KR100990086B1 - 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치산화물 증착 제어 방법 - Google Patents

고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치산화물 증착 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100990086B1
KR100990086B1 KR1020010066046A KR20010066046A KR100990086B1 KR 100990086 B1 KR100990086 B1 KR 100990086B1 KR 1020010066046 A KR1020010066046 A KR 1020010066046A KR 20010066046 A KR20010066046 A KR 20010066046A KR 100990086 B1 KR100990086 B1 KR 100990086B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
gas
substrate
gas mixture
process chamber
Prior art date
Application number
KR1020010066046A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020032397A (ko
Inventor
카푸어비크람
로스맨켄트
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20020032397A publication Critical patent/KR20020032397A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100990086B1 publication Critical patent/KR100990086B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0209—Pretreatment of the material to be coated by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

공정 챔버내의 기판상에 층을 형성하는 방법 및 시스템이 제공된다. 증착 가스는 공정 챔버에 제공되고 증착 단계 이전에 필요한 상대 농도로 혼합하도록 허용되며, 이에 따라 층의 구성이 균일하게 개선된다. 이것은 제 1 가스 혼합물로부터 가열 플라즈마를 발생시킴으로써 달성될 수 있다. 이후, 플라즈마는 종료되고 제 2 가스 혼합물이 거의 균일하게 혼합되도록 공정 챔버에 제공된다. 이후, 기판상에 층을 증착하도록 제 2 플라즈마가 제 2 가스 혼합물로부터 발생한다.
Figure R1020010066046
공정 챔버, 가스 혼합물, 플라즈마, 컴퓨터로 판독가능한 저장매체

Description

고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치 산화물 증착 제어 방법 {CONTROLLED METHOD OF SILICON-RICH OXIDE DEPOSITION USING HDP-CVD}
도 1a 는 본 발명에 따른 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 시스템의 일 실시형태의 간략화된 도면.
도 1b 는 도 1a 의 예로 든 CVD 공정 챔버와 함께 사용될 수 있는 가스 링의 간략화된 단면.
도 1c 는 도 1a 의 예로 든 CVD 공정 챔버와 함께 사용될 수 있는 모니터 및 라이트 펜 (light pen) 의 간략화된 도면.
도 1d 는 도 1a 의 예로 든 CVD 공정 챔버를 제어하는데 사용되는 예시적인 공정 제어 컴퓨터 프로그램 프로덕트의 흐름도.
도 2 는 예비혼합 단계 유(b)무(a)에 따른 증착된 층의 불균일 구성의 개략적인 도면.
도 3 은 실란 대 산소의 상대적 프리커서 농도에 대한 산화 라이너의 굴절율의 의존성의 그래프 도면.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 리치 산화 라이너를 증착하는 방법의 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 시스템 13 챔버
33 가스 전달 시스템 50 리모트 플라즈마 세정 시스템
70 진공 시스템 80A 소스 플라즈마 시스템
80B 바이어스 플라즈마 시스템
본 발명은 기판상의 집적 회로 제조에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판상에 층을 플라즈마 증착하는 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치를 제조하는 주요 단계 중 한 단계는 가스의 화학적 반응에 의해 반도체 기판상에 박층을 형성하는 것이다. 이러한 증착 공정은 일반적으로 화학 기상 증착 (CVD) 이라 한다. 종래의 열적 CVD 공정은 필요한 층을 생성하도록 열 유도 화학 반응이 진행되는 기판 표면에 반응 가스를 제공한다. 반면에, 플라즈마 인핸스드 CVD ("PECVD") 기술은 무선 주파수 (RF) 에너지를 기판 표면 근처의 반응 영역에 인가함으로써 반응 가스의 여기 및/또는 해리를 촉진시키고, 이에 따라 플라즈마가 발생한다. 플라즈마 종 (species) 의 높은 반응성은 화학 반응 발생에 필요한 에너지를 감소시키고, 이에 따라 종래의 열적 CVD 공정과 비교할 때 CVD 공정에 필요한 온도를 낮춘다. 이러한 이점은 고밀도 플라즈마 (HDP) CVD 기술에 의해 더 이용되며, 고밀도 플라즈마가 저진공 압력에서 형성되어 플라즈마 종이 보다 반응적이다. 여기서 "고밀도"라는 것은 1011 ions/㎝3 이상의 이온 밀도를 갖는 것을 의미한다.
HDP-CVD 기술을 효과적으로 이용하는 특정한 응용에는 샬로우-트렌치 분리 (STI), 프리메탈 유전 (PMD) 응용, 및 인터메탈 유전 (IMD) 응용이 포함된다. 이러한 다양한 응용에서의 증착 특성에 영향을 주는 요소는 상이한 조성을 갖는 인접 층들 사이의 확산이며, 이것은 그 결과 발생하는 층 구조의 소정의 필요한 특성에 악영향을 미칠 수 있다. 이러한 확산을 방지하는데 사용된 한 방식에는 추가 중간 배리어층을 증착하는 것이 포함된다. 예를 들어, IMD 응용에서 도핑된 산화 실리콘이 증착될 때, 금속 라인으로의 도펀트 확산으로 인해 산화물/금속 인터페이스에서 불필요한 화학 종이 형성될 수 있으며, 그 결과 산화물과 금속간에 부착성이 열화된다. 도핑된 산화 실리콘층을 증착하기 앞서 금속상에 실리콘 리치 라이너를 증착하는 것은 도펀트 확산을 방지하는 역할을 수행한다. 배리어층을 포함함으로써 구조에서의 부착성을 개선시키는 이로운 효과가 발생한다.
또한, 많은 응용에 있어서, 소정의 구조를 형성할 때 배리어 층을 증착하는 것은 거의 일상적이다. 예를 들어, 통상적으로, HDP-CVD 를 이용하는 플루오르실리케이트 유리 (FSG) 응용에서, 플루오린 도핑된 산화 실리콘 층의 증착에 앞서 기판상에 실리콘 리치 산화물 라이너가 형성된다. 이것은 실리콘 리치 산화물 라이너를 사용하지 않는 비교 응용에 비하여 수많은 이점을 갖고 있지만, 라이너의 조성에서 명백한 편차가 여전히 존재하여 그 이로운 효과가 균일하게 이용가능하지 못하다.
또한, 이러한 조성 편차는 개별적인 증착 챔버에 특정되는 특징을 갖는다. 집적 회로의 대량 생산은, 개별적인 증착 챔버 구성의 다양함에 영향을 주지 않고도 개선된 조성 균일성을 발생시키는 기술로 개선된다.
본 발명의 실시형태는 공정 챔버에서 층을 형성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 증착 가스가 공정 챔버에 제공되며 증착 단계 이전에 필요한 상대 농도로 혼합될 수 있고, 그 결과 층의 조성 균일성이 향상된다. 일부 실시형태에서, 2개의 개별 플라즈마가 사용되며, 제 1 플라즈마는 기판을 가열하며 제 2 플라즈마는 실제 증착을 위해 사용된다.
따라서, 다양한 실시형태에서, 제 1 가스 혼합물이 공정 챔버에 제공된다. 제 1 가스 혼합물로부터 제 1 플라즈마가 발생하여 기판을 가열한다. 이후, 이 플라즈마는 종료되며 (terminated) 제 2 가스 혼합물이 실질적으로 균일하게 혼합되도록 공정 챔버에 제공된다. 이후, 제 2 가스 혼합물로부터 제 2 플라즈마가 발생하여 기판상에 층을 증착한다. 일부 실시형태에서, 제 1 가스 혼합물은 산소로 구성되거나 산소와 비소를 모두 포함한다. 실리콘 리치 산화층을 증착하기 위해, 제 2 가스 혼합물은 산소와 실란을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 산소와 실란간의 농도 비율은 0.5 내지 1.5 이다. 다른 실시형태에서, 제 2 플라즈마는 고밀도 플라즈마이며 제 2 가스 혼합물의 저압 스트라이크를 개시함으로써 발생될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 공정 챔버내의 기판상에 층을 형성하는 방법으로서, 기판을 가열하는 단계, 그 후, 공정 챔버내에 프리커서 가스를 실질적으로 균일하게 혼합하는 단계, 및 그 후, 기판상에 상기 층을 증착하기 위해 혼합된 프리커서 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법은 기판 공정 시스템의 동작을 조절하기 위해 컴퓨터로 판독가능한 프로그램이 내장된 컴퓨터로 판독가능한 저장 매체에서 실현될 수 있다. 이러한 시스템은, 공정 챔버, 플라즈마 발생 시스템, 기판 홀더, 가스 전달 시스템, 및 시스템 제어기를 포함할 수도 있다. 컴퓨터로 판독가능한 프로그램은 상기한 실시형태에 따라 공정 챔버에 배치된 기판상에 박막을 형성하도록 기판 공정 시스템을 동작시키는 지시를 포함한다.
본 발명의 이점 및 성질은 명세서의 나머지 부분과 도면을 참조하여 이해할 수 있다.
Ⅰ. 도입
본 발명의 실시형태는 기판상에 증착되는 층의 균일성을 개선하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 이 방법 및 장치는, 예비혼합 단계, 예를 들어, 실리콘 리치 라이너를 증착시 산소와 실란의 예비혼합의 결과로 인해 층 균일성에 있어서 증가된 일관성을 달성한다. 이 기술은 라이너 조성의 개선된 제어를 달성하여, 층 두께에 걸친 조성 균일성이 보다 양호해지고 상이한 챔버들의 실리콘 리치 산화층 성질의 편차의 감소가 가능해진다. 이 기술을 이용하기 위해 HDP-CVD 증착 시스템과 같은 기존의 증착 하드웨어 시스템의 구조적인 변경은 필요 없다.
Ⅱ. 기판 공정 시스템의 일예
도 1a 는 본 발명에 따른 유전층이 증착될 수 있는 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 (HDP-CVD) 시스템 (10) 의 일 실시형태를 나타낸다. 시스템 (10) 은, 챔버 (13), 진공 시스템 (70), 소스 플라즈마 시스템 (80A), 바이어스 플라즈마 시스템 (80B), 가스 전달 시스템 (33), 및 리모트 플라즈마 세정 시스템 (50) 을 포함한다.
챔버 (13) 의 상부는, 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄과 같은 세라믹 유전물로 제조된 돔 (14) 을 포함한다. 돔 (14) 은 플라즈마 공정 영역 (16) 의 상부 경계를 한정한다. 플라즈마 공정 영역 (16) 의 바닥부는 기판 지지 부재 (18) 와 기판 (17) 의 상부 표면에 의해 한정된다.
히터 판 (23) 및 냉각 판 (24) 은 돔 (14) 상에 위치하며 열적 연결된다. 히터 판 (23) 및 냉각 판 (24) 으로 인하여 돔 온도 제어가 약 100 ℃ 내지 200 ℃ 의 범위에 걸쳐 약 ±10℃ 내에서 가능하다. 이것은 다양한 공정에 대해 돔 온도를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 증착 공정을 위해서보다 세정이나 에칭 공정을 위해 보다 높은 온도로 돔을 유지하는 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 돔 온도를 정밀 제어함으로써 챔버에서의 플레이크 또는 입자 카운트를 감소시키며 증착된 층과 기판간의 부착성을 향상시킨다.
챔버 (13) 의 하부는, 챔버를 진공 시스템에 연결하는 본체 부재 (22) 를 포함한다. 기판 지지 부재 (18) 의 베이스부 (21) 는 본체 부재 (22) 상에 장착되며, 본체 부재 (22) 와 연속적인 내부면을 형성한다. 기판은 로봇 블레이드 (도시하지 않음) 에 의해 챔버 (13) 사이드에서의 삽입/제거 구멍 (도시하지 않음) 을 통해 챔버 (13) 내외부로 운송된다. 리프트 핀 (도시하지 않음) 은, 기판을 상부 로딩 위치 (57) 의 로봇 블레이드로부터 기판 지지 부재 (18) 의 기판 수신부 (19) 상에 기판이 배치되는 하부 공정 위치 (56) 로 이동시키도록, 모터 (도시하지 않음) 의 제어하에 상승된 후 하강된다. 기판 수신부 (19) 는 기판 공정동안 기판을 기판 지지 부재 (18) 에 고정시키는 정전 처크 (20) 를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 기판 지지 부재 (18) 는 산화 알루미늄 또는 세라믹 알루미늄 물질로 제조된다.
진공 시스템 (70) 은, 2중 블레이드 스로틀 밸브 (26) 를 수용하며 게이트 밸브 (27) 와 터보 분자 펌프 (28) 에 부착된 스로틀 본체 (25) 를 포함한다. 스로틀 본체 (25) 는 가스 흐름에 대하여 최소한의 장애를 제공하며, 대칭 펌핑을 가능하게 한다. 게이트 밸브 (27) 는 스로틀 본체 (25) 로부터 펌프 (28) 를 분리시킬 수 있으며, 또한 스로틀 밸브 (26) 가 완전히 개방될 때 배기 흐름 용량을 제한함으로써 챔버 압력을 제어할 수 있다. 스로틀 밸브, 게이트 밸브, 및 터보 분자 펌프의 배치로 인해 챔버 압력의 정밀하고도 안정적인 제어가 약 1 millitorr 내지 약 2 torr 범위에서 가능해진다.
소스 플라즈마 시스템 (80A) 은 돔 (14) 상에 장착된 탑 코일 (29) 및 사이드 코일 (30) 을 포함한다. 대칭 그라운드 실드 (도시하지 않음) 는 코일 간의 전기적 결합을 감소시킨다. 탑 코일 (29) 은 탑 소스 RF (SRF) 발생기 (31A) 에 의해 전력을 공급받는 한편, 사이드 코일 (30) 은 사이드 SRF 발생기 (31B) 에 의해 전력을 공급받으며, 각 코일 동작의 독립적인 전력 레벨 및 주파수가 가능해진다. 이러한 듀얼 코일 시스템으로 인하여 챔버 (13) 내의 방사상 이온 밀도 제어가 가능해지며, 이에 따라 플라즈마 균일성이 향상된다. 사이드 코일 (30) 및 탑 코일 (29) 은 통상 유도성 구동되며, 상보 전극을 필요로 하지 않는다. 특정 실시형태에서, 탑 소스 RF 발생기 (31A) 는 공칭적으로 2 ㎒ 에서 5000 W 까지의 RF 전력을 제공하고 사이드 소스 RF 발생기 (31B) 는 공칭적으로 2 ㎒ 에서 5000 W 까지의 RF 전력을 제공한다. 탑 및 사이드 RF 발생기의 동작 주파수는 플라즈마 발생 효율을 향상시키기 위해 공칭상의 동작 주파수로부터 오프셋될 수 있다 (예를 들어, 1.7 내지 1.9 ㎒ 및 1.9 내지 2.1 ㎒ 로 오프셋).
바이어스 플라즈마 시스템 (80B) 은 바이어스 RF (BRF) 발생기 (31C) 및 바이어스 정합 네트워크 (32C) 를 포함한다. 바이어스 플라즈마 시스템 (80B) 은 기판부 (17) 를 상보 전극으로 기능하는 본체 부재 (22) 와 용량성 결합시킨다. 바이어스 플라즈마 시스템 (80B) 은 소스 플라즈마 시스템 (80A) 에 의해 발생되는 플라즈마 종 (즉, 이온) 을 기판의 표면으로 전송하는 것을 향상시킨다. 특정한 실시형태에서, 바이어스 RF 발생기는 13.56 ㎒ 에서 5,000 W 까지의 RF 전력을 제공한다.
RF 발생기 (31A 및 31B) 는 디지털 제어되는 신디사이저를 포함하며 약 1.8 내지 약 2.1 ㎒ 범위의 주파수에서 동작한다. 각 발생기는, 당업자가 이해할 수 있듯이, 챔버 및 코일로부터 다시 발생기로 향하는 반사 전력을 측정하며 최저 반사 전력을 획득하도록 동작 주파수를 조절하는 RF 제어 회로 (도시하지 않음) 를 포함한다. RF 발생기는 통상 50 Ω 의 특성 임피던스를 갖는 로드내로 동작하도록 설계된다. 발생기와 상이한 특성 임피던스를 갖는 로드로부터 RF 전력이 반사될 수도 있다. 이것은 로드에 전송되는 전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 로드로부터 다시 발생기로 반사되는 전력은 오버로드되어 발생기를 손상시킬 수도 있다. 다른 요소들 중에서 플라즈마 이온 밀도에 의존하여 플라즈마의 임피던스 범위가 5 Ω 미만 내지 900 Ω 초과일 수도 있기 때문에, 그리고 반사 전력이 주파수 함수일 수도 있기 때문에, 반사 전력에 따라 발생기 주파수를 조절하는 것은 RF 발생기로부터 플라즈마로의 전송되는 전력을 증가시키며 발생기를 보호한다. 반사 전력을 감소시키고 효율을 향상시키는 다른 방법은 정합 네트워크를 구비하는 것이다.
정합 네트워크 (32A 및 32B) 는 발생기 (31A 및 31B) 의 출력 임피던스를 각각의 코일 (29 및 30) 과 정합시킨다. RF 제어 회로는 로드가 변경될 때 발생기를 로드에 정합시키도록 정합 네트워크내의 커패시터 값을 변경함으로써 정합 네트워크를 튜닝할 수도 있다. RF 제어 회로는, 로드로부터 다시 발생기로 반사되는 전력이 소정의 한계를 초과할 때 정합 네트워크를 튜닝할 수도 있다. 일정한 정합을 제공하고 RF 제어 회로가 정합 네트워크를 튜닝하는 것을 효율적으로 디스에이블하는 한 방법은, 반사 전력 한계치를 반사 전력의 어떠한 예상되는 값보다 높게 설정하는 것이다. 이것은 정합 네트워크를 가장 최근의 상태에서 일정하게 유지시킴으로써 일부 조건에서의 플라즈마를 안정화하는데 도움이 될 수도 있다.
또한, 다른 수단이 플라즈마를 안정화하는데 도움이 될 수도 있다. 예를 들어, RF 제어 회로는 로드 (플라즈마) 에 전달되는 전력을 결정하는데 사용될 수 있고 층 증착동안 전달되는 전력을 실질적으로 일정하게 유지하도록 발생기 출력 전력을 증가 또는 감소시킬 수도 있다.
가스 전달 시스템 (33) 은 여러 개의 소스 (34A 내지 34F) 로부터 가스 전달 라인 (38) (일부만이 도시되어 있음) 을 통해, 기판을 공정하기 위한 챔버에 가스를 제공한다. 당업자가 이해할 수 있듯이, 소스 (34A 내지 34F) 용으로 사용되는 실제 소스 및 챔버 (13) 로의 전달 라인 (38) 의 실제 접속은 챔버 (13) 내에서 수행되는 증착 및 세정 공정에 따라 변경된다. 가스는 가스 링 (37) 및/또는 탑 노즐 (45) 을 통해 챔버 (13) 로 주입된다. 도 1b 는 가스 링 (37) 의 세부 사항을 나타내는 챔버 (13) 의 간략화된 부분 단면도이다.
일 실시형태에서, 제 1 및 제 2 가스 소스 (34A 및 34B), 그리고 제 1 및 제 2 가스 흐름 제어기 (35A' 및 35B') 는 가스 전달 라인 (38) (일부만이 도시되어 있음) 을 통해 가스 링 (37) 의 링 플레넘 (36) 에 가스를 제공한다. 가스 링 (37) 은 기판에 걸쳐 가스의 균일한 흐름을 제공하는 복수의 소스 가스 노즐 (39) (예로서 하나만이 도시되어 있음) 을 갖는다. 노즐 길이 및 노즐 각도는, 개별적인 챔버내에서의 특정한 공정에 대하여 가스 활용 효율 및 균일성 프로파일의 조정이 가능하도록 변경될 수도 있다. 바람직한 실시형태에서, 가스 링 (37) 은 알루미늄 산화 세라믹으로 제조된 12 개의 소스 가스 노즐을 갖는다.
또한, 가스 링 (37) 은, 바람직한 실시형태에서 소스 가스 노즐 (39) 과 공면이며 소스 가스 노즐 (39) 보다 짧으며 일 실시형태에서 본체 플레넘 (41) 으로부터 가스를 수용하는 복수의 산화제 가스 노즐 (40) (한 개만이 도시되어 있음) 을 갖는다. 일부 실시형태에서, 가스를 챔버 (13) 내로 분사하기 전에 소스 가스를 산화제 가스와 혼합하지 않는 것이 바람직하다. 다른 실시형태에서, 산화제 가스 및 소스 가스는 본체 플레넘 (41) 과 가스 링 플레넘 (36) 간에 구멍 (도시하지 않음) 을 제공함으로써 가스를 챔버 (13) 내로 분사하기 전에 혼합될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 3 및 제 4 가스 소스 (34C 및 34D), 그리고 제 3 및 제 4 가스 흐름 제어기 (35C 및 35D') 는 가스 전달 라인 (38) 을 통해 본체 플레넘에 가스를 제공한다. 43B 와 같은 추가 밸브 (다른 밸브는 도시하지 않음) 는 흐름 제어기로부터 챔버로의 가스를 차단할 수도 있다.
인화성, 유독성, 또는 부식성 가스가 사용되는 실시형태에서, 증착 이후에 가스 전달 라인에 남아 있는 가스를 제거하는 것이 바람직할 수도 있다. 이것은 예를 들어 챔버 (13) 를 전달 라인 (38A) 으로부터 분리하도록 그리고 전달 라인 (38A) 을 진공 포라인 (44) 으로 배기하도록 밸브 (43B) 와 같은 3식 밸브를 이용하여 달성될 수 있다. 도 1a 에 도시된 바와 같이, 43A 및 43C 와 같은 다른 유사한 밸브는 다른 가스 전달 라인상에 포함될 수도 있다. 이러한 3식 밸브는, (3식 밸브와 챔버 간의) 배기되지 않는 가스 전달 라인의 체적을 최소화하기 위해 실제로 챔버 (13) 에 근접하여 배치될 수 있다. 또한, 2식 (온-오프) 밸브 (도시하지 않음) 는 대량 흐름 제어기 (MFC) 와 챔버 간에 또는 가스 소스와 MFC 간에 배치될 수 있다.
도 1a 를 다시 참조하면, 챔버 (13) 는 탑 노즐 (45) 및 탑 벤트 (46) 를 또한 갖는다. 탑 노즐 (45) 및 탑 벤트 (46) 는 가스의 탑 및 사이드 흐름의 독립적인 제어를 가능하게 하며, 층 균일성을 향상시키며 층의 증착 및 도핑 매개변수의 미세 조절을 가능하게 한다. 탑 벤트 (46) 는 탑 노즐 (45) 주위의 환상 구멍이다. 일 실시형태에서, 제 1 가스 소스 (34A) 는 소스 가스 노즐 (39) 및 탑 노즐 (45) 에 공급한다. 소스 노즐 MFC (35A') 는 소스 가스 노즐 (39) 에 전달되는 가스 양을 제어하고 탑 노즐 MFC (35A) 는 탑 가스 노즐 (45) 에 전달되는 가스 양을 제어한다. 유사하게, 2개의 MFC (35B, 35B') 가 소스 (34B) 와 같은 단일 산소 소스로부터 탑 벤트 (46) 및 산화제 가스 노즐 (40) 로의 산소 흐름을 제어하는데 사용될 수도 있다. 탑 노즐 (45) 및 탑 벤트 (46) 에 공급되는 가스는 챔버 (13) 내로 이동되기 전에 별도로 보관될 수도 있고, 또는, 챔버 (13) 내로 이동되기 전에 탑 플레넘 (48) 에서 혼합될 수도 있다. 챔버의 다양한 부분에 공급하기 위해 동일한 가스의 별도의 소스가 사용될 수도 있다.
챔버 구성요소로부터 증착 잔여물을 주기적으로 세정하기 위해 리모트 마이크로파 발생 플라즈마 세정 시스템 (50) 이 제공된다. 이 세정 시스템은 리액터 공동 (53) 에서 세정 가스 소스 (34E) (즉, 분자 플루오르, 3-플루오르화 질소, 다른 플루오르카본 또는 등가물) 로부터 플라즈마를 발생시키는 리모트 마이크로파 발생기 (51) 를 포함한다. 이 플라즈마로부터 발생하는 반응성 종은 애플리케이터 튜브 (55) 를 통한 세정 가스 피드 포드 (54) 를 통해 챔버 (13) 로 전달된다. 세정 플라즈마를 포함하는데 사용되는 재료 (즉, 공동 (53), 및 애플리케이터 튜브 (55)) 는 플라즈마에 의한 공격에 저항성을 가져야 한다. 리액터 공동 (53) 및 피드 포트 (54) 간의 거리는, 바람직한 플라즈마 종의 농도가 리액터 공동 (53) 으로부터의 거리에 따라 감소될 수도 있기 때문에, 실질적으로 짧도록 유지되어야 한다. 리모트 공동에서 세정 플라즈마를 발생시킴으로써 효율적인 마이크로파 발생기 사용이 가능해지며, 원 위치에 형성된 플라즈마에서 존재할 수도 있는 글로 방전 (glow discharge) 의 충격, 방사, 또는 온도에 대하여 챔버 구성요소는 영향을 받지 않는다. 결국, 정전 처크 (20) 와 같은 비교적 민감한 구성요소는 더미 웨이퍼로 덮일 필요가 없으며 그렇지 않다면 원래의 플라즈마 세정 공정에서 요구될 수 있는 바와 같이 보호되어야 한다. 일 실시형태에서, 이러한 세정 시스템은 에천트 가스 원자를 리모트 분리하는데 사용되며, 이후 이 에천트 가스 원자는 공정 챔버 (13) 로 공급된다. 다른 실시형태에서, 에천트 가스는 공정 챔버 (13) 에 직접 제공된다. 또 다른 실시형태에서는, 별도의 챔버에서 증착 및 에칭 단계가 수행되는 다중 공정 챔버가 사용된다.
시스템 제어기 (60) 는 시스템 (10) 의 동작을 제어한다. 바람직한 실시형태에서, 제어기 (60) 는, 프로세서 (61) 에 연결된, 하드 디스크 드라이브와 같은 메모리 (62), 플로피 디스크 드라이브 (도시하지 않음), 및 카드 랙 (도시하지 않음) 을 포함한다. 이 카드 랙은 단일 보드 컴퓨터 (SBC; 도시하지 않음), 아날로그 및 디지털 입/출력 보드 (도시하지 않음), 인터페이스 보드 (도시하지 않음), 및 스테퍼 모터 제어기 보드 (도시하지 않음) 를 포함할 수도 있다. 시스템 제어기는 보드, 카드 케이지, 및 커넥터 치수와 종류를 정의하는 Versa Modular European (VME) 표준을 따른다. 또한, VME 표준은 16비트 데이터 버스 및 24비트 어드레스 버스를 갖는 버스 구조를 정의한다. 시스템 제어기 (31) 는, 제거가능한 디스크상에 저장된 프로그램과 같은 다른 컴퓨터 프로그램을 통하여 또는 하드 디스크 드라이브에 저장된 컴퓨터 프로그램의 제어하에 동작한다. 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어, 특정 공정의 타이밍, 가스 혼합물, RF 전력 레벨 및 다른 매개변수를 명령한다. 사용자와 시스템 제어기간의 인터페이스는, 도 1c 에 도시된 바와 같이, 음극선관 (CRT; 65) 과 같은 모니터 및 라이트 펜 (66) 을 통한 것이다.
도 1c 는 도 1a 의 예시적인 CVD 공정 챔버와 함께 사용되는 예로 든 시스템 사용자 인터페이스의 일부를 나타낸다. 시스템 제어기 (60) 는 컴퓨터로 판독가능한 메모리 (62) 에 연결된 프로세서 (61) 를 포함한다. 바람직하게, 메모리 (62) 는 하드 디스크 드라이브일 수 있지만, ROM, PROM, 등과 같이 다른 종류의 메모리일 수 있다.
시스템 제어기 (60) 는 메모리 (62) 내에 컴퓨터로 판독가능한 포맷으로 저장된 컴퓨터 프로그램 (63) 의 제어하에 동작한다. 컴퓨터 프로그램은 특정한 공정의 타이밍, 온도, 가스 흐름, RF 전력 레벨 및 다른 매개변수를 지령한다. 사용자와 시스템 제어기 간의 인터페이스는, 도 1c 에 도시된 바와 같이, CRT 모니터 (65), 및 라이트 펜 (66) 을 통해서이다. 바람직한 실시형태에서, 2개의 모니터 (65 및 65a), 2개의 라이트 펜 (66 및 66a) 이 사용되며, 한 쌍이 조작자용으로 세정 룸 벽 (65) 에 장착되고 다른 쌍이 서비스 기술자용으로 벽 (65a) 뒤에 장착된다. 2개의 모니터는 동일한 정보를 동시에 표시하지만, 한 개의 라이트 펜 (예를 들어, 66) 만이 인에이블된다. 특정한 스크린 또는 기능을 선택하기 위해, 조작자는 디스플레이 스크린 영역을 터치하며 펜의 버튼 (도시하지 않음) 을 누른다. 터치된 영역은 예를 들어 그 컬러를 변경하거나 새로운 메뉴를 표시함으로써 라이트 펜에 의해 선택된 것을 확인한다.
컴퓨터 프로그램 코드는 68000 어셈블리 언어, C, C++, 또는 파스칼과 같은 종래의 컴퓨터로 판독가능한 프로그래밍 언어로 기록될 수 있다. 적절한 프로그램 코드는 종래의 텍스트 에디터를 이용하여 단일 파일, 또는 다중 파일내로 입력되고, 컴퓨터의 메모리 시스템과 같이 컴퓨터로 이용가능한 매체내에 저장되거나 내장된다. 입력된 코드 텍스트가 고레벨 언어라면, 그 코드는 컴파일되고, 그 결과물인 컴파일러 코드는 미리 컴파일된 윈도우 라이브러리 루틴의 오브젝트 코드와 링크된다. 링크된 컴파일 오브젝트 코드를 실행하기 위해, 시스템 사용자는 컴퓨터 시스템이 메모리내에 코드를 로드하도록 그 오브젝트 코드를 호출한다. CPU 는 메모리로부터 그 코드를 판독하고 프로그램에서 식별되는 업무를 수행하기 위해 그 코드를 실행한다.
도 1d 는 컴퓨터 프로그램 (100) 의 계층 제어 구조의 블록도를 나타낸다. 사용자는 CRT 모니터상에 표시되는 스크린 또는 메뉴에 응답하여, 라이트 펜 인터페이스를 이용하여 공정 세트 번호 및 공정 챔버 번호를 공정 선택기 서브루틴 (110) 에 입력한다. 공정 세트는 특정 공정을 수행하기 위해 필요한 공정 매개변수의 소정의 세트이고, 소정 세트 수에 의해 식별된다. 공정 선택기 서브루틴 (110) 은 (i) 다중챔버 시스템에서 필요한 공정 챔버, 및 (ii) 원하는 공정을 수행하기 위해 공정 챔버를 동작시키는데 필요한 공정 매개변수 세트를 식별한다. 특정 공정을 수행하기 위한 공정 매개변수는 공정 가스 조성 및 흐름율, 온도, 압력, RF 전력 레벨과 같은 플라즈마 조건, 및 챔버 돔 온도와 같은 조건에 관한 것이며, 사용자에게 방법의 형태로서 제공된다. 이러한 방법에 의해 특정화된 매개변수는 라이트 펜/CRT 모니터 인터페이스를 이용하여 입력된다.
공정을 감시하기 위한 신호는 시스템 제어기 (60) 의 아날로그 및 디지털 입력 보드에 의해 제공되며, 공정을 제어하기 위한 신호는 시스템 제어기 (60) 의 아날로그 및 디지털 출력 보드상에서 출력된다.
공정 시퀀서 서브루틴 (120) 은, 공정 선택기 서브루틴 (110) 으로부터의 공정 매개변수 세트 및 식별된 공정 챔버를 허용하기 위한 그리고 다양한 공정 챔버의 동작을 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 다중 사용자들은 공정 세트 번호 및 공정 챔버 번호를 입력할 수 있고, 또는 단일 사용자는 다중 공정 세트 번호 및 공정 챔버 번호를 입력할 수 있다. 시퀀서 서브루틴 (120) 은 선택된 공정을 필요한 시퀀스로 스케쥴링한다. 바람직하게, 시퀀서 서브루틴 (120) 은, (i) 챔버가 사용중인지 여부를 결정하기 위해 공정 챔버의 동작을 감시하는 단계, (ii) 사용중인 챔버에서 어떤 공정이 수행되고 있는지를 결정하는 단계, 및 (iii) 공정 챔버의 이용가능성과 수행되는 공정의 종류에 따라 필요한 공정을 수행하는 단계를 수행하는 프로그램 코드를 포함한다. 폴링처럼, 공정 챔버를 감시하는 종래 방법이 사용될 수 있다. 어떤 공정이 수행되어야 하는지를 스케쥴링할 때, 시퀀서 서브루틴 (120) 은, 각각의 특정한 사용자 입력 요구 사항의 에이지 (age), 또는, 선택된 공정에 대하여 필요한 공정 상태와 비교되는 사용되는 공정 챔버의 현재 상태, 또는 스케쥴 우선 순위를 결정하기 위해 시스템 프로그래머가 포함시키기 원하는 다른 어떠한 관련된 인자를 고려하도록 설계될 수 있다.
어느 공정 챔버 및 공정 세트 조합이 다음에 수행되어야 하는지를 시퀀서 서브루틴 (120) 이 결정한 후, 시퀀서 서브루틴 (120) 은, 특정한 공정 세트 매개변수를, 시퀀서 서브루틴 (120) 에 의해 전송되는 공정 세트에 따라 가능한 다른 챔버 (도시하지 않음) 및 챔버 (13) 에서 다중 공정 업무를 제어하는 챔버 매니저 서브루틴 (130A 내지 130C) 에 전달함으로써 공정 세트 수행을 개시한다.
챔버 구성요소 서브루틴의 예에는 기판 위치설정 서브루틴 (140), 공정 가스 제어 서브루틴 (150), 압력 제어 서브루틴 (160), 및 플라즈마 제어 서브루틴 (170) 이 있다. 당업자는 챔버 (13) 에서 수행되도록 선택되는 공정에 따라 다른 챔버 제어 서브루틴을 포함시킬 수 있다. 동작시, 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 은 수행되는 특정한 공정에 따라 공정 구성요소 서브루틴을 선택적으로 호출하거나 스케쥴링한다. 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 은 시퀀스 서브루틴 (120) 이 공정 챔버 및 수행할 공정 세트를 스케쥴링하는 방식과 동일하게 공정 구성요소 서브루틴을 스케쥴링한다. 특히, 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 은, 다양한 챔버 구성요소를 감시하는 단계, 수행되는 공정 세트용 공정 매개변수에 따라 어느 구성요소가 동작될 필요가 있는지를 결정하는 단계, 및 챔버 구성요소 서브루틴의 수행이 감시와 결정 단계에 응답하도록 하는 단계를 포함한다.
특정 챔버 구성요소 서브루틴의 동작을 도 1a 및 도 1d 를 참조하여 설명한다. 기판 위치설정 서브루틴 (140) 은 기판을 기판 지지 부재 (18) 상으로 로드하는데 사용되는 챔버 구성요소를 제어하는 프로그램 코드를 포함한다. 또한, 기판 위치설정 서브루틴 (140) 은, 다른 공정이 완료된 후, 예컨대 다중 챔버 시스템에서의 플라즈마 인핸스트 CVD (PECVD) 리액터 또는 다른 리액터로부터 챔버 (13) 내로의 기판 운송을 제어할 수 있다.
공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은 공정 가스 조성 및 흐름율을 제어하는 프로그램 코드를 갖는다. 서브루틴 (150) 은 안전 셧오프 밸브의 개방/폐쇄 위치를 제어하고 또한 필요한 가스 흐름율을 획득하기 위해 대량 흐름 제어기를 램프 업/다운(ramp up/down)한다. 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 을 포함하는 모든 챔버 구성요소 서브루틴은 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 에 의해 호출된다. 서브루틴 (150) 은 필요한 가스 흐름율과 관련된 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 으로부터 공정 매개변수를 수신한다.
통상적으로, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은 가스 공급 라인을 개방하며, 반복적으로, (i) 필요한 대량 흐름 제어기를 판독하고, (ii) 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 으로부터 수신된 필요한 흐름율과 그 판독을 비교하며, (iii) 필요한 만큼 가스 공급 라인의 흐름율을 조절한다. 또한, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은 불안전한 율에 대비하여 가스 흐름율을 감시하는 단계 및 불안전한 상태가 검출될 때 안전 셧오프 밸브를 작동시키는 단계를 포함할 수도 있다.
일부 공정에서, 반응성 공정 가스가 주입되기 전에 챔버 압력을 안정화하도록 아르곤과 같은 비활성 가스가 챔버 (13) 내로 주입된다. 이러한 공정에서, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은, 챔버 압력을 안정화하기 위해 필요한 시간량동안 비활성 가스를 챔버 (13) 내로 주입하는 단계를 포함하도록 프로그래밍된다. 이후, 상기한 단계들이 실행될 수 있다.
또한, 공정 가스가 예를 들어, 테트라에틸오르토실란 (TEOS) 인 액체 프리커서로부터 기화될 때, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은 버블러 (bubbler) 어셈블리에서의 액체 프리커서를 통해 헬륨과 같은 전달 가스를 버블링 (bubbling) 하는 단계 또는 그 헬륨을 액체 주입 밸브에 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 종류의 공정에서, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은 필요한 공정 가스 흐름율을 획득하기 위해 전달 가스 흐름, 버블러의 압력, 및 버블러 온도를 조절한다. 상기한 바와 같이, 필요한 공정 가스 흐름율은 공정 매개변수로서 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 으로 전송된다.
또한, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은, 주어진 공정 가스 흐름율에 대하여 필요한 값을 포함하는 저장된 테이블에 액세스함으로써, 필요한 공정 가스 흐름율을 위해 필요한 전달 가스 흐름율, 버블러 압력, 및 버블러 온도를 획득하는 단계를 포함한다. 일단 필요한 값이 획득되면, 전달 가스 흐름율, 버블러 압력 및 버를러 온도가 감시되며, 필요한 값과 비교되고 적절히 조절된다.
또한, 공정 가스 제어 서브루틴 (150) 은, 독립적인 헬륨 제어 (IHC) 서브루틴 (도시하지 않음) 으로 웨이퍼 처크 내외부 경로를 통해 헬륨 (He) 과 같은 열 전달 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 가스 흐름은 기판을 처크에 열적 결합시킨다. 전형적인 공정에서, 웨이퍼는 층을 형성하는 화학 반응과 플라즈마에 의해 가열되고, He 는 수냉식일 수도 있는 처크를 통해 기판을 냉각시킨다. 이것은 기판상에서 이미 존재하고 있는 특성에 손상을 줄 수도 있는 온도 아래로 기판을 유지한다.
압력 제어 서브루틴 (160) 은 챔버의 배기부에서의 스로틀 밸브 (26) 의 개구 크기를 조절함으로써 챔버 (13) 압력을 제어하는 프로그램 코드를 포함한다. 스로틀 밸브로 챔버를 제어하는 2개 이상의 기본적인 방법이 있다. 제 1 방법은 다른 여러 가지 중에서, 전체 공정 가스 흐름, 공정 챔버 크기, 및 펌핑 용량에 관련될 때 챔버 압력을 특성화하는 것에 의존한다. 제 1 방법은 스로틀 밸브 (26) 를 고정된 위치로 설정한다. 결국, 스로틀 밸브 (26) 를 고정된 위치로 설정함으로써 안정 상태 압력이 발생할 수도 있다.
다른 방법으로, 제어 점이 가스 흐름과 배기 용량에 의해 설정되는 경계내에 있다고 가정할 때, 챔버 압력은 예를 들어, 압력계로 측정될 수도 있고, 스로틀 밸브 (26) 의 위치는 압력 제어 서브루틴 (360) 에 따라 조절될 수도 있다. 후자의 방법과 관련된 측정, 비교, 및 계산이 호출되지 않을 때, 전자의 방법으로 인하여 보다 빠른 챔버 압력 변화가 발생할 수도 있다. 챔버 압력의 정밀 제어가 필요하지 않은 전자의 방법이 바람직할 수 있는 반면, 층 증착동안처럼 정밀하고 반복가능하며 안정적인 압력이 필요한 후자의 방법이 바람직할 수도 있다.
압력 제어 서브루틴 (160) 이 호출될 때, 필요한 또는 타겟 압력 레벨이 챔버 매니저 서브루틴 (130A) 으로부터 매개변수로서 수신된다. 압력 제어 서브루틴 (160) 은 챔버에 연결된 한 개 이상의 종래의 압력계를 판독함으로써 챔버 (13) 압력을 측정하고, 측정값을 타겟 압력과 비교하며, 타겟 압력에 대응하는 저장된 압력 테이블로부터 비례 적분 미분 (PID) 값을 획득하고, 압력 테이블로부터 획득된 PID 값에 따라 스로틀 밸브 (26) 를 조절한다. 다른 방법으로, 압력 제어 서브루틴 (160) 은, 챔버 (13) 압력을 원하는 압력 또는 압력 범위로 조절하도록 스로틀 밸브 (26) 를 특정한 구멍 크기로 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
플라즈마 제어 서브루틴 (170) 은, RF 발생기 (31A 및 31B) 의 주파수 및 전력 출력 설정을 제어하고 정합 네트워크 (32A 및 32B) 를 튜닝하는 프로그램 코드를 포함한다. 플라즈마 제어 서브루틴 (370) 은, 이전에 설명한 챔버 구성요소 서브루틴처럼, 챔버 매니저 서브루틴 (330A) 에 의해 호출된다.
상기한 루틴과 서브시스템의 일부 또는 전부를 포함할 수도 있는 시스템의 일 예로는 ULTIMATM 시스템이며, 이것은 본 발명을 실시하도록 구성된 미국 캘리포니아주 산타 클라라에 위치하는 APPLIED MATERIALS, INC. 사에 의해 제조된 것이다. 이러한 시스템의 다른 예는, 참고로, Fred C. Redeker, Farhad Moghadam, Hirogi Hanawa, Tetsuya ishikawa, Dan Maydan, Shijian Li, Brian Lue, Robert Steger, Yaxin Wang, Manus Wong, 및 Ashok Sinha 인 공동 발명자들의 1996년 7월 15일 제출한 "Symmetric Tunable Inductively-Coupled HDP-CVD Reactor" 라는 명칭으로 공동계류중인 미국특허출원 번호 제 08/679,927 호에 설명되어 있다. 이 시스템은 단지 설명하기 위해 언급되었다. 본 발명을 실시하기 위해 적절한 종래의 기판 공정 시스템 및 컴퓨터 제어 시스템을 선택하는 것은 당업자에게 명백한 것이다.
Ⅲ. 프리커서 가스 혼합
본 발명이 증착 프로시저를 다양하게 이용하는 한편, 그 이점은, IMD 응용에 있어서 확산을 방지하도록 사용될 수도 있는 것처럼, 실리콘 리치 라이너를 증착하는 예로 든 응용으로서 유용하게 설명될 수 있다. 이러한 라이너를 증착하도록 이전에 사용된 전형적인 공정은, (1) 플라즈마로 기판을 가열하는 단계, (2) 그 후, 라이너 프리커서 증착 가스를 플라즈마로 흐르게 하는 단계, 및 (3) 마지막으로, 기판상에 라이너를 증착하도록 증착 상태를 전환하는 단계로 구성된다. 예를 들어, 이러한 공정은 산소 플라즈마 (또는 다른 방법으로서 산소 아르곤 플라즈마) 로 기판을 원하는 온도로 가열한다. 이후에, 실란 (또는, SiF4 와 같은 플루오린 함유 가스와 함께) 이 실리콘 리치 산화 증착을 달성하도록 플라즈마로 유입된다. 층 조성에서의 명백한 편차는 이러한 공정이 증착 공정에서 일시적인 상태를 반드시 부과한다는 사실때문에 발생한다.
2개의 주요 방법은 증착 층의 균일성을 정량화하는데 사용된다. 먼저, 표준 간섭 및 타원편광 기술로 측정될 수 있는 굴절율은, 층 조성에 따라 변하며 특히 실리콘 농도에 따라 증가하는 매개변수이기 때문에 층 균일성의 유용한 측정이다. 따라서, 굴절율 값의 편차는 층 불균일성의 직접적인 표시이다. 예를 들어, 순수한 실리콘이 1.58 의 굴절율을 갖고 SiO2 와 같은 순수한 산화물이 1.46 의 굴절율을 갖는다. 1.51 의 최적 굴절율을 갖는 IMD 응용에 사용되는 실리콘 리치 산화물 라이너는 기저 기판과의 양호한 부착성을 달성하고, 불필요한 확산을 방지하는데 효율적으로 기능한다. 최적화된 라이너 특성을 유지하기 위해 층에 따른 굴절율의 편차가 가능한 작게 유지되는 것이 바람직하며, 한편으로는, 임의의 방향에서의 0.02 편차는 라이너에 현재 응용에 대하여 허용가능한 특성을 제공한다. 일반적으로, 상기한 방법에 의해 생성되는 라이너의 굴절율은, 약 1.48 내지 1.54 사이의 다소 큰 불균일성을 갖는다.
증착 층에 걸친 복수 측정의 1-σ표준 편차를 계산함으로써 층 균일성의 제 2 정량 적도가 결정된다. 다른 다수의 측정이 이루어질 수도 있지만, 하나의 전형적인 균일성 계산은 층의 49 점 평가에 기초한다. 상기한 라이너-증착 공정에 대하여, 불균일성의 범위는 통상 5% 내지 10% 초과의 범위내에 있다. 전형적인 원형 웨이퍼에 걸친 편차가 도 2a 에서 지형학적으로 도시되며, "+" 는 실리콘 리치인 라이너 영역을 나타내고, "-" 는 실리콘 부족 웨이퍼 영역을 나타낸다. 이러한 불균일성 패턴에서 원형 대칭이 부재하는 것은 사용되는 증착 프로시저의 과도적인 성질의 직접적인 결과이다. 실제로, 이 패턴은 탑 가스 및 사이드 가스 흐름에 의해 한정되는 위치에서 특히 집중된 실리콘 리치 영역을 나타내는 공정 챔버 구조의 증착 특징을 반영한다.
도 2b 에 지형학적으로 도시된 것처럼, 층 증착 전에 적절한 산소 비율을 챔버 공정 (13) 내의 실란에 제공함으로써 층 조성에 있어서 상당히 적은 편차를 갖는 대략 원형 대칭 분포가 본 발명의 실시형태에 따라 달성된다. 이것은 예비혼합 단계를 갖는 일 실시형태에서 달성된다. 따라서, 이러한 일 실시형태에서, (1) 플라즈마로 기판을 가열하고, (2) 플라즈마를 종료 (terminate) 하고, (3) 비 플라즈마 상태하의 공정 챔버 (13) 에서 프리커서 가스를 예비혼합하며, (4) 플라즈마를 라이너 프리커서 가스와 충돌시키고, (5) 라이너를 증착하도록 증착 상태로 전환함으로써, 실리콘 리치 산화물 라이너가 증착된다. 가열 플라즈마는 산소, 산소-아르곤, 또는 아르곤 플라즈마일 수도 있다. 기판용으로 적절한 온도는 응용에 의존하지만, 소정의 IMD 응용에 대하여 약 400℃ 일 수도 있다. 라이너 프리커서 가스는 산소와 실란을 포함할 수도 있고, 또한, SiF4 와 같은 플루오린 함유 가스를 더 포함할 수도 있다. 예비혼합 단계이후 플라즈마를 충돌시키는 것은, 참고로 Kasra Khazeni, Michael Cox, Michael Barnes, 및 Huong Thanh Nguyen 이 공동 발명자인 "LOW PRESSURE STRIKE IN HDP-CVD CHAMBER" 라는 명칭으로 공동계류중이며 양수인에게 양도된 1999년 12월 23일 제출한 미국특허 출원번호 제 09/470,819 호에 설명된 바와 같이 저압 스트라이크에 의해 진행될 수 있다. 이러한 저압 스트라이크를 이용함으로써, 일관성이 없는 막 품질에 영향을 줄 수도 있는 플라즈마 스테이지 점화 주기동안 플라즈마 불안전성을 피할 수 있다.
설명한 바와 같이, 최적의 라이너 특징은 굴절율에 대한 좁은 값에 의해 한정된, 좁게 제한된 조성에 대하여 달성된다. 또한, 조성 (및 이에 따라 굴절율) 자체는, 공정 챔버 (13) 내에 존재하는 프리커서 가스, 즉 산소 및 실란의 농도 비율에 매우 민감하다. 이것은 이 비율에 대한 굴절율의 의존성의 관계로 도 3 에 나타내었다. 실제로, 예비혼합 단계를 포함하지 않았던 종래의 방법은 전달 라인 (38) 의 길이와 같이 평범한 인자들에 의해 영향을 받았으며 이러한 길이의 편차가 상이한 가스를 상이한 시간대로 공정 챔버에 도달하도록 야기시킬 수 있기 때문이다. 플라즈마가 없는 경우에 예비혼합 단계를 추가함으로써 증착이 시작되기 전에 프리커서 반응물 종이 공정 챔버 (13) 에서 (실질적으로 균일하게) 혼합되도록 충분한 시간이 가능해진다. 주요 증착 단계뿐만 아니라 주요 증착 단계 이전의 단계에서도 산소 대 실란 농도의 적절한 비율을 제어함으로써, 보다 균일한 층 조성이 달성된다. 그 결과, 개별적인 실리콘 리치 산화물 증착층이 향상된 특성을 가지고, 또한, 개별적인 챔버 설계로부터 야기되는 조성 결함이 제거되기 때문에 챔버간의 일관성이 상당히 향상된다.
그 방법은 APPLIED MATERIALS, INC. ULTIMATM 시스템으로 초기 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 리치 산화물 라이너를 증착함으로써 테스트되었다. 이 테스트에서, 산소, 실란, 및 아르곤이 반응물로서 사용되었으며, 초기에 고밀도 산소-아르곤 플라즈마를 이용해 웨이퍼에 온도가 가해진다. 산소와 실란의 균일한 분포를 달성하기 위해 예비혼합 단계에서 반응물 흐름을 조절하여, 0.5 - 1.5 범위의 산소 대 실란 농도 비율로, 리액터 체적내에 이 비율로서 1.51 의 공칭 굴절율이 달성되었다. 이러한 균일 분포는 적절한 산소/실란 비율을 유지함으로써 저압 플라즈마 스트라이크를 통해 유지되었다. 그 결과 층은 1.505 내지 1.515 사이의 굴절율 및 약 2.0% 의 49 점 균일성 측정을 갖는다. 이러한 측정은 층 균일성이 예비혼합 단계의 결과로 인해 명백히 개선됨을 나타낸다.
본 발명의 이러한 태양을 포함하며 이러한 결과를 생성하는 한 예시적인 방법이 도 4 및 표 1 에 요약되어 있으며, 이것은 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 리치 산화물 라이너를 증착하는 것과 관련된 주요 단계들을 나타낸다. 표 1 에서 "단계" 부재 번호는 도 4 의 흐름도에서의 라벨에 대응한다.
실리콘 리치 산화물 라이너 증착을 위한 예시적인 방법
단계 시간
[s]		 RF 전력
[W]		 바이어스
RF [W]		 F(O2)
[sccm}		 F(Ar)
[sccm]		 F(SIH4)
[sccm]
410 10.0 0 + 0 0 0 110 + 16 0
420 1.0 0 + 1000 0 0 110 + 16 0
430 1.0 2000 + 1000 0 35 110 + 16 0
440 65.0 2500 + 1500 0 126 110 + 16 0
450 1.0 0 + 0 0 126 110 + 16 0
460 8.0 0 + 1 0 75 110 + 16 60 + 15
470 0.3 0 + 1 300 45 40 + 5 35 + 3.9
480 0.3 0 + 1500 300 45 40 + 5 35 + 3.9
490 10.0 2500 + 1500 0 45 40 + 5 35 + 3.9
표 1 에서, 2개의 수는 흐름율을 나타내고, 첫자리 수는 공정 챔버 (13)의 사이드에서의 흡입구를 통한 가스의 흐름율을 나타내며 뒷자리 수는 공정 챔버 (13) 의 탑에서의 흡입구를 통한 가스 흐름율을 나타낸다. 유사하게, 하나의 "RF 전력" 이라는 표시로 사이드 및 탑 RF 전력이 (탑 RF 전력) + (사이드 RF 전력) 형태로 표시된다.
이 예시적인 방법에서, 기판은 진공 록 도어를 통해 공정 챔버 (13) 내의 기판 지지 부재 (18) 상으로 로드된다. 일단 기판이 적절히 위치설정되면, 단계 (410) 에서, 아르곤 가스 흐름이 형성되어 공정 챔버에 약 50 mtorr 로 압력을 가한다. 이 압력은, 진공 펌프 (28) 가 일정한 용량으로 펌핑하는 동안 전 공정에 걸쳐 스테퍼 모터로 스로틀 밸브 (26) 를 조절함으로써 안정화된다. 아르곤이 주입되고 압력이 인가되면, 단계 (420) 에서, 1000 W 의 (탑) RF 소스 전력을 가함으로써 가열 플라즈마가 스트라이크된다. 플라즈마가 스트라이크된 후, 단계 (430) 에서, 소스 바이어스가 조절되며 공정 챔버내로 산소가 주입된다. 단계 (440) 에서, 기판을 가열하는데 충분한 시간 주기동안 플라즈마 가열 상태가 유지된다.
단계 (450) 에서 가열 플라즈마가 종료된다. 그 후, 단계 (460) 에서, 증착 프리커서 가스 흐름이 형성된다. 예시적인 방법에서, 이러한 가스 흐름은 실리콘 리치 산화물 라이너 증착용으로 산소 및 실란을 포함한다. 단계 (460) 에서, 이 흐름은 플라즈마를 스트라이크하기 전에 가스가 공정 챔버 (13) 내에서 혼합되기에 충분한 시간 동안 유지된다. 단계 (470, 480) 에서, 출원번호 제 09/470,819 호 설명된 바와 같이, 증착 플라즈마를 생성하기 위해 저압 플라즈마 스트라이크가 수행된다. 증착 플라즈마가 스트라이크된 후, 소스 바이어스, RF 바이어스, 및 가스 흐름은 라이너를 증착하기 위해 필요한 증착 상태로 조절된다.
증착동안, 유도성 플라즈마를 형성하기 위해 SRF 발생기 (31A, 31B) 에 의해 탑 코일 (29) 및 사이드 코일 (30) 에 RF 에너지가 인가된다. SRF 발생기 (31A 및 31B) 는 전 공정에 걸쳐 탑 및 사이드 코일에 RF 에너지를 계속 인가한다. SRF 발생기 (31A 및 31B) 는 약 2 ㎒ 의 공칭 주파수에서 약 4000 W 로 구동된다. 이 전력은, 예를 들어, 약 1.8㎒ 에서 구동될 수도 있는 탑 코일 (29), 및 약 2.1 ㎒ 에서 구동될 수도 있는 사이드 코일 (30) 간에 분산된다. 탑 코일 (29) 은 약 1500W 를 수용하고 사이드 코일 (30) 은 약 2500W 를 수용할 수도 있다. 증착동안 온도는 일반적으로 약 400℃ 보다 높다.
여러 실시형태를 설명하였으며, 당업자는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 수정, 대체 구성, 등가물 등을 실시할 수 있다. 특히, IMD 응용에 대하여 실리콘 리치 산화물 층의 증착에 관한 실시형태가 상세히 설명되었지만, 당업자는 여러 공정 중에서 USG 및 FSG 응용을 위해 다양한 STI, PMD, IMD 증착 공정에 대한 적용가능성을 이해할 수 있다. 따라서, 상기한 설명은 이후의 청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
진공 시스템 (70) 은, 2중 블레이드 스로틀 밸브 (26) 을 수용하며 게이트 밸브 (27) 와 터보 분자 펌프 (28) 에 부착된 스로틀 본체 (25) 를 포함한다. 스로틀 본체 (25) 는 가스 흐름에 대하여 최소 폐쇄를 제공하며, 대칭 펌핑을 가능하게 한다. 게이트 밸브 (27) 는 스로틀 밸브 (25) 로부터 펌프 (28) 를 분리시킬 수 있으며, 또한 스로틀 밸브 (26) 가 완전히 개방될 때 배기 흐름 용량을 제한함으로써 챔버 압력을 제어할 수 있다. 스로틀 밸브, 게이트 밸브, 및 터보 분자 펌프의 배치로 인해 챔버 압력의 정밀하고도 안정적인 제어가 약 1 millitorr 내지 약 2 torr 범위에서 가능해진다.
소스 플라즈마 시스템 (80A) 은 돔 (14) 상에 장착된 탑 코일 (29) 및 사이드 코일 (30) 을 포함한다. 대칭 그라운드 실드 (도시하지 않음) 는 코일 간의 전기적 결합을 감소시킨다. 탑 코일 (29) 은 탑 소스 RF (SRF) 발생기 (31A) 에 의해 전력을 공급받는 한편, 사이트 코일 (30) 은 사이트 SRF 발생기 (31B) 에 의해 전력을 공급받으며, 각 코일 동작의 독립적인 전력 레벨 및 주파수가 가능해진다. 이러한 듀얼 코일 시스템으로 인하여 챔버 (13) 내의 방사상 이온 밀도 제거가 가능해지며, 이에 따라 플라즈마 균일성이 향상된다.

Claims (21)

  1. 공정 챔버내의 기판상에 층을 형성하는 방법으로서,
    제 1 가스 혼합물을 상기 공정 챔버내에 제공하는 단계;
    상기 기판을 가열하기 위해 상기 제 1 가스 혼합물로부터 제 1 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 플라즈마를 종료하는 (terminating) 단계;
    프리커서 가스를 상기 공정 챔버에 제공하는 단계;
    실질적으로 균일하게 혼합된 제 2 가스 혼합물을 형성하도록, 상기 프리커서 가스가 혼합되도록 하는 단계; 및
    상기 기판상에 상기 층을 증착하기 위해 상기 제 2 가스 혼합물로부터 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함하는, 층 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 혼합물은 산소로 구성되는, 층 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 혼합물은 산소 및 아르곤을 포함하는, 층 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 혼합물은 아르곤으로 구성되는, 층 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 혼합물은 산소 및 실란을 포함하는, 층 형성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 혼합물은 플루오린 함유 가스를 더 포함하는, 층 형성 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항에 있어서,
    상기 산소 및 실란은 0.5 내지 1.5 사이의 농도 비율로 제공되는, 층 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마는 고밀도 플라즈마인, 층 형성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계는, 상기 제 2 가스 혼합물의 저압 스트라이크를 개시하는 단계를 포함하는, 층 형성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 층은 상기 층상에 제 2 층을 증착하기에 적합한 라이너 층인, 층 형성 방법.
  11. 공정 챔버내의 기판상에 층을 형성하는 방법으로서,
    상기 기판을 가열하는 단계;
    그 후, 상기 공정 챔버내에 프리커서 가스를 실질적으로 균일하게 혼합하는 단계; 및
    그 후, 상기 기판상에 상기 층을 증착하기 위해 상기 혼합된 프리커서 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함하는, 층 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 고밀도 플라즈마인, 층 형성 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 혼합된 프리커서 가스의 저압 스트라이크를 개시하는 단계를 포함하는, 층 형성 방법.
  14. 공정 챔버내의 기판상에 층을 형성하는 방법으로서,
    제 1 가스 혼합물을 상기 공정 챔버에 제공하는 단계;
    상기 기판을 가열하기 위해 상기 제 1 가스 혼합물로부터 제 1 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 플라즈마를 종료하는 단계;
    산소 및 실란을 포함하는 프리커서 가스를 상기 공정 챔버에 제공하는 단계;
    실질적으로 균일하게 혼합된 제 2 가스 혼합물을 형성하도록, 상기 프리커서 가스가 혼합되도록 단계; 및
    상기 기판상에 상기 층을 증착하기 위해 상기 제 2 가스 혼합물로부터 고밀도 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함하는, 층 형성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 산소 및 실란은 0.5 내지 1.5 사이의 농도 비율로 제공되는, 층 형성 방법.
  16. 공정 챔버, 플라즈마 발생 시스템, 기판 홀더, 및 가스를 상기 공정 챔버내로 주입하도록 구성된 가스 전달 시스템을 포함하는 기판 공정 시스템의 동작을 명령하는 컴퓨터로 판독가능한 프로그램이 내장된 컴퓨터로 판독가능한 저장매체로서,
    상기 컴퓨터로 판독가능한 프로그램은,
    제 1 가스 혼합물을 상기 공정 챔버에 제공하는 단계;
    상기 기판을 가열하기 위해 상기 제 1 가스 혼합물로부터 제 1 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 제 1 플라즈마를 종료하는 단계;
    프리커서 가스를 상기 공정 챔버에 제공하는 단계;
    실질적으로 균일하게 혼합된 제 2 가스 혼합물을 형성하도록, 상기 프리커서 가스가 혼합되도록 하는 단계; 및
    상기 기판상에 층을 증착하기 위해 상기 제 2 가스 혼합물로부터 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계에 따라 상기 공정 챔버에 위치한 기판상에 상기 층을 형성하도록 상기 기판 공정 시스템을 동작시키는 지시를 포함하는, 컴퓨터로 판독가능한 저장매체.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마는 고밀도 플라즈마인, 컴퓨터로 판독가능한 저장매체.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 제 2 가스 혼합물의 저압 스트라이크를 개시하는 단계를 포함하는, 컴퓨터로 판독가능한 저장매체.
  19. 공정 챔버를 한정하는 하우징;
    상기 공정 챔버에 동작가능하게 연결된 플라즈마 발생 시스템;
    기판 공정동안 기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
    가스를 상기 공정 챔버내로 주입하도록 구성된 가스 전달 시스템;
    상기 공정 챔버내에서 선택된 압력을 유지하기 위한 압력 제어 시스템;
    상기 플라즈마 발생 시스템, 상기 가스 전달 시스템, 및 상기 압력 제어 시스템을 제어하기 위한 제어기; 및
    상기 제어기에 연결된 메모리를 포함하며,
    상기 메모리는 상기 기판 공정 시스템의 동작을 명령하는 컴퓨터로 판독가능한 프로그램이 내장된 컴퓨터로 판독가능한 매체를 포함하며,
    상기 컴퓨터로 판독가능한 프로그램은,
    제 1 가스 혼합물을 상기 공정 챔버에 제공하도록 상기 가스 전달 시스템을 제어하는 지시;
    상기 기판을 가열하기 위해 상기 제 1 가스 혼합물로부터 제 1 플라즈마를 발생시키도록 상기 플라즈마 발생 시스템을 제어하는 지시;
    상기 제 1 플라즈마를 종료하도록 상기 플라즈마 발생 시스템을 제어하는 지시;
    프리커서 가스를 상기 공정 챔버에 제공하도록 상기 가스 전달 시스템을 제어하는 지시; 및
    실질적으로 균일하게 혼합된 제 2 가스 혼합물을 형성하도록, 상기 프리커서 가스가 혼합되도록 한 후에, 상기 기판상에 층을 증착하기 위해 상기 제 2 가스 혼합물로부터 제 2 플라즈마를 발생시키도록 상기 플라즈마 발생 시스템을 제어하는 지시를 포함하는, 기판 공정 시스템.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마를 발생시키도록 상기 플라즈마 발생 시스템을 제어하는 상기 지시는 고밀도 플라즈마를 발생시키는 지시를 포함하는, 기판 공정 시스템.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마를 발생시키도록 상기 플라즈마 발생 시스템을 제어하는 상기 지시는 상기 제 2 가스 혼합물의 저압 스트라이크를 개시하는 지시를 포함하는, 기판 공정 시스템.
KR1020010066046A 2000-10-25 2001-10-25 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치산화물 증착 제어 방법 KR100990086B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/697,380 US6458722B1 (en) 2000-10-25 2000-10-25 Controlled method of silicon-rich oxide deposition using HDP-CVD
US09/697,380 2000-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020032397A KR20020032397A (ko) 2002-05-03
KR100990086B1 true KR100990086B1 (ko) 2010-10-26

Family

ID=24800921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010066046A KR100990086B1 (ko) 2000-10-25 2001-10-25 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치산화물 증착 제어 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6458722B1 (ko)
EP (1) EP1201784A1 (ko)
JP (1) JP2002198367A (ko)
KR (1) KR100990086B1 (ko)
TW (1) TW495849B (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6649541B1 (en) * 2001-08-01 2003-11-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method for preventing or reducing delamination of deposited insulating layers
US6586347B1 (en) * 2001-10-16 2003-07-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method and structure to improve the reliability of multilayer structures of FSG (F-doped SiO2) dielectric layers and metal layers in semiconductor integrated circuits
US7186640B2 (en) 2002-06-20 2007-03-06 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Silicon-rich oxide for copper damascene interconnect incorporating low dielectric constant dielectrics
US20050191863A1 (en) * 2004-02-05 2005-09-01 Olmer Leonard J. Semiconductor device contamination reduction in a fluorinated oxide deposition process
US7157331B2 (en) * 2004-06-01 2007-01-02 Macronix International Co., Ltd. Ultraviolet blocking layer
KR100599437B1 (ko) * 2004-06-30 2006-07-12 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 소자분리 방법
US7335610B2 (en) 2004-07-23 2008-02-26 Macronix International Co., Ltd. Ultraviolet blocking layer
KR100678459B1 (ko) * 2004-08-24 2007-02-02 삼성전자주식회사 향상된 생산성을 갖는 플라즈마 공정
US20060052369A1 (en) * 2004-09-07 2006-03-09 The Regents Of The University Of Michigan Compositions and methods relating to novel compounds and targets thereof
US20060105114A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 White John M Multi-layer high quality gate dielectric for low-temperature poly-silicon TFTs
US7722737B2 (en) * 2004-11-29 2010-05-25 Applied Materials, Inc. Gas distribution system for improved transient phase deposition
US8021991B2 (en) * 2005-02-28 2011-09-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Technique to radiation-harden trench refill oxides
JP2007043147A (ja) * 2005-07-29 2007-02-15 Samsung Electronics Co Ltd 原子層蒸着工程を用いたシリコンリッチナノクリスタル構造物の形成方法及びこれを用いた不揮発性半導体装置の製造方法
US20070099417A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Applied Materials, Inc. Adhesion and minimizing oxidation on electroless CO alloy films for integration with low K inter-metal dielectric and etch stop
US7755197B2 (en) * 2006-02-10 2010-07-13 Macronix International Co., Ltd. UV blocking and crack protecting passivation layer
US7662712B2 (en) * 2006-02-10 2010-02-16 Macronix International Co., Ltd. UV blocking and crack protecting passivation layer fabricating method
US20070293034A1 (en) * 2006-06-15 2007-12-20 Macronix International Co., Ltd. Unlanded via process without plasma damage
KR100762714B1 (ko) * 2006-10-27 2007-10-02 피에스케이 주식회사 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치, 플라스마를공급하는 방법 및 플라스마를 공급하여 기판을 처리하는방법
US9267605B2 (en) * 2011-11-07 2016-02-23 Lam Research Corporation Pressure control valve assembly of plasma processing chamber and rapid alternating process

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998044543A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Lam Research Corporation Method for microwave plasma substrate heating
WO2000001007A1 (fr) * 1998-06-30 2000-01-06 Tokyo Electron Limited Procede de traitement au plasma

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670224A (en) 1992-11-13 1997-09-23 Energy Conversion Devices, Inc. Modified silicon oxide barrier coatings produced by microwave CVD deposition on polymeric substrates
US6291343B1 (en) 1994-11-14 2001-09-18 Applied Materials, Inc. Plasma annealing of substrates to improve adhesion
JP4195734B2 (ja) * 1996-06-10 2008-12-10 テキサス インスツルメンツ インコーポレイテツド 集積回路のトレンチ分離製作方法
US5861086A (en) * 1997-03-10 1999-01-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for sputter etch conditioning a ceramic body
US5937323A (en) * 1997-06-03 1999-08-10 Applied Materials, Inc. Sequencing of the recipe steps for the optimal low-k HDP-CVD processing
JPH1131599A (ja) 1997-07-08 1999-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置
TW400548B (en) * 1998-06-30 2000-08-01 United Microelectronics Corp The method of improving the uniformity of the thin film's thickness
JP2000133633A (ja) * 1998-09-09 2000-05-12 Texas Instr Inc <Ti> ハ―ドマスクおよびプラズマ活性化エッチャントを使用した材料のエッチング方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998044543A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Lam Research Corporation Method for microwave plasma substrate heating
WO2000001007A1 (fr) * 1998-06-30 2000-01-06 Tokyo Electron Limited Procede de traitement au plasma

Also Published As

Publication number Publication date
EP1201784A1 (en) 2002-05-02
US6458722B1 (en) 2002-10-01
KR20020032397A (ko) 2002-05-03
JP2002198367A (ja) 2002-07-12
TW495849B (en) 2002-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6335288B1 (en) Gas chemistry cycling to achieve high aspect ratio gapfill with HDP-CVD
US7049211B2 (en) In-situ-etch-assisted HDP deposition using SiF4
US7196021B2 (en) HDP-CVD deposition process for filling high aspect ratio gaps
US7081414B2 (en) Deposition-selective etch-deposition process for dielectric film gapfill
US6704913B2 (en) In situ wafer heat for reduced backside contamination
KR100990086B1 (ko) 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하는 실리콘 리치산화물 증착 제어 방법
US7132134B2 (en) Staggered in-situ deposition and etching of a dielectric layer for HDP CVD
US7205240B2 (en) HDP-CVD multistep gapfill process
US6596653B2 (en) Hydrogen assisted undoped silicon oxide deposition process for HDP-CVD
US6958112B2 (en) Methods and systems for high-aspect-ratio gapfill using atomic-oxygen generation
US6890597B2 (en) HDP-CVD uniformity control

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
E801 Decision on dismissal of amendment
S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee