KR102354490B1 - 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

포토리소그래피 공정 없이 선택적인 도핑이 가능한 기판 처리 방법이 제공된다. 기판 처리 방법은, 플라즈마 증착을 이용하여, 패터닝된 구조물을 갖는 기판 상에 확산 방지층을 형성하는 단계, 습식 식각을 이용하여, 확산 방지층의 일부를 제외한 나머지를 제거하는 단계, 패터닝된 구조물 및 확산 방지층의 잔존 부분 상에 확산 소스층을 형성하는 단계, 및 확산 소스층에 에너지를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 방법{Method of processing a substrate}
본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로, 특히 단차 구조물을 갖는 실리콘 기판 상에 박막을 증착하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로 기존의 박막 증착 기술은 실리콘 기판 상의 단차 구조에 균일하게 박막을 증착하기 위한 것으로서, 구체적으로는 단차 구조의 상면(top), 측면(side), 하부면(bottom)에 균일한 두께의 박막을 증착함으로 100%에 가까운 단차 도포성(step coverage)을 구현하는 것을 목표로 다양한 공정기술이 개발되어 왔다. 그러나 상면, 측면 혹은 하부면 중 일부를 선택적으로 식각(selective etching)을 하거나 선택적으로 도핑(selective doping)을 하고자 할 경우 기존의 통상적인 증착 기술로는 구현하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서 선택적인 식각 혹은 도핑을 할 수 있는 새로운 증착 기술이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들 중 하나는, 실리콘 기판 상의 단차 구조물 상에 증착된 막에 대한 선택적인 식각(selective etching) 및/또는 선택적 도핑(selective doping)을 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들의 일 측면에 따르면, 기판 처리 방법은, 제1 표면 및 상기 제1 표면과 경사를 갖는 제2 표면을 갖는 구조물을 마련하는 단계; 상기 구조물 상에 제1 층을 형성하는 단계로서, 플라즈마를 인가하여 상기 제1 층의 적어도 일부가 치밀화 또는 취약화되도록, 상기 제1 층을 형성하는 단계; 상기 제1 층을 등방성 식각하는 단계로서, 상기 제1 층의 적어도 일부가 잔존하도록, 상기 제1 층을 등방성 식각하는 단계; 및 상기 구조물 및 상기 제1 층의 잔존 부분 상에 도핑 물질을 포함하는 제2 층을 형성하는 단계; 상기 도핑 물질을 상기 구조물로 확산시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 일 예에 따르면, 상기 도핑 물질은 상기 구조물 중 상기 제1 층의 잔존 부분에 대응하는 부분에 확산되지 않을 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 별도의 포토리소그래피 공정 없이, 상기 제1 층을 형성하는 단계 및 상기 제1 층을 등방성 식각하는 단계에 의해 상기 제1 층이 패터닝될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제1 층의 잔존 부분의 위치는, 상기 제1 층을 형성하는 단계 동안 이용되는 플라즈마 공정 파라미터들 중 적어도 하나에 의해 조절될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 등방성 식각에 의해 상기 제1 표면 상의 제1 층은 유지되고, 상기 제2 표면 상의 제1 층은 제거될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제1 표면 상의 제1 층의 유지는 이온 포격 효과에 의해 달성될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 등방성 식각에 의해 상기 제1 표면 상의 제1 층은 제거되고, 상기 제2 표면 상의 제1 층은 유지될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제1 표면 상의 제1 층의 제거는 상기 플라즈마 인가 동안 주입된 수소 활성종에 의해 달성될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제2 층을 형성하는 단계와 상기 도핑 물질을 상기 구조물로 확산시키는 단계 사이에, 상기 제2 층 상에 제3 층을 형성하는 단계가 수행될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제1 층은 실리콘 질화층을 포함하고, 상기 제2 층은 실리케이트 글라스 층을 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제2 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 다른 물질을 포함하고, 상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제2 층을 제거하는 단계는, 상기 제2 층을 제거하여 상기 구조물 및 상기 구조물 상의 상기 제1 층의 잔존 부분을 노출시키는 단계; 상기 구조물의 노출된 표면 및 상기 제1 층의 잔존 부분 상에 상기 제1 층과 동일한 물질의 제4 층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제4 층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제4 층을 형성하는 단계 동안, 플라즈마를 인가하여 상기 제4 층의 적어도 일부가 치밀화 또는 취약화될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 제2 층을 형성하는 단계는, 제1 사이클 및 제2 사이클을 포함하고, 상기 제1 사이클은, 제1 소스를 공급하는 단계; 및 상기 제1 소스를 퍼지하는 단계를 포함하고, 상기 제2 사이클은, 제2 소스를 공급하는 단계; 상기 제2 소스를 퍼지하는 단계; 및 반응물이 공급된 상태에서 플라즈마를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들의 다른 측면에 따르면, 기판 처리 방법은, 구조물 상에 제1 부분 및 상기 제1 부분과 경사를 갖는 제2 부분을 갖는 확산 방지층을 형성하는 단계; 상기 확산 방지층의 제1 부분이 치밀화되거나 취약화되도록, 플라즈마를 인가하는 단계; 상기 확산 방지층을 등방성 식각하는 단계; 상기 구조물 및 상기 확산 방지층의 잔존 부분 상에 확산 소스층을 형성하는 단계; 상기 도핑 물질을 상기 구조물로 확산시키는 단계; 및 상기 확산 소스층 및 상기 확산 방지층의 잔존 부분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 일 예에 따르면, 상기 플라즈마를 인가하는 단계 동안, 상기 제1 부분은 치밀화되고, 상기 등방성 식각하는 단계 이후, 상기 제1 부분은 잔존하고 상기 제2 부분은 제거될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 플라즈마를 인가하는 단계 동안, 상기 제1 부분은 취약화되고, 상기 등방성 식각하는 단계 이후, 상기 제1 부분은 제거되고 상기 제2 부분은 잔존할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 플라즈마를 인가하는 단계는, 상기 확산 방지층을 형성하는 단계 동안 수행될 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 다른 예에 따르면, 상기 구조물은 제1 면 및 상기 제1 면과 경사를 갖는 제2 면을 갖고, 상기 확산 방지층은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나와 직접 접촉하고, 상기 확산 소스층은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나와 직접 접촉할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들의 또 다른 측면에 따르면, 기판 처리 방법은, 플라즈마 증착을 이용하여, 패터닝된 구조물을 갖는 기판 상에 확산 방지층을 형성하는 단계; 습식 식각을 이용하여, 상기 확산 방지층의 일부를 제외한 나머지를 제거하는 단계; 상기 패터닝된 구조물 및 상기 확산 방지층의 잔존 부분 상에 확산 소스층을 형성하는 단계; 및 상기 확산 소스층에 에너지를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도들이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도들이다.
도 5는 도 4의 실리콘 질화층을 증착하는 단계를 보다 구체적으로 나타낸다.
도 6은 도 4의 BSG/PSG 층 증착 단계 중 PSG 층 증착 단계를 보다 구체적으로 나타낸다.
도 7은 도 4에서 캡핑 산화층 증착 단계를 보다 구체적으로 나타낸다.
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 10 및 도 11은 다른 공정 조건으로 실리콘 질화층을 증착한 후 습식 세정을 한 결과를 각각 나타낸 TEM(Transmission Electron Microscopy) 사진들이다.
도 12는 어닐링 전/후에 실리콘 질화층의 유무에 따른 패턴 내에서의 P(Phosphorous) 농도를 나타내는 SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy) 측정 결과이다.
도 13 내지 도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 또 다른 기판 처리 방법들을 개략적으로 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 “포함한다(comprise)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “및/또는”은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열의 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
먼저, 도 1을 참고하여, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 제조 방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 구조물이 마련된다(S1, 도 8a 참조). 예를 들어. 증착 장치의 반응기 내로 상기 구조물을 갖는 기판이 인입될 수 있다. 일 예에서, 제2 표면은 제1 표면에 대하여 경사를 갖는 표면일 수 있고, 더욱 구체적으로 제2 표면은 제1 표면과 수직일 수 있다.
이후, 구조물 상에 제1 층이 형성된다(S2, 도 8b 참조). 제1 층은 예를 들어 실리콘 산화층 또는 실리콘 질화층일 수 있다. 선택적인 실시예에서, 제1 층은 후속 공정에서 에너지 인가를 이용한 구조물로의 불순물 유입을 방지할 수 있는 확산 방지층으로 기능할 수도 있다. 다른 실시예에서, 제1 층은 금속층일 수도 있고, 절연층일 수도 있다.
예를 들어, 제1 층은 플라즈마 원자 층 증착 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 일 예에서, 제1 층의 형성 동안, 소스를 공급하는 단계 및 반응물이 공급된 상태에서 플라즈마를 인가하는 단계를 포함하는 일 사이클이 적어도 1회 수행될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 소스를 공급하는 단계와 플라즈마를 인가하는 단계 사이에 및/또는 사이클들 사이에 퍼지 단계가 수행될 수 있다. 제1 층은 플라즈마를 이용한 다른 증착 공정을 이용하여 형성될 수도 있다.
제1 층의 형성 동안 인가되는 플라즈마는 방향성을 가질 수 있다. 제1 층의 형성은 샤워헤드와 같은 기체 공급 장치와 기판 지지 플레이트 사이의 반응 공간에서 이루어질 수 있다. 플라즈마 인가 동안, 샤워 헤드는 상부 전극으로서 기능할 수 있고, 기판 지지 플레이트는 하부 전극으로서 기능할 수 있다. 이 경우 상부 전극과 하부 전극 사이의 전위차로 인해 플라즈마가 생성될 수 있으며, 이러한 플라즈마는 상부 전극으로부터 하부 전극으로 이동하려는 방향성을 가질 것이다.
샤워 헤드로부터 기판 지지 플레이트로 이동하려는 플라즈마의 방향성으로 인해, 제1 층의 형성 동안 제1 층의 적어도 일부가 치밀화 또는 취약화될 수 있다. 예를 들어, 제1 층이 상면, 하면, 및 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 측면을 갖는 경우, 활성종은 플라즈마의 방향성으로 인해 상기 상면 및 상기 하면에 주로 충돌할 수 있다. 따라서 플라즈마 인가 동안 공급되는 물질의 종류에 따라, 제1 층의 일부분이 치밀화되거나 취약화될 수 있다.
예를 들어, 플라즈마 인가 동안 공급되는 물질에 수소를 포함하는 물질(예를 들어, 암모니아(NH3))이 다량 포함될 경우, 플라즈마 인가 동안 다량의 수소 활성종이 생성될 수 있다. 수소 활성종은 샤워 헤드로부터 기판 지지 플레이트로 이동하여 제1 층의 상면 및 하면에 충돌할 수 있고, 따라서 제1 층의 상면 및 하면은 측면에 비하여 많은 수소 함량(hydrogen contents)을 갖게 된다. 이러한 다수의 수소 함량은 박막의 취약화로 정의될 수 있다.
반면에, 플라즈마 인가 동안 공급되는 물질에 수소를 포함하는 물질(예를 들어, 암모니아(NH3))이 소량 포함되거나 존재하지 않고, 혹은 수소를 포함하지 않는 물질(예를 들어, 질소(N2) 또는 아르곤(Ar))이 공급되는 경우, 플라즈마 인가 동안 제1 층의 수소 함량은 변화하지 않고, 플라즈마 활성종의 충돌로 인해 제1 층이 보다 치밀화될 수 있다. 이러한 제1 층의 치밀화는 이온 포격 효과(ion bombardment effect)로 정의될 수 있다.
이러한 제1 층의 형성(특히, 그 일부가 취약화 및 치밀화된 형성)으로 인해 제1 층은 위치 별로 다른 물성을 갖게 됨에 유의한다. 이러한 제1 층의 위치 별 다른 물성에 의해, 후속하는 등방성 식각 공정에서 선택적인 식각이 달성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 구조물 상에 제1 층을 형성한 이후, 제1 층을 등방성 식각한다(S3, 도 8c 참조). 예를 들어, 등방성 식각은 습식 식각 공정을 이용하여 수행될 수 있으며, 일 예로서 인산 또는 불산을 이용하여 수행될 수 있다.
등방성 식각은, 상기 제1 층의 적어도 일부가 잔존하도록 수행될 수 있다. 예를 들어 등방성 식각 동안, 제1 층의 제1 부분(예를 들어, 상면 및/또는 하면)에 대한 식각 속도는 제1 층의 제1 부분과 경사를 갖는 제2 부분(예를 들어, 측면)에 대한 식각 속도보다 빠를느릴 수 있다. 따라서 제1 층의 제1제2 부분은 제거되는 반면에, 제1 층의 제2제1 부분은 잔존할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 층의 제1 부분이 제2 부분과 다른 식각 속도를 갖는 이유는, 제1 층이 위치 별로 다른 물성을 갖기 때문이다. 예를 들어, 방향성을 갖는 플라즈마를 인가하는 동안 수소를 포함하지 않는 물질 또는 박막의 구성 성분을 포함하는 물질(예를 들어, 아르곤 및/또는 질소)이 공급될 수 있다. 이 경우 상기 방향성과 수직인 구조물의 제1 표면(예를 들어, 상부 표면 또는 하부 표면) 상의 제1 층(제1 부분)은 치밀화되는 반면에 상기 방향성과 평행인 제2 표면(예를 들어, 측면) 상의 제1 층(제2 부분)은 큰 영향을 받지 않아, 후속하는 등방성 식각 동안 제2 부분이 선택적으로 식각될 수 있다.
따라서, 등방성 식각에 의해 구조물의 제1 표면 상의 제1 층은 유지되고, 구조물의 제2 표면 상의 제1 층은 제거될 수 있다. 이러한 제1 표면 상의 제1 층의 유지는 이온 포격 효과(즉, 제1 표면 상의 제1 층의 치밀화)에 의해 달성될 수 있다.
다른 예로서, 방향성을 갖는 플라즈마를 인가하는 동안 수소를 포함하는 물질(예를 들어, 암모니아)이 공급될 수 있다. 이 경우 상기 방향성과 수직인 구조물의 제1 표면(예를 들어, 상부 표면 또는 하부 표면) 상의 제1 층(제1 부분)은 취약화되는 반면에 상기 방향성과 평행인 제2 표면(예를 들어, 측면) 상의 제1 층(제2 부분)은 큰 영향을 받지 않아, 후속하는 등방성 식각 동안 제1 부분이 선택적으로 식각될 수 있다.
따라서, 등방성 식각에 의해 구조물의 제1 표면 상의 제1 층은 제거되고, 구조물의 제2 표면 상의 제1 층은 유지될 수 있다. 이러한 제1 표면 상의 제1 층의 제거는 전술한 바와 같이 플라즈마 인가 동안 주입된 수소 활성종(즉, 제1 표면 상의 제1 층의 취약화)에 의해 달성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법은, 별도의 추가적인 포토리소그래피 공정 없이도, 제1 층을 형성하는 단계 및 제1 층을 등방성 식각하는 단계에 의해, 제1 층이 패터닝될 수 있다. 즉, 구조물 상의 제1 층의 잔존 부분의 위치가, 상기 제1 층을 형성하는 단계 동안 이용되는 플라즈마 공정 파라미터들 중 적어도 하나(예를 들어, 반응물의 수소 함량)에 의해 조절될 수 있고, 그에 따라 포토리소그래피 공정 없이 플라즈마를 이용한 증착 및 등방성 식각(습식 식각)만으로 단차를 갖는 구조물 상에 선택적으로 박막을 증착하는 것이 가능하다.
제1 층의 등방성 식각 이후, 구조물 및 제1 층의 잔존 부분 상에 제2 층을 형성한다(S4, 도 8d 참조). 제2 층은 제1 층과 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 층은 도핑 물질을 포함할 수 있으며, 도핑 영역을 형성하기 위한 박막일 수 있다. 일 예에서, 제2 층은 보론 또는 인 원소와 같은 불순물을 포함하는 실리케이트 글라스 층일 수 있다.
선택적인 실시예에서, 제2 층은 도핑 물질을 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 제2 층은 구조물 및 상기 구조물 상의 선택적인 위치에 형성된 제1 층 상에 형성되는 추가적인 박막일 수도 있다. 예를 들어, 제1 층은 실리콘 질화층이고, 제2 층은 실리콘 산화층일 수 있다. 다른 예에서, 제1 층은 실리콘 산화층이고, 제2 층은 실리콘 질화층일 수 있다.
제2 층은 플라즈마 원자 층 증착 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 일 예에서, 제2 층의 형성 동안, 제1 소스를 공급하는 단계 및 제1 소스를 퍼지하는 단계를 포함하는 제1 사이클과, 제2 소스를 공급하는 단계 및 제2 소스를 퍼지하는 단계를 포함하는 제2 사이클이 각각 적어도 1회 수행될 수 있다. 이후에, 반응물이 공급된 상태에서 플라즈마를 인가하는 단계가 수행될 수 있다. 제3 층은 플라즈마를 이용한 다른 증착 공정을 이용하여 형성될 수도 있다(도 8e 참조).
제2 층의 형성 이후, 도핑 물질을 확산시키는 단계가 수행된다(S5, 도8f 참조). 도핑 물질을 확산시키는 단계는 도핑 물질을 포함하는 제2 층을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 도핑 물질이 포함된 제2 층에 에너지를 인가함으로써 구조물 내부로 도핑 영역이 형성될 수 있다.
도핑 물질을 확산시키는 단계(S5)는 생략될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예들에서, 제2 층의 형성 이후, 제2 층을 패터닝하거나, 추가적인 층을 형성하는 등의 다양한 다른 후속 공정이 수행될 수도 있다.
제2 층이 도핑 영역을 형성하기 위한 확산 소스층으로서 기능할 경우, 에너지를 인가함으로써, 도핑 물질이 구조물 내로 확산될 수 있다(도 8f참조). 이 경우 제1 층의 잔존 부분은 제2 층과 구조물 사이에 배치되어 도핑 물질의 확산을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 구조물 중 제1 층의 잔존 부분에 대응하는 부분의 경우, 도핑 물질이 확산되지 않을 수 있다.
에너지를 인가하여 도핑 물질을 확산시키는 것은 어닐링에 의해 수행될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 에너지의 인가는 RTA(Rapid Thermal Annealing), RTP(Rapid Thermal Processing), UV 인가 등의 다양한 공정들을 이용하여 수행될 수도 있다. 상기 공정들의 파라미터들 중 적어도 하나를 조절함으로써, 구조물의 도핑 농도가 조절될 수 있다.
본 발명의 선택적인 실시예에서, 제2 층을 형성하는 단계(S4)와 어닐링을 통해 도핑 물질을 구조물로 확산시키는 단계 사이에, 제2 층 상에 제3 층을 형성하는 단계가 수행될 수 있다(도 8e 참조). 상기 제3 층은 제2 층의 도핑 물질이 반응 공간으로 휘발되어 소실되거나 혹은 이웃하는 다른 막으로 확산되는 것을 방지하는 캡핑 층(capping layer)일 수 있다.
제3 층은 플라즈마 원자 층 증착 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 일 예에서, 제3 층의 형성 동안, 소스를 공급하는 단계 및 반응물이 공급된 상태에서 플라즈마를 인가하는 단계를 포함하는 일 사이클이 적어도 1회 수행될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 소스를 공급하는 단계와 플라즈마를 인가하는 단계 사이에 및/또는 사이클들 사이에 퍼지 단계가 수행될 수 있다. 제3 층은 플라즈마를 이용한 다른 증착 공정을 이용하여 형성될 수도 있다.
도핑 물질의 확산(S5) 이후, 제1 층의 잔존 부분 및 제2 층을 제거하는 단계가 수행될 수 있다. 제1 층과 제2 층이 동일한 물질이거나 동일한 식각 선택비를 갖는 경우, 하나의 식각 단계(즉, 하나의 식각 물질)을 이용하여 제1 층의 잔존 부분 및 제2 층이 제거될 수 있다. 제1 층과 제2 층이 다른 물질이거나 서로 다른 식각 선택비를 갖는 경우, 적어도 2번의 식각 단계(즉, 적어도 2개의 식각 물질)을 이용하여 제1 층의 잔존 부분 및 제2 층이 제거될 수 있다.
선택적인 실시예에서, 제2 층 상에 제3 층이 형성되어 있는 경우, 제1 층의 잔존 부분, 제2 층, 및 제3 층을 제거하는 단계가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 층은 확산 방지층으로서 기능하는 실리콘 질화층일 수 있고, 제2 층은 확산 소스층으로서 기능하는 실리케이트 글라스 층일 수 있으며, 제3 층은 캡핑층으로서 기능하는 실리콘 산화층일 수 있다. 이 경우 산화층인 제2 층 및 제3층을 제거하는 제1 식각 단계와, 제1 층의 잔존 부분을 제거하는 제2 식각 단계가 수행될 수 있다.
상기 제1 식각 단계 이후 상기 제2 식각 단계 동안, 구조물의 노출된 표면에 대한 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제2 층(및 제3 층)이 제거되어 구조물 및 상기 구조물 상의 제1 층의 잔존 부분이 노출되는 경우, 제2 식각 단계 동안 다음과 같은 단계들이 수행될 수 있다.
- 상기 구조물의 노출된 표면 및 상기 제1 층의 잔존 부분 상에 상기 제1 층과 동일한 물질의 제4 층을 형성하는 단계
- 상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제4 층을 동시에 제거하는 단계
이러한 단계들은 구조물의 노출된 표면에서 발생하는 손상을 방지하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 제4 층은, 이온 포격 효과를 이용하여 제4 층이 구조물의 노출된 표면 상에서 치밀화되거나, 및/또는 수소 활성종을 이용하여 제1 층의 잔존 부분 상에서 취약화되도록 형성될 수 있다. 따라서 구조물의 노출된 표면 상의 제4 층은 후속 식각 공정에서 상대적으로 낮은 식각 속도를 갖고, 제1 층의 잔존 부분 상의 제4 층은 후속 식각 공정에서 상대적으로 높은 식각 속도록 갖도록 형성된다. 이를 통해 제2 식각 단계 동안 구조물의 손상 없이 제1 층의 잔존 부분이 제거될 수 있다.
비록 전술한 제2 식각 단계에 대한 설명이 제1 층이 질화층이고 제2 층 및 제3 층이 산화층임을 전제로 이루어졌지만, 본 발명은 그에 제한되지 않음에 유의한다. 제3 층은 생략될 수 있으며, 제1 층과 제2 층이 서로 다른 식각 선택비를 갖는 경우라면 본원 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다. 또한, 구조물의 노출된 표면 및 구조물 상에 잔존하는 제1 층에 대하여 식각을 수행하는 경우, 구조물의 노출된 표면의 과식각을 방지하기 위해 본원 발명의 기술적 사상이 적용될 수도 있다. 즉, 제1 층의 잔존 부분 상에 제1 층과 동일한 물질의 제4 층(일부가 치밀화 또는 취약화됨)을 형성하고, 이후 제1 층과 제4 층을 동시 식각함으로써, 구조물의 노출된 표면의 손상이 방지될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예들에 따른 기판 처리 방법은 전술한 실시예들에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들간 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 먼저 구조물 상에 확산 방지층이 형성된다(S11). 구조물은 패터닝된 구조물일 수 있다. 또한, 구조물은 제1 면 및 상기 제1 면과 경사를 갖는 제2 면을 가질 수 있다. 예를 들어, 확산 방지층은 제1 부분 및 제1 부분과 경사를 갖는 제2 부분을 갖도록 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 확산 방지층은 그 일부(예를 들어, 제1 부분 또는 제2 부분)가 치밀화 또는 취약화되도록 형성될 수 있고, 이를 위해 확산 방지층을 형성하는 동안 플라즈마가 인가될 수 있다. 그에 따라 확산 방지층의 물성이 위치별로 달라질 수 있다. 상기 플라즈마 인가는 확산 방지층이 형성된 이후의 후속 단계를 통해서 이루어질 수 있고(도 2의 S12 참조), 확산 방지층을 형성하는 단계 동안 수행될 수도 있다(도 3의 S21 참조).
이후, 확산 방지층에 대한 등방성 식각 단계가 수행된다(S13). 등방성 식각이 수행되지만, 확산 방지층이 위치별로 다른 물성을 갖기 때문에, 확산 방지층의 선택적인 식각이 달성될 수 있다.
예를 들어, 플라즈마 인가에 의해 제1 부분이 치밀화될 수 있고, 이 경우 등방성 식각 이후 제1 부분은 잔존하지만 제2 부분은 제거될 수 있다. 다른 예에서, 플라즈마 인가에 의해 제1 부분이 취약화될 수 있고, 이 경우 등방성 식각 이후 제1 부분은 제거되지만 제2 부분은 잔존할 수 있다.
이후, 구조물 및 확산 방지층의 잔존 부분 상에 확산 소스 층이 형성된다(S14). 그에 따라, 확산 방지층은 구조물의 제1 면 및 제2 면 중 어느 하나와 직접 접촉할 수 있고, 확산 소스층은 구조물의 제1 면 및 제2 면 중 다른 하나와 직접 접촉할 수 있다.
예를 들어, 확산 방지층의 제1 부분(즉, 구조물의 제1 면과 대응되는 부분)이 치밀화되어 습식 식각 이후 제1 부분이 잔존하는 상태에서, 확산 소스층이 형성될 수 있다. 이 경우 확산 방지층은 구조물의 제1 면과 직접 접촉할 수 있고, 확산 소스층은 구조물의 제2 면과 직접 접촉할 수 있다.
확산 소스층의 형성 이후, 에너지가 인가된다(S15). 에너지 인가를 통해 도핑 물질이 구조물로 확산되고, 이러한 도핑 물질의 확산은 확산 방지층의 잔존 부분에 기초하여 선택적인 영역에서 이루어질 수 있다. 이후 확산 소스층 및 확산 방지층이 제거된다(S16).
도 3은 도 2의 변형 실시예로서, 플라즈마를 인가하는 단계가 확산 방지층을 형성하는 단계(S21) 동안 수행된다는 점을 제외하고는 도 2의 실시예와 실질적으로 동일하다. 즉, 도 3의 실시예에 따르면, 확산 방지층을 형성하는 동안 플라즈마가 이용될 수 있고(S21), 그에 따라 위치별로 서로 다른 물성을 갖는 확산 방지층이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예들에 따른 기판 처리 방법은 전술한 실시예들에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들간 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 먼저 단차 구조가 형성된 실리콘 기판을 형성한다(S101). 이어서 실리콘 질화층을 단차 구조 위에 증착한다(S201). 본 실시예에서는 450 ℃와 550℃의 각각의 공정온도 조건에서 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)방법으로 실리콘 질화층을 증착 하였다. 그러나 실리콘 질화층은 열 ALD(thermal ALD), 열 CVD(thermal CVD), PECVD 혹은 Cyclic PECVD 등으로 증착할 수도 있다.
다음으로, 증착된 실리콘 질화층에 대해 습식 세정(wet-cleaning)을 진행한다(S301). 습식 세정은 HF:H2O 비율이 1:100 혹은 1:200의 비율로 섞인 DHF(diluted HF(hydrofluoric acid))용액에 1~5분 정도 담그면서(dipping) 진행을 한다. 그러나 그 비율을 달리해서 습식 세정 속도를 달리 할 수 있고, 또는 그에 상응하는 다른 세정 용액을 사용할 수 있다. 습식 세정 중에 증착된 실리콘 질화층의 일부가 선택적으로 제거된다.
다음으로 막의 일부가 제거된 실리콘 질화층 위에 BSG(boron silicate glass)/PSG(phosphorous silicate glass) 층을 증착한다(S401). 본 실시예에서 BSG/PSG 층은 PEALD방식으로 증착되었다. 그러나 BSG 층 또는 PSG 층은 열 ALD(thermal ALD), 열 CVD(thermal CVD), PECVD 혹은 Cyclic PECVD 등으로 증착할 수도 있다. 본 단계 동안, BSG 혹은 PSG가 단독으로 증착될 수도 있고, BSG 및 PSG가 함께 증착될 수도 있으며, 선택적으로 교번 증착될 수도 있고, 이러한 증착은 원하는 두께가 달성될 때까지 반복될 수 있다.
BSG/PSG 층이 증착된 후, 캡핑 산화층(capping oxide layer)이 증착된다(S501). 본 실시예에서는 캡핑 산화층으로서 SiO2 막이 증착되었고 PEALD 방식으로 증착되었다. 그러나 열 ALD, 열 CVD, PECVD 혹은 Cyclic PECVD 방식으로 상기 캡핑 산화층이 증착될 수도 있다. 상기 캡핑 산화층은 증착된 BSG/PSG 층으로부터 보론(boron) 혹은 인(phosphorous) 원소가 증착된 후 다시 주변 반응 공간으로 휘발되어 소실되거나 혹은 이웃하는 다른 막으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 한다. 예시적인 실시예에서, 상기 BSG/PSG 층 형성 공정과 캡핑 산화층 형성 증착 공정은 300℃의 공정온도에서 수행될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 BSG/PSG 층 형성 공정과 캡핑 산화층 형성 증착 공정은, 동일 반응기에서 연속으로(즉 인-시츄(in-situ) 공정으로) 수행될 수 있고, 나아가 진공 제동(vacuum brake)없이 진행될 수 있다.
상기 캡핑 산화층이 형성된 후, 어닐링(annealing)이 진행된다(S601). 본 실시예에서, 어닐링은 800℃의 온도에서 질소(N2) 분위기 하에서 2시간 동안 진행되었다. 그러나, 어닐링 방법의 공정 파라미터는 조절될 수 있다. 가령, RTP(Rapid Thermal Processing), RTA(Rapid Thermal Annealing)와 같이 짧은 시간에 수행되는 급속 열처리가 이용될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 급속 고온 어닐링이 수행될 수도 있으며, 열처리 대신 UV(Ultraviolet) 하에서 UV 처리를 통해 에너지가 인가될 수도 있다. 이 외에 PSG 층 내의 P 성분의 확산을 활성화 시키는 여타 여기 수단을 적용할 수도 있다.
상기 어닐링을 통해 상기 증착된 BSG/PSG 층의 보론(boron) 혹은 인(phosphorous) 성분이 확산된다(S701). 구체적으로 상기 보론 및 인 성분은, 습식 세정 후 실리콘 질화층이 제거된 단차 구조 표면을 통해 단차 구조 내로 확산될 수 있다. 이후 남아 있는 캡핑 산화층과 실리콘 질화층을 식각 용액(예를 들어, DHF)을 이용하여 제거한다(S801).
도 5는 도 4에서 실리콘 질화층을 증착하는 단계(S201)에서의 예시적인 증착 방법을 보여 주고 있다. Si 소스 공급(t1) / Si 소스 퍼지(t2) / 반응물 사전-공급(t3) / RF 플라즈마 인가(t4) / 반응물 퍼지(t5)를 기본 사이클로 하여 PEALD 방식으로 진행을 한다. 본 실시예에서, 실리콘 질화층은 기본사이클을 반복하여(예를 들어 m회, m은 1 이상) 100 옹스트롬(10nm)의 두께를 갖도록 형성되었다,
반응물 사전-유동 단계를 포함함으로써, 플라즈마가 반응 공간에 공급하기 전에 반응 공간 내에 반응기체의 분포가 균일하게 될 수 있다. 따라서 플라즈마 공급단계에서 활성종의 분포가 균일하게 되어 보다 안정적인 공정이 달성된다.
다시 도 5를 참조하면 퍼지 Ar 기체는 지속적으로 반응공간에 공급될 수 있다. 본 발명에서는 Si 소스로서 DCS (SiH2Cl2; dichlorosilane), 반응물로서 수소를 포함하는 질소를 사용하였는데, 본 실시예에서는 암모니아(NH3)를 사용하였다.
Si 소스는 전술한 DCS에 한정되지 않는다. 예를 들어, Si 소스로서 상기 DCS source외에 TSA, (SiH3)3N; DSO, (SiH3)2; DSMA, (SiH3)2NMe; DSEA, (SiH3)2NEt; DSIPA, (SiH3)2N(iPr); DSTBA, (SiH3)2N(tBu); DEAS, SiH3NEt2; DIPAS, SiH3N(iPr)2; DTBAS, SiH3N(tBu)2; BDEAS, SiH2(NEt2)2; BDMAS, SiH2(NMe2)2; BTBAS, SiH2(NHtBu)2; BITS, SiH2(NHSiMe3)2; TEOS, Si(OEt)4; SiCl4; HCD, Si2Cl6; 3DMAS, SiH(N(Me)2)3; BEMAS, Si H2[N(Et)(Me)]2; AHEAD, Si2 (NHEt)6; TEAS, Si(NHEt)4; Si3H8 등이 사용될 수 있고 혹은 상기 Si 소스를 공급할 때 이들 Si 소스 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
또한 반응물 역시 전술한 암모니아에 한정되지 않고, 수소를 함유하는 질소로서 NH3외에 NH4+ 등이 사용될 수도 있다. 또한, 위와 같은 수소 포함 질소 반응물의 종류뿐만 아니라, 공급물의 유량이 조절될 수도 있다.
예를 들어 암모니아 기체 공급 시 100 sccm과 250 sccm의 두 개의 다른 공급 조건이 적용될 수 있다. 즉, 공급되는 암모니아 유량의 차이, 즉 반응기에 공급되는 수소 원소의 공급량에 차이를 둠으로써, 패턴상에서 박막의 습식 세정에 미치는 영향이 조절될 수 있고, 선택적인 식각이 달성될 수 있다.
도 6은 도 3의 BSG/PSG 층 증착 단계(S401)의 일 실시예를 나타낸다. 도 6에서는 PSG(Phosphorous Silicate Glass) 단독 형성을 위한 단계들이 도시된다. 도 6 에서 PSG 층 형성은 PEALD 방식으로 진행되며, 상기 실시예에 따르면 Si 소스 공급(t1) / Si 소스 퍼지(t2)의 제1 사이클(step 1) 및 P-소스 공급(t3) / P-소스 퍼지(t4) / RF 플라즈마(t5) / 퍼지(t6)의 제2 사이클(step 2)로 이루어질 수 있다. 제1 사이클은 m회(m은 1 이상) 반복될 수 있고, 제2 사이클은 n회(n은 1 이상) 반복될 수 있다.
일 실시예에서, 반응물로서 산소 기체(oxygen gas)가 사용될 수 있다. 상기 반응물은 상기 증착 공정 기간 동안 연속으로(continuously) 반응 공간으로 공급될 수 있다. 또한 Ar 퍼지 기체 역시 증착 공정 기간 동안 연속으로(continuously) 반응 공간으로 공급될 수 있다.
일 실시예에서 산소 기체는, 플라즈마에 의해 여기 되었을 때만 상기 Si 소스및 P-소스와 반응할 수 있다. 이 경우 아르곤(Ar) 퍼지 기체 없이 산소 기체만이 지속적으로 공급될 수 있다. 즉, 산소 기체는 반응 기체와 퍼지 기체의 역할을 동시에 하는 반응성 퍼지 기체(reactive purge gas)로 사용될 수 있다. 선택적인 실시예에서 산소 기체는 제 1 사이클(step 1) 혹은 제2 사이클(step 2)에만 공급될 수도 있다. 혹은 제 1사이클(step1) 과 제 2사이클(step2)은 열 ALD(thermal ALD)로 진행을 하고 이후 플라즈마 후처리(plasma post-treatment)를 진행할 수도 있다.
도 6을 참조하면 제1 사이클(step 1)에서 Si 함유 소스를 먼저 기판 상의 하부막과 화학흡착을 시킨다. 이후 제2 사이클(step 2)에서는 P 함유 소스를 기판 상에 공급하여 먼저 공급된 Si 소스와 화학결합이 이루어지도록 하고, 이후 활성화된 산소 라디칼과 반응하여 PSG(Phosphorous-Silicate Glass) 막을 형성한다.
Si 소스를 하부막과 화학결합 하는 과정인 제1 사이클은 m회 반복될 수 있다. P-소스를 기판 상의 Si 소스와 화학결합하고 이후 산소 플라즈마로 PSG 막을 형성하는 과정인 제2 사이클(step 2)은 n회 반복될 수 있다. 상기 제1 사이클 및 제2 사이클의 각각의 반복 회수를 조절함으로써, PSG 층 내의 실리콘과 인 원소의 비율을 제어할 수 있다. 따라서 이후 어닐링 단계에서 기판으로 확산되는 P 성분의 농도가 제어될 수 있다.
본 실시예(도 6)에서는 제1 사이클(m)은 1회, 제2 사이클(n)은 5회 반복하여(즉, CK5의 조건으로) 50 옹스트롬(즉, 5nm)의 두께를 갖도록 PSG 층을 증착하였다. 여기서 CK(Control Knob)는 제1 사이클과 제2 사이클의 반복 횟수의 비를 말한다. 즉, CK5는 제1 사이클(step 1)의 반복횟수와 제2 사이클(step 2)의 반복 횟수의 비가 1:5라는 의미이다. 그러나 CK 비율은 본 실시예와 달리 다양화 할 수 있고 그에 따라 P 성분의 농도가 조절될 수 있다. 본 실시예에서, P성분을 포함하는 소스로서 P성분을 포함하는 유기금속 소스(organometallic precursor)가 이용될 수 있다.
도 7은 도 4에서 캡핑 산화층(capping oxide layer)를 증착하는 단계(S501)의 구체적인 증착 방법을 나타낸다. 캡핑 산화층(capping oxide layer)은 기증착된 PSG 층에서 P 성분이 주변 반응 공간으로 확산되어 휘발, 소실되거나 이웃하는 다른 막으로 확산되는 것을 막기 위해 증착될 수 있다.
일 실시예에 따르면 캡핑 산화층의 형성은 PEALD 공정으로 진행될 수 있다. 또한 BSG/PSG 층 증착 단계(S401)와 캡핑 산화층(capping oxide layer)를 증착하는 단계(S501)는 동일한 온도에서 진행될 수 있다. 나아가, 상기 단계들(S401, S501)은 한 반응기에서 진공 제동(vacuum brake)없이 인-시츄(in-situ)로 진행될 수 있다. 본 실시예에서는 300℃에서 그리고 동일한 반응 챔버에서, 인-시츄(in-situ) 방식으로 순차적으로 증착이 진행되었다.
도 7을 참조하면, 캡핑 산화층의 증착은 Si-소스 공급(t1) / Si-소스 퍼지(t2) / RF 플라즈마(t3) / 퍼지(t4)를 일 사이클로 하여 복수 회(예를 들어, x회, x는 1 이상) 수행될 수 있다. 산소 기체는 플라즈마가 공급될 때는 반응성 기체로 참여할 수 있다. 예를 들어, 산소 기체는 플라즈마가 공급될 때 SiO2막의 구성성분(O; oxygen)으로 참여할 수 있다. 또한, 산소 기체는 플라즈마가 공급되지 않을 때는 Si-소스와 반응함이 없이 퍼지 기체의 역할을 할 수 있다.
캡핑 산화층 형성에 사용되는 Si 소스로서 전술한 다양한 물질들이 이용될 수 있다. 또한 산소 소스는 O2외에도 O3(ozone), N2O, NO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 캡핑 산화층은 100 옹스트롬(10nm) 두께로 증착이 되었다.
본 실시예에서는, 실리콘 질화층 증착, PSG 층 증착, 및 캡핑 산화층 증착에서의 공정 온도의 차이로 인하여, 제1 반응기에서 실리콘 질화층을 기판 상에 증착하고, 진공 제동(vacuum break) 없이 PSG 공정이 이루어지는 제2 반응기로 기판을 이송하여 나머지 PSG 층 형성 및 캡핑 산화층 형성 공정을 제2 반응기에서 연속 진행하였다. 그러나 실리콘 질화층 증착, PSG 층 증착, 및 캡핑 산화층 증착은 단일 반응기에서 인-시츄로 진행될 수도 있다
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예들에 따른 기판 처리 방법은 전술한 실시예들에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들간 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8a를 참조하면, 기판 처리 방법은 기판 상의 단차 구조(510)상에서 진행된다. 도 8b를 참조하면, 450℃의 공정 온도에서 100sccm의 NH3를 공급하면서 단차 구조(510)를 가진 기판 상에 PEALD 방법으로 실리콘 질화층(520)을 증착한다. 도 8c를 참조하면, DHF 용액으로 습식 세정을 하여 패턴의 측면에 증착된 실리콘 질화층을 제거한다. 반면에 습식 세정에도 불구하고 패턴의 상면에 증착된 실리콘 질화층(520')은 잔존한다.
반응기 내에서 플라즈마 공정을 진행할 때(예를 들어, 직접 플라즈마(direct plasma) 혹은 인-시츄 플라즈마(in-situ plasma) 공정을 진행할 때), 플라즈마 활성종은 직진성을 갖는다. 이로 인해, 단차 구조(510)의 상면 혹은 바닥면에는 활성종에 의한 이온 포격효과(ion bombardment effect)에 의해 증착되는 막이 단단해진다. 반면에, 패턴의 측면에는 상대적으로 그러한 포격효과(bombardment effect)가 약하고 따라서 패턴의 측면에 증착된 막은 패턴의 상부 혹은 바닥면에 증착된 막에 비해 덜 단단해 진다. 즉, 플라즈마 활성종의 진행방향과 수직인 방향의 면에 증착된 막은 활성종의 진행방향과 같은 방향의 면에 증착된 막보다 더 단단하다.
따라서, 플라즈마 공정을 통해 패턴상에 증착된 실리콘 질화층(520)(도 8b 참조)에 대해 습식 세정(wet cleaning)을 하면, 상부와 바닥면에 증착된 막은 잔존하게 되는 반면에 측면에 증착된 막은 제거된다(도 8c 참조).
이후 도 8d 및 도 8e를 참조하면, PSG 층(530)과 캡핑 산화층(540)을 연속 증착한다. 이후, 도 8f를 참조하면, 어닐 과정이 진행된다. 어닐 과정을 통해 PSG 층(530) 내의 P성분이 기판의 패턴 내로 확산되어 도핑 영역(550S)이 형성된다. 이후 도 8g에 나타난 바와 같이 습식 세정을 통해 캡핑 산화층을 제거하고, 도 8h에 나타난 바와 같이 패턴의 상부에 잔존하는 실리콘 질화층(520')을 제거한다.
도 8a 내지 도 8h의 실시예에 따르면, 실리콘 질화층이 잔존하고 있는 패턴의 상부에서는 P 성분의 패턴 내부로의 확산이 차단되는 반면, 실리콘 질화층이 없는 패턴의 측면에서는 P 성분이 패턴 내부로 확산됨을 알 수 있다. 따라서 패턴 내의 특정 부위가 선택적으로 도핑될 수 있다. 이러한 선택적 도핑은, 예를 들어 트랜지스터의 STI의 측면 도핑, VNAND 소자의 p-폴리 Si 막의 도핑 등에 적용될 수 있다.
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예들에 따른 기판 처리 방법은 전술한 실시예들에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들간 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 도 8의 조건과는 다르게 550℃의 공정 온도 조건에서 250sccm의 NH3를 공급하면서 PEALD 방법으로 실리콘 질화층(520)을 증착하고(도 9b) 이후 습식 세정(Wet cleaning)(도 9c), PSG 층(530) 증착(도 9d), 캡핑 산화층(540) 증착(Capping oxide deposition)(도 9e), P 성분 도핑(도 9f), 잔류 캡핑 산화층(540), 잔류 PSG 층(530) 제거(도 9g) 그리고 잔류 실리콘 질화층(520'') 제거(도9h)를 순차적으로 진행하였다.
도 9의 실시예는 실리콘 질화층(520)을 증착하는 조건 외에 나머지 단계에서의 공정 조건은 도 8의 실시예와 동일할 수 있다. 도 8의 실시예에서, 패턴 상에 실리콘 질화층(520)을 증착한 이후 실리콘 질화층(520)에 대한 습식 세정을 진행했을 때, 패턴의 측면(side)에 증착된 실리콘 질화층은 식각되고 상부(top)에 증착된 실리콘 질화층은 그대로 남았음을 알 수 있다. 반면에, 도 9의 실시예에서, 패턴의 상부(top)에 증착된 실리콘 질화층이 식각 되었고 측면에 증착된 실리콘 질화층은 그대로 남은 것을 알 수 있다. 그리고 이로 인해 패턴의 상부에 도핑 영역(550U)이 형성되었음을 알 수 있다.
이러한 현상은 실리콘 질화층에 함유된 위치별 수소 함량과 관련이 있다. 도 8의 실시예의 경우, 실리콘 질화층 형성 시 100sccm의 NH3가 공급된 반면에, 도 9의 실시예의 경우, 이보다 많은 250sccm의 NH3가 공급되었다. 따라서 도 9의 실시예의 경우 NH3가 플라즈마에 의해 여기 되었을 때 도 8의 실시예의 수소 이온보다 많은 수소 이온이 형성되고 활성종의 직진성의 특성에 따라 수소 활성종의 진행방향과 수직인 방향인 상부(top)와 하부(bottom)에 증착된 막에 포함된 수소가 측면(side)에 증착된 실리콘 질화층 내의 수소보다 많게 된다. 따라서 도 9의 실시예의 경우 패턴 상부의 습식 식각 속도가 패턴 측면의 습식 식각 속도 보다 높게 되어 상부의 실리콘 질화층이 측면의 실리콘 질화층보다 더 빨리 제거된다.
반면에, 도 8의 실시예의 경우, NH3가 플라즈마로 여기될 때 상대적으로 적은 양의 수소이온으로 인해 실리콘 질화층 내의 수소 함량보다는 플라즈마 활성종의 포격효과(ion bombardment effect)가 실리콘 질화층의 습식 식각 속도(WER) 특성에 더 큰 영향을 미치게 된다. 결과적으로 전술한 바와 같이 패턴 상부에 대응하는 실리콘 질화층보다, 패턴 측면(side)에 대응하는 실리콘 질화층이 먼저 제거된다.
도 10 및 도 11은 도 8의 실시예(100sccm의 NH3)와 도 9의 실시예(250 sccm의 NH3)에서 패턴 상에 실리콘 질화층을 증착한 후 습식 세정을 한 결과를 각각 나타낸 TEM(Transmission Electron Microscopy) 사진들이다.
도 10을 참조하면, 실리콘 질화층의 습식 식각 이후 실리콘 질화층이 플라즈마 활성종의 진행방향과 수직인 방향인 패턴 상부(top)및 하부(bottom)에 잔존해 있는 것을 보여준다. 즉, 이온 포격 효과(ion bombardment effect)가 실리콘 질화층의 식각의 주요 지배 인자임을 알 수 있다.
도 11을 참조하면, 실리콘 질화층의 습식 식각 이후 수소 함량이 많은 패턴 상부(top) 및 하부(bottom)에 증착된 실리콘 질화층이 상대적으로 수소 함량이 적은 측면(side)에 증착된 실리콘 질화층보다 먼저 제거됨을 알 수 있다. 즉, 박막 내의 수소 함량이 실리콘 질화층 식각의 주요 지배인자임을 알 수 있다.
도 10 및 도 11에 나타난 바와 같이, 반응공간에 공급하는 수소를 포함하는 질소 반응기체의 유량을 조절함으로써, 패턴상에 증착된 막의 습식 세정 조건을 제어하는 인자로서 이온 포격 효과와 수소 함량 중 어느 하나가 선택될 수 있다.
비록 편의를 위해 확산 방지층으로서 실리콘 질화층을 예로 들어 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 그에 제한되지 않음에 유의한다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은, 기판 상의 특정 부분에 대한 식각 및 도핑을 달성하기 위한 것이며, 예를 들어, 패턴 상에서 플라즈마 공정을 진행할 때, 수소를 포함하는 반응물의 유량을 조절함으로써, 패턴 상에 증착된 막의 습식 세정의 지배 인자를 결정하는 것이다. 즉, 지배 인자로서 이온 포격 효과와 수소 함량 중 어느 하나가 선택될 수 있다.
예를 들어, 수소를 포함하는 반응물의 유량이 많을수록, 막 내의 수소 함량이 습식 세정의 지배인자가 된다. 따라서 반응기체에 포함된 수소이온의 직진성과 단차에 따른 박막내의 수소 함량의 국부적 차이를 이용해서, 패턴상의 특정 부위, 가령 패턴의 상부 및 하부에 선택적 세정(selective cleaning) 또는 선택적 도핑(selective doping)이 달성될 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따르면, 도핑막을 증착하는 조건 및 어닐링 건을 제어함으로써, 기판 내의 도핑 수준(doping level)을 제어할 수 있고 기판 내의 부위별로 도핑 수준을 차별화하는 것도 가능하다.
도 12는 SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy) 측정 결과로서, 어닐링 전/후에 실리콘 질화층의 유무에 따른 패턴 내에서의 P(Phosphorous) 농도를 보여 준다.
도 12를 참조하면 샘플 #01(POR), #02(POR)는 실리콘 질화층 없이 PSG 층이 증착된 경우로서, 습식 세정 이후 패턴의 측면에 PSG 층이 증착된 경우에 해당된다. 그리고 샘플 #03(SiN), #04(SiN)는 실리콘 질화층 상에 PSG 층이 증착된 경우로서 습식 세정 이후 패턴의 상부에 잔존하는 실리콘 질화층 상에 증착된 PSG 층에 해당된다. 샘플 #01 및 #03은 PSG 층이 증착된 직후(As-dep.)의 P 농도의 분포를 나타내고, 샘플 #02 및 #04는 PSG 층 증착 이후 어닐 과정을 거친 후(Anneal)의 P 농도의 분포를 나타낸다.
상기 실험 동안, 어닐은 800℃의 온도, 질소 분위기에서 4시간 동안 진행되었다. 도 12에 나타난 바와 같이, PSG 층이 증착된 직후에는 샘플 #01 및 샘플 #03두 조건 모두 패턴 내에서 P 성분이 검출되지 않았으나, 어닐 이후에는 샘플 #02 및 샘플 #04 중 실리콘 질화층이 없는 경우인 샘플 #02에만 패턴 내에서 P성분이 검출되었다. 따라서 실리콘 질화층은 P 성분 확산에 대해 확산 방지막(Diffusion barrier)의 역할을 하는 것을 알 수 있다. 또한 본 실험결과에서 패턴의 특정 부위(패턴의 측면)의 도핑이 가능함을 알 수 있다.
도 13 내지 도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예들에 따른 기판(200) 처리 방법은 전술한 실시예들에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들간 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 기판(200) 상에 하부 층(210) 및 상부 층(220)을 포함하는 적층 구조물을 복수 회 교대로 적층한다. 예를 들어, 하부 층(210)은 절연층일 수 있고, 상부 층(220)은 도전층일 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 층(210)은 제1 희생층일 수 있고, 상부 층(220)은 제2 희생층일 수 있다. 이후, 적층 구조물 상에 버퍼층(230)을 형성하고, 하부 층(210), 상부 층(220), 및 버퍼층(230)을 식각하여 홀들을 형성함으로써, 패터닝된 구조물을 갖는 기판(200)을 형성한다.
이후, 도 14를 참조하면, 플라즈마 증착을 이용하여, 패터닝된 구조물을 갖는 기판(200) 상에 확산 방지층(710)을 형성한다. 확산 방지층(710)을 형성하는 동안 공급되는 반응물에는 많은 양의 수소가 포함될 수 있고, 그에 따라 막 내의 수소 함량이 후속 습식 세정의 지배인자가 될 것이다.
도 15를 참조하면, 습식 식각과 같은 등방성 식각을 이용하여, 상기 확산 방지층(710)의 일부를 제외한 나머지를 제거한다. 보다 구체적으로, 플라즈마 공정 동안 수직 방향으로 인가된 수소 활성종에 의해 많은 수소 함량을 갖는 패턴 구조물의 상부 표면 및 하부 표면 상의 확산 방지층이 선별적으로 제거된다. 반면에 패턴 구조물의 측면 상의 확산 방지층(710')은 잔존한다.
선택적인 실시예에서, 측면 상의 확산 방지층의 잔존 부분(710')은 기판(200)과 이격될 수 있다. 예를 들어, 확산 방지층(710)의 하면은 경사진 표면(I)을 가질 수 있고, 경사진 표면(I)은 기판(200)의 상면과 접촉하지 않을 수 있다. 그에 따라 적층 구조물의 하부 층(210)의 일부가 노출될 수 있다.
도 16을 참조하면, 패터닝된 구조물 및 확산 방지층의 잔존 부분(710') 상에 확산 소스층(720)이 형성된다. 선택적인 실시예에서, 확산 방지층의 잔존 부분(710')이 기판(200)과 이격되는 경우, 확산 소스층(720)은 적층 구조물의 하부 층(210)의 측면과 접촉할 수 있다.
도 17을 참조하면, 확산 소스층(720)에 에너지를 인가한다. 그에 따라 패터닝된 구조물의 상부 표면과 하부 표면(즉, 기판(200)의 상부 표면) 내로 도핑 영역(730)이 형성될 수 있다. 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 확산 소스층(720)에 에너지를 인가하지 전에, 확산 소스층(720)의 원활한 기능을 위해 확산 소스층(720) 상에 캡핑 절연층(미도시)이 형성될 수도 있다.
도 18을 참조하면, 확산 소스층(720) 및 확산 방지층의 잔존 부분(710'), 및 버퍼층(230)을 제거하고, 홀들을 채우는 절연층(240)을 형성한다. 결과적으로 패터닝된 구조물의 특정 영역에 형성된 도핑 영역(730)이 달성될 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예들에 따른 기판 처리 방법은 전술한 실시예들에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들간 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 19는 도 8의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 도 8a 내지 도 8f를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 구조물을 마련하는 단계(도 8a 참조), 구조물 상에 확산 방지층(예를 들어, 실리콘 질화층)을 형성하는 단계(도 8b 참조), 확산 방지층을 등방성 식각하는 단계(도 8c 참조), 구조물 및 확산 방지층의 잔존 부분(710U) 상에 확산 소스층(예를 들어, BSG/PSG 층)을 형성하는 단계(도 8d 참조), 도핑 물질을 확산시키는 단계(도 8f 참조), 및 확산 소스층을 제거하는 단계(도 8g 및 도 19a 참조)를 포함할 수 있다.
확산 소스층이 제거된 이후, 기판의 구조물의 측면이 노출될 수 있다(도 19a 참조). 이 경우 후속 확산 방지층(710U)의 식각 동안 노출된 측면 및 불순물 영역(750S)에 대한 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 구조물의 노출된 측면 및 확산 방지층의 잔존 부분(710U) 상에 손상 방지층(770)이 형성될 수 있다(도 19b 참조). 상기 손상 방지층(770)은 확산 방지층과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 손상 방지층(770)의 형성 동안 다량의 수소 포함 반응물을 공급함으로써, 구조물의 상면 상의(즉, 잔존 부분(710U) 상의) 손상 방지층(770)이 취약화될 수 있다.
이후 확산 방지층의 잔존 부분(710U) 및 손상 방지층(770)을 동시에 제거한다(도 19c 참조). 손상 방지층의 상면 부분(770U)이 손상 방지층의 측면 부분(770S)보다 취약하기 때문에, 구조물의 상면 상의 층들(확산 방지층(710U) 및 손상 방지층(770U))의 두께에도 불구하고, 등방성 식각을 이용하여 구조물의 측면 상의 단일 층(770S)과 구조물의 상면 상의 복수의 층들(710U, 770U)의 균일한 식각이 이루어질 수 있다. 따라서 구조물에 대한 손상 없이 확산 방지층의 잔존 부분(710U)이 제거될 수 있다. 즉, 상면부위는 두께는 두꺼우나 식각 저항성이 낮고, 측면 부위는 두께는 적으나 식각 저항성이 크므로 각각의 습식 식각 속도의 차이를 이용하여 손상 방지층(770)의 상면(770U) 및 측면(770S)의 표면부터 단차 표면까지의 습식 식각이 동일한 시간 동안 실질적으로 동시에 완료되도록 제어가 가능하다.
도 20은 도 9의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 변형예일 수 있다. 도 9a 내지 도 9f를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 구조물을 마련하는 단계(도 9a 참조), 구조물 상에 확산 방지층을 형성하는 단계(도 9b 참조), 확산 방지층을 등방성 식각하는 단계(도 9c 참조), 구조물 및 확산 방지층의 잔존 부분(520”) 상에 확산 소스층을 형성하는 단계(도 9d 참조), 도핑 물질을 확산시키는 단계(도 9f 참조), 및 확산 소스층을 제거하는 단계(도 9g 및 도 20a 참조)를 포함할 수 있다.
확산 소스층이 제거된 이후, 기판의 구조물의 상면이 노출될 수 있다(도 20a 참조). 이 경우 후속 확산 방지층(710S)의 식각 동안 노출된 상면 및 불순물 영역(750U)에 대한 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 구조물의 노출된 상면 및 확산 방지층의 잔존 부분(710S) 상에 손상 방지층(770)이 형성될 수 있다(도 20b 참조). 상기 손상 방지층(770)의 형성 동안 수소를 포함하지 않는 반응물을 공급함으로써, 구조물의 상면 상의 손상 방지층(770U)이 치밀화될 수 있다.
이후 확산 방지층의 잔존 부분(710S) 및 손상 방지층(770)을 동시에 제거한다(도 20c 참조). 손상 방지층의 상면 부분(770U)이 손상 방지층의 측면 부분(770S)보다 치밀하기 때문에, 구조물의 측면 상의 층들(확산 방지층(710S) 및 손상 방지층(770S))의 두께에도 불구하고, 등방성 식각을 이용하여 구조물의 측면 상의 복수의 층들(710S, 770S)과 구조물의 상면 상의 단일 층(770U)의 균일한 식각이 이루어질 수 있다. 따라서 구조물에 대한 손상 없이 확산 방지층(710S)이 제거될 수 있다. 즉, 상면부위는 두께는 적으나 식각 저항성이 크고, 측면 부위는 두께는 두꺼우나 식각 저항성이 낮으므로 각각의 습식 식각 속도의 차이를 이용하여 손상 방지층(770)의 상면(770U) 및 측면(770S) 표면부터 단차 표면까지의 습식 식각이 동일한 시간 동안 실질적으로 동시에 완료되도록 제어가 가능하다.
본 발명을 명확하게 이해시키기 위해 첨부한 도면의 각 부위의 형상은 예시적인 것으로 이해하여야 한다. 도시된 형상 외의 다양한 형상으로 변형될 수 있음에 주의하여야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 제1 표면 및 상기 제1 표면과 경사를 갖는 제2 표면을 갖는 구조물을 마련하는 단계;
    상기 구조물 상에 제1 층을 형성하는 단계로서, 플라즈마를 인가하여 상기 제1 층의 적어도 일부가 치밀화 또는 취약화되도록, 상기 제1 층을 형성하는 단계;
    상기 제1 층을 등방성 식각하는 단계로서, 상기 제1 층의 적어도 일부가 잔존하도록, 상기 제1 층을 등방성 식각하는 단계; 및
    상기 구조물 및 상기 제1 층의 잔존 부분 상에 도핑 물질을 포함하는 제2 층을 형성하는 단계;
    상기 도핑 물질을 상기 구조물로 확산시키는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도핑 물질은 상기 구조물 중 상기 제1 층의 잔존 부분에 대응하는 부분에 확산되지 않는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    별도의 포토리소그래피 공정 없이, 상기 제1 층을 형성하는 단계 및 상기 제1 층을 등방성 식각하는 단계에 의해 상기 제1 층이 패터닝되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 층의 잔존 부분의 위치는, 상기 제1 층을 형성하는 단계 동안 이용되는 플라즈마 공정 파라미터들 중 적어도 하나에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 등방성 식각에 의해 상기 제1 표면 상의 제1 층은 유지되고, 상기 제2 표면 상의 제1 층은 제거되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 표면 상의 제1 층의 유지는 이온 포격 효과에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 등방성 식각에 의해 상기 제1 표면 상의 제1 층은 제거되고, 상기 제2 표면 상의 제1 층은 유지되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 표면 상의 제1 층의 제거는 상기 플라즈마 인가 동안 주입된 수소 활성종에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 층을 형성하는 단계와 상기 도핑 물질을 상기 구조물로 확산시키는 단계 사이에, 상기 제2 층 상에 제3 층을 형성하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 층은 실리콘 질화층을 포함하고,
    상기 제2 층은 실리케이트 글라스 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제2 층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 다른 물질을 포함하고,
    상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제2 층을 제거하는 단계는,
    상기 제2 층을 제거하여 상기 구조물 및 상기 구조물 상의 상기 제1 층의 잔존 부분을 노출시키는 단계;
    상기 구조물의 노출된 표면 및 상기 제1 층의 잔존 부분 상에 상기 제1 층과 동일한 물질의 제4 층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 층의 잔존 부분 및 상기 제4 층을 제거하는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제4 층을 형성하는 단계 동안, 플라즈마를 인가하여 상기 제4 층의 적어도 일부가 치밀화 또는 취약화되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 층을 형성하는 단계는, 제1 사이클 및 제2 사이클을 포함하고,
    상기 제1 사이클은,
    제1 소스를 공급하는 단계; 및
    상기 제1 소스를 퍼지하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 사이클은,
    제2 소스를 공급하는 단계;
    상기 제2 소스를 퍼지하는 단계; 및
    반응물이 공급된 상태에서 플라즈마를 인가하는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 구조물 상에 제1 부분 및 상기 제1 부분과 경사를 갖는 제2 부분을 갖는 확산 방지층을 형성하는 단계;
    상기 확산 방지층의 제1 부분이 치밀화되거나 취약화되도록, 플라즈마를 인가하는 단계;
    상기 확산 방지층을 등방성 식각하는 단계;
    상기 구조물 및 상기 확산 방지층의 잔존 부분 상에 확산 소스층을 형성하는 단계;
    도핑 물질을 상기 구조물로 확산시키는 단계; 및
    상기 확산 소스층 및 상기 확산 방지층의 잔존 부분을 제거하는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 플라즈마를 인가하는 단계 동안, 상기 제1 부분은 치밀화되고,
    상기 등방성 식각하는 단계 이후, 상기 제1 부분은 잔존하고 상기 제2 부분은 제거되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 플라즈마를 인가하는 단계 동안, 상기 제1 부분은 취약화되고,
    상기 등방성 식각하는 단계 이후, 상기 제1 부분은 제거되고 상기 제2 부분은 잔존하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 플라즈마를 인가하는 단계는, 상기 확산 방지층을 형성하는 단계 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 구조물은 제1 면 및 상기 제1 면과 경사를 갖는 제2 면을 갖고,
    상기 확산 방지층은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나와 직접 접촉하고, 상기 확산 소스층은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  20. 플라즈마 증착을 이용하여, 패터닝된 구조물을 갖는 기판 상에 확산 방지층을 형성하는 단계;
    습식 식각을 이용하여, 상기 확산 방지층의 일부를 제외한 나머지를 제거하는 단계;
    상기 패터닝된 구조물 및 상기 확산 방지층의 잔존 부분 상에 확산 소스층을 형성하는 단계; 및
    상기 확산 소스층에 에너지를 인가하는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
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