特許 7554804 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240912BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240912BHJP

   C23F 4/00 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H05H1/46 M

C23F4/00 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022155604

(22)【出願日】2022-09-28

(65)【公開番号】P2023098595

(43)【公開日】2023-07-10

【審査請求日】2022-09-28

(31)【優先権主張番号】10-2021-0189911

(32)【優先日】2021-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518162784

【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ジュ，ユン ジョン

(72)【発明者】

【氏名】リ，ソン ギル

(72)【発明者】

【氏名】キム，ジェ ファン

(72)【発明者】

【氏名】パク，ワン ジェ

(72)【発明者】

【氏名】キール，ヘ ジュン

(72)【発明者】

【氏名】パク，ジ フン

(72)【発明者】

【氏名】ム，ヨン ジェ

【審査官】▲はま▼中 信行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０９８４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－０８４７７８６（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１９／２２５１８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０４－２０６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０７０００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０１６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０１６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１８１１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５３０８７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｃ２３Ｆ ４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する方法において、
第１ガスを励起させて生成された第１プラズマを利用して前記基板を処理する第１処理段階と、
前記第１ガスと相異な第２ガスを励起させて生成された第２プラズマを利用して前記基板を処理する第２処理段階を含み、
前記第１ガスはアンモニア(NH３)を含み、
前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含み、
前記第１処理段階では、
チャンバ内の第１空間に前記第１プラズマを発生させ、
前記第１プラズマが前記第１空間から前記第１空間の下に位置する第２空間に流動する間前記第１プラズマに含まれるイオンが除去されてアンモニアラジカルが前記第２空間に供給され、
前記第２空間で前記アンモニアラジカルと水素を含む第３ガスが反応して第１エチェントを形成し、
前記第１エチェントは前記基板が置かれる第３空間に供給されることを特徴とする基板処理方法。

【請求項2】

基板を処理する方法において、
第１ガスを励起させて生成された第１プラズマを利用して前記基板を処理する第１処理段階と、
前記第１ガスと相異な第２ガスを励起させて生成された第２プラズマを利用して前記基板を処理する第２処理段階を含み、
前記第１ガスはアンモニア(NH３)を含み、
前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含み、
前記第１処理段階では、
チャンバ内の第１空間に前記第１プラズマを発生させ、
前記第１プラズマが前記第１空間から前記第１空間の下に位置する第２空間に流動する間前記第１プラズマに含まれるイオンが除去されてアンモニアラジカルが前記第２空間に供給され、
前記アンモニアラジカルは前記基板が置かれる第３空間に供給され、
前記第２処理段階では、
前記第１空間に前記第２プラズマを発生させ、
前記第２プラズマが前記第１空間から前記第２空間に流動する間前記第２プラズマに含まれるイオンが遮られてフッ素ラジカルが前記第２空間に供給され、
前記第２空間で前記フッ素ラジカルと水素を含む第３ガスが反応して第２エチェントを形成し、
前記第２エチェントは前記第３空間に供給されることを特徴とする基板処理方法。

【請求項3】

前記第１処理段階以後前記第２処理段階が遂行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記第１処理段階と前記第２処理段階は交番的に遂行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理方法。

【請求項5】

第１空間、第２空間、および第３空間に区分されるチャンバ内で基板を処理する方法において、
前記第１空間では工程ガスを供給してプラズマを発生させ、前記第１空間の下に位置する第２空間で前記プラズマと処理ガスが反応してエチェントを形成し、前記エチェントは前記第２空間の下に位置する第３空間で前記基板を処理し、
前記工程ガスは第１ガスと前記第１ガスと相異な第２ガスを含み、
前記第１空間に前記第１ガスを供給して第１プラズマを形成して前記基板に形成された膜質を改善し、
前記第１空間に前記第２ガスを供給して第２プラズマを形成して前記基板に形成された膜を除去することを特徴とする基板処理方法。

【請求項6】

前記第１ガス及び前記第２ガスは交番的に前記第１空間に供給されることを特徴とする請求項５に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記第１ガスはアンモニア(NH３)を含み、
前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記第１空間と前記第２空間は接地されたプレートによって区画され、
前記第１空間に供給された前記第１ガスによって発生された第１プラズマに含まれるイオンは、前記プレートによって遮られて前記第２空間にアンモニアラジカルが供給され、
前記第１空間に供給された前記第２ガスによって発生された第２プラズマに含まれるイオンは前記プレートによって遮られて前記第２空間にフッ素ラジカルが供給されることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記処理ガスはアンモニア(NH３)を含むことを特徴とする請求項５乃至請求項８のうちで何れか一つに記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記処理ガスは、
前記第１ガス及び/または前記第２ガスが前記第１空間に供給されるうちに前記第２空間に継続的に供給されることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。

【請求項11】

基板を処理する装置において、
内部空間を有するチャンバと、
前記内部空間で基板を支持する支持ユニットと、
高周波電力が印加される上部電極と、
前記上部電極の下に配置され、接地されるイオンブロッカーと、
前記イオンブロッカーの下に、そして、前記支持ユニット上部に配置されて複数の通孔が形成されたシャワーヘッドと、
プラズマ形成空間として定義される前記上部電極と前記イオンブロッカーとの間の空間に第１ガス及び前記第１ガスと相異な第２ガスを含む工程ガスを供給する工程ガス供給ユニットと、
ミキシング空間として定義される前記イオンブロッカーと前記シャワーヘッドとの間の空間に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、及び
制御機を含み、
前記制御機は、
前記プラズマ形成空間に前記第１ガスを供給して前記プラズマ形成空間に第１プラズマを形成し、又は
前記プラズマ形成空間に第２ガスを供給して前記プラズマ形成空間に第２プラズマを形成し、
前記第１プラズマまたは前記第２プラズマが前記プラズマ形成空間から前記ミキシング空間に流動する間に前記第１プラズマまたは前記第２プラズマからイオンが除去されて、前記ミキシング空間にラジカルを供給し、
前記ミキシング空間に第３ガスを供給して前記ラジカルと前記第３ガスを反応させてエチェントを形成し、及び
前記エチェントを前記基板が置かれる処理空間に供給するように
前記上部電極、前記工程ガス供給ユニット、及び前記処理ガス供給ユニットを制御することを特徴とする基板処理装置。

【請求項12】

前記制御機は、
前記プラズマ形成空間に前記第１ガスが供給され、設定時間が経過した以後前記プラズマ形成空間に前記第２ガスを供給するように前記工程ガス供給ユニットを制御することを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記制御機は、
前記プラズマ形成空間に前記第１ガスと前記第２ガスが交番的に供給されるように前記工程ガス供給ユニットを制御することを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記制御機は、
前記プラズマ形成空間に前記第１ガスまたは前記第２ガスが供給されるうちに前記ミキシング空間に前記処理ガスが継続的に供給されるように前記処理ガス供給ユニットを制御することを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記ミキシング空間に加熱部材をさらに備える、請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記第１ガスと前記処理ガスはアンモニア(NH３)を含み、
前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含むことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関するものであり、より詳細には、基板をプラズマ処理する基板処理装置及び方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

プラズマはイオンやラジカル、そして、電子などでなされたイオン化されたガス状態を言う。プラズマは非常に高い温度、強い電界、または、高周波電子系(RF Electromagnetic Fields)によって生成される。半導体素子製造工程はプラズマを利用してウェハーなどの基板上に形成された薄膜や異物を除去するエッチング工程(Etching Process)を含むことができる。エッチング工程はプラズマのイオン及び/またはラジカルらが基板上の薄膜と衝突するか、または、薄膜と応じて遂行される。

【0003】

一般に基板には自然酸化膜を含んだ多様な膜が積層されて形成される。プラズマを利用して基板を処理する多様な工程ではそれぞれの好適な選択比が要求される。選択比は基板に形成された膜らの蝕刻程度によって決定される。基板に形成された膜らのうちで特定膜はラジカル(または、プラズマ)と処理ガスがお互いに応じて形成されたエチェントによって蝕刻されることができる。エチェントによって特定膜を蝕刻するためにはエチェントが特定膜に円滑に作用することが前提されなければならない。エチェントが特定膜に円滑に作用することができない場合基板に形成された特定膜を蝕刻する蝕刻率が落ちる結果につながる。蝕刻対象の蝕刻率が低くなる場合基板処理に要求される選択比を満足させることができないので工程処理の収率が低くなる問題に帰結される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】韓国特許第１０－２１０７２５６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、基板を効率的に処理することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。

【0006】

また、本発明は工程によって要求される基板の選択比を効率的に調節することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。

【0007】

また、本発明は、基板に形成された特定膜を効率的に蝕刻することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。

【0008】

本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載らから通常の技術者が明確に理解されることができるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、基板を処理する方法を提供する。基板を処理する方法は第１ガスを励起させて生成された第１プラズマを利用して前記基板を処理する第１処理段階、前記第１ガスと相異な第２ガスを励起させて生成された第２プラズマを利用して前記基板を処理する第２処理段階を含むことができる。

【0010】

一実施例によれば、前記第１処理段階以後前記第２処理段階が遂行されることができる。

【0011】

一実施例によれば、前記第１処理段階と前記第２処理段階は交番的に遂行されることができる。

【0012】

一実施例によれば、前記第１プラズマに励起される前記第１ガスは水素を含み、前記第２プラズマに励起される前記第２ガスはフッ素を含むことができる。

【0013】

一実施例によれば、前記第１ガスはアンモニア(NH３)を含み、前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含むことができる。

【0014】

一実施例によれば、前記第１処理段階ではチャンバ内の第１空間に前記第１プラズマを発生させ、前記第１プラズマが前記第１空間から前記第１空間の下に位置する第２空間で流動する間前記第１プラズマに含まれるイオンが除去されてアンモニアラジカルが前記第２空間に供給され、前記アンモニアラジカルは前記基板が置かれる第３空間に供給されることができる。

【0015】

一実施例によれば、前記第１処理段階ではチャンバ内の第１空間に前記第１プラズマを発生させ、前記第１プラズマが前記第１空間から前記第１空間の下に位置する第２空間に流動する間前記第１プラズマに含まれるイオンが除去されてアンモニアラジカルが前記第２空間に供給され、前記第２空間で前記アンモニアラジカルと水素を含む第３ガスが反応して第１エチェントを形成し、前記第１エチェントは前記基板が置かれる第３空間に供給されることができる。

【0016】

一実施例によれば、前記第２処理段階では前記第１空間に前記第２プラズマを発生させ、前記第２プラズマが前記第１空間から前記第２空間に流動する間前記第２プラズマに含まれるイオンが遮られてフッ素ラジカルが前記第２空間に供給され、前記第２空間で前記フッ素ラジカルと前記第３ガスが反応して第２エチェントを形成し、前記第２エチェントは前記基板が置かれる第３空間に供給されることができる。

【0017】

また、本発明は第１空間、第２空間、そして、第３空間に区分されるチャンバ内で基板を処理する方法を提供する。基板を処理する方法は前記第１空間では工程ガスを供給してプラズマを発生させ、前記第１空間の下に位置する第２空間で前記プラズマと処理ガスが反応してエチェントを形成し、前記エチェントは前記第２空間の下に位置する第３空間で前記基板を処理するが、前記工程ガスは第１ガスと前記第１ガスと相異な第２ガスを含み、前記第１空間に前記第１ガスを供給して第１プラズマを形成して前記基板に形成された膜質を改善し、前記第１空間に前記第２ガスを供給して第２プラズマを形成して前記基板に形成された膜を除去することができる。

【0018】

一実施例によれば、前記第１ガス及び前記第２ガスは、交番的に前記第１空間に供給されることができる。

【0019】

一実施例によれば、前記第１ガスはアンモニア(NH３)を含み、前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含むことができる。

【0020】

一実施例によれば、前記第１空間と前記第２空間は、接地されたプレートによって区画され、前記第１空間に供給された前記第１ガスによって発生された第１プラズマに含まれるイオンは前記プレートによって遮られて前記第２空間にアンモニアラジカルが供給され、前記第１空間に供給された前記第２ガスによって発生された第２プラズマに含まれるイオンは前記プレートによって遮られて前記第２空間にフッ素ラジカルが供給されることができる。

【0021】

一実施例によれば、前記処理ガスはアンモニア(NH３)を含むことができる。

【0022】

一実施例によれば、前記処理ガスは前記第１ガス及び/または前記第２ガスが前記第１空間に供給されるうちに前記第２空間に継続的に供給されることができる。

【0023】

一実施例によれば、前記第１ガス及び前記第２ガスは前記第１空間に同時に供給されることができる。

【0024】

また、本発明は、基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は内部空間を有するチャンバ、前記内部空間で基板を支持する支持ユニット、高周波電力が印加される上部電極、前記上部電極の下に配置され、接地されるイオンブロッカー、前記イオンブロッカーの下に、そして、前記支持ユニット上部に配置されて複数の通孔が形成されたシャワーヘッド、前記上部電極と前記イオンブロッカーとの間の空間で第１ガス及び前記第１ガスと相異な第２ガスを含む工程ガスを供給する工程ガス供給ユニット、前記イオンブロッカーと前記シャワーヘッドとの間の空間で処理ガスを供給する処理ガス供給ユニット及び制御機を含み、前記制御機はプラズマ形成空間で定義される前記上部電極と前記イオンブロッカーとの間の領域で前記第１ガスを供給して前記プラズマ形成空間に第１プラズマを形成し、前記プラズマ形成空間で第２ガスを供給して前記プラズマ形成空間に第２プラズマを形成するように前記上部電極と前記工程ガス供給ユニットを制御することができる。

【0025】

一実施例によれば、前記制御機は前記プラズマ形成空間に前記第１ガスが供給され、設定時間が経過した以後前記プラズマ形成空間に前記第２ガスを供給するように前記工程ガス供給ユニットを制御することができる。

【0026】

一実施例によれば、前記制御機は前記プラズマ形成空間に前記第１ガスと前記第２ガスが交番的に供給されるように前記工程ガス供給ユニットを制御することができる。

【0027】

一実施例によれば、前記制御機は前記プラズマ形成空間に前記第１ガスまたは前記第２ガスが供給されるうちに前記イオンブロッカーと前記シャワーヘッドの間の領域で定義されるミキシング空間に前記処理ガスが継続的に供給されるように前記処理ガス供給ユニットを制御することができる。

【0028】

一実施例によれば、前記第１ガスと前記処理ガスはアンモニア(NH３)を含み、前記第２ガスは三フッ化窒素(NF３)を含むことができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の一実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。

【0030】

また、本発明の一実施例によれば、工程によって要求される基板の選択比を効率的に調節することができる。

【0031】

また、本発明の一実施例によれば、基板に形成された特定膜を効率的に蝕刻することができる。

【0032】

本発明の効果が上述した効果らに限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面らから本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。

【図2】図１の他の実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。

【図3】同じく、図１の他の実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。

【図4】本発明の一実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。

【図5】図４の第１処理段階及び第２処理段階で第１空間と第２空間に供給されるガスの種類を概略的に見せてくれる図面である。

【図6】図４の第１処理段階で第１空間に供給された第１ガスを励起させて第１プラズマが形成される姿を見せてくれる図面である。

【図7】図４の第１処理段階で第２空間に供給された第３ガスと第１ラジカルが反応して第１エチェントが形成される姿を概略的に見せてくれる図面である。

【図8】図４の第２処理段階で第１空間に供給された第２ガスを励起させて第２プラズマが形成される姿を見せてくれる図面である。

【図9】図４の第２処理段階で第２空間に供給された第３ガスと第２ラジカルが反応して第２エチェントが形成される姿を概略的に見せてくれる図面である。

【図10】本発明の他の実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施例を添付された図面らを参照してより詳細に説明する。本発明の実施例はさまざまな形態で変形されることができるし、本発明の範囲が下で敍述する実施例によって限定されられることで解釈されてはいけない。本実施例は当業界で平均的な知識を有した者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での構成要素の形状などはより明確な説明を強調するために誇張されたものである。

【0035】

第１、第２などの用語は多様な構成要素らを説明することに使用されることができるが、前記構成要素らは前記用語らによって限定されてはいけない。前記用語らは一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されることができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱されないまま第１構成要素は第２構成要素で命名されることができるし、類似に第２構成要素も第１構成要素で命名されることができる。

【0036】

以下では、図１乃至図１０を参照して本発明の実施例に対して詳しく説明する。

【0037】

図１は、本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。図１を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理装置１は基板(W)を処理する。基板処理装置１はプラズマを利用して基板(W)を処理することができる。例えば、基板処理装置１はプラズマを利用して基板(W)上の薄膜を除去するエッチング(Etching)工程、フォトレジスト膜を除去するアッシング(Ashing)工程、基板(W)上に薄膜を形成する蒸着工程、または、ドライクリーニング工程を遂行することができる。但し、これに限定されないで、基板処理装置１で遂行するプラズマ処理工程は公知されたプラズマ処理工程で多様に変形されることができる。基板処理装置１に搬入される基板(W)は処理工程が一部遂行された基板(W)が搬入されることができる。例えば、基板処理装置１に搬入される基板(W)は蝕刻工程または写真工程などが遂行された基板(W)であることができる。

【0038】

基板処理装置１は制御機２０、ハウジング１００、支持ユニット２００、シャワーヘッド３００、イオンブロッカー４００、上部電極５００、そして、ガス供給ユニット６００を含むことができる。

【0039】

チャンバ１０は内部空間を有することができる。チャンバ１０の内部空間は第１空間(A１)、第２空間(A２)、そして、第３空間(A３)に区画されることができる。チャンバ１０は第１空間(A１)、第２空間(A２)、そして、第３空間(A３)を定義することに関与する構成らを通称して規定されることができる。

【0040】

第１空間(A１)と第２空間(A２)は後述するイオンブロッカー４００によって区画されることができる。第１空間(A１)はイオンブロッカー４００の上部に提供され、第２空間(A２)はイオンブロッカー４００の下部に提供される。第２空間(A２)と第３空間(A３)は後述するシャワーヘッド３００によって区画されることができる。第２空間(A２)はシャワーヘッド３００の上部に提供され、第３空間(A３)はシャワーヘッド３００の下部に提供される。第３空間(A３)、第２空間(A２)、そして、第１空間(A１)は順次にチャンバ１０内部空間の下で上に向ける方向に提供されることができる。

【0041】

第１空間(A１)は後述する上部電極５００とイオンブロッカー４００がお互いに組合された空間で定義されることができる。第１空間(A１)はプラズマ(P)が発生される空間に提供されることができる。これに、第１空間(A１)はプラズマ形成空間で機能することができる。

【0042】

第２空間(A２)はイオンブロッカー４００とシャワーヘッド３００がお互いに組合されて形成された空間で定義されることができる。第２空間(A２)は第１空間(A１)で発生されたプラズマ(P)に含まれるラジカル(R)と後述する第３ガス(G３)がお互いに反応してエチェント(Etchant、E)を形成する空間に提供されることができる。これに、第２空間(A２)はミキシング空間で機能することができる。

【0043】

第３空間(A３)はシャワーヘッド３００と後述するハウジング１００がお互いに組合されて形成された空間で定義されることができる。第３空間(A３)には後述する支持ユニット２００が配置される。第３空間(A３)は支持ユニット２００に支持された基板(W)が処理される処理空間で機能することができる。第３空間(A３)ではラジカル(R)及び/またはエチェント(E)によって基板(W)が処理されることができる。

【0044】

制御機２０は基板処理装置１を制御することができる。制御機２０は基板処理装置１の制御を実行するマイクロプロセッサー(コンピューター)でなされるプロセスコントローラーと、オペレーターが基板処理装置１を管理するためにコマンド入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースと、基板処理装置１で実行される処理をプロセスコントローラーの制御で行うための制御プログラムや、各種データ及び処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち、処理レシピが記憶された記憶部を具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び記憶部はプロセスコントローラーに接続されていることがある。処理レシピは記憶部のうちで記憶媒体に記憶されていることがあって、記憶媒体は、ハードディスクでも良く、CD-ROM、DVDなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリーなどの半導体メモリーであることもある。

【0045】

制御機２０は以下で説明する基板処理方法を遂行できるように基板処理装置１を制御することができる。例えば、制御機２０は以下で説明する基板処理方法を遂行できるように基板処理装置１に提供される構成らを制御することができる。

【0046】

ハウジング１００は第３空間(A３)を定義することができる。例えば、ハウジング１００は後述するシャワーヘッド３００とお互いに組合されて第３空間(A３)を定義することができる。ハウジング１００が定義する第３空間(A３)には後述する支持ユニット２００が配置される。ハウジング１００は概して円筒形状で提供されることができる。例えば、ハウジング１００は上部が開放された桶形状を有することができる。

【0047】

ハウジング１００の内側壁はプラズマ(P)によって蝕刻されることを防止することができる素材でコーティングされることができる。例えば、ハウジング１００の内側壁はセラミックスのような誘電体膜でコーティングされることができる。ハウジング１００は接地されることができる。ハウジング１００には基板(W)が第３空間(A３)から搬出されるか、または、第３空間(A３)に基板(W)が搬入される開口(図示せず)が形成されることができる。開口(図示せず)はドア(図示せず)によって選択的に遮蔽されることができる。

【0048】

ハウジング１００の底面には排気ホール１１０が形成される。排気ホール１１０は排気ユニット１２０と連結されることができる。排気ユニット１２０は第３空間(A３)を流動するパーティクル、工程副産物などを排出する。排気ユニット１２０は第３空間(A３)の圧力を調節することができる。排気ユニット１２０は排気ライン１２２と減圧部材１２４を含むことができる。排気ライン１２２の一端は排気ホール１１０と連結され、排気ライン１２２の他端は減圧部材１２４と連結されることができる。減圧部材１２４はポンプであることができる。しかし、これに限定されるものではなくて、第３空間(A３)に陰圧を提供する公知された装置で多様に変形されて提供されることができる。

【0049】

支持ユニット２００は第３空間(A３)内部に位置する。支持ユニット２００は第３空間(A３)で基板(W)を支持する。支持ユニット２００は静電気力(Electrostatic force)を利用して基板(W)をチャッキング(Chucking)できるESCであることがある。支持ユニット２００は支持された基板(W)を加熱することができる。

【0050】

支持ユニット２００は胴体２１０、静電電極２２０、そして、ヒーター２３０を含むことができる。胴体２１０は基板(W)を支持する。胴体２１０は上面に基板(W)を支持する支持面を有する。胴体２１０の上面には基板(W)が安着される。胴体２１０は誘電体(Dielectric substance)で提供されることができる。胴体２１０は円板形状の誘電板で提供されることができる。一例で、胴体２１０はセラミックス素材で提供されることができる。胴体２１０の内部には後述する静電電極２２０とヒーター２３０が埋設されることができる。

【0051】

静電電極２２０は上部から眺める時、基板(W)と重畳される位置に提供されることができる。静電電極２２０はヒーター２３０より上部に配置されることができる。静電電極２２０は第１電源２２０aと電気的に連結される。第１電源２２０aは直流電源を含むことができる。静電電極２２０と第１電源２２０aとの間には第１スイッチ２２０bが設置される。静電電極２２０は第１スイッチ２２０bのオン/オフによって第１電源２２０aと電気的に連結されることができる。例えば、第１スイッチ２２０bがオン(ON)になれば、静電電極２２０には直流電流が印加される。静電電極２２０に電流が印加されれば、静電電極２２０には基板(W)をチャッキングさせることができる静電気力による電界が形成されることができる。電界は基板(W)に胴体２１０に向ける方向にチャッキングされる引力を伝達することができる。これに、基板(W)は胴体２１０に吸着される。

【0052】

ヒーター２３０は基板(W)を加熱する。ヒーター２３０は胴体２１０の上面に支持された基板(W)を加熱することができる。ヒーター２３０は胴体２１０の温度を上昇させて基板(W)を加熱する。ヒーター２３０は第２電源２３０aと電気的に連結される。ヒーター２３０と第２電源２３０aとの間には第２スイッチ２３０bが設置される。ヒーター２３０は第２スイッチ２３０bのオン/オフによって第２電源２３０aと電気的に連結されることができる。ヒーター２３０は第２電源２３０aで印加された電流に抵抗することで発熱する。

【0053】

発生された熱は胴体２１０を通じて基板(W)に伝達される。ヒーター２３０で発生された熱によって基板(W)は工程に要求される温度で維持されることができる。また、ヒーター２３０は基板(W)が処理されるうちに基板(W)から分離される不純物(例えば、酸化膜)が基板(W)に再付着されることを防止するように、胴体２１０の温度を高めることができる。ヒーター２３０はタングステンのような発熱体であることができる。但し、ヒーター２３０の種類はこれに限定されるものではなくて、公知された発熱体で多様に変形されて提供されることができる。

【0054】

たとえ図示されなかったが、一実施例によれば、ヒーター２３０は螺旋形状のコイルで複数個が提供されることができる。ヒーター２３０は胴体２１０のお互いに異なる領域にそれぞれ提供されることができる。例えば、胴体２１０の中央領域を加熱するヒーター２３０と胴体２１０の縁領域を加熱するヒーター２３０がそれぞれ提供されることができるし、これらヒーター２３０らはお互いの間に独立的に発熱程度を調節することができる。

【0055】

前述した例では胴体２１０内にヒーター２３０が提供されることを例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、胴体２１０内にはヒーター２３０が提供されないこともある。

【0056】

シャワーヘッド３００はハウジング１００の上部に配置されることができる。シャワーヘッド３００は後述するイオンブロッカー４００と第３空間(A３)との間に配置されることができる。シャワーヘッド３００とハウジング１００がお互いに組合されて形成された空間は第３空間(A３)に規定されることができる。また、シャワーヘッド３００と後述するイオンブロッカー４００がお互いに組合されて形成された空間は第２空間(A２)で規定されることができる。

【0057】

シャワーヘッド３００は上部から眺める時概して円形で形成されることができる。例えば、シャワーヘッド３００は円板形状で提供されることができる。一実施例によれば、シャワーヘッド３００はステンレススチールの材質で提供されることができる。

【0058】

シャワーヘッド３００には通孔３０２が形成されることができる。通孔３０２は複数個提供されることができる。複数の通孔３０２らはシャワーヘッド３００の上面から下面まで延長されて形成されることができる。すなわち、複数の通孔３０２らはシャワーヘッド３００を貫通して形成されることができる。複数の通孔３０２らは第２空間(A２)と第３空間(A３)との間に流体を連通させる通路で機能することができる。例えば、複数の通孔３０２らは上部の第２空間(A２)内で流動する流体を下部の第３空間(A３)で流動させることができる。

【0059】

シャワーヘッド３００には下部ガス注入口３１０が形成されることができる。下部ガス注入口３１０は少なくとも一つ以上で提供されることができる。下部ガス注入口３１０は後述する処理ガスライン６４２と連結されることができる。下部ガス注入口３１０は第２空間(A２)と連通することができる。下部ガス注入口３１０は第２空間(A２)に向けて後述する第３ガス(G３)を供給することができる。下部ガス注入口３１０は第２空間(A２)と連通されることができるが、第３空間(A３)とは連通されないように構成されることができる。下部ガス注入口３１０は複数の通孔３０２らの間に配置されることができる。すなわち、下部ガス注入口３１０は複数の通孔３０２と重畳されない位置に形成されることができる。

【0060】

加熱部材(HE)はシャワーヘッド３００の上部に配置されることができる。加熱部材(HE)は上部から眺める時、リング形状を有するヒーターであることができる。加熱部材(HE)は第２空間(A２)の温度を上昇させることができる。加熱部材(HE)は熱を発生させて第２空間(A２)の温度を高めてイオンが除去されたプラズマ(P)と第３ガス(G３)のミキシング効率を高めることができる。

【0061】

イオンブロッカー４００はシャワーヘッド３００の上部に配置されることができる。また、イオンブロッカー４００は加熱部材(HE)の上部に配置されることができる。イオンブロッカー４００はシャワーヘッド３００と後述する上部電極５００との間に配置されることができる。イオンブロッカー４００は上部の第１空間(A１)と下部の第２空間(A２)で区画することができる。例えば、イオンブロッカー４００、上部電極５００、そして、後述する絶縁部材(DR)がお互いに組合されて形成された空間は第１空間(A１)で規定されることができる。また、イオンブロッカー４００、シャワーヘッド３００、そして、加熱部材(HE)がお互いに組合されて形成された空間は第２空間(A２)で規定されることができる。

【0062】

イオンブロッカー４００は接地されることができる。イオンブロッカー４００は後述する上部電極５００とお互いに対向電極で機能することができる。これに、イオンブロッカー４００は上部電極５００と共に第１空間(A１)にプラズマ(P)を形成するプラズマソースで機能することができる。

【0063】

イオンブロッカー４００にはホール４０２が形成されることができる。ホール４０２はイオンブロッカー４００の上端と下端を貫通することができる。第１空間(A１)に形成されたプラズマ(P)はホール４０２を通じて第１空間(A１)から第２空間(A２)で流動することができる。イオンブロッカー４００はホール４０２を通過するプラズマ(P)に含まれたイオン(または、電子)そして、ラジカル(R)のうちでイオンと電子を吸収することができる。これに、プラズマ(P)に含まれる成分のうちでラジカル(R)だけがイオンブロッカー４００を通過することができる。イオンブロッカー４００はイオンの通過を阻む(Block)機能をすることができる。

【0064】

上部電極５００は板形状を有することができる。上部電極５００はチャンバ１０の内部空間の上部に位置することができる。上部電極５００はイオンブロッカー４００の上に配置されることができる。上部電極５００はイオンブロッカー４００と見合わせるように配置されることができる。上部電極５００とイオンブロッカー４００との間には絶縁素材で提供される絶縁部材(DR)が配置されることができる。絶縁部材(DR)は上部から眺める時、リング形状を有することができる。絶縁部材(DR)はイオンブロッカー４００と上部電極５００をお互いに電気的に絶縁させることができる。

【0065】

上部電極５００には電源モジュール５１０が提供されることができる。電源モジュール５１０は上部電極５００に電力を印加することができる。電源モジュール５１０は上部電源５１２と上部電源スイッチ５１４を含むことができる。上部電源５１２はRFソースで提供されることができる。上部電源５１２は上部電極５００に高周波電流を印加することができる。上部電極５００と上部電源５１２との間にはインピーダンスマッチャ―(図示せず)が提供されることができる。上部電源スイッチ５１４のオン/オフによって上部電極５００には高周波電流が印加される。上部電極５００に高周波電流が印加されれば、対向電極として機能するイオンブロッカー４００と上部電極５００との間には電界が形成される。これに、第１空間(A１)に供給される工程ガス(例えば、第１ガス(G１)及び/または第２ガス(G２)を励起させてプラズマを発生させることができる。

【0066】

上部電極５００には上部ガス注入口５２０が形成されることができる。上部ガス注入口５２０は少なくとも一つ以上提供されることができる。上部ガス注入口５２０は後述する第１ガスライン６２２と連結されることができる。上部ガス注入口５２０は第１空間(A１)を向けて工程ガスを供給することができる。

【0067】

ガス供給ユニット６００はチャンバ１０の内部空間にガスを供給する。例えば、ガス供給ユニット６００は第１空間(A１)に工程ガスを供給し、第２空間(A２)に処理ガスを供給することができる。ガス供給ユニット６００は工程ガス供給ユニット６２０と処理ガス供給ユニット６４０を含むことができる。

【0068】

工程ガス供給ユニット６２０は第１空間(A１)に工程ガスを供給する。第１空間(A１)に供給される工程ガスは第１ガス(G１)及び/または第２ガス(G２)を含むことができる。第１空間(A１)に供給される第１ガス(G１)と第２ガス(G２)は交番的に供給されることができる。選択的に、第１ガス(G１)が第１空間(A１)に先に供給され、以後に第２ガス(G２)が第１空間(A１)に供給されることができる。また、第１ガス(G１)と第２ガス(G２)は同時に第１空間(A１)に供給されることもできる。これに対する詳細なメカニズムは後述する。

【0069】

工程ガス供給ユニット６２０は第１ガス供給ソース６２１と第２ガス供給ソース６２５を含むことができる。第１ガス供給ソース６２１は第１空間(A１)に第１ガス(G１)を供給する。第１ガス供給ソース６２１は上部電極５００とイオンブロッカー４００との間空間である第１空間(A１)に第１ガス(G１)を供給することができる。第１ガス供給ソース６２１は第１ガスライン６２２と第１ガス供給源６２４を含むことができる。

【0070】

第１ガスライン６２２は第１ガス供給源６２４と上部ガス注入口５２０をお互いに連結する。第１ガスライン６２２の一端は複数個の上部ガス注入口５２０とそれぞれ連結され、第１ガスライン６２２の他端は第１ガス供給源６２４と連結されることができる。

【0071】

第１ガス供給源６２４は第１ガスライン６２２を通じて第１空間(A１)に第１ガス(G１)を供給する。第１ガス(G１)は水素系列の元素を含むことができる。例えば、第１ガス(G１)はアンモニア(NH３)ガスであることができる。選択的に、第１ガス(G１)はH２、またはHeなどの不活性ガスをさらに含むことができる。第１ガス(G１)に含まれる不活性ガスはキャリアガスで機能することができる。第１空間(A１)に供給された第１ガス(G１)は第１プラズマ(P１)で励起されることができる。

【0072】

第２ガス供給ソース６２５は第１空間(A１)に第２ガス(G２)を供給する。第２ガス供給ソース６２５は上部電極５００とイオンブロッカー４００との間空間である第１空間(A１)に第２ガス(G２)を供給することができる。第２ガス供給ソース６２５は第２ガスライン６２６と第２ガス供給源６２８を含むことができる。

【0073】

第２ガスライン６２６は第２ガス供給源６２８と上部ガス注入口５２０をお互いに連結する。第２ガスライン６２６の一端は複数個の上部ガス注入口５２０とそれぞれ連結され、第２ガスライン６２６の他端は第２ガス供給源６２８と連結されることができる。

【0074】

第２ガス供給源６２８は第２ガスライン６２６を通じて第１空間(A１)に第２ガス(G２)を供給する。第２ガス(G２)は水素系列の元素を含むことができる。例えば、第２ガス(G２)はフッ素(fluorine)系列の元素を含むことができる。一例で、第２ガス(G２)は三フッ化窒素(NF３)またはフッ素(F２)ガスであることができる。選択的に、第２ガス(G２)はAr、H２、またはHeのうちで何れか一つ、または複数をさらに含むことができる。第１空間(A１)に供給された第２ガス(G２)は上部電極５００とイオンブロッカー４００によって励起されて第２プラズマ(P２)を発生させることができる。

【0075】

処理ガス供給ユニット６４０は第２空間(A２)に第３ガス(G３)を供給することができる。第２空間(A２)に供給される第３ガス(G３)はラジカルと反応する処理ガスであることができる。処理ガス供給ユニット６４０はイオンブロッカー４００とシャワーヘッド３００との間空間である第２空間(A２)に第３ガス(G３)を供給することができる。処理ガス供給ユニット６４０は処理ガスライン６４２と処理ガス供給源６４４を含むことができる。

【0076】

処理ガスライン６４２は処理ガス供給源６４４と下部ガス注入口３１０をお互いに連結する。処理ガスライン６４２の一端は複数個の下部ガス注入口３１０とそれぞれ連結され、処理ガスライン６４２の他端は処理ガス供給源６４４と連結されることができる。

【0077】

処理ガス供給源６４４は処理ガスライン６４２を通じて第２空間(A２)に処理ガスである第３ガス(G３)を供給する。第３ガス(G３)は水素系列の元素を含むことができる。例えば、第３ガス(G３)はアンモニア(NH３)ガスであることができる。選択的に、第３ガス(G３)はH２、またはHeなどの不活性ガスをさらに含むことができる。第３ガス(G３)に含まれる不活性ガスはキャリアガスで機能することができる。第２空間(A２)に供給された第３ガス(G３)はラジカル(R)と反応してエチェント(E)を形成することができる。

【0078】

図２及び図３は、図１の他の実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。以下で説明する一実施例による基板処理装置は、図１を参照して説明した一実施例による基板処理装置の構成と大部分類似に提供される。これに、重複される構成に対しては内容の重複を防止するためにその説明を略する。

【0079】

図２を参照すれば、シャワーヘッド３００には通孔３０２が形成されることができる。通孔３０２は複数個提供されることができる。複数の通孔３０２らはシャワーヘッド３００の上面から下面まで延長されて形成されることができる。すなわち、複数の通孔３０２らはシャワーヘッド３００を貫通して形成されることができる。複数の通孔３０２らは上部の第２空間(A２)で下部の第３空間(A３)に流体を連通させることができる。

【0080】

イオンブロッカー４００にはホール４０２と中部ガス注入口４１０が形成されることができる。ホール４０２はイオンブロッカー４００の上端と下端を貫通することができる。中部ガス注入口４１０は少なくとも一つ以上で提供されることができる。中部ガス注入口４１０は複数個提供されることができる。複数個の中部ガス注入口４１０らはそれぞれ処理ガスライン６４２と連結されることができる。中部ガス注入口４１０は第２空間(A２)を向けて第３ガス(G３)を供給することができる。中部ガス注入口４１０は第２空間(A２)と連通することができるが、上部の第１空間(A１)とは連通されないように構成されることができる。

【0081】

図３を参照すれば、シャワーヘッド３００には通孔３０２が形成されることができる。通孔３０２は複数個提供されることができる。複数の通孔３０２らはシャワーヘッド３００の上面から下面まで延長されて形成されることができる。すなわち、複数の通孔３０２らはシャワーヘッド３００を貫通して形成されることができる。複数の通孔３０２らは上部の第２空間(A２)で下部の第３空間(A３)に流体を連通させることができる。

【0082】

シャワーヘッド３００には下部ガス注入口３１０が形成されることができる。下部ガス注入口３１０は少なくとも一つ以上で提供されることができる。下部ガス注入口３１０は複数個提供されることができる。複数の下部ガス注入口３１０らは後述する第１分岐ライン６４６とそれぞれ連結されることができる。下部ガス注入口３１０は第２空間(A２)を向けて第３ガス(G３)を供給することができる。

【0083】

下部ガス注入口３１０は第２空間(A２)と連通されることができるが、第３空間(A３)とは連通されないように構成されることができる。下部ガス注入口３１０は複数の通孔３０２らの間に配置されることができる。すなわち、下部ガス注入口３１０は複数の通孔３０２と重畳されない位置に形成されることができる。

【0084】

イオンブロッカー４００にはホール４０２と中部ガス注入口４１０が形成されることができる。ホール４０２はイオンブロッカー４００の上端と下端を貫通することができる。中部ガス注入口４１０は少なくとも一つ以上で提供されることができる。中部ガス注入口４１０は複数個提供されることができる。複数個の中部ガス注入口４１０らは後述する第２分岐ライン６４７とそれぞれ連結されることができる。中部ガス注入口４１０は第２空間(A２)を向けて第３ガス(G３)を供給することができる。中部ガス注入口４１０は第２空間(A２)と連通することができるが、上部の第１空間(A１)とは連通されないように構成されることができる。

【0085】

処理ガス供給ユニット６４０は処理ガスライン６４２と処理ガス供給源６４４を含むことができる。処理ガスライン６４２はメインライン６４５、第１分岐ライン６４６、そして、第２分岐ライン６４７で構成されることができる。メインライン６４５の一端は第３ガス(G３)を供給する処理ガス供給源６４４と連結される。メインライン６４５の他端は第１分岐ライン６４６と第２分岐ライン６４７に分岐されることができる。第１分岐ライン６４６は下部ガス注入口３１０と連結されることができる。メインライン６４５と第１分岐ライン６４６を経って下部ガス注入口３１０に供給された第３ガス(G３)は第２空間(A２)に供給されることができる。第２分岐ライン６４７は中部ガス注入口４１０と連結されることができる。メインライン６４５と第２分岐ライン６４７を経って中部ガス注入口４１０に供給された第３ガス(G３)は第２空間(A２)に供給されることができる。

【0086】

前述した実施例と異なり、下部ガス注入口３１０はシャワーヘッド３００の縁領域だけに形成されることができる。また、中部ガス注入口４１０はイオンブロッカー４００の中央領域だけに形成されることもできる。

【0087】

以下では、本発明の一実施例による基板処理方法に対して詳しく説明する。以下で説明する基板処理方法は一実施例による基板処理装置１で遂行されることができる。また、制御機２０は以下で説明する基板処理方法を基板処理装置１が遂行できるように、基板処理装置１が有する構成らを制御することができる。以下で説明する一実施例による基板処理方法は図１で説明した基板処理装置１を利用して遂行することを例を挙げて説明する。但し、これに限定されるものではなくて、図２及び図３の基板処理装置１を利用して本発明の一実施例による基板処理方法を遂行することができる。

【0088】

図４は、本発明の一実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。図４を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理方法は準備段階(S１０)、処理段階(S２０)、そして、排気段階(S３０)を含むことができる。

【0089】

準備段階(S１０)はチャンバ１０の内部空間の雰囲気を基板(W)を処理することに好適な環境で準備させる段階であることができる。例えば、準備段階(S１０)では図示されない返送ロボットを利用してチャンバ１０の内部空間に基板(W)を搬入した以後、チャンバ１０内部空間の圧力を安定化させることができる。準備段階(S１０)では排気ユニット１２０を利用して基板(W)の処理に好適なチャンバ１０の内部空間雰囲気を形成することができる。例えば、排気ユニット１２０はチャンバ１０の内部空間の雰囲気を一定部分排気してチャンバ１０の内部空間の圧力を設定圧力で維持させることができる。

【0090】

選択的に、準備段階(S１０)で第１ガス供給ソース６２１と第２ガス供給ソース６２５は第１空間(A１)にH２、またはHeなどの不活性ガスを供給することができる。また、準備段階(S１０)で処理ガス供給ユニット６４０は第２空間(A２)にH２、またはHeなどの不活性ガスを供給することができる。また、準備段階(S１０)では制御機２０によって基板処理装置１に含まれる構成らの点検を遂行することができる。

【0091】

前述した例では基板(W)をチャンバ１０の内部空間に搬入した以後、準備段階(S１０)を遂行することを例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、準備段階(S１０)はチャンバ１０の内部空間に基板(W)が搬入されない状態で遂行されることができる。準備段階(S１０)を完了した以後チャンバ１０の内部空間に基板(W)を搬入させることができる。

【0092】

図５は、図４の第１処理段階及び第２処理段階で第１空間と第２空間に供給されるガスの種類を概略的に見せてくれる図面である。図６は図４の第１処理段階で第１空間に供給された第１ガスを励起させて第１プラズマが形成される姿を見せてくれる図面である。図７は図４の第１処理段階で第２空間に供給された第３ガスと第１ラジカルが反応して第１エチェントが形成される姿を概略的に見せてくれる図面である。図８は図４の第２処理段階で第１空間に供給された第２ガスを励起させて第２プラズマが形成される姿を見せてくれる図面である。図９は図４の第２処理段階で第２空間に供給された第３ガスと第２ラジカルが反応して第２エチェントが形成される姿を概略的に見せてくれる図面である。

【0093】

以下では、図５乃至図９を参照して本発明の一実施例による処理段階(S２０)に対して詳しく説明する。処理段階(S２０)は基板(W)上にエチェント(E)を供給して基板(W)を処理することができる。処理段階(S２０)は第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)を含むことができる。

【0094】

第１処理段階(S２２)は基板(W)上に第１エチェント(E１)を供給して基板(W)を処理することができる。例えば、第１処理段階(S２２)は基板(W)上に第１エチェント(E１)を供給して基板(W)上に形成された膜の改質を改善することができる。

【0095】

図５及び図６のように、第１処理段階(S２２)で第１ガス供給ソース６２１は第１空間(A１)に第１ガス(G１)を供給することができる。一例で、第１処理段階(S２２)で第１空間(A１)に供給される第１ガス(G１)はアンモニア(NH３)を含むガスであることができる。第１空間(A１)に供給されたアンモニアガス(NH３)は高周波電力が印加された上部電極５００と接地されたイオンブロッカー４００によって第１プラズマ(P１)に励起される。すなわち、第１ガス(G１)は第１プラズマ(P１)状態に転移されることによってイオン、電子、そして、ラジカルに分解される。例えば、アンモニアガス(NH３)が第１プラズマ(P１)状態に転移されることによって、第１空間(A１)には第１ラジカル(R１）が形成されることができる。例えば、第１空間(A１)に形成された第１ラジカル(R１）はアンモニアラジカル(NH３*)であることがある。

【0096】

第１空間(A１)に形成された第１プラズマ(P１)は接地されたイオンブロッカー４００に形成されたホール４０２を通じて第２空間(A２)に流動する。第１プラズマ(P１)はホール４０２を通過する過程で第１プラズマ(P１)の成分のうちでイオンと電子が吸収される。第１プラズマ(P１)はイオンブロッカー４００を通過しながら第１プラズマ(P１)に含まれるイオン、電子、そして、ラジカルのうちでラジカルだけが第２空間(A２)に供給されることができる。これに、図７のように第２空間(A２)にはアンモニアラジカル(NH３*)だけが供給されることができる。

【0097】

また、第１処理段階(S２２)で処理ガス供給ユニット６４０は第２空間(A２)に第３ガス(G３)を供給することができる。一例で、第１処理段階(S２２)で第２空間(A２)に供給される第３ガス(G３)はアンモニア(NH３)を含むガスであることができる。

【0098】

第２空間(A２)に供給されたアンモニアラジカル(NH３*)のうちで一部成分は第２空間(A２)に供給された第３ガス(G３)と反応することができる。例えば、第２空間(A２)に供給されたアンモニアガス(NH３)と第２空間(A２)を流動するアンモニアラジカル(NH３*)が反応して第１エチェント(E１)を形成することができる。第２空間(A２)に生成された第１エチェント(E１)は第２空間(A２)から第３空間(A３)に流動する。また、第２空間(A２)に供給されたアンモニアラジカル(NH３*)のうちで他の一部成分は第２空間(A２)から第３空間(A３)に流動する。

【0099】

第３空間(A３)に供給されたアンモニアラジカル(NH３*)及び/または第１エチェント(E１)は第３空間(A３)に位置する基板(W)上に作用することができる。アンモニアラジカル(NH３*)及び/または第１エチェント(E１)は基板(W)上に形成された膜に付着されることができる。例えば、アンモニアラジカル(NH３*)は基板(W)の表面に容易に付着されることができる。基板(W)の表面に付着されたアンモニアラジカル(NH３*)は後述する第２エチェント(E２)を引き寄せることができる。例えば、基板(W)の表面に付着されたアンモニアラジカル(NH３*)は基板(W)の表面のうちで酸化膜(例えば、SiO２)が形成された位置で第２エチェント(E２)を引き寄せることができる。第１エチェント(E１)によってひかれた第２エチェント(E２)は酸化膜を蝕刻することができる。これに、第１処理段階(S２２)は第２エチェント(E２)が基板(W)上に形成された酸化膜と容易に反応するように寄与する。これに、第１処理段階(S２２)は基板(W)の表面膜質改善に寄与して基板(W)に形成された膜らの蝕刻程度を調節することができる。すなわち、第１処理段階(S２２)は基板(W)を処理する多様な工程で要求される選択比を調節することができる。

【0100】

第２処理段階(S２４)は基板(W)上に第２エチェント(E２)を供給して基板(W)を処理することができる。例えば、第２処理段階(S２４)は基板(W)上に第２エチェント(E２)を供給して基板(W)上に形成された膜を蝕刻することができる。第２処理段階(S２４)は第１処理段階(S２２)が完了された以後に遂行されることができる。

【0101】

図５と図８のように、第２処理段階(S２４)で第２ガス供給ソース６２５は第１空間(A１)に第２ガス(G２)を供給することができる。一例で、第２処理段階(S２４)で第１空間(A１)に供給される第２ガス(G２)は三フッ化窒素(NF３)を含むガスであることがある。第１空間(A１)に供給された三フッ化窒素ガス(NF３)は高周波電力が印加された上部電極５００と接地されたイオンブロッカー４００によって第２プラズマ(P２)で励起される。すなわち、第２ガス(G２)は第２プラズマ(P２)状態に転移されることによってイオン、電子、そして、ラジカルで分解される。例えば、三フッ化窒素ガス(NF３)が第２プラズマ(P２)状態に転移されることによって、第１空間(A１)には第２ラジカル(R２)が形成されることができる。一例で、第１空間(A１)に形成された第２ラジカル(R２)はフッ素ラジカル(F*)であることがある。

【0102】

第１空間(A１)に形成された第２プラズマ(P２)は接地されたイオンブロッカー４００に形成されたホール４０２を通じて第２空間(A２)に流動する。第２プラズマ(P２)はホール４０２を通過する過程で第２プラズマ(P２)の成分のうちでイオンと電子が吸収される。第２プラズマ(P２)はイオンブロッカー４００を通過しながら第２プラズマ(P２)に含まれるイオン、電子、そして、ラジカルのうちでラジカルだけが第２空間(A２)に供給されることができる。これに、図９のように、第２空間(A２)にはフッ素ラジカル(F*)だけが供給されることができる。

【0103】

また、第２処理段階(S２４)で処理ガス供給ユニット６４０は第２空間(A２)に第３ガス(G３)を供給することができる。一例で、第２処理段階(S２４)で第２空間(A２)に供給される第３ガス(G３)はアンモニア(NH３)を含むガスであることができる。

【0104】

第２空間(A２)に供給されたフッ素ラジカル(F*)のうちで一部成分は第２空間(A２)に供給された第３ガス(G３)と反応することができる。一例で、第２空間(A２)に供給されたアンモニアガス(NH３)と第２空間(A２)を流動するフッ素ラジカル(F*)が反応して第２エチェント(E２)を形成することができる。第２エチェント(E２)はNH４F(ammonium fluoride)であることがある。選択的に、第２エチェント(E２)はNH４F．HF(ammonium hydrogen fluoride)であることがある。第２空間(A２)に生成された第２エチェント(E２)は第２空間(A２)から第３空間(A３)に流動する。また、第２空間(A２)に供給されたフッ素ラジカル(F*)のうちで他の一部成分は第２空間(A２)から第３空間(A３)に流動する。

【0105】

第３空間(A３)に供給されたフッ素ラジカル(F*)及び/または第２エチェント(E２)は第３空間(A３)に位置する基板(W)上に作用することができる。例えば、第３空間(A３)に供給された第２エチェント(E２、例えばNH４F)は基板(W)に形成されたシリコン酸化膜(例えば、SiO２)と反応して(NH４)２SiF６の反応物を生成することができる。生成された反応物は基板(W)から除去されることができる。これに、第３空間(A３)に供給された第２エチェント(E２)は基板(W)に形成された特定膜に作用して特定膜を基板(W)から除去することがある。

【0106】

再び図４を参照すれば、排気段階(S３０)はチャンバ１０内部の雰囲気を排気することができる。例えば、排気段階(S３０)ではチャンバ１０の内部空間の雰囲気を排気ユニット１２０を利用してチャンバ１０の外部に排出することができる。また、排気段階(S３０)では処理段階(S２０)を経りながら第３空間(A３)に発生した工程副産物(例えば、(NH４)２SiF６をチャンバ１０の外部に排出することができる。

【0107】

前述した本発明の実施例によれば、第２処理段階(S２４)で第２エチェント(E２)を基板(W)上に作用して基板(W)上に形成された特定膜(例えば、酸化膜)を蝕刻する以前に、第１処理段階(S２２)から基板(W)の表面膜質を改善して基板(W)上に形成された特定膜に第２エチェント(E２)が効率的に作用することができる。具体的に、第１処理段階(S２２)で基板(W)の表面に付着されたアンモニアラジカル(NH３*)は第２処理段階(S２４)で生成された第２エチェント(E２)を引き寄せることができる。第１処理段階(S２２)で生成されたアンモニアラジカル(NH３*)によって引き寄せられた第２エチェント(E２)は基板(W)上の酸化膜と反応して基板(W)上に形成された酸化膜を容易に除去することがある。

【0108】

これに、本発明の一実施例によれば、基板(W)に形成された特定膜を除去(または、蝕刻)する以前に基板(W)の表面膜質を改善して基板(W)上に形成された特定膜(例えば、酸化膜)をより容易に除去することができる。これに、基板(W)を処理する多様な工程で要求される選択比を効率的に調節することができる。

【0109】

前述した例では第２処理段階(S２４)が第１処理段階(S２２)が完了された以後に遂行されることを例を挙げて説明した。但し、これに限定されるものではなくて、第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)は同時に遂行されることができる。例えば、第１空間(A１)に第１ガス(G１)及び第２ガス(G２)を同時に供給して第１空間(A１)に第１プラズマ(P１)及び第２プラズマ(P２)を同時に発生させることができる。

【0110】

図１０は、本発明の他の実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。図１０を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理方法は、第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)が順次に遂行されるが、第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)がお互いに交番的に繰り返し遂行されることができる。一例によれば、準備段階(S１０)が完了された以後に第１処理段階(S２２)、そして、第２処理段階(S２４)を順次に遂行し、続いて第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)が繰り返し的に遂行されることができる。本発明で説明する第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)の繰り返し遂行回数は複数回で遂行されることができる。本発明の一実施例によれば、第１処理段階(S２２)と第２処理段階(S２４)を繰り返し的に、そして、交番的に遂行することで基板(W)に形成された特定膜(例えば、酸化膜(SiO２))をより効率的に除去することがある。

【0111】

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。

【符号の説明】

【0112】

１０ チャンバ
１００ ハウジング
２００ 支持ユニット
３００ シャワーヘッド
４００ イオンブロッカー
５００ 上部電極
６００ ガス供給ユニット
６２０ 工程ガス供給ユニット
６２１ 第１ガス供給ソース
６２５ 第２ガス供給ソース
６４０ 処理ガス供給ユニット
P１ 第１プラズマ
P２ 第２プラズマ
R１ 第１ラジカル
R２ 第２ラジカル
E１ 第１エチェント
E２ 第２エチェント
G１ 第１ガス
G２ 第２ガス
G３ 第３ガス
A１ 第１空間
A２ 第２空間
A３ 第３空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】