KR970072186A - 캐리어 가스로서 헬륨을 사용하여 유전체 막을 형성하기 위한 개선된 방법 및 시스템 - Google Patents

캐리어 가스로서 헬륨을 사용하여 유전체 막을 형성하기 위한 개선된 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유전체증의 증착에 관한 것으로서, 특히 개선된 막 균일성, 더 높은 증착 속도, 뛰어난 갭 채움/리플로우 능력 및 더 평평한 표면 형태를 가지는 유전체층, 이를테면 보로포스포실리케이트 글라스(BPSG)를 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 일반적 방법과 장치보다 실질적으로 적은 다운스트림 찌꺼기를 형성하는 헬륨 캐리어 가스를 사용한 처리로 유전체층을 형성하여 챔버 세정을 위한 필요로 감소기키고 처리되는 웨이퍼의 처리량을 증가시킨다. 본 발명은 여러 가지 기대되지 않는 이익을 제공하기 위해 BPSG와 같은 유전체층을 형성하기 위한 처리에서 캐리어 가스로서 질소 대신에 헬륨을 사용한다. 한 특정에 따르면, 본 발명은 기판 상에 유전체 막을 형성하고, 질소를 사용하는 처리보다 실질적으로 적은 다운스트림 및 업스트림 찌꺼기를 형성하는 헬륨을 사용함으로써 시스템에서 챔버 세정 사이의 주기를 연장시킨다. 본 발명은 시스템에서 캐리어 가스로서 헬륨을 사용하여 실리콘, 산소 및 제1도판트 원자를 포함하는 처리 가스를 챔버내로 유입하고, 캐리어 가스로서 질소를 사용하는 처리보다 세정 사이에 더 많은 기판을 처리한다. 본 발명의 다른 특징은 캐리어 가스로서 질소를 사용하는 처리에 의해 요구되는 것보다 더 낮은 온도에서 기판상에 형성되는 유전체 막을 어닐링한다.

Description

캐리어 가스로서 헬륨을 사용하여 유전체 막을 형성하기 위한 개선된 방법 및 시스템
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 개략적 화학 기상 중착 장치의 한 실시예의 수직 단면도.

Claims (21)

  1. 기판 상에 유전체 막을 형성하기 위한 방법에 있어서, 챔버내에 실리콘, 산소 및 제1도판트 원자를 포함하는 처리 가스를 유입하는 단계 ; 시스템내의 캐리어 가스로서 헬륨을 사용하는 단계; 및 캐리어 가스로서 질소를 사용하는 처리보다 세정 사이에 더 많은 기판을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 캐리어 가스보다 질소를 사용하는 처리에 요구되는 온도보다 더 낮은 온도에서 상기기판 상에 형성되는 유전체막을 어닐링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 더 낮은 온도는 약 800℃ 이하인 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 어닐링 단계는 약 2.5 : 1 이상의 종횡비를 가지는 구조상에 상기 유전체막을 리플로우시키는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방법은 캐리어 가스로서 질소를 사용하는 처리보다 세정 사이에 적어도 10% 이상의 기판을 처리하는 것을 특징으로 하는 유진체막 형성 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방법은 캐리어 가스로서 질소를 사용하는 처리보다 세정 사이에 적어도 100% 이상의 기판을 처리하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방법은 캐리어 가스로서 질소를 사용하는 처리보다 세정 사이에 적어도 600% 이상의 기판을 처리하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리 가스는 상기 챔버내에 제2도판트 원자를 포함하는 것을 특징으로 한 유전체막 형성 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 처리 가스는 TEOS와 O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 처리 가스는 TEOS와 O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 처리 가스는 TEB와 TEPO를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 처리 가스는 TEB를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 처리 가스는 TEPO를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막 형성 방법.
  14. 반응기내에서 기판상에 층을 형성하는 방법에 있어서, (a) 실리콘, 산소 및 도판트 원자를 포함하는 반응물의 반응으로부터 기판상에 도핑된 산화 실리콘을 포함하는 막을 중착하는 단계를 포함하는데, 상기 중착 단계는 캐리어 가스로서 헬륨을 사용하며 약 10-760torr의 압력과 약 100-750℃의 온도에서 발생하고, (b) 상기 단계 (a)를 사용하여 n개 기판을 처리하는 단계와, (c) 질소 캐리어 가스를 사용한 기판 처리 동안 보다 적어도 50% 이상으로 상기 n개 기판상에 축적되어 중착된 막 두께를 중착한 후 상기 반응기를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판상의 층 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 도핑된 산화 실리콘은 BPSG를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판상의 충 형성 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상시 실리콘 엘리먼트는 TEOS를 포함하고, 상기 산소 엘리먼트는 O3를 포함하며, 상기 도판트 원자는 TEB와 TEPO를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판상의 층 형성 방법.
  17. 기판 처리 시스템에 있어서, 챔버를 형성하기 위한 하우징; 상기 기판을 홀딩하기 위해 상기 하우징내에 배치되는 서셉터; 상기 챔버내에 처리 가스를 유입하기 위해 상기 하우징내에 배치되고 상기 서셉터에 평행하게 위치되는 가스 분배 매니폴드; 상기 가스 분배 매니폴드에 결합되고, 제1다수의 가스가 상기 처리 가스를 형성하기 위해 헬륨 캐리어 가스를 사용하여 유입되는 가스 혼합 챔버; 상기 가스 혼합 챔버내에 상기 제1다수의 가스가 유입하도록 상기 가스 혼합 챔버에 결합되고, 상기 헬륨 캐리어 가스의 소스를 포함하는 소스 분배 장치; 상기 기판을 가열하기 위한 가열기; 상기 소스 분배 장치와 상기 가열기를 제어하기 위한 프로세서; 및 상기 프로세서에 결합되고, 상기 화학 기상 중착 반응기 장치의 동작을 명령하기 위한 프로그램을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 프로그램은 세정을 수행하도록 기판의 연속 실행의 처리를 중지하기 위해 사용자 입력에 응답하여, 상기 사용자 입력은 축적되어 증착된 막 두께가 350㎛ 이상일때까지 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 기판상에 도핑된 실리케이트 글라스의 막을 증착하기 위한 제1시간 주기 동안 상기 제1다수의 가스와 상기 헬륨 캐리어 가스를 유입하도록 하는 제1명령 세트를 포함하고, 상기 제1명령 세트는, 상기 제1시간 주기 동안 약 100-750℃의 온도까지 상기 기판을 가열하도록 상기 가열기를 제어하기 위한 제1부명령 세트; 및 보론 함유 소스, 포스포러스 함유 소스, 실리콘 함유 소스 및 산호 함유 소스를 선택된 유입 속도로 상기 가스 혼합 장치내로 유입하기 위해 상기 소스 분배 장치를 제어하기 위한 제2부명령 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 진공 챔버를 형성하기 위해 상기 챔버를 가압하기 위한 진공 장치를 더 포함하며, 상기 제1명령 세트는 상기 제1시간 주기 동안 약 10-760torr의 압력으로 상기 진공 챔버를 설정하고 유지하도록 상기 진공 시스템을 제어하기 위한 제3부명령 세트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 보론 함유 소스는 TEB를 포함하고, 상기 포스포러스 함유 소스는 TEPO를 포함하고, 상기 실리콘 함유 소스는 TEOS를 포함하며, 상기 산소 함유 소스는 O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  21. 제1항의 방법에 의해 형성되는 반도체 소자.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개되는 것임.
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