KR20060081849A - Reflective neutral beam etcher having rotatable reflector - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사형 중성빔 식각 장치에 관한 것으로, 웨이퍼를 장착하는 척과, 상기 웨이퍼를 향해 수직으로 입사하는 이온빔을 반사시켜 상기 이온빔을 중성화시키는 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치에 있어서, 상기 리플렉터는 상기 중성빔을 상기 이온빔의 입사 방향과는 소정의 각도를 가지고 상기 웨이퍼를 향해 경사지게 입사시키고 이와 병행하여 상기 웨이퍼를 향해 경사지게 입사되는 상기 중성빔을 회전시킬 수 있도록 회전 가능한 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 반사형 중성빔 식각 장치에서 기존의 척의 틸팅 및 회전 효과를 고정된 척의 조건에서 리플렉터의 회전을 통하여 낼 수 있게 된다. 따라서, 척의 구조를 단순화시켜 장치의 제조 및 유지에 소요되는 비용을 낮출 수 있는 효과가 있다. 게다가, 리플렉터의 적절한 회전으로 중성빔의 입사각을 변화시켜 비대칭적인 다양한 콘택홀 패턴을 형성할 수 있는 효과도 아울러 가지고 있다.The present invention relates to a reflective neutral beam etching apparatus, comprising: a reflecting neutral beam etching apparatus having a chuck for mounting a wafer and a reflector for reflecting an ion beam incident vertically toward the wafer to neutralize the ion beam; The neutral beam may be rotatable to allow the neutral beam to be inclined toward the wafer at a predetermined angle with the incident direction of the ion beam and to rotate the neutral beam inclined toward the wafer in parallel thereto. According to this, the tilting and rotating effects of the existing chuck in the reflective neutral beam etching apparatus can be achieved through the rotation of the reflector under the fixed chuck condition. Therefore, the structure of the chuck can be simplified to lower the cost of manufacturing and maintaining the device. In addition, the proper rotation of the reflector also changes the angle of incidence of the neutral beam to form various asymmetric contact hole patterns.

Description

회전형 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치{REFLECTIVE NEUTRAL BEAM ETCHER HAVING ROTATABLE REFLECTOR}Reflective Neutral Beam Etching Equipment with Rotating Reflector {REFLECTIVE NEUTRAL BEAM ETCHER HAVING ROTATABLE REFLECTOR}

도 1은 종래 기술에 따른 반사형 중성빔 장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a reflective neutral beam device according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a reflective neutral beam etching apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치의 리플렉터를 도시한 평면도이다.3 is a plan view illustrating a reflector of the reflective neutral beam etching apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 4는 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치의 리플렉터를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a reflector of the reflective neutral beam etching apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 이용하여 형성된 콘택홀을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a contact hole formed using a reflective neutral beam etching apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100; 고정형 척 200; 회전형 리플렉터100; Fixed chuck 200; Rotary Reflector

210; 원통형 몸체 220; 금속 반사판210; Cylindrical body 220; Metal reflector

300; 회전 모터300; Rotary motor

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사형 중성빔 식각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a reflective neutral beam etching apparatus.

기존의 반사형 중성빔 식각 장치에서는 콘택홀의 프로파일을 조절하기 위한 방법으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전형 척(10;rotatable chuck) 상에 웨이퍼(W)를 장착하고 고정된 반사판들(20;fixed reflection plates)로써 이온빔(ion beam)을 특정 각도로 기울어진 중성빔(neutral beam)으로 전환하여 웨이퍼(W)에 대해 식각 공정을 진행하였다. 이와 같이 척의 회전과 이온빔의 중성화를 통하여 입구 면적은 작고 바닥 면적은 큰 음의 기울기를 갖는 콘택홀을 형성하였다.In the conventional reflective neutral beam etching apparatus, as a method for adjusting the profile of the contact hole, as shown in FIG. 1, the reflective plate mounted with the wafer W and fixed on the rotatable chuck 10 ( 20, the ion beam was converted into a neutral beam inclined at a specific angle by using fixed reflection plates, and the wafer W was etched. Through the rotation of the chuck and the neutralization of the ion beam, a contact hole having a small negative inclination and a large negative slope was formed.

그러나, 냉각 라인 및 전기적 부품 등이 복잡하게 결합되어 있는 척(10)을 회전시키기 위하여는 그 구조가 복잡해지고 진공 씰(vacuum sealing) 등에도 어려움이 있다. 따라서, 회전형 척의 제작 및 유지에 많은 비용 및 노력이 필요로 한다. However, in order to rotate the chuck 10 in which the cooling line and the electrical components are complicatedly coupled, the structure becomes complicated and there is a difficulty in vacuum sealing and the like. Therefore, a large cost and effort are required for the manufacture and maintenance of the rotary chuck.

이에 본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 척의 구조를 단순화시켜 척의 제작 및 유지에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 반사형 중성빔 장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, an object of the present invention is to provide a reflective neutral beam device that can reduce the cost of manufacturing and maintaining the chuck by simplifying the structure of the chuck.

상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명에 따른 반사형 중성빔 식각 장치는 종래 회전형 척 구조 대신에 회전형 리플렉터 구조를 채택한 것을 특징으로 한다. Reflective neutral beam etching apparatus according to the present invention that can achieve the above object is characterized in that it adopts a rotary reflector structure instead of the conventional rotary chuck structure.                     

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치는, 웨이퍼를 장착하는 척과, 상기 웨이퍼를 향해 수직으로 입사하는 이온빔을 반사시켜 상기 이온빔을 중성화시키는 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치에 있어서, 상기 리플렉터는 상기 중성빔을 상기 이온빔의 입사 방향과는 소정의 각도를 가지고 상기 웨이퍼를 향해 경사지게 입사시키고 이와 병행하여 상기 웨이퍼를 향해 경사지게 입사되는 상기 중성빔을 회전시킬 수 있도록 회전 가능한 것을 특징으로 한다.Reflective neutral beam etching apparatus according to an embodiment of the present invention that can implement the above characteristics, a reflection type neutral having a chuck for mounting a wafer, and a reflector for neutralizing the ion beam by reflecting the ion beam vertically incident toward the wafer In the beam etching apparatus, the reflector allows the neutral beam to be inclined toward the wafer at a predetermined angle with the direction of incidence of the ion beam and to rotate the neutral beam inclined toward the wafer in parallel thereto. It is characterized by rotatable.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 리플렉터를 회전시키는 구동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, it further comprises a drive device for rotating the reflector.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동 장치는 상기 리플렉터의 외벽과 접촉하도록 배치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the invention, the drive device is characterized in that it comprises a motor disposed in contact with the outer wall of the reflector.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 척은 회전되지 않는 고정형 척인 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the invention, the chuck is characterized in that the fixed chuck does not rotate.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치는, 웨이퍼를 장착하고 회전되지 않는 고정형 척; 상기 고정형 척 상에 장착된 웨이퍼를 향해 수직으로 입사하는 이온빔을 반사시켜 상기 이온빔을 중성빔으로 만들도록 상기 이온빔의 입사 방향과는 소정의 각도로 경사진 채로 배열된 복수개의 금속 반사판과, 상기 복수개의 금속 반사판을 내재하는 원통형 몸체를 포함하는 리플렉터; 및 상기 리플렉터의 원통형 몸체 외벽과 접촉하도록 배치되어 상기 리플렉터를 회전시키는 구동력을 발생시키는 회전 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Reflective neutral beam etching apparatus according to a modified embodiment of the present invention that can implement the above features, a fixed chuck mounted to the wafer is not rotated; A plurality of metal reflecting plates arranged to be inclined at a predetermined angle with a direction of incidence of the ion beams to reflect the ion beams incident vertically toward the wafer mounted on the fixed chuck to make the ion beams a neutral beam; A reflector comprising a cylindrical body containing two metal reflectors; And a rotating motor arranged to contact the outer wall of the cylindrical body of the reflector to generate a driving force for rotating the reflector.

본 발명에 의하면, 반사형 중성빔 식각 장치에서 기존의 척의 틸팅 및 회전 효과를 고정된 척의 조건에서 리플렉터의 회전을 통하여 낼 수 있게 된다. 따라서, 척의 구조를 단순화시켜 장치의 제조 및 유지에 소요되는 비용을 낮출 수 있다. 게다가, 리플렉터의 적절한 회전으로 중성빔의 입사각을 변화시켜 비대칭적인 다양한 콘택홀 패턴을 형성할 수 있다.According to the present invention, the tilting and rotating effect of the existing chuck in the reflective neutral beam etching apparatus can be achieved through the rotation of the reflector under the fixed chuck condition. Thus, the structure of the chuck can be simplified to lower the cost of manufacturing and maintaining the device. In addition, proper rotation of the reflector can change the angle of incidence of the neutral beam to form various asymmetric contact hole patterns.

이하, 본 발명에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a reflective neutral beam etching apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
Advantages over the present invention and prior art will become apparent through the description and claims with reference to the accompanying drawings. In particular, the present invention is well pointed out and claimed in the claims. However, the present invention may be best understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements throughout the various drawings.

(실시예)(Example)

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a reflective neutral beam etching apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 반사형 중성빔 식각 장치는 웨이퍼(W)를 장착하는 척(100;Chuck)과, 척(100) 상에 놓인 웨이퍼(W)를 향하여 진행하는 이온빔(Ion Beam)을 중성빔(Neutral Beam)으로 전환시키는 복수개의 반사판 (220;Reflection Plates)들로 이루어진 리플렉터(200;Reflector)를 포함하여 구성된다. 여기서, 이온빔은 미도시된 이온 소오스로부터 추출되어 나오는데, 이온 소오스는 각종의 반응가스로부터 이온빔을 발생시킬 수 있는 것으로 족하다. 한편, 본 발명의 척(100)은 고정형이고, 리플렉터(200)는 회전형이다.Referring to FIG. 2, the reflective neutral beam etching apparatus of the present embodiment includes a chuck 100 for mounting a wafer W and an ion beam traveling toward the wafer W placed on the chuck 100. ) Is configured to include a reflector (200) consisting of a plurality of reflection plates (220) for converting into a neutral beam (Neutral Beam). Here, the ion beam is extracted from an ion source not shown, and the ion source is sufficient to generate an ion beam from various reaction gases. On the other hand, the chuck 100 of the present invention is a fixed type, the reflector 200 is a rotary type.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치의 리플렉터를 도시한 평면도이고, 도 4는 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치의 리플렉터를 도시한 단면도이다.3 is a plan view illustrating a reflector of the reflective neutral beam etching apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the reflector of the reflective neutral beam etching apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 리플렉터(200)는 원통형의 몸체(210) 내부에 복수개의 반사판(220)이 비스듬한 각도로 일정 간격으로 배열된 구조이다. 반사판(220)은 금속으로 이루어져 있어서 이온빔이 금속 반사판(220)과 충돌하는 경우 금속 표면으로부터 전자를 받아 중성화된다. 즉, 이온빔은 금속 반사판(220)에 의해 반사되어 중성빔으로 전환된다. 중성빔으로 웨이퍼를 가공하므로 종래 이온빔에 의한 웨이퍼의 물리적 내지는 전기적 손상을 없앨 수 있다. 한편, 리플렉터(200)의 외벽에는 회전 모터(230;Rotation Motor)가 배치되어 있어서 회전 모터(230)의 구동에 의해 리플렉터(200)는 회전 가능하게 된다.3 and 4, the reflector 200 of the present invention has a structure in which a plurality of reflecting plates 220 are arranged at regular intervals at an oblique angle inside the cylindrical body 210. The reflector plate 220 is made of metal, and when the ion beam collides with the metal reflector plate 220, the reflector 220 receives electrons from the metal surface and is neutralized. That is, the ion beam is reflected by the metal reflector 220 and converted into a neutral beam. Since the wafer is processed with a neutral beam, the physical or electrical damage of the wafer by the conventional ion beam can be eliminated. On the other hand, a rotation motor 230 is disposed on the outer wall of the reflector 200, so that the reflector 200 is rotatable by the rotation motor 230.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)에 수직으로 진행하는 이온빔은 금속 반사판(220)에 입사하는 입사각에 따라 특정 각도로 경사(tilt)된 중성빔 형태로 웨이퍼(W)에 입사하게 된다. 이 경우, 리플렉터(200)를 모터(230)를 이용하여 회전시키면 중성빔의 입사각은 유지된 채 중성빔이 회전하게 된다.Therefore, as shown in FIG. 2, the ion beam traveling perpendicular to the wafer W is incident on the wafer W in the form of a neutral beam tilted at a specific angle according to the incident angle incident on the metal reflector 220. Done. In this case, when the reflector 200 is rotated using the motor 230, the neutral beam rotates while the incident angle of the neutral beam is maintained.

상기와 같은 반사형 중성빔 식각 장치를 이용하면 하기 도 5에 도시된 바와 같은 프로파일을 가진 콘택홀을 형성할 수 있다.Using the reflective neutral beam etching apparatus as described above, a contact hole having a profile as shown in FIG. 5 can be formed.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 이용하여 형성된 콘택홀을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a contact hole formed using a reflective neutral beam etching apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 경사지고 회전하는 중성빔으로 웨이퍼(W) 상에 형성된 소정의 박막(110)을 선택적으로 제거하면 음의 기울기를 갖는 콘택홀(120)를 형성할 수 있게 된다. 만일, 이온빔의 진행 방향이 웨이퍼(W)에 수직하지 않는 경우 리플렉터(200)가 회전함에 따라 중성빔의 입사각이 변하게 되어 도 5에 도시된 콘택홀(120)과는 다른 비대칭적인 다양한 콘택홀 프로파일을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 5, when the predetermined thin film 110 formed on the wafer W is selectively removed by an inclined and rotating neutral beam, a contact hole 120 having a negative slope may be formed. If the traveling direction of the ion beam is not perpendicular to the wafer W, the incident angle of the neutral beam changes as the reflector 200 rotates, so that various contact hole profiles, which are different from the contact hole 120 shown in FIG. Can be obtained.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. And, it is possible to change or modify within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the written description, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반사형 중성빔 식각 장치에서 기존의 척의 틸팅 및 회전 효과를 고정된 척의 조건에서 리플렉터의 회전을 통하여 낼 수 있게 된다. 따라서, 척의 구조를 단순화시켜 장치의 제조 및 유지에 소요되는 비용을 낮출 수 있는 효과가 있다. 게다가, 리플렉터의 적절한 회전으로 중성빔의 입사각을 변화시켜 비대칭적인 다양한 콘택홀 패턴을 형성할 수 있는 효과도 아울러 가지고 있다.As described in detail above, according to the present invention, the tilting and rotating effects of the existing chuck in the reflective neutral beam etching apparatus can be achieved through the rotation of the reflector under the fixed chuck condition. Therefore, the structure of the chuck can be simplified to lower the cost of manufacturing and maintaining the device. In addition, the proper rotation of the reflector also changes the angle of incidence of the neutral beam to form various asymmetric contact hole patterns.

Claims (5)

웨이퍼를 장착하는 척과, 상기 웨이퍼를 향해 수직으로 입사하는 이온빔을 반사시켜 상기 이온빔을 중성화시키는 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치에 있어서,A reflective neutral beam etching apparatus having a chuck for mounting a wafer and a reflector for reflecting an ion beam incident vertically toward the wafer to neutralize the ion beam, 상기 리플렉터는 상기 중성빔을 상기 이온빔의 입사 방향과는 소정의 각도를 가지고 상기 웨이퍼를 향해 경사지게 입사시키고 이와 병행하여 상기 웨이퍼를 향해 경사지게 입사되는 상기 중성빔을 회전시킬 수 있도록 회전 가능한 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.The reflector is rotatable so that the neutral beam is inclined toward the wafer at a predetermined angle with the direction of incidence of the ion beam, and in parallel therewith is rotatable to rotate the neutral beam inclined toward the wafer. Reflective neutral beam etching device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리플렉터를 회전시키는 구동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.And a driving device for rotating the reflector. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동 장치는 상기 리플렉터의 외벽과 접촉하도록 배치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.And the drive device includes a motor disposed to contact the outer wall of the reflector. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 척은 회전되지 않는 고정형 척인 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식 각 장치.And the chuck is a fixed chuck that is not rotated. 웨이퍼를 장착하고 회전되지 않는 고정형 척;A stationary chuck that mounts the wafer and does not rotate; 상기 고정형 척 상에 장착된 웨이퍼를 향해 수직으로 입사하는 이온빔을 반사시켜 상기 이온빔을 중성빔으로 만들도록 상기 이온빔의 입사 방향과는 소정의 각도로 경사진 채로 배열된 복수개의 금속 반사판과, 상기 복수개의 금속 반사판을 내재하는 원통형 몸체를 포함하는 리플렉터; 및A plurality of metal reflecting plates arranged to be inclined at a predetermined angle with a direction of incidence of the ion beams to reflect the ion beams incident vertically toward the wafer mounted on the fixed chuck to make the ion beams a neutral beam; A reflector comprising a cylindrical body containing two metal reflectors; And 상기 리플렉터의 원통형 몸체 외벽과 접촉하도록 배치되어 상기 리플렉터를 회전시키는 구동력을 발생시키는 회전 모터;A rotary motor disposed to contact the outer wall of the cylindrical body of the reflector to generate a driving force for rotating the reflector; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.Reflective neutral beam etching apparatus comprising a.
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KR100754369B1 (en) * 2006-06-29 2007-09-03 한국기초과학지원연구원 Method for forming predetermined patterns on a wafer by direct etching with neutral particle beams

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