KR100476903B1 - Neutral particle beam processing apparatus with enhanced conversion performance from plasma ions to neutral particles - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 중성입자로의 변환 효율이 향상된 중성입자 처리 장치가 제공된다. 보다 구체적으로는, 고주파 전원을 도입하는 고주파 전원 도입부, 도입된 고주파 전원을 이용하여 가스 공급구에서 유입된 가스를 플라즈마로 변환시키는 플라즈마 생성부, 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마와 중금속으로 이루어진 금속판과의 충돌에 의해 중성입자를 생성하는 중성입자 생성부 및 중성입자 생성부에서 생성된 중성입자와 가스 도입실에서 유입된 가스로 피처리체를 처리하는 처리부를 포함하고, 플라즈마와 충돌하는 중금속판 내에 형성된 복수의 관통구가 경사진 슬릿 또는 경사진 홀인 것을 특징으로 하는 중성입자 처리 장치가 제공된다.In the present invention, there is provided a neutral particle treating apparatus having improved conversion efficiency to neutral particles. More specifically, a high frequency power introduction unit for introducing a high frequency power source, a plasma generation unit for converting the gas introduced from the gas supply port by using the introduced high frequency power source, a metal plate made of plasma and heavy metal generated in the plasma generation unit and A neutral particle generating unit for generating neutral particles by collision of the particles, and a processing unit for treating the object with the neutral particles generated in the neutral particle generating unit and the gas introduced from the gas introduction chamber, and formed in the heavy metal plate colliding with the plasma. A neutral particle processing apparatus is provided, wherein the plurality of through holes are inclined slits or inclined holes.
Description
본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 처리 공정에 사용되는 중성입자 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a neutral particle processing apparatus used in a semiconductor processing process.
건식 식각이나, 물리적 또는 화학적 기상 증착, 감광제 세정 및 기타 표면 처리 등의 단위 공정에 있어서, 플라즈마 챔버를 사용해서 발생되는 플라즈마가 널리 이용되고 있다. 이와 같은 플라즈마 챔버 상부의 내측 또는 외측에는 플라즈마 발생을 위한 안테나가 설치되어 있으며, 챔버 하부에는 웨이퍼 또는 액정 패널과 같은 피처리체를 탑재하기 위한 서셉터(또는 탑재대)가 설치되어 있다. 안테나를 통해 챔버 내측의 상부 공간에 고주파전력을 인가하면, 챔버 내에 도입되어 있는 처리가스가 해리되어 글로우 방전에 의한 플라즈마가 여기된다. 이때, 서셉터에 고주파 바이어스 전압을 인가하면, 플라즈마에 포함된 이온이 웨이퍼의 피처리면으로 효과적으로 도입되어 원하는 처리를 실시할 수 있게 된다.In unit processes such as dry etching, physical or chemical vapor deposition, photosensitizer cleaning, and other surface treatments, plasma generated using a plasma chamber is widely used. An antenna for generating a plasma is installed inside or outside the upper portion of the plasma chamber, and a susceptor (or mounting table) for mounting an object to be processed, such as a wafer or a liquid crystal panel, is installed below the chamber. When high frequency power is applied to the upper space inside the chamber via the antenna, the processing gas introduced into the chamber is dissociated, and the plasma by the glow discharge is excited. At this time, when a high frequency bias voltage is applied to the susceptor, ions contained in the plasma are effectively introduced into the target surface of the wafer, thereby enabling a desired treatment.
반도체 소자가 고집적화되고 반도체 웨이퍼 또는 액정 디스플레이가 대구경화 내지 대면적화됨에 따라, 피처리체를 처리하기 위한 장치에 대한 요구 조건도 갈수록 엄격해지고 있는데, 이러한 상황은 플라즈마 처리장치에 있어서도 마찬가지라고 할 수 있다. 이와 관련하여, 플라즈마 처리 장치의 성능을 향상시키기 위해 많은 제안이 행해져 왔다. 이러한 제안은 처리실 내의 플라즈마 밀도를 높여서 고속 처리를 가능하게 하는 것과, 플라즈마 분포를 균일하게 하여 대면적의 피처리체를 처리할 수 있도록 하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 특히, 플라즈마 밀도를 높이는 것과 관련해서는 유도결합형 플라즈마 처리 장치가 널리 사용되고 있으며, 플라즈마 분포를 균일하게 하는 것과 관련해서는 안테나의 배치 형태나 처리가스 도입 위치의 변경 등이 시도되고 있다.As semiconductor devices become highly integrated and semiconductor wafers or liquid crystal displays become larger or larger in area, the requirements for an apparatus for processing a target object become increasingly stringent. This situation can be said to be the same in a plasma processing apparatus. In this regard, many proposals have been made to improve the performance of the plasma processing apparatus. This proposal focuses on increasing the plasma density in the processing chamber to enable high-speed processing, and to make the plasma distribution uniform and to process a large-area target object. In particular, inductively coupled plasma processing apparatuses are widely used in relation to increasing the plasma density, and in order to uniformize the plasma distribution, attempts have been made to change the arrangement form of the antenna and the position at which the processing gas is introduced.
그렇지만 이러한 성능 개선에도 불구하고, 플라즈마가 대전된 입자라는 점에서 플라즈마에 의한 처리방식은 웨이퍼를 초정밀하게 처리하는데 한계를 가지고 있다. 예컨대 식각을 함에 있어서, 대전된 입자인 플라즈마를 사용하게 되면 식각 과정에서 피처리체가 대전될 수 있는데, 이러한 경우 식각 프로파일이 변경되거나 전압 구배에 의한 피처리체 내에 형성된 소자의 손상을 야기할 수 있다. 아울러, 가속된 플라즈마 이온에 의한 식각 반응은 기판재료 표면에 전위(Dislocation)이나 변형된 표면층 형성 등의 손상층을 형성할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 플라즈마 이온의 에너지를 낮게 하거나, 식각 후에 피처리체의 손상을 치유하기 위해 별도의 열처리를 수행해야만 한다.However, in spite of such performance improvement, the plasma processing method has a limitation in processing the wafer with high precision since the plasma is charged particles. For example, in etching, when the plasma, which is charged particles, is used, the object to be charged may be charged during the etching process. In this case, the etching profile may be changed or damage to the device formed in the object due to the voltage gradient may occur. In addition, the etching reaction by the accelerated plasma ions may form damage layers such as dislocations or modified surface layers on the surface of the substrate material. In order to solve such a problem, it is necessary to perform a separate heat treatment to lower the energy of plasma ions or to heal the damage of the workpiece after etching.
이와 같은 플라즈마 처리의 단점을 해결하기 위하여, 1987년 5월 5일 유니버시티 패턴츠 인크에 부여된 미합중국특허 제4,662,977호(발명의 명칭: 중성입자에 의한 표면 처리)는 플라즈마 대신 중성입자를 사용하는 시스템을 제안하고 있다. 상기 시스템은 플라즈마 건에 의해 플라즈마를 발생하고 이를 경사진 중금속판에 의해 반사시켜서 중성 입자를 생성하게 된다. 그렇지만, 이 시스템은 웨이퍼에 입사되는 중성입자빔의 단면이 좁게 되어 대략 8인치 이상의 대형 피처리체를 처리하기에는 부적합하다는 문제점이 있다. 만약 넓은 피처리체에 대해 적용하고자 하는 경우에는 식각의 균일성을 확보하기가 어렵게 된다. 아울러, 이 시스템은 식각을 위한 활성종의 원자 또는 분자를 직접 사용하여 플라즈마를 생성하도록 되어 있으며, 챔버 내에 식각 성능 향상을 위한 첨가재료를 추가적으로 도입하거나 활성종을 별도로 도입하기가 곤란할 수 있으며 발생되는 하이퍼써멀 중성입자빔의 플럭스가 기존의 플라즈마를 이용한 장치에 비해 매우 적으므로 가공시간이 오래 걸리므로 경제성이 없다는 단점을 안고 있다.In order to solve the disadvantage of the plasma treatment, US Patent No. 4,662,977 (name of the invention: surface treatment by neutral particles) assigned to University Patterns Inc. on May 5, 1987, uses a neutral particle instead of plasma. Is proposing. The system generates plasma by the plasma gun and reflects it by the inclined heavy metal plate to produce neutral particles. However, this system has a problem that the cross section of the neutral particle beam incident on the wafer becomes narrow, which is not suitable for processing a large workpiece of about 8 inches or more. If it is to be applied to a large workpiece, it is difficult to secure the uniformity of the etching. In addition, the system is designed to generate plasma by directly using atoms or molecules of the active species for etching, and it may be difficult to additionally introduce additive materials or separately introduce the active species to improve the etching performance in the chamber. Since the flux of the hyperthermal neutral particle beam is very small compared to the apparatus using the conventional plasma, it takes a long processing time and has a disadvantage in that it is not economical.
본 발명자에 의해 출원된 WO 01/84611은 고주파 전원을 도입하는 고주파 전원 도입부, 플라즈마 생성부, 중성입자 생성부, 및 피처리체를 탑재한 처리부를 포함하는 중성입자 처리 장치를 개시하고 있다. 상기한 중성입자 처리 장치는 고주파 전원 도입부에서 고주파 전원을 도입하고, 플라즈마 생성부에서 도입된 고주파 전원을 이용하여 가스 공급구를 통해 플라즈마 생성부 내부로 유입된 가스를 플라즈마로 변환시키고, 중성입자 생성부에서 생성된 플라즈마를 중금속으로 이루어진 금속판(중금속판)과 접촉시켜 중성입자를 생성하고, 생성된 중성입자를 이용하여 처리부에 탑재된 피처리체를 처리한다. 상기한 중성입자 처리장치는 플라즈마 분포를 균일하게 하여 대면적의 피처리체도 처리할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 상기한 중성입자 처리장치는 관통구를 경사진 슬릿 또는 홀 형태로 변경함으로써 플라즈마와 중금속판과의 충돌을 증가시킬 수 있음은 전혀 기재하고 있지 아니하다. 즉, 플라즈마의 중금속판과의 충돌횟수를 증가시켜 플라즈마에서 중성입자로의 변환 효율을 향상시키고, 결과적으로 피처리체의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 구성은 개시되어 있지 아니하다. 또한, 상기한 중성입자 처리 장치는 플라즈마 이온의 진로를 변경하기 위한 편향 수단을 반드시 요구한다는 단점이 있다.WO 01/84611 filed by the present inventor discloses a neutral particle processing apparatus including a high frequency power source introducing unit for introducing a high frequency power source, a plasma generating unit, a neutral particle generating unit, and a processing unit on which a target object is mounted. The neutral particle processing apparatus introduces a high frequency power from the high frequency power supply unit, converts the gas introduced into the plasma generation unit through the gas supply port into the plasma by using the high frequency power introduced from the plasma generation unit, and generates the neutral particles. The generated plasma is contacted with a metal plate (heavy metal plate) made of heavy metal to generate neutral particles, and the processed object mounted on the treatment unit is processed using the generated neutral particles. The neutral particle treating apparatus has the advantage of being able to treat a large-area target object by making the plasma distribution uniform. However, the above-described neutral particle processing apparatus does not describe at all that the collision between the plasma and the heavy metal plate can be increased by changing the through hole into an inclined slit or hole. In other words, there is no disclosure in which the number of collisions with the heavy metal plate of the plasma is increased to improve the conversion efficiency from the plasma to the neutral particles, and consequently the treatment efficiency of the object to be processed. In addition, the above-described neutral particle processing apparatus has a disadvantage in that it requires a deflection means for changing the course of plasma ions.
본 발명은 WO 01/84611에 개시된 중성입자 처리 장치를 개량 발전시킨 것으로서, 플라즈마의 중금속판과의 충돌횟수를 담보하여 플라즈마에서 중성입자로의 변환 효율을 향상시키고, 결과적으로 피처리체의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 중성입자 처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention is an improvement of the neutral particle processing apparatus disclosed in WO 01/84611, which secures the number of collisions of plasma with heavy metal plates to improve the conversion efficiency of plasma to neutral particles, and consequently improves the treatment efficiency of the target object. It is an object of the present invention to provide a neutral particle treating apparatus that can be improved.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 이온의 진로를 변경시키기 위한 편향수단을 반드시 요구하는 것이 아니라, 필요에 따라 선택적으로 설치될 수 있는 중성입자 처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Another object of the present invention is not necessarily to require a deflection means for changing the course of plasma ions, but an object thereof is to provide a neutral particle processing apparatus that can be selectively installed as necessary.
본 발명의 다른 목적은 높은 플럭스의 하이퍼서멀 중성입자 빔을 유효 단면이 넓고 균일하며 고효율로 발생시키고, 발생된 중성입자 빔으로 피처리체를 처리하는 중성입자 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a neutral particle treating apparatus for generating a high flux hyperthermal neutral particle beam having a wide effective cross section, uniformity and high efficiency, and treating a target object with the generated neutral particle beam.
상기한 본 발명의 목적 및 발명의 상세한 설명에 기술될 또 다른 목적들은 고주파 전원 도입부, 플라즈마 생성부, 중성입자 생성부 및 처리부를 포함하고, 플라즈마와 충돌하는 중금속판 내에 형성된 복수의 관통구가 경사진 슬릿 또는 경사진 홀인 것을 특징으로 하는 중성입자 처리 장치를 제공함으로써 성취될 수 있다.Still other objects to be described in the above-described object of the present invention and in the detailed description of the present invention include a high frequency power supply unit, a plasma generating unit, a neutral particle generating unit, and a processing unit, wherein a plurality of through holes formed in the heavy metal plate colliding with the plasma are hardened. It can be achieved by providing a neutral particle processing apparatus, characterized in that it is a photographic slit or inclined hole.
본 발명은 고주파 전원 도입부, 플라즈마 생성부, 중성입자 생성부 및 처리부를 포함하고, 플라즈마와 충돌하는 중금속판 내에 형성된 복수의 관통구가 경사진 슬릿 또는 경사진 홀인 것을 특징으로 하는 중성입자 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a neutral particle processing apparatus including a high frequency power supply unit, a plasma generating unit, a neutral particle generating unit, and a processing unit, wherein a plurality of through holes formed in the heavy metal plate colliding with the plasma are inclined slits or inclined holes. It is about.
보다 구체적으로는, 본 발명의 중성입자 처리 장치는 고주파 전원을 도입하는 고주파 전원 도입부, 도입된 고주파 전원을 이용하여 가스 공급구에서 유입된 가스를 플라즈마로 변환시키는 플라즈마 생성부, 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마와 중금속판과의 충돌에 의해 중성입자를 생성하는 중성입자 생성부 및 중성입자 생성부에서 생성된 중성입자와 가스 도입실에서 유입된 가스로 피처리체를 처리하는 처리부를 포함하고, 플라즈마와 충돌하는 중금속판 내에 형성된 복수의 관통구가 경사진 슬릿 또는 경사진 홀 형태인 것을 특징으로 하는 중성입자 처리 장치에 관한 것이다.More specifically, the neutral particle processing apparatus of the present invention includes a high frequency power supply unit for introducing high frequency power, a plasma generation unit for converting gas introduced from a gas supply port into plasma using the introduced high frequency power source, and a plasma generation unit A neutral particle generating unit for generating neutral particles by collision of the plasma with a heavy metal plate, and a processing unit for treating the target object with the neutral particles generated in the neutral particle generating unit and the gas introduced from the gas introduction chamber, and It relates to a neutral particle processing apparatus characterized in that the plurality of through holes formed in the colliding heavy metal plate is in the form of slanted slits or slanted holes.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치 중 고주파 전원 도입부는 안테나 지지패널을 포함하고 있으며, 이 안테나 지지패널에는 루프형 또는 나선형의 고주파 안테나가 설치되어 있으며, 고주파 안테나는 급전봉을 통해 고주파 전원에 연결되어 고주파 전원이 고주파 전원 도입부로 유입되게 된다. 한편, 급전봉과 고주파 전원의 사이에 임피던스 정합부가 위치하여 전원과 안테나의 임피던스를 정합시켜 최대의 에너지가 안테나로 유입될 수 있도록 한다.Among the plasma generating apparatuses according to the present invention, the high frequency power supply unit includes an antenna support panel, and the antenna support panel is provided with a loop type or spiral high frequency antenna, and the high frequency antenna is connected to the high frequency power source through a feed rod to be connected to a high frequency power source. Power is introduced into the high frequency power inlet. Meanwhile, an impedance matching unit is positioned between the feed rod and the high frequency power source to match the impedance of the power source and the antenna so that maximum energy can be introduced into the antenna.
플라즈마 생성부는 피처리체의 처리에 사용되는 처리가스를 받아들이고, 고주파 전원 도입부에서 도입된 고주파 전원에 의해 도입된 처리가스로부터 다수의 플라즈마 이온을 생성하는 역할을 하며, 내부 압력을 조절하는 유입 밸브 및 흡인 밸브에 각각 연결된 가스 공급구 및 배출구를 구비하고, 고주파 전원 도입부를 통해 도입된 고주파 전원을 이용하여 가스 공급구에서 유입된 가스를 플라즈마로 전환시켜 플라즈마 이온을 생성하게 된다. 플라즈마 생성부는 중성입자 생성부에 의해 정해지는 어느 한 면을 포함하는 복수의 내부면들에 의해 한정되고, 상기 내부면들 중 적어도 어느 하나에는 양전하를 띈 플라즈마 이온을 가속하기 위한 음의 바이어스가 인가되어 플라즈마 이온이 가속되어 중성입자 생성부로 이동하게 된다. 플라즈마 발생부는 그 내부 단면이 실질적으로 원형인 것이 바람직하나, 그 형상에 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 플라즈마의 생성 효율과 중성입자 생성부로의 이동성 등을 고려할 때, 직경 대 높이 (직경/높이)의 비가 4 이상인 것이 바람직하다.The plasma generating unit receives the processing gas used for the processing of the target object and generates a plurality of plasma ions from the processing gas introduced by the high frequency power source introduced from the high frequency power supply unit, and the inlet valve and suction to adjust the internal pressure. A gas supply port and a discharge port respectively connected to the valve are provided, and plasma ions are generated by converting the gas introduced from the gas supply port into plasma by using the high frequency power introduced through the high frequency power supply. The plasma generating unit is defined by a plurality of inner surfaces including any one surface defined by the neutral particle generating unit, and a negative bias for accelerating positively charged plasma ions is applied to at least one of the inner surfaces. The plasma ions are accelerated to move to the neutral particle generating unit. The plasma generator preferably has a substantially circular cross section, but is not particularly limited in shape. In addition, in consideration of plasma generation efficiency, mobility to the neutral particle generating unit, and the like, the ratio of diameter to height (diameter / height) is preferably 4 or more.
중성입자 생성부는 상기 플라즈마 생성부의 하부에 위치하며, 플라즈마 생성부와 평행하게 설치되는 복수의 관통구를 갖는 반사판을 하나 이상 구비하고 있으며, 반사판들 중 적어도 하나는 경사진 슬릿 또는 경사진 홀 형태의 관통구를 갖는 중금속판이다. 본 명세서에서 "중금속판"이라 함은 처리가스의 원자량보다 무거운 중금속을 재질로 갖는 판 또는 중금속이 다른 기판(금속 또는 고분자 기판을 포함함)에 코팅된 판을 포함한다. 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마와 중금속판과의 충돌에 의해 다수의 플라즈마 이온들 중 적어도 일부가 중성입자로 변환되고, 하이퍼써멀 중성입자 빔이 생성된다. 중성입자 생성부에서, 반사판의 수는 특별히 제한되지 아니하나, 장치의 사용 목적에 따라 1 개 또는 2개 이상의 복수로 설치되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2-5개, 가장 바람직하게는 2-4개이다. 상기한 반사판 중 적어도 하나는 중금속판이며, 상기한 중금속판에는 복수의 관통구가 형성되고, 이러한 관통구는 경사진 슬릿 또는 경사진 홀 형태를 갖는다. 그러나 반사판 전체가 모두 중금속으로 되어 있을 필요는 없으며, 슬릿이나 홀의 내벽이 중금속으로 되어 있거나 코팅되어 있어도 무방하다. 복수의 반사판들 중 적어도 하나는 경사진 슬릿 또는 경사진 홀 형태의 관통구를 갖는 중금속판이라는 전제하에, 반사판에 형성된 관통구는 그 크기와 형태가 서로 동일하게 형성될 수 있으나, 중성입자 생성 시의 기능에 따라 서로 다르게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 중성입자 생성부에 3개의 반사판이 사용될 경우, 플라즈마 발생부와 인접한 반사판은 수직 홀 또는 수직 슬릿 형태의 관통구를 갖는 판이고, 그 하부에 있는 반사판은 경사진 홀 또는 경사진 슬릿 형태의 관통구를 갖는 중금속판이고, 세 번째 반사판은 중성입자의 지향성을 향상시키기 위해 홀의 지름에 비해 깊이가 큰 형태인 긴 원통형의 관통구를 갖는 것이며, 필요할 경우, 둘 이상의 반사판을 서로 포갤 수도 있다. 첫 번째 반사판은 플라즈마로부터 전자 및 자외선과 같은 빛이 두 번째 반사판을 통과하지 못하도록 하는 기능을 수행하며, 두 번째 반사판은 중금속판의 관통구가 슬릿 또는 경사진 홀 형태를 갖고 있음으로 인해, 플라즈마 이온들과 중금속판과의 접촉 횟수를 증가시킬 수 있고, 결과적으로 이 플라즈마 이온들에서 중성입자로의 변환효율이 향상되므로 인해 피처리체의 처리 효율의 향상을 가져올 수 있다. 필요한 경우, 중성입자 생성부를 가로질러서 제1 편향 수단을 설치하여 플라즈마의 진행방향을 변경시켜 중금속판과 플라즈마 이온의 충돌횟수를 추가로 증가시킬 수도 있으나, 경사진 슬릿 또는 홀 형태의 관통구를 설치하여 접촉횟수를 증가시킨 이상 제1 편향 수단을 추가로 설치를 하지 않아도 무방하다.The neutral particle generating unit includes one or more reflecting plates disposed below the plasma generating unit and having a plurality of through holes provided in parallel with the plasma generating unit, and at least one of the reflecting plates has an inclined slit or an inclined hole shape. It is a heavy metal plate having a through hole. As used herein, the term "heavy metal plate" includes a plate made of a heavy metal that is heavier than an atomic weight of a processing gas, or a plate coated on another substrate (including a metal or polymer substrate). At least some of the plurality of plasma ions are converted into neutral particles by the collision between the plasma generated by the plasma generation unit and the heavy metal plate, and a hyperthermal neutral particle beam is generated. In the neutral particle generating unit, the number of the reflecting plates is not particularly limited, but it is preferable that one or two or more plural numbers are provided according to the purpose of using the apparatus. More preferably, it is 2-5 pieces, Most preferably, it is 2-4 pieces. At least one of the reflecting plates is a heavy metal plate, a plurality of through holes are formed in the heavy metal plate, and the through holes have a slanted slit or an inclined hole shape. However, the entire reflector does not have to be made of heavy metal, and the inner wall of the slit or hole may be made of heavy metal or coated. Under the premise that at least one of the plurality of reflecting plates is a heavy metal plate having a through hole in the form of an inclined slit or an inclined hole, the through holes formed in the reflecting plate may be formed in the same size and shape. It is preferable that they are formed differently depending on the function. For example, when three reflecting plates are used in the neutral particle generating unit, the reflecting plate adjacent to the plasma generating unit is a plate having a through hole in the form of a vertical hole or a vertical slit, and the reflecting plate below is an inclined hole or an inclined slit. It is a heavy metal plate having a through hole of the form, and the third reflector plate has a long cylindrical through hole having a shape that is larger in depth than the diameter of the hole in order to improve the directivity of the neutral particles. have. The first reflector functions to prevent light such as electrons and ultraviolet rays from the plasma from passing through the second reflector, and the second reflector is a plasma ion because the through hole of the heavy metal plate has a slit or inclined hole shape. Can increase the number of times of contact with the heavy metal plate, and as a result, the conversion efficiency of these plasma ions into neutral particles can be improved, resulting in an improvement in the processing efficiency of the target object. If necessary, the first deflection means may be provided across the neutral particle generating unit to change the direction of the plasma to further increase the number of collisions between the heavy metal plate and the plasma ions. However, an inclined slit or through-hole may be provided. As long as the number of contacts is increased, the first deflection means may not be additionally installed.
중성입자 생성부에서 생성된 중성입자는 반사판의 관통구를 통해 처리부로 이동하게 된다. 처리부는 피처리체를 탑재하기 위한 탑재대를 포함한다. 공급되는 처리가스의 종류에 따라, 또는 처리가스에 추가되는 첨가가스의 종류에 따라, 상기한 처리부는 처리의 효율을 향상시키기 위해 가스 도입실을 추가로 포함할 수 있다. 처리부에는 플라즈마 이온들 중 중성입자로 변환되지 않은 이온들이 피처리물로 향하지 않게 그 진행 방향을 변경할 수 있도록 제2 편향 수단을 배치할 수 있으나, 플라즈마에서 중성입자로의 변환 효율이 향상되어 플라즈마 이온에 의한 피처리체의 손상이 감소되어 반드시 요구되는 것은 아니다.Neutral particles generated in the neutral particle generating unit is moved to the processing unit through the through hole of the reflecting plate. The processing unit includes a mounting table for mounting the target object. Depending on the type of processing gas supplied, or depending on the type of additive gas added to the processing gas, the processing unit may further include a gas introduction chamber in order to improve the efficiency of the processing. In the treatment unit, the second deflection means may be arranged so that the direction of travel of the plasma ions which are not converted to the neutral particles may not be directed to the object to be processed, but the conversion efficiency from the plasma to the neutral particles is improved so that the plasma ions are improved. The damage to the to-be-processed object is reduced and is not necessarily required.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 중성입자 처리 장치의 바람직한 일 예를 보여주는 단면도로서, 식각용 중성입자 처리 장치를 보여준다. 도 1에 나타낸 식각 장치는 도전성 재료 예컨대 표면이 양극 산화처리된 알루미늄으로 이루어져 있거나 내벽이 산소, 불소, 또는 염소 가스 등에 부식성이 없는 도전성 재료로 코팅 되어 있는 대략 원통형상을 가지는 챔버(100)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 챔버(100)는 그 내측 상부에 설치된 안테나 지지 패널(110)에 의해 안테나 수납실(120)과 처리실(140)로 구분된다. 본 실시예에 있어서, 안테나 수납실(120)과 처리실(140)은 서로 다른 챔버로 이루어지지만, 외부의 진공 흡입 부분(128, 212, 146, 226)에서 서로 연결되어 있다. 상기 안테나 지지 패널(110)은 석영, 알루미나 등의 절연재로 구성된다. 한편, 처리실(140)은 반사판 조립체(150)를 포함하는 중성입자 생성부에 의해 플라즈마 생성부(142)와 처리부(148)로 구분된다.1 is a cross-sectional view showing a preferred example of the neutral particle treatment device of the present invention, shows an etching neutral particle treatment device. The etching apparatus shown in FIG. 1 includes a chamber 100 having a substantially cylindrical shape whose surface is made of anodized aluminum or whose inner wall is coated with a non-corrosive conductive material such as oxygen, fluorine, or chlorine gas. do. In the present embodiment, the chamber 100 is divided into the antenna housing chamber 120 and the processing chamber 140 by the antenna support panel 110 installed on the upper side of the chamber 100. In the present embodiment, the antenna housing chamber 120 and the processing chamber 140 are composed of different chambers, but are connected to each other at the external vacuum suction portions 128, 212, 146, 226. The antenna support panel 110 is made of an insulating material such as quartz, alumina, and the like. Meanwhile, the processing chamber 140 is divided into a plasma generating unit 142 and a processing unit 148 by the neutral particle generating unit including the reflector plate assembly 150.
안테나 수납실(120)에 있어서, 안테나 지지 패널(110) 상부면에는 루프형 또는 나선형의 고주파 안테나(122)가 설치된다. 고주파 안테나(122)는 챔버(100)의 상부면을 관통하여 설치되어 있는 급전봉(124)을 통하여 외부의 고주파 전원(200)에 접속되어 있다. 고주파 전원(200)은 수백㎑ 내지 수백㎒의 고주파 전력을 발생하여 임피던스 정합부(202)를 통하여 안테나(122)에 급전한다. 여기서, 임피던스 정합부(202)는 전원(200)과 안테나(122)의 임피던스를 정합시켜서, 최대의 에너지가 안테나(122)에 전달될 수 있게 해준다.In the antenna accommodating chamber 120, a roof type or a spiral high frequency antenna 122 is installed on the top surface of the antenna support panel 110. The high frequency antenna 122 is connected to an external high frequency power source 200 through a power supply rod 124 provided through the upper surface of the chamber 100. The high frequency power source 200 generates high frequency power of several hundreds of kHz to hundreds of MHz to feed the antenna 122 through the impedance matching unit 202. Here, the impedance matching unit 202 matches the impedances of the power supply 200 and the antenna 122 so that the maximum energy can be transmitted to the antenna 122.
한편, 안테나 수납실(120)의 일측에는 제1 배기구(128)가 마련되어 있는데, 이 제1 배기구(128)에는 제1 진공흡인밸브(212)가 연결되어 있다. 식각 장치가 동작할 때, 제1 진공흡인밸브(212)는 안테나 수납실(120) 내부의 공기를 흡인하여, 안테나 수납실(120)을 일정한 감압 분위기, 예컨대 수십 또는 수백 밀리토르(mTorr)의 압력으로 유지되도록 해준다. 이처럼 안테나 수납실(120)이 일정한 감압 상태로 유지됨에 따라 안테나 수납실(120) 내부에서는 플라즈마 생성 가능성이 낮아지게 되며, 플라즈마로 인한 안테나의 열화를 방지할 수가 있게 된다. 또한, 안테나 수납실(120)에는 제1 가스공급구(126)가 마련되어 있는데, 이 제1 가스공급구(126)에는 제1 유입밸브(210)가 연결되어 있다. 안테나 수납실(120)은 제1 유입밸브(210)를 통한 공기 공급과 제1 진공흡인밸브(212)의 적절한 제어에 의해 내부 압력이 조절된다. 한편, 안테나 수납실(120)은 공기 대신에 다른 가스(예를 들면, 산소, 아르곤 또는 할로겐족 원소)로 채워질 수 있다.Meanwhile, a first exhaust port 128 is provided at one side of the antenna accommodating chamber 120, and a first vacuum suction valve 212 is connected to the first exhaust port 128. When the etching apparatus is operated, the first vacuum suction valve 212 sucks air in the antenna storage chamber 120, thereby allowing the antenna storage chamber 120 to maintain a constant pressure reducing atmosphere, such as tens or hundreds of millitorr (mTorr). To maintain pressure. As such, as the antenna storage chamber 120 is maintained at a constant depressurization state, the possibility of plasma generation may be lowered in the antenna storage chamber 120, thereby preventing degradation of the antenna due to plasma. In addition, a first gas supply port 126 is provided in the antenna accommodating chamber 120, and a first inlet valve 210 is connected to the first gas supply port 126. The internal pressure of the antenna accommodating chamber 120 is controlled by supplying air through the first inlet valve 210 and appropriate control of the first vacuum suction valve 212. Meanwhile, the antenna compartment 120 may be filled with another gas (for example, oxygen, argon or a halogen group element) instead of air.
반사판 조립체(150)는 안테나(122)로부터 유도되는 전력에 의해 처리가스로부터 생성되는 플라즈마 이온을 중성입자로 변환하여 처리부(148)에 공급한다. 후술하는 바와 같이, 반사판 조립체(150)는 다수의 관통구로 형성되어 있는 하나 또는 그 이상의 복수의 반사판으로 구성된다. 이와 같은 반사판 조립체(150)는 안테나 수납실(120) 및 플라즈마 생성 공간(142)을 한정하는 챔버 상부 하우징과 처리부(148)를 측방향 및 하방향에서 한정하는 챔버 하부 하우징에 각각 마련되는 플랜지들(102, 104) 사이에 삽입한 후, 체결 수단(예를 들면, 볼트 및 너트)을 사용하여 체결함으로써 조립된다.The reflector plate assembly 150 converts the plasma ions generated from the processing gas into neutral particles by the power induced from the antenna 122 and supplies the neutral particles to the processing unit 148. As described below, the reflector plate assembly 150 is composed of one or more reflector plates formed of a plurality of through holes. The reflector plate assembly 150 includes flanges provided in the chamber upper housing defining the antenna accommodating chamber 120 and the plasma generating space 142 and the chamber lower housing defining the processing unit 148 in the lateral and downward directions, respectively. After insertion between 102 and 104, it is assembled by fastening using fastening means (e.g., bolts and nuts).
플라즈마 생성부(142)의 내부 직경과 높이의 비가 4 이상이 되는 것이 바람직하다. 플라즈마 생성부(142)의 측벽에는 제2 가스공급구(144)가 마련되어 있는데, 제2 가스공급구(144)에는 유량제어기(MFC: Mass Flow Controller, 222) 및 제2 유입밸브(224)를 통해 플라즈마 생성을 위한 가스를 공급하는 제2 가스공급원(220)이 접속되어 있다. 또한, 플라즈마 생성부(142)에는 제2 배기구(146)가 마련되어 있는데, 이 제2 배기구(146)에는 바늘밸브 또는 누출밸브로 이루어진 제2 진공흡인밸브(226)가 연결되어 있다. 또한 상기 제2 진공흡인밸브(226)및 제1 진공흡인밸브(212)는 진공펌프(미도시)에 연결되며, 이 둘을 적절히 조절함으로써 안테나 수납실(120)과 플라즈마 발생실(142) 간의 압력차를 조절할 수 있다. 제1 진공흡인밸브(212)와 제2 진공흡인밸브(226)를 연결부재(300)를 통해 하나의 진공펌프에 연결하는 것이 바람직하나, 별도의 진공펌프에 각자 독립적으로 연결할 수도 있다.Preferably, the ratio between the inner diameter and the height of the plasma generating unit 142 is four or more. A second gas supply port 144 is provided on the sidewall of the plasma generation unit 142, and the second gas supply port 144 includes a mass flow controller (MFC) 222 and a second inlet valve 224. The second gas supply source 220 for supplying a gas for plasma generation is connected. In addition, a second exhaust port 146 is provided in the plasma generating unit 142, and a second vacuum suction valve 226 made of a needle valve or a leak valve is connected to the second exhaust port 146. In addition, the second vacuum suction valve 226 and the first vacuum suction valve 212 is connected to a vacuum pump (not shown), by adjusting the two appropriately between the antenna housing chamber 120 and the plasma generating chamber 142 The pressure difference can be adjusted. It is preferable to connect the first vacuum suction valve 212 and the second vacuum suction valve 226 to one vacuum pump through the connection member 300, but may be independently connected to separate vacuum pumps.
처리부(148)의 하부에는 대략 원통 또는 원반 형상으로 되어 있으며 웨이퍼와 같은 피처리체(400)를 탑재할 수 있는 탑재대(180)가 설치되어 있다. 탑재대(180)는 승강기구(미도시됨)에 접속되어 있는 승강축(182)에 의해 챔버(100)의 저면 상에 지지된다. 또한, 탑재대(180)는 승강기구의 작동에 의해 승강축(182)을 매개해서 상하방향으로 승강할 수 있게 되어 있어서, 새로이 처리할 웨이퍼와 같은 피처리체(400)를 반입하고 처리가 완료된 피처리체(400)를 반출할 수 있다. 한편, 탑재대(180)의 하방에는 탑재대(180)를 회전시키기 위한 모터(미도시됨)가 설치되어 있다. 이에 따라, 중성입자들이 웨이퍼 상에 도입되는 지점이 국부화되어 중성입자들의 도입량이 적은 부분(Blind spot)이 존재하게 되는 현상을 방지하고 중성입자가 피처리체 전표면에 고르게 도입될 수 있게 된다.The lower part of the processing part 148 is provided in the substantially cylindrical or disk shape, and the mounting table 180 which can mount the to-be-processed object 400 like a wafer is provided. The mounting table 180 is supported on the bottom surface of the chamber 100 by a lifting shaft 182 connected to a lifting mechanism (not shown). In addition, the mounting table 180 is capable of lifting up and down via the lifting shaft 182 by the operation of the lifting mechanism, so that the target object 400, such as a wafer to be newly processed, is carried in and the processing is completed. 400 can be exported. On the other hand, a motor (not shown) for rotating the mounting table 180 is installed below the mounting table 180. Accordingly, the point where the neutral particles are introduced on the wafer is localized, thereby preventing the presence of blind spots in which the neutral particles are introduced, and the neutral particles can be evenly introduced to the entire surface of the workpiece.
아울러 처리부(148)의 저면 또는 측면에는 제3 배기구(190)가 마련되어 있는데, 이 제3 배기구(190)에는 제3 진공흡인밸브(230)가 연결되어 있다. 식각 장치의 동작 개시 초기에, 제3 진공흡인밸브(230)는 처리실(140) 내부의 공기를 흡인하여, 처리실(140)이 진공 분위기, 예컨대 10-5 밀리토르(mTorr) 정도의 압력으로 유지되도록 해준다. 아울러, 식각 공정 중 처리실(140) 내부에서 발생되는 폐가스는 제3 진공흡인밸브(230)의 개방에 의해 흡인되어 외부로 배출하게 된다.In addition, a third exhaust port 190 is provided on the bottom or side surface of the processing unit 148, and a third vacuum suction valve 230 is connected to the third exhaust port 190. At the beginning of the operation of the etching apparatus, the third vacuum suction valve 230 sucks air in the processing chamber 140 so that the processing chamber 140 is maintained at a vacuum atmosphere, for example, a pressure of about 10 -5 millitorr (mTorr). To make it possible. In addition, the waste gas generated in the processing chamber 140 during the etching process is sucked by the opening of the third vacuum suction valve 230 to be discharged to the outside.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 반사판 조립체(150)를 구체적으로 보여준다. 바람직한 실시예에 있어서, 반사판 조립체(150)는 3 개의 반사판(310, 320, 330)로 구성된다. 각각의 반사판(310, 320, 330)는 기능에 따라서 여러 형태의 다수의 관통구들(312, 322, 332)이 형성되어 있다. 또한, 각 반사판(310, 320, 330)의 외주에는 오링(O-ring) 형태의 냉매순환로(314, 324, 334)가 설치되어 있는데, 이 냉매순환로(314, 324, 334)는 도시하지 않은 온도조정기에 접속되어 있다. 온도조정기와 냉매순환로 사이에서 냉매, 예컨대 물이나 에틸렌글리콜 등을 순환시킴으로써, 중성입자 생성 과정에서 발생하는 반사판(310, 320, 330)의 열을 냉각시켜 반사판(310, 320, 330)의 온도를 충분히 낮게 유지하는 것이 가능하다.7 and 8 specifically show the reflector plate assembly 150 shown in FIG. In a preferred embodiment, the reflector plate assembly 150 is comprised of three reflector plates 310, 320, 330. Each of the reflecting plates 310, 320, and 330 is formed with a plurality of through holes 312, 322, and 332 in various forms according to their function. In addition, O-ring-shaped refrigerant circulation paths 314, 324, and 334 are provided on the outer circumference of each of the reflecting plates 310, 320, and 330, and the refrigerant circulation paths 314, 324, and 334 are not shown. It is connected to the temperature controller. By circulating a refrigerant, such as water or ethylene glycol, between the temperature controller and the refrigerant circulation path, the heat of the reflecting plates 310, 320, 330 generated in the process of generating the neutral particles is cooled to reduce the temperature of the reflecting plates 310, 320, 330. It is possible to keep it low enough.
각 반사판들(310, 320, 330) 중 적어도 하나는 경사진 홀이나 슬릿 형태의 복수의 관통구를 갖는 중금속판이라는 전제하에, 기능에 따라서 여러 형태의 관통구를 가질 수 있다. 제 1 반사판(310)의 기능은 주로 플라즈마로부터 빠져 나온 전하입자, 특히 전자나 자외선과 같은 빛이 제2 반사판(320)를 통과하는 것을 차단하는 것이기 때문에 제 2 반사판의 관통구 즉, 홀 또는 슬릿의 크기에 따라 깊이와 크기를 정한 수직 홀 또는 수직 슬릿 형태를 갖는 것이 바람직하다. 제 2 반사판(320)의 기능은 주로 플라즈마 생성부로부터 가속되어 빠져 나온 이온들을 중성화하는 것이기 때문에 다수의 경사진 홀이나 슬릿 형태의 관통구를 갖는 중금속판으로 형성된다. 제 3 반사판의 기능은 중성입자의 지향성을 증대시키기 위한 것이기 때문에 홀의 지름에 비해 깊이가 큰 형태의 관통구가 바람직하다. 한편, 반사판들(310, 320, 330) 중 적어도 하나의 반사판에는 음의 바이어스 단자가 연결되어, 플라즈마 이온을 흡인하여 유도할 수 있게 되어 있다. 중금속판의 재질로 사용될 수 있는 중금속은 특별히 제한되지 아니하나 탄탈룸(Ta)이나, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 백금(Pt) 또는 스테인레스강과 같은 중금속이 선택될 수 있으며, 적어도 이러한 금속 재질로 코팅이 된다. 반면에, 제1, 제3 반사판(310, 330)와 같이 직접 중성입자를 생성하는 기능을 하지 않는 경우에는 반드시 중금속을 사용할 필요가 없다. 즉, 각 반사판(310, 320, 330)은 같은 재질로 또는 서로 다른 재질로 되어 있을 수도 있다.At least one of each of the reflecting plates 310, 320, 330 may have various types of through holes according to a function, provided that at least one of the reflecting plates 310, 320, 330 is a heavy metal plate having a plurality of through holes in the form of inclined holes or slits. The function of the first reflector 310 is to block light particles, especially electrons or ultraviolet rays, that escape from the plasma from passing through the second reflector 320, i.e., holes or slits. It is preferable to have a vertical hole or a vertical slit shape in which the depth and size are determined according to the size of. Since the function of the second reflector 320 is to neutralize ions accelerated from the plasma generator, the second reflector 320 is formed of a heavy metal plate having a plurality of inclined holes or slit through holes. Since the function of the third reflecting plate is to increase the directivity of the neutral particles, a through hole having a shape having a large depth compared to the diameter of the hole is preferable. Meanwhile, a negative bias terminal is connected to at least one of the reflecting plates 310, 320, and 330 to suck and induce plasma ions. The heavy metal that can be used as the material of the heavy metal plate is not particularly limited, but heavy metals such as tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W), gold (Au), platinum (Pt) or stainless steel may be selected. At least these metals are coated. On the other hand, when the first and third reflectors 310 and 330 do not function directly to generate neutral particles, it is not necessary to use heavy metal. That is, each of the reflecting plates 310, 320, 330 may be made of the same material or different materials.
도 1에 도시된 식각 장치는 다음과 같이 동작한다.The etching apparatus shown in FIG. 1 operates as follows.
먼저, 제1 진공흡인밸브(212)를 구동하여 안테나 수납실(120)이 일정한 감압 분위기, 예컨대 수십 또는 수백 밀리토르(mTorr)의 압력으로 유지되도록 해준다. 이때, 안테나 수납실(120)과 플라즈마 발생실(142)의 압력차가 커짐으로 인해 안테나 지지 패널(110)이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위해, 제2 진공흡인밸브(226)를 함께 구동하여 플라즈마 발생실(142)을 감압시키는 것이 바람직하다. 그 다음, 제3 진공흡인밸브(230)를 구동하여 처리실(140)을 진공 분위기, 예컨대 약 10-5 밀리토르(mTorr)의 압력으로 변화시킨다. 이 상태에서, 유량제어기(MFC: 222) 및 제2 유입밸브(224)를 조절하여 플라즈마 생성 공간(142)에 플라즈마 생성을 위한 처리가스를 공급한다. 이때, 처리가스로는 아르곤, 산소, CFC 또는 PFC와 같은 불소함유 분자가스, 과산화수소 또는 이들의 혼합가스(예를 들면, 아르곤+산소, 아르곤+CFC)를 사용될 수 있다.First, the first vacuum suction valve 212 is driven to maintain the antenna compartment 120 in a constant pressure reducing atmosphere, for example, a pressure of tens or hundreds of millitorr (mTorr). In this case, in order to prevent the antenna support panel 110 from being damaged due to a large pressure difference between the antenna accommodating chamber 120 and the plasma generating chamber 142, the second vacuum suction valve 226 is driven together. It is preferable to reduce the plasma generation chamber 142. Then, the third vacuum suction valve 230 is driven to change the process chamber 140 to a vacuum atmosphere, for example, a pressure of about 10 −5 millitorr (mTorr). In this state, the flow controller (MFC) 222 and the second inlet valve 224 are adjusted to supply the processing gas for plasma generation to the plasma generation space 142. In this case, as the treatment gas, a fluorine-containing molecular gas such as argon, oxygen, CFC or PFC, hydrogen peroxide, or a mixed gas thereof (for example, argon + oxygen, argon + CFC) may be used.
이와 같이 플라즈마 생성 공간(142)에 처리가스가 주입된 상태에서 안테나(122)에 고주파 전력을 공급하면, 안테나(122)로부터 방사되는 전파에 의해 글로우 방전이 시작되어 처리가스로부터 플라즈마가 생성된다. 플라즈마 중에 유도전류가 발생함에 따라, 안테나(122)로부터의 전파 공급과 제1 가스공급원(220)으로부터의 처리가스공급이 계속되는 한 플라즈마 발생은 지속적으로 유지될 수 있다.When the high frequency power is supplied to the antenna 122 while the processing gas is injected into the plasma generation space 142 as described above, the glow discharge is started by the radio waves radiated from the antenna 122 to generate plasma from the processing gas. As the induced current is generated in the plasma, plasma generation may be continuously maintained as long as the radio wave supply from the antenna 122 and the processing gas supply from the first gas supply source 220 are continued.
이때, 반사판 조립체(150)의 제1 반사판(310)과 제2 반사판(320)에는 수십 내지 수백 볼트의 음의 바이어스가 동시에 인가된다. 마이너스 바이어스에 의해 양전하를 띤 플라즈마 이온들은 반사판 조립체(150) 쪽으로 가속되어 입사하고, 제2 반사판(320)과 충돌할 수 있게 된다. 제2 반사판(320)이 분자량이 큰 중금속으로 되어 있기 때문에, 플라즈마 이온들 중 일부는 제2 반사판 (320)에 충돌할 때 완전탄성충돌을 하는 대신에 일정한 에너지를 잃고 제2 반사판 (320)으로부터 전자를 흡수하여 중성입자로 변환된다. 일반적으로, 각 플라즈마 이온이 제2 반사판 (320)의 어느 한 관통구 면에 충돌할 때 중성입자로 변환될 확률은 약 70%에 이르며, 이때 중성입자의 에너지는 플라즈마 이온의 에너지에 비해 약 50% 정도 감소되는 것으로 알려져 있다 (1991년 프린스턴대에서 발행된 John William Cuthbertson의 논문 "Reflection of Plasma Ions from Metals"를 참고할 것).At this time, a negative bias of several tens to several hundred volts is simultaneously applied to the first reflecting plate 310 and the second reflecting plate 320 of the reflecting plate assembly 150. The positively charged plasma ions may be accelerated and incident toward the reflector plate assembly 150 and may collide with the second reflector plate 320 by the negative bias. Since the second reflector 320 is made of a heavy metal having a high molecular weight, some of the plasma ions lose a constant energy instead of making a full elastic collision when they collide with the second reflector 320 and the second reflector 320 is removed from the second reflector 320. It absorbs electrons and converts them into neutral particles. In general, when each plasma ion collides with a surface of one of the through holes of the second reflector 320, the probability of conversion to neutral particles reaches about 70%, where the energy of the neutral particles is about 50 compared to the energy of the plasma ions. It is known to decrease by about a percentage (see John William Cuthbertson's article "Reflection of Plasma Ions from Metals", published in Princeton, 1991).
도 8에 도시된 바와 같이, 플라즈마 이온들은 제1 반사판(310)을 거쳐서 제2 반사판(320)으로 가속되어 제2 반사판(320)의 경사진 슬릿 또는 홀 벽면(322a)에 충돌한 후, 다시 다른 쪽 벽면(322b)과 충돌하게 된다. 충돌 중에 양전하를 띈 플라즈마 이온은 중성입자로 변환되게 된다. 다른 쪽 벽면(322b)에서 반사된 중성입자는 제3 반사판(330) 에서 지향성이 있는 중성입자로 변환되어 처리부(148)로 도입된다. 제1 반사판(310)의 관통구는 수직 홀이나 수직 슬릿 형태로 이루어져 있고, 바람직하게는, 음의 바이어스가 인가된다. 제1 반사판(310)에서의 음의 바이어스에 의해 양전하를 띤 플라즈마 이온은 수직 또는 근사 수직으로 반사판으로 입사하게 되고, 제2 반사판(320)에서 적어도 1회 이상의 충돌을 경험하게 된다. 항상 수직 (또는 근사 수직)으로 가속되는 양전하를 띤 플라즈마 이온과 달리, 전자의 경우에는 자체의 운동에너지가 커서 음의 바이어스에 의해 영향을 많이 받지 않게 되어 등방성을 갖고 내려오게 된다. 그러나 전자가 어떤 방향으로 내려오더라도, 전자가 제1 반사판 또는 제2 반사판의 구멍 또는 슬릿 벽면에 최소한 한번은 충돌하도록 제1 반사판과 제2 반사판의 기하학적 구조가 서로 연계되도록 설계되어 있다. 따라서 내려오는 모든 전자는 제1 반사판 또는 제2 반사판에 충돌 후 흡수 소멸되어, 제2 반사판을 통과하지 못하게 되고, 결국 전자는 처리부에 유입되지 않게 된다. 그러므로 제2 반사판(320) 하단에 있는 제3 반사판(330)에는 중성입자만 유입되고 여기서 원하는 지향성을 갖는 중성입자만을 걸러서 처리부(148)로 보내지게 된다.As shown in FIG. 8, the plasma ions are accelerated to the second reflecting plate 320 through the first reflecting plate 310 to collide with the inclined slit or hole wall surface 322a of the second reflecting plate 320, and then again. It collides with the other wall surface 322b. The positively charged plasma ions during the collision are converted into neutral particles. The neutral particles reflected by the other wall surface 322b are converted into neutral particles having directivity in the third reflecting plate 330 and introduced into the processing unit 148. The through hole of the first reflecting plate 310 is formed in the form of a vertical hole or a vertical slit, and preferably, a negative bias is applied. Plasma ions positively charged by the negative bias in the first reflector 310 are incident on the reflector in a vertical or near vertical direction and experience at least one collision in the second reflector 320. Unlike positively charged plasma ions, which are always accelerated vertically (or near vertically), in the case of electrons, their kinetic energy is so large that they are not influenced by negative bias and are brought down with isotropy. However, no matter in which direction the electrons descend, the geometry of the first reflector and the second reflector is designed so that the electrons collide with the holes or the slit wall of the first reflector or the second reflector at least once. Therefore, all the electrons coming down are absorbed and extinguished after colliding with the first reflecting plate or the second reflecting plate, and thus cannot pass through the second reflecting plate. Therefore, only the neutral particles are introduced into the third reflecting plate 330 at the bottom of the second reflecting plate 320, and only the neutral particles having the desired directivity are filtered and sent to the processing unit 148.
플라즈마 이온이 제2 반사판(320)의 관통구의 내벽(322a)과 첫 번째 충돌할 때, 약 70% 정도의 플라즈마 이온은 중성입자로 변환되면서 50%의 에너지를 잃고, 생성된 중성입자는 다른 쪽 벽(322b)에서 두 번째 충돌 시에 약 60 - 70%의 에너지를 잃게 되기 때문에, 제2 반사판(320)의 바이어스 전압과 슬릿 또는 홀의 경사각과 간격을 적절히 조절하여 충돌횟수를 조절함으로써(도 5(B) 및 도 5(C) 참조) 처리부(148)에 공급되는 중성입자의 양과 빔의 에너지를 조절할 수 있다. 본 발명에 의한 중성입자 발생 장치에 있어서 웨이퍼에 공급되는 중성입자 빔은 평균 10전자볼트(eV)의 고에너지를 가지는 하이퍼서멀 중성입자 빔(Hyperthermal neutral particle beam)이다.When the plasma ions first collide with the inner wall 322a of the through hole of the second reflector 320, about 70% of the plasma ions are converted into neutral particles and lose 50% of energy, and the generated neutral particles are on the other side. Since the energy of about 60-70% is lost in the second collision at the wall 322b, by adjusting the number of collisions by appropriately adjusting the bias voltage of the second reflector 320 and the inclination angle and spacing of the slit or hole (FIG. 5). (B) and FIG. 5 (C)) The amount of neutral particles and beam energy supplied to the processing unit 148 can be adjusted. In the neutral particle generating device according to the present invention, the neutral particle beam supplied to the wafer is a hyperthermal neutral particle beam having a high energy of an average of 10 electron volts (eV).
한편, 이와 같은 중성입자로의 변환 과정에서, 반사판 조립체(150) 외측에 제1 자석 유닛(170, 172)으로 이루어진 편향수단을 설치하여 아직 중성입자로 변환되지 않은 플라즈마 이온을 자력을 인가하여 양전하를 띈 플라즈마 이온의 진행방향을 바꾸어 주어 충돌을 향상시킬 수 있으나, 양전하를 띈 플라즈마 이온의 경우 반사판에 인가되는 음의 바이어스에 의해 수직 또는 근사수직으로 입사하게 되므로 적어도 1회 이상의 충돌 횟수가 담보되기 때문에 별도의 편향 수단을 배치하지 아니하여도 된다. 또한, 음의 바이어스로 걸려있는 제2 반사판과 접지되어 있는 제3 반사판 사이에 이온에 대하여 역 전압이 걸린 꼴이 되기 때문에, 제2 반사판에서 중성입자로 전환되지 못하고 빠져 나온 이온들이 제3 반사판에 도달하지 못하게 된다.따라서 중성입자로 전환되지 아니한 플라즈마 이온에 의한 간섭을 배제할 수 있어, 제2 편향수단(174, 176)도 설치하지 아니하더라도 플라즈마 이온에 의한 피처리체의 손상을 방지할 수 있다. 더 나아가, 제2 반사판에 음의 바이어스를 걸지 않고 운전을 하는 경우에 있어서도, 제2 반사판에 형성된 경사진 슬릿 또는 홀의 간격 및 각도를 적절하게 조절함으로써 제2 반사판을 빠져 나가는 이온의 양을 줄일 수 있어서, 플라즈마 이온에 의한 피처리체의 손상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 2회 이상의 충돌 횟수를 담보할 경우 약 91% 이상의 플라즈마 이온이 중성입자로 전환되고, 3회 이상의 충돌횟수를 담보할 경우 약 98% 이상의 플라즈마 이온이 중성입자로 전환하게 된다. 그러한 예가 도 2에 개시되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 편향 수단을 별도로 배치하지 아니함으로써, 중성입자 처리 장치는 단순화될 수 있고, 따라서 경제성 있는 중성입자 처리 장치를 제공할 수 있게 된다.On the other hand, during the conversion to the neutral particles, a deflection means consisting of the first magnet unit (170, 172) is provided on the outside of the reflector plate assembly 150 to apply a magnetic force to the plasma ions that have not yet been converted to neutral particles to positive charge The collision direction can be improved by changing the traveling direction of the plasma ions. However, in the case of the positively charged plasma ions, at least one or more collisions are guaranteed because they are incident perpendicularly or vertically by a negative bias applied to the reflector. Therefore, it is not necessary to arrange a separate deflection means. In addition, since the reverse voltage is applied to the ions between the second reflecting plate which is caught by the negative bias and the third reflecting plate which is grounded, ions which are not converted into neutral particles from the second reflecting plate are transferred to the third reflecting plate. Therefore, interference by plasma ions that have not been converted into neutral particles can be eliminated, so that damage to the workpiece due to plasma ions can be prevented even if the second deflection means 174 or 176 is not provided. . Furthermore, even when driving without applying a negative bias to the second reflector, the amount of ions exiting the second reflector can be reduced by appropriately adjusting the distance and angle of the inclined slit or hole formed in the second reflector. Thus, damage to the object to be processed by plasma ions can be prevented. For example, when the number of collisions is secured two times or more, about 91% or more plasma ions are converted into neutral particles, and when the number of collisions is secured three times or more, about 98% or more plasma ions are converted to neutral particles. Such an example is disclosed in FIG. 2. As shown in Fig. 2, by not disposing the biasing means separately, the neutral particle treating apparatus can be simplified, thus providing an economical neutral particle treating apparatus.
생성된 중성입자는 피처리체(예를 들면, 웨이퍼)(400) 상에 흡착되어 있거나 잔류하는 부산물에 충돌하여 이 부산물을 제거한다. 이때, 중성입자는 대전된 입자가 아니기 때문에 웨이퍼와 같은 피처리체(400)에 미치는 손상이 거의 없게 된다. 이와 같이 식각이 진행되는 동안에, 증발된 폐가스는 제3 배기구(190) 및 제3 진공흡인밸브(230)를 통해 외부로 배출된다. 한편, 피처리체(400)의 표면 처리 효율은 처리 온도가 상승됨에 따라 증가한다. 따라서, 피처리체의 표면 온도를 상승시킬 수 있는 가열기(예를 들면, 저항 크롬선)를 탑재대에 연결하는 것이 바람직하다.The generated neutral particles collide with the byproducts adsorbed on or remaining on the workpiece (eg, the wafer) 400 to remove the byproducts. At this time, since the neutral particles are not charged particles, there is almost no damage to the object 400 such as a wafer. During the etching process as described above, the evaporated waste gas is discharged to the outside through the third exhaust port 190 and the third vacuum suction valve 230. On the other hand, the surface treatment efficiency of the object to be treated 400 increases as the treatment temperature is increased. Therefore, it is preferable to connect the heater (for example, resistance chromium wire) which can raise the surface temperature of a to-be-processed object to a mounting table.
한편, 도 3에 기술된 바와 같이, 처리실(140)의 측면에는 에칭을 극대화시킬 수 있도록 하기 위해 가스도입실(195)이 별도로 마련될 수 있다. 가스도입실(195)은 처리실(140)에 연결되어 있으며, 활성종 가스 또는 첨가재료가 잘 퍼지면서(diffusively) 처리실(140)에 공급될 수 있게 되어 있다. 가스도입 공간(195)의 외측벽에는 제3 가스공급구(197)가 마련되어 있는데, 제3 가스공급구(197)에는 제3 유입밸브(242)를 통해서 활성종 가스 또는 첨가재료를 공급하는 제2 가스공급원(240)이 접속되어 있다. 제1 가스공급원(220)에서 공급되는 처리가스가 아르곤과 같은 비활성가스인 경우 식각을 위한 활성종은 제2 가스공급원(240)으로부터 공급될 수 있다. 또는, 제1 가스공급원(220)에서 공급되는 처리가스에 활성종이 포함되어 있는 경우, 제2 가스공급원(240)은 첨가재료만을 공급하거나 활성종과 첨가재료가 포함된 혼합가스를 공급할 수 있다. 제2 가스공급원(240)으로부터 공급되는 활성종 가스 및/또는 첨가가스는 웨이퍼 상의 피식각 물질과 화학반응을 일으켜 자발적으로 증발하거나 피식각 물질에 흡착된다.Meanwhile, as described in FIG. 3, a gas introduction chamber 195 may be separately provided on the side of the process chamber 140 to maximize the etching. The gas introduction chamber 195 is connected to the process chamber 140, and the active species gas or the additive material can be supplied to the process chamber 140 while diffusing actively. A third gas supply port 197 is provided at an outer wall of the gas introduction space 195, and a second gas supply port 197 is provided with a second gas supplying active species gas or an additive material through a third inlet valve 242. The gas supply source 240 is connected. When the processing gas supplied from the first gas supply source 220 is an inert gas such as argon, active species for etching may be supplied from the second gas supply source 240. Alternatively, when the active gas is included in the processing gas supplied from the first gas supply source 220, the second gas supply source 240 may supply only the additive material or the mixed gas including the active species and the additive material. The active species gas and / or the additive gas supplied from the second gas source 240 may chemically react with the etched material on the wafer to spontaneously evaporate or be adsorbed to the etched material.
이상의 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.The above description illustrates a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto and may be variously modified.
예컨대, 이상의 설명에서는 제1 반사판(310)에 대해서 플라즈마 이온의 가속을 위한 음의 바이어스를 인가하였지만, 플라즈마 챔버 전체를 제1 반사판 (310)에 대하여 양의 바이어스를 인가할 수도 있다. 이러한 경우에 플라즈마 전위는 제1 반사판(310)에 대해서 양으로 뜨게 되기 때문에 양전하를 띈 플라즈마 이온은 제1 반사판(310)로 가속되어 중성입자로 변환되고, 일단 플라즈마 이온이 중성입자로 변환되면 반사판 조립체(150)를 통과하여 웨이퍼와 같은 피처리체(400)에 도입된다.For example, in the above description, a negative bias for accelerating the plasma ions is applied to the first reflector 310, but a positive bias may be applied to the first reflector 310 as a whole. In this case, since the plasma potential floats positively with respect to the first reflecting plate 310, the positively charged plasma ions are accelerated by the first reflecting plate 310 and converted into neutral particles, and once the plasma ions are converted into neutral particles, the reflecting plate Passed through the assembly 150 is introduced into the object 400, such as a wafer.
상기한 변형외에, 반사판 조립체의 배치 또한 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 그러한 예가 도 9에 도시되어 있다. 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 도 7에 도시된 제1 반사판과 제2 반사판의 순서를 변경하여 제1 반사판(310)을 다수의 경사진 홀이나 슬릿 형태의 관통구를 갖는 중금속판으로 형성할 수도 있다. 도 10은 도 9에 개시된 반사판 조립체에서의 중성입자 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 플라즈마 이온은 제1 반사판(310)과 충돌하여 중성입자로 전환되고, 제1 반사판을 빠져 나온 전자나 자외선은 제2 반사판(320)에서 흡수 소멸된다. 그리고 생성된 중성입자는 제2 반사판을 통과한 후 제3 반사판(330)을 통과하면서 지향성이 향상되게 된다. 도 4 내지 도 6은 상기한 배치를 갖는 반사판 조립체(150)를 포함하는 식각 장치를 도시한 것이다.In addition to the above modifications, the arrangement of the reflector plate assembly can also be changed in various ways. Such an example is shown in FIG. 9. As can be seen in FIG. 9, the order of the first reflector and the second reflector shown in FIG. 7 is changed to form the first reflector 310 as a heavy metal plate having a plurality of inclined holes or slit through holes. You may. FIG. 10 is a view for explaining a process for generating neutral particles in the reflector plate disclosed in FIG. 9. That is, plasma ions collide with the first reflector 310 to be converted into neutral particles, and electrons or ultraviolet rays exiting the first reflector are absorbed and extinguished by the second reflector 320. The generated neutral particles pass through the second reflecting plate and then pass through the third reflecting plate 330 to improve directivity. 4 through 6 illustrate an etching apparatus including a reflector plate assembly 150 having the above arrangement.
아울러, 이상의 설명에서는 식각 장치를 중심으로 설명하였지만, 본 발명에 의한 중성입자 발생 장치는 여타의 반도체 처리 공정에도 응용될 수도 있다. 반도체 처리 공정을 예를 들면, 식각 이외에 애싱, 산화막 형성, 클리닝 등을 들 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 "반도체 처리"란, 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 피처리체상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 해당 피처리체 상에 반도체 장치 또는 상기 반도체 장치에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조체를 제조하기 위해 실시되는 여러 가지 처리를 의미한다고 이해되어야 한다.In addition, although the above description has been focused on the etching apparatus, the neutral particle generator according to the present invention may be applied to other semiconductor processing processes. Examples of the semiconductor processing step include ashing, oxide film formation, cleaning, and the like in addition to etching. Therefore, in this specification, "semiconductor process" means that a semiconductor layer, an insulating layer, a conductive layer, or the like is formed on a target object such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate in a predetermined pattern, thereby forming the semiconductor device or the semiconductor device on the target object. It is to be understood that it refers to various processes performed to manufacture a structure including a wiring, an electrode, and the like connected thereto.
또한 식각장치로서의 중성입자 발생 장치는 가스로 주로 불소가 포함된 분자 가스(CF4, C2F6 등)를 사용하지만 산소를 사용하여 식각 방지막(포토레지스터, Photo-resistor, PR)를 에싱(ashing)하는 것(즉, PR 에칭)으로 반도체 제작 공정 중 리소그라피(Lithography)를 할 수 있다. 즉 PR을 비등방성을 갖게 에싱함으로써, 현재 리소그라피 공정으로 가장 많이 사용되는 포토리소그라피(Photo-lithography) 공정 중 감광(exposure)과 현상(developing)을 동시에 해냄으로써 공정을 줄일 수 있다.In addition, the neutral particle generator as an etching apparatus mainly uses fluorine-containing molecular gas (CF 4 , C 2 F 6, etc.), but uses oxygen to ash the anti-etching film (photoresist, photo-resistor, PR). Ashing (ie, PR etching) allows lithography during the semiconductor fabrication process. In other words, by ashing PR with anisotropy, the process can be reduced by simultaneously performing exposure and development during the photo-lithography process, which is currently used as a lithography process.
처리 가스는 반도체 처리 공정의 종류에 따라서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 식각 공정의 경우 CF4와 같은 불소 함유 화합물을 처리 가스로서 사용할 수 있으며, 에싱이나 클리닝 또는 산화막 형성의 경우에는 산소를 처리가스로서 선택할 수 있다. 더 나아가, 가스 도입실(195)을 별도로 설치하여 처리 가스와 첨가가스를 적절히 선택하는 것도 가능하다.The processing gas may be appropriately selected depending on the type of semiconductor processing process. For example, in the etching process, a fluorine-containing compound such as CF 4 may be used as the processing gas, and in the case of ashing, cleaning or oxide film formation, oxygen may be selected as the processing gas. Furthermore, it is also possible to provide the gas introduction chamber 195 separately and to select a process gas and an addition gas suitably.
한편, 이상의 설명에서는 고주파 안테나(122)로서, 유전체 격벽 상에 설치되는 루프형 또는 나선형의 안테나가 사용되었지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 챔버를 둘러싸도록 감겨지는 나선형 안테나나 그밖에 여타 형태의 안테나가 채용될 수도 있다. 또한, 고주파 안테나(122)로부터의 플라즈마 생성 공간(142)으로의 급전 방식에 있어서도, 위에서 기술한 유도결합 방식 이외에 용량결합 방식이나 두 가지가 혼합된 방식이 채용될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서는, 도파관을 통해 플라즈마 생성 공간(142)에 급전할 수도 있다. 아울러, 안테나가 챔버 내에서 피처리물인 반도체 웨이퍼에 대향하는 위치에 설치될 수도 있음은 물론이다. 즉, 안테나가 챔버 내부에 설치되는 내장형 시스템을 채용할 수도 있으며, 이러한 사항은 당해분야에서 자명할 것이다.Meanwhile, in the above description, as the high frequency antenna 122, a loop type or spiral antenna provided on the dielectric partition wall is used. In another embodiment of the present invention, a spiral antenna or other type of antenna wound around the chamber is used. May be employed. Also, in the power feeding method from the high frequency antenna 122 to the plasma generation space 142, a capacitive coupling method or a mixture of the two may be employed in addition to the inductive coupling method described above. In another embodiment of the present invention, power may be supplied to the plasma generation space 142 through the waveguide. In addition, it is a matter of course that the antenna may be installed at a position opposite to the semiconductor wafer to be processed in the chamber. That is, an embedded system may be employed in which the antenna is installed inside the chamber, which will be apparent in the art.
다른 한편으로, 반사판 조립체(150)를 구성하는 반사판(310, 320, 330)의 경우, 위에서는 3개가 되는 예를 중심으로 설명하였지만, 반사판의 개수는 2개 이상의 복수, 바람직하게는 2-5개, 가장 바람직하게는 2-4개일 수 있다. 2개의 반사판을 사용할 경우, 제3 반사판을 없애고 만들어진 중성입자의 지향성을 낮추는 대신에 중성입자의 플럭스를 높이는 기능을 하도록 할 수도 있다. 또 지향성을 매우 높여야 할 경우에 제3 반사판을 여러 겹 겹쳐서 4개 이상의 반사판을 사용할 수도 있다. 즉, 제3 반사판(330)에 형성되는 홀의 지름 대 깊이 비율(지름/깊이)이 작을수록, 하이퍼서멀 중성입자가 웨이퍼에 거의 수직인 방향으로 입사될 수 있다. 그렇지만, 지름 대 깊이 비율이 작을수록 반사판의 가공이 어려워질 수 있는데, 이를 고려하여, 서로 맞닿아 있으면서 홀 위치가 일치되도록 두 개 이상의 동일 반사판을 포개어 사용할 수도 있다. 따라서, 반사판의 개수는 이러한 중성입자의 입사각 내지 이방성 식각 요구와 입자 에너지간의 상관 관계를 고려하여 정하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case of the reflector plates 310, 320, 330 constituting the reflector plate assembly 150, the three examples are described above, but the number of the reflector plate is two or more, preferably 2-5 Dogs, most preferably 2-4. In the case of using two reflecting plates, instead of lowering the directivity of the neutral particles made by removing the third reflecting plate, it is possible to function to increase the flux of the neutral particles. In the case where the directivity is very high, four or more reflectors may be used by stacking the third reflector in multiple layers. That is, as the diameter-to-depth ratio (diameter / depth) of the holes formed in the third reflector 330 is smaller, the hyperthermal neutral particles may be incident in a direction substantially perpendicular to the wafer. However, the smaller the diameter-to-depth ratio, the more difficult it is to process the reflecting plate. In consideration of this, two or more identical reflecting plates may be stacked and used so that the hole positions coincide with each other. Accordingly, the number of reflecting plates is preferably determined in consideration of the correlation between the incident angle of the neutral particles and the anisotropic etching request and the particle energy.
상술한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
상술한 바와 같이, 본 발명은 플라즈마 이온과 중금속판과의 충돌횟수를 담보함으로써, 플라즈마의 중금속판과의 충돌횟수를 증가시켜 플라즈마에서 중성입자로의 변환 효율을 향상시키고, 결과적으로 피처리체의 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 플라즈마 이온의 진로를 변경시키기 위한 편향수단을 제거할 수 있어 장치의 단순화와 경제성을 성취할 수 있다.As described above, the present invention secures the number of collisions between the plasma ions and the heavy metal plate, thereby increasing the number of collisions of the plasma with the heavy metal plate, thereby improving the conversion efficiency from the plasma to the neutral particles, and consequently treating the object. The efficiency can be improved. Furthermore, deflection means for changing the course of the plasma ions can be eliminated, thereby achieving simplicity and economy of the device.
또한 플라즈마 이온보다는 중성입자에 의해 피처리체를 처리하기 때문에, 피처리체에 손상이 야기될 가능성 내지 손상 정도가 크게 감소된다. 반사판 조립체 내에서 플라즈마 이온의 방향을 하방으로 정해주게 되고 반사판에 다수의 홀이 형성되어 있기 때문에, 피처리체에 도입되는 입자들이 피처리체 상에서 균일하게 분포되어 식각 등 처리의 균일성이 충분히 확보될 수 있다. 나아가, 고속으로 대형의 웨이퍼를 처리할 수 있게 되기 때문에 생산성이 향상될 수 있다.In addition, since the processing target object is treated with neutral particles rather than plasma ions, the possibility of damage to the processing target object or the degree of damage is greatly reduced. Since the direction of the plasma ions is directed downward in the reflector plate assembly and a plurality of holes are formed in the reflector plate, particles introduced into the target object are uniformly distributed on the target object to ensure sufficient uniformity of processing such as etching. have. Furthermore, productivity can be improved because it is possible to process large wafers at high speed.
아울러, 중성입자가 생성되기 이전에 플라즈마 생성 공간 내에서 플라즈마 입자를 가속시키기 때문에, 일반적인 플라즈마 처리 장치에서와는 달리 웨이퍼 탑재대 내지 서셉터에 입자를 가속하기 위한 음전위의 고주파 바이어스를 인가할 필요가 없게 된다.In addition, since the plasma particles are accelerated in the plasma generating space before the neutral particles are generated, there is no need to apply a high-frequency bias of negative potential to accelerate the particles to the wafer mounter or susceptor unlike in the conventional plasma processing apparatus. .
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 장치의 일 예를 보여주는 도면.1 to 6 is a view showing an example of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 1 내지 도 3에 도시된 반사판 조립체의 일 실시예의 확대 단면도.7 is an enlarged cross-sectional view of one embodiment of the reflector plate assembly shown in FIGS. 1-3.
도 8은 도 7에 개시된 반사판 조립체에서의 중성입자 생성 과정을 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining a neutral particle generation process in the reflector plate disclosed in FIG.
도 9는 도 4 내지 도 6에 도시된 반사판 조립체의 일 실시예의 확대 단면도.9 is an enlarged cross-sectional view of one embodiment of the reflector plate assembly shown in FIGS. 4-6.
도 10은 도 9에 개시된 반사판 조립체에서의 중성입자 생성 과정을 설명하기 위한 단면도.FIG. 10 is a cross-sectional view for describing a process for generating neutral particles in the reflector plate disclosed in FIG. 9. FIG.
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