KR20220136149A - 중간 처리 공정으로 실리콘 질화물을 증착하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

중간 처리 공정으로 실리콘 질화물을 증착하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20220136149A
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도시아키 이이지마
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

기판의 표면 상에 실리콘 질화물을 증착하기 위한 방법이 개시된다. 본 방법은, 실리콘 질화물 층의 품질을 증가시키기 위한 중간 처리 공정 및 제2 처리 공정을 사용하는 단계를 포함한다.

Description

중간 처리 공정을 구비한 실리콘 나이트라이드 증착 방법 및 증착 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DEPOSITING SILICON NITRIDE WITH INTERMEDIATE TREATMENT PROCESS}
본 개시는, 일반적으로 전자 소자에 적합한 구조체를 형성하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시의 예시는 실리콘 질화물을 포함한 층을 형성하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자와 같은 전자 소자의 형성 동안에, 고 종횡비 특징부 위에 놓이는 실리콘 질화물 층을 증착하는 것이 바람직할 수 있다. 원자층 증착(ALD)은, 이러한 특징부 위에 놓이는 실리콘 질화물을 등각성 있게 증착하기 위해 사용될 수 있다.
일부 경우에, 플라즈마 강화 ALD(PEALD)와 같은 플라즈마 강화 공정은 실리콘 질화물을 증착하는 데 사용될 수 있다. 플라즈마 강화 공정은 플라즈마를 사용하지 않는 방법에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 작동될 수 있고/있거나 상대적으로 높은 증착 속도를 나타낼 수 있다.
불행하게도, 고 종횡비 특징부(high aspect-ratio features)(예, 3 이상의 종횡비를 갖는 갭) 상에서 PEALD를 사용하여 증착된 실리콘 질화물은, 막 품질에 있어서 비교적 높은 변동을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 특징부의 측벽을 따라 실리콘 질화물의 습식 식각 속도는, 기판의 상단 및/또는 특징부의 상단에서의 실리콘 질화물의 습식 식각 속도와 비교하면 상대적으로 높을 수 있다. 또한, PEALD를 사용하여 증착된 실리콘 질화물은 고 종횡비 특징부 위에 놓이는 비교적 불량한 스텝 커버리지를 나타낼 수 있으며, 이는 실리콘 질화물의 바람직하지 않은 막 두께 변동 및/또는 특징부의 바람직하지 않은 불량한 갭 충전(gap-fill)을 초래할 수 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 몇가지 기술이 제안되어 왔다. 예를 들어, Pore 등에 의한 미국 특허 번호 제9,887,082호는 갭을 충전하는 방법을 개시한다. 본 방법은, 기판 표면 상에 흡착된 종을 형성하기 위해 반응 챔버 내로 전구체를 제공하는 단계, 피처의 상부에 종을 형성하기 위해 질소를 포함한 질소 플라즈마에 흡착 종을 노출시키는 단계, 및 반응 챔버에 반응물 플라즈마를 제공하는 단계를 포함하되, 질소는 반응물에 대한 억제제로서 작용하여 기존 PEALD 기술과 비교해 갭의 상부에 재료가 덜 증착되는 결과를 갖는다. 이러한 기술은 전통적인 기술보다 더 적은 공극 또는 이음매를 갖는 실리콘 질화물을 초래할 수 있지만, 실리콘 질화물 내의 공극 및 이음매는 특히 더 높은 종횡비 갭에서 여전히 형성될 수 있다. 또한, 이러한 기술을 사용하여 증착된 실리콘 질화물의 습식 식각 속도는 일부 응용에서 바람직하지 않게 높을 수 있다.
따라서, 기판의 표면 상에 실리콘 질화물을 증착하기 위한 개선된 방법, 및 이러한 방법을 사용하여 형성된 구조체가 요구된다. 종래 기술과 연관된 문제 및 해결책에 대한 임의의 논의는 단지 본 발명에 대한 맥락을 제공하기 위해서만 본 개시에 포함되었고, 그 논의의 일부 또는 전부가 본 발명이 이루어진 당시에 알려졌다는 것을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안된다.
본 개시의 다양한 구현예는, 기판의 표면 상에 실리콘 질화물 층을 형성하는 방법 및 실리콘 질화물을 형성하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본원에 설명된 방법은, 실리콘 질화물 라이너 층 및/또는 실리콘 질화물 갭 충전 공정의 형성을 포함하여 다양한 응용예에 사용될 수 있다. 본 개시의 다양한 구현예가 이전 방법과 시스템의 문제점을 해결하는 방식은 이하에서 보다 상세히 논의되면서, 일반적으로 본 개시의 다양한 구현예는, 층 품질의 변동 감소 및/또는 개선된 갭 충전을 갖는 실리콘 질화물 층을 형성하는, 개선 방법을 제공한다.
본 개시의 구현예에 따라, 실리콘 질화물 층을 증착하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 반응 챔버 내에 기판을 제공하는 단계, 실리콘 전구체 펄스 기간 동안 반응 챔버에 실리콘 전구체를 제공하는 단계, 질소 반응물 펄스 기간 동안 질소 반응물을 반응 챔버에 제공하는 단계, 증착 플라즈마 펄스 기간 동안 반응 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위한 증착 플라즈마 전력을 제공하는 단계, 중간 또는 제1 플라즈마 처리를 수행하는 단계, 및 제2 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 중간 플라즈마 처리는, 수소 반응물 펄스 기간 동안 반응 챔버에 수소 반응물을 제공하는 단계(질소 반응물 펄스 기간과 수소 반응물 펄스 기간은 중첩 기간 동안에 중첩됨), 및 중첩 기간 동안에 제1 처리 플라즈마 전력을 반응 챔버에 제1 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 플라즈마 처리는 제2 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 반응 챔버에 제2 처리 플라즈마 전력을 제공하는 단계를 포함할 수 있되, 수소 반응물 펄스 기간과 제2 처리 플라즈마 펄스 기간은 중첩되지 않는다. 이들 예시적인 구현예에 따라, 증착 플라즈마 전력은 제2 처리 플라즈마 전력보다 크다. 추가 예시에 따라, 제1 처리 플라즈마 전력은 제2 처리 플라즈마 전력 이상이다. 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 다양한 반응물이 하나 이상의 증착 사이클 동안 반응 챔버에 연속적으로 공급될 수 있는 반면, 다른 반응물은 원하는 처리 및 층 특성을 얻기 위해, 비연속적인 방식으로 펄스화된다. 또한, 반응물의 유량 및/또는 부피 유량비는 원하는 특성을 갖는 실리콘 질화물을 형성하도록 제어될 수 있다.
본 개시의 추가 예시적인 구현예에 따라 본원에 설명된 방법을 수행하도록 구성된 증착 장치가 제공된다.
본 개시의 추가 예시적인 구현예에 따라, 구조체는 본원에 설명된 방법에 따라 증착된 실리콘 질화물을 포함한다.
본 발명은 개시된 임의의 특정 구현예(들)에 제한되지 않으며, 이들 및 다른 구현예는 첨부된 도면을 참조하는 특정 구현예의 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 쉽게 분명해질 것이다.
본 개시의 예시적인 실시예에 대한 더 완전한 이해는 다음의 예시적인 도면과 관련하여 고려될 때, 발명의 상세한 설명 및 청구 범위를 참조함으로써 도출될 수 있다.
도 1은 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따른 방법을 나타낸다.
도 2는 본 개시의 구현예에 따라, 방법의 시간 순서를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 예시에 따른 구조체를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 적어도 일 구현예에 따른 시스템을 나타낸다.
도면의 구성 요소들은 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.
본 개시는, 일반적으로 기판 표면 상에 실리콘 질화물 층을 증착하는 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 증착 장치, 및 상기 방법을 사용하여 형성된 구조체에 관한 것이다. 본원에서 설명하는 바와 같은 방법과 시스템은, 기판을 처리하여, 예를 들어 전자 소자를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예시로서, 본원에 설명된 시스템과 방법은, 고 종횡비 특징부 위에 놓이는 비교적 균일한 막 품질(예, 습식 식각 속도)을 갖는 실리콘 질화물을 증착하기 위해 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본원에 설명된 방법 및 시스템은 오목부 내에 원하는 갭 충전 특성을 갖는 실리콘 질화물을 증착하기 위해 사용될 수 있다.
본 개시에서, 가스는 정상 온도 및 압력에서 가스, 증기화된 고체 및/또는 증기화된 액체인 재료를 포함할 수 있으며, 맥락에 따라 단일 가스 또는 가스 혼합물로 구성될 수 있다. 공정 가스 이외의 가스, 예를 들어 샤워헤드, 다른 가스 분배 장치 등과 같은 가스 분배 어셈블리를 통과하지 않고 유입되는 가스는, 예를 들어 반응 공간을 밀폐하기 위해 사용될 수 있고, 희귀 가스 또는 다른 불활성 가스와 같은 밀폐 가스를 포함할 수 있다. 용어 불활성 가스는 상당한 정도까지 화학 반응에 참여하지 않고/않거나 플라즈마 전력이 인가될 경우에 전구체를 여기시킬 수 있는 가스를 지칭한다. 용어 전구체 및 반응물은 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 기판은, 형성하기 위해 사용될 수 있는, 또는 그 위에 소자, 회로, 또는 막이 형성될 수 있는, 임의의 하부 재료 또는 재료들을 지칭할 수 있다. 기판은 실리콘(예, 단결정 실리콘), 게르마늄과 같은 다른 IV족 재료, III-V족 또는 II-VI족 반도체와 같은 화합물 반도체 재료와 같은 벌크 재료를 포함할 수 있고, 벌크 재료 위에 놓이거나 그 아래에 놓인 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 또한, 기판은, 기판의 층의 적어도 일부 내에 또는 그 위에 형성된 다양한 토폴로지, 예컨대 오목부, 라인 등을 포함할 수 있다. 특정 예시로서, 기판은 3 이상의 종횡비를 갖는 특징부(예를 들어, 돌출부, 오목부, 또는 갭)를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 막은 실질적으로 핀홀 없이 두께 방향에 수직한 방향으로 연속적으로 연장되어 전체 타켓 또는 관심 표면을 커버하는 층, 또는 단순히 타켓 또는 관심 표면을 커버하는 층을 지칭한다. 일부 구현예에서, 층은 표면에 형성된 특정 두께를 갖는 구조체를 지칭하거나, 막 또는 막이 아닌 구조체의 동의어를 지칭한다. 막 또는 층은 특정 특성을 갖는 별개의 단일막 또는 층, 또는 다수의 막 또는 층으로 구성될 수 있고, 인접하는 막 또는 층 사이의 경계는 명확하거나 그렇지 않을 수 있으며, 물리적, 화학적, 및/또는 임의의 특성, 형성 공정 및 시퀀스, 및/또는 인접하는 막 또는 층의 기능 또는 목적에 기반하여 구축되거나 되지 않을 수 있다.
본 개시에서, 연속적으로는, 진공 파괴가 없으며, 시간적으로 중단이 없고, 임의의 재료의 개입 단계가 없으며, 다음 단계로서 그 직후에 처리 조건의 변경이 없고, 또는 일부 구현예에서는 두 개의 구조체 사이에 두 개의 구조체 이외의 분리된 물리적 또는 화학적 구조체이 개입하지 않는 것 중 하나 이상을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 반응물은 방법의 두 개 이상의 단계 및/또는 사이클 동안에 연속적으로 공급될 수 있다.
용어 주기적 증착 공정 또는 순환 증착 공정은 반응 챔버 내로 전구체(및/또는 반응물)를 순차적으로 도입시켜 기판 위에 층을 증착하는 것을 지칭할 수 있으며 원자층 증착(ALD) 및 주기적 화학 기상 증착(주기적 CVD), 및 ALD 성분과 주기적 CVD 성분을 포함한 하이브리드 주기적 증착 공정과 같은 처리 기술을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 원자층 증착(ALD)은 기상 증착 공정을 지칭할 수 있고, 여기서 증착 사이클은, 전형적으로 복수의 연속 증착 사이클은 공정 챔버에서 수행된다. 일반적으로, 각각의 사이클 중에 전구체는 도입되고, 증착 표면(예, 기판 표면, 또는 이전 ALD 사이클로부터의 재료와 같이 이전에 증착된 하부 표면)에 화학 흡착될 수 있고, 추가적인 전구체와 쉽게 반응하지 않는(즉, 자기 제한적 반응) 단층 또는 서브 단층을 형성한다. 그 후, 반응물(예, 다른 전구체 또는 반응 가스)을 후속해서 공정 챔버에 도입시켜 증착 표면 상에서 화학 흡착된 전구체를 원하는 재료로 전환시키는 데 사용한다. 일반적으로, 이러한 반응물은 전구체와 더 반응할 수 있다. 각각의 사이클 중에 공정 챔버로부터 과잉의 전구체를 제거하고/하거나, 화학 흡착된 전구체의 변환 후 공정 챔버로부터 과잉의 반응물 및/또는 반응 부산물을 제거하기 위해 퍼지 단계들이 더 활용될 수도 있다. 추가로, 본원에서 사용된 용어 원자층 증착은 전구체 조성(들), 반응 가스, 및 퍼지(예, 불활성 캐리어) 가스의 교번 펄스로 수행되는 경우, 화학 기상 원자층 증착, 원자층 에피택시(ALE), 분자 빔 에피택시(MBE), 가스 공급원 MBE, 또는 유기금속 MBE, 및 화학적 빔 에피택시와 같은 관련 용어들에 의해 지정된 공정을 포함하는 것을 또한 의미한다. PEALD는 ALD 공정을 지칭하고, 여기서 ALD 단계 중 하나 이상 동안에 플라즈마를 인가한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 퍼지는 서로 반응하는 가스의 두 펄스 사이에서 또는 연속으로 불활성 또는 실질적으로 불활성인 가스가 반응기 챔버에 제공되는 절차를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 퍼지는 전구체 펄스와 반응물 펄스 사이에 제공될 수 있어서, 전구체와 반응물 사이의 기상 상호 작용을 피하거나 적어도 감소시킬 수 있다. 퍼지는 시간 또는 공간, 또는 둘 모두에 영향을 미칠 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 시간적 퍼지의 경우, 퍼지 단계는, 예를 들어 반응기 챔버에 제1 전구체를 제공하는 단계, 반응기 챔버에 퍼지 가스를 제공하는 단계, 및 반응기 챔버에 제2 전구체 또는 반응물을 제공하는 단계의 시간적 순서로 사용될 수 있으며, 여기서 층이 증착되는 기판은 이동하지 않는다. 공간적 퍼지의 경우, 퍼지 단계는 다음과 같은 형태: 기판을, 제1 전구체가 공급되는 제1 위치로부터 퍼지 가스 커튼을 통해 제2 전구체가 공급되는 제2 위치로 이동시키는 단계를 취할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 실리콘 질화물은 실리콘 및 질소를 포함하는 재료를 지칭한다. 실리콘 질화물은 조성식 Si3N4로 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 실리콘 질화물은 화학양론적 실리콘 질화물을 포함하지 않을 수 있다. 일부 경우에, 실리콘 질화물은 탄소, 질소, 산소, 수소 등과 같은 다른 원소를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 중첩은 시간에 대해 그리고 반응 챔버 내에서 일치함을 의미할 수 있다. 예를 들어, 두 개 이상의 반응물 펄스 기간이 중첩되는 경우, 두 개의 반응물이 각각 반응 챔버에 제공되거나 반응 챔버 내에 존재하는 기간이 존재한다.
또한, 본 개시에서, 실행 가능한 범위는 일상적인 작업에 기초하여 결정될 수 있으므로 변수의 임의의 두 수치가 변수들의 실행 가능한 범위를 구성할 수 있고, 지시된 임의의 범위는 끝점을 포함하거나 배제할 수 있다. 추가적으로, 표시된 변수의 임의의 값은 (약의 표시 여부에 관계없이) 정확한 값 또는 대략적인 값을 지칭할 수 있고 등가를 포함할 수 있으며, 일부 구현예에서는 평균, 중간, 대표, 다수 등을 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시에서, 용어 "포함한", "의해 구성되는", 및 "갖는"은 일부 구현예에서 "통상적으로 또는 대략적으로 포함하는", "포함하는", "본질적으로 이루어지는", 또는 "이루어지는"을 독립적으로 지칭할 수 있다. 본 개시에서, 임의로 정의된 의미는 일부 구현예에서 보통이고 관습적인 의미를 반드시 배제하는 것은 아니다.
이제 도 1로 돌아가면, 도 1은 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따른 실리콘 질화물 층을 형성하기에 적합한 방법(100)을 나타낸다. 방법(100)은, 반응 챔버 내에 기판을 제공하는 단계(102), 실리콘 질화물을 증착하는 단계(104), 중간 처리를 수행하는 단계(106), 및 제2 처리를 수행하는 단계(108)를 포함한다. 방법(100) 및/또는 이의 다양한 단계는 PEALD와 같은 주기적(예, ALD) 공정을 포함할 수 있다.
단계(102) 동안에, 기판은 반응기 시스템의 반응 챔버 내에 제공된다. 본 개시의 예시에 따라, 기판은 패터닝된 특징부를 포함한 표면을 포함한다. 패터닝된 특징부는 오목부, 예컨대 트렌치, 비아, 또는 인접한 돌출부 사이의 영역을 포함할 수 있다. 단계(202) 중에 사용된 반응 챔버는, 주기적 증착 공정, 예컨대 PEALD 공정을 수행하도록 구성된 화학 기상 증착 반응기 시스템의 반응 챔버일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 반응 챔버는 독립형 반응 챔버 또는 클러스터 툴의 일부일 수 있다. 예시적인 적절한 반응 챔버는 도 4와 연관하여 아래에 보다 상세히 논의된다.
단계(102)는, 반응 챔버 내에서 기판을 원하는 증착 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 본 개시의 일부 구현예에서, 단계(102)는 800℃ 미만의 온도로 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일부 구현예에서, 증착 온도로 기판을 가열하는 단계는 약 25℃ 내지 약 700℃, 약 50℃ 내지 약 600℃, 약 100℃ 내지 약 500℃, 약 200℃ 내지 약 400℃, 또는 약 300℃ 내지 약 400℃의 온도로 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 기판의 온도를 제어하는 것 이외에, 반응 챔버 내의 압력도 조절될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일부 구현예에서 단계(102) 동안에 반응 챔버 내의 압력은 0.01 토르 내지 50 토르, 약 0.1 토르 내지 30 토르이다.
단계(104) 동안, 증착된 실리콘 질화물의 층이 단계(102)에서 제공된 기판 위에 증착된다. 본 개시의 예시에 따라, 단계(104)는, 반응성 종의 형성을 포함하여, PEALD 공정 또는 다른 주기적 공정과 같은 주기적 플라즈마 공정을 포함한다.
나타낸 예시에서, 단계(104)는, 실리콘 전구체 펄스 기간 동안 반응 챔버에 실리콘 전구체를 제공하는 서브단계(110), 질소 반응물 펄스 기간 동안 질소 반응물을 반응 챔버에 제공하는 서브단계(112), 및 질소 반응물로부터 여기 종을 형성하기 위한 증착 플라즈마 펄스 기간 동안에 반응 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위한 증착 플라즈마 전력을 제공하여, 증착된 실리콘 질화물의 층을 형성하는 서브단계(114)를 포함한다. 단계(104) 동안의 온도 및/또는 압력은, 단계(102)와 연관하여 위에 설정된 범위 내에 있을 수 있다.
서브단계(110) 동안에, 실리콘 전구체가 반응 챔버에 제공된다. 예시적인 실리콘 전구체는 실란, 할로겐실란, 유기실란, 및 실라잔 중 하나 이상으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 예시를 통해, 상기 실리콘 전구체는 트리스(디메틸아미노)실란, 비스(tert-부틸아미노)실란, 디(sec-부틸아미노)실란, 트리실릴아민, 네오펜타실란, 비스(디메틸아미노)실란, (디메틸아미노)실란 (DMAS), 비스(디에틸아미노)실란(BDEAS), 비스(에틸메틸아미노)실란(BEMAS), 테트라키스(디메틸아미노)실란 (TKDMAS), 트리메틸실란(SiH(CH3)3), 테트라메틸실란(Si(Ch3)4), 실란, 테트라(에톡시)실란 (TEOS, Si(OC2H5)4), 트리스(tert-부톡시)실란올(TBOS), 트리스(tert-펜톡시)실란올(TPSOL), 디메틸디클로로실란(Si(OC2H5)4, Si(CH3)2(OCH3)2), 및 할로실란, 예컨대 SiI4, HSiI3, H2SiI2, H3SiI, Si2I6, HSi2I5, H2Si2I4, H3Si2I3, H4Si2I2, H5Si2I, Si3I8, HSiCl3, H2SiCl2, H3SiCl, H2Si2Cl4, H4Si2Cl2, SiCl4, HSiCl3, 및 H2SiCl2 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 캐리어 가스 유량을 갖는 전구체는 약 500 sccm 내지 약 5000 sccm의 범위일 수 있다. 캐리어 가스와 전구체 가스를 포함한 가스는, 전구체 가스의 약 5 내지 약 10 부피%를 포함할 수 있다.
서브단계(110) 중의 예시적인 실리콘 전구체 유량은 약 1 sccm 내지 약 500 sccm, 또는 약 3 sccm 내지 약 100 sccm일 수 있다. 단계(104)/서브단계(110) 중에 실리콘 전구체 흐름의 펄스 시간은 약 0.1초 내지 약 10초, 또는 약 0.2초 내지 약 3초일 수 있다.
서브단계(112) 중에, 질소 반응물을 질소 반응물 펄스 기간 동안 반응 챔버에 제공한다. 예시적인 질소 반응물은 질소와 선택적으로 산소 또는 불소를 포함한다. 본 개시의 예시에 따러, 질소 반응물은 수소를 포함하지 않는다. 특정 예시로서, 질소 반응물은 질소(N2), N2O, NO, NF3 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 질소 반응물 가스 유량은 약 100 내지 약 10000 sccm의 범위일 수 있다. 질소 반응물 펄스의 지속 시간은 약 0.05초 내지 약 5초 범위일 수 있다.
서브단계(114) 동안, 반응 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위한 증착 플라즈마 전력이 증착 플라즈마 펄스 기간 동안 (예를 들어, 반응 챔버 내의 전도성 플레이트 사이에) 인가된다. 이들 구현예의 예시에 따라, 증착 플라즈마 전력의 주파수는 약 13 MHz 내지 약 14 MHz 또는 약 26 MHz 내지 약 28 MHz일 수 있다. 제1 플라즈마 전력 기간의 지속 시간은 약 1초 내지 약 30초일 수 있다. 서브단계(114) 동안에 플라즈마 전력은, 예를 들어 약 100 W 내지 약 1000 W, 또는 약 400 W 내지 약 800 W일 수 있다.
중간 처리 단계(106)는, 수소 반응물 펄스 기간 동안 반응 챔버에 수소 반응물을 제공하는 서브단계(116), 질소 반응물 펄스 기간 동안 반응 챔버에 질소 반응물을 제공하는 서브단계(118), 및 제1 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 반응 챔버에 제1 처리 플라즈마 전력을 제공하는 서브단계(120)를 포함한다. 단계(106) 동안에, 온도 및/또는 압력은 단계(102)와 연관하여 위에 설정된 범위 내에 있을 수 있다.
서브단계(116) 동안에, 수소 반응물을 반응 챔버에 수소 반응물 펄스 기간 동안에 제공한다. 질소 반응물 펄스 기간(서브단계(112)) 및 수소 반응물 펄스 기간은 중첩 기간 동안에 중첩된다. 중첩 기간 동안에, 증착된 실리콘 질화물 층의 원하는 품질을 제공하기 위해, 수소 반응물 대 질소 반응물의 부피 유량비는 약 0.0003:1 내지 약 0.1:1이다. 예시적인 수소 반응물은 수소, 및 일부 경우에 질소를 포함한다. 특정한 수소 반응물 예시는 수소(H2), NH3, N2H4, 및 N2H2 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
서브단계(118)는 서브단계(112)의 연속일 수 있다. 질소 반응물과 질소 반응물의 유량은 전술한 바와 같을 수 있다.
서브단계(120)는 중첩 기간 동안(즉, 수소 반응물과 질소 반응물 모두가 반응 챔버에 제공될 경우)에, 반응 챔버에 제1 처리 플라즈마 전력을 제1 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 제공하는 단계를 포함한다. 서브단계(120) 동안에 인가되는 플라즈마 전력의 주파수는, 서브단계(114) 동안에 인가되는 플라즈마 전력과 동일할 수 있다. 서브단계(120) 동안, 플라즈마에 대한 전력은, 예를 들어 약 100 W 내지 약 1000 W 또는 약 400 W 내지 약 800 W일 수 있다. 제1 처리 플라즈마 펄스 기간의 지속 시간은 약 1초 내지 약 30초일 수 있다.
단계(108) 동안, 증착된 실리콘 질화물에 대해 제2 처리 단계가 수행된다. 단계(108)는, 질소 반응물을 반응 챔버에 제공하는 서브단계(122), 및 제2 처리 플라즈마 전력을 제2 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 반응 챔버에 제공하는 서브단계(124)를 포함한다.
서브단계(122)는 서브단계(112) 및/또는 서브단계(118)의 연속일 수 있다. 질소 반응물과 질소 반응물의 유량은 전술한 바와 같을 수 있다.
서브단계(124) 동안, 제2 처리 플라즈마 전력은 제2 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 반응 챔버에 제공된다. 본 개시의 예시에 따라, 그리고 아래에 추가로 설명된 바와 같이, 본 개시의 예시에 따라, 수소 반응물 펄스 기간과 제2 처리 플라즈마 펄스 기간은 중첩되지 않는다. 본 개시의 예시에 따라, 제2 처리 플라즈마 전력의 주파수는 서브단계(114 및/또는 120) 동안에 제공된 전력의 주파수와 동일하거나 유사할 수 있다. 추가 예시에 따라, 증착 플라즈마 전력은 제2 처리 플라즈마 전력보다 크다. 제1 처리 플라즈마 전력은 제2 처리 플라즈마 전력 이상일 수 있다. 서브단계(124) 동안, 플라즈마에 대한 전력은, 예를 들어 약 100 W 내지 약 1000 W 또는 약 400 W 내지 약 800 W일 수 있다. 제2 처리 플라즈마 펄스 기간의 지속 시간은 약 1초 내지 약 30초일 수 있다.
단계(104-108)는 증착 사이클로 간주될 수 있으며, 이는 일 회 이상 반복될 수 있다. 예를 들어, 단계(104-108)는, 기판의 표면 상의 갭이 실리콘 질화물로 충전되고/충전되거나 원하는 막 두께를 얻을 때까지 여러 번 반복될 수 있다. 또한, 단계(104-110) 중 임의 단계는 다음 단계로 진행하기 전에 반복될 수 있다.
방법(100) 중 둘 이상의 서브단계는 동시에 수행될 수 있거나, 적어도 부분적으로 시간상 중첩될 수 있다. 예를 들어, 서브단계(112, 114)는 동시에 중첩되거나 수행될 수 있다. 또한, 이하에서 더욱 상세히 예시되는 바와 같이, 하나 이상의 서브단계, 예를 들어 질소 반응물을 제공하는 서브단계는, 하나 이상의 다른 단계 동안, 모든 단계 동안, 및/또는 하나 이상의 증착 사이클 동안 연속적으로 수행될 수 있다.
또한, 달리 언급되지 않는 한, 방법(100)의 단계는 임의의 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계(108)는 단계(104) 이전에 수행될 수 있다.
도 2는 실리콘 질화물 층을 증착하기 위한 방법, 예컨대 방법(100)의 시간 순서(200)를 나타낸다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 펄스 기간은 가스(예, 전구체, 반응물, 불활성 가스, 및/또는 캐리어 가스)가 반응 챔버로 흐르는 기간 및/또는 전력이 제공되는 기간(예, 플라즈마를 생성하기 위해 반응 챔버에 제공되는 전력)를 의미한다. 나타낸 펄스 기간의 높이 및/또는 폭은, 펄스의 특정 양 또는 지속 기간을 반드시 나타내는 것은 아니다.
시간 순서(200)는 실리콘 전구체 펄스 기간(202), 질소 반응물 펄스 기간(204), 증착 플라즈마 펄스 기간(206), 수소 반응물 펄스 기간(208), 제1 또는 중간 처리 플라즈마 펄스 기간(210), 및 제2 처리 플라즈마 펄스 기간(212)을 포함한다. 시간 순서(200)는 또한 소스 퍼지 기간(214), 증착 퍼지 기간(216), 및 처리후 퍼지 기간(218)을 포함한다.
실리콘 전구체 펄스 기간(202)은 서브단계(110)와 동일하거나 유사할 수 있다. 질소 반응물 펄스 기간(204)은, 예를 들어 서브단계(112, 118, 122)를 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 질소 반응물 펄스 기간(204)은 하나 이상의 증착 사이클(220)을 통해 연속적일 수 있다. 증착 플라즈마 펄스 기간(206)은 서브단계(114)이거나 이를 포함할 수 있다. 수소 반응물 펄스 기간(208)은 서브단계(116)이거나 이를 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 수소 반응물 펄스 기간(208)은 제1 처리 플라즈마 펄스 기간(210) 이전에 시작될 수 있고/있거나 제1 처리 플라즈마 펄스 기간(210)과 실질적으로 일치하여 종료될 수 있다. 추가로 나타낸 바와 같이, 본 개시의 예시에 따라, 수소 반응물 펄스 기간(208)은 제2 처리 플라즈마 펄스 기간(212) 전에 종료될 수 있다. 제1 처리 플라즈마 펄스 기간(210)은 서브단계(120)와 동일하거나 유사할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 제1 처리 플라즈마 펄스 기간(210)은 질소 반응물 펄스 기간(204) 및 수소 반응물 펄스 기간(208)과 중첩된다. 제2 처리 플라즈마 펄스 기간(212)은 서브단계(124)와 동일하거나 유사할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 제2 처리 플라즈마 펄스 기간(212)은 질소 반응물 펄스 기간(204)과 중첩될 수 있고, 실리콘 전구체 펄스 기간(202), 증착 플라즈마 펄스 기간(206), 수소 반응물 펄스 기간(208), 및/또는 제1 처리 플라즈마 펄스 기간(210)과 중첩되지 않을 수 있다.
소스 퍼지 기간(214) 동안, 캐리어 가스(예, 실리콘 전구체 펄스 기간(202) 동안 실리콘 전구체를 제공하는 데 사용됨) 및/또는 질소 반응물이 반응 챔버에 제공되어, 실리콘 전구체 펄스 기간(202) 동안에 제공된 실리콘 전구체의 일부 및/또는 이의 부산물의 분배 및/또는 제거를 용이하게 할 수 있다. 증착 퍼지 기간(216) 동안, 캐리어 가스 및/또는 질소 반응물이 반응 챔버에 제공될 수 있다. 유사하게, 처리후 퍼지 기간(218) 동안, 캐리어 가스 및/또는 질소 반응물이 반응 챔버에 제공될 수 있다.
도 3은 구조체(302 및 304, 322 및 324)의 주사 투과 전자 현미경(STEM) 이미지를 나타낸다. 구조체(302)는, 기판(306) 및 그 위에 형성된 특징부(308)를 포함한다. 실리콘 질화물 층(310)은 기판(306) 및 특징부(308) 위에 형성된다. 방법(100)/시간 순서(200)에 따라, 그러나 중간 처리 단계(106) 없이 구조체(302)를 형성하였다. 구조체(304)는, 기판(312) 및 그 위에 형성된 특징부(314)를 포함한다. 실리콘 질화물 층(316)은 기판(312) 및 특징부(314) 위에 형성된다. 방법(100)/시간 순서(200)에 따라, 중간 처리 단계(106)를 포함하여 구조체(304)를 형성하였다. 구조체(322)는, 식각 공정(예, 희석된 100:1 불산(HF) 식각)에 노출된 후의 구조체(302)를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 실리콘 질화물 층(310)의 일부가 제거되고, 실리콘 질화물 층(318)은 식각 공정 후에 유지된다. 구조체(324)는 식각 공정에 노출된 후의 구조체(304)를 나타낸다. 실리콘 질화물 층(316)의 일부가 제거되고, 실리콘 질화물 층(320)은 식각 공정 후에 유지된다. 실리콘 질화물 층(320)은, 도 3의 데이터에 제시된 바와 같이, 측벽(326)을 따라 실리콘 질화물 층(320)의 다양한 위치(예, 상단, 중간 및 하단)에서 더 양호하고, 예를 들어 더 낮고 더 일관된 식각 속도를 나타냈다. 본 개시의 예시에 따라, 방법(100)/순서(200)에 따라 형성된 실리콘 질화물 층은 막 품질의 우수한 균일성을 나타냈다. 예를 들어, 오목부 내의 중간 측벽 표면에서의 실리콘 질화물의 습식 식각 속도 대 기판의 상단 표면 상의 실리콘 질화물의 습식 식각 속도의 비율은 15 미만, 10 미만, 또는 5 미만이고/이거나 오목부 내의 하부 측벽 표면에서의 실리콘 질화물의 습식 식각 속도의 비율 대 기판의 상단 표면 상의 실리콘 질화물의 습식 식각 속도의 비율은 15 미만, 10 미만, 또는 6 미만이다.
이제 도 4로 돌아가면, 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 반응기 시스템(400)을 나타낸다. 반응기 시스템(400)은, 본원에 설명된 하나 이상의 단계 또는 서브단계를 수행하고/수행하거나 본원에 설명된 하나 이상의 소자 구조체 또는 이의 부분을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
반응기 시스템(400)은, 반응 챔버(402)의 내부(401)(반응 구역)에서 서로 평행하게, 그리고 서로 마주하는 한 쌍의 전기 전도성 평판 전극(414, 418)을 포함한다. 하나의 반응 챔버(402)로 도시되었지만, 시스템(400)은 두 개 이상의 반응 챔버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 전원(들)(408)에서 하나의 전극(예, 전극(418))으로 RF를 인가하고 다른 전극(예, 전극(414))을 전기적으로 접지함으로써, 플라즈마는 반응 챔버(402) 내에서 여기될 수 있다. 온도 조절기(403)가 하부 스테이지(414)(하부 전극)에 제공될 수 있고, 그 위에 배치된 기판(422)의 온도는 원하는 온도, 예컨대 전술한 온도로 유지될 수 있다. 전극(418)은, 샤워 플레이트 또는 샤워헤드와 같은 가스 분배 장치로서 기능할 수 있다. 전구체 가스, 반응물 가스, 및 캐리어 또는 불활성 가스 등은, 반응물 공급원(430)(예, 질소 반응물 공급원 및/또는 수소 반응물 공급원)에 결합된 반응물 가스 라인(404) 실리콘 전구체 공급원(431)에 결합된 전구체 가스 라인(406)및 불활성 가스 공급원(434)에 결합된 하나 이상의 가스 라인을 사용하여 반응 챔버(402) 내로 도입될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 반응물(예, 전술한 바와 같음)은 가스 라인(404)을 사용하여 반응 챔버(402) 내로 도입될 수 있고/있거나 전구체 및 캐리어 가스(예, 전술한 바와 같음)는 가스 라인(406)을 사용하여 반응 챔버 내로 도입될 수 있다. 두 개의 유입구 가스 라인(404, 406)으로 나타냈지만, 반응기 시스템(400)은 임의 적절한 개수의 가스 라인을 포함할 수 있다. 흐름 제어기(432, 433, 435)를 포함하는 흐름 제어 시스템은, 반응 챔버(402) 내로의 하나 이상의 반응물, 전구체, 및 불활성 가스의 흐름을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
반응 챔버(402)에 배기 라인(421)을 갖는 원형 덕트(420)가 제공될 수 있고, 이를 통해 반응 챔버(402)의 내부(401)에 있는 가스가 배기 공급원(410)으로 배기될 수 있다. 추가적으로, 이송 챔버(423)는, 이송 챔버(423)의 내부(이송 구역)를 통해 반응 챔버(402)의 내부(401)로 밀봉 가스를 유입하기 위한 밀봉 가스 라인(429)을 구비할 수 있고, 반응 구역(401)과 이송 챔버(423)를 분리하기 위한 분리 판(425)이 제공될 수 있다(기판이 이송 챔버(423)로 또는 이송 챔버로부터 이송되는 게이트 밸브는 본 도면에서 생략됨). 이송 챔버(423)는 또한 배기 공급원(410)에 결합된 배기 라인(427)을 구비할 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 챔버(402)로의 캐리어 가스의 연속적인 흐름은 유동 통과 시스템(FPS)을 사용하여 수행될 수 있다.
반응기 시스템(400)은, 본원에 설명된 하나 이상의 방법 단계를 수행하도록 달리 구성되거나 프로그래밍된 하나 이상의 제어기(들)(412)를 포함할 수 있다. 제어기(들)(412)는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 다양한 전력원, 가열 시스템, 펌프, 로보틱스, 및 반응기의 가스 유량 제어기 또는 밸브들과 결합한다. 예시로서, 제어기(412)는 하나 이상의 반응 챔버 중 적어도 하나 내로의 전구체, 하나 이상의 반응물, 및 선택적으로 불활성 가스의 가스 흐름을 제어하여 기판의 표면 상에 층을 형성하도록 구성될 수 있다. 제어기(412)는, 예를 들어 반응 챔버(402) 내에 전력을 제공하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어기(412)는 본원에서 설명된 바와 같은 추가 단계를 수행하도록 유사하게 구성될 수 있다. 제어기(412)는, 하나 이상의 반응 챔버 중 적어도 하나 내로 전구체, 수소 반응물, 및 질소 반응물의 가스 흐름을 제어하여, 기판 위에 놓이는 실리콘 질화물 층을 형성하도록 구성될 수 있다. 특정 예시로서, 제어기(412)는 실리콘 전구체, 질소 반응물, 및 수소 반응물의 상기 반응 챔버 내로의 가스 흐름을 제어하여 기판의 표면 상에 실리콘 질화물 층을 형성하고, 상기 질소 반응물과 상기 수소 반응물을 흐르게 하는 단계를 포함한 제1 공정을 사용하여 상기 실리콘 질화물 층을 처리하고, 상기 반응 챔버로 상기 수소 반응물을 흐르게 하는 단계를 포함하지 않는 제2 처리 공정을 사용하여 상기 실리콘 질화물 층을 추가로 처리하도록 구성된다.
제어기(412)는 밸브, 매니폴드, 히터, 펌프 및 시스템(400)에 포함된 다른 구성 요소를 선택적으로 작동시키기 위한 전자 회로 및 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이러한 회로 및 구성 요소는, 전구체, 반응물, 퍼지 가스를 각각의 공급원으로부터 도입하기 위해 작동한다. 제어기(412)는 가스 펄스 순서의 시점, 기판 및/또는 반응 챔버의 온도, 반응 챔버의 압력, 및 시스템(400)의 적절한 작동을 제공하는데 다양한 기타 작동을 제어할 수 있다.
제어기(412)는, 반응 챔버(402) 내로 그리고 반응 챔버로부터의 전구체, 반응물 및/또는 퍼지 가스의 흐름을 제어하기 위한 밸브를 전기식 혹은 공압식으로 제어하는 제어 소프트웨어를 포함할 수 있다. 제어기(412)는, 소프트웨어 또는 하드웨어 구성 요소, 예를 들어 특정 작업을 수행하는 FPGA 또는 ASIC과 같은 모듈을 포함할 수 있다. 모듈은 제어 시스템의 어드레스 가능한 저장 매체에 탑재되도록 구성되고, 하나 이상의 공정을 실행하도록 유리하게 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 듀얼 챔버 반응기(서로 근접하게 배치된 기판을 공정 처리하기 위한 두 개의 섹션 또는 컴파트먼트)가 이용될 수 있고, 반응물 가스 및 귀가스는 공유된 라인을 통해 공급될 수 있는 반면에 전구체 가스는 공유되지 않는 라인을 통해 공급된다.
시스템(400)의 작동 중에, 반도체 웨이퍼와 같은 기판은, 예를 들어 기판 핸들링 영역(423)에서 반응 구역(401)으로 이송된다. 일단 기판(들)이 반응 구역(401)으로 이송되면, 전구체, 반응물, 캐리어 가스, 및/또는 퍼지 가스와 같이, 하나 이상의 가스가, 예를 들어 시간 순서(200)에 따라 반응 챔버(402) 내로 유입된다.
위에 설명된 본 개시의 예시적 구현예는 본 발명의 범주를 제한하지 않는데, 그 이유는 이들 구현예는 본 발명의 구현예의 예시일 뿐이기 때문이다. 임의의 균등한 구현예는 본 발명의 범주 내에 있도록 의도된다. 확실하게, 본원에 나타내고 설명된 것 외에도, 설명된 요소(예, 단계)의 대안적인 유용한 조합과 같이, 본 개시의 다양한 변경은 설명으로부터 당업자에게 분명할 수 있다. 이러한 변경 및 구현예도 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (18)

  1. 실리콘 질화물 층을 증착하는 방법으로서, 상기 방법은,
    기판을 반응 챔버 내에 제공하는 단계;
    실리콘 전구체 펄스 기간 동안에 실리콘 전구체를 상기 반응 챔버에 제공하는 단계;
    질소 반응물 펄스 기간 동안에 질소 반응물을 상기 반응 챔버에 제공하는 단계;
    증착 플라즈마 펄스 기간 동안에 상기 반응 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위해 증착 플라즈마 전력을 제공하는 단계;
    수소 반응물 펄스 기간동안에 수소 반응물을 상기 반응 챔버에 제공하는 단계로서, 상기 질소 반응물 펄스 기간과 상기 수소 반응물 펄스 기간은 중첩 기간 동안에 중첩되는 단계;
    상기 중첩 기간 동안에, 상기 반응 챔버에 제1 처리 플라즈마 전력을 제1 처리 플라즈마 펄스 기간 동안 제공하는 단계; 및
    제2 처리 플라즈마 펄스 기간 동안에 제2 처리 플라즈마 전력을 상기 반응 챔버에 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 수소 반응물 펄스 기간과 상기 제2 처리 플라즈마 펄스 기간은 중첩되지 않는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증착 플라즈마 전력은 상기 제2 처리 플라즈마 전력보다 큰, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증착 플라즈마 전력은 약 400 W 내지 약 1000 W인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 처리 플라즈마 전력은 약 100 W 내지 약 1000 W인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 처리 플라즈마 전력은 상기 제2 처리 플라즈마 전력보다 크거나 같은 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 처리 플라즈마 전력은 약 100 W 내지 약 1000 W인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질소 반응물은 질소(N2), N2O, NO, NF3로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소 반응물은 수소(H2), NH3, N2H4, N2H2로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질소 반응물은 하나 이상의 증착 사이클 동안 상기 반응 챔버에 연속적으로 공급되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중첩 기간 동안 상기 수소 반응물 대 상기 질소 반응물의 부피 유량비는 약 0.0003:1 내지 약 0.1:1인, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법 동안의 기판 온도는 약 25℃ 내지 약 700℃, 약 50℃ 내지 약 600℃, 약 100℃ 내지 약 500℃, 약 200℃ 내지 약 400℃, 또는 약 300℃ 내지 약 400℃인, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법 동안의 상기 반응 챔버 내 압력은 약 0.01 토르 내지 약 50 토르, 또는 약 0.1 토르 내지 약 30 토르인, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 전구체는 실란, 할로겐실란, 유기실란 및 실라잔 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 전구체는 트리스(디메틸아미노)실란, 비스(tert-부틸아미노)실란, 디(sec-부틸아미노)실란, 트리실릴아민, 네오펜타실란, 비스(디메틸아미노)실란, (디메틸아미노)실란(DMAS), 비스(디에틸아미노)실란(BDEAS), 비스(에틸메틸아미노)실란(BEMAS), 테트라키스(디메틸아미노)실란(TKDMAS), 트리메틸실란(SiH(CH3)3), 테트라메틸실란(Si(Ch3)4), 실란, 테트라(에톡시)실란(TEOS, Si(OC2H5)4), 트리스(tert-부톡시)실란올(TBOS), 트리스(tert-펜톡시)실란올(TPSOL),디메틸디클로로실란(Si(OC2H5)4,Si(CH3)2(OCH3)2) 및 할로실란, 예컨대 SiI4, HSiI3, H2SiI2, H3SiI, Si2I6, HSi2I5, H2Si2I4, H3Si2I3, H4Si2I2, H5Si2I, Si3I8, HSiCl3, H2SiCl2, H3SiCl, H2Si2Cl4, H4Si2Cl2, SiCl4, HSiCl3, 및 H2SiCl2 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 질화물은 상기 기판의 표면 상의 하나 이상의 오목부(recess)의 측벽 상에 증착되는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 오목부 내의 중간 측벽 표면에서 상기 실리콘 질화물의 습식 식각 속도 대 상기 기판의 상단 표면 상의 상기 실리콘 질화물의 습식 식각 속도의 비율은 15 미만, 10 미만, 또는 5 미만인, 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여 형성된 구조체.
  18. 시스템으로서, 상기 시스템은
    반응 챔버;
    실리콘 전구체 공급원;
    질소 반응물 공급원;
    수소 반응물 공급원;
    플라즈마 전원;
    배기 공급원; 및
    제어기를 포함하며,
    상기 제어기는 실리콘 전구체, 질소 반응물, 및 수소 반응물의 상기 반응 챔버 내로의 가스 흐름을 제어하여 기판의 표면 상에 실리콘 질화물 층을 형성하고, 상기 질소 반응물과 상기 수소 반응물을 흐르게 하는 단계를 포함한 제1 공정을 사용하여 상기 실리콘 질화물 층을 처리하고, 상기 반응 챔버로 상기 수소 반응물을 흐르게 하는 단계를 포함하지 않는 제2 처리 공정을 사용하여 상기 실리콘 질화물 층을 추가로 처리하도록 구성되는, 시스템.
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