KR101811910B1 - 질화규소막에 피처를 에칭하는 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 본 발명의 실시형태에 따라 플라즈마 에칭 중에 기판에 대한 RF 바이어스 파워를 펄스화하는 것을 개략적으로 보여준다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시형태에 따라 플라즈마 에칭 중에 기판에 대한 RF 바이어스 파워를 펄스화하는 것의 결과를 개략적으로 보여준다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 SiN 패턴 에칭을 행하기 위한 레이디얼 라인 슬롯 안테나(RLSA)를 구비하는 플라즈마 처리 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 기판 상의 SiN막에 마스크 패턴을 전사하는 방법의 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 서로 다른 HBr 유동을 이용하는 것이 SiN 패턴 에칭에 미치는 영향을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 서로 다른 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클을 이용하는 것이 SiN 패턴 에칭에 미치는 영향을 개략적으로 보여주는 도면이다.
ME 및 OE에서의 예시적인 플라즈마 에칭 조건 | |||||||
단계 | P (mTorr) |
Power Top/Bot (W/W) |
듀티 사이클 |
Ar (sccm) |
O2 (sccm) |
CF4 (sccm) |
HBr (sccm) |
ME | 100 | 3000/150 | 90% (10 Hz) |
200 | 50 | 100 | 800 |
OE | 30 | 1500/50 | 75% (10 Hz) |
250 | 70 | 50 | 100 |
시험 샘플에 인가된 플라즈마 에칭 조건 | ||||||||
단계 | P (mTorr) |
Power Top/Bot (W/W) |
듀티 사이클 |
Ar (sccm) |
O2 (sccm) |
CF4 (sccm) |
HBr (sccm) |
시간 (초) |
ME | 100 | 3000/150 | 75% (10 Hz) |
200 | 50 | 100 | 600- 800 |
400 |
시험 샘플에 인가된 플라즈마 에칭 조건 | ||||||||
단계 | P (mTorr) |
Power Top/Bot (W/W) |
듀티 사이클 |
Ar (sccm) |
O2 (sccm) |
CF4 (sccm) |
HBr (sccm) |
시간 (초) |
ME | 100 | 3000/150 | 75-100% (10 Hz) |
200 | 50 | 100 | 800 | 400 |
Claims (22)
- 질화규소(SiN)막과 이 SiN막 상의 마스크 패턴을 포함하는 필름 스택을 기판 상에 마련하는 공정;
HBr 가스, O2 가스 및 탄소-불소-함유 가스를 포함하는 프로세스 가스로부터 플라즈마를 형성하는 공정;
상기 기판에 펄스형 RF 바이어스 파워를 인가하는 공정; 및
상기 필름 스택을 상기 플라즈마에 노출시킴으로써 상기 마스크 패턴을 상기 SiN막에 전사하는 공정
을 포함하고, 상기 전사하는 공정은,
메인 에칭(ME) 단계에서 SiN막의 전체 두께보다 적게 에칭하는 공정으로서, 상기 ME 단계 중에 상기 기판에 제1 펄스형 RF 바이어스 파워가 인가되는 것인 공정; 및
그 후에, 오버 에칭(OE) 단계에서 SiN막의 나머지 두께를 에칭하고 기판 상에서 에칭을 정지하는 공정으로서, 상기 OE 단계 중에 상기 기판에 제2 펄스형 RF 바이어스 파워가 인가되고, 상기 제1 펄스형 RF 바이어스 파워는 상기 제2 펄스형 RF 바이어스 파워보다 큰 것인 공정
을 포함하며, 상기 전사하는 공정은, RF 바이어스 파워가 기판에 인가되어 있지 않은 때에 보호층을 마스크 패턴 상에 형성하고, 이 보호층은, RF 바이어스 파워가 기판에 인가되어 있는 때에 마스크 패턴을 보호하며, 마스크 패턴에 대한 SiN막의 에칭 선택도를 높이는 것인 기판 처리 방법. - 제1항에 있어서, 상기 탄소-불소-함유 가스는 불화탄소 가스, 수소화불화탄소 가스, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 기판 처리 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 불화탄소 가스는 CF4로 구성되거나, 이를 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 수소화불화탄소 가스는 CHF3, CH2F2, CH3F, 또는 이들의 조합으로 구성되거나, 이를 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클이 상기 제2 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클보다 큰 것인 기판 처리 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 플라즈마를 형성하는 공정은, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(RLSA)를 구비하는 마이크로파 플라즈마 소스에 의해 상기 프로세스 가스를 여기하는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 SiON막, SiO2막, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 Si막, SiO2막, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 질화규소(SiN)막과 이 SiN막 상의 마스크 패턴을 포함하는 필름 스택을 기판 상에 마련하는 공정;
HBr 가스, O2 가스 및 탄소-불소-함유 가스를 포함하는 프로세스 가스로부터 플라즈마를 형성하는 공정; 및
상기 필름 스택을 상기 플라즈마에 노출시킴으로써 상기 마스크 패턴을 상기 SiN막에 전사하는 공정
을 포함하고, 상기 전사하는 공정은,
메인 에칭(ME) 단계 중에 상기 기판에 제1 펄스형 RF 바이어스 파워를 인가함으로써, ME 단계에서 SiN막의 전체 두께보다 적게 에칭하는 공정과,
그 후에, ME 단계 중에 상기 기판에 인가된 제1 펄스형 RF 바이어스 파워보다 낮은 제2 펄스형 RF 바이어스 파워를 인가함으로써, 오버 에칭(OE) 단계에서 SiN막의 나머지 두께를 에칭하고 기판 상에서 에칭을 정지하는 공정을 포함하는 것인 기판 처리 방법. - 제12항에 있어서, 상기 탄소-불소-함유 가스는 불화탄소 가스, 수소화불화탄소 가스, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 기판 처리 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 불화탄소 가스는 CF4로 구성되거나, 이를 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 수소화불화탄소 가스는 CHF3, CH2F2, CH3F, 또는 이들의 조합으로 구성되거나, 이를 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 플라즈마를 형성하는 공정은, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(RLSA)를 구비하는 마이크로파 플라즈마 소스에 의해 상기 프로세스 가스를 여기하는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 제1 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클이 상기 제2 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클보다 큰 것인 기판 처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 SiON막, SiO2막, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 기판은 Si막, SiO2막, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
- 질화규소(SiN)막과 이 SiN막 상의 마스크 패턴을 포함하는 필름 스택을 기판 상에 마련하는 공정으로서, 상기 기판은 Si막, SiO2막, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 마스크 패턴은 SiON막, SiO2막, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 필름 스택 마련 공정;
HBr 가스, O2 가스 및 CF4 가스를 포함하는 프로세스 가스를, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(RLSA)를 구비하는 마이크로파 플라즈마 소스에 의해 여기함으로써, 상기 프로세스 가스로부터 플라즈마를 형성하는 공정; 및
상기 필름 스택을 상기 플라즈마에 노출시킴으로써 상기 마스크 패턴을 상기 SiN막에 전사하는 공정
을 포함하고, 상기 전사하는 공정은,
메인 에칭(ME) 단계 중에 상기 기판에 제1 펄스형 RF 바이어스 파워를 인가함으로써, ME 단계에서 SiN막의 전체 두께보다 적게 에칭하는 공정과,
그 후에, 상기 기판에 인가된 제1 펄스형 RF 바이어스 파워보다 낮은 제2 펄스형 RF 바이어스 파워를 오버 에칭(OE) 단계 중에 인가함으로써, OE 단계에서 SiN막의 나머지 두께를 에칭하고 기판 상에서 에칭을 정지하는 공정을 포함하는 것인 기판 처리 방법. - 제19항에 있어서, 상기 제1 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클이 상기 제2 펄스형 RF 바이어스 파워의 듀티 사이클보다 큰 것인 기판 처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 전사하는 공정은, RF 바이어스 파워가 기판에 인가되어 있지 않은 때에 보호층을 마스크 패턴 상에 형성하고, 이 보호층은, RF 바이어스 파워가 기판에 인가되어 있는 때에 마스크 패턴을 보호하며, 마스크 패턴에 대한 SiN막의 에칭 선택도를 높이는 것인 기판 처리 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 전사하는 공정은, RF 바이어스 파워가 기판에 인가되어 있지 않은 때에 보호층을 마스크 패턴 상에 형성하고, 이 보호층은, RF 바이어스 파워가 기판에 인가되어 있는 때에 마스크 패턴을 보호하며, 마스크 패턴에 대한 SiN막의 에칭 선택도를 높이는 것인 기판 처리 방법.
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