KR100273473B1 - 박막 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 또는 평판 표시 소자 등의 제조에 필요한 박막들을 증착하는 방법에 관한 것이다. 반응 기체들과 반응 기체들 사이의 기상 반응을 방지하기 위한 퍼지 기체를 시간적으로 분리하여 주기적으로 공급하여 기판에 막을 형성하는 화학 증착법에 있어서, 상기 기체 공급 주기에 동기하여 플라즈마를 기판 위에서 발생시켜서 반응 기체를 활성화하여 막을 형성하면 막 형성 온도를 낮출 수 있고 배기부의 입자 오염을 줄일 수 있다.

Description

박막 형성 방법 {Method for forming a thin film}
본 발명은 반도체 또는 평판 표시 소자 등의 제조에 필요한 박막들을 증착하는 방법에 관한 것이다.
이러한 박막들에는 금속 막, 금속 산화물 막, 그리고 금속 질화물 막 등과 같이 절연막, 커패시터용 박막, 배선 및 전극용 박막, 확산 방지 등에 사용되는 무기물 박막들이 포함된다.
이 막들을 증학하는 데 일반적으로 물리적 증착방법인 스퍼터링(sputtering) 공정을 사용할 수 있으나, 이 방법은 형성된 박막의 단차피복성(step coverage)이 나쁘기 때문에, 이를 개선하기 위해 화학증착(Chemical Vapor Deposition) 공정이 주로 사용된다.
가장 일반적인 종래의 화학증착법은 도 1a에 도시된 바와 같은 화학 증착 장치에서 이루어진다. 도 1a를 참조하면, 각각의 공정 기체들이나 기타 반응물들(11, 12, 13)이 각각의 유량 제어기(21, 22, 23)와 밸브들(30, 31, 32)을 통하여 반응기(1) 내부로 공급된다. 이 때, 공정 기체의 균일한 흐름(5)을 얻기 위해서 샤워 헤드(shower head, 4)를 사용한다. 그리고, 낮은 증기압을 갖는 액체 또는 고체의 반응물 원료를 공급하기 위해서 이들 반응물을 적정 온도로 유지하여 기화시키고 이들 증기가 운반기체(13)에 의해 반응기(1)로 공급될 수 있도록 기화기(16)를 사용한다. 한편, 운반 기체(13)를 사용하여 반응기(1) 내에 반응기체 등을 공급할 경우, 운반 기체가 공급되는 초기 시점에 유량 및 조성의 변동이 있기 때문에 일정 시간 동안 우회 밸브(33)와 배기관(18)을 통해 운반 기체를 우회시켜 배기시킨다. 그 다음, 우회 밸브(33)를 차단하고 중앙 공급관(17)에 연결된 밸브(32)를 개방하여 운반 기체를 반응기(1)로 공급한다.
이러한 화학 증착 장치에서 이루어지는 종래의 화학증착법은 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, 증착에 필요한 모든 공정 기체들(11, 12, 13)이 동시에 반응기(1)에 공급되어 증착이 공정 시작 시점부터 끝 시점의 시간(11', 12', 13')동안까지 연속적으로 이루어진다. 이와 같은 기체 공급의 예를 도 1b에 나타내었다. 둘째, 기판 표면에서의 공정 기체들의 흐름(5)을 균일하게 하기 위해 기체 샤워 헤드(4)를 사용한다.
이러한 방법에는 다음과 같은 단점이 있다. 첫째, 모든 공정 기체들이 동시에 반응기 내에 존재하기 때문에 공정 기체들이 기체 상태에서 반응을 일으켜 오염원으로 작용하는 입자가 생기고 단차피복성이 나빠진다. 둘째, 금속 유기화합물을 원료로 사용하는 경우 연속적인 증착 과정에서 막에 탄소 불순물이 유입되는 것을 피하기 어렵다. 셋째, 다성분계 박막을 증착하는 경우, 원료를 공급하는 운반 기체의 유량을 조절함으로써 각각의 성분을 반응기에 공급하면 동시에 이들을 반응시켜야 하므로 그 막의 조성을 제어하는 것이 매우 어렵게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 반응 기체들을 연속적으로 공급하지 않고 시분할하여 독립적으로 펄스 형태로 공급하는 방법이 제안되었다. 이러한 증착 방법에서 반응 기체를 공급하는 일 예를 도 2a에 나타내었다.
이와 같은 기체 공급은, 기체 도입부에 있는 밸브들을 열고 닫아 각각의 공정 기체들이 서로 만나지 않고 반응기 내로 시분할되어 주기적인 펄스 형태로 공급됨으로써 가능하다. 도 2a를 참조하면, 도 1a의 공정 기체들(11, 12, 13)이 13'→12'→11'→12'의 주기(Tcycle)로 공급되는 것을 알 수 있다. 증착 공정은 이러한 주기(Tcycle)의 반복으로 이루어진다. 공정 기체들이 일정 유량으로 시분할 공급될 때, 일반적으로 반응성 기체들(11, 13)을 공급하는 사이에 퍼지 기체(12)를 공급하여 반응하지 않고 잔류한 반응성 기체를 반응기에서 제거하는 단계를 거친다.
다음에 시분할 증착 공정 기구(mechanism)에 대해 설명하기로 한다. 일반적으로 박막 증착이 이루어질 때, 기판에 대한 화학 흡착이 일어나는 온도는 반응성 기체의 열분해 온도보다 낮다. 따라서, 반응성 기체의 열분해 온도 이하이면서 기판에 대한 화학 흡착이 일어나는 온도 이상으로 증착 공정의 온도를 유지시키면, 반응기 내로 유입된 반응성 기체는 분해하지 않고 단지 기판 표면에 화학 흡착된 상태로 존재한다. 이어서 퍼지 기체를 공급하면, 흡착되지 않고 남은 반응성 기체는 외부로 배출되고 다음에 유입되는 다른 반응성 기체와 표면에 흡착된 반응성 기체가 반응하여 막을 형성한다. 반응성 기체가 기판에 흡착될 때 분자층 한 층 이상 화학 흡착될 수 없기 때문에 반응성 기체의 공급량이나 공급시간에 무관하게 한 공급주기(Tcycle) 당 형성되는 막의 두께는 일정하다. 따라서, 반응성 기체의 공급시간에 대한 막의 증착두께는 시간이 경과에 따라 포화되는 현상을 나타낸다. 이와 같은 현상을 도 2b에 나타내었다. 이 경우 형성되는 막의 두께는 공급주기의 반복회수에 의해서만 제어된다.
한편, 증착 공정의 온도가 반응성 기체의 열분해 온도 이상인 경우에는, 반응기 내로 유입되는 반응성 기체가 분해되어 기판의 표면에 막이 계속 형성되므로 증착되는 막의 두께는 공급주기 내에서 반응성 기체의 공급시간에 비례한다. 이 경우, 반응성 기체의 공급시간에 대한 막의 증착두께를 도 2c에 나타내었다.
그런데, 상기 시분할 증착 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 공정에 사용되는 반응 기체들 사이에 반응성이 커야 한다. 그 이유는 반응 기체의 열분해 온도 이하에서 반응 기체들 사이에 반응성이 없거나 약하면 시분할 증착 방법을 사용하기 어렵기 때문이다. 이 경우 저온에서도 화학 반응을 활성화시킬 방법이 필요하다. 둘째, 배기부에서 반응 기체들간의 혼합에 따라 입자 오염이 발생할 우려가 있다. 그 이유는, 기체 도입부와 반응기 안에서는 반응 기체들이 비활성의 퍼지 기체로 분리되어 있기 때문에 반응 기체들간의 반응에 따른 오염 입자 발생의 문제가 없지만 배기부에서는 반응 기체들이 서로 섞이기 때문에 여기서 급격한 기상(氣相) 반응이 일어나 입자 오염이 발생하기 쉽기 때문이다. 셋째, 기체 도입부와 반응기 안에서의 기상 반응을 막기 위해 반응 기체들을 공급하는 중간에 비활성의 퍼지 기체를 공급해야 하기 때문에 공정 기체 공급 단계가 복잡할 뿐 아니라 한 공급주기에 필요한 시간이 길어져 공정이 지연된다. 반응 기체를 공급한 후 반응기에 남은 반응 기체를 진공 펌프로 배기한 후 RF 전원 등의 라디칼 발생기를 통과시켜 활성화한 둘째 반응 기체를 공급하고 반응기에 남은 반응 기체를 진공 펌프로 배기하는 주기를 반복하여 막을 형성하는 방법이 미국 특허 5,916,365에 개시되었다. 진공 펌프는 압력이 낮아짐에 따라 배기 속도가 떨어지기 때문에 반응기에 잔류하는 반응 기체를 진공 펌프로 완전히 배기하는 데는 상당한 시간이 걸린다. 따라서 이 방법으로 잔류하는 반응 기체를 완전히 배기하려면 단위 시간 당 막 성장 속도를 높이기 어렵다. 배기 시간을 너무 줄이면 반응 기체가 잔류해서 두 가지 반응 기체가 기체 상태에서 섞이는 것을 피할 수 없다. 또한 미국 특허 제5,916,365호의 방법에서는 반응 기체 공급과 배기를 반복하기 때문에 반응기 안의 기체 압력이 심하게 변해서 반응기 안에 발생시킨 플라즈마가 불안정하다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 시분할 원료 공급 화학 증착법에서 반응성 기체 사이의 반응성이 없거나 아주 약한 경우에서도 효과적으로 막을 형성하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 시분할 원료 공급 화학 증착법에서 공정 기체 공급 주기 중 퍼지 기체의 공급시간을 최소화하여 공정 시간을 단축할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 시분할 원료 공급 화학 증착이 이루어지는 장치의 배기부에서 입자 오염을 줄일 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
도 1a 및 1b는 종래의 박막 증착 공정에 사용되는 화학 증착 장치 및 반응 기체 공급방법을 각각 나타낸 도면들;
도 2a 내지 2c는 반응 기체들을 시분할하여 공급하는 종래의 증착 공정을 설명하기 위한 그래프들;
도 3a 내지 3c는 각각 본 발명을 적용하기 위한 장치의 개략도 및 기체 공급방법을 설명하기 그래프들;
도 4a 내지 4c는 본 발명의 방법을 적용하여 다성분계 박막을 형성하는 과정을 나타낸 도면들이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방법은, 박막 형성을 위한 원료 기체가 반응기 안에서 서로 만나지 않도록 시분할하여 공급하는 화학 증착법에서 막을 형성하는 반응을 촉진하기 위해 공정에 사용하는 기체를 플라즈마 상태로 활성화하는 단계를 거치되, 원하는 기체의 공급 주기에 동기화하여 플라즈마를 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.
보다 명확한 설명을 위해, 공정 기체를 세 가지로 분류한다. 첫째, 박막 형성을 위한 원료 기체 중에 열분해하여 고체 막을 형성하는 기체를 증착 기체라고 한다. 예컨대, 질화 티타늄 막(TiN)에서 화학 증착에 쓰이는 티타늄 유기 화합물이 여기에 속한다. 둘째, 원료 기체 중에서 스스로는 분해하지 않거나 분해하여도 고체 막을 형성하지 않는 기체를 반응 기체라고 한다. 질화물 시분할 화학 증착공정에서의 암모니아, 산화물 시분할 화학 증착공정에서 산소 기체가 그 예이다. 셋째, 기상 반응을 막기 위해 증착 기체와 반응 기체를 분리하도록 그 사이에 공급하는 비활성 기체를 퍼지 기체라고 부른다. 헬륨(He), 알곤(Ar), 질소(N2) 기체 등이 주로 퍼지 기체에 사용되나, 박막 원료 성분을 포함한 기체도 반응성이 거의 없다면 퍼지 기체로 사용될 수 있다. 이 경우, 플라즈마 발생에 의해 이를 활성화시키면 반응 기체로 전용할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 방법의 가장 큰 특징은, 증착 기체, 반응 기체 및 퍼지 기체를 포함하는 공정 기체들의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 반응기에 공급함으로써 기판 상에 막을 형성하는 화학 증착법을 진행하되, 상기 공정 기체들의 적어도 어느 하나의 공급 주기와 동기하여 이를 활성화시키기 위한 플라즈마를 상기 기판 위에서 발생시키는 것이다. 이 때, 반응 기체의 공급 주기 동안 플라즈마가 동기되어 발생되게 하여도 좋다.
또한, 퍼지 기체가 막 형성에 필요한 원소를 포함하는 것으로, 반응 기체는 막 형성에 필요한 다른 원소를 포함하는 것으로 각각 선택되고, 퍼지 기체와 반응성 기체는 실질적으로 반응하지 않을 경우에는, 플라즈마가 퍼지 기체의 공급주기 동안 동기되어 발생되도록 하여도 좋다.
한편, 별도의 반응 기체를 사용하지 않고 증착 기체와 퍼지 기체만을 공정 기체로 사용하고 이들의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 반응기에 공급하여 화학 증착법을 진행할 수도 있다. 이 경우에는 퍼지 기체가 막 형성에 필요한 원소를 포함하는 한편, 활성화되지 않은 상태에서는 증착 기체와는 실질적으로 반응하지 않는 것으로 선택되며, 퍼지 기체의 공급 주기 동안의 적어도 일부에 플라즈마가 동기되어 발생함으로써 퍼지 기체를 증착 기체와 반응시키는 것이 바람직하다.
상기 각각의 경우에서 박막 증착 단계 이후에 이를 열처리하는 단계를 더 거쳐도 좋다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 3a는 본 발명을 적용하기 위한 장치의 개략도이다.
도 3a를 참조하면, 도 1a에 도시된 증착 장치와는 달리 플라즈마 발생기가 부가되어 있다. 기체 샤워 헤드(304)와 서셉터(susceptor; 302)에 접속된 RF 파워 공급장치(307)에 의해 RF(Radio Frequency) 파워가 반응기(301) 내에 인가됨으로써 기판(303) 위에서의 플라즈마 발생이 이루어진다. 기체의 공급주기에 따라 스위치(310)를 연결하거나 차단하여 RF 파워 공급장치(307)에서의 파워가 주기적으로 반응기 내에 공급되게 하면, 플라즈마 발생을 기체 공급주기에 동기화할 수 있다. 기체의 공급은 공급관(317)을 통해 이루어지며, 종래 기술과 마찬가지로 기판(303) 표면에서의 공정 기체들의 흐름(305)을 균일하게 하기 위해 기체 샤워 헤드(304)를 사용하였다.
다음에 공정 기체들을 시분할하여 공급하는 도 3b 및 3c의 그래프를 이용하여 도 3a의 장치에서 진행되는 본 발명의 제1 실시예에 대해 설명한다.
도 3b는 증착 기체(13')→퍼지 기체(12')→반응 기체(11')→퍼지 기체(12')의 공급 주기로 공정 기체들이 반응기에 공급되는 것을 나타낸 그래프이다. 먼저, 반응기에 증착 기체(13')를 공급하여 기판에 이를 흡착시킨 뒤 이어서 퍼지 기체(12')를 공급하여 잔류한 증착 기체를 반응기에서 제거한다. 그 다음, 반응 기체(11')를 반응기로 공급할 때 플라즈마 발생기의 스위치를 닫아 반응 기체(11')를 플라즈마화 하여 기판 위에 흡착된 증착 기체(13')와의 반응을 촉진한다. 반응 기체의 공급을 중단할 때에는, 플라즈마 발생기의 스위치를 열어서 플라즈마 발생을 중단시키고 퍼지 기체(12')로 잔류한 반응 기체를 씻어 낸다. 이 방법을 사용하면, 증착 기체(13')와 반응 기체(11') 간의 반응성이 낮더라도 반응 기체가 플라즈마로 활성화되므로 시분할 화학 증착법을 용이하게 적용할 수 있다. 예를 들어서, 금속 유기 화합물 원료를 사용하는 경우, 반응 기체를 플라즈마화 하여 반응성을 높이면 금속 유기 화합물의 분해를 촉진하고 막의 탄소 오염을 줄일 수 있다. 또한, 막에 활성화 에너지를 공급하기 때문에 막의 결정성, 물리적 특성 및 전기적 특성 등을 크게 향상시킬 수 있다.
이러한 공정의 구체적인 예로서, 구리 화합물을 수소로 환원하여 구리 금속 막을 형성하는 것을 들 수 있다. 증착 기체의 열분해 온도 이하에서는 반응 기체인 수소 기체와 증착 기체가 반응하지 않기 때문에 구리 금속 막을 형성할 수 없다. 따라서, 도 3a에 나타낸 바와 같은 플라즈마 발생기를 설치하고 수소 기체를 반응기 내에 공급할 때 플라즈마를 발생시켜 기판 표면에 화학 흡착된 구리 원료와 수소의 반응을 촉발시킴으로써 구리 금속 막을 형성할 수 있다. 증착 기체를 공급할 때, 플라즈마 발생기의 전원을 켜면 기체 상태에서 구리 원료가 분해되기 때문에 입자 오염이 발생하거나 단차 피복성이 나빠질 수 있다. 따라서, 증착 기체를 공급할 때에는 플라즈마 발생기의 전원을 끄고 반응 기체를 공급할 때 전원을 켜는 방식으로 플라즈마 발생기에 공급되는 RF 전원을 기체 공급 주기와 동기화(synchronization)하는 것이 유리하다.
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 증착 기체와 반응성이 거의 또는 전혀 없는 기체를 반응 기체 및 퍼지 기체의 두 가지 용도로 사용할 수 있다. 단, 이 기체는 막의 원료 성분을 포함하고 있어야 한다. 도 3c에 이러한 기체 공급방법을 나타내었다. 이 방법에서는 우선, 증착 기체(13')를 기판에 흡착시키고, 상호 반응성이 거의 또는 전혀 없지만 막의 원료 성분을 포함하는 퍼지 기체(12')로 잔류하는 증착 기체를 제거한 후, 플라즈마 발생기의 전원을 켜서 퍼지 기체(12')를 반응 기체(15')로 변화시킨다. 이 반응 기체(15')는 기판 위에 흡착된 증착 기체와 반응하여 막을 형성할 수 있다. 그 다음 플라즈마 발생기의 전원을 꺼서 반응을 중단시킨 후에는 기상반응의 우려 없이 반응기 내로 다시 증착 기체(13')를 공급할 수 있다. 따라서, 공정 기체의 공급 주기에서 퍼지 기체를 공급하는 시간동안 플라즈마 전원 끔→플라즈마 전원 켬→플라즈마 전원 끔의 순서로 플라즈마 전원을 켜고 꺼서 퍼지 기체→반응 기체→퍼지 기체를 공급한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 플라즈마 전원을 끄면 활성화된 화학종의 농도가 매우 빨리 감소하므로 플라즈마 전원을 끄고 나서 퍼지 기체를 흘리는 시간을 최소화할 수 있다. 즉, 이러한 기체 공급에서는 기체 자체의 종류의 공급 시간에 따라 기체의 공급주기가 결정되는 것이 아니라, 플라즈마 발생기의 전원을 켜고 끄는 것에 따라 기체의 공급주기가 결정될 수 있다. 이 방법을 사용하면, 두 종류의 기체만으로도 시분할 화학 증착을 할 수 있으므로 기체 공급부의 구성을 간단하게 할 수 있고, 시분할 원료 공급에 필요한 사이클 시간을 줄일 수 있다. 또한, 이 방법에서는 증착 기체와 퍼지 기체가 배기부에서 만나도 서로 반응하지 않으므로 입자 오염이 발생할 우려가 없다.
확산방지 또는 막이 벗겨지는 것을 막는 접착, 또는 반사 방지의 목적으로 이용되는 질화 티타늄 막(TiN)의 증착에 상기한 두 가지 실시예를 모두 적용할 수 있다.
제1 실시예를 적용할 경우, 증착 기체로서 Ti-유기물 원료를, 반응기체로서 암모니아를, 퍼지 기체로서 질소를 각각 사용하되, 이들 기체들을 시분할 공급하면서 반응 기체 공급시에 플라즈마를 발생시키도록 하는 공정단계를 반복하여 최종적으로 TiN 막을 형성할 수 있다.
제2 실시예를 적용할 경우, 증착 기체로서 Ti-유기물 원료를, 퍼지 기체로서 질소 기체를 각각 사용하되, 질소 퍼지 기체로 증착 기체를 제거한 후에 플라즈마 발생기에 전원을 공급하여 흡착된 증착 기체와 질소가 반응하도록 한다. 이와 같은 단계를 포함한 공정 단계를 반복하여 TiN 막을 형성할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 전원을 켜지 않은 상태에서는 질소 퍼지 기체가 증착 기체와 반응하지 않으므로 입자 오염이 전혀 발생하지 않는다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 방법을 적용하여 다성분계 박막을 형성하는 과정을 나타낸 도면들이다.
도 4a는 하나의 공정 주기에 의해 한 성분의 막(62)을 기판(66)에 형성하는 과정을 나타내었다. 예로서, 금속 유기물 원료를 기판에 화학 흡착시키고 그 다음 플라즈마 발생 단계를 포함하는 반응 기체 공급 단계를 거쳐 그 금속 성분의 막(62)을 형성하는 것을 들 수 있다.
도 4b는 도 4a의 과정을 서로 다른 성분에 대해 적용한 것으로서 각각 다른 성분의 막(62, 63)을 반복 형성하여 원하는 두께의 박막을 원하는 조성으로 증착할 수 있다. 이 때 각각의 성분의 막이 이루는 두께는 원자 한 층 정도이므로 형성한 막의 조성은 충분히 균일하다. 이것을 열처리하면, 열역학적으로 더 안정한 상(phase)의 박막(65)으로 변화시킬 수 있다.
공정 기체를 시분할로 공급하는 화학 증착법에 원료 공급주기에 동기화된 플라즈마 발생의 개념이 부가된 본 발명의 방법은 반도체 및 평판 표시 소자 제작에 쓰이는 금속 막, 금속 산화막, 금속 질화막 등과 같이 금속 성분을 포함하는 막을 형성하는 데 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 열분해하면 막을 형성하지만 공정온도에서는 열분해하지 않은 증착 기체와, 공정온도에서 스스로는 열분해되지 않거나 분해되어도 막을 형성하지 않는 반응 기체와, 상기 증착 기체와 반응 기체 간의 기상 반응을 방지하기 위한 퍼지 기체를 포함하는 공정 기체들의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 반응기에 공급함으로써 기판 상에 막을 형성하는 화학 증착법에 있어서,
    상기 공정 기체들의 적어도 어느 하나의 공급 주기와 동기하여 이를 활성화시키기 위한 플라즈마를 상기 기판 위에서 발생시키는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응 기체의 공급 주기 동안 플라즈마가 동기되어 발생되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 퍼지 기체가 막 형성에 필요한 원소를 포함하는 것으로, 상기 반응 기체는 막 형성에 필요한 다른 원소를 포함하는 것으로 각각 선택되며;
    상기 퍼지 기체와 반응 기체는 실질적으로 반응하지 않으며;
    상기 플라즈마가 퍼지 기체의 공급주기 동안 동기되어 발생되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 막의 증착 단계 이후에 증착막을 열처리하는 단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  5. 열분해하면 막을 형성하지만 공정온도에서는 열분해하지 않은 증착 기체와, 상기 증착 기체를 반응기에서 배출하기 위한 퍼지 기체를 포함하는 공정 기체들의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 반응기에 공급함으로써 기판 상에 막을 형성하는 화학 증착법에 있어서,
    상기 퍼지 기체가, 막 형성에 필요한 원소를 포함하는 한편, 활성화되지 않은 상태에서는 상기 증착 기체와는 실질적으로 반응하지 않는 것으로 선택되며;
    상기 퍼지 기체의 공급 주기 동안의 적어도 일부에 플라즈마가 동기되어 발생함으로써 상기 퍼지 기체를 상기 증착 기체와 반응시키는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 막의 증착 단계 이후에 증착막을 열처리하는 단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030058595A (ko) * 2001-12-31 2003-07-07 주식회사 하이닉스반도체 박막 형성 방법
KR100444304B1 (ko) * 2001-12-31 2004-08-16 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 캐패시터 형성방법
KR100472993B1 (ko) * 2002-04-09 2005-03-08 주성엔지니어링(주) 박막증착방법 및 장치
KR100721503B1 (ko) * 2000-06-08 2007-05-23 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 박막 형성 방법
KR100744528B1 (ko) * 2006-04-14 2007-08-01 주식회사 아토 알에프 파워가 인가되는 가스 분리형 샤워헤드를 이용한플라즈마 원자층 증착장치 및 방법
KR101084631B1 (ko) * 2004-05-13 2011-11-18 매그나칩 반도체 유한회사 퍼지 펄스트 ｍｏｃｖｄ 방법 및 이를 이용한 반도체소자의 유전막 제조방법
US8282735B2 (en) 2007-11-27 2012-10-09 Asm Genitech Korea Ltd. Atomic layer deposition apparatus
US8778083B2 (en) 2009-07-22 2014-07-15 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral-flow deposition apparatus and method of depositing film by using the apparatus

Families Citing this family (147)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342277B1 (en) 1996-08-16 2002-01-29 Licensee For Microelectronics: Asm America, Inc. Sequential chemical vapor deposition
US6974766B1 (en) 1998-10-01 2005-12-13 Applied Materials, Inc. In situ deposition of a low κ dielectric layer, barrier layer, etch stop, and anti-reflective coating for damascene application
US6511539B1 (en) 1999-09-08 2003-01-28 Asm America, Inc. Apparatus and method for growth of a thin film
US6727169B1 (en) 1999-10-15 2004-04-27 Asm International, N.V. Method of making conformal lining layers for damascene metallization
EP1292970B1 (en) 2000-06-08 2011-09-28 Genitech Inc. Thin film forming method
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US7405158B2 (en) 2000-06-28 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
US6551929B1 (en) 2000-06-28 2003-04-22 Applied Materials, Inc. Bifurcated deposition process for depositing refractory metal layers employing atomic layer deposition and chemical vapor deposition techniques
US6936538B2 (en) 2001-07-16 2005-08-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing tungsten after surface treatment to improve film characteristics
US7101795B1 (en) 2000-06-28 2006-09-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer
US6998579B2 (en) 2000-12-29 2006-02-14 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6825447B2 (en) 2000-12-29 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for uniform substrate heating and contaminate collection
US6811814B2 (en) 2001-01-16 2004-11-02 Applied Materials, Inc. Method for growing thin films by catalytic enhancement
KR20020064126A (ko) * 2001-01-31 2002-08-07 주식회사 다산 씨.앤드.아이 원자층 화학기상증착을 이용한 게이트 산화막 형성방법
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
US6596643B2 (en) 2001-05-07 2003-07-22 Applied Materials, Inc. CVD TiSiN barrier for copper integration
US7211144B2 (en) 2001-07-13 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
KR100427996B1 (ko) * 2001-07-19 2004-04-28 주식회사 아이피에스 박막증착용 반응용기 및 그를 이용한 박막증착방법
WO2003030224A2 (en) 2001-07-25 2003-04-10 Applied Materials, Inc. Barrier formation using novel sputter-deposition method
US20030029715A1 (en) 2001-07-25 2003-02-13 Applied Materials, Inc. An Apparatus For Annealing Substrates In Physical Vapor Deposition Systems
US9051641B2 (en) 2001-07-25 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Cobalt deposition on barrier surfaces
US7085616B2 (en) 2001-07-27 2006-08-01 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition apparatus
KR100721504B1 (ko) * 2001-08-02 2007-05-23 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 플라즈마 강화 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 박막형성방법
WO2003023835A1 (en) * 2001-08-06 2003-03-20 Genitech Co., Ltd. Plasma enhanced atomic layer deposition (peald) equipment and method of forming a conducting thin film using the same thereof
US6820570B2 (en) 2001-08-15 2004-11-23 Nobel Biocare Services Ag Atomic layer deposition reactor
US7049226B2 (en) 2001-09-26 2006-05-23 Applied Materials, Inc. Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization
US6936906B2 (en) 2001-09-26 2005-08-30 Applied Materials, Inc. Integration of barrier layer and seed layer
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
KR100760291B1 (ko) * 2001-11-08 2007-09-19 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 박막 형성 방법
US7081271B2 (en) 2001-12-07 2006-07-25 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of refractory metal silicon nitride
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6620670B2 (en) 2002-01-18 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Process conditions and precursors for atomic layer deposition (ALD) of AL2O3
US6998014B2 (en) 2002-01-26 2006-02-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for plasma assisted deposition
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US7439191B2 (en) 2002-04-05 2008-10-21 Applied Materials, Inc. Deposition of silicon layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US6846516B2 (en) 2002-04-08 2005-01-25 Applied Materials, Inc. Multiple precursor cyclical deposition system
US6875271B2 (en) 2002-04-09 2005-04-05 Applied Materials, Inc. Simultaneous cyclical deposition in different processing regions
US7279432B2 (en) 2002-04-16 2007-10-09 Applied Materials, Inc. System and method for forming an integrated barrier layer
US7041335B2 (en) 2002-06-04 2006-05-09 Applied Materials, Inc. Titanium tantalum nitride silicide layer
US6838125B2 (en) 2002-07-10 2005-01-04 Applied Materials, Inc. Method of film deposition using activated precursor gases
KR100474072B1 (ko) * 2002-09-17 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 귀금속 박막의 형성 방법
KR100473806B1 (ko) * 2002-09-28 2005-03-10 한국전자통신연구원 유기물 박막 및 유기물 소자를 위한 대면적 유기물 기상증착 장치 및 제조 방법
KR100460841B1 (ko) * 2002-10-22 2004-12-09 한국전자통신연구원 플라즈마 인가 원자층 증착법을 통한 질소첨가 산화물박막의 형성방법
JP3574651B2 (ja) * 2002-12-05 2004-10-06 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
US7262133B2 (en) 2003-01-07 2007-08-28 Applied Materials, Inc. Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line
US7244683B2 (en) 2003-01-07 2007-07-17 Applied Materials, Inc. Integration of ALD/CVD barriers with porous low k materials
US7601223B2 (en) 2003-04-29 2009-10-13 Asm International N.V. Showerhead assembly and ALD methods
US7537662B2 (en) 2003-04-29 2009-05-26 Asm International N.V. Method and apparatus for depositing thin films on a surface
US7211508B2 (en) 2003-06-18 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tantalum based barrier materials
DE102004021578A1 (de) 2003-09-17 2005-04-21 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von ein-oder mehrkomponentigen Schichten und Schichtfolgen unter Verwendung von nicht-kontinuierlicher Injektion von flüssigen und gelösten Ausgangssubstanzen über eine Mehrkanalinjektionseinheit
EP1664380A2 (de) * 2003-09-17 2006-06-07 Aixtron AG Verfahren und vorrichtung zur schichtenabscheidung unter verwendung von nicht-kontinuierlicher injektion
US7429402B2 (en) 2004-12-10 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Ruthenium as an underlayer for tungsten film deposition
DE102005003336B3 (de) 2005-01-25 2006-07-13 Bte Bedampfungstechnik Gmbh Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht auf einer Substratoberfläche
US7608549B2 (en) * 2005-03-15 2009-10-27 Asm America, Inc. Method of forming non-conformal layers
US7314835B2 (en) * 2005-03-21 2008-01-01 Tokyo Electron Limited Plasma enhanced atomic layer deposition system and method
US8486845B2 (en) 2005-03-21 2013-07-16 Tokyo Electron Limited Plasma enhanced atomic layer deposition system and method
WO2006106767A1 (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 伝送線路対及び伝送線路群
KR101272321B1 (ko) * 2005-05-09 2013-06-07 한국에이에스엠지니텍 주식회사 복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기
US8993055B2 (en) 2005-10-27 2015-03-31 Asm International N.V. Enhanced thin film deposition
WO2007142690A2 (en) 2005-11-04 2007-12-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and process for plasma-enhanced atomic layer deposition
US20070218702A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Asm Japan K.K. Semiconductor-processing apparatus with rotating susceptor
US7976898B2 (en) * 2006-09-20 2011-07-12 Asm Genitech Korea Ltd. Atomic layer deposition apparatus
KR20080027009A (ko) * 2006-09-22 2008-03-26 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 원자층 증착 장치 및 그를 이용한 다층막 증착 방법
US7521379B2 (en) 2006-10-09 2009-04-21 Applied Materials, Inc. Deposition and densification process for titanium nitride barrier layers
US7611751B2 (en) 2006-11-01 2009-11-03 Asm America, Inc. Vapor deposition of metal carbide films
KR101355638B1 (ko) * 2006-11-09 2014-01-29 한국에이에스엠지니텍 주식회사 원자층 증착 장치
US7598170B2 (en) 2007-01-26 2009-10-06 Asm America, Inc. Plasma-enhanced ALD of tantalum nitride films
US7595270B2 (en) 2007-01-26 2009-09-29 Asm America, Inc. Passivated stoichiometric metal nitride films
US20080241384A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-02 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral flow deposition apparatus and method of depositing film by using the apparatus
US20090041952A1 (en) 2007-08-10 2009-02-12 Asm Genitech Korea Ltd. Method of depositing silicon oxide films
WO2009129332A2 (en) 2008-04-16 2009-10-22 Asm America, Inc. Atomic layer deposition of metal carbide films using aluminum hydrocarbon compounds
US8383525B2 (en) 2008-04-25 2013-02-26 Asm America, Inc. Plasma-enhanced deposition process for forming a metal oxide thin film and related structures
KR101436564B1 (ko) 2008-05-07 2014-09-02 한국에이에스엠지니텍 주식회사 비정질 실리콘 박막 형성 방법
US20100062149A1 (en) 2008-09-08 2010-03-11 Applied Materials, Inc. Method for tuning a deposition rate during an atomic layer deposition process
US9892917B2 (en) 2010-04-15 2018-02-13 Lam Research Corporation Plasma assisted atomic layer deposition of multi-layer films for patterning applications
US9076646B2 (en) 2010-04-15 2015-07-07 Lam Research Corporation Plasma enhanced atomic layer deposition with pulsed plasma exposure
US8956983B2 (en) 2010-04-15 2015-02-17 Novellus Systems, Inc. Conformal doping via plasma activated atomic layer deposition and conformal film deposition
US9611544B2 (en) 2010-04-15 2017-04-04 Novellus Systems, Inc. Plasma activated conformal dielectric film deposition
US9373500B2 (en) 2014-02-21 2016-06-21 Lam Research Corporation Plasma assisted atomic layer deposition titanium oxide for conformal encapsulation and gapfill applications
US9997357B2 (en) 2010-04-15 2018-06-12 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US9390909B2 (en) 2013-11-07 2016-07-12 Novellus Systems, Inc. Soft landing nanolaminates for advanced patterning
US20110256734A1 (en) 2010-04-15 2011-10-20 Hausmann Dennis M Silicon nitride films and methods
US9257274B2 (en) 2010-04-15 2016-02-09 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
US8637411B2 (en) 2010-04-15 2014-01-28 Novellus Systems, Inc. Plasma activated conformal dielectric film deposition
US9685320B2 (en) 2010-09-23 2017-06-20 Lam Research Corporation Methods for depositing silicon oxide
US8524612B2 (en) 2010-09-23 2013-09-03 Novellus Systems, Inc. Plasma-activated deposition of conformal films
US8647993B2 (en) 2011-04-11 2014-02-11 Novellus Systems, Inc. Methods for UV-assisted conformal film deposition
DE102011104132B3 (de) * 2011-06-14 2012-11-29 Oliver Feddersen-Clausen Plasmaunterstütztes ALD-Verfahren sowie Vorrichtung zur Bildung einer dünnen Schicht auf einem Substrat
US8592328B2 (en) 2012-01-20 2013-11-26 Novellus Systems, Inc. Method for depositing a chlorine-free conformal sin film
KR101920034B1 (ko) 2012-01-30 2018-11-19 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 증착 장치 및 증착 방법
US8728955B2 (en) 2012-02-14 2014-05-20 Novellus Systems, Inc. Method of plasma activated deposition of a conformal film on a substrate surface
TWI595112B (zh) 2012-10-23 2017-08-11 蘭姆研究公司 次飽和之原子層沉積及保形膜沉積
JP6538300B2 (ja) 2012-11-08 2019-07-03 ノベラス・システムズ・インコーポレーテッドＮｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 感受性基材上にフィルムを蒸着するための方法
SG2013083241A (en) 2012-11-08 2014-06-27 Novellus Systems Inc Conformal film deposition for gapfill
US9412602B2 (en) 2013-03-13 2016-08-09 Asm Ip Holding B.V. Deposition of smooth metal nitride films
US8841182B1 (en) 2013-03-14 2014-09-23 Asm Ip Holding B.V. Silane and borane treatments for titanium carbide films
US8846550B1 (en) 2013-03-14 2014-09-30 Asm Ip Holding B.V. Silane or borane treatment of metal thin films
US9394609B2 (en) 2014-02-13 2016-07-19 Asm Ip Holding B.V. Atomic layer deposition of aluminum fluoride thin films
US9214334B2 (en) 2014-02-18 2015-12-15 Lam Research Corporation High growth rate process for conformal aluminum nitride
US10643925B2 (en) 2014-04-17 2020-05-05 Asm Ip Holding B.V. Fluorine-containing conductive films
US9478411B2 (en) 2014-08-20 2016-10-25 Lam Research Corporation Method to tune TiOx stoichiometry using atomic layer deposited Ti film to minimize contact resistance for TiOx/Ti based MIS contact scheme for CMOS
US9478438B2 (en) 2014-08-20 2016-10-25 Lam Research Corporation Method and apparatus to deposit pure titanium thin film at low temperature using titanium tetraiodide precursor
US9214333B1 (en) 2014-09-24 2015-12-15 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for uniform reduction of the in-feature wet etch rate of a silicon nitride film formed by ALD
KR102216575B1 (ko) 2014-10-23 2021-02-18 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 티타늄 알루미늄 및 탄탈륨 알루미늄 박막들
US9564312B2 (en) 2014-11-24 2017-02-07 Lam Research Corporation Selective inhibition in atomic layer deposition of silicon-containing films
US9589790B2 (en) 2014-11-24 2017-03-07 Lam Research Corporation Method of depositing ammonia free and chlorine free conformal silicon nitride film
US10566187B2 (en) 2015-03-20 2020-02-18 Lam Research Corporation Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control
US9502238B2 (en) 2015-04-03 2016-11-22 Lam Research Corporation Deposition of conformal films by atomic layer deposition and atomic layer etch
US10526701B2 (en) 2015-07-09 2020-01-07 Lam Research Corporation Multi-cycle ALD process for film uniformity and thickness profile modulation
US9601693B1 (en) 2015-09-24 2017-03-21 Lam Research Corporation Method for encapsulating a chalcogenide material
US9941425B2 (en) 2015-10-16 2018-04-10 Asm Ip Holdings B.V. Photoactive devices and materials
US9786492B2 (en) 2015-11-12 2017-10-10 Asm Ip Holding B.V. Formation of SiOCN thin films
US9786491B2 (en) 2015-11-12 2017-10-10 Asm Ip Holding B.V. Formation of SiOCN thin films
KR102378021B1 (ko) 2016-05-06 2022-03-23 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. SiOC 박막의 형성
US9773643B1 (en) 2016-06-30 2017-09-26 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US10062563B2 (en) 2016-07-01 2018-08-28 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
US10629435B2 (en) 2016-07-29 2020-04-21 Lam Research Corporation Doped ALD films for semiconductor patterning applications
US10074543B2 (en) 2016-08-31 2018-09-11 Lam Research Corporation High dry etch rate materials for semiconductor patterning applications
US10037884B2 (en) 2016-08-31 2018-07-31 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
US9865455B1 (en) 2016-09-07 2018-01-09 Lam Research Corporation Nitride film formed by plasma-enhanced and thermal atomic layer deposition process
US10832908B2 (en) 2016-11-11 2020-11-10 Lam Research Corporation Self-aligned multi-patterning process flow with ALD gapfill spacer mask
US10454029B2 (en) 2016-11-11 2019-10-22 Lam Research Corporation Method for reducing the wet etch rate of a sin film without damaging the underlying substrate
US10134579B2 (en) 2016-11-14 2018-11-20 Lam Research Corporation Method for high modulus ALD SiO2 spacer
US10847529B2 (en) 2017-04-13 2020-11-24 Asm Ip Holding B.V. Substrate processing method and device manufactured by the same
US10504901B2 (en) 2017-04-26 2019-12-10 Asm Ip Holding B.V. Substrate processing method and device manufactured using the same
KR102805403B1 (ko) 2017-05-05 2025-05-13 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 산소 함유 박막의 형성을 제어하기 위한 플라즈마 강화 증착 공정
US10269559B2 (en) 2017-09-13 2019-04-23 Lam Research Corporation Dielectric gapfill of high aspect ratio features utilizing a sacrificial etch cap layer
KR102470206B1 (ko) * 2017-10-13 2022-11-23 삼성디스플레이 주식회사 금속 산화막의 제조 방법 및 금속 산화막을 포함하는 표시 소자
JP2019087576A (ja) * 2017-11-02 2019-06-06 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、及び成膜方法
US10991573B2 (en) 2017-12-04 2021-04-27 Asm Ip Holding B.V. Uniform deposition of SiOC on dielectric and metal surfaces
CN112005343B (zh) 2018-03-02 2025-05-06 朗姆研究公司 使用水解的选择性沉积
US12359315B2 (en) 2019-02-14 2025-07-15 Asm Ip Holding B.V. Deposition of oxides and nitrides
CN114127890B (zh) 2019-05-01 2025-10-14 朗姆研究公司 调整的原子层沉积
WO2020247977A1 (en) 2019-06-04 2020-12-10 Lam Research Corporation Polymerization protective liner for reactive ion etch in patterning
CN114245832B (zh) 2019-06-07 2025-10-28 朗姆研究公司 原子层沉积期间的膜特性的原位控制
WO2021025874A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Lam Research Corporation Thermal atomic layer deposition of silicon-containing films
US12142479B2 (en) 2020-01-17 2024-11-12 Asm Ip Holding B.V. Formation of SiOCN thin films
US12341005B2 (en) 2020-01-17 2025-06-24 Asm Ip Holding B.V. Formation of SiCN thin films
CN115735261A (zh) 2020-07-28 2023-03-03 朗姆研究公司 含硅膜中的杂质减量
JP2024524553A (ja) 2021-07-09 2024-07-05 ラム リサーチ コーポレーション ケイ素含有膜のプラズマ強化原子層堆積

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8516537D0 (en) * 1985-06-29 1985-07-31 Standard Telephones Cables Ltd Pulsed plasma apparatus
JP2789587B2 (ja) * 1988-01-08 1998-08-20 日本電気株式会社 絶縁薄膜の製造方法
JP2895909B2 (ja) 1989-04-18 1999-05-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
JPH05186868A (ja) 1991-03-28 1993-07-27 Sony Corp アモルファス金属の形成方法、アモルファス金属膜を有す る半導体装置及びアモルファス金属の形成装置
JP3046643B2 (ja) * 1991-06-10 2000-05-29 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
JP2646941B2 (ja) 1992-07-02 1997-08-27 日新電機株式会社 薄膜形成方法
JP3657036B2 (ja) * 1995-08-11 2005-06-08 Ｈｏｙａ株式会社 炭化ケイ素薄膜および炭化ケイ素薄膜積層基板の製造方法
US6342277B1 (en) * 1996-08-16 2002-01-29 Licensee For Microelectronics: Asm America, Inc. Sequential chemical vapor deposition
US5916365A (en) 1996-08-16 1999-06-29 Sherman; Arthur Sequential chemical vapor deposition
SG70035A1 (en) 1996-11-13 2000-01-25 Applied Materials Inc Systems and methods for high temperature processing of semiconductor wafers
US6200893B1 (en) * 1999-03-11 2001-03-13 Genus, Inc Radical-assisted sequential CVD
JP4726369B2 (ja) * 1999-06-19 2011-07-20 エー・エス・エムジニテックコリア株式会社 化学蒸着反応炉及びこれを利用した薄膜形成方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721503B1 (ko) * 2000-06-08 2007-05-23 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 박막 형성 방법
KR20030058595A (ko) * 2001-12-31 2003-07-07 주식회사 하이닉스반도체 박막 형성 방법
KR100444304B1 (ko) * 2001-12-31 2004-08-16 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 캐패시터 형성방법
KR100472993B1 (ko) * 2002-04-09 2005-03-08 주성엔지니어링(주) 박막증착방법 및 장치
KR101084631B1 (ko) * 2004-05-13 2011-11-18 매그나칩 반도체 유한회사 퍼지 펄스트 ｍｏｃｖｄ 방법 및 이를 이용한 반도체소자의 유전막 제조방법
KR100744528B1 (ko) * 2006-04-14 2007-08-01 주식회사 아토 알에프 파워가 인가되는 가스 분리형 샤워헤드를 이용한플라즈마 원자층 증착장치 및 방법
US8282735B2 (en) 2007-11-27 2012-10-09 Asm Genitech Korea Ltd. Atomic layer deposition apparatus
US8545940B2 (en) 2007-11-27 2013-10-01 Asm Genitech Korea Ltd. Atomic layer deposition apparatus
US8778083B2 (en) 2009-07-22 2014-07-15 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral-flow deposition apparatus and method of depositing film by using the apparatus

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