KR101711671B1 - 플라즈마 강화된 산화를 이용하여 패시베이션을 갖는 실리콘 에칭 - Google Patents

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Abstract

실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 실리콘 층을 에칭하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 실리콘 층은 에칭 챔버 내에 배치된다. 플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 포함하는 에칭 가스가 에칭 챔버 안으로 제공된다. 에칭 가스로부터 플라즈마가 생성되고, 이 플라즈마를 이용하여 실리콘 층 내로 피처들이 에칭된다. 그 후, 에칭 가스가 정지된다. 플라즈마는 OH 라디컬들을 함유할 수도 있다.

Description

플라즈마 강화된 산화를 이용하여 패시베이션을 갖는 실리콘 에칭{SILICON ETCH WITH PASSIVATION USING PLASMA ENHANCED OXIDATION}
본 발명은 반도체 디바이스의 형성에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 실리콘 재료 안에 피처들을 에칭하는 것에 관한 것이다.
이방성 에칭을 이용하여 비아 홀들 및 트렌치들과 같은 피처들이 실리콘 기판에 형성되며, 여기서 피처들의 측벽들은 그 위에 형성된 패시베이션 층에 의해 에칭 반응으로부터 보호된다. 에칭 가스는 통상적으로 화학적 에칭을 위한 할로겐 가스 (예컨대 SF6) 및 패시베이션을 위한 산소 (O2) 가스를 함유한다. 패시베이션 층은 통상적으로 피처 측벽들의 산화에 의해 형성된 실리콘 산화물 (SiOx-계 막) 을 함유하는 산화막이다. 패시베이션 층의 조성은 에칭 화학물질 및 마스크 재료에 의해 영향을 받을 수도 있다. 너무 많은 측벽 패시베이션은 핀치오프 (pinch-off) 를 야기할 수도 있고, 너무 적은 측벽 패시베이션은 보잉 (bowing), 언더컷 및 CD (임계 치수) 악화를 야기할 수도 있다.
깊은 피처들은 또한, "신속하게 교번하는" 플라즈마 에칭 프로세스 (가스 변화 프로세스) 의 이용에 의해 실리콘 기판에 형성될 수도 있고, 플라즈마 에칭 프로세스는 교번하는 플라즈마 에칭 사이클 및 증착 (패시베이션) 사이클의 신속한 반복을 이용한다. 일반적으로, SF6 및 C4F8 은 각각 에칭 사이클 및 증착 사이클을 위한 주요 프로세스 가스들이다. 방향성 에칭을 달성하도록 C4F8 패시베이션 사이클 동안 측벽 보호 폴리머 층이 증착된다. SF6 에칭 사이클 동안, 패시베이션 폴리머는 이온-강화된 에칭에 의해 수평 면들 (예컨대, 비아들의 하부) 로부터 제거되고, 그 후 실리콘은 프리 플루오르 (free fluorine) 에 의해 노출된 영역에서부터 등방성으로 에칭된다.
가스 변화 프로세스에서, 플라즈마 프로세싱 리액터에 공급된 프로세스 가스들은 신속하게 토글링 온 및 토글링 오프되고, 결과적으로 실리콘이 웨이퍼로부터 제거되는 에칭 컨디션으로부터, 재료가 기판 위에 증착되고 실리콘이 제거되지 않는 증착 컨디션으로, 그리고 그 후 다시 에칭 컨디션으로 빠르게 변한다. 통상적으로, 교번하는 사이클들의 지속기간은 비교적 짧고, 통상적으로 실리콘 기판 안에 원하는 깊이를 달성하기 위해 다수의 사이클들이 요구된다.
앞서 말한 것을 달성하기 위해서 본 발명의 목적에 따르면, 일 실시형태에서, 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 실리콘 층을 에칭하는 방법이 제공된다. 에칭 챔버 내에 실리콘 층이 배치된다. 플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 포함하는 에칭 가스가 에칭 챔버 안으로 제공된다. 에칭 가스로부터 플라즈마가 생성되고, 이 플라즈마를 이용하여 실리콘 층 내로 피처들이 에칭된다. 에칭 가스는 그 후 정지된다. 플라즈마는 OH 라디컬을 함유할 수도 있다.
본 발명의 다른 표명에서, 다운스트림 플라즈마를 이용하여 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 실리콘 층을 에칭하는 방법이 제공된다. 에칭 챔버 내에 실리콘 층이 배치된다. 플루오르 함유 가스를 포함하는 에칭 가스가 업스트림 플라즈마 챔버 안으로 제공된다. 에칭 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 플라즈마로부터의 반응 매개물이 에칭 챔버 안으로 도입되고, 반응 매개물이 OH 라디컬을 함유하도록 산소 및 수소를 함유하는 패시베이션 가스가 또한 에칭 챔버 안으로 제공된다. 반응 매개물을 이용하여 실리콘 층 내로 피처들이 에칭된다. 반응 매개물 및 패시베이션 가스가 그 후 정지된다. 패시베이션 가스는 수증기 또는 알콜 중 적어도 하나를 함유할 수도 있다.
본 발명의 다른 표명에서, 패터닝된 마스크를 통해 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 플라즈마 프로세싱 챔버, 에칭 가스 소스, 및 제어기를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 챔버는 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저를 형성하는 챔버 벽, 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저 내에 기판을 지지하기 위한 기판 지지부, 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저 내의 압력을 조절하기 위한 압력 조절기, 플라즈마를 유지하기 위해 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저에 전력을 제공하기 위한 적어도 하나의 전극, 적어도 하나의 전극에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 RF 전력 소스, 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저 안으로 가스를 제공하기 위한 가스 유입구, 및 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저로부터 가스를 배출하기 위한 가스 유출구를 포함한다. 에칭 가스 소스는 가스 유입구와 유체 접속하고, 플루오르 함유 가스 소스, 및 산소 및 수소 함유 가스 소스를 포함한다. 제어기는 가스 소스, RF 바이어스 소스, 및 적어도 하나의 RF 전력 소스에 제어 가능하게 접속된다. 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 실리콘 층을 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 실리콘 층을 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드는 (a) 플루오르 함유 가스 소스로부터 플라즈마 챔버 안으로 플루오르 함유 가스를 유동시키기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, (b) 산소 및 수소 함유 가스 소스로부터 플라즈마 챔버 안으로 산소 및 수소 함유 가스를 유동시키기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, (c) 플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스로부터 플라즈마를 형성하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, (d) 바이어스 전압을 제공하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, (e) 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, 및 (f) 플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 정지시키기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특성들은 본 발명의 상세한 설명 및 이하의 도면들과 관련되어 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.
본 발명은 첨부된 도면들의 수치에서 제한의 방식이 아닌 예시의 방식에 의해 도시되고, 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 엘리먼트들을 가리킨다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따라 실리콘 층을 에칭하는 프로세스의 하이 레벨 흐름도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 피처가 에칭되는 실리콘 층의 단면도의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태를 수행하기 위해 이용될 수도 있는 플라즈마 프로세싱 시스템의 예의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태에 이용된 제어기를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템을 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 실리콘 층의 에칭 프로세스의 하이 레벨 흐름도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태를 수행하기 위해 이용될 수도 있는 다운스트림 플라즈마 프로세싱 시스템의 예의 개략도이다.
본 발명은 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 몇몇 바람직한 실시형태들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 전체 이해를 제공하기 위해서 다수의 특정 상세들이 설명된다. 그러나, 본 발명은 이들 특정 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 다른 경우, 잘 알려진 프로세스 단계들 및/또는 구조들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해서 상세히 설명되지 않았다.
전술된 바와 같이, 피처들의 이방성 에칭을 달성하도록 측면 에칭으로부터 피처들의 측벽들을 보호하기 위해서 실리콘 에칭에 측벽 패시베이션이 이용된다. 예를 들어, 실질적으로 수직의 프로파일은 실리콘 에칭 프로세스 동안 적절한 측벽들을 형성함으로써 획득될 수 있다. 종래의 정상 상태 실리콘 에칭에서, 측벽 패시베이션 층은 실리콘 피처 측벽의 산화에 의해 형성된다. 결과의 패시베이션 층은 통상적으로 실리콘 산화막이다. 한편, 가스 변화 프로세스에서, 측벽 패시베이션 층은 증착 단계 동안 카본 함유 가스, 예컨대 C4F8 로부터 형성된 플라즈마를 이용하여 증착되는 한편, 실리콘 층은 후속하는 에칭 단계에서 플루오르 함유 가스, 예컨대 SF6 으로부터 형성된 플라즈마를 이용하여 에칭되고, 여기서 증착 단계 및 에칭 단계는 신속하게 교번된다. 결과의 패시베이션 층은 통상적으로 폴리머이다.
출원인은 SF6 과 같은 플루오르 함유 가스를 이용하는 에칭 프로세스 동안 피처 측벽을 보호하도록 산화물계 패시베이션 층을 형성하기 위해서 패시베이션 가스로서 O2, SO2, CO2, CO 와 같은 산소 함유 가스를 이용해왔다. 측벽 패시베이션 층은 (O2 가 이용되는 경우) SiO2 를 함유하고; (SO2 가 이용/첨가되는 경우) SiOx 를 함유하고/하거나; (CO2 및/또는 CO 가 이용/첨가되는 경우) SiC 또는 SiOC 를 함유한다. N2O 또는 NO2 이 또한 이용 또는 첨가될 수도 있고, 이것은 SiN 또는 SiON 를 더 함유하는 패시베이션 층을 초래한다. 다른 가스들, 예컨대 B2H6, BCl3 이 또한 추가될 수도 있고, 여기서 패시베이션 층은 또한 SiOBN 또는 SiBN 을 함유할 수도 있다. 설계 요건을 충족시키기에 충분히 얇고 또한 피처 측벽을 보호하기에 충분히 강하고 내구성이 있는 패시베이션 층을 만들기 위해서, 출원인들은 새로운 패시베이션 가스 및 결과의 새로운 패시베이션 층을 개발하고 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 측벽 패시베이션 층의 조성은, 패이베이션 층이 SiOH, 또는 더 일반적으로 SiOxHy (여기서 x ≥ 1 이고 y ≥ 1) 를 함유하도록 OH 라디컬을 이용하여 변경된다. 플라즈마에서 OH 라디컬을 보호하기 위해서, 패시베이션 가스는 산소 및 수소를 함유한다. 예를 들어, 패시베이션 가스는 수증기 및/또는 알콜을 포함한다. 패시베이션 가스가 알콜을 함유하는 경우, 패시베이션 층은 SiCOH 및/또는 SiOC, 또는 더 일반적으로 SiCnOxHy 를 더 함유할 수도 있고, 여기서 n ≥ 0, x ≥ 1, y ≥ 0 이고, n 및 y 가 둘다 0 은 아니다. 수증기 또는 알콜 증기 (OH 라디컬) 을 이용하는 실리콘의 산화 (패시베이션 층의 성장) 는 산소 (O 타입 라디컬) 를 이용하는 것보다 빠르다. 패시베이션 층은 또한 SiOx 를 함유할 수도 있다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 이용된 프로세스의 하이 레벨 흐름도이고, 여기서 실리콘 층은 에칭 챔버를 이용하여 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 에칭된다. 플루오르 (F) 함유 가스, 및 산소 (O) 및 수소 (H) 함유 가스를 포함하는 에칭 가스가 실리콘 층이 배치되는 에칭 챔버 안으로 제공된다 (단계 102). 예를 들어, 플루오르 함유 가스는 SF6 을 함유한다. 플루오르 함유 가스는 SiF4 를 더 함유할 수도 있다. 또한, 플루오르 함유 가스는 NF3 또는 CF4 일 수도 있고, 또는 SF6, NF3, SiF4 및/또는 CF4 의 조합일 수도 있다. 다른 할로겐-함유 가스가 또한 에칭 가스에 추가될 수도 있다. 패시베이션 가스로서 작용하는 산소 및 수소 함유 가스는 본 발명의 일 실시형태에 따른 수증기이다. 산소 및 수소 함유 가스는 또한 알콜 (CnH2n -1-OH) 일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 산소 및 수소 함유 가스는 수증기 및 알콜을 함유할 수도 있다. 에칭 가스는 O2, 및/또는 CO2 또는 CO 중 적어도 하나를 더 함유할 수도 있다. 또한, CO, CO2, 물, 및/또는 알콜에 추가하여 케톤들 (예컨대, 아세톤, CH3CO-CH3) 이 패시베이션 가스로서 이용될 수도 있다. 또한, 알데히드 (터미널 카르보닐기 -CHO 함유), (일반 구조 R-COO-R'를 갖는 (여기서, R' 은 알킬기이고, R 은 카르복실레이트기)) 에스테르, 및 (일반 구조 R-O-R 을 갖는) 에테르와 같은 다른 화학물질. 특정 반응 효과를 제공하기 위해서 캐리어 가스 및/또는 희석 가스가 화학물질에 추가될 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 패시베이션 가스는 증발에 의해 액체 전구체 (물 또는 액체 알콜) 로부터 생성될 수도 있다. OH 라디컬 (또는 수증기) 은 또한 다운스트림 플라즈마 리액터를 이용하여 고온의 O2 가스 및 H2 가스로부터 생성될 수도 있다. 패시베이션 가스 (수증기 또는 알콜) 는 에칭 챔버 안으로 도입되기 전에 플루오르 함유 가스와 혼합될 수도 있다. 다르게는, 플루오르 함유 가스 및 패시베이션 가스는 개별의 가스 유입구로부터 플라즈마가 생성되는 에칭 챔버 안으로 도입될 수도 있다.
도 1 을 참조하면, 플루오르 함유 가스, 및 산소와 수소 함유 패시베이션 가스 (예를 들어, 수증기 및/또는 알콜) 를 함유하는 에칭 가스로부터 플라즈마가 생성된다 (단계 104). 플라즈마에서, 수증기는 수산기 라디컬 (OH) 를 제공하고, 알콜은 수산기 (OH) 를 제공한다. "수산기 (hydroxyl)" 는 통상적으로, 그것이 유기 화합물에서 치환기일 때 작용기 -OH 를 설명하는데 이용된다. 본 상세한 설명 및 청구범위에서, "수산기" 또는 "수산기 라디컬 (hydroxyl radical)" 은 (무기 화합물 또는 물로부터의) 수산기 라디컬들 및 (유기 화합물 또는 알콜로부터의) 수산기들 둘다를 의미한다.
바이어스 전압이 제공되고 (단계 106), 플라즈마를 이용하여 실리콘 층 내로 피처들이 에칭된다 (단계 104). 이해를 용이하게 하기 위해서, 도 2 는 피처가 에칭되는 실리콘 층 (200) 의 단면의 예를 도시한다. 실리콘 층 (200) 은 실리콘 웨이퍼일 수도 있다. 실리콘 재료는 결정 실리콘, 폴리실리콘, 또는 비정질 실리콘일 수도 있다. 실리콘 재료는 또한 도핑된 또는 인장된 실리콘일 수도 있다. 패터닝된 마스크 (202) 는 실리콘 층 (200) 위에 제공되고, 이것은 실리콘 재료 상에 피처 (204) 를 정의한다. 마스크 (202) 는 포토레지스트 (PR) 마스크 또는 하드 마스크 (산화물) 일 수도 있다. 마스크 (202) 는 또한, 이전 단계들 (미도시) 에서 에칭되었을 수도 있는 도전 층 및/또는 유전체 층들과 같은 마스크 아래의 다른 층들을 포함할 수도 있다. 실리콘 재료 안에 에칭된 피처 (204) 는 도 2 에 도시된 바와 같은 수직 (즉, 실질적으로 90 도) 의 프로파일 각도를 가질 수도 있다. 피처 (204) 는 애플리케이션에 따라 테이퍼링된 프로파일 (즉, 90 도 미만의 프로파일 각도) 을 가질 수도 있다. 실리콘 에칭은, 피처들이 5 마이크론 내지 400 마이크론의 범위의 깊이까지 에칭되는 깊은 실리콘 에칭일 수도 있는 반면에, 경쟁하는 COMS 디바이스의 층들의 통상적인 두께는 3 내지 5 마이크론이다. 본 발명은, 특히 고 애스펙트비를 갖는 깊은 실리콘 에칭에 적합하다. 예를 들어, 피처들의 애스펙트비는 최소 80 일 수도 있고, 또는 다르게는 피처들의 깊이는 최소 80 μm 일 수도 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 측벽 패시베이션 층 (210) 은 OH 라디컬을 이용하여 형성되고, SiOx-계 패시베이션 층들과 비교하여 그 조성이 변경된다. 실리콘의 산화는 O 타입 라디컬보다 OH 라디컬을 이용하는 것이 더 빠른 것으로 보인다. 본 발명의 실시형태들의 패시베이션 층들은 SiOH 를 함유한다. 패시베이션 층은 또한 SiOx 를 함유할 수도 있다. 보다 구체적으로, 패시베이션 층은 SiOxHy (여기서 x ≥ 1 이고 y ≥ 1) 를 함유한다. 알콜이 이용되는 경우, 패시베이션 층은 SiCOH 및/또는 SiOC 를 더 함유할 수도 있다. 보다 구체적으로, 패시베이션 층은 SiCnOxHy 를 함유하고, 여기서 n ≥ 0, x ≥ 1, y ≥ 0 이고, n 및 y 가 둘다 0 은 아니다.
또한, SiOH (SiOxHy 또는 SiCnOxHy) 를 함유하는 패시베이션 층은 SiOH 성분들이 없는 종래의 SiOx-계 패시베이션 층보다 더 얇고 더 강하다 (내구성이 있다). 에칭 프로세스 동안, 패시베이션은 피처 (204) 의 측벽 (206) 및 하부 (208) 에 발생한다. 바이어스 전압이 제공되기 때문에 (도 1, 단계 106), 대전된 입자들 (이온들) 은 피처의 하부 (208) 에 충격을 가하지만, 측벽 (206) 상에는 충격을 가하지 않거나 덜 가한다. 따라서, 측벽 상에, 패시베이션 층 (210) 의 형성이 계속되어 에천트 (F) 라디컬로부터 측벽 (206) 을 보호한다. 한편, 피처의 하부 (208) 에서, 패시베이이션 층은 형성되는 동시에 이온 보조 에칭에 의해 제거되고 있으며, 노출된 실리콘은 라디컬에 의해 에칭된다. SiOxHy 및/또는 SiCnOxHy 를 함유하는 패시베이션 층 (210) 은 라디컬에 의해 쉽게 에칭되지 않고, 제거하기 위한 이온 충격을 필요로 한다.
원하는 피처가 에칭된 (단계 108) 후에, 에칭 가스가 정지된다 (단계 110).
전술된 바와 같이, SF6 과 같은 플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스 (패시베이션 가스) 를 포함하는 에칭 가스를 이용하여, 연속적인, 비-교번의 에칭 프로세스 (정상 상태) 로 높은 에칭 효율성 및 원하는 프로세스 유연성이 달성될 수도 있다. 공급 가스 흐름 설정 포인트들이 프로세스 동안 변할 수 있더라도 (예를 들어, 상위 값에서 하위 값으로 램프됨 (ramped), 또는 그 반대로 램프됨), 에칭 가스 흐름은 토글링 온 및 토글링 오프되지 않기 때문에, 프로세스는 계속되고, 가스 공급기는 피처 (204) 가 실리콘 층 (200) 안에 에칭되는 동안 계속된다. 프로세스는 "에칭" 컨디션으로부터 "증착" 컨디션으로 변하지 않기 때문에 비-교번이다; 차라리, 실리콘의 에칭 및 에칭의 금지 (패시베이션) 가 에칭 프로세스 동안 동시에 발생한다. 이러한 연속적인 프로세스의 에칭 효율성은, 실리콘이 전체 프로세스 시간의 100% 동안 제거되지 않기 때문에 신속하게 교번하는 프로세스를 통해 상당히 개선될 수도 있다. 또한, 가스 흐름이 연속적이기 때문에, 가스 흐름 제어기와 같은 표준 하드웨어가 사용되고, 이에 따라 프로세스를 지원하기 위해 필요한 시스템의 비용 및 복잡성이 감소될 수도 있다.
정상 상태 실리콘 에칭 프로세스의 예는 2500 W 의 TCP 전력, 250V 바이어스 전압으로 SF6 and H2O 증기를 포함하는 에칭 가스를 이용한다. 에칭 가스 흐름은 800 sccm SF6 및 300 sccm H2O 증기를 포함할 수도 있다. 에칭 가스 흐름은 80 mTorr 에서 80 sccm O2, 및 50 sccm CO 를 포함할 수도 있다. 다르게는, 알콜이 이용되는 경우, 화학물질은 다음을 포함한다: 800 sccm SF6 및 300 sccm C2H5OH (에탄올) 또는 CH3OH (메탄올) 증기. 에칭 가스 흐름은 80 mTorr 에서 120 sccm O2, 및 50 sccm CO 를 포함할 수도 있다. 웨이퍼 기판 온도는 0 ℃ 로 설정된다. 또한, CO, CO2, 및 알콜의 이용에 추가하여, 케톤 (예컨대 아세톤, CH3CO-CH3) 이 또한 이용될 수도 있다.
또한, 프로세스 성능 및 연속적인 에칭 프로세스의 유연성은 연속적인 에칭 프로세스 동안 통상의 프로세스 파라미터들, 예컨대 플라즈마 전력, 웨이퍼 바이어스 전력, 프로세스 챔버 압력, 등을 변경함으로써 향상될 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 전력 공급기, 및/또는 웨이퍼 바이어스 전압은 웨이퍼에 도달하는 대전된 반응성 플라즈마 성분들에 대한 중성의 반응성 플라즈마 성분의 비율을 균형잡기 위해서 온/오프 또는 하이/로우 방식으로 펄싱 (pulse) 될 수도 있다. 다른 예로, 플라즈마 전력, 웨이퍼 바이어스 전력, 및/또는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 압력은 연속적인 에칭 프로세스 동안 높은 값에서 낮은 값으로, 또는 낮은 값에서 높은 값으로 램핑 (ramp) 될 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따라 실리콘 층을 에칭하는 프로세스를 수행하기 위해 이용될 수도 있는 플라즈마 프로세싱 시스템 (300) 의 예를 개략적으로 도시한다. 플라즈마 프로세싱 시스템 (300) 은 그 안에 플라즈마 프로세싱 챔버 (304) 를 갖는 플라즈마 리액터 (302) 를 포함한다. 정합 네트워크 (308) 에 의해 조정된 플라즈마 전력 공급기 (306) 는 윈도우 (312) 부근에 위치한 TCP 코일 (310) 에 전력을 공급하여 플라즈마 프로세싱 챔버 (304) 내에 플라즈마 (314) 를 생성한다. TPC 코일 (상부 전력 소스)(310) 은 프로세싱 챔버 (304) 내에 균일한 확산 프로파일을 생성하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, TPC 코일 (310) 은 플라즈마 (314) 에서 환상의 (toroidal) 전력 분배를 생성하도록 구성될 수도 있다. 에너지가 TPC 코일 (310) 로부터 플라즈마 챔버 (304) 로 패스되는 것을 허용하면서 윈도우 (312) 는 플라즈마 챔버 (304) 로부터 TPC 코일 (310) 을 분리하도록 제공된다. 정합 네트워크 (318) 에 의해 조정된 웨이퍼 바이어스 전압 전력 공급기 (316) 는 전극 (320) 에 전력을 제공하여, 전극 (320) 에 의해 지지되는 웨이퍼 (322) 에 대해 바이어스 전압을 설정한다. 제어기 (324) 는 플라즈마 전력 공급기 (306) 및 웨이퍼 바이어스 전압 공급기 (316) 에 대한 포인트를 설정한다.
플라즈마 전력 공급기 (306) 및 웨이퍼 바이어스 전압 전력 공급기 (316) 는, 예를 들어 13.56 MHz, 27 MHz, 2 MHz, 400 kHz, 또는 이들의 조합과 같은 특정 무선 주파수에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 플라즈마 전력 공급기 (306) 및 웨이퍼 바이어스 전력 공급기 (316) 는 원하는 프로세스 성능을 달성하기 위해서 일 범위의 전력을 공급하도록 적절히 사이징될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 플라즈마 전력 공급기 (306) 는 300 내지 10000 와트의 범위의 전력을 공급할 수도 있고, 웨이퍼 바이어스 전압 전력 공급기 (316) 는 10 내지 1000 V 의 범위의 바이어스 전압을 공급할 수도 있다. 또한, TPC 코일 (310) 및/또는 전극 (320) 은 2 이상의 서브 코일들 또는 서브 전극들로 이루어질 수도 있고, 서브 코일들 및 서브 전극들은 단일 전력 공급기에 의해 전력을 공급받거나 다수의 전력 공급기들에 의해 전력을 공급받을 수도 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 플라즈마 프로세싱 시스템 (300) 은 가스 소스/가스 공급 메커니즘 (330) 을 더 포함한다. 가스 소스는 플루오르 함유 가스 소스 (332), 패시베이션 가스 소스 (산소 및 수소 함유 가스 소스)(334), 및 선택적으로 추가의 가스 소스 (336) 를 포함한다. 가스 소스들 (332, 334, 및 336) 은 가스 유입구 (340) 를 통해 프로세싱 챔버 (304) 와 유체 접속한다. 가스 유입구 (340) 는 챔버 (304) 내의 임의의 유리한 로케이션에 위치할 수도 있고, 단일의 노즐 또는 샤워헤드와 같이 가스를 주입하기 위한 임의의 형태를 취할 수도 있다. 그러나, 바람직하게, 가스 유입구 (340) 는 "조정 가능한" 가스 주입 프로파일을 생성하도록 구성될 수도 있고, 이 프로파일은 프로세스 챔버 (304) 내의 다수의 구역들로의 가스들의 각각의 흐름의 독립적인 조정을 허용한다. 프로세스 가스 및 부산물은 압력 제어 밸브 (342) 및 펌프 (344) 를 통해 챔버 (304) 로부터 제거되고, 이는 또한 플라즈마 프로세싱 챔버 (304) 내의 특정 압력을 유지하게 한다. 가스 소스/가스 공급 메커니즘 (330) 은 제어기 (324) 에 의해 제어된다.
플라즈마 프로세싱 시스템 (300) 은 또한, 윈도우 (312) 전체에 걸쳐 온도 기울기를 감소시키고 윈도우 (312) 의 전체 동작 온도를 감소시키도록 윈도우 냉각 시스템 (미도시) 을 포함할 수도 있다.
도 4 는 제어기 (324)(도 3) 를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템 (400) 의 블록도를 개략적으로 도시하고, 이 제어기는 본 발명의 하나 이상의 실시형태에서 사용될 수도 있다. 컴퓨터 시스템 (400) 은 집적 회로, 인쇄 회로 기판, 및 소형의 핸드헬드 디바이스에서부터 거대 슈퍼 컴퓨터에 이르는 많은 물리적 형태를 가질 수도 있다. 컴퓨터 시스템 (400) 에서, 시스템 버스 (420) 에는 다양한 서브시스템들이 부착된다. 프로세서(들) (422)(중앙 처리 장치, 또는 CPU 로도 지칭됨) 은 시스템 메모리 (424) 를 포함하는 저장 디바이스들에 커플링된다. 메모리 (424) 는 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 및 판독 전용 메모리 (ROM) 을 포함한다. 당해기술 분야에 잘 알려진 것으로서, ROM 은 데이터 및 명령들을 일 방향으로 CPU 로 전송하도록 작용하고, RAM 은 통상적으로 데이터 및 명령들을 양 방향 방식으로 전송하도록 사용된다. 이들 유형의 메모리들 모두는 후술되는 임의의 적합한 종류의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 고정 디스크 (426) 는 또한, CPU (422) 에 양 방향으로 커플링되고; 추가의 데이터 저장 용량을 제공하고, 또한 후술되는 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수도 있다. 고정 디스크 (426) 는 프로그램, 데이터, 등을 저장하는데 사용될 수도 있고, 통상적으로 프라이머리 저장장치보다 더 느린 세컨더리 저장 매개물 (예컨대, 하드 디스크) 이다. 적절한 경우, 고정 디스크 (426) 내에 보유된 정보는 메모리 (424) 내의 가상 메모리와 같은 표준 방식으로 포함될 수도 있다. 착탈형 디스크 (414) 는 디스크 드라이브 (428) 를 통해 이용되어 컴퓨터 시스템 (400) 으로 그리고 컴퓨터 시스템으로부터 데이터를 전송할 수도 있다. 착탈형 디스크 (414) 는 후술되는 임의의 컴퓨터 판독가능 매체의 형태를 취할 수도 있다. USB 플래시 드라이브와 같은 휴대용 메모리 (434) 가 또한 시리얼 포트 (432) 를 통해 사용될 수도 있다.
CPU (422) 는 또한, 다양한 입/출력 디바이스들, 예컨대 디스플레이 (424), 키보드 (410), 컴퓨터 마우스와 같은 사용자 포인팅 디바이스 (412), 스피커 (430), 및 입/출력 (I/O) 제어기 (436) 에 커플링된다. 일반적으로, 입/출력 디바이스는 비디오 디스플레이, 트랙 볼, 마우스, 키보드, 마이크로폰, 터치-감지형 디스플레이, 트랜스듀서 카드 판독기, 자기 또는 페이퍼 테이프 판독기, 태블릿, 스타일러스, 음성 또는 필체 인식기, 바이오메트릭 판독기, 또는 다른 컴퓨터 중 어느 일방일 수도 있다. CPU (422) 는 네트워크 인터페이스 (440) 를 이용하여 다른 컴퓨터 또는 전자통신 네트워크에 커플링될 수도 있다. 이러한 네트워크 인터페이스를 이용하여, CPU (422) 는 네트워크로부터 정보를 수신할 수도 있고, 또는 전술된 방법 단계들을 수행하는 과정에서 네트워크로 정보를 출력할 수도 있는 것으로 생각된다. 더욱이, 본 발명의 방법 실시형태들은 단지 CPU (422) 상에서 실행할 수도 있고, 또는 프로세싱의 일부를 공유하는 원격 CPU 와 관련하여 인터넷과 같은 네트워크를 통해 실행할 수도 있다.
컴퓨터 시스템 (400) 은 플라즈마 프로세싱 시스템을 진단하고 플라즈마 프로세스를 제어하기 위해서, 가스 흐름, 압력, 온도, 전력 등과 같은 관련 있는 프로세스 데이터를 수집 및 저장하도록 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시형태들은 각종 컴퓨터 구현된 동작들을 수행하기 위해 컴퓨터 코드를 갖는 컴퓨터 판독가능 매체를 갖는 컴퓨터 저장 제품에 관한 것이다. 매개물 및 컴퓨터 코드는 본 발명의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들일 수도 있고, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 당업자에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류일 수도 있다. 유형의 컴퓨터 판독가능 매체의 예들로는, 비 제한적으로, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체; CD-ROM 및 홀로그램 디바이스와 같은 광 매체; 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체; 및 주문형 집적 회로 (ASIC), 프로그래머블 로직 디바이스 (PLD) 및 ROM 및 RAM 디바이스와 같이 프로그램 코드를 저장 및 실행하도록 특별히 구성되는 하드웨어 디바이스가 있다. 컴퓨터 코드의 예들은 컴파일러에 의해 생성된 바와 같은 머신 코드, 및 해석 프로그램을 이용하여 컴퓨터에 의해 실행되는 상위 레벨의 코드를 포함하는 파일들를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 반송파에서 구현된 컴퓨터 데이터 신호에 의해 송신되고, 프로세서에 의해 실행 가능한 명령들의 시퀀스를 나타내는 컴퓨터 코드일 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 다운스트림 플라즈마 챔버는 실리콘 층을 에칭하기 위해 사용되고, 패시베이션 가스 흐름은 플라즈마의 다운스트림으로 도입될 수도 있다. 도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 이용된 프로세스를 개략적으로 나타내고, 여기서 실리콘 층은 다운스트림 플라즈마 챔버를 사용하여 그 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 에칭된다. 도 6 은 다운스트림 플라즈마 프로세싱 시스템 (600) 의 일 예를 개략적으로 나타내고, 이 시스템은 본 발명의 일 실시형태에 따라 실리콘 층을 에칭하는 프로세스를 수행하기 위해 이용될 수도 있다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 다운스트림 플라즈마 프로세싱 시스템 (600) 은 에칭 챔버 (602) 및 업스트림 플라즈마 챔버 (610) 를 포함한다. 정합 네트워크 (608) 에 의해 조정된 플라즈마 전력 공급기 (606) 는 에칭 챔버 (602) 의 상부에 위치한 업스트림 플라즈마 챔버 (610) 에 전력을 공급한다. 업스트림 플라즈마 챔버 (610) 는 RF 전력 또는 마이크로파를 이용하여 플라즈마 (612) 를 에너자이징할 수도 있다. 반응 매개물 (650) 은 포트 (652) 를 통해 플라즈마 (612) 로부터 에칭 챔버 (602) 로 유동한다. 웨이퍼 기반 플라즈마 소스 및 바이어스 전압 전력 공급기 (616) 는 플라즈마 및 바이어스 전압을 제공한다. 정합 네트워크 (618) 에 의해 조정되는 전력 공급기 (616) 는 웨이퍼가 위치되는 전극 (620) 에 전력을 제공하여, 웨이퍼 위에 플라즈마를 제공하고, 전극 (620) 에 의해 지지되는 웨이퍼 (622) 에 대해 바이어스 전압을 설정한다. 제어기 (624) 는 업스트림 플라즈마 전력 공급기 (606) 및 웨이퍼 기반 플라즈마 소스 및 바이어스 전압 공급기 (616) 에 대한 포인트를 설정한다. 제어기 (624) 는 전술된 컴퓨터 시스템 (400)(도 4a 및 도 4b) 을 이용하여 구현될 수도 있다. 또한, 웨이퍼 기반 플라즈마 소스 및 바이어스 전압 전력 공급기 (606) 는 하나 이상의 주파수들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 13.56 MHz 단독으로, 2 MHz 와 함께 27 MHz, 및 400 kHz 와 함께 27 MHz 또는 더 높은 (예컨대 60 MHz) 주파수가 이용될 수도 있다. 웨이퍼 기반 플라즈마 소스 및 바이어스 전압 전력 공급기 (616) 는 2 개의 별개의 제너레이터들을 포함할 수도 있다: 플라즈마 소스로서 더 높은 주파수 제너레이터, 및 바이어스 전압 소스로서 더 낮은 주파수를 갖는 다른 제너레이터.
다운스트림 플라즈마 프로세싱 시스템 (600) 은 가스 소스/가스 공급 메커니즘 (630) 을 더 포함한다. 가스 소스는 플루오르 함유 가스 소스 (632), 패시베이션 가스 소스 (산소 및 수소 함유 가스 소스)(636), 및 선택적으로 추가의 가스 소스 (634) 를 포함한다. 플루오르 함유 가스 소스 (632) 및 (선택적인) 추가의 가스 소스 (634) 가 가스 유입구 (614) 를 통해 플라즈마 챔버 (610) 와 유체 접속한다. 패시베이션 가스 소스 (634) 는 가스 유입구 (640) 를 통해 에칭 챔버 (602) 와 유체 접속한다. 가스 유입구들 (614 및 640) 은 업스트림 플라즈마 챔버 (610) 및 에칭 챔버 (602) 내의 임의의 유리한 로케이션에 각각 위치할 수도 있고, 단일의 노즐 또는 샤워헤드와 같은 주입 가스를 위해 임의의 형태를 취할 수도 있다. 그러나, 바람직하게 가스 유입구들 (614 및 640) 은 "조정 가능한" 가스 주입 프로파일을 생성하도록 구성될 수도 있고, 이 프로파일은 가스들의 각각의 흐름의 독립적인 조정을 허용한다. 프로세스 가스 및 부산물은 압력 제어 밸브 (642) 및 펌프 (644) 를 통해 에칭 챔버 (604) 로부터 제거되고, 밸브 및 펌프는 또한 플라즈마 프로세싱 챔버 (604) 내의 특정 압력을 유지하게 한다. 가스 소스/가스 공급 메커니즘 (630) 은 제어기 (624) 에 의해 제어된다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 플루오르 함유 가스를 포함하는 에칭 가스가 업스트림 플라즈마 챔버 (610) 로 제공되고 (단계 502), 에칭 가스로부터 플라즈마 (612) 가 생성된다 (단계 504). 에칭 가스는, 추가의 가스 소스 (634) 로부터 제공될 수도 있는, 이전 실시형태들과 유사한 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 반응 매개물 (650) 은 플라즈마 (612) 로부터 에칭 챔버 (602) 안으로 이송된다 (단계 506). 반응 매개물 (650) 은 라디컬 및 이온을 포함한다. 반응 매개물 (650) 은 OH 라디컬을 포함하도록, 산소 및 수소를 포함하는 (예를 들어, 수증기 및/또는 알콜) 패시베이션 가스 (654) 는 유입구 (640) 를 통해 에칭 챔버 (602) 안으로 도입된다 (단계 508). 바이어스 전압이 제공되고 (단계 510), 반응 매개물을 이용하여 실리콘 층 내로 피처들이 에칭된다 (단계 512). 그 후, 반응 매개물 및 패시베이션 가스가 정지된다 (단계 514).
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 새로운 패시베이션 가스가 또한, 반복적 교번의 증착 단계 및 에칭 단계로 이루어진, 가스 변화 프로세스의 에칭 단계들에서 이용될 수도 있다. 통상적으로, 증착 단계는 C4F8 를 함유하는 증착 가스를 이용하고, 에칭 단계는 SF6 을 함유하는 에칭 가스를 이용한다. 산소 및 수소를 함유하는 패시베이션 가스 (예를 들어, 수증기 및/또는 알콜) 는 에칭 단계에서 SF6 를 함유하는 에칭 가스에 추가될 수도 있다.
본 발명은 몇몇 바람직한 실시형태들의 관점에서 설명되었으나, 본 발명의 범위 내에 있는 변경, 치환, 변형, 및 각종 대체의 등가물들이 존재한다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치를 구현하는 많은 다른 방법들이 존재한다. 따라서, 다음의 첨부된 청구범위는 본 발명의 신규한 사상 및 범위 내의 모든 이러한 변경, 치환, 및 각종 대체의 등가물을 포함하는 것으로 해석되는 것으로 의도된다.

Claims (29)

  1. 실리콘 층이 배치되는 에칭 챔버를 사용하여 상기 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 상기 실리콘 층을 에칭하는 방법으로서,
    플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 포함하는 에칭 가스를 상기 에칭 챔버 안으로 제공하는 단계;
    상기 에칭 가스로부터 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 플라즈마를 이용하여 상기 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하는 단계; 및
    상기 에칭 가스를 정지시키는 단계를 포함하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 알콜을 함유하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 패시베이션 가스로서 작용하고,
    상기 에칭하는 단계는 에칭되는 상기 피처들의 측벽 상에 SiOxHy 를 함유하는 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 x ≥ 1 이고 y ≥ 1 인, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 OH 라디컬들을 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에칭하는 단계 동안 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 수증기를 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 실리콘 층이 배치되는 에칭 챔버를 사용하여 상기 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 상기 실리콘 층을 에칭하는 방법으로서,
    플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 포함하는 에칭 가스를 상기 에칭 챔버 안으로 제공하는 단계;
    상기 에칭 가스로부터 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 플라즈마를 이용하여 상기 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하는 단계; 및
    상기 에칭 가스를 정지시키는 단계를 포함하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 알콜을 함유하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 패시베이션 가스로서 작용하고,
    상기 에칭하는 단계는 에칭되는 상기 피처들의 측벽 상에 SiCnOxHy 를 함유하는 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 n ≥ 0, x ≥ 1, y ≥ 0 이고, n 및 y 가 둘다 0 은 아닌, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플루오르 함유 가스는 SF6 를 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 플루오르 함유 가스는 SiF4 를 더 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에칭 가스는 O2 를 더 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 에칭 가스는 CO2 또는 CO 중 적어도 하나를 더 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에칭 가스, 및 상기 산소 및 수소 함유 가스는 상이한 로케이션들에 제공된 상이한 가스 유입구들로부터 개별적으로 상기 에칭 챔버 안으로 도입되는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  13. 실리콘 층이 배치되는 에칭 챔버를 사용하여 상기 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 상기 실리콘 층을 에칭하는 방법으로서,
    플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 포함하는 에칭 가스를 업스트림 플라즈마 챔버 안으로 제공하는 단계;
    상기 에칭 가스로부터 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 플라즈마로부터의 반응 매개물을 상기 에칭 챔버 안으로 도입하는 단계;
    상기 반응 매개물이 OH 라디컬들을 함유하도록 산소 및 수소를 함유하는 패시베이션 가스를 상기 에칭 챔버 안으로 제공하는 단계;
    상기 반응 매개물을 이용하여 상기 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하는 단계; 및
    상기 반응 매개물 및 상기 패시베이션 가스를 정지시키는 단계를 포함하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 알콜을 함유하고,
    상기 에칭하는 단계는 에칭되는 상기 피처들의 측벽 상에 SiOxHy 를 함유하는 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 x ≥ 1 이고 y ≥ 1 인, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 에칭하는 단계 동안 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 패시베이션 가스는 수증기 또는 알콜 중 적어도 하나를 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  16. 삭제
  17. 실리콘 층이 배치되는 에칭 챔버를 사용하여 상기 실리콘 층 위에 형성된 패터닝된 마스크를 통해 상기 실리콘 층을 에칭하는 방법으로서,
    플루오르 함유 가스, 및 산소 및 수소 함유 가스를 포함하는 에칭 가스를 업스트림 플라즈마 챔버 안으로 제공하는 단계;
    상기 에칭 가스로부터 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 플라즈마로부터의 반응 매개물을 상기 에칭 챔버 안으로 도입하는 단계;
    상기 반응 매개물이 OH 라디컬들을 함유하도록 산소 및 수소를 함유하는 패시베이션 가스를 상기 에칭 챔버 안으로 제공하는 단계;
    상기 반응 매개물을 이용하여 상기 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하는 단계; 및
    상기 반응 매개물 및 상기 패시베이션 가스를 정지시키는 단계를 포함하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 알콜을 함유하고,
    상기 에칭하는 단계는 에칭되는 상기 피처들의 측벽 상에 SiCnOxHy 를 함유하는 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 n ≥ 0, x ≥ 1, 및 y ≥ 0 이고, n 및 y 가 둘다 0 은 아닌, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  18. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 플루오르 함유 가스는 SF6 을 함유하는, 실리콘 층을 에칭하는 방법.
  19. 패터닝된 마스크를 통해 실리콘 층에 피처들을 에칭하기 위한 장치로서,
    플라즈마 프로세싱 챔버로서,
    플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저를 형성하는 챔버 벽;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저 내에 기판을 지지하기 위한 기판 지지부;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저 내의 압력을 조절하기 위한 압력 조절기;
    플라즈마를 유지하기 위해 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저에 전력을 제공하기 위한 적어도 하나의 전극;
    상기 적어도 하나의 전극에 전기적으로 접속된 적어도 하나의 RF 전력 소스;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저 안으로 가스를 제공하기 위한 가스 유입구; 및
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 인클로저로부터 가스를 배출하기 위한 가스 유출구를 포함하는, 상기 플라즈마 프로세싱 챔버;
    상기 가스 유입구와 유체 접속하는 에칭 가스 소스로서,
    플루오르 함유 가스 소스; 및
    산소 및 수소 함유 가스 소스를 포함하는, 상기 에칭 가스 소스; 및
    상기 가스 소스, RF 바이어스 소스, 및 상기 적어도 하나의 RF 전력 소스에 제어 가능하게 접속된 제어기로서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    컴퓨터 판독가능 매체를 포함하고,
    상기 컴퓨터 판독가능 매체는 상기 실리콘 층을 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 포함하고,
    상기 실리콘 층을 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드는,
    상기 플루오르 함유 가스 소스로부터 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 안으로 플루오르 함유 가스를 유동시키기 위한 컴퓨터 판독 가능 코드;
    상기 산소 및 수소 함유 가스 소스로부터 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 안으로 산소 및 수소 함유 가스를 유동시키기 위한 컴퓨터 판독가능 코드;
    상기 플루오르 함유 가스, 및 상기 산소 및 수소 함유 가스로부터 플라즈마를 형성하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드;
    바이어스 전압을 제공하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드;
    상기 실리콘 층 내로 피처들을 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드; 및
    상기 플루오르 함유 가스, 및 상기 산소 및 수소 함유 가스를 정지시키기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 포함하는, 상기 제어기를 포함하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 알콜을 함유하고,
    상기 산소 및 수소 함유 가스는 패시베이션 가스로서 작용하고,
    상기 에칭하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드는 에칭되는 상기 피처들의 측벽 상에 SiOxHy 를 함유하는 패시베이션 층을 형성하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 포함하고, 여기서 x ≥ 1 이고 y ≥ 1 인, 실리콘 층에 피처들을 에칭하기 위한 장치.
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