KR20240009492A - 미세구조의 제조 방법 - Google Patents

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앤서니 오하라
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Abstract

질화규소 (Si3N4)를 포함하는 미세구조를 생산하는 방법이 제공되며 방법은 플루오르화수소 (HF) 증기를 이용하여 이산화규소 (SiO2)의 희생층을 에칭하고 그 이후 HF 증기가 또한 질화규소 (Si3N4)를 에칭할 때 형성된 잔류층을 제거하는 단계를 포함한다. 잔류층은 규소를 포함하고 이러한 층을 제거하기 위한 다양한 기술이 개시된다. 이러한 기술들은 동시에, 또는 순차적으로 미세구조에 적용될 수 있다. 그러므로 설명된 방법론은 해당분야에 공지된 기술과 비교하여 감소된 수준의 규소 잔류물을 나타내는 미세구조를 생산한다.

Description

미세구조의 제조 방법
본 발명은 미세구조의 제조에 사용하기 위한 방법에 관한 것이다. 전형적으로, 미세구조는 기판 또는 다른 증착된 재료에 비해 재료의 제거를 필요로 하는 미세 전기 기계 시스템 (micro electromechanical system: MEMS)의 형태로 되어있다. 특히, 본 발명은 이산화규소 희생층을 플루오르화수소 (HF) 증기로 에칭(etching)하는 단계를 이용하는, 개선된 미세구조 제조 방법에 관한 것이다.
많은 재료, 몇 가지 예를 들면, 규소, 이산화규소 (SiO2), 질화규소 (Si3N4), 알루미늄 및 포토레지스트(photoresist)가 미세구조의 제조 중에 이용되는 것으로 알려져 있다. 이들 재료 중 일부는 희생성 재료로서 이용되는 한편 다른 것들은 미세구조를 정의하고 이로부터 미세구조를 형성하는데 이용된다. 미세구조의 제조 중에 하나를 초과하는 희생적 에칭 단계가 이용되는 것이 흔하지 않은 일은 아니다. 예를 들어, 처음에 필름은 제1 희생적 에칭 공정 중에 마스크(mask)로 이용된 다음 이후에는 다음 희생층으로서 에칭될 수 있다. 그러므로 임의의 방출 에칭에서 희생층과 주위의 재료 사이에 높은 에칭 선택성이 있는 것이 매우 바람직하다.
도 1에서 제공된 유형의 미세 전기 기계 구조 (microelectro-mechanical structure: MEMS)(1)의 제조 중에, 희생층(2) 및 구조 정의 층(3)은 처음에 기판(4) 상에 증착된다. 에칭 공정은 재료의 희생성 (즉, 원치않는) 영역 또는 층(2)을 제거하는데 이용된다.
희생층(2)으로 사용되는 가장 일반적인 재료 중 하나는 플루오르화수소 (HF) 증기를 사용하여 에칭되는 이산화규소이며, 예를 들어, 영국 특허 번호 GB　2,487,716 B를 참조하면 된다. HF 증기 에칭은 플라즈마리스(plasma-less) 화학적 에칭이고 다음 반응 방정식으로 설명된다:
물 (H2O)은 방정식 (1)에서 설명된 바와 같이 HF 증기를 이온화하는 것이 발견되었고, 그 다음에 이온화된 HF 증기 (HF2 -)는 촉매의 역할을 하는 물 (H2O)로 이산화규소 (SiO2)를 에칭한다. 방정식 (2)로부터, 물 (H2O)이 또한 에칭 반응 그 자체로부터 생성된다는 것은 분명하다.
이산화규소(2)의 플루오르화수소 (HF) 증기 에칭은 많은 일반적인 구조 정의 층(3)에 대해 높은 선택성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 규소 및 알루미늄에 대한 이론상의 선택성은 높고 에칭 또는 부식이 예상되지 않는다. 질화규소 (Si3N4)는, 이산화규소(2)로의 선택성이 규소 및 알루미늄에 의해 나타나는 선택성만큼 높지 않더라도, MEMS(1)의 생산 공정 내에서 구조 정의 층(3)의 마스크로 종종 이용되는 또 다른 재료이다.
MEMS(1)의 생산에 이용될 뿐만 아니라, 이산화규소 층(2) 및 질화규소 층(3)은 반도체 디바이스 내에도 존재한다. 그러므로, 플루오르화수소 (HF) 증기 에칭 기술이 표준 반도체 디바이스에 사용되는 다층 금속 구조에서 공격(air-gap) 구조를 생성하는데 이용되는 것이 또한 알려져 있으며, 예시로는, 미국 특허 번호 US 7,211,496를 참조하면 된다.
HF 증기 에칭이 사용 가능한 에칭 속도, 즉 30 nm/min 초과의 속도로 진행되기 위해서, 응축된 유체층(5)이 에칭되는 표면 상에 존재할 필요가 있다는 것이 보편적으로 받아들여지고 있으며, 예를 들어, Helms et al. 명의의 Journal of Vacuum Science and Technology A, 10 (4) July/Aug 1992 entitled "Mechanisms of the HF/H2O vapor phase etching of SiO2"를 참조하면 된다. 상기 설명된 HF 증기 에칭 공정과 연관된 모든 화합물 중에서, 물 (H2O)이 가장 낮은 증기압을 가지며 그러므로 응축된 유체층(5)의 기반을 형성한다. 유럽 특허 번호 EP2046677 B1에서는 응축된 유체층(5)의 형성 및 조성의 제어가 이산화규소의 HF 증기 에칭을 관리하는데 어떻게 핵심이 되는지가 개시되어 있다. 정확한 에칭 제어는 진공 챔버에서 HF 에칭을 수행하고, 챔버 압력, 온도 및 챔버로의 기체 흐름을 제어함으로써 달성된다. HF 증기 에칭에 영향을 미치는 다른 파라미터는 에칭되는 이산화규소 층의 조성 및 그것의 증착 방법이다.
화학적 증기 침착 (CVD) 공정은 보통 이산화규소 (SiO2) 층(2) 및 질화규소 (Si3N4) 층(3)을 기판(4)에 증착시키는데 이용된다. 이 공정에서, 하나는 규소 공급원이고 다른 하나는 산소 또는 질소 공급원인 화학적 전구물질이 반응하여 이산화규소 층(2) 또는 질화규소 층(3)을 기판(4)에 증착시킨다. 이들 공정 중 가장 일반적인 것은 플라즈마 강화 CVD (PECVD)인데, 이 공정이 450℃ 미만의 저온에서 증착이 수행되는 것을 허용하기 때문이다.
질화규소 층(3)을 증착시킬 때 이러한 층을 규소가 풍부하게 만드는 것이 해당분야에 공지되어 있는데 이것이 희생적 이산화규소 층(2)을 이용하여 선택성을 증가시키는데 도움이 되기 때문이다. 이러한 수준의 증가된 선택성으로도, HF 증가 에칭 공정은 이산화규소 층(2)보다 훨씬 더 낮은 속도에도 여전히 질화규소 층(3)을 에칭하는 것이 발견되었다. 질화규소 층(3)의 HF 에칭이 MEMS(1) 상에 암모늄 염을 포함하는 고체 잔류층을 남겨둘 수 있다는 것이 알려져 있다. 이 방법으로 형성된 임의의 이러한 고체 잔류물은 MEMS 또는 반도체 미세구조의 생산에서 명백히 매우 바람직하지 않다.
그러므로 본 발명의 구체예의 목적은 질화규소를 포함하고, 희생층 이산화규소를 에칭하는 HF를 이용하며 해당분야에 공지된 기술과 비교하여 고체 잔류층 또는 입자의 수준이 감소된 미세구조를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 질화규소 (Si3N4)를 포함하는 미세구조를 생산하는 방법이 제공되며, 방법은 다음 단계를 포함한다:
- 플루오르화수소 (HF) 증기를 이용하여 이산화규소 (SiO2)의 희생층을 선택적으로 에칭하는 단계; 및
- HF 증기 에칭이 완료되면, 이후에 질화규소 (Si3N4)를 에칭하는 HF 증기에 의해 질화규소 (Si3N4) 상에 형성된 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계.
이산화규소 (SiO2)의 희생층의 증기 에칭 및 고체 규소 잔류층의 제거는 별개의 가공 챔버 내에서 순차적으로 수행될 수 있다.
선택적으로, 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소 잔류층을 제1 추가적인 기체와 반응시키는 단계를 포함한다.
선택적으로, 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 수소 기체 또는 수소 화합물과 반응시켜 실란 (SiH4)을 생산하는 단계를 포함한다.
대안으로, 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 산소 기체 또는 산소 화합물과 반응시켜 이산화규소 (SiO2)를 생산하는 단계를 포함할 수 있다. 잔류층을 제거하는 단계는 플루오르화수소 (HF) 증기를 이용하여 이산화규소 (SiO2)를 에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 대안으로는, 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 불소 기체 또는 불소 화합물과 반응시켜 규소 테트라블루오라이드 (SiF4)을 생산하는 단계를 포함한다.
더 나아가 다른 대안으로, 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기로 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
미세구조를 생산하는 방법은 진공 펌핑 시스템(vacuum pumping system)을 이용하여 고체 규소 잔류층을 제거할 때 형성된 부산물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
가장 바람직하게는 미세구조는 미세 전기 기계 시스템 (MEMS)을 포함한다. 대안으로, 미세구조는 반도체 디바이스를 포함한다.
단지 예로서 본 발명의 다양한 구체예가 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1은 기판과 구조 정의 층 사이에 위치한 이산화규소 층을 포함하는 MEMS의 HF 증기 에칭의 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 MEMS의 HF 증기 에칭을 수행하기에 적합한 공정 챔버 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 3은 HF 증기 에칭 공정에 따르는 도 1의 MEMS의 개략도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따라 MEMS를 생산하기 위한 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 MEMS(1)를 에칭하기에 적합한 에칭 기구(6)의 개략도를 나타낸다. 에칭 기구(6)는 6개의 입력 라인(8, 9, 10, 11, 12 및 13), 및 출력 진공 라인(14)이 부착된 에칭 챔버(7)를 포함하는 것을 알 수 있다.
에칭 챔버(7) 내에서 에칭되는 MEMS 구조(1)를 위치시키기에 적합한 온도 제어된 받침대(15)가 에칭 챔버(7) 내에 있다. 6개의 입력 라인(8, 9, 10, 11, 12 및 13)으로부터 공급된 유체는 에칭 챔버(7)의 뚜껑(17) 내에 위치한 유체 주입 시스템(16)을 통해 에칭 챔버(7)의 내부 용적으로 들어간다.
MEMS(1)이 그 위에 위치하는 받침대(15)는 온도 제어기에 의해 받침대 온도 Tp로 설정되고 유지될 수 있다. 이 온도는 실온보다 높거나 낮을 수 있으며, 에칭 공정을 최적화하기 위해 특정 온도가 선택된다 (전형적으로 5 내지 25℃). 이에 더하여, 에칭 공정 중에 에칭 챔버(7)의 벽이 전형적으로는 대략 20 내지 70℃로 가열된다.
에칭 챔버 내 에칭제(etchant) 기체의 압력, Pc는 챔버 압력 제어기(18)에 의해 모니터링된다. 챔버 압력 제어기(18)는 또한 출력 진공 라인(14) 상에 위치한 진공 펌핑 시스템(19)의 작동을 제어함으로써 에칭 챔버(7) 내의 압력을 제어하는 수단을 제공하기 위해 이용되는 기체 흐름 제어기를 포함한다.
HF 증기(20)은 조절기(21) 및 제1 질량 흐름 제어기 (MFC)(22)를 통해 제1 입력 라인(8)에 의해 에칭 챔버(7)로 제어 가능하게 공급된다.
제어된 양의 물이 제2 입력 라인(9)에 의해 에칭 챔버(7)로 공급된다. 특히, 제2 입력 라인(9) 내에 위치한 액체 유체 제어기 (LFC)(23) 및 증발기(24)는 저수기(25)로부터 제어된 수준의 수증기를 생산하는데 이용된다. 질소 기체 공급원(26)으로부터 증발기(24)까지의 질소의 흐름은 제2 MFC(22)에 의해 제어된다. 질소 운반 기체는 유체 주입 시스템(16)을 통해 수증기를 에칭 챔버(7)의 내부 용적으로 수송하는데 이용된다.
제3 입력 라인(10), 제4 입력 라인(11) 및 제5 입력 라인(12)은 추가적인 기체 공급원(27, 28 및 29), 예를 들어, 수소 (H2) 또는 수소 화합물; 산소 (O2) 또는 산소 화합물; 또는 불소 (F2) 또는 불소 화합물을 에칭 챔버(7)의 내부 용적에 연결시키기 위한 수단을 제공한다. 이들 기체 흐름의 제어는 다시 질량 흐름 제어기 (MFC)(22)에 의해 제공된다.
크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기(30)는 제2 조절기(21) 및 질량 흐름 제어기 (MFC)(22)를 통해 제6 입력 라인(13)에 의해 에칭 챔버(7)로 제어 가능하게 공급된다. XeF2 증기(30)의 흐름은 또한 XeF2가 수용되는 버블러(bubbler) 또는 용기를 통해 흐르는 운반 기체에 의해 제어될 수 있다.
컴퓨터 제어기(31)가 에칭 챔버(7)의 다양한 구성요소 및 파라미터, 예를 들어, 질소 운반 기체의 공급, HF 증기, 챔버 온도 및 압력, 등의 조절을 자동화하는데 이용된다.
설명된 에칭 방법이 진행될 수 있게 하려면, 응축된 유체층(5)의 정확한 모니터링을 허용하는 진단을 얻는 것이 필요하다. 상기 설명된 바와 같이, 응축된 유체층(5)의 물리적인 성질은 MEMS(1)의 에칭 속도에 직접적으로 영향을 미치며 따라서 에칭 속도를 모니터링함으로써 응축된 유체층(5)의 물리적 성질의 직접적인 진단이 얻어진다.
실제로 엣칭 속도는 많은 방법으로, 예를 들어, 생산된 부산물의 수준을 모니터링하거나, 웨이퍼 에칭(wafer etch)을 직접적으로 모니터링하거나 또는 챔버 조건의 변화를 모니터링함으로써 모니터링될 수 있다.
도 3은 도 2의 에칭 기구(6) 내에서 수행되는 HF 증기 에칭 공정에 따르는 도 1의 MEMS(1)의 개략도를 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, HF 공정이 완료되면 이산화규소 층(2)이 제거되어 질화규소 (Si3N4) 층(3)에 기판(4)이 없어서 필요에 따라 작동될 수 있다. 불행하게도, 일반적으로 참조 번호 32에 해당하는 고체 잔류층은 MEMS(1)의 노출된 표면 상에 존재하는 잔류층이다. 고체 잔류층(32)은 입자 잔류물의 무작위 분포의 외관을 갖는다.
질화규소 층(3)을 침착시키기 위한 이전에 논의된 PECVD 공정 내에서 이용되는 화학적 전구물질 중에서 가장 일반적으로 사용되는 규소 공급원은 실란 (SiH4)이다.
놀랍게도, 출원인들은, 예상되는 암모늄 염을 포함하는 대신에, MEMS(1)의 HF 증가 에칭 중에 생산된 잔류층(32)이 종종 규소 불순물을 포함한다는 것을 발견하였다. 규소 불순물은 질화규소 (Si3N4) 층(3)의 침착 공정에 이용된 규소 공급원에 관계없이 존재하는 것으로 보였다. 하지만 규소 불순물의 존재는 PECVD 조건이 규소가 풍부한 질화규소 (Si3N4) 층(3)을 생산하는데 이용될 때 잔류층(32) 내에서 증가하는 것으로 확인되었으며 고체 잔류층(32)의 공급원이 질화규소 (Si3N4) 층(3)의 HF 증기 에칭임을 강조한다. 이러한 상황에서, HF 증기는 질화규소 (Si3N4) 층(3)을 에칭할 때 그 안에 함유된 규소 오염물질을 에칭하지 않으며 따라서 규소 오염물질은 고체 잔류물로서 남아있다. 지금까지, 규소 기반 고체 잔류층(32)은 MEMS(1)의 임의의 에칭 후 분석 내에서 규소의 존재가 항상 당업자에 의해 규소가 디바이스, 예를 들어, 기판(4)의 다른 영역 내에 위치한다는 사실 때문이라고 여겨져 왔기 때문에 해당분야에서 완전히 간과되어 왔다.
본 발명에 따라, 고체 규소 잔류층(32)의 제거를 포함하는, 미세구조, 예를 들어, 반도체 디바이스 또는 MEMS(1)를 생산하기 위한 다양한 방법이 이제 도 4를 참조하여 설명될 것이다.
공정은 도 1 내지 도 3에 관하여 상기 상세히 설명된 바와 같이 희생적 이산화규소 층(2)의 HF 증기 에칭을 수반한다. 공정은 다음 기술 중 하나 이상을 이용하여 미세구조로부터 고체 규소 잔류층(32)을 제거하는 단계를 수반한다. 상기 논의된 바와 같이, 고체 규소 잔류층(32)은 이산화규소 (SiO2) 희생층(2)으로의 선택성이 절대적인 것이 아니기 때문에 질화규소 (Si3N4) 층(3)을 또한 에칭하는 HF 증기에 의해 형성된다.
잔류층(32)이 규소를 포함하기 때문에, 제3 입력 라인(10)이 수소 또는 수소 화합물 기체 공급원(27)을 에칭 챔버(7)에 연결하는데 이용될 수 있다. 수소 또는 수소 화합물 기체는 에칭 챔버(7)에 공급되기 전에, 예를 들어, 원격 플라즈마 시스템에 의해 이온화될 수 있다. 대안으로, 수소 또는 수소 화합물 기체는 에칭 챔버(7) 내에서 스스로 이온화될 수 있다. 잔류층(32) 내에서 규소는 수소와 반응하여 실란 (SiH4)을 생산한다. 실란 (SiH4)이 휘발성 물질이기 때문에 진공 펌핑 시스템(19)에 의해 에칭 챔버(7) 밖으로 간단하게 배출될 수 있다.
대안으로, 제4 입력 라인(11)이 산소 또는 산소 화합물 기체 공급원(28)을 에칭 챔버(7)에 연결하는데 이용될 수 있다. 산소 또는 산소 화합물 기체는 에칭 챔버(7)에 공급되기 전에, 예를 들어, 원격 플라즈마 시스템에 의해 이온화될 수 있다. 대안으로, 산소 또는 산소 화합물 기체는 에칭 챔버(7) 내에서 스스로 이온화될 수 있다. 잔류층(32) 내에서 규소는 산소와 반응하여 이산화규소 (SiO2)를 생산한다. 이산화규소 희생층(2)에 관하여 설명된 것과 유사한 방식으로 잔류층(32)을 제거하기 위해 상기 설명된 HF 증기 에칭 공정이 반복될 수 있다. 이 제2 HF 증기 에칭 공정의 부산물은 다시 진공 펌핑 시스템(19)에 의해 에칭 챔버(7) 밖으로 간단하게 배출될 수 있다.
추가의 대안의 구체예에서, 제5 입력 라인(12)이 불소 또는 불소 화합물 기체 공급원(29)을 에칭 챔버(7)에 연결하는데 이용될 수 있다. 불소 또는 불소 화합물 기체는 에칭 챔버(7)에 공급되기 전에, 예를 들어, 원격 플라즈마 시스템에 의해 이온화될 수 있다. 대안으로, 불소 또는 불소 화합물 기체는 에칭 챔버(7) 내에서 스스로 이온화될 수 있다. 잔류층(32) 내에서 규소는 불소와 반응하여 규소 테트라블루오라이드 (SiF4)를 생산한다. 규소 테트라블루오라이드 (SiF4)가 휘발성 물질이기 때문에 진공 펌핑 시스템(19)에 의해 에칭 챔버(7) 밖으로 간단하게 배출될 수 있다.
고체 규소 잔류층(32)을 제거하는데 이용될 수 있는 네 번째 기술은 에칭 챔버(7) 내에서 크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기 에칭 공정을 수행하는 것이다. 본원에서 제6 입력 라인(13)이 크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기(30)를 에칭 챔버(7)에 연결하는데 이용될 수 있다. 출원인 소유의 유럽 특허 번호 EP 1,766,665 B1 및 EP　2,480,493 B1 둘 다에서는 크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기로 규소를 에칭하기 위한 기술이 개시되며 이것은 도 2의 에칭 기구(6)를 적용함으로써 수행될 수 있다.
고체 규소 잔류층(32)을 제거하기 위한 상기 설명된 방법은 작동하는 MEMS(1) 또는 반도체 디바이스를 형성하는 규소 재료의 일반적으로 다른 노출된 영역이 존재하기 때문에 문제가 있을 수 있는 것으로 인식될 것이다. 그러므로, 규소 잔류층(32)의 제거를 위한 상기 설명된 기술 중 어느 것도 이들 주위 영역 내에서 규소를 제거할 것으로 예상된다. 하지만, 출원인들은 규소 잔류층(32)의 에칭 속도가 일반적으로 디바이스의 주위 영역 내에서 발견된 임의의 규소보다 훨씬 더 높다는 것을 발견하였다. 결과로서, 상기 기술은 주위의 규소 영역의 상당한 에칭이 일어나기 전에 수행될 수 있다. 출원인들은 규소 엣칭 속도의 이러한 상당한 차이가 노출된 고체 잔류층(32) 내의 규소가 잘 구조화된 고체가 아니라 매우 무정형인 다공성 구조를 포함한다는 사실 때문이라고 생각한다.
잔류층(32)이 예상되는 암모늄 염을 포함할 때, 대안의 기술이 이용될 필요가 있다. 암모늄 염이 160℃ 초과의 온도에서 분해되는 것으로 알려져 있기 때문에 출원인들은 에칭 챔버(7) 내에서 발열체(heating element)를 이용하여 MEMS(1)을 가열함으로써 암모늄 염이 증발되고 그 이후 진공 펌핑 시스템(19)에 의해 에칭 챔버(7) 밖으로 배출될 수 있다는 것을 확인했다.
질화규소 (Si3N4)를 포함하는 MEMS를 형성하는 상기 설명된 방법은 질화규소 (Si3N4)를 에칭하는 HF 증기의 부산물로서 형성된 고체 규소 잔류층의 감소 또는 제거를 위한 수단을 제공한다는 점에서 이산화규소 (SiO2) 희생층을 제거하기 위한 HF 에칭 단계를 이용하는 해당분야에 공지된 상기 시스템보다 상당한 이점을 갖는다. 더 구체적으로는, 상기 설명된 방법은 이전에 인식되지 않은 규소 기반 잔류층의 제거를 위한 수단을 제공한다.
상기 설명된 기술들이 MEMS에 관하여 구체적으로 설명되었지만 상기 기술들은 질화규소 (Si3N4)를 포함하는 대안의 미세구조 (예를 들어, 반도체 디바이스)에 적용되며 그것의 생산은 이산화규소 (SiO2) 희생층을 제거하기 위한 HF 증기 에칭 단계를 이용한다.
상기 설명된 HF 증기 에칭, 및 규소 잔류층의 제거는 공통 공정 챔버 내에서 일어나는 것으로 설명되었다. 대안의 구체적인 실시예가 규소 잔류층의 제거를 위한 상기 설명된 기술 중 하나 이상을 수행하기 위해 안에서 HF 증기 에칭이 수행되는 제1 공정 챔버에서 제2 가공 챔버로 미세구조를 이동시키는 것임을 숙련된 독자가 더 인정하게 될 것이다.
질화규소 (Si3N4)를 포함하는 미세구조를 생산하는 방법이 제공되며 방법은 플루오르화수소 (HF) 증기를 이용하여 이산화규소 (SiO2)의 희생층을 에칭하고 그 이후 HF 증기가 또한 질화규소 (Si3N4)를 에칭할 때 형성된 잔류층을 제거하는 단계를 포함한다. 잔류층은 규소를 포함하고 다양한 기술들이 이러한 층을 제거하기 위해 개시된다. 이들 기술들은 동시에, 또는 순차적으로 미세구조에 적용될 수 있다. 그러므로 설명된 방법론은 해당분야에 공지된 상기 기술들과 비교하여 감소된 수준의 규소 잔류물을 나타내는 미세구조를 생산한다.
본 발명의 상기 언급된 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었으며 개시된 정확한 형태에 철저하거나 그것으로 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다. 설명된 구체예는 본 발명의 원리 및 그것의 실제 적용을 가장 잘 설명하여 다양한 실시예에서 및 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 변형으로 당업자가 본 발명을 가장 잘 활용할 수 있도록 선택되고 설명된다. 그러므로, 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 추가의 변형 또는 개선이 포함될 수 있다.
1 미세 전기 기계 구조 (MEMS)
2 희생층 (이산화규소)
3 구조층 (질화규소)
4 기판
5 응축된 유체층
6 에칭 기구
7 에칭 챔버
8 제1 입력 라인
9 제2 입력 라인
10 제3 입력 라인
11 제4 입력 라인
12 제5 입력 라인
13 제6 입력 라인
14 출력 진공 라인
15 온도 제어된 받침대
16 유체 주입 시스템
17 뚜껑
18 챔버 압력 제어기
19 진공 펌핑 시스템
20 HF 증기
21 조절기
22 질량 흐름 제어기
23 액체 유체 제어기
24 증발기
25 저수기
26 질소 기체 공급원
27 수소 기체 공급원
28 산소 기체 공급원
29 불소 기체 공급원
30 크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기
31 컴퓨터 제어기
32 잔류층

Claims (11)

  1. 질화규소 (Si3N4)를 포함하는 미세구조를 생산하는 방법으로서, 방법은
    - 플루오르화수소 (HF) 증기를 이용하여 이산화규소 (SiO2)의 희생층을 선택적으로 에칭하는 단계; 및
    - HF 증기 에칭이 완료되면, 이후에 질화규소 (Si3N4)를 에칭하는 HF 증기에 의해 질화규소 (Si3N4) 상에 형성된 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 이산화규소 (SiO2)의 희생층의 증기 에칭 및 고체 규소 잔류층의 제거는 별개의 가공 챔버 내에서 순차적으로 수행되는 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소 잔류층을 제1 추가적인 기체와 반응시키는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 수소 또는 수소 화합물 기체와 반응시켜 실란 (SiH4)을 생산하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 산소 또는 산소 화합물 기체와 반응시켜 이산화규소 (SiO2)를 생산하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계는 플루오르화수소 (HF) 증기를 이용하여 이산화규소 (SiO2)를 에칭하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 불소 또는 불소 화합물 기체와 반응시켜 규소 테트라블루오라이드 (SiF4)를 생산하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 고체 규소 잔류층을 제거하는 단계는 고체 규소를 크세논 디플루오라이드 (XeF2) 증기로 에칭하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 방법은 진공 펌핑 시스템을 이용하여 고체 규소 잔류층을 제거할 때 형성된 부산물을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 미세구조는 미세 전기 기계 시스템 (MEMS)을 포함하는 방법.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 미세구조는 반도체 디바이스를 포함하는 방법.
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