유전체 재료를 실리콘에 대하여 선택적으로 에칭하기 위한 에칭 방법, 리세스 저감 방법, 컴퓨터 판독 가능한 매체, 및 건식 플라즈마 에칭 시스템 document_id A220623066227

본 발명은 유전체 재료를 선택적으로 에칭하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 트리플루오로메탄(CHF3) 및 디플루오로메탄(CH2F2)을 포함하는 공정 화학물질(process chemistry)을 이용하여 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiyNz)을 실리콘에 대하여 높은 선택도로 균일하게 에칭하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 통상적으로, 집적 회로(IC)의 제작 중에, 반도체 제작 설비는 반도체 기판 상에 패턴화된 미세 라인을 따라 또는 비아 또는 컨택트 내의 재료를 제거하거나 에칭하기 위하여 (건식) 플라즈마 에칭 공정을 활용하고 있다. 플라즈마 에칭 공정의 성공에는, 에칭 화학물질이 실질적으로 다른 재료는 에칭하지 않으면서 하나의 재료를 선택적으로 에칭하는데 적합한 화학 반응물을 포함하는 것이 필요하다. 예컨대, 반도체 기판상에서, 보호층에 형성된 패턴은 플라즈마 에칭 공정을 활용하여 선택된 재료의 기부 층에 전사될 수 있다. 보호층은 포토레지스트 층과 같은 감광성 층을 포함할 수 있고, 리소그래픽 공정을 이용하여 형성된 패턴을 갖는다. 일단 패턴이 형성되면, 반도체 기판을 플라즈마 처리 챔버 내에 배치하여, 보호층은 최소로 에칭하면서 기부 층을 선택적으로 에칭하는 에칭 화학물질을 형성한다. 이러한 에칭 화학물질은, 보호층과는 최소로 반응하면서 기부 층과 반응할 수 있는 분자 성분을 갖는 모분자(parent molecule)를 포함하는 이온화 가능한 해리 가스 혼합물을 도입함으로써 생성된다. 에칭 화학물질의 생성은, 존재하는 가스 종의 일부가 활성 전자와의 충돌 후에 이온화될 때에 가스 혼합물을 도입하고 플라즈마를 형성하는 것을 포함한다. 또한, 가열된 전자는 가스 혼합물의 일부 종을 해리시키고 (모분자의) 화학 성분의 반응 혼합물을 생성하는 역할을 한다. 그 후, 이온화된 가스 종과 화학 성분의 반응 혼합물은 기판의 노출 영역에 있는 다양한 피처(예컨대, 트렌치, 비아, 컨택트 등)의 에칭을 용이하게 한다. 에칭을 필요로 하는 그러한 기판 재료로는, 예컨대 실리콘 이산화물(SiO2), 폴리실리콘 및 실리콘 질화물을 포함한다.