KR20240046948A - Substrate processing method - Google Patents

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남상록
장원준
김주섭
박경
권경우
김진서
안원식
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Abstract

본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 박막 내 불순물 제거 및 박막의 특성을 개선하는 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은, 기판 상에 형성된 박막으로서 전하의 터널링이 발생되는 터널층(200)을 처리하는 기판처리방법으로서, 수소(H) 원소를 하나 이상 포함하는 제1가압가스의 공급을 통해 상기 기판이 위치하는 챔버 내의 압력을 상압보다 큰 제1압력(P1)으로 상승시키는 가압단계(S100)와; 상기 가압단계 이후에, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제1압력(P1) 보다 낮은 제3압력(P3)으로 하강시키는 감압단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.The present invention relates to a substrate processing method, and more specifically, to a substrate processing method for removing impurities in a thin film on a substrate and improving the characteristics of the thin film.
The present invention is a substrate processing method for processing a tunnel layer 200, which is a thin film formed on a substrate and in which tunneling of charges occurs, and the substrate is treated by supplying a first pressurized gas containing one or more hydrogen (H) elements. A pressurizing step (S100) of increasing the pressure within the chamber to a first pressure (P1) greater than the normal pressure; After the pressurization step, a substrate processing method including a decompression step (S200) of lowering the pressure in the chamber to a third pressure (P3) lower than the first pressure (P1) is disclosed.

Description

기판처리방법{Substrate processing method}Substrate processing method}

본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 박막 내 불순물 제거 및 박막의 특성을 개선하는 기판처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing method, and more specifically, to a substrate processing method for removing impurities in a thin film on a substrate and improving the characteristics of the thin film.

일반적으로 기판처리방법은 증착을 통해 박막을 형성하는 공정을 포함할 수 있으며, 이처럼 형성된 박막에 대하여 박막 내 불순물을 제거하고 특성을 개선하기 위한 공정이 추가될 필요가 있다.In general, a substrate processing method may include a process of forming a thin film through deposition, and a process for removing impurities in the thin film and improving its characteristics needs to be added to the thin film formed in this way.

특히, 3차원 소자들, 즉 높은 종횡비(High Aspect Ratio)를 갖는 기판들의 등장에 따라 스텝 커버리지(Step coverage)의 규격을 만족하기 위해 박막 증착 온도를 보다 저온화하거나 불순물의 함량이 높은 소스를 필연적으로 사용하게 되면서 박막 내 불순물 제거가 필수적으로 요구되고 있다.In particular, with the emergence of three-dimensional devices, that is, substrates with high aspect ratios, it is inevitable to lower the thin film deposition temperature or use a source with a high content of impurities to meet the step coverage standards. As it is used, removal of impurities in the thin film is essential.

또한, 소자가 차지하는 평면공간을 더욱 줄이고자 하는 기술, 예를 들면 트랜지스터의 채널 영역을 기판에 평면적으로 형성하지 않고 기판 내에 골을 형성하여 이차원적인 채널형상을 만드는 기술이나, 기판 위에 수직적으로 쌓은 구조물을 이용하는 기술이 일반화되고 있으며, 특히, 낸드 플래쉬(NAND Flash) 메모리의 경우에는 셀 트랜지스터를 수 백 단씩 수직으로 쌓기도 하면서 형성되는 박막은 점점 얇아지고 있는 추세이다.In addition, technologies to further reduce the planar space occupied by devices, for example, technology to create a two-dimensional channel shape by forming valleys in the substrate rather than forming the channel region of the transistor flat on the substrate, or structures stacked vertically on the substrate Technology using is becoming common, and in particular, in the case of NAND flash memory, the thin film formed as cell transistors are stacked vertically by hundreds of layers is becoming increasingly thinner.

이와 같이 얇은 박막을 기판 표면에 형성하기 위해서는 기판 표면에 존재하는 극히 미량의 불완전성, 예컨대 공정챔버 내부에 남아있던 소스가스로부터 기인한 미량의 염소(Cl), 실리콘과 약한 결합을 이루고 있는 질소와 같은 원소들이 기판 표면에 남아 있는 것만으로도 오염원이 되어 불완전성을 야기할 수 있다.In order to form such a thin film on the surface of the substrate, extremely small amounts of imperfections present on the surface of the substrate, such as trace amounts of chlorine (Cl) from the source gas remaining inside the process chamber, nitrogen that forms a weak bond with silicon, and Even if the same elements remain on the surface of the substrate, they can become a source of contamination and cause imperfections.

더 나아가 실리콘 원자들 가운데 미량이 미결합(dangling bond) 상태로 남아 있거나, 공유결합이 완전하지 못한 상태로 존재하고 있는 경우에도 불완전성에 해당하며, 그레인 바운더리(grain boundary)와 같은 실리콘 결정 구조의 결함도 기판 표면에 존재하는 불완전성을 야기하는 요소이다.Furthermore, even if a trace amount of silicon atoms remains in a dangling bond state or covalent bonds exist in an incomplete state, it is considered an imperfection, and is a defect in the silicon crystal structure such as grain boundaries. It is also a factor that causes imperfections present on the surface of the substrate.

한편, 전술한 기판표면 뿐만 아니라, 증착된 박막에도 불완전성이 존재하는데, 대표적으로는 박막 형성과정에서 박막을 형성하는 원소들의 결합이 완전하지 못하여 일부 데미지(damage)를 입은 상태로 박막이 형성되거나, 반응 후 잔류하는 불순물들이 박막 표면 및 내부에 잔류하는 경우가 있다.On the other hand, there are imperfections not only in the above-described substrate surface but also in the deposited thin film. Typically, during the thin film formation process, the combination of elements forming the thin film is not complete, so the thin film is formed with some damage or , impurities remaining after the reaction may remain on the surface and inside the thin film.

이와 같은 박막의 불완전성은 소자의 물리적, 전기적 특성에 악영향을 미쳐 결국에는 전체 제품의 신뢰성이 저감되게 작용하며, 예를 들면, 게이트 박막 내의 이온 불순물이나 데미지는 트랜지스터의 문턱전압(Threshold Voltage, Vt)을 변화시키거나, 정전용량(capacitance)의 값들의 산포가 넓어지거나, 소자의 내압 특성이 나빠지는 문제점이 있다.Such imperfections in the thin film adversely affect the physical and electrical characteristics of the device, ultimately reducing the reliability of the overall product. For example, ion impurities or damage in the gate thin film affect the threshold voltage (Vt) of the transistor. There is a problem that changes, the distribution of capacitance values widens, or the withstand voltage characteristics of the device deteriorate.

특히, 게이트 박막 내 터널 옥사이드 막의 경우, 이와 같은 불완전성은 일정한 문턱전압 유지를 저해하고 누설전류의 발생을 야기함에 따라 제품 전체의 신뢰도가 하락하는 문제점이 있다.In particular, in the case of the tunnel oxide film within the gate thin film, such imperfections hinder the maintenance of a constant threshold voltage and cause leakage current, thereby reducing the reliability of the entire product.

이에 따라, 게이트 박막 내 터널 옥사이드 막의 경우 문턱전압이 일정하지 못하고 누설전류가 발생함에 따라 신뢰성 있는 소자 제공이 곤란한 문제점이 있다. Accordingly, in the case of the tunnel oxide film within the gate thin film, the threshold voltage is not constant and leakage current occurs, making it difficult to provide a reliable device.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기판의 박막 내 불순물 제거 및 박막 특성을 개선할 수 있는 기판처리방법을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to provide a substrate processing method that can remove impurities in a thin film of a substrate and improve thin film properties in order to solve the above problems.

본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판(100) 상에 형성된 박막으로서 전하의 터널링이 발생되는 터널층(200)을 처리하는 기판처리방법으로서, 수소(H) 원소를 하나 이상 포함하는 제1가압가스의 공급을 통해 상기 기판(100)이 위치하는 챔버 내의 압력을 상압보다 큰 제1압력(P1)으로 상승시키는 가압단계(S100)와; 상기 가압단계(S100) 이후에, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제1압력(P1) 보다 낮은 제3압력(P3)으로 하강시키는 감압단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention is a substrate processing method for processing the tunnel layer 200, which is a thin film formed on the substrate 100 and where tunneling of charges occurs. , a pressurizing step (S100) of increasing the pressure in the chamber where the substrate 100 is located to a first pressure (P1) greater than normal pressure through the supply of a first pressurized gas containing one or more hydrogen (H) elements; After the pressurizing step (S100), a substrate processing method including a decompressing step (S200) of lowering the pressure in the chamber to a third pressure (P3) lower than the first pressure (P1) is disclosed.

상기 터널층(200)은, SiO2 또는 SiON 막일 수 있다.The tunnel layer 200 may be a SiO2 or SiON film.

상기 가압단계(100) 이전 또는 상기 감압단계(S200) 이후에 상기 제1가압가스와 다른 제2가압가스 공급을 통해 상기 챔버 내의 압력을 상승시키는 서브가압단계를 추가로 포함할 수 있다.Before the pressurization step (100) or after the depressurization step (S200), a sub-pressurization step of increasing the pressure in the chamber by supplying a second pressurization gas different from the first pressurization gas may be further included.

상기 제1가압가스는, 수소(H2), 중수소(D2) 및 삼중수소(T2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first pressurized gas may include at least one of hydrogen (H2), deuterium (D2), and tritium (T2).

상기 제2가압가스는, 산소(O2)를 포함할 수 있다.The second pressurized gas may include oxygen (O2).

상기 감압단계(S200)는, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제1압력으로부터 제2압력으로 하강시키는 제1감압단계(S210)와, 상기 제1감압단계(S210) 이후에 상기 챔버 내의 압력을 상기 제2압력으로부터 상압보다 작은 제3압력으로 하강시키는 제2감압단계(S230)를 포함할 수 있다.The decompression step (S200) includes a first decompression step (S210) of lowering the pressure in the chamber from the first pressure to the second pressure, and after the first decompression step (S210), the pressure in the chamber is reduced to the second pressure. It may include a second decompression step (S230) of lowering the second pressure to a third pressure that is less than normal pressure.

상기 제2압력은, 상압일 수 있다.The second pressure may be normal pressure.

상기 감압단계(S200)는, 상기 챔버 내 상기 제1가압가스 공급이 중단될 수 있다.In the decompression step (S200), the supply of the first pressurized gas within the chamber may be stopped.

상기 가압단계(S100) 및 상기 감압단계(S200) 사이에서, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제3압력(P3)을 최소값, 상기 제1압력(P1)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 하강 및 상승하는 변압단계(S300)를 적어도 1회 수행할 수 있다.Between the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200), the pressure in the chamber is lowered and raised within a pressure range where the third pressure (P3) is the minimum value and the first pressure (P1) is the maximum value. The transforming step (S300) can be performed at least once.

상기 변압단계(S300)는, 상압 이상에서 상기 챔버 내의 압력을 하강 및 상승할 수 있다.The pressure transformation step (S300) may lower and increase the pressure in the chamber above normal pressure.

상기 변압단계(S300)는, 상압 미만 상기 제3압력(P3) 이상의 압력범위로 상기 챔버 내의 압력을 하강하고, 상압 이상 상기 제1압력(P1) 이하의 압력범위로 상기 챔버 내의 압력을 상승할 수 있다.The pressure transformation step (S300) lowers the pressure in the chamber to a pressure range below the normal pressure and above the third pressure (P3), and increases the pressure within the chamber to a pressure range above the normal pressure and below the first pressure (P1). You can.

상기 터널층(200) 형성 전 또는 상기 감압단계(S200) 이후에 상기 전하를 트랩하기 위한 트랩층(300)을 형성하는 제1증착단계를 포함할 수 있다.It may include a first deposition step of forming a trap layer 300 to trap the charges before forming the tunnel layer 200 or after the decompression step (S200).

상기 트랩층(300)은, 플로팅게이트 또는 트랩나이트라이드일 수 있다.The trap layer 300 may be a floating gate or trap nitride.

상기 트랩층(300)은, Poly-Si, SiN 또는 SiON 막일 수 있다.The trap layer 300 may be a Poly-Si, SiN, or SiON film.

상기 가압단계(S100) 및 상기 감압단계(S200) 중 적어도 일부 시간 동안 상기 챔버 내를 상온보다 높은 제2온도의 온도분위기로 조성하여 상기 터널층(200)의 원소를 재배열하는 어닐링단계를 추가로 포함할 수 있다.An annealing step is added to rearrange the elements of the tunnel layer 200 by creating a temperature atmosphere of a second temperature higher than room temperature in the chamber for at least part of the time during the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200). It can be included as .

상기 가압단계(S100)의 수행 중 또는 상기 가압단계(S100)의 수행 후 미리 설정된 승온시점부터 미리 설정된 승온종점까지 상기 챔버 내의 온도분위기를 제1온도로부터 상기 제2온도로 승온시키는 승온단계를 포함할 수 있다.Includes a temperature raising step of increasing the temperature atmosphere in the chamber from the first temperature to the second temperature from a preset temperature increase time point to a preset temperature increase end point during or after performing the pressurization step (S100). can do.

상기 제2온도는, 400℃ 이상 950℃ 이하일 수 있다.The second temperature may be 400°C or higher and 950°C or lower.

상기 제2온도는, 750℃ 이상 800℃ 이하일 수 있다.The second temperature may be 750°C or higher and 800°C or lower.

상기 승온시점 및 상기 승온종점은, 상기 가압단계(S100)의 시작시점 및 상기 어닐링단계의 시작시점 사이로 설정될 수 있다.The temperature increase time and the temperature increase end point may be set between the start time of the pressurizing step (S100) and the start time of the annealing step.

상기 승온시점은, 상기 챔버 내의 압력이 상압 이상으로 가압된 이후의 시점으로 설정될 수 있다.The temperature increase point may be set to a point in time after the pressure in the chamber is increased to above normal pressure.

본 발명에 따른 기판처리방법은, 박막의 물리적, 전기적 특성 및 통계적인 산포의 특성을 개선할 수 있으며, 구체적으로는 터널 옥사이드 막의 치밀화가 가능한 이점이 있다.The substrate processing method according to the present invention can improve the physical and electrical properties and statistical distribution characteristics of the thin film, and specifically has the advantage of enabling densification of the tunnel oxide film.

특히, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 박막의 불순물을 제거하고 치밀화를 수행함으로써, 문턱전압을 일정하게 유지하고 누설전류의 발생을 방지하여 신뢰성 있는 기판 제공이 가능한 이점이 있다.In particular, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of providing a reliable substrate by removing impurities and densifying the thin film, thereby maintaining a constant threshold voltage and preventing the generation of leakage current.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 산소를 포함하는 처리가스를 대체하여 하부막이 재산화(Re-Oxidation)하는 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 하부막의 변형에 따른 공정특성 및 물성 변화를 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention can prevent re-oxidation of the lower film by replacing the processing gas containing oxygen, thereby reducing changes in process characteristics and physical properties due to deformation of the lower film. There is an advantage to preventing it.

특히, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 터널 옥사이드 막의 하부에 대한 공정특성 및 물성 변화를 방지함으로써 문턱전압을 일정하게 유지하여 전하의 이동을 신뢰성 있게 수행할 수 있는 이점이 있다.In particular, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of maintaining a constant threshold voltage and reliably performing charge transfer by preventing changes in process characteristics and physical properties of the lower part of the tunnel oxide film.

도 1은, 본 발명에 따른 기판처리방법의 모습을 보여주는 시간-압력 그래프이다.
도 2a 내지 도 2d는, 도 1에 따른 기판처리방법의 각 단계별 처리모습을 보여주는 도면들이다.
도 3은, 본 발명에 따른 기판처리방법의 다른 실시예를 보여주는 시간-압력 그래프이다.
도 4는, 도 1에 따른 기판처리방법에 따른 효과를 보여주는 그래프로서, 별도의 박막에 대한 처리를 수행하지 않은 경우, 산소를 가압가스로 이용하여 박막에 대한 처리를 수행한 경우, 수소와 산소를 순차 및 개별적으로 공급하여 박막에 대한 처리를 수행한 경우, 수소를 가압가스로 이용하여 박막에 대한 처리를 수행한 경우를 각각 보여주는 그래프이다.
도 5는, 도 1에 따른 기판처리방법에 따른 박막구조를 보여주는 도면이다.
도 6은, 도 1에 따른 기판처리방법에 따른 다른 실시예의 박막구조를 보여주는 도면이다.1 is a time-pressure graph showing the substrate processing method according to the present invention.
FIGS. 2A to 2D are diagrams showing each step of the substrate processing method according to FIG. 1.
Figure 3 is a time-pressure graph showing another embodiment of the substrate processing method according to the present invention.
Figure 4 is a graph showing the effect of the substrate processing method according to Figure 1. When a separate thin film is not processed, and when the thin film is treated using oxygen as a pressurized gas, hydrogen and oxygen This graph shows the cases where the thin film was treated by supplying sequentially and individually, and the thin film was treated using hydrogen as the pressurized gas.
FIG. 5 is a diagram showing a thin film structure according to the substrate processing method according to FIG. 1.
FIG. 6 is a diagram showing a thin film structure of another embodiment according to the substrate processing method according to FIG. 1.

이하 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the substrate processing method according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명에 따른 기판처리방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 형성된 박막으로서 전하의 터널링이 발생되는 터널층(200)을 처리하는 기판처리방법으로서, 수소(H) 원소를 하나 이상 포함하는 제1가압가스(1)의 공급을 통해 상기 기판(100)이 위치하는 챔버 내의 압력을 상압보다 큰 제1압력(P1)으로 상승시키는 가압단계(S100)와; 상기 가압단계(S100) 이후에, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제1압력(P1) 보다 낮은 제3압력(P3)으로 하강시키는 감압단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.As shown in FIG. 1, the substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method for processing the tunnel layer 200, which is a thin film formed on the substrate 100 and in which tunneling of charges occurs, using hydrogen (H) element. A pressurizing step (S100) of increasing the pressure in the chamber where the substrate 100 is located to a first pressure (P1) greater than the normal pressure through the supply of a first pressurized gas (1) containing one or more; After the pressurizing step (S100), a substrate processing method including a decompressing step (S200) of lowering the pressure in the chamber to a third pressure (P3) lower than the first pressure (P1) is disclosed.

여기서 본 발명에 따른 기판(100)은, 상부에 박막이 증착되는 구성으로서, 다결정실리콘을 의미할 수 있다.Here, the substrate 100 according to the present invention is a structure in which a thin film is deposited on the top, and may mean polycrystalline silicon.

이하 실시예에서 상기 기판(100)은, 베어(bare) 상태에서 표면처리가 수행되고 박막이 형성되지 않은 다결정실리콘을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 본 실시예에서 설명하는 박막 이외의 다른 박막이 기 형성된 상태를 의미할 수도 있다.In the following embodiments, the substrate 100 may refer to polycrystalline silicon in which surface treatment has been performed in a bare state and no thin film has been formed, but it is not limited thereto and may be other than the thin film described in this embodiment. It may also mean a state in which a thin film has already been formed.

또한, 상기 기판(100)은, 후술하는 박막을 형성하기 위하여 마스킹(masking), 식각(etching), 확산(diffusion), 증착(deposition), 이온주입(ion implantation), 스퍼터링(Sputtering) 등의 다양한 기술이 기 수행되거나, 이후에 수행되는 구성일 수 있다.In addition, the substrate 100 undergoes various processes such as masking, etching, diffusion, deposition, ion implantation, and sputtering to form a thin film, which will be described later. The technology may be already performed or may be performed later.

한편, 상기 기판(100)은, 기판처리에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 상부에 게이트구조체가 형성될 수 있으며, 게이트구조체 중 일부를 구성하는 터널층(200)이 상부에 형성될 수 있다.Meanwhile, the substrate 100 may have a gate structure formed on the top, as shown in FIG. 5, depending on the substrate processing, and a tunnel layer 200 constituting a part of the gate structure may be formed on the top. .

이때 상기 터널층(200)은, 전하의 터널링이 발생되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.At this time, the tunnel layer 200 is a configuration in which tunneling of charges occurs, and various configurations are possible.

특히, 상기 터널층(200)은, 종래 개시된 터널 옥사이드 박막(Tunnel oxide Film)으로서, 기판(100), 즉 채널과 후술하는 트랩층(300) 사이에서 전하를 통과시키는 구성일 수 있다.In particular, the tunnel layer 200 is a conventionally disclosed tunnel oxide thin film, and may be configured to pass charges between the substrate 100, that is, a channel, and a trap layer 300 to be described later.

이와 같은 상기 터널층(200)의 안정적이고 균일한 문턱전압 유지를 위해서는 박막 특성이 매우 중요하며 터널층(200)의 두께, 치밀도, 불순물(2) 잔류여부 등이 게이트구조체 내 여타 절연체에 비해 정밀하게 조절될 필요가 있고 이에 따라 터널층(200)에 대한 표면 및 내부에 대한 처리가 필요하다.In order to maintain a stable and uniform threshold voltage of the tunnel layer 200, thin film characteristics are very important, and the thickness, density, and presence of impurities (2) of the tunnel layer 200 are more important than those of other insulators in the gate structure. It needs to be precisely controlled and thus the surface and interior of the tunnel layer 200 need to be treated.

상기 터널층(200)은, 실리콘을 포함하는 산화막으로서, 일예로서, SiO2, SiON 막일 수 있다.The tunnel layer 200 is an oxide film containing silicon and may be, for example, a SiO2 or SiON film.

한편, 상기 터널층(200)에 포함되는 불순물(2)은, 염소(Cl)를 포함하는 원료가스에 의해 잔류하는 염소(Cl)로서, 보다 구체적으로는, 전극물질 TiN과 같은 금속막을 형성하기 위해 사용되는 원료가스인 TiCl4를 통한 형성 이후에 잔류하는 염소(Cl)가 터널층(200)에 침투하여 불순물(2)로 작용할 수 있다.Meanwhile, the impurity 2 contained in the tunnel layer 200 is chlorine (Cl) remaining due to the raw material gas containing chlorine (Cl), and more specifically, it is used to form a metal film such as electrode material TiN. Chlorine (Cl) remaining after formation through TiCl4, which is the raw material gas used for this purpose, may penetrate into the tunnel layer 200 and act as an impurity (2).

또한, 다른 예로서, 터널층(200)이 HCDS(Hexachlorodisilane)과 같이 염소(Cl)를 포함하는 공정가스를 통해 형성될 수 있음은 또한 물론이고, 이에 따라 불순물(2)이 내부에 잔존할 수 있다.In addition, as another example, the tunnel layer 200 may be formed through a process gas containing chlorine (Cl), such as HCDS (Hexachlorodisilane), and thus impurities 2 may remain inside. there is.

이와 같은 불순물(2)을 제거하고, 터널층(200) 내 원소를 재배열하여 치밀도를 향상시키기 위하여, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 가압단계(S100)와 감압단계(S200)를 포함한다.In order to remove such impurities 2 and improve density by rearranging the elements in the tunnel layer 200, the substrate processing method according to the present invention includes a pressurizing step (S100) and a decompressing step (S200). do.

상기 가압단계(S100)는, 수소(H) 원소를 하나 이상 포함하는 제1가압가스(1)의 공급을 통해 기판이 위치하는 챔버 내의 압력을 상압보다 큰 제1압력(P1)으로 상승시키는 단계일 수 있다.The pressurizing step (S100) is a step of raising the pressure in the chamber where the substrate is located to a first pressure (P1) that is greater than the normal pressure through the supply of a first pressurized gas (1) containing one or more hydrogen (H) elements. It can be.

이때, 상압은, 대기압을 의미할 수 있으며, 1ATM 즉, 760Torr를 의미할 수 있다.At this time, normal pressure may mean atmospheric pressure and may mean 1ATM, that is, 760 Torr.

상기 가압단계(S100)는, 챔버 내의 압력을 대기압에서 제1압력(P1)으로 상승시키거나, 진공에서 제1압력(P1)으로 상승시킬 수 있다. The pressurizing step (S100) may increase the pressure in the chamber from atmospheric pressure to the first pressure (P1) or from vacuum to the first pressure (P1).

보다 구체적으로, 상기 가압단계(S100)는, 후술하는 감압단계(S200)와 단위 사이클로 하여 n회 반복 수행될 수 있는 바, 감압단계(S200)에 의해 제3압력(P3)으로 하강한 상태에서 제3압력(P3)으로부터 제1압력(P1)으로 챔버 내의 압력을 상승시킬 수 있다.More specifically, the pressurization step (S100) can be repeated n times in unit cycles with the decompression step (S200), which will be described later, in a state lowered to the third pressure (P3) by the decompression step (S200). The pressure in the chamber can be increased from the third pressure (P3) to the first pressure (P1).

이때, 상기 제1압력(P1)은, 대기압보다 높은 다양한 압력값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 대기압보다 높은 2atm일 수 있다.At this time, the first pressure P1 may be set to various pressure values higher than atmospheric pressure, for example, 2 atm higher than atmospheric pressure.

또한, 상기 가압단계(S100)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1가압가스(1)를 통해 챔버 내를 고압으로 상승시킴으로써, 공급되는 수소(H)를 터널층(200) 표면 뿐만 아니라 내부까지 침투하도록 할 수 있으며, 터널층(200) 표면 및 내부에서 불순물(2)과 반응하여 부산물을 형성하도록 유도할 수 있다.In addition, in the pressurization step (S100), as shown in FIG. 2A, the inside of the chamber is raised to high pressure through the first pressurized gas 1, so that the supplied hydrogen (H) is applied not only to the surface of the tunnel layer 200, but also to the surface of the tunnel layer 200. It can be allowed to penetrate into the interior, and it can be induced to react with impurities 2 on the surface and inside the tunnel layer 200 to form by-products.

이후 후술하는 감압단계(S200)가 수행됨으로써, 제1가압가스(1)와 결합하여 형성되는 부산물을 터널층(200)으로부터 챔버 내부 처리공간으로 흡인할 수 있으며, 진공상태의 조성으로 외부로 이들 부산물을 배출할 수 있다.Afterwards, by performing the decompression step (S200), which will be described later, the by-products formed by combining with the first pressurized gas (1) can be sucked from the tunnel layer 200 into the processing space inside the chamber, and these are released to the outside by creating a vacuum state. Byproducts may be emitted.

한편, 상기 가압단계(S100)는, 챔버 내의 압력을 제1압력(P1)으로 상승시키는 압력상승단계와, 압력상승단계 이후에 챔버 내의 압력을 제1압력(P1)으로 일정시간 동안 유지하는 고압유지단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, the pressurizing step (S100) includes a pressure raising step of increasing the pressure in the chamber to the first pressure (P1), and a high pressure maintaining the pressure in the chamber at the first pressure (P1) for a certain period of time after the pressure increasing step. It may include a maintenance phase.

상기 고압유지단계는, 압력상승단계를 통해 도달한 제1압력(P1)으로 챔버 내의 압력을 일정시간동안 유지하는 단계일 수 있다. The high pressure maintaining step may be a step of maintaining the pressure in the chamber for a certain period of time at the first pressure (P1) reached through the pressure increasing step.

이때, 상기 고압유지단계는, 제1가압가스(1)를 지속적으로 공급하면서 챔버 내의 압력을 제1압력(P1)으로 유지할 수 있으며, 이를 통해 터널층(200)에 대한 치밀도를 향상시킬 수 있다.At this time, in the high pressure maintenance step, the pressure in the chamber can be maintained at the first pressure (P1) while continuously supplying the first pressurized gas (1), and through this, the density of the tunnel layer (200) can be improved. there is.

더 나아가서 상기 고압유지단계는, 제1가압가스(1)를 지속적으로 공급하면서 챔버 내의 압력을 고압인 제1압력(P1)으로 유지하여, 물리적인 가스의 압력으로 불순물(2)들을 배출하는 등의 기능이 수행될 수 있다.Furthermore, in the high pressure maintenance step, the pressure in the chamber is maintained at the high first pressure (P1) while continuously supplying the first pressurized gas (1), and the impurities (2) are discharged by the pressure of the physical gas, etc. The function can be performed.

결과적으로, 상기 가압단계(S100)는, 제1가압가스(1)로서, 수소(H)를 터널층(200) 내부, 특히 하층에 배치되는 기판(100) 또는 트랩층(300)에 인접한 위치까지 침투시켜 터널층(200) 내 불순물(2)과 결합할 수 있고, 더 나아가 터널층(200) 내 약한 결합을 끊어 불완전성을 제거할 수 있고, 후술하는 감압단계(S200)를 통해 수소(H)와 불순물(2) 사이의 결합을 통해 생성된 부산물 및 터널층(200) 내 끊어진 불완전한 원소를 배출하여 터널층(200)을 처리할 수 있다.As a result, the pressurizing step (S100), as the first pressurizing gas (1), hydrogen (H) is placed inside the tunnel layer 200, especially at a location adjacent to the substrate 100 or the trap layer 300 disposed in the lower layer. It can penetrate to and combine with the impurities (2) in the tunnel layer 200, and furthermore, it is possible to remove imperfections by breaking weak bonds in the tunnel layer 200, and hydrogen ( The tunnel layer 200 can be treated by discharging by-products generated through the combination between H) and impurities 2 and incomplete elements broken in the tunnel layer 200.

한편, 후술하는 승온단계 및 감온단계 중 적어도 어느 하나의 단계 또한 고압유지단계 동안 수행됨으로써, 전술한 터널층(200)에 대한 원소를 재배열함으로써 치밀도를 향상시킬 수 있다.Meanwhile, at least one of the temperature increasing step and the temperature reducing step described later is also performed during the high pressure maintaining step, thereby rearranging the elements of the tunnel layer 200 described above, thereby improving density.

예를 들면, 상기 가압단계(S100)는, 일부 시간 동안 제1가압가스(1) 공급을 통해 챔버 내의 압력을 상승시키며, 나머지 시간 동안 제2가압가스 공급을 통해 챔버 내의 압력을 상승시킬수 있다.For example, in the pressurizing step (S100), the pressure in the chamber may be increased by supplying the first pressurized gas 1 for a part of the time, and the pressure in the chamber may be increased by supplying the second pressurized gas for the remaining time.

즉, 상기 가압단계(S100)는, 적어도 일부 시간 동안 수소(H) 원소를 포함하는 제1가압가스(1) 공급을 통해 챔버 내의 압력을 상승시키고, 나머지 시간 동안 제2가압가스를 공급하여 챔버 내의 압력을 상승시킬 수 있다.That is, the pressurization step (S100) increases the pressure in the chamber by supplying the first pressurized gas 1 containing the hydrogen (H) element for at least part of the time, and supplies the second pressurized gas for the remaining time to increase the pressure in the chamber. It can increase the pressure inside.

이 경우, 상기 제1가압가스(1)와 제2가압가스는 물리적, 시간적으로 분리되어 공급될 수 있으며, 각각 순차적으로 공급될 수 있고, 제1가압가스(1)와 제2가압가스 공급 사이에 챔버 내를 진공압으로 하는 배기가 수행될 수 있다.In this case, the first pressurized gas (1) and the second pressurized gas may be supplied separately physically and temporally, and may be supplied sequentially, respectively, between the first pressurized gas (1) and the second pressurized gas supply. Evacuating the chamber to vacuum pressure may be performed.

다른 예로서, 상기 가압단계(S100) 이전 또는 후술하는 감압단계(S200) 이후에 제1가압가스와 다른 제2가압가스 공급을 통해 챔버 내의 압력을 상승시키는 서브가압단계를 추가로 포함할 수 있다.As another example, a sub-pressurization step of increasing the pressure in the chamber by supplying a second pressurized gas different from the first pressurized gas may be further included before the pressurization step (S100) or after the depressurization step (S200) described later. .

즉, 일예로, 상기 가압단계(S100) 이전에 서브가압단계를 통해 챔버 내에 제2가압가스 공급을 통해 챔버 내의 압력을 상승시키고, 서브가압단계 이후에 후술하는 감압단계(S200)에 대응하는 챔버 내의 압력을 상압 미만으로 하강하는 배기단계를 수행하고, 뒤이어 가압단계(S100)가 수행될 수 있다.That is, as an example, before the pressurization step (S100), the pressure in the chamber is increased by supplying a second pressurized gas into the chamber through the sub-pressurization step, and after the sub-pressurization step, the chamber corresponding to the decompression step (S200) described later. An exhaust step of lowering the internal pressure to below normal pressure may be performed, followed by a pressurization step (S100).

또한, 다른 예로서, 상기 가압단계(S100) 및 후술하는 감압단계(S200) 이후에 챔버 내에 제2가압가스 공급을 통해 챔버 내의 압력을 상승시키는 서브가압단계를 수행할 수 있다.Additionally, as another example, after the pressurization step (S100) and the pressure reduction step (S200) described later, a sub-pressurization step of increasing the pressure in the chamber by supplying a second pressurized gas into the chamber may be performed.

한편, 전술한 바와는 달리 제1가압가스(1)와 제2가압가스가 일정 시간동안 동시에 챔버 내에 공급될 수 있음은 또한 물론이다.Meanwhile, of course, unlike the above, the first pressurized gas 1 and the second pressurized gas can be supplied into the chamber simultaneously for a certain period of time.

이때, 사용되는 제1가압가스(1)는, 전술한 바와 같이 수소(H) 원소를 포함하는 가스일 수 있다.At this time, the first pressurized gas 1 used may be a gas containing the element hydrogen (H) as described above.

보다 구체적으로, 상기 제1가압가스(1)는, 수소(H2), 중수소(D2, deuterium) 및 삼중수소(T2, tritium) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.More specifically, the first pressurized gas 1 may contain at least one of hydrogen (H2), deuterium (D2), and tritium (T2).

즉, 상기 제1가압가스(1)를 수소(H) 원소를 포함하는 가스를 사용함으로써, 산소라디칼을 사용하여 박막 처리 시 강한 반응성으로 인해 산소라디칼이 박막 처리 전에 재결합하거나 박막 내부까지 도달하지 못해 박막 내부에 대한 불순물 제거 및 치밀화를 위한 반응이 수행되지 못하는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.That is, by using a gas containing the hydrogen (H) element as the first pressurized gas (1), due to strong reactivity when processing a thin film using oxygen radicals, the oxygen radicals cannot recombine before thin film processing or do not reach the inside of the thin film. There is an advantage in preventing problems in which the reaction for removing impurities and densifying the inside of the thin film cannot be performed.

더 나아가, 수소(H) 원소를 포함하는 가스를 사용함으로써, 산소라디칼에 전술한 가압단계(S100)를 적용함으로써 박막 내부까지 산소라디칼이 침투함으로써 재산화(Re-oxidation) 및 기판특성의 변화를 야기하는 현상을 원천적으로 차단하고 문턱전압 및 누설전류의 특성을 개선할 수 있는 이점이 있다.Furthermore, by using a gas containing the hydrogen (H) element, the oxygen radicals penetrate into the inside of the thin film by applying the above-described pressurization step (S100) to the oxygen radicals, thereby preventing re-oxidation and changes in substrate properties. It has the advantage of fundamentally blocking the phenomenon that causes it and improving the characteristics of the threshold voltage and leakage current.

상기 제2가압가스는, 산소(O), 질소(N), 염소(Cl), 불소(F) 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 가스일 수 있으며, 보다 바람직하게는 산소(O2) 가스일 수 있다.The second pressurized gas may be a gas containing at least one element of oxygen (O), nitrogen (N), chlorine (Cl), and fluorine (F), and more preferably may be oxygen (O2) gas. there is.

구체적인 실시예로서, 제1가압가스(1)가 수소(H)를 포함하며 제2가압가스가 산소(O)를 포함하는 경우에 대하여 상세히 설명한다.As a specific example, the case where the first pressurized gas 1 contains hydrogen (H) and the second pressurized gas contains oxygen (O) will be described in detail.

이 경우, 수소(H)를 포함하는 제1가압가스(1)와 산소(O)를 포함하는 제2가압가스를 동시에 챔버 내에 공급할 경우, 폭발 위험성이 있는 바, 가압단계(S100)와 서브가압단계 사이에 챔버 내의 압력을 저압, 즉 상압 미만의 진공압으로 하강하여 배기하는 단계가 수행될 수 있다.In this case, if the first pressurized gas 1 containing hydrogen (H) and the second pressurized gas containing oxygen (O) are supplied into the chamber at the same time, there is a risk of explosion, so the pressurization step (S100) and the sub-pressurization Between steps, a step of lowering the pressure in the chamber to a low pressure, that is, a vacuum pressure below normal pressure, and exhausting the chamber may be performed.

이때, 일 실시예로서, 수소(H)를 포함하는 제1가압가스(1)를 이용하여 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)가 수행되고, 뒤이어 산소(O)를 포함하는 제2가압가스를 이용하여 서브가압단계와 감압단계(S200)가 수행될 수 있다.At this time, as an example, the pressurization step (S100) and the decompression step (S200) are performed using the first pressurized gas 1 containing hydrogen (H), followed by the second pressurization containing oxygen (O). The sub-pressurization step and the decompression step (S200) may be performed using gas.

전술한 바와 같이 제1가압가스(1)를 통한 가압단계(S100) 및 감압단계(S200) 수행 후 제2가압가스를 통한 서브가압단계 및 감압단계(S200)를 수행하는 경우, 수소(H)에 따른 가압단계(S100) 또는 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)를 거쳐 터널층(200) 내 불순물(2) 및 Si-O사이의 불완전한 결합을 효과적으로 제거하고, 산소(O)에 따른 서브가압단계 또는 감압단계(S200)를 거쳐 터널층(200) 내 결핍된 산소(O)를 막질에 공급하여 WER(Wet Etching rate)를 개선할 수 있는 이점이 있다.As described above, when performing the pressurization step (S100) and the decompression step (S200) through the first pressurized gas (1) and then the sub-pressurization step and decompression step (S200) through the second pressurized gas, hydrogen (H) Through the pressurization step (S100) or the pressurization step (S100) and the decompression step (S200), the impurities (2) and the incomplete bond between Si-O in the tunnel layer 200 are effectively removed, and the oxygen (O) There is an advantage in that the wet etching rate (WER) can be improved by supplying oxygen (O) deficient in the tunnel layer 200 to the membrane through the sub-pressurization step or decompression step (S200).

또한, 다른 예로서, 제2가압가스를 통한 서브가압단계 및 감압단계(S200) 수행 후 제1가압가스(1)를 통한 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)를 수행하는 경우, 산소(O)에 따른 서브가압단계 또는 감압단계(S200)를 거쳐 터널층(200) 내 결핍된 산소(O)를 막질에 공급하고, 뒤이어 수소(H)에 따른 가압단계(S100) 또는 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)를 거쳐 터널층(200) 내 불순물(2) 및 Si-O사이의 불완전한 결합을 효과적으로 제거하고, 새로운 결합을 유도하여 WER(Wet Etching rate)를 개선할 수 있는 이점이 있다.In addition, as another example, when performing the pressurization step (S100) and the decompression step (S200) through the first pressurized gas (1) after performing the sub-pressurization step and decompression step (S200) through the second pressurized gas, oxygen ( Oxygen (O) lacking in the tunnel layer 200 is supplied to the membrane through a sub-pressurization step or decompression step (S200) according to O), followed by a pressurization step (S100) or pressurization step (S100) according to hydrogen (H). ) and the pressure reduction step (S200), the imperfect bond between impurities (2) and Si-O in the tunnel layer 200 is effectively removed, and new bonds are induced to improve the WER (Wet Etching rate). there is.

한편, 전술한 상기 가압단계(S100)는, 단순히 제1가압가스(1) 공급을 통해 챔버 내의 압력을 제1압력(P1)으로 높일 수 있으며, 더 나아가 챔버를 배기하는 배기시스템과 함께 연동하여 챔버 내의 압력을 고압으로 상승시킬 수 있다.Meanwhile, the pressurization step (S100) described above can increase the pressure in the chamber to the first pressure (P1) simply by supplying the first pressurized gas (1), and further works in conjunction with an exhaust system that exhausts the chamber. The pressure within the chamber can be raised to high pressure.

예를 들면, 상기 가압단계(S100)는, 처리공간에 대한 배기를 일부 수행하면서 제1가압가스(1)를 공급할 수 있으며, 다른 예로서 배기가 차단된 상태에서 제1가압가스(1)를 공급할 수도 있다.For example, in the pressurization step (S100), the first pressurized gas (1) may be supplied while partially exhausting the processing space, and as another example, the first pressurized gas (1) may be supplied while exhaust is blocked. We can also supply.

상기 감압단계(S200)는, 가압단계(S100) 이후에, 챔버 내의 압력을 제1압력(P1) 보다 낮은 제3압력(P3)으로 하강시키는 단계일 수 있다.The decompression step (S200) may be a step of lowering the pressure in the chamber to a third pressure (P3) that is lower than the first pressure (P1) after the pressurization step (S100).

이때, 상기 감압단계(S200)는, 챔버 하부의 매니폴드에 형성되는 배기구와 이에 연결되는 배기밸브를 통해 챔버 내의 압력을 하강시킬 수 있으며, 이 과정에서 외부의 배기펌프와 연결될 수 있다.At this time, in the pressure reduction step (S200), the pressure in the chamber can be lowered through an exhaust port formed in the manifold at the bottom of the chamber and an exhaust valve connected to it, and in this process, it can be connected to an external exhaust pump.

한편, 상기 감압단계(S200)는, 전술한 제1가압가스(1)의 공급을 유지하면서 챔버 내를 감압할 수 있으며, 다른 예로서, 제1가압가스(1)의 공급을 차단하고 배기밸브를 통해 챔버 내의 압력을 하강시킬 수 있다.Meanwhile, in the decompression step (S200), the pressure inside the chamber can be reduced while maintaining the supply of the above-described first pressurized gas (1). As another example, the supply of the first pressurized gas (1) is blocked and the exhaust valve is closed. The pressure in the chamber can be lowered through.

상기 제3압력(P3)은, 제1압력(P1) 보다 낮은 압력값으로 대기압보다 높거나 낮을 수 있으나, 보다 바람직하게는 불순물의 외부 배출을 위하여 대기압보다 낮은 진공상태의 압력 값일 수 있다.The third pressure P3 is a pressure value lower than the first pressure P1 and may be higher or lower than atmospheric pressure, but more preferably, it may be a vacuum pressure value lower than atmospheric pressure for external discharge of impurities.

예를 들면, 상기 감압단계(S200)는, 챔버 내의 압력을 제1압력(P1)으로부터 제2압력(P2)으로 하강시키는 제1감압단계(S210)와, 상기 제1감압단계 이후에 상기 챔버 내의 압력을 상기 제2압력(P2)으로부터 상압보다 작은 제3압력(P3)으로 하강시키는 제2감압단계(S230)를 포함할 수 있다.For example, the decompression step (S200) includes a first decompression step (S210) of lowering the pressure in the chamber from the first pressure (P1) to the second pressure (P2), and the chamber after the first decompression step. It may include a second decompression step (S230) of lowering the internal pressure from the second pressure (P2) to the third pressure (P3), which is smaller than normal pressure.

또한, 상기 감압단계(S200)는, 제1감압단계(S210) 이후에 상기 챔버 내의 압력을 제2압력(P2)으로 일정 시간동안 유지하는 압력유지단계(S220)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the decompression step (S200) may further include a pressure maintenance step (S220) in which the pressure in the chamber is maintained at the second pressure (P2) for a certain period of time after the first decompression step (S210).

이때, 상기 제2압력(P2)은, 상압, 즉 1ATM일 수 있으며, 제3압력(P3)은, 상압 미만의 압력값으로서, 제2감압단계(S230) 시 챔버 내의 압력을 진공압으로 하강시킬수 있다.At this time, the second pressure (P2) may be normal pressure, that is, 1ATM, and the third pressure (P3) is a pressure value below normal pressure, and the pressure in the chamber is lowered to vacuum pressure during the second decompression step (S230). You can do it.

즉, 상기 제1압력(P1)은, 2atm이며, 제3압력(P3)은, 10torr의 진공상태의 압력값일 수 있다. That is, the first pressure (P1) may be 2 atm, and the third pressure (P3) may be a vacuum pressure value of 10 torr.

이때, 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)를 고온상태에서 적어도 1회 수행함으로써, 터널층(200) 표면 및 내부의 불순물(2)을 제거하고 치밀도를 향상시킬 수 있으며, 더 나아가, 제1가압가스가 내부까지 침투하여 반응하면서도 하부에 위치하는 기판(100)과 수소 사이의 반응이 없으므로, 산소를 사용함에 따른 재산화 문제를 사전에 차단할 수 있다.At this time, by performing the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200) at least once at a high temperature, the impurities 2 on the surface and inside the tunnel layer 200 can be removed and the density can be improved, and further, Although the first pressurized gas penetrates into the interior and reacts, there is no reaction between the hydrogen and the substrate 100 located below, so reoxidation problems caused by the use of oxygen can be prevented in advance.

즉, 고온상태에서 가압단계(S100)와 감압단계(S200)를 적어도 1회 수행함으로써, 수소(H)를 통한 터널층(200) 내 불순물(2)의 결합 및 챔버 외부로의 배기를 수행하고 제거된 불순물(2)에 따른 원소 재배열을 통해 터널층(200)에 대한 치밀도를 향상시킬 수 있다.That is, by performing the pressurization step (S100) and the depressurization step (S200) at least once in a high temperature state, the impurities (2) in the tunnel layer 200 through hydrogen (H) are combined and exhausted to the outside of the chamber. The density of the tunnel layer 200 can be improved through rearrangement of elements according to the removed impurities 2.

예를 들면, 상기 감압단계(S200)는, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 가압단계(S200)를 통해 챔버 내에 공급된 제1가압가스인 수소(H) 원소가 터널층(200) 표면 및 내부에 존재하는 불순물(2)인 염소(Cl)와 반응하여 형성하는 염화수소(HCl)를 감압과정에서 기판(100) 표면 및 챔버 처리공간(S)으로 이동시키고, 더 나아가 진공압 상태의 챔버로 인해 부산물인 염화수소(HCl)을 배출할 수 있다.For example, in the decompression step (S200), as shown in FIGS. 2B and 2C, hydrogen (H) element, which is the first pressurized gas supplied into the chamber through the pressurization step (S200), is formed in the tunnel layer 200. Hydrogen chloride (HCl), which is formed by reacting with chlorine (Cl), an impurity (2) present on the surface and inside, is moved to the surface of the substrate 100 and the chamber processing space (S) during the decompression process, and further moved to the vacuum pressure state. The chamber may emit hydrogen chloride (HCl) as a by-product.

한편, 상기 가압단계(S100) 및 상기 감압단계(S200)는, 하나의 단위 사이클로 하여 n회 수행되며, 적어도 하나의 단위 사이클은 후술하는 승온단계를 통한 고온유지단계 동안 수행될 수 있다.Meanwhile, the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200) are performed n times as one unit cycle, and at least one unit cycle may be performed during the high temperature maintaining step through the temperature raising step described later.

즉, 상기 가압단계(S100) 및 상기 감압단계(S200)를 적어도 1회, 다른 예로서 도 1에 도시된 바와 같이, 복수회 반복하여 수행할 수 있고, 이로써 챔버 내의 압력을 상압을 기준으로 고압 및 저압으로 반복할 수 있다.In other words, the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200) can be repeated at least once, or as another example, as shown in FIG. 1, multiple times, and thereby the pressure in the chamber is changed to a high pressure based on normal pressure. and can be repeated at low pressure.

예를 들면, 상기 가압단계(S100)를 통해 챔버 내의 압력을 상압 이상인 제1압력(P1)으로 상승시키고, 감압단계(S200)를 통해 챔버 내의 압력을 상압인 제2압력(P2)으로 하강시키고, 뒤이어 챔버 내의 압력을 상압 미만인 제3압력(P3)으로 추가 하강시키며, 이와 같은 상승 및 하강을 반복할 수 있다.For example, through the pressurization step (S100), the pressure in the chamber is raised to the first pressure (P1), which is above normal pressure, and through the decompression step (S200), the pressure in the chamber is lowered to the second pressure (P2), which is normal pressure. , Subsequently, the pressure in the chamber is further lowered to the third pressure (P3), which is below normal pressure, and this increase and decrease can be repeated.

또한, 다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 상기 가압단계 및 상기 감압단계 사이에서, 챔버 내의 압력을 제3압력(P3)을 최소값, 제1압력(P1)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 하강 및 상승하는 변압단계(S300)를 적어도 1회 수행할 수 있다.In addition, as another example, as shown in FIG. 3, in the substrate processing method according to the present invention, between the pressurizing step and the decompressing step, the pressure in the chamber is set to a minimum value of the third pressure (P3) and the first pressure (P3). The lowering and rising pressure transformation step (S300) can be performed at least once within the pressure range with P1) as the maximum value.

즉, 상기 변압단계(S300)는, 가압단계(S100) 이후 및 감압단계(S200) 이전에 수행되며, 챔버 내의 압력을 하강 및 상승하는 단계일 수 있다.That is, the pressure transformation step (S300) is performed after the pressurization step (S100) and before the decompression step (S200), and may be a step of lowering and increasing the pressure in the chamber.

이때, 상기 변압단계(S300)는, 가압단계(S100) 이후에 챔버 내의 압력이 제1압력(P1)인 상태에서 챔버 내의 압력을 제3압력(P3)을 최소값, 제1압력(P1)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 하강 및 상승할 수 있고, 제1압력(P1)으로 변화시킨 상태에서 감압단계(S200)가 뒤이어 수행되도록 할 수 있다.At this time, in the pressure transformation step (S300), after the pressurization step (S100), while the pressure in the chamber is the first pressure (P1), the pressure in the chamber is set to the third pressure (P3) to the minimum value and the first pressure (P1). It can descend and rise within the pressure range set to the maximum value, and the decompression step (S200) can be performed subsequently with the pressure changed to the first pressure (P1).

이 경우, 상기 변압단계(S300)는, 제3압력(P3)을 최소값, 제1압력(P1)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 하강 및 상승할 수 있으며, 하강 및 상승을 단위 사이클로 하여 단위 사이클을 적어도 1회 수행할 수 있다.In this case, the transformation step (S300) can fall and rise within a pressure range with the third pressure (P3) as the minimum value and the first pressure (P1) as the maximum value, and the fall and rise as a unit cycle. The cycle can be performed at least once.

한편, 상기 변압단계(S300)는, 상압 이상에서 챔버 내의 압력을 하강 및 상승할 수 있으며, 이에 따라, 제1압력(P1)에서 상압 범위 내에서 챔버 내의 압력을 하강 및 상승할 수 있다.Meanwhile, in the pressure transformation step (S300), the pressure in the chamber can be lowered and raised above the normal pressure, and accordingly, the pressure in the chamber can be lowered and raised within the normal pressure range from the first pressure (P1).

또한, 다른 예로서, 상기 변압단계(S300)는, 상압 미만 제3압력(P3) 이상의 압력범위로 챔버 내의 압력을 하강하고, 상압 이상 제1압력(P1) 이하의 압력범위로 챔버 내의 압력을 상승할 수 있다.In addition, as another example, the pressure transformation step (S300) lowers the pressure in the chamber to a pressure range above the third pressure (P3) below normal pressure, and lowers the pressure within the chamber to a pressure range below the first pressure (P1) above normal pressure. It can rise.

이에 따라, 상기 변압단계(S300)는, 챔버 내의 압력을 상압을 기준으로 상압 미만인 저압과 상압 이상인 고압 사이를 반복하여 변화시킬 수 있다.Accordingly, in the pressure transformation step (S300), the pressure in the chamber can be repeatedly changed between a low pressure below atmospheric pressure and a high pressure above atmospheric pressure.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 터널층(200)에 대한 치밀도(densification)를 향상시키기 위하여, 가압단계(S100) 및 감압단계(S200) 중 적어도 일부 시간 동안 챔버 내를 상온보다 높은 제2온도의 온도분위기로 조성하여 터널층(200)의 원소를 재배열하는 어닐링단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, in the substrate processing method according to the present invention, in order to improve the density of the tunnel layer 200, the temperature inside the chamber is higher than room temperature for at least some of the time during the pressurization step (S100) and the decompression step (S200). An annealing step of rearranging the elements of the tunnel layer 200 by creating a temperature atmosphere of the second temperature may be additionally included.

상기 어닐링단계는, 가압단계(S100) 및 감압단계(S200) 중 적어도 일부 시간 동안 챔버 내의 온도를 상온보다 높은 제2온도로 조성, 즉 터널층(200)에 고온환겨을 노출시킴으로써, 터널층(200)을 어닐링하는 단계로서, 터널층(200)의 원소를 재배열하여 치밀화(densification)할 수 있다.The annealing step sets the temperature in the chamber to a second temperature higher than room temperature for at least part of the time during the pressurization step (S100) and the decompression step (S200), that is, by exposing the tunnel layer 200 to high temperature ventilation, the tunnel layer ( As a step of annealing 200), the elements of the tunnel layer 200 can be rearranged to achieve densification.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 적어도 1회 수행되는 가압단계(S100) 중 최초로 수행되는 가압단계(S100) 전에 챔버 내의 압력을 상압 미만인 저압, 즉 진공압으로 하강시키는 어닐링준비단계(S400)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention includes an annealing preparation step (S400) in which the pressure in the chamber is lowered to a low pressure below normal pressure, that is, a vacuum pressure, before the first pressurizing step (S100) performed among the pressurizing steps (S100) performed at least once. ) may additionally be included.

상기 어닐링준비단계(S400)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 최초 가압단계(S100) 수행 전 챔버 내의 압력을 상압에서 하강시키는 단계로서, 일예로, 상압에서 제3압력(P3)으로 하강할 수 있다.As shown in FIG. 3, the annealing preparation step (S400) is a step of lowering the pressure in the chamber from normal pressure before performing the first pressurizing step (S100). For example, the pressure is lowered from normal pressure to the third pressure (P3). You can.

이로써, 상기 어닐링준비단계(S400)는, 가압단계(S100)를 통한 터널층(200)에 대한 처리 전, 챔버 내 잔류하는 각종 가스 및 불순물을 배기하고 챔버 내를 박막처리를 위해 환기할 수 있다.Accordingly, in the annealing preparation step (S400), before processing the tunnel layer 200 through the pressurizing step (S100), various gases and impurities remaining in the chamber can be exhausted and the chamber can be ventilated for thin film processing. .

한편, 상기 어닐링단계를 위해서는, 챔버 내의 온도를 제2온도로 상승 및 유지할 필요가 있으며, 이를 위해 챔버 내의 온도를 변화시킬 필요가 있다,Meanwhile, for the annealing step, it is necessary to raise and maintain the temperature in the chamber to the second temperature, and for this, it is necessary to change the temperature in the chamber.

예를 들면, 상기 챔버 내의 온도를 제1온도로부터 제2온도로 승온시키는 승온단계와, 제2온도로부터 하강시키는 감온단계를 포함할 수 있다.For example, it may include a temperature raising step of increasing the temperature in the chamber from the first temperature to the second temperature, and a temperature reduction step of decreasing the temperature from the second temperature.

상기 승온단계는, 챔버 내의 온도를 제1온도에서 상온보다 높은 제2온도로 상승시키는 단계일 수 있다.The temperature raising step may be a step of increasing the temperature in the chamber from a first temperature to a second temperature higher than room temperature.

이때, 상기 승온단계는, 챔버 내를 처리하기 위한 온도 분위기로 조성하기 위하여, 챔버 내의 온도를 제1온도에서 상온보다 높은 제2온도로 상승시킬 수 있으며, 이로써, 챔버 내를 처리하기 위한 온도조건이 조성될 수 있다.At this time, in the temperature raising step, the temperature within the chamber may be raised from the first temperature to the second temperature higher than room temperature in order to create a temperature atmosphere for processing within the chamber, thereby establishing a temperature condition for processing within the chamber. This can be created.

이때, 상기 승온단계는, 가압단계(S100) 동안 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 전술한 압력상승단계 또는 고압유지단계에 수행될 수 있다.At this time, the temperature raising step may be performed during the pressurizing step (S100), and more specifically, it may be performed during the pressure increasing step or the high pressure maintaining step described above.

상기 감온단계는, 챔버 내의 온도를 챔버내부를 처리하기 위한 온도인 제2온도에서 제3온도로 하강시키는 단계일 수 있다.The temperature reduction step may be a step of lowering the temperature within the chamber from the second temperature, which is the temperature for processing the inside of the chamber, to the third temperature.

이때 상기 제3온도는, 챔버 내부의 처리를 완료하고 이후에 수행되는 공정을 위하여 공정조건에 부합하는 온도일 수 있으며, 전술한 제1온도와 같거나 후속공정에 따라 다른 온도일 수 있다.At this time, the third temperature may be a temperature that satisfies the process conditions for completing the processing inside the chamber and for subsequent processes, and may be the same as the above-described first temperature or a different temperature depending on the subsequent process.

이때, 상기 감온단계는, 가압단계(S100), 보다 구체적으로는 고압유지단계 동안 수행될 수 있으며, 챔버 내의 압력이 대기압보다 큰 고압상태인 제1압력(P1)으로 유지되는 기간동안 제2온도에서 제3온도로 감온할 수 있다.At this time, the temperature reduction step may be performed during the pressurization step (S100), more specifically, the high pressure maintenance step, and the second temperature is maintained during the period when the pressure in the chamber is maintained at the first pressure (P1), which is a high pressure state greater than atmospheric pressure. The temperature can be reduced to the third temperature.

한편, 상기 승온단계 및 감온단계는, 가압단계(S100), 특히 고압유지단계 동안 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 승온단계의 승온시점, 승온종점, 감온단계의 감온시점 및 감온종점을 챔버내부 및 박막의 열화를 최소화할 수 있는 시점으로 특정할 수 있다.Meanwhile, the temperature raising step and the temperature reducing step may be performed during the pressurizing step (S100), especially the high pressure maintaining step, and more specifically, the temperature increasing time, temperature increasing end point, and temperature reducing time and temperature reducing end point of the temperature raising step are determined by the chamber. It can be specified at a point in time when deterioration of the interior and thin film can be minimized.

예를 들면, 상기 승온단계는, 가압단계(S100)의 수행 중 또는 가압단계(S100)의 수행 후 미리 설정된 승온시점부터 승온종점까지 온도분위기를 제1온도에서 제2온도로 승온시킬 수 있다.For example, the temperature raising step may increase the temperature atmosphere from the first temperature to the second temperature from the preset temperature raising time point to the temperature raising end point while performing the pressurizing step (S100) or after performing the pressurizing step (S100).

이때, 상기 승온단계에서의 승온시점 및 승온종점은 가압단계(S100)의 시작시점(제1압력(P1)으로 가압이 시작되는 시점) 및 감압단계(S200)의 시작시점(제2압력(P2)으로 감압이 시작되는 시점) 사이로 설정될 수 있다.At this time, the temperature increase time and temperature increase end point in the temperature increase step are the start time of the pressurization step (S100) (the time when pressurization starts with the first pressure (P1)) and the start time of the pressure reduction step (S200) (the second pressure (P2) ) can be set between (the point at which decompression begins).

일예로서, 상기 승온단계는, 가압단계(S100)의 수행 중 미리 설정된 승온시점부터 승온종점까지 온도를 승온시킬 수 있다.As an example, the temperature increase step may increase the temperature from a preset temperature increase point to the temperature increase end point while performing the pressurization step (S100).

여기서 상기 승온시점은, 상기 가압단계(S100)의 시작시점 이후라면 어떠한 시점에서나 설정될 수 있으나, 일정량의 제1가압가스가 투입되어 공정압이 대기압 이상으로 가압된 이후의 시점으로 설정됨이 바람직하다.Here, the temperature increase time can be set at any time after the start time of the pressurization step (S100), but it is preferable to set it at a time after a certain amount of first pressurized gas is input and the process pressure is pressurized to atmospheric pressure or higher. do.

또한, 다른 예로서, 상기 승온시점은, 전술한 어닐링준비단계(S400) 수행 도중으로 설정될 수 있으며, 보다 구체적으로는 챔버 내의 압력이 상압 미만일 때 설정될 수 있다.Additionally, as another example, the temperature increase time may be set while performing the above-described annealing preparation step (S400), and more specifically, may be set when the pressure within the chamber is below normal pressure.

상기 감온단계는, 전술한 승온단계와 같이, 가압단계(S100)의 수행 중 또는 가압단계(S100)의 수행 후 미리 설정된 감온시점부터 감온종점까지 온도분위기를 제2온도에서 제3온도로 승온시킬 수 있다.The temperature reduction step, like the temperature increase step described above, increases the temperature atmosphere from the second temperature to the third temperature from the preset temperature reduction point to the temperature reduction end point during or after the pressurization step (S100). You can.

이때, 상기 감온단계에서의 감온시점 및 감온종점은 가압단계(S100)의 시작시점(제1압력(P1)으로 가압이 시작되는 시점) 및 감압단계(S200)의 시작시점(제2압력(P2)으로 감압이 시작되는 시점) 사이로 설정될 수 있다. At this time, the temperature reduction time and temperature reduction end point in the temperature reduction step are the start time of the pressurization step (S100) (the time when pressurization starts with the first pressure (P1)) and the start time of the pressure reduction step (S200) (the second pressure (P2) ) can be set between (the point at which decompression begins).

일예로서, 상기 감온단계는, 가압단계(S100)의 수행 중 미리 설정된 감온시점부터 감온종점까지 온도를 감온시킬 수 있다. As an example, the temperature reduction step may reduce the temperature from a preset temperature reduction point to an end point during the pressurization step (S100).

여기서 상기 감온시점은, 상기 가압단계(S100)의 시작시점 이후라면 어떠한 시점에서나 설정될 수 있으나, 일정량의 제1가압가스가 투입되어 공정압이 대기압 이상으로 가압된 이후의 시점으로 설정됨이 바람직하며, 같은 상황으로서, 감압단계(S200)의 종료시점 이전으로서 챔버 내부의 공정압이 대기압 이하로 감압되기 이전의 시점으로 설정될 수 있다. Here, the temperature reduction point can be set at any point after the start point of the pressurization step (S100), but it is preferable to set it at a point after a certain amount of first pressurized gas is input and the process pressure is pressurized above atmospheric pressure. In the same situation, it may be set to a time before the end of the pressure reduction step (S200) and before the process pressure inside the chamber is reduced to below atmospheric pressure.

한편, 일예로서, 상기 감온단계는, 가압단계(S100)와 감압단계(S200)를 하나의 단위 사이클로하여, n번 반복 수행될 때, 마지막 n번째 가압단계의 고압유지단계 동안 수행될 수 있다.Meanwhile, as an example, the temperature reduction step may be performed during the high pressure maintenance step of the last nth pressurization step when the pressurization step (S100) and the pressure reduction step (S200) are repeated n times as one unit cycle.

즉, 단위 사이클의 1회부터 n-1회 동안의 반복 수행 과정에서는, 챔버내부의 처리를 위한 처리온도 조성을 위해 챔버 내의 온도가 제2온도로 유지될 수 있으며, 후속공정의 온도조건을 위하여 감온단계는 n회째의 고압유지단계 동안 수행될 수 있다.That is, in the repetitive process of performing the unit cycle from 1 to n-1 times, the temperature in the chamber can be maintained at the second temperature to create a processing temperature for processing inside the chamber, and the temperature is reduced for the temperature conditions of the subsequent process. The step may be performed during the nth high pressure maintenance step.

한편, 전술한 제2온도는, 터널층(200)에 대한 원소를 재배열하여 치밀도를 향상시키기 위한 온도로서, 일예로 400℃ 이상 950℃ 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 750℃ 이상 800℃ 이하일 수 있다.Meanwhile, the above-mentioned second temperature is a temperature for improving density by rearranging the elements of the tunnel layer 200, and may be, for example, 400°C or more and 950°C or less, and more preferably 750°C or more and 800°C. It may be below.

상기 제2온도가 950℃를 초과하는 경우, 물리적 구성을 통한 온도 구현이 어렵고, 장치에 포함되는 다양한 구성에 대한 손상을 야기하는 문제점이 있고, 제2온도가 400℃ 미만인 경우에는, 터널층(200)에 대한 어닐링 효과가 충분히 발생하지 못하는 문제점이 있다.If the second temperature exceeds 950°C, it is difficult to implement the temperature through the physical configuration and there is a problem of causing damage to various components included in the device, and if the second temperature is less than 400°C, the tunnel layer ( 200), there is a problem in that the annealing effect does not sufficiently occur.

한편, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 터널층(200) 형성 전 또는 감압단계(S200) 이후에 전하를 트랩하기 위한 트랩층(300)을 형성하는 제1증착단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the substrate processing method according to the present invention may include a first deposition step of forming a trap layer 300 to trap charges before forming the tunnel layer 200 or after the decompression step (S200).

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 제1증착단계 이전 또는 이후에 전하를 블록킹하기 위한 블록킹층(400)을 형성하는 제2증착단계를 포함할 수 있다.Additionally, the substrate processing method according to the present invention may include a second deposition step of forming a blocking layer 400 for blocking charges before or after the first deposition step.

상기 제1증착단계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 터널층(200) 상에 터널층(200)을 통과한 전하를 트랩하기 위한 트랩층(300)을 형성하는 단계일 수 있다.As shown in FIG. 4, the first deposition step may be a step of forming a trap layer 300 on the tunnel layer 200 to trap charges that have passed through the tunnel layer 200.

이때, 상기 트랩층(300)은, 터널층(200)을 통과한 전하를 트랩하기 위한 구성으로서, 종래 개시된 다결정실리콘을 이용한 플로팅게이트 또는 트랩나이트라이드일 수 있다.At this time, the trap layer 300 is a structure for trapping charges that have passed through the tunnel layer 200, and may be a conventionally disclosed floating gate using polycrystalline silicon or a trap nitride.

또한, 다른 예로서, 상기 트랩층(300)은, 나이트라이드(Nitride) 층으로 부도체를 이용하여 전하를 트랩하거나 산화막으로 구성될 수도 있다.Additionally, as another example, the trap layer 300 may trap charges using an insulator as a nitride layer or may be composed of an oxide film.

예를 들면, 상기 트랩층(300)은, Poly-Si, SiN 또는 SiON 막일 수 있다.For example, the trap layer 300 may be a Poly-Si, SiN, or SiON film.

한편, 상기 제1증착단계는, 도 6에 도시된 바와 같이, 3D구조의 경우 터널층(200) 형성 전에 수행될 수 있으며, 이 경우 후술하는 제2증착단계 이후에 수행됨으로써 블록킹층(400) 상에 트랩층(300)을 형성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the first deposition step may be performed before forming the tunnel layer 200 in the case of a 3D structure, and in this case, the first deposition step may be performed after the second deposition step, which will be described later, to form the blocking layer 400. A trap layer 300 may be formed on it.

상기 제2증착단계는, 제1증착단계 이후에 전하를 블록킹하기 위한 블록킹층(400)을 트랩층(300) 상에 형성하는 단계일 수 있다.The second deposition step may be a step of forming a blocking layer 400 for blocking charges on the trap layer 300 after the first deposition step.

이때, 상기 블록킹층(400)은, 종래 개시된 절연층으로서, 트랩층(300)을 중심으로 하부에 터널층(200)과 함께 전하를 트랩층(300)에 트랩하기 위한 구성일 수 있다.At this time, the blocking layer 400 is a conventionally disclosed insulating layer, and may be configured to trap charges in the trap layer 300 together with the tunnel layer 200 below the trap layer 300 .

예를 들면, 상기 블록킹층(400)은, 종래 개시된 절연막으로서, 옥사이드(Oxide) 층일 수 있으며, 다른 예로서, 다층 절연박막으로서, 옥사이드층, 나이트라이드층, 옥사이드층으로 적층되는 ONO의 3층구조가 적용될 수 있다.For example, the blocking layer 400 is a conventionally disclosed insulating film, and may be an oxide layer. As another example, it is a multilayer insulating thin film, and is a three-layer ONO stacked with an oxide layer, a nitride layer, and an oxide layer. structure can be applied.

한편, 상기 제2증착단계는, 도 6에 도시된 바와 같이, 3D구조의 경우 트랩층(300) 형성 전에 수행될 수 있으며, 이 경우 후술하는 제1증착단계 이전에 수행됨으로써 블록킹층(400)을 형성할 수 있고, 뒤이어 제1증착단계를 통해 트랩층(300)이 형성되고, 뒤이어 터널층(200)이 형성된 상태에서 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)가 순차적으로 수행될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the second deposition step may be performed before forming the trap layer 300 in the case of a 3D structure. In this case, it is performed before the first deposition step to be described later, thereby forming the blocking layer 400. Can be formed, followed by the trap layer 300 being formed through the first deposition step, followed by the pressurization step (S100) and the depressurization step (S200) with the tunnel layer 200 formed. .

한편, 상기 트랩층(300) 및 블록킹층(400)에 전술한 터널층(200)에 수행되는 가압단계(S100) 및 감압단계(S200)를 이용한 박막처리가 적용될 수 있음은 또한 물론이다.Meanwhile, of course, thin film processing using the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200) performed on the tunnel layer 200 described above can be applied to the trap layer 300 and the blocking layer 400.

이하 본 발명에 따른 기판처리방법을 이용하여 형성되는 박막에 대하여 첨부된 도 5에 따라 설명한다.Hereinafter, a thin film formed using the substrate processing method according to the present invention will be described according to the attached FIG. 5.

상기 박막은, 기판(100) 상에 터널층(200), 트랩층(300), 블록킹층(400) 및 도전층(500)으로 형성되며, 전체적으로 게이트구조체를 이룰 수 있다.The thin film is formed on a substrate 100 with a tunnel layer 200, a trap layer 300, a blocking layer 400, and a conductive layer 500, and can form a gate structure as a whole.

이때, 상기 박막은, 게이트구조체 측면을 별도의 절연층(30)으로 형성하여, 트랩층(300)을 통한 전하의 트랩이 가능하도록 유도할 수 있다.At this time, the thin film can be formed on the side of the gate structure with a separate insulating layer 30 to enable trapping of charges through the trap layer 300.

한편, 상기 기판(100)은, 터널층(200)에 인접한 위치에 채널영역을 형성할 수 있으며, 게이트구조체 양측 방향, 즉 채널영역을 기준으로 양측에 각각 소스영역(20)과 드레인영역(10)이 형성되어 전원이 인가될 수 있다.Meanwhile, the substrate 100 may form a channel region in a position adjacent to the tunnel layer 200, and a source region 20 and a drain region 10 are formed on both sides of the gate structure, that is, on both sides based on the channel region. ) is formed and power can be applied.

또한, 다른 예로서, 3D 구조의 박막으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 코어에 절연층(30)이 구비되고 절연층(30)을 둘러싸고 형성되는 기판(100) 상에 외주방향으로 순차적으로 터널층(200), 트랩층(300), 블록킹층(400) 및 도전층(500)이 배치되는 구조가 적용될 수도 있다.In addition, as another example, as a thin film with a 3D structure, as shown in FIG. 6, an insulating layer 30 is provided at the core and is sequentially formed in the outer circumferential direction on the substrate 100 formed surrounding the insulating layer 30. A structure in which the tunnel layer 200, trap layer 300, blocking layer 400, and conductive layer 500 are disposed may be applied.

본 발명에 따른 기판처리방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 터널층(200)에 대한 치밀화(densificaiton) 향상 효과가 있는 것으로 확인된다.It is confirmed that the substrate processing method according to the present invention has an effect of improving densification of the tunnel layer 200, as shown in FIG. 4.

이때, 도 4는, 터널층(200)에 대한 치밀화(densification) 정도를 확인하기 위해 수행된 테스트로서, X축은 에칭 횟수를 의미하고 Y축은 특정지점에서의 수행 시 에칭된 막의 두께를 의미하며, 터널층(200)에 대한 박막처리를 수행하지 않았을 때와, 수소(H2)를 이용하여 박막처리를 수행하였을 때, 수소(H2)를 통한 박막처리 이후에 산소(O2)를 통한 박막처리를 수행하였을 때, 산소(O2)만을 이용하여 박막처리를 수행하였을 때를 비교한 그래프이다.At this time, Figure 4 is a test performed to confirm the degree of densification of the tunnel layer 200, where the When thin film processing is not performed on the tunnel layer 200 and when thin film processing is performed using hydrogen (H2), thin film processing using oxygen (O2) is performed after thin film processing using hydrogen (H2). This is a graph comparing when thin film processing was performed using only oxygen (O2).

이를 토대로, 도 4에 따른 그래프를 살펴보면, 수소(H2)인 제1가압가스(1)만으로 박막처리를 수행한 경우, 수소(H2)인 제1가압가스(1)와 산소(O2)인 제2가압가스를 순차적으로 이용하여 박막처리를 수행한 경우, 산소(O2)만을 이용하여 박막처리를 수행한 경우, 박막처리를 수행하지 않았을 경우 순서로 에칭율이 높아지는 바 제거된 박막 두께가 큰 것을 확인하였다.Based on this, looking at the graph according to FIG. 4, when thin film processing is performed only with the first pressurized gas 1 of hydrogen (H2), the first pressurized gas 1 of hydrogen (H2) and the first pressurized gas 1 of oxygen (O2) 2. When thin film treatment is performed sequentially using pressurized gas, when thin film treatment is performed using only oxygen (O2), and when thin film treatment is not performed, the etching rate increases in that order, indicating that the thickness of the removed thin film is large. Confirmed.

즉, 박막의 치밀화가 향상될 수록 에칭을 통해 제거되는 박막두께가 작아지므로, 산소(O2)만을 이용하여 박막처리를 수행한 경우, 수소(H2)인 제1가압가스(1)와 산소(O2)인 제2가압가스를 순차적으로 이용하여 박막처리를 수행한 경우, 수소(H2)인 제1가압가스(1)만으로 박막처리를 수행한 경우 순서로 치밀화가 향상되고 WER이 개선되는 것을 확인하였다.That is, as the densification of the thin film improves, the thin film thickness removed through etching becomes smaller. Therefore, when thin film processing is performed using only oxygen (O2), the first pressurized gas (1) of hydrogen (H2) and oxygen (O2 ), it was confirmed that when thin film processing was performed sequentially using the second pressurized gas (1), densification improved and WER improved in that order. .

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above is only a description of some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, as is well known, the scope of the present invention should not be construed as limited to the above embodiments, and the scope of the present invention described above It will be said that both the technical idea and the technical idea that is its basis are included in the scope of the present invention.

100: 기판 200: 터널층
300: 트랩층 400: 블록킹층
500: 도전층100: substrate 200: tunnel layer
300: trap layer 400: blocking layer
500: conductive layer

Claims (20)

기판(100) 상에 형성된 박막으로서 전하의 터널링이 발생되는 터널층(200)을 처리하는 기판처리방법으로서,
수소(H) 원소를 하나 이상 포함하는 제1가압가스의 공급을 통해 상기 기판(100)이 위치하는 챔버 내의 압력을 상압보다 큰 제1압력(P1)으로 상승시키는 가압단계(S100)와;
상기 가압단계(S100) 이후에, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제1압력(P1) 보다 낮은 제3압력(P3)으로 하강시키는 감압단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.A substrate processing method for processing a tunnel layer 200, which is a thin film formed on a substrate 100 and in which tunneling of charges occurs, comprising:
A pressurizing step (S100) of increasing the pressure in the chamber where the substrate 100 is located to a first pressure (P1) greater than normal pressure by supplying a first pressurized gas containing at least one hydrogen (H) element;
After the pressurizing step (S100), a decompression step (S200) of lowering the pressure in the chamber to a third pressure (P3) lower than the first pressure (P1). 청구항 1에 있어서,
상기 터널층(200)은,
SiO2 또는 SiON 막인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
The tunnel layer 200 is,
A substrate processing method characterized by using a SiO2 or SiON film. 청구항 1에 있어서,
상기 가압단계(100) 이전 또는 상기 감압단계(S200) 이후에 상기 제1가압가스와 다른 제2가압가스 공급을 통해 상기 챔버 내의 압력을 상승시키는 서브가압단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
A substrate characterized in that it further comprises a sub-pressurizing step of increasing the pressure in the chamber by supplying a second pressurizing gas different from the first pressurizing gas before the pressurizing step (100) or after the depressurizing step (S200). Processing method. 청구항 1에 있어서,
상기 제1가압가스는,
수소(H2), 중수소(D2) 및 삼중수소(T2) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
The first pressurized gas is,
A substrate processing method comprising at least one of hydrogen (H2), deuterium (D2), and tritium (T2). 청구항 3에 있어서,
상기 제2가압가스는,
산소(O2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 3,
The second pressurized gas is,
A substrate processing method characterized by including oxygen (O2). 청구항 1에 있어서,
상기 감압단계(S200)는,
상기 챔버 내의 압력을 상기 제1압력으로부터 제2압력으로 하강시키는 제1감압단계(S210)와, 상기 제1감압단계(S210) 이후에 상기 챔버 내의 압력을 상기 제2압력으로부터 상압보다 작은 제3압력으로 하강시키는 제2감압단계(S230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
In the decompression step (S200),
A first decompression step (S210) of lowering the pressure in the chamber from the first pressure to the second pressure, and a third decompression step (S210) of reducing the pressure in the chamber from the second pressure to less than normal pressure after the first decompression step (S210). A substrate processing method comprising a second decompression step (S230) of lowering the pressure. 청구항 6에 있어서,
상기 제2압력은,
상압인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 6,
The second pressure is,
A substrate processing method characterized by using normal pressure. 청구항 1에 있어서,
상기 감압단계(S200)는,
상기 챔버 내 상기 제1가압가스 공급이 중단되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
In the decompression step (S200),
A substrate processing method, characterized in that the supply of the first pressurized gas in the chamber is stopped. 청구항 1에 있어서,
상기 가압단계(S100) 및 상기 감압단계(S200) 사이에서, 상기 챔버 내의 압력을 상기 제3압력(P3)을 최소값, 상기 제1압력(P1)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 하강 및 상승하는 변압단계(S300)를 적어도 1회 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
Between the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200), the pressure in the chamber is lowered and raised within a pressure range where the third pressure (P3) is the minimum value and the first pressure (P1) is the maximum value. A substrate processing method characterized in that the transforming step (S300) is performed at least once. 청구항 9에 있어서,
상기 변압단계(S300)는,
상압 이상에서 상기 챔버 내의 압력을 하강 및 상승하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
The transformation step (S300) is,
A substrate processing method characterized by lowering and increasing the pressure in the chamber above normal pressure. 청구항 9에 있어서,
상기 변압단계(S300)는,
상압 미만 상기 제3압력(P3) 이상의 압력범위로 상기 챔버 내의 압력을 하강하고, 상압 이상 상기 제1압력(P1) 이하의 압력범위로 상기 챔버 내의 압력을 상승하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
The transformation step (S300) is,
A substrate processing method, characterized in that lowering the pressure in the chamber to a pressure range greater than the third pressure (P3) below normal pressure and increasing the pressure in the chamber to a pressure range greater than atmospheric pressure and below the first pressure (P1). 청구항 1에 있어서,
상기 터널층(200) 형성 전 또는 상기 감압단계(S200) 이후에 상기 전하를 트랩하기 위한 트랩층(300)을 형성하는 제1증착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
A substrate processing method comprising a first deposition step of forming a trap layer 300 to trap the charges before forming the tunnel layer 200 or after the decompression step (S200). 청구항 12에 있어서,
상기 트랩층(300)은,
플로팅게이트 또는 트랩나이트라이드인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 12,
The trap layer 300 is,
A substrate processing method characterized by floating gate or trap nitride. 청구항 12에 있어서,
상기 트랩층(300)은,
Poly-Si, SiN 또는 SiON 막인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 12,
The trap layer 300 is,
A substrate processing method characterized by using a Poly-Si, SiN or SiON film. 청구항 1에 있어서,
상기 가압단계(S100) 및 상기 감압단계(S200) 중 적어도 일부 시간 동안 상기 챔버 내를 상온보다 높은 제2온도의 온도분위기로 조성하여 상기 터널층(200)의 원소를 재배열하는 어닐링단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
An annealing step is added to rearrange the elements of the tunnel layer 200 by creating a temperature atmosphere of a second temperature higher than room temperature in the chamber for at least part of the time during the pressurizing step (S100) and the decompressing step (S200). A substrate processing method comprising: 청구항 15에 있어서,
상기 가압단계(S100)의 수행 중 또는 상기 가압단계(S100)의 수행 후 미리 설정된 승온시점부터 미리 설정된 승온종점까지 상기 챔버 내의 온도분위기를 제1온도로부터 상기 제2온도로 승온시키는 승온단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 15,
Includes a temperature raising step of increasing the temperature atmosphere in the chamber from the first temperature to the second temperature from a preset temperature increase time point to a preset temperature increase end point during or after performing the pressurization step (S100). A substrate processing method characterized by: 청구항 15에 있어서,
상기 제2온도는,
400℃ 이상 950℃ 이하인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 15,
The second temperature is,
A substrate processing method characterized in that the temperature is 400°C or higher and 950°C or lower. 청구항 15에 있어서,
상기 제2온도는,
750℃ 이상 800℃ 이하인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 15,
The second temperature is,
A substrate processing method characterized in that the temperature is 750°C or higher and 800°C or lower. 청구항 16에 있어서,
상기 승온시점 및 상기 승온종점은,
상기 가압단계(S100)의 시작시점 및 상기 어닐링단계의 시작시점 사이로 설정되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 16,
The temperature increase point and the temperature increase end point are,
A substrate processing method, characterized in that it is set between the start time of the pressing step (S100) and the start time of the annealing step. 청구항 16에 있어서,
상기 승온시점은,
상기 챔버 내의 압력이 상압 이상으로 가압된 이후의 시점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 16,
The temperature increase time is,
A substrate processing method, characterized in that the pressure in the chamber is set to a point in time after the pressure in the chamber is pressurized above normal pressure.
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