WO2012046977A2 - Target structure used in charged particle beam generation, a production method therefor, and a medical device using the same - Google Patents

Target structure used in charged particle beam generation, a production method therefor, and a medical device using the same Download PDF

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Abstract

Provided are a target structure used in charged particle beam generation, a production method therefor, and a medical device using the same. The target structure comprises: a target layer; and a support having through holes that are used as passageways for the progress of a laser beam or a charged particle beam.

Description

하전입자빔 생성에 사용되는 타겟 구조체, 그 제조 방법 및 이를 이용한 의료 기구Target structure used for generating charged particle beam, manufacturing method thereof and medical apparatus using the same
본 발명은 하전입자빔 생성에 사용되는 타겟 구조체, 그 제조 방법 및 이를 이용한 의료 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a target structure used for generating charged particle beams, a method of manufacturing the same, and a medical apparatus using the same.
하전입자빔을 이용한 치료 방법은, 정상 조직의 손상을 최소화하면서 암세포를 정확하게 공격할 수 있기 때문에, 예후가 좋은 치료법으로 주목받고 있다. 종래에는, 하전입자빔을 생성하기 위해서는, 거대할 뿐만 아니라 비싼 가속기 및 겐트리(gantry)가 요구되었다. 하지만, 최근에는 고출력 펄스 레이저를 사용하여 하전입자빔을 생성하는 방법이 제안됨으로써, 치료 장치의 크기 및 가격은 크게 줄어들 수 있을 것으로 기대되고 있다.The treatment method using the charged particle beam is attracting attention as a prognosis treatment because it can accurately attack cancer cells while minimizing damage to normal tissues. Conventionally, in order to generate charged particle beams, not only huge but expensive accelerators and gantry have been required. However, recently, since a method of generating a charged particle beam using a high power pulsed laser has been proposed, it is expected that the size and cost of the treatment device can be greatly reduced.
이러한 치료법이 실제로 제품화되기 위해서는, 하전입자빔의 에너지는 충분히 커야 하고, 그 에너지 분포는 충분히 작아야 한다. 하전입자빔의 에너지 및 에너지 분포와 관련된 이러한 요구들은 레이저에 의해 조사되는 타겟층의 두께가 얇아질수록 충족시키기 용이하다. 특히, 복사압 가속(Radiation Pressure Acceleration, RPA) 매커니즘을 이용한 하전입자의 생성은 1 마이크로 미터 이하의 얇은 타겟층을 요구한다. 하지만, 타겟층의 두께가 얇아질 경우, 타겟층을 취급하는 과정에서의 어려움이 증가할 뿐만 아니라 타겟층의 위치를 정확하게 제어하기도 어렵다.In order for this therapy to be practically producted, the energy of the charged particle beam must be large enough and its energy distribution must be small enough. These requirements related to the energy and energy distribution of the charged particle beam are easier to meet as the thickness of the target layer irradiated by the laser becomes thinner. In particular, the generation of charged particles using the Radiation Pressure Acceleration (RPA) mechanism requires a thin target layer of less than 1 micrometer. However, when the thickness of the target layer becomes thin, not only the difficulty in handling the target layer increases but also it is difficult to accurately control the position of the target layer.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 얇은 타겟층의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 타겟 구조체를 제공하는 데 있다.One object of the present invention is to provide a target structure that can improve the structural stability of the thin target layer.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 얇은 타겟층을 갖는 타겟 구조체를 안정적으로 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for stably manufacturing a target structure having a thin target layer.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 얇은 타겟층으로부터 생성되는 하전입자빔을 이용하는 의료 기구를 제공하는 데 있다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a medical device using a charged particle beam generated from a thin target layer.
본 발명은 타겟층이 지지체 상에 형성되는 타겟 구조체를 제공한다. 이 타겟 구조체는 레이저 빔에 의해 조사되는 제 1 면 및 하전 입자 빔이 방출되는 제 2 면을 갖는 타겟층 그리고 상기 레이저 빔 또는 상기 하전입자 빔의 진행 경로로 사용되는 관통홀을 갖는 지지체를 포함할 수 있다.The present invention provides a target structure in which a target layer is formed on a support. The target structure may include a support having a target layer having a first surface irradiated by a laser beam and a second surface on which the charged particle beam is emitted, and a through hole used as a traveling path of the laser beam or the charged particle beam. have.
일부 실시예들에 따르면, 상기 지지체는 상기 타겟층의 상기 제 1 면에 부착되고, 상기 관통홀은 상기 레이저 빔의 진행 경로로 사용될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 지지체는 상기 타겟층의 상기 제 2 면에 부착되고, 상기 관통홀은 상기 하전 입자 빔의 진행 경로로 사용될 수 있다.In some embodiments, the support may be attached to the first surface of the target layer, and the through hole may be used as a propagation path of the laser beam. In example embodiments, the support may be attached to the second surface of the target layer, and the through hole may be used as a propagation path of the charged particle beam.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 0.001um 내지 10um의 두께로 형성되고, 상기 지지체는 실리콘, 사파이어, 다이아몬드, 석영, 유리, 세라믹 물질들 또는 금속 물질들 중의 적어도 하나를 포함하되, 적어도 100um의 두께로 형성될 수 있다.In some embodiments, the target layer is formed to a thickness of 0.001um to 10um, and the support includes at least one of silicon, sapphire, diamond, quartz, glass, ceramic materials or metal materials, It may be formed in a thickness.
다른 실시예에 따르면, 상기 지지체는 단결정 구조의 물질을 포함할 수 있으며, 상기 타겟층에 접하는 상기 지지체의 표면은 (100)면(a plane (100))을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 관통홀은 상기 타겟층으로부터 멀어질수록 증가하는 폭을 갖는 영역을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the support may include a material of a single crystal structure, and the surface of the support in contact with the target layer may have a (100) plane (a plane (100)). In this case, the through hole may include a region having a width that increases with distance from the target layer.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 비활성 금속 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the target layer may include at least one of the inert metal materials.
다른 실시예들에 따르면, 상기 타겟층과 상기 지지체 사이에 개재되는 중간층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 중간층은 상기 타겟층을 노출시키는 중간 관통홀을 갖고, 상기 중간 관통홀은 상기 지지체의 관통홀에 정렬될 수 있다. 또한, 상기 타겟층은 비활성 금속 물질들, 알루미늄, 티타늄, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photoresist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to other embodiments, it may further include an intermediate layer interposed between the target layer and the support. In this case, the intermediate layer may have an intermediate through hole exposing the target layer, and the intermediate through hole may be aligned with the through hole of the support. In addition, the target layer may include inert metal materials, aluminum, titanium, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist or hydrogenated metals. It may include at least one of hydrogenated amorphous silicon (hydrogenated amorphous silicon).
또 다른 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 서로 다른 물질로 형성되는 제 1 타겟층 및 제 2 타겟층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 타겟층은 레이저 빔에 의해 조사되는 상기 제 1 면을 구성하고, 상기 제 2 타겟층은 하전 입자 빔이 방출되는 상기 제 2 면을 구성할 수 있다. 이때, 상기 제 2 타겟층은 상기 제 1 타겟층의 표면에 형성되는 서로 이격된 복수의 방출 패턴들을 구성하되, 상기 방출 패턴들 각각은 상기 관통홀보다 작은 폭을 가질 수 있다. 이에 더하여, 상기 제 1 타겟층은 금속 물질들 중의 적어도 하나로 형성되고, 상기 제 2 타겟층은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photoresist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나로 형성될 수 있다.In example embodiments, the target layer may include a first target layer and a second target layer formed of different materials. The first target layer may constitute the first surface irradiated by a laser beam, and the second target layer may constitute the second surface on which the charged particle beam is emitted. In this case, the second target layer may constitute a plurality of spaced apart emission patterns formed on the surface of the first target layer, and each of the emission patterns may have a smaller width than the through hole. In addition, the first target layer is formed of at least one of the metal materials, the second target layer is polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide (Polyimide), Photoresist or hydrogenated amorphous silicon It may be formed of at least one of.
본 발명은 지지체 상에 형성된 타겟층을 하전입자빔 생성을 위해 사용하는 의료 기구를 제공한다. 이 의료 기구는 타겟 구조체, 상기 타겟 구조체에 레이저 빔을 조사하는 광원, 그리고 상기 타겟 구조체로부터 방출되는 하전입자 빔을 생물학적 대상으로 가이드하는 가이딩 구조체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 타겟 구조체는 지지체 상에 형성된 타겟층을 포함하고, 상기 지지체는 상기 레이저 빔 또는 상기 하전입자 빔의 진행 경로로 사용되는 관통홀을 구비한다.The present invention provides a medical device using a target layer formed on a support for generating charged particle beams. The medical device may include a target structure, a light source for irradiating a laser beam to the target structure, and a guiding structure for guiding a charged particle beam emitted from the target structure to a biological object. In this case, the target structure includes a target layer formed on a support, and the support includes a through hole used as a path of travel of the laser beam or the charged particle beam.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 0.001um 내지 10um의 두께로 형성되고, 상기 지지체는 실리콘, 사파이어, 다이아몬드, 석영, 유리, 세라믹 물질들 또는 금속 물질들 중의 적어도 하나를 포함하되, 적어도 100um의 두께로 형성될 수 있다.In some embodiments, the target layer is formed to a thickness of 0.001um to 10um, and the support includes at least one of silicon, sapphire, diamond, quartz, glass, ceramic materials or metal materials, It may be formed in a thickness.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 비활성 금속 물질들, 알루미늄, 티타늄, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the target layer is Inert metal materials, aluminum, titanium, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist or hydrogenated amorphous silicon amorphous silicon).
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층과 상기 지지체 사이에는 중간층이 더 개재될 수 있다. 상기 중간층은 상기 타겟층을 노출시키는 중간 관통홀을 갖고, 상기 중간 관통홀은 상기 지지체의 관통홀에 정렬될 수 있다.In some embodiments, an intermediate layer may be further interposed between the target layer and the support. The intermediate layer may have an intermediate through hole exposing the target layer, and the intermediate through hole may be aligned with the through hole of the support.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 상기 레이저 빔이 조사되는 제 1 타겟층 및 상기 제 1 타겟층의 표면에 형성되는 서로 이격된 복수의 방출 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 방출 패턴들 각각은 상기 지지체의 상기 관통홀보다 작은 폭을 가질 수 있다.In example embodiments, the target layer may include a first target layer to which the laser beam is irradiated and a plurality of emission patterns spaced apart from each other formed on a surface of the first target layer. Each of the emission patterns may have a width smaller than that of the through hole of the support.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제 1 타겟층은 금속 물질들 중의 적어도 하나로 형성되고, 상기 방출 패턴들은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나로 형성될 수 있다.In example embodiments, the first target layer is formed of at least one of metal materials, and the emission patterns are formed of polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), and polyimide ( Polyimide, Photoresist or Hydrogenated Amorphous Silicon It may be formed of at least one of.
일부 실시예들에 따르면, 상기 광원은 적어도 1018 W/cm2의 세기(intensity)를 갖는 레이저 빔을 상기 타겟층에 조사하도록 구성될 수 있다.According to some embodiments, the light source may be configured to irradiate the target layer with a laser beam having an intensity of at least 10 18 W / cm 2 .
일부 실시예들에 따르면, 상기 가이딩 구조체는 상기 하전입자 빔을 가속시키는 가속기를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the guiding structure may include an accelerator for accelerating the charged particle beam.
본 발명은 지지체 상에 타겟층을 형성하는 단계를 포함하는 타겟 구조체의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 지지체의 상부면 상에 0.001um 내지 10um의 두께를 갖는 타겟층을 형성하고, 상기 지지체의 하부면 상에 상기 지지체의 하부면의 일부분을 노출시키는 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 지지체를 패터닝함으로써 상기 타겟층을 노출시키는 관통홀을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method for producing a target structure comprising forming a target layer on a support. This method forms a target layer having a thickness of 0.001um to 10um on the upper surface of the support, forms a mask pattern exposing a portion of the lower surface of the support on the lower surface of the support, and then Forming a through hole exposing the target layer by patterning the support using an etch mask.
일부 실시예들에 따르면, 상기 지지체는 (100)면의 하부면을 갖는 실리콘 웨이퍼이고, 상기 관통홀을 형성하는 단계는 상기 타겟층에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 상기 지지체의 노출된 하부면을 습식 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 습식 식각의 단계는 TMAH (Tetramethylammonium hydroxide), EDP (Ethylene diamine pyrocatechol) 또는 KOH 중의 적어도 하나를 식각액으로 사용하여 실시될 수 있다. 이 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 비활성 금속들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the support is a silicon wafer having a bottom surface of a (100) plane, and the forming of the through hole is an exposed bottom of the support using an etch recipe having an etch selectivity with respect to the target layer. And wet etching the noodles. In addition, the wet etching may be performed using at least one of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), ethylene diamine pyrocatechol (EDP), or KOH as an etchant. According to these embodiments, the target layer may include at least one of the inert metals.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층을 형성하기 전에, 상기 식각정지층이 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 관통홀을 형성하는 단계는 상기 식각정지층에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 상기 지지체를 식각한 후, 상기 타겟층에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 상기 식각정지층을 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 이 실시예들에 따르면, 상기 타겟층은 비활성 금속 물질들, 알루미늄, 티타늄, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.In example embodiments, the etch stop layer may be further formed before the target layer is formed. In this case, the forming of the through hole may be performed by etching the support using an etching recipe having an etching selectivity with respect to the etching stop layer, and then using the etching recipe having an etching selectivity with respect to the target layer. It may include the step of etching. According to these embodiments, the target layer may include inert metal materials, aluminum, titanium, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist ( Photo resist) or hydrogenated amorphous silicon.
한편, 상기 타겟층을 형성하는 단계는 금속 물질들 중의 적어도 하나로 형성되는 금속층을 형성하는 단계 및 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나로 형성되는 방출 패턴들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방출 패턴들은 상기 금속층을 형성한 후 상기 금속층 상에 형성되고, 상기 관통홀은 상기 금속층의 바닥면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 방출 패턴들은 상기 금속층을 형성하기 전에 상기 지지체 상에 형성되고, 상기 관통홀은 상기 방출 패턴들의 바닥면들을 노출시키도록 형성될 수 있다.The forming of the target layer may include forming a metal layer formed of at least one of metal materials, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), and polyimide. Photoresist or hydrogenated amorphous silicon And forming emission patterns formed in at least one of the two. In example embodiments, the emission patterns may be formed on the metal layer after forming the metal layer, and the through hole may be formed to expose a bottom surface of the metal layer. In example embodiments, the emission patterns may be formed on the support before forming the metal layer, and the through holes may be formed to expose bottom surfaces of the emission patterns.
본 발명의 실시예들에 따르면, 타겟층은 상기 타겟층보다 두꺼운 지지체 상에 형성되고, 상기 지지체는 상기 타겟층을 노출시키는 관통홀을 갖도록 형성된다. 상기 지지체에 의해 구조적으로 지지되기 때문에, 상기 타겟층이 매우 얇은 두께로 형성되더라도, 본 발명에 따른 타겟 구조체는 구조적 안정성을 가질 수 있다.According to embodiments of the present invention, the target layer is formed on a support thicker than the target layer, and the support is formed to have a through hole exposing the target layer. Since it is structurally supported by the support, even if the target layer is formed to a very thin thickness, the target structure according to the present invention can have structural stability.
일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층과 상기 지지체 사이에는 식각정지층이 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 타겟층이 상기 관통홀을 형성하는 동안 식각 손상을 입는 기술적 문제가 예방될 수 있기 때문에, 상기 타겟층의 물질 및/또는 박막 구조 등에서의 기술적 제약들은 완화될 수 있다.In some embodiments, an etch stop layer may be interposed between the target layer and the support. In this case, technical limitations in the material and / or thin film structure of the target layer may be alleviated because technical problems of etching damage during the formation of the through hole may be prevented.
도 1, 도 3 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이다.1, 3 and 5 are perspective views illustrating a method of manufacturing a target structure according to the first embodiment of the present invention.
도 2, 도 4 및 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다.2, 4 and 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the target structure according to the first embodiment of the present invention.
도 7, 도 9 및 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이다.7, 9 and 11 are perspective views illustrating a method of manufacturing a target structure according to a second embodiment of the present invention.
도 8, 도 10 및 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다.8, 10 and 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a target structure according to a second embodiment of the present invention.
도 13, 도 15, 도 17 및 도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이다.13, 15, 17, and 19 are perspective views illustrating a method of manufacturing the target structure according to the third embodiment of the present invention.
도 14, 도 16, 도 18 및 도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다.14, 16, 18 and 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a target structure according to a third embodiment of the present invention.
도 21, 도 23, 도 25 및 도 27은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이다.21, 23, 25 and 27 are perspective views showing the manufacturing method of the target structure according to the fourth embodiment of the present invention.
도 22, 도 24, 도 26 및 도 28은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다.22, 24, 26 and 28 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the target structure according to the fourth embodiment of the present invention.
도 29 내지 도 32는 본 발명의 실시예들에 따른 타겟 구조체들을 예시적으로 도시하는 사시도들이다.29 to 32 are perspective views illustrating target structures in accordance with embodiments of the present invention.
도 33 및 도 34는 본 발명에 따른 타겟 구조체로부터 하전입자 빔을 생성하는 장치를 예시적으로 설명하는 도면들이다.33 and 34 exemplarily illustrate an apparatus for generating a charged particle beam from a target structure according to the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막을 다른 영역 또는 막과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에의 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다.In the present specification, when it is mentioned that a film is on another film or substrate, it means that it may be formed directly on another film or substrate or a third film may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical contents. In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various regions, films, and the like, but these regions and films should not be limited by these terms. . These terms are only used to distinguish any given region or film from other regions or films. Thus, the film quality referred to as the first film quality in one embodiment may be referred to as the second film quality in other embodiments. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment.
도 1, 도 3 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이고, 도 2, 도 4 및 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다. 구체적으로, 도 2, 도 4 및 도 6은 도 1, 도 3 및 도 5의 점선 I-I을 따라 보여지는 단면들을 도시한다.1, 3 and 5 are perspective views illustrating a method of manufacturing a target structure according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 4 and 6 are views of the target structure according to the first embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the manufacturing method. Specifically, FIGS. 2, 4 and 6 show cross sections taken along the dashed line I-I of FIGS. 1, 3 and 5.
도 1 및 도 2를 참조하면, 지지체(100) 상에 마스크 패턴(110)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(110)은 상기 지지체(100)의 상부면(T)을 노출시키는 개구부(105)를 갖도록 형성될 수 있다.1 and 2, a mask pattern 110 is formed on the support 100. The mask pattern 110 may be formed to have an opening 105 that exposes the upper surface T of the support 100.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지체(100)는 단결정 구조의 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 지지체(100)는 단결정 실리콘일 수 있다. 이 경우, 상기 지지체(100)의 상부면(T)은, 결정 구조에 있어서, (100)면(a plane (100))을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the support 100 may be formed of a material having a single crystal structure. For example, the support 100 may be single crystal silicon. In this case, the upper surface T of the support 100 may have a (100) plane (a plane (100)) in a crystal structure.
하지만, 본 발명의 기술적 사상이 상기 지지체(100)의 물질 또는 결정 구조에 의해 한정되지는 않는다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 상기 지지체(100)는 실리콘, 사파이어, 다이아몬드, 석영, 유리, 세라믹 물질들 또는 금속 물질들 중의 적어도 하나일 수 있으며, 그 결정 구조는 단결정, 다결정 또는 비정질 등일 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited by the material or crystal structure of the support 100. For example, according to other embodiments of the present invention, the support 100 may be at least one of silicon, sapphire, diamond, quartz, glass, ceramic materials or metal materials, the crystal structure of which is a single crystal, Polycrystalline or amorphous, and the like.
상기 지지체(100)는 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 두께로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 지지체(100)는 적어도 100 마이크로 미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 지지체(100)의 두께는 연마(polishing) 또는 그라인딩(grinding) 공정 등을 통해 조절될 수 있다.The support 100 may be formed to a thickness of several hundred micrometers to several millimeters. According to some embodiments, the support 100 may be formed to a thickness of at least 100 micrometers. The thickness of the support 100 may be adjusted through a polishing or grinding process.
상기 마스크 패턴(110)은 상기 지지체(100)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 마스크 패턴(110)은 상기 지지체(100)을 식각하는 식각 공정에서 내식각성을 가질 수 있는 물질들 중의 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지체(100)가 실리콘일 경우, 상기 마스크 패턴(110)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 유기 고분자 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.The mask pattern 110 may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the support 100. That is, the mask pattern 110 may include one of materials that may have etching resistance in an etching process of etching the support 100. For example, when the support 100 is silicon, the mask pattern 110 may include at least one of silicon oxide, silicon nitride, or organic polymer materials.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 지지체(100)의 하부면(B)에 타겟층(150)을 형성한다. 이에 따라, 상기 지지체(100)는 상기 타겟층(150)과 상기 마스크 패턴(110) 사이에 개재된다.3 and 4, the target layer 150 is formed on the bottom surface B of the support 100. Accordingly, the support 100 is interposed between the target layer 150 and the mask pattern 110.
상기 타겟층(150)은 금속 물질들 또는 이들의 화합물들 중의 적어도 하나일 수 있다. 예를 들면, 상기 타겟층(150)은 백금, 금 및 은과 같은 비활성 금속(inert metal) 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 타겟층(150)은 0.001um 내지 10um의 두께로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 타겟층(150)은 0.001um 내지 1um의 두께로 형성될 수 있다. 상기 타겟층(150)은 더 두꺼운 상기 지지체(100)에 의해 지지되기 때문에, 상기 타겟층(150)은 그것의 얇은 두께에도 불구하고 파손되지 않을 수 있다.The target layer 150 may be at least one of metal materials or compounds thereof. For example, the target layer 150 may include at least one of inert metal materials such as platinum, gold, and silver. The target layer 150 may be formed to a thickness of 0.001um to 10um. According to some embodiments, the target layer 150 may be formed to a thickness of 0.001um to 1um. Since the target layer 150 is supported by the thicker support body 100, the target layer 150 may not be damaged despite its thin thickness.
상기 타겟층(150)은 박막 형성을 위한 다양한 방법들 중의 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 타겟층(150)은 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착 또는 전기 도금의 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상은 상기 타겟층(150)을 형성하는 방법에 의해 한정되지 않는다.The target layer 150 may be formed using one of various methods for forming a thin film. For example, the target layer 150 may be formed using a method of chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or electroplating. However, the technical idea of the present invention is not limited by the method of forming the target layer 150.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 지지체(100)를 관통하여 상기 타겟층(150)을 노출시키는 관통홀(200)을 형성한다. 상기 관통홀(200)은 상기 개구부(105)에 의해 노출된 상기 지지체(100)의 상부면을 식각함으로써 형성될 수 있다.5 and 6, a through hole 200 is formed through the support 100 to expose the target layer 150. The through hole 200 may be formed by etching the upper surface of the support 100 exposed by the opening 105.
보다 구체적으로, 상기 관통홀(200)을 형성하는 단계는 상기 마스크 패턴(110)을 식각 마스크로 사용하여 상기 지지체(100)를 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 식각 단계에서 사용되는 식각 레서피는 상기 마스크 패턴(110) 및 상기 타겟층(150)에 대해 식각 선택성을 갖도록 선택될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 지지체(100)가 단결정 실리콘인 경우, 상기 식각 단계는 TMAH (Tetramethylammonium hydroxide), EDP (Ethylene diamine pyrocatechol) 또는 KOH 중의 적어도 하나를 식각액으로 사용하여 실시될 수 있다. 이 경우, 도 6에 도시된 것처럼, 상기 관통홀(200)의 측벽은 상기 타겟층(150)의 상부면에 대해 기울어지도록 형성될 수 있다.More specifically, the forming of the through hole 200 may include etching the support 100 using the mask pattern 110 as an etching mask. The etching recipe used in the etching step may be selected to have an etching selectivity with respect to the mask pattern 110 and the target layer 150. According to some embodiments, when the support 100 is single crystal silicon, the etching step may be performed using at least one of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), ethylene diamine pyrocatechol (EDP), or KOH as an etching solution. In this case, as shown in FIG. 6, the sidewall of the through hole 200 may be formed to be inclined with respect to the upper surface of the target layer 150.
하지만, 상술한 것처럼, 본 발명의 기술적 사상이 상기 지지체(100)의 물질 또는 결정 구조에 의해 한정되지 않기 때문에, 상기 식각 단계 역시 위에서 예시된 방법에 의해 한정되지는 않는다. 예를 들면, 상기 관통홀(200)은 건식 식각의 방법, 건식 식각과 습식 식각을 조합하여 실시하는 방법, 또는 레이저 드릴링과 습식 식각을 조합하여 실시하는 방법 등을 통해 형성될 수 있다.However, as described above, since the technical spirit of the present invention is not limited by the material or crystal structure of the support 100, the etching step is not limited by the method illustrated above. For example, the through hole 200 may be formed through a dry etching method, a dry etching method and a wet etching method, or a laser drilling method and a wet etching method.
도 7, 도 9 및 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이고, 도 8, 도 10 및 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다. 구체적으로, 도 8, 도 10 및 도 12는 도 7, 도 9 및 도 11의 점선 I-I을 따라 보여지는 단면들을 도시한다. 설명의 단순함을 위해, 상술한 제 1 실시예와 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다.7, 9 and 11 are perspective views illustrating a method of manufacturing a target structure according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8, 10 and 12 illustrate a target structure according to a second embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the manufacturing method. Specifically, FIGS. 8, 10 and 12 show cross sections taken along the dashed line I-I of FIGS. 7, 9 and 11. For simplicity of description, descriptions of technical features overlapping with the above-described first embodiment may be omitted.
앞선 실시예에서와 마찬가지로, 상기 지지체(100)의 상부면 상에는 상기 마스크 패턴(110)이 형성되고, 상기 지지체(100)의 하부면 상에는 상기 타겟층(150)이 형성된다. 하지만, 이 실시예에 따르면, 상기 타겟층(150)을 형성하기 전에, 상기 지지체(100)의 하부면 상에 식각정지층(120)을 형성하는 단계가 더 실시될 수 있다. 이에 따라, 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 상기 식각정지층(120)은 상기 지지체(100)와 상기 타겟층(150) 사이에 개재될 수 있다.As in the previous embodiment, the mask pattern 110 is formed on the upper surface of the support 100, and the target layer 150 is formed on the lower surface of the support 100. However, according to this embodiment, before the target layer 150 is formed, the step of forming the etch stop layer 120 on the lower surface of the support 100 may be further performed. Accordingly, as shown in FIGS. 7 and 8, the etch stop layer 120 may be interposed between the support 100 and the target layer 150.
상기 식각정지층(120)은 상기 지지체(100)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 식각정지층(120)은 상기 지지체(100)을 식각하는 식각 공정에서 내식각성을 가질 수 있는 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지체(100)가 실리콘일 경우, 상기 식각정지층(120)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 유기 고분자 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 도 9 및 도 10에 도시된 것처럼, 상기 지지체(100)를 식각하여 상기 관통홀(200)을 형성하는 동안, 상기 타겟층(150)이 식각되는 것을 예방할 수 있다.The etch stop layer 120 may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the support 100. That is, the etch stop layer 120 may include at least one of materials that may have etch resistance in an etching process of etching the support 100. For example, when the support 100 is silicon, the etch stop layer 120 may include at least one of silicon oxide, silicon nitride, or organic polymer materials. Accordingly, as shown in FIGS. 9 and 10, the target layer 150 may be prevented from being etched while the supporter 100 is etched to form the through hole 200.
이처럼 상기 관통홀(200)을 형성되는 동안 상기 타겟층(150)이 손상되는 문제가 예방될 수 있기 때문에, 상기 타겟층(150)은 상술한 제 1 실시예에서보다 다양한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 식각정지층(120)에 의해, 상기 타겟층(150)을 위해 사용될 수 있는 물질의 종류에 대한 제약은 크게 완화될 수 있다. 예를 들면, 이 실시예에 따르면, 상기 타겟층(150)은 백금, 금, 은, 알루미늄, 티타늄 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 형성되거나, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide) 또는 포토레지스트(Photo resist) 중의 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.As such, the problem that the target layer 150 is damaged while the through-hole 200 is formed can be prevented, the target layer 150 may be formed of a variety of materials than in the first embodiment described above. That is, by the etch stop layer 120, the restriction on the type of material that may be used for the target layer 150 may be greatly alleviated. For example, according to this embodiment, the target layer 150 is formed of platinum, gold, silver, aluminum, titanium, hydrogenated amorphous silicon, or the like, or polymethyl methacrylate (PMMA). ), Polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide (Polyimide) or may further include at least one of a photo resist (Photo resist).
이어서, 상기 관통홀(200)에 의해 노출된 상기 식각정지층(120)을 선택적으로 식각하여, 도 11 및 도 12에 도시된 것처럼, 상기 타겟층(150)을 노출시킨다. 즉, 상기 식각정지층(120) 내에는 상기 관통홀(200)에 정렬되어 상기 타겟층(150)을 노출시키는 중간 관통홀이 형성된다. 한편, 상기 식각정지층(120)은 상기 타겟층(150)에 대한 식각 손상을 최소화하면서 선택적으로 제거될 수 있는 물질일 수 있으며, 이 경우, 상기 타겟층(150)은 식각 손상없이 상기 관통홀(200)에 의해 노출될 수 있다.Subsequently, the etch stop layer 120 exposed by the through hole 200 is selectively etched to expose the target layer 150, as shown in FIGS. 11 and 12. That is, an intermediate through hole is formed in the etch stop layer 120 to be aligned with the through hole 200 to expose the target layer 150. On the other hand, the etch stop layer 120 may be a material that can be selectively removed while minimizing the etch damage to the target layer 150, in this case, the target layer 150 is the through hole 200 without etching damage ) May be exposed.
한편, 일부 실시예들에 따르면, 상기 식각정지층(120)은 상기 마스크 패턴(110)에 대해 식각 선택성을 갖지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 마스크 패턴(110)은 상기 타겟층(150)을 노출시키는 동안 식각되거나, 도 11 및 도 12에 도시된 것처럼, 제거되어 상기 지지체(100)의 상부면(T)을 노출시킬 수 있다.In some embodiments, the etch stop layer 120 may not have an etch selectivity with respect to the mask pattern 110. In this case, the mask pattern 110 may be etched while exposing the target layer 150, or may be removed to expose the upper surface T of the support 100, as illustrated in FIGS. 11 and 12. .
도 13, 도 15, 도 17 및 도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이고, 도 14, 도 16, 도 18 및 도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다. 구체적으로, 도 14, 도 16, 도 18 및 도 20은 도 13, 도 15, 도 17 및 도 19의 점선 I-I을 따라 보여지는 단면들을 도시한다. 설명의 단순함을 위해, 상술한 제 1 및 제 2 실시예들과 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다.13, 15, 17, and 19 are perspective views illustrating a method of manufacturing a target structure according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 14, 16, 18, and 20 are third embodiments of the present invention. Sectional drawing which shows the manufacturing method of the target structure which concerns on an example. Specifically, FIGS. 14, 16, 18 and 20 show cross sections taken along the dashed line I-I of FIGS. 13, 15, 17 and 19. For simplicity of description, descriptions of technical features overlapping with the aforementioned first and second embodiments may be omitted.
도 7, 도 9 및 도 11을 참조하여 설명된 실시예에서와 마찬가지로, 상기 지지체(100)의 상부면 상에는 상기 마스크 패턴(110)이 형성되고, 상기 지지체(100)의 하부면 상에는 상기 식각정지층(120) 및 상기 타겟층이 차례로 형성된다. 하지만, 이 실시예에 따르면, 도 13 및 도 14에 도시된 것처럼, 상기 타겟층은 서로 다른 물질로 형성되는 제 1 타겟층(152) 및 제 2 타겟층(154)을 포함할 수 있다.As in the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 7, 9, and 11, the mask pattern 110 is formed on the upper surface of the support 100, and the etch stop is formed on the lower surface of the support 100. Layer 120 and the target layer are formed in turn. However, according to this embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the target layer may include a first target layer 152 and a second target layer 154 formed of different materials.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 지지체(100)를 관통하여 상기 식각정지층(120)을 노출시키는 관통홀(200)을 형성한다. 상술한 것처럼, 상기 식각정지층(120)은 상기 지지체(100)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질로 형성됨으로써, 상기 관통홀(200)은 상기 제 1 타겟층(152)에 대한 식각 손상없이 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 제 1 타겟층(152)에 대한 이러한 식각 손상의 예방에 의해, 상술한 제 2 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제 1 타겟층(152)은 사용될 수 있는 물질의 종류에 대한 제약을 갖지 않을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 제 1 타겟층(152)은 백금, 금, 은, 알루미늄, 티타늄 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 형성될 수 있다.15 and 16, a through hole 200 is formed through the support 100 to expose the etch stop layer 120. As described above, the etch stop layer 120 is formed of a material having an etch selectivity with respect to the support 100, so that the through hole 200 may be formed without etching damage to the first target layer 152. have. In addition, by preventing such etch damage to the first target layer 152, as in the above-described second embodiment, the first target layer 152 will not have restrictions on the kind of materials that can be used. Can be. In some embodiments, the first target layer 152 may be formed of platinum, gold, silver, aluminum, titanium, hydrogenated amorphous silicon, or the like.
도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 제 2 타겟층(154)을 패터닝하여 방출 패턴들(156) 및 정렬 패턴들(158)을 형성한다. 일부 실시예들에 따르면, 수평적 위치에 있어서, 상기 방출 패턴들(156)은 상기 관통홀(200)의 아래에 배치되고, 상기 정렬 패턴들(156)은 상기 지지체(100)의 잔존 부분 아래에 배치될 수 있다.17 and 18, the second target layer 154 is patterned to form emission patterns 156 and alignment patterns 158. According to some embodiments, in the horizontal position, the emission patterns 156 are disposed below the through hole 200, and the alignment patterns 156 are below the remaining portion of the support 100. Can be placed in.
이에 더하여, 도 17에 도시된 것처럼, 상기 방출 패턴들(156)은 상기 관통홀(200)보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 관통홀(200) 아래에는 복수의 방출 패턴들(156)이 형성될 수 있다. 상기 방출 패턴들(156) 각각은 1 마이크로 미터 내지 200 마이크로 미터의 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 제 2 타겟층(154) 또는 상기 방출 패턴들(156)은 상기 제 1 타겟층(152)보다 가벼운 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 타겟층(154) 또는 상기 방출 패턴들(156)은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 17, the emission patterns 156 may have a smaller area than the through hole 200. That is, a plurality of emission patterns 156 may be formed under the through hole 200. Each of the emission patterns 156 may be formed to have a width of 1 micrometer to 200 micrometers. In some embodiments, the second target layer 154 or the emission patterns 156 may be formed of a material that is lighter than the first target layer 152. For example, the second target layer 154 or the emission patterns 156 may include polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, and photoresist. It may include at least one of (Photo resist) or hydrogenated amorphous silicon (hydrogenated amorphous silicon).
이어서, 도 19 및 도 20에 도시된 것처럼, 상기 관통홀(200)에 의해 노출된 상기 식각정지층(120)을 식각하여 상기 제 1 타겟층(152)을 노출시킨다. 이 단계는 도 11 및 도 12를 참조하여 설명된 상술한 실시예의 방법을 이용하여 실시될 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIGS. 19 and 20, the etch stop layer 120 exposed by the through hole 200 is etched to expose the first target layer 152. This step can be performed using the method of the above-described embodiment described with reference to FIGS. 11 and 12.
도 21, 도 23, 도 25 및 도 27은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 사시도들이고, 도 22, 도 24, 도 26 및 도 28은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 타겟 구조체의 제조 방법을 도시하는 단면도들이다. 구체적으로, 도 22, 도 24, 도 26 및 도 28은 도 21, 도 23, 도 25 및 도 27의 점선 I-I을 따라 보여지는 단면들을 도시한다. 설명의 단순함을 위해, 상술한 제 1 내지 제 3 실시예들과 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다.21, 23, 25 and 27 are perspective views illustrating a method of manufacturing a target structure according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 22, 24, 26 and 28 show a fourth embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the manufacturing method of the target structure which concerns on an example. Specifically, FIGS. 22, 24, 26 and 28 show cross sections taken along the dashed line I-I of FIGS. 21, 23, 25 and 27. For simplicity of description, descriptions of technical features overlapping with the first to third embodiments described above may be omitted.
이 실시예에 따르면, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명된 것처럼, 상기 지지체(100)의 상부면 상에는 상기 마스크 패턴(110)이 형성되고, 상기 지지체(100)의 하부면 상에는 상기 식각정지층(120) 및 상기 타겟층이 차례로 형성되며, 상기 타겟층은 서로 다른 물질로 형성되는 제 1 타겟층(152) 및 제 2 타겟층(154)을 포함할 수 있다.According to this embodiment, as described with reference to FIGS. 13 and 14, the mask pattern 110 is formed on the upper surface of the support 100, and the etch stop layer is formed on the lower surface of the support 100. 120 and the target layer are sequentially formed, and the target layer may include a first target layer 152 and a second target layer 154 formed of different materials.
하지만, 이 실시예에 따르면, 도 23 및 도 24에 도시된 것처럼, 상기 제 2 타겟층(154)은 상기 제 1 타겟층(152)과 상기 식각정지층(120) 사이에 개재될 수 있다. 즉, 상기 제 2 타겟층(154)은 상기 제 1 타겟층(152)을 형성하기 이전에 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 제 2 타겟층(154)은 상기 제 1 타겟층(152)을 형성하기 전에 패터닝되어, 상기 방출 패턴들(156) 및 상기 정렬 패턴들(158)을 형성할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 타겟층들(152, 154)을 위한 물질들, 모양 및 배치 등과 관련된 기술적 특징들은 도 13, 도 15, 도 17 및 도 19를 참조하여 설명한 앞선 실시예에서와 동일할 수 있다. 하지만, 다른 실시예들에 따르면, 도 22에 도시된 것처럼, 상기 방출 패턴들(156) 및 상기 정렬 패턴들(158)은, 다마신 공정을 이용하여, 상기 식각정지층(120)의 하부면에 형성된 리세스 영역을 채우도록 형성될 수 있다.However, according to this embodiment, as shown in FIGS. 23 and 24, the second target layer 154 may be interposed between the first target layer 152 and the etch stop layer 120. That is, the second target layer 154 may be formed before forming the first target layer 152. In addition, the second target layer 154 may be patterned prior to forming the first target layer 152 to form the emission patterns 156 and the alignment patterns 158. Technical features related to materials, shapes, and arrangements of the first and second target layers 152 and 154 may be the same as in the foregoing exemplary embodiment described with reference to FIGS. 13, 15, 17, and 19. . However, according to other embodiments, as shown in FIG. 22, the emission patterns 156 and the alignment patterns 158 are formed on the bottom surface of the etch stop layer 120 using a damascene process. It may be formed to fill the recess region formed in the.
한편, 일부 실시예들에 따르면, 도 21 및 도 23의 비교로부터 알 수 있는 것처럼, 상기 마스크 패턴(110)은 상기 제 2 및 제 1 타겟층들(154, 152)을 차례로 형성한 후, 상기 지지체(100)의 상부면(T) 상에 형성될 수 있다. 하지만, 다른 실시예들에 따르면, 상기 마스크 패턴(110)이 상기 제 1 타겟층(152)에 앞서 형성될 수도 있다.Meanwhile, according to some embodiments, as can be seen from the comparison of FIGS. 21 and 23, the mask pattern 110 sequentially forms the second and first target layers 154 and 152 and then supports the support. It may be formed on the upper surface (T) of the (100). However, according to other embodiments, the mask pattern 110 may be formed before the first target layer 152.
이어서, 도 25 및 도 26에 도시된 것처럼, 상기 마스크 패턴(110)을 식각 마스크로 사용하여 상기 지지체(100)를 식각함으로써, 상기 식각정지층(120)을 노출시키는 관통홀(200)을 형성한다. 한편, 앞선 실시예들에서 설명된 것처럼, 상기 타겟층에 대한 식각 손상은 상기 식각정지층(120)에 의해 예방될 수 있기 때문에, 상기 제 2 타겟층(152)은 사용될 수 있는 물질의 종류에 대한 제약을 갖지 않을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 제 2 타겟층(154)은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 제 1 타겟층(152)은 백금, 금, 은, 알루미늄, 티타늄 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 형성될 수 있다.Next, as illustrated in FIGS. 25 and 26, the supporter 100 is etched using the mask pattern 110 as an etch mask, thereby forming a through hole 200 exposing the etch stop layer 120. do. On the other hand, as described in the above embodiments, since the etching damage to the target layer can be prevented by the etch stop layer 120, the second target layer 152 is limited to the type of material that can be used May not have In some embodiments, the second target layer 154 may include polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist, or It may include at least one of hydrogenated amorphous silicon, the first target layer 152 may be formed of platinum, gold, silver, aluminum, titanium, hydrogenated amorphous silicon (hydrogenated amorphous silicon) and the like. have.
이어서, 상기 관통홀(200)에 의해 노출된 상기 식각정지층(120)을 선택적으로 식각하여, 상기 타겟층을 노출시킨다. 즉, 도 27 및 도 28에 도시된 것처럼, 상기 방출 패턴들(156) 및 그것의 아래에 위치하는 상기 제 1 타겟층(152)은 상기 관통홀(200)을 통해 노출된다.Subsequently, the etch stop layer 120 exposed by the through hole 200 is selectively etched to expose the target layer. That is, as shown in FIG. 27 and FIG. 28, the emission patterns 156 and the first target layer 152 positioned below it are exposed through the through hole 200.
도 29 내지 도 32는 본 발명의 실시예들에 따른 타겟 구조체들을 예시적으로 도시하는 사시도들이다. 구체적으로, 도 29 내지 도 32는 각각 상술한 제 1 내지 제 4 실시예들에 따른 제조 방법을 통해 제조된 타겟 구조체들일 수 있다.29 to 32 are perspective views illustrating target structures in accordance with embodiments of the present invention. Specifically, FIGS. 29 to 32 may be target structures manufactured through the manufacturing method according to the first to fourth embodiments described above, respectively.
도 29 내지 도 32를 참조하면, 지지체(100)의 일면에는 타겟층(150)이 형성된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 지지체(100)는 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 두께로 형성되고, 상기 타겟층(150)은 0.001um 내지 10um의 두께로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 지지체(100)는 적어도 100 마이크로 미터의 두께로 형성되고, 상기 타겟층(150)은 0.001um 내지 1um의 두께로 형성될 수 있다. 상기 지지체(100)는 그것을 관통하여 상기 타겟층(150)을 노출시키는 관통홀(200)을 구비한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 관통홀(200)은 상기 지지체(100)의 상부면에 대해 경사진 측벽을 갖도록 형성될 수 있다.29 to 32, a target layer 150 is formed on one surface of the support 100. According to embodiments of the present invention, the support 100 may be formed to a thickness of several hundred micrometers to several millimeters, and the target layer 150 may be formed to a thickness of 0.001um to 10um. According to some embodiments, the support 100 may be formed to a thickness of at least 100 micrometers, and the target layer 150 may be formed to a thickness of 0.001 um to 1 um. The support 100 has a through hole 200 through which the target layer 150 is exposed. According to some embodiments, the through hole 200 may be formed to have a sidewall inclined with respect to the upper surface of the support 100.
일부 실시예들에 따르면, 도 29에 도시된 것처럼, 상기 타겟층(150)은 상기 지지체(100)에 직접 접촉하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 타겟층(150)은 상기 지지체(100)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질들 중의 적어도 한가지로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 타겟층(150)은 백금, 금, 은, 알루미늄, 티타늄 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 형성될 수 있다.According to some embodiments, as illustrated in FIG. 29, the target layer 150 may be formed to directly contact the support 100. In this case, the target layer 150 may be formed of at least one of materials having an etch selectivity with respect to the support 100. For example, the target layer 150 may be formed of platinum, gold, silver, aluminum, titanium, hydrogenated amorphous silicon, or the like.
한편, 다른 실시예들에 따르면, 도 30 내지 도 32에 도시된 것처럼, 상기 지지체(100)와 상기 타겟층(150) 사이에는 식각정지층(120)이 더 개재될 수 있다. 상기 식각정지층(120)이 형성되는 경우, 상기 관통홀(200)을 형성하는 동안 상기 타겟층(150)이 식각 손상을 받는 기술적 문제는 예방될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟층(150)을 위한 물질은, 실질적인 제약없이, 자유롭게 선택될 수 있다. 예를 들면, 이러한 실시예들에 따르면, 상기 타겟층(150)은 비활성 금속 물질들, 알루미늄, 티타늄, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나일 수 있다.Meanwhile, according to other embodiments, as shown in FIGS. 30 to 32, an etch stop layer 120 may be further interposed between the support 100 and the target layer 150. When the etch stop layer 120 is formed, technical problems in which the target layer 150 is etched while forming the through hole 200 may be prevented. Accordingly, the material for the target layer 150 may be freely selected without substantial limitations. For example, according to these embodiments, the target layer 150 may be formed of inert metal materials, aluminum, titanium, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide. (Polyimide), photoresist, or at least one of hydrogenated amorphous silicon (hydrogenated amorphous silicon).
상기 타겟층(150)은 도 29 및 도 30에 도시된 것처럼 단일층 구조이거나, 도 31 내지 도 32에 도시된 것처럼 제 1 타겟층(152)의 일면 상에 형성된 방출 패턴들(156)과 정렬 패턴들(158)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 상기 타겟층(150)이 다층 구조일 경우, 상기 제 1 타겟층(152)은 비활성 금속 물질들 중의 하나로 형성되고, 상기 방출 패턴들(156)은 상기 제 1 타겟층(152)보다 가벼운 물질들(예를 들면, 알루미늄, 티타늄, PMMA, PDMS, 폴리이미드, 포토레지스트 및 수소화된 비정질 실리콘) 중의 적어도 하나로 형성될 수 있다.The target layer 150 has a single layer structure as illustrated in FIGS. 29 and 30, or alignment patterns and emission patterns 156 formed on one surface of the first target layer 152 as illustrated in FIGS. 31 to 32. It may be a multilayer structure including (158). When the target layer 150 has a multilayer structure, the first target layer 152 is formed of one of the inert metal materials, and the emission patterns 156 may be formed of materials that are lighter than the first target layer 152 (eg, Aluminum, titanium, PMMA, PDMS, polyimide, photoresist and hydrogenated amorphous silicon).
이에 더하여, 상기 타겟층(150)이 다층 구조일 경우, 레이저 빔(LB)은 상기 제 1 타겟층(152)에 조사되고, 하전입자빔(PB)은 상기 방출 패턴(156)으로부터 방출될 수 있다. 즉, 도 31에 도시된 것처럼, 상기 제 1 타겟층(152)이 상기 방출 패턴들(156)과 상기 지지체(100) 사이에 개재될 경우, 상기 레이저빔(LB)은 상기 관통홀(200)을 통해 상기 제 1 타겟층(152)으로 입사될 수 있다. 또는 도 32에 도시된 것처럼 상기 방출 패턴들(156)이 상기 제 1 타겟층(152)과 상기 지지체(100) 사이에 개재될 경우, 상기 하전입자빔(PB)이 상기 관통홀(200)을 통해 방출될 수 있다. 상기 정렬 패턴(158)은 상기 레이저 빔(LB)과 상기 지지체(100) 사이의 상대적 위치를 조절하는데 이용될 수 있다.In addition, when the target layer 150 has a multilayer structure, the laser beam LB may be irradiated onto the first target layer 152, and the charged particle beam PB may be emitted from the emission pattern 156. That is, as shown in FIG. 31, when the first target layer 152 is interposed between the emission patterns 156 and the support 100, the laser beam LB may close the through hole 200. It may be incident to the first target layer 152 through. Alternatively, as shown in FIG. 32, when the emission patterns 156 are interposed between the first target layer 152 and the support 100, the charged particle beam PB passes through the through hole 200. Can be released. The alignment pattern 158 may be used to adjust the relative position between the laser beam LB and the support 100.
도 33 및 도 34는 본 발명에 따른 타겟 구조체로부터 하전입자 빔을 생성하는 장치를 예시적으로 설명하는 도면들이다.33 and 34 exemplarily illustrate an apparatus for generating a charged particle beam from a target structure according to the present invention.
도 33을 참조하면, 이 장치(2100)는 레이저 빔(LB)을 생성하는 광원(LS) 및 상기 레이저 빔(LB)에 의해 조사되는 타겟 구조체(1000)를 포함할 수 있다. 상기 타겟 구조체(1000)는 도 1 내지 도 28을 참조하여 설명된 실시예들을 통해 제조된 것들 중의 하나 또는 도 29 내지 도 32를 참조하여 설명된 것들 중의 하나일 수 있다.Referring to FIG. 33, the apparatus 2100 may include a light source LS generating a laser beam LB and a target structure 1000 irradiated by the laser beam LB. The target structure 1000 may be one of those manufactured through the embodiments described with reference to FIGS. 1 through 28 or one described with reference to FIGS. 29 through 32.
이에 더하여, 이 장치(2100)는 상기 레이저 빔(LB)을 상기 타겟 구조체(1000)로 가이드하는 광 가이드 구조체(LGS) 및 상기 타겟 구조체(1000)로부터 방출되는 하전입자빔(PB)을 생물학적 대상(BO)으로 가이드하는 하전입자빔 가이드 구조체(PGS)를 포함할 수 있다. 상기 광 가이드 구조체(LGS)는 상기 광원(LS)과 상기 타겟 구조체(1000) 사이에 개재되며, 렌즈 및/또는 반사경 등을 포함할 수 있다. 상기 하전입자빔 가이드 구조체(PGS)는 상기 타겟 구조체(1000)와 상기 생물학적 대상(BO) 사이에 개재되며, 질량 분석기(MA), 가속기(AC) 또는 포커싱 장치(FA) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the apparatus 2100 includes a light guide structure LGS for guiding the laser beam LB to the target structure 1000 and a charged particle beam PB emitted from the target structure 1000. It may include a charged particle beam guide structure (PGS) to guide (BO). The light guide structure LGS may be interposed between the light source LS and the target structure 1000, and may include a lens and / or a reflector. The charged particle beam guide structure PGS is interposed between the target structure 1000 and the biological object BO, and may include at least one of a mass analyzer MA, an accelerator AC, or a focusing device FA. Can be.
한편, 상기 광원(LS)은 적어도 1013 Watt의 고출력 펄스 레이저를 생성하도록 구성되며, 상기 광 가이드 구조체(LGS)는 상기 레이저 빔(LB)이 1018W/cm2의 세기(intensity)를 가지고 상기 타겟 구조체(1000)에 입사되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 하전입자빔(LB)은 티엔에스에이(Target Normal Sheath Acceleration; TNSA) 메커니즘 또는 복사압 가속(Radiation Pressure Acceleration; RPA) 메커니즘 중의 하나를 통해 생성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 타겟 구조체(1000)에 입사되는 상기 레이저 빔(LB)의 세기가 1018~1019 W/cm2 범위일 경우, 상기 하전입자빔(PB)은 상기 티엔에스에이 메커니즘을 통해 생성되며, 도 29 내지 도 32에 도시된 것처럼 상기 타겟층(150)의 표면에 수직한 방향을 따라 방출된다. 하지만, 상기 레이저 빔(LB)의 세기가 1020 W/cm2 이상일 경우, 상기 하전입자빔(PB)은 상기 복사압 가속 메커니즘을 통해 생성되며, 상기 레이저 빔(LB)의 입사 방향에 평행한 방향을 따라 방출된다.On the other hand, the light source LS is configured to generate a high power pulsed laser of at least 10 13 Watts, and the light guide structure LGS has an intensity of 10 18 W / cm 2 of the laser beam LB. It may be configured to be incident on the target structure 1000. In this case, the charged particle beam LB may be generated through one of a target normal sheath acceleration (TNSA) mechanism or a radiation pressure acceleration (RPA) mechanism. More specifically, when the intensity of the laser beam LB incident on the target structure 1000 is in the range of 10 18 to 10 19 W / cm 2 , the charged particle beam PB is generated through the TNS mechanism. 29 to 32, the emission is performed in a direction perpendicular to the surface of the target layer 150. However, when the intensity of the laser beam (LB) is 10 20 W / cm 2 or more, the charged particle beam (PB) is generated through the radiation acceleration mechanism, the direction parallel to the incident direction of the laser beam (LB) It is released along.
이에 더하여, 상기 타겟층(150)이 1마이크로 미터보다 얇은 두께로 형성될 경우, 상기 광원(LS)은 적어도 1010의 높은 대조비를 갖는 레이저 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 이처럼 높은 대조비를 갖는 레이저 광이 사용될 경우, 레이저의 에이에스이(Amplified Spontaneous Emission; ASE)에 의한 충격파(shock wave)를 줄일 수 있다. 이러한 충격파의 감소는 상기 타겟층(150)의 두께를 1마이크로 미터 이하로 줄이는 것을 가능하게 한다.In addition, when the target layer 150 is formed to have a thickness smaller than 1 micrometer, the light source LS may be configured to generate laser light having a high contrast ratio of at least 10 10 . When a laser beam having such a high contrast ratio is used, a shock wave caused by the Amplified Spontaneous Emission (ASE) of the laser can be reduced. This reduction in shock wave makes it possible to reduce the thickness of the target layer 150 to less than 1 micrometer.
도 33을 참조하여 설명된 하전입자 빔을 생성하는 장치(2100)는 도 34에 도시된 것처럼 생물학적 대상(BO)에서의 악성 종양 등을 치료하기 위한 의료 기구(Medical Appliance; 2000)를 구성할 수 있다. 상기 의료 기구(2000)는, 사용자 인터페이스를 제공하면서 상기 하전입자빔 생성 장치(2100)를 제어하도록 구성되는, 제어부(2200)를 더 포함할 수 있다.The apparatus 2100 for generating the charged particle beam described with reference to FIG. 33 may constitute a medical appliance 2000 for treating a malignant tumor or the like in a biological object BO as illustrated in FIG. 34. have. The medical device 2000 may further include a controller 2200 configured to control the charged particle beam generating device 2100 while providing a user interface.

Claims (20)

  1. 레이저 빔에 의해 조사되는 제 1 면 및 하전 입자 빔이 방출되는 제 2 면을 갖는 타겟층; 및A target layer having a first face irradiated by a laser beam and a second face at which the charged particle beam is emitted; And
    상기 레이저 빔 또는 상기 하전입자 빔의 진행 경로로 사용되는 관통홀을 갖는 지지체를 포함하는 타겟 구조체.Target structure comprising a support having a through hole used as a path for the laser beam or the charged particle beam.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 지지체는 상기 타겟층의 상기 제 1 면에 부착되어, 상기 관통홀은 상기 레이저 빔의 진행 경로로 사용되는 타겟 구조체.The support is attached to the first surface of the target layer, the through hole is a target structure that is used as the path of the laser beam travel.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 지지체는 상기 타겟층의 상기 제 2 면에 부착되어, 상기 관통홀은 상기 하전 입자 빔의 진행 경로로 사용되는 타겟 구조체.The support body is attached to the second surface of the target layer, the through hole is a target structure that is used as a path of travel of the charged particle beam.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 타겟층은 0.001um 내지 10um의 두께로 형성되고,The target layer is formed to a thickness of 0.001um to 10um,
    상기 지지체는 실리콘, 사파이어, 다이아몬드, 석영, 유리, 세라믹 물질들 또는 금속 물질들 중의 적어도 하나를 포함하되, 적어도 100um의 두께로 형성되는 타겟 구조체.The support includes at least one of silicon, sapphire, diamond, quartz, glass, ceramic materials, or metal materials, the target structure being formed to a thickness of at least 100um.
  5. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 지지체는 단결정 구조의 물질을 포함하되,The support includes a material of a single crystal structure,
    상기 타겟층에 접하는 상기 지지체의 표면은 (100)면(a plane (100))을 갖는 타겟 구조체.The surface of the support in contact with the target layer has a (100) plane (a plane (100)).
  6. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5,
    상기 관통홀은 상기 타겟층으로부터 멀어질수록 증가하는 폭을 갖는 영역을 포함하는 타겟 구조체.The through hole may include a region having a width that increases with distance from the target layer.
  7. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 타겟층은 비활성 금속 물질들 중의 적어도 하나를 포함하는 타겟 구조체.The target layer includes at least one of the inert metal materials.
  8. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 타겟층과 상기 지지체 사이에 개재되는 중간층을 더 포함하되,Further comprising an intermediate layer interposed between the target layer and the support,
    상기 중간층은 상기 타겟층을 노출시키는 중간 관통홀을 갖고, 상기 중간 관통홀은 상기 지지체의 관통홀에 정렬되는 타겟 구조체.And the intermediate layer has an intermediate through hole exposing the target layer, and the intermediate through hole is aligned with the through hole of the support.
  9. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8,
    상기 타겟층은 비활성 금속 물질들, 알루미늄, 티타늄, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함하는 타겟 구조체.The target layer is made of inert metal materials, aluminum, titanium, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist or hydrogenated amorphous A target structure comprising at least one of hydrogenated amorphous silicon.
  10. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 타겟층은 서로 다른 물질로 형성되는 제 1 타겟층 및 제 2 타겟층을 포함하되,The target layer includes a first target layer and a second target layer formed of different materials,
    상기 제 1 타겟층은 레이저 빔에 의해 조사되는 상기 제 1 면을 구성하고,The first target layer constitutes the first surface irradiated by a laser beam,
    상기 제 2 타겟층은 하전 입자 빔이 방출되는 상기 제 2 면을 구성하는 타겟 구조체.And the second target layer constitutes the second surface on which the charged particle beam is emitted.
  11. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 제 2 타겟층은 상기 제 1 타겟층의 표면에 형성되는 서로 이격된 복수의 방출 패턴들을 구성하되, 상기 방출 패턴들 각각은 상기 관통홀보다 작은 폭을 갖는 타겟 구조체.The second target layer constitutes a plurality of emission patterns spaced apart from each other formed on the surface of the first target layer, each of the emission patterns having a width smaller than the through hole.
  12. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 제 1 타겟층은 금속 물질들 중의 적어도 하나로 형성되고,The first target layer is formed of at least one of metal materials,
    상기 제 2 타겟층은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나로 형성되는 타겟 구조체.The second target layer may be polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist, or hydrogenated amorphous silicon. Target structure formed of at least one of.
  13. 타겟 구조체;Target structure;
    상기 타겟 구조체에 레이저 빔을 조사하는 광원; 및A light source for irradiating a laser beam to the target structure; And
    상기 타겟 구조체로부터 방출되는 하전입자 빔을 생물학적 대상으로 가이드하는 가이딩 구조체를 포함하되,It includes a guiding structure for guiding the charged particle beam emitted from the target structure to a biological object,
    상기 타겟 구조체는 지지체 상에 형성된 타겟층을 포함하고, 상기 지지체는 상기 레이저 빔 또는 상기 하전입자 빔의 진행 경로로 사용되는 관통홀을 갖는 의료 기구.And the target structure includes a target layer formed on a support, the support having a through hole used as a path of travel of the laser beam or the charged particle beam.
  14. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 타겟층은 0.001um 내지 10um의 두께로 형성되고,The target layer is formed to a thickness of 0.001um to 10um,
    상기 지지체는 실리콘, 사파이어, 다이아몬드, 석영, 유리, 세라믹 물질들 또는 금속 물질들 중의 적어도 하나를 포함하되, 적어도 100um의 두께로 형성되는 의료 기구.The support includes at least one of silicon, sapphire, diamond, quartz, glass, ceramic materials, or metal materials, wherein the support is formed to a thickness of at least 100um.
  15. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 타겟층은 비활성 금속 물질들, 알루미늄, 티타늄, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나를 포함하는 의료 기구.The target layer Inert metal materials, aluminum, titanium, polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist or hydrogenated amorphous silicon a medical device comprising at least one of amorphous silicon).
  16. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 타겟층과 상기 지지체 사이에 개재되는 중간층을 더 포함하되,Further comprising an intermediate layer interposed between the target layer and the support,
    상기 중간층은 상기 타겟층을 노출시키는 중간 관통홀을 갖고, 상기 중간 관통홀은 상기 지지체의 관통홀에 정렬되는 의료 기구.The intermediate layer has an intermediate through hole exposing the target layer, the intermediate through hole aligned with the through hole of the support.
  17. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 타겟층은 상기 레이저 빔이 조사되는 제 1 타겟층 및 상기 제 1 타겟층의 표면에 형성되는 서로 이격된 복수의 방출 패턴들을 포함하되,The target layer includes a first target layer to which the laser beam is irradiated and a plurality of emission patterns spaced apart from each other formed on the surface of the first target layer,
    상기 방출 패턴들 각각은 상기 지지체의 상기 관통홀보다 작은 폭을 갖는 의료 기구.Each of the emission patterns has a width smaller than the through hole of the support.
  18. 청구항 17에 있어서,The method according to claim 17,
    상기 제 1 타겟층은 금속 물질들 중의 적어도 하나로 형성되고,The first target layer is formed of at least one of metal materials,
    상기 방출 패턴들은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리이미드(Polyimide), 포토레지스트(Photo resist) 또는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon) 중의 적어도 하나로 형성되는 의료 기구.The emission patterns may be polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, photoresist, or hydrogenated amorphous silicon. A medical instrument formed with at least one of the.
  19. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 광원은 적어도 1018 W/cm2의 세기(intensity)를 갖는 레이저 빔을 상기 타겟층에 조사하도록 구성되는 의료 기구.The light source is configured to irradiate the target layer with a laser beam having an intensity of at least 10 18 W / cm 2 .
  20. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 가이딩 구조체는 상기 하전입자 빔을 가속시키는 가속기를 포함하는 의료 기구.The guiding structure includes an accelerator for accelerating the charged particle beam.
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