박막 형성 방법, 컴퓨터 판독가능 매체 및 박막 기상 증착 시스템 document_id A220623107983

통상적으로, 재료 프로세싱(materials processing) 시에, 복합 재료 구조들을 제조할 때, 재료막의 추가 및 제거를 용이하게 하기 위해 플라즈마를 이용한다. 예를 들어, 반도체 프로세싱에서, 건식 플라즈마 에칭 프로세스는 실리콘 기판 상에 패터닝된 비아들(vias)이나 접점들(contacts) 내에서 또는 미세 라인들(fine lines)을 따라 재료를 제거 또는 에칭하는데 이용된다. 다르게는, 예를 들어 기상 증착 프로세스(vapor deposition process)는, 실리콘 기판 상의 비아들이나 접점들 내에서 또는 미세 라인들을 따라 재료를 증착하는데 이용된다. 후자의 경우, 기상 증착 프로세스들은 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 및 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 포함한다. PECVD에서는 막 증착 메커니즘을 변경하거나 강화시키는데 플라즈마를 이용한다. 예를 들어, 일반적으로 플라즈마 여기(excitation)에 의해 막형성 반응들은, (플라즈마 여기 없이) 프로세스 가스를 그 프로세스 가스의 해리 온도 근처나 그 이상의 온도로 열 가열하는 열 CVD 프로세스에서 유사한 막을 생성하는데 통상적으로 요구되는 온도보다 실질적으로 낮은 온도에서 진행될 수 있다. 또한, 플라즈마 여기는 열 CVD에서 에너지적으로 또는 활성적으로 촉진되지 않는 막형성 화학 반응들을 활성화시킬 수도 있다. 따라서, PECVD막들의 화학적 및 물리적 특성들은 프로세스 파라미터들을 조정하는 것에 의해 비교적 넓은 범위에 걸쳐 변경될 수 있다. 좀더 최근에는, 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 및 플라즈마 강화 ALD(PEALD)이, 전공정(FEOL; Front End-Of-Line) 작업들에서의 초박형 게이트막 형성뿐만 아니라 후공정(BEOL; Back End-Of-Line) 작업들에서의 금속 배선 공정(metallization)을 위한 초박형 배리어층 및 시드층 형성을 위한 후보로서 출현하고 있다. ALD에서는, 한번에 단일 재료막의 단층을 형성하기 위하여, 기판을 가열하면서, 막 전구체 및 환원 가스와 같은 2 이상의 프로세스 가스들을 교대로 그리고 순차적으로 도입한다. PEALD에서, 플라즈마는 환원 플라즈마를 형성하는 환원 가스의 도입 동안 형성된다. 오늘까지, ALD 및 PEALD 프로세스는 층 두께에서의 향상된 균일성(uniformity) 및 층이 증착되는 특징부들에 대한 정합성(conformality)을 제공한다는 것이 입증되었음에도 불구하고, 이 프로세스들은 CVD 및 PECVD 프로세스보다 속도가 느리다.