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KR100710206B1 - 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법 - Google Patents

반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법 Download PDF

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KR100710206B1
KR100710206B1 KR1020050085160A KR20050085160A KR100710206B1 KR 100710206 B1 KR100710206 B1 KR 100710206B1 KR 1020050085160 A KR1020050085160 A KR 1020050085160A KR 20050085160 A KR20050085160 A KR 20050085160A KR 100710206 B1 KR100710206 B1 KR 100710206B1
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Abstract

본 발명은 고가의 전구체(precursor)를 리사이클(recycle)하여 다시 증착에 이용할 수 있는 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법에 관한 것으로, 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비는 기판이 장착된 챔버와, 전구체를 저장하는 전구체 저장부와, 상기 챔버 내에 상기 전구체를 이동시키는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부와, 상기 전구체 저장부로부터 나오는 전구체 중 챔버로 들어가지 않는 전구체를 저장하는 리사이클부와, 상기 챔버 내 기판 상에 원자층 증착 후 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부 및 상기 챔버의 배기를 돕는 펌프를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
전구체(precursor), 원자층 증착(ALD : Atom Layer Deposition), 금속 배리어(metal barrier), 리사이클

Description

반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법{Apparatus for Deposition of Thin Film layer in Semiconductor Device and Method for Deposition of the Same}
도 1은 종래의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 나타낸 공정 개략도
도 2는 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 나타낸 공정 개략도
도 3은 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용하여 형성한 반도체 소자의 금속 배리어를 나타낸 공정 단면도
도 4는 도 2의 챔버 내부를 나타낸 개략도
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 캐리어 가스 공급부 110 : 챔버
120 : 리사이클부 130 : 전구체 저장부
140 : 가스 공급부 150 : 펌프
111~115 : 공급관 116, 117 : 배기관
121~126 : 밸브 200 : 기판
210 : 절연막 220 : 금속 배리어
230 : 콘택홀
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 고가의 전구체(precursor)를 리사이클하여 다시 증착에 이용할 수 있는 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법에 관한 것이다.
반도체 회로가 고집적화 됨에 따라 기존의 박막 증착 공정의 개선이 요구된다. 특히, 이 분야에서 잘 알려진 콘택(contact) 및 비아(via), 트렌치(trench) 등에 사용되는 금속 배리어(metal barrier)막은 콘택홀(contact hole)이 크기가 작아질수록 즉, 콘택홀의 가로 세로의 비(aspect ratio)가 증가될수록 우수한 스텝 커버리지(step coverage)가 요구된다.
또한, 증착률(deposition rate)의 조절에 의한 증착 두께의 조절도 Å 단위의 오차 내에서 재현성 있게 증착할 수 있는 새로운 공정이 요구된다.
상기 금속 배리어막으로서 통용되고 있는 Ti/TiN(또는 Ti/WN)막은 물리적인 증착(PVD : Physical Vapor Deposition)인 스퍼터링(sputtering) 방법으로 형성되기 때문에 상기 스텝 커버리지 문제점을 해결할 수 없고, 원자 단위의 두께 컨트롤 또한 어렵다. 그리고, 스텝 커버리지 측면에서 상기 스퍼터링보다 우수한 화학 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 방법으로 상기 Ti막을 형성하는 경우 플라즈마(plasma) 화학 기상 증착(CVD)을 사용해야 하는 단점 및 화학 기상 증착 방법으로 상기 TiN(WN)을 형성하는 경우 Cl(F) 불순물 함유의 문제가 발생된다.
이때, 상기 불순물 함유 문제를 해결하기 위해 WN막 형성 온도를 650 ℃ 이상으로 증가시켜야 하고, 이 때 내열 정도(thermal budget) 및 장비의 유지, 그리고 파티클(particle) 등의 문제점이 발생된다. 또한, 상기 플라즈마 화학 기상 증착은 열 화학 기상 증착(Thermal CVD)에 비해 스텝 커버리지 면에서 불리하다.
따라서, 소자의 고집적화를 위해서는 상기 문제점들을 극복할 수 있는 공정이 필수적으로 요구된다.
상술한 문제점들을 해결하기 위해 근래에는 상기 금속 배리어의 형성으로 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 방식이 대두되고 있다.
상기 원자층 증착(ALD) 방식은 화학 기상 증착(CVD) 방식과 같은 화학 반응을 사용하는 증착 방법이나, 사용되는 각각의 가스가 챔버(chamber) 내에서 혼합되지 않고 한 종류씩 펄스(pulse)로 유입된다.
예를 들어, A 가스 및 B 가스를 사용하여 C막을 형성하는 경우, 먼저 챔버에 A 가스만을 유입시켜서 반도체 기판 상에 상기 A 가스를 화학 흡착(chemisorption) 시키고, 다음 B 가스를 유입시켜서 상기 B 가스를 상기 반도체 기판 상에 화학 흡착시킴으로써 상기 원자층(Atomic Layer) C막을 형성하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 반도체 소자의 금속 배리어 증착을 위한 장비를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 나타낸 공정 개략도이다.
도 1과 같이, 종래의 반도체 소자의 박막 증착 장비는 크게 전구체(precursor)를 통해 원자층 증착(ALD : Atomic Layer Deposition)이 이루어지는 기판을 포함하는 챔버(20)와, 상기 챔버(20) 내에 전구체(precursor)(31)를 이동시키 는 캐리어 가스(carrier gas)를 공급하는 캐리어 가스 공급부(10)와, 상기 전구체(31)를 저장하며 공급하는 전구체 저장부(30)와, 챔버(20) 내에 원자층 증착 후 반응 후 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부(40) 및 상기 챔버(20)의 배기를 돕는 펌프(50)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 캐리어 가스 공급부(10)와 상기 전구체 저장부(30) 사이에는 제 1 공급관(11)이 형성되며, 상기 전구체 저장부(30)와 상기 챔버(20) 사이에는 제 2 공급관(12)이 형성되고, 상기 가스 공급부(40)와 상기 챔버(20) 사이에는 제 3 공급관(13)이 형성된다.
또한, 상기 챔버(20) 하측에는 상기 기판 상에 원자층 증착 방식을 이용하여 금속 배리어를 형성 후 남은 가스를 배기하도록 펌핑(pumping) 작용을 하는 펌프(50)가 위치한다.
그리고, 상기 제 2 공급관(12)의 소정 부위에는 상기 제 1 배기관(14)이 연결되어, 상기 전구체 저장부(30)로부터 챔버(20) 내부로 공급되지 않은 나머지 전구체(31)를 외부로 배출하도록 하는 제 1 배기관(14)을 구비한다. 또한, 상기 챔버(20)와 펌프(50) 사이에는 제 2 배기관(16)이 형성되어, 상기 펌프(50) 작용에 의해 상기 챔버(20) 내부에 원자층 증착 후 남은 잔류물을 배출하게 된다.
그리고, 상기 제 1 공급관(11)은 소정 부위에 제 1 밸브(21)를 구비하고, 상기 제 2공급관(12)은 상기 전구체 저장부(30) 상부 소정 부위에 제 2 밸브(22)를 구비하고, 상기 제 3 공급관(13)은 제 3 밸브(23)를 구비하고, 상기 제 2 공급관(12)과 상기 제 1 배기관(14)의 교차점에 제 4 밸브(24)를 구비한다.
이러한 상기 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용한 종래의 반도체 소자의 박막 증착은 다음과 같이 이루어진다.
상기 원자층 증착 방식으로 이루어지는 박막 증착에 있어서, 상기 박막 증착 장비는 시스템(외부에 위치, 미도시)로부터 전구체 공급 신호를 받아 컨트롤(control)된다. 즉, 원자층 증착시에는 상기 증착 장비가 시스템으로부터 전구체 공급 신호를 받고, 그렇지 않을 때는 퍼지(purge) 신호를 받는다.
먼저, 상기 제 1 공급관(11)은 상기 제 1 밸브(21)를 통해 상기 캐리어 가스 공급부(10)로부터 캐리어 가스를 전구체 저장부(30)로 공급한다.
그리고, 상기 제 2 공급관(12)은 소정 부위에 제 2 밸브(22), 제 4 밸브(24)를 구비하여 상기 캐리어 가스와 함께, 자체적으로 활성이 불가한 전구체를 상기 챔버(20) 내로 이동시킨다. 이러한 과정을 통해 상기 챔버(20) 내에 장착된 기판(미도시) 상부에 금속 배리어를 원자층 증착(ALD : Atomic Layer Deposition)한다. 이 때, 나머지 제 3 밸브(23)는 잠근다. 여기서, 상기 제 2 밸브(22) 및 제 4 밸브(24)는 열린 상태이다.
이어, 증착 후 배출(purge)을 위해 상기 제 3 밸브(23)를 열고, 상기 제 2 밸브(22)를 잠근다. 이 때, 상기 제 4 밸브(24)는 계속적으로 열린 상태로, 이 상태에서는 상기 전구체 공급부(30)로부터 상기 제 1 배기부(14)로 계속적으로 전구체(31)가 빠져나가게 된다.
이와 같이, 종래의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용하여 금속 배리어를 형성시에는, 퍼지(purge)시, 전구체(31)를 외부로 배출되는 우회 라인(by-pass line)(도 1에서는 14)으로 보내기 때문에, 퍼지시에는 계속적으로 값비싼 전구체(31)를 낭비할 수 있다.
상기와 같은 종래의 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용하여 금속 배리어를 형성시에는, 퍼지(purge)시, 전구체를 외부로 배출되는 우회 라인(by-pass line)으로 보내기 때문에, 퍼지시에는 계속적으로 값비싼 전구체를 낭비할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 고가의 전구체(precursor)를 리사이클하여 다시 증착에 이용할 수 있는 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비는 기판이 장착된 챔버와, 전구체를 저장하는 전구체 저장부와, 상기 챔버 내에 상기 전구체를 이동시키는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부와, 상기 전구체 저장부로부터 나오는 전구체 중 챔버로 들어가지 않는 전구체를 저장하는 리사이클부와, 상기 챔버 내 기판 상에 원자층 증착 후 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부 및 상기 챔버의 배기를 돕는 펌프를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 반도체 소자의 박막 증착 장비는 외부에 전구체 공급 신호 및 퍼지 (purge) 신호를 규칙적인 주기로 공급받아 동작한다.
상기 퍼지 신호 인가시 상기 리사이클부로 상기 전구체가 공급된다.
상기 가스 공급부로부터 상기 챔버에의 가스 공급은 상기 퍼지 신호 인가시 이루어진다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 방법은 챔버와, 전구체를 저장하는 전구체 저장부와, 상기 챔버 내에 상기 전구체를 이동시키는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부와, 상기 전구체 저장부로부터 나오는 전구체 중 챔버로 들어가지 않는 전구체를 저장하는 리사이클부 및 상기 챔버 내 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하여 이루어진 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용한 박막 증착 방법에 있어서, 상기 챔버 내에 기판을 장착하는 단계와, 상기 캐리어 가스 공급부로부터 상기 전구체 저장부에 상기 캐리어 가스를 공급하는 단계와, 상기 캐리어 가스와 함께 상기 전구체를 상기 챔버에 공급하는 단계와, 상기 기판 상에 원자층 증착 후, 상기 가스 공급부로부터 상기 챔버에 가스를 공급하여 퍼지시키는 단계와, 상기 전구체 저장부로부터 상기 전구체를 상기 리사이클부에 저장하는 단계 및 상기 퍼지 후 상기 전구체 저장부 및 상기 리사이클로부터 상기 챔버에 동시에 전구체를 공급하는 단계를 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
상기 캐리어 가스와 함께 상기 전구체를 상기 챔버에 공급하는 단계에서 상기 가스 공급부와 상기 챔버 사이는 차단되며, 상기 전구체 저장부와 상기 리사이클부는 차단된다.
상기 기판 상에 원자층 증착 후, 상기 가스 공급부로부터 상기 챔버에 가스를 공급하여 퍼지시키는 단계에서 상기 전구체 공급부와 상기 챔버는 차단된다.
상기 전구체 저장부로부터 상기 전구체를 상기 리사이클부에 저장하는 단계에서, 상기 리사이클부와 상기 챔버는 차단된다.
상기 퍼지 후 상기 전구체 저장부 및 상기 리사이클로부터 상기 챔버에 동시에 전구체를 공급하는 단계에서 상기 가스 공급부와 상기 챔버는 차단된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이를 이용한 박막 증착 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 나타낸 공정 개략도이다.
도 2와 같이, 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비는 크게 전구체(precursor)를 통해 원자층 증착(ALD : Atomic Layer Deposition)이 이루어지는 기판(도 3의 200)을 포함하는 챔버(110)와, 상기 챔버 내에 전구체(precursor)(131)를 이동시키는 캐리어 가스(carrier gas)를 공급하는 캐리어 가스 공급부(100)와, 리사이클부(120)와, 상기 전구체(131)를 저장하며 공급하는 전구체 저장부(130)와, 챔버 내에 원자층 증착 후 반응 후 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부(140) 및 상기 챔버(110)의 배기를 돕는 펌프(150)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 캐리어 가스 공급부(100)와 상기 전구체 저장부(130) 사이에는 제 1 공급관(111)이 형성되며, 상기 전구체 저장부(130)와 상기 챔버(110) 사이에는 제 2 공급관(112)이 형성되고, 상기 가스 공급부(140)와 상기 챔버(110) 사이에는 제 3 공급관(113)이 형성되고, 상기 제 2 공급관(112)의 소정 부위와 상기 리사 이클부(120) 사이에 상기 챔버 내로 유입되지 않은 전구체를 다시 리사이클하는 리사이클 파이프(recycle pipe)인 제 4 공급관(114) 및 , 상기 제 4 공급관(114)과 상기 리사이클부(120) 사이에 형성된 제 5 공급관(115)이 형성된다.
또한, 상기 챔버(110) 하측에는 상기 기판(200) 상에 원자층 증착 방식을 이용하여 증착된 금속 배리어를 형성 후 남은 가스를 배기하도록 펌핑(pumping) 작용을 하는 펌프(150)와, 상기 챔버(110)와 펌프(150) 사이에 제 1 배기관(116)과, 상기 펌스(150) 하측에 제 2 배기관(117)이 형성된다.
그리고, 상기 제 1 공급관(111)은 소정 부위에 제 1 밸브(121)를 구비하고, 상기 제 2공급관(112)은 소정 부위에 제 2 밸브(122)를 구비하고, 상기 제 3 공급관(113)은 제 3 밸브(123)를 구비하고, 상기 제 4 공급관(124) 중 상기 제 2 공급관(112)에 인접한 소정 부위에 제 4 밸브(124)를 구비하고, 상기 제 4 공급관(114)과 상기 제 5 공급관(115) 사이에 제 5 밸브(125)를 구비한다.
그리고, 상기 챔버(110)와 상기 펌프(150) 사이에는 제 1 배기관(116)이 형성되고, 상기 펌프(150)의 하측에는 제 2 배기관(117)이 형성되어 챔버(110) 내 반응 후 남은 잔류를 외부로 배출한다.
이러한 상기 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용한 박막 증착은 다음과 같이 이루어진다.
상기 원자층 증착 방식으로 이루어지는 박막 증착에 있어서, 상기 박막 증착 장비는 시스템(외부에 위치, 미도시)로부터 전구체 공급 신호를 받아 컨트롤(control)된다. 즉, 원자층 증착시에는 상기 본 발명의 박막 증착 장비는 시스템으로부터 전구체 공급 신호를 받고, 그렇지 않을 때는 퍼지(purge) 신호를 받으며, 퍼지 신호에는 상기 리사이클부(120) 쪽으로 들어가는 제 4 밸브(124) 및 제 5 밸브(125)를 열어두어, 챔버(110) 측이 아닌 리사이클부(120) 측으로 전구체(131)가 들어가도록 한다. 이 경우에는 상기 제 6 밸브(126)는 잠겨진 상태이다.
먼저, 상기 제 1 공급관(111)은 소정 부위에 제 1 밸브(121)를 구비하여 캐리어 가스를 전구체 저장부(130)로 공급한다.
그리고, 상기 제 2 공급관(112)은 소정 부위에 제 2 밸브(122), 제 6 밸브(126)를 구비하여 상기 캐리어 가스와 함께, 자체적으로 활성이 불가한 전구체를 상기 챔버(110) 내로 이동시킨다. 이러한 과정을 통해 상기 챔버(110) 내에 장착된 기판(200) 상부에 금속 배리어를 원자층 증착(ALD : Atomic Layer Deposition)한다. 이 때, 나머지 제 3 내지 제 5 밸브(123~125)는 잠근다.
이어, 증착 후 배출(purge)을 위해 상기 제 3 밸브(123)를 열고, 상기 제 2 밸브(122)를 잠근다. 이 때, 상기 제 4 밸브(124) 및 제 5 밸브(125)를 열어 상기 전구체(precursor)를 상기 리사이클부(120)에 리사이클시킨다.
이어, 다시 상기 챔버(120) 내의 기판(200) 상에 원자층 증착(ALD : Atomic Layer Deposition)을 위해, 전구체(131)를 공급한다. 이 때는, 상기 제 3 밸브(123)와 제 4 밸브(124)를 잠그고 나머지 밸브를 열어두어 상기 전구체 저장부(130)와, 상기 리사이클부(120)로부터 새로운 전구체와 리사이클된 전구체를 함께 공급한다.
이 경우에는 상기 챔버(110)에 전구체 저장부(130)와 리사이클부(120)로부터 동시에 전구체가 공급되어 빠른 시간에 상기 챔버(110) 내 기판(200) 상에 원자층 증착이 가능하게 된다.
또한, 고가의 전구체를 소모하지 않고, 1차 증착에서 챔버 외부로 내보내진 전구체를 다시 사용함으로써, 전구체 사용의 비용을 절감할 수 있다.
이 경우, 상기 전구체 저장부(130)는 도시되지 않았지만, 별도로 외부로부터 전구체의 공급량을 조절하는 시스템을 제어를 받아 리사이클 없이 1차로 원자층 증착에 이용되는 전구체의 공급량과 리사이클 후의 전구체 공급량을 조절하게 된다. 상대적으로 리사이클 후에는 상기 전구체 공급량이 리사이클 없이 1차로 원자층 증착에 이용되는 전구체 공급량에 비해 작거나 혹은 공급 시간을 줄여 최종적으로 상기 챔버(110) 내에 공급되는 전구체 량이 일정하도록 한다.
이하에서는 상술한 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용하여 원자층 증착하여 형성된 금속 배리어(metal barrier)를 설명한다.
이러한 금속 배리어는 콘택 홀 측벽 및 하부면에 형성되는 것으로, 콘택 홀 내부에 채워지는 플러그 물질과 상부에 형성되는 금속 배선과 접촉 저항을 줄이기 위해 형성되는 것이다.
도 3은 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용하여 형성한 반도체 소자의 금속 배리어를 나타낸 공정 단면도이다.
도 3과 같이, 기판(200) 상에 절연막(210)을 증착한다.
이어, 상기 절연막(210)을 선택적으로 제거하여 콘택홀(contact hole)(230)을 형성한다.
이어, 상기 콘택홀(230) 내부에 금속 배리어(220)를 증착한다. 이 경우, 도 2에 도시된 장비를 이용하여 상기 기판(200) 내의 콘택홀(230)을 포함한 표면(콘택홀 저면 및 측벽 및 상기 콘택홀 주위의 절연막 상부)에 전구체를 이용하여 원자층 증착한다.
도 4는 도 2의 챔버 내부를 나타낸 개략도이다.
도 4와 같이, 상기 챔버(110) 상부에는 상기 도 2의 제 2 공급관(112)과 상기 리사이클부(120)와 연결된 제 4 공급관(114)이 형성되어 상기 챔버(110)에 전구체(131)가 공급되고, 제 3 공급관(113)이 형성되어 전구체(131)에 의해 원자층 증착된 후 남은 잔류 물질을 챔버(110) 외부로 배출하기 위해, 배출을 돕는 가스를 공급한다. 여기서, 제 4 공급관(114)은 최초로 상기 제 2 공급관(112)을 통해 상기 챔버(110)에 전구체(131)에 공급된 이후, 증착되는 공정부터 상기 리사이클부(120)로부터 저장된 전구체가 공급되어진다.
그리고, 상기 기판(200)은 상기 챔버(110) 내에 구비된 스테이지에 장착되된다. 상기 챔버(110) 상부에는 상기 제 2 공급관(112) 및 제 4 공급관(114)으로부터 전구체(131)가 공급되던지 혹은 상기 제 3 공급관(113)으로부터 배출을 돕는 가스(113)가 공급되던지 하여 상기 기판(200) 혹은 상기 챔버(110) 하측으로 해당 가스 혹은 물질이 작용하게 된다.
한편, 본 발명에서 설명하는 원자층 증착으로 이루어지는 금속 배리어의 성분은 Ti, TiN, Ta, TaN, TiSN, TaSiN 중 어느 하나일 수 있으며, 그 외에도 접촉 저항을 줄이기 위해 사용되는 금속 혹은 금속 합금일 수 있을 것이다. 이 때, 상기 금속 배리어의 재료로 이용되는 전구체(precursor)는 금속의 원자로 이루어진 물질이 아니라 이의 선구 물질, 즉, 원자층 증착 반응을 유도하는 초기 물질로, 원자층 증착되는 물질과 여러개의 화학 분자간의 반응물이다. 예를 들어, 원자층 TiN막을 형성하는 경우, TiCl4 가 될 것이다.
그리고, 상기 도 2의 캐리어 가스 공급부(100)에서 공급되는 가스는 Ar 등의 비활성 기체이다.
또한, 상기 가스 공급부(140)로부터 공급되어, 상기 도 2의 챔버(110) 내부에서 증착 후 남은 잔류물을 배출함을 돕는 가스로는 H2, N2, NH3가 가능할 것이다.
한편, 동일한 장비를 이용하여, 금속 배리어로 Ti, TiN, Ta, TaN 막 등의 상부에 구리 박막을 더 형성할 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 전구체로 구리 전구체 Cu(HFAC)2(HFAC: Hexafluoacethyl Acetonate), (HFAC)Cu(COD), (HFAC)(Cu)ATMS) 등을 전구체로 이용할 수 있을 것이다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비 및 이의 박막 증착 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 반도체 소자의 박막 증착 장비는 퍼지시 전구체가 빠져나가는 우회 공급관을 다시 챔버 측으로 돌아오는 순환형 파이프로 형성하고, 상기 순환형 파이프를 별도의 리사이클부와 연결시켜, 퍼지시 빠져나가는 전구체를 리사이클부에 저장시키고, 이를 다음 원자층 증착시 이용하도록 한다.
따라서, 원자층 증착에 이용되는 전구체의 필요량을 리사이클부의 구비로, 절감시킬 수 있고, 이는 고가의 전구체 소모를 방지하게 하여 이는 생산성을 높일 수 있게 한다.

Claims (9)

  1. 기판이 장착된 챔버;
    전구체를 저장하는 전구체 저장부;
    상기 챔버 내에 상기 전구체를 이동시키는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부;
    상기 전구체 저장부로부터 나오는 전구체 중 챔버로 들어가지 않는 전구체를 저장하는 리사이클부;
    상기 챔버 내 기판 상에 원자층 증착 후 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 챔버의 배기를 돕는 펌프를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 장비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체 소자의 박막 증착 장비는 외부에 전구체 공급 신호 및 퍼지(purge) 신호를 규칙적인 주기로 공급받아 동작하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 장비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 퍼지 신호 인가시 상기 리사이클부로 상기 전구체가 공급되는 것을 특 징으로 하는 반도체 소자의 증착 장비.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가스 공급부로부터 상기 챔버에의 가스 공급은 상기 퍼지 신호 인가시 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 증착 장비.
  5. 챔버와, 전구체를 저장하는 전구체 저장부와, 상기 챔버 내에 상기 전구체를 이동시키는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부와, 상기 전구체 저장부로부터 나오는 전구체 중 챔버로 들어가지 않는 전구체를 저장하는 리사이클부 및 상기 챔버 내 잔류물 배출을 유도하는 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하여 이루어진 반도체 소자의 박막 증착 장비를 이용한 박막 증착 방법에 있어서,
    상기 챔버 내에 기판을 장착하는 단계;
    상기 캐리어 가스 공급부로부터 상기 전구체 저장부에 상기 캐리어 가스를 공급하는 단계;
    상기 캐리어 가스와 함께 상기 전구체를 상기 챔버에 공급하는 단계;
    상기 기판 상에 원자층 증착 후, 상기 가스 공급부로부터 상기 챔버에 가스를 공급하여 퍼지시키는 단계;
    상기 전구체 저장부로부터 상기 전구체를 상기 리사이클부에 저장하는 단계; 및
    상기 퍼지 후 상기 전구체 저장부 및 상기 리사이클로부터 상기 챔버에 동시 에 전구체를 공급하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 캐리어 가스와 함께 상기 전구체를 상기 챔버에 공급하는 단계에서 상기 가스 공급부와 상기 챔버 사이는 차단되며, 상기 전구체 저장부와 상기 리사이클부는 차단되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 기판 상에 원자층 증착 후, 상기 가스 공급부로부터 상기 챔버에 가스를 공급하여 퍼지시키는 단계에서 상기 전구체 공급부와 상기 챔버는 차단되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 전구체 저장부로부터 상기 전구체를 상기 리사이클부에 저장하는 단계에서, 상기 리사이클부와 상기 챔버는 차단되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 퍼지 후 상기 전구체 저장부 및 상기 리사이클로부터 상기 챔버에 동시 에 전구체를 공급하는 단계에서 상기 가스 공급부와 상기 챔버는 차단되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 박막 증착 방법.
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