KR102694258B1 - Method of fabricating amorphous silicon layer - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 관점에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법은, 공정 챔버 내 기판 상에 전처리 가스를 공급하고, 제 1 플라즈마를 이용하여 상기 전처리 가스를 활성화하여 상기 기판을 전처리하는 단계와, 상기 기판 상에 실리콘 및 수소를 포함하는 공정 가스를 공급하고, 제 2 플라즈마를 이용하여 상기 공정 가스를 분해하여 상기 기판 상에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 플라즈마는 제 1 RF 전력을 상기 공정 챔버 내에 인가하여 형성하고, 상기 제 2 플라즈마는 제 2 RF 전력을 펄스파(pulsed wave)로 상기 공정 챔버 내에 인가하여 형성할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a method for forming an amorphous silicon film includes the steps of: supplying a pretreatment gas onto a substrate in a process chamber, activating the pretreatment gas using a first plasma to pretreat the substrate, and supplying a process gas containing silicon and hydrogen onto the substrate, and decomposing the process gas using a second plasma to form an amorphous silicon film on the substrate. The first plasma may be formed by applying a first RF power into the process chamber, and the second plasma may be formed by applying a second RF power as a pulsed wave into the process chamber.
Description
본 발명은 반도체 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비정질 실리콘막의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing method, and more specifically, to a method for forming an amorphous silicon film.
반도체 제조 공정에서 플라즈마(plasma)를 이용한 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)법, 예컨대 플라즈마 강화 화학기상증착(plasma enhanced CVD, PECVD)법을 활용하여 비정질 실리콘막을 형성하고 있다. 이러한 비정질 실리콘막의 막질, 예컨대 건식 식각률(dry etching rate, DER)은 증착 시 공정 조건이나 또는 기판 상의 하부막의 막질에 따라서 변동될 수 있다.In the semiconductor manufacturing process, amorphous silicon films are formed using chemical vapor deposition (CVD) using plasma, such as plasma enhanced CVD (PECVD). The film quality of such amorphous silicon films, such as dry etching rate (DER), may vary depending on the process conditions during deposition or the film quality of the underlying film on the substrate.
이에 따라, 기판 상의 하부막의 막질에 따른 비정질 실리콘막의 증착 품질을 개선하기 위한 처리나 증착 시 공정 조건을 변경하는 연구가 진행되고 있다. 종래, 비정질 실리콘막의 품질을 개선하기 위하여, 증착 시 공정 조건 중 증착 온도를 높이는 방법을 선택해왔다. 하지만, 반도체 소자의 집적도가 높아지면서 요구되는 공정 온도가 낮아져, 증착 온도를 통한 공정 조건 제어가 점점 어려워지고 있다. 이에 따라, 낮은 증착 온도에서 증착이 필요한 경우 비정질 실리콘막의 표면 조도가 불량하여 후속 공정의 안정화가 어려운 문제점이 발생하고 있다. Accordingly, research is being conducted to change the process conditions during deposition or treatment to improve the deposition quality of the amorphous silicon film according to the film quality of the lower film on the substrate. In the past, in order to improve the quality of the amorphous silicon film, a method of increasing the deposition temperature among the process conditions during deposition was selected. However, as the integration of semiconductor devices increases, the required process temperature decreases, and it is becoming increasingly difficult to control the process conditions through the deposition temperature. Accordingly, when deposition is required at a low deposition temperature, there is a problem that the surface roughness of the amorphous silicon film is poor, making it difficult to stabilize the subsequent process.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 증착 온도를 높이지 않으면서 비정질 실리콘막의 품질을 향상시키기 위한 비정질 실리콘막의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the above-mentioned problems, and aims to provide a method for forming an amorphous silicon film to improve the quality of the amorphous silicon film without increasing the deposition temperature. However, this task is exemplary and the scope of the present invention is not limited thereby.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법은, 공정 챔버 내 기판 상에 전처리 가스를 공급하고, 제 1 플라즈마를 이용하여 상기 전처리 가스를 활성화하여 상기 기판을 전처리하는 단계와, 상기 기판 상에 실리콘 및 수소를 포함하는 공정 가스를 공급하고, 제 2 플라즈마를 이용하여 상기 공정 가스를 분해하여 상기 기판 상에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 플라즈마는 제 1 RF 전력을 상기 공정 챔버 내에 인가하여 형성하고, 상기 제 2 플라즈마는 제 2 RF 전력을 펄스파(pulsed wave)로 상기 공정 챔버 내에 인가하여 형성할 수 있다.According to one aspect of the present invention for solving the above-described problem, a method for forming an amorphous silicon film includes the steps of: supplying a preprocessing gas onto a substrate in a process chamber, activating the preprocessing gas using a first plasma to preprocess the substrate, and supplying a process gas containing silicon and hydrogen onto the substrate, and decomposing the process gas using a second plasma to form an amorphous silicon film on the substrate. The first plasma may be formed by applying a first RF power into the process chamber, and the second plasma may be formed by applying a second RF power as a pulsed wave into the process chamber.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 2 RF 전력은 그 듀티비가 50% 이하(0 제외) 범위의 펄스파일 수 있다.In the above method for forming an amorphous silicon film, the second RF power may be a pulse wave having a duty ratio of 50% or less (excluding 0).
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 2 RF 전력은 그 듀티비가 10% 이상 50% 이하 범위의 펄스파일 수 있다.In the above method for forming an amorphous silicon film, the second RF power may be a pulse wave having a duty ratio in a range of 10% to 50%.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 1 RF 전력은 연속파(continuous wave) 또는 펄스파(pulsed wave)로 인가될 수 있다.In the method for forming the above amorphous silicon film, the first RF power can be applied as a continuous wave or a pulsed wave.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 1 RF 전력 및 상기 제 2 RF 전력은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 고주파 전력을 포함하고, 상기 제 2 플라즈마는 상기 제 2 RF 전력을 펄스파로 인가하면서 제 3 RF 전력을 연속파로 상기 공정 챔버에 인가하여 형성되고, 상기 제 3 RF 전력은 300 KHz 내지 400 KHz의 주파수 범위의 저주파 전력을 포함할 수 있다.In the method for forming the amorphous silicon film, the first RF power and the second RF power include high-frequency power in a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz, the second plasma is formed by applying the second RF power as a pulse wave and the third RF power as a continuous wave to the process chamber, and the third RF power may include low-frequency power in a frequency range of 300 KHz to 400 KHz.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 전처리 가스는 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 및 이들의 혼합 가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In the above method for forming an amorphous silicon film, the pretreatment gas may include any one selected from ammonia (NH 3 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, and a mixed gas thereof.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 공정 가스는 실란(silane) 계열의 가스를 포함할 수 있다.In the above method for forming an amorphous silicon film, the process gas may include a silane series gas.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법은, 상기 비정질 실리콘막을 형성하는 단계 이후에, 상기 공정 챔버 내에 후처리 가스를 공급하고, 제 3 플라즈마를 이용하여 상기 후처리 가스를 활성화시켜 상기 비정질 실리콘막을 후처리하는 단계를 포함할 수 있다.The method for forming the amorphous silicon film may include, after the step of forming the amorphous silicon film, a step of supplying a post-processing gas into the process chamber and activating the post-processing gas using a third plasma to post-process the amorphous silicon film.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 3 플라즈마는 제 4 RF 전력을 연속파(continuous wave)로 상기 공정 챔버에 인가하여 형성될 수 있다.In the method for forming the above amorphous silicon film, the third plasma can be formed by applying fourth RF power to the process chamber as a continuous wave.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 4 RF 전력은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 고주파 전력을 포함할 수 있다.In the method for forming the above amorphous silicon film, the fourth RF power may include high-frequency power in a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 후처리 가스는 헬륨(He)가스, 아르곤(Ar)가스, 수소(H2)가스, 질소(N2)가스, 아산화질소(N2O)가스 및 이들의 혼합가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In the above method for forming an amorphous silicon film, the post-processing gas may include any one selected from helium (He) gas, argon (Ar) gas, hydrogen (H 2 ) gas, nitrogen (N 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, and a mixed gas thereof.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 증착 시 공정 온도를 상승시키지 않고 펄스파를 인가함으로써 비정질 실리콘막의 품질을 향상할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention as described above, the quality of an amorphous silicon film can be improved by applying a pulse wave without increasing the process temperature during deposition. Of course, the scope of the present invention is not limited by such effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막의 형성에 이용되는 기판처리장치의 일 예를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막의 형성에 이용되는 기판처리장치의 다른 예를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막의 형성에 이용되는 RF 전력의 듀티비에 따른 펄스파를 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막과 비교예에 따른 비정질 실리콘막의 품질을 비교하는 그래프이다.Figure 1 is a flowchart showing a method for forming an amorphous silicon film according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a method for forming an amorphous silicon film according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a substrate processing device used for forming an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a substrate processing device used for forming an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a pulse wave according to the duty ratio of RF power used in forming an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a graph comparing the quality of an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention and an amorphous silicon film according to a comparative example.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments can be modified in various different forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided to more faithfully and completely convey the idea of the present invention to those skilled in the art. In addition, the thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of explanation.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 상기 다른 구성요소 "상에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. Throughout the specification, when it is referred to that an element, such as a film, region or substrate, is positioned “on” another element, it is interpreted that the element is either in direct contact “on” the other element, or there may be other elements intervening therebetween. Conversely, when it is referred to that an element is positioned “directly on” another element, it is interpreted that there are no other elements intervening therebetween.
본 발명에서 언급하는 플라즈마는 다이렉트 플라즈마(direct plasma) 방식에 의하여 형성될 수 있다. 상기 다이렉트 플라즈마 방식은, 예를 들어, 전처리 가스, 공정 가스 및/또는 후처리 가스를 전극과 기판 사이의 처리공간에 공급하고 RF 전력을 인가함으로써, 전처리 가스, 공정 가스 및/또는 후처리 가스의 플라즈마가 챔버 내부의 처리공간에서 직접 형성되는 방식을 포함한다.The plasma mentioned in the present invention can be formed by a direct plasma method. The direct plasma method includes, for example, a method in which plasma of the pretreatment gas, the process gas, and/or the posttreatment gas is directly formed in the processing space inside the chamber by supplying a pretreatment gas, a process gas, and/or a posttreatment gas to the processing space between the electrode and the substrate and applying RF power.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법을 보여주는 순서도이다.Figure 1 is a flowchart showing a method for forming an amorphous silicon film according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성방법은 제 1 플라즈마를 이용하여 전처리 가스를 활성화하여 기판(도 2의 W)을 전처리하는 단계(S10) 및 제 2 플라즈마를 이용하여 공정 가스를 분해하여 기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method for forming an amorphous silicon film according to one embodiment of the present invention may include a step (S10) of activating a pretreatment gas using a first plasma to pretreat a substrate (W in FIG. 2) and a step (S20) of decomposing a process gas using a second plasma to form an amorphous silicon film on the substrate (W).
전술한 비정질 실리콘막의 형성방법은 도 3 또는 도 4의 기판처리장치를 더 참조하여 보다 구체적으로 설명될 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막의 형성에 이용되는 기판처리장치의 일 예를 보여주는 개략도이다.The method for forming an amorphous silicon film described above can be explained more specifically with further reference to the substrate processing device of FIG. 3 or FIG. 4. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a substrate processing device used for forming an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention.
도 3을 참조하면, 기판처리장치는 기판(W)이 수용되어 처리될 수 있는 공간을 한정하는 공정 챔버(40)를 포함할 수 있다. 공정 챔버(40)는 진공 분위기를 형성하도록 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있다. 나아가, 공정 챔버(40)에는 공정 가스가 분사되는 샤워헤드(42) 및 기판(W)이 안착되는 스테이지 히터(44)가 설치될 수 있다. Referring to FIG. 3, the substrate processing device may include a process chamber (40) that defines a space in which a substrate (W) can be received and processed. The process chamber (40) may be connected to a vacuum pump (not shown) to form a vacuum atmosphere. Furthermore, a showerhead (42) through which a process gas is sprayed and a stage heater (44) on which a substrate (W) is placed may be installed in the process chamber (40).
샤워헤드(42)에는 공정 챔버(40) 내에 RF 전력을 공급하기 위한 전원부, 예컨대 제 1 전원(10) 및/또는 제 2 전원(20)이 연결될 수 있다. 제 1 전원(10) 및 제 2 전원(20)에서 생성된 RF 전력은 매칭부(35)를 거치면서 정합되어 공정 챔버(40)에 공급될 수 있다. 샤워헤드(42)를 통해서 공정 가스가 공정 챔버(40)에 공급되고, 제 1 전원(10) 및/또는 제 2 전원(20)이 매칭부(35)를 통해서 샤워헤드(42)에 공급되어 공정 챔버(40) 내에 플라즈마(P)가 생성될 수 있다.A power supply for supplying RF power within the process chamber (40), such as a first power supply (10) and/or a second power supply (20), may be connected to the showerhead (42). RF power generated from the first power supply (10) and the second power supply (20) may be matched while passing through the matching unit (35) and supplied to the process chamber (40). Process gas may be supplied to the process chamber (40) through the showerhead (42), and the first power supply (10) and/or the second power supply (20) may be supplied to the showerhead (42) through the matching unit (35) so that plasma (P) may be generated within the process chamber (40).
제 1 전원(10) 및 제 2 전원(20)은 서로 다른 주파수의 RF 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전원(10)은 고주파 전력을 생성하고, 제 2 전원(20)은 저주파 전력을 생성할 수 있다. 여기에서, 고주파 전력과 저주파 전력은 RF 전력의 주파수 범위를 기준으로 상대적으로 구분될 수 있다. The first power source (10) and the second power source (20) can generate RF power of different frequencies. For example, the first power source (10) can generate high-frequency power, and the second power source (20) can generate low-frequency power. Here, the high-frequency power and the low-frequency power can be relatively distinguished based on the frequency range of the RF power.
예를 들어, 고주파 전력은 3 MHz 내지 30 MHz의 주파수 범위를 가지며, 엄격하게는, 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다. 여기에서 고주파 전력은 통상적인 HF 전력 외에 VHF 전력을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 저주파 전력은 30 KHz 내지 3000 KHz의 주파수 범위를 가지며, 엄격하게는, 300 KHz 내지 600 KHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.For example, high frequency power may have a frequency range of 3 MHz to 30 MHz, and strictly speaking, may have a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz. Here, high frequency power may be understood to include VHF power in addition to the usual HF power. Low frequency power may have a frequency range of 30 KHz to 3000 KHz, and strictly speaking, may have a frequency range of 300 KHz to 600 KHz.
한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 제 2 전원(20)이 생략되고 제 1 전원(10)이 고주파 전력을 공정 챔버(40)에 공급할 수도 있다.Meanwhile, in a modified example of this embodiment, the second power source (20) may be omitted and the first power source (10) may supply high-frequency power to the process chamber (40).
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막의 형성에 이용되는 기판처리장치의 다른 예를 보여주는 개략도이다.FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a substrate processing device used for forming an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention.
도 4를 참조하면, 제 1 전원(10)에서 생성된 고주파 전력이 매칭부(15)를 통해서 상부 전극의 역할을 담당하는 샤워헤드(42)에 인가되고, 제 2 전원(20)에서 생성된 저주파 전력이 매칭부(25)를 통해서 하부 전극의 역할을 담당하는 스테이지 히터(44)에 인가될 수도 있다. Referring to FIG. 4, high-frequency power generated from the first power source (10) may be applied to a showerhead (42) that functions as an upper electrode through a matching unit (15), and low-frequency power generated from the second power source (20) may be applied to a stage heater (44) that functions as a lower electrode through a matching unit (25).
한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 제 1 전원(10)에서 고주파 전력을 생성하고, 제 2 전원(20)에서 저주파 전력을 생성할 수도 있다. Meanwhile, in a modified example of this embodiment, high-frequency power may be generated from the first power source (10) and low-frequency power may be generated from the second power source (20).
도 1, 도 3 및 도 4를 같이 참조하면, 기판을 전처리하는 단계(S10)는 공정 챔버(40) 내 기판(W) 상에 전처리 가스를 공급하고, 제 1 플라즈마를 이용하여 전처리 가스를 활성화하여 수행할 수 있다. 기판(W)은 반도체 웨이퍼 상에 소정의 막 또는 층들이 형성된 구조를 지칭할 수 있다. 예컨대, 기판을 전처리하는 단계(S10)는 비정질 실리콘막이 형성되는 기판(W)의 하부막을 처리하기 위해서 수행될 수 있다.Referring to FIGS. 1, 3, and 4 together, the step (S10) of preprocessing the substrate can be performed by supplying a preprocessing gas onto the substrate (W) in the process chamber (40) and activating the preprocessing gas using the first plasma. The substrate (W) can refer to a structure in which a predetermined film or layers are formed on a semiconductor wafer. For example, the step (S10) of preprocessing the substrate can be performed to process the lower film of the substrate (W) on which an amorphous silicon film is formed.
예를 들어, 기판(W)은 공정 챔버(40) 내 스테이지 히터(44) 상에 안착되고, 전처리 가스는 샤워헤드(42)를 통해서 기판(W) 상에 공급될 수 있다. 이어서, 제 1 RF 전력을 공정 챔버(40) 내에 인가하여 제 1 플라즈마를 형성하고, 이 제 1 플라즈마를 이용하여 전처리 가스를 활성화할 수 있다. 전처리 가스는 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 및 그 혼합 가스 중 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 나아가, 전처리 가스는 질소(N2) 가스를 더 포함할 수도 있다.For example, a substrate (W) may be placed on a stage heater (44) within a process chamber (40), and a pretreatment gas may be supplied onto the substrate (W) through a showerhead (42). Subsequently, a first RF power may be applied within the process chamber (40) to form a first plasma, and the pretreatment gas may be activated using the first plasma. The pretreatment gas may include any one selected from ammonia (NH 3 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, and a mixed gas thereof. Furthermore, the pretreatment gas may further include nitrogen (N 2 ) gas.
예를 들어, 전처리하는 단계(S10)는 기판(W)을 암모니아(NH3) 플라즈마 만으로 처리하는 단계이거나 또는 기판(W)을 암모니아(NH3) 및 수소(H2) 플라즈마로 처리하는 단계일 수도 있다. 예컨대, 이러한 전처리하는 단계(S10)는 200℃ 내지 550℃의 범위의 공정 온도에서 수행될 수 있다. For example, the pretreatment step (S10) may be a step of treating the substrate (W) only with ammonia (NH 3 ) plasma, or may be a step of treating the substrate (W) with ammonia (NH 3 ) and hydrogen (H 2 ) plasma. For example, the pretreatment step (S10) may be performed at a process temperature in the range of 200° C. to 550° C.
일부 실시예에서, 하부막은 산화막, 산질화막 또는 질화막을 포함할 수 있으며, 그 외에도 상기 하부막은 포토리소그래피 공정에서 하드마스크로 사용되는 SOH막을 포함할 수도 있다.In some embodiments, the underlying film may include an oxide film, an oxynitride film, or a nitride film, and furthermore, the underlying film may include an SOH film used as a hard mask in a photolithography process.
전처리하는 단계(S10)에서 제 1 RF 전력은 고주파 전력으로만 구성되거나 또는 저주파 전력과 고주파 전략의 듀얼 주파수 전력으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 고주파 전력은 제 1 전원(10)에서 생성되고, 저주파 전력은 제 2 전원(20)에서 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 RF 전력은 연속파(continuous wave) 또는 펄스파(pulsed wave)로 인가될 수 있다.In the preprocessing step (S10), the first RF power may be composed of only high frequency power or may be composed of dual frequency power of low frequency power and high frequency strategy. For example, the high frequency power may be generated from the first power source (10) and the low frequency power may be generated from the second power source (20). In some embodiments, the first RF power may be applied as a continuous wave or a pulsed wave.
전술한 바와 같이, 기판(W) 또는 기판(W)의 하부막에 대하여 플라즈마 전처리를 수행함으로써 후속의 비정질 실리콘막이 매끈하게 증착될 수 있어, 비정질 실리콘막에서 양호한 표면 조도를 구현할 수 있으며, 하부막과 비정질 실리콘막 간의 접합력이 강화되고, 비정질 실리콘막의 두께 균일도가 개선될 수 있다. As described above, by performing plasma pretreatment on the substrate (W) or the lower film of the substrate (W), the subsequent amorphous silicon film can be smoothly deposited, so that good surface roughness can be realized in the amorphous silicon film, the bonding strength between the lower film and the amorphous silicon film can be strengthened, and the thickness uniformity of the amorphous silicon film can be improved.
비정질 실리콘막을 형성하는 단계(S20)에서는, 기판(W) 상에 실리콘 및 수소를 포함하는 공정 가스를 공급하고, 제 2 플라즈마를 이용하여 공정 가스를 분해하여 기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 형성할 수 있다. 이 실시예서, 공정 가스는 별도의 반응 가스 없이도 제 2 플라즈마에 의해서 분해되면서 실리콘을 환원시켜 기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 형성할 수 있다. 예를 들어, 공정 가스의 분해는 실리콘 및 수소를 포함하는 화합물에서 수소가 환원되는 형태로 한 번에 또는 여러 번에 걸쳐서 진행될 수 있다. 따라서, 이러한 분해 반응에서 수소의 역할은 소스 기체와 반응 기체가 반응하는 경우에서 반응 기체 내 수소의 기능과 구별될 수 있다.In the step (S20) of forming an amorphous silicon film, a process gas containing silicon and hydrogen is supplied onto a substrate (W), and the process gas is decomposed using a second plasma to form an amorphous silicon film on the substrate (W). In this embodiment, the process gas can form an amorphous silicon film on the substrate (W) by reducing silicon while being decomposed by the second plasma without a separate reaction gas. For example, the decomposition of the process gas can be performed at once or over multiple times in the form of hydrogen being reduced in a compound containing silicon and hydrogen. Therefore, the role of hydrogen in this decomposition reaction can be distinguished from the function of hydrogen in the reaction gas when the source gas and the reaction gas react.
제 2 플라즈마는 제 2 RF 전력을 펄스파(pulsed wave)로 공정 챔버(40) 내에 인가하여 형성될 수 있다. 제 2 RF 전력을 펄스파로 인가하는 경우 연속파로 인가하는 경우에 비해서 증착 속도는 감소하나, 수소 함유량을 줄일 수 있고, 모서리 도포성(step coverage)을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 패턴의 코너부에서 발생되는 벙커 결함(bunker defect)에 의한 문제 발생이 감소될 수 있다.The second plasma can be formed by applying the second RF power as a pulsed wave into the process chamber (40). When the second RF power is applied as a pulsed wave, the deposition speed decreases compared to when it is applied as a continuous wave, but the hydrogen content can be reduced and the step coverage can be improved. Accordingly, the occurrence of problems due to bunker defects occurring at the corners of the pattern can be reduced.
보다 구체적으로 보면, 제 2 RF 전력은 그 듀티비(duty ratio)가 50% 이하(0 제외) 범위의 펄스파일 수 있고, 더 나아가 그 듀티비가 10% 이상 50% 이하 범위의 펄스파일 수 있다. 펄스파의 듀티비가 50% 이하인 경우 수소 함유량이 적고 크로스 링킹(cross-linking)이 적은 구조의 비정질 실리콘막이 형성될 수 있다. 펄스파의 듀티비가 50%인 경우에는 연속파인 경우에 비해서 약 90~95%로 증착 속도가 감소되고 듀티비가 10%인 경우에는 약 30~40%로 감소될 수 있다.More specifically, the second RF power can be a pulse wave having a duty ratio of 50% or less (excluding 0), and further can be a pulse wave having a duty ratio of 10% or more and 50% or less. When the duty ratio of the pulse wave is 50% or less, an amorphous silicon film having a structure with low hydrogen content and low cross-linking can be formed. When the duty ratio of the pulse wave is 50%, the deposition speed can be reduced by about 90 to 95% compared to the case of a continuous wave, and when the duty ratio is 10%, the deposition speed can be reduced by about 30 to 40%.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 RF 전력의 듀티비가 10%인 경우(a), 50%인 경우(b) 및 90%인 경우(c)가 구현될 수 있다.As illustrated in Fig. 5, cases where the duty ratio of the second RF power is 10% (a), 50% (b), and 90% (c) can be implemented.
예를 들어, 제 2 RF 전력은 제 1 전원(10)에서 생성된 고주파 전력을 포함하고, 제 2 플라즈마는 이러한 고주파 전력을 펄스파로 공정 챔버(40) 내 샤워 헤드(42)로 인가하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 제 2 RF 전력은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 고주파 전력을 포함할 수 있다.For example, the second RF power may include high frequency power generated from the first power source (10), and the second plasma may be formed by applying the high frequency power as a pulse wave to a shower head (42) within the process chamber (40). More specifically, the second RF power may include high frequency power in a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz.
이와 같이 제 2 RF 전력을 소정 듀티비의 펄스파로 제공함으로써 비정질 실리콘막의 품질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 비정질 실리콘막의 품질이 향상되기 위해서는, 비정질 실리콘막 내 수소 함유량이 낮아지고 이에 따라 굴절률(RI)이 높아질 수 있다. 이하에서는 비교예와 구체적인 실시예를 비교하여 이러한 효과에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.In this way, by providing the second RF power as a pulse wave with a predetermined duty ratio, the quality of the amorphous silicon film can be improved. For example, in order to improve the quality of the amorphous silicon film, the hydrogen content in the amorphous silicon film can be reduced, and thus the refractive index (RI) can be increased. Hereinafter, these effects will be described in more detail by comparing comparative examples with specific examples.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 실리콘막과 비교예에 따른 비정질 실리콘막의 품질을 비교하는 그래프이다. 도 6에서 비교예(Ref.)는 제 2 RF 전력이 연속파로 공급되는 경우이고, 실시예 1(Pf_1000Hz, 10), 실시예 2(Pf_1000Hz, 50), 실시예 3(Pf_1000Hz, 90), 실시예 4(Pf_10000Hz, 10), 실시예 5(Pf_10000Hz, 50) 및 실시예 6(Pf_10000Hz, 90)은 모두 제 2 RF 전력이 펄스파로 공급되는 경우를 나타낸다. 실시예들에서, Pf_1000Hz는 펄스파의 주파수가 1KHz임을 나타내고, Pf_10000Hz는 펄스파의 주파수가 1MHz임을 나타내고, '10'은 펄스파의 듀티비가 10%임을 나타내고, '50'은 펄스파의 듀티비가 50%임을 나타내고, '90'은 펄스파의 듀티비가 90%임을 나타낸다.FIG. 6 is a graph comparing the quality of an amorphous silicon film according to embodiments of the present invention and an amorphous silicon film according to a comparative example. In FIG. 6, the comparative example (Ref.) represents a case where the second RF power is supplied as a continuous wave, and Example 1 (Pf_1000 Hz, 10), Example 2 (Pf_1000 Hz, 50), Example 3 (Pf_1000 Hz, 90), Example 4 (Pf_10000 Hz, 10), Example 5 (Pf_10000 Hz, 50), and Example 6 (Pf_10000 Hz, 90) all represent cases where the second RF power is supplied as a pulse wave. In the examples, Pf_1000Hz indicates that the frequency of the pulse wave is 1KHz, Pf_10000Hz indicates that the frequency of the pulse wave is 1MHz, '10' indicates that the duty ratio of the pulse wave is 10%, '50' indicates that the duty ratio of the pulse wave is 50%, and '90' indicates that the duty ratio of the pulse wave is 90%.
도 6을 참조하면, 펄스파의 듀티비가 90%인 실시예 3 및 6의 비정질 실리콘막 내 수소 함유량은 비교예의 비정질 실리콘막 내 수소 함유량과 별로 차이가 없지만, 펄스파의 듀티비가 50% 이하인 실시예 1, 2, 4 및 5의 수소 함유량은 비교예의 수소 함유량에 비해서 낮아진 것을 알 수 있다. 나아가, 펄스파의 듀티비가 낮아질수록 수소 함유량이 낮아지는 경향성을 보이고 있다. 이와 같이, 수소 함유량이 낮아짐에 따라서 비정질 실리콘막의 건식 식각률이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 6, the hydrogen content in the amorphous silicon film of Examples 3 and 6, where the duty ratio of the pulse wave is 90%, is not much different from the hydrogen content in the amorphous silicon film of the comparative example, but the hydrogen content in Examples 1, 2, 4, and 5, where the duty ratio of the pulse wave is 50% or less, is lower than the hydrogen content of the comparative example. Furthermore, the hydrogen content tends to decrease as the duty ratio of the pulse wave decreases. In this way, as the hydrogen content decreases, the dry etching rate of the amorphous silicon film can be improved.
이러한 점에서, 제 2 RF 전력의 듀티비는 50% 이하이고, 나아가 10% 내지 50% 범위로 설정될 수 있다. 한편, 펄스파의 주파수가 낮은 경우에는 제 2 RF 전력의 듀티비를 50%보다 작게 설정할 수 있고, 나아가 10% 내외로 설정할 수도 있다. 펄스파의 듀티비가 0에 가까우면 실질적인 전력이 인가되지 않으므로 듀티비가 0%인 경우는 배제한다. 제 2 RF 전력의 듀티비는 수소 함유량 측면에서는 작을수록 좋은 경향을 보이지만, 증착 속도가 낮아진다는 점에서 소정 크기 이상으로 유지할 필요가 있다.In this respect, the duty ratio of the second RF power is 50% or less, and can be further set in the range of 10% to 50%. Meanwhile, when the frequency of the pulse wave is low, the duty ratio of the second RF power can be set to be less than 50%, and can further be set to around 10%. When the duty ratio of the pulse wave is close to 0, no actual power is applied, so the case where the duty ratio is 0% is excluded. The duty ratio of the second RF power tends to be better the smaller it is in terms of hydrogen content, but it needs to be maintained above a certain size in that the deposition speed is lowered.
다른 예로, 제 2 플라즈마는 제 2 RF 전력을 펄스파로 인가하면서, 제 3 RF 전력을 연속파로 공정 챔버(40)로 인가하여 형성될 수 있다. 이 경우, 제 3 RF 전력은 제 2 전원(20)에서 생성된 저주파 전력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 3 RF 전력은 300 KHz 내지 400 KHz의 주파수 범위의 저주파 전력을 포함할 수 있다. 이와 같이, 펄스파의 제 2 RF 전력과 연속파의 제 3 RF 전력을 같이 공급하여 제 2 플라즈마를 생성하는 경우 펄스파 형태의 제 2 RF 전력만 단독으로 사용하는 경우에 비해서 파티클(particle) 발생을 줄일 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 제 2 RF 전력이 낮은 듀티비를 갖는 경우, 실리콘 소스 가스를 분해하는 데 어려움이 있어서 파티클이 발생할 수 있으나 저주파 전력을 연속파 형태로 추가 공급함으로써 분해 효율을 높여서 파티클 발생을 줄일 수 있다.As another example, the second plasma may be formed by applying the second RF power as a pulse wave while applying the third RF power as a continuous wave to the process chamber (40). In this case, the third RF power may include low-frequency power generated from the second power source (20). For example, the third RF power may include low-frequency power in a frequency range of 300 KHz to 400 KHz. In this way, when the second RF power as a pulse wave and the third RF power as a continuous wave are supplied together to generate the second plasma, particle generation can be reduced compared to when only the second RF power in the form of a pulse wave is used alone. More specifically, when the second RF power has a low duty ratio, it is difficult to decompose the silicon source gas, which may cause particles to be generated. However, by additionally supplying low-frequency power in the form of a continuous wave, the decomposition efficiency can be increased, thereby reducing particle generation.
비정질 실리콘막을 형성하는 단계(S20)에서, 공정 가스는 실리콘과 수소의 화합물인 실란(silane) 계열의 가스를 포함할 수 있다. 실란 계열의 가스는 SixHy 계열의 모노, 다이, 트리 실란 가스를 포함할 수 있다. 부가적으로, 공정 가스는 실란 계열의 가스 외에 불활성 가스를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 불활성 가스는 헬륨(He), 네온(Ne), 및 아르곤(Ar) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 가스를 포함할 수 있다. 이러한 불활성 가스는 이온 또는 전자를 공급하여 제 2 플라즈마 생성에 기여할 뿐, 반응 가스로 기여하지는 않는다.In the step (S20) of forming an amorphous silicon film, the process gas may include a silane series gas, which is a compound of silicon and hydrogen. The silane series gas may include a mono, di, or tri silane gas of the Si x H y series. Additionally, the process gas may further include an inert gas in addition to the silane series gas. For example, the inert gas may include at least one gas selected from helium (He), neon (Ne), and argon (Ar). Such an inert gas only contributes to the generation of the second plasma by supplying ions or electrons, but does not contribute as a reaction gas.
상술한 내용에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법은 PECVD방식을 이용한 비정질 실리콘막의 증착 방법으로서, 증착 단계의 전 단계에 플라즈마 전처리 단계를 추가하여 하부막과의 접합력(adhesion)이 양호하도록 매끈한 박막을 증착시킬 수 있다. 하부막의 막질 차이 및 표면 조도(Roughness) 차이에 따라 비정질 실리콘막을 증착할 때, 종래의 방식의 경우에는 비정질 실리콘막이 함께 표면 조도가 좋지 않거나, 심할 경우 접합력이 좋지 않아 들뜸 현상이 발생하는 문제가 있었다. According to the above, the method for forming an amorphous silicon film according to one embodiment of the present invention is a method for depositing an amorphous silicon film using a PECVD method, wherein a plasma pretreatment step is added before the deposition step to deposit a smooth thin film so as to have good adhesion with an underlying film. When depositing an amorphous silicon film depending on the difference in film quality and surface roughness of the underlying film, in the case of the conventional method, there was a problem that the amorphous silicon film had poor surface roughness or, in severe cases, poor adhesion, resulting in a lifting phenomenon.
접합력이 개선된 매끈한 비정질 실리콘막을 증착 시키기 위해서는 하부막에 대한 고려가 필요한데 이때 가장 문제가 되는 부분이 하부막 위에서의 수소(Hydrogen) 성분이다. 수소 성분이 하부막에 많을 경우, 비정질 실리콘막은 하부막과 결합되기 어려워 증착이 원할하게 이루어지지 않게 된다. In order to deposit a smooth amorphous silicon film with improved bonding strength, consideration must be given to the underlying film, and the most problematic part at this time is the hydrogen component on the underlying film. If there is a lot of hydrogen in the underlying film, the amorphous silicon film has difficulty bonding with the underlying film, and thus the deposition does not proceed smoothly.
상술한 전처리하는 단계(S10) 후에 비정질 실리콘막을 증착시킬 경우, 하부막이 매끄러워져 증착되는 비정질 실리콘막도 함께 표면 조도가 개선되고 증착 시 균일도가 향상되는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 증착 온도가 낮아질수록 H+ 성분이 증가하고 표면 조도가 좋지 않아 증착 시 문제점이 증가될 수 있는데, 본 실시예에 따르면 H+ 성분을 감소시키고 표면 조도가 개선되는 효과를 얻을 수 있다.When an amorphous silicon film is deposited after the above-described pretreatment step (S10), the lower film becomes smooth, and the amorphous silicon film being deposited also has improved surface roughness and improved uniformity during deposition. In addition, as the deposition temperature decreases, the H+ component increases and the surface roughness is poor, which may increase problems during deposition. However, according to this embodiment, the effect of reducing the H+ component and improving the surface roughness can be obtained.
나아가, 비정질 실리콘막(S20)을 형성하는 단계에서, 제 2 RF 전력을 소정 듀티비의 펄스파로 공급함으로써 공정 온도를 향상시키지 않고서도 비정질 실리콘막 내 수소 농도를 효율적으로 감소시켜 막질을 향상시킬 수 있다.Furthermore, in the step of forming an amorphous silicon film (S20), by supplying the second RF power as a pulse wave with a predetermined duty ratio, the hydrogen concentration in the amorphous silicon film can be efficiently reduced without increasing the process temperature, thereby improving the film quality.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법을 보여주는 순서도이다. 이 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법은 도 1의 비정질 실리콘막의 형성 방법에 후처리 단계를 더 부가한 것이고 따라서 두 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.FIG. 2 is a flowchart showing a method for forming an amorphous silicon film according to another embodiment of the present invention. The method for forming an amorphous silicon film according to this embodiment adds a post-processing step to the method for forming an amorphous silicon film of FIG. 1, and therefore, duplicate descriptions in the two embodiments are omitted.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플비정질 실리콘막의 형성 방법은, 기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계(S20) 이후에, 제 3 플라즈마를 이용하여 후처리 가스를 활성화하여 비정질 실리콘막을 후처리하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a method for forming an amorphous silicon film according to another embodiment of the present invention may include, after a step (S20) of forming an amorphous silicon film on a substrate (W), a step (S30) of activating a post-processing gas using a third plasma to post-process the amorphous silicon film.
예를 들어, 제 3 플라즈마는 제 4 RF 전력을 연속파(continuous wave)로 상기 공정 챔버(40)에 인가하여 형성될 수 있다. 상기 제 4 RF 전력은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 고주파 전력을 포함할 수 있다.예를 들어, 후처리 가스는 헬륨(He)가스, 아르곤(Ar)가스, 수소(H2)가스, 질소(N2)가스, 아산화질소(N2O)가스 및 이들의 혼합가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 후처리하는 단계(S30)는 상기 비정질 실리콘막 상에, 아산화질소(N2O) 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함하거나, 질소(N2) 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함하거나, 아산화질소(N2O) 및 질소(N2) 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. For example, the third plasma can be formed by applying fourth RF power as a continuous wave to the process chamber (40). The fourth RF power can include high frequency power in a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz. For example, the post-processing gas can include any one selected from helium (He) gas, argon (Ar) gas, hydrogen (H 2 ) gas, nitrogen (N 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, and a mixed gas thereof. As a specific example, the post-processing step (S30) can include a step of performing nitrous oxide (N 2 O) plasma treatment on the amorphous silicon film, a step of performing nitrogen (N 2 ) plasma treatment, or a step of performing nitrous oxide (N 2 O) and nitrogen (N 2 ) plasma treatments.
비정질 실리콘막은 전자 소자의 제조 과정에서 반사방지막이나 하드마스크막으로 적용될 수 있다. 전자 소자가 고집적화 됨에 따라 미세 선폭을 가지는 패턴이 요구되고 있다. 이에 따라, 현재 상용화된 노광 장비를 그대로 이용하면서 미세한 선폭을 갖는 패턴을 구현하기 위하여 DPT(Double Patterning Technology)이나 QPT(Quadraple Patterning Technology)와 같은 멀티 패터닝 공정기술이 제안되고 있으며 이러한 멀티 패터닝 공정에서 반사방지막으로 기존의 산질화실리콘막을 비정질 실리콘막으로 대체할 수 있다. Amorphous silicon films can be applied as antireflection films or hard mask films in the manufacturing process of electronic devices. As electronic devices become more highly integrated, patterns with fine line widths are required. Accordingly, multi-patterning process technologies such as DPT (Double Patterning Technology) or QPT (Quadraple Patterning Technology) are being proposed to implement patterns with fine line widths while using currently commercialized exposure equipment, and in these multi-patterning processes, the existing silicon oxynitride film can be replaced with an amorphous silicon film as an antireflection film.
본 발명자는 비정질 실리콘막에 대하여 상술한 후처리 단계(S30)를 수행한 경우 비정질 실리콘막 계면에서의 수소기를 효과적으로 제거시킴으로써 건식 식각율 특성의 변화를 줄 수 있으며 이러한 건식 식각율 특성의 변화는 멀티 패터닝 공정에서 식각 공정의 선택비를 개선시킬 수 있음을 확인하였다. The inventors of the present invention confirmed that when the above-described post-processing step (S30) is performed on an amorphous silicon film, the dry etching rate characteristics can be changed by effectively removing hydrogen groups at the interface of the amorphous silicon film, and that such a change in the dry etching rate characteristics can improve the selectivity of the etching process in a multi-patterning process.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10, 20: 전원
35: 매칭부
40: 공정 챔버
42: 샤워 헤드
44: 스테이지 히터10, 20: Power
35: Matching section
40: Process Chamber
42: Shower head
44: Stage Heater
Claims (11)
상기 기판 상에 실리콘 및 수소를 포함하는 공정 가스를 공급하고, 제 2 플라즈마를 이용하여 상기 공정 가스를 분해하여 상기 기판 상에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 플라즈마는 제 1 RF 전력을 상기 공정 챔버 내에 인가하여 형성하고,
상기 제 2 플라즈마는 제 2 RF 전력을 펄스파(pulsed wave)로 상기 공정 챔버 내에 인가하여 형성하고,
상기 제 2 RF 전력은 상기 비정질 실리콘막 내 수소 함유량을 줄이기 위해서 그 듀티비가 50% 이하(0 제외) 범위의 펄스파인,
비정질 실리콘막의 형성 방법.A step of supplying a pretreatment gas onto a substrate in a process chamber and activating the pretreatment gas using a first plasma to pretreat the substrate; and
It includes a step of supplying a process gas containing silicon and hydrogen onto the substrate and decomposing the process gas using a second plasma to form an amorphous silicon film on the substrate.
The above first plasma is formed by applying a first RF power into the process chamber,
The second plasma is formed by applying second RF power as a pulsed wave into the process chamber,
The above second RF power is a pulse wave with a duty ratio of 50% or less (excluding 0) to reduce the hydrogen content in the amorphous silicon film.
Method for forming an amorphous silicon film.
상기 제 2 RF 전력은 그 듀티비가 10% 이상 50% 이하 범위의 펄스파인, 비정질 실리콘막의 형성 방법.In paragraph 1,
A method for forming an amorphous silicon film, wherein the second RF power is a pulse wave having a duty ratio in the range of 10% to 50%.
상기 제 1 RF 전력은 연속파(continuous wave) 또는 펄스파(pulsed wave)로 인가되는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.In paragraph 1,
A method for forming an amorphous silicon film, wherein the first RF power is applied as a continuous wave or a pulsed wave.
상기 제 1 RF 전력 및 상기 제 2 RF 전력은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 고주파 전력을 포함하고,
상기 제 2 플라즈마는 상기 제 2 RF 전력을 펄스파로 인가하면서 제 3 RF 전력을 연속파로 상기 공정 챔버에 인가하여 형성되고,
상기 제 3 RF 전력은 300 KHz 내지 400 KHz의 주파수 범위의 저주파 전력을 포함하는,
비정질 실리콘막의 형성 방법.In paragraph 1,
The first RF power and the second RF power include high frequency power in a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz,
The second plasma is formed by applying the second RF power as a pulse wave and applying the third RF power as a continuous wave to the process chamber.
The third RF power comprises low frequency power in the frequency range of 300 KHz to 400 KHz.
Method for forming an amorphous silicon film.
상기 전처리 가스는 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 및 이들의 혼합 가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.In paragraph 1,
A method for forming an amorphous silicon film, wherein the above pretreatment gas includes any one selected from ammonia (NH 3 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, and a mixed gas thereof.
상기 공정 가스는 실란(silane) 계열의 가스를 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.In paragraph 1,
A method for forming an amorphous silicon film, wherein the above process gas includes a silane series gas.
상기 비정질 실리콘막을 형성하는 단계 이후에, 상기 공정 챔버 내에 후처리 가스를 공급하고, 제 3 플라즈마를 이용하여 상기 후처리 가스를 활성화시켜 상기 비정질 실리콘막을 후처리하는 단계를 포함하는,
비정질 실리콘막의 형성 방법.In paragraph 1,
After the step of forming the amorphous silicon film, a step of supplying a post-processing gas into the process chamber and activating the post-processing gas using a third plasma to post-process the amorphous silicon film is included.
Method for forming an amorphous silicon film.
상기 제 3 플라즈마는 제 4 RF 전력을 연속파(continuous wave)로 상기 공정 챔버에 인가하여 형성되는,
비정질 실리콘막의 형성 방법.In Article 8,
The third plasma is formed by applying the fourth RF power as a continuous wave to the process chamber.
Method for forming an amorphous silicon film.
상기 제 4 RF 전력은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 고주파 전력을 포함하는,
비정질 실리콘막의 형성 방법.In Article 9,
The fourth RF power comprises a high frequency power in the frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz.
Method for forming an amorphous silicon film.
상기 후처리 가스는 헬륨(He)가스, 아르곤(Ar)가스, 수소(H2)가스, 질소(N2)가스, 아산화질소(N2O)가스 및 이들의 혼합가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.In Article 8,
A method for forming an amorphous silicon film, wherein the post-processing gas comprises any one selected from helium (He) gas, argon (Ar) gas, hydrogen (H 2 ) gas, nitrogen (N 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, and a mixed gas thereof.
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