KR102447944B1

KR102447944B1 - 챔버 중의 표면에 위치한 금속 증착물을 제거하는 방법

Info

Publication number: KR102447944B1
Application number: KR1020177004110A
Authority: KR
Inventors: 줄리앙 비텔로; 쟝-뤽 델카리; 파비앙 피알랫
Original assignee: 코버스 에스아에스
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2022-09-26
Also published as: CN106575596A; US20170204522A1; WO2016012610A1; FR3024161B1; EP3172357B1; JP6660384B2; SG11201700560QA; EP3172357A1; US10246781B2; JP2017524073A; FR3024161A1; CN106575596B; KR20170038838A

Abstract

본 발명은 챔버 중의 표면에 위치한 금속 증착물을 제거하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
a) 금속 증착물을 산화시키는 단계;
b) 산화된 금속 증착물을 휘발시킬 수 있는 화학종을 주입하는 단계를 포함하고,
상기 단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부 동안 실행되고;
상기 제거 방법은 단계 b)에서, 상기 화학종이 펄스 순서에 따라 주입되는 것을 특징으로 한다.

Description

챔버 중의 표면에 위치한 금속 증착물을 제거하는 방법{METHOD FOR REMOVING A METAL DEPOSIT PLACED ON A SURFACE IN A CHAMBER}

본 발명은 인클로저(enclosure) 중의 표면 상에 위치한 금속 증착물(metal deposit)을 제거하는 방법에 관한 것이다.

종래 기술에서 공지된 인클로저의 표면 상의 금속 증착물의 제거 방법은

a) 금속 증착물을 산화시키는 단계;

b) 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 화학종(chemical species)을 주입하는 단계를 포함하고, 이때 상기 단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부 동안 실시된다.

그러나, 이러한 제거 방법은 충분하지 않다.

실제로, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종은 금속 증착물 산화 이전에 금속 증착물과 반응할 수 있다. 따라서 단계 a)가 방해받게 된다.

따라서, 상기 화학종과 금속 증착물과의 반응은 상기 제거 방법을 방해하며, 또 무엇보다 제거 방법의 효능에 나쁜 영향을 준다.

특히, 이것은 인클로저 중의 표면 상에 있는 구리(Cu) 증착물을 제거하기 위하여 상기 제거 방법을 실행하는 경우이다. 단계 a)는 일반적으로 가스성 산소 또는 가스성 오존의 도입을 포함한다. 산화 산화물을 휘발시키기 위한 상기 화학종은 헥사플루오로아세틸아세톤(hfacH)을 포함한다. 이것이 인클로저에 주입되면, 상기 화학종 hfacH는, 또한 구리가 산화되기 전에, 구리와 반응한다. 따라서 상기 산화 반응이 방해받게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 금속 증착물을 제거하는 방법을 방해할 수 있는 기생 반응을 제한할 수 있는 금속 증착물을 제거하는 방법을 제안하는 것이다. 본 발명의 제1 요지는 증착챔버의 내벽 상에 증착된 금속 잔류물을 제거하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 다른 요지는 인쇄회로의 제조, 보다 자세하게는 인쇄회로의 몇 개의 층 사이의 전기적 접속을 허용하는 금속화된 홀(hole)인 비아(via)를 충전하기 위해 사용된 금속층의 에칭에 관한 것이다.

통상적으로, 비아(via)에는 충분한 충전을 보장하기 위하여 구리와 같은 금속으로 과량 충전된다. 과량의 금속은 화학 기계적 에칭 단계에 의해 제거된다. 상기 인쇄 회로의 기판과 금속 증착물층 사이에는 에칭의 두께를 제어하기 위하여 배리어층(barrier layer)이 배치된다. 상기 화학 기계적 에칭 단계는 상기 방법의 매우 정밀한 제어를 보장하기 위하여 배리어층의 사용을 필요로 하며 또 복잡하고 비용이 많이 드는, 에칭된 표면을 세정하는 후속 작업을 또한 필요로 한다.

본 발명의 다른 목적은 간단하고 비용이 적게 드는 금속화된 비아를 제조하는 방법을 제안하는 것이다.

본 발명은 상술한 결점을 완전히 또는 부분적으로 극복하는 것을 목적으로 하며 또 챔버 중의 표면 상에 위치한 금속 증착물을 제거하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

a) 금속 증착물을 산화시키는 단계;

b) 산화된 금속 증착물을 휘발시킬 수 있는 화학종을 주입하는 단계, 이때 상기 단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부 동안 실행됨;

상기 제거 방법은 단계 b)에서, 상기 화학종이 펄스 순서에 따라 주입되는 점에서 주목할만하다.

따라서, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종을 펄스 순서에 따라 주입하는 것은 인클로저 중의 표면 상에 위치한 금속 증착물과 상기 화학종과의 반응을 포함하는 기생 반응을 피할 수 있게 한다.

또한, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종을 펄스 순서에 따라 주입하는 것은 상기 화학종의 양을 제한할 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 단계 b)에서, 2개의 연속적인 펄스의 가장 마지막 펄스 동안, 상기 화학종은 상기 2개의 연속적인 펄스 사이에 있는 산화된 금속 증착물의 양에 대하여 화학양론량 이하의 양(sub-stoichiometric quantity)으로 주입된다.

따라서, 산화된 금속 증착물을 휘발시킬 수 있는 상기 화학종의 소비를 제한할 수 있고, 또 그에 따라 상기 증착물의 제거 비용을 한정할 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종의 펄스 순서는 주기적이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 펄스 순서의 주기는 1초 미만이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 인클로저는 20 내지 250℃ 사이, 바람직하게는 20 내지 150℃ 사이의 온도에서 유지된다.

일 실시형태에 따르면, 단계 a)는 하기 종: 산소, 오존, 아산화질소의 적어도 하나를 포함하는 산화종을 주입하는 것에 의해 실시된다.

일 실시형태에 따르면, 단계 b)에 주입된 화학종은 헥사플루오로아세틸아세톤을 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 금속 증착물은 적어도 하나의 하기 원소를 포함한다: 구리, 티탄(Titanium), 탄탈(Tantalum), 루테늄(Ruthenium), 아연(Zinc), 지르콘(Zirconium), 바나듐(Vanadium), 은, 금, 크롬.

일 실시형태에 따르면, 단계 (b)의 제1 펄스는 단계 a) 개시 후에 실시된다.

일 실시형태에 따르면, 상기 방법은 증착챔버의 내벽에 증착된 금속 잔류물을 제거하기 위하여 실시된다.

일 실시형태에 따르면, 상기 방법은 표면 상에 과량 증착된 금속 증착물을 에칭하기 위하여 실시된다.

경우에 따라, 단계 a) 및 b) 후에, 금속 증착물 상에 편재화되는 방식으로 마스크가 부착된다.

일 실시형태에 따르면, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

- 보유될 금속 증착물의 각 영역 상에 마스크를 고정한다;

- 마스크에 의해 덮이지 않은 각 영역에서 과량의 금속 증착물을 제거하기 위하여 단계 a) 및 b)를 실시한다.

다른 실시형태에 따르면, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

- 에칭될 금속 증착물의 각 영역 위에 마스크를 고정한다;

- 마스크에 의해 덮이지 않은 각 영역에서 금속 증착물을 부동태화(passivation)하기 위한 화학종을 주입한다;

- 상기 마스크를 제거한다;

- 마스크에 의해 미리 덮힌 각 영역에서 과량의 금속 증착물을 제거하기 위하여 단계 a) 및 b)를 실시한다.

일 실시형태에 따르면, 과량의 금속 증착물을 제거하기 위하여 필요한 만큼 다수회 단계 a) 및 b)를 반복한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 특정 및 비제한적인 실시형태를 보아 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 인클로저의 다이아그램도이다;
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 시간의 함수로 인클로저에 주입된 산화종의 양을 도시한다.
도 2b는 본 발명의 실시형태에 따른 시간에 대하여, 챔버에 주입된 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 화학종의 양을 도시하며, 상기 시간 척도는 도 2a의 시간 척도와 동일하다;
도 3a 및 3b는 인쇄회로의 부분적 횡단면도이며, 본 발명의 방법은 인쇄회로의 기판의 표면 상에 과량으로 증착된 금속 증착물을 에칭하기 위한 2개 변형에 따라 실시된다.

상이한 실시형태에서, 동일 참조 번호는 설명을 단순화하기 위하여 동일하거나 또는 동일 기능을 제공하는 요소에 대해 실시된다.

도 1은 지지체(5)가 위치된 인클로저(1)를 도시한다.

원하지 않는 금속 증착물(2)은 인클로저(1) 중의 표면 상에, 즉 지지체(5) 상에서 뿐만 아니라 인클로저(1)의 내벽 상에서 관찰된다.

상기 금속 증착물(2)은 적어도 하나의 하기 원소를 포함할 수 있다: 구리, 티탄, 탄탈, 루테늄, 아연, 지르콘, 바나듐, 은, 금, 크롬.

인클로저(1) 중의 표면 상에 있는 금속 증착물(2)을 제거하는 방법은 상기 금속 증착물(2)을 산화하는 단계 a)를 포함한다.

단계 a)는 주입 시스템(3)에 의한 가스 형태의 산화종을 주입하는 것에 의해 실시될 수 있다.

단계 (a)는 하기 종: 산소, 오존, 아산화질소(nitrous oxide)의 적어도 하나를 포함하는 화학종을 주입하는 것에 의해 실시될 수 있다.

상기 산화종은 도 2a에 도시된 바와 같은 제거 공정 전체 동안 연속적으로 주입될 수 있다.

상기 산화종은 일정한 유량으로 주입될 수 있다.

산화종을 주입하는 동안, 금속 증착물(2)의 산화 반응은 이들의 자유 표면 상에서 생긴다.

상기 제거 방법은 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 화학물을 주입하는 단계 b)를 포함하며, 상기 단계 b)는 산화 공정 동안 적어도 부분적으로 생기지만, 단계 a)의 개시 후에 개시된다.

그러나, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종은 금속 증착물(2)과 균등하게 잘 반응할 수 있으므로, 상기 증착물의 노출된 표면을 부동태화한다.

금속 증착물(2)의 부동태화 반응은 산화종에 의한 상기 증착물의 산화반응을 제한하거나 또는 차단하는 기생 반응이다.

상기 기생 반응을 피하기 위하여, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종은 주입 시스템(4)에 의해 펄스 순서에 따라 (도 2b에 도시된 바와 같이) 단계(b)에서 주입된다. 도 2b에 도시된 펄스는 사각형 파형을 갖지만, 2개의 연속적 펄스가 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 화학종이 전혀 주입되지 않는 기간에 의해 분리되는 한 펄스의 다른 형상도 고려된다.

상기 인클로저(1)는 금속 증착물을 휘발시킬 수 있는 화학종을 가스 형태로 유지하기 위해 20 내지 250℃ 사이의 온도에서 유지될 수 있다. 바람직하게는, 인클로저(1)의 온도는 20 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 20 내지 100℃의 온도에서 유지된다.

상기 제거 방법을 최적화하기 위하여, 산화종은 적어도 자유 표면의 수준에서 금속 증착물(2)을 산화시키기 위한 제거 공정의 출발부터 주입된다.

따라서, 산화된 금속 증착물 층이 금속 증착물(2)을 덮는다.

유리하게는, 단계 b)의 제1 펄스는 단계 a)의 개시 후에 실시된다.

금속 증착물(2)의 산화역학(oxidation kinetics)을 아는 것이 유리할 수 있다.

금속 증착물(2)의 산화역학은 그의 성질 및 형성 조건에 따라 다르지만, 단계 a)의 산화 조건에 따라 다르다.

그러나, 금속 증착물(2)의 산화 역학을 실험적으로 결정하는 것은 당업자의 능력 내에 든다.

이와 관련하여, 당업자는 문서 Guangwen Zhou et al., J. Mater. Res., Vol. 20, No. 7 (1684-1694), Jul 2005를 참조할 수 있다.

따라서, 인클로저 중의 표면 상에 있는 금속 증착물(2)을 제거하는 방법을 실시하기 전에, 상이한 산화 조건에 대한 금속 증착물의 산화 역학을 결정하고, 또 챔버(1) 중의 표면 상에 증착될 수 있는 금속 증착물(2)의 각각의 유형을 차트로 그리는 것이 유리할 것이다.

상기 차트는 소정의 지속 기간 동안 그리고 주어진 산화 조건하에서 산화된 금속 증착물의 양을 결정하기 위해 이용될 수 있다.

따라서, 인클로저(1) 중의 표면 상에 있는 금속 증착물(2)을 제거하는 방법을 실시하기 위하여, 상기 차트의 이용은 소정의 지속 기간 동안 단계 a)에서 산화된 금속 증착물의 양을 결정할 수 있게 한다.

단계 b)에서 펄스 순서의 제1 펄스의 총 지속 기간 동안, 산화된 금속 증착물 층은 적어도 부분적으로, 상기 화학종에 의해 휘발된다.

상기 제1 펄스가 종료되면, 상기 공정이 다시 시작되고, 상기 산화종은 다시 인클로저(1) 중에 대다수이며, 따라서 단계 b)의 펄스 순서의 다음 펄스가 개시하기 전까지는 금속 증착물(2)의 산화 반응이 우세한 반응이다.

유리하게는, 상기 펄스 순서의 펄스 지속 기간은 산화된 금속 증착물층이 전체적으로 휘발되도록 설정된다. 따라서, 잔류하는 산화된 금속 증착물층의 부분은 단계 b)에서 주입된 화학종에 의한 금속 증착물(2)의 부동태화에 대한 배리어를 형성한다. 따라서 상기 부동태화 반응이 차단된다.

다시 말해, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위해 상기 화학종을 주입하는 동안, 2개의 연속 펄스의 마지막 펄스 동안, 상기 화학종은 상기 2개의 연속적인 펄스 사이에 있는 산화된 금속 증착물의 양에 대하여 화학양론량 이하의 양으로 주입된다.

상기 화학양론량 이하의 양은 단계 b)의 펄스 순서의 2개 펄스 사이에서 단계 a)에서 산화된 금속 증착물의 양에 대한 지식 및 상기 산화된 금속 증착물과 상기 화학종의 휘발 반응의 메카니즘에 대한 지식에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 화학종의 주입 모드는 많은 이점을 갖는다.

제1 이점은 본 발명에 따른 상기 제거 방법을 효율적으로 만드는 것이다. 실제로, 주입된 화학종에 의한 금속 증착물(2)의 부동태화를 포함하는 상기 기생 반응은 중화된다. 이러한 기생 반응의 중화는 인클로저(1)를 개방해야 하는 것과 인클로저를 세정하는 방법에 의존해야 하는 것을 피하게 한다.

제2 이점은 단계 b)에서 주입된 화학종의 양을 제어하는 능력으로서, 상기 제거 방법의 비용을 감쇠킬 수 있다. 또한, 단계 b)에서 펄스 순서는 주기적일 수 있다.

또한, 단계 b)의 펄스 순서는 1초 미만의 주기를 가질 수 있다(즉, 1 Hz 초과의 주파수).

예를 들어, 상기 단계 a)는 100 내지 1000 sccm (standard cubic centimeters per minute), 바람직하게는 100 내지 500 sccm, 예컨대 300 sccm의 유량으로 산소를 주입하는 것에 의해 실시된다.

산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종은 헥사플루오로아세틸아세톤(hfacH)을 포함할 수 있다.

hfacH 종은 1초의 주기를 가진 펄스의 순서에 따라 단계 b)에서 주입되며, 각 펄스의 지속시간은 100 ms이다. 펄스의 주기의 각 펄스 동안, hfacH 종은 100 내지 500 sccm, 예컨대 200 sccm의 유량에 따라 주입된다.

증착챔버 중의 온도는 50℃에서 유지된다.

따라서, 금속 증착물(2)이 구리(Cu)를 포함하면, 단계 a)의 산화 반응은 다음과 같다:

펄스 순서의 펄스 중, 단계 a)에서의 산화는 약해지게 되고, 산화된 금속 증착물은 단계 b)에서 주입된 hfacH 종에 의해 하기 반응에 따라 휘발된다:

나머지 상세한 설명은 상기 제거 방법이 실시된 2개 적용을 제시한다. 상기 제거 방법을 참조하여 설명된 특징은 이들 2개 적용에 옮겨진다.

본 발명의 제1 적용에서, 상기 제거 방법은 증착챔버(1)의 내벽에 위치한 금속 잔류물(2)을 제거하기 위해 실시된다.

이러한 제1 실시형태에서, 상기 제거 방법에서 언급된 인클로저는 증착챔버(1)이다. 이 증착챔버(1)는 화학기상증착(CVD)용, 물리적 증기 증착(PVD)용, 플라즈마 강화된 화학기상증착(PECVD)용, 원자층 증착(ALD)용 증착챔버일 수 있다.

증착챔버(1)의 지지체(5) 상에 위치한 기판 상에 필름을 증착하는 동안, 필름에 포함된 물질의 원하지 않는 증착물이 증착챔버(1) 중의 표면 상에, 즉 지지체(5) 상에서 뿐만 아니라 증착챔버(1)의 내벽 상에서 관찰된다.

챔버(1)에서 실시된 증착 도중, 상기 원하지 않는 물질의 증착물이 이들 표면 상에 축적되고, 또 기판 상에 형성된 필름의 오염의 중요한 원인이다.

이들 챔버에 형성된 필름은 금속 필름일 수 있고, 또 증착챔버(1)의 내벽 상에서 관찰된 상기 필름에 포함된 물질의 증착물은 금속 잔류물(2)이라 칭한다.

본 발명은 증착챔버(1)의 내벽에 위치한 이들 금속 잔류물(2)을 제거하는 것으로 구성된다. 상기 기재된 금속 증착물을 제거하는 방법과 유사하게, 제1 실시형태에 따른 방법은 다음 단계를 포함한다:

a) 금속 잔류물(2)을 산화하는 단계;

b) 산화된 금속 잔류물을 휘발시키기 위한 화학종을 주입하는 단계.

단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부에서 실시된다. 단계 b)에서, 상기 화학종은 펄스 순서에 따라 주입된다.

도 3a 및 3b는 인쇄회로의 기판 상에 증착된 금속 증착물(2)을 에칭하기 위한 본 발명의 제2 적용의 2개 변형을 도시하며, 이때 금속 증착물(2)의 제거 방법은 인쇄회로(10)를 제조하기 위하여 실시된다.

도 3a 및 3b의 예에서, 상기 금속 증착물(2)은 비아(6)를 충전하기 위해 사용된다. 비아(6)는 인쇄회로 기판의 1개 이상의 층 사이에 전기적 접속을 허용하는 금속화된 홀이다.

도 3a 및 3b에서는 단일 비아(6)가 도시되며, 인쇄회로(10)는 여러 개의 비아(6)를 포함할 수 있는 것으로 이해된다.

본 발명의 방법은 기판의 표면 상에 증착된 금속 증착물을 에칭하기 위하여 더욱 일반적 방식으로 실시된다. 예컨대, 상기 방법은 금속 증착물층으로부터 시작하여 인쇄회로 기판 상에 범프 컨택트(bump contact)를 생성하게 한다.

도 3a 및 3b에 도시된 인쇄회로(10)의 기판은 면(5)을 포함한다. 비아(6)는 상기 면(5)을 도시되지 않은 인쇄회로(10)의 다른 층에 전기적으로 접속시키기 위하여 인쇄회로(10)를 적어도 부분적으로 통과한다.

상기 금속 증착물(2)은 과량으로 생성된다. 이것은 충분히 금속화되도록 비아(6)을 충전하며, 또 인쇄회로(10)의 면(5)을 덮는다. 본 발명의 방법은 과량의 금속 증착물(2)을 에칭할 수 있게 하므로, 상기 금속 증착물은 비아(6) 내부에만 잔류하며 또 경우에 따라 종축과 함께 외부로 돌출된다. 비아(6) 근처 및 표면(5) 위에서, 금속 증착물(2)은 본 발명의 방법을 이용하여 제거된다.

인쇄회로(10)는 인클로저(도시되지 않음) 내에, 예컨대 금속 잔류물을 제거하기 위하여 본 발명의 방법의 제1 용도를 참조하여 기재된 층작챔버(1)와 유사한 증착챔버 내에 위치한다.

도 3a는 제2 실시형태의 제1 변형을 도시한다. 상기 방법을 실시하기 전에, 인쇄회로(10)의 표면(5) 수준에서, 보유될 금속 증착물(2)의 각 영역 위에 마스크(7)를 고정한다. 상기 마스크(7)는 비아(6)의 종축 상에 중심을 둔다.

이어, 상기 방법의 단계 a) 및 b)는 마스크(7)에 의해 덮이지 않은 표면(5)의 각 영역에서 과량의 금속 증착물(2)을 제거하기 위하여 본 발명에 따라 실시된다.

단계 a) 동안, 상기 금속 증착물(2)은 비아(6) 근처에서만 산화되는데, 이는 마스크(7)가 비아(6)를 보호하기 때문이다. 단계 a)의 종료시에, 비아(6) 내 및 그의 종축을 따라 위치한 금속 증착물(2)의 부분은 산화되지 않는다.

단계 b) 동안, 산화된 금속 증착물(2)을 휘발시키기 위한 화학종은 인클로저(1)에 주입된다. 단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부 동안 실시된다. 단계 b)에서, 상기 화학종은 펄스 순서에 따라 주입된다.

산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 상기 화학종(2)은 비아(6) 근처에서만 작용하며, 이는 마스크(7)가 비아(6) 수준에서 금속 증착물(2)을 보호하기 때문이다.

단계 a) 및 b)는 금속 증착물(2)의 과량의 부분의 두께를 점진적으로 제거하기 위하여 필요한 만큼 다수회 반복된다.

도 3b는 제2 실시형태의 제2 변형을 도시한다. 상기 방법을 실시하기 전에, 인쇄회로(10)의 표면(5) 수준 및 비아(6) 근처에서 에칭될 금속 증착물(2)의 각 영역 위에 마스크(7)를 고정한다.

이어, 마스크에 의해 덮이지 않은 각 영역에서 금속 증착물(2)을 부동태화하기 위한 화학종을 인클로저(1)에 주입한다. 상기 부동태화는 금속 증착물의 양에 대하여 과량으로, 바람직하게는 금속 증착물(2)의 양에 대하여 화학양론량 초과량으로, 산화종 및/또는 산화된 금속 증착물을 휘발시키기 위한 화학종(2)을 주입하는 것에 의해 실시된다.

따라서, 상기 금속 증착물(2)은 마스킹되지 않은 구역에서만, 즉 비아(6) 수준에서 부동태화된다.

이어 마스크(7)를 제거한다.

이어, 본 발명의 단계 a) 및 b)는 마스크에 의해 미리 덮여진 각 영역에서 표면(5) 상에 있는 과량의 금속 증착물(2)을 제거하기 위하여 본 발명에 따라 실시된다.

단계 a) 동안, 상기 금속 증착물(2)은 비아(6) 근처에서만 산화되며, 이는 비아(6) 수준에서, 상기 금속 증착물이 부동태화되어 마스크 기능을 충족하기 때문이다. 단계 a) 종료시, 상기 금속 증착물은 비아(6)의 수준에서 산화되지 않는다.

단계 b) 동안, 금속 증착물(2)을 휘발시키기 위한 화학종을 인클로저(1)에 주입한다. 단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부 동안 실시된다. 단계 b)에서, 상기 화학종은 펄스 순서에 따라 주입된다.

산화된 금속 증착물(2)을 휘발시킬 수 있는 상기 화학종은 비아(6) 근처에서만 작용하며, 상기 부동태화는 비아(6) 수준에 있는 금속 증착물(2)을 마스크 방식으로 보호한다.

단계 a) 및 b)는 과량의 금속 증착물(2)을 제거하기에 필요한 만큼 다수회 반복된다.

화학 기계적 연마에 의해 금속 증착물을 에칭하는 통상의 방법과 비교하여, 상기 방법은 다음 이점을 갖는다:

- 기계 화학적 연마가 두꺼운 금속층(전형적으로 1.5㎛ 이상)의 증착을 필요로 하는 반면에, 본 발명에서 실시된 에칭은 비아를 충전하기에 충분한 금속의 두께만 증착, 즉 수백 나노미터 증착만을 필요로 한다. 따라서 본 발명은 증착 금속 양을 대략 10배 감소시킬 수 있다.

- 기판의 현저한 오염을 초래하는 기계 화학적 연마를 사용할 필요가 없어, 본 발명은 연마 이후 세정 단계를 피한다.

-　마지막으로, 기판과 금속 증착물 사이의 배리어층 형성이 더 이상 필요하지 않다.

따라서, 본 발명을 이용하는 것에 의해, 표면 상에 증착된 금속 증착물의 에칭은 간단하고 비용이 적게 든다.

물론, 본 발명은 기재된 실시형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 실시형태를 행할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따라 금속 증착물을 제거하는 방법은 상술한 방법을 차단할 수 이는 기생반응을 제한할 수 있게 한다.

참고문헌

G. Zhou et al.: Initial oxidation kinetics of Cu(100), (110), and (111) thin films investigated by in situ UHV TEM, J. Mater. Res., Vol. 20, No. 7, Jul 2005

Claims

인클로저(1) 중의 표면(5) 상에 위치한 금속 증착물(2)을 제거하는 방법으로서,
a) 금속 증착물(2)을 산화시키는 단계;
b) 산화된 금속 증착물을 휘발시킬 수 있는 화학종을 주입하는 단계를 포함하며,
상기 단계 b)는 단계 a)의 적어도 일부 동안 실행되고,
상기 제거 방법은 단계 b)에서, 상기 화학종이 펄스 순서에 따라 주입되고,
단계 b)에서, 2개의 연속적인 펄스의 가장 마지막 펄스 동안, 화학종은 상기 2개의 연속적인 펄스 사이에 있는 산화된 금속 증착물의 양에 대하여 화학양론량 이하의 양으로 주입되어, 산화된 금속 증착물의 층이 완전히 휘발되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 주입된 화학종의 펄스 순서는 주기적인 방법.
제2항에 있어서, 상기 펄스 순서의 주기는 1초 미만인 방법.
제1항에 있어서, 인클로저(1)는 20 내지 250℃ 사이의 온도에서 유지되는 방법.
제1항에 있어서, 단계 a)는 하기 종: 산소, 오존, 아산화질소의 적어도 하나를 포함하는 산화종을 주입하는 것에 의해 실시되는 방법.
제1항에 있어서, 단계 b)에서 주입된 화학종은 헥사플루오로아세틸아세톤을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 금속 증착물(2)은 하기 원소: 구리, 티탄, 탄탈, 루테늄, 아연, 지르콘, 바나듐, 은, 금, 크롬의 적어도 하나를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 단계 b)의 제1 펄스는 단계 a)의 개시 후에 실시되는 방법.
제1항에 있어서, 증착챔버(1)의 내벽 상에 위치한 금속 잔류물(2)을 제거하기 위하여 실시되고, 상기 인클로저(1)는 상기 증착챔버(1)인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 기판의 표면(5) 상에 과량으로 증착된 금속 증착물(2)의 에칭을 위해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 단계 a) 및 b) 전에, 마스크(7)는 금속 증착물(2) 상에 편재하도록 마스크(7)를 고정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,
- 보유될 금속 증착물(2)의 각 영역 위에 마스크(7)를 고정시키는 단계;
- 마스크에 의해 덮이지 않은 각 영역에서 금속 증착물(2)을 제거하도록 단계 a) 및 b)를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,
- 에칭될 금속 증착물(2)의 각 영역 위에 마스크(7)를 고정시키는 단계;
- 마스크에 의해 덮이지 않는 각 영역 중의 금속 증착물(2)을 부동태화하기 위한 화학종을 주입하는 단계;
- 상기 마스크(7)를 제거하는 단계;
- 마스크에 의해 미리 덮인 각 영역에서 과량의 금속 증착물(2)을 제거하기 위하여 단계 a) 및 b)가 실시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항 항에 있어서, 과량의 금속 증착물(2)을 제거하기 위하여 필요한 만큼 다수회 단계 a) 및 b)를 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제