本发明涉及一种遮蔽化合物、利用其的薄膜形成方法、由该方法制备的半导体基板及半导体器件，更详细地，涉及一种遮蔽化合物、利用其的薄膜形成方法、由该方法制备的半导体基板及半导体器件，其中，提供规定结构的化合物作为遮蔽剂，基于所述遮蔽剂的吸附分布度差异，在基板上形成厚度均匀的堆积层作为遮蔽区域，以减少薄膜的沉积速度，并适当地降低薄膜生长率，从而即使在结构复杂的基板上形成薄膜时，也能够显著提高台阶覆盖性(step coverage)及薄膜的厚度均匀性，并显著减少杂质。
背景技术：
1、由于存储器及非存储器半导体器件的集成度提高，基板的精细结构日益复杂。
2、作为一例，精细结构的宽度和深度(以下，也称为“纵横比”)增加至20:1以上、100:1以上，并且纵横比越大，存在越难以沿着复杂的精细结构表面形成厚度均匀的堆积层的问题。
3、由此，在精细结构的深度方向上，定义形成在上部及下部的堆积层的厚度比的台阶覆盖性(阶梯率，step coverage)停留在90％水平，越来越难以表达器件的电特性等，因此其重要性逐渐增加。所述台阶覆盖性为100％意味着形成在精细结构上部及下部的堆积层的厚度相同，因此需要开发台阶覆盖性尽可能接近100％的技术。
4、所述半导体用薄膜由氮化膜、氧化膜及金属膜等制成。所述氮化膜有氮化硅(sin)、氮化钛(tin)及氮化钽(tan)等，并且所述氧化膜有氧化硅(sio2)、氧化铪(hfo2)及氧化锆(zro2)等，所述金属膜有钼膜(mo)及钨(w)等。
5、所述薄膜通常用作经掺杂的半导体的硅层与用作层间配线材料的铝(al)、铜(cu)等之间的扩散防止膜(diffusion barrier)。然而，当基板上沉积钨(w)薄膜时，用作粘合层(adhesion layer)。
6、另一方面，如上所述，为了使基板上沉积的薄膜获得优异并均匀的物性，薄膜的高台阶覆盖性是必不可少的，因此，使用采用表面反应的原子层沉积(atomic layerdeposition，ald)工序，而非主要采用气相反应的化学气相沉积(chemical vapordeposition，cvd)工序，但是仍然在实现100％的台阶覆盖性方面存在问题。
7、当出于实现100％的台阶覆盖性为目的而提高沉积温度时，在台阶覆盖性方面存在困难，首先，在由前体及反应物两种组成的沉积工序中，沉积温度的增加不仅会导致薄膜生长速度(gpc)的急剧增加，而且为了缓解随沉积温度的增加而增加的gpc，即便在300℃的条件下使用并进行ald工序，沉积温度也会在工序过程中增加，因此难以将其视为解决方案。
8、为此，提出了降低薄膜的生长速度的方法，但当为了降低薄膜的生长速度而减少沉积温度时，存在薄膜中的杂质(如碳或氯等)的残留量增加，导致膜质大幅降低的问题(参照论文j.vac.sci.technol.a,35(2017)01b130)。
9、根据所述文献，已确认在制备的薄膜中残留工序副产物(如氯化物)，因此诱发金属(如铝等)的腐蚀，并且由于生成非挥发性副产物的问题而造成膜质的劣化。
10、因此，需要开发一种薄膜的形成方法、由该方法制备的半导体基板及半导体器件，该方法能够形成结构复杂的薄膜且杂质的残留量低，并且显著提高台阶覆盖性(stepcoverage)及薄膜的厚度均匀性。
技术实现思路
1、发明要解决的问题
2、为了解决如上所述的现有技术的问题，本发明的目的在于，提供一种遮蔽化合物、利用其的薄膜形成方法、由该方法制备的半导体基板及半导体器件，其中，基于规定遮蔽剂的吸附分布度差异，在基板上形成厚度均匀的堆积层作为薄膜用遮蔽区域，从而减少薄膜的沉积速度，并适当地降低薄膜生长率，即使在结构复杂的基板上形成薄膜时，也能显著提高台阶覆盖性(step coverage)及薄膜的厚度均匀性。
3、本发明的目的在于，通过改善薄膜的结晶性及氧化分率，从而改善薄膜的密度、电特性及介电特性。
4、本发明的上述目的及其他目的均可通过以下将要说明的本发明来实现。
5、用于解决问题的手段
6、为了实现所述目的，本发明提供一种薄膜遮蔽化合物，所述薄膜遮蔽化合物包含含有氮(n)、氧(o)、磷(p)或硫(s)中的两种以上且碳原子数为3至15的直链或环状饱和或不饱和烃。
7、所述薄膜遮蔽化合物可具有在与氧以双键连接的中心碳原子的两端分别包含氮(n)、氧(o)、磷(p)或硫(s)的结构。
8、所述薄膜遮蔽化合物可具有在与氧以双键连接的中心碳原子的一末端包含氮(n)、氧(o)、磷(p)或硫(s)且在另一末端包含碳(c)的结构。
9、所述薄膜遮蔽化合物可以是选自由以下化学式1表示的化合物及由化学式2表示的化合物中的一者以上。
10、[化学式1]
11、
12、[化学式2]
13、
14、(所述a是氧(o)、硫(s)、磷(p)、氮(n)、-ch或-ch2，
15、所述b是-oh、-och3、-och2ch3、-ch2ch3、-sh、-sch3或-sch2ch3，
16、所述r'及r"彼此独立地为氢、碳原子数为1至5的烷基、碳原子数为1至5的烯基或碳原子数为1至5的烷氧基，
17、所述n是0至3的整数)。
18、所述遮蔽化合物的由以下数学式1表示的堆积速度降低率可以为30％以上。
19、[数学式1]
20、堆积速度降低率＝[{(drn)-(drw)}/(drn)]×100
21、(在所述数学式中，drn是在以未投入所述遮蔽化合物的方式制备的薄膜中测定的堆积速度(depth rate)，drw是通过投入所述遮蔽化合物来制备的薄膜中测定的堆积速度(depth rate)，其中，堆积速度(depth rate)是在常温及常压条件下使用椭偏仪设备来测定厚度为3nm至30nm的薄膜的值，使用单位是)。
22、所述遮蔽化合物的折射率可以为1.39以下、1.41至1.42、1.43至1.44或1.45至1.46。
23、所述遮蔽化合物可以是选自由以下化学式1-1至化学式1-4及化学式2-1至化学式2-4表达的化合物中的一者以上。
24、[化学式1-1至化学式1-4]
25、
26、[化学式2-1至化学式2-4]
27、
28、所述遮蔽化合物可提供用于氧化膜、氮化膜、金属膜或它们的选择性薄膜的遮蔽区域。
29、所述遮蔽区域可形成于形成所述氧化膜、氮化膜、金属膜或它们的选择性薄膜的整个基板或部分基板。
30、当将所述整个基板或部分基板的总面积设为100％时，所述遮蔽区域可占10％至95％的面积，遮蔽区域可占残留面积。
31、当将所述整个基板或部分基板的总面积设为100％时，第一遮蔽区域可占10％至95％的面积，第二遮蔽区域可占残留面积的10％至95％的面积，并且剩余面积可为未遮蔽区域。
32、所述薄膜可以为选自由al、si、ti、v、co、ni、cu、zn、ga、ge、se、zr、nb、mo、ru、rh、in、sn、sb、te、hf、ta、w、re、os、ir、la、ce及nd组成的组中的一种以上的层压膜。
33、所述薄膜可用作扩散防止膜、蚀刻停止膜、电极膜、介电膜、栅极绝缘膜、阻挡氧化膜或电荷陷阱。
34、另外，本发明提供一种薄膜形成方法，其特征在于，包括如下的步骤：将具有由以下化学式1或化学式2表示的结构的遮蔽化合物注入至腔室中，以遮蔽装载(loading)的基板表面，
35、[化学式1]
36、
37、[化学式2]
38、
39、(所述a是氧(o)、硫(s)、磷(p)、氮(n)、-ch或-ch2，
40、所述b是-oh、-och3、-och2ch3、-ch2ch3、-sh、-sch3或-sch2ch3，
41、所述r'及r"彼此独立地位氢、碳原子数为1至5的烷基、碳原子数为1至5的烯基或碳原子数为1至5的烷氧基，所述n是0至3的整数)。
42、另外，本发明提供一种薄膜形成方法，包括如下的步骤：
43、i)气化前述的遮蔽化合物以在装载于腔室内的基板表面形成遮蔽区域；
44、ii)利用吹扫气体对所述腔室内部进行第一次吹扫；
45、iii)气化前体化合物，并将其吸附于脱离所述遮蔽区域的区域；
46、iv)利用吹扫气体对所述腔室内部进行第二次吹扫；
47、v)向所述腔室内部供应反应气体；以及
48、vi)利用吹扫气体对所述腔室内部进行第三次吹扫。
49、另外，本发明提供一种薄膜形成方法，包括如下的步骤：
50、i)气化前体化合物，并将其吸附于装载在腔室内的基板表面；
51、ii)利用吹扫气体第一次吹扫所述腔室内部；
52、iii)气化所述遮蔽化合物并遮蔽装载于腔室内的基板表面；
53、iv)利用吹扫气体第二次吹扫所述腔室内部；
54、v)向所述腔室内部供应反应气体；以及
55、vi)利用吹扫气体第三次吹扫所述腔室内部。
56、所述前体化合物可以是选自由al、si、ti、v、co、ni、cu、zn、ga、ge、se、zr、nb、mo、ru、rh、in、sn、sb、te、hf、ta、w、re、os、ir、la、ce及nd组成的组中的一种以上的组成的分子，在25℃的温度条件下，可以是蒸气压大于0.01mtorr且小于100torr的前体。
57、所述腔室可以是ald腔室、cvd腔室、peald腔室或pecvd腔室。
58、所述遮蔽化合物前体化合物在气化并注入之后，可包括等离子体后处理步骤。
59、在所述ii)步骤及所述iv)步骤中，分别投入到腔室内部的吹扫气体的量可以是投入的遮蔽化合物的体积的10倍至100000倍。
60、所述反应气体可以是氮化剂、氧化剂或还原剂，所述反应气体、遮蔽化合物及前体化合物可通过vfc方式、dli方式或lds方式移送到腔室内。
61、所述薄膜可以是氮化硅膜、氧化硅膜、氮化钛膜、氧化钛膜、氮化钨膜、氮化钼膜、氧化铪膜、氧化锆膜、氧化钨膜或氧化铝膜。
62、装载在所述腔室内的基板可加热至100℃至800℃，并且所述遮蔽化合物与所述前体化合物的腔室内投入量(mg/cycle)之比可以为1∶1至1∶20。
63、另外，本发明提供一种半导体基板，其特征在于，通过前述的薄膜形成方法来制备。
64、所述薄膜可以是两层或三层的多层结构。
65、另外，本发明提供一种半导体器件，所述半导体器件包括前述的半导体基板。
66、所述半导体基板可以是低电阻金属栅极互连(low resistive metal gateinterconnects)、高纵横比3d金属-绝缘体-金属(mim)电容器(high aspect ratio3dmetal-insulator-metal capacitor)、dram沟槽电容器(dram trench capacitor)、3d环绕栅极(gate-all-around，gaa)或3d nand快闪存储器。
67、发明效果
68、根据本发明，能够提供一种遮蔽化合物，其可在基板上形成薄膜用遮蔽区域，以减少薄膜的沉积速度，并适当地降低薄膜生长率，即使在结构复杂的基板上形成薄膜时，也具有提高台阶覆盖性。
69、另外，在形成薄膜时，能够更有效地减少工序副产物，防止腐蚀或劣化，并通过改善薄膜的结晶性，从而改善薄膜的电特性。
70、另外，在形成薄膜时，可减少工序副产物并改善台阶覆盖性及薄膜密度，进而，提供一种利用其的薄膜形成方法、由该方法制备的半导体基板以及半导体器件。
1.一种遮蔽化合物，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的遮蔽化合物，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的遮蔽化合物，其特征在于，
10.一种薄膜形成方法，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的薄膜形成方法，其特征在于，
12.根据权利要求10所述的薄膜形成方法，其特征在于，
13.一种半导体基板，其特征在于，
14.根据权利要求13所述的半导体基板，其特征在于，
15.一种半导体器件，其特征在于，
