一种薄膜形成方法及原子层沉积装置制造方法及图纸

提供一种薄膜形成方法及原子层沉积装置。薄膜形成方法包括：使用含有硅的硅前驱体物质作为源气体；使用经等离子活化的氮气作为反应气体；使用氮气作为净化气体，并且按照所述源气体、所述净化气体、所述反应气体、所述净化气体的顺序来有序地提供气体，形成氮化硅膜(Si3N4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用原子层沉积方法来形成含有氮化硅膜的薄膜的方法以及用于其的原子层沉积装置。
技术介绍
通常，半导体基板或玻璃等基片上沉积一定厚度的薄膜的方法包括：利用类似溅射(sputtering)的物理冲突的物理气相沉积法PVD(physicalvapordeposition)；利用化学反应的化学气相沉积法CVD(chemicalvapordeposition)等。最近，半导体元件的设计规定(designrule)正不断被细化，要求微细图案的薄膜，且形成薄膜的区域段差增加。因此，由于该趋势，因此可非常均匀地形成原子层厚度的微细图案。由于ALD工艺是利用源物质的沉积气体中所含有的气体分子之间的化学反应，因此，与通常的化学气相沉积方法相似。但是，不同的是，通常的CVD工艺将多个沉积气体同时注入到处理室中从而将发生的反应生成物沉积在基板上，而ALD工艺是将含有一个源物质的气体注入到处理室中，从而将经源物质之间的化学反应的生成物沉积在基板的表面上，具有差异性。该ALD工艺具有优异的阶段覆盖特性，具有可形成杂质含量较低的纯薄膜的优点，因此当前备受瞩目。另一方面，现有的ALD工艺，使用反应性较弱的源物质或是温度较低时，薄膜的质量可能会下降。例如，在形成氮化硅膜(Si3N4)时，利用现有的低压化学气相沉积工艺，在600℃以上的高温中形成薄膜，但是由于半导体元件的微细化以及工艺的低温化等，在执行特定的工艺中，不可能使用上述温度，并且需要在较低的温度下执行工艺。但是，在低温下，可能无法形成氮化硅膜或薄膜的质量急剧下降。此外，由于较低的反应，较难利用ALD工艺来形成氮化硅膜。
技术实现思路
技术目的根据本专利技术的实施例，提供一种在低温中形成高质量的氮化硅膜的方法以及用于其的原子层沉积装置。本专利技术解决的技术目的并不仅局限于如上所述的课题，通过以下记载本领域的技术人员也可清楚地理解没有提及的其它课题。技术方案为了实现上述的本专利技术的目的，根据本专利技术的实施例提供一种薄膜形成方法，包括：使用含有硅的硅前驱体物质作为源气体；使用经等离子活化的氮气作为反应气体；使用氮气作为净化气体，并且按照源气体、净化气体、反应气体、净化气体的顺序来有序地提供气体，形成氮化硅膜。根据一个实施例，可使用硅烷胺(Silylamine)类物质作为源气体。在此，源气体，以胺基为中心周围配置有3个硅原子(Si)，且3个硅原子(Si)中的至少一个含有一个以上的胺基，且胺基中可以是含有一个以上的乙基(C2H5)或甲基(CH3)的结构。例如，源气体可使用双[(二甲氨基)甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺、双[(二乙氨基)三甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺和三[(二乙氨基)三甲基硅烷基]胺中的任何一种物质。根据一个实施例，在形成氮化硅膜(Si3N4)中，在200-350℃下进行。此外，源气体、反应气体和净化气体被连续地喷射。另一方面，为了实现上述的本专利技术的目的，根据本专利技术的实施例提供一种原子层沉积装置，包括：处理室；基板支撑部，被构造在处理室的内部，并且安装有多个基板；气体喷射部，被构造在处理室的内部并在基板支撑部的上部，并且将源气体、反应气体和净化气体喷射在多个基板上，并且各气体被连续喷射，其中，使用含有硅的硅前驱体物质作为所述源气体，使用经等离子活化的氮气作为反应气体，使用氮气作为净化气体，按照源气体、净化气体、反应气体和净化气体的顺序来有序地提供气体，从而形成氮化硅膜(Si3N4)。根据一个实施例，使用硅烷胺(Silylamine)类物质作为源气体。在此，源气体以胺基为中心周围配有3个硅原子(Si)，3个硅原子(Si)中的至少一个含有一个以上的胺基，胺基中可以是含有一个以上的乙基(C2H5)或甲基(CH3)的结构。例如，源气体可使用双[(二甲氨基)甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺、双[(二乙氨基)三甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺和三[(二乙氨基)三甲基硅烷基]胺中的任何一种物质。根据一个实施例，气体喷射部中具有使反应气体经等离子被活化的等离子发生部。例如，等离子发生部可通过远程等离子(remoteplasma)方式、电容耦合等离子(Capacitivelycoupledplasma,CCP)方式和电感耦合等离子(inductivelycoupledplasma，ICP)方式中的任何一种方式来执行等离子化。技术效果本专利技术的多个实施例可具有以下说明的一个以上的效果。如上所述，根据本专利技术的实施例，可使用经等离子活化的氮气，在低温下形成高质量的氮化硅膜(Si3N4)。此外，可在半间歇方式的原子层沉积装置中形成氮化硅膜。此外，可提高工艺速度(Through-put)。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的原子层沉积装置的示意图。图2是示出双[(二甲氨基)甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺的分子结构的示图，图3是双[(二乙氨基)三甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺的分子结构的示图。图4是根据本专利技术的实施例的薄膜形成方法中，根据净化气体种类的每个周期的生长速率GPC(GrowthRateperCycle)和湿法腐蚀速率WER(WetEtchRate)相比较的图表。图5是根据本专利技术的实施例的薄膜形成方法中，根据反应气体种类的GPC和WER相比较的图表。图6是根据本专利技术的实施例的薄膜形成方法中，根据源气体种类的GPC、WER和均等度(Unif.)相比较的图表。具体实施方式以下，通过示例性附图对本专利技术的一部分实施例进行详细说明。各附图的结构要素中添加有符号，应注意的是，相同的结构要素就算被表示在其它附图中也具有相同的符号。此外，在说明本专利技术的实施例时，当相关的已知结构或功能的详细说明被判断为妨碍本专利技术实施例的理解时，该详细说明被省略。此外，在说明本专利技术的实施例的结构要素时，可使用第1、第2、A、B、(a)、(b)等用语。该用语仅用于区别与该结构要素不同的结构要素，相关结构要素的本质、次序或顺序并不因该用语而受到限制。当记载为一些结构要素与其他结构要素“连接”、“结合”或“接入”时，虽然可理解为该结构要素与其它结构要素直接连接或接入，但也可理解为其它结构要素被“连接”、“结合”、或“接入”在各结构要素之间。以下，参照图1至图6，针对根据本专利技术的实施例的原子层沉积装置10和利用其的薄膜形成方法进行详细说明。根据本专利技术的实施例的薄膜形成方法，其利用原子层沉积工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜形成方法，包括：使用含有硅的硅前驱体物质作为源气体；使用经等离子活化的氮气作为反应气体；使用氮气作为净化气体，按照所述源气体、所述净化气体、所述反应气体、所述净化气体的顺序来有序地提供气体，形成氮化硅膜。

【技术特征摘要】
2014.10.20 KR 10-2014-01419401.一种薄膜形成方法，包括：
使用含有硅的硅前驱体物质作为源气体；
使用经等离子活化的氮气作为反应气体；
使用氮气作为净化气体，
按照所述源气体、所述净化气体、所述反应气体、所述净化气体的顺序
来有序地提供气体，形成氮化硅膜。
2.如权利要求1所述的薄膜形成方法，其中，使用硅烷胺类物质作为所
述源气体。
3.如权利要求2所述的薄膜形成方法，其中，所述源气体以胺基为中心
周围配置有3个硅原子，所述3个硅原子中的至少一个含有一个以上的胺基，
所述胺基中含有一个以上的乙基或甲基。
4.如权利要求2所述的薄膜形成方法，其中，所述源气体使用双[(二甲
氨基)甲基硅烷基](三甲基硅烷基)胺、双[(二乙氨基)三甲基硅烷基](三甲基硅
烷基)胺、三[(二乙氨基)三甲基硅烷基]胺中的任何一种物质。
5.如权利要求1所述的薄膜形成方法，其中，在形成氮化硅膜中，在
200-350℃下进行。
6.如权利要求1所述的薄膜形成方法，其中，所述源气体、所述反应气
体和所述净化气体被连续地喷射。
7.一种原子层沉积装置，所述原子层沉积装置包括：
处理室；
基板支撑部，被构造在所述处理室的内部，并且安装有多个基...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴成贤，申寅澈，李根雨，金京俊，
申请(专利权)人：KC科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR