KR100691618B1 - Neutral beam deposition apparatus used in Chemical vapor deposition method - Google Patents

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KR100691618B1
KR100691618B1 KR1020050040548A KR20050040548A KR100691618B1 KR 100691618 B1 KR100691618 B1 KR 100691618B1 KR 1020050040548 A KR1020050040548 A KR 1020050040548A KR 20050040548 A KR20050040548 A KR 20050040548A KR 100691618 B1 KR100691618 B1 KR 100691618B1
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박병재
안경준
염근영
이도행
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(주)에스엔텍
염근영
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Abstract

본 발명은, 주입구를 통해 주입된 가스로부터 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스와, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리 및, 상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체홀이 형성되어 있으며, 상기 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체홀에서 반사시켜 중성빔으로 전환시키는 반사체로 구성되는 중성빔발생장치와, 상기 반사체의 단부에 위치되고, 주입구를 통해 가스가 주입될 수 있으며, 상기 중성빔의 진행경로상에 피처리기판을 위치시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 반응챔버를 구비하여 구성되고, 상기 반사체의 반사체홀은, 상기 그리드 어셈블리에서 가속된 플럭스가 입사되는 입사면에서의 플럭스 입사면적(A1) 보다 반사 The present invention is located in the ion source, and one end of the ion source and extracting an ion beam having a polarity from the injection gas through the injection port, the grid assembly and, a plurality of grid holes for accelerating the ion beam of a particular polarity are formed, and a plurality of reflector hole corresponding to the grid holes of the grid assembly is formed, and the ion beam having passed through the grid holes is reflected from the reflector hole neutral beam generation consisting of a reflector for converting a neutral beam device, an end portion of the reflector is positioned, and the gas through the injection hole can be injected, and configured by comprising a reaction chamber including a stage capable of positioning the target substrate on the traveling path of the neutral beam reflector hole of the reflector is, the reflective than the flux incident area (A1) of the incident surface on which the acceleration flux is incident on the grid assembly 에서 출사되는 중성빔 플럭스의 출사면적(A2)이 크게되도록 형성된다. The emitting area (A2) of the neutral beam flux emitted from is formed so as to be larger.
중성빔, 그리드, 반사체, 이온빔, 입사각, 증착 Neutral beam grid reflector, the ion beam incident angle, the deposition

Description

중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치{Neutral beam deposition apparatus used in Chemical vapor deposition method} Chemical vapor deposition equipment with a neutral beam generating unit {Neutral beam deposition apparatus used in Chemical vapor deposition method}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치를 개략적으로 나타낸 도면, 1 is a diagram schematically showing a deposition apparatus according to an embodiment of the invention,

도 2는 도 1에 도시된 증착장치의 이온소오스를 개략적으로 나타낸 사시도, Figure 2 is a perspective view schematically showing the ion source of the deposition apparatus shown in Figure 1,

도 3은 도 1에 도시된 증착장치의 중성빔 발생부(반사체)를 개략적으로 나타낸 사시도, 3 is a perspective view schematically showing a neutral beam generating section (a reflector) of the deposition apparatus shown in Figure 1,

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 반사체를 설명하기 위한 개략적인 도면, Figure 4 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the reflector according to the invention,

도 5는 중성빔발생장치에 본 발명의 다른 실시예의 반사체를 설치함에 따라 기대되는 효과를 개략적으로 설명하는 도면이다. Figure 5 is a schematic illustration of the expected effect as install another embodiment of the reflector of the present invention the neutral beam-generating apparatus.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 Description of the drawings ※

10 ; 10; 이온소오스 12 ; Ion source 12; 유도코일 Induction coil

14 ; 14; 그리드 14a ; Grid 14a; 그리드홀 Grid holes

20 ; 20; 피처리기판 40 ; The substrate to be processed 40; 반사체 reflector

42 ; 42; 반사체홀 50 ; Reflector hole 50; 반응챔버 The reaction chamber

60 ; 60; 스테이지. stage.

본 발명은 화학 기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition)에 사용되는 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응가스를 플라즈마화시켜 발생된 라디칼의 플럭스, 즉 이온빔을 중성빔화하여 피처리기판에 조사하도록 된 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치에 관한 것이다. The present invention is chemical vapor deposition: the neutral bimhwa to be, more particularly, the fluxes, that is, the ion beam of the radical generator to the reaction gas for generating plasma of a deposition apparatus used for the (CVD Chemical Vapor Deposition) to irradiate the target substrate the present invention relates to chemical vapor deposition equipment with a neutral beam-generating apparatus.

반도체소자의 고집적화에 대한 요구가 계속되어짐에 따라, 최근 반도체 집적회로의 설계에서 디자인룰이 더욱 감소되어 90nm 이하의 임계치수(Critical Dimension)가 요구되기에 이르렀다. As the demand for high integration of semiconductor devices continue doeeojim, recently the design rule in the design of the semiconductor integrated circuit is further reduced is reached the required critical dimension of less than 90nm (Critical Dimension). 현재 이러한 나노미터급 반도체소자를 구현하기 위한 장비로서 고밀도 플라즈마(High Density Plasma) 장치, 반응성이온 장치(Reactive Ion Etcher) 등의 이온 강화용 장비가 주로 사용되고 있다. Currently a device for implementing such a nanometer-level semiconductor device is a high density plasma for ion enhanced devices such as (High Density Plasma) equipment, reactive ion device (Reactive Ion Etcher) is mainly used. 그러나, 이러한 장비에서는 증착(또는 식각) 공정을 수행하기 위한 다량의 이온들이 존재하고, 이들 이온들이 수백 eV의 에너지로 반도체기판 또는 반도체기판상의 특정 물질층에 충돌되기 때문에 반도체기판이나 이러한 특정 물질층에 물리적, 전기적 손상을 야기시킨다. However, such equipment in the deposition (or etch) present a large amount of ions for carrying out the process, these ions such specific substances semiconductor substrate and since the impact on a particular layer of material on a semiconductor substrate or a semiconductor substrate to several hundred eV energy layer to thereby cause the physical and electrical damage.

예를 들어, 물리적 손상으로서, 이러한 이온들과 충돌되는 결정성의 기판 또는 특정 물질층의 표면이 비정질층으로 전환되기도 하며, 입사되는 이온들의 일부 가 흡착되거나 충돌되는 물질층의 일부 성분만이 선택적으로 탈착되어 증착(또는 식각)되는 표면층의 화학적 조성이 변화되기도 하며, 표면층의 원자 결합이 충돌에 의해 파손되어 댕글링 결합(dangling bond)으로 되기도 한다. For example, a physical damage, as the ion in the substrate crystalline is in conflict with, or the surface of a particular layer of material, and also switch to the amorphous layer, not all components of which the portion of the impinging ion adsorption or conflicting material layer is selectively It is desorbed and vapor deposition (or etch), also the chemical composition of the surface layer changes, the atomic bonding of the surface layer is damaged by the impact and also the dangling bonds (dangling bond). 이러한 댕글링 결합은 재료의 물리적 손상뿐만 아니라 전기적 손상의 발생원인이 되기도 하며, 그 밖에 게이트 절연막의 차지업(chargeup) 손상이나 포토레지스트의 차징(charging)에 기인한 폴리실리콘의 노칭(notching)등에 의한 전기적 손상을 야기시킨다. These dangling bonds as well as physical damage to the material, and also the cause of the electrical damage, and so that only one notching (notching) of the polysilicon due to charging (charging) of the charge-up (chargeup) damage or photoresist of the gate insulating film to cause an electrical damage. 또한, 이러한 물리적, 전기적 손상이외에도 챔버 물질에 의한 오염이나 CF계 반응가스를 사용하는 경우 CF 폴리머의 발생등 반응가스에 의한 표면의 오염이 발생되기도 한다. In addition, also the contamination of the surface by the reaction gas, the generation of CF polymer occurs when using a CF-based contamination or reaction gas generated by the chamber material In addition to these physical and electrical damage.

따라서, 나노미터급 반도체소자에 있어서 이러한 이온에 의한 물리적, 전기적 손상등은 소자의 신뢰성을 저하시키고 나아가 생산성을 감소시키는 요인이 되기 때문에 향후 반도체소자의 고집적화와 그에 따른 디자인룰의 감소 추세에 대응하여 적용될 수 있는 새로운 개념의 반도체 증착(또는 식각)장치 및 방법에 대한 개발이 요구되고 있다. Thus, because these ions physically by, electrical damage, such as the factors for lowering reliability of the device and further reducing the productivity in the nanometer-level semiconductor element corresponding to the reduction of future semiconductor devices highly integrated with design rules consequently, its tendency which can be applied it has been developed a need for a semiconductor vapor deposition (or etching) apparatus and method for a new concept.

이러한 가운데, 디,비,오오크(DBOakes)씨 등은 논문 "Selective, Anisotropic and Damage-Free SiO 2 Etching with a Hyperthermal Atomic Beam"에서 과열된 원자빔을 이용한 비손상 식각기술을 제안하고 있으며, 일본인 다카시 유노가미(Takashi Yunogami)씨 등은 논문 " Development of neutral-beam-assisted etcher" (J.Vac. Sci. Technol. A 13(3), May/June, 1995)에서 중성빔과 중성래디 칼을 이용하여 손상이 매우 적은 실리콘옥사이드 식각기술을 제시하고 있으며, 엠.제이.고에크너(MJGoeckner)씨 등은 논문 "Reduction of Residual Charge in Surface-Neutralization-Based Beams"(1997 2nd International Symposium on Plasma Process-Induced Damage. May 13-14, Monterey, CA.)에서 플라즈마 대신에 전하가 없는 과열 중성빔에 대한 식각기술을 개시하고 있다. Among these, di, rain, oh Oak (DBOakes) seeds etc are offering Intact etching technique using an atomic beam from overheating in the paper "Selective, Anisotropic and Damage-Free SiO 2 Etching with a Hyperthermal Atomic Beam", Japanese Takashi Juno Kami (Takashi Yunogami) seeds, etc. thesis "Development of neutral-beam-assisted etcher" (J.Vac. Sci. Technol. a 13 (3), May / June, 1995) a neutral beam and neutral radicals in used to and presents a very low silicon oxide etching techniques corruption, M. J. and Eck you (MJGoeckner) seeds, etc. Articles "Reduction of Residual Charge in Surface-Neutralization-Based Beams" (1997 2nd International Symposium on Plasma Process -Induced Damage. may 13-14, Monterey, CA.) discloses an etching technique for the neutral beam without overheating the charge in place of the plasma in.

한편, 본 발명의 출원인은 상기와 같은 문헌의 기술내용을 기초로 대한민국 특허등록번호 제0412953호로 등록된 '중성빔을 이용한 식각장치' 및 특허등록번호 제0380660호로 등록된 '중성빔을 이용한 반도체소자의 식각방법 및 이를 위한 식각장치'를 개시한 바 있는데, 상기 출원에는 이온빔을 중성빔으로 변환하는 반사체의 기술 및 반사체를 구비한 장치를 이용한 식각방법에 대한 기술이 기재되어 있고, 참조로 본 발명에 통합되어 있다. On the other hand, the applicant of the present invention is a semiconductor device using a "neutral beam registered arcs' etching apparatus using a neutral beam, and Patent No. 0.38066 million registered arcs Republic of Korea Patent No. 0,412,953 based on the technical content of the documents, such as the etching and there disclosed bars the etching device, for this purpose, the application has a description of the etching method using a device with a technical and reflector of the reflector for converting the ion beam neutral beam is described, the present invention with reference to the in which it is integrated.

그런데, 이온빔을 중성빔으로 변환하는 반사체를 그 기술내용으로 하는 이러한 등록특허들은 개량을 통해 화학기상 증착(Chemical Vapor Deposition)에 이용할 수 있다. However, these properties of the reflector for converting the ion beam neutral beam in the patent description may use a chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) through improved.

통상, 화학기상 증착공정에 있어서는, 반응가스를 이온소오스로 플라즈마화한 플럭스 또는 이온빔을 사용하고 있는데, 이때 플라즈마의 사용에 따라 이온 또는 전자에 의한 차징(charging)이 발생할 수 있으며, 고에너지의 이온빔에 의해 반응가스 공정이 고온에서 이루어지게 되는 문제점이 있었다. In general, in the chemical vapor deposition process, there is used a plasma, a flux or ion beam of the reaction gas in the ion source, this case may result in the charged (charging) of the ions or electrons in accordance with the use of a plasma, an ion beam of high energy the reaction gas there is a problem in that the process be performed at a high temperature by.

또한, 이러한 문제점을 극복하기 위해서, 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하는 방법이 개시되고 있지만, 리모트 플라즈마를 이용하는 경우에는 플럭스와 에너지가 감소하는 문제점이 발생하고 있었다. Further, in order to overcome this problem, but the method of using a remote plasma (remote plasma) is started, and when using a remote plasma there was a problem that reduces the flux and energy generation.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 반사체를 구비하므로써 중성빔을 발생시킬 수 있고, 이러한 중성빔을 CVD공정에 적용할 수 있는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is invented to solve the above problems, By having a reflector, and can generate a neutral beam, a chemical vapor deposition equipment with a neutral beam-generating apparatus capable of applying such a neutral beam to the CVD process to provide for the purpose.

또한, 본 발명은 반응가스를 플라즈마화하고, 반사체를 이용하여 중섬빔화한 후, 피처리기판에 조사하므로, 상기와 같은 문제점, 즉 CVD 공정이 고온(또는 고에너지)에서 이루어지는 문제점에 따른 차징을 감소시키는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention, so the plasma reaction gasification, and then jungseom bimhwa using a reflector, irradiated to the substrate, the above problems, i.e., the charging of the problem takes place in a CVD process, high-temperature (or high energy) with a neutral beam-generating apparatus to reduce its object to provide a chemical vapor deposition apparatus.

또한, 본 발명은 CVD 공정에 있어서, 반사체의 플럭스 입사면 크기에 비해 대구경의 피처리기판을 처리할 수 있는 중성빔발생장치에 구비된 반사체 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. Further, an object of the present invention is to provide a reflector structure having a neutral beam-generating apparatus according to the CVD process, the process for large diameter target substrate compared to the size of the flux incident surface reflector.

또한, 종래 이온빔을 사용한 경우에 비해서 플럭스량 감소가 그리 크지 않아 대구경의 피처리기판의 CVD공정을 지장 없이 수행할 수 있으면서도, 차징이 현저하게 감소되는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the provision of a flux amount decreases is not large because a large diameter of the blood, yet can be performed without any problem the CVD process of the substrate, chemical vapor deposition with a neutral beam generating device that charging of the significant reduction in equipment as compared with the case using a conventional ion beam and that for the purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 주입구를 통해 주입된 가스로부터 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스와, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리 및, 상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체홀이 형성되어 있으며, 상기 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체홀에서 반사시켜 중성빔으로 전환시키는 반사체로 구성되는 중성빔발생장치와, 상기 반사체의 단부에 위치되고, 주입구를 통해 가스가 주입될 수 있으며, 상기 중성빔의 진행경로상에 피처리기판을 위치시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 반응챔버를 구비하여 구성되고, 상기 반사체의 반사체홀은, 상기 그리드 어셈블리에서 가속된 플럭스가 입사되는 입사면 In order to achieve the above object, a plurality of the invention, the ion source and extracting an ion beam having a polarity from the injection gas through the injection port, located on one end of the ion source, accelerating the ion beam of a particular polarity and a plurality of reflector hole corresponding to the grid holes of the grid assemblies and the grid assembly, the grid hole is formed, by reflecting the ion beam having passed through the grid holes in the reflector hole neutral consisting of a reflector for converting a neutral beam and the beam generating unit, and it located at the end of the reflector, and the gas through the injection hole can be injected, and configured by comprising a reaction chamber including a stage capable of positioning the target substrate on the traveling path of the neutral beam , reflector hole of the reflector, the incident surface on which the acceleration flux incident from the grid assembly 에서의 플럭스 입사면적(A1) 보다 반사체에서 출사되는 중성빔 플럭스의 출사면적(A2)이 크게되도록 형성된 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치를 제공한다. The provision of a flux incident area (A1) with a more neutral beam formed so that the exit area (A2) of the neutral beam flux emitted from the reflector greatly generator chemical vapor deposition apparatus of the.

또한, 본 발명의 상기 반사체홀은, 반사체의 중심축(c)으로부터 테두리를 향하는 방향을 따라 복수개 형성되는 동시에, 중심축에 대해서 모두 일정 각도(θ c )로 경사를 이루고, 중심축으로부터 테두리면를 향하는 다수의 방향 중 하나 상에 형성된 복수의 반사체홀은 상호 3차원적으로 평행하도록 구성하며, 중심축으로부터 테두리면를 향하는 다른 복수의 방향 상에 형성된 복수의 반사체홀과는 3차원적으로 평행하지 않도록 구성된다. In addition, the reflector hole of the present invention is, in a direction towards the rim from a central axis (c) of the reflector at the same time are plural form, both with respect to the center axis forms an inclination at an angle (θ c), border myeonreul from the central axis a plurality of reflectors holes formed in one phase of a plurality of direction towards the mutual three-dimensional configuration so as to be parallel with and not to the central axis border myeonreul not parallel to the plurality of three-dimensional and reflector hole plurality of different formed on the direction toward enemy from It is configured.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명하기로 한다. Reference to the accompanying drawings, the present will be described in more detail in the embodiments of the invention. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 첨부하는 특허청구범위의 기술적 사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다. The invention can be carried out changed in the spirit scope of the claims appended to the present invention is not limited to the embodiments set forth herein in various forms by those skilled in the art. FIG. 따라서, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 보다 완전하도록 하며, 당업자에게 본 발명의 범주를 보다 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로 이해되어야 한다. Accordingly, the present embodiments are to be understood as being only and that the present disclosure to more fully, provided to more fully inform the scope of the invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 증착장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 이온소오스 및 그리드에 대한 사시도이고, 도 3은 도 1의 반사체에 대한 사시도이다. 1 is a schematic view of a deposition apparatus according to an embodiment of the invention, Figure 2 is a perspective view of the ion source and the grid of Figure 1, Figure 3 is a perspective view of the reflector of Figure 1;

본 발명은 중성빔에 대한 상기 이론적 근거를 토대로 나노미터급 반도체소자의 CVD 공정에 보다 바람직한 조건을 구현한 것으로써, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 사용되는 증착장치에 대하여 구체적으로 살펴본다. The present invention be described in detail with respect to the vapor deposition apparatus used in the present invention with reference to the nanometer writing to an implementation of the more preferable conditions of the CVD process of the semiconductor device, Figs based on the rationale for the neutral beam see.

도 1을 참조하면, 이온소오스(10)로부터 발생된 이온빔이 이온빔의 진행경로상 이온소오스(10)의 후단에 위치하는 그리드(14)의 일정한 직경을 갖는 복수개의 그리드홀(14a)을 통과한 후 반사체(40)내에 형성된 반사체홀(42)의 표면에 반사된 후 중성빔으로 전환되고, 피처리기판(20)으로 입사되어 피처리기판(20)상의 특정 물질층을 조사한다. A 1, a pass through the ion source and a plurality of grid holes (14a) having a constant diameter of the grid (14) positioned at the rear end of the ion beam is in progress of the ion beam path to the ion source (10) generated from the 10 after being converted to a neutral beam after being reflected on the surface of the reflector hole 42 formed in the reflector 40, is incident on the target substrate 20 is irradiated with a particular layer of material on the substrate 20. the 본 발명에 있어서는 상기 이온소오스(10)와 상기 그리드(14) 및 상기 반사체(40)로 중성빔발생장치가 구성된다. In the present invention, in the ion source 10 and the grid 14 and the reflector 40, the neutral beam-generating apparatus is constituted.

상기 이온소오스(10)는 가스 주입구(11)를 통해 주입된 각종 반응가스로부터 이온빔을 발생시킬 수 있는 것으로, 본 실시예에서는 유도코일(12)에 유도전력을 인가함으로써 플라즈마를 발생시키는 유도결합형 플라즈마(ICP) 발생장치를 예로서 설명하고 있지만, 다양한 형태로 변형된 이온소오스를 사용할 수 있음은 물론이다. The ion source 10 is inductively coupled for generating a plasma by applying an inductive power as capable of generating an ion beam from various reaction gas injected through the gas injection port (11), the induction coil 12 in this embodiment Although the described plasma (ICP) generator for example, that is, of course it is used for the ion source and modified in various forms.

상기 이온소오스(10)의 후단부에는 전압인가에 의해 이온빔을 가속시킬 수 있으며, 동시에 이온빔이 통과될 수 있는 복수개의 그리드홀(14a)이 형성된 그리드어셈블리(14)가 결합되어 있다. The rear end of the ion source (10) and accelerating the ion beam by applying a voltage, the grid assembly 14 in combination with a plurality of grid holes (14a) with the ion beam can pass is formed at the same time.

한편, 본 발명 출원인의 상기 등록특허번호 제0380660호에는 상부그리드와 하부그리드로 구성되는 그리드 구조가 개시되어 있다. On the other hand, the Patent No. 0.38066 million No. of the present invention the applicant discloses a grid structure consisting of the upper grid and the lower grid.

또한, 본 출원인의 선출원인 대한민국 특허출원 번호 제10-2004-0014977호 "삼중그리드를 이용한 반도체 식각용 중섬빔 소오스"에는 양(+) 전압이 인가되는 상부의 제1그리드와, 중간의 접지된 제2그리드, 제1그리드와 동일한 양전압이 인가되는 하부의 제3그리드 및, 제1그리드와 제2그리드 사이의 제1절연층, 제2그리드와 제3그리드 사이의 제2절연층으로 구성되는 그리드 구조가 개시되어 있다. In addition, the chosen source of the Applicant Republic of Korea Patent Application No. 10-2004-0014977 call a "of the semiconductor etching using a triple grid seombim source" is positive (+) and the first grid of the upper being the applied voltage, the intermediate ground first and a second insulating layer between the second grid, the first of the bottom that is the same positive voltage to the first grid applied to the third grid and the first grid and the first insulating layer between the second grid, the second grid and the third grid the grid structure is disclosed.

또한, 본 출원인의 선출원인 대한미국 특허출원 번호 제10-2004-0101685호 "개선된 이온빔 소스"에는 절연층과 그리드 사이의 접촉면적을 최소화함으로써, 상기 절연층의 원주면 또는 이온빔 통로상에 형성될 수 있는 도전통로의 발생확률을 현저히 감소시키면서도 하부 그리드로 유입되는 플럭스량의 감소를 방지하고, 게다가 열팽창의 차이에 따라 발생되는 절연층의 파손을 방지하도록 하는 그리드 구조가 개시되어 있다. Further, the cause for the election of the present applicant in U.S. Patent Application No. 10-2004-0101685 heading "Improved ion beam source" is formed, the peripheral surface of the insulating layer or the ion beam path by minimizing the contact area between the insulating layer and a grid while still significantly reducing the probability of occurrence of a conductive path it can be prevented a reduction in the flux amount flowing in the lower grid, and the addition there is a grid structure so as to prevent damage to the insulating layer caused by the difference in thermal expansion is disclosed.

한편, 상기 그리드(14)의 후단에는 입사되는 이온빔을 반사시켜 중성빔으로 전환시켜주는 반사체(40)가 밀착되어 있다. On the other hand, the rear end of the grid 14 is provided to reflect the incident ion beam is in close contact the reflector 40, which was converted to a neutral beam. 상기 반사체(40)의 재질은 반도체, 실 리콘옥사이드, 금속 등으로 이루어질 수 있으며, 반사체(40) 내의 반사체홀(42)의 표면만이 이들 재질로 구성될 수도 있다. The material of the reflector 40 may be only the surface of the reflector hole 42 in may be formed of a semiconductor, silicon oxide, metal or the like, the reflector 40 is composed of these materials. 이때, 반사체홀(42)의 표면은 DLC(diamond like carbon)로 코팅될 수 있다. At this time, the surface of the reflector hole 42 may be coated with a DLC (diamond like carbon).

한편, 상기 그리드홀(14a)을 통과하여 직진하는 이온빔이 상기 반사체홀(42) 내에서 반사되도록 상기 반사체홀(42)들은 이온빔의 직진 방향(A)에 대하여 일정한 각도(θ d )로 경사져 있다. On the other hand, when the ion beam to go straight through the grid holes (14a) to be reflected in the reflector hole 42, the reflector hole 42 are inclined at an angle (θ d) with respect to the rectilinear direction (A) of the ion beam .

상기 반사체(40)는 입사된 이온빔에 의해 발생되는 전하의 방전을 위해 접지되는 것이 바람직하다. The reflector 40 is preferably ground to a discharge generated by the incident ion charge. 또한, 도 3에 있어서는 원통형으로 도시되어 있지만, 상기 반사체(40)는 반드시 원통형으로 한정되는 것은 아니며 다양한 형태, 예를 들어 사각형 등의 다각형 기둥 형태로 제작될 수 있다. Further, in FIG. 3 but is shown as cylindrical, the reflector 40 is not necessarily limited to the cylindrical shape can be made in a polygonal columnar shape such as a variety of forms, for instance square.

또한, 도 3에 있어서는, 상기 반사체홀(42)이 원통형상으로 도시되어 있지만 이에 한정하지 않고 직사각 또는 다각형 등의 다량한 기둥 형태의 반사체홀(42)이 형성될 수 있음을 물론이다. In addition, the In, of course, that the reflector hole 42 is shown as cylindrical, but not limited to, a rectangular pillar shape or a large amount of the hole reflector 42, such as a polygon may be formed in Fig. 특히, 실제의 증착장치를 구현할 때, 본원 발명자의 특허출원 번호 제10-2003-0042116호에 기재된 바와 같이 상기 반사체홀(31) 대신 반사체(40) 내부에 슬릿부 및 반사면을 형성하고 있다. In particular, and in the implementation of the physical vapor deposition apparatus, a slit portion and a reflection surface instead of within the reflector 40, the reflector hole 31, as described in Patent Application No. 10-2003-0042116 number of inventors of the present invention. 이와 같은 슬릿부의 형성에 의하면 반사체 부분의 공간 협소화 문제가 해결된다. According to the form of the slit portion is resolved space narrowing problems of the reflector portion.

한편, 상기 반사체홀의 경사는 상기 그리드홀을 통과한 후 직진하는 이온빔이 반사체홀(42)내에서 한번만 반사되도록 형성한다. On the other hand, the inclined hole the reflector is formed such that the ion beam to go straight after having passed through the grid holes once reflected in the reflector hole 42. 본 실시예에서 상기 반사체홀의 경사는 반사체홀의 내표면에 입사되는 이온빔의 입사각(θ i )이, 적어도 15° 이내로 되게 하고, 바람직하게는 적어도 5°내지 15°범위내가 되도록 구성한다. In this embodiment the angle of incidence (θ i) of the ion beam oblique hole the reflector is incident on the inner surface of the reflector of holes, preferably to be within at least 15 °, is configured to be at least I 5 ° to 15 ° range. 상기 이온빔의 입사각이 적어도 5°내지 15°범위인 것은 반사체홀의 표면에 대하여 수직한 법선을 기준으로 한 입사각이 적어도 75°내지 85°임을 의미한다. The incident angle of said ion beam ranges at least 5 ° to 15 ° means that the incident angle a relative to the normal to the normal line with respect to the reflector surface of the hole at least 75 ° to 85 °.

또한, 상기 반사체내의 반사체홀의 표면에서 반사되는 중성빔의 반사각(θ r )은 5°내지 40° 범위 내가 되도록 구성한다. In addition, the angle of reflection (θ r) of the neutral beam which is reflected by the reflector hole surface of the reflection body is configured so that I 5 ° to 40 ° range.

본 발명 출원인의 선출원에 의하면, 이상과 같은 입사각 및 반사각 조건에서 최적의 중성빔 플럭스량을 얻을 수 있음을 알 수 있다. According to the earlier application of the present invention the applicant, it can be seen that in the angle of incidence and angle of reflection under the same conditions as above to give an optimum amount of the neutral beam flux.

한편, 도 4에 나타낸 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사체(40-1)에 있어서는, 반사체(40-1)의 반사체홀(42-1)이 반사체(40-1)의 중심축(c) 둘레의 복수의 원주방향(r)[반사체가 다각형 형상일 때는 중심축(c)으로부터 테두리면을 향하는 방향]을 따라 다수개 형성되는 동시에 중심축에 대해서 모두 일정 각도(θ c )로 경사를 이루는 상태가 도시된다(도 4의 (a) 참조). On the other hand, also in the reflector 40-1 in accordance with another embodiment of the invention shown in Figure 4, the central axis of the reflector hole 42-1 of the reflector 40-1 is the reflector 40-1 (c) circumferential direction (r) of the plurality of peripheral [when the reflector is a polygonal-shaped direction toward the edge side from a central axis (c)] with respect to the center axis at the same time that a plurality of formed along both the forming the inclined at an angle (θ c) the condition is shown (see Fig. 4 (a)). 예컨대, 상기 반사체홀(42-1)은 반사체(40-1)의 입사면(1)에서 시작하여, 즉 원주방향(r)과 접선방향(l)이 이루는 2차원 평면 상에서 시작하여, 상기 접선방향(l)과 상기 축방향(c)이 이루는 2차원 평면상에서 중심방향과 소정 각도(θ c )를 이루면서 반사체의 출사면(2)을 향해 형성되도록 구성되되, 다수의 원주방향 중 하나의 원주방향(r) 상에 형성된 복수의 반사체홀(42-1)은 상호 3차원적으로 평행하도록 구성하며, 인접한 원주방향(r') 상에 형성된 복수의 반사체홀(42-1)과는 3차원적으로 평행하지 않도록 구성한다(도 4의 (b) 및 도 4의 (c) 참조). For example, by the reflector holes 42-1 starts at the incident surface (1) of the reflector 40-1, that is, the circumferential direction (r) and tangential direction (l), starting on the two-dimensional plane, the forming, the tangent direction (l) with the axial direction (c) are forming a two-dimensional plane yirumyeonseo the center direction with a predetermined angle (θ c) on doedoe configured to be formed toward the exit surface (2) of the reflector, one of the circumference of the plurality of circumferentially direction a plurality of reflector hole 42-1 formed on the (r) is a cross three-dimensionally, and configured so as to be parallel, adjacent circumferential direction (r ') a plurality of three-dimensional and reflector hole 42-1 formed in the It is configured to not ever parallel to (see (b) and (c) of Fig. 4 in Fig. 4). 여기서, 상기 원주방향(r)과 접선방향(l)이 이루는 2차 원 평면과 상기 접선방향(l)과 상기 축방향(c)이 이루는 2차원 평면은 서로 직교한다. Herein, the circumferential direction (r) and the tangential direction the two-dimensional plane (l) forming a two-dimensional plane and the tangential direction (l) with the axial direction (c) the forming are orthogonal to each other.

이때에도, 상기 반사체홀(42-1)의 경사(θ c )는 상기 그리드홀을 통과한 후 직진하는 이온빔이 반사체홀(42-1) 내에서 한번만 반사되도록 형성되며, 반사체홀의 경사는 반사체홀의 내표면에 입사되는 이온빔의 입사각(θ i )이, 적어도 15° 이내로 되게 하고, 바람직하게는 적어도 5°내지 15°범위내가 되도록 구성한다. In this case, the inclination (θ c) of the reflector hole 42-1 is formed so that the ion beam to go straight after having passed through the grid holes once reflected in the reflector hole 42-1, reflector hole is inclined reflector hole the angle of incidence (θ i) of the ion beam impinging on the inner surface, to be within at least 15 °, which are configured such that at least I and preferably 5 ° to 15 ° range. 또한, 상기 반사체내의 반사체홀의 표면에서 반사되는 중성빔의 반사각(θ r )은 5°내지 40° 범위 내가 되도록 구성한다. In addition, the angle of reflection (θ r) of the neutral beam which is reflected by the reflector hole surface of the reflection body is configured so that I 5 ° to 40 ° range.

도 5는 도 4의 반사체(40-1) 구조에 따른 효과를 나타낸 도면으로, 그리드를 통과한, 반경(r1)에 의해 플럭스 입사면적이 정의되는 중성빔 플럭스가 반사체(40-1)를 통과한 후, 반사체(40-1)의 플럭스 입사면적(A1)의 소정 반경(r1) 보다 큰 확대된 반경(r2)에 따라 플럭스 출사면적(A2)을 갖게 된 상태를 개략적으로 나타내고 있다(즉,r2≥r>r1으로 된다). 5 is passed through the neutral beam flux reflector 40-1 flux incident area is defined by a radius (r1) in view of the effect, pass through the grid of the reflectors 40-1 structure of Figure 4 indicates a state to have a flux exit area (A2) according to the later, the reflector flux incident area (A1), a predetermined radius (r1) larger magnified radius (r2) than that of 40-1 schematically (i.e., r2≥r> is as r1). 즉, 이온빔이 반사체(40-1)를 통과함에 따라 생성된 플럭스 밀도는 감소하지만 반사체(40-1)의 플럭스 입사면적(A1) 보다 큰 면적을 조사하게 된다. That is, the flux density produced as the ion beam passes through the reflector 40-1 is reduced, but is irradiated with a large area than the flux incident area (A1) of the reflector 40-1.

여기서, 설명의 편의를 위해 상기 플럭스 입사면적(A1) 및 플럭스 출사면적(A2)을 반경을 갖는 원형으로 표현하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니고, 반사체홀(42-1)을 반사체 상에 형성하는 방법에 따라 상기 입사면적 및 출사면적은 원형 또는 사각형 형상을 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있음은 물론이다. Here, for convenience of description, but is expressed in a circle having a radius of the flux incident area (A1) and a flux exit area (A2), it not limited to, a reflector to form a hole 42-1 on the reflector depending on how the joining area and the exit area is of course may take a variety of forms including a circular or rectangular shape.

한편, 상기 반사체(40)로부터 반사되어 전환된 중성빔의 진행경로상에 피처리기판(20)이 배치된다. On the other hand, is reflected from the reflector 40, the substrate to be processed 20 on the traveling path of the neutral beam switching is disposed. 상기 피처리기판(20)은 로터리 펌프, 부스터 펌프 또는 터보펌프를 구비하여 구성될 수 있는 진공장치(도시생략)에 의해 일정한 진공도로 유지되는 반응챔버(50)내의 스테이지(60)상에 안착되는데, 이러한 스테이지(60)는 중성빔의 진행경로에 대하여 수직방향으로 배치될 수도 있으며, 증착공정의 종류에 따라 일정한 각도로 경사지게(tilting) 배치될 수 있도록 그 위치 및 방향이 제어되도록 설치될 수 있다. The target substrate 20 there is seated on the rotary pump, the stage 60 in the reaction chamber 50 is maintained at a predetermined degree of vacuum by a booster pump or a turbo pump vacuum device (not shown) that may be configured by having a such stage 60 may be installed such that its position and direction control so that it can be may be arranged in the vertical direction, disposed inclined at an angle in accordance with the type of deposition process (tilting) with respect to the path of the neutral beam . 한편, 상기 반응챔버(50)에는 다양한 가스를 주입하고, 필요에 따라서는 MFC(mass flow controller)가 구비되어, 주입 가스량을 정밀 제어하기 위한 가스 주입구(51)가 형성되며, 상기 스테이지(60)에는 피처리기판(20)을 가열하기 위한 히터(61)가 구비된다. On the other hand, the reaction was charged to have different gas chamber 50, is therefore is provided with a MFC (mass flow controller) if necessary, it is formed with a gas inlet 51 for controlling accurately the injection amount of gas, the stage 60 It is provided with a heater 61 for heating the target substrate (20).

이하, 상기된 중성빔 증착장치를 이용한 일실시예에 따른 CVD공정을 개략적으로 설명한다. It describes a CVD process in accordance with one embodiment below, using the neutral beam deposition apparatus schematically.

먼저, 반응챔버(50) 내의 스테이지(60) 상에 유리 또는 실리콘 웨이퍼일 수 있는 피처리기판(30)을 로딩한다(제1단계). First, a glass or silicon wafer loaded one target substrate (30) that can be on the stage 60 in the reaction chamber 50 (first stage).

이어서, 진공펌프를 이용하여 챔버(50) 내부를 진공 상태로 만들어 불순물 등을 제거함으로써 박막 형성 가능 환경을 만든다(제2단계). Then, by making the inner chamber 50 by a vacuum pump in a vacuum state to remove impurities, such as to make the thin film forming environment available (step 2).

이어서 중성빔발생장치에 아르곤 가스 및 산소가스를 투입하고 전원을 인가함으로써 반응챔버 내로 중성빔을 조사하여 피처리기판(20)을 건식 세정한다(제3단계). It is then added with argon gas and oxygen gas in a neutral beam-generating apparatus and the dry cleaning a substrate to be processed (20) by irradiating the neutral beam into the reaction chamber by applying a power supply (a third step).

이어서, 상기 MFC(mass flow controller)가 구비되는 가스 주입구(51)를 통해 제1반응가스를 공급하여 상기 피처리기판(20) 상에 흡착시킨다(제4단계). Then, by supplying a first reaction gas through a gas inlet 51 is provided with the MFC (mass flow controller), then the adsorbed onto the substrate 20 (step 4).

이어서, 상기 이온소오스(10)의 가스 주입구(11)를 통해 제2반응가스를 공급하고, 중성빔발생장치에 의해 생성된 중성빔 플럭스를 상기 제1반응가스와 반응시킴으로써, 소정의 박막을 피처리기판(20) 상에 증착한다(제5단계). Then, by the ion source, through the gas injection port (11) of 10 supplied to the second reaction gas, the first reaction gas and the reaction of the neutral beam flux generated by the neutral beam-generating apparatus, avoid certain of the thin film It is deposited on the substrate 20 (fifth step).

이어서, 상기 제1반응가스와 제2반응가스의 반응에 따라 생성되는 부산물을 배출한다(제6단계). Then, the first to discharge the by-product produced in accordance with the first reaction gas and the reaction of the second reaction gas (the sixth step).

한편, 상기 제4 내지 제6단계를 실리콘층의 증착을 예로서 설명하면, 다음과 같이 화학 반응이 진행된다. On the other hand, when the above described fourth to sixth steps for example the deposition of a silicon layer, a chemical reaction proceeds as follows.

SiCl 4 (제1반응가스)+2H 2 (제2반응가스) → Si(박막)+4HCl(부산물), SiCl 4 (the first reaction gas) + 2H 2 (the second reaction gas) → Si (thin film) + 4HCl (by-product),

SiHCl 3 (제1반응가스)+H 2 (제2반응가스) → Si(박막)+3HCl(부산물), SiHCl 3 (first reaction gas) + H 2 (the second reaction gas) → Si (thin film) + 3HCl (by-product),

SiH 2 Cl 2 (제1반응가스)+Cl 2 (제2반응가스) → Si(박막)+4HCl(부산물). SiH 2 Cl 2 (first reaction gas) + Cl 2 (the second reaction gas) → Si (thin film) + 4HCl (by-product).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited by the embodiments described above and the accompanying drawings, it is possible that various changes may be made without departing from the scope of the present invention one of ordinary skill in the art it will be obvious to a person.

이상의 설명에 의하면, 반사체를 구비하므로써 중성빔을 발생시킬 수 있고, 이러한 중성빔을 CVD공정에 적용할 수 있는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치를 제공하고, 반사체의 플럭스 입사면 크기에 비해 대구경의 피처리기판을 처리할 수 있는 반사체 구조를 제공할 수 있는 효과가 있다. According to the above description, By having a reflector, and can generate a neutral beam, provide such neutral beam CVD with a process neutral beam-generating apparatus that can be applied to a chemical vapor deposition apparatus, compared to the flux incident plane size of the reflector there is an effect capable of providing a reflector structure capable of processing a target substrate of a large diameter.

또한, CVD 공정이 고온(또는 고에너지)에서 이루어지는 문제점에 따른 차징을 감소시키고, 종래 이온빔을 사용한 경우에 비해서 플럭스량 감소가 그리 크지 않아 대구경의 피처리기판의 CVD공정을 지장 없이 수행할 수 있으면서도, 차징이 현저하게 감소되는 효과가 있다 In addition, CVD process, the high-temperature (or high energy) decreases the charging according to the composed problem in and, prior art as compared with the case using the ion beam because the flux amount decreases is not large to perform the CVD process of the large-diameter target substrate without any problem with all , there is an effect that charging is significantly reduced

Claims (4)

  1. 주입구를 통해 주입된 가스로부터 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스와, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리 및, 상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체홀이 형성되어 있으며, 상기 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체홀에서 반사시켜 중성빔으로 전환시키는 반사체로 구성되는 중성빔발생장치와, And ion extracting an ion beam having a polarity from the injection gas through the injection source, the ions located in the source and one end of, having a plurality of grid holes for accelerating the ion beam of a particular polarity grid assembly and the grid of the grid assembly and a plurality of holes, and the reflector is formed, by reflecting the ion beam having passed through the grid holes in the reflector hole generating neutral beam consisting of a reflector for converting a neutral beam apparatus corresponding to the hole,
    상기 반사체의 단부에 위치되고, 주입구를 통해 가스가 주입될 수 있으며, 상기 중성빔의 진행경로상에 피처리기판을 위치시킬 수 있는 스테이지를 포함하는 반응챔버를 구비하여 구성되고, Is located at the end of the reflector, and the gas through the injection hole can be injected, and configured by comprising a reaction chamber including a stage capable of positioning the target substrate on the traveling path of the neutral beam,
    상기 반사체의 반사체홀은, 상기 그리드 어셈블리에서 가속된 플럭스가 입사되는 입사면에서의 플럭스 입사면적(A1) 보다 반사체에서 출사되는 중성빔 플럭스의 출사면적(A2)이 크게되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치. Reflector hole of the reflector is characterized in that the formed such that the exit area (A2) of the neutral beam flux emitted from the reflector than the flux incident area (A1) on the incident plane in which the acceleration flux at the grid assembly incidence greatly the chemical vapor deposition apparatus with a neutral beam generating apparatus.
  2. 제1항에 있어서, 반사체홀은, 반사체의 중심축(c)으로부터 테두리를 향하는 방향을 따라 복수개 형성되는 동시에, 중심축에 대해서 모두 일정 각도(θ c )로 경사 를 이루고, 중심축으로부터 테두리면를 향하는 다수의 방향(r) 중 하나 상에 형성된 복수의 반사체홀은 상호 3차원적으로 평행하도록 구성하며, 중심축으로부터 테두리면를 향하는 다른 복수의 방향(r') 상에 형성된 복수의 반사체홀과는 3차원적으로 평행하지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치. The method of claim 1, wherein the reflector hole is, in a direction towards the rim from a central axis (c) of the reflector at the same time are plural form, both with respect to the center axis forms an inclination at an angle (θ c), border myeonreul from the central axis a plurality of facing direction (r) a plurality of reflector holes and configured to be parallel to each other three-dimensionally, border myeonreul towards multiple different from the central axis formed in one phase of the direction (r ') a plurality of the the reflector holes formed in chemical vapor deposition equipment with a neutral beam-generating apparatus, characterized in that is configured to not parallel in three dimensions.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사체홀에 입사되는 이온빔의 입사각이 15°이내의 범위인 것을 특징으로 하는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치. The method of claim 1 wherein the chemical vapor deposition equipment with a neutral beam-generating apparatus, characterized in that the angle of incidence of the ion beam impinging on the reflector hole in the range of less than 15 °.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반사체 내의 반사체홀에서 반사되는 이온빔의 반사각이 5°내지 40°인 것을 특징으로 하는 중성빔발생장치를 갖춘 화학기상 증착장치. The method of claim 1 wherein the chemical vapor deposition equipment with a neutral beam-generating apparatus of the reflection angle of the ion beam that is reflected by the reflector holes in the reflector, characterized in that the 5 ° to 40 °.
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