KR20150036086A - 순수 환원성 플라즈마에서 높은 종횡비 포토레지스트 제거를 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
포토레지스트, 산화층 또는 둘다를 반도체 기판으로부터 제거하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은, 기판을 처리하는 데 사용되도록 비산화성 플라즈마를 생성시키기 위한 플라즈마 챔버로부터 분리된 가공 챔버에 기판을 배치하는 단계; 상기 플라즈마 챔버에서 제 1 반응물 가스 및 제 1 캐리어 가스로부터 제 1 비산화성 플라즈마를 생성시키는 단계로서, 상기 제 1 비산화성 플라즈마는 약 10 % 내지 약 40 %의 제 1 반응물 가스를 포함하고, 상기 제 1 반응물 가스는 분당 약 100 표준입방센티미터 내지 분당 약 15,000 표준입방센티미터의 유량을 갖고, 상기 제 1 캐리어 가스는 분당 약 500 표준입방센티미터 내지 분당 약 20,000 표준입방센티미터의 유량을 갖는 단계; 및 상기 가공 챔버에서 상기 기판을 상기 제 1 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 기판을 처리하는 단계를 포함한다.
Description
이 출원은, 본원에 모든 목적을 위해 참고로 인용되고 있는, 2012년 7월 16일자로 출원된 미국 가특허출원 61/671,996, 및 2012년 9월 19일자로 출원된 미국 가특허출원 61/702,865의 우선권의 이점을 청구하고 있다.
본 발명은 포토레지스트의 제거, 더욱 구체적으로는 높은 종횡비(high aspect ratio)(HAR) 용도들에서 포토레지스트를 제거할 수 있는 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 회로판 상의 도체들의 패턴 및 마이크로칩 상의 트랜지스터는 포토레지스트를 사용하여 기판 또는 웨이퍼 상에 인쇄 또는 에칭된다. 예를 들면, 다수의 수백만 마이크론 크기의 디바이스는 포토레지스트의 하나의 층 또는 다중 층들의 적용을 통해 실리콘 기판에 동시에 그리고 신뢰적으로 제조될 수 있다. 포토레지스트는, 빛에 대한 노출시 성질들을 변화시킬 수 있고, 필요한 경우 아래의 기판을 보호하기 위해 에칭, 이온 주입(ion implantation), 금속 침적 등에 대항하여 저지할 수 있는 폴리머 코팅이다. 예를 들면, 화학적 처리가 기판의 일부를 에칭하여 제거하는 상황에서, 포토레지스트는 기판의 다른 구역들을 보호할 수 있으며, 이후에는 플라즈마와 같은 적절한 시약이 사용되어서 잔존 포토레지스트를 제거하거나(remove) 또는 스티리핑한다(strip).
그러나, 집적 회로의 디바이스 특징부 크기가 계속적으로 축소되어 감에 따라, 객체의 폭에 대한 객체의 길이의 비율이 약 25 초과, 예컨대 약 50 초과인 높은 종횡비(HAR) 용도들에서(즉, 캐비티(cavity)의 폭에 대한 캐비티의 높이의 비율이 약 25 초과, 예컨대 약 50 초과인 경우), 또는 기판의 임계 치수(critical dimension)(CD)가 더욱더 작아지는 용도들에서 특히 포토레지스트의 제거 또는 스트리핑이 더욱더 어려워진다. 또한, 게이트 물질의 완전성(integrity)을 동시적으로 유지하면서 제로(0) 기판 손실인 포토레지스트 제거는 높은 투여량 임플란트 스트립(high dose implant strip)(HDIS) 및 디스컴 프로세스(descum process)에서 결정적으로 중요한 것이다.
통상적인 산소계 플라즈마 스트리핑과 관련된 하나의 해결책은 플라즈마 내로의 파워(power)를 증가시키는 것이다. 그러나, 이것은 예컨대 HAR 구멍(hole)의 내부 표면을 코팅하는 금속 라이너에 대한 산화 손상을 초래한다. 다시 이러한 산화는 증가된 시트 저항을 초래하고, 산소-풍부 환원성 화학(chemistry)이 고-k 금속 게이트(high-k metal gates)(HKMGs)와 결부되어 사용되는 경우에 만연하며, 따라서 HKMGs의 사용으로 전기적 장점이 무시된다. 또한, 산화된 층의 제거는 심각한 CD 변화 및 접촉 라이너 두께의 손실을 초래하며, 이는 이미 얇다.
한편, 금속 표면의 존재 하에서 포토레지스트를 스트리핑하는 경우, 순수 환원성 화학의 사용은 잘 확립되어 있지만, 이것은 심지어 높은 파워에서도 본질적으로 낮은 포토레지스트 제거 속도를 가지며, 전형적으로 순수 환원성 플라즈마는 동일한 파워 및 가스 공급 밀도의 산소계 플라즈마보다 크게 낮은 규모의 스트리핑 속도를 갖는다. 더욱이, 잔여 포토레지스트는 흔히는 HAR 구멍의 최하부에 잔존하며, 심지어는 동일한 두께의 모놀리틱 포토레지스트 필름을 스트리핑하는 데에 필요한 것 이상으로 많은 회수로 공정 시간이 연장되는 경우에도 그러하다. HAR 구멍의 콘테이너 벽들을 따른 표면 반응들에 대한 반응 종들의 손실에 기인하여 다른 거동이 추정되며, 따라서 구멍의 표면에서 충분한 반응물 밀도가 방지된다.
따라서, 제로(0) 기판 손실을 최소화하며 이러한 구멍의 금속 라이닝의 산화가 초래되지 않는 경제적으로 실현 가능한 방식으로 포토레지스트를 제거하는 방법에 대한 필요성이 존재한다. 두께 손실이 초래되지 않는 전도성 물질로부터의 산화된 층 제거를 위한 공정에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 양태 및 장점은 다음 설명에서 부분적으로 설명될 것이거나, 또는 설명으로부터 명백해질 수 있거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 습득될 수 있다.
본 개시내용의 하나의 예시적인 양태는, 포토레지스트, 산화층 또는 둘다를 반도체 기판으로부터 제거하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 기판을 처리하는 데 사용되도록 비산화성 플라즈마를 생성시키기 위한 플라즈마 챔버로부터 하류에 위치하는 가공 챔버에 기판을 배치하는 단계; 상기 플라즈마 챔버에서 제 1 반응물 가스 및 제 1 캐리어 가스로부터 제 1 비산화성 플라즈마를 생성시키는 단계로서, 상기 제 1 비산화성 플라즈마는 약 10 % 내지 약 40 %의 제 1 반응물 가스를 포함하고, 상기 제 1 반응물 가스는 기판의 평방센티미터당 분당 약 0.05 표준입방센티미터 내지 기판의 평방센티미터당 분당 약 12.5 표준입방센티미터의 유량을 갖고, 상기 제 1 캐리어 가스는 기판의 평방센티미터당 분당 약 0.25 표준입방센티미터 내지 기판의 평방센티미터당 분당 약 15 표준입방센티미터의 유량을 갖는 단계; 및 상기 가공 챔버에서 상기 기판을 상기 제 1 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 기판을 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 다음의 설명 및 첨부된 특허청구범위를 참조하여 더욱더 잘 이해될 것이다. 이 명세서의 일부에 인용되고 이를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시양태를 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
당해 분야의 숙련자에게는, 최선의 모드를 포함하는 전체 및 실행 가능한 개시내용은, 첨부된 도면을 참조하는 것을 비롯해, 본 명세서의 나머지 부분들에서 더욱 구체적으로 개시된다:
도 1은 본 개시내용에 의해 구체화된 방법들에 사용될 수 있는 플라즈마 반응기를 나타내고;
도 2는 본 개시내용에 의해 구체화된 바와 같이 포토레지스트를 제거하기 위한 방법의 흐름도를 나타내고;
도 3은 플라즈마 처리에서의 H2 함량의 백분율 및 종횡비에 기초하여 정규화된 실리콘 손실을 나타내는 그래프이고;
도 4는 포토레지스트 제거 속도에 대한 H2/아르곤 플라즈마 블렌드에서의 H2 백분율의 효과를 나타내는 그래프이고;
도 5는 시간 경과에 따라 티타늄 나이트라이드(TiN) 산화된 표면의 시트 저항(Rs)에 대한 NH3-단독 플라즈마 처리의 효과를 나타내는 그래프이고;
도 6a는 TiN 표면이 노출되는 플라즈마 처리에 기초한 TiN 손실의 양(옹스트롬)을 나타내는 그래프이고;
도 6b는 TiN 표면이 노출되는 플라즈마 처리에 기초한 TiN 손실의 양(옹스트롬)을 나타내는 또 다른 그래프이고;
도 7은 시간 경과에 따라 티타늄 나이트라이드(TiN) 표면의 시트 저항(Rs)에 대한 다양한 처리들의 효과를 도시하는 그래프이다.
도 1은 본 개시내용에 의해 구체화된 방법들에 사용될 수 있는 플라즈마 반응기를 나타내고;
도 2는 본 개시내용에 의해 구체화된 바와 같이 포토레지스트를 제거하기 위한 방법의 흐름도를 나타내고;
도 3은 플라즈마 처리에서의 H2 함량의 백분율 및 종횡비에 기초하여 정규화된 실리콘 손실을 나타내는 그래프이고;
도 4는 포토레지스트 제거 속도에 대한 H2/아르곤 플라즈마 블렌드에서의 H2 백분율의 효과를 나타내는 그래프이고;
도 5는 시간 경과에 따라 티타늄 나이트라이드(TiN) 산화된 표면의 시트 저항(Rs)에 대한 NH3-단독 플라즈마 처리의 효과를 나타내는 그래프이고;
도 6a는 TiN 표면이 노출되는 플라즈마 처리에 기초한 TiN 손실의 양(옹스트롬)을 나타내는 그래프이고;
도 6b는 TiN 표면이 노출되는 플라즈마 처리에 기초한 TiN 손실의 양(옹스트롬)을 나타내는 또 다른 그래프이고;
도 7은 시간 경과에 따라 티타늄 나이트라이드(TiN) 표면의 시트 저항(Rs)에 대한 다양한 처리들의 효과를 도시하는 그래프이다.
이후, 하나 이상의 실시예들이 도면에 도시되는 본 발명의 실시양태를 상세히 설명하기로 한다. 각 실시예는 본 발명의 제한이 아닌 본 발명의 설명에 의해 제공된다. 사실상, 당해 분야의 숙련자에게는 다양한 변형과 변경이 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고서 본 발명에서 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들면, 일 실시양태의 일부로서 예시된 또는 기재된 특징들은 추가 실시양태를 얻기 위해 또 다른 실시양태와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그의 등가 범위 내에서, 본 발명은 이러한 변형과 변경을 포괄하는 것으로 의도된다.
일반적으로, 본 개시내용은 하류 유도적으로 커플링된 플라즈마 소오스를 통해 공급된 비산화성 플라즈마 화학을 사용하여 기판으로부터 포토레지스트, 산화된 층 또는 둘다를 제거하는 방법에 관한 것이다. 유도성 플라즈마 소오스들은 흔히 웨이퍼를 가공하기 위한 고밀도 플라즈마 및 반응성 종들을 생성하기 위하여 플라즈마 가공에 사용된다. 예를 들면, 유도성 플라즈마 소오스는 표준 13.56 MHz 이하의 주파수 파워 발생기(power generator)를 이용하여 고밀도 플라즈마를 쉽게 생성시킬 수 있다. RF 바이어스와 조합된 유도성 플라즈마 소오스는 예컨대 웨이퍼에 대한 이온 에너지 및 이온 플럭스의 독립적 제어를 제공하기 위해 에칭제(etcher)에서 사용되어 왔다.
포토레지스트 또는 산화층 제거를 위한 가공과 같은 특정 플라즈마 가공을 위하여, 반도체 웨이퍼를 직접적으로 플라즈마에 노출하는 것이 일반적으로 바람직하지는 않다. 플라즈마는 가공 챔버로부터 멀리(remotely)(예컨대, 하류에) 형성되고, 원하는 입자들은 예컨대 중성 입자에 대해 투명하지만 플라즈마에 대해서는 투명하지 않은 격자를 통해 반도체 웨이퍼 또는 기판 상에 채널링되어 있다(channel). 이러한 방법은, 약 300 밀리미터(mm)의 전체 직경을 갖는 각각의 2개의 기판을 처리하는 경우에는 높은 RF 파워(예컨대, 약 6킬로와트(kW) 이하), 및 일부 경우에는 높은 가스 유동(예컨대, 분당 약 20,000 표준입방센티미터(standard cubic centimeters per minute)(sccm)) 및 고압(예컨대, 약 5000 밀리토르(mTorr) 이하)을 필요로 할 수 있다.
그러나, 이것은, 오직 하나의 기판이 처리되는 경우, 유량은 일반적으로 2개의 기판을 처리하는 데 필요한 유량의 절반이 될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 약 100 mm 내지 약 500 mm, 예컨대 약 200 mm 내지 약 450 mm의 직경을 갖는 기판은 본 개시내용에 의해 구현된 방법들을 사용하여 처리될 수 있으며, 여기서 RF 파워 및 유량은 기판의 표면적에 기초하여 조정될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들면, 단독의 300 mm 직경 기판 대신에 단독의 200 mm 직경 기판이 처리되는 경우, 기판의 표면적의 비율에 기초하여, 사용된 유량은 300 mm 기판에 사용되는 유량의 약 0.44배이어야 하는 한편, 450 mm 직경 기판이 처리되는 경우, 사용 유량은 300 mm 기판에 사용되는 유량의 약 2.25배이어야 한다.
도 1은, 비록 하류 유도적으로 커플링된 플라즈마 소오스를 갖는 임의의 다른 적절한 반응기도 이용될 수 있을지라도, 본 개시내용에 의해 구체화된 방법들에 사용될 수 있는 플라즈마 반응기(100)를 나타내는 것으로 이해된다. 예시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(100)는 가공 챔버(110) 및 상기 가공 챔버(110)로부터 분리된 플라즈마 챔버(120)를 포함한다. 가공 챔버(110)는 반도체 웨이퍼와 같이 포토레지스트가 제거될 수 있는 기판(114)을 보유하도록 동작 가능한 기판 홀더(holder) 또는 페데스탈(pedestal)(112)을 포함한다. 유도성 플라즈마는 플라즈마 챔버(120)(즉, 플라즈마 생성 구역)에서 생성되고, 원하는 입자들은, 가공 챔버(110)로부터 플라즈마 챔버(120)를 분리하는 격자(116)에서 제공된 구멍들을 통해 플라즈마 챔버(120)로부터 기판(114)의 표면에 채널링되어 있다(즉, 하류 구역).
플라즈마 챔버(120)는 유전체 측벽(122) 및 천장(124)을 포함한다. 유전체 측벽(122) 및 천장(124)은 플라즈마 챔버 내부를 한정한다. 석영과 같은 임의의 유전체 물질로부터 유전체 측벽(122)이 형성될 수 있다(125). 유도 코일(130)은 플라즈마 챔버(120)에 대해 유전체 측벽(122)에 인접하게 배치되어 있다. 유도 코일(130)은 적합한 매칭 네트워크(matching network)(132)를 통해 RF 파워 발생기(134)에 커플링되어 있다. 반응물 및 캐리어 가스는 가스 공급(150) 및 환형 가스 분배 채널(151)로부터 챔버 내부에 공급될 수 있다. 유도 코일(130)은 RF 파워 발생기(134)로부터 RF 파워로 에너지화되면, 실질적으로 유도성 플라즈마가 플라즈마 챔버(120)에서 유도된다. 특정 실시양태에서, 플라즈마 반응기(100)는 플라즈마에 대한 유도 코일(130)의 용량 커플링(capacitive coupling)을 감소시키기 위하여 임의적 패러데이 쉴드(faraday shield)(128)를 포함할 수 있다.
효율을 증가시키기 위해, 플라즈마 반응기(100)는 챔버 내부(125)에 배치된 가스 주입 인서트(insert)(140)를 임의적으로 포함할 수 있다. 가스 주입 인서트(140)는 챔버 내부(125)에 제거 가능하게 삽입될 수 있거나, 또는 플라즈마 챔버(120)의 고정된 부분일 수 있다. 일부 실시양태에서, 가스 주입 인서트는 플라즈마 챔버의 측벽에 인접하는 가스 주입 채널을 한정할 수 있다. 가스 주입 채널은 유도 코일에 인접한 챔버 내부로 그리고 가스 주입 인서트 및 측벽에 의해 한정된 활성 구역 내로 가공 가스를 공급할 수 있다. 활성 구역은 전자들의 활성 가열을 위해 플라즈마 챔버 내부에 한정된 구역을 제공한다. 좁은 가스 주입 채널은 챔버 내부로부터 가스 채널 내로의 플라즈마 확산을 방지한다. 가스 주입 인서트는 전자들이 활성적으로 가열되는 활성 구역을 통과하도록 가공 가스를 강제한다.
본 개시내용의 방법에서 이용되는 하류 유도적으로 커플링된 플라즈마 소오스의 유형과 관계없이, 본 발명자들은, 산화의 양 및 임계 치수(CD)에서의 변화를 최소화하면서 동시에 기판으로부터 제거된 포토레지스트의 양을 증가시키기 위하여, 하나 이상의 플라즈마 화학으로의 하나 이상의 비산화성 플라즈마 처리가 반도체 기판 상에서 수행될 수 있다는 것을 발견하였다. 일반적으로, 본 개시내용의 처리 공정에 사용되는 플라즈마는 비산화성이다. 본 개시내용의 방법은 포토레지스트 제거 및 표면 산화의 예방 또는 제거를 허용한다. 예를 들면, 일 실시양태에서, 포토레지스트 스트리핑 공정 도중 산화되지 않아야 하는 실리콘 표면에서 실시될 수 있는 방법이 기재되어 있다. 또한 방법은, 기판 내의 캐비티의 깊이에 비해 작은 측방향 치수를 갖는 HAR 트렌치 또는 임의의 다른 캐비티에 대하여 수행될 수 있다. 다른 실시양태에서, 본 개시내용은, 포토레지스트를 제거하는 주요 플라즈마 처리, 및 이어서 기판 손실 또는 변형의 양을 최소화하면서 산화를 제거하는 제 2 플라즈마 처리를 포함하는 방법을 기재한다.
플라즈마 처리의 개수 및 특정 유형과 관계없이, 기판을 처리하는 데 사용된 하나 이상의 플라즈마는 각각 둘다 산소가 없는 반응물 가스 및 캐리어 가스를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 캐리어 가스에는 수소가 없을 수 있는 한편, 반응물 가스는 수소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 반응물 가스는 수소(H2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4)일 수 있다. 다른 실시양태에서, 반응물 가스에는 산소 및 질소 둘다 없을 수 있다. 예를 들면, 반응물 가스는 H2 또는 CH4일 수 있다. 한편, 캐리어 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 특정 실시 양태에서, 불활성 가스는 질소(N2) 또는 희가스, 예컨대 아르곤(Ar) 또는 헬륨(He), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시양태들에서, 캐리어 가스는, 질소, 예컨대 희가스들 중 하나가 없는 불활성 가스일 수 있다. 일반적으로, 반응물 가스는, 반응물 가스와 캐리어 가스의 전체 가스 부피의 약 10 % 내지 약 40 %, 예컨대 반응물 가스와 캐리어 가스의 전체 가스 부피의 약 15 % 내지 약 30 %, 예컨대 반응물 가스와 캐리어 가스의 전체 가스 부피의 약 20 % 내지 약 25 %인 양으로 존재할 수 있다. 하나의 특정 실시양태에서, 반응물 가스는 반응물 가스와 캐리어 가스의 전체 가스 부피의 약 20 %인 양으로 존재할 수 있다.
반응물 가스 및 캐리어 가스는 다양한 유량으로 플라즈마 생성 챔버 및 가공 챔버 내로 도입될 수 있다. 예를 들면, 2개의 300 mm 기판이 처리되는 경우, 반응물 가스는 약 100 내지 약 15,000 sccm, 예컨대 약 1,000 sccm 내지 약 10,000 sccm, 예컨대 약 2,000 sccm 내지 약 5,000 sccm의 유량을 가질 수 있다. 한편, 캐리어 가스는 약 500 sccm 내지 약 20,000 sccm, 예컨대 약 5,000 sccm 내지 약 17,500 sccm, 예컨대 약 10,000 sccm 내지 약 15,000 sccm의 유량을 가질 수 있다. 반면, 오직 단독의 300 mm 기판만이 처리되는 경우, 반응물 가스는 약 50 내지 약 7,500 sccm, 예컨대 약 500 내지 약 5,000 sccm, 예컨대 약 1,000 내지 약 2,500 sccm의 유량을 가질 수 있다. 한편, 오직 단독의 300 mm 기판만이 처리되는 경우, 캐리어 가스는 약 250 sccm 내지 약 10,000 sccm, 예컨대 약 2,500 sccm 내지 약 8,750 sccm, 예컨대 약 5,000 sccm 내지 약 7,500 sccm의 유량을 가질 수 있다.
기판(예컨대, 약 706.5 평방센티미터(cm2)의 표면적을 갖는 단독의 300 mm 직경 기판)의 표면적에 기초하여, 이것은 기판의 cm2당 약 0.07 sccm 내지 기판의 cm2당 약 10.75 sccm, 예컨대 기판의 cm2당 약 0.7 sccm 내지 기판의 cm2당 약 7.25 sccm, 예컨대 기판의 cm2당 약 1.25 sccm 내지 기판의 cm2당 약 3.5 sccm의 유량을 갖는 반응물 가스에 상응한다. 한편, 이것은 기판의 cm2당 약 0.35 sccm 내지 기판의 cm2당 약 14.25 sccm, 예컨대 기판의 cm2당 약 3.5 sccm 내지 기판의 cm2당 약 12.5 sccm, 예컨대 기판의 cm2당 약 7.0 sccm 내지 기판의 cm2당 약 10.75 sccm의 유량을 갖는 캐리어 가스에 상응한다. 기판의 cm2당 sccm의 유량을 사용하면, 임의의 직경을 갖는 기판들에 대한 sccm의 유량은, 기판 비율(substrate rate)의 cm2당 sccm을 기판의 표면적에 의해 곱함으로써 결정될 수 있다.
예를 들면, 단독의 200 mm 기판이 처리되는 경우, 반응물 가스는 약 20 내지 약 3,300 sccm, 예컨대 약 220 내지 약 2,200 sccm, 예컨대 약 440 내지 약 1,100 sccm의 유량을 가질 수 있다. 반면, 캐리어 가스는 약 110 내지 약 4,400 sccm, 예컨대 약 1,100 sccm 내지 약 3850 sccm, 예컨대 약 2,200 sccm 내지 약 3,300 sccm의 유량을 가질 수 있다.
한편, 단독의 450 mm 기판이 처리되는 경우, 반응물 가스는 약 110 sccm 내지 약 16,875 sccm, 예컨대 약 1,125 sccm 내지 약 11,250 sccm, 예컨대 약 2,250 sccm 내지 약 5,625 sccm의 유량을 가질 수 있다. 반면, 캐리어 가스는 약 560 sccm 내지 약 22,500 sccm, 예컨대 약 5,625 sccm 내지 약 19,675 sccm, 예컨대 약 11,250 sccm 내지 약 16,875 sccm의 유량을 가질 수 있다.
또한, 포토레지스트 제거는 다양한 온도와 파워 수준에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 포토레지스트 제거 도중의 온도는 약 150 ℃ 내지 약 350 ℃, 예컨대 약 200 ℃ 내지 약 325 ℃, 예컨대 250 ℃ 내지 약 300 ℃의 범위일 수 있다. 하나의 특정 실시양태에서, 포토레지스트 제거는 약 275 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 300 mm 직경 기판을 처리하기 위한 RF 소오스 파워는 약 1 kW 내지 약 6 ㎾, 예컨대 약 1.5 kW 내지 약 5.5 kW, 예컨대 약 2 kW 내지 약 5 kW의 범위일 수 있다. 한편, 소오스 파워는 앞서 반응물 및 캐리어 가스 유량에 대해 논의된 바와 동일한 방식으로 처리되는 기판의 표면적에 기초하여 상향 또는 하향으로 조정될 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 기판을 처리하기 위해, 기판의 경우, 소오스 파워는 약 0.4 kW 내지 약 13.5 ㎾, 예컨대 약 0.6 kW 내지 약 12.5 kW, 예컨대 약 0.8 kW 내지 약 11.5 kW의 범위일 수 있다.
더욱이, 포토레지스트 제거는 다양한 압력에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 압력은 약 100 mTorr 내지 약 4,000 mTorr, 예컨대 약 250 mTorr 내지 약 3,500 mTorr, 예컨대 약 500 mTorr 내지 약 2,500 mTorr, 예컨대 약 750 mTorr 내지 약 1,000 mTorr의 범위일 수 있다. 하나의 특정 실시양태에서, 압력은 약 900 mTorr일 수 있다.
또한, 포토레지스트 제거 동안, 포토레지스트가 제거되는 기판은 처리되는 기판에서 임의의 구멍, 캐비티 또는 채널의 CD와 종횡비에 기초하여 특정화된 시간 동안 처리될 수 있다. 예를 들면, 처리 시간은 약 10초 내지 약 180초, 예컨대 약 20초 내지 약 90초, 예컨대 약 30초 내지 약 60초의 범위일 수 있다. 하나의 특정 실시양태에서, 가공 시간은 예컨대 처리되는 기판이 50 초과의 종횡비 및 0.03 마이크로미터 미만의 임계 치수를 갖는 구멍, 캐비티 또는 채널을 갖는 경우에 약 45초일 수 있다.
본 발명자들은 플라즈마를 형성하는 데 있어서 반응물 가스 및 캐리어 가스 사용의 조합에 기초하여 특정의 처리 조건들을 발견하였다. 예를 들면, 반응물 가스가 20 % NH3 또는 20 % H2이고 캐리어 가스가 N2인 경우, 기판은 약 275 ℃의 온도, 약 900 mTorr의 압력 및 5 kW의 소오스 파워에서 약 45 초 동안 처리될 수 있으며, 여기서 반응물 가스는 3000 sccm의 유량을 갖고, 캐리어 가스는 12,000 sccm의 유량을 갖는다. 한편, 반응물 가스가 20 % H2이고 캐리어 가스가 Ar인 경우, 기판은 약 275 ℃의 온도, 약 900 mTorr의 압력 및 5 kW의 소오스 파워에서 약 45 초 동안 처리될 수 있으며, 여기서 반응물 가스는 2,500 sccm의 유량을 갖고, 캐리어 가스는 10,000 sccm의 유량을 갖는다.
기판은 포토레지스트를 제거하기 위해 앞서 논의된 조건들 하에서 생성된 플라즈마로 1회 이상 처리된 후, 기판은 시트 저항에서의 그의 증가를 결정하기 위해 평가될 수 있다. 시트 저항에서의 백분율이 더욱 커지는 것은, 포토레지스트 스트립 제거 후의 기판에 대한 산화 또는 손상의 양이 더욱 커지는 것과 일치한다. 이와 같이, 시트 저항에서의 더욱 높은 변화(%)보다 시트 저항에서의 더욱 낮은 변화(%)를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 특허청구범위의 방법에 따라 포토레지스트가 기판으로부터 제거된 후, 시트 저항은 일반적으로 단지 약 5 % 이하로 변화시킨다. 예를 들면, 시트 저항에서의 변화는 약 0.1 % 내지 약 4 %, 예컨대 약 0.5 % 내지 약 4 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 3 %의 범위일 수 있다. 또한, 기판은, 하나 이상의 플라즈마 처리 후, 약 0.75 나노미터 미만인 두께에서의 감소를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 두께에서의 감소는 약 0.05 나노미터 내지 약 0.6 나노미터, 예컨대 약 0.075 나노미터 내지 약 0.5 나노미터, 예컨대 약 0.1 나노미터 내지 약 0.4 나노미터, 예컨대 약 0.3 나노미터 미만의 범위이다. 이들 최소 변화에서는, 본 개시내용의 방법은 기판 자체로부터의 물질을 손상 또는 제거하지 않고서 포토레지스트 및 가능한 산화층을 효율적으로 제거할 수 있음을 나타낸다.
앞서 논의된 파라미터에 의해 한정된 포토레지스트 및 산화 제거 방법들은 다수의 기판 물질들에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 공정은 HAR 기판에 적용될 수 있으며, 여기서 기판은 50 초과인 종횡비(캐비티의 높이/캐비티의 직경)을 갖고 약 0.03 마이크로미터만큼 작은 직경을 갖는 구멍, 캐비티 또는 채널을 갖는다. 전통적으로, 이러한 구멍, 캐비티 또는 채널로부터 포토레지스트를 제거하는 것은 곤란하다. 그러나, 이후 실시예에서 제시되는 바와 같이 그리고 예측되는 것과 대조적으로, 반응물 가스(즉, 수소-함유 가스)를 별도의 불활성 캐리어 가스와 조합함으로써, 단독의 수소-함유 반응물 가스만을 통한 제거와 비교되는 경우, 본 발명자들은 HAR 구멍로부터의 포토레지스트 제거가 더욱 효과적일 수 있음을 밝혀냈다. 또한, 본 발명의 반응물 가스 및 캐리어 가스를 사용하는 것은 여전히 효율적으로 유지하면서 산소-민감성 HAR 구멍에 대한 손상을 방지할 수 있다.
또한 본 개시내용의 포토레지스트 제거 방법은, 표면 산화가 문제가 되어서 방지되어야 하고 높은 포토레지스트 제거가 필요한 기타 용도들까지 확장될 수 있다. 예를 들면, 본 개시내용의 방법은 포토레지스트 스트리핑 공정에 의해 산화되지 않아야 하는 실리콘 표면의 존재 하에서 사용될 수 있다. 본 개시내용의 방법이 적용될 수 있는 다른 전도성 물질은, 티타늄 나이트라이드(TiN), 탄탈륨 나이트라이드(TaN), 구리(Cu), 텅스텐(W), 또는 화학식 MxNy(여기서, M은 금속이고, x 및 y는 양(+)의 정수이고, N은 질소이다)을 갖는 임의의 물질을 포함하며, 이러한 물질은 또한 산소 노출에 대해 민감하다. 또한 방법은, 금속 물질이 포토레지스트 제거 또는 디스컴 포토레지스트 제거 도중에 노출되는 금속에 대한 HDIS 포토레지스트 스트립 및 포토레지스트 스트립에 사용될 수 있다. 또한 방법은, 물질의 최소 변형(즉, 두께에서의 변화가 거의 없음)으로 전도성 물질 상의 산화층을 제거하는 데 사용될 수 있다.
포토레지스트 및 산화가 제거될 수 있는 방법은 도 1을 참조하여 앞서 논의된 플라즈마 반응기에서 또는 교호적으로 형상화된 가스 주입 인서트를 가질 수 있는 기타 적합한 플라즈마 반응기에서 수행될 수 있다. 일반적으로, 도 2의 블록 다이어그램에 제시된 바와 같이, 반도체 기판으로부터 포토레지스트, 산화층 또는 둘다를 제거하기 위한 방법(200)은, 플라즈마 챔버로부터 하류에 위치하는 플라즈마 반응기의 가공 챔버에 기판을 배치하는 단계(201), 플라즈마 반응기의 플라즈마 챔버에서 제 1 반응물 가스 및 제 1 캐리어 가스로부터 제 1 비산화성 플라즈마를 생성시키는 단계(202), 및 가공 챔버에서 기판을 제 1 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 기판을 처리하는 단계(203)를 포함할 수 있다. 제 1 비산화성 플라즈마는 약 10 % 내지 약 40 %의 제 1 반응물 가스를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 반응물 가스는 분당 약 100 표준입방센티미터 내지 분당 약 15,000 표준입방센티미터의 유량을 가질 수 있고, 제 1 캐리어 가스는 분당 약 500 표준입방센티미터 내지 분당 약 20,000 표준입방센티미터의 유량을 가질 수 있다.
방법은, 플라즈마 챔버에서 제 2 반응물 가스 및 제 2 캐리어 가스로부터 제 2 비산화성 플라즈마를 생성시킬 수 있는 제 2 플라즈마 처리 단계(204)를 추가로 포함할 수 있다. 제 2 비산화성 플라즈마는 약 10 % 내지 약 40 %의 제 2 반응물 가스를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 반응물 가스는 분당 약 100 표준입방센티미터 내지 분당 약 15,000 표준입방센티미터의 유량을 가질 수 있고, 제 2 캐리어 가스는 분당 약 500 표준입방센티미터 내지 분당 약 20,000 표준입방센티미터의 유량을 가질 수 있다. 제 2 플라즈마 처리 단계에서, 기판은 가공 챔버에서 기판을 제 2 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 처리될 수 있다(205).
본 개시내용의 양태들은, 도 3 내지 도 7를 지칭하며 앞서 논의된 포토레지스트 제거 방법들의 효과를 입증하는, 하기 실시예들을 참조하면 더욱 잘 이해될 수 있다.
실시예 1
조합된 캐리어 가스와 반응물 가스의 전체 부피에 기초하여 H2의 백분율이 변화된, 캐리어 가스로서의 N2 및 반응물 가스로서의 H2를 사용하여, 약 1.5의 정규화된 종횡비를 갖는 실리콘 기판을, 별도의 플라즈마 생성 챔버와 가공 챔버를 갖는 플라즈마 반응기에서 처리하였다. 한쌍의 300 mm 실리콘 기판을 가공 챔버에 배치한 후, 플라즈마 생성 챔버에서 형성된 플라즈마로 처리하였다. 이용된 H2의 양은 0 % 내지 약 80 % 범위이었다. 도 3에 제시된 바와 같이, H2/N2 혼합물 중의 H2 반응물 가스의 양이 20 % 너머로 증가함에 따라, 실리콘 손실의 양은 증가하였다.
실시예 2
그 다음, 플라즈마 반응기, RF 파워, 및 반응성/캐리어 가스 조성물의 유형은, 본 개시내용의 방법의 능력에 대한 효과를 결정하도록 변화시켜서 한쌍의 300 mm 기판으로부터 포토레지스트를 성공적으로 제거하였다. 각각의 시나리오에서 반응물 가스는 N2인 한편, 캐리어 가스는 전체 가스 부피의 20 %의 부피로 H2 또는 NH3이었다. 이용된 플라즈마 반응기들 중 하나는 도 1에 제시되며, 앞서 상세하게 논의되며, 벽-유형 가스 주입 인서트를 가졌다(도 1에서 인서트(140) 참조). 이용된 다른 플라즈마 반응기는 앞서 논의된 바와 같이 튜브인 가스 주입 인서트를 갖는다. 기판들은 50 초과의 종횡비 및 0.03 마이크로미터 미만의 CD를 갖는 HAR 접촉 콘테이너이었다. 시험된 시나리오를 위하여, 플라즈마 소오스의 가스 주입 인서트가 튜브이고 3 kW RF 파워가 사용되고 반응물 가스가 H2인 경우에 일부 잔여물이 잔존하는 것을 제외하고서, 50:1 종횡비 구멍들은 금속 라이너를 분해시키지 않고서 상업적으로 가능한 속도로 성공적으로 세정하였다. 결과는 하기 표 1에 요약한다.
| 플라즈마 소오스 / RF 파워 소오스 | ||||
| 반응물/ 캐리어 가스 | 튜브/5 kW | 튜브/3 kW | 도 1 벽/5 kW | 도 1 벽/3 kW |
| 20 % H2/N2 | 깨끗함 | 잔여물 | 깨끗함 | 깨끗함 |
| 20 % NH3/N2 | - | - | - | 깨끗함 |
실시예 3
그 다음, 비록 20 % H2/N2 및 20 % NH3/N2가 상기 실시예 1 및 실시예 2에서 HAR 접촉 콘테이너로부터 포토레지스트를 제거하는 데 유용한 것으로 제시되었지만, 이러한 실시예들은 TiN 기판의 두께에 대한 이러한 플라즈마 처리의 효과를 제시하지는 않는다. 따라서, 실시예 3에서, 반응물 가스/캐리어 가스 혼합물로서 20 % NH3/N2를 사용하는 포토레지스트 제거 동안, 접촉 라이너로서 통상적으로 사용되는 TiN을 노출시켰다. 하기 표 2에 제시된 바와 같이, 포토레지스트 제거는 0.3 나노미터 미만의 엄격한 명세사항보다 큰 TiN 두께 손실을 초래하였다.
| 공정 | TiN 손실(나노미터) |
| 대조군 | 0.317 |
| 20 % NH3/N2 | 0.732 |
| 20 % NH3/N2 | 0.666 |
실시예 4
그 다음, 20 % NH3/N2로 TiN으로부터 포토레지스트를 제거하는 것이 0.3 나노미터 두께보다 큰 TiN 손실을 초래하기 때문에, 포토레지스트 제거는, 대신하여 Ar과 함께 다양한 파워 수준에서 20 % H2를 사용하여 수행하였다. 결과를 하기 표 3 및 도 4에 요약한다. 도 4는, H2 및 Ar을 사용하는 포토레지스트 제거의 속도가 H2와 Ar의 전체 부피를 기준으로 H2의 부피의 백분율에 의존적인 것을 나타낸다. 도 4에 제시된 바와 같이, 포토레지스트 애쉬 속도(ash rate)에 의해 측정되는 포토레지스트 제거는 10 % 및 30 % H2로 낙하하는 효율과 함께 20 % H2의 백분율에서 가장 효율적이다. 20 % H2에 대한 애쉬 속도는 약 7600 옹스트롬/분인 한편, 10 % H2에 대한 속도는 약 6600 옹스트롬/분이고 30 % H2에 대한 속도는 약 6500 옹스트롬/분이었다. 한편, 표 3에서는, 파워가 5 kW 미만인 경우, 20 % H2/Ar을 사용하는 포토레지스트 제거가 TiN 손실을 0.3 나노미터 미만으로 제한하는 것으로 제시된다.
| 공정 | TiN 손실(나노미터) |
| 20 % H2/Ar; 5 kW | 0.322 |
| 20 % H2/Ar; 4 kW | 0.196 |
| 20 % H2/Ar; 3 kW | 0.149 |
실시예 5
그 다음, 전도성 물질로부터 산화된 층을 제거하기 위한 본 개시내용의 공정의 능력을 조사하였다. 먼저, TiN을 함유하는 한쌍의 300 mm 전도성 기판을 처리하는 데 순수 NH3을 사용하였으며, 여기서 40 % NH3/O2의 건식 플라즈마 처리로 인해 산화된 층이 존재하였다. 도 5에 제시된 바와 같이, 약 60 초 동안 순수 NH3으로 처리한 후, 산화된 TiN 기판의 시트 저항(Rs)에서의 변화(%)는 0초에서 약 5 %인 후에 단지 약 1 %이었으며, 이것은 NH3이 TiN 기판으로부터 산화의 일부를 제거할 수 있었음을 나타낸다. 한편, 하기 표 4에서 요약된 바와 같이, 다양한 환원성 화학 및 TiN 손실에 대한 그들의 효과를 시험하였다. 제시된 바와 같이, 대조군에 대한 단지 약 0.4 나노미터의 TiN 손실과 비교되는, O2-풍부 환원성 화학(10 % NH3/O2)은 이후 NH3 포스트-처리의 경우 약 1.0 나노미터(10 옹스트롬) 손실을 초래하였다.
| 공정 | TiN 손실(나노미터) |
| 대조군 | 0.442 |
| 10 % NH3O2 + NH3 포스트 | 0.995 |
실시예 6
실시예 6에서, 다양한 산화층 제거 단계들을 비교하였다. 결과를 도 6a, 도 6b 및 표 5에 요약한다. 도 6a 및 도 6b에 제시된 바와 같이, 제어된 순서, 습식 산화물의 제거 단계로서의 불산(HF) 침지에서는 수 시간 내에 TiN의 0.4 나노미터(4 옹스트롬) 손실을 제시한다. 네이티브(native) 산화물을 제거하는 이 초기 HF 침지 후, 각각의 기판에 대한 필름 두께를 측정하고, 이어서 하기 표 5에 나열된 바와 같이 산화물 제거를 위한 다양한 처리를 수행한 후, 제 2 HF 침지를 수행하였으며, 이어서 기판의 두께를 측정하여서 기판에 대한 TiN 손실을 비교하였다. 기준선으로서의 HF 침지를 이용하여, 추가 처리에서는 3 kW RF 파워에서 60초 동안 다양한 플라즈마에 대한 TiN 기판의 노출을 포함하였다. 제시된 바와 같이, TiN 기판이 H2, He 또는 둘다와 조합된 Ar로 처리되는 경우 최소 TiN 손실(약 0.3 나노미터/3 옹스트롬 미만)이 관찰되었다.
| 공정 | TiN 손실(나노미터) |
| HF 침지 단독 | 0.4 |
| Ar/H2(20 %) | 0.262 |
| Ar/N2(20 %) | 0.304 |
| Ar/(N2/H2(20 %)) 20 % | 0.427 |
| Ar/NH3(20 %) | 0.359 |
| NH3 | 0.38 |
| Ar/He(5 %) | 0.275 |
| Ar/He(20 %)/H2(20 %) | 0.261 |
| He/Ar(20 %)/H2(20 %) | 0.251 |
| He(20 %)/Ar | 0.454 |
| He/H2(20 %) | 0.377 |
실시예 7
실시예 7에서, TiN 필름으로부터의 산화층 제거 공정에서 다양한 지점들 동안 오직 NH3을 적용하는 효과들만을 비교하였다. 샘플에 대해 의존적으로, 공정에서 다양한 지점들에서 NH3을 적용하였다: (1) 스트라이크, (2) 스트라이크 및 포스트, (3) 프리-플라즈마, 스트라이크 및 포스트 40 % NH3/O2 건식 플라즈마 처리. 프리-플라즈마 단계는, 가스가 유동하고 온도/압력이 제어되지만 RF 파워는 플라즈마를 생성하기 위해 도입되지 않은 공정에서의 지점을 지칭한다. 이 단계는 일반적으로 기판을 적재한 후에 챔버 환경을 안정화시키도록 수행하며, 기판 온도의 평형을 이루게 할 수 있다. 스트라이크 단계는 플라즈마 점화의 지점을 지칭한다. 한편, 포스트-공정 단계는, 챔버 압력이 기판 교환을 위해 필요한 수준까지 조절되며 임의의 반응성 가스가 챔버 문의 개방 전에 외부로 퍼징되는 공정에서의 지점을 지칭한다.
도 7에서, POR은 NH3/O2 건식 플라즈마 처리를 포함하는 대조군을 지칭한다. 산화에서의 감소는 시트 저항에서의 변화(%)에 견주어 측정하였으며, 최저 변화(%)는 최소 물질 변경을 갖는 필름으로부터 산화의 최고 제거를 반영하는 것이다. 결과를 도 7에 제시한다. 제시된 바와 같이, NH3이 적용된 프리 및 포스트 공정 처리 단계들의 부가는 시트 저항에서의 변화(%)를 유의적으로 감소시켰다. NH3 스트라이크 플러스 프리 및 포스트 처리 조합은 물질 변경을 최소화하는 데 가장 효과적인 것으로 나타났다. 그러나, 동일한 전략이 N2/H2, Ar, He, H2, CH4 등과 같은 다른 플라즈마와 함께 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
실시예 8
그 다음, 포스트 처리 단계와 함께 조합된 주요 스트리핑 공정 단계는, 20 % NH3/H2(제 1 비산화성 플라즈마 처리), 이어서 20 % H2/Ar 포스트-주요 스트립 처리(제 2 비산화성 플라즈마 처리)를 갖는 주요 포토레지스트 제거 공정을 사용하여 0.03 마이크로미터의 직경 및 50의 종횡비를 갖는 구멍을 갖는 TiN 라이너 상에서 수행하였다. 그 다음, 이것을 단독적으로 20 % H2/Ar 처리와 비교하였다. 하기 표 6에 제시된 바와 같이, 이들 처리는 약 0.3 나노미터 이하의 TiN 손실을 초래하였다.
| 공정 및 시간 | TiN 손실(나노미터) |
| 20 % H2/Ar(60s) | 0.262 |
| 20 % NH3/N2 + 20 % H2/Ar(60s) | 0.303 |
| 20 % NH3/N2 + 20 % H2/Ar(180s) | 0.288 |
본 발명에 대한 이들 및 다른 변형과 변화는, 첨부된 특허청구범위에서 더욱 구체적으로 기재되어 있는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고서, 당해 분야의 숙련자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시양태들의 양태들은 전체 또는 부분적으로 상호교환될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 당해 분야의 숙련자에게는 전술된 설명은 단지 예시적인 것이며, 이러한 첨부된 특허청구범위에 추가로 기재된 발명을 제한하고자 의도되지는 않는다는 것을 이해할 것이다.
Claims (21)
- 기판을 처리하는 데 사용되도록 비산화성 플라즈마를 생성시키기 위한 플라즈마 챔버로부터 하류에 위치하는 가공 챔버에 기판을 배치하는 단계;
상기 플라즈마 챔버에서 제 1 반응물 가스 및 제 1 캐리어 가스로부터 제 1 비산화성 플라즈마를 생성시키는 단계로서, 상기 제 1 비산화성 플라즈마는 약 10 % 내지 약 40 %의 제 1 반응물 가스를 포함하고, 상기 제 1 반응물 가스는 기판의 평방센티미터당 분당 약 0.05 표준입방센티미터 내지 기판의 평방센티미터당 분당 약 12.5 표준입방센티미터의 유량을 갖고, 상기 제 1 캐리어 가스는 기판의 평방센티미터당 분당 약 0.25 표준입방센티미터 내지 기판의 평방센티미터당 분당 약 15 표준입방센티미터의 유량을 갖는 단계; 및
상기 가공 챔버에서 상기 기판을 상기 제 1 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 기판을 처리하는 단계
를 포함하는
포토레지스트, 산화층 또는 둘다를 반도체 기판으로부터 제거하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 반응물 가스에는 산소가 없는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 반응물 가스는 수소를 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 제 1 반응물 가스는 H2, NH3 또는 CH4를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 캐리어 가스는, 산소 및 수소가 없는 불활성 가스인 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 제 1 캐리어 가스는 질소 또는 희가스를 포함하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 제 1 캐리어 가스는 N2인 방법.
- 제1항에 있어서,
약 0.4 킬로와트 내지 약 13.5 킬로와트의 소오스 파워(source power)로 수행하는 방법.
- 제1항에 있어서,
약 100 밀리토르(milliTorr) 내지 약 4000 밀리토르의 압력으로 수행하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 기판을 약 150 ℃ 내지 약 350 ℃의 온도에서 처리하는 방법.
- 제1항에 있어서,
약 10초 내지 약 180초의 기간 동안 상기 기판을 상기 제 1 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 상기 기판을 처리하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 기판은, 상기 제 1 비산화성 플라즈마에 대한 노출 후, 약 0.05 나노미터 내지 약 0.6 나노미터의 두께에서의 감소를 갖는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 기판은 높은 종횡비 채널을 함유하는 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 채널은 약 50 초과의 종횡비를 갖는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 챔버에서 제 2 반응물 가스 및 제 2 캐리어 가스로부터 제 2 비산화성 플라즈마를 생성시키는 단계로서, 상기 제 2 비산화성 플라즈마는 약 10 % 내지 약 40 %의 제 2 반응물 가스를 포함하고, 상기 제 2 반응물 가스는 기판의 평방센티미터당 분당 약 0.05 표준입방센티미터 내지 기판의 평방센티미터당 분당 약 12.5 표준입방센티미터의 유량을 갖고, 상기 제 2 캐리어 가스는 기판의 평방센티미터당 분당 약 0.25 표준입방센티미터 내지 기판의 평방센티미터당 분당 약 15 표준입방센티미터의 유량을 갖는 단계; 및
상기 가공 챔버에서 상기 기판을 상기 제 2 비산화성 플라즈마에 노출시킴으로써 기판을 처리하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 제 2 반응물 가스에는 산소 및 질소가 없는 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 제 2 반응물 가스는 수소를 포함하는 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 제 2 캐리어 가스는, 산소 및 질소가 없는 불활성 가스인 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 제 2 캐리어 가스는 아르곤 또는 헬륨을 포함하는 방법.
- 제19항에 있어서,
상기 제 2 캐리어 가스는 아르곤을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 기판은 약 100 밀리미터 내지 약 500 밀리미터의 직경을 갖는 방법.
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