KR20230103868A - Simulation method, simulation apparatus, and substrate processing method applying same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 적용할 수 있는 시뮬레이션 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 방법은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 적층 구조에 대한 식각 공정에서 실리콘 산화막의 성장량을 예측하기 위한 시뮬레이션 방법으로, 상기 실리콘 질화막의 식각에 의한 반응 부산물로부터 석출되는 실리카의 흡착량을 도출하는 제1 계산 단계; 상기 실리콘 산화막의 식각량을 도출하는 제2 계산 단계; 및 상기 제1 계산 단계와 상기 제2 계산 단계를 기반하여 상기 실리콘 산화막의 성장량을 계산하는 제3 계산 단계를 포함한다.The present invention relates to a simulation method applicable to a substrate processing apparatus and a substrate processing method. A simulation method according to an embodiment of the present invention is a simulation method for predicting the growth amount of a silicon oxide film in an etching process for a stacked structure in which one or more layers of a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked, and a reaction by etching the silicon nitride film. A first calculation step of deriving an adsorption amount of silica precipitated from by-products; a second calculation step of deriving an etching amount of the silicon oxide layer; and a third calculation step of calculating a growth amount of the silicon oxide film based on the first calculation step and the second calculation step.
Description
본 발명은 시뮬레이션 방법과 이를 수행하기 위한 시뮬레이션 장치, 그리고 이를 적용한 기판 처리 장치와 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a simulation method, a simulation device for performing the same, and a substrate processing device and substrate processing method using the same.
일반적으로 반도체 소자들은 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼에 대하여 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 기판 상에 박막을 형성하기 위한 증착 공정과, 박막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 박막을 패터닝하거나 제거하기 위한 식각 공정, 등이 수행될 수 있다.In general, semiconductor devices can be manufactured by repeatedly performing a series of manufacturing processes on a silicon wafer used as a substrate. For example, a deposition process for forming a thin film on a substrate, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the thin film, an etching process for patterning or removing the thin film, and the like may be performed.
식각 공정은 건식 식각 공정과 습식 식각 공정으로 구분될 수 있으며, 습식 식각 공정은 기판을 한 장씩 처리하는 매엽식과 복수의 기판들을 동시에 처리하는 배치식으로 구분될 수 있다. 매엽식 식각 장치는 기판을 회전시키면서 기판 상에 식각액을 공급하여 박막과 식각액 사이의 반응을 통해 박막을 제거하며 반응에 의해 생성된 반응 부산물과 나머지 식각액은 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 제거될 수 있다.The etching process may be divided into a dry etching process and a wet etching process, and the wet etching process may be divided into a sheet type process in which substrates are processed one by one and a batch type process in which a plurality of substrates are simultaneously processed. The single-wafer etching device supplies an etchant on the substrate while rotating the substrate to remove the thin film through a reaction between the thin film and the etchant, and the reaction by-products generated by the reaction and the remaining etchant can be removed from the substrate by rotating the substrate. there is.
예를 들면, 기판 상에 형성된 실리콘 질화막의 경우 인산과 물을 포함하는 식각액을 이용하여 실리콘 질화막을 제거할 수 있다. 이때, 실리콘 질화막과 식각액 사이의 반응 속도를 증가시키기 위하여 식각액을 가열한 후 기판의 중심 부위 상으로 공급할 수 있다. 식각액은 기판의 회전에 의해 기판의 중심 부위로부터 가장자리 부위로 확산될 수 있으며, 반응 부산물과 식각액은 원심력에 의해 기판으로부터 제거될 수 있다.For example, in the case of a silicon nitride film formed on a substrate, the silicon nitride film may be removed using an etchant containing phosphoric acid and water. At this time, in order to increase the reaction rate between the silicon nitride film and the etchant, the etchant may be heated and then supplied onto the central portion of the substrate. The etchant may be diffused from the center of the substrate to the edge of the substrate by rotation of the substrate, and the reaction by-products and the etchant may be removed from the substrate by centrifugal force.
상술한 경우와 같이 단일 박막에 대한 식각량은 아래의 수학식 1(아레니우스 수식)을 이용하여 예측할 수 있다.As in the case described above, the etching amount for a single thin film can be estimated using Equation 1 (Arrhenius equation) below.
K는 식각 속도 (Å/min), A는 실험 평가 조건에 따라 변화하며 식각 속도와 동일한 단위를 갖는 인자이다. Eα는 식각액과 박막의 식각 반응에 필요한 활성화 에너지를 나타내고, kβ는 볼츠만 상수, T는 식각액의 온도를 의미한다.K is an etching rate (Å/min), and A is a factor that changes according to experimental evaluation conditions and has the same unit as the etching rate. Eα represents the activation energy required for the etching reaction between the etchant and the thin film, kβ is the Boltzmann constant, and T is the temperature of the etchant.
수식에 필요한 변수들은 시뮬레이션과 실험으로 획득할 수 있다.Variables required for formulas can be obtained through simulations and experiments.
그러나, 실리콘 산화막을 포함하는 박막 구조에서는 수학식 1을 적용하여 식각량을 예측할 수 없다.However, in a thin film structure including a silicon oxide film, the etching amount cannot be predicted by applying Equation 1.
예를 들어, 기판 상에 형성된 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 적층 구조에서 인산과 물을 포함하는 식각액을 이용하여 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 공정에서는 아래와 같은 반응이 발생한다.For example, in a process of selectively etching a silicon nitride film using an etchant containing phosphoric acid and water in a laminated structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed on a substrate, the following reaction occurs.
[식 1][Equation 1]
3Si3N4 + 27H2O + 4H3PO4 → 9H2SiO3 3Si 3 N 4 + 27H 2 O + 4H 3 PO 4 → 9H 2 SiO 3
[식 2][Equation 2]
Si(OH)4 
화학식 1은 실리콘 질화막의 식각 반응에 의한 반응 부산물 생성 반응식을 나타내고, 화학식 2는 식각액 내에서 반응 부산물의 반응식을 나타낸다.Chemical Formula 1 represents a reaction formula for generating reaction by-products by an etching reaction of a silicon nitride film, and Chemical Formula 2 represents a reaction formula for reaction by-products in an etchant.
실리콘 질화막에 대한 식각이 진행될수록 생성되는 반응 부산물(H2SiO3) 양이 점점 증가함에 따라, 인산 수용액이 수용 가능한 SiOH 포화도를 초과하게 되어 고체 형태의 실리카(실리콘 산화물, SiOx)가 형성되며 침전이 일어난다. 반응 부산물로부터 형성된 실리카는 기판 상의 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 표면에 재흡착되어 실리콘 질화막의 식각을 방해하고 실리콘 산화막의 표면을 성장시킬 수 있다.As the etching of the silicon nitride film proceeds, the amount of reaction by-products (H 2 SiO 3 ) gradually increases, and the phosphoric acid aqueous solution exceeds the acceptable SiOH saturation, forming solid silica (silicon oxide, SiO x ). sedimentation takes place Silica formed from reaction by-products may be re-absorbed on the surface of the silicon oxide film and the silicon nitride film on the substrate to hinder etching of the silicon nitride film and grow the surface of the silicon oxide film.
이와 같은 현상을 '실리카의 이상성장'이라고 하며, 실리카의 이상 성장은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 적층 구조의 식각 선택비에 많은 영향을 주기 때문에 일반적인 식각량 예측 방법으로 박막의 식각량을 예측할 수 없다.This phenomenon is called 'abnormal growth of silica', and since the abnormal growth of silica has a great effect on the etching selectivity of a stacked structure in which one or more layers of silicon oxide and silicon nitride are alternately stacked, it is a general method for predicting the etching amount of thin film. The amount of etching cannot be predicted.
본 발명은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 적층 구조를 포함하는 기판에 대한 인산 약액에 의한 식각 공정에서 실리카의 이상 성장을 고려하여 실리콘 산화막의 성장량 또는 식각량을 예측할 수 있는 시뮬레이션 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a simulation method capable of predicting the amount of growth or etching of a silicon oxide film in consideration of the abnormal growth of silica in an etching process using a chemical phosphoric acid solution for a substrate including a stacked structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
또한, 상이한 공정 조건에 따른 실리콘 산화막의 성장량 또는 식각량을 예측하고 공정 조건 및 실리콘 질화막의 식각량에 따른 실리콘 산화막의 성장량 또는 식각량을 데이터 베이스화 함으로써 목표 선택비를 구현하기 위한 공정 조건을 도출할 수 있는 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이션 장치를 제공하고자 한다.In addition, it is possible to derive the process conditions for realizing the target selectivity by predicting the amount of growth or etching of the silicon oxide film according to different process conditions and making the database of the amount of growth or etching of the silicon oxide film according to the process conditions and the amount of etching of the silicon nitride film. It is intended to provide a simulation method and a simulation device that can be used.
또한, 실리콘 질화막을 목표 선택비로 식각할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a substrate processing device and a substrate processing method capable of etching a silicon nitride film at a target selectivity.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 적층 구조를 포함하는 기판 상에 공급된 인산 약액에 의한 식각 공정에서, 실리콘 산화막의 성장량을 예측하기 위한 시뮬레이션 방법이 제공될 수 있다. 상기 시뮬레이션 방법은, 상기 식각 공정에서 생성되는 반응 부산물로부터 석출되는 실리카의 흡착량을 도출하는 제1 계산 단계; 상기 인산 약액에 의한 상기 실리콘 산화막의 식각량을 도출하는 제2 계산 단계; 및 상기 제1 계산 단계와 상기 제2 계산 단계를 기반하여 상기 실리콘 산화막의 성장량을 계산하는 제3 계산 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a simulation method for predicting the growth amount of a silicon oxide film in an etching process using a phosphoric acid chemical solution supplied to a substrate including a stacked structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked one or more layers is provided. can be provided. The simulation method may include a first calculation step of deriving an adsorption amount of silica precipitated from a reaction by-product generated in the etching process; a second calculation step of deriving an etching amount of the silicon oxide film by the phosphoric acid chemical solution; and a third calculation step of calculating a growth amount of the silicon oxide layer based on the first calculation step and the second calculation step.
일 실시예에서, 상기 제1 계산 단계는, 상기 실리콘 질화막의 식각에 의하여 반응 부산물이 생성된 상태의 모델을 준비하는 단계; 및 상기 실리카가 상기 기판 표면에 흡착되는 것을 모사하여, 상기 실리카의 흡착량을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first calculation step may include preparing a model of a state in which a reaction by-product is generated by etching the silicon nitride film; and calculating the adsorption amount of the silica by simulating adsorption of the silica on the surface of the substrate.
일 실시예에서, 상기 제1 계산 단계는, 분자 동역학 해석에 의하여 계산될 수 있다.In one embodiment, the first calculation step may be calculated by molecular dynamics analysis.
일 실시예에서, 상기 제1 계산 단계는, 상기 기판 상에 형성된 패턴의 크기를 고려하여 계산될 수 있다.In one embodiment, the first calculation step may be calculated in consideration of the size of the pattern formed on the substrate.
일 실시예에서, 상기 제1 계산 단계는, 상기 인산 약액의 성분비를 고려하여 계산될 수 있다.In one embodiment, the first calculation step may be calculated in consideration of the component ratio of the phosphoric acid chemical solution.
일 실시예에서, 상기 제2 계산 단계는, 아레니우스 수식에 의하여 계산될 수 있다.In one embodiment, the second calculation step may be calculated by an Arrhenius equation.
일 실시예에서, 상기 제2 계산 단계는, 상기 실리콘 산화막 표면의 식각량과 상기 흡착된 실리카의 식각량을 모두 고려하여 계산될 수 있다.In one embodiment, the second calculation step may be calculated considering both the etching amount of the surface of the silicon oxide film and the etching amount of the adsorbed silica.
일 실시예에서, 상기 제1 단계와 상기 제2 단계는 상기 인산 약액의 온도를 고려하여 계산될 수 있다.In one embodiment, the first step and the second step may be calculated in consideration of the temperature of the phosphoric acid chemical solution.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 프로세서; 및 메모리를 포함하는 시뮬레이션 장치가 제공될 수 있다. 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판에 대하여 인산 약액에 의한 상기 실리콘 질화막의 식각이 진행된 후의 반응 부산물이 생성된 상태의 모델을 준비하고, 상기 반응 부산물로부터 석출되는 실리카가 상기 기판 상에 흡착되는 것을 모사하여 상기 실리카의 흡착량을 계산하고, 상기 인산 약액에 의한 상기 실리콘 산화막의 식각량을 계산하고, 상기 실리카의 흡착량과 상기 실리콘 산화막의 식각량을 기반하여 상기 실리콘 산화막의 성장량을 계산하기 위한 명령을 저장하고, 상기 프로세서에 의하여 도출되는 실리콘 산화막의 성장량 및 그에 대응하는 실리콘 질화막의 식각량을 공정 조건에 따라 데이터 베이스화할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a processor; And a simulation device including a memory may be provided. In the memory, the processor prepares a model of a state in which reaction by-products are generated after the silicon nitride film is etched by a phosphoric acid chemical solution with respect to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked on one or more layers, The adsorption amount of silica is calculated by simulating the adsorption of silica precipitated from the reaction by-product on the substrate, the etching amount of the silicon oxide film by the phosphoric acid chemical solution is calculated, and the adsorption amount of silica and the silicon oxide film are calculated. A command for calculating the growth amount of the silicon oxide film based on the etching amount of is stored, and the growth amount of the silicon oxide film derived by the processor and the corresponding etching amount of the silicon nitride film are stored in a database according to process conditions.
일 실시예에서, 상기 공정 조건은, 상기 인산 약액의 온도, 상기 인산 약액의 성분비(예: 인산 수용액 내 SiOH 함량)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the process conditions may include a temperature of the phosphoric acid chemical solution and a component ratio (eg, SiOH content in the phosphoric acid aqueous solution) of the phosphoric acid chemical solution.
또한, 상기 시뮬레이션 장치에 의하여 도출되는 실리콘 산화막의 예측 성장량은 패턴의 크기가 고려될 수 있다.In addition, the predicted growth amount of the silicon oxide film derived by the simulation device may consider the size of the pattern.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판 상에 인산 약액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다. 상기 기판 처리 장치는, 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 의해 지지된 기판 상면으로 인산 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛; 상기 기판으로 레이저를 조사하여 상기 기판을 가열하는 레이저 조사 유닛; 상기 약액 공급 유닛과 상기 레이저 조사 유닛을 제어하기 위한 제어부; 및 상기 제어부와 연결되고 상기 기판의 처리에 대한 실리콘 산화막의 성장량에 대한 시뮬레이션에 의하여 도출된 공정 조건에 따른 선택비 데이터 베이스가 미리 저장된 저장부를 포함할 수 있다. 상기 저장부는 상기 제어부에 입력되는 목표 선택비에 대응하는 공정 조건을 출력하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 제어부는 상기 저장부로부터 전달받은 상기 공정 조건을 기반하여 상기 약액 공급 유닛 및 상기 레이저 조사 유닛을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for treating a substrate by supplying a phosphoric acid chemical solution to a substrate including a structure in which one or more layers of a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked may be provided. The substrate processing apparatus includes a substrate support unit; a chemical solution supply unit for supplying a phosphoric acid chemical solution to an upper surface of the substrate supported by the substrate support unit; a laser irradiation unit for heating the substrate by irradiating a laser with the substrate; a controller for controlling the chemical solution supply unit and the laser irradiation unit; and a storage unit connected to the control unit and pre-stored a selectivity database according to process conditions derived by simulation of the growth amount of the silicon oxide film for the processing of the substrate. The storage unit outputs process conditions corresponding to a target selection ratio input to the control unit and transmits the process conditions to the control unit, and the control unit controls the chemical solution supply unit and the laser irradiation unit based on the process conditions received from the storage unit. You can control it.
일 실시예에서, 상기 공정 조건은, 상기 인산 약액의 온도와 상기 인산 약액의 성분비를 포함할 수 있다.In one embodiment, the process conditions may include a temperature of the phosphoric acid chemical solution and a component ratio of the phosphoric acid chemical solution.
일 실시예에서, 상기 인산 약액은 인산과 물을 포함할 수 있다.In one embodiment, the phosphoric acid chemical solution may include phosphoric acid and water.
일 실시예에서, 상기 인산 약액은 실리콘 계열 케미칼(예: SiOH)을 더 포함하고, 상기 약액 공급 유닛은, 인산, 물, 그리고 실리콘 계열 케미칼을 혼합하기 위한 혼합 부재와; 상기 혼합 부재로 공급되는 인산과 물 그리고 실리콘 계열 케미칼 각각의 유량을 제어하기 위한 유량 제어부를 포함할 수 있다. 상기 유량 제어부는 상기 제어부에 의하여 제어될 수 있다.In one embodiment, the phosphoric acid chemical solution further includes a silicon-based chemical (eg, SiOH), and the chemical solution supply unit includes: a mixing member for mixing phosphoric acid, water, and a silicon-based chemical; A flow control unit may be included to control flow rates of phosphoric acid, water, and silicon-based chemicals supplied to the mixing member. The flow control unit may be controlled by the control unit.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판 상에 인산 약액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다. 상기 기판 처리 방법은, 목표 선택비를 제어부에 입력하는 단계; 상기 기판의 처리에 대한 실리콘 산화막의 성장량에 대한 시뮬레이션에 의하여 도출되는 공정 조건에 따른 선택비 데이터 베이스가 미리 저장된 저장부로부터 상기 목표 선택비에 대응하는 공정 조건을 출력하는 단계; 상기 출력된 공정 조건을 적용하여 상기 기판을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a substrate treatment method may be provided for treating a substrate by supplying a phosphoric acid chemical solution to a substrate including a structure in which one or more layers of a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked. The substrate processing method may include inputting a target selection ratio to a control unit; outputting process conditions corresponding to the target selectivity from a storage unit previously storing a selectivity database according to process conditions derived from a simulation of a growth amount of a silicon oxide film for processing of the substrate; and processing the substrate by applying the output process conditions.
일 실시예에서, 상기 공정 조건은, 상기 인산 약액의 성분비와 상기 인산 약액의 온도를 포함할 수 있다.In one embodiment, the process conditions may include a component ratio of the phosphoric acid chemical solution and a temperature of the phosphoric acid chemical solution.
일 실시예에서, 상기 저장부는 기판 상의 패턴 크기와 공정 조건이 모두 고려된 선택비 데이터 베이스를 포함할 수 있다.In one embodiment, the storage unit may include a selectivity database considering both the pattern size and process conditions on the substrate.
본 발명의 실시예에 의하면, 실리카의 이상성장을 고려한 실리콘 산화막의 식각량(또는 성장량) 시뮬레이션 방법에 의하여 실제 공정에 근접한 예측 결과를 도출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, prediction results close to actual processes can be derived by simulating the etching amount (or growth amount) of the silicon oxide film in consideration of the abnormal growth of silica.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 기판 상에 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판에 대하여 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 공정에 적용하여 목표 선택비에 대응하는 공정 조건을 도출할 수 있으므로 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a process corresponding to a target selectivity by applying to a process of selectively etching a silicon nitride film with respect to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked on one or more layers on the substrate. Since the conditions can be derived, the substrate can be efficiently processed.
본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 S10 단계를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 3은 식각 공정이 완료된 실리콘 산화막의 예시적 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart for explaining a simulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram for explaining step S10 of FIG. 1 .
3 is an exemplary diagram of a silicon oxide film after an etching process has been completed.
Figure 4 is a block diagram for explaining a simulation device according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are schematic diagrams for explaining a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart for explaining a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.When an element or layer is referred to as being "on" or "on" another element or layer, it is not only directly on the other element or layer, but also when another layer or other element is intervening therebetween. All inclusive. On the other hand, when an element is referred to as “directly on” or “directly on”, it indicates that another element or layer is not intervened.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between elements or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as encompassing different orientations of elements in use or operation in addition to the orientations shown in the figures. For example, when flipping elements shown in the figures, elements described as “below” or “beneath” other elements may be placed “above” the other elements. Thus, the exemplary term “below” may include directions of both below and above. Elements may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, it is needless to say that these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Accordingly, it goes without saying that the first element, first element, or first section referred to below may also be a second element, second element, or second section within the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, Description will be omitted.
이하에서 설명되는 시뮬레이션 방법은, 컴퓨팅 장치에 의해서 수행될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, 데스크탑 PC, 넷북, 스마트폰, 태블릿PC, 이동전화기, 영상전화기, 전자책 리더기, PDA, PMP, MP3플레이어, 의료기기, 전자장치, 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는 중앙 관리형 데이터 저장환경으로 구현될 수도 있고, 분산 데이터 저장환경으로 구현될 수도 있다.The simulation method described below may be performed by a computing device. The computing device includes at least one of a computer, workstation, server, desktop PC, netbook, smart phone, tablet PC, mobile phone, video phone, e-book reader, PDA, PMP, MP3 player, medical device, electronic device, or wearable device. can include Also, the computing device may be implemented as a centrally managed data storage environment or a distributed data storage environment.
이하 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판 상에 인산 약액을 공급함으로써 수행되는 실리콘 질화막의 선택 식각에 의한 실리콘 산화막의 성장량을 예측할 수 있는 시뮬레이션 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a simulation method capable of predicting the amount of growth of a silicon oxide film by selective etching of a silicon nitride film performed by supplying a phosphoric acid chemical solution to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked on one or more layers will be described.
앞서 설명한 바와 같이, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 적층된 구조를 포함하는 기판 상에 인산 약액(인산 수용액)을 공급함에 따라 식 1 및 식 2와 같은 반응이 발생한다.As described above, reactions such as Equations 1 and 2 occur when a chemical phosphoric acid solution (aqueous phosphoric acid solution) is supplied to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked.
[식 1][Equation 1]
3 Si3N4 + 27 H2O + 4 H3PO4 → 9 H2SiO3 3 Si 3 N 4 + 27 H 2 O + 4 H 3 PO 4 → 9 H 2 SiO 3
[식 2][Equation 2]
Si(OH)4 
식 1은 인산 수용액에 의한 실리콘 질화막의 식각 반응에서 반응 부산물 생성 반응식을 나타내고, 식 2는 반응 부산물의 용해 반응식을 나타낸다. 인산 수용액에 의한 실리콘 질화막에 대한 식각이 진행될수록 생성된 반응 부산물(H2SiO3) 양이 점점 증가하고, 인산 수용액이 수용 가능한 SiOH 포화도를 초과하게 되면 고체 실리카(SiO2)가 석출되며 침전이 일어난다. 반응 부산물로부터 석출된 실리카는 기판 상의 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 표면에 재흡착되어 실리콘 질화막의 식각을 방해하고 실리콘 산화막의 표면을 성장시킬 수 있다. 이와 같은 현상을 '실리카의 이상성장'이라고 한다. 실리카의 이상성장 현상에 의하여 일반적인 예측 방법(수학식 1, 아레니우스 수식)으로는 실리콘 산화막의 식각량을 정확하게 예측할 수 없다.Equation 1 shows a reaction byproduct generation reaction formula in the etching reaction of a silicon nitride film by an aqueous phosphoric acid solution, and Equation 2 shows a reaction reaction byproduct dissolution reaction formula. As the etching of the silicon nitride film by the phosphoric acid aqueous solution proceeds, the amount of the reaction by-product (H 2 SiO 3 ) gradually increases, and when the phosphoric acid aqueous solution exceeds the acceptable SiOH saturation, solid silica (SiO 2 ) is precipitated and precipitation occurs. It happens. Silica precipitated from the reaction by-products may be re-adsorbed on the surface of the silicon oxide film and the silicon nitride film on the substrate to hinder etching of the silicon nitride film and grow the surface of the silicon oxide film. This phenomenon is called 'abnormal growth of silica'. Due to the abnormal growth of silica, it is not possible to accurately predict the etching amount of the silicon oxide film using a general prediction method (Equation 1, Arrhenius equation).
본 발명은 실험을 통해 획득하기 어려운 실리카 이상 성장 특성을 예측할 수 있는 시뮬레이션 방법을 제시함으로써 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 적층 구조를 포함하는 기판을 인산 약액으로 식각하는 식각 공정에서 실리콘 산화막의 성장량 예측에 적용할 수 있고, 실제 공정에 근접한 결과를 도출할 수 있는 시뮬레이션 방법을 제시하고자 한다.The present invention presents a simulation method capable of predicting abnormal growth characteristics of silica, which is difficult to obtain through experiments, and is applied to predicting the growth amount of a silicon oxide film in an etching process in which a substrate including a layered structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film is etched with a phosphoric acid chemical solution. We would like to suggest a simulation method that can do this and derive results close to the actual process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart for explaining a simulation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 방법은 상술한 식각 공정에서 생성되는 반응 부산물로부터 석출되는 실리카의 흡착량을 도출하는 제1 계산 단계(S10), 실리콘 산화막의 식각량을 도출하는 제2 계산 단계(S20), 및 제1 계산 단계와 제2 계산 단계에서 도출된 값을 기반하여 실리콘 산화막의 성장량(또는 식각량)을 계산하는 제3 계산 단계(S30)를 포함할 수 있다.The simulation method according to an embodiment of the present invention includes a first calculation step (S10) of deriving an adsorption amount of silica precipitated from a reaction by-product generated in the above-described etching process, and a second calculation step of deriving an etching amount of a silicon oxide film. (S20), and a third calculation step (S30) of calculating the amount of growth (or etching amount) of the silicon oxide film based on the values derived in the first and second calculation steps.
제1 계산 단계(S10)는 실리카의 이상 성장을 예측하기 위한 단계로 분자 동역학 해석(Molecular Dynamics method, MD)에 의하여 계산될 수 있다.The first calculation step (S10) is a step for predicting the abnormal growth of silica and can be calculated by a molecular dynamics method (MD).
분자 동역학은, 2개체 혹은 그 이상으로 이루어 지는 시스템이 갖는 포텐셜하에서, 고전 역학에 있어서의 뉴턴 방정식을 풀어, 시스템의 정적, 동적 안정 구조나, 동적 과정(다이내믹스) 을 해석하는 방법이다. 분자 동역학에 의해, 정온, 정압, 정에너지, 정적, 정케미컬 포텐셜 등의 여러가지 앙상블 (통계 집단) 의 계산이 가능하다. 또한, 결합 길이나 위치의 고정 등의 여러가지 구속 조건을 부가하는 것도 가능하다.Molecular dynamics is a method of analyzing the static and dynamic stable structure and dynamic process (dynamics) of a system by solving Newton's equations in classical mechanics under the potential of a system consisting of two or more entities. Molecular dynamics makes it possible to calculate various ensembles (statistical groups) such as constant temperature, constant pressure, constant energy, static, and constant chemical potential. In addition, it is also possible to add various constraint conditions, such as fixation of a coupling length or a position.
화학 반응을 수반하는 분자 동역학 해석을 수행하기 위해서는 기존의 고전적인 분자 동역학 해석 대신 화학 반응을 고려할 수 있는 포텐셜을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에서는 제1 계산 단계에서 ReaxFF(Reactive force field) 포텐셜을 사용한 것을 예로 들고, 그에 대한 자세한 설명은 선행기술문헌으로 대신하기로 한다. 제1 계산 단계(S10)는 식각 과정을 포함하지 않고 반응 부산물로부터 분자 동역학 해석을 시작할 수 있다.In order to perform molecular dynamics analysis involving chemical reactions, it is preferable to use potentials that can consider chemical reactions instead of conventional molecular dynamics analysis. Therefore, in this embodiment, the use of ReaxFF (Reactive force field) potential in the first calculation step is taken as an example, and a detailed description thereof will be replaced with prior art literature. The first calculation step ( S10 ) may start molecular dynamics analysis from reaction by-products without including an etching process.
도 1을 참조하면, 제1 계산 단계(S10)는 모델 준비 단계(S11)와 반응 부산물로부터 석출된 실리카가 기판 표면에 재흡착 되는 것을 모사하여 실리카의 흡착량을 계산하는 단계(S12)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the first calculation step (S10) includes a model preparation step (S11) and a step (S12) of calculating the adsorption amount of silica by simulating the re-adsorption of silica precipitated from the reaction by-product on the substrate surface. can do.
도 2는 인산 약액에 의하여 실리콘 질화막(Si3N4)이 식각됨에 따라 생성되는 반응 부산물(H2SiO3)로부터 석출된 실리카(SiO2)가 기판(W) 상의 실리콘 산화막 표면에 재흡착되는 실리카의 이상성장 과정을 모사한 것이다. 도 2에서 실리콘 질화막 표면에 형성된 반응 부산물(H2SiO3)로부터 인산 약액(H3PO4)에 용해된 반응 부산물(Si(OH)4)을 분자 형태로 도시하고, 인산 약액은 별도로 도시하지 않는다.2 shows that silica (SiO 2 ) precipitated from a reaction by-product (H 2 SiO 3 ) generated as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is etched by a phosphoric acid chemical solution is re-adsorbed on the surface of a silicon oxide film on a substrate (W). It simulates the abnormal growth process of silica. In FIG. 2, a reaction byproduct (Si(OH) 4 ) dissolved in a phosphoric acid chemical solution (H 3 PO 4 ) from a reaction byproduct (H 2 SiO 3 ) formed on the surface of a silicon nitride film is shown in molecular form, and the phosphoric acid chemical solution is not separately shown. don't
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 식각 공정 진행 후 실리콘 질화막의 표면에 반응 생성물이 생성된 상태의 모델을 준비한다(S11).As shown in FIG. 2(a), after the etching process is performed, a model of a state in which reaction products are generated on the surface of the silicon nitride film is prepared (S11).
모델은 시뮬레이션 장치(예: 컴퓨팅 장치)에 의하여 구현될 수 있다. 구체적으로, 시뮬레이션 장치는 챔버 내의 공정(즉, 특정 공정 진행에 따른 챔버 내의 공정 환경 변화)을 모사하기 위한 적어도 하나의 모듈을 포함한다. 시뮬레이션 장치는 예를 들어, 챔버 내의 온도 변화를 모사하기 위한 온도 모듈, 챔버 내의 압력 변화를 모사하기 위한 압력 모듈, 챔버 내의 약액 등의 움직임/밀도 등을 모사하기 위한 약액 모듈, 약액의 움직임이 발생되는 기판의 형상(예를 들어, 패턴)등을 모사하기 위한 모델링 모듈, 또한 온도 모듈, 압력 모듈, 약액 모듈, 모델링 모듈 등을 제어하며 약액의 움직임(증발, 치환 등)을 예측하고 계산하기 위한 제어 모듈 등을 포함할 수 있다.The model may be implemented by a simulation device (eg, a computing device). Specifically, the simulation device includes at least one module for simulating a process in the chamber (ie, a process environment change in the chamber according to the progress of a specific process). The simulation device includes, for example, a temperature module for simulating the temperature change in the chamber, a pressure module for simulating the pressure change in the chamber, a chemical solution module for simulating the movement/density of the chemical solution in the chamber, and the movement of the chemical solution. A modeling module for copying the shape (eg, pattern) of the substrate to be used, and also for predicting and calculating the movement (evaporation, displacement, etc.) of the chemical solution by controlling the temperature module, pressure module, chemical solution module, modeling module, etc. A control module may be included.
예를 들어, 모델은 미세 패턴을 포함할 수 있다. 여기서 미세 패턴은 트렌치(trench) 형상, 비아홀(via hole) 형상, 라인 앤 스페이스(line and space) 패턴 형상 등 벌크(bulk) 형상이 아닌 형상이면 무엇이든 가능하다. 즉, 패턴은 적어도 한번의 식각 공정이 진행된 패턴을 의미할 수 있다.For example, a model may include a micropattern. Here, the fine pattern may be any shape other than a bulk shape, such as a trench shape, a via hole shape, and a line and space pattern shape. That is, the pattern may mean a pattern in which at least one etching process has been performed.
모델은 기판 상에 형성된 패턴의 표면 특성(wettability), 사이즈, 형상 및 공정 환경(온도, 압력) 중 적어도 하나를 포함하는 데이터베이스로 구축될 수 있다.The model may be constructed as a database including at least one of surface characteristics (wettability), size, shape, and process environment (temperature, pressure) of a pattern formed on the substrate.
실리카의 흡착량은 식 1부터 실리콘 질화막의 식각량에 대응하는 반응 부산물의 양을 구하고, 그 값에 분자 동역학 해석에서 사용한 총 부산물 분자수를 나눈 후 실리콘 산화막 표면에 흡착되는 실리카의 분자수를 곱하여 구할 수 있다.The amount of adsorption of silica can be obtained by obtaining the amount of the reaction by-product corresponding to the etching amount of the silicon nitride film from Equation 1, dividing the value by the total number of by-product molecules used in the molecular dynamics analysis, and then multiplying by the number of molecules of silica adsorbed on the surface of the silicon oxide film. there is.
실리카의 흡착량 = (반응 부산물의 양) × (흡착된 실리카의 분자수) ÷ (총 부산물 분자수)Adsorption amount of silica = (amount of reaction by-product) × (number of molecules of silica adsorbed) ÷ (total number of molecules of by-product)
예를 들어, 반응 부산물이 생성된 상태의 도 2(a)로부터 분자 동역학 해석을 시작하고, 실리콘 질화막의 식각에 의하여 생성되는 130개의 SiOH 분자를 100ps 마다 1nm 공간에 추가하여 온도에 따라 흡착되는 분사 수를 카운트할 수 있다. 이때, 기판 상에 형성된 패턴의 크기는 분자 동역학 계산 결과에 영향을 줄 수 있다. 반응 부산물의 양, 흡착된 실리카의 분자수, 총 SiOH 분자수는 모두 패턴 크기의 영향을 받기 때문이다. 따라서 패턴의 크기가 변경될 때마다 추가 계산이 필요할 수 있다.For example, the molecular dynamics analysis starts from FIG. 2(a) in the state in which reaction byproducts are generated, and 130 SiOH molecules generated by etching the silicon nitride film are added to a 1 nm space every 100 ps to obtain a spray adsorbed according to the temperature. number can be counted. At this time, the size of the pattern formed on the substrate may affect the molecular dynamics calculation result. This is because the amount of reaction by-products, the number of molecules of adsorbed silica, and the total number of SiOH molecules are all affected by the pattern size. Therefore, additional calculations may be required whenever the size of the pattern is changed.
제2 계산 단계(S20)는 인산 약액에 의한 실리콘 산화막의 식각량을 계산하는 단계로, 일반적으로 식각량 예측에 사용되는 아레니우스 수식(수학식 1)을 이용하여 계산할 수 있다. 구체적으로, 아레니우스 수식에 인산 약액과 실리콘 산화막의 식각 반응을 적용하여 계산할 수 있다. 제2 계산 단계(S20)는 실리콘 산화막 표면의 식각량과 반응 부산물로부터 실리콘 산화막으로 재흡착된 실리카의 식각량을 모두 고려하여 식각량을 계산하는 단계이다. 따라서, 인산 약액에 의한 실리콘 산화막 표면의 식각량과 실리콘 산화막 표면에 재흡착된 실리카의 식각량을 더하여 구할 수 있다.The second calculation step (S20) is a step of calculating the etching amount of the silicon oxide film by the phosphoric acid chemical solution, which can be calculated using the Arrhenius equation (Equation 1) generally used to predict the etching amount. Specifically, it can be calculated by applying the phosphoric acid chemical solution and the etching reaction of the silicon oxide film to the Arrhenius equation. The second calculation step (S20) is a step of calculating the etching amount by considering both the etching amount of the surface of the silicon oxide film and the etching amount of silica reabsorbed from the reaction by-product to the silicon oxide film. Therefore, it can be obtained by adding the etching amount of the silicon oxide film surface by the phosphoric acid chemical solution and the etching amount of silica re-adsorbed on the silicon oxide film surface.
실리콘 산화막의 식각량 = 실리콘 산화막 표면의 식각량 + 재흡착된 실리카의 식각량Etch amount of silicon oxide film = Etch amount of silicon oxide film surface + Etch amount of re-adsorbed silica
실리콘 산화막 표면의 식각량은 아레니우스 식(수학식 1)을 활용하여 구할 수 있고, 흡착된 실리카의 식각 속도는 실리콘 산화막의 식각 속도와 동일하다고 가정할 수 있다.The etching amount of the surface of the silicon oxide film can be obtained using the Arrhenius equation (Equation 1), and it can be assumed that the etching rate of the adsorbed silica is the same as the etching rate of the silicon oxide film.
제3 계산 단계(S30)는 제1 계산 단계(S10)와 제2 계산 단계(S20)로부터 도출된 값을 기반하여 실리콘 산화막의 성장량(또는 식각량)을 계산하는 단계이다. 제1 계산 단계(S10)의 결과값에 제2 계산 단계(S20)의 결과값을 빼면 실리콘 산화막의 성장량이 도출될 수 있다.The third calculation step (S30) is a step of calculating the growth amount (or etching amount) of the silicon oxide film based on the values derived from the first calculation step (S10) and the second calculation step (S20). The growth amount of the silicon oxide layer may be derived by subtracting the resultant value of the second calculation step (S20) from the resultant value of the first calculation step (S10).
제3 계산 단계(S30)에 의한 결과값이 음의 값을 가질 경우, 도 3(a)에 도시된 것과 같이 실리카의 흡착보다 실리콘 산화막의 식각이 더 활발하게 일어나 결과적으로 기판(W) 상의 실리콘 산화막이 식각된 것을 의미하고, 결과값의 절대값은 실리카의 이상성장이 고려된 실리콘 산화막의 식각량을 의미할 수 있다. 반면, 제3 계산 단계(S30)에 의한 결과값이 양의 값을 가질 경우, 도 3(b)에 도시된 것과 같이 실리콘 산화막의 식각보다 실리카의 흡착이 더 활발하게 일어나 결과적으로 기판(W) 상의 실리콘 산화막이 성장한 것을 의미하고 결과값은 실리콘 산화막의 성장량을 의미할 수 있다. 도 3의 형상은 패턴의 단부에서 식각 또는 성장이 더 많이 일어난 하나의 예시를 도시한다.When the resultant value by the third calculation step (S30) has a negative value, as shown in FIG. 3(a), etching of the silicon oxide film occurs more actively than adsorption of silica, resulting in silicon on the substrate W. This means that the oxide film has been etched, and the absolute value of the resultant value may mean the etching amount of the silicon oxide film considering the abnormal growth of silica. On the other hand, when the result of the third calculation step (S30) has a positive value, as shown in FIG. 3(b), silica adsorption occurs more actively than etching of the silicon oxide film, and as a result, the substrate (W) It means that the silicon oxide film of the phase has grown, and the resultant value may mean the amount of growth of the silicon oxide film. The shape of FIG. 3 shows one example where more etching or growth has occurred at the ends of the pattern.
아래의 표 1은 상술한 시뮬레이션 방법을 이용하여 계산한 상이한 온도 조건에서 실리콘 질화막의 식각량에 따른 실리콘 산화막의 성장량(nm)을 나타낸 것이다. 즉, 실리카의 이상성장이 고려된 경우를 나타낸다.Table 1 below shows the growth amount (nm) of the silicon oxide film according to the etching amount of the silicon nitride film under different temperature conditions calculated using the above-described simulation method. That is, it shows the case where abnormal growth of silica is considered.
아래의 표 2는 일반적인 식각량 예측 방법(아레니우스 수식)을 이용하여 상이한 온도 조건에서 실리콘 질화막의 식각량에 따른 실리콘 산화막의 성장량(nm)을 나타낸 것이다. 즉, 실리카의 이상성장을 고려하지 않은 경우를 나타낸다.Table 2 below shows the growth amount (nm) of the silicon oxide film according to the etching amount of the silicon nitride film under different temperature conditions using a general etching amount prediction method (Arrhenius equation). That is, it shows the case where the abnormal growth of silica is not considered.
표 1과 표 2를 비교하면, 실리카의 이상성장을 고려하지 않는 경우 실리콘 산화막의 식각량이 보다 과도하게 예측되는 것을 알 수 있다.Comparing Tables 1 and 2, it can be seen that the etching amount of the silicon oxide film is more excessively predicted when the abnormal growth of silica is not considered.
한편, 식각액으로 순수 인산을 사용하는 경우를 본 시뮬레이션에 적용하여 계산한 결과, 실리콘 질화막이 100 nm 식각되면 온도에 따른 실리콘 산화막의 성장량은 0.3 내지 2.6 nm로 차이가 크지 않은 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 실리콘 질화막이 800 nm 식각되면 165℃에서는 실리콘 산화막의 성장이 거의 일어나지 않지만, 250℃의 공정 조건에서는 100nm 이상의 식각이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 순수 인산을 이용한 식각 공정은 고온 조건에서 높은 선택비를 얻기 어려운 것을 알 수 있다. 높은 선택비를 얻기 위해서는 식각 공정에 의하여 실리콘 산화막이 식각되는 만큼 실리카의 흡착이 많이 일어나야 하고, 식 3의 화학 반응을 고려하면 실리콘 계열의 케미칼(예: SiOH 성분을 포함하는 케미칼)이 포함된 인산 약액이 필요함을 알 수 있다.On the other hand, as a result of calculation by applying pure phosphoric acid as an etchant to this simulation, it was confirmed that when the silicon nitride film is 100 nm etched, the growth amount of the silicon oxide film according to the temperature is 0.3 to 2.6 nm, which is not large. However, when the silicon nitride film is etched at 800 nm, the growth of the silicon oxide film hardly occurs at 165° C., but etching of 100 nm or more occurs under the process condition of 250° C. That is, it can be seen that in the etching process using pure phosphoric acid, it is difficult to obtain a high selectivity under high temperature conditions. In order to obtain a high selectivity, silica must be adsorbed as much as the silicon oxide film is etched by the etching process. It can be seen that the drug is required.
인산 약액에 SiOH 성분이 첨가되는 경우, 실리카의 흡착량은 식 1로부터 구한 실리콘 질화물의 식각량에 대응하는 반응 부산물의 양에 SiOH의 첨가량을 더하고, 그 값에 분자 동역학 해석에서 사용한 총 부산물 분자수를 나눈 후 실리콘 산화막 표면에 흡착되는 실리카의 분자수를 곱하여 구할 수 있다.When the SiOH component is added to the phosphoric acid chemical solution, the adsorbed amount of silica is obtained by adding the amount of SiOH added to the amount of reaction by-product corresponding to the etching amount of silicon nitride obtained from Equation 1, and the total number of by-product molecules used in molecular dynamics analysis is added to that value. After division, it can be obtained by multiplying the number of molecules of silica adsorbed on the surface of the silicon oxide film.
표 3은 상술한 시뮬레이션 방법을 이용하여 계산한 실리콘 질화막을 800nm 만큼 식각하는 때 SiOH 첨가량에 따른 실리콘 산화막의 식각량(nm)을 나타낸 것이다.Table 3 shows the etching amount (nm) of the silicon oxide film according to the amount of SiOH added when the silicon nitride film is etched by 800 nm, calculated using the above-described simulation method.
= 반응 부산물 × 0%Amount of SiOH added
= reaction by-product × 0%
= 반응 부산물 × 5%Amount of SiOH added
= reaction by-product × 5%
= 반응 부산물 × 10 %Amount of SiOH added
= reaction by-product × 10%
상술한 본 발명의 시뮬레이션 방법을 적용하여 약액의 온도, 약액의 성분(SiOH 함량), 패턴의 크기에 따른 실리콘 산화막의 성장량(또는 식각량)을 계산할 수 있다.The amount of growth (or etching amount) of the silicon oxide film can be calculated according to the temperature of the chemical solution, the components of the chemical solution (SiOH content), and the size of the pattern by applying the simulation method of the present invention described above.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 장치를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 장치는 입출력장치(210), 디스플레이(220), 프로세서(230), 메모리(240), 버스(250) 등을 포함할 수 있다.4 shows a simulation device according to an embodiment of the present invention. A simulation device according to an embodiment of the present invention may include an input/output device 210, a display 220, a processor 230, a memory 240, a bus 250, and the like.
버스(250)에 의해서, 입출력 장치(210), 디스플레이(220), 프로세서(230), 메모리(240) 등의 다양한 구성요소가 서로 연결 및 통신(즉, 제어 메시지 전달 및 데이터 전달)할 수 있다.Through the bus 250, various components such as the input/output device 210, the display 220, the processor 230, and the memory 240 can connect and communicate with each other (ie control message transfer and data transfer). .
프로세서(230)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(230)는, 예를 들면, 컴퓨팅 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.The processor 230 may include one or more of a central processing unit, an application processor, or a communication processor (CP). The processor 230 may, for example, execute calculations or data processing related to control and/or communication of at least one other element of the computing device.
디스플레이(220)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(220)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(220)는 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.The display 220 may be, for example, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, a microelectromechanical systems (MEMS) display, or an electronic paper display. can include The display 220 may display various types of content (eg, text, image, video, icon, and/or symbol) to the user. The display 220 may include a touch screen, and may receive, for example, a touch, gesture, proximity, or hovering input using an electronic pen or a part of the user's body.
메모리(240)는 휘발성 메모리(예를 들어, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM) 및/또는 비휘발성 메모리(예를 들어, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, PRAM, RRAM, MRAM, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD))를 포함할 수 있다. 메모리(240)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 잇다. 메모리(240)는, 예를 들면, 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(240)는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 프로그램은, 예를 들면, 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다. 커널, 미들웨어, 또는 API의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다.The memory 240 may include volatile memory (eg, DRAM, SRAM, or SDRAM) and/or non-volatile memory (eg, one time programmable ROM (OTPROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, flash memory, PRAM, RRAM, MRAM, hard drive, or solid state drive (SSD)). The memory 240 may include internal memory and/or external memory. The memory 240 may store, for example, commands or data related to at least one other element of the electronic device. Also, memory 240 may store software and/or programs. Programs may include, for example, kernels, middleware, application programming interfaces (APIs), and/or application programs (or "applications"). At least part of a kernel, middleware, or API may be referred to as an operating system.
메모리(240)는 앞서 설명한 시뮬레이션 방법을 수행하기 위한 인스트럭션들(instructions)을 저장하고 있다. 예를 들어, 메모리(240)는 프로세서(230)가 인산 약액 내에 실리콘 질화막의 반응 부산물이 생성된 모델을 준비하고, 실리콘 질화막의 반응 부산물로부터 석출되는 실리카가 기판에 재흡착되는 것을 모사하여, 실리카의 흡착량을 계산하고, 아레니우스 수식을 활용하여 실리콘 산화막 표면의 식각량과 기판 상의 실리콘 산화막 표면에 재흡착된 실리카의 식각량을 계산하고, 계산된 실리카의 흡착량과 실리콘 산화막의 식각량을 기반하여 실리콘 산화막의 성장량 또는 식각량을 계산하는, 인스트럭션들(instructions)을 저장한다.The memory 240 stores instructions for performing the above-described simulation method. For example, the memory 240 prepares a model in which the reaction by-product of the silicon nitride film is generated in the phosphoric acid chemical solution by the processor 230, and simulates re-adsorption of silica precipitated from the reaction by-product of the silicon nitride film to the substrate. Calculate the adsorption amount of , calculate the etching amount of the silicon oxide film surface and the silica etching amount re-adsorbed on the silicon oxide film surface on the substrate using the Arrhenius equation, and calculate the silica adsorption amount and the silicon oxide etching amount Stores instructions for calculating the amount of growth or etching of the silicon oxide film based on .
또한, 메모리(240)는 프로세서(230)에 의하여 도출된 실리콘 산화막의 성장량 또는 식각량 및 그에 대응하는 실리콘 질화막의 식각량을 공정 조건에 따라 기록하고 저장할 수 있다.In addition, the memory 240 may record and store the amount of growth or etching of the silicon oxide layer derived by the processor 230 and the corresponding amount of etching of the silicon nitride layer according to process conditions.
여기서, 공정 조건은, 인산 약액의 온도와 인산 약액의 성분비(SiOH 함량)를 포함한다.Here, the process conditions include the temperature of the phosphoric acid chemical solution and the component ratio (SiOH content) of the phosphoric acid chemical solution.
여기서, 실리카의 흡착량을 계산하는 것은, 기판 상에 형성된 패턴의 크기를 고려하여 계산될 수 있다.Here, the amount of adsorption of silica may be calculated in consideration of the size of the pattern formed on the substrate.
따라서 메모리(240)는 프로세서(230)에 의하여 도출된 실리콘 산화막의 성장량 또는 식각량 및 그에 대응하는 실리콘 질화막의 식각량을 공정 조건 및 패턴 크기에 따라 저장하여 데이터 베이스화할 수 있다.Accordingly, the memory 240 may store the growth amount or etching amount of the silicon oxide layer derived by the processor 230 and the etching amount of the silicon nitride layer corresponding thereto according to process conditions and pattern sizes to form a database.
본 발명의 일 실시예에 의한 시뮬레이션 방법에 의하여 도출된 실리콘 산화막의 성장량(결과값이 0보다 작은 경우 식각량)을 그에 대응하는 실리콘 질화막의 식각량과 함께 공정 조건 및 패턴 크기에 따라 저장하여 데어터 베이스화함으로써 목표 선택비를 얻기 위한 공정 조건을 도출할 수 있다.The growth amount of the silicon oxide film (etching amount if the result value is less than 0) derived by the simulation method according to an embodiment of the present invention is stored along with the corresponding etching amount of the silicon nitride film according to the process conditions and pattern size, It is possible to derive process conditions for obtaining a target selectivity ratio by making it a base.
한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 시뮬레이션 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 컴퓨터에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.Meanwhile, a non-transitory computer readable medium in which a program for sequentially performing simulation methods according to some embodiments of the present invention is stored may be provided. A non-transitory computer-readable medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory, but a medium that stores data semi-permanently and is readable by a computer. Specifically, the various applications or programs described above may be stored and provided in non-transitory readable media such as CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
통신 모듈(210)은 컴퓨팅 장치가 네트워크를 거쳐 외부와 통신할 수 있도록 한다. 여기서, 네트워크는 유선 및 무선 방식을 모두 포함한다. 특히, 무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 또는, 무선 통신은, WiFi(wireless fidelity), LiFi(light fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service), 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication module 210 enables a computing device to communicate with the outside via a network. Here, the network includes both wired and wireless methods. In particular, wireless communication includes, for example, LTE, LTE Advance (LTE-A), code division multiple access (CDMA), wideband CDMA (WCDMA), universal mobile telecommunications system (UMTS), wireless broadband (WiBro), or GSM. (Global System for Mobile Communications). Alternatively, wireless communication may include wireless fidelity (WiFi), light fidelity (LiFi), Bluetooth, Bluetooth low energy (BLE), Zigbee, near field communication (NFC), magnetic secure transmission, radio frequency ( RF), or a body area network (BAN). Alternatively, wireless communication may include GNSS. The GNSS may be, for example, a Global Positioning System (GPS), a Global Navigation Satellite System (Glonass), a Beidou Navigation Satellite System (hereinafter “Beidou”) or Galileo, the European global satellite-based navigation system. Wired communications include, for example, USB (universal serial bus), HDMI (high definition multimedia interface), RS-232 (recommended standard 232), power line communications, or POTS (plain old telephone service), computer networks such as LAN or WAN) and the like.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판 지지 유닛(110), 약액 공급 유닛(120), 약액 회수 유닛(130), 레이저 조사 유닛(140), 제어부(150), 저장부(160)를 포함할 수 있다.5 and 6 show a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. A substrate processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a substrate support unit 110, a chemical solution supply unit 120, a chemical solution recovery unit 130, a laser irradiation unit 140, a control unit 150, and a storage unit. (160).
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판 상에 인산 약액을 공급함으로써 수행되는 실리콘 질화막의 선택 식각 공정을 수행할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may perform a selective etching process of a silicon nitride film performed by supplying a phosphoric acid chemical solution to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked in one or more layers. .
기판 지지 유닛(110)은 기판 처리 공정이 진행되는 동안 기판(W)을 지지하기 위한 구성으로 기판(W)은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 기판 지지 유닛(110)은 기판(W)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이를 위해, 기판 지지 유닛(110)은 지지 부재(112) 및 회전 구동 부재(114, 116)를 포함하여 구성될 수 있다.The substrate support unit 110 is configured to support the substrate W during a substrate treatment process, and the substrate W may be a semiconductor wafer. The substrate support unit 110 may rotatably support the substrate W. To this end, the substrate support unit 110 may include a support member 112 and rotation driving members 114 and 116 .
약액 공급 유닛(120)은 기판(W) 상부에서 기판(W)으로 약액을 토출하기 위한 구성으로 하나 이상의 약액 토출 노즐(122)을 포함할 수 있다. 약액 공급 유닛(120)은 저장 탱크에 저장된 약액을 펌핑하여 기판(W)에 토출할 수 있다. 약액 공급 유닛(120)은 구동부를 포함하여 기판(W) 중앙 직상방의 약액 토출 위치와 기판(W)을 벗어난 대기 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성될 수 있다.The chemical solution supply unit 120 may include one or more chemical solution ejection nozzles 122 configured to discharge the chemical solution from above the substrate W to the substrate W. The chemical solution supply unit 120 may discharge the chemical solution stored in the storage tank to the substrate W by pumping it. The chemical liquid supply unit 120 includes a driving unit and may be configured to be movable between a chemical liquid discharge position directly above the center of the substrate W and a standby position outside the substrate W.
약액 공급 유닛(120)에서 기판(W)으로 공급되는 약액은 기판 처리 공정에 따라 다양할 수 있다. 기판 처리 공정이 실리콘 질화막 식각 공정인 경우, 약액은 인산(H3PO4) 수용액일 수 있다. 또는, 인산 수용액에 실리콘(Si) 계열의 케미칼이 혼합된 약액일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 계열의 케미칼은 SiOH 성분을 포함할 수 있다.The chemical solution supplied from the chemical solution supply unit 120 to the substrate W may vary according to the substrate processing process. When the substrate treatment process is a silicon nitride film etching process, the chemical solution may be a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) aqueous solution. Alternatively, it may be a chemical solution in which a silicon (Si)-based chemical is mixed with an aqueous phosphoric acid solution. For example, the silicon-based chemical may include a SiOH component.
본 실시예에서, 약액 공급 유닛(120)은 인산(H3PO4), 물(H2O), 실리콘 계열의 케미칼을 일정 성분비로 혼합하기 위한 혼합 부재(125)와, 혼합 부재(125)로 각 약액을 공급하는 복수의 공급원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 Chemical A는 인산(H3PO4), Chemical B는 물(H2O), Chemical C는 실리콘 계열의 케미칼(SiOH)일 수 있다. 각 약액의 공급원과 혼합 부재(125) 사이에는 각 약액의 유량을 제어하기 위한 유량 제어부(121)가 각각 제공될 수 있다. 유량 제어부(121)는 제어부(150)에 연결되고, 제어부(150)에 의하여 각 약액의 유량이 제어됨으로써 혼합 부재(125)에 의하여 혼합되는 혼합 약액의 성분비가 제어될 수 있다.In this embodiment, the chemical supply unit 120 includes a mixing member 125 for mixing phosphoric acid (H 3 PO 4 ), water (H 2 O), and a silicon-based chemical at a predetermined component ratio, and a mixing member 125 It may include a plurality of supply sources for supplying each chemical solution. For example, in FIG. 6, Chemical A may be phosphoric acid (H 3 PO 4 ), Chemical B may be water (H 2 O), and Chemical C may be a silicon-based chemical (SiOH). A flow controller 121 may be provided between the supply source of each chemical solution and the mixing member 125 to control the flow rate of each chemical solution. The flow rate control unit 121 is connected to the control unit 150, and the flow rate of each chemical solution is controlled by the control unit 150, thereby controlling the component ratio of the mixed chemical solution mixed by the mixing member 125.
약액 토출 노즐(122)은 기판(W)의 중심 부위 상에 기 설정된 양의 약액을 공급할 수 있고, 회전 구동 부재(114, 116)는 기판(W) 상에 공급된 약액이 기판(W)의 상부면 상에서 전체적으로 확산되어 소정 두께의 액막을 형성하도록 기판(W)을 저속으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 기판(W) 상에 공급된 약액은 원심력에 의해 기판(W)의 중심 영역으로부터 가장자리 영역을 확산될 수 있으며, 회전 구동 부재(114, 116)는 약액이 기판(W)의 가장자리 영역까지 충분히 확산된 후 기판(W)의 회전을 정지시킬 수 있다. 회전 구동 부재(114, 116)는 지지 부재(112)의 저면 중심에 고정 결합되는 지지축(114)과 지지축(114)이 회전되도록 구동력을 제공하는 구동부(116)를 포함할 수 있다. 기판(W) 상에 형성된 액막은 약액의 표면 장력에 의하여 유지될 수 있고, 이때 실리콘 질화막에 대한 식각 공정이 기 설정된 시간동안 수행될 수 있다.The chemical liquid ejection nozzle 122 may supply a predetermined amount of chemical liquid onto the central portion of the substrate W, and the rotary driving members 114 and 116 may supply the chemical liquid supplied onto the substrate W to the substrate W. The substrate W may be rotated at a low speed so as to form a liquid film having a predetermined thickness by being entirely diffused on the upper surface. Accordingly, the chemical solution supplied onto the substrate W can spread from the center area to the edge area of the substrate W by centrifugal force, and the rotational driving members 114 and 116 prevent the chemical solution from spreading to the edge area of the substrate W. After it is sufficiently diffused up to 100° C., the rotation of the substrate W may be stopped. The rotation driving members 114 and 116 may include a support shaft 114 fixedly coupled to the center of the bottom surface of the support member 112 and a driving unit 116 providing a driving force so that the support shaft 114 rotates. The liquid film formed on the substrate W may be maintained by the surface tension of the chemical liquid, and at this time, an etching process for the silicon nitride film may be performed for a predetermined time.
한편, 상세히 도시하지는 않았지만, 혼합 부재(125)와 토출 노즐 사이에는 약액의 온도를 제어하기 위한 온도 제어부가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 온도 제어부는 약액을 설정 온도로 가열할 수 있다. 온도 제어부는 제어부(150)에 연결되어 기판(W)으로 공급되는 혼합 약액의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, although not shown in detail, a temperature controller for controlling the temperature of the chemical solution may be provided between the mixing member 125 and the discharge nozzle. For example, the temperature control unit may heat the liquid medicine to a set temperature. The temperature controller may be connected to the controller 150 to control the temperature of the mixed chemical solution supplied to the substrate W.
약액 공급 유닛(120)은 식각 공정 진행 후 기판 표면을 린스하기 위한 탈이온수(DIW) 공급 노즐, 린스 후 건조 공정을 진행하기 위한 이소프로필 알코올(IPA: Isopropyl Alcohol) 토출 노즐 및 질소(N2) 토출 노즐을 더 포함할 수 있다.The chemical solution supply unit 120 includes a deionized water (DIW) supply nozzle for rinsing the substrate surface after the etching process, an isopropyl alcohol (IPA) discharge nozzle and nitrogen (N2) discharge for proceeding with a drying process after rinsing A nozzle may be further included.
약액 회수 유닛(130)은 기판에서 비산되는 약액을 회수하기 위한 구성으로, 기판 지지 유닛(110)을 감싸도록 구비될 수 있다. 약액 회수 유닛(130)은 상하 방향으로 중첩된 복수의 컵체를 포함할 수 있다. 약액 회수 유닛(130)을 구성하는 각 컵체는 다양한 약액을 회수하기 위한 복수의 유입구(131)를 포함할 수 있다. 복수의 유입구(131)는 상하 방향으로 나란하게 위치하여 기판 처리 과정에서 서로 다른 약액을 회수할 수 있다. 이를 위해 기판 지지 유닛(110)과 약액 회수 유닛(130)의 상대적인 높이는 조절 가능할 수 있다.The chemical solution recovery unit 130 is configured to recover the chemical solution scattered from the substrate and may be provided to surround the substrate support unit 110 . The chemical solution recovery unit 130 may include a plurality of cup bodies overlapping in a vertical direction. Each cup body constituting the liquid medicine recovery unit 130 may include a plurality of inlets 131 for recovering various liquid medicines. The plurality of inlets 131 may be located side by side in the vertical direction to recover different liquid chemicals during substrate processing. To this end, the relative heights of the substrate support unit 110 and the chemical solution recovery unit 130 may be adjustable.
레이저 조사 유닛(140)은 기판(W)으로 레이저를 조사하기 위한 구성이다. 레이저 조사 유닛(140)은 기판 지지 유닛(110)의 상부에 위치될 수 있다. 레이저 조사 유닛(140)은 기판 지지 유닛(110) 상에 위치된 기판(W)을 향하여 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 조사 유닛(140)에서 조사된 레이저가 기판(W)으로 조사됨에 따라 기판(W)은 설정 온도로 가열될 수 있다. 레이저 조사 유닛(140)에 의하여 기판(W)이 설정 온도로 가열됨에 따라 기판(W) 상에 도포된 약액 역시 설정 온도로 가열될 수 있다.The laser irradiation unit 140 is a component for irradiating a laser to the substrate (W). The laser irradiation unit 140 may be positioned above the substrate support unit 110 . The laser irradiation unit 140 may irradiate the laser toward the substrate W positioned on the substrate support unit 110 . As the laser irradiated from the laser irradiation unit 140 is irradiated onto the substrate W, the substrate W may be heated to a set temperature. As the substrate (W) is heated to a set temperature by the laser irradiation unit 140, the chemical solution applied on the substrate (W) may also be heated to a set temperature.
한편, 기판(W)을 설정 온도로 가열하는 구성은 반드시 레이저를 이용하여 가열하는 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 자외선 램프(UV Lamp) 등의 램프 히팅 유닛을 이용하여 기판을 가열할 수 있으며, 램프 히팅 유닛과 레이저 조사 유닛(140)을 함께 이용하여 기판(W)을 가열할 수도 있다.On the other hand, the configuration of heating the substrate W to a set temperature is not necessarily limited to a configuration of heating using a laser. For example, the substrate may be heated using a lamp heating unit such as a UV lamp, or the substrate W may be heated by using both the lamp heating unit and the laser irradiation unit 140 .
제어부(150)는 약액 공급 유닛(120)과 레이저 조사 유닛(140)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 약액 공급 유닛(120)의 유량 제어부(121)와 연결되어 혼합 부재(125)로 공급되는 각 약액의 유량을 조절함으로써 기판(W)으로 토출되는 혼합 약액의 성분비를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 레이저 조사 유닛(140)의 파워, 출력량 등을 제어함으로써 레이저 조사 유닛(140)에 의하여 가열되는 기판(W)의 온도를 제어함으로써 기판(W) 상에 도포된 약액의 온도를 제어할 수 있다.The controller 150 may control the chemical solution supply unit 120 and the laser irradiation unit 140 . Specifically, the control unit 150 is connected to the flow control unit 121 of the chemical solution supply unit 120 and adjusts the flow rate of each chemical solution supplied to the mixing member 125 to adjust the component ratio of the mixed chemical solution discharged to the substrate W. You can control it. In addition, the control unit 150 controls the temperature of the substrate W heated by the laser irradiation unit 140 by controlling the power, output, etc. of the laser irradiation unit 140, thereby controlling the chemical liquid applied on the substrate W You can control the temperature.
저장부(160)는 휘발성 메모리(예를 들어, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM) 및/또는 비휘발성 메모리(예를 들어, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, PRAM, RRAM, MRAM, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD))를 포함할 수 있다. 저장부(160)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 잇다. 저장부(160)는, 예를 들면, 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(240)는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 프로그램은, 예를 들면, 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다. 커널, 미들웨어, 또는 API의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다.The storage unit 160 may include volatile memory (eg, DRAM, SRAM, or SDRAM) and/or non-volatile memory (eg, one time programmable ROM (OTPROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM). , flash memory, PRAM, RRAM, MRAM, hard drive, or solid state drive (SSD)). The storage unit 160 may include a built-in memory and/or an external memory. The storage unit 160 may store, for example, commands or data related to at least one other element of the electronic device. Also, memory 240 may store software and/or programs. Programs may include, for example, kernels, middleware, application programming interfaces (APIs), and/or application programs (or "applications"). At least part of a kernel, middleware, or API may be referred to as an operating system.
저장부(160)는 제어부(150)와 연결되고, 저장부(160)는 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한 시뮬레이션 방법 및 장치에 의하여 도출된 공정 조건에 따른 선택비 데이터 베이스를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(160)는 도 4의 메모리(240)가 데이터 베이스화한 데이터 베이스를 포함할 수 있다. 또는, 저장부(160)는 도 4의 메모리(240)를 포함할 수 있다.The storage unit 160 is connected to the control unit 150, and the storage unit 160 may store a selectivity database according to process conditions derived by the simulation method and apparatus described with reference to FIGS. 1 to 4 . For example, the storage unit 160 may include a database converted into a database by the memory 240 of FIG. 4 . Alternatively, the storage unit 160 may include the memory 240 of FIG. 4 .
제어부(150)에는 목표 선택비가 입력될 수 있고, 제어부(150)에 입력된 목표 선택비는 저장부(160)로 전달될 수 있다. 목표 선택비는 패턴의 크기와 함께 입력될 수 있다. 저장부(160)는 제어부(150)에 입력된 목표 선택비를 전달받고 그에 대응하는 공정 조건을 출력하여 제어부(150)로 전달할 수 있다. 이때, 공정 조건은 약액의 온도와 약액의 성분비를 포함할 수 있다.A target selection ratio may be input to the control unit 150 , and the target selection ratio input to the control unit 150 may be transmitted to the storage unit 160 . The target selection ratio may be input together with the size of the pattern. The storage unit 160 may receive the target selection ratio input to the controller 150, output process conditions corresponding thereto, and transmit the output to the controller 150. In this case, the process conditions may include the temperature of the chemical solution and the component ratio of the chemical solution.
제어부(150)는 저장부(160)로부터 전달받은 데이터를 기반하여 약액 공급 유닛(120)과 레이저 조사 유닛(140)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 저장부(160)로부터 전달받은 공정 조건 데이터를 적용하여 레이저 조사 유닛(140)에 의하여 가열되는 약액의 온도(기판의 온도) 및 약액 공급 유닛(120)에 의하여 기판(W)으로 공급되는 약액의 성분비(인산 약액의 SiOH 함량)를 제어할 수 있다.The control unit 150 may control the chemical solution supply unit 120 and the laser irradiation unit 140 based on data received from the storage unit 160 . Specifically, the control unit 150 applies the process condition data transmitted from the storage unit 160 to the temperature of the chemical solution heated by the laser irradiation unit 140 (temperature of the substrate) and the substrate by the chemical solution supply unit 120. The component ratio (SiOH content of the phosphoric acid chemical solution) of the chemical solution supplied to (W) can be controlled.
한편, 약액 공급 유닛(120)이 약액의 온도를 조절하기 위한 약액 온도 제어부를 포함하는 경우, 제어부(150)는 약액 공급 유닛(120)의 약액 온도 제어부를 제어함으로써 기판(W) 상에 공급되는 약액의 온도를 제어하도록 구성될 수도 있다.Meanwhile, when the chemical solution supply unit 120 includes a chemical solution temperature control unit for adjusting the temperature of the chemical solution, the control unit 150 controls the chemical solution temperature control unit of the chemical solution supply unit 120 to supply the chemical solution to the substrate W. It may also be configured to control the temperature of the chemical solution.
즉, 상술한 기판 처리 장치에 의하면, 구현하고자 하는 식각 선택비를 장치에 입력하면 그에 대응하는 공정 조건이 적용된 식각 공정이 수행될 수 있다.That is, according to the substrate processing apparatus described above, when an etching selectivity to be implemented is input to the apparatus, an etching process to which process conditions corresponding thereto are applied may be performed.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 목표 선택비를 입력하는 단계(S110), 입력된 목표 식각비에 대응하는 공정 조건이 출력되는 단계(S120), 출력된 공정 조건을 적용하는 단계(S130), 기판을 처리하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.7 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , a substrate processing method according to an embodiment of the present invention includes inputting a target selection ratio (S110), outputting process conditions corresponding to the input target etching ratio (S120), and outputting the output It may include applying process conditions (S130) and processing the substrate (S140).
도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 목표 선택비를 입력하는 단계(S110)는 제어부(150)에 구현하고자 하는 선택비를 입력하는 단계이다. 제어부(150)에 입력된 목표 선택비는 저장부(160)로 전달될 수 있다. 목표 선택비는 패턴 사이즈와 함께 입력될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , inputting a target selection ratio ( S110 ) is a step of inputting a selection ratio to be implemented to the control unit 150 . The target selection ratio input to the control unit 150 may be transferred to the storage unit 160 . The target selection ratio may be input together with the pattern size.
공정 조건을 출력하는 단계(S120)는 저장부(160)에 의하여 입력된 목표 선택비에 대응하는 공정 조건이 출력되는 단계이다. 저장부(160)는 앞서 설명한 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 적층 구조의 식각 공정에서 실리콘 산화막의 성장량에 대한 시뮬레이션에 의하여 도출되는 공정 조건에 따른 선택비 데이터 베이스를 저장한다. 저장부(160)는 제어부(150)로 전달받은 목표 선택비에 대응하는 공정 조건을 출력하여 제어부(150)로 전달할 수 있다. 저장부(160)에서 출력되는 공정 조건은 패턴의 사이즈를 고려한 값일 수 있다.The step of outputting process conditions ( S120 ) is a step of outputting process conditions corresponding to the target selection ratio input by the storage unit 160 . The storage unit 160 stores a selectivity database according to process conditions derived by simulation of the growth amount of the silicon oxide layer in the etching process of the previously described stacked structure of the silicon oxide layer and the silicon nitride layer. The storage unit 160 may output process conditions corresponding to the target selection ratio transmitted to the controller 150 and transmit the output to the controller 150 . The process condition output from the storage unit 160 may be a value considering the size of the pattern.
공정 조건을 적용하는 단계(S130)는 저장부(160)에 의하여 출력된 공정 조건을 기판 처리 장치(100)에 적용하는 단계로, 공정 조건은 약액의 성분비와 약액의 온도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 저장부(160)로부터 전달받은 공정 조건으로 약액 공급 유닛(120)와 레이저 조사 유닛(140)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 약액 공급 유닛(120)의 유량 제어부를 제어함으로써 기판(W)으로 공급되는 약액의 성분비를 제어하고, 레이저 조사 유닛(140)에 의하여 가열되는 기판(W)의 온도를 제어함으로써 기판(W) 상에 도포된 약액의 온도를 제어할 수 있다. 약액의 온도를 제어하는 구성은 반드시 레이저 조사 유닛(140)에 의하여 기판(W)을 가열하는 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 자외선 램프(UV Lamp) 등의 램프 히팅 유닛을 이용하여 기판을 가열할 수 있으며, 약액 공급 유닛(120)에 약액의 온도를 제어하기 위한 약액 온도 제어부를 배치할 수도 있다.The step of applying the process conditions ( S130 ) is a step of applying the process conditions output by the storage unit 160 to the substrate processing apparatus 100 , and the process conditions may include a composition ratio of the chemical solution and a temperature of the chemical solution. For example, the control unit 150 may control the chemical solution supply unit 120 and the laser irradiation unit 140 according to process conditions transmitted from the storage unit 160 . Specifically, the controller 150 controls the composition ratio of the chemical solution supplied to the substrate W by controlling the flow rate controller of the chemical solution supply unit 120, and controls the temperature of the substrate W heated by the laser irradiation unit 140. By controlling the temperature of the chemical liquid applied on the substrate (W) can be controlled. The configuration of controlling the temperature of the chemical liquid is not necessarily limited to the configuration of heating the substrate W by the laser irradiation unit 140 . For example, the substrate may be heated using a lamp heating unit such as a UV lamp, and a chemical solution temperature controller may be disposed in the chemical solution supply unit 120 to control the temperature of the chemical solution.
기판 처리 단계(S140)는 저장부(160)로부터 출력된 공정 조건을 적용한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 단계로, 기판에 약액을 공급하는 단계, 상면에 약액이 공급되어 액막이 형성된 기판을 가열하는 단계, 공정 시간동안 공정을 진행하는 단계, 공정이 완료된 기판을 냉각하는 단계 등을 포함할 수 있다.The substrate processing step (S140) is a step of processing the substrate using a substrate processing apparatus to which the process conditions output from the storage unit 160 are applied, supplying a chemical solution to the substrate, and supplying a chemical solution to the upper surface of the substrate on which a liquid film is formed. The step of heating, the step of performing the process during the process time, the step of cooling the substrate upon completion of the process, and the like may be included.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above and accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.
Claims (16)
상기 식각 공정에서 생성되는 반응 부산물로부터 석출되는 실리카의 흡착량을 도출하는 제1 계산 단계;
상기 인산 약액에 의한 상기 실리콘 산화막의 식각량을 도출하는 제2 계산 단계; 및
상기 제1 계산 단계와 상기 제2 계산 단계를 기반하여 상기 실리콘 산화막의 성장량을 계산하는 제3 계산 단계를 포함하는 시뮬레이션 방법.
As a simulation method for predicting the growth amount of the silicon oxide film in an etching process by a phosphoric acid chemical solution supplied on a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked on one or more layers,
A first calculation step of deriving an adsorption amount of silica precipitated from reaction by-products generated in the etching process;
a second calculation step of deriving an etching amount of the silicon oxide film by the phosphoric acid chemical solution; and
and a third calculation step of calculating a growth amount of the silicon oxide film based on the first calculation step and the second calculation step.
상기 제1 계산 단계는,
상기 실리콘 질화막의 식각에 의하여 반응 부산물이 생성된 상태의 모델을 준비하는 단계; 및
상기 실리카가 상기 실리콘 산화막 표면에 흡착되는 것을 모사하여, 상기 실리카의 흡착량을 계산하는 단계를 포함하는 시뮬레이션 방법.
According to claim 1,
In the first calculation step,
preparing a model of a state in which reaction by-products are generated by etching the silicon nitride film; and
and simulating adsorption of the silica on the surface of the silicon oxide film to calculate an adsorption amount of the silica.
상기 제1 계산 단계는,
분자 동역학 해석에 의하여 계산되는 시뮬레이션 방법.
According to claim 2,
In the first calculation step,
Simulation method calculated by molecular dynamics analysis.
상기 제1 계산 단계는,
상기 기판 상에 형성된 패턴의 크기를 고려하는 시뮬레이션 방법.
According to claim 3,
In the first calculation step,
A simulation method considering the size of a pattern formed on the substrate.
상기 제1 계산 단계는,
상기 인산 약액의 성분비를 고려하는 시뮬레이션 방법.
According to claim 1,
In the first calculation step,
A simulation method considering the component ratio of the phosphoric acid chemical solution.
상기 제2 계산 단계는,
아레니우스 수식에 의하여 계산되는 시뮬레이션 방법.
According to claim 2,
In the second calculation step,
A simulation method calculated by the Arrhenius formula.
상기 제2 계산 단계는,
상기 실리콘 산화막 표면의 식각량과 상기 흡착된 실리카의 식각량을 모두 고려하는 시뮬레이션 방법.
According to claim 6,
In the second calculation step,
A simulation method considering both the etching amount of the surface of the silicon oxide film and the etching amount of the adsorbed silica.
상기 제1 단계와 상기 제2 단계는 상기 인산 약액의 온도를 고려하는 시뮬레이션 방법.
According to claim 1,
The first step and the second step consider the temperature of the phosphoric acid chemical solution.
메모리를 포함하며,
상기 메모리는,
상기 프로세서가 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 한 층 이상 번갈아 적층된 구조를 포함하는 기판에 대하여 인산 약액에 의한 상기 실리콘 질화막의 식각이 진행된 후 반응 부산물이 생성된 모델을 준비하고, 상기 반응 부산물로부터 석출되는 실리카가 상기 기판 상에 흡착되는 것을 모사하여 상기 실리카의 흡착량을 계산하고, 상기 인산 약액에 의한 상기 실리콘 산화막의 식각량을 계산하고, 상기 실리카의 흡착량과 상기 실리콘 산화막의 식각량을 기반하여 상기 실리콘 산화막의 성장량을 계산하기 위한 명령을 저장하고,
상기 프로세서에 의하여 도출되는 실리콘 산화막의 성장량 및 그에 대응하는 실리콘 질화막의 식각량을 공정 조건 및 패턴 크기에 따라 데이터 베이스화하는 시뮬레이션 장치.
processor; and
contains memory;
the memory,
The processor prepares a model in which reaction by-products are generated after the silicon nitride film is etched by a phosphoric acid chemical solution with respect to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked on one or more layers, and the reaction by-products are precipitated. Calculate the adsorbed amount of silica by simulating the adsorption of silica on the substrate, calculate the etched amount of the silicon oxide film by the phosphoric acid chemical solution, and calculate the etched amount of the silicon oxide film based on the adsorbed amount of silica and the etched amount of the silicon oxide film Stores a command for calculating the amount of growth of the silicon oxide film;
A simulation device for making a database of the growth amount of the silicon oxide film derived by the processor and the etching amount of the silicon nitride film corresponding thereto according to process conditions and pattern size.
상기 공정 조건은,
상기 인산 약액의 온도, 상기 인산 약액의 성분비를 포함하는 시뮬레이션 장치.
According to claim 9,
The process conditions are,
A simulation device including a temperature of the phosphoric acid chemical solution and a component ratio of the phosphoric acid chemical solution.
기판 지지 유닛;
상기 기판 지지 유닛에 의해 지지된 기판 상면으로 인산 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛;
상기 기판으로 레이저를 조사하여 상기 기판을 가열하는 레이저 조사 유닛;
상기 약액 공급 유닛과 상기 레이저 조사 유닛을 제어하기 위한 제어부; 및
상기 제어부와 연결되고, 상기 기판의 처리에 대한 실리콘 산화막의 성장량 시뮬레이션에 의하여 도출되는 공정 조건에 따른 선택비 데이터 베이스가 미리 저장된 저장부를 포함하고,
상기 저장부는 상기 제어부에 입력되는 목표 선택비에 대응하는 공정 조건을 출력하여 상기 제어부로 전달하고,
상기 제어부는 상기 저장부로부터 전달받은 상기 공정 조건을 기반하여 상기 약액 공급 유닛 및 상기 레이저 조사 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
An apparatus for treating a substrate by supplying a chemical solution of phosphoric acid to a substrate including a structure in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked with one or more layers,
a substrate support unit;
a chemical solution supply unit for supplying a phosphoric acid chemical solution to an upper surface of the substrate supported by the substrate support unit;
a laser irradiation unit for heating the substrate by irradiating a laser with the substrate;
a controller for controlling the chemical solution supply unit and the laser irradiation unit; and
A storage unit connected to the control unit and pre-stored a selectivity database according to process conditions derived by simulation of the growth amount of the silicon oxide film for the processing of the substrate,
The storage unit outputs process conditions corresponding to the target selection ratio input to the control unit and transmits them to the control unit;
The control unit controls the chemical solution supply unit and the laser irradiation unit based on the process conditions transmitted from the storage unit.
상기 공정 조건은,
상기 인산 약액의 온도와 상기 인산 약액의 성분비를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
According to claim 11,
The process conditions are,
and a temperature of the phosphoric acid chemical solution and a component ratio of the phosphoric acid chemical solution.
상기 인산 약액은 인산과 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
According to claim 11,
The substrate processing apparatus, characterized in that the phosphoric acid chemical solution contains phosphoric acid and water.
상기 인산 약액은 실리콘(Si) 계열의 케미칼을 더 포함하고,
상기 약액 공급 유닛은,
상기 인산과 상기 물, 그리고 상기 실리콘(Si) 계열의 케미칼을 혼합하기 위한 혼합 부재와;
상기 혼합 부재로 공급되는 인산과 물 그리고 실리콘(Si) 계열의 케미칼 각각의 유량을 제어하기 위한 유량 제어부를 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 13,
The phosphoric acid chemical solution further includes a silicon (Si)-based chemical,
The chemical solution supply unit,
a mixing member for mixing the phosphoric acid, the water, and the silicon (Si)-based chemical;
A substrate processing apparatus including a flow control unit for controlling flow rates of phosphoric acid, water, and silicon (Si)-based chemicals supplied to the mixing member.
목표 선택비를 제어부에 입력하는 단계;
상기 기판의 처리에 대한 실리콘 산화막의 성장량 시뮬레이션에 의하여 도출되는 공정 조건에 따른 선택비 데이터 베이스가 미리 저장된 저장부로부터 상기 목표 선택비에 대응하는 공정 조건을 출력하는 단계;
상기 출력된 공정 조건을 적용하여 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
A method of treating a substrate by supplying a phosphoric acid chemical solution to a substrate including a structure in which one or more layers of a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately stacked,
inputting a target selection ratio to a control unit;
outputting process conditions corresponding to the target selectivity ratio from a storage unit previously storing a selectivity database according to process conditions derived from simulation of a growth amount of a silicon oxide film for processing of the substrate;
and processing the substrate by applying the output process conditions.
상기 공정 조건은
상기 인산 약액의 성분비와 상기 인산 약액의 온도를 포함하는 기판 처리 방법.According to claim 15,
The process conditions are
A substrate processing method comprising a component ratio of the phosphoric acid chemical solution and a temperature of the phosphoric acid chemical solution.
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