KR20070089082A - 기판의 부식을 제어하기 위한 방법 - Google Patents
기판의 부식을 제어하기 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070089082A KR20070089082A KR1020070019174A KR20070019174A KR20070089082A KR 20070089082 A KR20070089082 A KR 20070089082A KR 1020070019174 A KR1020070019174 A KR 1020070019174A KR 20070019174 A KR20070019174 A KR 20070019174A KR 20070089082 A KR20070089082 A KR 20070089082A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- corrosion
- controlling
- hydrogen
- metal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 165
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 54
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 10
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910016909 AlxOy Inorganic materials 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBVYBPVFXFHAMJ-UHFFFAOYSA-N [Cl].[Cl].[Cl].[B] Chemical compound [Cl].[Cl].[Cl].[B] MBVYBPVFXFHAMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- WYEMLYFITZORAB-UHFFFAOYSA-N boscalid Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1=CC=CC=C1NC(=O)C1=CC=CN=C1Cl WYEMLYFITZORAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
- H01L21/02071—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a delineation, e.g. RIE, of conductive layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
- H01L21/31122—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching of layers not containing Si, e.g. PZT, Al2O3
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
기판의 부식을 제어하기 위한 방법이 여기서 설명된다. 일 실시예에서, 기판의 부식을 제어하기 위한 방법은, 그 위에 금속 잔류물이 배치된 패턴화된 마스크층을 갖는 기판을 제공하는 단계; 상기 금속 잔류물을 제거하기 위해 수소계 플라즈마에 상기 기판을 노출시키는 단계; 및 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함한다. 금속 잔류물은 알루미늄 또는 구리 중 하나 이상을 에칭함으로부터의 잔류물을ㄹ 포함할 수 있다. 금속 잔류물은 할로겐계 공정 가스로 금속 함유층을 에칭함으로부터 할로겐 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 수소계 플라즈마는 수소(H2)를 포함할 수 있고 또한, 질소(N2) 및 수증기(H2O) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 수소계 플라즈마는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 추가로 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 취지는 첨부된 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참고하여 더욱 분명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류물을 제거하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2A-2D는 도 1의 방법에 따라 잔류물이 제거되는 경우에 필름 스택을 갖는 기판의 개략 단면도의 순서를 도시한다.
도 3은 본 발명의 방법의 일부를 수행하는데 사용되는 예시적 플라즈마 처리 장치의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 잔류물을 제거하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
가능하다면, 동일한 참조 번호는 도면에서 공통된 동일한 요소를 지칭하는데 사용된다. 도면에서의 이미지는 예시적 목적을 위해 단순화되고 스케일에 맞춰 도시되지 않는다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적 실시예를 도시하고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안되며, 이는 다른 동등한 효과적인 실시예를 허용할 수 있다.
* 관련 출원의 교차 참조
본 출원은 "기판으로부터 잔류물을 제거하기 위한 방법"이란 명칭으로 2003년 5월 27일에 출원되어 함께 출원중인 미국 특허출원 제 10/446,332호의 연속 출원이다.
일반적으로 본 발명은 반도체 기판 상에 소자들을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 반도체 기판으로부터 잔류물을 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.
초소형 전자 소자는 직접 회로와 같은 반도체 기판 상에 일반적으로 제조되고, 다양한 금속층이 서로 상호연결되며 이에 의해 소자 내에서 전기적 신호의 전파를 촉진한다. 초소형 전자 소자의 제조를 위해 이용되는 한 일반적인 공정은 플라즈마 에칭 공정이다. 플라즈마 에칭 공정 동안, 금속 또는 금속계 화합물을 포함하는 하나 이상의 층이 부분적으로 또는 전체적으로 제거되고 이에 의해 직접 회로의 피처(feature)(예를 들어 상호 연결 라인 또는 접촉 비아(contact via))를 형성한다.
일반적으로, 플라즈마 에칭 공정은 가스 화학 물질을 이용하고, 이는 에칭된 층 또는 에칭 마스크를 포함하는 물질과 반응할 때, 비휘발성 부산물을 만들 수 있 다. 이러한 부산물은 잔류물로서 기판 상에 축적된다. 이 기술에서, 이러한 잔류물은 "포스트 에칭 잔류물"이라고 일반적으로 불린다. 포스트 에칭 잔류물은 기판의 처리를 방해할 수 있는데, 예를 들어 잔류물은 남아있는 층들을 오염시킬 수 있고 차후의 층의 증착을 어렵게 만들 수 있다. 또한, 금속 함유 잔류물은 직접 회로의 작동을 중단시키거나 또는 질을 떨어뜨리는(disrupt or degrade) 단락 회로를 일으킬 수 있다.
잔류물을 제거하기 위한 통상의 방법은, 일반적으로 산소계 화학 물질을 이용하여 중간 플라즈마 박리 공정과 함께 기판의 다수의 습식(wet) 처리를 일반적으로 포함한다. 중간 플라즈마 박리 공정(즉, 에칭 및 박리 공정)과 함께 다수의 습식 처리는 초소형 전자 소자의 제조 동안 생산성을 감소시킨다. 또한, 산소계 플라즈마 박리 공정은 기판 상의 금속 산화물을 제거하기 어렵게 형성되거나 또는 그렇지 아니하면 기판을 부식하기 어렵게 형성될 수 있다.
따라서, 이 기술 분야에서는 초소형 전자 소자의 제조 동안 기판으로부터 잔류물을 제거하기 위한 향상된 방법에 대한 요구가 있다.
본 발명은 초소형 전자 소자의 제조 동안 기판(가령, 실리콘(Si) 웨이퍼, 갈륨 아세나이드(gallium arsenide, GaAs) 웨이퍼 등)으로부터 잔류물을 제거하는 방법에 관한 것이다. 일 응용에서, 본 발명의 방법은 적어도 하나의 금속(예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등) 및 이의 화합물을 포함하는 포스트 에칭 잔류물을 제거하는데 이용된다.
도 1은 방법(100)으로서 본 발명의 잔류물 제거 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다. 방법(100)은 적어도 하나의 금속층을 갖는 필름 스택 상에서 수행되는 공정을 포함한다.
도 2A-2D는 방법(100)를 이용하여 잔류물이 제거되는 필름 스택을 갖는 기판을 나타내는 일련의 개략 단면도이다. 도 2A-2D의 단면도들은 필름 스택 상에서 수행되는 개별 처리단계와 관련된다. 도 2A-2D 내의 그림들은 일정한 비율로 도시되어 있지 않으며 예시적인 목적을 위해서 단순화되어 있다.
방법(100)은 단계(101)에서 시작하고 단계(102)로 진행되며 이 경우 필름 스택(202) 및 에칭 마스크(204)가 기판(200), 예를 들어 실리콘 기판 상에 형성된다(도 2A). 일 실시예에서 필름 스택(202)은 배리어 층(210), 금속-함유 층(208), 및 절연 또는 전도성 반-반사층(anti-reflection layer, 206)을 포함한다. 반-반사층(206)은 포토레지스트(photoresist)의 노출 동안 광 반사의 제어를 촉진한다. 반-반사층(206)은 광 반사와 같이 리소그래피 공정에 대한 고유의 광학적 제한으로부터 에칭 마스크 패턴 전달 공정에서의 부정확성을 최소화하고, 피처 크기가 감소됨에 따라 이는 더욱 우세하게 된다.
배리어 층(210) 및 반-반사층(206)은 티타늄(Ti), 티타늄 니트리드(titanium nitride, TiN), 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 니트리드(tantalum nitride, TaN), 티타늄 텅스텐(titanium tungsten, TiW), 실리콘 니트리드(silicon nitride, Si3N4), 실리콘 디옥사이드(silicon dioxide, SiO2), 하프늄 디옥사이드(hafnium dioxide, HfO2) 등과 같은 유전 및/또는 전도성 물질로 일반적으로 형성된다. 배리어 층(210) 및 반-반사층(206)의 두께는 특정의 반도체 소자의 제조를 위해 원하는 두께로 될 수 있다. 일 실시예에서, 배리어 층(210) 및 반-반사층(206)은 약 300 내지 1000 보다 큰 옹스트롬의 총 두께로 형성된다. 금속-함유 층(208)은 어떠한 전도성 금속 또는 금속 화합물로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 금속-함유 층(208)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe) 등 또는 이의 화합물을 포함한다. 또한, 금속-함유 층(208)은 실리콘(Si)과 같은 비금속 요소를 포함할 수 있다. 금속-함유 층(208)의 두께는 특정의 반도체 소자의 제조를 위해 원하는 두께로 될 수 있다. 일 실시예에서, 금속-함유 층(208)은 약 1000 내지 10000 옹스트롬의 두께로 형성된다.
필름 스택(202)층은, 원자층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 물리 기상 증착(PVD) 등과 같은 어떠한 통상의 박막 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 초소형 전자 소자의 제조는, 미국 캘리포니아주 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능한 CENTURA®, ENDURA® 및 다른 반도체 기판 처리 시스템의 개별적인 처리 반응기를 이용하여 수행될 수 있다.
에칭 마스크(204)는 반-반사층(206) 상에 형성된다(도 2A). 에칭 마스크(204)는 스택(202)의 인접 영역(222)을 노출시키면서 필름 스택(202)의 영역(220) 을 보호한다. 일반적으로, 에칭 마스크(204)는 통상의 리소그래픽 패터닝 공정을 이용하여 제조되는 포토레지스트 마스크이다. 이와 같은 공정 동안, 포토레지스트 층은 패턴화된 마스크를 통해서 노출되어 현상되고(developed), 포토레지스트의 비현상부는 제거된다. 포토레지스트 마스크(204)는 일반적으로 약 2000 내지 6000옹스트롬의 두께를 가진다.
선택적으로, 에칭 마스크(204)는 하드 마스크일 수 있고 또는 에칭 마스크(204)는 선택적 하드 마스크 층(205)(점선으로 도시됨)을 포함할 수 있다. 하드 마스크 또는 하드 마스크 층(205)은 실리콘 디옥사이드(SiO2), 실리콘 옥시니트리드(SiON), 개량 패터닝 필름TM(Advanced Patterning Film, APF)(캘리포니아주 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능함), 하프늄 디옥사이드(HfO2), 폴리아미드 등으로 형성될 수 있다.
에칭 마스크(204)를 가하는 공정은, 여기서 참조로 인용된, 2003년 6월 3일 출원된 미국 특허 제 6,573,030호 및 2004년 7월 6일 출원된 미국 특허 제 6,759,286호에서 설명된다.
단계(104)에서, 반-반사층(206) 및 금속-함유 층(208)은 비보호 영역(222)에서 플라즈마 에칭되고 제거된다(도 2B). 반-반사층(206) 및 금속-함유 층(208)은 할로겐화된 처리 화학 물질(즉, 할로겐계 처리 화학 물질)을 이용하여 일반적으로 에칭된다. 일 실시예에서, 반-반사층(206) 및 금속-함유 층(208)은 염소계 가스 혼합물을 이용하여 에칭될 수 있다. 일 실시예에서, 염소계 가스 화합물은 염소 (Cl2) 또는 보론 트리클로르(BCl3)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 염소계 가스 화합물은 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 등 중 적어도 하나와 같은 불활성 희석 가스를 포함할 수 있다. 선택적으로, 염소계 가스 화합물은 질소(N2), 카본 테트라플루오라이드(carbon tetrafluoride, CF4), 트리플루오르 하이드로카본(tri-fluoro hydrocarbon, CHF3), 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H4) 등과 같은 소량의 패시베이션(passivation) 가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 단계(104)는 에칭 마스크로서 마스크(204)를 사용하고, 에칭 정지층으로서 배리어 층(210)을 사용한다. 특히, 금속 함유층(208)의 에칭 동안, 에칭 공정의 종료를 결정하기 위해서 에칭 반응기의 엔드포인트(endpoint) 탐지 시스템이 특정한 파장에서 플라즈마 방출을 모니터할 수 있다. 에칭 공정은 얕은 리세스(shallow recess, 224)가 배리어 층(210)에 형성될 때까지 계속될 수 있다(도 2B). 얕은 리세스(224)는 약 200 내지 1000 옹스트롬의 깊이(226)로 형성될 수 있다. 얕은 리세스(224)는, 영역(222)에서 배리어 층(210)으로부터 금속 함유층(208)의 완전한 제거를 촉진한다.
단계(104)는, 미국 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능한 CENTURA® 공정 시스템의 일부일 수 있는 AdvantedgeTM M 금속 에칭 챔버, 또는 분리된 플라즈마 소스(Decoupled Plasma Source, DPS) 반응기와 같은 에칭 반응기에서 수행될 수 있다.
단계(104) 동안, 반-반사층(206) 및 금속 함유층(208)으로부터 제거된 물질의 일부는 에칭 가스 혼합물(예를 들어 염소 함유, 플루오르 함유 가스 등과 같은 할로겐 함유 가스)의 구성요소와 결합할 뿐만 아니라 에칭 마스크(204)(예를 들어 중합 구성요소(polymeric components), 등)의 구성요소와 결합하여 비휘발성 화합물을 형성한다. 이러한 비휘발성 화합물의 적어도 일부는 일반적으로 기판(200) 위에 재증착되고, 이에 의해 잔류물(216)(즉, 포스트 에칭 잔류물)을 형성한다. 에칭 공정 후, 포스트 에칭 잔류물(216)은, 기판(200) 상의 어디에서나 그리고 필름 스택(202)의 측벽(212), 에칭 마스크(204) 상에서 일반적으로 발견된다. 또한, 이러한 할로겐화 부산물은 공정 챔버 표면 내에 축적되고, 이에 의해 시간에 따라 공정 챔버 성능을 낮추고 공정 챔버의 세정 사이의 평균 시간(mean time)을 감소시킨다. 이와 같이, 본 발명의 방법은 에칭 공정과 동일한 챔버에서 수행될 수 있고, 이에 의해 기판과 동시에 에칭 공정 챔버를 세정한다.
금속 함유층(예를 들어 층(208))이 단계(104) 동안 에칭될 때, 포스트 에칭 잔류물(216)이 금속의 원자(예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등) 및/또는 금속의 화합물(예를 들어 메탈 클로라이드, 메탈 플루오라이드, 메탈 옥사이드, 메탈 니트리드 등)을 포함하고, 이는 에칭 공정 동안 형성될 수 있다. 여기서 설명된 일 예시적 실시예에서, 이러한 금속 화합물은 AlxCly(여기서 x 및 y는 정수), AlxFy(여기서 x 및 y는 정수), AlxOy(여기서 x 및 y는 정수) 등을 포함할 수 있다. 금속 함유 포스트 에칭 잔류물은 다른 형태의 잔류물보다 기판으로부터 제거하기가 일반적으로 더 어렵다. 이러한 잔류물(216)은 기판(200)의 후속 처리에 대해 오염물질 로서 여겨진다.
단계(106)에서, 포스트 에칭 잔류물(216)은 기판(200) 및 필름 스택(202)으로부터 제거된다(도 2C). 일 실시예에서, 포스트 에칭 잔류물(216)은 수소계 플라즈마를 이용하여 제거된다. 플라즈마가 형성될 때, 공정 가스 혼합물로부터 수소 원자가 Cl2(부식 제어를 돕는다)와 같은 할로겐을 제거하는데 유용할 뿐만 아니라 Al(폴리머 잔류물 제거를 돕는다)과 같은 금속을 제거하는데 유용하고, 이는 넓혀진 부식 제어/폴리머 잔류물 제거 공정 윈도우를 돕는다. 할로겐계 플라즈마는 현재 공지되거나 또는 미래에 개발될 어떠한 적절한 방법으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마는 원격 플라즈마(즉, 플라즈마가 공정 챔버의 반응 부피 외부에서 활성화되고 플라즈마 구성요소가 공정 챔버로 주입된다)이고, 이는 약 1.0 내지 10 GHz에서 활성화되는 마이크로파 플라즈마이거나 또는 약 0.05 내지 1000 MHz에서 활성화되는 라디오 주파수 플라즈마와 같은 것이다.
일 예시적 실시예에서, 수소계 플라즈마는 수증기(H20)로부터 형성된다. H20 증기의 이용은 기판의 금속 함유층의 부식을 제어하는 것을 돕고, 폴리머 잔류물 제거의 수용 가능한 레벨을 유지한다.
다른 실시예에서, 수소계 플라즈마는 H2를 포함한다. 선택적으로, 플라즈마는 수증기(H2O) 또는 질소(예를 들어 N2) 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 플라즈마는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 선택적으로 추가로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 포스트 에칭 잔류물(216)은, 약 100 내지 5000 sccm의 유량으로 수소(H2)를 제공하는 단계, 약 270KHz 내지 1.5GHz에서 약 500 내지 6000W의 RF 전력을 가하는 단계, 및 약 500mTorr 내지 6Torr의 공정 챔버의 압력에서 섭씨 약 100 내지 400도의 기판 온도를 유지하는 단계에 의해 제거된다. 단계(106)의 지속 시간은 약 10 내지 120초가 일반적이다. 일 예시적 공정은 800sccm의 유량으로 H2를 제공하고 5000W의 RF 전력을 가하며 약 2.0Torr의 챔버 압력에서 섭씨 약 250도의 기판 온도를 유지한다.
선택적으로, 단계(106)는, 약 1000sccm에 이르는 유량으로 질소(N2)(즉, 순수한 H2 및 약 1:10 H2:N2 사이의 유동비) 또는 약 3000sccm에 이르는 유량으로 수증기(H2O)(즉, 순수한 H2 및 약 1:30 H2:H2O 사이의 유동비) 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 단계(106)는 순수한 H2 및 약 3:7 H2:N2 사이의 유동비로 질소(N2) 또는 순수한 H2 및 약 1:9 H2:H2O 사이의 유동비로 수증기(H2O) 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
일 예시적 공정은 900sccm의 비율로 H2 및 300sccm의 비율로 N2를 제공한다(즉, H2:N2 유동비는 약 3:1). 다른 예시적 공정은 900sccm의 비율로 H2 및 300sccm의 비율로 H2O를 제공한다(즉, H2:H2O 유동비는 약 3:1)
선택적으로, 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스는 약 0 내지 3000sccm의 범위(즉, 순수한 H2 및 약 1:30 H2:Ar 사이의 유동비)에서 제공될 수 있다. 대안적으로, 아르곤(Ar)은 약 순수한 H2 및 약 3:7 H2:H2O 사이의 유동비로 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 약 900sccm의 H2 및 약 900sccm의 Ar이 제공된다(즉, H2:Ar 유동비가 약 1:1).
H2로부터 형성된 플라즈마는 산소계 잔류물 제거 공정과 비교하여 향상된 부식 성능을 제공한다고 알려져 있고, H2O 증기계 잔류물 제거 공정에 비해 향상되고 유사하다고 알려져 있다. 또한, H2계 잔류물 제거 공정은 산소계 및 H2O 증기계 잔류물 제거 공정과 비교하여 폴리머 잔류물의 큰 양을 제거한다. H2계 잔류물 제거 공정은 H2O 증기계 잔류물 제거 공정과 비교하여 향상된 부식 제어를 초래한다고 알려져 왔다(예를 들어 낮은 부식 및 더욱 일관되고 반복 가능한 공정). 마지막으로, H2계 잔류물 제거 공정은 H2O 증기계 공정과 비교하여 총 공정 시간을 감소시킨다. 간략하게, 여기서 개시된 H2계 잔류물 제거 공정은 더 넓은 부식 제어/폴리머 잔류물 제거 공정 윈도우를 제공하고 미세한 튜닝 공정에 대해 큰 유연성을 제공한다.
또한, 기판의 부식의 대부분은 포스트 에칭 잔류물 제거 공정의 최초 단계 동안 동시에 발생한다고 알려져 왔다. 또한, 기판 온도를 올리는 것(ramping up) 은 이 단계에서 일어날 수 있는 부식을 감소시키는 것을 촉진한다. 따라서, H2의 비열이 H2O 증기의 비열보다 클 때, H2를 이용하는 것은 H2O 증기만을 사용할 때보다 더 빠르게 기판 온도를 올릴 수 있고, 이에 의해 포스트 에칭 처리의 최초 단계에서 동시적 부식의 예방을 촉진한다.
선택적으로, 단계(106)는 비-플라즈마(non-plamsa) 상태에서 기판을 공정 가스(단일 가스 또는 가스 혼합물을 지칭하는 것으로 여기서 이해됨)에 노출시키는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들면, 도 4는 본 발명에 다른 실시예에 따라, 잔류물을 제거하기 위한 방법(400)의 흐름도를 도시한다.
방법(400)은 단계(402)에서 시작하여 단계(404)로 진행되며, 이 경우 공정 가스는 비-플라즈마 상태에서 공정 챔버 안으로 유동한다. 공정 가스는 단계(106)에 대하여 상기에서 설명된 것처럼 가스 또는 가스 혼합물일 수 있다. 공정 가스는 적어도 5초 동안 공정 챔버 안으로 유동될 수 있고, 또는 일 실시예에서 약 5 내지 40초 동안 유동될 수 있으며, 이에 의해 기판의 노출 표면 상의 잔류물(216)과 접촉한다. 비-플라즈마 상태의 공정 가스는 잔류물(216)의 구성요소와 반응한다(예를 들어, 중합 유기 구성요소를 함유한 할로겐 또는 금속 함유 할로겐의 증발 및/또는 제거(desorption)를 일어나게 함). 일 실시예에서, H2는 약 5 내지 30초 동안 공정 챔버 안으로 유동한다.
다음으로, 단계(406)에서, 플라즈마가 상기에서 설명된 것처럼 형성되고, 기판은 H2계 플라즈마에 노출된다. 단계(406)는 적어도 10초 동안의 지속 시간을 가 질 수 있고, 또는 일 실시예에서 약 10 내지 180 초 동안 지속 시간을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 단계(406) 이후, 방법은 단계(410)에서 종료한다.
선택적으로, 그리고 단계(408)와 같이 점선으로 도시된 것처럼, 공정 가스는 단계(404)에서와 동일한 지속 시간 동안 비-플라즈마 상태로 공정 챔버 안으로 다시 유동될 수 있고, 이에 의해 기판의 노출 표면 상의 잔류물(216)과 접촉한다. 대안적으로, 단계(404, 406)은 역으로 될 수 있다 - 즉, 잔류물은 제 1 시간 주기 주기 동안 공정 가스의 플라즈마로 처리될 수 있고, 이후 제 2 시간 주기 동안 비-플라즈마 상태의 공정 가스에 노출될 수 있다.
도 1로 돌아가면, 단계(106)(및 방법(400))는 CENTURA® 시스템의 AXIOM® 반응기와 같은 반응기에서 수행될 수 있다. AXIOM® 반응기(이하의 도 3에 대해서 상세하게 설명됨)는 다운스트림(downstream) 플라즈마 반응기이고, 이 경우 플라즈마는 오직 반응성 뉴트랄(reactive neutral)이 공정 챔버의 반응 부피로 제공되도록 한정된다. 이러한 플라즈마 한정은 기판 상에 형성된 회로 또는 기판의 플라즈마 관련 손상을 최소화시킨다. 대안적으로, 단계(106)는 DPS 반응기 또는 진보된 박리 및 패시베이션(Advanced Strip and Passivation, ASP) 반응기에서 수행될 수 있고, 이 둘 모두는 미국 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능하다.
예를 들면 CENTURA® 시스템을 이용하여, 단계(104)의 완료 후, 기판(200)은 진공 하에서 단계(106)를 수행하기 위해 DPS 반응기로부터 AXIOM® 또는 다른 반응기로 수송될 수 있다. 이와 같이, 기판은 제조 환경의 진공이 아닌 부분에 존재할 수 있는 오염 물질로부터 보호된다.
단계(106)의 완료 후, 단계(108)에서, 마스크(204)가 제거되거나 또는 벗겨진다(도 2D). 마스크(204)는, 산소(O2), 산소(O2) 및 질소(N2), 수증기(H2O), 카본 테트라플루오라이드(CF4) 등 및 이의 조합물과 같은 것으로 어떠한 적절한 통상의 방법으로 벗겨질 수 있다. 또한, 마스크(204)는 수소(H2)가 첨가된 산소(O2)계 건식 박리 공정(dry strip process)을 이용하여 제거될 수 있다. 또한, 수소(H2)가 첨가된 산소(O2) 박리 공정은 수소가 첨가되지 아니한 박리 공정과 비교하여 부식 제어의 향상을 촉진시킨다. 박리 공정으로 수소(H2)의 첨가를 통해 부식 제어에서의 이러한 향상은 중요한 것이었다.
선택적으로, 단계(108)의 완료 후, 기판의 추가적인 공정이 계속될 수 있다. 예를 들면, 단계(110)(점선으로 도시됨)에서, 습식 박리 공정(wet strip process)은, 마스크(204)의 벗김의 결과로 남을 수 있는 어떠한 잔류물 및/또는 기판(200) 상의 어디에서나 그리고 필름 스택(202) 상에 남을 수 있는 어떠한 잔류물(216)을 제거하도록 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 단계(110)는 아민계 또는 플루오라이드(F)계 습식 화학 용매를 포함하는 수용액에서 기판(200)을 담그는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 공정의 예는, 이전에 통합된 미국 특허 출원 제 10/446,332호에 서 상세하게 설명된다. 단계(112)에서 방법(100)은 종료한다.
도 3은 방법(100)의 일부를 수행하는데 사용될 수 있는 반응기(300)의 개략도를 도시한다. 본 발명을 이용하기에 적절한 반응기(300)의 일례는 미국 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능한 AXIOM® 반응기이다. 반응기(300)는 공정 챔버(302), 원격 플라즈마 소스(306) 및 제어기(308)를 포함한다.
공정 챔버(302)는 일반적으로 진공 용기이고, 이는 제 1 부분(310) 및 제 2 부분(312)을 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 부분(310)은 기판 페데스탈(substrate pedestal, 304), 측벽(316) 및 진공 펌프(314)를 포함한다. 제 2 부분(312)은 뚜껑(318) 및 가스 분배 플레이트(샤워헤드, 320)를 포함하고, 이는 반응 부피(324) 및 가스 혼합 부피(322)를 형성한다. 뚜껑(318) 및 측벽(316)은 일반적으로 금속(예를 들어 알루미늄(Al)), 스테인리스 강 등)으로 형성되고 그라운드 기준면(360)에 전기적으로 연결된다.
기판 페데스탈(304)은 반응 부피(324) 내에서 기판(웨이퍼)(326)을 지지한다. 일 실시예에서, 기판 페데스탈(304)은 가스가 채워진 램프(328) 뿐만 아니라 임베디드 저항성 히터(embedded resistvie heater, 330) 및 도관(332)과 같은 복사열 소스를 포함할 수 있다. 도관(332)은 페데스탈(304)의 기판 지지면에서 그루브(미도시)를 통해 소스(334)로부터 기판(326)의 후부(backside)로 가스(예를 들어 헬륨)을 제공한다. 이 가스는 지지 페데스탈(304) 및 기판(326) 사이의 열교환을 촉진한다. 기판(326)의 온도는 섭씨 약 20 내지 400 도로 제어될 수 있다.
진공 펌프(314)는 공정 챔버(302)의 측벽(316)에 형성된 배출 포트(336)에 적용될 수 있다. 진공 펌프(314)는 공정 챔버(102)에서 원하는 가스 압력을 유지하도록 사용될 뿐만 아니라 챔버로부터 포스트 공정 가스 및 다른 휘발성 화합물을 비우는데 사용된다. 일 실시예에서, 진공 펌프(314)는 공정 챔버(302)의 가스 압력을 제어하는 스로틀 밸브(throttle valve, 338)를 포함한다.
또한, 공정 챔버(302)는 기판(326)을 보유하고 방출하기 위한 통상의 시스템을 포함하고, 이에 의해 공정의 종료, 내부 진단 등을 탐지한다. 이러한 시스템은 지지 시스템(340)으로서 집합적으로 묘사된다.
원격 플라즈마 소스(306)는 전원(346), 가스 패널(344), 및 원격 플라즈마 챔버(342)를 포함한다. 일 실시예에서, 전원(346)은 라디오 주파수(RF) 발생기(348), 튜닝 어셈블리(350), 및 어플리케이터(applicator, 352)를 포함한다. RF 발생기(348)는 약 200 내지 600kHz의 주파수에서 6000W에 이르도록 생산할 수 있다. 어플리케이터(352)는 원격 플라즈마 챔버(342)에 유도적으로 연결되고 챔버에서 공정 가스(또는 가스 혼합물)(364)를 플라즈마(362)로 활성화시킨다. 이 실시예에서, 원격 플라즈마 챔버(342)는 토로이달 형상(toroidal geometry)을 가지고, 이는 플라즈마를 한정하고 래디컬 종의 유효한 생성을 촉진하며 또한 플라즈마의 전자 온도를 낮춘다. 다른 실시예에서, 원격 플라즈마 소스(306)는 예를 들어 1.5GHz의 주파수를 갖는 마이크로파 플라즈마 소스일 수 있다.
가스 패널(344)은 공정 가스(364)를 원격 플라즈마 챔버(342)로 잔달하기 위 한 도관(366)을 이용한다. 가스 패널(344)(또는 도관(366))은 질량 유동 제어기 및 차단 밸브와 같은 수단(미도시)을 포함하고, 이는 챔버(342)로 공급되는 각각의 개별적인 가스에 대해 가스 압력 및 유량을 제어한다. 플라즈마(362)에서, 공정 가스(364)는 이온화되고 해리되어 반응종을 형성한다.
반응종은 뚜껑(318)에서 입구 포트(368)를 통해 혼합 부피(322) 안으로 주입된다. 기판(326) 상의 소자에 대한 충전 플라즈마 손상을 최소화하기 위해, 가스가 샤워헤드(320)에서 다수의 개구(370)를 통해 반응 부피(324)에 도달하기 전에, 공정 가스(364)의 이온종은 혼합 부피(322) 내에서 거의 중화된다.
제어기(308)는 중앙 공정 유닛(CPU)(354), 메모리(356), 및 지지 회로(358)를 포함한다. CPU(354)는 산업 설정에서 사용되는 일반적인 목적의 컴퓨터 프로세서의 형태일 수 있다. 소프트웨어 루틴(routine)은, 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플로피 또는 하드 디스크, 또는 디지털 저장장치의 다른 형태와 같은 메모리(356)에 저장될 수 있다. 지지 회로(358)는 통상적으로 CPU(354)에 결합되고, 캐쉬, 시계 회로, 입력/출력 서브-시스템, 전원 등을 포함할 수 있다.
소프트웨어 루틴은, CPU(354)에 의해 실행될 때, CPU를 특정 목적의 컴퓨터 (제어기)(308)로 변환시키고, 이는 반응기(300)를 제어하며, 이에 의해 공정들은 본 발명에 따라 수행된다. 또한, 소프트웨어 루틴은 반응기(300)로부터 멀리 위치한 제 2 제어기(미도시)에 의해 저장되고 및/또는 실행된다.
본 발명은 다른 반도체 시스템에서 실행될 수 있고, 공정 파라미터는, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 여기서 설명된 취지를 이용하여 당업자에 의해 수용 가능한 특징을 이루도록 조정될 수 있다.
이전의 내용은 본 발명의 예시적 실시예에 관한 것이고, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예가 이의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 이의 범위는 이하의 청구항에 의해 결정된다.
기판의 부식을 제어하기 위한 방법의 실시예가 여기서 제공된다. 일 실시예에서, 기판의 부식을 제어하기 위한 방법은 그 위에 금속 잔류물이 배치된 패턴화된 마스크층을 갖는 기판을 제공하는 단계; 상기 금속 잔류물을 제거하기 위해 수소계 플라즈마에 상기 기판을 노출시키는 단계; 및 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함한다. 금속 잔류물은 할로겐계 공정 가스로 금속 함유층을 에칭함으로부터 할로겐 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 수소계 플라즈마는 수소(H2)를 포함할 수 있고 또한, 질소(N2) 및 수증기(H2O) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 수소계 플라즈마는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 추가로 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법은, 금속 함유층의 에칭으로부터의 금속 잔류물이 상기 마스크 층 상에 배치되고, (a) 제 1 시간 주기 동안 비-플라즈마 상태의 수소계 공정 가스에 상기 금속 잔류물을 노출시키는 단계; 및 (b) 제 2 시간 주기 동안 플라즈마 상태의 수소계 공정 가스에 상기 금속 잔류물을 노출시키는 단계를 포함한다. 단계(a)는 단계(b) 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. 마스크 층은 단계(a) 및 단계(b)의 완 료 후 제거될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 기판의 부식을 제어하기 위한 방법은, 할로겐계 공정 가스를 이용하여 그 위에 형성된 패턴화된 포토레지스트 층을 갖는 기판의 전도성 층을 에칭하는 단계를 포함하고, 상기 에칭 가스가 금속 잔류물을 형성하며; 전도성 층을 에칭하는데 사용되는 것과 동일한 공정 챔버 내에서 기판을 가열하면서, 상기 금속 잔류물을 제거하기 위해 수소계 플라즈마에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함한다.
Claims (20)
- 기판의 부식을 제어하기 위한 방법으로서,(a) 금속 잔류물이 위쪽에 배치된 패턴화된 마스크 층을 갖는 기판을 제공하는 단계;(b) 상기 금속 잔류물을 제거하기 위해 수소계 플라즈마에 상기 기판을 노출시키는 단계; 및(c) 포토레지스트(photoresist)를 제거하는 단계를 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 잔류물이 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe), 또는 니켈(Ni) 중 하나 이상의 에칭으로부터의 잔류물을 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 수소계 플라즈마가 수소(H2), 수증기(H2O), 수소(H2) 및 질소(N2)의 조합물, 수소 및 불활성 가스의 조합물 중 하나 이상을 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 수소계 플라즈마가 수소(H2)를 포함하고, 상기 수소가 약 100 내지 5000sccm의 유량으로 공급되는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 수소계 플라즈마가 질소(N2)를 포함하고, 상기 질소가 약 1 내지 1000sccm의 유량으로 공급되는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 수소계 플라즈마가 수증기(H2O)를 포함하고, 상기 수증기가 약 1 내지 3000sccm의 유량으로 공급되는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 수소계 플라즈마가 불활성 가스를 포함하고, 상기 불활성 가스가 아르곤(Ar)을 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 아르곤(Ar)이 약 1 내지 3000sccm의 유량으로 공급되는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 잔류물이 할로겐계 공정 가스에 의한 금속 함유층의 에칭으로부터의 할로겐 화합물을 추가로 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 할로겐 화합물이 염소(Cl) 또는 플루오르(F) 중 하나 이상을 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,(d) 단계(b) 이전에 제 1 시간 주기 동안 수소 함유 공정 가스에 상기 기판을 노출시키는 단계; 및(e) 단계(b) 이후에 제 2 시간 주기 동안 수소 함유 공정 가스에 상기 기판을 노출시키는 단계;중 하나 이상의 단계를 추가로 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,(d) 단계(b) 및 단계(c) 사이의 제 1 시간 주기 동안 수소 함유 공정 가스에 상기 기판을 노출시키는 단계를 추가로 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 잔류물이 공정 챔버에서 에칭 가스로부터의 결과물이고,(b) 단계가, 에칭 공정을 수행하기 위해 사용되는 상기 공정 챔버에서 상기 수소계 플라즈마에 상기 기판을 노출시키는 단계를 추가로 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 노출 단계가, 섭씨 약 100 내지 400도의 온도로 상기 기판을 가열하는 단계를 추가로 포함하는,기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법으로 서,상기 금속 함유층의 에칭으로부터의 금속 잔류물이 상기 마스크 층 상에 배치되고,(a) 제 1 시간 주기 동안 비-플라즈마 상태의 수소계 공정 가스에 상기 금속 잔류물을 노출시키는 단계; 및(b) 제 2 시간 주기 동안 플라즈마 상태의 수소계 공정 가스에 상기 금속 잔류물을 노출시키는 단계를 포함하는,금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 15 항에 있어서,(a)단계가 (b)단계를 선행하는,금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 15 항에 있어서,(b)단계가 (a)단계를 선행하는,금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 15 항에 있어서,(c) (a)단계 및 (b) 단계 후, 상기 마스크 층을 제거하는 단계를 추가로 포함하는,금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 1 시간 주기가 약 5 내지 약 40초인,금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 2 시간 주기가 약 10 내지 약 180초인,금속 함유층 위에 마스크 층을 갖는 기판의 부식을 제어하기 위한 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/363,833 US8101025B2 (en) | 2003-05-27 | 2006-02-27 | Method for controlling corrosion of a substrate |
| US11/363,833 | 2006-02-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070089082A true KR20070089082A (ko) | 2007-08-30 |
Family
ID=38614256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070019174A KR20070089082A (ko) | 2006-02-27 | 2007-02-26 | 기판의 부식을 제어하기 위한 방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070089082A (ko) |
| CN (1) | CN101030531A (ko) |
| TW (1) | TW200739716A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101858448B1 (ko) * | 2016-11-22 | 2018-06-28 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 실리콘 기판 표면의 잔류 할로겐 제거방법 및 이의 장치 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120014699A (ko) * | 2010-08-10 | 2012-02-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| WO2013002885A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for fast gas exchange, fast gas switching and programmable gas delivery |
| KR20130063871A (ko) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | 삼성전자주식회사 | 자기 소자 및 그 제조 방법 |
| JP6349796B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2018-07-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、薄膜トランジスターの製造方法及び記憶媒体 |
| JP6531422B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2019-06-19 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、基板処理システム、薄膜トランジスターの製造方法及び記憶媒体 |
| KR101870491B1 (ko) * | 2014-03-11 | 2018-06-22 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치, 기판 처리 시스템, 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 기억 매체 |
| US9543157B2 (en) * | 2014-09-30 | 2017-01-10 | Infineon Technologies Ag | Method for processing a carrier, a method for operating a plasma processing chamber, and a method for processing a semiconductor wafer |
| KR102449182B1 (ko) * | 2015-10-15 | 2022-10-04 | 삼성전자주식회사 | 배선 형성 방법 및 이를 이용한 자기 기억 소자의 제조방법 |
| CN108666203B (zh) * | 2017-04-01 | 2020-11-27 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 改善晶圆边缘形貌的方法 |
| CN110386587A (zh) * | 2018-04-18 | 2019-10-29 | 北京大学 | 一种基于ald技术的硅湿法腐蚀掩膜方法 |
| FR3088346A1 (fr) * | 2018-11-14 | 2020-05-15 | Safran Aircraft Engines | Procede de decapage d’une piece de turbomachine |
| TWI730419B (zh) * | 2019-09-20 | 2021-06-11 | 力晶積成電子製造股份有限公司 | 鋁層的蝕刻後保護方法 |
| CN113517219A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 中国科学院微电子研究所 | 金属刻蚀后防止金属腐蚀的方法 |
| CN113471070B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-04-12 | 北京屹唐半导体科技股份有限公司 | 使用臭氧气体和氢自由基的工件加工 |
-
2007
- 2007-02-12 TW TW096105118A patent/TW200739716A/zh unknown
- 2007-02-15 CN CNA2007100802731A patent/CN101030531A/zh active Pending
- 2007-02-26 KR KR1020070019174A patent/KR20070089082A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101858448B1 (ko) * | 2016-11-22 | 2018-06-28 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 실리콘 기판 표면의 잔류 할로겐 제거방법 및 이의 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101030531A (zh) | 2007-09-05 |
| TW200739716A (en) | 2007-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20070089082A (ko) | 기판의 부식을 제어하기 위한 방법 | |
| US8101025B2 (en) | Method for controlling corrosion of a substrate | |
| US6759286B2 (en) | Method of fabricating a gate structure of a field effect transistor using a hard mask | |
| US9653327B2 (en) | Methods of removing a material layer from a substrate using water vapor treatment | |
| US7977390B2 (en) | Method for plasma etching performance enhancement | |
| US6080529A (en) | Method of etching patterned layers useful as masking during subsequent etching or for damascene structures | |
| KR101468213B1 (ko) | 플라즈마 에칭 성능 강화 방법 | |
| JP5888652B2 (ja) | 方法、装置および製造方法 | |
| JP7314293B2 (ja) | リソグラフィ応用のための膜積層体 | |
| US6153530A (en) | Post-etch treatment of plasma-etched feature surfaces to prevent corrosion | |
| KR101003475B1 (ko) | 포토레지스트 접착 및 재생 일관성을 개선하기 위한 수소처리 | |
| US7790047B2 (en) | Method for removing masking materials with reduced low-k dielectric material damage | |
| US20040237997A1 (en) | Method for removal of residue from a substrate | |
| KR20050118267A (ko) | 플라즈마 에칭 성능 강화를 위한 방법 | |
| US5851302A (en) | Method for dry etching sidewall polymer | |
| CN115485821A (zh) | 用于移除含铝膜的系统和方法 | |
| CN100468652C (zh) | 在半导体基底的金属结构表面去除残余物的方法 | |
| US20050079703A1 (en) | Method for planarizing an interconnect structure | |
| WO2000024048A1 (en) | Method of etching patterned layers useful as masking during subsequent etching or for damascene structures | |
| US6921493B2 (en) | Method of processing substrates | |
| KR19980041997A (ko) | 반도체 장치의 제조방법 | |
| KR20060121269A (ko) | 구리 표면의 표면 감소, 패시베이션, 부식 방지 및 활성화시스템과 방법 | |
| KR102476422B1 (ko) | 피가공물을 처리하는 방법 | |
| US11955318B2 (en) | Ash rate recovery method in plasma strip chamber | |
| TWI837338B (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |