KR20240059561A - 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240059561A
KR20240059561A KR1020230142712A KR20230142712A KR20240059561A KR 20240059561 A KR20240059561 A KR 20240059561A KR 1020230142712 A KR1020230142712 A KR 1020230142712A KR 20230142712 A KR20230142712 A KR 20230142712A KR 20240059561 A KR20240059561 A KR 20240059561A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inhibitor
sih
supplying
film
gap
Prior art date
Application number
KR1020230142712A
Other languages
English (en)
Inventor
김현철
류 나카노
김기헌
하린
Original Assignee
에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. filed Critical 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
Publication of KR20240059561A publication Critical patent/KR20240059561A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

갭의 상부에서 억제 특성을 개선하기 위한 방법이 제공된다. 본 개시의 일 구현예에서, 제1 억제제 및 제2 억제제가 공급되므로, 더 많은 억제 라디칼이 생성될 수 있고, 갭의 상부로부터 더 많은 반응 활성화 부위를 제거할 수 있고, 하부에서와 비교하면 상부에서 억제 특성을 개선할 수 있다. 본 개시의 기판 처리 방법은, 음의 기울기 및 복잡한 구조를 갖는 갭을 충진하는 것을 더 용이하게 할 수 있다.

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는 갭 내에 공극을 형성하지 않고 갭을 충진하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내부에 공극을 형성하지 않고 보다 효과적으로 충진하기 위해 갭의 상부에서 막의 형성을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
반도체 소자로의 갭 충진 공정에서, 갭 구조의 프로파일은 효과적인 갭 충진 공정을 위한 중요한 공정 인자이다. 예를 들어, 낮은 종횡비 또는 양의 기울기를 갖는 갭 구조는 그 안에 공극을 형성하지 않고 쉽게 충진될 수 있다. 도 1(A) 및 도 1(B)는 낮은 종횡비 및 양의 기울기로 갭(1)을 각각 충진하기 위한 종래의 방법을 나타낸다. 그러나, 반도체 소자의 회로의 라인 폭이 더 좁아짐에 따라, 반도체 소자의 소자 구조체는 더 복잡할 수 있고, 따라서 높은 종횡비 및 음의 기울기를 갖는 갭 구조가 도입될 수 있다.
반도체 소자의 회로의 라인 폭이 더 좁아짐에 따라, 원자층 증착(ALD) 방법을 갭 충진 공정으로서 도입하였다. ALD 방법은 막 두께의 정확한 제어를 용이하게 할 수 있다. 그러나, ALD 방법에서의 신속한 가스 교환은 갭의 상부와 하부 사이에서 상이한 막 성장 속도를 초래할 수 있어서, 상부에서의 오버행 및 갭 내부의 공극 형성을 초래할 수 있다.
도 2(A) 및 도 2(B)는 오버행(2) 및 공극(3)의 예시를 나타내며, 각각 높은 종횡비 및 음의 기울기를 갖는 갭에서 발생하였다. 불완전한 갭 충진 및 갭 내의 공극의 형성은 갭을 충진하는 막의 기계적 강도를 저하시켜, 유전체 특성의 균열 및 열화를 야기할 수 있다.
균열 및 열화를 해결하기 위해, N2와 같은 억제제를 도입하였다. 억제제는 막이 갭의 상부에 형성되는 것을 억제하고 그 위에 막 성장 속도를 낮출 수 있으므로, 갭 충진 공정이 더 용이해질 수 있다. 도 3(A) 내지 도 3(D)는 플라즈마 원자층 증착(PEALD) 방법 및 억제제를 사용하는 종래의 갭 충진 공정을 나타낸다.
도 3(A) 내지 도 3(D)에서, 막(4)는 PEALD 방법에 의해 갭의 표면 상에 형성될 수 있고(도 3(A)), 이어서 N2 억제제를 공급함으로써 갭의 상부에 억제 층(5)을 형성한다(도 (3B)). 단계 도 3(A) 및 도 3(B)를 반복할 수 있고, 상부의 폭은 하부의 폭보다 넓어질 수 있고, 갭은 공극을 형성하지 않고 충진될 수 있다(도 3(C) 및 도 3(D)). 그러나, 갭의 종횡비가 더 높아지고 갭 구조의 프로파일이 더 복잡해짐에 따라, 도 3(A) 내지 도 3(D)에 나타낸 방법을 사용하여 갭을 충진하는 것이 더 어렵게 된다. 따라서, 공극을 형성하지 않고 음의 기울기 또는 복잡한 구조(예, 비-직선형 프로파일 구조)를 갖는 갭을 더욱 효과적으로 충진할 수 있게 하는 억제 층을 사용하여 갭을 충진하는 방법이 요구된다.
하나 이상의 구현예에서, 갭 충진 공정은 플라즈마 강화 원자 층 증착에 의해 수행될 수 있다. 보다 상세하게, 갭 충진 공정은 막을 형성하는 단계 및 억제 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 기판 상에 막을 형성하는 단계는, 소스 가스를 공급하는 단계 및 반응물 가스를 교대 순차적으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 소스 가스를 공급하는 단계 및 반응물 가스를 공급하는 단계에서, 소스 가스는 실리콘을 함유할 수 있고 반응물은 산소를 함유할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 억제 단계는 억제제를 기판에 공급하는 단계 및 억제제를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 억제제를 공급하는 단계는 제1 억제제를 공급하는 단계 및 제2 억제제를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 제1 억제제는 질소 함유 가스를 포함할 수 있고, 제2 억제제는 수소 함유 가스를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 제1 억제제를 공급하는 단계 및 제2 억제제를 공급하는 단계는 교대 순차적으로 수행될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 반응물 및 억제제는 RF 전력을 반응기에 인가함으로써 활성화될 수 있다. 반응물을 활성화하기 위한 RF 전력은 고주파 RF 전력일 수 있고, 억제제를 활성화하기 위한 RF 전력은 저주파 RF 전력일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 갭 충진 공정은 막을 형성하는 단계 및 억제 단계를 포함한 슈퍼 사이클을 포함할 수 있으며, 상기 막을 형성하는 단계는 한 번 이상 반복될 수 있고 상기 억제 단계는 한 번 이상 반복될 수 있고, 슈퍼 사이클은 한 번 이상 반복된다.
하나 이상의 구현예에서, 갭의 적어도 일부는 음의 기울기 또는 비-직선형 프로파일 구조와 같은 복잡한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 내용은 선정된 개념을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이들 개념은 하기의 본 발명의 예시적 구현예의 상세한 설명에 더 상세하게 기재되어 있다. 본 발명의 내용은 청구된 요지의 주된 특징 또는 필수적인 특징을 구분하려는 의도가 아니며 청구된 요지의 범주를 제한하기 위해 사용하려는 의도 또한 아니다.
도 1(A) 및 (B)는 낮은 종횡비 또는 양의 기울기로 갭을 충진하기 위한 종래의 방법을 나타낸다.
도 2(A) 및 (B)는 갭을 충진하기 위한 종래의 방법에서 높은 종횡비 및 음의 기울기를 각각 갖는 갭에서 발생한 오버행을 나타낸다.
도 3(A) 내지 (D)는 갭을 충진하기 위한 종래의 방법에서 질소 억제제를 사용한 갭 충진 공정을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따라 갭을 충진하기 위한 기판 처리 방법을 나타낸다.
도 5는 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따라 실리콘 산화물 막으로 갭을 충진하기 위한 시간 그래프를 나타낸다.
도 6은 다른 구현예에 따라 갭을 충진하기 위한 시간 그래프를 나타낸다.
도 7은 다른 구현예에 따라 갭을 충진하기 위한 시간 그래프를 나타낸다.
도 8은 N2만을 단일 억제제로서 제공할 경우의 억제 메커니즘을 나타낸다.
도 9는 억제제로서 질소 함유 가스 및 수소 함유 가스를 제공할 경우의 억제 메커니즘을 나타낸다.
도 10(A) 내지 (D)는 억제제의 유형 및 위치별 상대 증착 속도에 따라 음의 기울기를 갖는 갭 상에 형성된 SiO2 막의 TEM 이미지를 나타낸다.
도면의 요소는 간략하고 명료하게 도시되어 있으며, 반드시 축적대로 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 예시된 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 치수는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다.
특정 구현예 및 실시예가 아래에 개시되었지만, 당업자는 본 발명이 구체적으로 개시된 구현예 및/또는 본 발명의 용도 및 이들의 명백한 변형물 및 균등물을 넘어 확장된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 발명의 범주는 후술되는 구체적인 개시된 구현예에 의해 제한되지 않도록 의도된다.
본원에 사용된 바와 같이, "기판"이라는 용어는 개질될 수 있거나 그 위에 장치, 회로 또는 필름이 형성될 수 있는 임의의 하부 재료 또는 재료들을 포함하여 임의의 하부 재료 또는 재료들을 지칭할 수 있다. "기판"은 연속적 또는 비연속적; 강성 또는 가요성; 고체 또는 다공성; 및 이들의 조합일 수 있다. 기판은 분말, 플레이트, 또는 피가공재와 같은 임의의 형태일 수 있다. 플레이트 형태의 기판은 다양한 형상 및 크기의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 기판은, 예를 들어 실리콘, 실리콘 게르마늄, 실리콘 산화물, 갈륨 비소, 갈륨 질화물 및 실리콘 탄화물을 포함한 반도체 재료로부터 제조될 수 있다.
연속적인 기판은, 증착 공정이 발생하는 공정 챔버의 경계를 넘어 연장될 수 있다. 일부 공정에서, 연속적인 기판은, 기판의 말단에 도달할 때까지 공정이 계속되도록, 공정 챔버를 통해 이동할 수 있다. 연속적인 기판은 연속적인 기판 공급 시스템으로부터 공급되어 임의의 적절한 형태로 연속적인 기판을 제조하고 산출할 수 있다.
연속 기판의 비제한적인 예시는 시트, 부직포 필름, 롤, 포일, 웹, 가요성 재료, 연속 필라멘트 또는 섬유(예, 세라믹 섬유 또는 중합체 섬유)의 다발을 포함할 수 있다. 연속적인 기판은, 비-연속적 기판이 그 위에 장착되는 캐리어 또는 시트를 포함할 수도 있다.
본원에 제시된 예시는 임의의 특정한 재료, 구조, 또는 소자의 실제 뷰를 의도하려 하는 것은 아니며, 단지 본 발명의 구현예를 설명하기 위해 사용되는 이상화된 표현이다.
나타내고 설명된 구체적인 적용예는, 본 발명의 예시이자 최적 실시 모드이며, 어떤 방식으로도 양태와 적용예의 범주를 달리 제한하도록 의도되지 않는다. 실제로, 간결성을 위해서, 시스템의 종래의 제조, 연결, 준비 및 다른 기능적 양태는 상세히 기술되지 않을 수 있다. 또한, 다양한 도면에서 나타낸 연결선은 다양한 요소 사이의 예시적인 기능 관계 및/또는 물리적 결합을 표시하려는 의도이다. 많은 대안 또는 추가적인 기능적 관계 또는 물리적 연결은 실질적인 시스템에 존재할 수 있고/있거나 일부 구현예에서는 없을 수 있다.
본원에 기술된 구성 및/또는 접근법은 본질적으로 예시적인 것이며, 다양한 변형이 가능하기 때문에, 이들 특정 구현예 또는 실시예가 제한적인 의미로 고려되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 본원에 설명된 특정 루틴 또는 방법은 임의의 처리 전략 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 따라서, 예시된 다양한 동작은 예시된 시퀀스에서 수행되거나, 상이한 시퀀스에서 수행되거나, 경우에 따라 생략될 수 있다.
본 개시의 요지는, 본원에 개시된 다양한 공정, 시스템, 및 구성, 다른 특징, 기능, 행위 및/또는 성질의 모든 신규하고 비자명한 조합 및 하위 조합뿐만 아니라 임의의 그리고 모든 균등물을 포함한다.
본 개시는 갭을 충진하는 데 있어서, 보다 효과적으로, 보다 구체적으로는 높은 종횡비를 갖는 갭에서, 또는 갭 구조의 적어도 일부에서 음의 기울기를 가질 수 있는 갭에서, 막이 갭의 상부에 형성되는 것을 억제하는 방법을 제공한다.
도 4는 일 구현예에 따라 갭을 충진하기 위한 기판 처리 방법을 나타낸다.
도 4의 각 단계는 다음과 같이 보다 상세하게 설명된다.
기판을 로딩하는 단계(100): 단계(100)에서, 기판은 반응기(미도시)의 기판 지지 유닛 상에 로딩될 수 있다. 기판은 트렌치를 포함한 갭을 포함할 수 있다. 기판 지지 유닛은 그 위에 장착된 서셉터를 포함할 수 있고, 기판은 서셉터 상에 로딩될 수 있다. 기판 지지 유닛은 가열 블록을 추가로 포함할 수 있다. 가열 블록은 기판을 설정 온도로 가열할 수 있다. 기판 지지 유닛 자체는 서셉터가 생략될 수 있고 기판이 가열 블록 상에 직접 로딩될 수 있도록 가열 블록일 수 있다. 반응기는 가스 공급 유닛 및 가스 공급 유닛과 대면하는 기판 지지 유닛을 포함할 수 있다. 가스 공급 유닛 및 기판 지지 유닛 중 적어도 하나는 RF 전력 발생기에 연결될 수 있고 전극으로서 작용할 수 있다. 이 경우, 가스 공급 유닛은 상부 전극으로 지칭될 수 있고, 기판 지지 유닛은 하부 전극으로 지칭될 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 그 사이에 형성된 반응 공간을 형성할 수 있다.
소스 가스 및 반응물을 공급하는 단계(200): 단계(200)에서, 소스 가스 및 반응물은 반응기에 로딩된 기판에 공급될 수 있다. 소스 가스 및 반응물은 동시에 공급될 수 있지만, 서로 화학적으로 반응하지 않는다. 그러나, 후술하는 바와 같이 다음 단계(300)에서, 활성화된 반응물은 소스 가스와 화학적으로 반응하여 기판 상에 화합물을 형성할 수 있다. 따라서, 단계(200)에서, 반응물은 반응성 퍼지 가스로서 작용할 수 있다. 공급된 소스 가스는 기판 상에 흡착될 수 있다. 다른 구현예에서, 소스 가스 및 반응물은 동시에 공급되지 않고 교대 순차적으로 공급될 수 있다. 소스 가스는 실리콘 함유 전구체를 포함할 수 있고, 반응물은 산소 함유 전구체를 포함할 수 있다.
반응물을 활성화하는 단계(300): 단계(300)에서, 반응물은 반응 공간에 연속적으로 공급되고, 반응 공간을 형성하는 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나에 에너지를 인가함으로써 활성화될 수 있다. 인가된 에너지는 직접식 플라즈마, 원격식 플라즈마, 중성 빔, UV 및 그것에 대응하는 임의의 다른 외부 에너지원 중 적어도 하나로부터 유래될 수 있다. 활성화된 반응물은 기판 상에 흡착된 소스 가스와 반응하여 그 위에 화합물을 형성할 수 있다. 일 구현예에서, 기판 상에 형성된 화합물은 절연막, 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2)일 수 있다. 반응물을 공급하는 단계(200) 및 반응물을 활성화하는 단계(300)는 막을 형성하는 단계로서 지칭될 수 있다.
억제제를 공급하는 단계(400) 및 억제제를 활성화시키는 단계(500): 단계(400 및 500)에서, 억제제는 기판에 연속적으로 공급되고 활성화될 수 있다. 억제제를 활성화하기 위해, 직접식 플라즈마, 원격식 플라즈마, 중성 빔, UV 및 임의의 다른 외부 에너지원 중 적어도 하나가 반응기에 인가될 수 있다. 활성화된 억제제는 기판 상에 형성된 화합물의 표면으로부터 반응 활성화 부위(예, OH-와 같은 히드록실기)를 제거할 수 있다. 억제제를 공급하는 단계(400) 및 억제제(500)를 활성화하는 단계는 억제 단계로서 지칭될 수 있다.
전술한 반응 활성화 부위는, 다음 사이클 동안 공급된 소스 가스와 반응할 수 있고, 막이 형성되고 성장할 수 있게 한다. 예를 들어, 활성 산소 가스는 기판 상에 흡착된 실리콘 소스 가스에 공급될 수 있고, 실리콘 산화물 막이 형성될 수 있다. 실리콘 산화물 막의 형성 동안, 반응 활성화 부위(예, OH-와 같은 히드록실기)는 실리콘 산화물 막의 표면 상에 형성될 수 있다. 반응 활성화 부위는 다음 사이클에서 공급된 실리콘 소스 가스와 화학적으로 반응하고, 실리콘-산소-실리콘(Si-O-Si) 결합 브리지 구조를 형성하고, 막이 계속 성장하도록 촉진할 수 있다.
억제제는, 반응 활성화 부위를 포함한 수소와 반응하여 막이 그 위에 형성되는 것을 억제할 수 있다. 본 개시에서, 반응 활성화 부위를 제거하고 막의 형성을 억제하는 능력을 추가로 향상시키기 위해, 복수의 억제제, 예를 들어 적어도 두 개 이상의 억제제가 공급될 수 있다. 본 개시의 일 구현예에서, 실리콘 산화물 막의 표면으로부터 히드록실기(OH-)를 제거하는 것을 더 용이하게 하기 위해, 제1 억제제로서의 질소 함유 가스 및 제2 억제제로서의 수소 함유 가스가 공급될 수 있다.
도 4에서, 억제제(예, 질소 함유 가스 및 수소 함유 가스 둘 모두)는 반응 공간 내의 압력을 안정화시키기 위해 단계(400) 동안 먼저 공급될 수 있고(예비 흐름), 이어서 단계(500) 동안 RF 전력이 인가될 수 있다. 그러나, 본 개시의 다른 구현예에서, 억제제를 공급하는 단계(400) 및 억제제를 활성화하는 단계(500)는 억제제를 미리 흘리지 않고 동시에 수행될 수 있다.
갭을 충진하는 단계(600 및 700): 소스 가스 및 반응물을 공급하는 단계(200), 반응물을 활성화하는 단계(300), 억제제를 공급하는 단계(400) 및 억제제를 활성화하는 단계(500)가 수행될 수 있고, 갭은 막으로 충진될 수 있다(600). 갭이 막으로 완전히 충진되는 경우, 갭 충진 공정은 종료될 수 있다(700). 갭이 막으로 충진되지 않는다면, 소스 가스 및 반응물을 공급하는 단계(200), 반응물을 활성화하는 단계(300), 억제제를 공급하는 단계(400) 및 억제제를 활성화하는 단계(500)가 여러 번(예, M번)수행될 수 있다.
도 5는 일 구현예에 따라 실리콘 산화물 막으로 갭을 충진하기 위한 시간 그래프를 나타낸다.
도 5에 따른 갭 충진 공정은, 갭의 표면 상에 막을 형성하는 단계 및 억제제를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 각 단계는 다음과 같이 보다 상세하게 설명될 것이다.
막을 형성하는 단계(t1에서 t3): 단계(t1에서 t3)에서, 소스 가스 및 반응물은 교대 순차적으로 공급될 수 있고, 막은 갭 구조 상에 형성될 수 있다. 소스 가스는 실리콘 함유 전구체를 포함할 수 있고, 반응물은 산소 함유 전구체를 포함할 수 있고, 갭 구조 상에 형성된 막은 실리콘 산화물(SiO2)일 수 있다. 반응물은 반응기에 인가된 RF 전력에 의해 활성화될 수 있고, 막을 형성하기 위해 기판 상에 흡착된 소스 가스와 화학적으로 반응할 수 있다. 소스 가스 및 반응물을 공급한 후, 퍼지 단계(t2, t4)가 추가로 제공되어 반응기로부터 잔류 가스를 제거할 수 있다.
일 구현예에서, 고주파 RF 전력(HRF) 및 저주파 RF 전력(LRF)이 함께 인가되어 반응물을 활성화시킬 수 있다. HRF는 이온 및 라디칼의 양을 증가시킬 수 있고, LRF는 이온 및 라디칼이 갭의 하부로 이동하는 것을 용이하게 할 수 있다. 본 개시에 따른 구현예에서, HRF의 주파수 범위는 10 MHz 내지 100 MHz, 보다 구체적으로는 30 MHz 내지 60 MHz일 수 있고, LRF의 주파수 범위는 100 kHz 내지 800 kHz, 보다 구체적으로는 300 kHz 내지 500 kHz일 수 있다.
억제제를 공급하는 단계(t4에서 t6): 단계(t4에서 t6)에서, 복수의 억제제가 갭 구조 상에 형성된 막에 공급될 수 있다. 도 5에 따른 본 개시의 일 구현예에서, 제1 억제제로서의 질소 함유 가스(예, N2) 및 제2 억제제로서의 수소 함유 가스(예, H2)가 공급될 수 있다. 기판에 공급된 억제제는 갭의 상부에 증착 억제 영역을 형성할 수 있고, 소스 가스가 그 위에 흡착되는 것을 억제할 수 있다.
갭의 하부에서보다 갭의 상부에서 더 많은 억제 영역을 형성하기 위해, 억제제는 고주파 RF 전력(HRF)을 인가함으로써 활성화될 수 있다. HRF에 의해 활성화된 이온 및 라디칼과 같은 활성 종은 짧은 평균 자유 경로를 가질 수 있으므로, HRF에 의해 활성화된 억제제는 갭의 하부에서보다 갭의 상부에 흡착된 소스 가스와 더 많이 반응할 수 있다. 일 구현예에서, 억제제를 활성화하는 단계에서 인가된 RF 전력의 주파수는 13 MHz 초과, 보다 구체적으로는 30 MHz 내지 60 MHz일 수 있다.
질소 함유 가스(예, N2)만이 기존의 갭 충진 공정에서 단일 억제제로서 공급되지만, 본 개시에 따른 구현예에서, 억제 특성을 훨씬 더 개선하기 위해 수소 함유 가스뿐만 아니라 질소 함유 가스가 억제제로서 공급될 수 있다. 복수의 억제제를 공급할 경우에 발생하는 반응 메커니즘은 나중에 보다 상세히 설명될 것이다.
갭은, 막을 형성하는 단계(t1에서 t3) 및 억제제를 공급하는 단계(t4에서 t6)를 복수의 횟수(M회)로 반복함으로써, 막으로 충진될 수 있다. 도 5에 따른 구현예에서, Ar 가스는 퍼지 가스로서 연속적으로 공급될 수 있다. 다른 구현예에서, 수소 함유 가스(예, H2)는, 막을 형성하는 단계 및 억제제를 공급하는 단계(t1에서 t6) 전체에 걸쳐 연속적으로 공급될 수 있다.
도 5의 다른 구현예에서, 막을 형성하는 단계(t1에서 t3)는 서브-사이클로서 적어도 한 번 반복될 수 있고, 억제제를 공급하는 단계(t4에서 t6)는 서브-사이클로서 적어도 한 번 반복될 수 있고, 서브-사이클을 포함한 슈퍼-사이클, 즉 막을 형성하는 단계 및 억제제를 공급하는 단계는 복수의 횟수로 반복될 수 있다.
도 6은 도 5의 구현예의 변형을 나타낸다. 도 6에서, 퍼지 단계(t5')는 막을 형성하는 단계(t1'에서 t4')와 억제제를 공급하는 단계(t6'에서 t8') 사이에 제공될 수 있고, 질소 함유 가스(예, N2)는 제1 억제제로서 공급되고 수소 함유 가스(예, H2)는 제2 억제제로서 공급되는 단계에서만 공급될 수 있다.
도 6에서, 막을 형성하는 단계(t1'에서 t4'로)는 적어도 한 번 반복될 수 있고, 그 후에 퍼지 단계(t5')가 수행될 수 있다. 퍼지 단계(t5')는 Ar과 같은 퍼지 가스를 공급하거나 진공 퍼지에 의해 수행될 수 있다. 퍼지 단계(t5')는 잔류 가스를 제거할 수 있으므로, 막과, 억제제를 공급하는 다음 단계에 공급될 수 있는 억제제 사이의 반응을 더 용이하게 한다. 그 후, 억제제를 공급하는 단계(t6'에서 t8')는 적어도 한 번 반복될 수 있다. 또한, 서브-사이클을 포함한 슈퍼 사이클, 예컨대 막을 형성하는 단계 및 억제제를 공급하는 단계는, 적어도 한 번(X회) 반복될 수 있다.
도 7은 도 5의 구현예의 다른 변형을 나타낸다. 도 7에서, 제1 억제제를 공급하는 단계(t5"에서 t7") 및 제2 억제제를 공급하는 단계(t8"에서 t9")가 순차적으로 수행될 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 7에서, 두 개의 상이한 억제제가 공급될 수 있지만, 억제제의 수는 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 갭의 상부에서 억제 특성을 더 강화하기 위해 두 개 초과의 억제제(예, 세 개 또는 네 개의 억제제)가 공급될 수 있다.
도 8 및 도 9는, N2만이 도 8에 나타낸 바와 같이 단일 억제제로서 공급될 경우, 및 기판 상에 SiO2 막을 형성할 경우에 제1 억제제로서 질소 함유 가스(예, N2) 및 제2 억제제로서 수소 함유 가스(예, H2)가 도 9에 나타낸 바와 같이 공급될 경우의 억제 특성의 차이를 나타낸다.
도 8에서, 활성화된 N2 가스가 단일 억제제로서 공급되는 경우, SiO2 막의 표면 상의 히드록실기(즉, OH-) 중 수소(H)는 질소 라디칼(N*)과 반응할 수 있고, 점선 직사각형으로 표시된 질소 및 수소를 포함하는 화합물(예, NH*)을 형성할 수 있다. SiO2 막의 표면 상의 히드록실기(즉, OH-) 중 수소는 SiO2 막을 형성하기 위한 반응 활성화 부위로서 작용할 수 있다. 보다 상세하게, 리간드의 수소는 다음 사이클에서 실리콘 소스 가스와 반응하여 Si-O-Si 결합 구조를 형성할 수 있고, 이 사이클은 반복될 수 있고, SiO2 막은 그에 따라 계속 성장할 수 있다. 그러나, 하이드록실기의 수소가 억제제와 반응하는 경우, 반응 활성화 부위(예, OH-)가 제거될 수 있고, 이는 Si-O-Si 결합 구조 및 SiO2 막의 형성을 억제할 수 있다.
도 9에서, 제1 억제제로서의 질소(N2) 가스 및 제2 억제제로서의 수소(H2) 가스가 활성화되고 함께 공급될 수 있다. 활성화된 질소와 활성화된 수소의 혼합물은 질소 라디칼(예, N*), 수소 라디칼(예, H*), 및 질소-수소 화합물 라디칼(예, NH*, NH2*)을 포함할 수 있다. 한편, SiO2 막의 표면 상의 히드록실기의 수소는 질소 라디칼, 수소 라디칼 및 질소-수소 화합물 라디칼과 반응하여, 점선 직사각형으로 표시된 질소-수소 화합물(예, NH*, NH2*, NH3) 및/또는 수소(H2)를 형성할 수 있다.
도 9에서, 질소 및 수소가 억제제로서 함께 공급되는 경우, 보다 다양한 유형의 억제 라디칼이 생성될 수 있고, SiO2 막의 표면 상의 히드록실기에서 더 많은 수소와 반응할 수 있다. 따라서, 더 많은 반응 활성화 부위(즉, 히드록실기의 수소)가 제거될 수 있고, 억제 특성이 향상될 수 있고, 기판 상의 막 형성이 더 단단해질 수 있다. 도 5, 도 6, 도 7 및 도 9에 따르면, N2 및 H2와 같은 복수의 억제제를 공급하면, 갭의 하부에서와 비교할 시 상부에서 억제 특성을 개선하는 기술적 이점을 가질 수 있다.
표 1은 도 8 및 도 9에서 생성될 수 있는 질소 함유 라디칼의 유형을 나타낸다.
도 8 및 도 9에서 생성된 억제 라디칼
도 8에서의 N2 억제제 도 9에서의 N2-H2 억제제
억제 라디칼 N* N*, NH*, NH2*, H*
도 10(A) 내지 도 10(C)는 억제제의 유형에 따라 음의 기울기를 갖는 갭 구조 상에 형성된 SiO2 막의 TEM(투과 전자 현미경) 이미지이고, 도 10(D)는 도 10(A), 도 10(B) 및 도 10(C)의 각 조건에 대해 갭 상의 위치별로 SiO2 막의 상대 증착 속도를 나타낸다. 도 10(A)는 억제제를 공급하지 않고 PEALD 방법에 의해 갭 상에 형성된 SiO2 막 프로파일을 나타낸다. 도 10(B)는 PEALD 방법에 의해 갭 상에 형성된 SiO2 막 프로파일을 나타내고, 활성화된 질소(N2) 가스만이 억제제로서 공급된다. 도 10(C)는 PEALD 방법에 의해 갭 상에 형성된 SiO2 막 프로파일을 나타내고, 활성화된 질소(N2) 가스 및 활성화된 수소(H2) 가스는 억제제로서 공급된다.
도 10(A)에서, 억제제가 공급되지 않을 경우, 균일한 두께(19.6 nm)를 갖는 SiO2 막이 갭의 상부로부터 하부까지 갭의 표면을 따라 형성된다. 도 10(B)에서, 활성화된 N2 가스만이 억제제로서 공급되는 경우, 갭의 상부에서보다 하부에서 더 두꺼운 SiO2 막(29.1 nm)이 형성될 수 있다. 도 10(C)에 나타낸 바와 같이, 활성화된 질소 가스(N2) 및 활성화된 수소 가스(H2)가 억제제로서 공급되는 경우, 도 10(B)와 비교하면 더 두꺼운 SiO2 막(640nm)이 상부에서보다 하부에서 형성될 수 있다. 따라서, 도 10(C)에서 하부에 대한 상부의 억제 특성 효과가 도 10(B)에서의 것보다 더 높다.
도 10(D)는 도 10(A), 도 10(B) 및 도 10(C)의 각 조건에 대해 갭 상의 위치별로 SiO2 막의 상대 증착 속도를 나타낸다. 도 10(D)에 나타낸 바와 같이, 활성화된 질소(N2) 가스 및 활성화된 수소(H2) 가스가 공급될 경우, 하부에 대해 상부에서 SiO2 막의 상대 증착 속도는 가장 낮을 수 있다. 즉, N2-H2 억제제는 더 다양한 라디칼을 생성하고 더 많은 반응 활성화 부위(예, 히드록실기의 수소)를 제거할 수 있으므로, 억제 특성은 N2 억제제만을 공급하는 것보다 더 클 수 있다. 또한, 갭 상의 막의 기울기는 본 개시의 기판 처리 방법에 따라 더 큰 양의 기울기가 될 수 있으므로, 갭 구조의 적어도 일부가 음의 기울기를 가질 수 있고/있거나 비-직선형 프로파일 구조와 같은 복잡한 구조를 가질 수 있는 갭은, 그 안에 공극을 형성하지 않고 충진될 수 있다.
표 2는 본 개시의 일 구현예에 대한 기판 처리 조건을 나타낸다.
본 개시의 일 구현예에 대한 기판 처리 조건
공정 파라미터 조건
가스 유량(sccm) 소스 캐리어 Ar 1,000 내지 5,000 (바람직하게는 1,500 내지 4,500)
퍼지 Ar 500 내지 3,000 (바람직하게는 1,000 내지 2,000)
O2 (반응물) 500 내지 2,000 (바람직하게는 1,000 내지 1,500)
N2 (제1 억제제) 500 내지 2,000 (바람직하게는 1,000 내지 1,500)
H2 (제2 억제제) 500 내지 2,000 (바람직하게는 1,000 내지 1,500)
RF 주파수 HRF 10 내지 100 MHz (바람직하게는 30 내지 60 MHz)
LRF 100 내지 800 kHz (바람직하게는 300 내지 500 kHz)
RF 전력(W) HRF 100 내지 1,500 W (바람직하게는 300 내지 1,000 W)
LRF 30 내지 300 W (바람직하게는 50 내지 200 W)
단계 시간/사이클
(초)		 소스 공급 0.1 내지 1.0 (바람직하게는 0.2 내지 0.8)
소스 퍼지 0.1 내지 1.0 (바람직하게는 0.2 내지 0.8)
반응물을 활성화하기 위한 RF-온 0.1 내지 1.0 (바람직하게는 0.2 내지 0.8)
퍼지 0.1 내지 1.0 (바람직하게는 0.2 내지 0.8)
억제제를 활성화하기 위한 RF-온 0.1 내지 4.0 (바람직하게는 0.2 내지 2.0)
공정 온도 (℃) 300 내지 500 (바람직하게는 350 내지 450)
실리콘 소스 아미노실란
본 개시의 구현예 및 표 2에 따라 기판을 처리하기 위한 실리콘-함유 소스는 TSA, (SiH3)3N; DSO, (SiH3)2; DSMA, (SiH3)2NMe; DSEA, (SiH3)2NEt; DSIPA, (SiH3)2N(iPr); DSTBA, (SiH3)2N(tBu); DEAS, SiH3NEt2; DTBAS, SiH3N(tBu)2; BDEAS, SiH2(NEt2)2; BDMAS, SiH2(NMe2)2; BTBAS, SiH2(NHtBu)2; BITS, SiH2(NHSiMe3)2; DIPAS, SiH3N(iPr)2; TEOS, Si(OEt)4; SiCl4; HCD, Si2Cl6; 3DMAS, SiH(N(Me)2)3; BEMAS, SiH2[N(Et)(Me)]2; AHEAD, Si2(NHEt)6; TEAS, Si(NHEt)4; Si3H8; DCS, SiH2Cl2; SiHI3; SiH2I2; 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.
본 개시의 일 구현예 및 표 2에 따라 기판을 처리하기 위한 산소-함유 가스는 O2, O3, CO2, H2O, NO2, N2O, 이의 라디칼, 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.
본 개시의 일 구현예 및 표 2에 따라 기판을 처리하기 위한 억제제로서의 질소-함유 가스는 N2, N2O, NO2, NH3, N2H2, N2H4, 이의 라디칼, 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.
본 개시의 일 구현예 및 표 2에 따라 기판을 처리하기 위한 억제제로서의 수소-함유 가스는 H2, 단원자 수소(H) 이의 라디칼, 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.
본원에 기술된 구현예는 단지 설명적 의미로 고려되어야 하며 제한하기 위한 목적이 아님을 이해해야 한다. 각 구현예에서의 특징 또는 양태에 대한 설명은, 통상적으로 다른 구현예에서의 다른 유사한 특징 또는 양태에 대해 이용 가능한 것으로 간주되어야 한다. 하나 이상의 구현예가 도면을 참조하여 설명되었지만, 다음 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 형태와 세부 사항에서 다양한 변경이 만들어질 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (19)

  1. 기판의 갭을 충진하기 위한 방법으로서,
    반응기에 기판을 로딩하는 단계;
    상기 기판 상에 막을 형성하는 단계 - 상기 기판 상에 막을 형성하는 단계는, 소스 가스를 공급하는 단계 및 반응물 가스를 교대 순차적으로 공급하는 단계를 포함함 -; 및
    억제 단계 - 상기 억제 단계는,
    억제제를 상기 기판에 공급하는 단계; 및
    상기 억제제를 활성화시키는 단계를 포함함 -
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 억제제를 공급하는 단계는, 제1 억제제를 공급하는 단계 및 제2 억제제를 공급하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반응물 가스 및 상기 억제제는 RF 전력을 반응기에 인가함으로써 활성화되는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반응물을 활성화하기 위한 RF 전력은 고주파 RF 전력인, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 RF 전력의 주파수는 10 MHz 내지 100 MHz인, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 RF 전력의 주파수는 30 MHz 내지 60 MHz인, 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 억제제를 활성화하기 위한 RF 전력은 저주파 RF 전력인, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 RF 전력의 주파수는 100 kHz 내지 800 kHz인, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 RF 전력의 주파수는 300 kHz 내지 500 kHz인, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에 막을 형성하는 단계 이후에 퍼지 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제1 억제제를 공급하는 단계 및 상기 제2 억제제를 공급하는 단계는 교대 순차적으로 수행되는, 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 제1 억제제는 질소 함유 가스를 포함하고, 상기 제2 억제제는 수소 함유 가스를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 억제제는, N2, N2O, NO2, NH3, N2H2, N2H4, 이들의 라디칼, 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 억제제는, H2, 단원자 수소, 이의 라디칼, 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 소스 가스는 실리콘을 함유하고, 상기 반응물은 산소를 함유하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 소스 가스는, TSA, (SiH3)3N; DSO, (SiH3)2; DSMA, (SiH3)2NMe; DSEA, (SiH3)2NEt; DSIPA, (SiH3)2N(iPr); DSTBA, (SiH3)2N(tBu); DEAS, SiH3NEt2; DTBAS, SiH3N(tBu)2; BDEAS, SiH2(NEt2)2; BDMAS, SiH2(NMe2)2; BTBAS, SiH2(NHtBu)2; BITS, SiH2(NHSiMe3)2; DIPAS, SiH3N(iPr)2; TEOS, Si(OEt)4; SiCl4; HCD, Si2Cl6; 3DMAS, SiH(N(Me)2)3; BEMAS, SiH2[N(Et)(Me)]2; AHEAD, Si2(NHEt)6; TEAS, Si(NHEt)4; Si3H8; DCS, SiH2Cl2; SiHI3; SiH2I2; 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 반응물은, O2, O3, CO2, H2O, NO2, N2O, 이의 라디칼; 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 상기 막을 형성하는 단계 및 상기 억제 단계를 포함하는, 슈퍼 사이클을 포함하되,
    상기 막을 형성하는 단계는 한 번 초과하여 반복되고, 상기 억제 단계는 한 번 초과하여 반복되고,
    상기 슈퍼 사이클은 한 번 초과하여 반복되는, 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 갭의 적어도 일부는 음의 기울기 또는 비-직선형 프로파일 구조를 갖는, 방법.
KR1020230142712A 2022-10-27 2023-10-24 기판 처리 방법 KR20240059561A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263419949P 2022-10-27 2022-10-27
US63/419,949 2022-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240059561A true KR20240059561A (ko) 2024-05-07

Family

ID=90799395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230142712A KR20240059561A (ko) 2022-10-27 2023-10-24 기판 처리 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240145236A1 (ko)
KR (1) KR20240059561A (ko)
CN (1) CN117947405A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240145236A1 (en) 2024-05-02
CN117947405A (zh) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11908684B2 (en) Method of forming an electronic structure using reforming gas, system for performing the method, and structure formed using the method
US8647992B2 (en) Flowable dielectric using oxide liner
KR101853802B1 (ko) 라디칼­성분 ｃｖｄ에 의한 컨포멀 층들
US7297608B1 (en) Method for controlling properties of conformal silica nanolaminates formed by rapid vapor deposition
US7482247B1 (en) Conformal nanolaminate dielectric deposition and etch bag gap fill process
US7431966B2 (en) Atomic layer deposition method of depositing an oxide on a substrate
KR20190125934A (ko) 실리콘-하이드로할라이드 전구체를 사용한 SiN의 플라즈마 강화 원자층 증착(PEALD)
US20110159703A1 (en) Dielectric film growth with radicals produced using flexible nitrogen/hydrogen ratio
US20110159213A1 (en) Chemical vapor deposition improvements through radical-component modification
US20090041952A1 (en) Method of depositing silicon oxide films
US7129189B1 (en) Aluminum phosphate incorporation in silica thin films produced by rapid surface catalyzed vapor deposition (RVD)
KR20220003470A (ko) 불소 억제제를 사용하여 실리콘 질화물과 실리콘 산화물을 증착하는 방법
TW202208665A (zh) 用於填充半導體基板上之三維結構中的間隙之方法
KR20240059561A (ko) 기판 처리 방법
US20230343551A1 (en) Substrate processing method
US20230096453A1 (en) Substrate processing method
KR20230065900A (ko) 박막 증착 방법 및 시스템
US20220319832A1 (en) Method and system for depositing silicon nitride with intermediate treatment process
TW202229612A (zh) 在部件的側壁上形成氮化矽的方法及系統
TW202418888A (zh) 基板處理方法
KR20220041751A (ko) 반도체 처리 방법
KR20230093782A (ko) 반도체 소자의 갭필 방법
KR20210024348A (ko) 박막 증착 장치 및 방법