WO2022149854A1 - 핵성장 지연을 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 - Google Patents
핵성장 지연을 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022149854A1 WO2022149854A1 PCT/KR2022/000171 KR2022000171W WO2022149854A1 WO 2022149854 A1 WO2022149854 A1 WO 2022149854A1 KR 2022000171 W KR2022000171 W KR 2022000171W WO 2022149854 A1 WO2022149854 A1 WO 2022149854A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- group
- carbon atoms
- formula
- thin film
- region
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 206010053759 Growth retardation Diseases 0.000 title description 2
- 231100000001 growth retardation Toxicity 0.000 title description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000007954 growth retardant Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 9
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 219
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 58
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 43
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 40
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 39
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 33
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 32
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 21
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 18
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 17
- 125000005264 aryl amine group Chemical group 0.000 claims description 16
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 claims description 15
- 150000003974 aralkylamines Chemical group 0.000 claims description 15
- IVRMZWNICZWHMI-UHFFFAOYSA-N azide group Chemical group [N-]=[N+]=[N-] IVRMZWNICZWHMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 125000005265 dialkylamine group Chemical group 0.000 claims description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 15
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 13
- 125000005241 heteroarylamino group Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical group [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 6
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 6
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 101000735417 Homo sapiens Protein PAPPAS Proteins 0.000 description 3
- 102100034919 Protein PAPPAS Human genes 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- -1 4,4-dimethylpentyl group Chemical group 0.000 description 2
- BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-yl-N-silylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)N([SiH3])C(C)C BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001973 tert-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
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
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- 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
- C23C16/06—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 deposition of metallic material
- C23C16/18—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 deposition of metallic material from metallo-organic compounds
-
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
-
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
-
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/42—Silicides
-
- 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
-
- 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
Definitions
- the present invention relates to a method for forming a thin film, and more particularly, to a method for forming a region-selective thin film using a nuclear growth retardation.
- the patterning of the semiconductor device is manufactured using an arrangement of various material layers and a lithography or etching process.
- device miniaturization has accelerated and the required pattern size has decreased to the nanometer (nm) level, which greatly increases cost and time for nanopattern formation.
- a selective deposition process capable of obtaining a self-aligned structure without the need to perform a subsequent process is required.
- An object of the present invention is to provide a method for forming a thin film that can be selected according to an area.
- a method for forming a region-selective thin film includes: supplying a nuclear growth retardant to the inside of a chamber in which a substrate is placed, and adsorbing the nuclear growth retardant to a non-growth region of the substrate; purging the interior of the chamber; a precursor supply step of supplying a precursor into the chamber and adsorbing it to the growth region of the substrate; purging the interior of the chamber; and supplying a reactant into the chamber to react with the adsorbed precursor to form a thin film.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 1>.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 2>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 5.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 3>.
- n is each independently selected from an integer of 0 to 8
- R1 is each independently selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydrogen atom
- R2 is each It is independently selected from an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 4>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 8
- m is each independently selected from an integer of 1 to 5
- R1 or R2 is each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, carbon number It is selected from a 3-6 cycloalkyl group and a C6-C12 aryl group.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 5>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 5
- m is each independently selected from an integer of 0 to 8
- R1 is each independently selected from an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom.
- R2 is each independently selected from an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 6>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 8
- m is each independently selected from an integer of 1 to 6
- R1 or R2 is each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, carbon number It is selected from a 3-6 cycloalkyl group and a C6-C12 aryl group.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 7>.
- n is each independently selected from an integer of 0 to 5
- m is each independently selected from an integer of 1 to 5
- R is each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 3 to It is selected from a cycloalkyl group having 10 and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 8>.
- n is each independently selected from an integer of 0 to 8
- R1 to R3 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
- R4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
- the number of carbon atoms is It is selected from 1 to 8 alkoxy groups.
- the non-growth region may be a metal-containing layer having at least one of Group 1 to Group 13 elements as a central element.
- the metal-containing layer may be a metal-containing layer having at least one of Group 4 elements including Zr, Hf, and Ti as a central element.
- the metal-containing layer may be a metal-containing layer having at least one of Group 5 elements including Nb and Ta as a central element.
- the metal-containing layer may be a metal-containing layer having at least one of group 6 elements including W as a central element.
- the metal-containing layer may be a metal-containing layer having at least one of Group 11 elements including Cu as a central element.
- the metal-containing layer may be a metal-containing layer having at least one of group 13 elements including Al as a central element.
- the metal-containing layer may be a metal itself.
- the metal-containing layer may be a metal oxide.
- the metal-containing layer may be a metal nitride.
- the growth region may include at least one of group 14 elements including Si and Ge as a central element.
- the growth region may be a silicon-containing layer.
- the silicon-containing layer may be at least one selected from among Si, SiO, SiN, SiCN, C-doped SiN, and SiON.
- the growth region may be a germanium-containing layer.
- the precursor may be an organic compound having at least one of Group 14 elements including Si and Ge as a central element.
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 9>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to carbon atoms
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 10>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to carbon atoms
- Alkylamine group having 10 carbon atoms dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, aralkylamine group having 7 to 13 carbon atoms, cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms, and cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms. It is selected from a heterocyclic amine group, a C6-C12 heteroarylamine group, a C2-C10 alkylsilylamine group, an azide group, or a halogen.
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 11>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R5 are each independently selected from a hydrogen atom
- R6 to R9 are each independently hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkylamine group having 1 to 10 carbon atoms, a dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, an arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, an arylamine group having 7 to 13 carbon atoms
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 12>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R10 are each independently selected from a hydrogen atom
- R11 to R14 are each independently hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkylamine group having 1 to 10 carbon atoms, a dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, an arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, an arylamine group having 7 to 13 carbon atoms
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 13>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to carbon atoms
- Alkylamine group having 10 carbon atoms dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, aralkylamine group having 7 to 13 carbon atoms, cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms, and cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms. It is selected from a heterocyclic amine group, a C6-C12 heteroarylamine group, a C2-C10 alkylsilylamine group, an azide group, or a halogen.
- the reactant may be one or more of O3, O2, H2O, H2O2, N2O, and NH3.
- the thin film may be formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or atomic layer deposition (ALD).
- MOCVD metal organic chemical vapor deposition
- ALD atomic layer deposition
- the subsequently supplied precursor in a state in which the nuclear growth retardant is adsorbed to the non-growth region, the subsequently supplied precursor is prevented from being adsorbed to the non-growth region, thereby preventing the formation of a thin film in the non-growth region. can do.
- FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a method for forming a thin film according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a graph schematically illustrating a supply cycle according to FIG. 1 .
- 3 and 4 are diagrams showing the thickness of the silicon oxide film for each cycle according to a comparative example of the present invention.
- 5 and 6 are views showing the thickness of the silicon oxide film for each cycle according to an embodiment of the present invention.
- alkyl or “alkyl group” refers to 1 to 12 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, 1 to 5 carbon atoms, 1 to 3 carbon atoms, straight or branched alkyl groups having from 3 to 8 carbon atoms, or from 3 to 5 carbon atoms.
- the alkyl group includes a methyl group, an ethyl group, a n-propyl group ( n Pr), an iso-propyl group ( i Pr), an n-butyl group ( n Bu), a tert-butyl group ( t Bu), an iso- Butyl group ( i Bu), sec-butyl group ( s Bu), n-pentyl group, tert-pentyl group, iso-pentyl group, sec-pentyl group, neopentyl group, 3-pentyl group, hexyl group, isohexyl group Sil group, heptyl group, 4,4-dimethylpentyl group, octyl group, 2,2,4-trimethylpentyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, and isomers thereof, but are limited thereto. it may not be
- film may include, but is not limited to, “membrane” or “thin film”.
- the reactant is not deposited on the substrate or the lower layer in the initial cycle, and several cycles may be required before deposition.
- Such a period is referred to as an incubation time, and the incubation period may vary depending on various conditions such as properties of reactants and properties of a substrate or a lower layer to be deposited.
- FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a method for forming a thin film according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a graph schematically illustrating a supply cycle according to FIG. 1 .
- the substrate is loaded into the process chamber, and the following ALD process conditions are adjusted.
- the ALD process conditions may include a temperature of a substrate or a process chamber, a chamber pressure, and a gas flow rate.
- the substrate is exposed to the nucleation retardant supplied to the interior of the chamber, and the nucleation retardant is adsorbed to the surface of the substrate.
- the substrate has a non-growth region and a growth region, and the nuclear growth retardant is adsorbed to the non-growth region and the growth region to prevent adsorption of the precursor in a subsequent process.
- the non-growth region may be a metal-containing layer having at least one of group 1 to group 13 elements as a central element.
- the metal-containing film may include a metal-containing film having at least one of Group 4 elements including Zr, Hf, and Ti as a central element, a metal-containing film having at least one of Group 5 elements including Nb and Ta as a central element, A metal-containing film having at least one of Group 6 elements including W as a central element, a metal-containing film having at least one of Group 11 elements including Cu as a central element, and at least one of Group 13 elements including Al as the center It may be a metal-containing film made of an element, or a metal itself, a metal oxide, or a metal nitride.
- the growth region may have at least one of group 14 elements including Si and Ge as a central element.
- the growth region may be a silicon-containing film, and the silicon-containing film may be at least one selected from among Si, SiO, SiN, SiCN, C-doped SiN, and SiON.
- the growth region may be a germanium-containing layer.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 1>.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 2>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 5.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 3>.
- n is each independently selected from an integer of 0 to 8
- R1 is each independently selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydrogen atom
- R2 is each It is independently selected from an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 4>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 8
- m is each independently selected from an integer of 1 to 5
- R1 or R2 is each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, carbon number It is selected from a 3-6 cycloalkyl group and a C6-C12 aryl group.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 5>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 5
- m is each independently selected from an integer of 0 to 8
- R1 is each independently selected from an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom.
- R2 is each independently selected from an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 6>.
- n is each independently selected from an integer of 1 to 8
- m is each independently selected from an integer of 1 to 6
- R1 or R2 is each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, carbon number It is selected from a 3-6 cycloalkyl group and a C6-C12 aryl group.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 7>.
- n is each independently selected from an integer of 0 to 5
- m is each independently selected from an integer of 1 to 5
- R is each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 3 to It is selected from a cycloalkyl group having 10 and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- the nuclear growth retardant may be represented by the following ⁇ Formula 8>.
- n is each independently selected from an integer of 0 to 8
- R1 to R3 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
- R4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
- the number of carbon atoms is It is selected from 1 to 8 alkoxy groups.
- a purge gas eg, an inert gas such as Ar
- an inert gas such as Ar
- the precursor may be an organic compound having at least one of Group 14 elements including Si and Ge as a central element.
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 9>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to carbon atoms
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 10>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to carbon atoms
- Alkylamine group having 10 carbon atoms dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, aralkylamine group having 7 to 13 carbon atoms, cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms, and cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms. It is selected from a heterocyclic amine group, a C6-C12 heteroarylamine group, a C2-C10 alkylsilylamine group, an azide group, or a halogen.
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 11>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R5 are each independently selected from a hydrogen atom
- R6 to R9 are each independently hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkylamine group having 1 to 10 carbon atoms, a dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, an arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, an arylamine group having 7 to 13 carbon atoms
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 12>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R10 are each independently selected from a hydrogen atom
- R11 to R14 are each independently hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkylamine group having 1 to 10 carbon atoms, a dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, an arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, an arylamine group having 7 to 13 carbon atoms
- the precursor may be represented by the following ⁇ Formula 13>.
- M is one of group 14 elements including Si and Ge
- R1 to R6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to carbon atoms
- Alkylamine group having 10 carbon atoms dialkyl amine group having 1 to 10 carbon atoms, arylamine group having 6 to 12 carbon atoms, aralkylamine group having 7 to 13 carbon atoms, cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms, and cyclic amine group having 3 to 10 carbon atoms. It is selected from a heterocyclic amine group, a C6-C12 heteroarylamine group, a C2-C10 alkylsilylamine group, an azide group, or a halogen.
- a purge gas eg, an inert gas such as Ar
- an inert gas such as Ar
- the reactive material reacts with the precursor layer to form a thin film, and the reactive material may be one or more of O3, O2, H2O, H2O2, N2O, and NH3 (the reactive material is for forming an oxide, a nitride, Substances other than substances may be substituted).
- a purge gas eg, an inert gas such as Ar
- an inert gas such as Ar
- a silicon oxide film was respectively formed on the Si, SiN, SiO, TiN, HfO, and NbO lower layers using the aforementioned nuclear growth retarder, and the lower layers were formed on the substrate itself or through an ALD process.
- a silicon oxide film was formed through the ALD process, the ALD process temperature was 320° C., and O3 gas was used as the reaction material.
- the silicon oxide film formation process through the ALD process is as follows, and the following process was performed as one cycle (refer to FIGS. 1 and 2).
- the silicon precursor DIPAS (Diisopropylamino Silane) is supplied to the reaction chamber and the silicon precursor is adsorbed on the substrate
- a silicon oxide film was formed on each of the Si, SiN, SiO, TiN, HfO, and NbO lower layers without using the nuclear growth retardant described above, and the lower layers were formed on the substrate itself or through an ALD process.
- a silicon oxide film was formed through the ALD process, the ALD process temperature was 320° C., and O3 gas was used as the reaction material.
- the silicon oxide film formation process through the ALD process is as follows, and the following process was performed as one cycle.
- the silicon precursor DIPAS Diisopropylamino Silane
- O3 gas is supplied to the reaction chamber to form a silicon oxide film
- FIGS. 3 and 4 are views showing the thickness of the silicon oxide film for each cycle according to a comparative example of the present invention
- FIGS. 5 and 6 are views showing the thickness of the silicon oxide film for each cycle according to an embodiment of the present invention.
- DIPAS used as the Si-containing precursor does not have a latent period without selectivity depending on the underlying film (or substrate), whereas, in the case of the Example, the latent period is different depending on the underlying film (or substrate), and complete selectivity in a specific cycle It can be seen that growth is possible.
- the present invention can be applied to various types of semiconductor manufacturing methods.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 의하면, 영역 선택적 박막 형성 방법은, 핵성장 지연제를 기판이 놓여진 챔버의 내부에 공급하여, 상기 기판의 비성장영역에 흡착시키는 핵성장 지연제 공급 단계; 상기 챔버의 내부를 퍼지하는 단계; 상기 챔버의 내부에 전구체를 공급하여, 상기 기판의 성장영역에 흡착시키는 전구체 공급 단계; 상기 챔버의 내부를 퍼지하는 단계; 그리고 상기 챔버의 내부에 반응 물질을 공급하여 흡착된 상기 전구체와 반응하고 박막을 형성하는 박막 형성 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 박막 형성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핵성장 지연을 이용한 영역 선택적인 박막의 형성 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 패터닝은 다양한 물질층들의 배열과 리소그래피 또는 식각 공정을 이용하여 제조된다. 그러나 지난 수십년간 소자의 미세화가 가속화되었고 요구되는 패턴의 사이즈가 나노미터(nm) 수준으로 줄어 나노패턴 형성을 위해서는 비용 및 시간이 매우 증가하게 되었다. 또한, 후속 공정을 수행할 필요 없이 자체 정렬된(Self-alligned) 구조를 얻을 수 있는 선택적 증착 공정의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 영역에 따른 선택이 가능한 박막 형성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 영역 선택적 박막 형성 방법은, 핵성장 지연제를 기판이 놓여진 챔버의 내부에 공급하여, 상기 기판의 비성장영역에 흡착시키는 핵성장 지연제 공급 단계; 상기 챔버의 내부를 퍼지하는 단계; 상기 챔버의 내부에 전구체를 공급하여, 상기 기판의 성장영역에 흡착시키는 전구체 공급 단계; 상기 챔버의 내부를 퍼지하는 단계; 그리고 상기 챔버의 내부에 반응 물질을 공급하여 흡착된 상기 전구체와 반응하고 박막을 형성하는 박막 형성 단계를 포함한다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 1>로 표시될 수 있다.
<화학식 1>
상기 <화학식 1>에서, n=1,2이며, R은 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 2>로 표시될 수 있다.
<화학식 2>
상기 <화학식 2>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 3>으로 표시될 수 있다.
<화학식 3>
상기 <화학식 3>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되고, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 또는 수소 원자 중에서 선택되며, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 4>로 표시될 수 있다.
<화학식 4>
상기 <화학식 4>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택되며, R1 또는 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 5>로 표시될 수 있다.
<화학식 5>
상기 <화학식 5>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되며, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 수소 원자 중에서 선택되며, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 6>로 표시될 수 있다.
<화학식 6>
상기 <화학식 6>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 1내지 6의 정수 중에서 선택되며, R1 또는 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 7>로 표시될 수 있다.
<화학식 7>
상기 <화학식 7>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 1내지 5의 정수 중에서 선택되며, R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 8>로 표시될 수 있다.
<화학식 8>
상기 <화학식 8>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되고, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기이며, R4는 수소, 탄소수가 1 내지 6의 알킬기, 탄소수가 1 내지 8의 알콕시기 중에서 선택된다.
상기 비성장영역은 1족 내지 13족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다.
상기 금속 함유막은 Zr, Hf, Ti을 포함하는 4족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다.
상기 금속 함유막은 Nb 및 Ta을 포함하는 5족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다.
상기 금속 함유막은 W을 포함하는 6족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다.
상기 금속 함유막은 Cu을 포함하는 11족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다.
상기 금속 함유막은 Al을 포함하는 13족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다.
상기 금속 함유막은 금속 자체일 수 있다.
상기 금속 함유막은 금속 산화물일 수 있다.
상기 금속 함유막은 금속 질화물일 수 있다.
상기 성장영역은 Si, Ge을 포함하는 14족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 할 수 있다.
상기 성장영역은 실리콘 함유막일 수 있다.
상기 실리콘 함유막은 Si, SiO, SiN, SiCN, C-doped SiN, SiON 중 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 성장영역은 게르마늄 함유막일 수 있다.
상기 전구체는 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 유기 화합물일 수 있다.
상기 전구체는 하기 <화학식 9>로 표시될 수 있다.
<화학식 9>
상기 <화학식 9>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
상기 전구체는 하기 <화학식 10>로 표시될 수 있다.
<화학식 10>
상기 <화학식 10>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
상기 전구체는 하기 <화학식 11>로 표시될 수 있다.
<화학식 11>
상기 <화학식 11>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택되고, R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
상기 전구체는 하기 <화학식 12>로 표시될 수 있다.
<화학식 12>
상기 <화학식 12>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택되고, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
상기 전구체는 하기 <화학식 13>로 표시될 수 있다.
<화학식 13>
상기 <화학식 13>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
상기 반응 물질은 O3, O2, H2O, H2O2, N2O, NH3 중 하나 이상일 수 있다.
상기 박막은 화학기상 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 또는 원자층 증착법(Atomic layer Deposition, ALD)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 핵성장 지연제가 비성장영역에 흡착된 상태에서 후속적으로 공급되는 전구체가 비성장영역에 흡착되는 것을 방지하며, 이를 통해 비성장영역에 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형성 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 따른 공급 주기를 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 비교예에 따른 사이클별 실리콘 산화막의 두께를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클별 실리콘 산화막의 두께를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "알킬"또는 "알킬기"는, 1 내지 12 개의 탄소 원자, 1 내지 10 개의 탄소 원자, 1 내지 8 개의 탄소 원자, 1 내지 5 개의 탄소 원자, 1 내지 3 개의 탄소 원자, 3 내지 8 개의 탄소 원자, 또는 3 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기를 포함한다. 예를 들어, 상기 알킬기로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기(nPr), iso-프로필기(iPr), n-부틸기(nBu), tert-부틸기(tBu), iso-부틸기(iBu), sec-부틸기(sBu), n-펜틸기, tert-펜틸기, iso-펜틸기, sec-펜틸기, 네오펜틸기, 3-펜틸기, 헥실기, 이소헥실기, 헵틸기, 4,4-디메틸펜틸기, 옥틸기, 2,2,4-트리메틸펜틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 및 이들의 이성질체 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "막"은 "막" 또는 "박막"을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
원자층 증착법으로 박막을 증착할 경우, 초기 사이클에서는 기판 또는 하부막 위에 반응물이 증착되지 않으며, 이후 증착되기까지 여러 번의 사이클이 필요할 수 있다. 이와 같은 시기를 잠복기(incubation time)라고 하며, 잠복기는 반응물의 특성, 증착되는 기판 또는 하부막의 성질 등의 여러 조건에 따라 달라질 수 있다. 본 발명은 종래 기술의 한계를 극복하고 ALD 증착 공정 및 잠복기의 차이를 이용하여 박막 물질의 선택적 증착을 위한 개선된 방법을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형성 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이며, 도 2는 도 1에 따른 공급 주기를 개략적으로 나타내는 그래프이다.
기판은 공정챔버의 내부로 로드되며, 이하의 ALD 공정 조건은 조정된다. ALD 공정 조건은 기판 또는 공정챔버의 온도, 챔버 압력, 가스 유동률을 포함할 수 있다.
먼저, 기판은 챔버의 내부에 공급된 핵성장 지연제에 노출되며, 핵성장 지연제는 기판의 표면에 흡착된다. 기판은 비성장영역 및 성장영역을 가지며, 핵성장 지연제는 비성장영역 및 성장영역에 흡착되어, 후속 공정에서 전구체가 흡착되는 것을 방해한다.
비성장영역은 1족 내지 13족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막일 수 있다. 구체적으로, 금속 함유막은 Zr, Hf, Ti을 포함하는 4족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막, Nb 및 Ta을 포함하는 5족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막, W을 포함하는 6족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막, Cu을 포함하는 11족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막, Al을 포함하는 13족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막이거나, 금속 자체 또는 금속 산화물이나 금속 질화물일 수 있다.
성장영역은 Si, Ge을 포함하는 14족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 할 수 있다. 구체적으로, 성장영역은 실리콘 함유막일 수 있으며, 실리콘 함유막은 Si, SiO, SiN, SiCN, C-doped SiN, SiON 중 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한, 성장영역은 게르마늄 함유막일 수 있다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 1>로 표시될 수 있다.
<화학식 1>
상기 <화학식 1>에서, n=1,2이며, R은 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 2>로 표시될 수 있다.
<화학식 2>
상기 <화학식 2>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 3>으로 표시될 수 있다.
<화학식 3>
상기 <화학식 3>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되고, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 또는 수소 원자 중에서 선택되며, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 4>로 표시될 수 있다.
<화학식 4>
상기 <화학식 4>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택되며, R1 또는 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 5>로 표시될 수 있다.
<화학식 5>
상기 <화학식 5>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되며, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 수소 원자 중에서 선택되며, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 6>로 표시될 수 있다.
<화학식 6>
상기 <화학식 6>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 1내지 6의 정수 중에서 선택되며, R1 또는 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 7>로 표시될 수 있다.
<화학식 7>
상기 <화학식 7>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고, m은 각각 독립적으로 1내지 5의 정수 중에서 선택되며, R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다.
핵성장 지연제는 하기 <화학식 8>로 표시될 수 있다.
<화학식 8>
상기 <화학식 8>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되고, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기이며, R4는 수소, 탄소수가 1 내지 6의 알킬기, 탄소수가 1 내지 8의 알콕시기 중에서 선택된다.
이후, 챔버의 내부에 퍼지가스(예를 들어, Ar과 같은 비활성가스)를 공급하여, 미흡착 핵성장 지연제 또는 부산물을 제거하거나 정화한다.
이후, 기판은 챔버의 내부에 공급된 전구체에 노출되며, 전구체는 기판의 표면에 흡착된다. 전구체는 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 유기 화합물일 수 있다.
전구체는 하기 <화학식 9>로 표시될 수 있다.
<화학식 9>
상기 <화학식 9>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
전구체는 하기 <화학식 10>로 표시될 수 있다.
<화학식 10>
상기 <화학식 10>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
전구체는 하기 <화학식 11>로 표시될 수 있다.
<화학식 11>
상기 <화학식 11>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택되고, R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
전구체는 하기 <화학식 12>로 표시될 수 있다.
<화학식 12>
상기 <화학식 12>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택되고, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
전구체는 하기 <화학식 13>로 표시될 수 있다.
<화학식 13>
상기 <화학식 13>에서, M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다.
이후, 챔버의 내부에 퍼지가스(예를 들어, Ar과 같은 비활성가스)를 공급하여, 미흡착 전구체 또는 부산물을 제거하거나 정화한다.
이후, 기판은 챔버의 내부에 공급된 반응 물질에 노출되며, 기판의 표면에 박막이 형성된다. 반응 물질은 전구체층과 반응하여 박막을 형성하며, 반응 물질은 O3, O2, H2O, H2O2, N2O, NH3 중 하나 이상일 수 있다(반응 물질은 산화물, 질화물을 형성하기 위한 것이며, 필요에 따라 예시된 물질 이외의 물질로 대체될 수 있다).
이후, 챔버의 내부에 퍼지가스(예를 들어, Ar과 같은 비활성가스)를 공급하여, 미반응 물질 또는 부산물을 제거하거나 정화한다.
- 실시예
앞서 설명한 핵성장 지연제를 사용하여 Si, SiN, SiO, TiN, HfO, NbO 하부막 상에 각각 실리콘 산화막을 형성하였으며, 하부막은 기판 자체 또는 ALD 공정을 통해 형성하였다. ALD 공정을 통해 실리콘 산화막을 형성하였으며, ALD 공정 온도는 320℃, 반응 물질은 O3 가스를 사용하였다.
ALD 공정을 통한 실리콘 산화막 형성 과정은 아래와 같으며, 아래 과정을 1사이클로 하여 진행하였다(도 1 및 2 참고).
1) 반응 챔버 내에 핵성장 지연제를 공급하여 기판에 흡착
2) 반응 챔버 내에 Ar 가스를 공급하여 미흡착 핵성장 지연제 또는 부산물을 제거
3) Ar을 캐리어 가스로 하여, 실리콘 전구체 DIPAS(Diisopropylamino Silane)를 반응 챔버에 공급하고 기판에 실리콘 전구체를 흡착
4) 반응 챔버 내에 Ar 가스를 공급하여 미흡착 실리콘 전구체 또는 부산물을 제거
5) O3 가스를 반응 챔버에 공급하여 실리콘 산화막을 형성
6) 반응 챔버 내에 Ar 가스를 공급하여 미반응물질 또는 부산물을 제거
- 비교예
앞서 설명한 핵성장 지연제를 사용하지 않고 Si, SiN, SiO, TiN, HfO, NbO 하부막 상에 각각 실리콘 산화막을 형성하였으며, 하부막은 기판 자체 또는 ALD 공정을 통해 형성하였다. ALD 공정을 통해 실리콘 산화막을 형성하였으며, ALD 공정 온도는 320℃, 반응 물질은 O3 가스를 사용하였다.
ALD 공정을 통한 실리콘 산화막 형성 과정은 아래와 같으며, 아래 과정을 1사이클로 하여 진행하였다.
1) Ar을 캐리어 가스로 하여, 실리콘 전구체 DIPAS(Diisopropylamino Silane)를 반응 챔버에 공급하고 기판에 실리콘 전구체를 흡착
2) 반응 챔버 내에 Ar 가스를 공급하여 미흡착 실리콘 전구체 또는 부산물을 제거
3) O3 가스를 반응 챔버에 공급하여 실리콘 산화막을 형성
4) 반응 챔버 내에 Ar 가스를 공급하여 미반응물질 또는 부산물을 제거
도 3 및 도 4는 본 발명의 비교예에 따른 사이클별 실리콘 산화막의 두께를 나타내는 도면이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클별 실리콘 산화막의 두께를 나타내는 도면이다.
비교예의 경우, Si 함유 전구체로 사용된 DIPAS가 하부막(또는 기판)에 따른 선택성 없이 잠복기를 갖지 않는 반면, 실시예의 경우, 하부막(또는 기판)에 따른 잠복기가 다르게 나타나며, 특정 사이클에서 완전한 선택적 성장이 가능함을 알 수 있다.
이와 같은 결과는 핵성장 지연제가 하부막(또는 기판)에 따른 흡착 세기(정도)를 달리하여 잠복기에 차이가 발생한 것으로 해석된다. 즉, 흡착 세기(정도)가 강한 하부막(또는 기판)의 경우, 전구체 흡착을 방해하는 효과가 커서 전구체 흡착 및 핵생성이 어렵고 핵생성 밀도가 낮은 반면, 흡착 세기(정도)가 약한 하부막(또는 기판)의 경우, 전구체 흡착을 방해하는 효과가 작아 전구체 흡착 및 핵생성이 용이하고 핵생성 밀도가 큰 것으로 해석되며, 기타 복합적인 원인에 의한 결과로 원하는 선택성을 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명은 다양한 형태의 반도체 제조방법에 응용될 수 있다.
Claims (30)
- 핵성장 지연제를 기판이 놓여진 챔버의 내부에 공급하여, 상기 기판의 비성장영역에 흡착시키는 핵성장 지연제 공급 단계;상기 챔버의 내부를 퍼지하는 단계;상기 챔버의 내부에 전구체를 공급하여, 상기 기판의 성장영역에 흡착시키는 전구체 공급 단계;상기 챔버의 내부를 퍼지하는 단계; 및상기 챔버의 내부에 반응 물질을 공급하여 흡착된 상기 전구체와 반응하고 박막을 형성하는 박막 형성 단계를 포함하는, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 1>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 1>
상기 <화학식 1>에서, n=1,2이며,R은 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 2>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 2>
상기 <화학식 2>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 3>으로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 3>
상기 <화학식 3>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되고,R1은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 또는 수소 원자 중에서 선택되며,R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 4>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 4>
상기 <화학식 4>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수 중에서 선택되고,m은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택되며,R1 또는 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 5>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 5>
상기 <화학식 5>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,m은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되며,R1은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 수소 원자 중에서 선택되며,R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 6>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 6>
상기 <화학식 6>에서, n은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수 중에서 선택되고,m은 각각 독립적으로 1내지 6의 정수 중에서 선택되며,R1 또는 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 7>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 7>
상기 <화학식 7>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,m은 각각 독립적으로 1내지 5의 정수 중에서 선택되며,R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 핵성장 지연제는 하기 <화학식 8>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 8>
상기 <화학식 8>에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수 중에서 선택되고,R1 내지 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기이며,R4는 수소, 탄소수가 1 내지 6의 알킬기, 탄소수가 1 내지 8의 알콕시기 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 비성장영역은 1족 내지 13족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 Zr, Hf, Ti을 포함하는 4족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 Nb 및 Ta을 포함하는 5족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 W을 포함하는 6족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 Cu을 포함하는 11족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 Al을 포함하는 13족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 금속 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 금속 자체인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 금속 산화물인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 금속 함유막은 금속 질화물인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제1항에 있어서,상기 성장영역은 Si, Ge을 포함하는 14족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제1항에 있어서,상기 성장영역은 실리콘 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제20항에 있어서,상기 실리콘 함유막은 Si, SiO, SiN, SiCN, C-doped SiN, SiON 중 선택된 하나 이상인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제1항에 있어서,상기 성장영역은 게르마늄 함유막인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제1항에 있어서,상기 전구체는 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나 이상을 중심원소로 하는 유기 화합물인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제23항에 있어서,상기 전구체는 하기 <화학식 9>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 9>
상기 <화학식 9>에서,M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며,R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다. - 제23항에 있어서,상기 전구체는 하기 <화학식 10>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 10>
상기 <화학식 10>에서,M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며,R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다. - 제23항에 있어서,상기 전구체는 하기 <화학식 11>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 11>
상기 <화학식 11>에서,M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며,R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택되고, R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다. - 제23항에 있어서,상기 전구체는 하기 <화학식 12>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 12>
상기 <화학식 12>에서,M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며,R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택되고, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다. - 제23항에 있어서,상기 전구체는 하기 <화학식 13>로 표시되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.<화학식 13>
상기 <화학식 13>에서,M은 Si, Ge 을 포함하는 14족 원소 중 하나이며,R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬아민기, 탄소수 1 내지 10의 다이알킬 아민기, 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기, 탄소수 7 내지 13의 아랄킬아민기, 탄소수 3 내지 10의 사이클릭 아민기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로사이클릭 아민기, 탄소수 6 내지 12의 헤테로아릴아민기, 탄소수 2 내지 10의 알킬실릴아민기, 아자이드기 또는 할로겐 중에서 선택된다. - 제1항에 있어서,상기 반응 물질은 O3, O2, H2O, H2O2, N2O, NH3 중 하나 이상인, 영역 선택적 박막 형성 방법.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 화학기상 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 또는 원자층 증착법(Atomic layer Deposition, ALD)에 의해 형성되는, 영역 선택적 박막 형성 방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18/260,402 US20240068091A1 (en) | 2021-01-05 | 2022-01-05 | Area-selective emthod for forming thin film by using nuclear growth retardation |
| CN202280009152.0A CN116829761A (zh) | 2021-01-05 | 2022-01-05 | 利用核生长阻滞的区域选择性薄膜形成方法 |
| JP2023540967A JP2024503820A (ja) | 2021-01-05 | 2022-01-05 | 核成長遅延を利用した領域選択的薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2021-0000980 | 2021-01-05 | ||
| KR1020210000980A KR102366555B1 (ko) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 핵성장 지연을 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022149854A1 true WO2022149854A1 (ko) | 2022-07-14 |
Family
ID=80495423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2022/000171 WO2022149854A1 (ko) | 2021-01-05 | 2022-01-05 | 핵성장 지연을 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240068091A1 (ko) |
| JP (1) | JP2024503820A (ko) |
| KR (1) | KR102366555B1 (ko) |
| CN (1) | CN116829761A (ko) |
| TW (1) | TWI805171B (ko) |
| WO (1) | WO2022149854A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023167483A1 (ko) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | 솔브레인 주식회사 | 박막 개질 조성물, 이를 이용한 박막 형성 방법, 이로부터 제조된 반도체 기판 및 반도체 소자 |
| KR20240058557A (ko) * | 2022-10-26 | 2024-05-03 | 솔브레인 주식회사 | 진공 기반 박막 개질제, 이를 포함한 박막 개질 조성물, 이를 이용한 박막 형성 방법, 이로부터 제조된 반도체 기판 및 반도체 소자 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004049432A2 (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-10 | Asm America, Inc. | Sealing porous structures |
| KR20130005262A (ko) * | 2010-02-17 | 2013-01-15 | 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 | 증착으로부터 반응성 부위의 비활성화 |
| KR20150108779A (ko) * | 2014-03-18 | 2015-09-30 | 주식회사 유진테크 머티리얼즈 | 유기 게르마늄 아민 화합물 및 이를 이용한 박막 증착 방법 |
| US20170012001A1 (en) * | 2009-10-23 | 2017-01-12 | President And Fellows Of Harvard College | Self-aligned barrier and capping layers for interconnects |
| KR102095710B1 (ko) * | 2019-11-05 | 2020-04-01 | 주식회사 유진테크 머티리얼즈 | 표면 보호 물질을 이용한 박막 형성 방법 |
| US20200185225A1 (en) * | 2015-05-18 | 2020-06-11 | Lam Research Corporation | Feature fill with multi-stage nucleation inhibition |
| KR20220032850A (ko) * | 2020-09-08 | 2022-03-15 | 주식회사 이지티엠 | 선택성 부여제를 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7229405B2 (en) | 2002-11-15 | 2007-06-12 | Paracor Medical, Inc. | Cardiac harness delivery device and method of use |
| TWI739285B (zh) * | 2014-02-04 | 2021-09-11 | 荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ控股公司 | 金屬、金屬氧化物與介電質的選擇性沉積 |
| US9803277B1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-10-31 | Asm Ip Holding B.V. | Reaction chamber passivation and selective deposition of metallic films |
| US10043656B1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-08-07 | Lam Research Corporation | Selective growth of silicon oxide or silicon nitride on silicon surfaces in the presence of silicon oxide |
-
2021
- 2021-01-05 KR KR1020210000980A patent/KR102366555B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-01-05 CN CN202280009152.0A patent/CN116829761A/zh active Pending
- 2022-01-05 JP JP2023540967A patent/JP2024503820A/ja active Pending
- 2022-01-05 WO PCT/KR2022/000171 patent/WO2022149854A1/ko active Application Filing
- 2022-01-05 TW TW111100461A patent/TWI805171B/zh active
- 2022-01-05 US US18/260,402 patent/US20240068091A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004049432A2 (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-10 | Asm America, Inc. | Sealing porous structures |
| US20170012001A1 (en) * | 2009-10-23 | 2017-01-12 | President And Fellows Of Harvard College | Self-aligned barrier and capping layers for interconnects |
| KR20130005262A (ko) * | 2010-02-17 | 2013-01-15 | 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 | 증착으로부터 반응성 부위의 비활성화 |
| KR20150108779A (ko) * | 2014-03-18 | 2015-09-30 | 주식회사 유진테크 머티리얼즈 | 유기 게르마늄 아민 화합물 및 이를 이용한 박막 증착 방법 |
| US20200185225A1 (en) * | 2015-05-18 | 2020-06-11 | Lam Research Corporation | Feature fill with multi-stage nucleation inhibition |
| KR102095710B1 (ko) * | 2019-11-05 | 2020-04-01 | 주식회사 유진테크 머티리얼즈 | 표면 보호 물질을 이용한 박막 형성 방법 |
| KR20220032850A (ko) * | 2020-09-08 | 2022-03-15 | 주식회사 이지티엠 | 선택성 부여제를 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202231901A (zh) | 2022-08-16 |
| US20240068091A1 (en) | 2024-02-29 |
| KR102366555B1 (ko) | 2022-02-23 |
| TWI805171B (zh) | 2023-06-11 |
| CN116829761A (zh) | 2023-09-29 |
| JP2024503820A (ja) | 2024-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2022149854A1 (ko) | 핵성장 지연을 이용한 영역 선택적 박막 형성 방법 | |
| WO2022015098A1 (ko) | 박막 형성용 성장 억제제, 이를 이용한 박막 형성 방법 및 이로부터 제조된 반도체 기판 | |
| WO2021060864A1 (ko) | 박막 제조 방법 | |
| WO2012176988A1 (en) | Organometallic compound, preparing method of the same, and preparing method of thin film using the same | |
| WO2018048124A1 (ko) | 5족 금속 화합물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 막 증착용 전구체 조성물, 및 이를 이용하는 막의 증착 방법 | |
| WO2019203407A1 (ko) | 원자층 증착용(ald), 화학 기상 증착용(cvd) 전구체 화합물 및 이를 이용한 ald/cvd 증착법 | |
| WO2022010214A1 (ko) | 펠리클 보호 박막 형성용 성장 억제제, 이를 이용한 펠리클 보호 박막 형성 방법 및 이로부터 제조된 마스크 | |
| WO2019156451A1 (ko) | 4 족 금속 원소-함유 화합물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 막 형성용 전구체 조성물, 및 이를 이용하는 막의 형성 방법 | |
| WO2015190900A1 (ko) | 성막용 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막 형성 방법 | |
| WO2020101437A1 (ko) | 실리콘 전구체 화합물, 제조 방법, 및 이를 이용하는 실리콘-함유 막 형성 방법 | |
| WO2022015099A1 (ko) | 박막 형성용 성장 억제제, 이를 이용한 박막 형성 방법 및 이로부터 제조된 반도체 기판 | |
| WO2023068629A1 (ko) | 3족 금속 전구체, 이의 제조방법 및 이를 이용하는 박막의 제조방법 | |
| WO2020116770A1 (ko) | 4족 전이금속 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법 | |
| WO2018182309A1 (en) | Composition for depositing silicon-containing thin film containing bis(aminosilyl)alkylamine compound and method for manufacturing silicon-containing thin film using the same | |
| WO2021153986A1 (ko) | 실리콘 전구체 화합물, 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물 및 실리콘-함유 막 형성 방법 | |
| WO2021085810A2 (ko) | 4족 전이금속 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 박막증착용 조성물 | |
| WO2023003398A1 (ko) | 실리콘-함유 막의 형성 방법 및 이에 의해 형성된 실리콘-함유 막 | |
| WO2016108398A1 (ko) | 유기 13족 전구체 및 이를 이용한 박막 증착 방법 | |
| WO2020111405A1 (ko) | 실리콘 전구체 및 이를 이용한 실리콘 함유 박막의 제조방법 | |
| WO2022055201A1 (ko) | 4족 금속 원소-함유 화합물, 이를 포함하는 전구체 조성물, 및 이를 이용한 박막의 제조 방법 | |
| WO2023287192A1 (ko) | 실리콘 전구체 화합물, 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물, 및 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 막 형성 방법 | |
| WO2020027552A1 (en) | Aluminum compounds and methods of forming aluminum-containing film using the same | |
| WO2022255837A1 (ko) | 유기 금속 화합물 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법 | |
| WO2024019487A1 (en) | Novel molybdenum compound, method of producing the same, and method of producing molybdenum-containing thin film including the same | |
| WO2023113308A1 (ko) | 몰리브데넘 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 박막 증착용 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22736831 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023540967 Country of ref document: JP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202280009152.0 Country of ref document: CN Ref document number: 18260402 Country of ref document: US |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22736831 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |