KR101046968B1 - 갭필 및 등각 필름 적용을 위한 저유전체 상수 필름을 증착및 경화하는 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법이 설명되어 있다. 상기 방법은 반응 챔버의 외부에서 생성되는 원자 산소 전구체와 실리콘 전구체를 반응시킴으로써 반응 챔버 내의 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하며 반응 생성물을 기판 상에 증착시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한, 상기 실리콘 산화물 층을 약 600 ℃ 또는 그 미만의 온도에서 가열하는 단계, 및 상기 실리콘 산화물 층을 유도 결합된 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함한다. 상기 증착된 실리콘 산화물 층을 자외선에 노출시키고 또한 상기 층을 유도 결합된 플라즈마에 노출시킴으로써 상기 증착된 실리콘 산화물 층을 경화시키는 방법도 설명되어 있다.

Description

갭필 및 등각 필름 적용을 위한 저유전체 상수 필름을 증착 및 경화하는 방법 {A METHOD FOR DEPOSITING AND CURING LOW-Ｋ FILMS FOR GAPFILL AND CONFORMAL FILM APPLICATIONS}
관련 출원의 참조
본 발명은 "캡필(gapfill) 및 등각 필름 적용을 위한 저유전체 상수 필름을 증착 및 경화하는 방법"이란 발명의 명칭으로 2006년 5월 30일자로 문로 등에 의해 출원된 미국 가 출원 번호 60/803,489호를 우선권으로 주장한다. 본 발명은 또한, "실리콘 함유 전구체 및 원자 산소를 사용한 고품질 유동형 실리콘 이산화물의 화학 기상 증착"이란 발명의 명칭으로 2006년 5월 30일자로 잉켈 등에 의해 공동 양도된 미국 가 출원 번호 60/803,493호에 관한 것이다. 본 발명은 또한, "실리콘 이산화물의 필름 품질을 개선하기 위한 신규한 증착-플라즈마 경화 사이클 공정"이란 발명의 명칭으로 2006년 5월 30일자로 첸 등에 의해 출원된 미국 가 출원 번호 60/803,481호에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 "유전체 갭필용 공정 챔버"란 발명의 명칭으로 2006년 5월 30일자로 루보미르스키에 의해 출원된 미국 가 출원 번호 60/803,499호에 관한 것이다. 우선권인 가 출원과 그 관련 가 출원들의 전체 내용들은 모든 목적을 위해 본 발명에 참조되었다.
유전체 필름의 증착에 있어서, 양호한 절연 특성(즉, 저 유전체 값)과 양호한 필름 품질(예를 들어, 고 필름 밀도와 낮은 습식 에칭률(WERR))을 가지는 고 등각 층을 형성하는 것이 종종 바람직하다. 불행히도, 간단한 증착으로 이러한 모든 특징들을 조합할 수 있는 시작 재료(starting materials)는 (있다하더라도)거의 없다. 실리콘 이산화물 유전체 증착에 있어서, 고 등각 필름은 통상적으로, 필름이 갭, 공동 및 이음부를 경감시킬 수 있게 하는 양호한 유동 특성을 가진다. 그러나, 양호한 유동 특성을 갖는 산화물 필름은 또한 높은 물과 실란올(즉, Si-OH) 농도를 갖는데, 이는 유전체 상수와 필름의 WERR을 증가시킨다. 다른 한편으론, 저습(low-moisture) 산화물 필름의 증착은 통상적으로 낮은 유전체 상수와 WERR을 가지나, 갭을 형성하는 보다 큰 경향을 갖는데 이는 감소된 유동성으로 인한 것으로 보인다.
고습 및 저습 실리콘 이산화물 필름 사이의 결핍을 완화하기 위한 하나의 방법은 먼저 등각의 고습 필름을 증착하고나서 적어도 물 부분을 제거하기 위해 어닐링하는 것이다. 종래의 두 가지 어닐링 방법은 (1)고온 서멀 어닐링과 (2)고밀도 플라즈마 어닐링이다. 서멀 어닐링에 있어서, 증착된 산화물 층은 상당한 양의 습기가 층으로부터 증발하는 온도로 상승된다. 실란올 그룹은 물과 Si-O 결합을 파괴하는데, 여기서 이러한 물의 적어도 일부분은 산화물 층으로부터 이탈한다. 그 결과 초기 증착된 산화물 필름 보다 더욱 조밀하고 더욱 전기 절연성을 갖는(즉, 낮은 유전체 상수를 갖는) 어닐링된 실리콘 산화물 층이 된다.
종래의 서멀 어닐링은 어닐링 온도가 보다 높을 때 더욱 효과적이다. 1000 ℃ 이상의 고온 어닐링은 실란올 결합을 파괴며 300 ℃ 어닐링 보다 상당히 높은 비율에서 증착된 산화물 층으로부터 습기가 증발한다. 보다 높은 제거율은 어닐링 시간을 단축시키며 어닐링 단계의 효율을 증가시킨다. 그러나, 높은 온도의 어닐링은 제작 공정에서 열 관련 제약에 조화를 이루어야 한다. 예를 들어, 서멀 어닐링이 금속 라인들 위에 증착되는 중간 금속 유전체(IMD) 층 상에 수행되면, 어닐링을 위한 온도 상한선은 400 ℃ 또는 그 미만일 수 있다. 몇몇의 예에서, 낮은 열 관련 제약은 긴 어닐링 시간으로 인해 서멀 어닐링을 비실용적이게 한다.
고온 어닐링이 비실용적일 때, 고밀도 플라즈를 포함한 제 2 어닐링 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법에서, 초기에 증착된 실리콘 산화물 층이 헬륨과 아르곤과 같은 불활성 가스의 붕괴로부터 통상적으로 형성되는 고밀도 플라즈마에 노출된다. 플라즈마로부터의 대전 입자들이 산화물 필름과 충돌하며 실란올 결합을 파괴시키며 수증기를 제거하는 원인이 된다. 고밀도 플라즈마에서 어닐링 온도는 일반적으로 서멀 어닐링을 위한 온도보다 일반적으로 더 낮으며, 낮은 열 관련 제약을 갖는 산화물 필름을 어닐링하는데 사용될 수 있다.
고 에너지 플라즈마 입자들은 또한 산화물 필름의 카본-실리콘 및 카본-카본 결합을 파괴할 수 있다. 순수한 실리콘 산화물 층을 증착할 때, 카본의 붕괴와 제거는 플라즈마 어닐링을 위한 바람직한 수확이다. 그러나, 재료의 유전체 상수를 낮추기 위해 카본과 결합하는 저유전체 상수의 산화물 필름을 위해, 플라즈마에 의한 카본 제거는 유전체 상수의 증가에 의해 필름을 손상시킬 수 있다. 따라서, 저 유전체 상수 재료에 악영향을 끼침이 없이 낮은 온도에서 유전체 필름을 효율적으 로 경화시킬 수 있는 추가의 어닐링 방법이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 방법을 포함한다. 그러한 방법은 원자 산소 전구체와 실리콘 전구체를 반응시키고 반응 생성물을 기판 상에 증착시킴으로써 반응 챔버 내의 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 원자 산소 전구체는 반응 챔버의 외측에서 생성될 수 있다. 상기 방법은 또한 실리콘 산화물 층을 약 600 ℃ 또는 그 미만의 온도에서 가열하는 단계, 및 실리콘 산화물 층을 유도 결합된 플라즈마에 노출시키는 단계도 포함한다.
본 발명의 실시예들은 또한, 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 원자 산소 전구체와 실리콘 전구체를 반응시키고 반응 생성물을 기판 상에 증착시킴으로써 반응 챔버 내의 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 원자 산소 전구체는 반응 챔버의 외측에서 생성될 수 있다. 상기 방법은 또한 실리콘 산화물 층을 자외선에 노출시키는 단계, 및 상기 실리콘 산화물 층을 유도 결합된 플라즈마에 노출시키는 단계도 포함한다.
본 발명의 실시예들은 또한, 웨이퍼 기판 상에 실리콘 산화물 층을 증착하고 어닐링하는 방법도 포함한다. 상기 방법은 실리콘 산화물 층의 증착이 발생하는 HDP-CVD 처리 챔버에 기판 웨이퍼를 제공하는 단계, 및 HDP-CVD 처리 챔버의 외측에 원격 플라즈마 생성 유닛을 제공하는 단계를 포함한다. 원격 플라즈마 생성 유닛은 HDP-CVD 처리 챔버로 공급되는 원자 산소 전구체를 생성하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 또한 실리콘 전구체와 원자 산소 전구체가 반응하여 웨이퍼 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 HDP-CVD 처리 챔버에 실리콘 전구체를 공급하는 단계도 포함한다. 실리콘 산화물 층이 형성된 이후에, 제 1 어닐링이 증착된 실리콘 산화물 층에 수행될 수 있으며, 여기서 제 1 어닐링은 약 1분 내지 약 30분 동안 약 300 ℃ 내지 약 600 ℃의 온도로 상기 층을 가열하는 단계를 포함한다. 그 후, 제 2 어닐링은 증착된 산화물 층에 수행될 수 있는데, 여기서 제 2 어닐링은 약 1분 내지 약 10 분 동안 고밀도 아르곤 플라즈마에 상기 층을 노출하는 단계를 포함한다.
추가의 실시예 및 특징들은 다음의 상세한 설명에 일부 설명되어 있으며, 일부는 다음 상세한 설명의 이해로 본 기술 분야의 당업자에게 명확해지거나 본 발명의 실싱에 의해 학습될 것이다. 본 발명의 특징 및 장점들은 본 발명에 설명된 수단, 조합 및 방법에 의해 실현 및 획득될 것이다.
본 발명의 성격과 장점들의 더욱 명확한 이해는 동일한 도면 부호가 유사한 구성 요소를 지칭하기 위해 여러 도면 전반에 걸쳐 사용된 도면과 나머지 상세한 설명 부분들을 참조함으로써 구현될 수 있다. 몇몇 예에서, 서브라벨(sublabel)은 도면 부호와 관련이 있으며 다중의 유사한 구성 요소 중에 하나를 나타내기 위해 하이픈을 뒤따른다. 존재하는 서브라벨에 대한 상세한 설명없이 도면 부호를 참조할 때, 이는 모든 그러한 다중의 유사한 구성 요소들을 참조하는 것으로 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유전체 증착 및 어닐링에서 선택된 단계들을 도시하는 흐름도이며,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유전체 및 서멀/플라즈마 어닐링에서 선택된 단계들을 도시하는 흐름도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유전체 증착 및 UV/플라즈마 어닐링에서 선택된 단계들을 도시하는 흐름도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다층 유전체 증착 및 서멀/플라즈마 어닐링에서 선택된 단계들을 도시하는 흐름도이며,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDPCVD) 시스템의 단순화한 다이어그램이며,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 HDP-CVD 시스템과 관련하여 사용될 수 있는 가스 링의 예를 도시하는 단순화된 횡단면도이며,
도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 HDP-CVD 시스템과 관련하여 사용될 수 있는 모니터 및 광학 펜의 예를 도시하는 단순화된 다이어그램이며,
도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 HDP-CVD 시스템을 제어하기 위한 공정 제어기의 예를 도시하는 단순화된 개략도이다.
시스템 및 방법은 실리콘 산화물 층들의 다단계 어닐링에 대해 설명된다. 다단계 어닐링은 고온(예를 들어, 600 ℃ 초과의 온도)에 대한 요구없이, 산화물 층으로부터 습기와 실란올 그룹을 효과적으로 제거할 수 있게 한다. 다단계 어닐 링은 상기 층의 경도를 증가시키고 습기 및/또는 수산화물 그룹의 일부분을 제거하는 제 1 단계 어닐링, 및 양호한 유전체 특성(예를 들어, 3 미만의 k-값)을 갖는 경질(1 GPa 이상) 산화물 층을 생성하도록 (모든 것은 아니지만)대부분의 나머지 습기와 수산화물 그룹을 제거하는 제 2 단계 어닐링을 포함할 수 있다.
다단계 어닐링은 고온 및 긴 어닐링 시간을 필요로 하지 않고도, 초기 증착된 연질 산화물 필름을 고품질의 저-k 유전체 층으로 변형시킬 수 있다. 카본 함유 저-k 산화물 층에 대해, 제 1 단계의 어닐링은 연질 필름을 상기 층의 k-값을 상당히 증가시키기에 충분한 카본을 다음의 어닐링 단계(들)에 의해 파괴하거나 제거하믄 지점으로 경화시킨다. 이와 같이, 고밀도 플라즈마 어닐링과 같은 저온 및 고효율적인 습기 제거 어닐링 방법은 실리콘 산화물 유전체 층을 함유하는 카본의 저-k 특성에 대한 절충 없이 어닐링 공정에 사용될 수 있다.
예시적인 산화물 층 증착 및 어닐링 공정
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유전체 증착 및 어닐링 방법에서 선택된 단계를 가지는 흐름도이다. 상기 방법(100)은 증착 챔버(102)로 웨이퍼 기판을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 웨이퍼 기판은 200mm, 300mm 등의 실리콘 웨이퍼 기판을 포함할 수 있다. 기판은 2:1 또는 그 이상, 5:1 또는 그 이상, 7:1 또는 그 이상, 10:1 또는 그 이상, 13:1 또는 그 이상, 15:1 또는 그 이상 등의 종횡비를 갖는 갭, 트렌치, 스텝 등을 포함하는 구조물이 상부에 형성될 수 있다.
실리콘 전구체는 기판을 포함하는 반응 챔버(104)로 도입될 수 있다. 실리콘 전구체는 하나 또는 그 이상의 카본-함유 유기-실리콘 화합물, 및/또는 실 란(SiH4)와 같은 카본 무함유 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 유기-실리콘 함유 화합물은 직접적인 Si-C 결합을 갖는 것 및/또는 Si-O-C 결합을 갖는 것을 포함할 수 있다. 유기실란 실리콘 전구체의 예에는 다른 것들 중에도, 디메틸실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 디에틸실란, 테트라메틸오르토실리케이트(TMOS), 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS), 옥타메틸트리실록산(OMTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 테트라메틸시클로테트라실록산(TOMCATS), DMDMOS, DEMS, 메틸 트리톡시실란(MTES), 페닐디메틸실란, 페닐실란, 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
유기-실란 전구체는 증착 챔버로의 도입 이전 또는 도입 중에 캐리어 가스와 함께 혼합될 수 있다. 캐리어 가스는 기판 상의 산화물 층의 형성에 불합리하게 반응하지 않는 불활성 가스일 수 있다. 캐리어 가스의 예로는 다른 것들 중에도, 헬륨, 네온, 및 수소(H2)가 포함된다.
산소-함유 전구체도 기판을 포함하는 반응 챔버(106)로 도입될 수 있다. 산소 함유 전구체도 증착 챔버의 외측에서 원격으로 생성되는 원자 산소를 포함할 수 있다. 원자 산소는 분자 산소(O2), 오존(O3), 질소-산소 화합물(예를 들어, NO, NO2, N2O, 등), 수소-산소 화합물(예를 들어, H2O, H2O2, 등), 카본-산소 화합물(예를 들어, CO, CO2, 등)과 같은 전구체뿐만 아니라, 다른 산소 함유 전구체와 이들 전구체의 조합물의 용해에 의해 생성될 수 있다.
원자 산소를 생성하기 위한 전구체의 용해는 다른 방법들 중에도, 열 용해, 자외선 용해, 및/또는 플라즈마 용해에 의해 수행될 수 있다. 플라즈마 용해는 원격 플라즈마 생성 챔버 내에서 헬륨, 아르곤 등으로부터의 플라즈마를 충돌시키는 단계, 및 원자 산소 전구체를 생성하도록 산소 전구체를 플라즈마로 도입하는 단계를 포함한다.
방법(100)의 실시예에서, 원자 산소 및 유기-실란 전구체는 증착 챔버로 도입되기 이전에 혼합되지 않는다. 전구체는 증착 챔버의 주위에 분포되는 별도의 공간적으로 분리된 전구체 입구를 통해 챔버로 진입될 수 있다. 예를 들어, 원자 산소 전구체는 챔버의 상부에 있으며 기판 바로 위로 위에 위치되는 입구(또는 입구들)로부터 진입된다. 입구는 산소 전구체의 유동을 기판 증착 표면에 수직한 방향으로 지향시킨다. 한편, 실리콘 전구체는 증착 챔버의 측면 주위에 있는 하나 또는 그 이상의 입구들로부터 진입될 수 있다. 입구는 실리콘 전구체의 유동을 증착 표면에 거의 평행한 방향으로 지향시킨다.
추가의 실시예들은 원자 산소와 실리콘 전구체를 다중 포트 샤워헤드의 별도의 포트를 통해 이송하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 기판 위에 위치되는 샤워헤드는 전구체가 증착 챔버로 진입하는 개구 패턴을 포함할 수 있다. 한 세트의 개구가 원자 산소 전구체를 공급하는 반면에, 다른 세트의 개구가 실리콘 전구체를 공급한다. 상이한 세트의 개구를 통한 전구체의 이동은 증착 챔버를 이탈할 때까지 서로로부터 유동적으로 격리될 수 있다. 전구체 처리 장비의 형태와 디자안에 대한 추가의 세부 사항은 본 발명과 동일한 날에, "유전체 갭필용 처리 챔버"란 발명의 명칭으로 루보미르스키에 의해 출원된 변호사 참고 번호 A011162/T72700를 갖 는 공동 양도된 미국 가 출원에 설명되어 있으며, 이의 전체 내용은 모든 목적을 위해 본 발명에 참조되었다.
원자 산소 및 실리콘 전구체가 증착 챔버 내에서 반응할 때, 이들 전구체는 기판 증착 표면(108) 위에 실리콘 산화물 층을 형성한다. 초기 증착 중에, 기판은 일정하고 상당히 낮은 온도(예를 들어, 약 30 내지 약 70℃)로 유지될 수 있다. 초기 산화물 층은 우수한 유동성을 가지며 기판 표면 상의 구조물 내의 갭 바닥으로 신속히 이동될 수 있다.
실리콘 산화물 층의 증착 이후에, 습기의 일부분을 제거하고 층의 경도를 증가시키도록 제 1 어닐링이 수행될 수 있다. 이러한 초기 어닐링 단계는 불활성 환경(예를 들어, 건조한-N2 환경)에서 약 1 분 내지 10 분 동안 산화물 층을 가열하는 단계를 포함한다. 서멀 어닐링 온도는 산화물 층이 알루미늄 금속 라인 위에 중착되는 중간 금속 유전체일 때와 같이, 기판 구조물 내에 형성되는 금속 라인을 손상시키지 않도록 선택될 수 있다.
이와는 달리(또는 추가로) 제 1 어닐링 단계는 실리콘 산화물 층을 약 1 분 내지 약 30 분 동안 자외선(UV)에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 서멀 어닐링 처럼, 자외선 어닐링은 초기에 증착된 산화물 필름 내에 존재하는 습기의 일부분을 제거하며 또한 필름의 경도를 증가시킬 수 있다.
제 1 어닐링의 종료 후에, 산화물 층으로부터 실란올 결합과 습기를 더욱 더 제거하도록 제 2 어닐링 단계가 수행된다. 이러한 어닐링 단계(112)에서, 실질적 으로 모든 습기와 실란올이 제거되어 초기에 증착된 산화물 또는 제 1 어닐링 단계에서 층이 처리된 후보다 낮은 k-값과 낮은 WERR 값을 상기 층에 제공한다. 이러한 제 2 어닐링은 산화물로부터 실란올 그룹과 습기를 제거하는데 효율적인 플라즈마에 산화물 층을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 제 1 어닐링 이후에, 산화물 층은 산화물 내에 존재하는 카본 그룹의 붕괴로부터 플라즈마를 감소(또는 방지)하기에 충분한 경도를 가진다. 따라서, 낮은-K의 카본 함유 산화층에 대해, 플라즈마 어닐링은 층의 K-값을 상당히 증가시키기에 충분한 카본을 제거하지 못한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유전체 증착 및 서멀/플라즈마 어닐링 방법(200)에서 선택된 단계들을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 방법(200)은 기판을 증착 챔버(202)에 제공하는 단계를 포함한다. 그 후, 초기 산화물 층의 증착은 반응 챔버의 외측에 있는 원격 시스템에서 반응성 원자 산소를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 원자 산소는 4000 내지 6000 와트(예를 들어, 5500 와트)의 RF 전력을 예를 들어, 약 600 내지 약 1200 sccm으로 유동하는 분자 산소(02)와 예를 들어, 약 900 내지 1800 sccm으로 유동하는 아르곤 가스의 조합 가스 스트림으로 공급하는 원격 고밀도 플라즈마 발생기에서 생성될 수 있다. 원격 생성된 원자 산소 전구체는 반응 챔버(206)의 내측으로 도입될 수 있다.
아르곤-실리콘 전구체도 반응 챔버(208)로 도입된다. 이러한 전구체는 유기-실리콘 화합물(가스 또는 액체)을 헬륨 또는 분자 수소(H2)와 같은 캐리어 가스와 혼합함으로써 도입될 수 있다. 예를 들어, 헬륨은 약 800 내지 약 1600 mgm의 비율에서 챔버로 OMCTS의 유동을 제공하도록 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)과 같은 실온 액체 유기-실리콘 전구체를 통해 약 600 내지 약 2400 sccm의 유동률로 기포화될 수 있다.
원자 산소 및 실리콘 전구체는 기판(210) 상에 초기 산화물 층을 형성하도록 챔버 내에서 서로 반응한다. 산화물 층 증착 중에 챔버의 전체 압력은 예를 들어, 약 0.5 Torr 내지 약 6 Torr일 수 있다. 보다 높은 전체 압력(예를 들어, 1.3 Torr)에서는 보다 양호한 유동성을 갖는 산화물 필름을 증착하는 반면에, 보다 낮은 압력(예를 들어, 0.5 Torr)에서는 보다 큰 등각 산화물 층을 증착할 수 있다. 원자 산소가 높은 반응성을 가지므로, 반응 챔버 내의 증착 온도는 상당히 낮을 수 있다(예를 들어, 약 100 ℃ 또는 그 미만). 산화물 증착률은 약 500Å/분 내지 약 3000Å/분(예를 들어, 1500Å/분) 범위일 수 있다. 상기 층의 두께는 약 500Å 내지 약 5000Å일 수 있다.
낮은-k의 산화물 필름을 증착한 이후에, 서멀 어닐링이 수행된다(단계 212).이러한 어닐링은 초기 증착된 산화물 층의 온도를 약 300℃ 내지 약 600℃(예를 들어, 약 350℃ 내지 약 400℃, 약 380℃ 등)로 상승시키는 단계를 포함한다. 서멀 어닐링 환경은 건조 질소, 헬륨, 아르곤 등의 불활성 분위기를 포함하며, 챔버 압력은 약 15 mTorr 내지 약 760 Torr(예를 들어, 약 50 Torr)일 수 있다. 산화물 층은 약 1 분 내지 약 30분(예를 들어, 약 1분) 동안 서멀 어닐링되며, 초기 증착된 필름보다 높은 경도와 낮은 습도를 갖는 어닐링된 산화물 층을 생성한다. 서멀 어닐링으로 습기와 실란올을 완전히 제거하지 못하므로, 층의 경도는 완전 건조된 무실란올 산화물의 경도보다 작다. 예를 들어, 후-서멀 어닐링 필름은 약 0.5 GPa 또는 그 미만(예를 들어, 0.1 GPa 내지 약 0.5 GPa)의 경도를 가질 수 있다. 유사하게, 후-서멀 어닐링된 필름의 유전체 상수는 완전 건조된 산화물 층의 유전체 상수보다 정상적으로 높으며, 후-서멀 어닐링된 필름된 필름은 4.0 이상의 k-값을 가질 수 있다.
제 2 플라즈마 어닐링이 열적으로 어닐링된 산화물 층에 수행될 수 있다(단계 214). 플라즈마 어닐링은 헬륨 또는 아르곤과 같은 하나 또는 그 이상의 불활성 가스로부터 생성된 플라즈마에 웨이퍼 기판을 노출시킴으로써 수행될 수 있다. 플라즈마는 유도 결합된 플라즈마(ICP)에 의해 생성괴며 반응 챔버 내에서 인-시츄 방식으로 생성될 수도 있다. 플라즈마를 생성하는데 사용된 RF 전력은 약 1000와트 내지 약 9600 와트(예를 들어, 약 1800 와트)일 수 있으며, 챔버 내의 플라즈마 압력은 약 2 mTorr 내지 약 50 mTorr(예를 들어, 약 20 mTorr)일 수 있다. 웨이퍼는 플라즈마 어닐링 중에 약 350 ℃ 내지 약 400 ℃(예를 들어, 약 380℃)로 가열될 수 있으며 산화물 층은 약 1 내지 약 10 분(예를 들어, 약 3 분)동안 상기 플라즈마에 노출될 수 있다. 층 내의 습도와 실란올 농도는 플라즈마 어닐링 이후에 실질적으로 0에 가깝다. 층의 경도는 습도 및 실란올이 없는 저-k 실리콘 산화물의 경도와 실질적으로 동일하다(예를 들어, 약 1.2 GPa). 상기 층은 2:1 미만(예를 들어, 약 1.8:1 내지 약 1.4:1)의 WERR도 가진다. 유사하게, 상기 층에 대한 k-값은 3.0 미만일 수 있다. 어닐링된 산화물 층도 금속화된 기판의 열 관련 온 도(예를 들어, 약 600 ℃)에서 균일하고 안정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유전체 증착 및 UV/플라즈마 어닐링 방법(300)에서 선택된 단계들을 갖는 흐름도이다. 방법(200)과 유사하게, 방법(300)은 기판을 증착 챔버(302)로 제공하는 단계 및 증착 챔버(306)의 내측으로 도입되는 원자 산소(304) 전구체를 생성하는 단계를 포함한다. 실리콘 전구체(예를 들어, 유기-실리콘 화합물)도 챔버(308)로 도입되며, 초기 산화물 층(310)을 형성하도록 원자 산소 전구체와 반응한다. 이러한 초기 증착 이후에, 두 단계의 어닐링이 수행되어 습도와 실란올 그룹을 산화물 층으로부터 제거한다.
제 1 어닐링 단계는 초기 증착된 실리콘 산화물 층을 자외선(312)에 노출시키는 단계를 포함한다. 자외선은 습도를 제거하고 실란올 결합(예를 들어, Si-OH)을 분리시킴으로써 필름의 k-값을 낮추며 경도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, Si-OH 결합은 실란올을 실리콘 산화물과 수증기로 변환시키는 대략 200 nm에서 자외선을 흡수한다.
자외선은 기판 상에 자외선을 쪼이는 하나 또는 그 이상의 자외선 소오스로부터 공급될 수 있다. 이들 자외선 소오스는 자외선 파장에서 피크 세기(예를 들어, 220 nm)를 가지는 광대역에 걸쳐 자외선을 방출하는 자외선 램프를 포함할 수 있다. 자외선 램프의 예에는 다른 형태의 자외선 램프들 중에도, 제논 램프(피크 방출 파장 172 nm), 수은 램프(피크 243 nm), 중수소 램프(피크 140 nm), 및 크립톤 염화물(KrCl2) 램프(피크 222 nm)가 포함된다. 추가의 자외선 소오스는 고유한 협대역 자외선을 산화물 층에 제공하는 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 광 소오스에는 엑시머 레이저(예를 들어, XeCl, KrF, F2 등의 엑시머 레이저) 및/또는 적절히 조화된 고상 레이저(예를 들어, Nd-YAG 레이저)가 포함된다. 자외선 소오스로는 다이오드 자외선 소오스도 포함된다.
필터 및/또는 나노크로미터(nanochrometer)가 산화물 층에 도달하는 광의 파장 범위를 좁히는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 자외선 어닐링에 의해 층 내의 카본이 제거되는 것을 방지하도록 170 nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단한다.
산화물 층은 약 10초 내지 약 60분 동안 자외선 소오스에 노출될 것이다. 통상적인 노출 시간은 약 1분 내지 약 10분(예를 들어, 약 2 분 내지 약 5분)일 수 있다. 산화물 층의 온도는 자외선 어닐링 단계 중에 약 25℃ 내지 약 900℃일 수 있다. 자외선 노출은 산화물 층이 헬륨, 아르곤, N2, N2O, 암모니아, 오존, H2O, 또는 이들의 혼합물을 함유하는 분위기 내에 있는 동안 수행될 수 있다. 자외선 노출 중에 챔버 내의 분위기의 압력은 약 1 Torr 내지 약 600 Torr 범위일 수 있다.
자외선 어닐링 이후에, 플라즈마 어닐링이 산화물 층(314)에 수행될 수 있다. 이러한 제 2 어닐링은 고 품질(예를 들어, 1.2 GPa의 경도), 낮은-k(예를 들어, 약 3.0 또는 그 미만의 k-값)의 실리콘 산화물 층을 제공하기 위해 실질적으로 모든 나머지 물과 실란올 그룹을 제거한다. 방법(200)에서의 플라즈마 어닐링(214)과 유사하게, 플라즈마 어닐링(314)은 헬륨 또는 아르곤과 같은 하나 또는 그 이상의 불활성 가스로부터 생성되는 플라즈마에 웨이퍼 기판을 노출시킴으로써 수행될 수 있다. 플라즈마는 유도 결합된 플라즈마(ICP)에 의해 생성되며 반응 챔버 내에서 인-시츄 방식으로 생성될 수 있다. 웨이퍼는 플라즈마 어닐링 중에 약 350 ℃ 내지 약 400 ℃로 가열될 수 있으며, 산화물 층은 약 1 내지 약 10 분 동안 플라즈마에 노출될 수 있다. 상기 층 내의 습기와 실란올 농도는 어닐링 이후에 실질적으로 0에 가깝다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다층 유전체 증착 및 서멀/플라즈마 어닐링(400)에서 선택된 단계들을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 상기 방법(400)은 증착 챔버(402)로 기판을 제공하는 단계, 및 제 1 유전체 층을 기판(404) 상에 증착하는 단계를 포함한다. 유전체 층은 원자 산소와 유기-실리콘 전구체의 반응에 의해 형성되는 실리콘 산화물 층일 수 있다. 원자 산소 전구체는 O2와 같은 산소 함유 가스의 고밀도 플라즈마 용해에 의해 원격 생성될 수 있다. 제 1 산화물 층의 두께는 약 50 Å 내지 약 500 Å(예를 들어, 약 100 Å 내지 약 200 Å)일 수 있다.
증착 이후에, 제 1 유전체 층은 2단계 어닐링 공정으로 어닐링될 수 있다. 제 1 어닐링 단계(406)는 상기 층의 경도를 증가시키도록 자외선 또는 서멀 어닐링될 수 있다. 그 후, 제 2 어닐링 단계(408)는 상기 층으로부터 습기와 실란올 결합을 더욱 더 제거하도록 수행될 수 있다. 이는 유전체 층을 불활성 플라즈마에 노출시킴으로써 수행되는 플라즈마 어닐링일 수 있다. 유전체 층의 온도는 2단계 어닐링 중에 약 300 ℃ 내지 약 600 ℃(예를 들어, 약 350 ℃ 내지 약 400 ℃)에서 유지될 수 있다. 제 1 유전체 층의 제 1 및 제 2 어닐링은 약 30 초 내지 약 10 분 동안 지속될 수 있다.
제 2 유전체 층은 이제 제 1 유전체 층을 가지는 기판 상에 형성될 수 있다(단계 410). 제 2 유전체 층은 제 1 유전체 층과 동일한 전구체(예를 들어, 원자 산소 및 유기-실리콘 전구체)로부터 형성될 수 있다. 제 2 유전체도 제 1 층과 동일한 두께(예를 들어, 약 50 Å 내지 약 500 Å)로 형성될 수 있다.
증착 이후에, 제 2 유전체 층은 2 단계 어닐링 공정으로 어닐링될 수 있다. 제 1 어닐링 단계(412)는 상기 층의 경도를 증가시키고 필름 내의 습기와 실란올 레벨을 감소시키도록 자외선 또는 서멀 어닐링된다. 그 후, 제 2 어닐링 단계(414)가 상기 층으로부터 습기와 실란올 결합을 더욱 더 제거하도록 수행된다. 이는 유전체 층을 불활성 플라즈마에 노출시킴으로써 수행되는 플라즈마 어닐링일 수 있다. 유전체 층의 온도는 2단계 어닐링 중에 약 300 ℃ 내지 약 600 ℃(예를 들어, 약 350 ℃ 내지 약 400 ℃)에서 유지될 수 있다. 제 1 유전체 층의 제 1 및 제 2 어닐링은 약 30 초 내지 약 10 분 동안 지속될 수 있다.
유전체 증착 및 2단계 어닐링 사이클은 유전체 재료가 소정의 두께로 형성될 때까지(도시 않음) 여러 번 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 각각의 유전체 층이 100 Å의 두께를 가지며 소정의 전체 유전체 두께가 1.2 ㎛라면, 12번의 증착 및 어닐링 사이클이 수행되어야 한다. 각각 증착된 층의 두께는 다른 변수들 중에서도, 반응성 전구체의 형태와 유동률, 증착 챔버 내의 전체 압력, 및 온도와 같은 산화물 증착률을 유효화하는 변수들을 제어함으로써 설정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 산화물 층에 대한 통상적인 증착률은 약 500Å/분 내지 약 3000 Å/분(예를 들어, 약 1500 Å/분)이다.
예시적인 증착 및 어닐링 시스템
본 발명의 실시예들을 실시할 수 있는 증착 시스템으로는 다른 형태의 시스템 중에서도, 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDP-CVD) 시스템, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 시스템, 대기압 이하 화학 기상 증착(SACVD) 시스템, 및 서멀 화학 기상 증착 시스템이 포함된다. 본 발명의 실시예들을 실시할 수 있는 CVD 시스템의 특정 예로는 미국 캘리포니아 산타클라라 소재의 어플라이드 머티리얼즈 인포포레이티드로부터 이용가능한 센츄라 울티마(등록 상표) HDP-CVD 챔버/시스템, 및 프로듀서(등록 상표) PECVD 챔버/시스템이 포함된다.
본 발명에 따른 실시예들에 사용되도록 변형될 수 있는 하나의 적합한 증착 및 어닐링 시스템은 2004년 5월 7일자로 첸 등에 의해 출원되고 공동 양도된 미국 특허 공보 US2005/0250340(미국 출원 번호 10/841,582호)에 도시되고 설명되어 있으며, 이는 모든 목적을 위해 본 발명에 참조되었다.
이후 도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 시즈닝 필름이 알루미늄 질화물 부품(예를 들어, 노즐, 배플 등) 상에 증착될 수 있는 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDP-CVD) 시스템(510)의 실시예가 도시되어 있다. 시스템(510)은 챔버(513), 진공 시스템(570), 소오스 플라즈마 시스템(580A), 바이어스 플라즈마 시스템(580B), 가스 분배 시스템(533), 및 원격 플라즈마 세정 시스템(550)을 포함한 다.
챔버(513)의 상부는 알루미늄 질화물과 같은 세라믹 유전체 재료로 제조되는 돔(514)을 포함한다. 돔(514)은 플라즈마 처리 영역(516)의 상부 경계를 한정한다. 플라즈마 처리 영역(516)은 기판(517)의 상부면과 기판 지지 부재(518)에 의해 바닥이 한정된다.
히터 판(523)과 냉각 판(524)이 장착되며, 돔(514)에 열적으로 결합된다. 히터 판(523)과 냉각 판(524)은 약 100 ℃ 내지 약 200 ℃ 범위에 걸쳐 약 ±10 ℃ 내에서 돔의 온도를 제어할 수 있다. 이는 다수의 공정에 대한 돔 온도의 최적화를 가능하게 한다. 예를 들어, 돔의 온도는 증착 공정보다는 세정 또는 에칭 공정을 위해 더 높은 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 돔 온도의 정확한 제어도 챔버 내의 박리 또는 미립자 수를 감소시키며 증착 층과 기판 사이의 접착력을 개선한다.
챔버(513)의 하부는 챔버를 진공 시스템에 결합하는 몸체 부재(522)를 포함한다. 기판 지지부재(518)의 기저부(521)는 몸체 부재(522) 상에 장착되며 몸체 부재와 연속적인 내측면을 형성한다. 기판은 챔버(513) 측면에 있는 삽입/제거 개구(도시 않음)를 통해 로봇 블레이드(도시 않음)에 의해 챔버의 내측 및 외측으로 이송된다. 리프트 핀(도시 않음)은 상부 로딩 위치(557)에 있는 로봇 블레이드로부터 기판이 기판 지지 부재(518)의 기판 수용부(519) 상에 놓이는 하부 처리 위치(556)로 기판을 이동시키도록 모터(또한 도시 않됨)의 제어 하에서 상승 및 하강된다. 기판 수용부(519)는 기판 처리 중에 기판을 기판 지지부재(518) 상에 고정 하는 정전 척(520)을 포함한다. 일 실시예에서, 기판 지지부재(518)는 알루미늄 세라믹(예를 들어, AlN) 재료로 제조된다.
진공 시스템(570)은 트윈-블레이드 드로틀 밸브(526)를 수용하고 게이트 밸브(527)와 터보-분자 펌프(528)에 부착되는 드로틀 몸체(525)를 포함한다. 드로틀 몸체(525)는 1995년 12월 12일자로 출원되어 공동 양도되었으며 본 발명에 참조된 미국 특허 출원번호 08/574,839호에 설명되어 있는 바와 같이, 가스 유동에 최소한의 장애를 제공하며 대칭적인 펌핑을 가능하게 함에 주목해야 한다. 게이트 밸브(527)는 드로틀 몸체(525)로부터 펌프(528)를 격리시키며, 또한 드로틀 밸브(526)가 완전히 개방된 때 배기 능력을 제한함으로써 챔버 압력을 제어할 수 있다. 드로틀 밸브, 게이트 밸브, 및 터보-분자 펌프의 배열에 의해 약 1 mTorr 내지 약 2 Torr 범위로 챔버 압력을 정확하고 안정적으로 제어할 수 있다.
소오스 플라즈마 시스템(580A)은 돔(514)에 장착되는 상부 코일(529)과 측면 코일(530)을 포함한다. 대칭의 접지 차폐물(도시 않음)은 상기 코일들 사이의 전기 접속을 감소시킨다. 상부 코일(529)은 상부 소오스 RF(SRF) 발생기에 의해 전력이 공급되는 반면에, 측면 코일(530)은 측면 SRF 발생기(531B)에 의해 전력이 공급되어, 각각의 코일에 대한 독립적인 동력 레벨과 작동 주파수를 제공한다. 이러한 이중 코일 시스템은 챔버(513) 내의 반경 방향의 이온 밀도의 제어를 가능하게 함으로써, 플라즈마 균일도를 개선한다. 측면 코일(530)과 상부 코일(529)은 컴플라이언스 전극을 불필요하게 하는, 통상적으로 유도적으로 구동된다. 일 실시예에서, 상부 소오스 RF 발생기(531A)는 정상적으로 2 ㎒에서 10,000 와트 까지의 RF 전력을 제공하며 측면 소오스 RF 발생기(531B)는 정상적으로 정상적으로 2 ㎒에서 10,000 와트 까지의 RF 전력을 제공한다. 상부 및 측면 RF 발생기의 작동 주파수는 플라즈마 발생 효율을 개선하기 위해 정상적인 작동 주파수(예를 들어, 각각 1.7 내지 1.9 ㎒ 및 1.9 내지 2.1 ㎒)로부터 오프셋될 수 있다.
바이어스 플라즈마 시스템(580B)은 바이어스 RF(BRF) 발생기(531) 및 바이어스 정합 네트워크(532C)를 포함한다. 바이어스 플라즈마 시스템(580B)은 기판 부분(517)을 상보 전극(complimentary electrode)으로서 역할을 하는 몸체 부재(522)에 용량 결합시킨다. 바이어스 플라즈마 시스템(580B)은 소오스 플라즈마 시스템(580A)에 의해 생성된 플라즈마 종을 기판 표면으로 이송하는 것을 개선하는 역할을 한다. 특정 실시예에서, 바이어스 RF 발생기는 13.56㎒에서 5,000 와트까지의 RF 전력을 제공한다.
RF 발생기(531A,531B)는 디지탈 제어되는 합성기를 포함하며 약 1.8 내지 약 2.1 ㎒ 범위의 주파수에 걸쳐서 작동한다. 각각의 발생기는 본 기술분야의 당업자에 이해될 수 있는 바와 같이, 챔버로부터 발생기로의 반사 전력을 측정하고 가장 낮은 반사 전력을 얻기 위해 작동 주파수를 조절하는 RF 제어 회로(도시 않음)를 포함한다. RF 발생기는 통상적으로 50 오옴의 특성 임피던스를 갖는 부하로 작동되도록 설계된다. RF 전력은 발생기와 상이한 특성 임피던스를 가지는 부하로부터 반사될 수 있다. 이는 부하로 전달되는 전력을 감소시킬 수 있다. 추가로, 부하로부터 발생기로 되반사되는 전력은 발생기를 과부하 및 손상시킬 수 있다. 플라즈마의 임피던스가 다른 요인들 중에도 플라즈마 이온 밀도에 따라 5 오옴 미만으 로부터 900 오옴 이상까지의 범위를 가질 수 있으며 반사된 전력이 주파수의 함수일 수 있기 때문에, 반사된 전력에 따른 발생기 주파수를 조절하는 것은 RF 발생기로부터 플라즈마로 전달되는 전력을 증가시키고 발생기를 보호한다. 반사된 전력을 감소시키고 효율을 증가시키는 다른 방법은 정합 네트워크를 사용하는 것이다.
정합 네트워트(532A,532B)는 발생기(531A,531B)의 출력 임피던스를 각각의 코일(529,530)에 정합시킨다. RF 제어 회로는 발생기를 부하가 변경될 때의 부하로 정합시키도록 정합 네트워크 내의 커패시터의 값을 변경시킴으로써 두 정합 네트워크를 턴할 수 있다. RF 제어 회로는 부하로부터 발생기로 되반사된 전력이 임의의 한계점을 초과할 때 정합 네트워크를 턴할 것이다. 일정한 정합을 제공하고 RF 제어회로가 정합 네트워크의 터닝을 효율적으로 억제하는 하나의 방법은 반사 전력의 예상 값 위로 반사 전력 한계값을 설정하는 것이다. 이는 가장 최근의 조건으로 정합 네트워크 상수를 유지함으로써 몇몇 조건 하에 플라즈마를 안정화하는데 도움을 줄 수 있다.
다른 방법도 플라즈마의 안정에 도움을 줄 수 있다. 부하(플라즈마)로 분배되는 전력을 결정하는데 예를 들어, RF 제어 회로가 사용될 수 있으며 층의 증착 중에 실질적으로 일정하게 분배기 전력을 유지하기 위해 발생기 출력 전력을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
가스 분배 시스템(533)은 분배 라인(538: 단지 몇 개만이 도시됨)을 경유하여 기판을 처리하기 위한 챔버로 여러 개의 소오스(534A-534F)로부터의 가스를 제공한다. 본 기술분야의 당업자들에 이해될 수 있듯이, 소오스(534A-534F)에 사용 되는 실제 소오스 및 챔버(513)로의 분배 라인(538)의 실제 연결은 챔버(513) 내에서 실행되는 증착 및 세정 공정에 따라 변화한다. 가스는 가스 링(537) 및 상부 노즐(545)을 통해 챔버(513)의 내측으로 도입된다. 가스 링(537) 및 상부 노즐(545)은 AlN으로 제조될 수 있다. 도 5b는 가스 링(537)의 추가의 세부 사항을 도시하는 챔버의 단순화된 부분 횡단면도이다.
일 실시예에서, 제 1 및 제 2 가스 소오스(534A,534B), 그리고 제 1 및 제 2 가스 유동 제어기(535A',535B')는 가스 분배 라인(538: 단지 몇개만이 도시됨)을 통해 가스 링(537) 내의 가스 플레넘(536)으로 가스를 제공한다. 가스 링(537)은 기판 위에 균일한 가스 유동을 제공하는 복수의 가스 노즐(539: 단지 하나만이 설명 목적으로 도시됨)을 가진다. 노즐 길이와 노즐 각도는 개개의 챔버 내의 특정 공정을 위한 가스 사용 효율과 균일한 프로파일의 조절을 가능하게 하도록 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 링(537)은 알루미늄 질화물로 제조되는 112 개의 가스 노즐(539)을 가진다.
가스 링(537)도 소오스 가스 노즐(539)보다 짧으며 상기 가스 노즐과 동일 평면 상에 있을 수 있는 복수의 가스 노즐(540: 단지 하나만이 도시됨)을 가지며, 일 실시예에서 몸체 플레넘(541)으로부터 가스를 수용한다. 가스 노즐(540)은 AlN으로 제조될 수 있다. 가스 노즐(539,540)은 가스를 챔버(513)의 내측으로 분사하기 이전에 가스를 혼합하는 것이 바람직하지 않은 몇몇 실시예에서 유체 연결되지 않는다. 다른 실시예에서, 가스는 몸체 플레넘(541)과 가스 링 플레넘(536) 사이에 구멍(도시 않음)을 제공함으로써 가스를 챔버(513)의 내측으로 분사하기 이전에 혼합될 수 있다. 일 실시예에서, 제 3 및 제 4 가스 소오스(534C,534D), 그리고 제 3 및 제 4 가스 유동 제어기(535C,534D')는 가스를 가스 분배 라인(538)을 통해 몸체 플레넘으로 제공한다. 도면 부호 543B와 같은 다른 밸브(도시 않음)는 유동 제어기로부터 챔버로의 가스를 차단할 수 있다.
가연성, 독성, 또는 부식성 가스가 사용되는 실시예에서, 증착 후에 가스 분배 라인 내에 남아 있는 가스를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 예를 들어, 분배 라인(538A)으로부터 챔버(513)를 격리시키고 분배 라인(538A)을 진공 전방라인(544)으로 배기시키기 위한 밸브(543B)과 같은 3 방 밸브를 사용하여 달성할 수 있다. 도 5a에 도시한 바와 같이, 543A, 543C와 같은 다른 유사한 밸브가 다른 가스 분배 라인과 결합될 수 있다. 그러한 3방 밸브는 (상기 3방 밸브와 챔버 사이의)배기되지 않는 가스 분배 라인의 체적을 최소화하기 위해 실제로 챔버(513)에 가깝게 놓일 수 있다. 추가로, 2방(온-오프) 밸드는 질량 유동 제어기("MMC")와 챔버 또는 가스 소오스와 MFC 사이에 놓일 수 있다.
다시 도 5a를 참조하면, 챔버(513)도 (AlN으로 제조될 수 있는)상부 노즐(545) 및 상부 통기구(546)를 가진다. 노즐(545) 및 상부 통기구(546)는 가스의 상부 및 측면 유동의 독립적인 제어를 가능하게 하는데, 이는 필름 균일도를 개선하며 필름의 증착 및 도핑 변수의 미세한 조절을 가능하게 한다. 상부 통기구(546)는 상부 노즐(545) 주위의 환형 개구이다. 일 실시예에서, 제 1 가스 소오스(534A)는 소오스 가스 노즐(539)과 상부 노즐(545)을 공급한다. 소오스 노즐 MFC(535A')은 소오스 가스 노즐(539)로 분배되는 가스의 양을 제어하며, 상부 노즐 MMC(535A)은 상부 가스 노즐(545)로 분배되는 가스의 양을 제어한다. 유사하게, 두 개의 MFC(535B,535B')는 소오스(534B)와 같은 산소의 단일 소오스로부터의 산화제 가스 노즐(540) 및 상부 통기구(546)로의 산소의 유동을 제어하는데 사용될 수 있다. 상부 노즐(545) 및 상부 통기구(546)로 공급되는 가스는 챔버(513) 내측으로의 가스 유동 이전에 별개 상태로 유지되거나 챔버(513)의 내측으로 유동되기 이전에 상부 플레넘(48) 내에서 혼합될 수 있다. 동일한 가스의 별도 소오스가 챔버의 다수 부분을 공급하는데 사용될 수 있다.
원격 초단파-생성된 플라즈마 세정 시스템(550)은 챔버 부품으로부터 증착 잔류물을 주기적으로 세정하기 위해 제공된다. 세정 시스템은 반응로 공동(553) 내의 세정 가스 소오스(534E: 예를 들어, 분자 불소, 질소 3불화물, 다른 불화탄소 또는 등가물)로부터 플라즈마를 생성하는 원격 초단파 발생기(551)를 포함한다. 이러한 플라즈마로부터의 반응성 종은 적용기 튜브(555)를 경유하고 세정 가스 공급 포트(554)를 통해 챔버(513)로 이송된다. 세정 플라즈마를 포함하는데 사용되는 재료(예를 들어, 공동(553) 및 적용기 튜브(555))는 플라즈마에 의한 침식에 저항해야 한다. 반응로 공동(553)과 공급 포트(554) 사이의 거리는 실제로 짧게 유지되어야 하는데, 그 이유는 바람직한 플라즈마 종의 농도가 반응로 공동(553)으로부터의 거리에 따라 감소되기 때문이다. 원격 공동 내에 세정 플라즈마를 발생시키는 것은 효율적인 초단파 발생기의 사용을 가능하게 하며 챔버 부품이 인-시츄 방식으로 형성되는 플라즈마 내에 존재할 수 있는 글로우 방전의 온도, 방사선, 또는 충돌에 노출되지 않게 한다. 따라서, 정전기 척(520)과 같은 상당히 민감한 부 부품들은 인-시츄 방식의 플라즈마 세정 공정에 필요로 하는, 더미(dummy) 웨이퍼에 의해 덮여지거나 다른 방식으로 보호될 필요가 없다.
시스템 제어기(560)는 시스템(510)의 작동을 제어한다. 제어기(560)는 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브(도시 않음), 및 프로세서(561)에 연결되는 카드 랙(도시 않음)과 같은 메모리(562)를 포함할 수 있다. 카드 랙응ㄴ 단일 보오드 컴퓨터(SBC: 도시 않음), 아나로그 또는 디지탈 입/출력 보오드(도시 않음), 인터페이스 보오드(도시 않음), 및 스테퍼 모터 제어기 보오드(도시 않음)를 포함할 수 있다. 시스템 제어기는 보오드, 카드 케이지, 및 커넥터의 치수와 형태를 정의하는 버자 모듈러 유럽피언(VME) 표준에 따른다. VME 표준은 또한 16-비트 데이타 버스 및 24-비트 어드레스 버스를 갖는 것으로서 버스 구조를 정의한다. 시스템 제어기(531)는 하드 디스크 드라이브 상에 저항된 컴퓨터 프로그램 또는 제거가능한 디스크 상에 저장된 프로그램과 같은 다른 컴퓨터 프로그램의 제어하에서 작동된다. 컴퓨터 프로그램은 예를 들어, 타이밍, 가스 혼합, RF 전력 레벨 및 특정 공정에 대한 다른 변수들에 대해 명령한다. 유저와 시스템 제어기 사이의 인터페이스는 도 5c에 도시한 바와 같은 캐소드 레이 튜브(CRT: 565), 및 광학 펜과 같은 모니터를 통해 이루어진다.
도 5c는 도 5a의 예시적인 CVD 처리 챔버와 관련하여 사용되는 예시적인 시스템 유저 인터페이스의 일부분을 도시한다. 시스템 제어기(560)는 컴퓨터 판독가능한 메모리(562)에 연결되는 프로세서(561)를 포함한다. 바람직하게, 메모리(562)는 하드 디스크 드라이브일 수 있으나, 메모리(562)는 ROM, PROM 등과 같은 다른 종류의 메모리일 수 있다.
시스템 제어기(560)는 메모리(562) 내에 컴퓨터 판독가능한 포맷으로 저장되는 컴퓨터 프로그램(563)의 제어하에 작동된다. 컴퓨터 프로그램은 타이밍, 가스 유동, RF 전력 레벨 및 특정 공정에 대한 다른 변수들에 대해 명령한다. 유저와 시스템 제어기 사이의 인터페이스는 도 5c에 도시한 바와 같은 캐소드 레이 튜브(CRT: 565), 및 광학 펜과 같은 모니터를 통해 이루어진다. 두 개의 모니터(565,565A)와 두 개의 광학 펜(566,566A)가 사용될 수 있는데, 하나는 작동자를 위해 세정실 벽(565) 내에 장착되며 다른 하나는 서비스 기술자를 위해 벽(565A) 뒤편에 장착된다. 두 개의 모니터는 동일한 정보를 동시에 나타내며, 하나의 광학 펜(예를 들어, 566)이 사용될 수 있다. 특정 스크린 또는 기능을 선택하기 위해, 작동자는 디스플레이 스크린 영역을 타치하고 광학 펜 상의 버튼을 누르면 된다. 터치된 영역은 예를 들어, 컬러를 바꾸거나 새로운 메뉴를 나타냄으로써 광학 펜에 의해 선택되었음을 확인시켜 준다.
컴퓨터 프로그램 코드는 다른 것들 중에서도, 예를 들어, 68000 어셈블리 언어, C, C++, 자바, 및 파스칼과 같은 어떤 종래의 컴퓨터-판독가능한 프로그래밍 언어로 기록될 수 있다. 적합한 프로그램 코드는 종래의 텍스트 에디터를 사용하여 단일 파일 또는 다중 파일로 등록되며 컴퓨터의 메모리 시스템과 같은 컴퓨터-사용가능한 매체 내에 저장 또는 구현될 수 있다. 등록된 코드 텍스트가 고차원 언어라면, 코드는 압축되며 그 결과적인 컴파일러 코드가 프리컴파일된 윈도우 라이브러리 루틴의 목적 코드와 연결된다. 연결된 압축 목적 코드를 실행하기 위해, 시스템 유저는 목적 코드를 불어내어 컴퓨터 시스템이 메모리 내에 코드를 로딩하게 한다. CPU는 메모리로부터 코드를 판독하며 프로그램에서 확인된 업무를 수행하도록 코드를 실행한다.
도 5d는 컴퓨터 프로그램(580)의 계층별 제어 구조를 설명하는 블록선도이다. 유저는 광학 펜 인터페이스를 사용하여 CRT 모니터 상에 나타난 메뉴 또는 스크린에 응답하여 공정 선택기 서브루틴(582)에 공정 세트 수와 처리 챔버 수를 등록한다. 공정 세트는 특정 공정들을 수행하는데 필요한 공정 변수들에 대한 예정된 세트들이며, 예정된 세트 수에 의해 확인된다. 공정 선택기 서브루틴(582)은 (1) 다중 챔버 시스템 내의 소정의 처리 챔버, 및 (2) 소정의 공정을 수행하기 위해 처리 챔버를 작동시키는데 필요한 바람직한 공정 변수 세트를 확인한다. 특정 공정을 수행하기 위한 공정 변수는 처리 가스 조성 및 유동률과 같은 조건, 온도, 압력, RF 전력 레벨과 같은 플라즈마 조건, 및 챔버 돔의 온도와 관련이 있으며, 유저에 레시피의 형태로 제공된다. 레시피에 의해 특정된 변수들은 광학 펜/CRT 모니터 인터페이스를 사용하여 등록된다.
공정들을 모니터링 하기 위한 신호들은 시스템 제어기(560)의 아나로그 및 디지탈 인풋 보오드에 의해 제공되며, 공정들을 제어하기 위한 신호들은 시스템 제어기(560)의 아나로그 및 디지탈 아웃풋 보오드 상에 출력된다.
공정 시퀀스 서브루틴(584)는 확인된 공정 챔버 및 공정 선택기 서브루틴(582)으로부터의 공정 변수 세트를 받아드리고 다수의 처리 챔버의 작동을 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 다중 유저가 공정 세트 수 및 처리 챔버 수 를 등록하거나, 단일 유저가 다중 공정 세트 수 및 처리 챔버 수를 등록할 수 있으며, 시퀀스 서브루틴(584)은 바람직한 시퀀스 내의 선택된 공정들의 스케쥴을 세운다. 바람직하게, 시퀀스 서브루틴(584)은 (1) 챔버가 사용되었는지를 결정하기 위해 처리 챔버의 작동을 모니터링하고, (2) 사용될 챔버 내에서 무슨 공정이 수행되었는지를 결정하고, (3) 수행될 공정의 형태와 처리 채버의 이용도에 기초하여 소정의 공정을 실행하는 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 폴링(polling)과 같은 처리 챔버를 모니터링하는 종래의 방법이 사용될 수 있다. 공정이 실행될 스케쥴을 정할 때, 시퀀스 서브루틴(584)은 각각의 특정 유저-등록 요청의 시기에 관한 사항, 또는 선택된 공정을 위한 소정의 공정 조건과 비교하는데 사용될 처리 챔버의 현재 조건, 또는 시스템 프로그래머가 스케쥴 우선 순위를 결정하는데 포함되는 것이 바람직하다고 판단한 다른 관련 변수를 고려하도록 설계될 수 있다.
시퀀스 서브루틴(584)가 어느 처리 챔버와 처리 세트 조합이 다음에 시행될 예정인가를 결정한 후에, 시퀀스 서브루틴(584)은 특정 공정 세트 변수를 챔버(513) 및 시퀀스 서브루틴(584)에 의해 송신되는 공정 세트에 따른 가능한 다른 챔버(도시 않음) 내의 다중 처리 업무를 제어하는 챔버 관리 서브루틴(586A-C)에 패싱함으로써 공정 세트의 실행을 시작한다. 챔버 성분 서브루틴의 예에는 기판 위치선정 서브루틴(588), 처리 가스 제어 서브루틴(590), 압력 제어 서브루틴(592), 및 플라즈마 제어 서브루틴(594)이 포함된다. 본 기술 분야의 당업자들은 어떤 공정이 챔버(513)에 수행되도록 선택되는냐에 따라 다른 챔버 제어 서브루 틴이 포함될 수 있다고 이해할 것이다. 작동시, 챔버 관리 서브루틴(586B)은 실행될 특정 공정 세트에 따라 공정 성분 서브루틴을 선택적으로 스케쥴을 정하거나 불어 낸다. 챔버 관리 서브루틴(586B)은 시퀀스 서브루틴(584)이 실행할 처리 챔버 및 공정 세트의 스케쥴을 정하는 방식으로 공정 성분 서브루틴의 스케쥴을 정한다. 통상적으로, 챔버 관리 서브루틴(586B)은 다수의 챔버 부품을 모니터링하는 단계, 실행될 공정 세트에 대한 처리 변수에 기초하여 어느 부품의 작동을 필요로 하는지를 결정하는 단계, 및 상기 모니터링 및 결정 단계에 응답하여 챔버 부품 서브루틴을 실행하는 단계를 포함한다.
특정 챔버 부품 서브루틴의 작동에 대해 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 이후에 설명한다. 기판 위치선정 서브루틴(588)은 기판을 기판 지지부재(518) 상에 로딩하는데 사용되는 챔버 부품을 제어하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 기판 위치선정 서브루틴(588)도 다른 공정이 완료된 후에 PECVD 반응로 또는 다중 챔버 시스템 내의 다른 반응로로부터 챔버(513)로 기판의 이송을 제어할 수 있다.
처리 가스 제어 서브루틴(590)은 처리 가스 조성 및 유동률을 제어하기 위한 프로그램 코드를 가진다. 서브루틴(590)은 안전 셧-오프 밸브의 개/폐 위치를 제어하며 소정의 가스 유동률을 얻기 위해 질량 유동 제어기를 램프 업/램프 다운한다. 처리 가스 제어 서브루틴(590)을 포함하는 모든 챔버 부품 서브루틴은 챔버 관리자 서브루틴(586B)에 의해 불어내어 진다. 서브루틴(590)은 소정의 가스 유동률과 관련된 챔버 관리자 서브루틴(586B)로부터의 처리 변수를 수용한다.
통상적으로, 처리 가스 제어 서브루틴(590)은 가스 공급 라인을 개방하며, 반복적으로 (1) 필요한 질량 유동 제어기를 판독하며, (2) 상기 판독된 값을 챔버 관리자 서브루틴(586B)으로부터 수용된 소정의 유동률과 비교하며, (3) 필요할 때 가스 공급 라인의 유동률을 조절한다. 또한, 처리 가스 제어 서브루틴(590)은 불안정비율을 위한 가스 유동률을 모니터링하고 불안전 조건이 검출될 때 안전 셧-오프 밸브를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 공정에서, 아르곤과 같은 불활성 가스가 바능 공정가스가 도입되기 이전에 챔버 내의 압력을 안정화하기 위해 챔버(513)의 내측으로 유동된다. 이들 공정을 위해, 처리 가스 제어 서브루틴(590)은 챔버 내의 압력을 안정화하는데 필요한 시간 동안 챔버(513) 내측으로 불활성 가스를 유동시키는 단계를 포함하도록 프로그램된다. 그후 전술한 바와 같은 단계가 수행될 수 있다.
또한, 처리 가스가 예를 들어, 테트라에틸오르토실란(TEOS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS) 등과 같은 액체 전구체로부터 증발될 때, 처리 가스 제어 서브루틴(590)은 버블러(bubbler) 조립체 내의 액체 전구체를 통해 헬륨과 같은 분배 가스를 버블링하거나 액체 분사 밸브로 헬륨을 유입시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 형태의 공정을 위해, 처리 가스 제어 서브루틴(590)은 소정의 처리가스 유동률을 얻기 위해 분배 가스의 유동, 버블러 내의 압력, 및 버블러 온도를 조절한다. 전술한 바와 같이, 소정의 처리 가스 유동률은 공정 변수로서 처리 가스 제어 서브루틴(590)으로 이송된다.
또한, 처리 가스 서브루틴(590)은 주어진 처리 가스 유동률에 대한 필요한 값들을 포함하는 저장된 테이블을 호출함으로써 필요한 분배 가스 유동률, 버블러 압력 및 버블러 온도를 얻는 단계들을 포함한다. 필요한 값들이 얻어지면, 분배 가스 유동률, 버블러 압력 및 버블러 온도가 모니터링되며, 상기 필요한 값과 비교되며, 그에 따라 조절된다.
처리 가스 제어 서브루틴(590)은 또한 독립적인 헬륨 제어(IHC) 서브루틴(도시 않음)에 의해 웨이퍼 척 내의 내측 및 외측 통로를 통한 헬륨(He)과 같은 열전달 가스의 유동도 제어할 수 있다. 가스 유동은 기판을 척에 열적으로 연결한다. 통상적인 공정에서, 웨이퍼는 플라즈마 및 층을 형성하는 화학 반응에 의해 가열되며 헬륨은 수냉되는 척을 통해 기판을 냉각시킨다. 이는 기판 상에 미리 존재하는 피쳐들을 손상할 수 있는 온도 이하로 기판을 유지한다.
압력 제어 서브루틴(592)은 챔버의 배기부 내에 있는 드로틀 밸브(526)의 개구 크기를 조절함으로써 챔버(513) 내의 압력을 조절하기 위한 프로그램 코드를 포함하며, 드로틀 밸브에 의해 챔버를 제어하기 위한 적어도 두 개의 방법이 있다. 제 1 방법은 다른 것들 중에도, 전체 처리 가스 유동, 처리 챔버의 크기, 및 펌핑 성능과 관련되어 있는 한, 챔버 압력을 특성화하는 것에 의존한다. 제 1 방법은 드로틀 밸브(526)를 고정 위치에 설정한다. 드로틀 밸브(526)를 고정 위치에 설정하는 것은 긍극적으론 안정한 상태의 압력을 초래한다.
이와는 달리, 챔버 압력은 예를 들어, 나노미터에 의해 측정될 수 있으며, 드로틀 밸브(526)의 위치는 제어 지점이 가스 유동과 배기 성능에 의해 설정된 한계 이내에 있다는 가정하에 압력 제어 서브루틴(592)에 따라 조절될 수 있다. 제 1 방법은 측정, 비교 및 제 2 방법과 관련된 계산이 호출되지 않는 경우에, 신속한 챔버 압력을 변경시킬 수 있다. 제 1 방법은 챔버 압력의 정밀한 제어가 필요하지 않은 경우에 바람직한 반면에, 제 2 방법은 층의 증착과 같은 정확하고 반복적인며 안정한 압력이 필요로 한 경우에 바람직하다.
압력 제어 서브루틴(592)이 호출될 때, 바람직하거나 목표로 하는 압력 레벨이 챔버 관리자 서브루틴(586B)으로부터의 변수로서 수용된다. 압력 제어 서브루틴(592)은 챔버에 연결된 하나 또는 그 이상의 종래의 압력 나노미터를 판독함으로써 챔버(513) 내의 압력을 측정하며, 측정된 값을 타겟 압력과 비교하며, 상기 타겟 압력에 대응하는 저장된 압력 테이블로부터의 비례, 적분, 및 미분(PID) 값을 얻으며, 상기 압력 테이블로부터 얻은 PID 값에 따라 드로틀 밸브(526)를 조절한다. 이와는 달리, 압력 제어 서브루틴(592)은 챔버(513) 내의 압력을 소정의 압력 또는 압력 범위로 조절하도록 특정 개방 크기로 드로틀 밸브(526)를 개폐할 수 있다.
플라즈마 제어 서브루틴(594)은 RF 발생기(531A,531B)의 주파수와 전력 출력 세팅값을 제어하고 정합 네트워크(532A,532B)를 터닝하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 전술한 챔버 부품 서브루틴과 같이, 플라즈마 제어 서브루틴(594)은 챔버 관리자 서브루틴(586B)에 의해 호출된다.
여러 실시예들을 설명하였지만, 본 기술 분야의 당업자들에게는 다수의 변경, 변형 구성예 및 균등예들이 본 발명의 사상으로부터 이탈함이 없이 사용될 수 있다고 이해할 것이다. 또한, 다수의 공지된 공정과 구성 요소들이 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 설명되지 않았다. 따라서, 전술한 설명 들은 본 발명의 범주를 한정하려는 것이 아니다.
수치 범위가 제공된 경우에, 내용에 명확히 나타내거나 그 수치 범위의 상한과 하한 사이에 특정 설명이 없는 한, 각각의 매개 값(intervening value)은 낮은 값 단위의 1/10이라고 이해해야 한다. 언급된 범위에서의 어떤 언급된 값 또는 매개 값과 그 언급된 범위에서의 다른 언급 또는 매개 값 사이의 각각의 보다 작은 범위가 내포된다. 이들 보다 작은 범위의 상하한은 그 범위 내에 포함되거나 그렇지 않을 수 있으며, 어느 하나, 또는 둘 다, 또는 둘다 아닌 한계값이 보다 작은 범위에 포함되는 각각의 범위도 본 발명에 포함되며 언급된 범위 내에 특별히 포함된다. 언급된 범위가 한계값 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 경우에, 이들 포함된 한계값의 어느 하나 또는 둘다를 배제한 범위도 포함된다.
상세한 설명 및 청구의 범위에 사용된, 단수 형태의 관사들은 내용상 달리 명확하게 명시하지 않는 한 복수 형태도 포함한다. 따라서, 예를 들어 "하나의 공정"을 언급한 것은 복수의 그러한 공정들을 포함하며, 하나의 전극을 언급한 것은 하나 또는 그 이상의 전극 및 본 기술 분야의 당업자들에게 공지된 것과 동등한 것을 포함한다.
또한, 상세한 설명과 청구의 범위에 사용된 "포함", "포함하는", "갖는", 및 "가지는"과 같은 단어는 언급한 특징, 완전체, 부품, 또는 단계의 존재를 특정하려는 의도이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 완전체, 부품, 단계, 작용, 또는 그룹의 존재나 추가를 배제하려는 의도가 아니다.

Claims (32)

  1. 기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법으로서,
    반응 챔버의 외부에서 생성되는 원자 산소 전구체와 실리콘 전구체를 반응시켜 반응 챔버 내의 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 단계와,
    상기 실리콘 산화물 층을 600 ℃ 또는 그 미만의 온도에서 가열하는 단계, 및
    상기 실리콘 산화물 층을 유도 결합된 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열하는 단계는 1분 내지 30분 동안 수행되는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 헬륨 또는 아르곤 전구체를 포함하는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물 층은 상기 플라즈마에 노출되는 동안 300 ℃ 내지 600 ℃의 온도를 가지는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 생성하는데에는 1000 와트 내지 9600 와트의 전력 레벨에서 작동하는 RF 전력 소오스가 사용되는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 챔버는 상기 실리콘 산화물 층을 플라즈마에 노출시키는 동안에 2 mTorr 내지 50 mTorr의 압력을 가지는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물 층은 1 분 내지 10 분 동안 플라즈마에 노출되는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 방법으로서,
    반응 챔버의 외부에서 생성되는 원자 산소 전구체와 실리콘 전구체를 반응시켜 반응 챔버 내의 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하는 단계와,
    상기 실리콘 산화물 층을 자외선에 노출시키는 단계, 및
    상기 실리콘 산화물 층을 유도 결합된 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물 층은 상기 자외선에 노출되는 동안에 25 ℃ 내지 900 ℃의 온도를 가지는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  20. 삭제
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 자외선은 220 nm에서 피크 파장 세기를 가지는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물 층은 10 초 내지 60 분 동안 자외선에 노출되는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  23. 삭제
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물 층은 헬륨, 아르곤, N2, N2O, 암모니아, 오존, 또는 H2O를 포함하는 분위기에서 자외선에 노출되는,
    기판 상에 실리콘 산화물을 형성하는 방법.
  25. 삭제
  26. 웨이퍼 기판 상에 실리콘 산화물 층을 증착하고 어닐링하는 방법으로서,
    상기 실리콘 산화물 층의 증착이 발생하는 HDP-CVD 처리 챔버로 상기 웨이퍼 기판을 제공하는 단계와,
    원자 산소 전구체를 상기 HDP-CVD 처리 챔버로 공급하는 단계로서, 원격 플라즈마 생성 유닛이 상기 원자 산소 전구체를 상기 HDP-CVD 처리 챔버의 외부에 생성하는데 사용되는, 원자 산소 전구체를 상기 HDP-CVD 처리 챔버로 공급하는 단계와,
    실리콘 전구체를 상기 HDP-CVD 처리 챔버로 공급하는 단계로서, 상기 웨이퍼 기판 상에 실리콘 산화물 층을 형성하도록 상기 실리콘 전구체와 원자 산소 전구체가 반응하는, 실리콘 전구체를 상기 HDP-CVD 처리 챔버로 공급하는 단계와,
    1 분 내지 30 분 동안 300 ℃ 내지 600 ℃ 범위의 온도로 상기 실리콘 산화물 층을 가열하는 단계를 포함하는 제 1 어닐링을 증착된 상기 실리콘 산화물 층에 수행하는 단계, 및
    1 분 내지 10 분 동안 고밀도 아르곤 플라즈마에 상기 산화물 층을 노출시키는 단계를 포함하는 제 2 어닐링을 증착된 상기 산화물 층에 수행하는 단계를 포함하는,
    웨이퍼 기판 상에 실리콘 산화물 층을 증착하고 어닐링하는 방법.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 실리콘 전구체는 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 테트라메톡시실란(TMOS), 및 OMCTS와 TMOS의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는,
    웨이퍼 기판 상에 실리콘 산화물 층을 증착하고 어닐링하는 방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 원자 산소 전구체는 상기 원격 플라즈마 생성 유닛 내의 분자 산소의 용해된 플라즈마에 의해 생성되는,
    웨이퍼 기판 상에 실리콘 산화물 층을 증착하고 어닐링하는 방법.
  32. 삭제
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