| 초록 |
본 연구는 독립 제어 Dual Plasma System 및 공/자전 Moving Unit이 장착된 공간 분할 PE-ALD(Plasma Enhanced-Atomic Layer Deposition) System을 사용하여 메모리 제품에서 중요한 Gap-fill 공정에 최적화된 고온ALD SiO2 막 공정개발에 관한 연구이다. 공간 분할 PE-ALD System은 높은 생산성을 가지며, Top Lid Design에 따라 다양한 Application 적용이 가능하여 연구가 활발히 진행 중에 있다. 하지만 공간 분할 ALD System은 Disk 회전에 따른 공정 영향성으로 인하여 동심원 형태의 증착 map을 구현하기에는 한계가 따른다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 Disk와 Wafer가 독립적으로 회전하는 공/자전 Moving Unit을 개발하여 설비에 적용하였으며, 막의 특성 강화를 위하여 독립적으로 제어 가능한 Dual Plasma System을 개발하였다. 그 결과, ALD 증착과 Plasma treatment를 ALD 1 cycle내에서 동시 진행하여 Gap-fill 공정에서의 생산성 및 막의 밀도를 향상시켰다. Gap-fill 공정은 Pattern 내부 형상을 감안하여 패턴 깊이별 Dep.-rate 조절로 Void free한 막을 증착하여야 한다. 본 연구에서의 독립 제어 Dual Plasma System은 Treatment 구간 내 N2 Plasma 처리 가능하여 Pattern 깊이별 dep.-rate 조절을 가능하게 하였다. Dual Plasma Treatment 적용으로 Dep.-rate은 10~20% 억제 효과를 나타내었고 He gas 첨가 시 억제 효과는 30%까지 증가 하였으며 막의 WER(Wet Etch Rate @DHF100:1) 특성은 0.4Å/sec 수준으로 개선 되었다. 본 연구에서는 High Aspect Ratio Pattern(60:1) 내부 depth별 dep.-rate 조절로 Convex한 내부 형상의 Pattern에서도 Void free한 Gap-fill 공정이 가능함을 확인하였다. |
