KR100385638B1 - 폴리카보네이트 에칭 마스크를 이용하는 플라즈마 에칭 방법 - Google Patents

폴리카보네이트 에칭 마스크를 이용하는 플라즈마 에칭 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 에칭 마스크를 이용하는 플라즈마 에칭 방법에 관한 것으로서, 마스크로서 폴리카보네이트층을 사용해서 에칭층을 에칭하는 방법을 제공하고, 상기 에칭 방법은 반응실(111)내 에칭 구조물(80)을 배치하는 것을 포함하고, 상기 에칭 구조물은 폴리카보네이트층(88) 아래에 위치하는 에칭층(86)을 포함하고, 상기 폴리카보네이트층은 개구 90을 포함하며, 상기 에칭층은 이온화된 입자의 농도가 적어도 1011ions/cm3이고, 이온화된 입자의 농도는 실질적으로 반응실 전체에 걸쳐 동일하며, 약 1-30 mtorr 범위의 압력에서 생성되는 저압-고밀도 플라즈마를 사용해서 에칭되고, 에칭 속도를 감소시키기 위해서 불활성 가스가 플라즈마를 형성하는데 사용되는 반응가스의 혼합물에 첨가될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리카보네이트 에칭 마스크를 이용하는 플라즈마 에칭 방법{PLASMA ETCHING USING POLYCARBONATE ETCH MASK}
박막에칭법은 크게 두가지 종류로 구별된다. 하나는 종래의 액상 화학물질 에칭 또는 "습식 에칭"이고, 다른 하나는 가스상 플라즈마 에칭 또는 "건식 에칭"이다.
건식 에칭 매커니즘에는: a)물리적인 매커니즘 및 b)화학반응 매커니즘 두가지 주된 형태가 있다. 물리적인 에칭 매커니즘에 있어서, 이온은 글로우 방전으로부터 추출되고, 표면이 이온과 충돌시 모멘트 전달에 의해서 손상되는 에칭 구조물 쪽으로 가속된다. 일반적으로 에칭 구조물에는 에칭될 층("에칭층")을 포함하고, 이는 에칭 마스크 역할을 하는 패턴층 위에 위치하고, 지지 기판의 아래에 위치한다. 화학반응 에칭 매커니즘에 있어서, 에칭 구조물의 표면과 반응하여 휘발성 산물이 만들어지는 에칭 구조물로 확산하는 화학적 활성 이온을 생성하기 위해서 글로 방전이 사용된다.
상기 에칭 처리에서 사용되는 매커니즘 형태에 관계하는 중요한 인자는 선택도(seletivity)이다. 선택도는 각각 다른 물질의 에칭 레이트를 측정한 것이다.서로 다른 물질이 거의 같은 레이트로 에칭되는 건식 에칭법은 비선택적(unselective)이라고 언급한다. 일반적으로 이러한 방법은 물리적인 에칭 매커니즘을 이용한다. 다른 물질이 실질적으로 다른 레이트로 에칭되는 건식 에칭법은 선택적(selective)이라고 할 수 있다. 어떤 선택적 에칭법은 화학적 반응성 이온이 다른 물질상의 하나의 물질과 적절히 반응하는 화학반응 매커니즘을 이용한다. 다른 선택적 에칭법에 있어서, 에칭된 물질은 다른 물질상의 하나의 물질상에 적절히 다시 디포지트된다.
어떤 건식 에칭법에 있어서, 두가지 형태의 매커니즘이 모두 존재한다. 이러한 처리에서는, 화학적 활성 이온은 글로우 방전으로부터 추출되고, 에칭구조물 쪽으로 가속된다. 결과적으로, 에칭구조물의 표면이 모멘트 전달 및 화학반응에 의해서 에칭된다.
반응성 이온 에칭(RIE : reactive ion etching)은 두가지 형태의 에칭 매커니즘이 모두 존재하는 건식 에칭법의 예이다. 화학적 활성 이온(반응성 이온)은 반응성 이온이 충돌시 모멘트 전달 및 반응성 이온과의 화학반응에 의해서 에칭되는 에칭 구조물 쪽으로 가속된다.
도 1은 종래의 RIE 반응기를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 1의 RIE 반응기는 반응실(10) 및 고주파 전력 발생기와 캐패시터로 연결된 전극(12)을 포함한다. 에칭 구조물(14)는 전극(12) 위에 위치한다. 작동시, 알맞은 공급 가스가 반응실(10)로 도입되고, "16" 으로 표시된 지역에서 글로 방전이 형성된다. 전자가 이온보다 이동성이 더 높기 때문에, 전극(12)은 음성 자기-바이어스 전압을 띈다. 양성으로 대전된 이온은 전극(12) 및 에칭 구조물(14)로 끌리게 되고, 반응성 이온 에칭이 일어난다.
도 2a는 RIE 방법에 대해서 마스크(20)가 에칭층(22) 위에 위치하는 일반적인 에칭 구조물의 단면도이다. 마스크(20)는 에칭층(22)이 에칭되는 개구(24)를 규정한다. 도 2b는 도 2a에서 하나의 개구(24)의 반응성 이온 에칭을 설명하기 위한 확장된 단면도이다. 도 2b에서 R+는 반응성 이온을 나타낸다. 반응성 이온 (R+)이 마스크 개구(24)를 통해 이동하면서, 개구 옆면 및 다른 가스분자와 충돌한다. 상기 충돌의 결과로써 자유전자와의 재조합 뿐만 아니라 물리적 및 반응성 에칭이 일어난다. 도시된 바와 같이, 아이템(26)은 물리적인 에칭 영역을, 아이템(28)은 반응성 에칭 영역을, 그리고 아이템(30)은 이온-전자 재조합의 영역을 나타낸다.
높은 애스팩트비(깊이/폭)를 가지는 개구내 에칭층(22)의 표면 부근에서는 반응성 이온 농도가 낮다. 에칭 레이트는 반응성 이온의 농도에 의존하기 때문에, 상기와 같이 낮은 이온 농도는 에칭층(22)의 에칭 레이트를 상대적으로 낮춘다. 개구의 입구 부근의 충분한 이온 농도에 따른 마스크(20)의 상대적으로 높은 에칭 레이트와 함께,상기 낮은 에칭 레이트는 높은 애스팩트비를 가진 개구내 에칭층(22)과 마스크(20) 사이의 에칭에 있어서 선택도의 손실을 가져온다.
최근, 건식 에칭 방법에서 저압-고밀고 플라즈마를 사용하는 경향이 있다. 상기 명칭이 시사하는 바와 같이, 저압-고밀도 플라즈마는 낮은 압력에서 대전되고여기된 종류의 높은 밀도를 특징으로 한다. 최소 크기가 서브마이크로미터 크기로 감소되고, 애스팩트비가 증가함에 따라 상기 경향이 일어난다. Horiike는 『"Issues and future trends for advanced dry etching," ESC Conference, May 1993 (19 pages)』에서 유도결합플라즈마(ICP : inductively coupled plasma), 전자 사이클로트론 공명(ECR : electron cyclotron resonance) 및 헬리콘 웨이브(helicon wave) 기술을 사용하는 건식 에칭 방법에 있어서 현재 결과 및 미래의 경향에 대해서 다루고 있다.
ECR 기술에 있어서, 마이크로파 에너지는 정자기장의 존재하에서 전자 가스의 자연 공명 주파수와 결합된다. 도 3은 종래의 ECR 도파관 장치를 도식적으로 나타낸 것이다. 상기 장치는 마이크로파 에너지(42)를 반응실(50)로 보내는 도파관(40)을 포함한다. 반응 가스가 반응실(50)으로 공급된다. 반응실(50)은 축방향 자기장을 발생하는 하나 이상의 코일(46)으로 둘러싸여있다. 에칭 구조물(48)은 반응실(50)내에 위치한다. 플라즈마를 지탱하는 ECR 층(52)에서 전자가 빠르게 가속된다.
헬리콘 웨이브 기술에 있어서, 플라즈마는 종방향으로 자화되고, 무선주파수(RF) TEM(transverse electronmagnetic) 헬리콘 웨이브에 의해서 얻어진다. 도 4는 종래의 헬리콘 웨이브 플라즈마 장치를 도식적으로 나타낸 것이다. 안테나(60)는 전원을 반응실(62)에 연결하는데 사용된다. 반응실(62)는 축방향 자기장을 발생하는 하나 이상의 코일(64)로 싸여있다. 헬리콘 웨이브의 위상속도와 공명하는 전자는 가속되고, 플라즈마를 지탱한다. 에칭 구조물(66)은 반응실(62)내에 위치한다.
ICP 기술에 있어서, 전력을 RF 전원과 결합하여 가스를 이온화하는데 유도성 소자가 사용된다. 도 5는 나선형 연결기를 사용하는 종래의 ICP 장치를 도식적으로 나타낸 것이다. 상기 장치는 RF 전원이 연결되는 유도성 소자(70)를 포함한다. 유도성 소자(70)는 수정 진공 윈도우(74)에 의해서 반응실(72)과 분리되어 있다. 에칭 구조물(76)은 반응실(70)내에 위치한다. RF 전류가 유도성 소자(70)로 흐름에 따라, 시변하는 RF 자기밀도가 반응실(72)내에 솔레노이드성 RF 전기장을 유도한다. 상기 유도성 전기장은 자유전자를 가속시키고, 플라즈마를 지지한다. 또한, 도 5에 나타낸 ICP 장치는 변압기가 결합된 플라즈마(TCP : transformer coupled plasma) 장치로도 언급된다.
Bassiere 등의 PCT 특허 공보 WO 94/28569에는 강한 이온 리소그래피를 이용한 마이크로팁 디스플레이 장치의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 금속 게이트 층을 에칭하기 위해서 일반적으로 폴리카보네이트로 구성되는 마스크를 사용한다. Bassiere 등은 상기 게이트 층 금속을 에칭할 수 있는 에칭처리의 한 예로서 RIE를 인용하고 있다. 그러나, 애스팩트비가 높은 장치를 에칭하기 위해서 RIE를 사용하는 것은 우세한 비선택적 물리적 에칭 메커니즘 때문에 부득이하게 마스크 층의 상당한 성능저하를 야기한다. 에칭층, 특히 금속 게이트 층을 폴리카보네이트 마스크를 심하게 부식시키지 않고, 폴리카보네이트 막을 사용하여 선택적으로 에칭하는 방법이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명에 따르면, 에칭 마스크로서 폴리카보네이트층을 이용해서 에칭층을 에칭하는 방법이 제공된다. 이 방법은 반응실내에 에칭 구조물을 배치하는 것을 포함한다. 에칭 구조물은 개구가 연장하는 폴리카보네이트층 아래에 있는 에칭층을 포함한다.
다음으로, 에칭층은 저압-고밀도 플라즈마를 사용해서 개구를 통해 에칭된다. 저압-고밀도 플라즈마는 이온화된 입자 농도가 적어도 1011ions/cm3이고, 압력이 1-30 밀리토르, 바람직하게 1-20 밀리토르에서 생성된다. 또한, 이온화된 입자 농도는 반응실 전체에 걸쳐 실질적으로 동일하다.
반응성 이온의 평균자유경로(MFP : mean free path)는 저압에서 증가한다. 이것은 에칭층에서 반응성 이온 농도를 증가시키고, 차례로 에칭 선택도를 증가시킨다. 본 발명의 에칭 방법을 사용함으로써, 에칭층과 폴리카보네이트층 사이에서 거의 100%의 에칭 선택도를 얻을 수 있다.
한 실시예에서, 상기 에칭층을 크롬으로 형성했다. 이 실시예에서, 화학적 활성 산소-함유 이온 및 화학적 활성 염소-함유 이온을 함유하는 저압-고밀도 플라즈마를 제조하기 위해서 반응가스를 이온화시켰다.
선택적으로 상기 에칭층을 알루미늄으로 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 화학적 활성 산소-함유 이온, 염소-함유 이온 및 브롬-함유 이온의 조합물을 함유하는 저압-고밀도 플라즈마를 제조하기 위해서 반응가스를 이온화시켰다.
상기 에칭층을 몰리브덴으로 형성할 수도 있다. 이 실시예에서, 화학적 활성 플루오르-함유 이온, 질소-함유 이온, 수소-함유 이온 및 산소-함유 이온의 조합물을 함유하는 저압-고밀고 플라즈마를 제조하기 위해서 반응가스를 이온화시켰다.
상기 에칭층을 탄탈로 형성할 수도 있다. 상기 실시예에서, 화학적 활성 플루오르를 함유하는 이온 및 염소를 함유하는 이온의 조합물을 함유하는 저압-고밀고 플라즈마를 제조하기 위해서 반응가스를 이온화시켰다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 에칭 방법은 실리콘 니트리드, 실리콘 옥시드 또는 유리 층과 같은 전기적 절연 에칭층을 에칭하는데 사용될 수 있다. 상기 전기적 절연 에칭층은 화학적 활성 플루오르-함유 이온을 포함하는 저압-고밀도 플라즈마를 제조하기 위한 반응가스를 이온화함으로써 에칭된다.
상기 에칭 방법은 RF 전력을 원격 유도코일에 연결함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 변압기가 결합된 플라즈마 장치에서 실행될 수 있다. 선택적으로, 상기 에칭 방법은 전자 사이클로트론 공명 장치 또는 헬리콘 웨이브 장치에서 실행될 수 있다.
에칭 속도를 높이기 위해서 에칭 구조물을 가열할 수 있다. 일반적으로, 에칭 구조물은 적어도 약 20℃의 온도로 가열된다. 또한, 폴리카보네이트층이 유리전이온도보다 낮은 5℃ 이하의 온도로 가열된다.
에칭층을 에칭하기 전에, 에칭 구조물로부터 휘발성 가스를 제거하기 위해서 부압(subatmospheric pressure)에서 에칭 구조물을 가열함으로써 에칭 구조물을 건조시킬 수 있다. 에칭 구조물을 건조시키는 것은 에칭층을 에칭하는 동안 에칭 구조물에서 발산되는 가스의 양을 줄인다. 이는 에칭층의 반응성 이온의 농도를 증가시키고, 따라서 에칭 레이트를 증가시킨다. 또한, 에칭 구조물은 폴리카보네이트층으로부터 트레이스 잔기를 제거하기 위해서 플라즈마 선정제(plasma preclean)될 수 있다.
에칭 구조물은 반응성 이온을 에칭 구조물로 끌어당기기 위해서 바이어스될 수있다. 이는 에칭층에서 반응성 이온의 농도를 증가시키고, 따라서 반응 레이트를 증가시킨다.
비활성 가스를 반응가스 혼합물에 첨가할 수 있다. 비활성 가스는 에칭층에서 반응성 이온의 농도를 감소시키고, 따라서 에칭 레이트를 감소시킨다.
본 발명에 따른 에칭 방법은 게이트된 전자 이미터를 제작하는데 사용될 수 있다. 한 실시예에서, 전기적 비-절연(ENI) 에칭층 아래에 전기적 절연 층이 있고, 상기 전기적 절연 층 아래에 제2 ENI 층이 있다. 여기에 사용되는 바와 같이, 일반적으로 ENI는 전기적 전도성 또는 전기적 저항성을 의미한다. 그후, ENI 에칭층은 본 발명에 따라서 에칭된다. 에칭한 후에, 전기적 절연 층에 유전체 개방공간(dieletric open space)을 만든다. 그후, 전자-방출 소자를 상기 유전체 개방공간내에 형성하여 각각의 전자-방출 소자가 상기 제2 ENI 층과 접촉하도록 한다.
본 발명은 플라즈마 에칭에 관한 것이다.
도 1은 종래의 반응성 이온 에칭 반응기를 나타내는 개략도.
도 2a는 개구가 있는 마스크가 에칭층 위에 위치하는 종래의 에칭 구조물의 단면도.
도 2b는 도 2a에서 종래의 하나의 개구의 반응성 이온 에칭층을 도해하는 단면도.
도 3은 종래의 전자 사이클로트론 공명 도파관 장치를 나타내는 개략도.
도 4는 종래의 헬리콘 웨이브 플라즈마 장치를 나타내는 개략도.
도 5는 나선형 결합기를 사용하는 종래의 유도결합플라즈마 장치를 나타내는 개략도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 저압-고밀도 플라즈마 에칭을 하는 동안 및 후의 에칭 구조물의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 폴리카보네이트 마스크 및 저압-고밀도 플라즈마를 사용해서 에칭층을 에칭하는데 포함되는 주요 단계.
도 8은 본 발명에 따라서 플라즈마 에칭을 실시하는데 사용되는 TCP 장치를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 폴리카보네이트 및 저압-고밀도 플라즈마를 사용하는 플라즈마 에칭 방법을 제공한다.
하기 상세한 설명에서, "전기적 절연성" (또는 "유전체")이라는 용어는 일반적으로 저항이 1010ohm-cm 이상인 물질에 적용된다. 따라서 "전기적 비-절연성" (이하 ENI)이라는 용어는 저항이 1010ohm-cm 이하인 물질에 적용된다. ENI 물질은 (a)저항이 1 ohm-cm 이하인 전기적으로 전도성 물질 및 (b)저항이 1-1010ohm-cm 범위인 전기적으로 저항성 물질로 나뉘어진다. 상기 구분은 1 volt/㎛ 이하의 전기장에서 정해진다.
전기적 전도성 물질 (또는 전기전도체)로는 금속, 금속-반도체 화합물 (금속 실리시드) 및 금속-반도체 공정을 예로 들 수 있다. 또한 전기적 전도성 물질은 중간 또는 높은 수준으로 도핑된 반도체(n-형 또는 p-형)를 포함한다. 전기적 저항성 물질은 본래부터 약간 도핑되어 있는 반도체(n-형 또는 p-형)를 포함한다. 부가적으로, 전기적 저항성 물질로는 (a)서밋(금속입자가 박힌 세라믹)과 같은 금속-절연체 복합물, (b)흑연, 비결정성 탄소 및 변형된 (도핑 또는 레이저로 변형된) 다이아몬드와 같은 탄소 형태, 및 (c)실리콘-탄소-질소와 같은 실리콘-탄소 화합물을 예로 들 수 있다.
도 6a는 본 발명에 따라서 에칭하기 위한 전형적인 에칭 구조물(80)의 단면도를 나타낸 것이다. 에칭 구조물(80)은 ENI(84) 위에 놓인 전기 절연층(82)를 포함한다. 금속으로 이루어진 적절한 에칭층(86)은 전기적 절연층(82)의 위에 위치한다. 폴리카보네이트층(88)은 에칭층(86) 위에 위치하며, 다수의 개구를 포함하는데, 아이템(90)은 그 중 하나를 나타낸다. 도 6a에 나타낸 바와 같이, 개구(90)는 직경(D)을 가진다. 직경(D)은 다른 디멘죤을 가질 수 있긴 하지만, 일반적으로 0.30 ㎛ 또는 0.12-0.16 ㎛이고, 특히 0.12 ㎛ 이하일 수 있다. 직경(D)은 보통 0.1-2.0 ㎛ 범위이다. 또한, 폴리카보네이트층(88)은 다른 디멘죤을 가질 수 있지만, 일반적으로 400-700 nm, 바람직하게 560 nm의 두께(T)를 가진다.
폴리카보네이트층(88)은 포터(Porter) 등의 공동 출원된 국제 특허출원 PCT/US98/03370, 대리인 번호 CT/C024 PCT에 개시되어 있는 방법을 사용하여 형성될 수 있고, 상기 내용은 본 명세서에서 참고 문헌으로 통합된다. 개구를 형성하는 한가지 기술은 에칭 구조물(80)을 통과하는 다수의 대전된 입자 트랙을 형성하기 위해서 에칭 구조물(80)을 대전된 입자에 댄 후, 상기에 인용한 Porter 등 또는 역시 본 명세서에 참고문헌으로 통합되는 Maculay 등의 PCT 특허 공보 WO 95/07543에 개시되어 있는 방법으로 대전된 입자 트랙을 따라서 폴리카보네이트층(88)을 에칭하는 것이다.
에칭 구조물(80)을 반응실내에 위치시킨 후, 에칭층(86)의 노출된 부분은 본 발명의 기술에 따른 저압-고밀도 플라즈마를 사용해서 개구(90)을 통해 에칭된다. 저압-고밀도 플라즈마는 약 1 내지 30 밀리토르(mtorr), 바람직하게는 1 내지 20 mtorr 범위의 압력에서 발생되고, 상기에서 이온화된 입자의 농도는: (1)적어도 1011ions/cm3이고, (2)실질적으로 반응실 전체에 걸쳐 동일하고, 즉 반응실 전체가 균일하게 이온화되어 있다.
본 발명에 따른 에칭에 수반되는 메커니즘이 도 6a 및 도 6b에 설명되어 있다. 도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명에 따른 저압-고밀도 플라즈마 에칭 동안 및 후의 에칭 구조물의 단면도이다. 도 6a를 참조하면, 낮은값으로 압력을 떨어뜨리는 것은 반응성 이온(R+)의 평균자유경로(MFP)를 증가시킨다. 반응성 이온(R+)이 마스크(88)내 개구(90)를 통해 이동함에 따라, 증가된 MFP 때문에 마스크(88)의 옆 벽면 및 다른 가스 분자와 반응성 이온(R+)의 충돌이 감소한다. 따라서, 더 많은반응성 이온(R+)들이 에칭층(86)에 도달하여 "RG"로 표시된 반응 생성물 가스를 형성한다. 상기의 결과로써 두 가지 주된 잇점을 얻을 수 있다.
첫째, 선택도가 향상된다. 도 6b에 나타낸 바와 같이, 구멍(87)의 직경은 개구(90)의 직경 D와 거의 같은데, 즉 에칭층(86)은 마스크(88)과 비교해서 거의 100%의 에칭 선택도를 가진다. 이는 (a)반응성 이온(R+)과 에칭층(86) 사이의 화학반응의 증가 및 (b)폴리카보네이트 옆 벽면 및 다른 가스 분자와 반응성 이온(R+)의 상호작용의 감소 때문이다.
둘째, 에칭 레이트가 증가된다. 이는 에칭층(86)에서 반응성 이온(R+)농도의 증가 및 반응 생성물 가스(RG) 방출시 더 높은 효율 때문이다.
도 7a는 본 발명에 따른 저압-고밀도 프라즈마 및 폴리카보네이트 마스크를 사용한 에칭층을 에칭하는 주요 단계의 순서도를 나타낸다. 선택적으로, 블록(98)에 나타낸 바와 같이 제1 단계는, 도 6a의 에칭 구조물과 같은 에칭 구조물을 건조시키는 것이다. 다음 단계는 블록(100)에 나타낸 바와 같은 에칭 구조물을 반응실에 배치하는 것이다. 그리고 나서, 블록(102)에 나타낸 바와 같이 반응실을 진공이 되게 한다.
블록(104)에 나타낸 바와 같이, 선택적으로 에칭 구조물은 가열될 수 있다.
블록(105)에 나타낸 바와 같이, 선택적으로 에칭 구조물은 플라즈마 선정제될 수 있다.
블록(106)에 나타낸 바와 같이, 반응기 압력을 1-30 mtorr, 바람직하게 1-20 mtorr로 유지하면서, 에칭층을 에칭하기에 적당한 반응 가스가 반응실로 도입된다.
블록(108)에 나타낸 바와 같이, 선택적으로 에칭 구조물은 바이어스될 수 있다.
블록(109)에 나타낸 바와 같이, 최종적으로 에칭층을 통과하는 해당 구멍을 형성하기 위한 폴리카보네이트 마스크내 개구를 통해 에칭층이 에칭될 때까지 저압-고밀도 플라즈마를 생성하기 위해서 반응가스는 이온화된다.
도 6b를 참고하면, 에칭층(86)이 ENI 층이라면, 본 발명에 따른 에칭 구조물은 게이트된 전자 이미터를 제작하는데 사용될 수 있다. 게이트된 전자 이미터는 절연층(82)를 통과하는 해당되는 유전체 개방공간을 형성하기 위해서 에칭층(86)내에서 상기 구멍(87)을 통해 절연층(82)을 충분히 에칭함으로써 제작될 수 있다. 바람직하게, 에칭층(86)은 절연층(82)을 에칭하는 동안 에칭 마스크로 사용된다. 선택적으로, 상기 에칭은 구조물이 대전된 입자에 닿을 때, 및 구조물이 폴리카보네이트층(88)을 통과해서 대전된 입자 트랙과 일렬로 각각 있을 때 절연층(82)을 통해 형성된 대전된 입자 트랙과 함게 행해진다. 그리고 나서, 유전체 개방 공간에서, 전자-방출 소자를 형성하여, 전자-방출 소자가 ENI 층(84)와 접촉하게 한다. 게이트된 전자 이미터의 제조방법은 앞서 이미 언급된 Macaulay 등 및 Porter 등에 더 개시되어 있다.
도 8을 참고하면, 한 실시예에서, 도 6a의 에칭층(86)으로서 염소(또는 염소-함유 물질)을 사용한 에칭 구조물(80)은 TCP 장치(113)의 반응실(111)에 배치된다. 적당한 TCP 장치에는 13.56 MHz RF 발전기(112)가 원격 유도코일(114)에 결합된 LAM 연구소(LAM Research)의 9400 Metal Etch System이 포함되지만, 다른 TCP 장치도 사용될 수 있다.
그리고 나서, 반응실(111)을 진공이 되게한다. 반응실 압력이 1-30 mtorr, 일반적으로 5 mtorr 이내로 유지되는 동안, 반응가스를 반응실(111)로 도입한다. 이온화되면, 반응가스는 화학적 활성 산소-함유 이온 및 화학적 활성 염소-함유 이온을 포함하는 저압-고밀도 프라즈마를 생성한다. 상기 반응가스는 산소-함유 이온의 소스를 제공하는 가스, 및 염소-함유 이온의 소스를 제공하는 가스를 포함하는 가스혼합물일 수 있다. 알맞은 산소-함유 이온의 소스 가스에는 2원자 산소(O2)가 포함된다. 적절한 염소-함유 이온 소스 가스에는 2원자 염소(Cl2), 염화수소(HCl) 및 삼염화붕소(BCl3)가 포함된다. 염소-함유 이온 소스 가스 및 산소-함유 이온 소스 가스의 부피유량비는 4:1 이상 및 40:1 이하이다. 바람직하게, 염소-함유 이온 소스 가스와 산소-함유 이온 소스 가스의 부피유량비는 8:1이다. 설명을 위해, 8:1의 부피유량비가 160 표준 분당 세제곱 센티미터(sccm)의 Cl2및 20 sccm의 O2를 사용해서 얻어지다. 가스유량 레이트는 종래의 질량유량 조절장치를 사용하여 조절된다.
그리고 나서, 반응가스를 이온화 하고 RF 전원 발전기(112)에서 원격 유도코일(114)까지 RF 전원을 결합함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 발생시킨다. 일반적으로, 200-800 와트, 바람직하게 약 300-500 와트 이내의 RF 전력 레벨이 사용된다. RF 전원 결합은 염소 에칭층 전체가 에칭될 때까지 계속된다.
두번째 실시예에서, 에칭층으로서 알루미늄(또는 알루미늄을 함유하는 물질)을 사용한 에칭 구조물을 TCP 반응실로 배치한다.
그리고 나서, 반응실을 진공화 한다. 반응실 압력을 1-30 mtorr, 바람직하게 1-20 mtorr로 유지되는 동안, 반응가스를 반응실로 도입한다. 이온화되면, 반응가스는 다음중 하나 또는 그 이상을 함유하는 저압-고밀도 프라즈마를 생성한다: 화학적 활성 산소-함유 이온, 활성 염소-함유 이온 및 브롬-함유 이온. 상기 반응 가스는 가스 혼합물일 수 있다. 적절한 산소-함유 이온 소스 가스에는 O2가 포함된다. 적절한 염소-함유 이온 소스 가스에는 Cl2, HCl 및 BCl3가 포함된다. 적절한 브롬-함유 이온 소스 가스에는 2원자 브롬(Br2) 및 브롬화수소(HBr)이 포함된다.
그리고 나서, RF 전원을 결합하여 반응가스를 이온화하고, 알루미눔 에칭층 전체가 에칭될 때까지 저압-고밀도 플라즈마를 발생시킨다.
세번째 실시예에서, 에칭층으로서 몰리브덴(또는 몰리브덴을 함유하는 물질)을 사용한 에칭 구조물을 TCP 반응실로 배치한다.
그리고 나서, 반응실을 진공화 시킨다. 반응실 압력이 1-30 mtorr, 바람직하게 1-20 mtorr로 유지되는 동안, 반응가스를 반응실로 도입한다. 이온화되면, 반응가스는 다음 중 하나 또는 그 이상을 함유하는 저압-고밀도 프라즈마를 생성한다: 화학적 활성 프루오르-함유 이온, 질소-함유 이온 및 수소-함유하는 이온. 상기 반응 가스는 가스 혼합물일 수 있다. 적절한 플루오르-함유 이온 소스 가스에는 카본 테트라플로리드(CF4), 트리플루오로메탄(CHF3), 헥사플루오로에탄(C2F6), 옥타플루오로프로판(C3F8) 및 설퍼 헥사플로리드(SF6)가 포함된다. 알맞은 질소를 함유하는 이온원 가스에는 2원자 질소(N2) 및 암모니아(NH3)가 포함된다. 적절한 수소-함유 이온 소스 가스에는 CHF3및 HCl이 포함된다. 적절한 산소-함유 이온 소스 가스에는 O2가 포함된다.
그리고 나서, RF 전원을 결합하여 반응가스를 이온화하고, 알루미눔 에칭층 전체가 에칭될 때까지 저압-고밀도 플라즈마를 발생시킨다.
네번째 실시예에서, 에칭층으로서 탄탈(또는 탄탈을 함유하는 물질)을 사용한 에칭 구조물을 TCP 반응실로 배치한다.
그리고 나서, 반응실을 진공화시킨다. 반응실 압력을 1-30 mtorr, 바람직하게 1-20 mtorr로 유지하는 동안, 반응가스를 반응실로 도입한다. 이온화되면, 반응가스는 다음 중 하나 또는 그 이상을 함유하는 저압-고밀도 프라즈마를 생성한다: 화학적 활성 플루오르-함유 이온 및 염소-함유 이온. 상기 반응 가스는 가스 혼합물일 수 있다. 적절한 플루오르-함유 이온 소스 가스에는 CF4, CHF3, C2F6, C3F8및 SF6가 포함된다. 적절한 염소-함유 이온 소스 가스에는 Cl2, HCl 및 BCl3가 포함된다.
그리고 나서, RF 전원을 결합하여 반응가스를 이온화하고, 탄탈 에칭층 전체가 에칭될 때까지 저압-고밀도 플라즈마를 발생시킨다.
앞서 설명한 네 개의 실시예에서, 에칭층은 ENI 층이다. 그러나, 본 발명에 따른 에칭은 실리콘 니트리드(Si3N4), 실리콘 옥시드(SiO2) 또는 유리층과 같은 전기적으로 비절연인 에칭층을 에칭하는데 사용될 수 있다. 이러한 전기적으로 비절연인 에칭층을 에칭하기 위해서, 전기적으로 절연인 에칭이 있는 에칭 구조물을 TCP 반응실내에 배치한다.
그리고 나서, 반응실을 진공화 한다. 반응실 압력을 1-30 mtorr, 바람직하게 1-20 mtorr로 유지하는 동안, 반응가스를 반응실로 도입한다. 이온화되면, 상기 반응가스는 화학적으로 활성인 플루오르-함유 이온을 포함하는 저압-고밀도 플라즈마를 생성한다. 상기 반응 가스는 CF4, CHF3, C2F6, C3F8및 SF6와 같은 가스 혼합물일 수 있고, 바람직하게 CHF3와 CF4의 혼합물이다.
그리고 나서, RF 전원을 결합하여 반응가스를 이온화하고, 상기 전기적으로 절연인 에칭층 전체가 에칭될 때까지 저압-고밀도 플라즈마를 발생시킨다.
상기 모든 실시예에서, 에칭 구조물을 반응실로 배치하기 전에, 에칭 구조물을 건조시킬 수 있다. 건조하는데에는 에칭 기판을 일반적으로 65℃ 이하, 가령 55℃의 높은 온도로 가열하는 것을 수반하는데, 에칭 구조물을 다른 온도로 가열할 수 있다. 상기 에칭 기판은 에칭 구조물내 실질적인 가스의 양을 방출하기에 (즉, 에칭 구조물의 가스를 제거하기에) 충분한 시간동안 건조된다.
도 6a 를 참고하면, 에칭층(86)을 에칭하기 전에 에칭 구조물(80)을 건조시키는 것은 상기 에칭층(86)의 에칭이 진행되는 동안 붙잡힌 가스가 개구(90)쪽으로 방출되는 것을 감소시킨다. 이는 에칭층(86)에서 반응성 이온 R+농도를 증가시키고, 따라서 에칭 레이트를 증가시킨다.
직경 D (도 6a)가 0.30 ㎛ 이하일 때, 에칭 구조물을 건조시키는 것은 매우 중요하다. 설명하자면, 0.12 ㎛ 직경 개구가 MAKROLON2608 폴리카보네이트내에서 형성되면, 상기 에칭층의 에칭이 진행되는 동안 상기 폴리카보네이트내에 잡힌 수증기가 방출되고, 따라서 에칭 속도가 현저히 감소되는 것이 발견되었다. 그러나, 상기 에칭 구조물을 55℃, 약 508 torr에서 1-3 시간동안 건조시키는 것이 에칭 레이트를 향상시키는 것을 발견했다.
일반적으로 에칭 구조물은 상기 반응실의 로드-락(load-lock)실에서 건조된다. 이러한 방법으로 에칭 기판을 건조한 후, 주변공기에 노출시키지 않고 상기 반응실로 옮긴다. 선택적으로, 이 에칭 기판을 상기 반응실에서 건조할 수 있다. 이 대안에 있어서, 블록(98)(도 7)이 블록(102) 다음에 온다. 즉, 상기 에칭기판을 상기 반응실로 배치하고, 상기 반응실을 진공시키고 상기 에칭 기판을 건조시킨다.
상기 모든 실시예에서, 에칭 레이트를 높이기 위해서 에칭 구조물을 건조시킬 수 있다. 도 8을 참고하면, 에칭 구조물(80)을 가열하기 위해서, 에칭 구조물(80)이 놓여있는 전극(116)는 종래의 저항 발열체(118)를 포함하고 있다. 저항 발열체(118)는 전극(116)을 가열시켜서 에칭 구조물(80)을 강화한다.
일반적으로, 에칭 구조물은 적어도 20℃로 가열되고, 폴리카보네이트층에서개구의 직경(도 6a의 D)이 약 0.30 ㎛ 이상인 경우에 대체로 60℃로 가열한다. 또한, 에칭 구조물의 온도는 상기 폴리카보네이트층이 손상을 입는 온도를 넘어서는 안된다. 특히, 에칭 구조물의 온도는 상기 폴리카보네이트층의 물리적 변형을 일으키지 않도록 하기 위해서 TTG-5온도(TTG-5온도는 폴리카보네이트의 유리전이온도보다 낮은 5℃와 같다)보다 높아서는 안된다. 일반적으로, 폴리카보네이트의 유리전이온도는 120 내지 170℃ 범위 이내이다. 설명을 위해, MAKROLON2608 폴리카보네이트는 유리전이온도가 약 145℃이다. 따라서, MAKROLON2608 을 사용하여 폴리카보네이트층을 형성하게 되면, 상기 에칭 구조물 온도는 하부경계 약 20℃ 및 상부경계 약 140℃의 온도범위에 있어야 한다.
폴리카보네이트 마스크내 개구의 직경(도 6a의 D)이 0.30 ㎛이하인 경우, 상기 가열하는 단계가 진행되는 동안, 상기 에칭 구조물내에 잡혀있는 가스의 방출은 에칭 레이트를 상당히 감소시킬 수 있다. 따라서, 폴리카보네이트 마스크내 개구의 직경이 0.30 ㎛ 이하인 경우, 에칭 레이트를 높이기 위해서, 상당한 양의 가스의 방출을 야기시키지 않고 에칭 기판을 가열하는 것이 바람직하다. 이는 약 20 내지 40℃ 범위, 바람직하게는 20℃로 기판을 가열함으로써 얻을 수 있다.
상기에 인용된 포터 등의 문헌에서 명시된 방법을 참조하면, 폴리카보네이트층 제조시, 폴리카보네이트를 단거리 분자질서(short-range moleclar ordering)를 가지는 유리와 유사한 미세구조으로부터 거의 분자질서를 갖지 않는(단거리 또는 장거리 분자질서를 갖지 않는) 미세구조로 변화시키기 위해서, 폴리카보네이트 층은 폴리카보네이트 유리전이온도보다 높은 15℃까지 어닐링시킨 후, 다시 퀸칭(quenching)시킬 수 있다. 이 어닐이 실행되면, 폴리카보네이트층이 거의 질서가 없는 미세구조로 전이되게 하는 이어지는 열처리를 일반적으로 피할 수 있다.
상기 모든 실시예에서, 에칭 속도를 감소시키기 위해서 아르곤과 같은 불활성가스를 첨가할 수 있다. 불활성 가스는 반응성 이온의 농도를 감소시킨다. 반응성 이온의 농도가 감소됨에 따라서 에칭 속도가 감소되기 때문에, 불활성 가스를 첨가하는 것은 에칭 속도를 감소시키게 된다.
상기 실시예 모두에서, 아르곤 같은 비활성 기체를 상기 반응가스 혼합에 첨가하여 상기 에칭의 속도를 줄일 수 있다. 상기 비활성 가스는 반응성 이온의 농도를 줄여준다. 상기 반응성 이온의 농도가 줄어드는 만큼 상기 에칭 속도가 줄기 때문에, 비활성 기체를 첨가하는 것은 상기 에칭 레이트를 줄인다.
상기 실시예 모두에서, 폴리카보네이트 마스크내 개구를 차단하는 트레이스 잔기를 제거하기 위해서 에칭 기판은 플라즈마 선정제될 수 있다. 플라즈마 선정제를 수행하기 위해서, 반응실 압력을, 예를 들어 1-30 mtorr 범위내의 부압으로 유지하면서 O2와 같은 산화 가스를 상기 반응실로 도입한다. 그리고 나서, 상기 산화 가스를 이온화 시켜 폴리카보네이트 마스크로부터 트레이스 잔기를 제거한다. 한 예로서, O2는 RF 발전기(112)(도 8)에서 RF 전력을 결합하여 30초 동안 이온화시켜 100 와트의 RF 전력 레벨을 가지는 원격 유도코일(114)에 영향을 미친다.
다시 도 7을 참고하면, 블록(105)으로 표시된 상기 플라즈마 선정제 단계는블록(104)으로 표시된 가열 단계 앞에 올 수 있다. 또 다른 방법에 있어서, 블록(105)으로 표시된 플라즈마 선정제 단계는 반응실의 로드-락실에서 실시될 수 있다. 이 대안에 있어서, 블록(105)으로 표시된 플라즈마 선정제 단계는 블록 (100)으로 표시된 에칭 기판을 반응실로 위치시키는 단계 앞에 올 수 있다.
상기 모든 실시예에서, 에칭 구조물은 반응성 이온을 끌어당기고, 에칭 레이트를 높이기 위해서 바이어스될 수 있다. 도 8을 참고하면, RF 전원을 에칭 구조물(80)을 바이어스하는 전극(116)에 연결하기 위해서 13.56-MHz RF 발전기(120)를 사용할 수 있다. 일반적으로, 에칭 구조물(80)을 바이어스하는데 사용되는 RF 전력 레벨은 80 와트 이하이다. 반응성 이온을 끌어당김으로써, 에칭 레이트는 증가된다. 에칭층과 폴리카보네이트 마스크 사이의 선택도를 유지하는 것이 중요하고, 에칭 구조물 바이어스가 상기 유도된 이온에 의한 충돌로 인해 일어나는 모멘트 전달을 통한 에칭 구조물(80)의 현저한 에칭을 일으키기에 충분한 유도된 이온에 에너지를 부과해서는 안된다.
선택적인 실시예에서, 저압-고밀도 플라즈마를 발생시키는 다른 기술이 사용될 수 있다. 이러한 기술들은 ECR 및 헬리콘 웨이브 기술을 포함한다. 또한 다른 ICP 배열법(ICP configulations)도 사용될 수 있다.
또한, 로드-락(load-locked) 반응실, 즉 로드-락실이 부착된 반응실도 사용될 수 있다. 상기 실시예에서, 반응실은 부압으로 유지된다. 에칭 기판은 로드-락실로 로드(load)된다. 그리고 나서, 에칭 기판은 로드-락실에서 반응실로 이동된다. 상기 과정은 반응실로부터 에칭 기판을 제거하기 위해서 반대로 실시된다.또한, 입구 및 출구 로드-락실(entrance and exit load-lock chambers)과 같은 하나 이상의 로드-락실을 사용할 수 있다. 또한, 출구 로드-락실은 에칭 기판을 반응실로부터 제거할 때 냉각시키기 위해서 종래의 냉각력을 가진다. 도 7을 참고하면, 블록(102)에 표시된 반응실을 진공화 시키는 단계는 상기 반응실이 부압으로 유지되기 때문에 불필요하다.
비록 본 발명을 적절한 실시예를 참고하여 설명하였지만, 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 진의 및 범위를 벗어나지 않고서 형식 및 세부사항이 변화할 수 있다는 것을 인정할 것이다.

Claims (35)

  1. 개구가 확장하는 폴리카보네이트층 및 상기 폴리카보네이트층 아래에 놓여있는 에칭층을 포함하는 에칭 구조물을 반응실로 위치시키는 단계; 및
    약 1 내지 30 밀리토르 압력 범위에서 생성되고, 이온화된 입자 농도가 적어도 1011ions/cm3인 저압-고밀도 플라즈마가 있는 상기 개구를 통해 상기 에칭층을 에칭하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  2. 삭제
  3. 제 25 항에 있어서,
    상기 압력은 약 1 내지 20 mtorr 범위인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  4. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 이온화된 입자 농도는 실질적으로 상기 반응실 전체에 걸쳐 동일한 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭 구조물은 (a) 상기 에칭층 아래에 위치하는 전기적으로 절연인 층 및 (b) 상기 전기적으로 절연인 층 아래에 위치하는 전기적으로 비절연인 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 개구는 다수의 대전된 입자 트랙을 형성하기 위해서 대전된 입자를 폴리카보네이트층에 통과시킴으로써 형성되고, 그리고 상기 폴리카보네이트층이 상기 대전된 입자 트랙을 따라 에칭되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  7. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭층은 크롬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    염소-함유 이온의 소스를 제공하는 제1 가스 및 산소-함유 이온의 소스를 제공하는 제2 가스를 함유하는 가스 혼합물을 이온화함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  9. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭층은 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에칭방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    염소-함유 이온의 소스를 제공하는 제1 가스, 산소-함유 이온의 소스를 제공하는 제2 가스 및 브롬-함유 이온의 소스를 제공하는 제3 가스를 함유하는 가스 혼합물을 이온화함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  11. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭층은 몰리브덴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    플루오르-함유 이온의 소스를 제공하는 제1 가스, 질소-함유 이온의 소스를 제공하는 제2 가스, 수소-함유 이온의 소스 제공하는 제3가스 및 산소-함유 이온의 소스를 제공하는 제4 가스를 함유하는 가스 혼합물을 이온화함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  13. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭층은 탄탈로 이루어진 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    플루오르-함유 이온의 소스를 제공하는 제1 가스 및 염소-함유 이온의 소스를 제공하는 제2 가스를 함유하는 가스 혼합물을 이온화함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  15. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭층은 전기적으로 절연인 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전기적으로 절연인 물질은 실리콘 니트리드, 실리콘 옥시드 및 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    플루오르-함유 이온의 소스를 제공하는 가스를 함유하는 가스 혼합물을 이온화함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  18. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    불활성 가스를 함유하는 가스 혼합물을 이온화함으로써 저압-고밀도 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  19. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭 단계 동안 상기 에칭층은 폴리카보네이트층에 비해 거의 100%의 에칭 선택도를 가지는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  20. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭 구조물을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 가열하는 단계는 하부경계 약 20℃ 및 폴리카보네이트층의 유리전이온도보다 낮은 상부경계 약 5℃ 의 온도 범위에서 상기 에칭 구조물을 가열하는 것을 수반하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 유리전이온도는 약 120℃ 내지 170℃ 범위인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 가열하는 단계는 에칭 구조물을 약 20℃ 내지 40℃ 범위의 온도로 가열하는 단계를 수반하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 각 개구의 직경이 0.30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 구조물을 전기적으로 바이어스하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기적으로 바이어스하는 단계는 상기 에칭 단계 전에 개시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  26. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 반응실은 유도성 결합된 플라즈마 장치, 전자 사이클로트론 공명 장치 또는 헬리콘 웨이브 장치의 일부분인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  27. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭 단계 전에 상기 에칭 구조물을 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 건조 단계는 에칭 구조물을 반응실내에 위치시키는 단계 전에 개시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 건조 단계가 부압에서 실시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  30. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 에칭 구조물을 플라즈마 선정제하는 단계를 더 포함하고, 상기 플라즈마 선정제 단계는 상기 에칭 단계 전에 개시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 플라즈마 선정제 단계는 상기 에칭 구조물을 반응실내에 위치시키는 단계 전에 개시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  32. 제 3 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 에칭층은 제1 전기적 비절연(ENI) 층이고, 상기 에칭 구조물은 상기 제1 ENI 층 아래에 위치하는 전기적 절연층 및 상기 전기적 절연층 아래에 위치하는 제2 ENI 층을 더 구비하고, 상기 에칭 단계는 상기 폴리카보네이트층내 상기 개구에 대응하는 상기 제1 ENI 층내에 구멍을 만들며:
    대응하는 유전체 개방공간을 형성하기 위해서 상기 제1 ENI 층을 마스크로 사용해서 상기 전기적 절연층을 에칭하는 단계; 및
    상기 유전체 개방공간내에 상기 제2 ENI 층과 접촉하는 전자-방출 소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 에칭 구조물을 가열하는 단계; 바이어스하는 단계; 및 플라즈마 선정제하는 단계를 더 포함하고, 상기 가열 단계, 바이어스 단계, 및 플라즈마 선정제 단계는 상기 에칭 단계 전에 개시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 에칭 구조물을 굽는 단계를 더 포함하고, 상기 굽는 단계는 에칭 구조물을 반응실에 위치시키는 단계 전에 개시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 에칭층은 크롬, 알루미늄, 몰리브덴 및 탄탈을 포함하는 그룹으로부터 선택된 전기적으로 비절연인 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
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