KR20200078613A - 실리콘 질화물 막들의 건식 에칭 레이트 감소 - Google Patents

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Abstract

본원에서 설명되는 실시예들은 실리콘 질화물 막들을 형성하는 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트가 프로세스 챔버 내로 유동된다. 제1 주파수 및 제1 전력 레벨로 제1 프로세스 가스 세트에 제1 라디오 주파수 전력을 인가함으로써, 개시 층이 증착된다. 제1 프로세스 가스 세트의 제1 질소-함유 가스의 제1 유동이 중단되고, 그리고 실리콘-함유 가스, 제2 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트가 프로세스 챔버 내로 유동된다. 제1 주파수보다 더 높은 제2 주파수 및 제1 전력 레벨보다 더 높은 제2 전력 레벨로 제2 프로세스 가스 세트에 제2 RF 전력을 인가함으로써, 벌크 실리콘 질화물 층이 개시 층 상에 증착된다.

Description

실리콘 질화물 막들의 건식 에칭 레이트 감소
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 실리콘 질화물 하드 마스크들을 형성하는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition) 프로세스들을 사용하여 실리콘 질화물 하드 마스크를 형성하는 방법에 관한 것이다.
[0002] 반도체 디바이스 프로세싱은 전기 디바이스들에 존재하는 집적 회로들을 생성하기 위해 사용된다. 집적 회로들의 제작에서, 반도체 기판들 상에 다양한 재료들의 층들을 증착하기 위해 증착 프로세스들이 사용된다. 기판들 상에 피처(feature)들을 형성하기 위해, 기판들 상에 증착된 유전체 층들 및/또는 기판들의 부분들을 제거하기 위해 에칭 프로세스들이 사용된다.
[0003] 하드 마스크들은 고 해상도들로 깊은 고 종횡비 피처들을 에칭하는 데 사용되며, 종래의 포토레지스트들은 이를 견디는 것이 가능하지 않다. 에칭 전에, 기판들 및/또는 증착된 유전체 층들 위에 하드 마스크들이 증착된다. 에칭될 하부 층들이 기판들 또는 증착된 유전체 층들을 패터닝하는 데 사용되는 포토레지스트들과 유사한 에칭 레이트들을 갖을 때, 하드 마스크들이 배리어 층들로서 사용된다. 하드 마스크들은, 제거되지 않아야 하는, 하부 층들의 부분들을 보호하기 위해, 에칭될 하부 층들과 상이한 특성들을 갖는다. 표준 포토리소그래피 기법들을 사용하여 실리콘 질화물 하드 마스크에 패턴이 정의된다. 이어서, 하드 마스크가 플라즈마 에칭, 가스 에칭, 물리적 건식 에칭, 또는 화학적 건식 에칭에 의해 에칭되어, 피처들이 될 구역들을 노출시킴으로써 실리콘 질화물에 패턴이 정의된다. 집적 회로들의 최소 피처 사이즈들이 계속 감소됨에 따라, 평활한 표면들 및 측벽들을 갖는 피처들을 갖는 집적 회로들을 제공하기 위해, 부식 및 패턴 변화들에 내성이 있는, 하드 마스크들로서 사용하기 위한 막들을 형성하기 위한 개선된 프로세스가 필요하다. 따라서, 높은 선택비, 낮은 에칭 레이트들, 및 낮은 휨 델타(bowing delta)들을 갖는 하드 마스크들이 필요하다.
[0004] 실리콘 질화물 하드 마스크들의 선택비, 에칭 레이트들, 및 휨 델타들은 밀도 및 굴절률에 기반하여 최적화된다. 더욱이, 높은 압축 응력을 갖는 실리콘 질화물 하드 마스크들은 밀도가 높고 질소가 풍부하며, 현재의 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition) 프로세스들은, 밀도가 높고 질소가 풍부한 하드 마스크들로서 사용될 실리콘 질화물 막들을 형성할 수 없다. 높은 증착 레이트들로 인해, 현재의 PECVD 프로세스들은 원자 층 증착(ALD)된 막들로 형성된 실리콘 질화물 하드 마스크들보다 상당히 더 높은 에칭 레이트들, 더 낮은 선택비, 및 더 높은 휨 델타들을 갖는 실리콘 질화물 하드 마스크들을 형성한다. 그러나, ALD로부터 형성되는 실리콘 질화물 막들은 PECVD로부터 형성되는 막들보다 더 높은 비용을 갖고 더 낮은 처리량을 갖는다. 따라서, 높은 밀도 및 굴절률을 갖는 실리콘 질화물 막들을 형성하기 위한 개선된 프로세스가 필요하다.
[0005] 일 실시예에서, 실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 표면을 포함하는 기판을 챔버에 배치하는 단계; 제1 총 유량으로 챔버 내로 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 유동시키는 단계; 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스에 제1 전력 레벨로 제1 RF(radio frequency) 전력을 인가함으로써, 기판의 표면 상에 실리콘 및 질소 함유 층을 증착하는 단계; 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스의 유동을 중단시키고, 챔버 내로 제2 질소-함유 가스를 유동시키는 단계; 및 제1 전력 레벨보다 더 높은 제2 전력 레벨로 제2 질소-함유 가스에 제2 RF 전력을 인가함으로써, 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계를 포함한다. 제2 질소-함유 가스의 유량은 제1 총 유량보다 더 높다. 미리 결정된 두께를 갖는 막이 형성될 때까지, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 유동시키는 단계, 실리콘 및 질소 함유 층을 증착하는 단계, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스의 유동을 중단시키고, 제2 질소-함유 가스를 유동시키는 단계, 및 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계가 반복된다.
[0006] 다른 실시예에서, 실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 표면을 포함하는 기판을 챔버에 배치하는 단계; 챔버 내로 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계; 제2 주파수 및 제3 전력 레벨로 제1 프로세스 가스 세트에 제3 RF(radio frequency) 전력을 인가함으로써, 기판의 표면 상에 개시 층을 증착하는 단계; 제1 프로세스 가스 세트의 제1 질소-함유 가스의 유동을 중단시키고, 챔버 내로 실리콘-함유 가스, 제2 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계; 및 제2 주파수보다 더 높은 제1 주파수 및 제3 전력 레벨보다 더 높은 제1 전력 레벨로 제2 프로세스 가스 세트에 제1 RF 전력을 인가함으로써, 개시 층 상에 벌크(bulk) 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계를 포함한다. 제1 프로세스 가스 세트에는 이원자 수소 가스가 없고, 제2 프로세스 가스 세트에는 이원자 질소 가스가 없다.
[0007] 또 다른 실시예에서, 실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 표면을 포함하는 기판을 챔버에 배치하는 단계; 제1 총 유량으로 챔버 내로 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계; 8 torr 미만의 챔버의 제1 압력에서, 약 1초 내지 약 5초의 지속기간 동안, 약 50 W(Watt) 내지 약 100 W의 제1 전력 레벨 및 10 MHz(megahertz) 내지 20 MHz의 제1 주파수로 제1 프로세스 가스 세트에 제1 RF(radio frequency) 전력을 인가함으로써, 기판의 표면 상에 실리콘 및 질화물 함유 층을 증착하는 단계; 제1 프로세스 가스 세트의 유동을 중단시키는 단계; 제2 총 유량으로 챔버 내로 제2 질소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계; 챔버의 제2 압력에서, 약 5초 내지 15초의 지속기간 동안, 제2 프로세스 가스 세트에 약 80 W 내지 약 120 W의 제2 전력 레벨 및 제1 주파수로 제2 RF 전력을 인가함으로써, 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계를 포함한다. 제2 총 유량은 제1 총 유량보다 더 높고, 제2 전력 레벨은 제1 전력 레벨보다 더 높으며, 챔버의 제1 압력은 챔버의 제2 압력보다 더 높다. 미리 결정된 두께를 갖는 제1 개시 층이 형성될 때까지, 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계, 실리콘 및 질화물 함유 층을 증착하는 단계, 제1 프로세스 가스 세트의 유동을 중단시키는 단계, 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계, 및 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계가 반복된다. 제2 프로세스 가스 세트의 유동이 중단되고, 그리고 실리콘-함유 가스, 제3 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제3 프로세스 가스 세트가 챔버 내로 유동된다. 제3 프로세스 가스 세트에는 이원자 질소 가스가 없다. 챔버의 제3 압력에서, 약 200 내지 약 300초의 지속기간 동안, 제1 주파수 및 제1 전력 레벨로 제3 프로세스 가스 세트에 제1 RF 전력을 인가함으로써, 벌크 실리콘 질화물 층이 제1 개시 층 상에 증착된다. 챔버의 제2 압력은 챔버의 제3 압력보다 더 높다.
[0008] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 플라즈마-강화 화학 기상 증착 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른, 순환 증착-처리에 의해 실리콘 질화물 막을 형성하는 흐름도이다.
[0011] 도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른, 벌크 증착에 의해 실리콘 질화물 막을 형성하는 흐름도이다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른, 순환 증착-처리 및 벌크 증착을 조합함으로써 실리콘 질화물 막을 형성하는 흐름도이다.
[0013] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있는 것으로 고려된다.
[0014] 본 개시내용은 PECVD 프로세스들을 사용하여 실리콘 질화물 막들을 형성하기 위한 방법들을 제공한다. 막들은 막들이 높은 압축 응력을 갖도록 증착될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 시간 경과에 따라 RF 전력들 및 프로세스 가스들의 유동을 변화시키는 것은, 요구되는 높은 선택비, 낮은 에칭 레이트들, 및 낮은 휨 델타들을 갖는 실리콘 질화물 막들을 제공한다.
[0015] 도 1은 실리콘 질화물 막들을 형성하기 위한 방법들을 위해 활용되는 PECVD 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 챔버(100)의 하나의 예는 캘리포니아, 산타클라라에 위치된 Applied Materials, Inc.에 의해 제조된 PRODUCER® 챔버이다. 아래에서 설명되는 PECVD 챔버는 예시적인 PECVD 챔버이고, 다른 제조자들로부터의 PECVD 챔버들을 포함하는 다른 PECVD 챔버들이 본 개시내용의 양상들과 함께 사용될 수 있거나 또는 본 개시내용의 양상들을 달성하기 위해 수정될 수 있음을 이해해야 한다.
[0016] 챔버(100)는 프로세싱 볼륨(104)을 포함하는 챔버 바디(102)를 가지며, 프로세싱 볼륨(104)은 기판(101)을 지지하기 위해 프로세싱 볼륨(104)에 배치된 기판 지지부(106)를 포함한다. 기판 지지부(106)는 가열 엘리먼트(110), 및 기판 지지부(106)의 지지 표면(107) 상에 기판(101)을 유지하는 메커니즘(미도시), 이를테면 정전 척, 진공 척, 기판 유지 클램프 등을 포함한다. 기판 지지부(106)는, 개구(112)를 통한 챔버(100)로의 그리고 챔버(100)로부터의 기판(101)의 이송을 가능하게 하는 하강 포지션과 상승 프로세싱 포지션 사이에서 기판 지지부(106)를 이동시키는 리프트 시스템(미도시)에 연결된 스템(108)에 커플링되어 스템(108)에 의해 프로세싱 볼륨(104)에 이동가능하게 배치된다.
[0017] 챔버(100)는 가스 소스(116)로부터 샤워헤드(114)로의 프로세스 가스들의 유량을 제어하기 위해 가스 소스(116)와 챔버 바디(102) 사이에 배치된 유동 제어기(118), 이를테면 MFC(mass flow control) 디바이스를 포함하며, 샤워헤드(114)는 프로세싱 볼륨(104)에 걸쳐 프로세스 가스들을 분배하는 데 사용된다. 샤워헤드(114)는 프로세스 가스들로부터 프로세싱 볼륨(104)에 플라즈마를 생성하기 위해 RF 피드(124)에 의해 RF 전력 소스(122)에 연결된다. RF 전력 소스(122)는 샤워헤드(114)와 기판 지지부(106) 사이의 플라즈마의 생성을 가능하게 하기 위해 샤워헤드(114)에 RF 에너지를 제공한다. 스템(108)은 지지 표면(107)과 샤워헤드(114) 사이의 프로세스 거리(126)에 있는 상승 프로세싱 포지션으로 기판 지지부(106)를 이동시키도록 구성된다. 진공 펌프(120)가 프로세싱 볼륨(104) 내의 압력을 제어하기 위해 챔버 바디(102)에 커플링된다. 제어기(128)가 챔버(100)에 커플링되고, 그리고 프로세싱 동안 챔버(100)의 양상들을 제어하도록 구성된다.
[0018] 도 2는 하부 층의 특성들, 하드 마스크로서의 막의 사용, 및 막에 대해 사용될 에칭 케미스트리(chemistry)들에 적응(tailor)된 막을 형성하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 2는 도 1을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 도 1의 챔버(100) 이외의 챔버가 방법(200)과 함께 활용될 수 있음을 유의해야 한다.
[0019] 동작(201)에서, 표면을 포함하는 기판(101)이 챔버(100)에 배치된다. 일 실시예에서, 기판(101)은 기판 지지부(106)의 지지 표면(107) 상에 배치되며, 지지 표면(107)은 샤워헤드(114)로부터 프로세스 거리(126)에 있다. 프로세스 거리(126)는 약 250 mm(millimeter) 내지 약 350 mm이다. 프로세스 거리(126)는 막을 고밀화하기 위해 이온 충격을 증가시킨다. 일 실시예에서, 기판 지지부는 약 300 ℃(degree Celsius) 내지 약 500 ℃까지 가열된다.
[0020] 동작(202)에서, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스가 제1 총 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 일 실시예에서, 유동 제어기(118)는 가스 소스(116)로부터의 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스의 제1 유량을 제어하고, 샤워헤드(114)는 프로세싱 볼륨(104)에 걸쳐 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 분배한다. 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4), 및/또는 실란의 다이머(dimer)들 및 올리고머(oligomer)들을 포함할 수 있으며, 실리콘-함유 가스의 유량은 약 10 표준 sccm(standard cubic centimeters per minute) 내지 약 50 sccm일 수 있다. 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3) 및/또는 이원자 질소 가스(N2)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 질소-함유 가스의 암모니아는 약 30 sccm 내지 약 1500 sccm의 유량으로 유동되며, 제1 질소-함유 가스의 이원자 질소 가스는 약 500 sccm 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동된다. 챔버(100)에서, 실리콘-함유 가스의 공간 속도(공간 속도 =(가스 유동의 sccm)/(프로세스 볼륨의 cc))는 약 0.003 min-1 내지 약 0.4 min-1이고, 그리고/또는 제1 질소-함유 가스의 NH3의 공간 속도는 약 0.25 min-1 내지 약 10 min-1이고, 그리고/또는 제1 질소-함유 가스의 N2의 공간 속도는 약 0.35 min-1 내지 약 19 min-1이다. 일 실시예에서, 동작(202)에서, 챔버(100)로 이원자 수소 가스(H2)가 약 500 sccm 내지 약 1500 sccm의 제1 수소 가스 유량으로 유동되고, 아르곤(Ar)이 2000 sccm 내지 약 4000 sccm의 제1 아르곤 유량으로 유동된다.
[0021] 동작(203)에서, 약 5 Å 내지 50 Å의 실리콘 및 질소 함유 층이 증착된다. 증착 동안, 제1 주파수 및 제1 전력 레벨로 제1 RF(radio frequency) 전력이 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스에 인가되어, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 이온화시킨다. 일 실시예에서, RF 전력 소스(122)는 샤워헤드(114)와 기판 지지부(106) 사이의 플라즈마의 생성을 가능하게 하기 위해 샤워헤드(114)에 RF 에너지를 제공한다. 제1 RF 전력은 챔버의 제1 압력에서 약 1초 내지 약 8초 동안 인가될 수 있으며, 챔버의 제1 압력은 약 6 torr 미만이다. 제1 주파수는 10 MHz 내지 약 20 MHz일 수 있다. 제1 전력 레벨은 약 50 W 내지 약 100 W의 범위이다. 제1 RF 전력은 약 0.05 W/cm2 내지 약 0.35 W/cm2의 전력 밀도(전력 밀도 = 전력(W)/기판의 표면적(cm2))로 인가된다.
[0022] 동작(204a)에서, 동작(203)에서 실리콘 및 질소 함유 층이 증착된 후에, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스의 유동이 중단된다. 동작(204b)에서, 제2 질소-함유 가스가 제1 총 유량보다 더 높은 제2 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 제2 질소-함유 가스는 이원자 질소 가스(N2)이고, 일부 실시예들에서, 약 10000 sccm 내지 약 20000 sccm의 제2 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 제2 질소-함유 가스의 N2의 공간 속도는 약 4.0 min-1 내지 약 130.0 min-1이다. 일 실시예에서, 동작(204b)에서, 아르곤(Ar)이 약 7000 sccm 내지 약 8000 sccm의 제2 아르곤 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다.
[0023] 동작(205)에서, 실리콘 및 질소 함유 층이 처리된다. 제2 RF 전력이 10 MHz 내지 약 20 MHz의 제1 주파수 및 제2 전력 레벨로 제2 질소-함유 가스에 인가된다. 제2 RF 전력은 챔버(100)의 제1 압력보다 더 높은 챔버(100)의 제2 압력에서 약 5초 내지 약 20초 동안 인가될 수 있다. 일 예에서, 제2 압력은 6 torr 미만이다. 제2 전력 레벨은 약 80 W 내지 약 120 W의 범위일 수 있다. 제2 RF 전력은 약 0.08 W/cm2 내지 약 0.3 W/cm2의 전력 밀도로 인가된다. 제2 전력 레벨은 제1 전력 레벨보다 더 높다.
[0024] 동작(206)에서, 순환 증착-처리 프로세스가 반복되는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 그러한 이루어지는 결정은, 예컨대, 미리 결정된 두께, 이를테면 약 100 Å 내지 약 800 Å을 갖는 막이 형성되는지 여부에 기반할 수 있다. 일 실시예에서, 방법(200)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 층은 약 -1.00 GPa(gigapascal) 내지 약 -2.00 Gpa의 응력, 2.50 g/cm3 내지 약 3.50 g/cm3의 밀도, 1.50 내지 2.50의 굴절률, 및 약 6.00 Å/min(angstrom per minute) 내지 약 7.00 Å/min의 습식 에칭 레이트를 갖는다. 방법(200)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 층의 응력, 밀도, 굴절률, 및 습식 에칭 레이트는, ALD(atomic layer deposition)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 층의 응력, 밀도, 굴절률, 및 습식 에칭 레이트와 실질적으로 동일하다. 그러나, 일부 실시예들에서, 시간당 적어도 15개의 기판들이 방법(200)을 통해 프로세싱될 수 있다. 일 실시예에서, 시간당 25개의 기판들이 방법(200)을 통해 프로세싱될 수 있다. 대조적으로, ALD를 사용한 기판 처리량은 일반적으로 더 낮다.
[0025] 부가적으로, 방법(200)은, 실리콘 질화물 막을 실리콘 산질화물 막으로 변환시키지 않으면서 실리콘 질화물 막의 에칭 레이트를 최적화하기 위해, 제1 산소-도핑 프로세스 또는 제2 산소-도핑 프로세스를 더 포함할 수 있다. 제1 산소-도핑 프로세스의 일 예에서, 동작(204b)에서, 산소-함유 가스가 챔버(100) 내로 유동되고, 동작(205)에서의 처리 동안, 제2 RF 전력이 산소-함유 가스에 인가된다. 제2 산소 도핑 프로세스에서, 동작(205)의 처리 후에, 산소-함유 가스가 유동되고, 제2 RF 전력이 제2 압력에서 약 2초 내지 약 10초 동안 인가된다. 산소-함유 가스는 아산화 질소(N2O) 및/또는 산소 가스(O2)를 포함할 수 있다. N2O의 유량은 약 50 sccm 내지 약 800 sccm일 수 있고, O2의 유량은 약 10 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있다. 산소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 12.0 min-1이다. 제2 RF 전력은 10 MHz 내지 약 20 MHz의 제1 주파수 및 제2 전력 레벨로 인가된다. 게다가, 층들은 막을 추가로 고밀화하기 위해 처리 후에 UV 경화될 수 있다.
[0026] 도 3는 하부 층의 특성들, 하드 마스크로서의 막의 사용, 및 막에 대해 사용될 에칭 케미스트리들에 적응된 막을 형성하기 위한 방법(300)의 흐름도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 3는 도 1을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 도 1의 챔버(100) 이외의 챔버가 방법(300)과 함께 활용될 수 있음을 유의해야 한다.
[0027] 동작(301)에서, 표면을 갖는 기판(101)이 챔버(100)에 배치된다. 일 실시예에서, 기판(101)은 기판 지지부(106)의 지지 표면(107) 상에 배치되며, 지지 표면(107)은 샤워헤드(114)로부터 프로세스 거리(126)에 있다. 프로세스 거리(126)는 약 250 mm(millimeter) 내지 약 350 mm이다. 프로세스 거리(126)는 막을 고밀화하기 위해 이온 충격을 증가시킨다. 일 실시예에서, 기판 지지부는 약 300 ℃(degree Celsius) 내지 약 500 ℃까지 가열된다. 선택적으로, 기판은 약 10초 내지 약 30초 동안 약 200 sccm 내지 약 600 sccm의 NH3를 유동시킴으로써 동작(301) 후에 암모니아(NH3) 소킹(soak)될 수 있다.
[0028] 동작(302)에서, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트가 챔버(100) 내로 유동된다. 제1 프로세스 가스 세트에는 이원자 수소 가스가 없고, 제1 프로세스 가스 세트는 또한 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4), 및/또는 실란의 다이머들 및 올리고머들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유동 제어기(118)는 가스 소스(116)로부터의 제1 프로세스 가스 세트의 유량을 제어하며, 샤워헤드(114)는 프로세싱 볼륨(104)에 걸쳐 제1 프로세스 가스 세트를 분배한다. 실리콘-함유 가스는 약 10 내지 약 50 sccm의 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3) 및 이원자 질소 가스(N2)를 포함한다. 제1 질소-함유 가스의 NH3는 약 100 sccm 내지 약 200 sccm의 유량으로 유동되며, 제1 질소-함유 가스의 이원자 질소 가스는 약 1000 sccm 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동된다. 불활성 가스는 2000 sccm 내지 약 4000 sccm의 유량을 갖는 아르곤(Ar)을 포함할 수 있다. 챔버(100)에서, 실리콘-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 0.4 min-1이고, 제1 질소-함유 가스의 NH3의 공간 속도는 약 0.03 min-1 내지 약 1.3 min-1이고, 제1 질소-함유 가스의 N2의 공간 속도는 약 0.3 min-1 내지 약 19 min-1이며, 불활성 가스의 공간 속도는 약 0.5 min-1 내지 약 25 min-1이다.
[0029] 동작(303)에서, 약 5 Å 내지 약 50 Å의 개시 층이 증착된다. 개시 층은, 이상적인 표면 거칠기, 벌크 증착된 층의 접착력, 및 (낮은 프로세스 가스 유동이 플라즈마 불안정성을 초래할 수 있기 때문에) 플라즈마 안정성을 갖는 막을 제공한다. 제3 RF 전력이 제2 주파수 및 제3 전력 레벨로 제1 프로세스 가스 세트에 인가된다. 제3 RF 전력은 약 2 torr 내지 약 8 torr의 챔버의 제1 압력에서 약 10초 내지 약 20초의 지속기간 동안 인가된다. 일 실시예에서, RF 전력 소스(122)는 샤워헤드(114)와 기판 지지부(106) 사이의 플라즈마의 생성을 가능하게 하기 위해 샤워헤드(114)에 RF 에너지를 제공한다. 제2 주파수 및 제3 전력 레벨은 각각 약 500 kHz 미만 및 약 50 W 내지 약 100 W이다. 제3 RF 전력은 약 0.05 W/cm2 내지 약 0.25 W/cm2의 전력 밀도로 인가된다.
[0030] 동작(304a)에서, 개시 층이 증착된 후에, 제1 질소-함유 가스의 유동이 중단된다. 동작(304b)은, 실리콘-함유 가스, 제2 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트를 챔버(100) 내로 유동시키는 것을 포함한다. 제2 프로세스 가스 세트에는 이원자 질소 가스가 없고, 제2 프로세스 가스 세트는 또한 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 예에서, 실리콘-함유 가스는 약 10 sccm 내지 약 50 sccm의 유량을 갖는 실란(SiH4)을 포함하고, 제2 질소-함유 가스는 암모니아(NH3)를 포함하며, 수소-함유 가스는 3000 sccm 내지 약 4000 sccm의 유량을 갖는 이원자 수소(H2)를 포함한다. H2가 Si-H 결합들을 파괴하여 막-내 수소를 제거하고 댕글링 결합들을 생성하는 한편, 질소-함유 가스는 기판의 활성 표면(예컨대, 댕글링 결합들)과 반응하여 Si-Si 결합들 및 Si-N 결합들을 생성함으로써 질소-풍부 막을 형성한다. 불활성 가스는 약 2000 sccm 내지 약 4000 sccm의 유량을 갖는 Ar을 포함할 수 있다. 챔버(100)에서, 실리콘-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 0.4 min-1이고, 제2 질소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.4 min-1 내지 약 13 min-1이고, 수소-함유 가스의 공간 속도는 약 1.0 min-1 내지 약 26 min-1이며, 불활성 가스의 공간 속도는 약 0.7 min-1 내지 약 26 min-1이다.
[0031] 동작(305)에서, 약 100 Å 내지 약 700 Å의 벌크 실리콘 질화물 층이 증착된다. 제1 RF 전력이 제1 주파수 및 제1 전력 레벨로 제2 프로세스 가스 세트에 인가된다. 제1 주파수는 제2 주파수보다 더 높고, 제1 전력 레벨은 제3 전력 레벨보다 더 높다. 제1 RF 전력은, 개시 층의 증착 동안의 챔버(100) 내의 압력과 실질적으로 동일한, 챔버(100)의 제2 압력에서 약 200초 내지 약 300초 동안 인가될 수 있다. 제1 주파수는 10 MHz 내지 약 20 MHz이고, 제1 전력 레벨은 약 50 W 내지 약 100 W이다. 제1 RF 전력은 약 0.05 W/cm2 내지 약 0.25 W/cm2의 전력 밀도로 인가된다. 동작(303)과 비교할 때 프로세스 가스에 인가되는 전력 및 주파수의 증가는 이온 충격을 증가시킬 수 있고 막을 고밀화할 수 있는 것으로 여겨진다.
[0032] 벌크 증착 프로세스에 의한 개시된 실리콘 질화물 막은, 벌크 실리콘 질화물 층 및 개시 층을 포함하는 실리콘 및 질소 함유 막을 형성한다. 실리콘 및 질소 함유 막은 미리 결정된 두께, 이를테면 약 100 Å 내지 약 800 Å으로 형성된다. 일 실시예에서, 방법(300)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 막은 약 -1.00 GPa(gigapascal) 내지 약 -2.00 Gpa의 응력, 약 2.50 g/cm3 내지 약 3.50 g/cm3의 밀도, 약 1.50 내지 약 2.50의 굴절률, 및 약 6.00 Å/min(angstrom per minute) 내지 약 7.00 Å/min의 습식 에칭 레이트를 갖는다. 방법(300)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 막의 응력, 밀도, 굴절률, 및 습식 에칭 레이트는, ALD(atomic layer deposition)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 층의 응력, 밀도, 굴절률, 및 습식 에칭 레이트와 실질적으로 동일하다. 그러나, 일부 실시예들에서, 시간당 적어도 15개의 기판들이 방법(300)을 통해 프로세싱될 수 있다.
[0033] 방법(300)은, 제1 프로세스 가스 세트로부터 제2 프로세스 가스 세트로 그리고 제3 RF 전력으로부터 제1 RF 전력으로 전환(transition)하기 위해, 동작(303)에서의 개시 층의 증착으로부터의 전환 및 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환의 2개의 전환 프로세스들을 포함할 수 있다. 개시 층의 증착으로부터의 전환은, 약 1초 내지 약 3초의 지속기간 동안, 제1 프로세스 가스 세트에 제1 주파수 및 제4 전력 레벨의 제4 RF 전력, 및 제2 주파수 및 제3 전력 레벨의 제3 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 제4 전력 레벨은 약 25 W 내지 약 75 W이다. 제3 전력 레벨은 제4 전력 레벨보다 더 높다. 제4 RF 전력은 약 0.02 W/cm2 내지 약 0.2 W/cm2의 전력 밀도로 인가된다.
[0034] 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환은, 약 1초 내지 약 3초의 지속기간 동안, 제1 프로세스 가스 세트에 제1 주파수 및 제1 전력 레벨의 제1 RF 전력, 및 제2 주파수 및 약 15 W 내지 약 45 W의 제5 전력 레벨의 제5 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 개시 층의 증착으로부터의 전환 동안의 제1 질소-함유 가스의 유량은 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환 시의 제1 질소-함유 가스의 유량보다 더 높다. 제5 RF 전력은 약 0.015 W/cm2 내지 약 0.12 W/cm2의 전력 밀도로 인가된다.
[0035] 부가적으로, 방법(300)은, 동작(302)에서 챔버(100) 내로 산소-함유 가스를 유동시키고, 동작(303)에서 산소-함유 가스에 제3 RF 전력을 인가함으로써, 개시 층을 산소-도핑하는 단계를 더 포함할 수 있다. 산소-함유 가스는 아산화 질소(N2O) 및/또는 산소 가스(O2)를 포함할 수 있다. 동작(302)에서, N2O의 유량은 약 40 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있고, O2의 유량은 약 10 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있다. 동작(302)에서, 산소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 12 min-1이다. 벌크 실리콘 질화물 층이 또한, 동작(304b)에서 챔버(100) 내로 산소-함유 가스를 유동시키고, 동작(305)에서 산소-함유 가스에 제1 RF 전력을 인가함으로써, 산소-도핑될 수 있다. 동작(304b)에서, N2O의 유량은 약 40 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있고, O2의 유량은 약 10 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있다. 동작(304b)에서, 산소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 12 min-1이다. 부가적으로, 막은 막을 추가로 고밀화하기 위해 동작(305) 동안 다양한 두께들에서 UV 경화될 수 있다.
[0036] 도 4는 하부 층의 특성들, 하드 마스크로서의 막의 사용, 및 막에 대해 사용될 에칭 케미스트리들에 적응된 막을 형성하기 위한 방법(400)의 흐름도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 4는 도 1을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 도 1의 챔버(100) 이외의 챔버가 방법(400)과 함께 활용될 수 있음을 유의해야 한다.
[0037] 동작(401)에서, 표면을 갖는 기판(101)이 챔버(100)에 배치된다. 일 실시예에서, 기판(101)은 기판 지지부(106)의 지지 표면(107) 상에 배치되며, 지지 표면(107)은 샤워헤드(114)로부터 프로세스 거리(126)에 있다. 프로세스 거리(126)는 약 250 mm(millimeter) 내지 약 350 mm이다. 프로세스 거리(126)는 막을 고밀화하기 위해 이온 충격을 증가시킨다. 일 실시예에서, 기판 지지부는 약 300 ℃(degree Celsius) 내지 약 500 ℃까지 가열된다. 선택적으로, 기판은 약 10초 내지 약 30초 동안 약 200 sccm 내지 약 600 sccm의 암모니아(NH3)를 유동시킴으로써 동작(401) 후에 NH3 소킹될 수 있다.
[0038] 동작(402)에서, 실리콘-함유 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트가 제1 총 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 일 실시예에서, 유동 제어기(118)는 가스 소스(116)로부터의 제1 프로세스 가스 세트의 유량을 제어하며, 샤워헤드(114)는 프로세싱 볼륨(104)에 걸쳐 제1 프로세스 가스 세트를 분배한다. 실리콘-함유 가스는 약 10 sccm 내지 약 50 sccm의 유량을 갖는, 실란(SiH4), 및/또는 실란의 다이머들 및 올리고머들을 포함할 수 있다. 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3) 및 이원자 질소 가스(N2)를 포함한다. 제1 가스 세트의 암모니아는 약 750 sccm 내지 약 1500 sccm의 유량으로 유동되고, 제1 가스 세트의 질소-함유 가스는 약 1000 sccm 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동된다. 챔버(100)에서, 실리콘-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 0.4 min-1이고, 제1 질소-함유 가스의 NH3의 공간 속도는 약 0.25 min-1 내지 약 10 min-1이고, 제1 질소-함유 가스의 N2의 공간 속도는 약 0.35 min-1 내지 약 20 min-1이다.
[0039] 동작(403)에서, 약 5 Å 내지 50 Å의 실리콘 및 질소 함유 층이 증착된다. 증착 동안, 제1 RF 전력이 제1 주파수 및 제1 전력 레벨로 제1 프로세스 가스 세트에 인가된다. 일 실시예에서, RF 전력 소스(122)는 샤워헤드(114)와 기판 지지부(106) 사이의 플라즈마의 생성을 가능하게 하기 위해 샤워헤드(114)에 RF 에너지를 제공한다. 제1 RF 전력은 챔버의 제1 압력에서 약 1초 내지 약 5초 동안 인가될 수 있으며, 챔버의 제1 압력은 8 torr 미만이다. 제1 주파수는 약 10 MHz 내지 약 20 MHz이고, 제1 전력 레벨은 약 50 W 내지 약 100 W이다. 제1 전력은 약 0.05 내지 약 0.25의 전력 밀도로 인가된다.
[0040] 동작(404a)에서, 실리콘 및 질소 함유 층이 증착된 후에, 제1 프로세스 가스 세트의 유동이 중단된다. 동작(404b)에서, 제2 질소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트가 제1 총 유량보다 더 높은 제2 총 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 제2 질소-함유 가스는 약 10000 sccm 내지 약 20000 sccm의 유량을 갖는 이원자 질소 가스(N2)이다. 제2 질소-함유 가스의 N2의 공간 속도는 약 3.5 min-1 내지 약 128 min-1이다.
[0041] 동작(405)에서, 실리콘 및 질소 함유 층이 처리된다. 제2 RF 전력이 약 10 MHz 내지 약 20 MHz의 제1 주파수 및 제2 전력 레벨로 제2 질소-함유 가스에 인가된다. 제2 RF 전력은 실리콘 및 질화물 층의 증착 동안의 챔버의 제1 압력보다 더 높은 챔버의 제2 압력에서 약 5초 내지 약 20초 동안 인가될 수 있다. 제2 압력은 8 torr 미만이고, 제2 전력 레벨은 약 80 W 내지 약 120 W이다. 제2 전력 레벨은 제1 전력 레벨보다 더 높다.
[0042] 동작(406)에서, 순환 증착-처리 프로세스가 반복되는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 그러한 이루어지는 결정은, 예컨대, 미리 결정된 두께, 이를테면 약 5 Å 내지 약 50 Å을 갖는 제1 개시 층이 형성되는지 여부에 기반할 수 있다. 부가적으로, 방법(400)은, 실리콘 질화물 막을 실리콘 산질화물 막으로 변환시키지 않으면서 실리콘 질화물 막의 에칭 레이트를 최적화하기 위해, 제1 산소-도핑 프로세스 또는 제2 산소-도핑 프로세스를 더 포함할 수 있다. 제1 산소-도핑 프로세스에서, 동작(404b)에서, 산소-함유 가스가 챔버(100) 내로 유동되고, 동작(405)에서의 처리 동안, 제2 RF 전력이 산소-함유 가스에 인가된다. 제2 산소 도핑 프로세스에서, 동작(405)의 처리 후에, 산소-함유 가스가 유동되고, 처리 후에 제2 RF 전력이 약 2초 내지 약 10초 동안 인가된다. 산소-함유 가스는 아산화 질소(N2O) 및/또는 산소 가스(O2)를 포함할 수 있다. N2O의 유량은 약 50 sccm 내지 약 800 sccm일 수 있고, O2 가스의 유량은 약 10 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있다. 산소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 12 min-1이다. 제2 RF 전력은 제1 주파수 및 제2 전력 레벨로 인가된다. 게다가, 층들은 막을 추가로 고밀화하기 위해 처리 후에 UV 경화될 수 있다.
[0043] 동작(406)에서 제1 개시 층이 형성된 후에, 동작(407a)에서, 제2 프로세스 가스 세트가 중단되고, 동작(407b)에서, 실리콘-함유 가스, 제3 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제3 프로세스 가스 세트가 챔버(100) 내로 유동된다. 일 실시예에서, 동작(407a)과 동작(407b)은 동시에 발생한다. 제3 프로세스 가스 세트에는 이원자 질소 가스가 없고, 제3 프로세스 가스 세트는 또한 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 예에서, 실리콘-함유 가스는 약 10 sccm 내지 약 50 sccm의 유량을 갖는 실란(SiH4)을 포함하고, 제3 질소-함유 가스는 암모니아(NH3)를 포함하며, 수소-함유 가스는 3000 sccm 내지 약 4000 sccm의 유량을 갖는 H2를 포함한다. 불활성 가스는 2000 sccm 내지 약 4000 sccm의 유량을 갖는 Ar을 포함할 수 있다. 챔버(100)에서, 실리콘-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 0.4 min-1이고, 제3 질소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.25 min-1 내지 약 10 min-1이고, 수소-함유 가스의 공간 속도는 약 1 min-1 내지 약 26 min-1이며, 불활성 가스의 공간 속도는 약 0.7 min-1 내지 약 26 min-1이다.
[0044] 동작(408)에서, 약 100 Å 내지 약 700 Å의 벌크 실리콘 질화물 층이 증착된다. 제1 RF 전력이 제1 주파수 및 제1 전력 레벨로 제3 프로세스 가스 세트에 인가된다. 제1 RF 전력은 실리콘 및 질소 함유 층의 처리 동안의 챔버의 제2 압력보다 더 낮은 챔버의 제3 압력에서 약 200초 내지 약 300초 동안 인가될 수 있다. 제1 주파수는 약 10 MHz 내지 약 20 MHz이고, 제1 전력 레벨은 약 50 W 내지 약 100 W일 수 있다. 제1 전력은 약 0.05 내지 약 0.25의 전력 밀도로 인가된다.
[0045] 개시된 실리콘 질화물 막 증착 프로세스는 적어도 제1 개시 층 및 벌크 실리콘 질화물 층을 포함하는 실리콘 및 질소 함유 막을 형성한다. 실리콘 및 질소 함유 막은 미리 결정된 두께, 이를테면 약 100 Å 내지 약 800 Å으로 형성된다. 일 실시예에서, 방법(400)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 막은 약 -1.00 GPa(gigapascal) 내지 약 -2.00 Gpa의 응력, 약 2.50 g/cm3 내지 약 3.50 g/cm3의 밀도, 약 1.50 내지 약 2.50의 굴절률, 및 약 6.00 Å/min(angstrom per minute) 내지 약 7.00 Å/min의 습식 에칭 레이트를 갖는다. 방법(400)에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 막의 응력, 밀도, 굴절률, 및 습식 에칭 레이트는, ALD에 의해 형성되는 실리콘 및 질소 함유 층의 응력, 밀도, 굴절률, 및 습식 에칭 레이트와 실질적으로 동일하다. 그러나, 일부 실시예들에서, 시간당 적어도 15개의 기판들이 방법(400)을 통해 프로세싱될 수 있다.
[0046] 방법(400)은 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하기 전에 제2 개시 층을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 동작(407a)에서, 제2 프로세스 가스 세트의 유동이 중단된 후에 그리고 제3 프로세스 가스 세트가 유동되기 전에, 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제4 프로세스 가스 세트가 프로세스 챔버 내로 유동된다. 제4 프로세스 가스 세트에는 이원자 수소 가스가 없고, 제4 프로세스 가스 세트는 또한 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4), 및/또는 실란의 다이머들 및 올리고머들을 포함할 수 있으며, 실리콘-함유 가스의 유량은 약 10 내지 약 50 sccm일 수 있다. 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3) 및 이원자 질소 가스(N2)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 질소-함유 가스의 암모니아는 약 100 sccm 내지 약 200 sccm의 유량으로 유동되며, 제1 질소-함유 가스의 이원자 질소 가스는 약 1000 sccm 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동된다. 불활성 가스는 2000 sccm 내지 약 4000 sccm의 유량을 갖는 Ar을 포함할 수 있다. 챔버(100)에서, 실리콘-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 0.4 min-1이고, 제1 질소-함유 가스의 NH3의 공간 속도는 약 0.03 min-1 내지 약 3 min-1이고, 제1 질소-함유 가스의 N2의 공간 속도는 약 0.35 min-1 내지 약 19 min-1이며, 불활성 가스의 공간 속도는 약 0.7 min-1 내지 약 26 min-1이다.
[0047] 제2 개시 층은, 약 5 Å 내지 50 Å의 제2 개시 층을 증착하기 위해, 500 kHz 미만의 제2 주파수 및 약 50 W 내지 약 100 W의 제3 전력 레벨로 제4 프로세스 가스 세트에 제3 RF 전력을 인가함으로써 증착된다. 제3 RF 전력은 챔버의 제3 압력에서 약 10초 내지 약 20초의 지속기간 동안 인가된다. 제3 RF 전력은 약 0.05 W/cm2 내지 약 0.25 W/cm2의 전력 밀도로 인가된다.
[0048] 제2 개시 층의 증착 후에, 방법(400)은, 제4 프로세스 가스 세트로부터 제3 프로세스 가스 세트로 그리고 제3 RF 전력으로부터 제1 RF 전력으로 전환하기 위해, 제1 개시 층의 증착으로부터의 전환 및 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환의 2개의 전환 프로세스들을 포함할 수 있다. 개시 층의 증착으로부터의 전환은, 약 1초 내지 약 3초의 지속기간 동안, 제4 프로세스 가스 세트에 제1 주파수 및 약 25 W 내지 약 75 W의 제4 전력 레벨의 제4 RF 전력, 및 제2 주파수 및 제3 전력 레벨의 제3 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 제3 전력 레벨은 제4 전력 레벨보다 더 높다.
[0049] 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환은, 약 1초 내지 약 3초의 지속기간 동안, 제1 프로세스 가스 세트에 제1 주파수 및 제1 전력 레벨의 제1 RF 전력, 및 제2 주파수 및 약 15 W 내지 약 45 W의 제5 전력 레벨의 제5 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 개시 층의 증착으로부터의 전환 동안의 제1 질소-함유 가스의 유량은 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환 시의 제1 질소-함유 가스의 유량보다 더 높다. 증착으로의 전환 후에, 제4 프로세스 가스 세트의 유동이 중단된다.
[0050] 부가적으로, 방법(400)은, 제2 프로세스 가스 세트의 유동이 중단된 후에 그리고 제3 프로세스 가스 세트가 유동되기 전에, 동작(407a)에서, 프로세스 챔버 내로 산소-함유 가스를 유동시킴으로써, 제2 개시 층을 산소-도핑하는 단계를 더 포함할 수 있다. 산소 도핑 동안, 제2 개시 층이 증착되면서 제3 RF 전력이 산소-함유 가스에 인가된다. 산소-함유 가스는 아산화 질소(N2O) 및/또는 산소 가스(O2)를 포함할 수 있다. 제2 개시 층을 산소-도핑하기 위해, N2O의 유량은 약 40 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있고, O2의 유량은 약 10 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있다. 제2 개시 층을 산소-도핑하기 위해, 산소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 13 min-1이다. 벌크 실리콘 질화물 층이 또한, 동작(408)에서 프로세스 챔버 내로 산소-함유 가스를 유동시키고, 동작(408)에서 산소-함유 가스에 제2 RF 전력을 인가함으로써, 산소-도핑될 수 있다. 프로세스(408)에서, N2O의 유량은 약 40 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있고, O2의 유량은 약 10 sccm 내지 약 1,000 sccm일 수 있다. 동작(408)에서, 산소-함유 가스의 공간 속도는 약 0.003 min-1 내지 약 13 min-1이다. 부가적으로, 막은 막을 추가로 고밀화하기 위해 동작(408) 동안 다양한 두께들에서 UV 경화될 수 있다.
[0051] 예시적인 실시예에서, 1.4 L의 프로세스 볼륨을 갖는 챔버(100)에 300 mm 원형 반도체 기판이 배치된다. 실리콘-함유 가스는 약 0.01 min-1의 공간 속도 및 약 30 sccm의 유량을 갖는 SiH4이다. 제1 질소-함유 가스는 약 0.7 min-1의 공간 속도 및 약 50 sccm의 유량을 갖는 NH3를 포함한다. Ar이 약 3000 sccm의 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 약 0.7 min-1의 공간 속도 및 약 1000 sccm의 유량의 H2가 챔버(100) 내로 유동된다. 제1 RF 전력이, 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 80 W의 전력 레벨로, 실리콘 및 제1 질소-함유 가스, Ar, 및 H2에 약 4초 동안 인가된다. 챔버(100)의 제1 압력은 약 2.2 torr이다. 제2 질소-함유 가스의 유동은 약 10.7 min-1의 공간 속도의 약 11000 sccm N2를 포함한다. Ar이 약 7600 sccm의 유량으로 챔버(100) 내로 유동된다. 제2 RF 전력이, 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 100 W의 전력 레벨로, 질소-함유 가스 및 Ar에 약 13초 동안 인가된다. 챔버의 제2 압력은 약 4 torr이다. 25 사이클 동안 순환 증착-처리 프로세스를 반복하는 것은 약 330 Å의 미리 결정된 두께를 갖는 막을 형성한다. 약 330 Å의 막은 약 -1.32 GPa의 응력, 약 2.50 g/cm3의 밀도, 약 2.0002의 굴절률, 및 약 6.5 Å/min의 습식 에칭 레이트를 갖는다. 약 330 Å의 막을 형성하는 예시적인 실시예를 통해, 시간당 약 16개의 기판들이 프로세싱될 수 있다. 41 사이클 동안 순환 증착-처리 프로세스를 반복하는 것은 약 660 Å의 미리 결정된 두께를 갖는 막을 형성한다. 약 660 Å의 막은 약 _ Gpa의 응력, 약 2.995 g/cm3의 밀도, 약 _의 굴절률, 및 약 _ Å/min의 습식 에칭 레이트를 갖는다. 약 660 Å의 막을 형성하는 예시적인 실시예를 통해, 시간당 약 25개의 기판들이 프로세싱될 수 있다. 동일한 기판 구성 및 프로세스 볼륨을 사용하는 다른 실시예에서, 기판은 약 20초 동안 400 sccm의 NH3의 유동에 의해 먼저 NH3 소킹된다. 이어서, 제1 프로세스 가스 세트의 유동은 약 0.04 min-1의 공간 속도의 약 50 sccm의 SiH4, 약 0.1 min-1의 공간 속도의 약 150 sccm의 NH3, 약 1.4 min-1의 공간 속도의 약 2000 sccm의 N2, 및 약 1.4 min-1의 공간 속도의 약 2000 sccm의 Ar을 포함한다. 제3 RF 전력이, 약 300 kHz의 제2 주파수 및 약 75 W의 제1 전력 레벨로, 제1 프로세스 가스 세트에 약 15초 동안 인가된다. 챔버의 제1 압력은 약 20 Å의 두께를 갖는 개시 층을 증착하기 위해 약 2 torr이다. 개시 층의 증착으로부터의 전환은, 약 1초의 지속기간 동안, 제1 프로세스 가스 세트에 약 300 kHz의 주파수 및 약 50 W의 제4 전력 레벨의 제4 RF 전력, 및 약 13.56 MHz의 주파수 및 제3 전력 레벨의 제3 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 개시 층의 증착으로부터의 전환 동안, NH3의 유량은 약 150 sccm이고, N2의 유량은 약 2000 sccm이다.
[0052] 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환은, 약 1초의 지속기간 동안, 제1 프로세스 가스 세트에 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 80 W의 제1 전력 레벨의 제3 RF 전력, 및 약 300 kHz의 주파수 및 약 30 W의 제5 전력 레벨의 제5 RF 전력을 먼저 인가하는 것을 포함한다. 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환 동안, NH3의 유량은 약 100 sccm이고, N2의 유량은 약 1000 sccm이다.
[0053] 제2 프로세스 가스 세트의 유동은 약 0.04 min-1의 공간 속도의 약 50 sccm의 SiH4, 약 0.07 min-1의 공간 속도의 약 100 sccm의 NH3, 및 약 2.5 min-1의 공간 속도의 약 3500 sccm의 H2를 포함한다. 약 217초의 지속기간 동안, 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 80 W의 제2 전력 레벨로 제2 프로세스 가스 세트에 제1 RF 전력을 인가함으로써, 약 200 Å의 벌크 실리콘 질화물 층이 증착된다. 챔버의 제2 압력은 약 2 torr이다. 약 220 Å의 미리 결정된 두께를 갖는 막이 형성된다.
[0054] 동일한 기판 구성 및 프로세스 볼륨을 사용하는 다른 실시예에서, 기판은 약 20초 동안 약 400 sccm의 NH3의 유동에 의해 NH3 소킹된다. 제1 프로세스 가스 세트의 유동은 약 0.008 min-1의 공간 속도의 약 12 sccm의 SiH4, 약 0.7 min-1의 공간 속도의 약 1000 sccm의 NH3, 및 약 0.009 min-1의 공간 속도의 약 1000 sccm의 N2를 포함한다. 제1 RF 전력이, 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 80 W의 전력 레벨로, 제1 프로세스 가스 세트에 약 2초 동안 인가된다. 프로세스 챔버의 제1 압력은 약 3 torr이다. 제2 프로세스 가스 세트의 유동은 약 10.7 min-1의 공간 속도의 약 15000 sccm N2를 포함하며, 약 10.7 min-1의 공간 속도의 약 500 sccm N2O의 유동이 부가적으로 유동된다. 제2 RF 전력이, 약 13.56 MHz의 주파수 및 100 W의 전력 레벨로, 질소-함유 가스 및 N2O에 약 10초 동안 인가된다. 챔버의 제2 압력은 약 4 torr이다. 층들은 막을 추가로 고밀화하기 위해 처리 후에 UV 경화된다. 순환 증착-처리 프로세스는 약 10 Å의 미리 결정된 두께를 갖는 제1 개시 층이 형성될 때까지 반복된다.
[0055] 제4 프로세스 가스 세트의 유동은 0.04 min-1의 공간 속도의 약 50 sccm의 SiH4, 약 0.11 min-1의 공간 속도의 약 150 sccm의 NH3, 약 1.4 min-1의 공간 속도의 2000 sccm의 N2, 및 약 1.4 min-1의 공간 속도의 약 2000 sccm의 Ar을 포함한다. 제1 RF 전력이, 약 300 kHz의 주파수 및 약 80 W의 제1 전력 레벨로, 제4 프로세스 가스 세트에 2초 동안 인가된다. 챔버의 제1 압력은 약 10 Å의 두께를 갖는 제2 개시 층을 증착하기 위해 약 2 torr이다.
[0056] 제2 개시 층의 증착으로부터의 전환은, 약 1초의 지속기간 동안, 제4 프로세스 가스 세트에 약 13.56 MHz의 제1 주파수 및 약 50 W의 제4 전력 레벨의 제4 RF 전력, 및 약 300 kHz의 주파수 및 제3 전력 레벨의 제3 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 개시 층의 증착으로부터의 전환 동안, NH3의 유량은 약 150 sccm이고, N2의 유량은 약 2000 sccm이다. 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환은, 약 1초의 지속기간 동안, 제4 프로세스 가스 세트에 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 80 W의 제1 전력 레벨의 제1 RF 전력, 및 약 300 kHz의 주파수 및 약 30 W의 제5 전력 레벨의 제5 RF 전력을 인가하는 것을 포함한다. 벌크 실리콘 질화물 층의 증착으로의 전환 동안, NH3의 유량은 약 100 sccm이고, N2의 유량은 약 1000 sccm이다.
[0057] 제3 프로세스 가스 세트의 유동은 약 0.04 min-1의 공간 속도의 약 50 sccm의 SiH4, 약 0.07 min-1의 공간 속도의 약 100 sccm의 NH3, 2.1 min-1의 공간 속도의 약 3000 sccm의 H2, 및 2.1 min-1의 공간 속도의 약 3000 sccm의 Ar을 포함한다. 약 217초의 지속기간 동안, 약 13.56 MHz의 주파수 및 약 80 W의 제1 전력 레벨로 제3 프로세스 가스 세트에 제1 RF 전력을 인가함으로써, 약 200 Å의 벌크 실리콘 질화물 층이 증착된다. 챔버의 제2 압력은 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하기 위해 약 2 torr이다. 약 220 Å의 미리 결정된 두께를 갖는 막이 형성된다.
[0058] 요약하면, ALD에 의해 형성되는 실리콘 및 질화물 함유 막들과 실질적으로 동일한 응력들, 밀도들, 굴절률들, 및 습식 에칭 레이트들을 갖는 실리콘 및 질화물 함유 막들을 형성하는 PECVD 프로세스가 개시된다. PECVD 프로세스들은 시간당 적어도 16개의 기판들의 처리량을 가능하게 한다.
[0059] 전술한 바가 본 개시내용의 예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 표면을 포함하는 기판을 챔버에 배치하는 단계;
    제1 총 유량으로 상기 챔버 내로 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 유동시키는 단계;
    상기 실리콘-함유 가스 및 상기 제1 질소-함유 가스에 제1 전력 레벨로 제1 RF(radio frequency) 전력을 인가함으로써, 상기 기판의 표면 상에 실리콘 및 질소 함유 층을 증착하는 단계;
    상기 실리콘-함유 가스 및 상기 제1 질소-함유 가스의 유동을 중단시키고, 상기 챔버 내로 제2 질소-함유 가스를 유동시키는 단계 ― 상기 제2 질소-함유 가스의 유량은 상기 제1 총 유량보다 더 높음 ―;
    상기 제1 전력 레벨보다 더 높은 제2 전력 레벨로 상기 제2 질소-함유 가스에 제2 RF 전력을 인가함으로써, 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계; 및
    미리 결정된 두께를 갖는 막이 형성될 때까지, 상기 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 유동시키는 단계, 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 증착하는 단계, 상기 실리콘-함유 가스 및 상기 제1 질소-함유 가스의 유동을 중단시키고, 제2 질소-함유 가스를 유동시키는 단계, 및 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계를 반복하는 단계
    를 포함하는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4)을 포함하고,
    상기 실리콘-함유 가스는 약 10 sccm(standard cubic centimeters per minute) 내지 약 50 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3)와 이원자 질소 가스(N2) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 질소-함유 가스의 암모니아는 약 30 sccm 내지 약 1500 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제1 질소-함유 가스의 이원자 질소 가스는 약 500 sccm 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제2 질소-함유 가스는 이원자 질소 가스(N2)를 포함하고, 그리고
    상기 제2 질소-함유 가스는 약 10000 sccm 내지 약 20000 sccm의 유량으로 유동되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버의 압력은 6 torr를 초과하지 않으며, 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계 동안의 상기 챔버 내의 압력은 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 증착하는 단계 동안의 상기 챔버 내의 압력보다 더 높은,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전력 레벨은 약 50 W(Watt) 내지 약 100 W이고,
    상기 제1 RF 전력은 약 1초 내지 약 5초의 지속기간 동안 인가되고,
    상기 제2 전력 레벨은 약 80 W 내지 약 120 W이고, 그리고
    상기 제2 RF 전력은 약 5초 내지 15초의 지속기간 동안 인가되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 챔버 내로 산소-함유 가스를 유동시키는 단계; 및
    상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계 동안 상기 산소-함유 가스에 상기 제2 RF 전력을 인가하거나, 또는 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계 후에 상기 산소-함유 가스에 상기 제2 RF 전력을 인가하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계 후의 상기 제2 RF 전력은 상기 제2 전력 레벨로 약 2초 내지 약 10초의 지속기간 동안 인가되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  6. 표면을 포함하는 기판을 챔버에 배치하는 단계;
    상기 챔버 내로 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계 ― 상기 제1 프로세스 가스 세트에는 이원자 수소 가스가 없음 ―;
    제2 주파수 및 제3 전력 레벨로 상기 제1 프로세스 가스 세트에 제3 RF(radio frequency) 전력을 인가함으로써, 상기 기판의 표면 상에 개시 층을 증착하는 단계;
    상기 제1 프로세스 가스 세트의 상기 제1 질소-함유 가스의 유동을 중단시키고, 상기 챔버 내로 상기 실리콘-함유 가스, 제2 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계 ― 상기 제2 프로세스 가스 세트에는 이원자 질소 가스가 없음 ―; 및
    상기 제2 주파수보다 더 높은 제1 주파수 및 상기 제3 전력 레벨보다 더 높은 제1 전력 레벨로 상기 제2 프로세스 가스 세트에 제1 RF 전력을 인가함으로써, 상기 개시 층 상에 벌크(bulk) 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계
    를 포함하는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4)을 포함하고,
    상기 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 실리콘-함유 가스는 약 10 sccm(standard cubic centimeters per minute) 내지 약 50 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3) 및 이원자 질소 가스(N2)를 포함하고,
    상기 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 암모니아는 약 100 sccm 내지 약 200 sccm의 유량으로 유동되고, 상기 이원자 질소 가스(N2)는 약 1000 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제2 질소-함유 가스는 암모니아(NH3)를 포함하고,
    상기 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 제2 질소-함유 가스는 약 100 sccm 내지 약 200 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 수소-함유 가스는 이원자 수소 가스(H2)를 포함하고, 그리고
    상기 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 수소-함유 가스는 약 3000 sccm 내지 4000 sccm의 유량으로 유동되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 챔버의 압력은 8 torr를 초과하지 않으며, 상기 개시 층을 증착하는 단계 동안의 상기 챔버 내의 압력은 상기 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계 동안의 상기 챔버 내의 압력과 동일한,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 전력 레벨은 약 50 W(Watt) 내지 약 100 W이고,
    상기 제2 주파수는 500 kHz(kilohertz) 미만이고,
    상기 제3 RF 전력은 약 10초 내지 20초의 지속기간 동안 인가되고,
    상기 제1 전력 레벨은 약 50 W 내지 약 100 W이고,
    상기 제1 주파수는 약 10 MHz(megahertz) 내지 약 20 MHz이고, 그리고
    상기 제1 RF 전력은 약 200초 내지 300초의 지속기간 동안 인가되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계 전에 약 200 sccm 내지 약 600 sccm의 NH3를 유동시키는 단계를 더 포함하는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 챔버 내로 산소-함유 가스를 유동시키고, 상기 산소-함유 가스에 상기 제3 RF 전력을 인가하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제3 RF 전력은 상기 개시 층을 증착하는 단계 동안 상기 산소-함유 가스에 인가되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 챔버 내로 상기 산소-함유 가스를 유동시키고, 상기 산소-함유 가스에 상기 제1 RF 전력을 인가하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 RF 전력은 상기 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계 동안 상기 산소-함유 가스에 인가되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  13. 제6 항에 있어서,
    약 1초 내지 약 3초의 지속기간 동안, 상기 제1 프로세스 가스 세트에 상기 제1 주파수 및 약 25 W 내지 약 75 W의 제4 전력 레벨의 제4 RF 전력, 및 상기 제1 주파수 및 상기 제3 전력 레벨의 상기 제3 RF 전력을 인가함으로써, 상기 개시 층을 증착하는 단계로부터 전환(transition)하는 단계 ― 상기 제3 전력 레벨은 상기 제4 전력 레벨보다 더 높음 ―; 및
    약 1초 내지 약 3초의 지속기간 동안, 상기 제1 프로세스 가스 세트에 상기 제1 주파수 및 상기 제1 전력 레벨의 상기 제1 RF 전력, 및 상기 제1 주파수 및 약 15 W 내지 약 45 W의 제5 전력 레벨의 제5 RF 전력을 인가함으로써, 상기 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계로 전환하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 개시 층을 증착하는 단계로부터 전환하는 단계 동안의 상기 제1 질소-함유 가스의 유량은 상기 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계로 전환하는 단계 시의 상기 제1 질소-함유 가스의 유량보다 더 높은,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  14. 표면을 포함하는 기판을 챔버에 배치하는 단계;
    제1 총 유량으로 상기 챔버 내로 실리콘-함유 가스 및 제1 질소-함유 가스를 포함하는 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계;
    8 torr 미만의 상기 챔버의 제1 압력에서, 약 1초 내지 약 5초의 지속기간 동안, 약 50 W(Watt) 내지 약 100 W의 제1 전력 레벨 및 10 MHz(megahertz) 내지 20 MHz의 제1 주파수로 상기 제1 프로세스 가스 세트에 제1 RF(radio frequency) 전력을 인가함으로써, 상기 기판의 표면 상에 실리콘 및 질화물 함유 층을 증착하는 단계;
    상기 제1 프로세스 가스 세트의 유동을 중단시키는 단계;
    제2 총 유량으로 상기 챔버 내로 제2 질소-함유 가스를 포함하는 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계 ― 상기 제2 총 유량은 상기 제1 총 유량보다 더 높음 ―;
    상기 챔버의 제2 압력에서, 약 5초 내지 15초의 지속기간 동안, 상기 제2 프로세스 가스 세트에 약 80 W 내지 약 120 W의 제2 전력 레벨 및 상기 제1 주파수로 제2 RF 전력을 인가함으로써, 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계 ― 상기 제2 전력 레벨은 상기 제1 전력 레벨보다 더 높고, 상기 챔버의 제1 압력은 상기 챔버의 제2 압력보다 더 높음 ―;
    미리 결정된 두께를 갖는 제1 개시 층이 형성될 때까지, 상기 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계, 상기 실리콘 및 질화물 함유 층을 증착하는 단계, 상기 제1 프로세스 가스 세트의 유동을 중단시키는 단계, 상기 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계, 및 상기 실리콘 및 질소 함유 층을 처리하는 단계를 반복하는 단계;
    상기 제2 프로세스 가스 세트의 유동을 중단시키고, 상기 챔버 내로 상기 실리콘-함유 가스, 제3 질소-함유 가스, 및 수소-함유 가스를 포함하는 제3 프로세스 가스 세트를 유동시키는 단계 ― 상기 제3 프로세스 가스 세트에는 이원자 질소 가스가 없음 ―; 및
    상기 챔버의 제3 압력에서, 약 200 내지 약 300초의 지속기간 동안, 상기 제1 주파수 및 상기 제1 전력 레벨로 상기 제3 프로세스 가스 세트에 상기 제1 RF 전력을 인가함으로써, 상기 제1 개시 층 상에 벌크 실리콘 질화물 층을 증착하는 단계
    를 포함하며,
    상기 챔버의 제2 압력은 상기 챔버의 제3 압력보다 더 높은,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4)을 포함하고,
    상기 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 실리콘-함유 가스는 약 10 sccm(standard cubic centimeters per minute) 내지 약 50 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제1 질소-함유 가스는 암모니아(NH3) 및 이원자 질소 가스(N2)를 포함하고,
    상기 제1 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 암모니아는 약 750 sccm 내지 약 1500 sccm의 유량으로 유동되고, 상기 이원자 질소 가스(N2)는 약 1000 내지 약 3000 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제2 질소-함유 가스는 이원자 질소 가스(N2)를 포함하고,
    상기 제2 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 제2 질소-함유 가스는 약 10000 sccm 내지 약 20000 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 제3 질소-함유 가스는 암모니아(NH3)를 포함하고,
    상기 제3 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 제2 질소-함유 가스는 약 100 sccm 내지 약 200 sccm의 유량으로 유동되고,
    상기 수소-함유 가스는 이원자 수소 가스(H2)를 포함하고, 그리고
    상기 제3 프로세스 가스 세트를 유동시키는 동안, 상기 수소-함유 가스는 약 3000 sccm 내지 4000 sccm의 유량으로 유동되는,
    실리콘 질화물 막을 형성하기 위한 방법.
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