일반기술

원자층 증착기술을 이용한 나노박막증착

현재 반도체 소자의 초고집적화에 따라 반도체 소자도 나노급 이하로 미세화되고 있으며 이로 인해 박막 증착 공정에서도 원자층의 박막조절이 가능한 공정개발이 요구되고 있는 실정이다. 이러한 원자층레벨의 박막조절을 위한 증착 기술로 최근 ALD(atomic layer deposition - 원자층 증착)가 가장 가능성이 높은 기술로 대두되고 있다. 이 ALD기술은 표면에서의 화학적 흡착(chemisorption)과 탈착(desorption) 과정을 이용하여 단원자층의 두께 제어가 가능한 새로운 개념의 증착기술이다. 기존의 CVD방법은 두가지 이상의 반응가스를 반응기에서 혼합시켜 기상에서 반응을 일으키거나 기판표면에서 반응을 일으켜 박막을 증착하였으나 ALD에서는 각 반응물질을 개별적으로 분리하여 한번에 한가지의 반응가스를 순차적으로 반응기에 공급하여 기판표면에서 반응가스의 표면포화반응(saturated surface controlled reaction)인 자체제어기구(self-limit mechanism)에 의한 화학적흡착과 탈착을 이용하여 박막을 증착시키는 새로운 개념의 증착기술이다.본 기술은 기존의 물리기상증착(PVD)법과 화학기상증착(CVD)법의 장점을 살린 매우 우수한 막질을 가지는 박막을 증착 할 수 있는 특징을 가진 기술이다. 즉, 극 미세구조에서 단차 도포성(step coverage)이 매우 우수하며 기존의 일반적인 CVD법보다 낮은 온도에서 증착하기 때문에 증착 균일도 및 재현성 저하 그리고 박막의 화학조성조절이 용이하지 않다는 단점을 극복할 수 있다. 한편 반응가스들의 분리된 주입으로 인해 기상반응이 일어나지 않아 파티클에 의한 오염이 없으며 대면적의 박막 증착 균일성이 우수하고 원자층 레벨의 박막 두께 조절이 가능한 특징을 가지고 있다. 따라서 본 기술은 우수한 단차도포성 및 조성균일성이 요구되는 확산방지막(diffusion barrier)와 원자층레벨의 두께조절이 요구되는 수nm의 게이트 유전체 증착을 위한 기술로써 차세대 반도체 제조를 위해 필연적으로 개발해야되는 기술이다.