KR102500217B1 - 플라즈마 식각 프로세스들에서, 코팅된 부분들을 사용한 프로세스 윈도우 확장 - Google Patents

플라즈마 식각 프로세스들에서, 코팅된 부분들을 사용한 프로세스 윈도우 확장 Download PDF

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Abstract

본 기술의 실시예들은 식각 방법을 포함할 수 있다. 방법은, 제1 혼합물을 형성하기 위해 플라즈마 유출물들을 챔버의 제1 섹션의 가스와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 제1 혼합물을 챔버의 제2 섹션의 기판으로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 섹션 및 제2 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함할 수 있다. 방법은, 제2 층에 대해 선택적으로 제1 층을 식각하기 위해 제1 혼합물을 기판과 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 방법은, 제1 혼합물과 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 식각 프로세스들에서, 코팅된 부분들을 사용한 프로세스 윈도우 확장{PROCESS WINDOW WIDENING USING COATED PARTS IN PLASMA ETCH PROCESSES}
본 출원은 2017년 8월 7일자로 출원된 미국 정식 출원 번호 15/670,919의 이익향유를 주장하고, 이로써 상기 미국 출원의 내용들은 모든 목적들을 위해 그 전문이 참조로 포함된다.
본 기술은 반도체 프로세스들 및 장비에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 기술은 저압 식각 작동들 동안 프로세스 선택도를 개선하는 것에 관한 것이다.
집적 회로들은, 복잡하게 패터닝된 물질 층들을 기판 표면들 상에 생성하는 프로세스들에 의해 가능해진다. 패터닝된 물질을 기판 상에 생성하는 것은, 노출된 물질의 제거를 위한 제어된 방법들을 필요로 한다. 포토레지스트의 패턴을 아래 놓인 층들 내에 전사하는 것, 층들을 박형화하는 것, 또는 표면 상에 이미 존재하는 피쳐들의 측방향 치수들을 박형화하는 것을 포함하는 다양한 목적들을 위해 화학적 식각이 사용된다. 종종, 하나의 물질을 다른 물질보다 더 빠르게 식각하여, 예를 들어, 패턴 전사 프로세스를 용이하게 하는 식각 프로세스를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 식각 프로세스를 제1 물질에 대해 선택적이라고 한다. 물질들, 회로들, 및 프로세스들의 다양성의 결과로서, 다양한 물질들에 대하여 선택도를 갖는 식각 프로세스들이 개발되었다.
기판 처리 영역 내에 형성된 국부 플라즈마들에서 야기되는 건식 식각들은, 습식 식각들보다, 더 제약된 트렌치들을 관통할 수 있고 섬세한 나머지 구조들의 더 적은 변형을 보여줄 수 있다. 그러나, 식각 프로세스가 제2 물질에 비하여 제1 물질에 대해 선택적일 수 있더라도, 제2 물질의 일부 원치 않은 식각이 여전히 발생할 수 있다.
따라서, 고품질 디바이스들 및 구조들을 생성하기 위해 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다. 이러한 그리고 다른 필요들이 본 기술에 의해 다루어진다.
반도체 디바이스들이 더 작아질수록, 이러한 디바이스들을 패터닝하는 것이 더 난제가 될 수 있다. 더 작은 피쳐들은 한정하기가 더 어려울 수 있다. 이는 제조 처리량, 신뢰성, 및 성능에 필요한 더 엄격한 공차들의 결과 또는 감소된 크기의 결과일 수 있다. 아래에서 설명되는 방법들은 개선된 패터닝 프로세스를 제공할 수 있다.
플라즈마 유출물들과 가스의 혼합물을 니켈 도금된 물질들에 의해 유동시키는 것은 더 낮은 압력들에서의 식각을 허용할 수 있다. 더 낮은 압력의 처리는, 식각제들이 측벽과 접촉하지 않고 측벽을 식각하지 않고서 협소하고 깊은 피쳐의 바닥으로 이동하는 것을 용이하게 함으로써, 더 작고 더 깊은 반도체 피쳐들에 유리할 수 있다. 니켈 도금은, 더 낮은 압력들에서 규소의 낮은 식각 양을 유지함으로써 선택도를 증가시킬 수 있다. 이론에 얽매이는 것을 의도하지 않고서, 니켈은, 규소의 원치 않는 식각을 담당할 수 있는, 플루오린 라디칼들 또는 수소 라디칼들을 스캐빈징할 수 있는 것으로 여겨진다. 니켈은, 가스들과 플라즈마 식각제들의 상당한 혼합의 하류에 있는, 챔버의 부분들을 코팅할 수 있다. 니켈은 혼합의 하류에 있는 챔버의 플라즈마 유출물들의 유동 경로를 따라 모든 부분들을 코팅할 수 있다.
본 기술의 실시예들은 반도체 처리 시스템을 포함할 수 있다. 시스템은 원격 플라즈마 영역을 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 채널에 의해 원격 플라즈마 영역과 유체적으로 결합된 처리 영역을 포함할 수 있다. 시스템은 채널에 유체적으로 결합된 가스 유입구를 더 포함할 수 있다. 가스 유입구는 처리 영역에 진입하기 전에 원격 플라즈마 영역을 통과하지 않는 가스를 위한 유동 경로를 한정할 수 있다. 처리 영역은 기판을 지지하도록 구성된 페디스털을 포함할 수 있다. 처리 영역은 측벽 및 샤워헤드에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다. 측벽 및 샤워헤드는 니켈로 도금될 수 있다.
본 기술의 실시예들은 식각 방법을 포함할 수 있다. 방법은, 제1 혼합물을 형성하기 위해 플라즈마 유출물들을 챔버의 제1 섹션의 가스와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 제1 혼합물을 챔버의 제2 섹션의 기판으로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 섹션 및 제2 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함할 수 있다. 방법은, 제2 층에 대해 선택적으로 제1 층을 식각하기 위해 제1 혼합물을 기판과 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 방법은, 제1 혼합물과 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술의 실시예들은 식각 방법을 포함할 수 있다. 방법은, 플라즈마 유출물들을 형성하기 위해, 암모니아 및 플루오린 함유 가스를 포함하는 제1 가스를 플라즈마를 통해 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 챔버의 제1 섹션을 통해 플라즈마 유출물들을 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함하지 않을 수 있다. 방법은, 제1 혼합물을 형성하기 위해, 암모니아를 포함하는 제2 가스를 챔버의 제2 섹션의 플라즈마 유출물들과 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 방법은, 제1 혼합물을 챔버의 제3 섹션의 기판으로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 규소 층에 대해 선택적으로 산화규소 층을 식각하기 위해 제1 혼합물을 기판과 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 그 다음, 방법은, 제1 혼합물과 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 혼합물은 챔버의 제4 섹션을 통해 유동되어 챔버를 빠져나갈 수 있다. 제2 섹션, 제3 섹션, 및 제4 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함할 수 있다.
개시된 기술의 속성 및 장점들의 추가적인 이해는, 본 명세서의 나머지 부분들 및 도면들을 참조하여 실현될 수 있다.
도 1은 본 기술의 실시예들에 따른 반도체 처리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 기술의 실시예들에 따른 식각 방법을 도시한다.
도 3은 본 기술의 실시예들에 따른 식각 방법을 도시한다.
도 4a, 4b 및 4c는, 본 기술의 실시예들에 따른, 니켈 코팅된 챔버 및 양극산화된 알루미늄 챔버를 사용한 식각 양들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 처리 툴의 일 실시예의 상면도를 도시한다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 처리 챔버의 단면도들을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 샤워헤드 구성의 개략도를 도시한다.
도 8는 본 기술의 실시예들에 따른 예시적인 처리 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 9는 본 기술의 실시예들에 따른 유입구 어댑터의 개략적인 부분 저면도를 예시한다.
산화규소를 식각하기 위한 종래의 시스템들 및 방법들은 저압들에 적합하지 않을 수 있다. 저압들은 더 작고 더 깊은 반도체 피쳐들에 대해 바람직할 수 있다. 그러나, 더 낮은 압력들에서, 식각 선택도가 감소할 수 있다. 예를 들어, 더 낮은 압력들에서의 열 산화물의 식각 동안, 열 산화물의 식각 양이 감소할 수 있고, 그러는 동안 규소의 식각 양은 증가할 수 있다. 저압들에서, 반응성 성분들, 예컨대, 라디칼들의 밀도가 감소한다. 결과적으로, 열 산화물의 식각 속도가 감소할 수 있다. 반응되지 않거나 불완전하게 반응된 종들이 또한, 챔버에 존재할 수 있다. 더 낮은 압력들에서, 이러한 반응되지 않은 종들(예를 들어, 플루오린 라디칼들 또는 수소 라디칼들)은 기판의 규소와 반응하여, 규소의 식각 속도를 증가시킬 수 있다. 종래의 방법들은, 라디칼들을 기판 또는 다른 가스성 종들과 반응시키기 위해, 증가된 챔버 압력에서 식각한다.
본 기술의 실시예들은, 규소의 식각에 대한 선택도를 실질적으로 감소시키지 않고서 열 산화물의 저압 식각을 허용할 수 있다. 니켈로 도금된 챔버 부분들은 반응되지 않은 라디칼들의 양을 감소시킬 수 있다. 반응되지 않은 라디칼들이 더 적을수록, 라디칼들은 규소를 식각하기 위해 존재하지 않고 열 산화물을 식각할 가능성이 더 높다.
I. 시스템 개요
도 1에 도시된 바와 같이, 본 기술의 실시예들은 반도체 처리 시스템(100)을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 원격 플라즈마 영역을 포함할 수 있다. 원격 플라즈마 영역은 원격 플라즈마 공급원(102)을 포함할 수 있다.
시스템(100)은 또한, 아이솔레이터(104)에 의해 한정된 채널에 의해 원격 플라즈마 영역과 유체적으로 결합된 처리 영역을 포함할 수 있다. 아이솔레이터(104)는 세라믹 물질, 예컨대, 알루미나일 수 있다. 아이솔레이터(104)는 니켈로 도금되지 않을 수 있다. 처리 영역은, 가스들 및 플라즈마 유출물들이 혼합되는 곳으로부터, 플라즈마 유출물들이 기판과 반응하고 챔버로부터 빠져나가는 곳까지의 챔버의 영역들을 포함할 수 있다. 처리 영역은, 아이솔레이터(104)로부터(그러나 아이솔레이터를 포함하지 않음), 챔버로부터 펌프로의 포트까지의 영역을 포함할 수 있다.
시스템(100)은 아이솔레이터(104)에 유체적으로 결합된 가스 유입구(106)를 더 포함할 수 있다. 가스 유입구는 처리 영역에 진입하기 전에 원격 플라즈마 영역을 통과하지 않는 가스를 위한 유동 경로를 한정할 수 있다. 플라즈마 공급원(102)으로부터의 플라즈마 유출물들은 입력부들(108)을 통해 아이솔레이터(104)에 진입할 수 있다. 가스 유입구(106) 및 입력부들(108)은 원격 플라즈마 공급원(RPS) 어댑터(110)에 배치될 수 있다. RPS 어댑터(110)는 원격 플라즈마 공급원이 챔버에 연결되는 것을 허용한다. RPS 어댑터(110), 가스 유입구(106), 및 입력부들(108)은 니켈로 도금되지 않을 수 있다.
혼합 매니폴드(112)가 아이솔레이터(104)의 하류에 있다. 혼합 매니폴드(112)는 실질적으로 직선이 아닌 유동 경로를 한정할 수 있다. 예를 들어, 혼합 매니폴드는 가스와 플라즈마 유출물들을 혼합하기 위해 유동 경로 크기의 감소(예를 들어, 점감) 및/또는 확장을 포함할 수 있다. 혼합 매니폴드(112)는 가스박스(114)로 이어질 수 있다. 가스박스 가열기(116)는 가스박스(114) 상에 배치될 수 있다.
가스박스(114) 이후에, 시스템(100)은 플라즈마 유출물들 및 다른 가스들이, 균일한 차단기(118), 균일한 면판(120), 및 균일한 선택적 모듈러 디바이스(SMD)(122)를 통과하도록 구성될 수 있다. 시스템(100)은 균일한 SMD(122) 및 스페이서(124)에 의해 적어도 부분적으로 한정되는 반응 영역을 포함할 수 있다. 반응 영역은 처리 영역의 부분일 수 있다.
처리 영역은 기판을 지지하도록 구성된 페디스털(126)을 포함할 수 있다. 페디스털은 니켈로 도금될 수 있지만, 니켈 도금된 페디스털은 식각의 선택도에 영향을 미치지 않을 수 있는데, 이는 기판이 페디스털을 커버할 수 있기 때문이다. 기판은, 규소 웨이퍼를 포함하는 반도체 웨이퍼일 수 있다. 시스템(100)은 페디스털(126)의 둘레 상에 배치된 환상체(즉, 에지 링(128))를 포함할 수 있다. 환상체는 니켈로 도금될 수 있다.
시스템(100)은 펌핑 라이너/채널(130)을 포함할 수 있다. 펌핑 라이너/채널(130)은 챔버로부터 펌프로의 배출구를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 또한, 덮개 판 인서트(132)를 포함할 수 있다.
처리 영역은 혼합 매니폴드(112)로부터 펌핑 라이너/채널(130)까지 한정된 영역들을 포함할 수 있다. 처리 영역은 측벽(예를 들어, 챔버 벽을 형성하는 스페이서(124) 또는 임의의 부분) 및 샤워헤드(예를 들어, 균일한 SMD(122))에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다. 측벽 및 샤워헤드는 니켈로 도금될 수 있다. 혼합 매니폴드(112)에서의 가스들의 혼합으로부터 펌핑 라이너/채널(130)까지의 일부 또는 모든 표면들은, 예를 들어, 무전해 니켈 도금 또는 니켈 전기도금을 포함하는, 니켈로 도금된 표면들을 가질 수 있다. 무전해 니켈은 붕소를 갖는 니켈 또는 인을 갖는 니켈을 포함할 수 있다. 아이솔레이터(104)의 하류에 있는 부분들은 니켈로 도금된 표면들을 가질 수 있다. 다시 말해서, 혼합 매니폴드(112), 가스박스(114), 균일한 차단기(118), 균일한 면판(120), 균일한 SMD(122), 스페이서(124), 에지 링(128), 및 펌핑 라이너/채널(130)은 과잉 라디칼들을 스캐빈징하는 니켈 또는 다른 금속으로 도금될 수 있다. 압력 판, 유입구 어댑터, 및 확산기(도 1에 도시되지 않지만, 도 8에 도시됨)는 아이솔레이터(104)와 혼합 매니폴드(112) 사이에 있을 수 있고, 과잉 라디칼들을 스캐빈징하는 니켈 또는 다른 금속으로 각각 도금될 수 있다. 다른 금속들은 백금 또는 팔라듐을 포함할 수 있지만, 둘 모두 너무 비쌀 수 있다. 니켈로 도금된 부분들은 도금 전에 니켈 이외의 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부분들은 스테인리스 강 또는 알루미늄을 포함할 수 있다.
도 1은 시스템의 간략화된 도면이다. 도 8은 시스템의 유사한 도면을 도시하고, 아래에서 설명된다. 통상의 기술자는, 아이솔레이터(104)의 하류의, 플라즈마 유출물들과 가스들의 혼합으로부터(예를 들어, 압력 판(4025)으로부터) 챔버를 빠져나가는 곳까지의 도 8의 부분들(예를 들어, 금속 부분들) 중 임의의 부분이 니켈로 도금될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
II. 방법들
실시예들은 본원에서 설명되는 식각 시스템을 사용할 수 있는 식각 방법들을 포함한다.
A. 예시적인 방법
도 2에 도시된 바와 같이, 본 기술의 실시예들은 식각 방법(200)을 포함할 수 있다. 블록(202)에서, 방법(200)은, 제1 혼합물을 형성하기 위해 플라즈마 유출물들을 챔버의 제1 섹션의 가스와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 플라즈마 유출물들은, 암모니아 및 플루오린 함유 가스를 플라즈마를 통해 유동시키는 것으로부터의 유출물들을 포함할 수 있다. 플루오린 함유 가스는 NF3 및/또는 HF를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 유출물들은 암모니아, NF3, 아르곤, H2, 헬륨, 및 HF를 플라즈마를 통해 유동시키는 것으로부터의 유출물들을 포함할 수 있다. 제1 섹션은 무전해 니켈 도금된 물질을 포함하는 니켈 도금된 물질을 포함할 수 있다. 제1 섹션은 도 1의 혼합 매니폴드(112)와 유사한 혼합 매니폴드를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제1 섹션은 점감된(tapered) 경로(예를 들어, 도 8의 중앙 애퍼쳐(4023))를 포함할 수 있다. 점감된 경로는 점감되지 않은 경로보다 더 많은 가스들을 혼합할 수 있고, 이는 니켈 도금된 부분들이 라디칼들을 스캐빈징하는 것을 허용할 수 있다. 가스는 암모니아 또는 수소를 포함할 수 있다.
플라즈마 유출물들을 혼합하기 전에, 플라즈마 유출물들은, 니켈 도금된 물질을 포함하지 않는, 챔버의 섹션을 통해 유동될 수 있다. 가스가 도입되기 전의 챔버의 부분들은 니켈로 도금되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, RPS 어댑터(110)는 니켈로 도금되지 않을 수 있다. RPS 어댑터를 니켈로 도금하는 것은, 원하는 결과와 반대로, 식각되는 산화규소의 양을 감소시킬 수 있지만 식각되는 폴리실리콘의 양을 증가시킬 수 있다. 금속이 아니거나(예를 들어, 세라믹), 플라즈마 유출물들 및 가스의 충분한 혼합을 허용하지 않는 챔버의 부분들은 또한, 니켈로 도금되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, 아이솔레이터(104)는 세라믹이고, 니켈로 용이하게 도금될 수 없다. 추가적으로, 아이솔레이터(104)는 상당한 혼합 또는 플라즈마 유출물들 및 가스를 위한 기하형상을 제공하지 않는다.
블록(204)에서, 방법(200)은 또한, 제1 혼합물을 챔버의 제2 섹션의 기판으로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 챔버의 제2 섹션은 10 Torr 이하의 압력에 있을 수 있고, 이는 8 내지 10 Torr, 6 내지 8 Torr, 4 내지 6 Torr, 2 내지 4 Torr, 1 내지 2 Torr, 또는 1 Torr 미만을 포함할 수 있다. 챔버의 제2 섹션은 페디스털을 포함할 수 있고, 여기서 기판은 처리 동안 위치될 수 있다. 제2 섹션은, 본원에 설명된 임의의 니켈 도금된 물질을 포함하는 니켈 도금된 물질을 포함할 수 있다. 제1 혼합물은 챔버의 경로에서 제1 섹션으로부터 제2 섹션으로 유동할 수 있다. 경로는 챔버의 니켈 도금된 부분들에 의해 한정될 수 있다. 플라즈마 유출물과 가스의 상당한 혼합으로부터 챔버의 출구까지의 경로는, 니켈로 도금되지 않은 표면들에 의해 중단되지 않고, 니켈로 도금된 표면들에 의해 한정될 수 있다.
블록(206)에서, 방법(200)은, 제2 층에 대해 선택적으로 제1 층을 식각하기 위해 제1 혼합물을 기판과 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 층은 열 산화규소 층일 수 있다. 제2 층은 폴리실리콘 층을 포함하는 규소 층일 수 있다. 제2 층은 플루오린 라디칼들 또는 수소 라디칼들에 의해 식각될 수 있는 임의의 층일 수 있다. 제1 혼합물을 기판과 반응시키는 단계는, 제2 층의 1 옹스트롬 미만 및 제2 층의 50 옹스트롬 초과를 식각하는 것을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제2 층은 50 옹스트롬 초과, 100 옹스트롬 초과, 200 옹스트롬, 또는 300 옹스트롬의 식각 양을 가질 수 있는 반면, 제1 층은 0.5 옹스트롬 미만 또는 약 0 옹스트롬을 포함하는 1 옹스트롬 미만의 식각 양을 갖는다. 규소에 대한 산화물의 식각 선택도는 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 또는 1000 초과일 수 있다.
블록(208)에서, 방법(200)은, 제1 혼합물과 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(200)은 또한, 챔버를 빠져나가기 위해 제2 혼합물을 챔버의 섹션을 통해 유동시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 챔버를 빠져나가도록 이끄는, 챔버의 표면은 니켈 도금된 물질을 포함한다. 예를 들어, 도 1에서, 펌핑 라이너/채널(130)은 니켈 도금될 수 있다.
방법(200)은 플루오린 원자들 또는 수소 원자들을 니켈 도금된 물질 상에 흡착시키는 단계를 포함할 수 있다. 플루오린 원자들 또는 수소 원자들이 기판과 반응하는 것을 제거하는 것은 열 산화물을 식각하면서 규소의 무시할 수 있을 정도의 식각을 유지하는 것을 도울 수 있다.
방법(200)은 기판을 챔버로부터 제거하고 기판에 대해 추가적인 패터닝 작동들을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
B. 예시적인 방법
도 3에 도시된 바와 같이, 본 기술의 실시예들은 식각 방법(300)을 포함할 수 있다. 블록(302)에서, 방법(300)은, 플라즈마 유출물들을 형성하기 위해, 암모니아 및 플루오린 함유 가스를 포함하는 제1 가스를 플라즈마를 통해 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 가스는 본원에 설명된 임의의 가스일 수 있다.
블록(304)에서, 방법(300)은 또한, 챔버의 제1 섹션을 통해 플라즈마 유출물들을 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함하지 않을 수 있다. 제1 섹션은, 금속이 아니거나 플라즈마 유출물들과 가스의 충분한 혼합을 갖지 않는, 챔버의 부분들을 포함할 수 있다. 제1 섹션은, 본원에 설명된 바와 같이 니켈로 도금되지 않은, 챔버의 임의의 섹션일 수 있다.
블록(306)에서, 방법(300)은, 제1 혼합물을 형성하기 위해, 암모니아를 포함하는 제2 가스를 챔버의 제2 섹션의 플라즈마 유출물들과 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 가스는 플라즈마 유출물들과의 혼합 이전에 플라즈마를 통과하지 않을 수 있다. 챔버의 제2 섹션은 가스들이 충분한 혼합을 겪는 곳일 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, 챔버의 제2 섹션은 혼합 매니폴드(112)를 포함할 수 있다. 챔버의 제2 섹션은 점감된 애퍼쳐를 포함할 수 있고, 도 8의 압력 판(4025), 유입구 어댑터(4030), 확산기(4035) 및 혼합 매니폴드(4040)를 포함할 수 있다.
블록(308)에서, 방법(300)은, 제1 혼합물을 챔버의 제3 섹션의 기판으로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 챔버의 제3 섹션은 기판이 식각되는 챔버의 부분을 포함할 수 있다. 도 1에서, 챔버의 제3 섹션은 균일한 SMD(122) 및 스페이서에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있고, 페디스털(126)을 포함할 수 있다.
블록(310)에서, 방법(300)은 또한, 규소 층에 대해 선택적으로 산화규소 층을 식각하기 위해 제1 혼합물을 기판과 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 산화규소 층 및 규소 층은 본원에 설명된 임의의 그러한 층일 수 있고, 본원에 설명된 바와 같이 선택적으로 식각될 수 있다.
블록(312)에서, 방법(300)은, 제1 혼합물과 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 생성물들은 산화규소를 식각하는 것으로부터의 식각 부산물들을 포함할 수 있다.
블록(314)에서, 제2 혼합물은 챔버의 제4 섹션을 통해 유동되어 챔버를 빠져나갈 수 있다. 챔버의 제4 섹션은 펌프 포트, 또는 예를 들어, 도 1의 펌핑 라이너/채널(130)에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다. 챔버를 빠져나가는 것은, 기판을 수용하도록 구성된 시스템의 섹션과 상당히 상이한 압력의 시스템의 섹션에 진입하는 것을 포함할 수 있다.
제2 섹션, 제3 섹션, 및 제4 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함할 수 있다. 제1 혼합물은 챔버의 경로에서 제2 섹션으로부터 제4 섹션으로 유동할 수 있다. 경로는 연속적일 수 있고 챔버의 니켈 도금된 부분들에 의해 한정될 수 있다. 제2 섹션으로부터 제4 섹션으로의 임의의 표면은 니켈 도금될 수 있고, 니켈 도금이 없는 표면들을 포함하지 않을 수 있다. 도 1에서 설명된 바와 같이, 혼합 매니폴드(112)를 포함하여 혼합 매니폴드(112)로부터 펌핑 라이너/채널(130)까지의 임의의 그리고 모든 부분들은, 페디스털(126)은 선택적인 예외로 하고, 니켈로 도금될 수 있다. 도 8에서, 압력 판(4025)을 포함해서 압력 판(4025)으로부터 챔버를 빠져나가는 곳까지의 임의의 그리고 모든 부분들은 니켈로 도금될 수 있다.
III. 예들
니켈 도금된 어떠한 부분들도 없는 시스템 및 니켈 도금된 부분들을 갖는 시스템에 대해 식각 양들을 측정하였다. 니켈 도금된 부분들을 갖는 시스템은 도 1과 유사한 시스템이었고, 아이솔레이터(104)의 하류에 있는 부분들이 니켈로 도금되었다(혼합 매니폴드(112), 가스박스(114), 균일한 차단기(118), 균일한 면판(120), 균일한 SMD(122), 스페이서(124), 에지 링(128), 및 펌핑 라이너/채널(130)뿐만 아니라, 도 1에 도시되지 않은, 압력 판, 유입구 어댑터, 및 확산기를 포함함). RPS 어댑터(110) 및 아이솔레이터(104)는 니켈로 도금되지 않았다. 니켈 도금된 부분들이 없는 시스템은 대신에 양극산화된 알루미늄 코팅들을 대신 가졌다. NH3, NF3, 아르곤, H2, 헬륨, 및 HF의 가스 혼합물을 원격 플라즈마 공급원을 통해 유동시켰다. 그 다음, 기판을 식각하기 위해, 플라즈마 유출물들을 암모니아와 혼합하고 유동시켰다. 열 산화물 및 폴리실리콘의 식각 양들을 측정하였다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 니켈 코팅된 챔버 및 양극산화된 알루미늄 챔버를 이용한 식각의 결과들을 도시한다. 도 4a에서, x축은 챔버 압력이다. 좌측의 y축은 옹스트롬 단위로 열 산화물 식각 양을 보여준다. 이 프로세스의 경우 더 높은 열 산화물 식각 양이 바람직하다. 다이아몬드들은 니켈 코팅들의 경우의 열 산화물 식각 양들을 보여주고, 삼각형들은 양극산화된 알루미늄 코팅들의 경우의 열 산화물 식각 양들을 보여준다. 7 Torr 내지 10 Torr의 압력들의 경우, 양쪽 시스템들 모두는 유사한 열 산화물 식각 양들을 보여준다.
우측의 y축은 옹스트롬 단위로 규소 식각 양을 보여준다. 정사각형들은 니켈 코팅들에 대한 규소 식각 양들을 보여주고, x자들은 양극산화된 알루미늄 코팅들에 대한 규소 식각 양들을 보여준다. 10 Torr에서, 니켈 코팅 시스템 및 양극산화된 알루미늄 코팅 시스템 양쪽 모두는 식각된 규소의 양이 0에 가까운 것을 보여준다. 그러나, 압력이 감소함에 따라, 양극산화된 알루미늄 코팅 시스템의 경우 규소 식각 양이 증가한다. 6 Torr에서, 양극산화된 알루미늄 코팅은 약 10 옹스트롬의 식각된 규소를 초래한다. 대조적으로, 4 Torr의 가장 낮은 시험된 압력에서조차, 니켈 코팅된 시스템은 식각된 규소의 양이 0에 가까운 것을 보여준다.
도 4b는 도 4a로부터의 결과들을, 오직 니켈 코팅된 시스템에 대한 것만 도시한다. 그래프는 좌측 y축에 열 산화물 식각 양, 우측 y축에 규소 식각 양, 및 x축에 챔버 압력을 도시한다. 열 산화물 식각 양들이 그래프에 그려지는데, 열 산화물 식각 양은 압력이 감소함에 따라 감소한다. 어떤 챔버 압력에서도 규소의 식각 양은 측정되지 않았다. 결과적으로, 니켈 코팅된 시스템은 이 예에서 규소에 대해 열 산화물을 식각하기 위한 무한한 선택도를 보여주었다.
도 4c는 도 4a로부터의 결과들을, 오직 양극산화된 알루미늄 시스템에 대한 것만 도시한다. 그래프는 좌측 y축에 열 산화물 식각 양, 우측 y축에 규소 식각 양, 및 x축에 챔버 압력을 도시한다. 열 산화물 식각 양들이 그래프에 그려지는데, 열 산화물 식각 양은 압력이 감소함에 따라 감소한다. 규소의 식각 양은 압력이 감소함에 따라 증가한다. 7 Torr의 압력에서, 규소 식각 양은 약 10 옹스트롬이었고, 반면에 열 산화물 식각 양은 약 250 옹스트롬이었다. 7 Torr에서의 선택도는 25보다 약간 더 컸다. 결과들은, 챔버 압력이 감소함에 따라 규소 식각 양은 계속 증가할 것이고 열 산화물 식각 양은 계속 감소할 것임을 나타낸다. 결과적으로, 7 Torr 미만의 압력들에서, 25 미만의 선택도들을 예상할 것이다.
IV. 예시적인 처리 시스템
본 발명의 실시예들을 구현할 수 있는 처리 챔버들은, 캘리포니아주 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)로부터 입수가능한 처리 플랫폼들, 예컨대, 프로듀서®(Producer®) 셀렉트라™(Selectra™) 식각 시스템 내에 포함될 수 있다.
도 5는, 개시된 실시예들에 따른 증착, 식각, 베이킹, 및 경화 챔버들의 처리 툴(1000)의 일 실시예의 상부 평면도를 도시한다. 이 도면에서, 한 쌍의 전방 개구부 통합 포드들(FOUP들)(1002)이, 다양한 크기들의 기판들을 공급하며, 이 기판들은, 탠덤 섹션들(1009a-c)에 위치된 기판 처리 챔버들(1008a-f) 중 하나 내에 배치되기 전에, 로봇 암들(1004)에 의해 수용되고 저압 유지 영역(1006) 내에 배치된다. 제2 로봇 암(1010)은, 기판 웨이퍼들을 유지 영역(1006)으로부터 기판 처리 챔버들(1008a-f)로 그리고 되돌려 운송하는 데에 사용될 수 있다. 각각의 기판 처리 챔버(1008a-f)는, 주기적 층 증착(CLD), 원자 층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 식각, 사전-세정, 탈기, 배향, 및 다른 기판 프로세스들에 추가하여, 본원에 설명된 건식 식각 프로세스들을 포함하는 다수의 기판 처리 작동들을 수행하도록 구비될 수 있다.
기판 처리 챔버들(1008a-f)은 막을 기판 웨이퍼 상에 증착, 어닐링, 경화 및/또는 식각하기 위한 하나 이상의 시스템 구성요소를 포함할 수 있다. 일 구성에서, 2쌍의 처리 챔버(예를 들어, 1008c-d 및 1008e-f)는 기판 상에 물질을 증착시키는 데에 사용될 수 있고, 제3 쌍의 처리 챔버들(예를 들어, 1008a-b)은 증착된 막을 식각하는 데에 사용될 수 있다. 다른 구성에서, 3쌍의 챔버들 전부(예를 들어, 1008a-f)가 기판 상의 막을 식각하도록 구성될 수 있다. 설명되는 프로세스들 중 임의의 하나 이상의 프로세스는 상이한 실시예들에 도시된 제조 시스템으로부터 분리된 챔버(들)에서 수행될 수 있다. 막들은 유전체, 보호성, 또는 다른 물질일 수 있다. 막들을 위한 증착, 식각, 어닐링, 및 경화 챔버들의 추가적인 구성들이 처리 툴(1000)에 의해 고려됨을 이해할 것이다.
도 6a는 구획된 플라즈마 생성 영역들을 처리 챔버 내에 갖는 예시적인 프로세스 챔버 섹션(2000)의 단면도를 도시한다. 막, 예를 들어, 규소, 폴리실리콘, 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 산탄화규소, 탄소 함유 물질 등의 식각 동안, 프로세스 가스는 가스 유입구 조립체(2005)를 통해 제1 플라즈마 영역(2015) 내로 유동될 수 있다. 원격 플라즈마 시스템(RPS) 유닛(2001)이 시스템에 포함될 수 있고, 가스를 처리할 수 있으며, 이 가스는 그 후 가스 유입구 조립체(2005)를 통해 이동할 수 있다. 유입구 조립체(2005)는 2개 이상의 별개의 가스 공급 채널들을 포함할 수 있고, 가스 공급 채널들에서 제2 채널(도시되지 않음)은, RPS 유닛(2001)을 우회할 수 있다. 이에 따라, 개시된 실시예들에서, 전구체 가스들은 여기되지 않은 상태로 처리 챔버에 전달될 수 있다. 다른 예에서, RPS를 통해 제공되는 제1 채널은 프로세스 가스를 위해 사용될 수 있고, RPS를 우회하는 제2 채널은 개시된 실시예들에서 처리 가스를 위해 사용될 수 있다. 프로세스 가스들은 제1 플라즈마 영역(2015)에 진입하기 전에 RPS 유닛(2001) 내에서 여기될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 플루오린 함유 전구체는 개시된 실시예들에서 RPS(2001)를 통과하거나 RPS 유닛을 우회할 수 있다. 이러한 구성에 의해 포괄되는 다양한 다른 예들이 유사하게 이해될 수 있다.
냉각 판(2003), 면판(2017), 이온 억제기(2023), 샤워헤드(2025), 및 페디스털(2065) ― 페디스털은 페디스털 상에 배치된 기판(2055)을 가짐 ― 이 도시되며, 개시된 실시예들에 따라 각각 포함될 수 있다. 페디스털(2065)은 열 교환 채널을 가질 수 있으며, 기판의 온도를 제어하기 위해 열 교환 채널을 통해 열 교환 유체가 유동한다. 이 구성은 비교적 낮은 온도들, 예컨대, 약 -20 ℃ 내지 약 200 ℃, 또는 이들 사이의 온도들을 유지하기 위해 기판(2055) 온도가 냉각되거나 가열되는 것을 허용할 수 있다. 열 교환 유체는 에틸렌 글리콜 및/또는 물을 포함할 수 있다. 알루미늄, 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는, 페디스털(2065)의 웨이퍼 지지 플래터는 또한, 비교적 높은 온도들, 예컨대, 약 100 ℃까지 또는 약 100 ℃ 내지 약 1100 ℃ 이상을 달성하기 위해, 내장된 저항성 가열기 요소를 사용하여 저항성 가열될 수 있다. 가열 요소는 페디스털 내에 하나 이상의 루프로서 형성될 수 있고, 가열기 요소의 외측 부분은 지지 플래터의 둘레에 인접하여 이어질 수 있는 한편, 내측 부분은 더 작은 반경을 갖는 동심 원의 경로 상에서 이어진다. 가열기 요소로의 배선은, 회전하도록 더 구성될 수 있는 페디스털(2065)의 스템을 통과할 수 있다.
면판(2017)은 피라미드형, 원뿔형, 또는 좁은 최상부 부분이 넓은 바닥 부분으로 확장되는 다른 유사한 구조일 수 있다. 면판(2017)은 추가적으로, 도시된 바와 같이 평평할 수 있고, 프로세스 가스들을 분배하는 데에 사용되는 복수의 관통 채널들을 포함할 수 있다. RPS(2001)의 사용에 따라, 플라즈마 생성 가스들 및/또는 플라즈마 여기된 종들은, 제1 플라즈마 영역(2015) 내로의 더 균일한 전달을 위해 면판(2017)의 복수의 홀들을 통과할 수 있다.
예시적인 구성들은, 가스들/종들이 면판(2017)의 홀들을 통해 제1 플라즈마 영역(2015) 내로 유동하도록, 면판(2017)에 의해 제1 플라즈마 영역(2015)으로부터 구획된 가스 공급 영역(2058) 내로 개방된 가스 유입구 조립체(2005)를 갖는 것을 포함할 수 있다. 구조적 및 작동적 특징부들은 제1 플라즈마 영역(2015)으로부터 다시 공급 영역(2058), 가스 유입구 조립체(2005) 및 유체 공급 시스템(도시되지 않음) 내로의 플라즈마의 상당한 역류를 방지하도록 선택될 수 있다. 구조적 특징부들은, 역류 플라즈마를 비활성화하기 위한, 면판(2017)의 애퍼쳐들의 단면 기하형상들 및 치수들의 선택을 포함할 수 있다. 작동적 특징부들은, 샤워헤드(2025)를 통하는 플라즈마의 단방향 유동을 유지하는, 가스 공급 영역(2058)과 제1 플라즈마 영역(2015) 사이의 압력 차이를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 면판(2017), 또는 챔버의 전도성 최상부 부분, 및 샤워헤드(2025)는 특징부들 사이에 위치된 절연 링(2020)을 갖는 것으로 도시되며, 절연 링은 AC 전위가 샤워헤드(2025) 및/또는 이온 억제기(2023)에 대해서 면판(2017)에 인가되는 것을 허용한다. 절연 링(2020)은 면판(2017)과 샤워헤드(2025) 및/또는 이온 억제기(2023) 사이에 위치되어, 용량성 결합된 플라즈마(CCP)가 제1 플라즈마 영역에 형성되는 것을 가능하게 할 수 있다. 가스 유입구 조립체(2005)를 통하는, 영역 내로의 유체의 유동에 영향을 미치기 위해 배플(도시되지 않음)이 제1 플라즈마 영역(2015)에 추가적으로 위치되거나, 다른 방식으로 가스 유입구 조립체(2005)와 결합될 수 있다.
이온 억제기(2023)는, 대전된 종들(예를 들어, 이온들)이 플라즈마 여기 영역(2015) 밖으로 이동하는 것을 억제하는 한편, 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종들이 이온 억제기(2023)를 통과하여 억제기와 샤워헤드 사이의 활성화된 가스 전달 영역 내로 전달되는 것을 허용하도록 구성된 구조 전반에 걸쳐 복수의 애퍼쳐들을 한정하는 판 또는 다른 기하형상을 포함할 수 있다. 개시된 실시예들에서, 이온 억제기(2023)는 다양한 애퍼쳐 구성들을 갖는 천공된 판을 포함할 수 있다. 이러한 대전되지 않은 종들은, 덜 반응성인 캐리어 가스와 함께 애퍼쳐들을 통해 운반되는 고도의 반응성 종들을 포함할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 홀들을 통한 이온 종들의 이동이 감소될 수 있고, 일부 경우들에서는 완전히 억제될 수 있다. 이온 억제기(2023)를 통과하는 이온 종들의 양을 제어하는 것은, 아래 놓인 웨이퍼 기판과 접촉하게 되는 가스 혼합물에 대한 증가된 제어를 제공할 수 있고, 이는 차례로, 가스 혼합물의 증착 및/또는 식각 특성들의 제어를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 가스 혼합물의 이온 농도의 조정들은 가스 혼합물의 식각 선택도를 상당히 변경할 수 있다. 증착이 수행되는 대안적인 실시예들에서, 또한, 유전체 물질들, 탄소 함유 물질들, 및 다른 물질들에 대한 등각성-대-유동성 양식의 증착들의 균형이 변화될 수 있다.
이온 억제기(2023)의 복수의 홀들은, 이온 억제기(2023)를 통하는, 활성화된 가스, 즉, 이온, 라디칼, 및/또는 중성 종들의 통과를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 홀들의 종횡비, 또는 홀 직경 대 길이, 및/또는 홀들의 기하형상은, 이온 억제기(2023)를 통과하는 활성화된 가스의 이온성 대전된 종들의 유동이 감소되도록 제어될 수 있다. 이온 억제기(2023)의 홀들은 플라즈마 여기 영역(2015)을 향하는 점감된 부분, 및 샤워헤드(2025)를 향하는 원통형 부분을 포함할 수 있다. 원통형 부분은 샤워헤드(2025)로 전달되는 이온 종들의 유동을 제어하도록 성형되고 치수가 결정될 수 있다. 조정가능한 전기 바이어스가 또한, 이온 억제기(2023)를 통해 이온 종들의 유동을 제어하기 위한 추가적인 수단으로서 억제기에 인가될 수 있다.
이온 억제 요소(2023)는 플라즈마 생성 영역으로부터 기판으로 이동하는 이온성 대전된 종들의 양을 감소시키거나 제거하도록 기능할 수 있다. 대전되지 않은 중성 및 라디칼 종들은 기판과 반응하기 위해 이온 억제기의 개구부들을 여전히 통과할 수 있다. 기판을 둘러싸는 반응 영역에서의 이온성 대전된 종들의 완전한 제거가 항상 목적하는 목표는 아니라는 점을 주목해야 한다. 많은 경우들에서, 이온 종들은 식각 및/또는 증착 프로세스를 수행하기 위해 기판에 도달하도록 요구된다. 이러한 경우들에서, 이온 억제기는 반응 영역에서의 이온 종들의 농도를 프로세스를 보조하는 수준으로 제어하는 것을 도울 수 있다.
이온 억제기(2023)와 조합된 샤워헤드(2025)는, 여기된 종들이 챔버 플라즈마 영역(2015)으로부터 기판 처리 영역(2033) 내로 이동하는 것을 여전히 허용하면서, 챔버 플라즈마 영역(2015)에 존재하는 플라즈마가 기판 처리 영역(2033)의 가스들을 직접 여기시키는 것을 회피하는 것을 허용할 수 있다. 이러한 방식으로, 챔버는, 플라즈마가, 식각되는 기판(2055)과 접촉하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이는 생성된 플라즈마에 의해 직접 접촉된 경우에 손상되거나, 전위되거나, 다른 방식으로 휠 수 있는, 기판 상에 패터닝된 다양한 복잡한 구조들 및 막들을 유리하게 보호할 수 있다. 추가적으로, 플라즈마가 트렌치들, 예컨대, 식각 정지부에 의해 노출되는 아래놓인 물질과 접촉하는 것이 허용될 때, 아래놓인 물질이 식각되는 속도가 증가할 수 있다.
처리 시스템은 플라즈마를 제1 플라즈마 영역(2015) 또는 처리 영역(2033)에 생성하기 위해 면판(2017), 이온 억제기(2023), 샤워헤드(2025), 및/또는 페디스털(2065)에 전력을 제공하기 위해 처리 챔버와 전기적으로 결합된 전력 공급부(2040)를 더 포함할 수 있다. 전력 공급부는, 수행되는 프로세스에 따라, 조정가능한 양의 전력을 챔버에 전달하도록 구성될 수 있다. 그러한 구성은 조정가능한 플라즈마가, 수행되는 프로세스들에 사용되는 것을 허용할 수 있다. 종종 활성 또는 비활성 기능성이 제공되는 원격 플라즈마 유닛과 달리, 조정가능한 플라즈마는 특정 양의 전력을 플라즈마 영역(2015)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이는 차례로, 이러한 전구체들에 의해 생성되는 식각 프로파일들을 향상시키기 위해 전구체들이 특정 방식들로 해리될 수 있도록, 특정 플라즈마 특성들의 발달을 허용할 수 있다.
플라즈마는 샤워헤드(2025) 위의 챔버 플라즈마 영역(2015)에서 또는 샤워헤드(2025) 아래의 기판 처리 영역(2033)에서 점화될 수 있다. 플루오린 함유 전구체의 유입으로부터 라디칼-플루오린 전구체들을 생성하기 위해, 플라즈마가 챔버 플라즈마 영역(2015)에 존재할 수 있다. 증착 동안 챔버 플라즈마 영역(2015)의 플라즈마를 점화하기 위해, 처리 챔버의 전도성 최상부 부분, 예컨대, 면판(2017)과 샤워헤드(2025) 및/또는 이온 억제기(2023) 사이에 전형적인 무선 주파수(RF) 범위의 AC 전압이 인가될 수 있다. RF 전력 공급부는 13.56 MHz의 높은 RF 주파수를 생성할 수 있지만, 또한, 다른 주파수들을 단독으로 또는 13.56 MHz 주파수와 조합하여 생성할 수 있다.
플라즈마 전력은 다양한 주파수들 또는 다수의 주파수들의 조합으로 이루어질 수 있다. 예시적인 처리 시스템에서, 이온 억제기(2023) 및/또는 샤워헤드(2025)에 대해 면판(2017)에 전달되는 RF 전력에 의해 플라즈마가 제공될 수 있다. RF 전력은, 상이한 실시예들에서, 약 10 와트 내지 약 2000 와트, 약 100 와트 내지 약 2000 와트, 약 200 와트 내지 약 1500 와트, 또는 약 200 와트 내지 약 1000 와트일 수 있다. 상이한 실시예들에서, 예시적인 처리 시스템에서 인가되는 RF 주파수는 약 200 kHz 미만의 낮은 RF 주파수들, 약 10 MHz 내지 약 15 MHz의 높은 RF 주파수들, 또는 약 1 GHz 이상의 마이크로파 주파수들일 수 있다. 플라즈마 전력은 원격 플라즈마 영역 내로 용량성 결합(CCP)될 수 있거나 또는 유도성 결합(ICP)될 수 있다.
예를 들어, 막을 경화시키거나, 기판 처리 영역(2033)과 경계를 접하는 내부 표면들을 세정하기 위해 기판 처리 영역(2033)의 바닥 플라즈마가 켜질 때, 최상부 플라즈마 영역(2015)은 전력이 낮거나 없을 수 있다. 기판 처리 영역(2033)의 플라즈마는 샤워헤드(2025)와 페디스털(2065) 또는 챔버의 바닥 사이에 AC 전압을 인가함으로써 점화될 수 있다. 플라즈마가 존재하는 동안 세정 가스가 기판 처리 영역(2033) 내로 도입될 수 있다.
유체, 예컨대, 전구체, 예를 들어, 플루오린 함유 전구체는 본원에 설명된 샤워헤드의 실시예들에 의해 처리 영역(2033) 내로 유동될 수 있다. 플라즈마 영역(2015)에서 프로세스 가스로부터 유도된 여기된 종들은 샤워헤드(2025) 및/또는 이온 억제기(2023)의 애퍼쳐들을 통해 이동할 수 있고, 샤워헤드의 개별 부분으로부터 기판 처리 영역(2033) 내로 유동하는 추가적인 전구체와 반응할 수 있다. 대안적으로, 모든 전구체 종들이 플라즈마 영역(2015)에서 여기되고 있다면, 추가적인 전구체들이 샤워헤드의 별도의 부분을 통하여 유동되지 않을 수 있다. 처리 영역(2033)에는 플라즈마가 거의 또는 전혀 존재하지 않을 수 있다. 개시된 응용들에서, 전구체들의 여기된 유도체들은, 기판 상의 종들을 제거하거나 구조들을 식각하기 위해 기판 위의 영역에서 그리고, 때때로, 기판 상에서 결합될 수 있다.
유체들을 제1 플라즈마 영역(2015)에서 직접 여기시키는 것, 또는 유체들을 RPS 유닛(2001)에서 여기시키는 것은 여러 이점들을 제공할 수 있다. 유체들로부터 유도된 여기된 종들의 농도는, 제1 플라즈마 영역(2015)의 플라즈마로 인해 처리 영역(2033) 내에서 증가될 수 있다. 이러한 증가는 제1 플라즈마 영역(2015)에서의 플라즈마의 위치에 기인할 수 있다. 처리 영역(2033)은 원격 플라즈마 시스템(RPS)(2001)보다 제1 플라즈마 영역(2015)에 더 가깝게 위치될 수 있어, 여기된 종들이, 다른 가스 분자들, 챔버의 벽들, 및 샤워헤드의 표면들과의 충돌들을 통해, 여기된 상태들을 떠나기에 더 적은 시간을 남긴다.
프로세스 가스로부터 유도된 여기된 종들의 농도의 균일성은 또한, 처리 영역(2033) 내에서 증가될 수 있다. 이는 처리 영역(2033)의 형상에 더 유사할 수 있는 제1 플라즈마 영역(2015)의 형상으로부터 기인할 수 있다. RPS 유닛(2001)에서 생성된 여기된 종들은, 샤워헤드(2025)의 중심 근처의 애퍼쳐들을 통과하는 종들에 비해, 샤워헤드(2025)의 에지들 근처의 애퍼쳐들을 통과하기 위해 더 큰 거리들을 이동할 수 있다. 더 큰 거리는 여기된 종들의 여기의 감소를 초래할 수 있고, 예를 들어, 기판의 에지 근처에서 더 느린 성장 속도를 초래할 수 있다. 제1 플라즈마 영역(2015)의 유체들을 여기시키는 것은 RPS(2001)를 통해 유동되는 유체에 대한 이러한 변동을 완화시킬 수 있다.
처리 가스들은 RPS 유닛(2001)에서 여기될 수 있고, 여기된 상태로 샤워헤드(2025)를 통해 처리 영역(2033)으로 전달될 수 있다. 대안적으로, 플라즈마 가스를 여기시키거나, RPS로부터의 이미 여기된 프로세스 가스를 강화시키기 위해, 전력이 제1 처리 영역에 인가될 수 있다. 플라즈마가 처리 영역(2033)에서 생성될 수 있지만, 대안적으로 플라즈마는 처리 영역에서 생성되지 않을 수 있다. 일 예에서, 처리 가스 또는 전구체들의 유일한 여기는, 처리 영역(2033)의 기판(2055)과 반응하기 위해 RPS 유닛(2001)에서 처리 가스들을 여기시키는 것으로부터일 수 있다.
유체 전구체들에 추가하여, 전달을 보조하기 위한 캐리어 가스들을 포함하여, 다양한 목적들을 위해 다양한 시간들에 도입되는 다른 가스들이 존재할 수 있다. 처리 가스는 챔버 벽들, 기판, 증착된 막 및/또는 증착 중인 막으로부터 원치 않는 종들을 제거하기 위해 도입될 수 있다. 처리 가스는 플라즈마에서 여기될 수 있고, 그 다음, 챔버 내부의 잔류 함량을 감소시키거나 제거하는 데에 사용될 수 있다. 다른 개시된 실시예들에서, 처리 가스는 플라즈마 없이 사용될 수 있다. 처리 가스가 수증기를 포함할 때, 전달은 질량 유량계(MFM), 질량 유동 제어기(MFC), 주입 밸브를 사용하여, 또는 상업적으로 입수가능한 수증기 생성기들에 의해 달성될 수 있다. 처리 가스는 RPS 유닛을 통하거나 RPS 유닛들을 우회하여 처리 영역(2033)에 도입될 수 있고, 제1 플라즈마 영역에서 더 여기될 수 있다.
도 6b는 면판(2017)을 통한 처리 가스 분배에 영향을 주는 특징부들의 상세도를 도시한다. 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 면판(2017), 냉각 판(2003), 및 가스 유입구 조립체(2005)는 가스 공급 영역(2058)을 한정하도록 교차하며, 프로세스 가스들이 가스 유입구(2005)로부터 가스 공급 영역 내로 전달될 수 있다. 가스들은 가스 공급 영역(2058)을 채울 수 있고, 면판(2017)의 애퍼쳐들(2059)을 통해 제1 플라즈마 영역(2015)으로 유동할 수 있다. 애퍼쳐들(2059)은, 프로세스 가스들이 처리 영역(2033) 내로 유동할 수 있지만, 면판(2017)을 횡단한 후에 가스 공급 영역(2058) 내로의 역류가 부분적으로 또는 완전히 방지될 수 있도록, 유동을 실질적으로 단방향 방식으로 지향시키도록 구성될 수 있다.
처리 챔버 섹션(2000)에서 사용하기 위한 가스 분배 조립체들, 예컨대, 샤워헤드(2025)는 이중 채널 샤워헤드들(DCSH)로서 지칭될 수 있고, 본원에서 도 6a뿐만 아니라 도 7에 설명된 실시예들에서 추가적으로 상세히 설명된다. 이중 채널 샤워헤드는, 처리 영역 내에 전달되기 전에 챔버 구성요소들과의 그리고 서로 간의 제한된 상호작용을 제공하기 위해 처리 영역(2033) 외부에서의 식각제들의 분리를 허용하는 식각 프로세스들을 제공할 수 있다.
샤워헤드(2025)는 상부 판(2014) 및 하부 판(2016)을 포함할 수 있다. 판들은 판들 사이에 체적(2018)을 한정하기 위해 서로 결합될 수 있다. 판들의 결합은 상부 판 및 하부 판을 통한 제1 유체 채널들(2019) 및 하부 판(2016)을 통한 제2 유체 채널들(2021)을 제공하기 위한 것일 수 있다. 형성된 채널들은, 제2 유체 채널들(2021)만을 통해 하부 판(2016)을 통해 체적(2018)으로부터의 유체 접근을 제공하도록 구성될 수 있고, 제1 유체 채널들(2019)은 판들과 제2 유체 채널들(2021) 사이의 체적(2018)으로부터 유체적으로 격리될 수 있다. 체적(2018)은 가스 분배 조립체(2025)의 측부를 통해 유체적으로 접근가능할 수 있다. 도 6a의 예시적인 시스템은 이중 채널 샤워헤드를 포함하지만, 처리 영역(2033) 이전에 유체적으로 격리된 제1 및 제2 전구체들을 유지하는 대안적인 분배 조립체들이 활용될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 다른 구성들이, 감소된 효율로 작동할 수 있거나, 설명된 바와 같은 이중 채널 샤워헤드만큼 균일한 처리를 제공하지 않을 수 있더라도, 천공된 판, 및 판 아래의 튜브들이 활용될 수 있다.
도시된 실시예에서, 샤워헤드(2025)는, RPS 유닛(2001)으로부터 또는 챔버 플라즈마 영역(2015)의 플라즈마에 의한 여기 시에 플라즈마 유출물들을 함유하는 프로세스 가스들을 제1 유체 채널들(2019)을 통해 분배할 수 있다. 실시예들에서, RPS 유닛(2001) 및/또는 챔버 플라즈마 영역(2015) 내로 도입되는 프로세스 가스는 플루오린, 예를 들어, CF4, NF3, 또는 XeF2, 산소, 예를 들어, N2O, 또는 수소 함유 전구체들, 예를 들어, H2 또는 NH3를 함유할 수 있다. 또한, 하나 또는 양쪽 모두의 프로세스 가스들은, 캐리어 가스, 예컨대, 헬륨, 아르곤, 질소(N2) 등을 포함할 수 있다. 플라즈마 유출물들은 프로세스 가스의 이온화된 또는 중성 유도체들을 포함할 수 있고, 또한, 본원에서, 도입된 프로세스 가스의 원자 구성성분을 나타내는 라디칼-플루오린 전구체로 지칭될 수 있다. 예에서, 플루오린 함유 가스, 예컨대, NF3는 RPS 유닛(2001)에서 여기될 수 있고, 영역들(2015 및 2033)에서 플라즈마들의 추가적인 생성 없이 그러한 영역들을 통과할 수 있다. RPS 유닛(2001)으로부터의 플라즈마 유출물들은 샤워헤드(2025)를 통과할 수 있고, 그 다음, 기판(2055)과 반응할 수 있다. 샤워헤드(2025)를 통과한 후에, 플라즈마 유출물들은 라디칼 종들을 포함할 수 있고, 이온 종들 또는 UV 광이 본질적으로 없을 수 있다. 이러한 플라즈마 유출물들은 기판(2055) 상의 막들, 예를 들어, 질화티타늄 및 다른 마스킹 물질과 반응할 수 있다.
처리 챔버 섹션(2000)에서 사용하기 위한 가스 분배 조립체들(2025)은 이중 채널 샤워헤드들(DCSH)로서 지칭되고, 본원에서 도 7에 설명된 실시예들에서 상세히 설명된다. 이중 채널 샤워헤드는 물질의 유동성 증착, 및 작동 동안 전구체 및 처리 유체들의 분리를 허용할 수 있다. 샤워헤드는 대안적으로, 처리 영역 내에 전달되기 전에 챔버 구성요소들과의 그리고 서로 간의 제한된 상호작용을 제공하기 위해 반응 구역의 외부에서의 식각제들의 분리를 허용하는 식각 프로세스들에 활용될 수 있다.
도 7은 개시된 실시예들에 따른 처리 챔버와 사용하기 위한 샤워헤드(3025)의 저면도이다. 샤워헤드(3025)는 도 6a에 도시된 샤워헤드에 대응할 수 있다. 제1 유체 채널들(2019)의 모습을 보여주는 관통 홀들(3065)은 샤워헤드(3025)를 통한 전구체들의 유동을 제어하고 그에 영향을 주기 위해 복수의 형상들 및 구성들을 가질 수 있다. 제2 유체 채널들(2021)의 모습을 보여주는 작은 홀들(3075)은 샤워헤드의 표면 위에, 심지어는 관통 홀들(3065) 사이에도 실질적으로 균일하게 분포될 수 있고, 전구체들이 샤워헤드를 빠져나갈 때 다른 구성들보다 전구체들의 더 균일한 혼합을 제공하는 것을 도울 수 있다.
도 8은 본 기술의 실시예들에 따른 예시적인 처리 시스템(4000)의 개략적인 단면도를 도시한다. 시스템(4000)은 도 1의 시스템(100)의 변형일 수 있다. 시스템(4000)은 또한, 도 6a에 예시된 챔버에 대한 변형들을 포함할 수 있고, 그 도면에 예시된 구성요소들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 시스템(4000)은 처리 챔버(4005) 및 원격 플라즈마 유닛(4010)을 포함할 수 있다. 원격 플라즈마 유닛(4010)은 하나 이상의 구성요소를 갖는 처리 챔버(4005)와 결합될 수 있다. 원격 플라즈마 유닛(4010)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015), 아이솔레이터(4020), 압력 판(4025), 및 유입구 어댑터(4030), 확산기(4035), 또는 혼합 매니폴드(4040) 중 하나 이상과 결합될 수 있다. 혼합 매니폴드(4040)는 처리 챔버(4005)의 최상부와 결합될 수 있고, 처리 챔버(4005)로의 유입구와 결합될 수 있다.
원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)는 제1 단부(4011)에서 원격 플라즈마 유닛(4010)과 결합될 수 있고, 제1 단부(4011) 반대편의 제2 단부(4012)에서 아이솔레이터(4020)와 결합될 수 있다. 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)를 통해 하나 이상의 채널을 한정할 수 있다. 제1 단부(4011)에 채널(4013)로의 개구부 또는 포트가 한정될 수 있다. 채널(4013)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015) 내에서 중앙에 한정될 수 있으며, 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터의 유동의 방향일 수 있는, 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)를 통하는 중심 축에 수직인 방향의 제1 단면 표면적을 특징으로 할 수 있다. 채널(4013)의 직경은 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터의 출구 포트와 동일하거나 공통일 수 있다. 채널(4013)은 제1 단부(4011)로부터 제2 단부(4012)까지의 길이를 특징으로 할 수 있다. 채널(4013)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)의 전체 길이, 또는 제1 단부(4011)로부터 제2 단부(4012)까지의 길이 미만인 길이를 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 채널(4013)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)의 제1 단부(4011)로부터 제2 단부(4012)까지의 길이의 절반 미만까지 연장될 수 있거나, 채널(4013)은 제1 단부(4011)로부터 제2 단부(4012)까지의 길이의 절반까지 연장될 수 있거나, 채널(4013)은 제1 단부(4011)로부터 제2 단부(4012)까지의 길이의 절반을 초과하여 연장될 수 있거나, 채널(4013)은 제1 단부(4011)로부터 제2 단부(4012)까지의 길이의 약 절반까지 연장될 수 있다.
원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)는 또한, 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015) 아래에 한정된 하나 이상의 트렌치(4014)를 한정할 수 있다. 트렌치들(4014)은, o-링 또는 엘라스토머 요소의 착좌를 허용하기 위해, 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015) 내에 한정된 하나 이상의 환형 함몰부일 수 있거나 이를 포함할 수 있으며, 이는 아이솔레이터(4020)와의 결합을 허용할 수 있다.
실시예들에서, 아이솔레이터(4020)는 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)의 제2 단부(4012)와 결합될 수 있다. 아이솔레이터(4020)는 아이솔레이터 채널(4021) 주위의 환형 부재일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 아이솔레이터 채널(4021)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)를 통한 유동의 방향으로 중심 축과 축방향으로 정렬될 수 있다. 아이솔레이터 채널(4021)은 아이솔레이터(4020)를 통한 유동의 방향에 수직인 방향의 제2 단면적을 특징으로 할 수 있다. 제2 단면적은 채널(4013)의 제1 단면적과 같거나, 그보다 더 크거나, 더 작을 수 있다. 실시예들에서, 아이솔레이터 채널(4021)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)를 통한 채널(4013)의 직경보다 더 크거나, 그와 동일하거나, 거의 동일한 직경을 특징으로 할 수 있다.
아이솔레이터(4020)는 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015), 혼합 매니폴드(4040), 또는 임의의 다른 챔버 구성요소와 유사하거나 상이한 물질로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015) 및 혼합 매니폴드(4040)는, 알루미늄의 산화물들, 하나 이상의 표면 상의 처리된 알루미늄, 또는 일부 다른 물질을 포함하는 알루미늄으로 만들어지거나 이를 포함할 수 있는 반면, 아이솔레이터(4020)는 다른 챔버 구성요소들보다 열 전도성이 적은 물질일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 아이솔레이터(4020)는, 원격 플라즈마 유닛(4010)과 챔버(4005) 사이에 열 차단을 제공하도록 구성된, 세라믹, 플라스틱, 또는 다른 단열 구성요소일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 작동 동안, 원격 플라즈마 유닛(4010)은 챔버(4005)에 비해 더 낮은 온도에서 냉각되거나 작동될 수 있고, 한편으로 챔버(4005)는 원격 플라즈마 유닛(4010)에 비해 더 높은 온도에서 가열되거나 작동될 수 있다. 세라믹 또는 단열 아이솔레이터(4020)를 제공하는 것은 구성요소들 사이의 열적, 전기적, 또는 다른 간섭을 방지하거나 제한할 수 있다.
압력 판(4025)이 아이솔레이터(4020)와 결합될 수 있다. 실시예들에서, 압력 판(4025)은 알루미늄 또는 다른 물질일 수 있거나 이를 포함할 수 있고, 실시예들에서, 압력 판(4025)은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015) 또는 혼합 매니폴드(4040)와 유사하거나 상이한 물질로 만들어지거나 이를 포함할 수 있다. 압력 판(4025)은 압력 판(4025)을 통해 중앙 애퍼쳐(4023)를 한정할 수 있다. 중앙 애퍼쳐(4023)는 아이솔레이터 채널(4021)에 근접한 부분으로부터 압력 판(4025)의 반대편 측까지 압력 판(4025)을 통하는 점감된 형상을 특징으로 할 수 있다. 아이솔레이터 채널(4021)에 근접한 중앙 애퍼쳐(4023)의 부분은 아이솔레이터 채널(4021)의 단면적과 동일하거나 유사한 유동의 방향에 수직인 단면적을 특징으로 할 수 있다. 중앙 애퍼쳐(4023)는, 압력 판(4025)의 길이에 걸쳐 약 10% 이상의 점감부의 백분율을 특징으로 할 수 있고, 실시예들에서, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 100% 이상, 약 150% 이상, 약 200% 이상, 약 300% 이상, 또는 그 초과의 점감부의 백분율을 특징으로 할 수 있다. 압력 판(4025)은 또한, 아이솔레이터(4020) 아래에 한정되는 하나 이상의 트렌치(4024)를 한정할 수 있다. 트렌치들(4024)은, o-링 또는 엘라스토머 요소의 착좌를 허용하기 위해, 압력 판(4025) 내에 한정된 하나 이상의 환형 함몰부일 수 있거나 이를 포함할 수 있으며, 이는 아이솔레이터(4020)와의 결합을 허용할 수 있다.
유입구 어댑터(4030)는 제1 단부(4026)에서 압력 판(4025)과 결합될 수 있고, 제1 단부(4026) 반대편의 제2 단부(4027)에서 확산기(4035)와 결합될 수 있다. 유입구 어댑터(4030)는 유입구 어댑터(4030)를 통해 한정되는 중앙 채널(4028)을 한정할 수 있다. 중앙 채널(4028)은 제1 부분(4029a) 및 제2 부분(4029b)을 특징으로 할 수 있다. 제1 부분(4029a)은 유입구 어댑터(4030)를 통해 제1 단부(4026)로부터 제1 길이까지 연장될 수 있고, 중앙 채널(4028)은 제2 부분(4029b)으로 전이될 수 있고, 이는 제2 단부(4027)까지 연장될 수 있다. 제1 부분(4029a)은 제1 단면적 또는 직경을 특징으로 할 수 있고, 제2 부분(4029b)은 제1 단면적 또는 직경보다 작은 제2 단면적 또는 직경을 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 제1 부분(4029a)의 단면적 또는 직경은 제2 부분(4029b)의 단면적 또는 직경의 2배일 수 있고, 실시예들에서, 약 3배까지 또는 그 초과이거나, 약 4배 이상이거나, 약 5배 이상이거나, 약 6배 이상이거나, 약 7배 이상이거나, 약 8배 이상이거나, 약 9배 이상이거나, 약 10배 이상이거나, 더 클 수 있다. 실시예들에서, 중앙 채널(4028)은 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터 전달되는 전구체의 플라즈마 유출물들을 제공하도록 구성될 수 있는데, 플라즈마 유출물들은 원격 플라즈마 유닛 어댑터(4015)의 채널(4013), 아이솔레이터(4020)의 아이솔레이터 채널(4021), 및 압력 판(4025)의 중앙 애퍼쳐(4023)를 통과할 수 있다.
유입구 어댑터(4030)는 또한, 하나 이상의 제2 채널(4031)을 한정할 수 있고, 제2 채널은 제1 부분(4029a) 아래로부터 제2 단부(4027)까지 또는 제2 단부(4027)를 통해 연장될 수 있다. 제2 채널들(4031)은 유입구 어댑터(4030)를 통한 중심 축에 수직인 방향의 제2 단면 표면적을 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 제2 단면 표면적은 제1 부분(4029a)의 단면 표면적보다 작을 수 있고, 제2 부분(4029b)의 단면 표면적 또는 직경보다 클 수 있다. 제2 채널들(4031)은, 제2 단부(4027)에 있는, 유입구 어댑터(4030)로부터의 출구까지 연장될 수 있고, 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터 교번하여 전달되는 전구체, 예컨대, 제1 우회 전구체에 어댑터(4030)로부터의 방출을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 채널(4031)은 유입구 어댑터(4030)의 외부 표면, 예컨대, 측면을 따라 한정되는 제1 포트(4032)로부터 유체적으로 접근가능할 수 있는데, 이는 원격 플라즈마 유닛(4010)을 우회할 수 있다. 제1 포트(4032)는 유입구 어댑터(4030)의 길이를 따라 제1 부분(4029a)에 또는 그 아래에 있을 수 있고, 제2 채널(4031)로의 유체 접근을 제공하도록 구성될 수 있다.
제2 채널(4031)은 유입구 어댑터(4030)를 통해 그리고 제2 단부(4027) 밖으로 전구체를 전달할 수 있다. 제2 채널(4031)은 제1 부분(4029a)과 제2 단부(4027) 사이의 유입구 어댑터(4030)의 영역에 한정될 수 있다. 실시예들에서, 제2 채널(4031)은 중앙 채널(4028)로부터 접근가능하지 않을 수 있다. 제2 채널(4031)은 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터 중앙 채널(4028) 내로 전달되는 플라즈마 유출물들로부터 전구체를 유체적으로 격리된 상태로 유지하도록 구성될 수 있다. 제1 우회 전구체는 제2 단부(4027)를 통해 유입구 어댑터(4030)를 빠져 나올 때까지 플라즈마 유출물들과 접촉하지 않을 수 있다. 제2 채널(4031)은 어댑터(4030)에 한정된 하나 이상의 채널을 포함할 수 있다. 제2 채널(4031)은 어댑터(4030) 내에서 중앙에 위치될 수 있고, 중앙 채널들(4028)과 연관될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 제2 채널(4031)은 중앙 채널(4028) 주위에 동심으로 정렬되고 한정될 수 있다. 실시예들에서, 제2 채널(4031)은 유입구 어댑터(4030)의 길이 또는 수직 단면을 부분적으로 통해 연장되는 환형 또는 원통형 채널일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 채널(4031)은 또한, 중앙 채널(4028) 주위에 방사상으로 연장되는 복수의 채널들일 수 있다.
유입구 어댑터(4030)는 또한, 하나 이상의 제3 채널(4033)을 한정할 수 있고, 제3 채널은 제1 부분(4029a) 아래로부터 제2 단부(4027)까지 또는 제2 단부(4027)를 통해 연장될 수 있으며, 제1 포트(4032)를 이등분하는 평면 아래로부터 연장될 수 있다. 제3 채널들(4033)은 유입구 어댑터(4030)를 통한 중심 축에 수직인 방향의 제3 단면 표면적을 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 제3 단면 표면적은 제1 부분(4029a)의 단면 표면적보다 작을 수 있고, 제2 부분(4029b)의 단면 표면적 또는 직경보다 클 수 있다. 제3 단면 표면적은 또한, 예시되는 바와 같이 제1 부분(4029a)의 단면 표면적 또는 직경과 동일하거나 유사할 수 있다. 예를 들어, 제3 채널(4033)의 외측 직경은 제1 부분(4029a)의 외측 직경과 등가일 수 있거나, 제1 부분(4029a)의 외측 직경보다 작을 수 있다. 제3 채널들(4033)은, 제2 단부(4027)에 있는, 유입구 어댑터(4030)로부터의 출구까지 연장될 수 있고, 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터 교번하여 전달되는 전구체, 예컨대, 제2 우회 전구체에 어댑터(4030)로부터의 방출을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제3 채널(4033)은 유입구 어댑터(4030)의 외부 표면, 예컨대, 측면을 따라 한정되는 제2 포트(4034)로부터 유체적으로 접근가능할 수 있는데, 이는 원격 플라즈마 유닛(4010)을 우회할 수 있다. 제2 포트(4034)는, 제1 포트(4032)와 같이, 유입구 어댑터(4030)의 반대편 측 또는 부분 상에 위치될 수 있다. 제2 포트(4034)는 유입구 어댑터(4030)의 길이를 따라 제1 부분(4029a)에 또는 그 아래에 있을 수 있고, 제3 채널(4033)로의 유체 접근을 제공하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 제2 포트(4034)는 또한, 유입구 어댑터(4030)의 길이를 따라 제1 포트(4032)에 또는 그 아래에 있을 수 있다.
제3 채널(4033)은 유입구 어댑터(4030)를 통해 그리고 제2 단부(4027) 밖으로 제2 우회 전구체를 전달할 수 있다. 제3 채널(4033)은 제1 부분(4029a)과 제2 단부(4027) 사이의 유입구 어댑터(4030)의 영역에 한정될 수 있다. 실시예들에서, 제3 채널(4033)은 중앙 채널(4028)로부터 접근가능하지 않을 수 있다. 제3 채널(4033)은 원격 플라즈마 유닛(4010)으로부터 중앙 채널(4028) 내로 전달되는 플라즈마 유출물들로부터, 그리고 제1 포트(4032)를 통해 제2 채널(4031) 내로 전달되는 제1 우회 전구체로부터 제2 우회 전구체를 유체적으로 격리된 상태로 유지하도록 구성될 수 있다. 제2 우회 전구체는 제2 단부(4027)를 통해 유입구 어댑터(4030)를 빠져 나올 때까지 플라즈마 유출물들 또는 제1 우회 전구체와 접촉하지 않을 수 있다. 제3 채널(4033)은 어댑터(4030)에 한정된 하나 이상의 채널을 포함할 수 있다. 제3 채널(4033)은 어댑터(4030) 내에서 중앙에 위치될 수 있고, 중앙 채널들(4028) 및 제2 채널(4031)과 연관될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 제3 채널(4033)은 중앙 채널(4028) 주위에 동심으로 정렬되고 한정될 수 있으며, 제2 채널(4031) 주위에 동심으로 정렬되고 한정될 수 있다. 실시예들에서, 제3 채널(4033)은 유입구 어댑터(4030)의 길이 또는 수직 단면을 부분적으로 통해 연장되는 제2 환형 또는 원통형 채널일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 채널(4033)은 또한, 중앙 채널(4028) 주위에 방사상으로 연장되는 복수의 채널들일 수 있다.
확산기(4035)는, 유입구 어댑터(4030)를 통해 전달되는 전구체들을 혼합 매니폴드(4040)에 접근할 때까지 유체적으로 격리된 상태로 유지하기 위해, 유입구 어댑터(4030)와 혼합 매니폴드(4040) 사이에 위치될 수 있다. 확산기(4035)는 하나 이상의 채널, 예컨대, 확산기(4035)를 통해 한정되는 원통형 또는 환형 채널을 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 확산기(4035)는 제1 채널(4036) 또는 중앙 채널, 제2 채널(4037), 및 제3 채널(4038)을 한정할 수 있다. 채널들은, 유입구 어댑터(4030)의 중앙 채널(4028)의 제2 부분(4029b), 제2 채널(4031), 및 제3 채널(4033)과 유사한 치수들 또는 직경들을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 각각의 채널은 유입구 어댑터 채널들을 혼합 매니폴드(4040)까지 연장시킬 수 있다. 제2 채널(4037) 및 제3 채널(4038)은 각각, 제1 채널(4036) 주위에 한정되는 환형 채널들일 수 있고, 실시예들에서, 제1 채널(4036), 제2 채널(4037), 및 제3 채널(4038)은 동심으로 정렬되고 확산기(4035)를 통해 한정될 수 있다.
확산기(4035)는 확산기(4035) 주위에 하나 이상의 트렌치(4039)를 추가적으로 한정할 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 확산기(4035)는, 유입구 어댑터(4030)와 확산기(4035) 사이의 o-링들 또는 엘라스토머 부재들의 착좌를 허용할 수 있는, 제1 트렌치(4039a), 제2 트렌치(4039b), 및 제3 트렌치(4039c)를 한정할 수 있다. 실시예들에서, 트렌치들(4039) 각각은, 확산기(4035)를 통해 한정되는 채널들 중 하나 이상에 대해 방사상으로 외부에 안착하는 환형 트렌치일 수 있다. 제1 트렌치(4039a)는 제1 채널(4036)의 방사상으로 외측에 위치될 수 있고, 제1 채널(4036)과 제2 채널(4037) 사이에 위치될 수 있다. 제2 트렌치(4039b)는 제2 채널(4037)의 방사상으로 외측에 위치될 수 있고, 제2 채널(4037)과 제3 채널(4038) 사이에 위치될 수 있다. 제3 트렌치(4039c)는 제3 채널(4038)의 방사상으로 외측에 위치될 수 있다. 각각의 트렌치(4039)의 직경은, 트렌치가 연관될 수 있고 트렌치가 방사상으로 외부에 위치될 수 있는 채널보다 클 수 있다. 트렌치들은, 전구체들이 구성요소들 사이에서 유체적으로 격리된 상태로 유지되고 채널들 사이의 누설이 발생하지 않는 것을 보장하기 위해, 유입구 어댑터(4030)와 확산기(4035) 사이의 개선된 밀봉을 가능하게 할 수 있다.
혼합 매니폴드(4040)는 제1 단부(4041)에서 확산기(4035)와 결합될 수 있고, 제2 단부(4042)에서 챔버(4005)와 결합될 수 있다. 혼합 매니폴드(4040)는 제1 단부(4041)에 유입구(4043)를 한정할 수 있다. 유입구(4043)는 확산기(4035)로부터의 유체 접근을 제공할 수 있고, 유입구(4043)는 확산기(4035)를 통하는 제3 채널(4038)의 직경과 동일하거나 거의 동일한 직경을 특징으로 할 수 있다. 유입구(4043)는 혼합 매니폴드(4040)를 통하는 채널(4044)의 부분을 한정할 수 있고, 채널(4044)은 채널(4044)의 프로파일을 한정하는 하나 이상의 섹션으로 구성될 수 있다. 유입구(4043)는 혼합 매니폴드(4040)의 채널(4044)을 통하는 유동의 방향으로 제1 섹션일 수 있다. 유입구(4043)는 혼합 매니폴드(4040)의 유동의 방향의 길이의 절반 미만일 수 있는 길이를 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 유입구(4043)의 길이는 또한, 혼합 매니폴드(4040)의 길이의 1/3보다 작을 수 있고, 혼합 매니폴드(4040)의 길이의 1/4보다 작을 수 있다. 유입구(4043)는 확산기(4035)로부터 각각의 전구체를 수용할 수 있고, 전구체들의 혼합을 허용할 수 있는데, 전구체들은 혼합 매니폴드(4040)에 전달될 때까지 유체적으로 격리된 상태로 유지되었을 수 있다.
유입구(4043)는 채널(4044)의 제2 섹션까지 연장될 수 있고, 제2 섹션은 점감된 섹션(4045)일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 점감된 섹션(4045)은 유입구(4043)의 직경과 동일하거나 유사한 제1 직경으로부터, 제1 직경보다 작은 제2 직경까지 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 직경은 제1 직경의 약 절반 또는 절반 미만일 수 있다. 점감된 섹션(4045)은, 실시예들에서, 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 100% 이상, 약 150% 이상, 약 200% 이상, 약 300% 이상, 또는 그 초과의 점감부의 백분율을 특징으로 할 수 있다.
점감된 섹션(4045)은 채널(4044)의 제3 영역으로 전이될 수 있고, 제3 영역은 플레어형 섹션(4046)일 수 있다. 플레어형 섹션(4046)은 점감된 섹션(4045)으로부터, 제2 단부(4042)에 있는 혼합 매니폴드(4040)의 배출구까지 연장될 수 있다. 플레어형 섹션(4046)은 점감된 섹션(4045)의 제2 직경과 동일한 제1 직경으로부터, 제1 직경보다 큰 제2 직경까지 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 직경은 제1 직경의 약 2배 또는 그 초과일 수 있다. 플레어형 섹션(4046)은, 실시예들에서, 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 100% 이상, 약 150% 이상, 약 200% 이상, 약 300% 이상, 또는 그 초과의 플레어부의 백분율을 특징으로 할 수 있다.
플레어형 섹션(4046)은, 혼합 매니폴드(4040)를 통해 전달되는 전구체들에, 제2 단부(4042)를 통해 배출구(4047)를 통한 방출을 제공할 수 있다. 혼합 매니폴드(4040)를 통하는 채널(4044)의 섹션들은, 혼합된 전구체들을 챔버(4005) 내에 제공하기 이전에, 혼합 매니폴드에 전달되는 전구체들의 적절한 또는 완전한 혼합을 제공하도록 구성될 수 있다. 종래 기술과 달리, 챔버에 전달되기 이전에 식각제 또는 전구체 혼합을 수행하는 것에 의해, 본 시스템들은, 챔버 및 기판 주위에 분배되기 이전에 균일한 특성들을 갖는 식각제를 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 기술로 수행되는 프로세스들은 기판 표면에 걸쳐 더 균일한 결과들을 가질 수 있다.
처리 챔버(4005)는 적층식 배열의 다수의 구성요소들을 포함할 수 있다. 챔버 적층체는 가스박스(4050), 차단기 판(4060), 면판(4070), 이온 억제 요소(4080), 및 덮개 스페이서(4090)를 포함할 수 있다. 구성요소들은, 처리를 위해 기판으로의 식각제들 또는 다른 전구체들의 균일한 전달을 제공하기 위해 챔버를 통해 전구체 또는 전구체들의 세트를 분배하는 데에 활용될 수 있다. 실시예들에서, 이러한 구성요소들은 챔버(4005)의 외부를 각각 적어도 부분적으로 한정하는 적층된 판들일 수 있다.
가스박스(4050)는 챔버 유입구(4052)를 한정할 수 있다. 전구체들을 챔버(4005) 내에 전달하기 위한 중앙 채널(4054)이 가스박스(4050)를 통해 한정될 수 있다. 유입구(4052)는 혼합 매니폴드(4040)의 배출구(4047)와 정렬될 수 있다. 실시예들에서, 유입구(4052) 및/또는 중앙 채널(4054)은 유사한 직경을 특징으로 할 수 있다. 중앙 채널(4054)은 가스박스(4050)를 통해 연장될 수 있고, 가스박스(4050)에 의해 위로부터 한정되는 체적(4057) 내에 하나 이상의 전구체를 전달하도록 구성될 수 있다. 가스박스(4050)는 가스박스(4050)의 제1 표면(4053), 예컨대, 최상부 표면, 및 제1 표면(4053) 반대편의 제2 표면(4055), 예컨대, 바닥 표면을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 최상부 표면(4053)은 평면 또는 실질적으로 평면인 표면일 수 있다. 가열기(4048)가 최상부 표면(4053)과 결합될 수 있다.
실시예들에서, 가열기(4048)는 챔버(4005)를 가열하도록 구성될 수 있고, 각각의 덮개 적층 구성요소를 전도성으로 가열할 수 있다. 가열기(4048)는 유체 가열기, 전기 가열기, 마이크로파 가열기, 또는 전도성으로 열을 챔버(4005)에 전달하도록 구성된 다른 디바이스를 포함하는 임의의 종류의 가열기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열기(4048)는 가스박스(4050)의 제1 표면(4053) 주위에 환형 패턴으로 형성된 전기 가열기이거나 이를 포함할 수 있다. 가열기는 가스박스(4050)에 걸쳐서 그리고 혼합 매니폴드(4040) 주위에 한정될 수 있다. 가열기는 판 가열기 또는 저항성 요소 가열기일 수 있고, 이는 약 2,000 W까지의, 약 2,000 W의, 또는 약 2,000 W를 초과하는 열을 제공하도록 구성될 수 있으며, 약 2,500 W 이상, 약 3,000 W 이상, 약 3,500 W 이상, 약 4,000 W 이상, 약 4,500 W 이상, 약 5,000 W 이상, 또는 그 초과를 제공하도록 구성될 수 있다.
실시예들에서, 가열기(4048)는 약 50 ℃까지의, 약 50 ℃의, 또는 약 50 ℃를 초과하는 가변 챔버 구성요소 온도를 생성하도록 구성될 수 있고, 약 75 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 약 150 ℃ 이상, 약 200 ℃ 이상, 약 250 ℃ 이상, 약 300 ℃ 이상, 또는 그 초과의 챔버 구성요소 온도를 생성하도록 구성될 수 있다. 가열기(4048)는, 처리 작동들, 예컨대, 어닐링을 용이하게 하기 위해 개별 구성요소들, 예컨대, 이온 억제 요소(4080)를 이러한 온도들 중 임의의 온도까지 상승시키도록 구성될 수 있다. 일부 처리 작동들에서, 기판은 어닐링 작동을 위해 이온 억제 요소(4080)를 향해 상승될 수 있고, 가열기(4048)는 가열기의 온도를 위에서 언급된 임의의 특정 온도까지, 또는 언급된 온도들 내의 또는 언급된 온도들 중 임의의 온도 사이의 임의의 범위의 온도들 내에서 전도성으로 상승시키도록 조정될 수 있다.
가스박스(4050)의 제2 표면(4055)은 차단기 판(4060)과 결합될 수 있다. 차단기 판(4060)은 가스박스(4050)의 직경과 동일하거나 유사한 직경을 특징으로 할 수 있다. 차단기 판(4060)은 차단기 판(4060)을 통하는 복수의 애퍼쳐들(4063)을 한정할 수 있고, 이러한 애퍼쳐들의 샘플만이 예시되었으며, 이러한 애퍼쳐들은 체적(4057)으로부터 전구체들, 예컨대, 식각제들의 분배를 허용할 수 있고, 기판으로의 균일한 전달을 위해 챔버(4005)를 통해 전구체들을 분배하는 것을 시작할 수 있다. 몇몇 애퍼쳐들(4063)만 예시되지만, 차단기 판(4060)은 구조를 통해 한정된 임의의 개수의 애퍼쳐들(4063)을 가질 수 있다는 점을 이해해야 한다. 차단기 판(4060)은 차단기 판(4060)의 외부 직경에 있는 상승된 환형 섹션(4065) 및 차단기 판(4060)의 외부 직경에 있는 하강된 환형 섹션(4066)을 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 상승된 환형 섹션(4065)은 차단기 판(4060)에 대한 구조적 강성을 제공할 수 있고, 체적(4057)의 측들 또는 외부 직경을 한정할 수 있다. 차단기 판(4060)은 또한, 체적(4057)의 바닥을 아래로부터 한정할 수 있다. 체적(4057)은, 차단기 판(4060)의 애퍼쳐들(4063)을 통과하기 전에 가스박스(4050)의 중앙 채널(4054)로부터 전구체들의 분배를 허용할 수 있다. 실시예들에서, 하강된 환형 섹션(4066)은 또한, 차단기 판(4060)에 대한 구조적 강성을 제공할 수 있고, 제2 체적(4058)의 측들 또는 외부 직경을 한정할 수 있다. 차단기 판(4060)은 또한, 체적(4058)의 최상부를 위로부터 한정할 수 있고, 한편으로 체적(4058)의 바닥은 면판(4070)에 의해 아래로부터 한정될 수 있다.
면판(4070)은 제1 표면(4072) 및 제1 표면(4072) 반대편의 제2 표면(4074)을 포함할 수 있다. 면판(4070)은, 차단기 판(4060)의 하강된 환형 섹션(4066)과 맞물릴 수 있는 제1 표면(4072)에서 차단기 판(4060)과 결합될 수 있다. 면판(4070)은, 면판(4070) 내에 또는 면판(4070)에 의해 적어도 부분적으로 한정되는 제3 체적(4075)까지 연장되는 레지(4073)를 제2 표면(4074)의 내부에 한정할 수 있다. 예를 들어, 면판(4070)은 제3 체적(4075)의 측들 또는 외부 직경뿐만 아니라 체적(4075)의 최상부를 위로부터 한정할 수 있고, 한편으로 이온 억제 요소(4080)는 제3 체적(4075)을 아래로부터 한정할 수 있다. 면판(4070)은, 도 8에 예시되지는 않았지만, 챔버(2000)와 함께 이전에 설명된 바와 같이, 면판을 통하는 복수의 채널들을 한정할 수 있다.
이온 억제 요소(4080)는 면판(4070)의 제2 표면(4074)에 근접하여 위치될 수 있고, 제2 표면(4074)에서 면판(4070)과 결합될 수 있다. 이온 억제 요소(4080)는 위에서 설명된 이온 억제기(2023)와 유사할 수 있고, 기판을 수납하는 챔버(4005)의 처리 영역 내로의 이온 이동을 감소시키도록 구성될 수 있다. 이온 억제 요소(4080)는, 도 8에는 예시되지 않았지만, 도 6a에 예시된 바와 같이 구조를 통하는 복수의 애퍼쳐들을 한정할 수 있다. 실시예들에서, 가스박스(4050), 차단기 판(4060), 면판(4070), 및 이온 억제 요소(4080)는 함께 결합될 수 있고, 실시예들에서, 함께 직접 결합될 수 있다. 구성요소들을 직접 결합시키는 것에 의해, 가열기(4048)에 의해 생성되는 열은 구성요소들을 통해 전도될 수 있어서, 구성요소들 사이의 변화가 더 적은 상태로 유지될 수 있는 특정 챔버 온도를 유지한다. 이온 억제 요소(4080)는 또한, 처리 동안 기판이 유지되는 플라즈마 처리 영역을 함께 적어도 부분적으로 한정할 수 있는 덮개 스페이서(4090)와 접촉할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 기술의 실시예들에 따른 유입구 어댑터(5000)의 부분 저면도가 예시된다. 실시예들에서, 유입구 어댑터(5000)는 유입구 어댑터(4030)와 유사할 수 있다. 예시된 바와 같이, 유입구 어댑터는 유입구 어댑터(5000)의 중심 축 주위에 동심으로 정렬되는 3개의 채널들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 유입구 어댑터(5000)는 예시된 것보다 더 많거나 더 적은 채널들을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 유입구 어댑터(5000)는 이전에 논의된 바와 같이 원격 플라즈마 유닛으로부터 유체적으로 접근가능할 수 있는 중앙 채널(5005)을 포함할 수 있다. 중앙 채널(5005)은 유입구 어댑터(5000)를 완전히 통하여 연장될 수 있다. 제2 채널(5010)은 중앙 채널(5005) 주위에 연장될 수 있고, 중앙 채널(5005)을 통하는 전구체의 플라즈마 유출물들에 대안적으로 또는 추가적으로 전달되는 제1 우회 전구체에 유체 접근을 제공할 수 있다. 제2 채널(5010)은 유입구 어댑터(5000)의 외부를 따라 한정된 제1 포트(5012)로부터 접근될 수 있다. 제2 채널(5010)은 중앙 채널(5005)과 동심으로 정렬될 수 있고, 제1 우회 전구체를, 중앙 채널(5005)을 통해 유동하는 플라즈마 유출물들 또는 상이한 전구체로부터 유체적으로 격리된 상태로 유지할 수 있다.
제3 채널(5015)은 중앙 채널(5005) 및 제2 채널(5010) 주위에 연장될 수 있고, 중앙 채널(5005)을 통하는 전구체의 플라즈마 유출물들 및 제2 채널(5010)을 통하는 제1 우회 전구체에 대안적으로 또는 추가적으로 전달되는 제2 우회 전구체에 유체 접근을 제공할 수 있다. 제3 채널(5015)은 유입구 어댑터(5000)의 외부를 따라 한정된 제2 포트(5017)로부터 접근될 수 있으며, 제2 포트는, 유입구 어댑터(5000)의, 제1 포트(5012) 반대편 측 상에 위치될 수 있다. 제2 포트(5017)뿐만 아니라 제3 채널(5015)도, 제1 포트(5012)를 통하는 수평면 아래에 위치될 수 있다. 제3 채널(5015)은 중앙 채널(5005)과 동심으로 정렬될 수 있고, 제2 우회 전구체를, 중앙 채널(5005)을 통해 유동하는 플라즈마 유출물들 또는 상이한 전구체로부터, 그리고 제2 채널(5010)을 통해 전달되는 제1 우회 전구체로부터 유체적으로 격리된 상태로 유지할 수 있다.
실시예들에서, 제2 채널(5010) 및 제3 채널(5015) 둘 모두는 유입구 어댑터(5000)의 길이를 적어도 부분적으로 통해 한정되는 환형 채널일 수 있다. 채널들은 또한, 중앙 채널(5005) 주위에 방사상으로 한정되는 복수의 채널들일 수 있다. 전구체들에 3개의 분리된 경로들을 제공하는 것에 의해, 상이한 체적들 및/또는 유량들의 전구체들이 활용될 수 있어 전구체 전달 및 식각제 생성에 대해 더 큰 제어를 제공한다. 각각의 전구체는 하나 이상의 캐리어 가스와 함께 전달될 수 있고, 만들어진 식각제는 유입구 어댑터(5000)와 유체적으로 결합된 처리 챔버 내로 전달되기 이전에 미세하게 조정될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 상기 설명은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시되었다. 본 발명을 설명된 정확한 형태로 제한하거나 포괄적이도록 의도되지 않으며, 상기 교시에 비추어 많은 수정들 및 변경들이 가능하다.
앞의 설명에서, 설명의 목적들을 위해, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 다수의 세부사항들이 열거되었다. 그러나, 특정 실시예들은 이러한 세부사항들 중 일부가 없이, 또는 추가적인 세부사항들과 함께 실시될 수 있다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
여러 실시예들을 설명하였지만, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들, 대안적인 구성들, 및 등가물들이 사용될 수 있음을 관련 기술분야의 통상의 기술자들이 인식할 것이다. 추가적으로, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해, 다수의 잘 알려진 프로세스들 및 요소들은 설명되지 않았다. 추가적으로, 임의의 특정 실시예의 세부사항들은, 그 실시예의 변경들에 항상 존재하는 것은 아닐 수 있거나 다른 실시예들에 추가될 수 있다.
값들의 범위가 제공되는 경우, 맥락이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 그 범위의 상한과 하한 사이에서 하한의 단위의 10분의 1까지, 각각의 중간 값이 또한 구체적으로 개시된다는 점을 이해해야 한다. 언급된 범위의 임의의 언급된 값 또는 중간 값과, 그 언급된 범위의 임의의 다른 언급된 값 또는 중간 값 사이의 각각의 더 작은 범위가 포함된다. 이러한 더 작은 범위들의 상한 및 하한은 그 범위에 독립적으로 포함되거나 제외될 수 있고, 더 작은 범위들에 그 한계치들 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두가 포함되는, 또는 양쪽 모두가 포함되지 않는 각각의 범위는 또한, 언급된 범위의 임의의 구체적으로 제외된 한계치를 조건으로 하여 본 발명 내에 포함된다. 언급된 범위가 한계치들 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 포함하는 경우, 그러한 포함된 한계치들 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 제외한 범위들이 또한 포함된다.
본원 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는, 맥락이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "방법"에 대한 언급은 복수의 그러한 방법들을 포함하고, "층"에 대한 언급은, 하나 이상의 층 및 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 그의 등가물들에 대한 언급을 포함하는 것 등이다. 이제 본 발명은 명확성 및 이해의 목적들을 위해 상세히 설명되었다. 그러나, 특정 변화들 및 수정들이, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본원에 인용된 모든 공보들, 특허들, 및 특허 출원들은 이로써 그 전체가 모든 목적들을 위해 참조로 본원에 포함된다. 어떤 것도 선행 기술로 인정되지 않는다.

Claims (20)

  1. 식각 방법으로서,
    제1 혼합물을 형성하기 위해 플라즈마 유출물들을 챔버의 제1 섹션의 가스와 혼합하는 단계 ― 상기 제1 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함함 ―;
    상기 제1 혼합물을 상기 챔버의 제2 섹션의 기판으로 유동시키는 단계 ― 상기 제2 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함하고, 상기 제1 혼합물은 상기 제1 섹션으로부터 상기 제2 섹션으로 상기 챔버 내의 경로에서 유동하며, 상기 경로는 상기 챔버의 니켈 도금된 부분들에 의해 한정됨 ―;
    제2 층에 대해 선택적으로 제1 층을 식각하기 위해 상기 제1 혼합물을 상기 기판과 반응시키는 단계; 및
    상기 제1 혼합물과 상기 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계
    를 포함하는 식각 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층은 열 산화규소 층이고,
    상기 제2 층은 규소 층이고,
    상기 제1 혼합물을 상기 기판과 반응시키는 단계는, 상기 제1 층의 1 옹스트롬 미만 및 상기 제2 층의 50 옹스트롬 초과를 식각하는 것을 포함하는, 식각 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 제2 섹션은 10 Torr 이하의 압력에 있는, 식각 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 유출물들은, 암모니아 및 플루오린 함유 가스를 플라즈마를 통해 유동시키는 것으로부터의 유출물들을 포함하는, 식각 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플루오린 함유 가스는 NF3 또는 HF를 포함하는, 식각 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 유출물들은 암모니아, NF3, 아르곤, H2, 헬륨, 및 HF를 플라즈마를 통해 유동시키는 것으로부터의 유출물들을 포함하는, 식각 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    니켈 도금된 물질을 포함하지 않는, 상기 챔버의 제3 섹션을 통해 상기 플라즈마 유출물들을 유동시키는 단계를 더 포함하는, 식각 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 챔버를 빠져나가기 위해 상기 제2 혼합물을 상기 챔버의 제3 섹션을 통해 유동시키는 단계 ― 상기 챔버의 상기 제3 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함함 ― 를 더 포함하는, 식각 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 유출물들을 형성하기 위해 플라즈마를 통해 수소 함유 가스 및 플루오린 함유 가스를 유동시키는 단계;
    플루오린 원자들 또는 수소 원자들을 상기 니켈 도금된 물질 상에 흡착시키는 단계를 더 포함하는, 식각 방법.
  10. 식각 방법으로서,
    플라즈마 유출물들을 형성하기 위해, 암모니아 및 플루오린 함유 가스를 포함하는 제1 가스를 플라즈마를 통해 유동시키는 단계;
    챔버의 제1 섹션을 통해 상기 플라즈마 유출물들을 유동시키는 단계;
    제1 혼합물을 형성하기 위해, 암모니아를 포함하는 제2 가스를 상기 챔버의 제2 섹션의 상기 플라즈마 유출물들과 혼합하는 단계;
    상기 제1 혼합물을 상기 챔버의 제3 섹션의 기판으로 유동시키는 단계;
    규소 층에 대해 선택적으로 산화규소 층을 식각하기 위해 상기 제1 혼합물을 상기 기판과 반응시키는 단계;
    상기 제1 혼합물과 상기 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계; 및
    상기 챔버를 빠져나가기 위해 상기 제2 혼합물을 상기 챔버의 제4 섹션을 통해 유동시키는 단계를 포함하고,
    상기 챔버의 상기 제1 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함하지 않고,
    상기 챔버의 상기 제2 섹션, 상기 제3 섹션, 및 상기 제4 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함하고,
    상기 챔버의 상기 제3 섹션은 10 Torr 이하의 압력에 있고,
    상기 제1 혼합물을 상기 기판과 반응시키는 단계는, 상기 규소 층의 1 옹스트롬 미만 및 상기 산화규소 층의 50 옹스트롬 초과를 식각하는 것을 포함하는, 식각 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 혼합물은 상기 챔버의 경로에서 상기 제2 섹션으로부터 상기 제4 섹션으로 유동하고,
    상기 경로는 상기 챔버의 니켈 도금된 부분들에 의해 한정되는, 식각 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 니켈 도금된 물질은 무전해 니켈 도금된 물질을 포함하는, 식각 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 니켈 도금된 물질은 무전해 니켈 도금된 물질을 포함하는, 식각 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 생성물들은 산화규소를 식각하는 것으로부터의 식각 부산물들을 포함하는, 식각 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제3 섹션은 펌프 포트에 의해 적어도 부분적으로 한정되는, 식각 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 유출물들을 상기 가스와 혼합하는 단계 이전에, 니켈 도금된 물질을 포함하지 않는 상기 챔버의 제3 섹션을 통해 플라즈마 유출물들을 유동시키는 단계를 더 포함하는 식각 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 섹션은 세라믹 물질을 포함하는, 식각 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 니켈 도금된 물질은 붕소를 갖는 니켈 또는 인을 갖는 니켈을 포함하는, 식각 방법.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 제2 층에 대한 상기 제1 층의 식각의 선택도는 100 초과인, 식각 방법.
  20. 식각 방법으로서,
    제1 혼합물을 형성하기 위해 플라즈마 유출물들을 챔버의 제1 섹션의 가스와 혼합하는 단계 ― 상기 제1 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함하고, 상기 플라즈마 유출물들은 암모니아, NF3, 아르곤, H2, 헬륨, 및 HF를 플라즈마를 통해 유동시키는 것으로부터의 유출물들을 포함함 ―;
    상기 제1 혼합물을 상기 챔버의 제2 섹션의 기판으로 유동시키는 단계 ― 상기 제2 섹션은 니켈 도금된 물질을 포함함 ―;
    제2 층에 대해 선택적으로 제1 층을 식각하기 위해 상기 제1 혼합물을 상기 기판과 반응시키는 단계; 및
    상기 제1 혼합물과 상기 기판의 반응으로부터의 생성물들을 포함하는 제2 혼합물을 형성하는 단계
    를 포함하는 식각 방법.
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