KR100722821B1 - 개선된 반사체를 구비한 중성빔 식각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리를 구비한 중성빔 식각장치에 있어서, 상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체 홀 또는 슬릿부가 형성되어 있으며, 상기 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체 홀 또는 슬릿부 내에서 반사시켜 중성빔으로 전환시켜 주는 반사체를 포함하여 이루어진다.
이때, 중성화 과정에서 가장 중요한 역할을 담당하는 부분인 반사체는 유리질 카본(glassy carbon)으로 이루어지거나, 반사체의 반사체 홀 또는 슬릿부 표면이 유리질 카본으로 코팅되거나 다이아몬드상카본(DLC)으로 코팅된 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치를 제공한다.

Description

개선된 반사체를 구비한 중성빔 식각장치{NEUTRAL BEAM ETCHING SYSTEM HAVING IMPROVED REFLECTOR}
도 1은 본 발명에 따른 개선된 중성빔 식각장치를 개략적으로 나타낸 측단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반사체를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따라 개선된 반사체를 구비한 중성빔 식각장치의 개략적인 도면,
도 4는 본 발명에 따른 반사체와 종래의 반사체를 사용한 경우의 식각 상태를 비교하여 나타낸 그래프이다.
<참조부호의 설명>
10 - 이온빔 소오스, 11 - 플라즈마 발생챔버,
13 - 파워서플라이, 20 - 그리드 어셈블리,
30 - 반사체, 31 - 반사체 홀,
32 - DLC 코팅막 또는 유리질카본 코팅막.
본 발명은 기판상에 특정 물질층을 식각 또는 증착하기 위해 이온빔(또는 플라즈마)을 발생시키고, 이 이온빔을 중성빔으로 변환시키는 반사체가 구비되는 중성빔 식각장치에 관한 것으로, 특히 이온의 입사, 충돌 및 반사에 따라 반사체 표면이 이온빔과 반응하여 손상되지 않도록 된 개선된 반사체를 구비한 중성빔 식각장치에 관한 것이다.
근년, 반도체소자의 고집적화에 대한 요구가 계속되어짐에 따라, 반도체 집적회로의 설계에서 디자인룰이 더욱 감소되어 0.09㎛ 이하의 임계치수가 요구되기에 이르렀다. 현재 이러한 나노미터급 반도체소자를 구현하기 위한 장비로서 반응성 이온빔 장치 등의 장비(이하, 이온빔 소오스라 함)가 사용되고 있다. 그러나, 이러한 장비에서는 식각 공정을 수행하기 위한 다량의 이온들이 존재하고, 이들 이온들이 수백 eV의 에너지로 반도체기판 또는 반도체기판 상의 특정 물질층에 충돌되기 때문에 반도체 기판이나 이러한 특정 물질층에 물리적, 전기적 손상을 야기시킨다.
물리적 손상의 예로서는, 이온빔 소오스에서 발생하는 이온들과 충돌되는 결정성의 기판 또는 특정 물질층의 표면이 비정질층으로 전환되기도 하며, 입사되는 이온들의 일부가 흡착되거나 충돌되는 물질층의 일부 성분만이 선택적으로 작용하여 식각되는 표면층의 화학적 조성이 변화되기도 하며, 표면층의 원자 결합이 충돌에 의해 파손되어 댕글링 결합(dangling bond)으로 되기도 한다. 이러한 댕글링 결합은 재료의 물리적 손상뿐 아니라 전기적 손상의 원인이 된다. 그 밖에 게이트 절연막의 차지업(charge up)손상이나 포토레지스트의 차징(charging)에 기인한 폴리실리콘 노칭(notching) 등에 의한 전기적 손상을 야기시킨다. 또한, 이러한 물리적, 전기적 손상 이외에도 챔버 물질에 의한 오염이나 CF계 반응가스를 사용하는 경우는 C-F폴리머의 발생 등 반응가스에 의한 표면의 오염이 발생되기도 한다.
따라서, 나노미터급 반도체소자에 있어서, 이러한 이온에 의한 물리적, 전기적 손상 등은 소자의 신뢰성을 저하시키고, 나아가서는 생산성을 감소시키는 원인이 되기 때문에 향후 반도체소자의 고집적화와 그에 따른 디자인룰의 감소 추세에 대응하여 적용될 수 있는 새로운 개념의 반도체 식각장치 및 식각방법에 대한 개발이 요구되고 있다.
이러한 가운데, 디. 비. 오오크(D. B. Oakes)씨 등의 논문 "Selective, Anisotropic and Damage-Free SiO2 Etching with a Hyperthermal Atomic Beam"에서 과열된 원자빔을 이용한 비손상 식각기술을 제안하고 있으며, 일본의 다카시 유노가미(Takashi Yunogami)씨 등의 논문 "Development of neutral-beam-assisted etcher"(J.Vac. Sci. Technol. A 13(3), May/June, 1995)에서 중성빔과 중성래디칼을 이용하여 손상이 매우 적은 실리콘옥사이드 식각기술을 제시하고 있으며, 엠. 제이.고에크너(M.J. Goeckner)씨 등의 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 제안하고 있다.
상기 디.비. 오오크씨 등이 제안한 기술은 이온이 존재하지 않으므로 전기적 물리적 손상이 없으며, 오염도가 적은 것으로 추정되지만 대면적화에 어려움이 따르고, 극미세소자에서의 이방성을 얻기 힘들며, 식각 속도가 낮다는 단점이 있으며, 상기 다카시 유노가미씨 등이 제안한 기술은 대면적화가 손쉬운 반면 중성빔의 방향성 조절이 어렵고 이온빔 추출시 오염가능성이 크다는 단점이 있다. 또한, 엠. 제이. 고에크너씨 등이 제안한 기술은 대면적화가 가능하고 고중성빔 플럭스를 얻을 수 있는 반면에 이온과 전자의 재결합으로 인한 중성빔의 방향성이 뚜렷하지 않고 이온이 섞여 나올 수 있으며, 이온 추출시 오염가능성이 크다는 단점이 있다.
한편, 본 발명의 출원인은 상기와 같은 문헌의 기술내용을 기초로 대한민국 특허등록번호 제10-412953호로 등록된 '중성빔을 이용한 식각장치'를 개시한 바 있는데, 상기 출원에는 이온빔을 중성빔으로 변환하는 반사체에 대한 기술이 기재되어 있다.
그런데, 통상 상기 반사체 또는 반사체 홀의 표면은 반도체나, 스테인리스스틸 등의 금속, 또는 실리콘 옥사이드(SiO2)로 이루어지며, 이러한 표면에, 예컨대 상부로부터 유입되는 이온빔이 입사, 충돌 및 반사함에 따라 반사체 표면이 손상(또는 식각)되는 현상이 발생된다.
이에 따라, 발생되는 중성빔 플럭스량도 감소하므로, 피처리기판을 용이하게 식각할 수 없는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 저렴하여 광범위한 실용화에 기여할 수 있고, 그 밖의 코팅 막의 필수인 하드니스(Hardness)응용이 가능한 유리질 카본 (glassy carbon) 또는 다이아몬드상 카본(DLC)코팅을 반사체에 적용함으로써, 상기 상부로부터 유입되는 이온빔에 의해 반사체의 표면이 손상되는 현상을 방지하며, 이에 따라 피식각기판에 도달하는 중성빔 플럭스를 증대시킬 수 있는 개선된 반사체를 구비한 식각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리를 구비한 중성빔 식각장치에 있어서, 상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체 홀 또는 슬릿부가 형성되어 있으며, 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체 홀 또는 슬릿부 내에서 반사시켜 중성빔으로 전환시켜주는 반사체 및, 상기 반사체가 유리질 카본(glassy carbon)으로 이루어지거나, 또는 반사체의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면이 유리질 카본이나 다이아몬드상 카본(DLC)으로 코팅된 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치를 제공한다.
이와 같은 장치에 의하면, 상기 반사체 홀 또는 슬릿부로 입사된 이온빔이 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면과 용이하게 반응하지 않고, 반사체 홀 또는 슬릿부 표면에 흡수되지 않으면서 반사되므로, 반사체 홀 또는 슬릿부를 보호하면서 피식각기판을 용이하게 식각할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에 입사되는 이온빔의 입사각이 15°이내의 범위로 될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에 입사되는 이온빔의 입사각이 5°내지 15°의 범위로 될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에서 반사되는 이온빔의 반사각이 40° 이내의 범위로 될 수 있다.
바람직하게는, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에 입사되는 이온빔의 입사각은 5°이고, 반사각은 10°로 될 수 있다.
이와 같은 입사각 및 반사각 조건에 의하면, SF6 가스를 이용한 실리콘옥사이드의 식각이 효과적으로 진행한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 첨부하는 특허청구범위의 기술적 사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다. 따라서, 이하의 실시예들은 본 발명의 개시가 보다 완전하도록 하며, 당업자에게 본 발명의 범주를 보다 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로 이해되어야 한다.
(실시예)
먼저, 본 발명의 기술적 사상의 실시예가 적용될 수 있는 식각장치로서, 도 1은 헬리컬 RF 코일을 구비하는 유도결합(inductively coupled) RF(radio frequency)형 이온빔 소오스를 개략적으로 나타낸 도면이다. 한편, 도 1은 본 발명의 예시 및 설명을 보다 자세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명은 도 1의 이온빔 소오스에 한정되지 않고 다양한 방식, 예컨대 용량결합(capacitively coupled) RF형 이온빔 소오스, 헬리콘 웨이브 결합 이온빔 소오스, 음이온 소오스 또는 전자-사이크로트론 반응기(ECR) 이온빔 소오스에 모두 적용할 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, 유도결합형 RF 이온빔 소오스(10)는, 전형적으로 석영으로 제작되는 플라즈마 발생챔버(11)를 구비하여 구성된다. 또한, 상기 플라즈마 발생챔버(11)의 천정에는 F계열 또는 Cl계열 등의 반응가스와 세정용의 O2가스 등을 공급하기 위한 가스 공급구(19)가 구비되며, 플라즈마 발생챔버(11)의 외벽에는 유도코일(14)이 감겨 있으며, 유도코일(14)은 RF 정합박스(12)에 연결되어 있으며, RF 정합박스(12)는 RF파워를 공급할 수 있는 RF 파워서플라이(13)에 연결된다. 여기서, 상기 RF 파워서플라이(13)는 플라즈마를 발생시키기 위해서, 통상 고전압의 13.56MHz의 고주파를 발생시킨다.
또한, 상기 플라즈마 발생챔버(11)의 하단부에는 이온빔이 통과할 수 있는 그리드홀(21a,22a)을 갖춘 다층, 예컨대 상부그리드(21)와 하부그리드(22)로 이루어지는 그리드 어셈블리(20)가 구비되어, 상기 플라즈마 발생챔버(11)로부터 이온들의 추출을 제한한다. 여기서, 상기 그리드홀들(21a,22a)에 의해 이온빔 통로가 형성된다.
한편, 상기 그리드 어셈블리(20)는 양전압이 인가되는 상부그리드(21)와 접 지된 하부그리드(22) 및, 상부그리드(21)와 하부그리드(22) 사이에 위치되면서 상기 그리드홀(21a,22a)과 연통하는 홀을 갖춘 절연층으로 이루어지는 그리드 어셈블리로 구성될 수 있다.
또한, 상기 그리드 어셈블리는 양(+) 전압이 인가되는 상부의 제1그리드와, 중간의 접지된 제2그리드, 제1그리드와 동일한 양전압이 인가되는 하부의 제3그리드 및, 제1그리드와 제2그리드 사이의 제1절연층, 제2그리드와 제3그리드 사이의 제2절연층으로 구성될 수도 있다. 이러한 그리드 어셈블리의 구성은 본 출원인의 선출원인 대한민국 특허출원 번호 제10-2004-0014977호 "삼중그리드를 이용한 반도체 식각용 중섬빔 소오스"에 그 기술내용이 상세히 기재되어 있다.
여기서, 상기 상부 및 하부그리드(21,22)는 통상 금속과 그래파이트(graphite)의 재질을 사용하는데, 부식성이 없는 가스를 사용하는 경우에는 금속을, 부식성 가스를 사용하는 경우에는 그래파이트 재질의 그리드를 사용하고 있으며, 상기 절연층으로는 유전상수가 3 내지 5 정도의 옥사이드계나 유전상수가 6 내지 9 정도인 나이트라이트계 또는, 유전상수가 수십에 이르는 강유전체 물질을 단일 또는 혼합시켜 사용하고 있다.
또한, 상기 그리드 어셈블리(20)의 하단부에는 도 2에 나타낸 바와 같이 입사되는 이온빔을 반사시켜 중성빔으로 전환시켜주는 반사체(30)가 밀착되어 구성된다.
상기 반사체(30)의 재질은 전체적으로 실리콘 등의 반도체, 실리콘옥사이드 또는 스테인리스스틸 등의 금속으로 이루어질 수 있으며, 반사체 내의 형성된 반사 체 홀(31)의 표면만이 이들 재질로 구성될 수도 있다.
특히, 본 발명에 있어서는 상기 반사체(30)를 유리질 카본(glassy carbon)으로 형성하거나, 반사체 홀(31)의 표면만을 유리질 카본(glassy carbon)으로 구성하거나 다이아몬드상 카본(Diamond like carbon ; 이하 DLC라 함) 재질로 코팅하여 구성한다.
도 2에는 반사체의 홀(31)이 DLC막 또는 유리질카본막(32)으로 코팅되어 홀(31)이 형성된 반사체(30)가 도시된다. 한편, 도 2에 있어서, 반사체 홀(31)이 원통형상으로 도시되어 있지만 이에 한정하지 않고 직사각 또는 다각형 기둥형상 등의 다양한 형태의 반사체 홀(31)이 형성될 수 있음을 물론이다. 특히, 본 발명자들은 실제의 식각장치를 구현할 때, 출원번호 제2003-0042116(03.06.26)에 기재된 바와 같이 상기 반사체 홀(31) 대신 반사체 내부에 슬릿부를 형성하여 사용하기도 한다. 본 명세서에 있어서는 상기 반사체 홀 및 슬릿부 모두를 통합하여 용어 "반사체 홀"로 기재한다.
일실시예에 따르면, 상기 DLC코팅막(32)이 형성된 홀(31) 및 슬릿의 형성은, 세척액으로 반사체(30)의 홀(31) 또는 슬릿부를 세척하여 자연산화막을 제거하고, 홀(31) 또는 슬릿부의 표면상에 금속층 및 Si 계열의 층을 증착하며, 수소가스를 사용하여 증착된 층을 안정화하며, 수소가스와 메탄가스를 사용하여 DLC박막(32)을 증착시킴으로써 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 반사체(30)의 세척은 TCE(trichloroethylene), 아세톤(acetone), 메탄올 (methaol), 증류수 (D.I. water)를 사용하여 초음파 세척기에서 각각 10분씩 세척되며, 상기 자연산화막 제거는 HF용액으로 행해진다.
여기서, 상기 종래의 홀(31)에 대한 금속층의 증착은 홀(31)의 표면에 DLC코팅막(32)의 증착을 용이하게 하기 위한 것으로, 예컨대 Cr, Ni, Ti 등의 금속을 이용하여, 예컨대, DC Magnetron Sputtering 법을 이용하여 증착할 수 있다.
한편, 상기 DLC코팅층(32)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 소정 두께로 증착할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 상기 유리질 카본막(32)으로 반사체의 홀(31) 및 슬릿부를 코팅하는 방법은, 우선 푸란계 물질 또는 이미드계 물질의 수지를 반사체 홀(31)이나 슬릿부에 도포하여 중합시키고, 이를 100℃ 미만의 온도에서 수십시간 경화시킨후 1200도 이상의 고온에서 가열 건조하므로써 이루어진다.
한편, 상기 유리질 카본(glassy carbon)이나 다이아몬드상 카본(DLC)이 코팅된 홀(31) 또는 슬릿부가 형성된 반사체(30)에는 반사체 내에서만 세정 가스를 플라즈마화시키기 위한 RF 또는 DC의 고전압 파워서플라이(33: 도 1 참조)가 추가로 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이온소오스(10)로부터 발생된 이온빔이 이온빔의 진행경로상 이온소오스(10)의 후단에 위치하는 그리드 어셈블리(20)의 일정한 직경을 갖는 복수개의 그리드홀(21a,22a)을 통과한 후 반사체(30)내에 형성된 유리질 카본막 또는 다이아몬드상 카본(DLC)막(32) 코팅된 반사체 홀(31) 또는 슬릿부의 표면에 반사되어 중성빔으로 전환된 후 피식각기판(40)으로 입사되어 피식각기판(40) 상의 특정 물질층을 식각하는 상태가 보여진다.
한편, 상기 그리드홀(21a,22a)들의 직경에 비하여 상기 반사체 홀(31)들의 직경이 같거나 더 크도록 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 그리드 어셈블리(20)의 후단부에 가장자리를 따라 형성된 돌출부내에 내삽될 수 있도록 상기 반사체(30)는 그의 전단부에 돌출부가 형성될 수 있다. 그러나 그리드 어셈블리(20)와 반사체(14)의 결합관계는 이러한 것에 한정되지 않고 그 반대, 즉 그리드 어셈블리(20)가 반사체(30)에 내삽될 수 있도록 구성될 수 있으며, 일반적인 공지의 체결기구들을 통하여 다양하게 구성될 수 있다.
바람직하게는 상기 그리드홀(21a,22a)과 반사체 홀(31)은 동심원상으로 동일한 간격으로 배치된다.
한편, 상기 그리드홀(21a,22a)들을 통과하여 직진하는 이온빔이 상기 반사체 홀(31) 및 슬릿부에서 반사되도록 상기 반사체 홀(31) 또는 슬릿부는 이온빔의 직진 방향에 대하여 일정한 각도로 경사져 있다. 구체적으로는, 상기 반사체 홀(31) 또는 슬릿부가 상기 반사체(30)내에서 상기 원통형의 반사체(30)의 중심선에 대하여 일정한 각도(θt)로 경사지게 구성할 수 있다. 선택적으로는, 상기 반사체 홀(31) 또는 슬릿부가 상기 반사체(30)내에서 상기 반사체(30)의 중심선에 대하여 평행하게 형성될 수도 있다.
상기 반사체(30)는 반드시 원형으로 한정되는 것은 아니며 다양한 형태, 예를 들어 사각형 등의 다각형 형태로 제작될 수 있다.
한편, 상기 반사체 홀(31) 또는 슬릿부의 경사는 상기 그리드홀(21a,22a)을 통과한 후 직진하는 이온빔이 반사체 홀(31)내에서 한번만 반사되도록 형성한다. 본 실시예에서 상기 반사체 홀(31) 또는 슬릿부의 경사는 반사체 홀(31)의 내표면에 입사되는 이온빔의 입사각(θi)이 적어도 15°이내가 되도록 구성한다. 바람직하게는, 5°내지 15°범위내가 되도록 구성한다. 상기 이온빔의 입사각(θi)이 적어도 5°내지 15°범위인 것은 반사체 홀(31)의 표면에 대하여 수직한 법선을 기준으로 한 입사각이 적어도 75°내지 85°임을 의미한다.
또한, 상기 반사체(30)내의 반사체 홀(31)의 표면에서 반사되는 중성빔의 반사각(θr)은 40° 이내의 범위 내가 되도록 구성한다.
한편, 상기 반사체(30)로부터 반사되어 전환된 중성빔의 진행경로상에 피식각기판(40)이 배치된다. 상기 피식각기판(40)은 일정한 진공도로 유지되는 반응챔버내의 스테이지(도시안됨)상에 안착되며, 중성빔의 진행경로에 대하여 수직방향으로 배치될 수도 있으며, 식각공정의 종류에 따라 일정한 각도(θ)로 경사지게(tilting) 배치될 수 있도록 그 위치 및 방향이 제어되도록 설치된다. 바람직하게는, 상기 피식각기판(40)의 식각층은 실리콘 또는 실리콘옥사이드로 구성된다.
한편, 본 발명의 식각공정을 적용함에 있어서 반응가스는 특정 가스에 한정되지 않고 피식각물질층의 종류와 식각마스크층의 종류에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 실리콘을 식각하는 경우 실리콘산화막을 식각마스크로 사용할 수 있으며, 이때의 반응가스로서 Cl2, Cl2/C2F6, SiCl4, CCl4/O2, SiCl4/O2, SF6 등의 가스조합을 용도에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있으며, Al을 식각하는 경우 실리콘산화막이나 실리콘나이트라이드막 또는 포토레지스트막을 식각마스크로 하여 Cl2/SiCl4, Cl2/CCl4, Cl2/CHCl3, Cl2/BCl3 등을 용도에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있음은 물론이다.
도 4는 실리콘(Si), 실리콘옥사이드(SiO2) 또는, 그밖의 금속층을 증착하여 코팅한 종래기술의 반사체의 홀과 DLC(32)를 증착한 본 발명에 따른 반사체 홀(31)이 형성된 반사체(30)를 구비한 이온빔 장치를 이용하여, 상기 피식각기판(40) 상의 SiO2층을 식각했을 때의 식각특성을 나타낸 그래프이다. 식각가스로는 SF6를 사용하였고, 입사각도는 5°로 하였으며, RF전력은 300W, 가속전압 400V로 했다.
도 4에 의하면, 입사각(θi)이 5°일 때, 본 발명에 다른 DLC코팅(32)이 형성된 홀(31)이 구비된 반사체를 사용한 경우, 0°내지 40°의 반사각 (θr)에서 종래기술에 따른 반사체 홀이 구비된 반사체에 비해 높은 식각률을 나타내고 있다. 특히, 반사각도가 대략 10°근방에서 DLC막(32)이 구비된 본 발명에서는 600Å 이상의 식각 깊이를 보여주고, 그 밖의 코팅막을 구비한 종래기술에 있어서는 200 내지 500Å의 식각 깊이를 보여주고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저렴하여 광범위한 실용화에 기여할 수 있고, 그 밖의 코팅 막의 필수인 하드니스(Hardness)응용이 가능한 유리질 카본 (glassy carbon)이나 다이아몬드상 카본(DLC)코팅을 반사체에 적용함으로 써, 상기 상부로부터 유입되는 이온빔에 의해 반사체의 표면이 손상되는 현상을 방지할 수 있고,
이에 따라, 피식각기판에 도달하는 중성빔 플럭스를 증대되므로, 피식각 기판은 다량의 중성빔 플럭스 하에서 식각 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리를 구비한 중성빔 식각장치에 있어서,
    상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체 홀 또는 슬릿부가 형성되어 있으며, 상기 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체 홀 또는 슬릿부 내에서 반사시켜 중성빔으로 전환시켜 주는 반사체를 포함하여 이루어지고,
    상기 반사체의 홀 또는 슬릿부 표면이 다이아몬드상 카본(Diamond like carbon; 이하 DLC라 함)으로 코팅된 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  2. 극성을 갖는 이온빔을 추출하는 이온소오스, 상기 이온소오스의 한쪽 단부에 위치하며, 특정 극성의 이온빔을 가속시키는 복수개의 그리드홀이 형성된 그리드 어셈블리를 구비한 중성빔 식각장치에 있어서,
    상기 그리드 어셈블리의 그리드홀에 대응하는 복수개의 반사체 홀 또는 슬릿부가 형성되어 있으며, 상기 그리드홀을 통과한 이온빔을 상기 반사체 홀 또는 슬릿부 내에서 반사시켜 중성빔으로 전환시켜 주는 반사체를 포함하여 이루어지고,
    상기 반사체가 유리질 카본(glassy carbon)으로 이루어지거나, 또는 반사체 홀 또는 슬릿부 표면이 유리질 카본으로 이루어진 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그리드홀의 직경에 비하여 상기 반사체 홀 또는 슬릿부들의 직경이 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그리드홀들을 통과하여 직진하는 이온빔이 상기 반사체 홀 또는 슬릿부 내에서 반사되도록 상기 반사체 홀 또는 슬릿부들은 이온빔의 직진 방향에 대하여 일정한 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사체 홀 또는 슬릿부들은 상기 반사체내에서 상기 반사체의 중심선에 대하여 일정한 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온소오스는 용량결합(capacitively coupled) RF형 이온빔 소오스나, 헬리콘 웨이브 결합 이온빔 소오스, 음이온 소오 스, 전자-사이크로트론 반응기(ECR) 이온빔 소오스 또는, 유도결합형 플라즈마 소오스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사체 홀 또는 슬릿부는 원통형상 또는 직사각기둥 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에 입사되는 이온빔의 입사각이 15°이내의 범위인 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에서 반사되는 이온빔의 반사각이 40° 이내인 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 반사체 내의 반사체 홀 또는 슬릿부의 표면에 입사되는 이온빔의 입사각은 5°이고, 반사각은 10°인 것을 특징으로 하는 중성빔 식각장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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