KR20120048708A - 탄소 함유 필름들에 대한 실리콘-선택적 건식 식각 - Google Patents
탄소 함유 필름들에 대한 실리콘-선택적 건식 식각 Download PDFInfo
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Abstract
실리콘 및 탄소 함유 물질을 식각하는 방법이 기술되고, 상기 방법은 활성 산소의 유동과 함께 SiConi™ 식각을 포함한다. SiConi™ 식각 이전에, 인근 표면 영역 내의 탄소 함유량을 감소시키고 상기 SiConi™ 식각을 더 신속하게 진행되게 하는, 활성 산소가 도입될 수 있다. 대안적으로, SiConi™ 식각 동안에, 유효 식각 속도를 더 개선시키는 활성 산소가 도입될 수 있다.
Description
[0001] 본 출원은, 증착, 패터닝, 박막 처리 그리고 코팅 처리에 사용되는, 설비, 프로세스들, 및 물질들을 수반하는, 제조 기술 솔루션들에 관한 것으로서, 그 대표적인 예시들은 반도체 물질들, 유전 물질들, 반도체 장치들, 유전 장치들, 실리콘 기반 웨이퍼들 그리고 (TFTs와 같은) 평판 디스플레이들을 구비하는 적용례들을 포함한다(그러나 이에 한정되지는 아니한다).
[0002] 기판의 표면들 상에 복잡하게 패터닝된 물질 층들을 생성하는 프로세스들에 의하여, 집적 회로들의 형성이 가능하다. 기판 상에의 패터닝된 물질의 생성은, 노출된 물질을 제거하는 제어된 방법들을 요구한다. 하부층들 내로 포토레지스트인 패턴을 전사시키는 단계, 층들을 박형화하는 단계, 또는 표면 상에 이미 존재하는 피처들의 측면 치수를 박형화하는 단계를 포함하는 다양한 목적들을 위하여, 화학적 식각이 사용된다. 종종, 예를 들어 패턴 전사 프로세스를 도우며 제2 물질보다 제1 물질을 더 빠르게 식각하는 식각 프로세스가 진행되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 식각 프로세스를, 상기 제1 물질에 선택적이라고 한다. 물질들, 회로들 및 프로세스들의 다양성의 결과로서, 다양한 물질들에 대한 선택성을 가진 채로, 식각 프로세스들이 개발되어 왔다.
[0003] SiConi™ 식각은, 기판을 NF3 플라즈마 부산물 및 NH3 플라즈마 부산물에 동시에 노출시키는 것을 수반하며, 실리콘 함유 층들에 대하여, 예를 들어, 실리콘, 폴리실리콘 및 이산화 실리콘에 대하여, 크게 컨포멀하고 선택적이다. SiConi™ 식각은, 기판의 표면 상에서 물질을 처리하는 메커니즘과 관련되는, 다른 유리한 특성들을 나타낼 수 있다. SiConi™ 프로세스는, 기판 물질이 제거됨에 따라 기판의 표면 상에서 성장하는, 고체 부산물들을 생성한다. 고체 부산물들은, 기판의 온도가 상승할 때 승화를 통해 후속해서 제거된다. SiConi™ 식각의 일 적용례는, 추가적인 프로세싱 이전에, 실리콘 함유 층들 상에 형성된 박형의 자연 산화물들(SiOx, x<2)을 제거하는 것이다. 다른 적용례는, 프로세싱 챔버의 실리콘 함유 프로세스 잔여물에 대한 세정을 수반한다.
[0004] 고체 부산물들의 축적은, 프로세싱의 깊이나 식각 속도를 정확히 제어하는 능력을 야기하는, 층 내로의 프로세스의 침투를 점차 둔화시킨다. 식각을 멈추는 것이 허용된 SiConi™ 식각은, “자기 제한” 프로세스가 된다. 몇몇 프로세스 파라미터들을 변화시킴으로써, 노출 및 어닐링 각각의 자기 제한 사이클은, 조율 가능하고 예측 가능한 양의 물질을 제거할 것이라고 신뢰될 수 있다.
[0005] 현존하는 SiConi™ 프로세스들의 선택성은, 실리콘, 폴리실리콘 및 산화 실리콘에 대하여 확립되었다. 실리콘 함유 층들에 탄소를 통합시킴으로써, 유전율이 감소하는 것을 통해 산화 실리콘이 유리한 것으로 증명되었다. 탄소 함유량은 또한, 필름의 유동성을 일시적으로 향상시킴으로써 트렌치들의 갭필(gapfill)도 개선시켰다. 현존하는 SiConi™ 식각 프로세스들은, 제조 환경에서 사용하기에 매우 충분한 식각 속도로, 이러한 실리콘 및 탄소 함유 층들 중 일부를 식각하지 못한다.
[0006] 실리콘 및 탄소 함유 물질을 식각하는 방법이 기술되는데, 상기 방법은 활성 산소의 유동과 조합된 SiConi™ 식각을 포함한다. SiConi™ 식각 이전에, 인근 표면 영역 내의 탄소 함유량을 감소시키고 상기 SiConi™ 식각을 더 신속하게 진행되게 하기 위해 활성 산소가 도입될 수 있다. 대안적으로, 유효 식각 속도를 더 개선시키기 위해 SiConi™ 식각 동안에 활성 산소가 도입될 수 있다.
[0007] 일 실시예에서, 기판 프로세싱 챔버의 기판 프로세싱 영역 내의 기판의 표면 상의 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법은, 플라즈마 방출물들을 생성하기 위해 제1 원격 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 형성하는 동안 상기 기판 프로세싱 영역에 유동적으로 결합된 상기 제1 원격 플라즈마 영역 내로 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체를 유입시키는 단계, 상기 기판 표면 상에 고체 부산물들을 형성하는 동안 상기 기판 프로세싱 영역 내로 상기 플라즈마 방출물들 및 활성 산소를 유입시킴으로써 상기 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 단계, 그리고 상기 기판의 온도를 상기 고체 부산물들의 승화 온도보다 높게 올림으로써, 상기 고체 부산물들을 승화시키는 단계를 포함한다.
[0008] 또 다른 실시예에서, 기판 프로세싱 영역 내의 기판의 표면 상의 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법은, 플라즈마 방출물들을 생성하기 위해 원격 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 형성하는 동안 상기 기판 프로세싱 영역에 유동적으로 결합된 상기 원격 플라즈마 영역 내로 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체를 유입시키는 단계, 내부 표면 상에 고체 부산물들을 형성하는 동안 상기 기판 프로세싱 영역 내로 상기 플라즈마 방출물들 및 활성 산소를 유입시킴으로써 상기 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 단계, 그리고 상기 내부 표면의 온도를 상기 고체 부산물들의 승화 온도보다 높게 올림으로써 상기 고체 부산물들을 승화시키는 단계를 포함한다.
[0009] 또 다른 실시예에서, 기판 프로세싱 영역 내의 기판의 표면 상의 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법은, 상기 실리콘 및 탄소 함유 층의 인근 표면 영역 내의 탄소 농도를 감소시키기 위하여 상기 기판 프로세싱 영역 내로 활성 산소를 유입시키는 단계, 상기 기판 프로세싱 영역 내로 유입된 플라즈마 부산물들을 생성하기 위해 원격 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 형성하는 동안 상기 기판 프로세싱 영역에 유동적으로 결합된 상기 원격 플라즈마 영역 내로 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체를 유입시킴으로써 상기 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 단계, 그리고 상기 기판의 온도를 상기 고체 부산물들의 승화 온도보다 높게 올림으로써 상기 식각 단계 이후에 상기 표면 상에 남겨진 고체 부산물들을 승화시키는 순차적인 단계를 포함한다.
[0010] 추가적인 실시예들 및 기술적 특징들이 부분적으로 후술하는 상세한 설명에서 제시되어 있고 그리고 부분적으로 명세서의 검토를 통해 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백해지거나 또는 개시된 실시예들의 실행에 의해 학습될 수 있을 것이다. 본 명세서에 기술된 수단들, 조합들, 및 방법들을 이용하여, 개시된 실시예들의 기술적 특징들 및 장점들이 실현되고 획득될 수 있다.
[0011] 명세서의 나머지 부분들과 도면들을 참고하여, 개시된 실시예들의 본질 및 장점들의 추가적인 이해가 실현될 수 있다.
[0012] 도 1은 개시된 실시예들에 따른 실리콘 및 탄소 함유 물질 식각 프로세스(silicon-and-carbon-containing material etch process)의 순서도이다.
[0013] 도 2는 개시된 실시예들에 따른 실리콘 및 탄소 함유 물질 식각 프로세스의 순서도이다.
[0014] 도 3은 개시된 실시예들에 따른 프로세싱 챔버의 횡단면도이다.
[0015] 도 4는 개시된 실시예들에 따른 프로세싱 시스템이다.
[0016] 첨부된 도면들에서, 유사한 부품들 및/또는 특징들은 동일한 참조 부호를 가질 수 있다. 나아가, 대시 기호에 의한 이하의 참조 부호 및 유사한 부품들을 구별하는 2차 부호에 의해 동일한 타입의 다양한 부품들이 구별될 수 있다. 만일 본 명세서에서 1차 참조 부호만이 사용된 경우, 2차 참조 부호와는 무관하게 동일한 1차 참조 부호를 갖는 유사한 부품들 중 임의의 하나에 설명이 적용될 수 있다.
[0012] 도 1은 개시된 실시예들에 따른 실리콘 및 탄소 함유 물질 식각 프로세스(silicon-and-carbon-containing material etch process)의 순서도이다.
[0013] 도 2는 개시된 실시예들에 따른 실리콘 및 탄소 함유 물질 식각 프로세스의 순서도이다.
[0014] 도 3은 개시된 실시예들에 따른 프로세싱 챔버의 횡단면도이다.
[0015] 도 4는 개시된 실시예들에 따른 프로세싱 시스템이다.
[0016] 첨부된 도면들에서, 유사한 부품들 및/또는 특징들은 동일한 참조 부호를 가질 수 있다. 나아가, 대시 기호에 의한 이하의 참조 부호 및 유사한 부품들을 구별하는 2차 부호에 의해 동일한 타입의 다양한 부품들이 구별될 수 있다. 만일 본 명세서에서 1차 참조 부호만이 사용된 경우, 2차 참조 부호와는 무관하게 동일한 1차 참조 부호를 갖는 유사한 부품들 중 임의의 하나에 설명이 적용될 수 있다.
[0017] 실리콘 및 탄소 함유 물질을 식각하는 방법이 기술되는데, 상기 방법은 활성 산소의 유동과 조합된 SiConi™ 식각을 포함한다. SiConi™ 식각 이전에, 인근 표면 영역 내의 탄소 함유량을 감소시키고, SiConi™ 식각이 더 신속하게 진행되게 하기 위해 활성 산소가 도입될 수 있다. 대안적으로, 유효 식각 속도를 더 개선시키기 위해, SiConi™ 식각 동안에 활성 산소가 도입될 수 있다.
[0018] 본 발명의 실시예들은, 기판 상의 실리콘 및 탄소 함유 필름을 식각하는 방법으로 지향된다. 식각을 더 빠른 식각 속도로 진행시키기 위하여, (예를 들어, O 및/또는 O3를 포함하는) 고-활성 형태(highly reactive form)의 산소가, 실리콘 선택적 식각 프로세스인 SiConi™를 허용하는 인근 표면 영역으로부터 탄소를 제거하도록 기능한다. 산소 처리가 SiConi™ 식각과 동시에 일어날 수 있으며, 또는 상기 두 단계들은 교대로 일어날 수 있다(alternated). 만일 상기 두 단계들이 교대로 일어나는 경우, 인접한 단계들은 일부가 중첩될 수도 중첩되지 않을 수도 있다. 하드웨어 수정 또는 프로세스 수정에 의해 비율들이 바뀔 수는 있지만, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 활성 산소는 일반적으로 오존, 분자 산소 그리고 원자 산소를 포함할 것이다. 제공된 예시들은 오존의 유동을 나타낼 수 있으나, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자들은, 상기 유동이, 원자 산소 및 분자 산소와 같은, 다른 산소 함유 종들을 함유할 수 있다고 이해할 수 있을 것이다.
[0019] 본 발명을 더 잘 이해하고 인식하기 위하여, 개시된 실시예들에 따른 동시 오존(concurrent ozone) 및 SiConi™ 식각 프로세스의 순서도인 도 1이 이제 참조될 것이다. 프로세싱 챔버 내로 기판이 이송될 때 상기 프로세스는 시작된다(작업(110)). 기판의 표면 상에 실리콘 및 탄소 함유 층이 제공된다. 프로세싱 영역으로부터 이격된 플라즈마 영역 내로, 암모니아(작업(115)) 및 삼불화질소(작업(120))가 유입되기 시작한다. 본 명세서에서 별개의 플라즈마 영역은 원격 플라즈마 영역으로서 지칭될 수 있고, 이는 프로세싱 챔버와는 구별되는 모듈이거나 프로세싱 챔버 내의 격실일 수 있다. 프로세싱 영역 내로 원격 플라즈마로부터의 원격 플라즈마 방출물들 또는 생성물들이 유입되어, 기판 표면과 상호 작용하게 된다(작업(122)).
[0020] 일반적으로, SiConi™ 식각은, 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체의 동시 유동들을 수반한다. 상이한 실시예들에서, 불소 함유 전구체들은, 삼불화질소, 불화수소, 이원자 불소, 단원자 불소 및 불소 치환된 탄화수소 또는 이들의 조합들을 포함한다. 상이한 실시예들에서, 수소 함유 전구체들은, 원자 수소, 이원자 수소, 암모니아, 탄화수소, 불완전 할로겐 치환된 탄화수소 또는 이들의 조합들을 포함한다. 간명함을 위하여, 본 명세서에 포함된 몇몇 설명들은 암모니아 및 삼불화질소의 조합을 사용하는 예시적인 SiConi™ 식각에 관해 언급할 수 있다.
[0021] 동시에, 실리콘 및 탄소 함유 층의 표면에의 그리고 인근 하부 표면 내의 탄소 농도를 감소시키기 위하여, 오존을 포함하는 활성 산소가 프로세싱 영역 내로 유입된다(작업(125)). 감소된 탄소 농도는, 오존 기체가 이용되지 않았던 경우보다, 원격 플라즈마 방출물들로 하여금 실리콘 및 탄소 함유 층으로부터 물질을 더 신속하게 제거하게 한다. 상기 층이 식각되고(작업(130)), 기체들의 유동이 멈춘다(작업(135)). 식각 프로세스에 의해 남겨진 고체 부산물들을 승화시키기 위하여 기판은 가열되고(작업(140)), 프로세싱 영역으로부터 상기 기판이 제거된다(작업(145)).
[0022] 다양한 타입의 오존 발생기 내에 활성 산소가 생성될 수 있고, 일반적으로 상기 활성 산소는 오존 및 분자 산소(O2)를 포함한다. 많은 오존 발생기들은 산소 함유 기체(보통 분자 산소)에 가해지는 (예를 들어, Xe 아크 램프들로부터의) 전기 방전 및/또는 광학 여기를 이용한다. 활성 산소가 오존 발생기 유닛을 떠나서 유동함에 따라 성분들의 비율은 가변적으로 되는데, 분자 산소의 비율은 오존에 비해 증가하는 경향이 있다. 프로세스 영역 내에 기체가 도달할 때, 탄소 농도를 감소시키는 데에 있어서 분자 산소보다 오존이 더 효율적이다. 분자 산소는, 인근 표면 탄소 농도에 오직 작은 영향만을 미친다. 산소의 다른 동소체들은 덜 안정적이지만 활성 산소 혼합물 내에 여전히 존재할 수 있고, 인근 표면 탄소 농도를 감소시키는 데에 있어서 몇몇 동소체들은 오존보다 훨씬 더 효율적일 수 있다.
[0023] 또한 원격 플라즈마 시스템의 원격 플라즈마 영역 내에서 활성 산소가 생성될 수도 있다. 이 경우, 활성 산소는 오존, 분자 산소 그리고 원자 산소를 포함할 수 있다. 탄소 농도를 감소시키는 데에 있어서, 원자 산소는 오존보다 훨씬 더 효율적일 수 있다. 하나의 적합한 원격 플라즈마 시스템은, Woburn, Mass의 Applied Science and Technology, Inc.로부터 입수할 수 있는 ASTRON® 발생기이다. 프로세스 기체를 분리하기 위해, ASTRON® 발생기는 약전계 환형(toroidal) 플라즈마를 활용한다. 일 예시에서, 플라즈마는, 활성 산소를 생성하기 위하여, 분자 산소를 포함하는 프로세스 기체와 아르곤과 같은 캐리어 기체를 분리한다. 또한, ASTRON® 발생기에 기판 프로세싱 시스템이 유사하게 높은 플라즈마 밀도를 생성할 수 있다면, 기판 프로세싱 시스템에 통합된 원격 플라즈마 영역도 사용될 수 있다. 원격 플라즈마 영역의 위치와 무관하게, 상기 영역 내로 분자 산소를 유입시킴으로써, 원격 플라즈마 영역 내에서 활성 산소가 생성될 수 있다. 질소 및 산소를 함유하는 전구체(예를 들어, N2O, NO2)들을 포함하는 영역 내로 다른 산소 함유 소스들이 유입될 수 있다.
[0024] 도 2에 순차적인 프로세스가 도시된다. 프로세싱 챔버 내로 기판이 이송될 때, 도 1에 도시된 프로세스와 유사하게 프로세스가 시작된다(작업(210)). 기판의 표면 상에 실리콘 및 탄소 함유 층이 제공된다. 실리콘 및 탄소 함유 층의 표면의 및 인근 하부 표면 내의 탄소 농도를 감소시키기 위하여, 프로세싱 영역 내로 오존이 유입되기 시작한다(작업(215)). 오존의 유동이 종료(작업(220))되고, 프로세싱 영역으로부터 이격된 플라즈마 영역 내로 암모니아(작업(222)) 및 삼불화질소(작업(225))가 유입되기 시작한다. 원격 플라즈마 방출물들이 기판 표면과 상호 작용할 수 있는 프로세싱 영역 내로 유입된다. 이전에 오존에 노출됨으로써 초래된 탄소의 감소된 농도는, 오존 기체가 실리콘 및 탄소 함유 층과 반응하기 위해 이용되지 않았던 경우보다, 원격 플라즈마 방출물들로 하여금 실리콘 및 탄소 함유 층으로부터 물질을 더 신속하게 제거하게 한다. 상기 층이 식각되고(작업(230)), 프로세싱 영역 내로의 기체들 및 원격 플라즈마 방출물들의 유동들이 멈춘다(작업(235)). 이후, 식각 프로세스에 의해 남겨진 고체 부산물들을 승화시키기 위해 기판이 가열되고(작업(240)), 프로세싱 영역으로부터 상기 기판이 제거된다(작업(245)).
[0025] 동시 프로세스와 같은 순차적인 프로세스에서, 활성 산소의 유동을 생성하기 위하여, 오존 발생기, ASTRON® 발생기 또는 통합된 원격 플라즈마 영역이 사용될 수 있다. 또한, ASTRON® 발생기에 원격 플라즈마 영역(들)이 유사하게 높은 플라즈마 밀도를 생성할 수 있다면, 암모니아 및 삼불화질소의 유동들을 여기시키는데 사용된 동일한 원격 플라즈마 영역(들)이 제공된 활성 산소의 유동을 생성하는데 다시 사용될 수 있다.
[0026] 단일 사이클이 제거할 때보다 더 많은 물질을 제거하기 위하여, 챔버로부터 기판을 제거하기 이전에 순차적인 작업(215-240)은 두 번 이상 반복될 수 있다. 상이한 실시예들에서, 다음 섹션에서 기술되는 하드웨어들 및 상기 프로세스들을 사용하여, 각각의 사이클은, 약 50Å 내지 약 300Å 사이에서, 약 75Å 내지 약 200Å 사이에서 또는 약 100Å 내지 약 150Å 사이에서 제거할 수 있다. 예시적인 프로세싱 시스템을 기술하는 과정에서, 추가적인 산화-SiConi™ 식각 프로세스 파라미터들 및 프로세스 세부 사항들이 개시된다.
예시적인 프로세싱 시스템
[0027] 도 3은 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 예시적인 프로세싱 챔버(300)를 도시하는 부분 횡단면도이다. 전체적으로, 원격 플라즈마 영역(들)(361-363) 내로 하나 이상의 구멍들(351)을 통해 암모니아 및 삼불화질소가 도입되어, 플라즈마 전력원(346)에 의해 여기될 수 있다. 원격 플라즈마 영역(들)(361-363)을 우회하는 구멍(들)(352)을 통해, 활성 산소가 도입될 수 있다. 오존 발생기 또는 다른 원격 플라즈마 소스(도시되지 않음) 내에서 활성 산소가 형성될 수 있다.
[0028] 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(300)는 챔버 본체(312), 덮개 어셈블리(302), 그리고 지지 어셈블리(310)를 포함한다. 챔버 본체(312)의 상부 단부에 덮개 어셈블리(302)가 배치되고, 챔버 본체(312) 내에 지지 어셈블리(310)가 적어도 부분적으로 배치된다. 바람직하게는, 하나 이상의 프로세스-호환가능 물질들(예를 들어, 알루미늄, 스테인리스 강, 등등)로부터 프로세싱 챔버(300) 및 이에 연관된 하드웨어가 형성된다.
[0029] 프로세싱 챔버(300)의 내부에의 접근을 제공하기 위해, 챔버 본체(312)는, 챔버 본체(312)의 측벽 내에 형성된 슬릿 밸브 개구(360)를 포함한다. 웨이퍼 핸들링 로봇(도시되지 않음)이 챔버 본체(312)의 내부에 접근할 수 있도록, 슬릿 밸브 개구(360)는 선택적으로 개폐된다. 일 실시예에서, 슬릿 밸브 개구(360)를 통해, 웨이퍼는 프로세싱 챔버(300) 내로 이송되고 프로세싱 챔버(300)에서 인출되어 인접한 이송 챔버 및/또는 로드락 챔버, 또는 클러스터 장비 내의 다른 챔버로 이송될 수 있다. 도 4에서, 프로세싱 챔버(300)를 포함할 수 있는 예시적인 클러스터 장비가 도시된다.
[0030] 하나 이상의 실시예들에서, 챔버 본체(312)를 통해 열전달 유체를 유동시키기 위하여, 챔버 본체(312)는 챔버 본체 채널(313)을 포함한다. 열전달 유체는, 가열 유체나 냉각수일 수 있고, 프로세싱 및 기판 이송 동안 챔버 본체(312)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 챔버 벽들 상의 기체나 부산물들의 원치 않는 응축을 방지하기 위하여, 챔버 본체(312)의 온도가 중요하다. 예시적인 열전달 유체들은, 물, 에틸렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 또한, 예시적인 열전달 유체는 질소 기체를 포함할 수 있다. 지지 어셈블리(310)를 통해 열전달 유체를 유동시켜 기판 온도에 영향을 미치기 위하여, 지지 어셈블리(310)는 지지 어셈블리 채널(304)을 포함할 수 있다.
[0031] 챔버 본체(312)는 지지 어셈블리(310)를 둘러싸는 라이너(333)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 라이너(333)는 정비 및 세정을 위하여 제거 가능하다. 라이너(333)는, 알루미늄과 같은 금속 또는 세라믹 물질로 구성될 수 있다. 단, 라이너(333)는 임의의 프로세스 호환 가능 물질일 수 있다. 라이너(333) 상에 증착된 임의의 물질의 점착성을 증가시키기 위하여, 라이너(333)는 비드 블라스팅(bead blasted) 될 수 있는데, 이는 프로세싱 챔버(300)의 오염을 초래하는 물질의 박리(flaking)를 방지할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 라이너(333)는 하나 이상의 구멍들(335) 그리고 내부에 형성된 펌핑 채널(329)을 포함하고, 상기 펌핑 채널(329)은 진공 시스템과 유체 연통한다(in fluid communication with). 구멍들(335)은, 프로세싱 챔버(300) 내의 기체들을 배출하는 펌핑 채널(329) 내로의 기체들에 대한 유동 통로를 제공한다.
[0032] 프로세싱 챔버(300)를 통한 기체들의 유동을 조절하기 위하여, 진공 시스템은 진공 펌프(325) 및 스로틀 밸브(327)를 포함할 수 있다. 챔버 본체(312) 상에 배치된 진공 포트(331)에 진공 펌프(325)가 커플링되고, 이로써 라이너(333) 내에 형성된 펌핑 채널(329)과 진공 펌프(325)는 유체 연통한다. 다른 기재가 없는 한 용어 “기체” 및 “기체들”은 교체가능하게 사용되고, 하나 이상의 반응물들, 촉매들, 캐리어, 퍼지, 세정, 이들의 조합들 및 챔버 본체(312) 내에 도입된 임의의 다른 유체를 나타낸다. 용어 “전구체”는, 표면으로부터 물질을 제거하거나 증착하기 위해 반응에 일부 참여하는 임의의 프로세스 기체를 지칭하는데 사용된다.
[0033] 구멍들(335)은, 펌핑 채널(329)로 하여금 챔버 본체(312) 내의 프로세싱 영역(340)과 유체 연통하게 한다. 덮개 어셈블리(302)의 하부 표면에 의해 그리고 지지 어셈블리(310)의 상부 표면에 의해 프로세싱 영역(340)이 형성되며, 이는 라이너(333)에 의해 둘러싸인다. 구멍들(335)은 균일한 크기를 가질 수 있고. 라이너(333)에 대해 균등하게 이격될 수 있다. 하지만, 구멍들의 숫자, 위치, 크기 또는 형태는 임의로 사용될 수 있고, 아래에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 각각의 이러한 설계 파라미터들은 기판 수용면을 가로지르는 기체의 목표된 유동 패턴에 따라 가변적일 수 있다. 이에 더하여, 구멍들(335)의 크기, 개수 그리고 위치는, 프로세싱 챔버(300)에서 배출되는 기체의 균일한 유동을 달성하도록 구성된다. 나아가, 챔버(300)로부터 기체의 신속한 배기를 용이하게 하기 위해, 구멍 크기 및 위치는, 신속하거나 높은 펌핑 용량을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 진공 포트(331)에 매우 인접한 구멍들(335)의 개수 및 크기는, 진공 포트(331)로부터 더 멀리 떨어지게 위치된 구멍들(335)의 개수 및 크기보다 더 작을 수 있다.
[0034] 기체 공급 패널(도시되지 않음)이 일반적으로 하나 이상의 구멍들(351)을 통해 프로세싱 챔버(300)에 프로세스 기체(들)를 공급하는데 사용된다. 사용되는 특정 기체 또는 기체들은, 챔버(300) 내에서 수행되는 프로세스 또는 프로세스들에 의존한다. 예시적인 기체들은, 하나 이상의 전구체들, 환원제들, 촉매들, 캐리어들, 퍼지, 세정, 또는 이들의 임의의 혼합물 또는 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 상판(350) 내의 구멍(들)(351)을 통해 플라즈마 볼륨(361) 내로, 프로세싱 챔버(300)에 도입된 하나 이상의 기체들이 유입된다. 선택적으로 또는 함께, 개구(들)(352)을 통해 프로세싱 영역(340) 내로, 더 직접 프로세싱 기체들이 도입될 수 있다. 원격 플라즈마 영역을 구멍(들)(352)이 우회하므로, 상기 구멍(들)(352)은, 플라즈마 여기를 요구하지 아니하는 기체들을 수반하는 프로세스들, 또는 기체들의 추가적인 여기로부터 이득을 얻지 아니하는 프로세스들에 대해 유용하다. 영역들(361, 362, 363)을 통과함 없이, 프로세싱 영역(340) 내로 구멍(들)을 통해, 오존 발생기 내에서 생성된 활성 산소가 도입될 수 있다. 프로세싱 챔버(300) 내로의 기체 공급원으로부터의 기체의 유동을 제어하기 위하여, 전자적으로 작동되는 밸브들 및/또는 유동 제어 메커니즘들(도시되지 않음)이 사용될 수 있다. 프로세스에 따라, 프로세싱 챔버(300)로 많은 기체들이 수송될 수 있고, 프로세싱 챔버(300) 내에서, 또는 프로세싱 챔버(300)로 기체들이 수송되기 이전에, 상기 기체들은 혼합될 수 있다.
[0035] 덮개 어셈블리(302) 내에서 활성 종의 플라즈마를 생성하기 위하여, 덮개 어셈블리(302)는 전극(345)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상판(350)에 의해 전극(345)이 지지되고, 산화 알루미늄으로부터 또는 임의의 다른 절연 및 프로세스 호환 가능 물질로부터 제조된 전기적 격리 고리(들)(347)를 삽입함으로써, 상기 전극(345)은 상판(350)으로부터 전기적으로 격리된다. 하나 이상의 실시예들에서, 전극(345)이 전력원(346)에 커플링되는 한편 덮개 어셈블리(302)의 나머지는 접지된다. 따라서, 전극(345)과 환형 장착 플랜지(322) 사이의 볼륨들(361, 362 및/또는 363)로 구성된 원격 플라즈마 영역 내에, 하나 이상의 프로세스 기체들의 플라즈마가 생성될 수 있다. 실시예들에서, 환형 장착 플랜지(322)는, 가스 수송 판(320)을 포함하거나 지지한다. 예를 들어, 전극(345)과 블로커 어셈블리(330)의 하나 또는 두 개의 블로커 판들 사이에, 플라즈마가 생성되어 유지될 수 있다. 대안적으로, 블로커 어셈블리(330)가 없는 경우, 전극(345) 및 기체 수송 판(320) 사이에 플라즈마가 부딪히고 포함될 수 있다. 여느 실시예에서, 덮개 어셈블리(302) 내에 플라즈마가 원활하게 가두어지거나 포함될 수 있다. 따라서, 어떠한 활성 플라즈마도 챔버 본체(312) 내에 배치된 기판에 직접 접촉하지 않으므로, 상기 플라즈마는 “원격 플라즈마”가 된다. 결과적으로, 기판 표면으로부터 플라즈마가 격리되므로, 기판에의 플라즈마 손상이 방지될 수 있다.
[0036] 매우 다양한 전력원들(346)이 암모니아 및 삼불화질소 기체들을 활성 종으로 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수(RF)에 기초한 전력 방전 기술, 직류(DC)에 기초한 전력 방전 기술, 또는 마이크로웨이브(MW)에 기초한 전력 방전 기술이 사용될 수 있다. 또한, 열에 기초한 기술, 기체 브레이크다운 기술, 고강도 광원(예를 들어, UV 에너지), 또는 x-ray 소스에의 노출에 의하여, 상기 활성화가 이루어질 수 있다. 대안적으로, 후에 챔버(300) 내로 수송되는 활성 종의 플라즈마를 생성하기 위하여, 원격 플라즈마 발생기와 같은 원격 활성화 소스가 사용될 수 있다. MKS Instruments, Inc. 및 Advanced Energy Industries, Inc.와 같은 공급자로부터 예시적인 원격 플라즈마 발생기들을 입수할 수 있다. 예시적인 프로세싱 시스템에서, 전극(345)에 RF 전력 공급원이 결합된다. 전력원(346)을 사용하여 활성 산소도 생성될 경우에는, 고전력 마이크로웨이브 전력원(346)이 유용하다.
[0037] 챔버 본체 채널(313) 및 지지 어셈블리 채널(304) 각각을 통해 열전달 매체를 유동시킴으로써, 프로세싱 챔버 본체(312) 및 기판의 온도들은 각각 제어될 수 있다. 열 에너지의 전달을 용이하게 하기 위하여, 지지 어셈블리(310) 내에 지지 어셈블리 채널(304)이 형성될 수 있다. 챔버 본체(312) 및 지지 어셈블리(310)는 독립적으로 냉각되거나 가열될 수 있다. 예를 들어, 냉각 유체가 어느 하나를 통해 유동하는 동안, 가열 유체는 다른 하나를 통해 유동할 수 있다.
[0038] 기판 온도를 제어하는데 다른 방법들이 사용될 수 있다. 저항 가열기를 이용해 지지 어셈블리(310)를 (또는 페데스탈과 같은, 지지 어셈블리(310)의 일부를) 가열함으로써, 또는 다른 수단에 의하여, 기판이 가열될 수 있다. 다른 구성에서, 기판보다 더 높은 온도로 기체 수송 판(320)이 유지될 수 있고, 기판은 기판 온도를 상승시키기 위하여 승강될 수 있다. 이 경우 기판은, 방사적으로(radiatively) 또는 기체 수송 판(320)으로부터 기판으로 열을 전도시키기 위하여 기체를 사용함으로써 가열될 수 있다. 지지 어셈블리(310)를 상승시킴으로써, 또는 리프트 핀들을 이용함으로써, 기판이 승강될 수 있다.
[0039] 상이한 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 식각 프로세스들 동안, 50°C 내지 80°C 사이의, 55°C 내지 75°C 사이의, 또는 60°C 내지 70°C 사이의 대략적인 온도 범위 내에서, 챔버 본체(312)가 유지될 수 있다. 상이한 실시예들에서, 플라즈마 방출물들 및/또는 산화제들에 노출시키는 동안, 약 100°C 미만의, 약 65°C 미만의, 약 15°C 내지 약 50°C 사이의, 또는 약 22°C 내지 약 40°C 사이의 온도 범위 내에서, 기판이 유지될 수 있다.
[0040] 플라즈마 방출물들은, 다양한 분자들, 분자 파편들 및 이온화된 종을 포함한다. 현재 고려되는 SiConi™ 식각의 이론적인 메카니즘들은, 전체적으로 적절할 수도 적절하지 않을 수도 있으나, 플라즈마 방출물들은 본 명세서에 기술된 낮은 온도의 기판들과 용이하게 반응하는 NH4F, NH4F.HF을 포함하는 것으로 추정된다. (NH4)2SiF6, NH3 및 H2O 생성물들을 형성하기 위하여, 플라즈마 방출물들은 산화 실리콘 표면과 반응할 수 있다. 본 명세서에 기술된 프로세싱 조건에서, NH3 및 H2O은 증기들이고, 진공 펌프(325)에 의해 프로세싱 영역(340)에서 제거될 수 있다. 기판 표면 상에, (NH4)2SiF6 고체 부산물들의 불연속적인 박층이 남는다.
[0041] 플라즈마 방출물들에의 그리고 고체 부산물들의 관련된 축적물에의 노출 이후에, 부산물들을 제거하기 위하여 기판이 가열될 수 있다. 실시예들에서, 기체 수송 판(320) 내에서 또는 기체 수송 판(320) 인근에서 가열 요소(370)를 결합함으로써, 기체 수송 판(320)은 가열 가능하게 된다. 기판 및 가열된 기체 수송 판 사이의 거리를 감소시킴으로써, 기판이 가열될 수 있다. 상이한 실시예들에서, 약 100°C 내지 150°C 사이의, 약 110°C 내지 140°C 사이의 또는 약 120°C 내지 130°C 사이의 온도로, 기체 수송 판(320)이 가열될 수 있다. 기판 및 가열된 기체 수송 판(320) 사이의 간격을 감소시킴으로써, 상이한 실시예들에서, 약 75°C 초과의, 약 90°C 초과의, 약 100°C 초과의, 또는 약 115°C 내지 약 150°C 사이의 온도로, 기판이 가열될 수 있다. 기체 수송 판(320)으로부터 기판으로 방사된 열은, 프로세싱 영역(340)으로부터 펌핑되어 나올 수 있는 휘발성의 SiF4, NH3 및 HF 생산물들로, 기판 상의 고체 (NH4)2SiF6를 분리시키거나 승화시키기에 충분해야 한다.
[0042] 상이한 실시예들에서, 약 50sccm 내지 약 300sccm 사이의, 약 75sccm 내지 약 250sccm 사이의, 약 100sccm 내지 약 200sccm 사이의 또는 약 120sccm 내지 약 170sccm 사이의 속도로, 원격 플라즈마 볼륨(361) 내로 암모니아(또는 일반적으로 수소 함유 전구체)가 유입될 수 있다. 상이한 실시예들에서, 약 25sccm 내지 약 150sccm 사이의, 약 40sccm 내지 약 175sccm 사이의, 약 50sccm 내지 약 100sccm 사이의 또는 약 60sccm 내지 약 90sccm 사이의 속도로, 원격 플라즈마 볼륨(361) 내로 삼불화질소(또는 일반적으로 불소 함유 전구체)가 유입될 수 있다. 원격 플라즈마 영역 내로 유입되는 수소 함유 전구체 및 불소 함유 전구체의 합류된 유동 비율은, 전체적인 기체 혼합물의 0.05 부피% 내지 약 20 부피%로 간주될 수 있다; 나머지는 캐리어 기체이다. 일 실시예에서, 원격 플라즈마 영역 내의 압력을 안정화시키기 위하여, 활성 기체들 이전에, 원격 플라즈마 영역 내로 퍼지 기체 또는 캐리어 기체가 먼저 도입된다.
[0043] 덮개 어셈블리(302)의 나머지에 대한 전극(345)에 플라즈마 전력을 가함으로써, 볼륨들(361, 362 및/또는 363) 내에서 플라즈마 방출물들이 생성된다. 플라즈마 전력은 다양한 진동수들이거나 복수의 진동수들의 조합일 수 있다. 예시적인 프로세싱 시스템에서, 전극(345)에 수송된 RF 전력에 의하여 플라즈마가 제공된다. 상이한 실시예들에서, RF 전력은 약 1W 내지 약 1,000W 사이, 약 5W 내지 약 600W 사이, 약 10W 내지 약 300W 사이 또는 약 20W 내지 약 100W 사이일 수 있다. 상이한 실시예들에서, 예시적인 프로세싱 시스템 내에서 가해진 RF 진동수는 약 200kHz 미만, 약 150kHz 미만, 약 120kHz 미만 또는 약 50kHz 내지 약 90kHz 사이일 수 있다.
[0044] 활성 산소를 형성하기 위해 오존 발생기를 사용하는 경우, 다양한 타입의 오존 발생기가 사용될 수 있다. 오존 발생기는, 프로세싱 시스템에 인접하거나 프로세싱 시스템으로부터 이격될 수 있다. 프로세싱 시스템을 하우징하는 청정실 또는 그레이 영역 외부에 오존 발생기가 위치될 수 있다. 일반적으로 더 안정된 분자 산소(O2)와 함께 오존이 유동되는데, 실시예들에서, 상기 조합은 본 명세서에서 활성 산소로 언급될 것이다. 상이한 실시예들에서, 활성 산소의 유동 속도는, 약 1slm 내지 약 50slm 사이, 약 2slm 내지 약 30slm 사이 또는 약 5slm 내지 약 10slm 사이일 수 있다. 구멍(들)(352)을 통해 프로세싱 영역(340)으로 들어가기 이전에, 상대적으로 불활성인 기체(예를 들어, He, Ar)의 추가적인 유동과 활성 산소의 유동은 합류될 수 있다. 플라즈마 밀도의 증가를 포함한 다양한 장점들을 위해, 상대적으로 불활성인 캐리어 기체가 포함될 수 있다.
[0045] 프로세싱 영역(340) 내로의 오존, 산소, 캐리어 기체들 및/또는 플라즈마 방출물들의 유입 동안, 프로세싱 영역(340)은 다양한 압력들로 유지될 수 있다. 상이한 실시예들에서, 약 500mTorr 내지 약 30Torr 사이, 약 1Torr 내지 약 10Torr 사이 또는 약 3Torr 내지 약 6Torr 사이의 압력이 유지될 수 있다. 또한, 프로세싱 영역(340) 내에서 더 낮은 압력이 사용될 수 있다. 상이한 실시예들에서, 약 500mTorr 이하, 약 250mTorr 이하, 약 100mTorr 이하, 약 50mTorr 이하 또는 약 20mTorr 이하의 압력이 유지될 수 있다.
[0046] 하나 이상의 실시예들에서, 캘리포니아의 Santa Clara에 위치한 Applied Materials, Inc.에서 입수할 수 있는, Producer™ GT 플랫폼, Centura™ AP 플랫폼 및 Endura™ 플랫폼을 포함하는, 다양한 멀티프로세싱 플랫폼들 내로, 프로세싱 챔버(300)가 통합될 수 있다. 이러한 프로세싱 플랫폼은, 진공 상태를 파손시키지 않고도 몇몇의 프로세싱 작업들을 가능하게 한다.
[0047] 도 4는 예시적인 멀티챔버 프로세싱 시스템(400)의 개략적인 평면도이다. 시스템(400)은, 시스템(400) 안팎으로 기판들을 이송하기 위한 하나 이상의 로드락 챔버들(402, 404)을 포함할 수 있다. 보통 시스템(400)이 진공 상태에 있기 때문에, 로드락 챔버들(402, 404)은 시스템(400) 내로 도입된 기판들을 “펌핑 다운”할 수 있다. 로드락 챔버들(402, 404)과 제1 세트의 하나 이상의 기판 프로세싱 챔버들(412, 414, 416, 418)(네 개가 도시됨) 사이로, 제1 로봇(410)이 기판들을 이송할 수 있다. 순환층 증착(cyclical layer deposition, CLD), 원자층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 식각, 예비 세정, 탈가스, 배향 및 다른 기판 프로세스들과 함께, 본 명세서에 기술된 건식 식각 프로세스들을 포함하는 복수의 기판 프로세싱 작업들을 수행하기 위하여, 각각의 프로세싱 챔버(412, 414, 416, 418)가 구비된다.
[0048] 또한, 하나 이상의 이송 챔버들(422, 424)로/하나 이상의 이송 챔버들(422, 424)로부터, 제1 로봇(410)이 기판들을 이송할 수 있다. 이송 챔버들(422, 424)은, 시스템(400)내로 기판들이 이송되는 것을 가능하게 하면서 초진공 조건을 유지하는데 사용될 수 있다. 이송 챔버들(422, 424)과 제2 세트의 하나 이상의 프로세싱 챔버들(432, 434, 436, 438) 사이로, 제2 로봇(430)이 기판들을 이송할 수 있다. 예를 들어, 순환층 증착, 원자층 증착, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 식각, 예비 세정, 탈가스 및 배향과 함께, 본 명세서에 기술된 건식 식각 프로세스들을 포함하는 복수의 기판 프로세싱 작업들을 수행하기 위하여, 프로세싱 챔버들(412, 414, 416, 418)과 유사하게, 프로세싱 챔버들(432, 434, 436, 438)이 구비될 수 있다. 시스템(400)에 의해 수행될 특정한 프로세스가 필요하지 않을 경우, 시스템(400)으로부터 임의의 기판 프로세싱 챔버들(412, 414, 416, 418, 432, 434, 436, 438)이 제거될 수 있다.
[0049] 청정실 외부에 오존 발생기(451)가 위치될 수 있고, 오존 발생기(451)로부터, 본 명세서에 기술된 산화-SiConi™ 프로세스에 이용되는 프로세싱 챔버(434)로, 공급 라인들이 프로세스 기체들을 수송할 수 있다. 원격 플라즈마 시스템(remote plasma system, RPS)(453)은, 원격적으로 위치되거나, SiConi™ 프로세싱 챔버(434)와 (도시된 바와 같이) 통합될 수 있다. 대안적으로, RPS(453)는, 프로세싱 챔버(434)에 아주 인접하게나마 이격될 수 있으며, 또는 프로세싱 챔버(434)에 극히 물리적으로 부착될 수 있다. 기체 핸들링 시스템(455)으로부터 구멍들(351)을 통해 프로세스 볼륨들(361, 362 및/또는 363) 내에서 원격 플라즈마(들)에 의해 여기된 다른 프로세스 기체들이 도입되는 것과 달리, 프로세싱 영역(340) 내로 (예를 들어 구멍(들)(352)을 통해) RPS(453) 내에서 여기된 활성 산소가 더 직접적으로 도입될 수 있다.
[0050] 시스템 제어기(457)가 모터들, 밸브들, 유동 제어기들, 전력 공급원들 그리고 본 명세서에 기술된 프로세스 처리를 수행하기 위해 요구되는 다른 기능들을 제어하는데 사용된다. 이동 가능한 기계적 어셈블리들의 위치를 결정하고 조정하기 위하여, 시스템 제어기(457)는 광학 센서들로부터의 피드백에 의존할 수 있다. 기계적 어셈블리들은, 시스템 제어기(457)의 통제 하에 있는 모터들에 의해 이동되는, 로봇, 스로틀 밸브들 및 서셉터들을 포함할 수 있다.
[0051] 예시적인 일 실시예에서, 시스템 제어기(457)는 하드 디스크 드라이브(메모리), USB 포트들, 플로피 디스크 드라이브 및 프로세서를 포함한다. 시스템 제어기(457)는, 아날로그/디지털 입출력 보드, 인터페이스 보드 및 스테퍼 모터 제어기 보드를 포함한다. 시스템 제어기(457)에 의하여, 프로세싱 챔버(300)를 포함하는 멀티챔버 프로세싱 시스템(400)의 많은 부분들이 제어된다. 시스템 제어기는, 하드 디스크, 프로피 디스크 또는 플래쉬 메모리 썸 드라이브(flash memory thumb drive)와 같은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저징된 컴퓨터 프로그램의 형태로 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다. 또한 다른 타입의 메모리도 사용될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은, 특정 프로세스의 타이밍, 기체 혼합, 챔버 압력, 챔버 온도, RF 전력 레벨, 서셉터 위치, 및 다른 파라미터들을 지시하는 일련의 지시들을 포함한다.
[0052] 제어기에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 제품을 사용함으로써, 기판 상에 필름을 증착시키기 위한 프로세스가, 또는 세정 챔버(15)에 대한 프로세스가, 구현될 수 있다. 임의의 종래의 컴퓨터 판독 가능한 프로그래밍 언어로, 예를 들어, 68000 어셈블리 언어, C, C++, 파스칼, 포트란 또는 기타 등등으로, 컴퓨터 프로그램 코드가 작성될 수 있다. 적합한 프로그램 코드는, 종래의 문서 편집 프로그램을 사용하여 단일 파일, 또는 멀티 파일들 내로 입력되어, 컴퓨터의 메모리 시스템과 같은 컴퓨터 사용 가능 매체에 저장되거나 실시된다. 만일 입력된 코드 문서가 고급 언어인 경우, 상기 코드가 컴파일 되며, 이후 이에 따른 컴파일러 코드가 프리컴파일된 Microsoft Windows® 라이브러리 루틴의 대상 코드와 연결된다. 상기 연결된, 컴파일된 대상 코드를 실행하기 위하여, 시스템 사용자는, 컴퓨터 시스템으로 하여금 메모리 내의 코드를 로딩하게 하는, 대상 코드를 작동시킨다. 이후 CPU가 코드를 판독하고 실행하여 프로그램 내에 식별된 작업을 수행한다.
[0053] 사용자 및 제어기 사이에는 터치 감지 모니터를 통한 인터페이스가 있을 수 있고, 상기 인터페이스에는 마우스 및 키보드도 포함될 수 있다. 일 실시예에서 두 개의 모니터들이 사용되는데, 이 중 하나는 작업자들을 위해 청정실 벽에 장착되고, 다른 하나는 서비스 기술자들을 위해 벽 뒤에 장착된다. 두 개의 모니터들은 동시에 동일한 정보를 표시하는데, 이 경우, 한 번에 하나의 모니터만이 입력을 받도록 구성된다. 특정한 화면 또는 기능을 선택하기 위하여, 작업자는 디스플레이 화면 상의 설계된 영역을 손가락이나 마우스로 터치한다. 이로써 터치된 영역이 그 강조된 색을 변경하거나, 작업자의 선택을 확인하는 새로운 메뉴 또는 화면이 표시된다.
[0054] 본 명세서에 사용된 바와 같이, “기판”은, 상부에 형성된 층들을 포함하거나 포함하지 않는, 지지 기판일 수 있다. 지지 기판은 다양한 도핑 농도 및 프로파일의 절연기 또는 반도체일 수 있고, 예를 들어, 집적 회로들의 제조에 사용되는 타입의 반도체 기판일 수 있다. “여기 상태”에 있는 기체란, 적어도 몇몇의 기체 분자들이 진동 여기 상태, 해리 상태 및/또는 이온화된 상태에 있는 기체를 말한다. 기체는 두 개 이상의 기체들의 조합일 수 있다. 명세서 전체에서, 용어 트렌치는 식각된 기하학 구조가 큰 수평 종횡비를 갖는 지와는 전혀 무관하게 사용된다. 표면 위에서 보면, 트렌치들은 원형, 타원형, 다각형, 직사각형, 또는 다양한 다른 형태들로 보일 수 있다.
[0055] 몇몇 개시된 실시예들을 수행함으로써, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자들은, 개시된 실시예의 기술적 특징으로부터 벗어나지 아니하면서 다양한 수정, 대안적 구성, 및 등가물들이 사용될 수 있다고 인식할 수 있을 것이다. 나아가, 본 발명이 불필요하게 불명료해지는 것을 방지하기 위하여, 많은 주지의 프로세스들 및 요소들이 기술되지 않았다. 따라서, 전술된 상세한 설명으로 본 발명의 범주가 한정되어서는 아니된다.
[0056] 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자들은, 값들의 범위가 제공된 경우, 각각의 중간값 또한, 문맥에서 명확하게 달리 지시되지 아니하는 이상 하한의 10분의 1까지, 범위의 상한 및 하한 사이의 각각의 중간값 역시 구체적으로 개시되어 있다고 이해할 것이다. 임의의 주어진 값 또는 주어진 범위 내의 중간값과, 그리고 임의의 다른 주어진 값 또는 중간값 사이의, 각각의 더 작은 범위도 그러하다. 이러한 더 작은 범위들의 상한 및 하한은, 범위에 독립적으로 포함되거나 제외될 수 있고, 본 발명 내에서, 주어진 범위에서 특별히 제외된 임의의 한정을 제외하면, 상한 및 하한 중 하나, 상한 및 하한 둘 다 아닌, 또는 상한 및 하한의 양 한정들이 더 작은 범위들 내에 포함되는, 각각의 범위 또한 그러하다. 하나의 한정 또는 양 한정들을 포함하는 주어진 범위의 경우, 포함된 한정들 중 하나 또는 양자를 배제하는 범위도 또한 포함된다.
[0057] 문맥에서 명확하게 달리 지시되지 아니하는 이상, 상세한 설명과 첨부된 청구항에서 사용되는 바와 같이, 단수형은 복수의 대상들을 포함한다. 그러므로, 예를 들어, “프로세스”는 복수의 이러한 프로세스들을 포함하고, “상기 유전 물질”은 하나 이상의 유전 물질들과 이 분야의 통상의 기술자에게 알려진 그 등가물들 등에 대한 지칭을 포함한다.
[0058] 나아가, 본 상세한 설명 및 후술하는 청구항들에서 사용되는, 단어 “포함하다”, “포함하는”, “구비하다”, “구비하는”, “갖다”, “갖는”은 주어진 특징들, 정수들, 부품들, 또는 단계들의 실재를 상술하려는 의도가 있으나, 그렇다고 하여 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 부품들, 단계들, 동작들, 또는 그룹들의 실재나 추가를 배제하는 것은 아니다.
Claims (15)
- 기판 프로세싱 챔버의 기판 프로세싱 영역 내의 기판의 표면 상의 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법으로서:
플라즈마 방출물들을 생성하기 위해 제1 원격 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 형성하는 동안, 상기 기판 프로세싱 영역에 유동적으로 결합된 상기 제1 원격 플라즈마 영역 내로, 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체를 유입시키는 단계;
상기 기판의 표면 상에 고체 부산물들을 형성하는 동안, 상기 기판 프로세싱 영역 내로 상기 플라즈마 방출물들 및 활성 산소를 유입시킴으로써, 상기 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 단계; 그리고
상기 기판의 온도를 상기 고체 부산물들의 승화 온도보다 높게 올리는 것에 의해서 상기 고체 부산물들을 승화시키는 단계;를 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 기판 프로세싱 영역 내의 기판의 표면 상의 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법으로서:
상기 실리콘 및 탄소 함유 층의 인근 표면 영역 내의 탄소의 농도를 감소시키기 위하여, 상기 기판 프로세싱 영역 내로 활성 산소를 유입시키는 단계;
상기 기판 프로세싱 영역 내로 유입되는 플라즈마 방출물들을 생성하기 위하여, 제1 원격 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 형성하는 동안, 상기 기판 프로세싱 영역에 유동적으로 결합된 상기 제1 원격 플라즈마 영역 내로, 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체를 유입시킴으로써, 상기 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 단계; 그리고
상기 기판의 온도를 고체 부산물들의 승화 온도보다 높게 올리는 것에 의해서, 상기 식각 단계에 후속하여 상기 표면 상에 남은 고체 부산물들을 승화시키는 단계;를 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 불소 함유 전구체는, 삼불화질소, 불화수소, 이원자 불소, 단원자 불소 및 불소 치환된 탄화수소들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 전구체를 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 수소 함유 전구체는, 원자 수소, 분자 수소, 암모니아, 탄화수소 및 불완전 할로겐 치환된 탄화수소로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 전구체를 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 부산물들을 승화시키기 위하여, 상기 기판의 온도를 상기 식각 작업 동안의 기판 온도보다 20°C 이상만큼 증가시키는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 식각 작업 동안, 상기 기판의 온도가 약 100°C 이하인,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 활성 산소가 오존을 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 활성 산소가 원자 산소(O)를 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 실리콘 및 탄소 함유 층으로부터 약 150Å 이하의 두께가 제거되는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항 내지 제9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 실리콘 및 탄소 함유 층으로부터 추가적인 물질을 제거하기 위하여, 상기 단계들이 반복되는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제10 항에 있어서,
각각의 반복에 있어서, 상기 실리콘 및 탄소 함유 층으로부터 약 150Å 이하의 두께가 제거되는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 활성 산소는 상기 제1 원격 플라즈마 영역을 거쳐 유동하지 아니하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제2 항에 있어서,
상기 활성 산소는, 제2 원격 플라즈마 영역 내로 분자 산소(O2)를 유입시킴으로써 생성되는 오존을 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 제13 항에 있어서,
상기 제1 원격 플라즈마 영역은 상기 제2 원격 플라즈마 영역인,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
- 기판 프로세싱 시스템 내에서 기판 프로세싱 영역에 접하는 내부 표면 상의 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법으로서:
플라즈마 방출물들을 생성하기 위해 원격 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 형성하는 동안, 상기 기판 프로세싱 영역에 유동적으로 결합된 상기 원격 플라즈마 영역 내로, 불소 함유 전구체 및 수소 함유 전구체를 유입시키는 단계;
상기 내부 표면 상에 고체 부산물들을 형성하는 동안, 상기 기판 프로세싱 영역 내로 상기 플라즈마 방출물들 및 활성 산소를 유입시킴으로써, 상기 실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 단계; 그리고
상기 내부 표면의 온도를 상기 고체 부산물들의 승화 온도보다 높게 올리는 것에 의해서 상기 고체 부산물들을 승화시키는 단계;를 포함하는,
실리콘 및 탄소 함유 층을 식각하는 방법.
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