KR100696033B1 - 반도체 기판 프로세싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추가의 증착층을 필요하지 않은 탄소 함유층의 부착성 및 내산화성을 개선하는 것이다. 한 특징에서, 본 발명은 탄화실리콘과 같은 탄소 함유층의 노출면을 헬륨(He), 아르콘(Ar)과 같은 불활성 가스 플라즈마 또는 다른 불활성 가스 플라즈마 또는 산화질소(N2O) 플라즈마와 같은 산소 함유 플라즈마로 처리한다. 다른 탄소 함유 재료는 유기 폴리머 재료, 무정질 탄소, 무정질 탄화불소, 탄소 함유 산화물 및 기타 탄소 함유 재료를 포함한다. 플라즈마 처리는 바람직하게 처리되어질 층의 증착과 인시츄 상태에서 이루어진다. 인시츄 증착 및 플라즈마 처리가 일어나는 프로세싱 챔버는 탄소 함유층에 대한 것과 동일 또는 유사한 선구물질을 전달하도록 형상되어 있다. 그러나, 층은 여러 선구물질로 증착될 수 있다. 본 발명은 또한 처리 플라즈마를 발생하는 프로세싱 변수와 처리 플라즈마를 사용하는 시스템을 제공한다. 탄소 함유 재료는 배리어 층, 에칭 스톱, ARC, 패시베이션층 및 절연층과 같은 다양한 층에 사용될 수 있다.

Description

반도체 기판 프로세싱 방법{METHOD OF PROCESSING A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
도 1은 본 발명의 플라즈마 프로세스가 수행될 수 있는 상업적으로 이용가능한 CVD 플라즈마 프로세스 챔버의 단면도.
도 2는 특정 결합 구조를 표시하는 본 발명의 SiC의 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR) 챠트.
도 3은 본 발명을 이용하는 이중 다마신 구조의 양호한 실시예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 도전성 재료 20a : 비아/콘택트
20b : 라인/트렌치
60 : 기판 62 : 피쳐
64 : 배리어 층 66 : 절연층
68 : 에칭스톱 70 : 절연층
72 : ARC 75 : 배리어 층
본 발명은 기판상에 집적 회로를 제조하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 탄소 함유 층에 대한 산화를 최소화하고 인접 층에 대한 부착을 개선하기 위해 탄화 실리콘과 같은 탄소 함유 층을 플라즈마 처리하는 것에 관한 것이다.
1/4 이하 미크론의 멀티-레벨 금속화(Sub-quarter micron multi-level mentalization)는 차세대 극초밀도 집적회로(ULSI)에 대한 중요한 기술중 하나이다. 멀티레벨 상호접속 피쳐(interconnect feature)의 신뢰성 있는 형성은 ULSI의 성공에 있어서 그리고 개별 기판 및 다이상에서 회로 밀도와 품질을 높이기 위한 계속적인 노력에 있어서 매우 중요하다. 회로 밀도가 증가하면, 기판의 스택(stack)내에서 재료와 구조의 변화가 일어난다. 결국, 층 부착 및 내산화성과 같은 일부의 기본적인 성질을 재고려할 필요가 있다.
층들이 연속적으로 증착되면, 구조적 일체성을 유지하고 형성되어지는 소자의 요구 성능을 만족시키는데 있어서 층들 사이의 부착이 중요하게 된다. 배리어 층, 에칭 스톱, 반사방지 코팅(ARC), 패시베이션층 및 기타 층으로서 유용한 새로운 저(low) k 재료를 사용하는 경우, 제작 과정중에 양호한 부착이 이루어져야 한다. 예로서, ULSI를 위한 새로운 재료는, 강도와 같은 바람직한 물리적 성질을 유지하면서도 층의 k값을 낮추기 위해, 불소와 같은 할로겐 도핑을 사용한다. 그러나, 일부 도핑된 재료는 프로세싱중에 가스를 배출할 수 있다. 그러므로, 인접층들이 증착되고 최후로 어닐링되면, 층들은 서로 적절히 부착되지 않고, 그 결과로 층들의 분리가 일어난다.
추가로, 새로운 재료는 특히 산화 플라즈마에 노출된 층의 경우에, 개선된 내산화성을 가질 필요가 있다. 한 예로서, 층들을 패턴화 에칭할 필요가 있으며, 그에 따라 포토레지스트 재료(통상적으로 유기 폴리머)의 층이 다른 층상에 증착되어 에칭 패턴을 형성하는 포토리쏘그래피 프로세스를 실시한다. 에칭 후, 포토레지스트 층은 포토레지스트 층을 활성 산소 플라즈마에 노출함으로써 제거되며, 이런 프로세스를 통상적으로 "애싱(ashing)"이라 한다. 애싱 프로세스의 가혹한 플라즈마-산화중에, 플라즈마의 대전된 입자가 기판과 충돌하여 필름 손실을 야기할 수 있고 및/또는 기판의 결정 격자를 왜곡시킬 수 있으며, 그에 따라 기판상에 형성된 소자의 완전성(integrity)을 손상시킬 수 있다.
부식 또는 필름 손실은 콘택츠, 비아, 라인 및 트렌치와 같은 작은 치수의 피쳐들 사이에 단락 회로를 야기할 수 있다. 애싱으로부터의 산화는 특히 SiC와 같은 탄소 함유 재료에 영향을 주는 것으로 보이며, 그에 따라, 일반적으로 그러한 재료의 부착성과 내산화성을 개선하는 것이 또한 유리할 것이다. 그러므로, 작은 치수 피쳐의 회로 완전성 유지를 위해, 상기와 같은 가혹한 환경에 대한 내산화성 및 필름 손실에 대한 저항을 개선할 필요가 있다.
그러므로, 탄소 함유 재료의 내산화성 및 부착성을 높이는 개선 프로세싱이 필요하다.
본 발명은 추가의 증착층을 필요로하지 않으면서도 탄소 함유층의 부착성 및 내산화성을 개선하는 것이다. 한 특징에서, 본 발명은 Si-C와 같은 탄소 함유층의 노출면을 헬륨(He), 아르콘(Ar)과 같은 불활성 가스 플라즈마 또는 다른 불활성 가스 플라즈마 또는 산화질소(N2O) 플라즈마와 같은 산소 함유 플라즈마로 처리한다. 다른 탄소 함유 재료는 유기 폴리머 재료, αC, αFC, SiCO:H 및 기타 탄소 함유 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게, 플라즈마 처리는 처리되어질 층의 증착에 이어서 인시츄(in-situ; 동일장소내) 방식으로 이루어진다. 바람직하게, 인시츄 증착 및 플라즈마 처리가 일어나는 프로세싱 챔버는 탄소 함유층에 대한 것과 동일 또는 유사한 선구물질을 전달하도록 구성되어 있다. 그러나, 층은 여러 선구물질로 증착될 수 있다. 본 발명은 또한 처리 플라즈마를 생성하는 프로세싱 변수와 그러한 처리 플라즈마를 사용하는 시스템을 제공한다. 탄소 함유 재료는 배리어 층, 에칭 스톱, ARC, 패시베이션층 및 절연층과 같은 다양한 층에 사용될 수 있다.
본 발명의 상술한 특징, 장점 및 목적은 첨부의 도면에서 도시한 실시예를 참고하면 보다 상세히 이해될 수 있을 것이다.
그러나, 첨부의 도면과 아래에 설명한 실시예는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니며 따라서 다른 동등한 효과의 실시예들도 본 발명으로 인정되어야 한다.
본 발명은 추가의 증착층을 필요하지 않으면서도 탄소 함유층을 불활성 가스 플라즈마 또는 산소 함유 플라즈마에 노출시킴으로써 탄소 함유층의 부착성 및 내산화성을 개선하는 것이다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리를 수행할 수 있는 미국 캘리포니아 산타 클라라소재의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드로부터 이용가능한 상표명 CENTURA® DxZTM CVD 챔버와 같은, 화학 기상 증착(CVD) 챔버의 단면도이다. 본 발명은 램프 가열식 프로세스 챔버를 포함하는 여러 프로세스 챔버내에서 실행될 수 있다. 프로세스 챔버(10)는 가스 분배 매니폴드(11)를 포함하며, 가스 분배 매니폴드는 통상적으로 "샤워헤드"로 불리며, 프로세스 가스를 매니폴드내의 천공 홀(도시 생략)을 통해서 기판 지지부(12)상에 놓여있는 기판(16)으로 분산시킨다. 기판 지지부(12)는 저항식으로 가열되며 지지 스템(stem)(13)상에 장착되어 있으므로, 기판 지지부와 그 기판 지지부의 상부면상에 지지된 기판은 리프트 모터(14)에 의해 매니폴드(11)에 인접한 상부 프로세싱 위치와 하부 로딩/오프-로딩 위치 사이에서 제어가능하게 이동될 수 있다. 기판 지지부(12)와 기판(16)이 프로세싱 위치에 있을 때, 절연 링(17)에 의해 둘러싸인다. 처리중에, 매니폴드(11)로 유입된 가스는 기판 표면에 걸쳐서 방사방향으로 균일하게 분배된다. 가스는 진공 펌프 시스템(32)에 의해 포트(24)를 통해서 배기된다. 제어된 플라즈마는 RF 전원(25)으로부터 분배 매니폴드(11)에 RF에너지를 가하므로써 기판에 인접해서 형성된다. 기판 지지부(12)와 챔버 벽은 통상적으로 접지되어 있다. RF 전원(25)은 단일 주파수 또는 혼합된 주파수 RF 전력를 매니폴드(11)에 공급하여 챔버(10)로 도입된 어떠한 가스의 분해도 향상시킬 수 있다. 제어기(34)는 전원, 리프트 모터, 가스 분사용 질량(mass) 제어기, 진공 펌프 기능, 그리고 다른 관련된 챔버 및/또는 프로세싱 기능을 제어한다. 제어기는 메모리(38)(바람직한 실시예에서 하드 디스크 드라이브)내에 저장된 시스템 제어 소프트웨어를 실행하고, 아날로그 및 디지털 입력/출력 보드, 인터페이스 보드 및 스텝퍼 모터 제어기 보드를 포함할 수 있다. 광학 및/또는 자기 센서는 일반적으로 가동(movable) 기계 어셈블리의 위치를 이동시키고 결정하는데 사용된다. 이런 CVD 프로세스 챔버의 예는 본 발명의 출원인인 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드에 양도된 왕(Wang) 등의 미국 특허 제 5,000,113 호에 기술되어 있으며, 이는 여기서 참고로 사용되며, 발명의 명칭이 "열적 CVD/PECVD 반응기 및 이산화 실리콘의 열 화학 증착 및 인시츄 멀티 스텝 평탄화 프로세스에서의 용도(Thermal CVD/PECVD Reactor and Use for Thermal Chemical Vapor Deposition of Silicon Dioxide and in-situ Multi-step Planarized Process)"이다.
상기 CVD 시스템 설명은 주로 설명을 위한 것이며, 전극 사이클로트론 공명(ECR) 플라즈마 CVD 장치, 유도 결합 RF 고밀도 플라즈마 CVD 장치 등과 같은 다른 플르즈마 장치도 사용될 수 있다. 추가로, 상술한 시스템의 변경, 예를 들어 기판 지지부 디자인, 가열기 디자인, RF 전력 연결부의 위치, 전극 구성 및 다른 특성들의 변경이 가능하다. 예들 들어, 기판은 저항식으로 가열된 기판 지지부에 의해 지지되고 가열될 수 있다.
He 플라즈마를 사용한 프로세스 변수가 표 1에 제공되어 있고, N2O를 사용한 프로세스 변수가 표 2에 제공되어 있다. 이들 가스들은 대표적인 가스들이며, 다른 불활성 가스 또는 다른 산소 함유 가스와 같은 여러 가스들도 사용될 수 있다.
He 플라즈마
변수 He(sccm) 범위 100 - 4000 바람직하게 500 - 2500 보다 바람직하게 750 - 2000
압력(토르) 1 - 12 2 - 10 4 - 9
RF 전력(W) 50 - 800 100 - 500 100 - 400
RF 전력 밀도(W/in2) 0.7 - 11 1.4 - 7.2 1.4 - 5.7
온도(℃) 0 - 500 50 - 450 100 - 400
이격 거리(mils) 200 -700 300 - 600 300 - 500
N2O 플라즈마
변수 He(sccm) 범위 100 - 4000 바람직하게 500 - 2500 보다 바람직하게 750 - 2000
압력(토르) 1 - 12 2 - 10 4 - 9
RF 전력(W) 50 - 800 100 - 500 100 - 400
RF 전력 밀도(W/in2) 0.7 - 11 1.4 - 7.2 1.4 - 5.7
온도(℃) 0 - 500 50 - 450 100 - 400
이격 거리(mils) 200 -700 300 - 600 300 - 500
상기 프로세스 변수들은 상술한 상표명 CENTURA® DxZTM CVD 챔버내에, 본 발명에 따라서, SiC와 같은 탄소 함유층의 노출 표면을 He 또는 N2O 플라즈마 또는 다른 불활성 또는 산화 가스로 처리하는데 사용될 수 있다. 표 1 또는 표 2의 매개변수를 사용하여, He 또는 N2O 가스 각각은 약 100 내지 약 4000 표준 입방 센티메터(sccm), 보다 바람직하게 약 750 내지 2000 sccm의 유량으로 챔버로 흐른다. 챔버 압력은 약 1내지 약 12 토르, 보다 바람직하게 약 4 내지 약 9 토르에서 유지된다. 단일 13.56 MHz RF 전원은 약 50 내지 약 800 와트(W), 보다 바람직하게 약 100 내지 400 W를 챔버에 전달한다. 약 0.108 내지 1.705W/cm2( 0.7 내지 11 W/in2 ), 보다 바람직하게 약 0.217 내지 약 0.88W/cm2(약 1.4 내지 5.7 W/in2)의 전력 밀도가 사용된다. RF 전원은 혼합 주파수 RF 전원일 수도 있다. 기판 표면 온도는 약 0 내지 500℃, 보다 바람직하게 약 100 내지 400℃로 유지된다. 기판은 가스 판으로부터 약 200 내지 약 700 mils, 보다 바람직하게 약 300 내지 500 mils 떨어져 배치되어 있다.
바람직하게, 기판은 약 10 내지 약 40 초 동안 노출된다. 대부분의 경우에, 하나의 처리 사이클의 마지막 20초는 부착성 증가 및/또는 산화에 대한 민감성 감소를 위해 층을 효과적으로 처리한다. 특히 추가의 증착층을 요하지 않고 부착성을 개선하는 프로세스들에서, 부착을 개선하는데 도움이 되도록 다른 챔버, 기판층 및 다른 가스에 대한 매개변수가 조정될 수 있다.
본 발명은 다양한 재료를 처리하는데 유익하다. 예를 들어, 이들 재료는 유기 폴리머 재료, αC, αFC, SiCO:H와 같은 주로 탄소 함유층 및 다른 탄소 함유 재료를 포함할 수 있다.
여러 용도에 우수하게 사용될 수 있는 한 재료는 1998년 10월 1일자 출원된 발명의 명칭이 "배리어 층 및 에칭 스톱으로 사용하기 위한 실리콘 카바이드 증착(A Silicon Carbide Deposition For Use As A Barrier Layer And An Etch Stop)"인 계류중인 미국 특허 출원 제 09/165,248 호와 1998년 12월 23일자 출원된 발명의 명칭이 "저 절연 상수 ARC로서 사용하기 위한 실리콘 카바이드 증착(A Silicon Carbide Deposition For Use As a Low Dielectric Constant Anti-Reflective Coating)"인 일부 연속 출원의 미국 특허 출원 제 09/219,945 호내에 기술된 저 k SiC이다. 이들 양 특허 출원은 본 발명의 출원인인, 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 소유이며, 여기서 참고로 사용되고 있다. 이 특정 SiC는 배리어층, 에칭 스톱, ARC 및/또는 패시베이션층으로 기능하고 뿐만 아니라 저 k값을 가질 수 있는 장점을 제공하고 부착성 향상 및 내산화성 증가의 이익을 얻을 수 있다.
상기 프로세스 변수는 7보다 작은, 바람직하게 약 5이하, 보다 바람직하게 약 4.2 이하의 절연 상수를 가지는 SiC 재료를 생산한다. 이런 SiC 층을 200mm 웨이퍼상에 증착하도록, 트리메틸실란(trimethylsilane)과 같은 반응성 가스 소오스는, 반응 영역으로 도입되는 산소의 실질적인 소오스 없이, 상술한 상표명 CENTURA® DxZTM CVD 챔버와 같은 반응 챔버로 흐르며, 상기 트리메틸실란은 약 50 내지 약 200 sccm의 바람직한 유량으로 흐른다. 바람직하게, 헬륨 또는 아르곤과 같은, 희가스는 또한 약 200 내지 1000 sccm의 유량으로 챔버로 흐른다. 챔버 압력은 약 6내지 약 10 토르에서 유지된다. 바람직하게, 단일 13.56 MHz RF 전원은 약 400 내지 약 600 W 즉, 바람직하게 약 0.88 내지 약 1.33W/cm2(약 5.7 내지 약 8.6 W/in2 )의 전력 밀도를 챔버로 공급한다. 바람직하게, 기판 표면 온도는 SiC의 증착 동안 약 300℃ 내지 400℃로 유지되며, 기판은 바람직하게 가스 샤워헤드로부터 약 300 내지 약 500mils(mils) 떨어져 배치되어 있다.
도 2는 본 발명에 따라 He 및 N2O로 처리된 SiC의 샘플의 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR) 분석도이며, 각 처리된 SiC층의 결합 구조를 도시하고 있다. 상부선(A)은 증착한 그 상태의 SiC층의 결합 구조를 도시한다. Si(CH3)n 및 SiC 결합을 포함하는, 본 발명에 적용가능한 여러 결합 구조에 대응하는 분석의 부분들도 확인되어져 있다. He 플라즈마 처리후 시편의 결합 구조가 선(A)상에 표시되어 있다. 도시한 바와 같이, He 플라즈마 노출은 시편의 검출된 결합 구조 및 조성에 최소의 영향을 미치거나 또는 영향을 미치지 않는다. 또한, O2 플라즈마 노출 후 시편의 결합 구조가 선(A)상에 표시되어 있다. O2 플라즈마로 기판을 처리하기전에 약 10 내지 약 30분 동안 기판을 He 플라즈마로 조절(conditioning)함으로써, 기판은 O2 플라즈마 노출로부터 실질적으로 영향을 받지 않는다.
아래쪽 선(B)은 N2O 플라즈마 처리후 SiC 시편의 결합 구조를 도시한다. N2O 플라즈마 처리는 상부의 선(A)에 도시한 비처리된 시편으로부터 결합 구조를 변경한다. 이 변화는 N2O 플라즈마 처리된 시편의 Si-O 결합 구조내에서 크게 나타난다. 아래쪽 선(B)에는 N2O 플라즈마에 의해 처리되어지고 그 다음, 약 10 내지 약 30분 동안 애싱과 같은 O2 플라즈마 노출을 받게 한 시편의 결합 구조를 도시한다. 여기서는 N2O로 플라즈마 처리 후의 시편과 후속 O2 플라즈마 노출 후의 시편의 결합 구조의 실질적인 차이는 나타나 있지 않다.
ESCA/XPS 및 FTIR 분석에 의해 검출하면 SiC층의 조성에 He플라즈마가 크게 영향을 주지 못하는 결과를 확인할 수 있다. He 처리는 N2O 플라즈마 처리보다 화학 조성에 보다 덜한 변화를 야기한다. 이 변화는, He 플라즈마 노출로 인한, 주로 표면층 결합 구조의 물리적 변화, 주로 Si 불포화 결합(dangling bond)으로 믿어진다. He 플라즈마 처리에 의한 표면 변화는 약 5Å 내지 10Å 미만의 깊이에서 있을 수 있다. SiC의 N2O 플라즈마 경우에, N2O 가스부터의 산소는 SiC 표면에서 반응하여 Si-O결합 및/또는 C-O 결합을 형성하며, 그러한 결합은 Si 불포화 결합을 감소시키고 부착성 및 내산화성을 개선한다.
예 1
표 3 및 표 4는 절연층에 증착되고 He 또는 N2O 플라즈마와 같은, 처리 플라즈마에 노출된 SiC 층의 화학 조성 변화와 결합 구조 변화에 대한 전자분광 화학 분석법/ X-선 광전자 분광법(ESCA/ XPS) 분석 데이터를 나타낸다.
일련의 SiC 층은 표 1 및 표 2에 도시한 프로세스 변수에 따라서 플라즈마 처리에 노출된다. He 또는 N2O 가스는 약 1500 sccm의 유량으로 챔버로 흐르고, 챔버 압력은 약 8.5 토르로 유지되고, 단일 13.56 MHz RF 전원은 약 250W를 200mm 웨이퍼용 챔버에 전달한다. 기판 표면 온도는 약 250 내지 400℃로 유지되며 기판은 가스 판으로부터 약 400 mils 떨어져 배치되어 있다. 기판은 바람직하게 약 20 초 동안 노출된다.
샘플 C O Si N F Cl
베이스 비처리 56 8 36 -- -- 0.5
He 플라즈마 56 8 34 1 0.5 --
N2O 플라즈마 표면 5 67 28 -- -- --
N2O 플라즈마 벌크 35 24 36 4 -- --

비처리된 SiC 샘플은 약 56% C, 8% O, 36% Si, 및 무시할 수 있는 양의 N, F 및 Cl 을 포함한다. He 플라즈마에 의해 처리된 SiC 층은 비처리된 SiC 와 유사한 조성물을 포함한다. He 플라즈마는 산소, 수소 및/또는 질소를 포함하는 다른 가스의 실질적인 존재없이 사용된다. He 가스 플라즈마내에 존재하는 정도의 산소, 수소 및/또는 질소는 무시가능하다.
표면에서 또는 표면 가까이 에서 측정한 N2O 처리된 샘플에서 SiC층의 조성은 약 5% C, 67% O, 28% Si로 변하며, 이는 SiC층의 표면의 추가의 산화를 반영한 것이다. N2O 플라즈마 노출에 의한 표면의 조성 변화 때문에, 약 3000Å의 두께를 가지는 층 단면의 벌크(bulk)를 통해서 SiC층을 분석하였다. 분석은 약 35% C, 24% O, 36% Si 및 3% N까지의 조성의 변화를 보여준다.
표 4는 ESCA/XPS분석 레포트의 데이터를 나타내며, 표 3의 샘플의 탄소와 관련된 화학 결합 구조 및 탄소 함량을 상세히 나타낸다.
샘플 Si-C C-C, C-H C-O C=C-O
베이스 69 30 1 --
He 플라즈마 68 29 3 --
N2O 플라즈마 표면 -- 78 20 2
N2O 플라즈마 벌크 84 16 -- --

결과는 결합 구조가 He 플라즈마 처리로 상당히 일정하게 유지되는 것을 보여준다. SiC 표면 조성은 N2O 플라즈마 처리로 개선되어 보다 많은 C-C 및 C-H 결합을 포함하게 되며, Si-O 및/또는 C-O결합을 형성하고 그렇지 않으면 Si 불포화 결합 또는 다른 불포화 결합을 부동태화(passivate)시키는 것으로 믿어진다. 표면에서의 결합 변화는 후속 층에 대한 부착성을 증가시킨다. 추가로, N2O는 제어된 N2O 노출에 의해 층의 얇은 부분을 산화시켜, 비처리된 층과 비교해서 추가적이고 보다 더 깊은 산화에 대해 저항하는 표면을 만든다.
예 2
표 5는 애싱 호환성(compatibility) 연구에서 SiC의 플라즈마 처리의 결과를 나타낸다. 표 1 및 표 2에 기재된 바람직한 프로세스 매개변수를 사용해서, SiC를 가진 일련의 시편을 본 발명에 따라 He 또는 N2O 플라즈마로 처리한다. SiC 층의 하나의 시편은 비교 시편으로써 비처리된 상태로 남고, 다른 시편은 다른 비교 시편으로써 SiC 층상에 언도핑 실리콘 산화층(USG)을 증착한다.
이 예에서, He 또는 N2O 가스는 약 1500 sccm의 유량으로 챔버로 흐르고, 챔버 압력은 약 8.5 토르로 유지되고, 단일 13.56 MHz RF 전원은 200mm 웨이퍼용 챔버에 약 250W를 전달한다. 기판 표면 온도는 약 350 내지 450℃로 유지되며 기판은 가스 판으로부터 약 400 mils 떨어져 배치되어 있다. 기판은 약 20 초 동안 플라즈마에 노출된다. 두께 측정은 포토레지스트 층을 제거하기 위해 산소 플라즈마를 사용하는 애싱 프로세스 전에 그리고 그 후에 실시된다. 기재된 바와 같이, 결과는 He 및 N2O 플라즈마 처리가 공기 또는 애싱과 같은 다른 산화 환경에서 추가적인 산화를 감소시키거나 방지하는 것을 보여준다.
샘플 SiC 애싱 전 두께 Å 애싱 후 두께 Å
산화층 SiC 층 전체 산화층 SiC 층 전체
베이스 비처리된 층 40 2895 2935 191 2874 3065
He 플라즈마 0 3108 3108 60 3008 3068
N2O 플라즈마 210 2821 3031 255 2673 2928
USG 층이 증착된 베이스 242 2978 3220 256 3064 3320

비처리된 SiC와 플라즈마 처리된 SiC사이의 구별은 표 5에 기재한 대략적인 산화층 두께의 차이를 비교함으로써 알 수 있다. 산화로 인한 층 두께의 큰 증가는, 절연 상수를 증가시키거나 배리어층의 금속 확산 방지 능력을 감소시킴으로써, 전체 층의 특성에 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 산화된 층 두께의 증가를 최소화시키는 것이 바람직하다. 비처리된 SiC층의 산화층 두께는 애싱 전 약 40Å이고 애싱후 약 191Å이므로, 증가 분은 약 150Å이다. 이와 대조적으로, He 플라즈마로 처리된 SiC층의 산화층 두께는 애싱 전 약 0Å이고 애싱후 약 60Å이므로, 증가 분은 약 60Å이다. N2O 플라즈마로 처리된 SiC는 약 210Å의 초기 산화층 두께를 가지며, 애싱 프로세스 후 약 225Å의 산화층 두께를 만드므로, 증가 분은 약 45Å이다. 플라즈마 처리된 SiC층과 비교해서, 약 240Å의 USG가 SiC층위에 증착되고 그리고 나서 애싱 프로세스에 노출된다. 애싱 전의 두께는 약 242Å이고 애싱후는 약 256Å이므로, 증가 분은 약 14Å이다.
테스트 결과는, 처리된 SiC층이 비처리된 SiC층 보다 애싱으로 인한 산화에 대해 약 300% 정도 더 강한 것을 나타낸다. 결과는 또한 처리된 SiC층은 USP층이 상부에 증착된 하부의 SiC층 보다 단지 약 30Å 내지 약 45Å 더 많은 산화를 야기하는 것을 나타낸다.
예 3
일련의 SiC 층이 표 2에 설명한 프로세스 변수에 따라서 N2O 플라즈마 처리에 노출된다. 특히, 이 예에서, 약 1500 sccm의 N2O 가스가 챔버로 흐르고, 챔버 압력은 약 8.5 토르에서 유지되고, 약 250W의 RF 전원이 챔버에 전달되고, 기판 표면 온도는 약 350 내지 400℃로 유지되며, 기판과 가스 판과의 이격거리는 약 400 mils이다. 이 테스트에서, 기판 층은 5000-20000Å 두께의 USG 층, 200-1000Å 두께의 SiC 층, 그리고 증착된 다른 USG 산화층을 포함하며, 500Å의 질화재료 층으로 캡핑된(capped)된다. SiC층은 USG층의 증착 전에 본 발명의 플라즈마로 처리된다. 테스트의 한 세트에서, SiC층을 가진 시편은 약 20초 동안 N2O 플라즈마로 처리된다. 시편의 한 세트상에, 7000Å의 USG 재료 층이 증착되고, 다른 세트상에, 10000Å의 USG 재료 층이 증착되며, 각 두께는 상업적 실시예들에서의 통상적인 증착 두께를 나타낸다. 유사한 시편들이 준비되고, 여기에 유사한 USG 두께가 증착되고 SiC층이 20초 대신에 약 30초 동안 처리된다. 각 세트는 약 1시간, 2시간, 3시간 및 4시간의 어닐링 후에 광학 현미경으로 박리에 관해 검사된다. 심지어 450℃의 어닐링 온도에서도, 시편은 박리를 나타내지 않고 있다.
USG 층이 증착된 유사한 SiC층에 대해, 처리 시간은 유사하지만 표 1의 변수에 따른 He 플라즈마 처리 프로세스를 이용하여, 유사한 일련의 테스트를 실시한다. 특히, 이 예에서, 약 1500 sccm의 He 가스가 챔버로 흐르고, 챔버 압력은 약 8.5 토르에서 유지되고, 약 250W의 RF 전원이 챔버에 전달되고, 기판 표면 온도는 약 350 내지 400℃로 유지되며, 기판과 가스 판과의 이격거리는 약 400 mils이다. He 플라즈마 처리는 N2O 플라즈마 처리와 유사한 결과를 초래한다.
예 4
일련의 SiC 층이 본 발명의 플라즈마 처리에 노출되고 층 부착 특성을 테스트하였다. 사용된 처리 매개변수는 표 2의 양호한 범위내에 있다. 특히, 이 예에서, 약 1500 sccm의 N2O 가스가 챔버로 흐르고, 챔버 압력은 약 8.5 토르로 유지되며, 약 250W의 RF 전원이 챔버에 전달되고, 기판 표면 온도는 약 350 내지 400℃로 유지되며, 기판과 가스 판과의 이격거리는 약 400 mils이다. 기판 층은 5000Å 두께의 USG 층, 500Å 두께의 SiC 층을 포함하며, SiC 층은 약 20초 동안 플라즈마 처리에 의해 처리된다. 약 10000Å의 다른 USG 산화층이 증착되고, 그 다음에 500Å 두께의 질화재료 층으로 캡핑된다. 각 기판 스택은 박리를 야기하는 수소 및 다른 가스의 확산을 촉진하도록 450℃에서 약 30분이 소요되는 각 사이클을 4 내지 8회 반복하여, 전체적으로 약 2내지 4시간 동안 어닐링된다.
그리고 나서, 층 부착성은 "스터드 풀 데스트(stud pull test)"에 의해 테스트되며, 이때 스터드는 통상적으로 에폭시 부착제에 의해 스택에 부착되고, 그 다음에 인장 방향으로 당겨지고 스터드 또는 에폭시 부착제가 기판으로부터 떨어지거나 또는 층이 나머지 기판 층으로부터 분리될 때까지의 인장력을 측정한다. 심지어 450℃의 어닐링 온도에서 몇 사이클을 거치더라, 시편은 스터드가 기판으로부터 분리되기전에 박리되지 않는다. 20초 동안 SiC를 N2O 플라즈마 처리하면, SiC로부터 후속 층을 상승 또는 분리하는데 약 11000 psi(pounds per square inch)보다 큰 힘이 필요하며, 여기서 스터드는 층의 어떠한 박리도 없이 약 11000psi에서 에폭시로부터 분리된다.
유사한 테스트 세트가 표 1의 He 플라즈마 처리 매개변수를 사용해서 SiC 시편에 대해 실시된다. 특히, 이 예에서, 약 1500 sccm의 He 가스가 챔버로 흐르고, 챔버 압력은 약 8.5 토르이고, 약 250W의 RF 전원은 챔버에 전달되고, 기판 표면 온도는 약 350 내지 400℃로 유지되며, 기판과 가스 판과의 이격거리는 약 400 mils이다. 상술한 N2O 플라즈마 처리와 같은 유사한 층 두께와 유사한 노출 시간이 He 플라즈마 처리에 사용된다.
He 플라즈마 처리하면, SiC로부터 후속 층을 상승 또는 분리하는데 약 7900 psi보다 큰 힘이 필요하며, 여기서 스터드는 약 7900psi에서 에폭시로부터 분리된다. 상업적으로, 약 4000psi의 값이 수용가능하다. 비교하면, 본 발명에 따른 처리를 하지 않은 유사한 스택은 통상적으로 약 1000psi 미만에서 일반적으로 스터드 풀 테스트를 실패하며 박리된다. 특히 SiC 증착과 He 플라즈마 처리사이의 화학적 유사성 때문에, He 플라즈마가 바람직하고 대부분의 기판의 상업적인 프로세싱에 대해서 충분하다.
본 발명은 다마신(damascene) 구조를 포함하는 다양한 구조에 사용될 수 있고 이런 구조내의 다양한 층에 사용될 수 있다. 도 3은 하나의 예시적인 다마신 구조를 개략적으로 도시하며, 바람직한 실시예에서 상기 다마신 구조는 배리어 층, 에칭 스톱, ARC 와 같은 몇몇 SiC층 및/또는 다른 층을 포함하며, 각 층은 본 발명의 플라즈마 처리에 노출될 수 있다. 더욱이, 바람직하게, 구조물은 스택내의 둘 이상의 다양한 층의 인시츄 증착을 포함한다. 절연층은 SiC에서와 동일하거나 유사한 선구물질로 증착되거나 다른 선구물질로 증착될 수 있다. 피쳐내에 증착된 구리와 같은 금속 층에 대해서, 바람직하게 실시예는 또한 암모니아와 같은 환원제를 포함하는 플라즈마를 이용하여 금속 표면상에서 발생될 수 있는 산화물을 감소시킬 수 있다.
이중 다마신 구조를 형성하는데 있어서 둘 이상의 방식이 사용될 수 있으며, 여기서, 라인/트렌치는 비아/콘택트와 동시에 충진된다. "카운터보어(counterbore)" 방식에서, 집적 회로는 통상적으로 배리어 층, 제 1절연 층, 에칭 스톱, 제 2절연 층, ARC 및 포토레지스트의 증착 및 이어지는 기판의 에칭에 의해서 형성된다. 도 3에서, 집적회로(10)는 하층의 기판(60)을 포함하며, 여기에 증착된 일련의 층을 포함할 수 있으며, 기판에 피쳐(62)가 형성된다. 구리와 같은, 도체가 피쳐(62)위에 증착되면, 도체는 산화될 수 있다. 다양한 층의 증착과 인시츄 상태에서, 도체상의 산화물을 암모니아와 같은, 질소 및 수소로 구성된 환원제를 포함하는 플라즈마에 노출시켜 산화물을 감소시킬 수 있다. 한 실시예가 여기서 참고로 사용하고 있는 계류중인 미국 특허 출원 제 09/193,920 호에 기술되어 있으며, 여기서 약 100 내지 약 1000 sccm의 암모니아 유량, 약 1 내지 9 토르의 챔버 압력, 200mm 웨이퍼의 경우에 약 100 내지 약 1000W의 RF 전력, 약 200 내지 600 mils의 기판과 가스판의 이격 거리를 사용해서, 플라즈마 프로세스 매개변수를 기술한다.
SiC는 배리어층, 에칭 스톱, ARC 및/또는 절연층을 가지는 패시베이션층과 인시츄 상태에서 증착될 수 있다. 각 SiC층에 대해서, 본 발명의 플라즈마 처리가 사용될 수 있다. 예를 들어, 바람직하게 두께가 약 500Å인 SiC 배리어층(64)이 기판 및 피쳐위에 증착된다. 기판을 제거할 필요 없이, 절연층(66)이 배리어층(64)상에 인-시츄 방식으로 바람직하게 약 500Å 두께로 증착될 수 있다. 바람직하게, 절연층은 저 k특성을 가진 절연 재료의 산화물이다. 절연층은 도핑되지 않은 실리콘 유리(USG)로써 또한 알려진 도핑되지 않은 이산화실리콘, 플루오르-도핑된 실리콘 유리(FSG), 또는 다른 실리콘-탄소-산소계 재료일 수 있으며, 이들 재료중 일부는 저 k 재료일 수 있다. 이어서, 본 발명에 따른 SiC 재료의 저 k 에칭 스톱(68)이 절연층(66)상에 약 200Å 내지 1000Å, 바람직하게 500Å 두께로 인시츄 증착된다. 에칭 스톱 재료는 통상적으로 에칭되어진 절연층에 비해서 낮은 에칭 속도를 가지며 예정된 깊이에 도달하는 것을 보장하도록 에칭 프로세스내에서 약간의 유연성을 허용하는 재료이다. 일부 잘 규명된 에칭 프로세스에서, 에칭 스톱은 불필요할 수 있다. 다른 절연층(70)은 약 5,000Å 내지 10,000Å, 바람직하게 약 7,000Å의 두께로 에칭 스톱(68)위에 증착된다. 절연층(70)은 절연층(66)과 동일한 재료일 수 있다. 유사하게, 절연층(70)은 배리어층(64), 절연층(66) 및 에칭 스톱(68)과 인시츄 방식으로 증착될 수 있다. 마찬가지로 SiC 재료로 구성되고 바람직하게 두께가 약 600Å 두께의 ARC(72)는, 하부의 에칭 스톱 및 배리어층과 동일한 또는 유사한 화학물질을 사용해서, 절연층(70)상에 증착된다. ARC 증착 후, 포토레지스트 층(도시 생략)이 ARC(72)상에 증착된다. 일반적으로 포토레지스터의 증착 및 노출과 에칭은 다른 챔버내에서 이루어질 것이다. 포토레지스트 층은, 종래의 포토리쏘그래피를 사용해서, 비아/콘택트(20a)용 패턴을 형성하도록 노출된다. 그리고 나서 통상적으로 플루오르, 탄소 및 산소 이온을 사용하는 종래의 애칭 프로세스를 이용하여, 층들을 에칭하여 비아/콘택트(20a)를 형성한다. 이어서, 포토레지스트 층을 제거한다. 라인/트렌치(20b)와 같은 피쳐를 패턴화하도록 다른 포토레지스트 층이 증착 및 노출되며, 그 층이 에칭되어 라인/트렌치(20b)를 형성한다. 이어서, 포토레지스트 층은 제거된다. 라이너(22)가 피쳐 위에 또는 피쳐들 사이의 필드상에 필요할 수도 있으며, 이것은 통상적으로 Ta, TaN, Ti, TiN 및 다른 재료이다. 그리고 나서, 구리 또는 알루미늄과 같은 도전성 재료(20)가 비아/콘택트(20a) 및 라인/트렌치(20b) 양자내에 동시에 증착된다. 도전성 재료(20)가 피쳐위에 증착된 후에, 산화물 감소를 위해 암모니아와 같은 환원제를 함유하는 플라즈마에 또한 노출될 수 있다. 다른 SiC 배리어층(75)이 도전성 재료(20)위에 증착되어 후속 층들을 통해서 도체가 확산되는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
이중 다마신 구조를 만들기 위한 다른 방식은 "자체-정렬 콘택트(self-aligning contact;SAC)"로서 알려져 있다. SAC 방식은, 포토레지스터 층이 에칭 스톱위에 증착되며, 에칭 스톱이 에칭되고 포토레지스터가 제거된다는 것을 제외하고, 카운터보어 방식과 유사하다. 그 다음에, 다른 절연 층과 같은 후속 층이 패턴화된 에칭 스톱위에 증착되며, ARC가 상기 절연층 위에 증착되고, 제 2 포토레지스트 층이 ARC위에 증착되며, 여기서 스택은 다시 에칭된다. 도 3의 실시예에서, 예를 들어, 통상적으로 에칭 스톱 증착과 분리된 챔버내에서 포토레지스터 층(도시 생략)이 에칭 스톱(68)위에 증착된다. 에칭 스톱(68)은 비아/콘택트(20a)용 패턴을 형성하도록 에칭된다. 포토레지스터는 제거된다. 그 다음에 절연층(70)과 ARC(72)는 에칭 스톱이 증착되어진 챔버와 동일한 챔버내에서 인시츄 방식으로 증착될 수 있다. 다른 포토레지스터 층이 ARC(72)상에 증착된다. 그리고 나서 포토레지스터는 라인/트렌치(20b)용 패턴을 형성하도록 노출된다. 이어서, 라인/트렌치(20b)와 비아/콘택트(20a)는 동시에 에칭된다. 후속하여, 포토레지스트 층이 제거된다. 도전성 재료(20)와, 필요하다면 다른 배리어 층(75)이 기판위에 증착된다.
여러 재료 및 변수의 수를 감소시키기 때문에, 특히 SiC가 배리어 층, 에칭 스톱, ARC 층 및 심지어 패시베이션층 및 습기 배리어로서 사용될 수 있기 때문에 인시츄 프로세싱이 향상된다. 인시츄 프로세싱은 더욱이 절연층을 증착하는데 있어서 동일하거나 유사한 선구물질을 사용함으로써 바람직한 실시예에서 향상된다. 층 증착과 챔버 클리닝 사이에 프로세싱 챔버로부터 기판을 제거할 필요성을 줄이거나 제거하는 것은 생산량을 개선하고, 휴지 시간을 줄이며, 오염의 위험을 줄인다.
일부 예에서, 프로세스 조건을 조정함으로써 동일한 챔버내에서 에칭이 수행될 수 있다. 그러나, 많은 경우에, 기판은 에칭 챔버로 이동될 것이다. 이런 경우에, 프로세싱은 증착 챔버와 에칭 챔버 양자를 가지는 클러스터 툴(cluster tool) 내에서 수행될 수 있으며, 이와 같은 클러스터 툴은 본 발명의 출원인에게 양도되고 여기서 참고로 사용되고 있는 미국 특허 제 4,951,601 호에 기재되어 있다. 밀봉가능한 클러스터 툴은 주변 조건에의 불필요한 노출없이 클러스터 툴내에서 프로세싱을 할 수 있게 한다. 그러나, 가능한 경우, 바람직한 장치는 동일한 챔버내에서의 프로세싱을 가능하게 하여 챔버들 사이의 이동 시간을 줄여서 생산량을 높일 수 있게 한다.
더욱이, 인시츄 프로세싱은 증착된 층과 그 전의 층 사이의 전이 속도의 정확한 제어를 제공한다. 두층 사이의 전이는 화학물질들 사이의 전이와 층을 증착하는데 사용된 관련 프로세스 매개변수에 의해 제어된다. 본 발명의 방법은 플라즈마, 프로세스 가스 유량 및 다른 프로세싱 매개변수의 제어를 통해서 전이의 정확한 제어를 할 수 있다. 전이는 기판을 챔버내에 유지시키면서 절연층 및 다양한 SiC층의 증착 후에 플라즈마를 소거시킴으로써 급격하게 이루어질 수 있다. 또한 예들 들어 프로세스 가스들의 유량을 변경함으로써 점증적인 전이도 얻을 수 있다. FSG 절연층을 증착하는 공정에서, FSG 증착에 흔히 사용되는 실리콘 테트라플루오라이드의 유량을 감소시키면서 헬륨 또는 아르곤 유동을 증가시킴으로써 절연층으로부터 SiC층으로의 부드러운 전이를 만들수 있다. 전이에서의 유연성(flexibility)에 의해 인시츄 방식으로 다수의 층을 증착할 수 있게 된다. 상술한 내용은 예시적인 과정(exemplary sequence)을 언급하고 있으나 이런 과정으로 제한하고자 하는 것은 아니며, 즉, 이런 인시츄 프로세싱은 다양한 과정에 적용될 수 있다. 또한, 이들 구조는 이중 다마신 구조의 예이며 이에 제한되지 않고 다른 실시예도 가능하다.
도시되고 설명되어 있는 실시예는 첨부의 청구범위에 의해 제공된 것 외에는 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 더욱이, 실시예들에서, 층의 순서는 변경될 수 있으며, 그러므로, 상세한 설명 및 청구범위에서의 용어 "증착" 등은 기존 층위에 증착된 층을 포함하지만 반드시 기존 층에 인접해 있을 필요는 없으며 스택내에서 보다 높게 위치될 수도 있다. 예들 들어, 제한적인 의미 없이, 다양한 라이너 층이 절연층, 배리어 층, 에칭 스톱, 금속 층 및 다른 층에 인접해서 증착될 수 있다.
상술한 내용은 본 발명의 양호한 실시예에 관한 것이며, 추가의 본 발명의 실시예는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 발명될 수 있으며, 본 발명의 범위는 아래의 청구 범위에 의해 결정된다.
본 발명은 추가의 증착층을 필요하지 않고 탄소 함유층을 불활성 가스 플라즈마 또는 산소 함유 플라즈마에 노출함으로써 탄소 함유층의 부착성 및 내산화성을 개선한다.

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  24. 반도체 기판 프로세싱 방법으로서:
    탄화 실리콘 층을 반도체 기판상에 증착하는 단계;
    필수적으로 불활성 가스로 이루어진 플라즈마를 이용하여 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계; 및
    상기 탄화 실리콘 층 위에 실리콘-탄소-산소계 재료를 포함하는 층을 증착하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계는 탄화 실리콘 층의 내산화성을 높이는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  26. 제 24항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계는 실리콘-탄소-산소계 재료를 포함하는 층이 상기 탄화 실리콘 층으로부터 분리되는 것을 방지하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 불활성 가스가 He 인 반도체 기판 프로세싱 방법.
  28. 제 24항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계는, 상기 불활성 가스를 100 내지 4000 sccm 유량으로 프로세싱 챔버로 유동시키고, 챔버 압력을 1 내지 12 토르로 설정하고, RF전력을 챔버의 전극에 인가하여 0.7 내지 11 W/in2의 전력 밀도를 제공함으로써 생성된 플라즈마에 상기 탄화 실리콘 층을 노출시키는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  29. 제 24항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계 및 상기 탄화 실리콘 층을 증착시키는 단계는 단일 프로세스 챔버내에서 실시되는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  30. 제 24항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계는 푸리에 변환 적외선 분광기로 탐지할 때 상기 탄화 실리콘 층의 조성을 변화시키기 않는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  31. 반도체 기판 프로세싱 방법으로서:
    실리콘-탄소-산소계 재료를 포함하는 층을 반도체 기판의 표면상에 증착하는 단계;
    실리콘-탄소-산소계 재료상에 탄화 실리콘 층을 증착하는 단계; 및
    필수적으로 불활성 가스로 이루어진 플라즈마를 이용하여 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  32. 제 31항에 있어서, 포토레지스트 층을 상기 탄화 실리콘 층상에 증착하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 처리를 위한 플라즈마는 헬륨(He) 플라즈마를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  34. 제 31항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층은 트리메틸실란에 의해 증착되는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  35. 제 31항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층 및 실리콘-탄소-산소계 재료가 동일한 전구체로 증착되는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  36. 제 31항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 처리하는 단계는 상기 탄화 실리콘 층의 증착과 인시츄 방식으로 실시되는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  37. 제 31항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 불활성 가스를 100 내지 4000 sccm 유량으로 프로세싱 챔버로 유동시키는 단계, 온도를 0℃ 내지 500℃로 유지시키는 단계, 챔버 압력을 1 내지 12 토르로 설정하는 단계, 0.7 내지 11 W/in2의 전력 밀도를 가지는 RF 전력을 챔버에 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 RF 전력의 인가 단계는 50 와트 내지 800 와트를 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  39. 제 31항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 불활성 가스를 500 내지 2500 sccm 유량으로 프로세싱 챔버로 유동시키는 단계, 온도를 50℃ 내지 450℃로 유지시키는 단계, 챔버 압력을 2 내지 10 토르로 설정하는 단계, 1.4 내지 7.2 W/in2의 전력 밀도를 가지는 RF 전력을 챔버에 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 RF 전력의 인가 단계는 100 와트 내지 500 와트를 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  41. 제 31항에 있어서, 상기 탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 불활성 가스를 750 내지 2000 sccm 유량으로 프로세싱 챔버로 유동시키는 단계, 온도를 100℃ 내지 400℃로 유지시키는 단계, 챔버 압력을 4 내지 9 토르로 설정하는 단계, 1.4 내지 5.7 W/in2의 전력 밀도를 가지는 RF 전력을 챔버에 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 RF 전력의 인가 단계는 100 와트 내지 400 와트를 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  43. 반도체 기판 프로세싱 방법으로서:
    제 1탄화 실리콘 층을 기판 표면상에 증착하는 단계;
    실리콘-탄소-산소계 재료를 포함하는 층을 상기 제 1탄화 실리콘 층에 증착하는 단계;
    제 2탄화 실리콘 층을 상기 실리콘-탄소-산소계 재료상에 증착하는 단계;
    필수적으로 불활성 가스로 이루어진 플라즈마를 이용하여 상기 제 2탄화 실리콘 층을 처리하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  44. 제 43항에 있어서, 포토레지스트 층을 상기 제 2탄화 실리콘 층에 증착하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 실리콘-탄소-산소계 재료의 증착에 앞서서 상기 제 1탄화 실리콘 층을 패턴화하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  46. 제 43항에 있어서, 필수적으로 불활성 가스로 이루어진 플라즈마를 이용하여 상기 제 1탄화 실리콘 층을 처리하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  47. 제 43항에 있어서, 상기 제 2탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 제 2탄화 실리콘 층의 증착과 인시츄 방식으로 실시되는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 제 2탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 불활성 가스를 100 내지 4000 sccm 유량으로 프로세싱 챔버로 유동시키는 단계, 온도를 0℃ 내지 500℃로 유지시키는 단계, 챔버 압력을 1 내지 12 토르로 설정하는 단계, 0.7 내지 11 W/in2의 전력 밀도를 가지는 RF 전력을 챔버에 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  49. 제 46항에 있어서, 상기 제 2탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 제 2탄화 실리콘 층의 증착과 인시츄 방식으로 실시되는 반도체 기판 프로세싱 방법.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 제 2탄화 실리콘 층을 플라즈마로 처리하는 단계는 상기 불활성 가스를 100 내지 4000 sccm 유량으로 프로세싱 챔버로 유동시키는 단계, 온도를 0℃ 내지 500℃로 유지시키는 단계, 챔버 압력을 1 내지 12 토르로 설정하는 단계, 0.7 내지 11 W/in2의 전력 밀도를 가지는 RF 전력을 챔버에 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판 프로세싱 방법.
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