KR20160093689A - 손상된 저 ｋ 필름들의 기공 밀봉을 위한 uv-보조된 광화학 증기 증착법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 구체예들은 일반적으로 기판 상에 형성된 유전체 층의 표면에서 기공들을 밀봉시키기 위한 방법들을 제공한다. 한 구체예에서, 상기 방법은 기판 상에 형성된 유저네ㅊ 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서, 제 1 기공 밀봉제가 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 갖는 단계, 및 기판을 제 1 기공 밀봉제의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 제 1 밀봉 층을 형성시키는 단계를 포함한다.

Description

손상된 저 Ｋ 필름들의 기공 밀봉을 위한 UV-보조된 광화학 증기 증착법 {UV-ASSISTED PHOTOCHEMICAL VAPOR DEPOSITION FOR DAMAGED LOW K FILMS PORE SEALING}
본 발명의 구체예들은 일반적으로 UV-보조된 광화학 증기 증착 방법을 이용하여 손상된 저-k 필름의 기공을 밀봉하는 방법들에 관한 것이다.
반도체 장치들은 유전체 층들에 의해 서로 절연되는 금속 층들을 포함한다. 장치 피쳐들이 수축하여 각 층 상의 금속 라인들간의 간격 및 금속 층들간의 간격을 감소시키기 때문에, 커패시턴스(capacitance)가 증가한다. 이러한 문제를 다루기 위해, 비교적 낮은 유전 상수를 갖는 새로운 절연 물질들이, 금속 라인들을 분리하는 유전체 층을 형성하기 위해 실리콘 디옥사이드 대신에 사용된다. 이러한 저-k 유전체 층을 형성하는데 사용될 수 있는 예시적 물질은 다공성 탄소 도핑된 옥사이드 (CDO)이다. 금속 라인들을 분리하기 위해 실리콘 디옥사이드 대신에 이러한 물질을 사용하면 전파 지연, 누화 잡음 및 소비 전력이 감소된 장치를 수득할 수 있다.
다공성 탄소-도핑된 옥사이드는 비-극성 공유 결합들의 혼입 (예를 들어, 탄소의 첨가로부터) 및 다공성의 도입을 통해 더 낮은 유전 상수들을 달성하여 필름 밀도를 감소시킨다. 다공성 도입 또는 말단 결합들 예컨대, Si-CH3의 혼입은 옥사이드의 견고한 Si-O-Si 격자의 지속성을 파괴하여, 기계적 및 화학적 둘 모두에서 더욱 약한 더 낮은 유전상수 층을 유도한다. 기계적 연약함으로 인해, 다공성 탄소-도핑된 옥사이드는 플라즈마 애싱에 의해 초래된 공정-관련 손상 및 오염, 및 후처리 (back-end-of-line; BEOL) 공정과 같은 와이어 머시닝 공정에서의 기타 공정들에 민감하다. 저-k 유전체 층에 대한 효과적인 유전 상수가 이에 따라 상승한다.
따라서, 추가의 처리 전에 공정-관련 손상들을 최소화하고 노출된 기공들을 밀봉하여 저-k 필름의 유전 상수가 복원될 수 있는 개선된 방법이 당해 기술분야에서 요구된다.
발명의 요약
본원에 기술된 구체예는 일반적으로 UV-보조된 광화학 증기 증착 방법을 사용하여 손상된 저-k 필름의 기공을 밀봉하는 방법들에 관한 것이다. 한 구체예에서, 처리 챔버 내에서 기판 상에 형성된 유전체 층의 표면에서 기공들을 밀봉시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서, 제 1 기공 밀봉제는 일반식 CxHyOz을 갖는 화합물을 함유하며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 갖는 단계, 및 기판을 제 1 기공 밀봉제의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 제 1 밀봉 층을 형성시키는 단계를 포함한다.
또 다른 구체예에서, 처리 챔버 내에서 기판 상에 형성된 유전체 층의 표면에서 기공들을 밀봉하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 기공 밀봉제를 처리 챔버의 상위 처리 영역 내로 유동시키는 단계로서, 상위 처리 영역이 처리 챔버 내에 위치한 투명 샤워헤드와 투명 윈도우 사이에 위치하는 단계; 제 1 기공 밀봉제를 투명 샤워헤드에 형성된 하나 이상의 통로들을 통해 하위 처리 영역 내로 유동시키는 단계로서, 하위 처리 영역이 열 처리 챔버 내에 위치한 기판 지지대와 투명 샤워헤드 사이에 위치하는 단계; 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계; 및 기판을 제 1 기공 밀봉제의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 밀봉 층을 형성시키는 단계를 포함한다.
추가의 또 다른 구체예에서, 처리 챔버 내에서 기판 상에 형성된 유전체 층의 표면에서 기공들을 밀봉시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계, 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제와 상이한 제 2 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서, 제 1 및 제 2 기공 밀봉제들은 디알킬 카보네이트 및 알킬 아세테이트로 구성된 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 단계, 및 기판을 제 1 및/또는 제 2 기공 밀봉제들의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 밀봉 층을 형성시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 언급된 특징들이 더욱 상세하게 이해될 수 있는 그러한 방식으로, 상기 간단하게 요약된 본 발명의 더욱 특정한 설명이 구체예들을 참조로 이루어졌으며, 이들 구체예들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 구체예들을 예시하며, 따라서 이의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는데, 본 발명이 기타 동일하게 유효한 구체예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 각각 2개 처리 영역들 위에 배치된 2개의 UV 전구들과 리드 어셈블리(lid assembly)를 갖는 직렬 처리 챔버의 부분 횡단면이다.
도 2는 리드 어셈블리가 없는 처리 챔버들 중 하나의 일부의 개략적 등축도법의 횡단면이다.
도 3은 가스 유동 경로를 도시하는 도 2의 처리 챔버의 개략적 횡단면이다.
도 4는 본 발명의 구체예들에 따라 UV-보조된 광화학 증기 증착 방법을 이용하여 손상된 저-k 필름의 기공을 밀봉시키기 위한 예시적 공정 순서이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 사용되어 도면들에서 공통된 동일한 요소들을 지칭한다. 한 구체예에 기재된 요소들은 특정 설명 없이 기타 구체예들에 유익하게 사용될 수 있음이 고려된다.
본원에 기술된 구체예들은 일반적으로 UV-보조된 광화학 증기 증착 공정을 사용하여 손상되 저-k 필름의 기공을 밀봉하는 방법들에 관한 것이다. 기공 밀봉 공정 동안, 가스 또는 증기화된 기공 밀봉제는 캐리어 가스 예컨대, He 또는 Ar과 함께 처리 챔버 내로 도입된다. 이어서, UV 램프가 기공 밀봉제를 활성화시키고 다공성 저-k 유전체 층 상에 박층을 형성시키는데 사용된다. 박층이 저-k 유전체 층 상의 노출된 기공들을 밀봉하고 따라서 저-k 유전체 층의 유전 상수를 저하시킨다. 다양한 구체예들에서, 기공 밀봉제는 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유할 수 있으며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 갖는다. 본 발명의 다양한 구체예들이 하기 더욱 상세히 논의된다.
예시적 처리 챔버
도 1은 본 발명에 유익하게 사용될 수 있는 예시적인 직렬 처리 챔버 (100)의 횡단면을 묘사한다. 처리 챔버 (100)는 기판을 처리하기 위한 챔버 본체에 2개의 분리된 인접한 처리 영역들을 제공한다. 처리 챔버 (100)는 리드 (102), 하우징들 (104), 및 전력원들 (106)을 갖는다. 각각의 하우징들 (104)은 본체 (162) 내에 한정된 상기 2개의 처리 영역들 (160) 위에 각각 배치된 2개의 UV 램프 전구들 (122) 중 각 하나를 덮는다. 각각의 처리 영역들 (160)은 처리 영역들 (160) 내부에 기판 (126)을 지지하기 위한 가열 기판 지지대 예컨대, 기판 지지대 (124)를 포함한다. UV 램프 전구들 (122)은 UV 광을 발광하며 이는 윈도우들 (108) 및 샤워헤드들 (110)을 통과하여 각 처리 영역 내부에 위치한 각 기판 상으로 안내된다. 기판 지지대들 (124)은 세라믹 또는 금속 예컨대, 알루미늄으로 제조될 수 있다. 기판 지지대들 (124)은 본체 (162)의 바닥을 통해 연장되고 구동 시스템들 (130)에 의해 처리 영역들 (160)에서 기판 지지대들 (124)을 UV 램프 전구들 (122) 쪽으로 그리고 이들로부터 멀리 이동하도록 작동되는 스템들 (128)에 결합될 수 있다. 구동 시스템들 (130)은 또한 기판 조사의 균일성을 추가로 향상시키기 위해 경화 동안 기판 지지대들 (124)을 회전시키고/거나 이동시킬 수 있다. 예시적인 직렬 처리 챔버 (100)는 처리 시스템 예컨대, Applied Materials, Inc.(Santa Clara, California)로부터 시중에서 입수가능한 ProducerTM 처리 시스템 내로 통합될 수 있다.
UV 램프 전구들 (122)은 마이크로파 아크들, 무선 주파수 필라멘트 (축전 결합 플라즈마) 및 유도 결합 플라즈마 (ICP) 램프들을 포함하나 이에 제한되지 않는 최첨단 UV 조사원들 (UV illumination sources) 중 임의의 것을 이용하는 발광 다이오드들 또는 전구들의 배열체일 수 있다. UV 광은 경화 공정 동안 펄싱될 수 있다. 기판 조사의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 개념들은 입사광의 파장 분포, 회전 및 주기적 이동 (스윕핑(sweeping))을 포함하는 기판 및 램프 헤드의 상대적 움직임, 및 램프 리플렉터 형상 및/또는 위치의 실시간 변동을 변화시키는데 또한 사용될 수 있는 램프 배열체들의 사용을 포함한다. UV 전구들은 자외선 방사선의 공급원이며, UV 및 적외선 (IR) 방사선의 넓은 스펙트럼 레인지의 파장들을 전파할 수 있다.
UV 램프 전구들 (122)은 170 nm 내지 400 nm의 파장들의 광대역에 걸쳐 발광할 수 있다. UV 램프 전구들 (122) 내에 사용하기 위해 선택된 가스들은 방사되는 파장들을 결정할 수 있다. UV 램프 전구들 (122)로부터 발광된 UV 광은 윈도우들 (108) 및 리드 (102)의 구멍들에 배치된 가스 분포 샤워헤드들 (110)을 통해 통과함으로써 처리 영역들 (160)로 유입된다. 윈도우들 (108)은 OH 비함유 합성 석영 유리로 제조될 수 있으며 균열 없이 진공을 유지하기에 충분한 두께를 갖는다. 윈도우들 (108)은 UV 광을 대략 150 nm로 하향 전파하는 용융 실리카일 수 있다. 샤워헤드들 (110)은 석영 또는 사파이어와 같은 투명 물질들로 제조될 수 있으며 윈도우들 (108)과 기판 지지대 (124) 사이에 위치할 수 있다. 리드 (102)가 본체 (162)로 밀봉되고 윈도우들 (108)은 리드 (102)에 밀봉되기 때문에, 처리 영역들 (160)은 대략 1 Torr 내지 대략 650 Torr의 압력들을 유지할 수 있는 부피들을 제공한다. 처리 또는 세정 가스들은 2개의 유입 통로들 (132) 중 각 하나를 통해 처리 영역들 (160)로 유입될 수 있다. 처리 또는 세정 가스들은 이어서 공통의 배출구 (134)를 통해 처리 영역들 (160)을 빠져나온다.
각각의 하우징들 (104)은 전력원들 (106)에 인접한 구멍 (115)을 포함한다. 하우징들 (104)은 이색성 필름으로 코팅된 캐스트 석영 라이닝 (cast quartz lining) (136)에 의해 한정된 내부 포물선 표면을 포함할 수 있다. 이색성 필름은 일반적으로 높은 굴절율과 낮은 굴절율을 교대로 갖는 다양한 유전체들로 구성된 주기 다층 필름 (periodic multilayer film)을 구성한다. 따라서, 석영 라이닝들 (136)은 UV 램프 전구들 (122)로부터 발광된 UV 광은 반사하고 적외선 광은 전파할 수 있다. 석영 라이닝들 (136)은 내부 포물선 표면을 이동시키고 이의 형상을 변화시킴으로써 각 공정 또는 작업에 더욱 적합하게 되도록 조절될 수 있다.
도 2는 처리 챔버들 (200) 중 하나의 일부의 개략적 등축도법의 횡단면을 보여주며, 이는 단독으로 이용되거나 직렬 처리 챔버 (100)의 임의의 처리 영역 대신에 이용될 수 있다. 도 2에 도시된 하드웨어의 설계는 UV 챔버, 램프 가열된 챔버, 또는 기판 (126) 상에 직접적으로 또는 그 위에서 필름을 처리하거나 반응을 촉매 작용시키는데 광 에너지가 사용되는 기타 챔버에서 처리되는 기판 (126)에 걸친 특정 가스 유동 프로파일 분포를 가능하게 한다.
윈도우 어셈블리는 처리 챔버 (200) 내부에 위치하여 제 1 윈도우 예컨대, UV 진공 윈도우 (212)를 고정한다. 윈도우 어셈블리는 본체 (162) (도 1)의 일부 상에 직접적으로 또는 간접적으로 받쳐질 수 있는 진공 윈도우 클램프 (210)를 포함하며 UV 램프 전구들 (122)로부터 UV 광이 관통하여 통과할 수 있는 진공 윈도우 (212)를 지지한다. 진공 윈도우 (212)는 일반적으로 UV 방사선 공급원 예컨대, UV 램프 전구들 (122)과 기판 지지대 (124) 사이에 위치한다. 다양한 투명 물질들 예컨대, 석영 또는 사파이어로 형성될 수 있는 샤워헤드 (214)는 처리 영역 (160) 내부에 진공 윈도우 (212)와 기판 지지대 (124) 사이에 위치한다. 투명 샤워헤드 (214)는 제 2 윈도우를 형성하며, 이를 통해 UV 광이 통과하여 기판 (126)에 도달한다. 투명 샤워헤드는 진공 윈도우 (212)와 투명 샤워헤드 (214) 사이의 상위 처리 영역 (220)을 한정하며, 투명 샤워헤드 (214)와 기판 지지대, 예컨대, 기판 지지대 (124) 사이의 하위 처리 영역 (222)을 추가로 한정한다. 투명 샤워헤드 (214)는 또한, 상위 및 하위 처리 영역들 (220, 222) 사이에 하나 이상의 통로들 (216)을 갖는다. 통로들 (216)은 UV 광을 분산시키기 위한 거친 내면을 지녀 처리 동안 기판 (126) 상에 광 패턴이 존재하지 않게 할 수 있다. 통로들 (216)의 크기 및 밀도는 균일하거나 불균일하여 기판 표면에 걸쳐 요망되는 유동 특징을 유발시킬 수 있다. 통로들 (216)은 균일한 유동 프로파일을 가질 수 있으며, 여기에서 기판 (126)에 걸친 반경 면적당 흐름이 균일하거나 가스 유동이 기판 (126)의 중심 또는 가장자리로 선호되어 흐를 수 있는 즉, 가스 유동이 선호성 유동 프로파일을 가질 수 있다.
투명 샤워헤드 (214)와 진공 윈도우 (212)의 앞면 및/또는 뒷면은 밴드 패스 필터 (band pass filter)를 가지며 요망되는 파장들의 전파를 개선하거나 기판의 방사조도 프로파일을 개선하도록 코팅될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지 코팅 (ARC) 층이 투명 샤워헤드 (214) 및 진공 윈도우 (212) 상에 증착되어 요망되는 파장들의 전파 효율 (transmission efficiency)을 개선시킬 수 있다. ARC 층은, 가장자리의 반사 코팅의 두께가 투명 샤워헤드 (214) 및 진공 윈도우 (212)의 중심 영역에서보다 방사상 방향으로 상대적으로 더 두꺼워져서 진공 윈도우들 (212) 및 투명 샤워헤드 (214)의 밑에 배치된 기판의 주변이 중심보다 더 높은 UV 방사조도를 수용하게 하는 방식으로 증착될 수 있다. ARC 코팅은 진공 윈도우 (212) 및 투명 샤워헤드 (214)의 표면 상에 형성된 하나 이상의 층들을 갖는 복합 층일 수 있다. 반사 코팅의 조성물들 및 두께는 UV 방사선의 입사각, 파장 및/또는 방사조도 세기를 기반으로 하여 조정될 수 있다. ARC 층의 더욱 상세힌 기술/이점들은 그 전체가 참조로 통합된 2011년 11월 21일 출원되고 공동으로 양도된 미국 특허 출원 일련 번호 13/301,558 (Baluja et al.)에 추가로 기술되어 있다.
알루미늄 옥사이드로 제조된 가스 분포 고리 (224)는 UV 챔버의 측벽에 근접한 처리 영역 (160) 내부에 위치한다. 가스 분포 고리 (224)는 단일 조각일 수 있거나 (미도시됨), 가스 유입 고리 (223) 및 하나 이상의 가스 분포 고리 통로들 (226)을 지닌 기본 분포 고리 (221)를 포함할 수 있다. 가스 분포 고리 (224)는 진공 윈도우 (212)의 원주를 일반적으로 둘러싸도록 구성된다. 가스 유입 고리 (223)는 함께 가스 분포 고리 내부 채널 (228)을 한정할 수 있는 기본 분포 고리 (221)에 결합될 수 있다. 가스 공급원 (242) (도 3)은 가스 유입 고리 (223)의 표면에 형성된 하나 이상의 가스 유입구들 (미도시됨)에 결합되며, 가스 유입 고리를 통해 가스는 가스 분포 고리 내부 채널 (228)로 유입될 수 있다. 하나 이상의 가스 분포 고리 통로들 (226)은 가스 분포 고리 내부 채널 (228)을 상위 처리 영역 (220)과 결합시켜, 내부 채널 (228)과 투명 샤워헤드 (214) 위의 상위 처리 영역 (220) 사이에 가스 유동 경로를 형성한다.
가스 유출 고리 (230)는 가스 분포 고리 (224) 아래에 위치하며, 처리 영역 (160) 내부의 투명 샤워헤드 (214) 아래에 적어도 부분적으로 존재할 수 있다. 가스 유출 고리 (230)는 투명 샤워헤드 (214)의 원주를 둘러싸도록 구성되며, 가스 유출 고리 내부 채널 (234)과 하위 처리 영역 (222)을 결합시키는 하나 이상의 가스 유출 통로들 (236)을 가져, 하위 처리 영역 (222)과 가스 유출 내부 채널 (234) 사이에 가스 유동 경로를 형성시킨다. 가스 유출 고리 (230)의 하나 이상의 가스 유출 통로들 (236)은 적어도 부분적으로 투명 샤워헤드 (214) 아래에 배치된다.
도 3은 가스 유동 경로를 묘사하는 도 2에서 처리 챔버 (200)의 개략적 횡단면을 묘사한다. 화살표 (302)에 의해 나타낸 바와 같이, 처리 가스 예컨대, 하기 논의될 기공 밀봉제 및/또는 기타 유형들의 가스들이 진공 윈도우 (212)와 투명 샤워헤드 (214) 사이의 상위 처리 영역 (220) 내로, 투명 샤워헤드 (214)를 통해 기판 지지대 (124) 위로, 투명 샤워헤드 (214)로부터 기판 쪽으로 하향으로 주입되고 균일하게 충전될 수 있으며, 상기 기판 지지대는 그 위에 기판 (126)이 배치될 수 있다. 가스 유동은 위로부터 기판 (126) 위를 세정하며, 동심원으로 펼쳐지며, 가스 유출 통로들 (236)을 통해 하위 처리 영역 (222)을 빠져나간다. 이어서, 가스는 하위 처리 영역 (222)으로부터 사출되어 가스 유출 고리 내부 채널 (234)로 유입되고 가스 유출구 (238)로부터 가스 배기구 (240) 및 이어서 펌프 (310)로 빠져나간다. 샤워헤드 (214)의 통로들 (216)의 패턴에 따라, 가스 유동 프로파일은 기판 (126)에 걸쳐 조정되어 요망되는 균일하거나 불균인한 분포를 제공할 수 있다. 처리 챔버 (200)는 그 전체가 참조로 통합되는 2011년 9월 29일 출원되고 공동 양도된 미국 특허 출원 일련 번호 13/248,656 (Baluja et al.)에 추가로 기술되어 있다.
예시적 기공 밀봉 공정
도 4는 본 발명의 일부 구체예들에 따른 UV-보조된 광화학 증기 증착 방법을 이용하여 손상된 저-k 필름의 기공을 밀봉하기 위한 예시적 공정 (400)을 예시한다. UV 처리 챔버는 임의의 UV-기반 챔버 예컨대, 도 1 및 2에 도시된 처리 챔버들 (100, 200)일 수 있다. 도 4에 묘사된 단계들의 순서는 하나 이상의 단계들이 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 부가, 삭제 및/또는 재순서화될 수 있기 때문에 본원에 기술된 본 발명의 범위로서 제한하고자 하는 것은 아님이 주지되어야 한다.
공정 (400)은 처리 챔버에서 기판 상에 저-k 유전체 층을 증착시키는 단계 402로 출발한다. 저-k 유전체 층은 k 값이 약 3 미만인 임의의 통상적인 다공성의 저-k 실리콘 기반 유전체 물질일 수 있다. 한 구체예에서, 저-k 유전체 층은 유기실리케이트 유리 (OSG, 예컨대, SiCOH)이며, 이는 탄소 및 수소 원자들을 함유하는 실리콘 옥사이드이다. SiCOH는 약 2 내지 3의 k 값을 가질 수 있으며 Applied Materials로부터 Black Diamond IITM로서 입수가능하다. 저-k 유전체 층은 약 0.5nm 내지 약 20nm 범위의 직경을 갖는 마이크로 기공들을 가질 수 있다. 저-k 유전체 층은 플라즈마-보강된 화학 증기 증착법 (PECVD) 또는 임의의 기타 적합한 증착 기법에 의해 증착될 수 있다.
단계 404에서, 기판은 원위치에서 또는 별도의 처리 챔버에서 선택적으로 처리되어, 임의의 적합한 건식 또는 습식 에칭 공정을 이용하여 저-k 유전체 층에서 피쳐들(features) 예컨대, 바이어스 및/또는 트랜치들을 형성할 수 있다. 기판 상에 남겨지는 에칭 공정으로부터의 임의의 마스킹 물질들 및/또는 잔류물들은 애싱 공정 또는 임의의 기타 적합한 기법을 이용하여 전용 처리 챔버에서 또는 원위치에서 스트립핑/제거될 수 있다.
단계 406에서, 기판은 원위치에서 또는 별도의 처리 챔버에서 기공 밀봉 공정으로 처리된다. 한 구체예에서, 기공 밀봉 공정은 기공 밀봉제를 도 3과 관련하여 상기 기술된 바와 같은 방식으로 처리 챔버 내로 유동시킴으로써 UV-기반 처리 챔버 예컨대, 도 1 및 2와 관련하여 상기 논의된 바와 같은 처리 챔버에서 수행된다. 기공 밀봉 공정은 이전의 공정들로 인해 증착된 저-k 유전체 층의 손상들의 적어도 일부를 복구하거나 회복시키는데 사용된다. 기공 밀봉 공정 동안, 기판은 기공 밀봉제에 노출되며, 이러한 기공 밀봉제는 가스 또는 증기화된 액체 증기의 형태로 존재할 수 있다. 기공 밀봉제는 캐리어 가스 예컨대, He 또는 Ar과 유동될 수 있다. 일부 구체예들에서, 기공 밀봉제는 실리콘을 함유하지 않는 화합물일 수 있다. 일부 구체예들에서, 기공 밀봉제는 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 갖는다. 예시적인 기공 밀봉제들은 비제한적으로, 디알킬 카보네이트 및 알킬 아세테이트를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 디알킬 카보네이트의 예들은 하기 표 1에 제시된 바와 같이 디메틸 카보네이트 (C3H6O3), 디에틸 카보네이트 (C5H10O3) 또는 디프로필 카보네이트 (C7H14O3)를 포함할 수 있다. 알킬 아세테이트의 예들은 하기 표 2에 제시된 바와 같이 프로필 아세테이트 (C5H10O2), 부틸 아세테이트 (C6H12O2), 메틸 헥사노에이트 (C7H14O2), 메틸 헵타노에이트 (C8H16O2), 메틸 옥타노에이트 (C9H18O2), 또는 메틸 데카노에이트 (C11H22O2)를 포함할 수 있다.
표 1
Figure pct00001
표 2
Figure pct00002
기공 밀봉 공정은 UV 투명 윈도우와 UV 투명 가스 분포 샤워헤드 예를 들어, 도 2 및 3과 관련하여 상기 논의된 바와 같은 진공 윈도우 (212)와 투명 샤워헤드 (214) 사이의 영역으로부터 UV 투명 가스 분포 샤워헤드를 통해 기판 쪽으로 하나 이상의 기공 밀봉제들 (표 1 및/또는 표 2에 기록됨)을 유동시킴으로써 UV-기반 처리 챔버에서 수행될 수 있다. 기공 밀봉 공정은 기공 밀봉제의 전구체들에서 화학 결합들의 해리를 보조하기 위한 도 1 및 2에 도시된 UV 램프 전구들 (122)과 같은 켜진 UV 유닛으로 수행된다. UV 유닛은 기공 밀봉제를 처리 챔버 내로 유동시키면서 또는 그 후에 켜질 수 있다. 기공 밀봉 공정의 완료시, 기공 밀봉 층 또는 적층물 (layer stack)이 다공성 저-k 유전체 층 상에 형성되어 기공들을 밀봉한다. 밀봉 층 또는 적층물은 약 10 옹스트롬 내지 약 50 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 다양한 예시적 구체예들이 하기 논의된다. 본원에 기술된 공정 조건들은 300 mm 직경 기판을 기반으로 함이 이해된다.
일부 구체예들에서, 기공 밀봉 공정은 표 1에 기록된 기공 밀봉제를 UV-기반 처리 챔버로 유동시킴으로써 수행된다. 기공 밀봉 공정을 위한 처리 시간은 약 15초 내지 약 900초 예를 들어, 약 360초일 수 있다. 기공 밀봉 공정 동안, 챔버 압력은 약 50 밀리Torr 내지 약 500 Torr, 예를 들어, 약 20 Torr일 수 있다. 기판은 약 50℃ 내지 약 400℃, 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 350℃, 예컨대, 약 300 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 기공 밀봉제의 유속은 약 100 mgm 내지 약 2000 mgm, 예를 들어, 약 800 mgm일 수 있으며, 캐리어 가스의 유속은 약 500 sccm 내지 약 5000 sccm, 예를 들어, 약 2000 sccm일 수 있다. 전극 간격 (즉, 샤워헤드 (214)와 기판 지지대 (124) 사이의 간격)은 약 400 mils 내지 약 1400 mils, 예를 들어, 약 900 mils일 수 있다. UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2, 예를 들어, 약 1200 W/cm2일 수 있다. 저-k 유전체 층의 가스 또는 증기화된 디알킬 카보네이트로의 노출은 손상된 저-k 필름 표면과 반응할 뿐만 아니라 디알킬 카보네이트는 또한 그들 자체와 반응하여 저-k 필름 표면 상에 네트워크형 박막을 형성한다. 네트워크형 박막은 저-k 유전체 층에 대한 밀봉 층으로서 작용할 수 있으며 다공성 저-k 유전체 층 상에 기공들을 밀봉할 수 있다. 또한, 더 높은 온도가 손상된 저-k 유전체 층으로부터의 탈습을 보조하고 또한, 기공 밀봉 반응들의 동력학들을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 더 높은 온도는 또한, 손상 층 내에서 가교를 개선시켜 복구의 안정성을 개선시키는 것으로 여겨진다.
일부 구체예들에서, 기공 밀봉 공정은 표 2에 기록된 기공 밀봉제를 UV-기반 처리 챔버로 유동시킴으로써 수행된다. 기공 밀봉 공정을 위한 처리 시간은 약 15초 내지 약 900초, 예를 들어, 약 360초일 수 있다. 기공 밀봉 공정 동안, 챔버 압력은 약 50 밀리Torr 내지 약 500 Torr, 예를 들어, 약 20 Torr일 수 있다. 기판은 약 50℃ 내지 약 400℃, 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 350℃, 예컨대, 약 300 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 기공 밀봉제의 유속은 약 100 mgm 내지 약 2000 mgm, 예를 들어, 약 800 mgm일 수 있으며, 캐리어 가스의 유속은 약 500 sccm 내지 약 5000 sccm, 예를 들어, 약 2000 sccm일 수 있다. 전극 간격 (즉, 샤워헤드 (214)와 기판 지지대 (124) 사이의 간격)은 약 400 mils 내지 약 1400 mils, 예를 들어, 약 900 mils일 수 있다. UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2, 예를 들어, 약 1200 W/cm2일 수 있다. 저-k 유전체 층의 가스 또는 증기화된 알킬 아세테이트로의 노출은 손상된 저-k 필름 표면 상에 알킬 장쇄 필름을 형성시키는 것으로 여겨진다. 알킬 장쇄 필름은 저-k 유전체 층에 대한 밀봉 층으로서 작용할 수 있으며 다공성 저-k 유전체 층 상의 기공들을 밀봉할 수 있다.
일부 구체예들에서, 기공 밀봉 공정은 표 1 및 표 2에 기록된 기공 밀봉제들을 사용하는 2-단계 공정이다. 한 양태에서, 기공 밀봉 공정은 표 1에 기록된 하나 이상의 기공 밀봉제들을 UV-기반 처리 챔버로 유동시키고 (단계 1), 이어서 표 2에 기록된 하나 이상의 기공 밀봉제들을 UV-기반 처리 챔버로 유동시킴으로써 (단계 2) 수행될 수 있다. 대안적으로, 기공 밀봉 공정은 표 2에 기록된 하나 이상의 기공 밀봉제들을 UV-기반 처리 챔버로 유동시키고 (단계 1), 이어서 표 1에 기록된 하나 이상의 기공 밀봉제들을 UV-기반 처리 챔버로 유동시킴으로써 (단계 2) 수행될 수 있다. 그러한 경우, 단계 1 및 단계 2의 공정 조건들은 표 1 또는 표 2에 기록된 기공 밀봉제들을 유동시키는 것과 관련하여 상기 기술된 구체예들과 유사하거나 동일할 수 있다. 따라서, 2-단계 공정은 저-k 필름 표면 상에 네트워크형 밀봉 박막 및 알킬 장쇄 밀봉 필름을 포함하는 적층물을 형성한다. 기공 밀봉의 유효성은 밀봉 적층물의 결과로서 추가로 향상된다.
필름 표면 특성에 따라, 전이 단계가 단계 1 및 단계 2 사이에 선택적으로 수행되어 저-k 유전체 층의 표면을 재처리할 수 있다. 전이 단계는 표면 처리 공정을 보조하기 위해 켜진 UV 유닛을 지닌 UV-기반 처리 챔버로 촉매 가스를 유동시킴으로써 수행될 수 있다. 촉매 가스는 루이스 염기 아민 예컨대, 암모니아일 수 있다. 전이 단계는 표 1 또는 표 2에 기록된 기공 밀봉제들과 같은 후속 전구체들을 위한 화학 반응 부위들을 제공하는 표면 하이드록실을 생성시켜, 저-k 필름 표면 상에 네트워크형 박막 또는 알킬 장쇄형 필름의 형성을 촉진한다. 전이 단계는 또한, 소수성 저-k 유전체 층 표면의 친수성 저-k 유전체 층 표면으로의 전환을 돕는다. 이는 예시적 SiCOH 저-k 유전체 층이 패턴 에칭 또는 플라즈마 애싱 공정 후 친수성 작용기들을 갖는 소수성 저-k 유전체 층 표면을 함유할 수 있기 때문이다. 한 예시적인 친수성 작용기들은 에칭/스트립 플라즈마들 및 화합물질들로 인해 SiCOH　저-k　유전체 층으로부터 -CH3　기들의 제거 후 형성되는 하이드록실 기들 (-OH 기들)이다. 친수성 저-k 유전체 층 표면을 소수성 작용기를 함유하는 촉매 가스에 노출시킴으로써, 친수성 작용기들은 촉매 가스로부터의 소수성 작용기로 치환될 수 있으며, 상기 촉매 가스는 다공성 SiCOH　저-k　유전체 층의 기공들을 충전시킬 수 있다. 소수성 저-k 유전체 층 표면들이 친수성 저-k 유전체 층 표면들보다 수분을 보유할 가능성이 더 적기 때문에, 수분은 처리된 저-k 유전체 층의 특성들에 영향을 끼칠 수 없다. 따라서, 저-k 유전체 층의 k 값이 복구된다 (즉, 감소된다).
전이 단계 동안, 촉매 가스의 유속은 약 50 sccm 내지 약 2000 sccm, 예를 들어, 약 500 sccm일 수 있다. UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2, 예를 들어, 약 500 W/cm2일 수 있다. 2-단계 기공 밀봉 공정은 요망되는 두께의 적층물이 형성될 때까지 단계 1과 단계 2 사이에 수행된 전이 단계와 함께 또는 이의 부재하에 반복될 수 있다. 따라서, 생성된 적층물은 저-k 필름 표면 상에 교대로 형성된 네트워크형 밀봉 박막 및 알킬 장쇄 밀봉 필름을 포함한다. 한 구체예에서, 적층물은 약 10 옹스트롬 내지 약 50 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다.
일부 구체예들에서, 기공 밀봉 공정은 표 1 및 표 2에 기록된 기공 밀봉제들 둘 모두를 사용한 1-단계 공정이다. 한 양태에서, 기공 밀봉 공정은 표 1에 기록된 하나 이상의 기공 밀봉제들 및 표 2에 기록된 하나 이상의 기공 밀봉제들을 동시에 또는 함께 UV-기반 처리 챔버로 유동시킴으로써 수행될 수 있다. 기공 밀봉 공정을 위한 처리 시간은 약 15초 내지 약 900초, 예를 들어, 약 360초일 수 있다. 기공 밀봉 공정 동안, 챔버 압력은 약 50 밀리Torr 내지 약 500 Torr, 예를 들어, 약 20 Torr일 수 있다. 기판은 약 50℃ 내지 약 400℃, 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 350℃, 예컨대, 약 300 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 표 1에 기록된 기공 밀봉제의 유속은 약 100 mgm 내지 약 2000 mgm, 예를 들어, 약 800 mgm일 수 있으며, 표 2에 기록된 기공 밀봉제의 유속은 약 100 mgm 내지 약 2000 mgm, 예를 들어, 약 800 mgm일 수 있다. 캐리어 가스의 유속은 약 500 sccm 내지 약 5000 sccm, 예를 들어, 약 2000 sccm일 수 있다. 전극 간격 (즉, 샤워헤드 (214)와 기판 지지대 (124) 사이의 간격)은 약 400 mils 내지 약 1400 mils, 예를 들어, 약 900 mils일 수 있다. UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2, 예를 들어, 약 1200 W/cm2일 수 있다. 기공 밀봉 공정은 저-k 유전체 층 상에 밀봉 박층을 형성하고 다공성 저-k 유전체 층 상에 기공을 밀봉한다.
일부 구체예들에서, 기공 밀봉 공정은 표 1에 기록된 기공 밀봉제를 UV-기반 처리 챔버로 유동시킨 후 UV 경화 공정에 의해 수행된다. 대안적으로, 기공 밀봉 공정은 표 2에 기록된 기공 밀봉제를 UV-기반 처리 챔버로 유동시킨 후 UV 경화 공정에 의해 수행된다. UV 경화 공정은 기공 밀봉제의 유동 없이 수행될 수 있다. 어느 한 경우에, UV 경화 공정은 UV 유닛으로부터 UV 에너지를 사용하여 기공 밀봉제 중의 디알킬 카보네이트 화학물질들과 반응하지 않은 표면 하이드록실을 제거하고 유전 상수를 저하시킨다. UV 경화 공정은 또한, UV-보조된 광화학 증기 증착 공정 후 표면 소수성 유지를 돕는다. 한 양태에서, 기공 밀봉 공정을 위한 처리 시간은 약 15초 내지 약 900초, 예를 들어, 약 360초일 수 있다. 기공 밀봉 공정 동안, 챔버 압력은 약 50 밀리Torr 내지 약 500 Torr, 예를 들어, 약 20 Torr일 수 있다. 기판은 약 50℃ 내지 약 400℃, 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 350℃, 예컨대, 약 300 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 기공 밀봉제 (표 1 또는 표 2)의 유속은 약 100 mgm 내지 약 2000 mgm, 예를 들어, 약 800 mgm일 수 있으며, 캐리어 가스의 유속은 약 500 sccm 내지 약 5000 sccm, 예를 들어, 약 2000 sccm일 수 있다. 전극 간격 (즉, 샤워헤드 (214)와 기판 지지대 (124) 사이의 간격)은 약 400 mils 내지 약 1400 mils, 예를 들어, 약 900 mils일 수 있다. UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2, 예를 들어, 약 1200 W/cm2일 수 있다.
UV 경화 공정 동안, UV 경화 온도는 100℃ 내지 약 800℃, 예를 들어, 약 300℃일 수 있으며, UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2이다. UV 경화 시간은 약 15초 내지 약 600초, 예를 들어, 약 120초일 수 있다. UV 경화 가스 예컨대, 헬륨 및 아르곤은 약 0.5 slm 내지 약 30 slm의 유속으로 UV 투명 가스 분포 샤워헤드를 통해 처리 챔버로 유동될 수 있다. 챔버 압력은 약 3 Torr 내지 약 100 Torr, 예를 들어, 약 20 Torr일 수 있다.
단계 408에서, 기판은 UV 투명 가스 분포 샤워헤드 및 UV 투명 윈도우 위에 배치된 UV 유닛으로부터의 UV 에너지를 사용하여 기공 밀봉 공정 (또는 분리된 처리 챔버)을 위한 동일한 처리 챔버에서 선택적으로 경화된다. 한 구체예에서, UV 경화 온도는 100℃ 내지 약 800℃, 예를 들어, 약 300℃일 수 있으며, UV 전력은 약 100 W/cm2 내지 약 2000 W/cm2이다. UV 경화 시간은 약 10초 내지 약 600초, 예를 들어, 약 120초일 수 있다. UV 경화 가스 예컨대, 헬륨 및 아르곤은 약 0.5 slm 내지 약 30 slm의 유속으로 UV 투명 가스 분포 샤워헤드를 통해 처리 챔버로 유동될 수 있다. 챔버 압력은 약 3 Torr 내지 약 100 Torr, 예를 들어, 약 20 Torr일 수 있다.
기공 밀봉 공정이 UV 경화 공정을 포함하는 일부 구체예들에서, 단계 406의 기공 밀봉 공정 및 단계 408의 UV 경화는 동시에 수행될 수 있다. 그러한 경우, UV 유닛을 기공 밀봉 공정과 동시에 키거나/끌 수 있다. 일부 구체예들에서, 단계 408의 UV 경화는 단계 406의 기공 밀봉 공정 전에 수행될 수 있다. 일부 구체예들에서, 단계 406의 기공 밀봉 공정 및 단계 408의 UV 경화는 교대로 수행될 수 있다. 예를 들어, UV 경화는 표면/측벽으로부터 일부 수분을 제거하기 위해 수행될 수 있다. 이어서, 기공 밀봉 공정이 수행되어 다공성 저-k 유전체 층 상에 기공을 밀봉시키고 표면 소수성을 회복시킨다. 이어서, UV 경화는 저-k 필름 손상을 추가로 회복시키기 위해 수행된다. 그러한 경우, 기공 밀봉 공정 및 UV 경화는 각각 약 15 내지 약 600초 동안 수행될 수 있다. 한 예에서, 제 1 경화 공정은 약 60초일 수 있으며, 기공 밀봉 공정은 약 300초일 수 있으며, 제 2 경화 공정은 약 60초일 수 있다. 기공 밀봉 공정 및 UV 경화 공정의 기공 밀봉제 유속, 시간, UV 전력, 기판 온도, 챔버 압력은 적용 및 필름 특성들 예컨대, 물질 조성의 변화 (예를 들어, 탄소 고갈), 형태 (밀도 또는 다공성), 및/또는 표면 특성 (예를 들어, 소수성 내지 친수성)에 따라 변화될 수 있음이 고려된다. 필요에 따라, UV 경화는 기공 밀봉 공정을 위한 처리 챔버와 상이한 별도의 처리 챔버에서 수행될 수 있다.
단계 410에서, 선택적 UV 경화의 완료시, 기판은 처리 챔버로부터 제거되며, 후속 세정 공정이 처리 챔버 내부에서 수행되어 챔버 구성요소들의 노출된 표면들로부터 임의의 원치않는 증착 축적물 또는 잔류물들을 제거한다. 챔버 구성요소들은 공정 동안 기공 밀봉제 또는 임의의 기타 처리 가스에 노출된 하나 이상의 표면들을 가질 수 있는 처리 챔버 내부에 제시된 임의의 구성요소들을 지칭한다. 예를 들어, 챔버 구성요소들은 비제한적으로, 진공 윈도우 (212), 투명 샤워헤드 (214), 진공 윈도우 클램프 (210), 가스 분포 고리 (224), 또는 챔버 벽들 등을 포함할 수 있다. 후속 세정 공정은 산소-함유 가스를 도 3과 관련하여 상기 기술된 바와 같은 방식으로 처리 챔버 내로 유동시킴으로써 UV-기반 처리 챔버 예컨대, 도 1 및 2와 관련하여 상기 논의된 바와 같은 처리 챔버에서 수행될 수 있다. 산소-함유 가스는 비제한적으로, 오존 (O3) 가스, 산소 (O2) 가스, 아산화질소 (N2O), 일산화질소 (NO), 일산화탄소 (CO), 이산화탄소 (CO2), 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 산소-함유 가스는 오존 가스를 포함한다. 그러한 경우, 후속 세정 공정은 UV 방사선에 노출되는 챔버 구성요소들로 수행되어 오존 변성의 효율을 개선시킨다. 필요한 오존의 생성은 처리 챔버로 수송된 오존과 떨어져서 수행될 수 있거나, 오존을 생성시키기 위해 UV 광으로 산소를 활성화시킴으로써 원위치에서 발생될 수 있거나, 이러한 두 방법을 동시에 수행함으로써 달성될 수 있다.
후속 세정 공정 동안, UV 유닛 예컨대, 도 1 및 2에 도시된 UV 램프 전구들 (122)로부터 발광된 UV 방사선은 산소-함유 가스 예를 들어, 오존을 분자 산소 및 반응 산소 라디칼들로 분해하며, 이는 챔버 구성요소들의 노출된 표면들 상에 형성된 탄소-기반 잔류물들 (이전 공정 예컨대, 기공 밀봉 공정으로부터 발생함)과 산화/반응하여 생성된 생산물들로서 이산화탄소 및 물을 생성하여, 챔버 구성요소들을 세정한다. 이어서, 이들 생성된 생산물들 및 분해된 잔류물들이 가스 배출구 (240) 및 이어서 펌프 (310)로 펌핑되어 후속 세정 공정을 완료한다.
해리의 효율을 증대시키기 위해, 추가적인 히터, 예컨대, 도 2에 도시된 히터들 (248, 250)이 사용되어 처리 챔버의 기타 구성요소들 예컨대, 진공 윈도우 클램프 (210), 가스 분포 고리 (224), 및 기판 지지대 (124)를 가열하는데 사용될 수 있다. 또한, 챔버 구성요소들이 후속 세정 공정 전에 UV 경화 동안 UV 방사선에 노출되고 가열되기 때문에, 챔버 구성요소들의 온도는 오존이 챔버 구성요소들에 부딪힐 때 오존을 실질적으로 분해할 준비가 되거나 거의 준비가 된 온도로 유지된다. 따라서, 챔버 구성요소들의 전반적인 세정 효율이 향상된다.
한 구체예에서, 산소-함유 가스 예컨대, 오존 (O3) 가스는 희석 가스 예컨대, 산소 가스 또는 질소 가스와 조합될 수 있다. 그러한 경우, 오존/산소 혼합물은 수소 가스와 조합되어 산화율을 증가시킬 수 있다. 수소 가스는 근본적으로 순수한 수소 가스 또는 예를 들어, 7% 수소를 갖는 H2/N2의 포밍 가스일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 산소-함유 가스는 헬륨 가스와 조합될 수 있다. 헬륨 가스는 열 전달 유체로서 사용되어 챔버 구성요소들, 예컨대, 투명 샤워헤드 (214)의 하부의 가열을 보조하여, 챔버 구성요소들의 세정 효율을 증진시킨다.
본 발명의 구체예들은 UV-보조된 광화학 증기 증착 방법을 이용하여 다공성 저-k 유전체 층 상에 밀봉 층을 형성시킨다. 밀봉 층은 다공성 저-k 유전체 층 상에 노출된 기공들을 밀봉하고, 따라서 패턴 에칭 또는 플라즈마 애싱 공정에 의해 초래된 공정-관련 손상들을 감소시킨다. 그 결과, 저-k 필름의 유전 상수가 복구된다. 특히, 밀봉 층을 형성하는데 사용된 기공 밀봉제는 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 실리콘을 함유하지 않는다. 따라서, 기공 밀봉제로부터의 임의의 증착 축적물 또는 잔류물들이 챔버 구성요소들의 노출된 표면들로부터 용이하게 제거될 수 있다. 따라서, UV 공급원 효율이 향상된다.
상기는 본 발명의 구체예들에 관한 것이나, 본 발명의 기타 및 추가의 구체예들이 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서, 제 1 기공 밀봉제가 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 갖는 단계; 및
    기판을 제 1 기공 밀봉제의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 제 1 밀봉 층을 형성시키는 단계를 포함하여, 처리 챔버에서 기판을 처리하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 2 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서, 제 2 기공 밀봉제가 제 1 기공 밀봉제와 화학적으로 상이하며 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 여기에서, x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 가지며, 제 2 기공 밀봉제로의 유전체 층의 노출은 UV 방사선으로의 노출하에 수행되어 제 1 밀봉 층 위에 제 2 밀봉 층이 형성되는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 유전체 층을 제 2 기공 밀봉제에 노출시키기 전에 소수성 작용 기를 함유하는 촉매 가스를 UV 방사선으로의 노출 하에 처리 챔버로 유동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 제 1 및 제 2 기공 밀봉제들이 디알킬 카보네이트 및 알킬 아세테이트로 구성된 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 디알킬 카보네이트가 디메틸 카보네이트 (C3H6O3), 디에틸 카보네이트 (C5H10O3) 또는 디프로필 카보네이트 (C7H14O3)를 포함하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 알킬 아세테이트가 프로필 아세테이트 (C5H10O2), 부틸 아세테이트 (C6H12O2), 메틸 헥사노에이트 (C7H14O2), 메틸 헵타노에이트 (C8H16O2), 메틸 옥타노에이트 (C9H18O2), 또는 메틸 데카노에이트 (C11H22O2)를 포함하는 방법.
  7. 제 1 기공 밀봉제를 처리 챔버의 상위 처리 영역 내로 유동시키는 단계로서, 상위 처리 영역이 처리 챔버 내에 위치한 투명 샤워헤드와 투명 윈도우 사이에 위치하며, 제 1 기공 밀봉제는 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 갖는 단계;
    제 1 기공 밀봉제를 상위 처리 영역으로부터 투명 샤워헤드에 형성된 하나 이상의 통로들을 통해 하위 처리 영역 내로 유동시키는 단계로서, 하위 처리 영역이 열 처리 챔버 내에 위치한 기판 지지대와 투명 샤워헤드 사이에 위치하는 단계;
    기판 지지대 상에 배치된 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계;
    기판을 제 1 기공 밀봉제의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 제 1 밀봉 층을 형성시키는 단계를 포함하여, 처리 챔버 내에서 기판을 처리하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 제 2 기공 밀봉제를 처리 챔버의 상위 처리 영역 내로 유동시키고 투명 샤워헤드에 형성된 하나 이상의 통로들을 통해 하위 처리 영역으로 유동시킴으로써 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 2 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서,
    제 2 기공 밀봉제는 제 1 기공 밀봉제와 화학적으로 상이하며 일반식 CxHyOz의 화합물을 함유하며, 여기에서 x는 1 내지 15의 범위를 가지며, y는 2 내지 22의 범위를 가지며, z는 1 내지 3의 범위를 가지며, 제 2 기공 밀봉제로의 유전체 층의 노출이 UV 방사선으로의 노출 하에 수행되어 제 1 밀봉 층 위에 제 2 밀봉 층이 형성되는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 제 1 및 제 2 기공 밀봉제들이 디알킬 카보네이트 및 알킬 아세테이트로 구성된 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 디알킬 카보네이트가 디메틸 카보네이트 (C3H6O3), 디에틸 카보네이트 (C5H10O3) 또는 디프로필 카보네이트 (C7H14O3)를 포함하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 알킬 아세테이트가 프로필 아세테이트 (C5H10O2), 부틸 아세테이트 (C6H12O2), 메틸 헥사노에이트 (C7H14O2), 메틸 헵타노에이트 (C8H16O2), 메틸 옥타노에이트 (C9H18O2), 또는 메틸 데카노에이트 (C11H22O2)를 포함하는 방법.
  12. 제 7항에 있어서, 제 1 및 제 2 기공 밀봉제들을 상위 처리 영역 내로 유동시키는 단계가, 제 1 및/또는 제 2 기공 밀봉제들을 투명 윈도우의 원주를 둘러싸도록 형성된 가스 분포 고리로부터 투명 샤워헤드에 형성된 하나 이상의 통로들로 방사상으로 유동시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  13. 기판 상에 형성된 유전체 층을 제 1 기공 밀봉제에 노출시키는 단계;
    유전체 층을 제 1 기공 밀봉제와 화학적으로 상이한 제 2 기공 밀봉제에 노출시키는 단계로서, 제 1 및 제 2 기공 밀봉제들이 디알킬 카보네이트 및 알킬 아세테이트로 구성된 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 단계;
    기판을 제 1 및/또는 제 2 기공 밀봉제들의 대기에서 UV 방사선에 노출시켜 유전체 층 상에 밀봉 층을 형성시키는 단계; 및
    유전체 층 상에 밀봉 층을 형성시킨 후, 밀봉 층을 US 경화 가스의 대기에서 UV 방사선에 노출시키는 단계를 포함하여, 처리 챔버에서 기판을 처리하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 유전체 층을 제 2 기공 밀봉제에 노출시키기 전에, 촉매 가스를 UV 방사선으로의 노출 하에 처리 챔버로 유동시켜 친수성 저-k 유전체 층 표면을 소수성 저-k 유전체 층 표면으로 전환시키는 단계를을 추가로 포함하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 디알킬 카보네이트가 디메틸 카보네이트 (C3H6O3), 디에틸 카보네이트 (C5H10O3) 또는 디프로필 카보네이트 (C7H14O3)를 포함하며, 알킬 아세테이트가 프로필 아세테이트 (C5H10O2), 부틸 아세테이트 (C6H12O2), 메틸 헥사노에이트 (C7H14O2), 메틸 헵타노에이트 (C8H16O2), 메틸 옥타노에이트 (C9H18O2), 또는 메틸 데카노에이트 (C11H22O2)를 포함하는 방법.
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