KR102704250B1 - 초고 선택성 나이트라이드 에칭을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법은 기판 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계를 포함한다. 기판 프로세싱 챔버는 상부 챔버 영역, 상부 챔버 영역의 외부에 배치된 유도 코일, 기판 지지부를 포함하는 하부 챔버 영역 및 가스 분산 디바이스를 포함한다. 가스 분산 디바이스는 상부 챔버 영역 및 하부 챔버 영역과 유체로 연통하는 복수의 홀들을 포함한다. 방법은 상부 챔버 영역에 에칭 가스 혼합물을 공급하는 단계 및 유도 코일에 전력을 공급함으로써 상부 챔버 영역 내에서 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함한다. 에칭 가스 혼합물은 실리콘 나이트라이드를 에칭하고, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진하고 폴리실리콘 패시베이션을 촉진한다. 방법은 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하는 단계 및 미리 결정된 기간 후에 유도 결합 플라즈마를 소화하는 단계를 포함한다.

Description

초고 선택성 나이트라이드 에칭을 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR ULTRAHIGH SELECTIVE NITRIDE ETCH}
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들, 보다 구체적으로 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 설명은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제공하기 위한 것이다. 본 발명자들의 성과로서 본 배경기술 섹션에 기술되는 정도의 성과 및 출원시 종래 기술로서 인정되지 않을 수도 있는 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상의 막을 에칭하도록 사용될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템들은 통상적으로 프로세싱 챔버, 가스 분산 디바이스 및 기판 지지부를 포함한다. 프로세싱 동안, 기판은 기판 지지부 상에 배치된다. 상이한 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버 내로 도입될 수도 있고 RF (radio frequency) 플라즈마가 화학 반응들을 활성화하도록 사용될 수도 있다.
이제 도 1을 참조하면, 수직 NAND 디바이스들과 같이 일부 반도체 기판들을 통합할 때, 실리콘 나이트라이드는 다른 노출된 재료들에 대해 매우 고 선택도로 에칭되어야 한다. 고온 인산이 이들 디바이스들에서 실리콘 나이트라이드 막을 에칭하기 위해 사용되는 주요 화학물질이다. 이 에칭 프로세스는 36 개 이상의 층들을 스케일링할 능력, 디펙트들을 감소시키는 것 및 피팅 (pitting), 에칭 레이트의 제어를 개선하는 것을 포함하여, 해결해야 할 몇몇 제한들을 갖는다. 예를 들어, 도 1에서, 단일 디펙트 입자 (10) 는 메모리 디바이스 (14) 의 기록 라인 스트링의 손실을 유발할 수도 있다.
기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법은 기판 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계를 포함한다. 기판 프로세싱 챔버는 상부 챔버 영역, 상부 챔버 영역의 외부에 배치된 유도 코일, 기판 지지부를 포함하는 하부 챔버 영역 및 상부 챔버 영역과 하부 챔버 영역 사이에 배치된 가스 분산 디바이스를 포함한다. 가스 분산 디바이스는 상부 챔버 영역 및 하부 챔버 영역과 유체로 연통하는 복수의 홀들을 포함한다. 방법은 상부 챔버 영역에 에칭 가스 혼합물을 공급하는 단계 및 유도 코일에 전력을 공급함으로써 상부 챔버 영역 내에서 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함한다. 방법은 실리콘 나이트라이드를 에칭하고, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진하고, 폴리실리콘 패시베이션을 촉진하기 위해 에칭 가스 혼합물을 선택하는 단계를 포함한다. 방법은 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하는 단계 및 미리 결정된 기간 후에 유도 결합 플라즈마를 소화하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 에칭 가스 혼합물은 질소 트리플루오라이드 (NF3), 디플루오로메탄 (CH2F2), 테트라플루오로메탄 (CF4), 및 플루오로메탄 (CH3F) 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 실리콘 나이트라이드 에칭 촉진제를 포함한다.
다른 특징들에서, 실리콘 나이트라이드 에칭 촉진제는 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 및 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다.
다른 특징들에서, 에칭 가스 혼합물은 플루오로메탄 (CH3F) 및 디플루오로메탄 (CH2F2) 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 실리콘 다이옥사이드 패시베이션 촉진제를 포함한다.
다른 특징들에서, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션 촉진제는 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 및 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 에칭 가스 혼합물은 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 및 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 폴리실리콘 패시베이션 촉진제를 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 선택적으로 에칭하는 단계 후에, 건식 세정 가스 혼합물을 기판 프로세싱 챔버에 공급함으로써 기판을 건식 세정하는 단계 및 미리 결정된 기간 동안 기판 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 에칭 가스 혼합물을 사용하는 에칭 단계 및 건식 세정 가스 혼합물을 사용하는 건식 세정 단계를 1 회 이상 반복하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 건식 세정 가스 혼합물은 이산화탄소 (CO2) 및 일산화탄소 (CO) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다. 건식 세정 가스 혼합물은 아르곤 (Ar), 네온 (Ne) 및 헬륨 (He) 과 같은 가스 및/또는 다른 희가스 또는 비활성 가스를 더 포함한다. 건식 세정 가스 혼합물은 분자 질소 (N2) 또는 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다.
다른 특징들에서, 기판 프로세싱 챔버 내 압력은 0.5 내지 5 Torr의 범위 내의 압력이다.
다른 특징들에서, 에칭 동안 기판 지지부에 RF (radio frequency) 바이어스가 공급된다. 에칭 동안 기판 지지부에 RF 바이어스가 공급되지 않는다.
다른 특징들에서, 가스 분산 디바이스는 복수의 홀들을 포함하는 샤워헤드를 포함한다. 복수의 홀들은 0.1" 내지 0.75"의 범위의 직경들을 갖는다.
다른 특징들에서, 방법은 에칭 동안 가스 분산 디바이스를 접지하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 에칭 가스 혼합물은 질소 트리플루오라이드 (NF3), 디플루오로메탄 (CH2F2), 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 아산화질소 (N2O) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함한다.
다른 특징들에서, 에칭 가스 혼합물은 테트라플루오로메탄 (CF4), 플루오로메탄 (CH3F), 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 아산화질소 (N2O) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함한다.
다른 특징들에서, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 실리콘 다이옥사이드에 대해 선택적으로 에칭된다. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 폴리실리콘에 대해 선택적으로 에칭된다. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 실리콘 옥시 카바이드 (SiOC) 에 대해 선택적으로 에칭된다. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 하프늄 옥사이드 (HfOx) 에 대해 선택적으로 에칭된다.
다른 특징들에서, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 티타늄 나이트라이드 (TiN) 에 대해 선택적으로 에칭된다. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 탄탈륨 나이트라이드 (TaN) 에 대해 선택적으로 에칭된다. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 텅스텐 (W) 에 대해 선택적으로 에칭된다. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층은 티타늄 알루미늄 나이트라이드 (TiAlN) 에 대해 선택적으로 에칭된다.
본 개시의 추가 적용가능 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시를 목적으로 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않았다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 메모리 디바이스의 2 개의 기록 라인들을 단락시키는 디펙트 입자를 갖는 메모리 디바이스를 예시하는 평면도이다.
도 2는 본 개시에 따라 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭하고 플라즈마 건식 세정을 수행하기 위한 기판 프로세싱 챔버의 예의 기능적 블록도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 개시에 따라 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭하고 플라즈마 건식 세정을 수행하기 위한 방법들의 예들을 예시한다.
도 4는 실리콘 나이트라이드의 선택적 에칭 및 실리콘 다이옥사이드 및 폴리실리콘의 패시베이션을 예시한다.
도 5는 본 개시에 따른 플라즈마 건식 세정 프로세스를 예시한다.
도 6은 플라즈마 건식 세정 없이 본 개시에 따라 실리콘 나이트라이드 에칭한 후 불소 농도를 예시하는 그래프이다.
도 7은 본 개시에 따른 선택적 에칭 프로세스 및 플라즈마 건식 세정 사용 후 탄소, 질소, 산소, 불소 및 실리콘 농도들을 예시하는 그래프이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2015년 10월 15일 출원된 미국 가 특허출원 번호 제 62/241,827 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 본 명세서에 참조로서 인용된다.
본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 고 밀도, 유도 결합 플라즈마 및 선택가능한 보조 용량 결합 플라즈마를 제공하는 기판 프로세싱 시스템을 활용한다. 일부 예들에서, 기판 프로세싱 시스템은 샤워헤드에 의해 분리된 상부 챔버 영역 및 하부 챔버 영역을 포함한다. 이온들은 상부 챔버 영역 업스트림에서 생성되고, 샤워헤드를 통해 필터링되고, 하부 챔버 영역 다운스트림에서 재결합된다. 입자 밀도는 고 에칭 레이트들을 야기하고, 실리콘 다이옥사이드 및 폴리실리콘의 분자 패시베이션은 고 선택도를 인에이블한다.
일부 예들에서, RF 바이어스는 추가의 선택적인 라디칼들을 생성하기 위해 보조 용량 결합 플라즈마를 생성하도록 기판 지지부에 인가될 수도 있다. 일부 예들에서, 고 RF 커플링 효율은 고 플라즈마 밀도를 제공하는 한편, 저 시스 전압은 상부 챔버 영역의 벽들 및 샤워헤드로부터 최소 스퍼터링을 도입하여 최소 디펙트들을 도입한다.
일부 예들에서, 가스 화학물질은 실리콘 나이트라이드 에칭, 실리콘 다이옥사이드 패시베이팅 및 폴리실리콘 패시베이팅을 촉진하기 위한 프로세스 가스들을 포함하는 에칭 가스 혼합물을 포함한다. 일부 예들에서, 건식 세정 플라즈마 프로세스는 에칭 프로세스와 순환적으로 수행되거나 건식 세정 프로세스가 에칭 프로세스 후에 수행될 수도 있다. 프로세스는 실리콘 다이옥사이드 및 폴리실리콘에 대해 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭한다. 부가적으로, 프로세스는 층간 유전체들, 로우 k 유전체들, 옥사이드들, 유동성 (flowable) 옥사이드들, 도핑된 옥사이드들, 실리콘 옥시카바이드 (SiOC), 하프늄 옥사이드 (HfOx) (x는 1보다 큰 정수), 티타늄 나이트라이드 (TiN), 탄탈륨 나이트라이드 (TaN), 텅스텐 (W) 및 티타늄 알루미늄 나이트라이드 (TiAlN) 와 같은 다른 재료들에 대해 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭한다.
이제 도 2를 참조하면, 기판 상의 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭하고 기판을 건식 세정하기 위한 기판 프로세싱 챔버 (100) 의 예가 도시된다. 기판 프로세싱 챔버 (100) 는 하부 챔버 영역 (102) 및 상부 챔버 영역 (104) 을 포함한다. 하부 챔버 영역 (102) 은 챔버 측벽 표면들 (108), 챔버 하단 표면 (110) 및 가스 분산 디바이스 (114) 의 하부 표면에 의해 규정된다. 상부 챔버 영역 (104) 은 가스 분산 디바이스 (114) 의 상부 표면 및 돔 (118) 의 내측 표면에 의해 규정된다. 일부 예들에서, 돔 (118) 은 구형이지만, 편평한 상단부 및 편평한 유도 코일(들)을 갖는 실린더형 상부 챔버 영역이 또한 사용될 수 있다.
기판 지지부 (122) 는 하부 챔버 영역 (104) 내에 배치된다. 일부 예들에서, 기판 지지부 (122) 는 정전 척 (ESC) 을 포함하지만, 다른 타입들의 기판 지지부들이 사용될 수 있다. 기판 (126) 은 에칭 및 건식 세정 프로세스 동안 기판 지지부 (122) 의 상부 표면 상에 배치된다. 일부 예들에서, 기판 (126) 의 온도는 히터 플레이트 (125), 플로우 채널들을 갖는 선택가능한 냉각 플레이트 (미도시) 및/또는 하나 이상의 센서들 (127) 에 의해 제어될 수도 있지만, 임의의 다른 적합한 기판 히터들이 사용될 수도 있다.
일부 예들에서, 가스 분산 디바이스 (114) 는 샤워헤드 (예를 들어, 복수의 이격된 홀들 (129) 을 갖는 플레이트 (128)) 를 포함한다. 복수의 이격된 홀들 (129) 은 플레이트 (128) 의 상부 표면으로부터 플레이트 (128) 의 하부 표면으로 연장한다. 일부 예들에서, 복수의 홀들은 0.1" 내지 0.75"의 직경을 갖지만, 다른 사이즈들이 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 플레이트 (128) 는 알루미늄과 같은 도전 재료로 이루어진다. 다른 예들에서, 플레이트 (128) 는 세라믹과 같은 비도전 재료로 이루어지고 임베딩된 전극을 포함한다.
일부 예들에서, 가스 분산 디바이스 (114) 의 방사상으로 외측 단부들은 상향으로 연장할 수도 있고, 가스 플로우 채널 (134) 을 형성할 수도 있다. 가스 플로우 채널 (134) 은 가스 플로우 채널 (134) 로부터 상부 챔버 영역 (104) 내로 가스를 지향시키기 위해 복수의 홀들 (136) 과 유체로 연통한다. 일부 예들에서, 복수의 홀들 (136) 은 참조 번호 138로 나타낸 바와 같이 가스 플로우 채널 (134) 로부터 플레이트 (128) 의 상부 표면에 대해 방사상으로 내측으로 예각으로 가스 플로우를 지향시킨다.
유도 코일 (140) 은 돔 (118) 의 외측 부분 둘레에 배치된다. 에너자이징될 때, 유도 코일 (140) 은 돔 (118) 의 내부에 전자기장을 생성한다. 가스 확산기 (142) 는 가스 전달 시스템 (151-1) 으로부터 피드 가스 또는 피드 가스 혼합물을 분배한다 (disburse). 일부 예들에서, 가스들은 확산기 (142) 및/또는 복수의 홀들 (136) 을 사용하여 상부 챔버 영역 내로 지향될 수도 있다.
일부 예들에서, 가스 전달 시스템 (150-1) 은 하나 이상의 가스 소스들 (152), 하나 이상의 밸브들 (154), 하나 이상의 질량 유량 제어기들 (MFCs) (156), 및 혼합 매니폴드 (158) 를 포함하지만, 다른 타입들의 가스 전달 시스템들이 사용될 수도 있다. 또 다른 가스 전달 시스템 (150-2) 은 가스 플로우 채널 (134) 로 피드 가스 또는 피드 가스 혼합물 (피드 확산기 (142) 로부터의 피드 가스에 부가하여 또는 대신) 을 공급하도록 사용될 수도 있다.
플라즈마 생성기 (170) 는 유도 코일 (140) 로 출력되는 RF 전력을 생성하도록 사용될 수도 있다. 플라즈마는 상부 챔버 영역 (104) 내에서 생성된다. 일부 예들에서, 플라즈마 생성기 (170) 는 RF 소스 (172) 및 매칭 네트워크 (174) 를 포함한다. 매칭 네트워크 (174) 는 RF 소스 (172) 의 임피던스를 유도 코일 (140) 의 임피던스와 매칭한다. 일부 예들에서, 가스 분산 디바이스 (114) 는 접지된다. 밸브 (178) 및 펌프 (180) 는 각각 하부 챔버 영역 (102) 및 상부 챔버 영역 (104) 의 내부의 압력을 제어하고, 하부 챔버 영역 (102) 및 상부 챔버 영역 (104) 반응물질들을 배기하도록 사용될 수도 있다.
프로세스 가스, 퍼지 가스, RF 플라즈마 및 챔버 압력을 제어하기 위해 제어기 (176) 는 가스 전달 시스템들 (150-1 및 150-2), 밸브 (178), 펌프 (180), 히터 플레이트 (125), 및/또는 플라즈마 생성기 (170) 와 통신한다. 플라즈마 존들 (190) 은 상부 챔버 영역 (104) 내에서 생성된다. 참조 번호들 (190, 192 및 194) 은 가스 확산기 (142) 로부터 프로세스 가스들의 플로우를 예시한다.
일부 예들에서, 플라즈마는 유도 코일에 의해 돔 (118) 내부에서 지속되고, 유도 코일은 돔 (118) 의 대기 측에 위치된다. 피드 가스는 가스 확산기 (142) 및/또는 홀들 (136) 을 사용하여 챔버의 상단부로부터 도입되고, 플라즈마는 접지된 가스 분산 디바이스 (114) 를 사용하여 돔 (118) 내에 한정된다. 저온 플라즈마가 가스 분산 디바이스 (114) 를 통해 확산하고, 하부 챔버 영역 (102) 내에 위치된 기판 (126) 과 반응한다.
돔 (118) 내에 플라즈마를 한정하는 것은 가스 분산 디바이스 (114) 를 통해 플라즈마 종과 발산하는 (effusing) 목표된 에천트 종의 체적 재결합을 허용한다. 일부 예들에서, 기판 (126) 에 바이어스가 인가되지 않는다. 그 결과, 기판 (126) 상에 활성 시스가 없고, 이온들이 어떠한 유한한 에너지로 기판을 때리지 (hitting) 않는다. 일정 양의 이온들이 가스 분산 디바이스 (114) 를 통해 플라즈마 영역 외부로 확산할 것이다. 그러나, 확산하는 플라즈마의 양은 돔 (118) 내부에 위치된 플라즈마 보다 한 자릿수 작다. 플라즈마 내 대부분의 이온들은 고압에서의 체적 재결합에 의해 손실된다. 가스 분산 디바이스 (114) 의 상부 표면에서의 표면 재결합 손실은 또한 가스 분산 디바이스 (114) 아래의 이온 밀도를 하강시킨다.
다른 예들에서, RF 바이어스가 기판 지지부에 공급된다. RF 바이어스 생성기 (184) 는 RF 바이어스를 기판 지지부에 선택적으로 제공한다. 매칭 네트워크 (미도시) 가 RF 바이어스 생성기 (184) 와 기판 지지부 사이에 사용될 수도 있다.
유도 코일에 인가된 RF 전력 및 RF 바이어스는 동일하거나 상이한 주파수들 또는 전력 레벨들을 가질 수도 있다. 일부 예들에서, 유도 코일에 인가된 RF 전력 및 RF 바이어스 양자는 13.56 ㎒이지만, 다른 주파수들이 사용될 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 바이어스는 2 ㎒, 27 ㎒ 또는 또 다른 주파수와 같은 주파수로 공급될 수도 있지만, 유도 코일에 인가된 RF 전력은 13.56 ㎒의 주파수로 공급된다. 일부 예들에서, 유도 코일에 인가된 RF 전력은 1 ㎾ 내지 5 ㎾의 범위 내일 수도 있다. 다른 예들에서, 유도 코일에 인가된 RF 전력은 1 ㎾ 내지 2.5 ㎾의 범위 내일 수도 있다. 일부 예들에서, RF 바이어스 전력은 100 W 내지 1 ㎾의 범위로 공급될 수도 있지만, 다른 전력 레벨들이 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 프로세싱 챔버 내 압력은 0.3 Torr 내지 10 Torr의 범위 내이다. 다른 예들에서, 프로세싱 챔버 내 압력은 0.5 Torr 내지 5 Torr의 범위 내이다. 일부 예들에서, 기판은 0 ℃ 내지 120 ℃의 온도로 유지된다.
이제 도 3a를 참조하면, 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭하기 위한 방법 (200) 이 도시된다. 204에서, 기판은 하부 챔버 영역 내 기판 지지부 상에 배치된다. 208에서, 에칭 가스 혼합물이 상부 챔버 영역에 공급된다. 에칭 가스 혼합물은 실리콘 나이트라이드 에칭, 폴리실리콘 패시베이팅 및 실리콘 다이옥사이드 패시베이팅을 촉진하기 위한 하나 이상의 가스들을 포함한다. 216에서, 상부 챔버 영역 내에서 플라즈마가 스트라이킹된다. 부가적으로, RF 바이어스는 선택가능하게 하부 챔버 영역 내 기판 지지부에 공급될 수도 있다. 220에서, 기판은 미리 결정된 기간 동안 에칭된다. 224에서, 플라즈마는 미리 결정된 기간 후에 소화된다. 228에서, 건식 세정 가스 혼합물은 선택가능하게 상부 챔버 영역에 공급될 수도 있고 플라즈마는 미리 결정된 기간 동안 스트라이킹될 수도 있다. 기판 지지부로의 RF 바이어스는 건식 세정 프로세스 동안 제공될 수도 있다. 230에서, 플라즈마는 미리 결정된 기간 후에 소화된다. 234에서, 에칭 및 건식 세정 프로세스는 순환적 방식으로 1 회 이상 반복될 수도 있다.
이제 도 3b를 참조하면, 대안적인 프로세스는 플라즈마를 소화하지 않고 실리콘 나이트라이드 에칭으로부터 플라즈마 건식 세정으로 전이한다. 240에서, 플라즈마를 소화하지 않고 화학물질이 건식 세정 가스 혼합물로 천이된다. 건식 세정 프로세스는 미리 결정된 기간 동안 진행된다. 건식 세정 프로세스 동안 RF 바이어스가 기판 지지부로 제공될 수도 있다. 242에서, 에칭 및 건식 세정 프로세스는 플라즈마를 소화하지 않고 순환적인 방식으로 1 회 이상 반복될 수도 있다. 244에서, 플라즈마가 소화된다. 대안적으로, 에칭으로 돌아갈 때 플라즈마가 소화될 수도 있고 이어서 에칭을 위해 다시 스트라이킹될 수도 있다.
일부 예들에서, 나이트라이드 에칭을 촉진하기 위한 가스들은 질소 트리플루오라이드 (NF3), 디플루오로메탄 (CH2F2), 테트라플루오로메탄 (CF4), 플루오로메탄 (CH3F), 분자 산소, 분자 질소, 및 아산화질소의 조합 (O2/N2/N2O), 및 이의 조합들을 포함한다. 일부 예들에서, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진하기 위한 가스들은 CH3F, CH2F2, 및/또는 O2/N2/N2O를 포함한다. 일부 예들에서, 폴리실리콘 패시베이션을 촉진하기 위한 가스들은 O2/N2/N2O, N2O, 또는 O2/N2를 포함한다. 일부 예들에서, 건식 세정 가스들은 이산화탄소 CO2, 이산화탄소 및 아르곤 (CO2/Ar), 일산화탄소 (CO), 일산화탄소 및 아르곤 (CO/Ar) 또는 전술한 가스들 N2, 또는 N2O의 조합들을 포함한다. 일부 예들에서, 아르곤 (Ar) 과 같은 플라즈마 안정화 및 희석화 가스들이 제공될 수도 있다.
일부 예들에서, 에칭 가스 혼합물은 나이트라이드 에칭 가스, 폴리실리콘 패시베이션 촉진 가스 및 실리콘 다이옥사이드 패시베이션 촉진 가스를 포함한다. 일부 예들에서, 나이트라이드 에칭 가스는 NF3, CH2F2, CF4 및 CH3F 및 선택가능하게 O2/N2/N2O로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다.
제 1 예에서, 에칭 가스 혼합물은 NF3/CH2F2/O2/N2/N2O/CO2를 포함한다. 플로우 레이트들의 예들은 표 1에서 이하에 언급된다. 이 예에서, NF3는 나이트라이드 에칭을 촉진한다. CH2F2는 나이트라이드 에칭을 촉진하고 실리콘 다이옥사이드를 패시베이팅한다. O2/N2/N2O는 나이트라이드 에칭을 촉진하고 폴리실리콘 및 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진한다. 에칭 프로세스 후에 건식 세정 단계가 수행되고 그리고/또는 에칭 프로세스 및 건식 세정 프로세스가 순환적으로 수행될 수도 있다.
제 2 예에서, 에칭 가스 혼합물은 CF4/CH3F/O2/N2/N2O/CO2를 포함한다. 이 예에서, CF4는 나이트라이드 에칭을 촉진한다. 플로우 레이트들의 예들은 표 1에서 이하에 언급된다. CH3F는 나이트라이드 에칭을 촉진하고 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진한다. O2/N2/N2O는 나이트라이드 에칭을 촉진하고 폴리실리콘 및 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진한다. 에칭 프로세스 후에 플라즈마 건식 세정 단계가 수행되고 그리고/또는 에칭 프로세스 및 건식 세정 프로세스가 순환적으로 수행될 수도 있다.
이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 건식 플라즈마 제거 프로세스는 패턴 충돌을 방지하고, 상단 및 하단 리세스 양들의 개선된 제어를 제공한다. 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 라디칼 R1을 사용하여 나이트라이드 이외의 표면들을 패시베이팅하기 위한 고유의 프로세스를 제공한다. 건식 세정 또는 순환적 프로세스는 에칭 프로세스 후 또는 주 에칭 단계들 사이에 패시베이션제들을 제거한다. 고압에서 동작하는 유도 결합 플라즈마 소스는 준안정 상태들의 고 밀도 분자 형태 라디칼들 R1을 생성한다. 프로세스는 폴리머 화학물질들과 비교하여 표면 패시베이션에 대한 화학적 선택도를 상승시킨다. 표면 패시베이션은 라디칼 R2와 같은 다른 라디칼들을 사용하여 세정할 (clean up) 수 있다.
도 4에서, 다운스트림 플라즈마로부터의 라디칼들은 나이트라이드에 의해 화학흡착된다. 탈착 레이트는 실리콘 나이트라이드 상에서 높다. 불소화 (fluoridation) 동안, 실리콘 나이트라이드는 F 반응들에 의해 제거된다. 다운스트림 플라즈마로부터의 라디칼들은 실리콘 다이옥사이드 내의 옥사이드에 의해 화학흡착된다. 탈착 레이트는 옥사이드 상에서 매우 낮은 레이트로 제어된다. 불소화 동안, 실리콘 다이옥사이드는 분자 패시베이션에 의한 불소 공격으로부터 보호된다. 도 5에서, 건식 세정 가스에 의해 제공된 라디칼들은 에칭 후 또는 에칭 단계들 사이에 과도한 불소를 제거한다.
이제 도 6 내지 도 7을 참조하면, 불소 레벨들은 상기 기술된 건식 세정 프로세스를 사용하지 않은 또는 건식 세정 프로세스를 사용한 실리콘 나이트라이드 에칭 동안 각각 모니터링된다. 도 6에서, 그래프는 건식 세정 프로세스를 사용하지 않은 실리콘 나이트라이드 에칭 후에 불소 농도를 예시한다. 도 7에서,본 개시에 따라 선택적인 에칭 프로세스 및 건식 세정 프로세스를 사용한 후 탄소, 질소, 산소, 불소 및 실리콘 농도들을 예시하는 그래프가 도시된다.
본 명세서에 기술된 선택적인 실리콘 나이트라이드 에칭은 폴리실리콘 및 실리콘 다이옥사이드에 대한 고 선택도를 제공한다. 일부 예들에서, 피처들의 하단부에서 폴리실리콘 손실이 없고, 에칭 레이트는 1000:1보다 크다. 부가적으로, 피팅이 관찰되지 않는다. 부가적으로, 실리콘 다이옥사이드 선택도는 1000:1 선택도보다 큰 1 Å 미만의 실리콘 다이옥사이드 박형 손실을 입증한다. 핀들 (fins) 은 날카롭고 잔여물은 없다. 본 명세서에 기술된 선택적인 실리콘 나이트라이드 에칭은 에칭 레이트를 상승시킴으로써 불소 노출 시간을 감소시킨다. 이 프로세스는 프로세스 사이, 프로세스 동안, 또는 프로세스 후 불소를 제거하기 위해 라디칼 (R2) 을 사용한다. 부가적으로, 프로세스는 실리콘 옥시카바이드 (SiOC), 하프늄 옥사이드 (HfOx) (x는 1보다 큰 정수), 티타늄 나이트라이드 (TiN), 탄탈륨 나이트라이드 (TaN), 텅스텐 (W) 및 티타늄 알루미늄 나이트라이드 (TiAlN) 와 같은 다른 재료들에 대해 실리콘 나이트라이드를 선택적으로 에칭한다.
이하의 표 1에서, 다양한 가스들에 대한 통상적인 플로우 레이트들이 도시된다. 그러나, 다른 플로우 레이트들이 사용될 수도 있다.
가스 통상적인 플로우 (sccm) 범위 (sccm)
NF3 100 0 내지 500
CH2F2 100 0 내지 500
O2 3000 1000 내지 5000
N2 3000 1000 내지 5000
N2O 4700 1000 내지 8000
CO2 100 (ME)
2000 (건식 세정)		 0 내지 500
1000 내지 5000
CF4 100 0 내지 500
CH3F 100 0 내지 500
CO 2000 (건식 세정) 1000 내지 5000
Ar 2000 1000 내지 5000
He 2000 1000 내지 5000
전술한 기술은 본질적으로 단순히 예시적이고 어떠한 방법으로도 개시, 이들의 애플리케이션 또는 용도들을 제한하도록 의도되지 않는다. 개시의 광범위한 교시가 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 특정한 예들을 포함하지만, 다른 수정 사항들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들을 연구함으로써 명백해질 것이기 때문에, 본 개시의 진정한 범위는 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계들이 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기에 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시예에 대하여 기술된 임의의 하나 이상의 이들 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시예들의 또 다른 실시예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트가 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하도록 해석되지 않아야 한다.
일부 구현예들에서, 제어기는 상술한 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부일 수 있다. 이러한 시스템들은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합될 수도 있다. 전자장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부품들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴들 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그램될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASIC (application specific integrated circuit) 으로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 산화물들, 실리콘, 이산화 실리콘, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정한, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성된 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기는 예를 들어 서로 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 위해서 협력하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (physical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (chemical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, ALD (atomic layer deposition) 챔버 또는 모듈, ALE (atomic layer etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (28)

  1. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법에 있어서,
    기판 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계로서,
    상기 기판 프로세싱 챔버는 상부 챔버 영역, 상기 상부 챔버 영역의 외부에 배치된 유도 코일, 상기 기판 지지부를 포함하는 하부 챔버 영역 및 상기 상부 챔버 영역과 상기 하부 챔버 영역 사이에 배치된 가스 분산 디바이스를 포함하고, 그리고
    상기 가스 분산 디바이스는 상기 상부 챔버 영역 및 상기 하부 챔버 영역과 유체로 연통하는 복수의 홀들을 포함하는, 상기 기판을 배치하는 단계;
    상기 상부 챔버 영역에 에칭 가스 혼합물을 공급하는 단계;
    상기 유도 코일에 전력을 공급함으로써 상기 상부 챔버 영역 내에서 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계로서, 상기 에칭 가스 혼합물은 실리콘 나이트라이드를 에칭하고, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진하고, 폴리실리콘 패시베이션을 촉진하는, 상기 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계;
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하는 단계;
    미리 결정된 기간 후에 상기 유도 결합 플라즈마를 소화하는 단계; 및
    상기 선택적으로 에칭하는 단계 후에, 건식 세정 가스 혼합물을 상기 기판 프로세싱 챔버에 공급함으로써 상기 기판을 건식 세정하는 단계 및 또 다른 미리 결정된 기간 동안 상기 기판 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 가스 혼합물은 질소 트리플루오라이드 (NF3), 디플루오로메탄 (CH2F2), 테트라플루오로메탄 (CF4), 및 플루오로메탄 (CH3F) 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 실리콘 나이트라이드 에칭 촉진제를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 실리콘 나이트라이드 에칭 촉진제는 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 및 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 가스 혼합물은 플루오로메탄 (CH3F) 및 디플루오로메탄 (CH2F2) 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 실리콘 다이옥사이드 패시베이션 촉진제를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실리콘 다이옥사이드 패시베이션 촉진제는 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 및 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 더 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 가스 혼합물은 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 및 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 폴리실리콘 패시베이션 촉진제를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 가스 혼합물을 공급하는 단계, 상기 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계, 상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하는 단계, 상기 건식 세정 가스 혼합물을 공급함으로써 상기 기판을 건식 세정하는 단계를 1 회 이상 반복하는 단계를 더 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 건식 세정 가스 혼합물은 이산화탄소 (CO2) 및 일산화탄소 (CO) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 건식 세정 가스 혼합물은 아르곤 (Ar), 네온 (Ne) 및 헬륨 (He) 을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 더 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 건식 세정 가스 혼합물은 분자 질소 (N2) 또는 아산화질소 (N2O) 로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 프로세싱 챔버 내 압력은 0.5 내지 5 Torr의 범위 내의 압력인, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 동안 상기 기판 지지부에 RF (radio frequency) 바이어스가 공급되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 동안 상기 기판 지지부에 RF 바이어스가 공급되지 않는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분산 디바이스는 복수의 홀들을 포함하는 샤워헤드를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 홀들은 0.1" 내지 0.75"의 범위의 직경들을 갖는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 동안 상기 가스 분산 디바이스를 접지하는 단계를 더 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 가스 혼합물은 질소 트리플루오라이드 (NF3), 디플루오로메탄 (CH2F2), 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 아산화질소 (N2O) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 가스 혼합물은 테트라플루오로메탄 (CF4), 플루오로메탄 (CH3F), 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 아산화질소 (N2O) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 실리콘 다이옥사이드에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 폴리실리콘에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 실리콘 옥시카바이드 (SiOC) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 하프늄 옥사이드 (HfOx) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 티타늄 나이트라이드 (TiN) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 탄탈륨 나이트라이드 (TaN) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 텅스텐 (W) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 티타늄 알루미늄 나이트라이드 (TiAlN) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  27. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법에 있어서,
    기판 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계로서,
    상기 기판 프로세싱 챔버는 상부 챔버 영역, 상기 상부 챔버 영역의 외부에 배치된 유도 코일, 상기 기판 지지부를 포함하는 하부 챔버 영역 및 상기 상부 챔버 영역과 상기 하부 챔버 영역 사이에 배치된 가스 분산 디바이스를 포함하고, 그리고
    상기 가스 분산 디바이스는 상기 상부 챔버 영역 및 상기 하부 챔버 영역과 유체로 연통하는 복수의 홀들을 포함하는, 상기 기판을 배치하는 단계;
    상기 상부 챔버 영역에 에칭 가스 혼합물을 공급하는 단계;
    상기 유도 코일에 전력을 공급함으로써 상기 상부 챔버 영역 내에서 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계로서, 상기 에칭 가스 혼합물은 실리콘 나이트라이드를 에칭하고, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진하고, 폴리실리콘 패시베이션을 촉진하는, 상기 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계;
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하는 단계; 및
    미리 결정된 기간 후에 상기 유도 결합 플라즈마를 소화하는 단계를 포함하고,
    상기 에칭 가스 혼합물은 질소 트리플루오라이드 (NF3), 디플루오로메탄 (CH2F2), 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 아산화질소 (N2O) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함하거나,
    상기 에칭 가스 혼합물은 테트라플루오로메탄 (CF4), 플루오로메탄 (CH3F), 분자 산소 (O2), 분자 질소 (N2), 아산화질소 (N2O) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함하는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
  28. 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법에 있어서,
    기판 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계로서,
    상기 기판 프로세싱 챔버는 상부 챔버 영역, 상기 상부 챔버 영역의 외부에 배치된 유도 코일, 상기 기판 지지부를 포함하는 하부 챔버 영역 및 상기 상부 챔버 영역과 상기 하부 챔버 영역 사이에 배치된 가스 분산 디바이스를 포함하고, 그리고
    상기 가스 분산 디바이스는 상기 상부 챔버 영역 및 상기 하부 챔버 영역과 유체로 연통하는 복수의 홀들을 포함하는, 상기 기판을 배치하는 단계;
    상기 상부 챔버 영역에 에칭 가스 혼합물을 공급하는 단계;
    상기 유도 코일에 전력을 공급함으로써 상기 상부 챔버 영역 내에서 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계로서, 상기 에칭 가스 혼합물은 실리콘 나이트라이드를 에칭하고, 실리콘 다이옥사이드 패시베이션을 촉진하고, 폴리실리콘 패시베이션을 촉진하는, 상기 유도 결합 플라즈마를 스트라이킹하는 단계;
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하는 단계; 및
    미리 결정된 기간 후에 상기 유도 결합 플라즈마를 소화하는 단계를 포함하고,
    상기 기판 상의 상기 실리콘 나이트라이드 층은 실리콘 옥시카바이드 (SiOC), 하프늄 옥사이드 (HfOx), 티타늄 나이트라이드 (TiN), 탄탈륨 나이트라이드 (TaN), 또는 티타늄 알루미늄 나이트라이드 (TiAlN) 에 대해 선택적으로 에칭되는, 기판 상의 실리콘 나이트라이드 층을 선택적으로 에칭하기 위한 방법.
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