에 흡착된 텅스텐 전구체가 제2 단계에서 환원제에 의해 환원되어 기판(W) 상면에 텅스텐 박막이 증착될 수 있다.For example, while the tungsten
이때, 제1 단계와 제2 단계 사이에 챔버(100) 내부를 퍼지하기 위한 퍼지 단계를 수행할 수 있다. 퍼지 단계에서는 챔버(100) 내부로 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스를 공급하면서 챔버(100) 내부를 배기함으로써, 챔버(100) 내부에 잔류하는 텅스텐 전구체 및/또는 환원제가 배기되도록 할 수 있다.In this case, a purge step for purging the inside of the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체를 이용한 텅스텐 박막 증착 방법은, 텅스텐 전구체 및 환원제 중 어느 하나를 연속적으로 공급하는 상태에서, 나머지 하나를 단속적으로 공급하는 방식으로 이루어질 수도 있다. In addition, the method for depositing a tungsten thin film using a tungsten precursor according to an embodiment of the present invention may be made in a manner in which any one of the tungsten precursor and the reducing agent is continuously supplied, and the other one is intermittently supplied.
본 발명의 실시예에 따른 텅스텐 전구체를 이용한 텅스텐 박막 증착 방법에 의하면, 불소(F) 성분이 없는 텅스텐 전구체를 이용하여 텅스텐 박막을 증착하므로, 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성 저하를 유발하지 않고 미세한 반도체 소자 제조 공정에 적용할 수 있는 우수한 막질의 텅스텐 박막을 증착할 수 있다.According to the method for depositing a tungsten thin film using a tungsten precursor according to an embodiment of the present invention, since the tungsten thin film is deposited using a tungsten precursor without a fluorine (F) component, a fine semiconductor without causing deterioration in electrical characteristics and reliability of the semiconductor device It is possible to deposit a tungsten thin film of excellent film quality that can be applied to the device manufacturing process.
이상 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시예일뿐이며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. Although described above with reference to the limited embodiments and drawings, these are only embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the description of the claims and their equivalents.
10; 증착 장치
100; 챔버
200; 기판 지지 유닛
300; 가스 분사 유닛
400; 텅스텐 전구체 공급 유닛
500; 환원제 공급 유닛10; deposition apparatus
100; chamber
200; substrate support unit
300; gas injection unit
400; Tungsten Precursor Supply Unit
500; reducing agent supply unit
Claims (22)
제1 리간드는 탄소 체인을 매개로 서로 연결된 산소(O)와 질소(N)를 포함하고,
상기 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 각각 텅스텐에 직접 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.As a tungsten precursor comprising tungsten (W) and a first ligand bonded to the tungsten (W),
The first ligand includes oxygen (O) and nitrogen (N) connected to each other through a carbon chain,
Oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are each directly bonded to tungsten precursor.
상기 텅스텐(W)에 결합된 하나 이상의 제2 리간드를 더 포함하고,
상기 제2 리간드는 카보닐(CO)인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
Further comprising one or more second ligands bonded to the tungsten (W),
The second ligand is a tungsten precursor, characterized in that carbonyl (CO).
상기 텅스텐(W)에 결합된 하나 이상의 제3 리간드를 더 포함하고,
상기 제3 리간드는 수소(H)인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.3. The method of claim 2,
Further comprising one or more third ligands bonded to the tungsten (W),
The third ligand is a tungsten precursor, characterized in that hydrogen (H).
상기 제1 리간드는 이미노 알콕시(imino-alkoxy), 아미도 알콕시(amido-alkoxy), 아미노 알콕시(amino-alkoxy), 이미노 에테르(imino-ether), 아미도 에테르(amido-ether), 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first ligand is imino-alkoxy, amido-alkoxy, amino-alkoxy, imino-ether, amido-ether, amino Tungsten precursor, characterized in that one of the ethers (amino-ether).
상기 제1 리간드는 O-CR1R2-CH-N-R3 구조의 이미노 알콕시(imino-alkoxy), O-CR1R2-C-N-R3 구조의 아미도 알콕시(amido-alkoxy), O-CR1R2-C-N-R3R4 구조의 아미노 알콕시(amino-alkoxy), R1-O-CR2R3-CH-N-R4 구조의 이미노 에테르(imino-ether), R1-O-CR2R3-C-N-R4 구조의 아미도 에테르(amido-ether), R1-O-CR2R3-C-N-R4R5 구조의 아미노 에테르(amino-ether) 중 하나이고,
상기 R1, R2, R3, R4, R5는 각각 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl) 중 하나인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first ligand is an imino-alkoxy having a structure of O-CR 1 R 2 -CH-NR 3 , an amido-alkoxy having a structure of O-CR 1 R 2 -CNR 3 , O-CR 1 R 2 -CNR 3 R 4 amino-alkoxy, R 1 -O-CR 2 R 3 -CH-NR 4 imino-ether, R 1 -O-CR 2 One of R 3 -CNR 4 structure of amido ether (amido-ether), R 1 -O-CR 2 R 3 -CNR 4 R 5 structure of amino ether (amino-ether);
The R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each alkyl (alkyl) or alkylsilyl (alkylsilyl) tungsten precursor, characterized in that one of.
상기 텅스텐 전구체의 HOMO-LUMO 갭은 1.5 eV 이상인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.6. The method of claim 5,
The HOMO-LUMO gap of the tungsten precursor is 1.5 eV or more.
상기 텅스텐 전구체의 HOMO-LUMO 갭은 2.0 eV 이상인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.7. The method of claim 6,
The HOMO-LUMO gap of the tungsten precursor is 2.0 eV or more.
상기 제1 리간드는 이미노 알콕시(imino-alkoxy)이고,
(imino-alkoxy)xW(CO)yHz의 화학식을 가지며,
x, y, z는 각각 1, 3, 1인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
The first ligand is imino-alkoxy,
(imino-alkoxy) x W (CO) y H z has a formula,
A tungsten precursor, characterized in that x, y, and z are 1, 3, and 1, respectively.
상기 제1 리간드는 아미도 알콕시(amido-alkoxy)이고,
(amido-alkoxy)xW(CO)y의 화학식을 가지며,
x, y는 각각 1, 5인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
The first ligand is amido-alkoxy,
(amido-alkoxy) x W (CO) y has a chemical formula,
tungsten precursor, characterized in that x and y are 1 and 5, respectively.
상기 제1 리간드는 아미노 알콕시(amino-alkoxy)이고,
(amino-alkoxy)xW(CO)yHz의 화학식을 가지며,
x, y, z는 각각 1, 3, 1인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
The first ligand is amino-alkoxy,
(amino-alkoxy) x W (CO) y H z has a formula,
A tungsten precursor, characterized in that x, y, and z are 1, 3, and 1, respectively.
상기 제1 리간드는 이미노 에테르(imino-ether)이고,
(imino-ether)xW(CO)y의 화학식을 가지며,
x, y는 각각 1, 4인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
The first ligand is an imino-ether,
(imino-ether) x W(CO) y has the formula,
x and y are 1 and 4, respectively, tungsten precursor.
상기 제1 리간드는 아미도 에테르(amido-ether)이고,
(amido-ether)xW(CO)yHz의 화학식을 가지며,
x, y, z는 각각 1, 3, 1인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
The first ligand is an amido-ether,
(amido-ether) x W(CO) y H z ,
A tungsten precursor, characterized in that x, y, and z are 1, 3, and 1, respectively.
상기 제1 리간드는 아미노 에테르(amino-ether)이고,
(amino-ether)xW(CO)y의 화학식을 가지며,
x는 1이고, y는 3 또는 4인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체According to claim 1,
wherein the first ligand is an amino-ether;
(amino-ether) x W (CO) y has the formula,
tungsten precursor, characterized in that x is 1 and y is 3 or 4
상기 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N) 중 하나는 텅스텐에 공유 결합으로 결합되고, 다른 하나는 배위 결합으로 결합되며,
상기 텅스텐(W)에 결합된 하나의 수소(H) 리간드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
One of oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand is covalently bonded to tungsten, and the other is bonded to tungsten by a coordination bond,
Tungsten precursor, characterized in that it further comprises one hydrogen (H) ligand bonded to the tungsten (W).
상기 제1 리간드의 산소(O)와 질소(N)는 텅스텐에 모두 공유 결합으로 결합되거나 모두 배위 결합으로 결합되고,
상기 텅스텐(W)에 결합된 복수의 카보닐(CO) 리간드를 더 포함하며,
수소(H) 리간드는 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.According to claim 1,
Oxygen (O) and nitrogen (N) of the first ligand are both covalently bonded to tungsten or both are coordinately bonded to tungsten,
Further comprising a plurality of carbonyl (CO) ligands bonded to the tungsten (W),
A tungsten precursor, characterized in that it does not contain a hydrogen (H) ligand.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[Formula 1]
[Formula 2]
[Formula 3]
[Formula 4]
[Formula 5]
[Formula 6]
[Formula 7]
상기 R1, R2, R3, R4, R5는 각각 알킬(alkyl) 또는 알킬실릴(alkylsilyl) 중 하나인 것을 특징으로 하는 텅스텐 전구체.17. The method of claim 16,
The R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each alkyl (alkyl) or alkylsilyl (alkylsilyl) tungsten precursor, characterized in that one of.
상기 환원제는 상기 제1 리간드를 텅스텐(W)으로부터 분리하기 위한 물질인 것을 특징으로 하는 텅스텐 박막 증착 방법.A method of depositing a tungsten thin film using the tungsten precursor and a reducing agent of claim 1 or 16,
The reducing agent is a tungsten thin film deposition method, characterized in that the material for separating the first ligand from tungsten (W).
상기 환원제는 B2H6, H2, SiH4, PH3 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 텅스텐 박막 증착 방법. 19. The method of claim 18,
The reducing agent is B 2 H 6 , H 2 , SiH 4 , PH 3 A tungsten thin film deposition method, characterized in that any one.
상기 텅스텐 증착 방법은, 원자층 증착법(ALD) 또는 화학 기상 증착법(CVD)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 텅스텐 증착 방법.19. The method of claim 18,
The tungsten deposition method is a tungsten deposition method, characterized in that any one of atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD).
기판이 배치되는 챔버;
상기 챔버 내로 상기 텅스텐 전구체를 공급하기 위한 텅스텐 전구체 공급 유닛;
상기 챔버 내로 상기 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 유닛;
을 포함하는 증착 장치.A deposition apparatus for performing the tungsten thin film deposition method of claim 18,
a chamber in which the substrate is disposed;
a tungsten precursor supply unit for supplying the tungsten precursor into the chamber;
a reducing agent supply unit for supplying the reducing agent into the chamber;
A deposition apparatus comprising a.
A tungsten thin film deposited by the tungsten thin film deposition method of claim 18 .
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