薄膜制造方法技术

本发明专利技术涉及薄膜制造方法，其包括：步骤(

【技术实现步骤摘要】
薄膜制造方法


[0001]本专利技术涉及薄膜制造方法，更详细涉及通过抑制副反应，适当地降低薄膜生长速率，并通过去除薄膜内的工艺副产物，防止腐蚀及劣化，即便在具有复杂结构的基板上形成薄膜时，也大幅提高阶梯覆盖率(step coverage)及薄膜的厚度均匀性的薄膜制造方法。

技术介绍

[0002]存储及非存储半导体元件的集成度在日趋提高，随着其结构变得越来越复杂，在将多种薄膜沉积到基板时，阶梯覆盖率(step coverage)的重要性越来越高。
[0003]所述半导体用薄膜由金属氮化物、金属氧化物、金属硅化物等形成。所述金属氮化物薄膜有氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化锆(ZrN)等薄膜，所述薄膜通常用于被掺杂的半导体的硅层与用作层间配线材料的铝(Al)、铜(Cu)等之间的防扩散膜(diffusion barrier)。只是，当将钨(W)薄膜沉积到基板时，用作粘结层(adhesion layer)。
[0004]为了使沉积到基板的薄膜获得优秀且均匀的物性，所形成的薄膜需具备优秀的阶梯覆盖率。因此，比起主要利用气相反应的化学气相沉积(CVD，chemical vapor deposition)工艺，更多地采用利用表面反应的原子层沉积(ALD，atomic layer deposition)工艺，但在实现100％的阶梯覆盖率(step coverage)方面仍然存在问题。
[0005]另外，为了沉积在所述金属氮化物中具有代表性的氮化钛(TiN)而使用四氯化钛(TiCl4)，此时，所制造的薄膜内会残留氯化物等工艺副产物，从而诱发铝等金属的腐蚀，并因生成非挥发性副产物而导致膜质的劣化。
[0006]因此，需要开发一种薄膜的制造方法，该方法能够形成结构复杂的薄膜且不腐蚀层间配线材料。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009](专利文献0001)韩国公开专利第2006-0037241号

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]为了解决如上所述的现有技术的问题，本专利技术的目的在于提供一种薄膜制造方法，该方法通过抑制副反应，适当地降低薄膜生长速率，并去除薄膜内的工艺副产物，从而防止腐蚀及劣化，即便在具有复杂结构的基板上形成薄膜时，也大幅提高阶梯覆盖率(step coverage)及薄膜的厚度均匀性。
[0012]能够通过以下说明的本专利技术，实现本专利技术的上述目的及其他目的。
[0013]技术方案
[0014]为了实现上述目的，本专利技术提供一种薄膜制造方法，其包括：步骤(
ⅰ
)，使由化学式1表示的薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面；以及步骤(
ⅱ
)，使Ti类薄膜前体吸附在吸附有薄膜形成用生长抑制剂的基板表面，
[0015]化学式1：
[0016]A
n
B
m
X
o
[0017]其中，所述A为碳或硅，所述B为氢或碳原子数为1至3的烷基，所述X为卤素，所述n为1至15的整数，所述o为1以上的整数，m为0至2n+1。
[0018]另外，本专利技术提供一种薄膜制造装置，其包括：ALD(原子层沉积)腔室；第一汽化器，使薄膜形成用生长抑制剂汽化；第一移送单元，将汽化的薄膜形成用生长抑制剂移送至ALD腔室内；第二汽化器，使Ti类薄膜前体汽化；以及第二移送单元，将汽化的Ti类薄膜前体移送至ALD腔室内。
[0019]有益效果
[0020]本专利技术提供一种薄膜制造方法，该方法通过抑制副反应并降低沉积速度，适当地降低薄膜生长速率，并通过去除薄膜内的工艺副产物，防止腐蚀及劣化，即便在具有复杂结构的基板上形成薄膜时，也大幅提高阶梯覆盖率(step coverage)及薄膜的厚度均匀性。
附图说明
[0021]图1是用于说明现有的ALD工艺的工艺图。
[0022]图2是用于说明本专利技术的一实施例的ALD工艺的工艺图。
[0023]图3是示出本专利技术的实施例7(SP-TiCl4)及比较例1(TiCl4)的薄膜厚度随ALD周期增加而变化的图。
[0024]图4是示出本专利技术的实施例7-1至7-3及比较例1的沉积速度随每ALD周期薄膜形成用生长抑制剂(SP)的供给(feeding)时间变化的图。
[0025]图5是在本专利技术的实施例1(SP-TiCl4)及比较例1(TiCl4)中所沉积的TiN薄膜的透射电子显微镜(TEM)照片。
具体实施方式
[0026]以下，对本专利技术的薄膜制造方法进行详细的说明。
[0027]本专利技术的专利技术人确认了在将Ti类薄膜前体沉积到装载于ALD腔室内部的基板表面之前，使具有规定结构的卤代化合物作为生长抑制剂先吸附于该基板表面时，经沉积后形成的薄膜的生长速率降低，且作为工艺副产物残留的卤化物大幅减少，从而大幅提高阶梯覆盖率(step coverage)等，基于此，进一步进行研究，完成了本专利技术。
[0028]本专利技术的薄膜制造方法包括：步骤(
ⅰ
)，使由化学式1表示的薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面；以及步骤(
ⅱ
)，使Ti类薄膜前体吸附在吸附有薄膜形成用生长抑制剂的基板表面的步骤，
[0029]化学式1：
[0030]A
n
B
m
X
o
[0031]其中，所述A为碳或硅，所述B为氢或碳原子数为1至3的烷基，所述X为卤素，所述n为1至15的整数，所述o为1以上的整数，m为0至2n+1。在这种情况下，当形成薄膜时，通过抑制副反应，降低薄膜生长速率，并通过去除薄膜内的工艺副产物，减少腐蚀及劣化，即便在具有复杂结构的基板上形成薄膜时，也大幅提高阶梯覆盖率(step coverage)及薄膜的厚度均匀性。
[0032]在所述使薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面的步骤(
ⅰ
)中，对基板表面的薄膜形成用生长抑制剂的供给时间(Feeding Time)优选为1至10秒，更优选为1至5秒，更加优选为2至5秒，进一步优选为2至4秒，在此范围内，薄膜生长速率低、阶梯覆盖率及经济性优秀。
[0033]在本专利技术中，薄膜形成用生长抑制剂的供给时间(Feeding Time)以15至20L的腔室体积及0.5至5mg/s的流量为基准，更加具体而言，以18L的腔室体积及1至2mg/s的流量为基准。
[0034]作为优选的一例，在所述使薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面的步骤(
ⅰ
)中，可以包括将薄膜形成用生长抑制剂注入到ALD腔室内并使其吸附到被装载(loading)的基板表面的步骤，在这种情况下，通过抑制副反应并降低沉积速度，降低薄膜生长速率，并去除薄膜内的工艺副产物。
[0035]在所述使薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面的步骤(
ⅰ
)中，优选利用吹扫气体吹扫未被吸附到基板表面的残留的薄膜形成用生长抑制剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜制造方法，其特征在于，包括：步骤(
ⅰ
)，使由化学式1表示的薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面；以及步骤(
ⅱ
)，使Ti类薄膜前体吸附在吸附有薄膜形成用生长抑制剂的基板表面，化学式1：A
n
B
m
X
o
其中，所述A为碳或硅，所述B为氢或碳原子数为1至3的烷基，所述X为卤素，所述n为1至15的整数，所述o为1以上的整数，m为0至2n+1。2.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其特征在于，在所述使薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面的步骤(
ⅰ
)中，对基板表面的薄膜形成用生长抑制剂的供给时间(Feeding Time)为1至10秒。3.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其特征在于，在所述使薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面的步骤(
ⅰ
)中，将薄膜形成用生长抑制剂注入到ALD(原子层沉积)腔室内并使其吸附到被装载(loading)的基板表面。4.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其特征在于，在所述使薄膜形成用生长抑制剂吸附在基板表面的步骤(
ⅰ
)中，利用吹扫气体吹扫未被吸附于基板表面的残留的薄膜形成用生长抑制剂。5.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其特征在于，在所述吸附Ti类薄膜前体的步骤(
ⅱ
)中，利用吹扫气体吹扫未被吸附的残留的Ti类薄膜前体。6.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其特征在于，包括如下步骤：使Ti类薄膜前体吸附在基板表面之后，供给反应气体；以及利用吹扫气体吹扫Ti类薄膜前体与反应气体的反应副产物。7.根据权利要求6所述的薄膜制造方法，其特征在于，所述反应气体为还原剂、氮化剂或氧化剂。8.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：延昌峰，郑在善，边惠兰，宋泰浩，金素贞，李锡宗，
申请(专利权)人：秀博瑞殷株式公社，
类型：发明
国别省市：