KR20030001959A - 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 저유전율 박막을 형성하는 반도체 소자의 제조 방법에 있어서, 반도체 기판이 배치된 화학 기상 증착 챔버내에 실리콘-소스 가스, 플루오르-소스 가스, 탄화수소-소스 가스 및 산화제를 주입하는 단계와; 상기 가스들을 상기 화학 기상 층착 챔버내에서 혼합하고 활성화 에너지를 가하여 상기 반도체 기판상에 SiOCHF 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것이며, 본 발명에 따르면 실리카 망목에 플루오르를 첨가하여 기존의 SiOCH 절연막이 가지는 기계적 강도를 유지하면서 분극능력을 떨어뜨려 초저유전율을 가지는 반도체 소자를 제조할 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저유전율 박막을 형성하는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 저유전율 SiOCH 박막을 형성하기 위해선 화학 기상 증착(CVD) 방식으로 CH3가스를 도핑하여 기공율(POROSITY)을 높이는 방법을 사용한다.
그러나, 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래 기술에 있어서, 유전율을 낮추기 위해 사용하는 CH3가스의 농도를 높이게 되면 박막의 열안정성과 기계적 강도가 열화된다는 문제점이 있다. 더욱이, 박막의 유전율을 2.7이하로 낮추기가 어렵게 되는 문제점도 있다.
이에, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플루오르와 탄화수소를 실리카에 동시에 함유시켜 기공율을 높임과 동시에 실리카 망목(SILICA NETWORK)의 분극능력(POLARIZABILITY)을 낮추어 초저유전율을 가지며, 집적 공정에서 요구되는 기계적 강도를 아울러 갖추는 초저유전율막을 형성할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 있어서, SiOCH 절연막의 화학 구조식으로서 탄화수소가 함유된 저유전율막의 실리카 망목 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 있어서, SiOCHF 절연막의 화학 구조식으로서 탄화수소와 플루오르가 함유된 초전도율막의 실리카 망목 구조를 도시한 도면.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, 저유전율 박막을 형성하는 반도체 소자의 제조 방법에 있어서, 반도체 기판이 배치된 화학 기상 증착 챔버내에 실리콘-소스 가스, 플루오르-소스 가스, 탄화수소-소스 가스 및 산화제를 주입하는 단계와; 상기 가스들을 상기 화학 기상 층착 챔버내에서 혼합하고 활성화 에너지를 가하여 상기 반도체 기판상에 SiOCHF 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 첨부한 도면을 참조하여상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 있어서, SiOCHF 절연막의 화학 구조식으로서 탄화수소와 플루오르가 함유된 초전도율막의 실리카 망목 구조를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, 도면에는 도시되지 않았지만, 먼저, 반도체 기판이 배치된 화학 기상 증착 장치내에실리콘(Si)-소스 가스, 플루오르(F)-소스 가스, 탄화수소-소스 가스 및 산화제를 주입한다.
이때, 상기 플루오르(F)-소스 가스는 플루오르를 도핑시키기 위하여 플루오르가 함유된 가스를 말하며, 바람직한 플루오르 함유 가스로는 SiF4, SiF(C2H5O)3, C2F6, 또는 CF4등이 있다.
또한, 상기 탄화수소-소스 가스는 탄화수소를 도핑시키기 위하여 탄화수소가 함유된 가스를 말하며, 바람직한 탄화수소 함유 가스로는 CF4, SiH(CH3)3,SiH2(CH3)2,SiH3(CH3), 또는 Si(CH3)4등이 있다.
한편, 상기 산화제는 상기 실리콘-소스 가스를 산화시키는 역할을 하는 가스이다.
이어서, 상기 가스들을 상기 화학 기상 증착 챔버내에서 혼합하여 하기 화학반응이 일어나도록 한다.
이때, 상기 화학식 1 반응에 반응이 잘 일어날 수 있도록 활성화 에너지를 가하는데, 상기 활성화 에너지는 RF(RADIO FREQUENCY) 발생기, 오존 발생기(OZONATOR) 또는 자외선(UV)으로부터 얻는다.
상기 화학식 1에 의한 화학반응이 진행되면, 도 2에 도시된 바와 같이, SiOCHF 박막이 증착된다.
한편, 상기 SiOCHF 박막의 물성은 상기 가스들의 혼합비, 가스의 플로우 속도(FLOW RATE), RF 파워, 오존 농도, 자외선 강도 등에 의존한다.
본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본원에 첨부된 특허청구범위는 이미 상술된 것에 한정되지 않으며, 하기 특허청구범위는 당해 발명에 내재되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 사항을 포함하며, 아울러 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면 실리카 망목에 플루오르를 첨가하여 기존의 SiOCH 절연막이 가지는 기계적 강도를 유지하면서 분극능력을 떨어뜨려 초저유전율을 가지는 반도체 소자를 제조할 수 있다.
Claims (4)
- 저유전율 박막을 형성하는 반도체 소자의 제조 방법에 있어서,반도체 기판이 배치된 화학 기상 증착 챔버내에 실리콘-소스 가스, 플루오르-소스 가스, 탄화수소-소스 가스 및 산화제를 주입하는 단계와;상기 가스들을 상기 화학 기상 층착 챔버내에서 혼합하고 활성화 에너지를 가하여 상기 반도체 기판상에 SiOCHF 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 플루오르-소스 가스는 SiF4, SiF(C2H5O)3, C2F6또는 CF4에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 상기 탄화수소-소스 가스는 CF4,SiH(CH3)3,SiH2(CH3)2,SiH3(CH3) 또는 Si(CH3)4에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 활성화 에너지는 RF 발생기, 오존 발생기 또는 자외선을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
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