KR970077307A - 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 - Google Patents

반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 Download PDF

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Abstract

주(主)식각가스에 여러 가스를 혼합하여 공급함으로써 웨이퍼의 막질이 선택적으로 식각되는 부분의 측벽에 보호막(Passivation)용 박막을 형성시켜서 프로파일을 개선시키는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 웨이퍼 상의 실리콘 함유 막질을 선택적으로 플라즈마 방식으로 식각하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 공급가스로써 염소(Cl) 또는 불소(F)를 포함하는 식각가스와 플라즈마 방전에 의하여 카빈(Carbene) 구조의 중간체를 생성하는 첨가가스를 혼합공급함에 따라 막질이 식각된 프로파일의 측벽에 플라즈마 상태에서 생성되는 중간체의 결합체인 폴리머가 형성되도록 이루어진다.
따라서, 본 발명에 의하면 극미세 및 초집적 사양을 요구하는 반도체장치의 제작에 충분히 이용될 수 있을 정도의 식각된 막질 프로파일을 구현할 수 있어서 반도체장치가 고용량 및 고기능화 될 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 본 발명에 따른 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법의 실시예를 설명하기 위한 웨이퍼 막질 단면도이다.

Claims (46)

  1. 복수의 공급가스를 플라즈마 상태로 변환시켜서 웨이퍼 상의 폴리실리콘막질을 상부에 마스킹된 패턴에 따른 선택적인 반응 및 이온 충돌로 식각하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 상기 공급 가스로써 염소(Cl)를 포함하는 식각가스와 플라즈마 방전에 의하여 카빈(Carbene) 구조의 중간체를 생성하는 첨가가스를 혼합하여 공급하는 단계; 및 상기 폴리실리콘 막질이 식각된 프로파일의 측벽에 플라즈마 상태에서 생성되는 상기 중간체의 결합체인 폴리머를 형성시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식각가스는 Cl2, BCl, HCl 또는 SiCl4중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  3. 제1항에 있어서, 캐리어가스로서 상기 폴리실리콘 막질의 표면 식각부산물을 충돌로 탈락시키도록 불활성 가스인 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar)중 하나를 공급함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 첨가가스는 CH3Br, CH2Br2, CHBr3, C2H5Br 또는 C2H4Br2중 어느 하나 도는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카빈구조의 중간체는 CxHyBrz(단, x, y 및 z는 '0' 또는 자연수)임을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중간체는 브롬화수소카빈( : CHBr)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 중간체는 다이하이드로겐카빈( : CH2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 중간체는 다이브롬카빈( : CBr2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 식각은 상온에서 이루어지며 상기 보조가스로는 브롬화메탄(CH3Br)을 공급함을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 폴리실리콘의 하부 막질이 실리콘 옥사이드(SiO2)이면 막질간 식각 선택성을 위하여 산소(O2)를 더 공급함을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 상기 염소와 산소는 1:2 내지 1:4의 비율의 양으로 공급함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 식각가스와 첨가가스는 유도성 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마원에 의해 중간체가 변환생성되어 상기 폴리실리콘 막질을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 식각가스와 첨가가스는 용량성 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마원에 의해 중간체가 변환생성되어 상기 폴리실리콘 막질을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  14. 복수의 공급가스를 플라즈마 상태로 변환시켜서 웨이퍼 상의 폴리실리콘 막질을 상부에 마스킹된 패턴에 따른 선택적인 반응 및 이온 충돌로 식각하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 상기 공급가스로서 불소(F)를 포함하는 식각가스와 플라즈마 방전에 의하여 카빈구조의 중간체를 생성하는 첨가가스를 혼합하여 공급하는 단계; 및 상기 폴리실리콘 막질이 식각된 프로파일의 측벽에 플라즈마 상태에서 생성되는 상기 중간체의 결합체인 폴리머를 형성시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 식각가스는 F2, SF6, CF4또는 CHF3중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  16. 제14항에 있어서, 캐리어가스로서 상기 폴리실리콘 막질의 표면 식각부산물을 충돌로 탈락시키도록 불활성가스인 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar)중 하나를 공급함을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 첨가가스는 CH3Br, CH2Br2, CHBr3, C2H5Br 또는 C2H4Br2중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 카빈구조의 중간체는 CxHyBrz(단, x, y 및 z는 '0' 또는 자연수)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 중간체는 브롬화가스카빈( : CHBr)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 중간체는 다이하이드로겐카빈( : CH2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 중간체는 다이브롬카빈( : CHBr2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  22. 제14항에 있어서, 상기 폴리실리콘의 하부 막질이 실리콘 옥사이드(SiO2)이면 막질간 식각 선택성을 위하여 산소(O2)를 더 공급함을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  23. 제14항에 있어서, 상기 식각가스와 첨가가스는 유도성 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마원에 의해 중간체가 변환생성되어 상기 폴리실리콘막질을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  24. 제14항에 있어서, 상기 식각가스와 첨가가스는 용량성 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마원에 의해 중간체가 변환생성되어 상기 폴리실리콘 막질을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  25. 복수의 공급가스를 플라즈마 상태로 변환시켜서 웨이퍼 상의 실리콘 옥사이드 막질을 상부에 마스킹된 패턴에 따른 선택적인 반응 및 이온 충돌로 식각하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 상기 공급가스로서 불소(F)를 포함하는 식각가스와 플라즈마 방전에 의하여 카빈구조의 중간체를 생성하는 첨가가스를 혼합하여 공급하는 단계; 및 상기 실리콘 옥사이드 막질이 식각된 프로파일의 측벽에 플라즈마 상태에서 생성되는 상기 중간체의 결합체인 폴리머를 형성시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 식각가스는, F2, SF6, CF4또는 CHF3중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  27. 제25항에 있어서, 캐리어가스로서 상기 폴리실리콘 막질의 표면 식각부산물을 충돌로 탈락시키도록 불활성가스인 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar)중 하나를 공급함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 첨가가스는 CH3Br, CH2Br2, CHBr3, C2H5Br 또는 C2H4Br2중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  29. 제25항에 있어서, 상기 카빈구조의 중간체는 CxHyBrz(단, x, y 및 z는 '0' 또는 자연수)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 중간체는 브롬화수소카빈( : CHBr)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 중간체는 다이하이드로겐카빈( : CH2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  32. 제29항에 있어서, 상기 중간체는 다이브롬카빈( : CHBr2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  33. 제25항에 있어서, 상기 식각가스와 첨가가스는 유도성 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마원에 의해 중간체가 변환생성되어 상기 폴리실리콘막질을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  34. 제25항에 있어서, 상기 식각가스와 첨가가스는 용량성 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마원에 의해 중간체가 변환생성되어 상기 폴리실리콘 막질을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  35. 웨이퍼 상의 실리콘 함유층의 식각을 위한 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 브롬과 할로겐 족에 포함된 다른 한 원자가 결합된 BrI, 또는 Br2중 하나가 식각가스와 같이 공급되어 상기 실리콘 함유층의 선택적 식각에 의하여 형성된 프로파일의 측벽을 보호하기 위한 폴리머를 형성시킴을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  36. 복수의 공급가스를 플라즈마 상태로 변환시켜서 웨이퍼 상의 실리콘 함유 막질을 상부에 마스킹된 패턴에 따른 선택적인 반응 및 이온 충돌로 식각하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 상기 공급가스로서 식각가스와 보론트리브로마이드(BBr3)을 공급함에 따라서 플라즈마 방전으로 생성된 중간체인 브롬 및 브론브로마이드에 의하여 상기 실리콘 함유 막질이 식각된 프로파일의 측벽에 폴리머를 형성시킴을 특징으로 하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  37. 복수의 공급가스를 플라즈마 상태로 변환시켜서 웨이퍼 상의 금속 막질을 상부에 마스킹된 패턴에 따른 선택적인 반응 및 이온 충돌로 식각하는 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 상기 공급가스로서 식각가스와 플라즈마 방전에 의하여 카빈구조의 중간체를 생성하는 첨가가스를 혼합하여 공급하는 단계; 및 상기 메탈 막질이 식각된 프로파일의 측벽에 플라즈마 상태에서 생성되는 상기 중간체의 결합체인 폴리머를 형성시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 반도체장치의 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 식각가스는 Cl2, BCl, HCl 또는 SiCl4중 어느 하나 또는 둘 이상으로의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  39. 제37항에 있어서, 캐리어가스로서 상기 폴리실리콘 막질의 표면 식각부산물을 충돌로 탈락시키도록 불활성가스인 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar)중 하나를 공급함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  40. 제37항에 있어서, 상기 식각가스는 F2, SF6, CF4또는 CHF3중 어느 하나 도는 둘 이상으로의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치의 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  41. 제37항에 있어서, 상기 첨가가스는 CH3Br, CH2Br2, CHBr3, C2H5Br 또는 C2H4Br2중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  42. 제37항에 있어서, 상기 카빈구조의 중간체는 CxHyBrz(단, x, y 및 z는 '0' 또는 자연수)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 중간체는 브롬화수소카빈( : CHBr)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  44. 제42항에 있어서, 상기 중간체는 다이하이드로카빈( : CH2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  45. 제42항에 있어서, 상기 중간체는 다이브롬카빈( : CHBr2)임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
  46. 제42항에 있어서, 상기 폴리실리콘의 하부 막질이 실리콘 옥사이드(SiO2)이면 막질간 식각 선택성을 위하여 산소(O2)를 더 공급함을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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