利用表面保护物质的薄膜形成方法技术

根据本发明专利技术的一实施例，利用表面保护物质的薄膜形成方法，包括：表面保护层形成步骤，向放置基板的腔体内部供给表面保护物质，以在上述基板表面形成表面保护层；对上述腔体内部进行一次净化的步骤；金属前驱体供给步骤，向所述腔体内部供给金属前驱体；对上述腔体内部进行二次净化的步骤；及薄膜形成步骤，向上述腔体内部供给反应物质以与所述金属前驱体反应形成薄膜。形成薄膜。形成薄膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用表面保护物质的薄膜形成方法


[0001]本专利技术涉及薄膜形成方法，更详细地，该薄膜形成方法形成很薄厚度的薄膜，从而薄膜厚度及台阶覆盖率控制容易。

技术介绍

[0002]DRAM器件通过革新技术的开发持续微细化，已达到10nm时代。与此相随，为了改善性能及可靠性，即使电容尺寸变小也需要充分维持高静电容量和低漏电特性，还要求击穿电压(breakdown voltage)也高。
[0003]以往，在把单一氧化锆膜用作MIM电容的介电膜时，虽然等价氧化膜厚度特性(Toxeq)良好，但漏电特性脆弱。为了克服这些问题，广泛使用ZrO2/Al2O3/ZrO2等复合高介电膜(combined high dielectric layer)。
[0004]但是，这些介电膜的厚度比ZrO2介电膜厚，所以Toxeq特性不好。另外，ZAZ结构的Al2O3作为阻止电容漏电的结构，当厚度过大时，静电容量变小；厚度过小时，漏电增加，所以需要适当控制厚度。
[0005]因此，为了维持一定的电容及漏电特性，不仅需要开发符合特性的物质，还需要使得电容介电膜超薄膜化。

技术实现思路

[0006]所要解决的课题
[0007]本专利技术的目的在于，提供一种能够形成很薄厚度薄膜的薄膜形成方法。
[0008]本专利技术的其它目的在于，提供一种能够形成台阶覆盖率良好的薄膜的薄膜形成方法。
[0009]本专利技术的其它目的将通过下面的详细说明会变得更加清楚。
[0010]课题解决方案
>[0011]根据本专利技术的一实施例，利用具有多个醚基的表面保护物质的薄膜形成方法，其特征在于，包括：金属前驱体供给步骤，向放置基板的腔体内部供给金属前驱体，将所述金属前驱体吸附于基板；净化所述腔体内部的步骤；及薄膜形成步骤，向所述腔体内部供给反应物质以与被吸附的所述金属前驱体反应并形成薄膜；该方法在所述薄膜形成步骤之前还包括：表面保护物质供给步骤，供给所述表面保护物质以吸附到所述基板上；以及净化所述腔体内部的步骤。
[0012]所述表面保护物质可以用下述<化学式1>表示。
[0013]<化学式1>
[0014][0015]所述<化学式1>中，n是0～5的整数，R1、R2从碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～
10的环烷基、碳原子数6～12的芳基中选择。
[0016]所述表面保护物质可以用下述<化学式2>表示。
[0017]<化学式2>
[0018][0019]所述<化学式2>中，n是0～5的整数，m是1～5的整数，R从包括碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的环烷基、碳原子数6～12的芳基的多个醚基中选择。
[0020]所述表面保护物质可以用下述<化学式3>表示。
[0021]<化学式3>
[0022][0023]所述<化学式3>中，n1、n2为0～5的整数，m1、m2为1～5的整数，R从包括碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的环烷基、碳原子数6～12的芳基的多个醚基中选择。
[0024]所述反应物质可以是O3、O2、H2O中的某一个。
[0025]所述金属前驱体可以是包括以下金属中一个以上的化合物：包括Al的三价金属，包括Zr及Hf的四价金属，包括Nb及Ta的五价金属。
[0026]所述金属前驱体可以用下述<化学式4>表示。
[0027]<化学式4>
[0028][0029]所述<化学式4>中，R1、R2及R3相互不同、且各自独立从碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的二烷基胺或碳原子数1～6的环状胺基中选择。
[0030]专利技术效果
[0031]根据本专利技术的一实施例，能够形成比可通过现有ALD工艺获得的一个单层厚度更薄且无杂质高纯度的薄膜。由于其薄膜生长速度非常慢，能够容易调节薄膜厚度，能够控制台阶覆盖率，同时能够提高器件的电特性及可靠性。
附图说明
[0032]图1是简要地表示根据本专利技术的实施例的薄膜形成方法的流程图。
[0033]图2是简要地表示根据本专利技术的实施例的供给周期的图表。
[0034]图3是根据本专利技术的比较例1的按工序温度表示氧化铝膜的GPC的图表。
[0035]图4是表示根据本专利技术的比较例1的用于分析氧化铝膜表面的二次离子质谱
(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)的图表。
[0036]图5是根据本专利技术的比较例1、2及实施例1的按工序温度表示氧化铝膜的GPC的图表。
[0037]图6是表示根据本专利技术的实施例1的用于分析氧化铝膜表面的二次离子质谱(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)的图表。
[0038]图7是根据本专利技术的比较例1、2及实施例1、2的按工序温度表示氧化铝膜的GPC的图表。
具体实施方式
[0039]下面，参考附图1至7更详细地说明本专利技术的优选实施例。本专利技术的实施例可以变形为各种形态，本专利技术的范围不应解释为限定于下面说明的实施例。本实施例是为了向当前专利技术所属的
中的普通技术人员更详细地说明本专利技术而提供的。因此，为了强调更清楚的说明，附图中出现的各要素的形状可能夸张显示。
[0040]现有的前驱体单独工序，由于在高纵横比(例如40：1以上)的沟槽结构中，上部(或入口侧)的薄膜增厚、且下部(或内部侧)的薄膜变薄等薄膜不均匀情形，存在台阶覆盖率不良的问题。
[0041]但是，下面说明的表面保护物质具有与金属前驱体相同的作为，在沟槽的上部以比下部高的密度吸附的状态下，妨碍后续工序的金属前驱体被吸附，由此能在沟槽内形成均匀厚度的薄膜。
[0042]图1是简要地表示根据本专利技术的实施例的薄膜形成方法的流程图，图2是简要地表示根据本专利技术的实施例的供给周期的图表。基板装载到工序腔的内部，调节下面的原子层沉积工序(ALD)条件。原子层沉积工序条件可包括基板或工序腔的温度、腔体压力、气体流动率，温度为50～600℃。
[0043]基板暴露于供给到腔体内部的表面保护物质中，表面保护物质吸附于基板的表面。在工序进行过程中，表面保护物质具有与金属前驱体类似的作为，在高纵横比(例如，40：1以上)的沟槽结构中，在上部(或入口侧)以高密度被吸附，在下部(或内部侧)以低密度被吸附，在后续工序中妨碍金属前驱体被吸附。
[0044]表面保护物质具由多个醚基(ether group)，可以用下述<化学式1>表示。
[0045]<化学式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种利用表面保护物质的薄膜形成方法，所述表面保护物质具有多个醚基，其特征在于，包括：金属前驱体供给步骤，向放置基板的腔体内部供给金属前驱体，将所述金属前驱体吸附于基板；净化所述腔体内部的步骤；及薄膜形成步骤，向所述腔体内部供给反应物质以与被吸附的所述金属前驱体反应并形成薄膜；该方法在所述薄膜形成步骤之前还包括：表面保护物质供给步骤，供给所述表面保护物质以吸附到上述基板上；以及净化所述腔体内部的步骤。2.如权利要求1所述的利用表面保护物质的薄膜形成方法，其特征在于，所述表面保护物质用下述<化学式1>表示：<化学式1>所述<化学式1>中，n是0～5的整数，R1、R2从碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的环烷基、碳原子数6～12的芳基中选择。3.如权利要求1所述的利用表面保护物质的薄膜形成方法，其特征在于，所述表面保护物质用下述<化学式2>表示：<化学式2>所述<化学式2>中，n是0～5的整数，m是1～5的整数，R从包括碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的环烷基、碳原子数6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李根守，金才玟，金荷娜，崔雄辰，
申请(专利权)人：株式会社EGTM，
类型：发明
国别省市：