JPH11269652A - 薄膜製造方法 - Google Patents
薄膜製造方法Info
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- JPH11269652A JPH11269652A JP10176197A JP17619798A JPH11269652A JP H11269652 A JPH11269652 A JP H11269652A JP 10176197 A JP10176197 A JP 10176197A JP 17619798 A JP17619798 A JP 17619798A JP H11269652 A JPH11269652 A JP H11269652A
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- 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
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
-
- 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
- C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 原子層蒸着法による薄膜製造方法。
【解決手段】 基板がローディングされたチャンバ１を
所定の温度と圧力に保つ段階１００と、チャンバ１に第
１反応物を注入し、基板上に化学吸着させる段階２００
と、化学吸着した第１反応物が形成された基板３を含む
チャンバに不活性ガスで１次パージして化学吸着した第
１反応物上に物理吸着した第１反応物を残す段階３００
と、化学吸着及び物理吸着した第１反応物１１が形成さ
れた基板を含むチャンバに第２反応物を注入及び反応さ
せ薄膜を形成する段階４００と、薄膜が形成されたチャ
ンバに不活性ガスで２次パージする段階５００を含む、
薄膜製造方法。
所定の温度と圧力に保つ段階１００と、チャンバ１に第
１反応物を注入し、基板上に化学吸着させる段階２００
と、化学吸着した第１反応物が形成された基板３を含む
チャンバに不活性ガスで１次パージして化学吸着した第
１反応物上に物理吸着した第１反応物を残す段階３００
と、化学吸着及び物理吸着した第１反応物１１が形成さ
れた基板を含むチャンバに第２反応物を注入及び反応さ
せ薄膜を形成する段階４００と、薄膜が形成されたチャ
ンバに不活性ガスで２次パージする段階５００を含む、
薄膜製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜製造方法に係
り、特に原子層蒸着法（Atomic Layer Deposition：以
下，”ＡＬＤ法”と呼ぶ。）による薄膜製造方法に関す
る。
り、特に原子層蒸着法（Atomic Layer Deposition：以
下，”ＡＬＤ法”と呼ぶ。）による薄膜製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、薄膜は半導体素子の誘電体、
液晶表示素子の透明な導電体及び電子発光薄膜表示素子
（electroluminescent thin film display）の保護層等
として多様に使用される。前記薄膜は吸着法、化学気相
吸着法（chemical vapor deposition）およびＡＬＤ法
等により形成される。
液晶表示素子の透明な導電体及び電子発光薄膜表示素子
（electroluminescent thin film display）の保護層等
として多様に使用される。前記薄膜は吸着法、化学気相
吸着法（chemical vapor deposition）およびＡＬＤ法
等により形成される。
【０００３】この中で、前記ＡＬＤ法は表面調節工程で
あって、２次元的な層間蒸着を用いる。このようなＡＬ
Ｄ法は吸着が常に表面運動領域（surface kinetic regi
me）で成り立つので、非常に優秀な段差被覆性（step c
overage）を有する。更に、熱分解（pyrolysis）では各
反応物の周期的な供給を通じる化学的な置換で反応物を
分解するので、膜密度が高くて正確な化学量論的な（st
oichoimetry）膜が得られる。併せて、化学吸着（chemi
sorption）のみを利用して層間成長が出来るために優秀
な均一度と微細な膜厚さ調節が可能である。また、工程
中発生する化学的な置換による副産物は常に気体なので
除去し易く、チャンバの洗浄が容易であり、温度のみが
工程変数なので工程調節と維持とが容易である。
あって、２次元的な層間蒸着を用いる。このようなＡＬ
Ｄ法は吸着が常に表面運動領域（surface kinetic regi
me）で成り立つので、非常に優秀な段差被覆性（step c
overage）を有する。更に、熱分解（pyrolysis）では各
反応物の周期的な供給を通じる化学的な置換で反応物を
分解するので、膜密度が高くて正確な化学量論的な（st
oichoimetry）膜が得られる。併せて、化学吸着（chemi
sorption）のみを利用して層間成長が出来るために優秀
な均一度と微細な膜厚さ調節が可能である。また、工程
中発生する化学的な置換による副産物は常に気体なので
除去し易く、チャンバの洗浄が容易であり、温度のみが
工程変数なので工程調節と維持とが容易である。
【０００４】しかし、従来のＡＬＤ法は一つのウェーハ
方法で使用するとき、スループット（throughput）が非
常に低くて、工程自体が反応物に大きく依存するため、
既に開発されている物質以外の新物質を開発するとき、
相当制限される。
方法で使用するとき、スループット（throughput）が非
常に低くて、工程自体が反応物に大きく依存するため、
既に開発されている物質以外の新物質を開発するとき、
相当制限される。
【０００５】特に、前記従来のＡＬＤ法は純粋に化学吸
着だけを用いて吸着させる場合に、一つのサイクル当た
りの成長厚さ（成長速度）が理論的に可能な膜の厚さ
（結晶構造上の最密充填面間の距離、例えば酸化膜の場
合は酸素の最密充填面と酸素との最密充填面間の距離）
に及ばなくて、膜質の特性が低くなる問題点がある。
着だけを用いて吸着させる場合に、一つのサイクル当た
りの成長厚さ（成長速度）が理論的に可能な膜の厚さ
（結晶構造上の最密充填面間の距離、例えば酸化膜の場
合は酸素の最密充填面と酸素との最密充填面間の距離）
に及ばなくて、膜質の特性が低くなる問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一つ
のサイクル当たりの成長厚さを理論的な厚さ（結晶構造
上の最密充填面の周期的な距離）に近接させることによ
り、膜質の特性を改善できる薄膜製造方法を提供するこ
とにある。
のサイクル当たりの成長厚さを理論的な厚さ（結晶構造
上の最密充填面の周期的な距離）に近接させることによ
り、膜質の特性を改善できる薄膜製造方法を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記技術的な課題を達成
するために，本発明の薄膜製造方法は、基板がローディ
ングされたチャンバを所定の温度と圧力に保った後、前
記チャンバに第１反応物を注入して前記基板上に化学吸
着させる段階を含む。そして、前記化学吸着した第１反
応物が形成された基板を含むチャンバに不活性ガスで１
次パージして前記化学吸着した第１反応物上に物理吸着
した第１反応物を残す。前記化学吸着及び物理吸着した
第１反応物が形成された基板を含むチャンバに第２反応
物を注入及び反応させ薄膜を形成する。前記薄膜が形成
されたチャンバに不活性ガスで２次パージする。
するために，本発明の薄膜製造方法は、基板がローディ
ングされたチャンバを所定の温度と圧力に保った後、前
記チャンバに第１反応物を注入して前記基板上に化学吸
着させる段階を含む。そして、前記化学吸着した第１反
応物が形成された基板を含むチャンバに不活性ガスで１
次パージして前記化学吸着した第１反応物上に物理吸着
した第１反応物を残す。前記化学吸着及び物理吸着した
第１反応物が形成された基板を含むチャンバに第２反応
物を注入及び反応させ薄膜を形成する。前記薄膜が形成
されたチャンバに不活性ガスで２次パージする。
【０００８】前記基板上に第１反応物を化学吸着させる
段階から前記チャンバに不活性ガスを２次パージする段
階を順次反復遂行して所望の薄膜厚さが得られる。前記
薄膜としては酸化アルミニウム膜が挙げられ、この際、
第１反応物及び第２反応物は各々トリメチルアルミニウ
ム（Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ）及び水蒸気（Ｈ2 Ｏ）を利用す
ることが好ましい。前記第１反応物及び第２反応物は１
ｍ秒〜１０秒間供給して、前記チャンバの温度は２００
〜４００℃に保ち、前記チャンバの圧力は１〜１０、０
００ｍＴｏｒｒに保つことが好ましい。前記１次パージ
及び２次パージは０、１〜１００秒間パージすることが
好ましい。
段階から前記チャンバに不活性ガスを２次パージする段
階を順次反復遂行して所望の薄膜厚さが得られる。前記
薄膜としては酸化アルミニウム膜が挙げられ、この際、
第１反応物及び第２反応物は各々トリメチルアルミニウ
ム（Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ）及び水蒸気（Ｈ2 Ｏ）を利用す
ることが好ましい。前記第１反応物及び第２反応物は１
ｍ秒〜１０秒間供給して、前記チャンバの温度は２００
〜４００℃に保ち、前記チャンバの圧力は１〜１０、０
００ｍＴｏｒｒに保つことが好ましい。前記１次パージ
及び２次パージは０、１〜１００秒間パージすることが
好ましい。
【０００９】本発明の薄膜製造方法によると、基板上に
形成されるサイクル当たり薄膜の成長厚さを結晶構造上
の最密充填面の周期的な距離に一致させることにより、
薄膜の特性を向上させ得る。
形成されるサイクル当たり薄膜の成長厚さを結晶構造上
の最密充填面の周期的な距離に一致させることにより、
薄膜の特性を向上させ得る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の薄膜製造に利用された薄膜
製造装置を説明するために示す概略図で、図２は本発明
の薄膜製造方法を説明するために示す流れ図である。
製造装置を説明するために示す概略図で、図２は本発明
の薄膜製造方法を説明するために示す流れ図である。
【００１２】先ず、チャンバ１に基板３、例えばウェー
ハをローディングした後、ヒーター５及びポンプ７を用
いてチャンバ１を２００〜４００℃の温度と１〜１０、
０００ｍＴｏｒｒの圧力を維持する（ステップ１０
０）。前記２００〜４００℃の温度と１〜１０、０００
ｍＴｏｒｒの圧力は後続の薄膜製造工程で保ち続ける工
程温度と工程圧力である。続いて、前記２００〜４００
℃の工程温度と１〜１０、０００ｍＴｏｒｒ工程圧力を
維持した状態でチャンバ１にバルブ９ａを選択的に作動
させ、第１反応物１１、例えばトリメチルアルミニウム
（Ａｌ（ＣＨ3 ）3）をガスライン１３ａ及びシャワー
ヘッド１５を通じて、前記基板３の表面を十分に覆いう
る時間、例えば１ｍ秒〜１０秒間をガスバブリング方式
で注入する（ステップ２００）。この際、基板３上に原
子サイズ程度で化学吸着した第１反応物と前記化学吸着
した第１反応物上に物理吸着した第１反応物が形成され
る。
ハをローディングした後、ヒーター５及びポンプ７を用
いてチャンバ１を２００〜４００℃の温度と１〜１０、
０００ｍＴｏｒｒの圧力を維持する（ステップ１０
０）。前記２００〜４００℃の温度と１〜１０、０００
ｍＴｏｒｒの圧力は後続の薄膜製造工程で保ち続ける工
程温度と工程圧力である。続いて、前記２００〜４００
℃の工程温度と１〜１０、０００ｍＴｏｒｒ工程圧力を
維持した状態でチャンバ１にバルブ９ａを選択的に作動
させ、第１反応物１１、例えばトリメチルアルミニウム
（Ａｌ（ＣＨ3 ）3）をガスライン１３ａ及びシャワー
ヘッド１５を通じて、前記基板３の表面を十分に覆いう
る時間、例えば１ｍ秒〜１０秒間をガスバブリング方式
で注入する（ステップ２００）。この際、基板３上に原
子サイズ程度で化学吸着した第１反応物と前記化学吸着
した第１反応物上に物理吸着した第１反応物が形成され
る。
【００１３】次に、前記２００〜４００℃の工程温度と
１〜１０、０００ｍＴｏｒｒの工程圧力とを維持した状
態でチャンバ１に選択的にバルブ９ａを作動させ、ガス
ソース１６を通じて不活性ガス、例えばアルゴンを所望
のサイクル当たりの成長厚さが得られる時間、例えば
０、１〜１００秒間１次パージする（ステップ３０
０）。ここで、本発明は前記第１反応物の注入時間及び
不活性ガスのパージ時間を調節して化学吸着している第
１反応物だけではなく、前記化学吸着した第１反応物上
に物理吸着している反応物も一定に基板３上に残して後
続工程で理想的なサイクル当たりの成長厚さが得られ
る。
１〜１０、０００ｍＴｏｒｒの工程圧力とを維持した状
態でチャンバ１に選択的にバルブ９ａを作動させ、ガス
ソース１６を通じて不活性ガス、例えばアルゴンを所望
のサイクル当たりの成長厚さが得られる時間、例えば
０、１〜１００秒間１次パージする（ステップ３０
０）。ここで、本発明は前記第１反応物の注入時間及び
不活性ガスのパージ時間を調節して化学吸着している第
１反応物だけではなく、前記化学吸着した第１反応物上
に物理吸着している反応物も一定に基板３上に残して後
続工程で理想的なサイクル当たりの成長厚さが得られ
る。
【００１４】この後、前記２００〜４００℃の工程温度
と１〜１０、０００ｍＴｏｒｒの工程圧力を維持した状
態でチャンバ１に選択的にバルブ９ｂを作動させて第２
反応物１７、例えば水蒸気をガスライン１３ｂ及びシャ
ワーヘッド１５を通じて前記化学吸着した第１反応物と
物理吸着した第１反応物が形成されたウェーハの表面を
十分に覆い得る時間、例えば１ｍ秒〜１０秒間ガスバブ
リング方式を利用して注入する（ステップ４００）。こ
の際、前記第１反応物と第２反応物は反応して基板３上
に薄膜、例えば酸化アルミニウム膜が形成される。
と１〜１０、０００ｍＴｏｒｒの工程圧力を維持した状
態でチャンバ１に選択的にバルブ９ｂを作動させて第２
反応物１７、例えば水蒸気をガスライン１３ｂ及びシャ
ワーヘッド１５を通じて前記化学吸着した第１反応物と
物理吸着した第１反応物が形成されたウェーハの表面を
十分に覆い得る時間、例えば１ｍ秒〜１０秒間ガスバブ
リング方式を利用して注入する（ステップ４００）。こ
の際、前記第１反応物と第２反応物は反応して基板３上
に薄膜、例えば酸化アルミニウム膜が形成される。
【００１５】続けて、前記２００〜４００℃の工程温度
と１〜１０、０００ｍＴｏｒｒの工程圧力を維持した状
態でチャンバ１にバルブ９ｂを選択的に作動させ、ガス
ソース１６を通じて不活性ガス、例えばアルゴンガスを
所望のサイクル当たりの成長厚さが得られる時間、例え
ば０、１〜１００秒間２次パージすることにより、薄膜
を形成する一つのサイクルを完了する（ステップ５０
０）。ここで、本発明は前記第２反応物の注入時間及び
不活性ガスのパージ時間を調節して化学吸着している第
２反応物だけではなく、物理吸着している第２反応物も
一定に基板３上に残して継続される後続工程で理想的な
サイクル当たりの成長厚さが得られる。
と１〜１０、０００ｍＴｏｒｒの工程圧力を維持した状
態でチャンバ１にバルブ９ｂを選択的に作動させ、ガス
ソース１６を通じて不活性ガス、例えばアルゴンガスを
所望のサイクル当たりの成長厚さが得られる時間、例え
ば０、１〜１００秒間２次パージすることにより、薄膜
を形成する一つのサイクルを完了する（ステップ５０
０）。ここで、本発明は前記第２反応物の注入時間及び
不活性ガスのパージ時間を調節して化学吸着している第
２反応物だけではなく、物理吸着している第２反応物も
一定に基板３上に残して継続される後続工程で理想的な
サイクル当たりの成長厚さが得られる。
【００１６】この後、前記のような原子サイズ程度の厚
さの薄膜を形成する段階、即ち第１反応物注入から２次
パージする段階までを周期的に反復遂行して、適正厚
さ、例えば１０Å乃至１０００Å程度の薄膜が形成され
たのかを確認する（ステップ６００）。適正厚さになる
と、前記サイクルを反復せずにチャンバの工程温度と工
程圧力を常温及び常圧に保つことにより、薄膜製造過程
を完了する（ステップ７００）。
さの薄膜を形成する段階、即ち第１反応物注入から２次
パージする段階までを周期的に反復遂行して、適正厚
さ、例えば１０Å乃至１０００Å程度の薄膜が形成され
たのかを確認する（ステップ６００）。適正厚さになる
と、前記サイクルを反復せずにチャンバの工程温度と工
程圧力を常温及び常圧に保つことにより、薄膜製造過程
を完了する（ステップ７００）。
【００１７】結果的に、本発明の薄膜製造方法はチャン
バ温度と圧力を工程温度と工程圧力に一定に保った状態
で第１反応物注入、１次パージ、第２反応物注入及び２
次パージをサイクルで反復して遂行する。この際、前記
第１反応物及び第２反応物の注入時間及び不活性ガスの
パージ時間を調節して一つのサイクル当たりの成長厚さ
を理論的な厚さ、即ち結晶構造上の最密充填面の周期的
な距離に近接すように形成できる。
バ温度と圧力を工程温度と工程圧力に一定に保った状態
で第１反応物注入、１次パージ、第２反応物注入及び２
次パージをサイクルで反復して遂行する。この際、前記
第１反応物及び第２反応物の注入時間及び不活性ガスの
パージ時間を調節して一つのサイクル当たりの成長厚さ
を理論的な厚さ、即ち結晶構造上の最密充填面の周期的
な距離に近接すように形成できる。
【００１８】ここで、本発明の薄膜製造方法を用いて製
造されたアルミニウム酸化膜を例に挙げて本発明を詳細
に説明する。
造されたアルミニウム酸化膜を例に挙げて本発明を詳細
に説明する。
【００１９】図３は本発明及び従来技術の薄膜製造方法
により製造されたアルミニウム酸化膜のサイクル当たり
の成長厚さを示すグラフで、図４は本発明及び従来方法
により製造されたアルミニウム酸化膜のサイクル当たり
の成長厚さに従う屈折率を図示すグラフである。
により製造されたアルミニウム酸化膜のサイクル当たり
の成長厚さを示すグラフで、図４は本発明及び従来方法
により製造されたアルミニウム酸化膜のサイクル当たり
の成長厚さに従う屈折率を図示すグラフである。
【００２０】具体的に、従来のＡＬＤ法で蒸着されたア
ルミニウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さ（成長速
度）は図３の参照符号”ａ”に示すように１．１Åで、
これによる屈折率は図４に示すように１．６５である。
つまり、ＡＬＤ法の基本特性である化学吸着と化学置換
を用いた薄膜蒸着速度がサイクル当たり１．１Å以下で
のみ成ることを意味する。
ルミニウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さ（成長速
度）は図３の参照符号”ａ”に示すように１．１Åで、
これによる屈折率は図４に示すように１．６５である。
つまり、ＡＬＤ法の基本特性である化学吸着と化学置換
を用いた薄膜蒸着速度がサイクル当たり１．１Å以下で
のみ成ることを意味する。
【００２１】これに比べて、本発明の方法により吸着し
たアルミニウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さは図
３の参照符号”ｂ”に示すように１．９１Åで、これに
従う屈折率は図４に示すように１．６９４でバルク状態
のアルミニウム酸化膜に近い値を表している。
たアルミニウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さは図
３の参照符号”ｂ”に示すように１．９１Åで、これに
従う屈折率は図４に示すように１．６９４でバルク状態
のアルミニウム酸化膜に近い値を表している。
【００２２】また、本発明者らはサイクル当たりの成長
厚さが０．５Åの場合、薄膜は優秀なステップカバレー
ジと均一な表面を表しているが、薄膜の屈折率は１．６
２程度であることを確認した。かつ、サイクル当たりの
成長厚さが１０Å程度で大きければ、蒸気相での反応に
より薄膜の表面がとても粗くなり、膜の残留不純物が増
える。結果的に、本発明の薄膜製造方法により形成され
た薄膜はサイクル当たりの成長厚さが一定で、段差被覆
性が優れているだけではなく、バルク状態のアルミニウ
ム酸化膜の屈折率と密度に近い物性を有する。
厚さが０．５Åの場合、薄膜は優秀なステップカバレー
ジと均一な表面を表しているが、薄膜の屈折率は１．６
２程度であることを確認した。かつ、サイクル当たりの
成長厚さが１０Å程度で大きければ、蒸気相での反応に
より薄膜の表面がとても粗くなり、膜の残留不純物が増
える。結果的に、本発明の薄膜製造方法により形成され
た薄膜はサイクル当たりの成長厚さが一定で、段差被覆
性が優れているだけではなく、バルク状態のアルミニウ
ム酸化膜の屈折率と密度に近い物性を有する。
【００２３】図５は本発明の薄膜製造方法により形成さ
れた薄膜の蝕刻速度を説明するために示すグラフであ
る。
れた薄膜の蝕刻速度を説明するために示すグラフであ
る。
【００２４】具体的に、本発明者らが実験した結果、薄
膜の蒸着速度がサイクル当たり１０Åの場合の蝕刻速度
は２５００Å／分以上であり、サイクル当たり０．５Å
の場合は蝕刻速度が１２００Å／分であった。反面、本
発明により製造された薄膜の蒸着速度（成長速度）がサ
イクル当たり１．９１Åである場合は５００Å／分だっ
たことを確認した。これは、ただ化学吸着により表面調
節する工程が施される場合のサイクル当たり０．５Åの
蒸着速度を有する膜は均一度と段差被覆性が優れていて
も蝕刻速度が大きくて、バルクに比して不良であること
を表している。つまり、本発明により製造された薄膜は
蝕刻速度が低くて、膜質が優れているだけではなく、９
０％以上の段差被覆性を有し、均一度が向上する。
膜の蒸着速度がサイクル当たり１０Åの場合の蝕刻速度
は２５００Å／分以上であり、サイクル当たり０．５Å
の場合は蝕刻速度が１２００Å／分であった。反面、本
発明により製造された薄膜の蒸着速度（成長速度）がサ
イクル当たり１．９１Åである場合は５００Å／分だっ
たことを確認した。これは、ただ化学吸着により表面調
節する工程が施される場合のサイクル当たり０．５Åの
蒸着速度を有する膜は均一度と段差被覆性が優れていて
も蝕刻速度が大きくて、バルクに比して不良であること
を表している。つまり、本発明により製造された薄膜は
蝕刻速度が低くて、膜質が優れているだけではなく、９
０％以上の段差被覆性を有し、均一度が向上する。
【００２５】
【発明の効果】前述したのように本発明は順次反応物を
流入して薄膜を製造するとき、化学吸着している反応物
も一定に残すことにより、理論的に可能なサイクル当た
りの膜厚を結晶構造上の最密充填面の周期的な距離と一
致させ、膜質の特性を向上させることができる。
流入して薄膜を製造するとき、化学吸着している反応物
も一定に残すことにより、理論的に可能なサイクル当た
りの膜厚を結晶構造上の最密充填面の周期的な距離と一
致させ、膜質の特性を向上させることができる。
【００２６】以上、実施例を通じて本発明を具体的に説
明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想内で当分野における通常の知識を有した者
にとって変形や改良が可能である。
明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想内で当分野における通常の知識を有した者
にとって変形や改良が可能である。
【図１】本発明の薄膜製造方法に利用された薄膜製造装
置の一例を説明するための概略図である。
置の一例を説明するための概略図である。
【図２】本発明の薄膜製造方法の一例を説明するための
流れ図である。
流れ図である。
【図３】本発明及び従来技術の薄膜製造方法により製造
されたアルミニウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さ
を示すグラフである。
されたアルミニウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さ
を示すグラフである。
【図４】本発明及び従来方法により製造されたアルミニ
ウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さに従う屈折率を
示すグラフである。
ウム酸化膜のサイクル当たりの成長厚さに従う屈折率を
示すグラフである。
【図５】本発明の薄膜製造方法により形成された薄膜の
蝕刻速度を説明するためのグラフである。
蝕刻速度を説明するためのグラフである。
１…チャンバ ３…基板 ５…ヒーター ９…バルブ １１…第１反応物 １３…ガスライン １５…シャワーヘッド １７…第２反応物
Claims (8)
- 【請求項１】 基板がローディングされたチャンバを所
定の温度と圧力に保つ段階と、 前記チャンバに第１反応物を注入し、前記基板上に化学
吸着させる段階と、 前記化学吸着した第１反応物が形成された基板を含むチ
ャンバに不活性ガスで１次パージして前記化学吸着した
第１反応物上に物理吸着した第１反応物を残す段階と、 前記化学吸着及び物理吸着した第１反応物が形成された
基板を含むチャンバに第２反応物を注入及び反応させ薄
膜を形成する段階と、 前記薄膜が形成されたチャンバに不活性ガスで２次パー
ジする段階を含むことを特徴とする薄膜製造方法。 - 【請求項２】 前記基板上に第１反応物を化学吸着させ
る段階、前記化学吸着した第１反応物と前記化学吸着し
た第１反応物上に物理吸着した第１反応物を残す段階、
第１反応物と第２反応物を反応させ、薄膜を形成する段
階及び前記薄膜が形成されたチャンバに不活性ガスを２
次パージする段階を順次反復遂行することを特徴とする
請求項１に記載の薄膜製造方法。 - 【請求項３】 前記薄膜は酸化アルミニウム膜であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造方法。 - 【請求項４】 第１反応物及び第２反応物は各々トリメ
チルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ）及び水蒸気（Ｈ
2 Ｏ）であることを特徴とする請求項３に記載の薄膜製
造方法。 - 【請求項５】 前記第１反応物及び第２反応物は１ｍ秒
〜１０秒間供給することを特徴とする請求項１に記載の
薄膜製造方法。 - 【請求項６】 前記チャンバの温度は２００〜４００℃
であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造方
法。 - 【請求項７】 前記チャンバの圧力は１〜１０、０００
ｍＴｏｒｒであることを特徴とする請求項１に記載の薄
膜製造方法。 - 【請求項８】 前記１次パージ及び２次パージは０、１
〜１００秒間パージすることを特徴とする請求項１に記
載の薄膜製造方法。
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