KR20110097193A - Apparatus for ething atomic layer - Google Patents

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염근영
임웅선
김이연
박병재
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 플라즈마의 포텐셜을 조절하여 원자층 식각을 수행할 수 있는 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치에 관한 것으로, 본 발명의 원자층 식각 장치는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 외부를 감싸며 전기장을 발생시켜 플라즈마 챔버 내부에 플라즈마를 유도하는 유도 코일; 상기 유도 코일의 외곽에서 상기 플라즈마 챔버 내부에 자기장을 인가하는 자장 인가 수단; 상기 플라즈마 챔버 하부에서 이온빔을 추출하도록 하는 그리드 어셈블리; 및 상기 그리드 어셈블리 하부에서 이온빔에 전자를 공급하여 중성빔으로 전환시키는 반사체를 포함한다. The present invention relates to an atomic layer etching apparatus using a neutral beam capable of performing atomic layer etching by controlling the potential of the plasma, the atomic layer etching apparatus of the present invention comprises a plasma chamber; An induction coil surrounding the outside of the plasma chamber and generating an electric field to induce plasma into the plasma chamber; Magnetic field applying means for applying a magnetic field inside the plasma chamber outside the induction coil; A grid assembly for extracting an ion beam below the plasma chamber; And a reflector for supplying electrons to the ion beam under the grid assembly and converting the electron beam into a neutral beam.

Description

원자층 식각 장치{Apparatus for ething atomic layer}Apparatus for ething atomic layer

본 발명은 원자층 식각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마의 포텐셜을 조절하여 원자층 식각을 수행할 수 있는 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an atomic layer etching apparatus, and more particularly, to an atomic layer etching apparatus using a neutral beam that can perform atomic layer etching by adjusting the potential of the plasma.

일반적인 식각 장치는 이온빔 소스를 이용하여 식각을 수행한다. 이러한 이온빔은 반도체 분야에서 널리 이용되며, 반도체 기판 내에 특정의 불순물을 주입하기 위하여 사용되기도 하며, 반도체 기판 상의 특정 물질층을 증착하거나 식각하기 위하여 사용되기도 한다. A general etching apparatus performs etching using an ion beam source. Such ion beams are widely used in the semiconductor field, are used to inject certain impurities into the semiconductor substrate, and are also used to deposit or etch specific layers of materials on the semiconductor substrate.

그러나, 상기의 이온빔 소스를 이용한 식각 장치에서는 식각 공정을 수행하기 위한 다량의 이온이 존재하고, 이러한 이온은 이온빔으로 추출되는 과정에서 수백 eV의 운동 에너지를 가지게 된다. 이와 같이 고 에너지 이온으로 이루어지는 이온빔은 반도체 기판 또는 반도체 기판 상의 특정 물질층과 충돌하므로, 반도체 기판의 특정 물질층에 물리적, 전기적 손상을 발생시키는 문제가 있다. However, in the etching apparatus using the ion beam source, a large amount of ions exist to perform an etching process, and these ions have kinetic energy of several hundred eV during extraction into the ion beam. As such, since the ion beam made of high energy ions collides with the semiconductor substrate or the specific material layer on the semiconductor substrate, there is a problem of causing physical and electrical damage to the specific material layer of the semiconductor substrate.

이를 해결하기 위하여 중성빔을 이용한 식각 장치가 개발되고 있다. 그러나, 대부분의 중성빔을 이용한 식각 장치는 고 에너지의 이온으로 이루어지는 이온빔을 단순히 중성화시켜 중성빔으로 전화하는 장치에 불과하여, 중성빔 또한 고 에너지의 중성 입자로 이루어지게 된다. 따라서, 중성빔을 이용한 식각 장치는 중성빔에 의한 스퍼터링 효과로 반도체 기판의 특정 물질층에 물리적, 전기적 손상을 발생시키고 있다. In order to solve this problem, an etching apparatus using a neutral beam has been developed. However, the etching apparatus using most neutral beams is only a device that simply neutralizes an ion beam made of high energy ions and converts it into a neutral beam. The neutral beam is also made of high energy neutral particles. Therefore, the etching apparatus using the neutral beam causes physical and electrical damage to a specific material layer of the semiconductor substrate due to the sputtering effect of the neutral beam.

특히, 원자층 식각을 수행하게 되는 경우 일반적인 중성빔을 이용한 식각 장치는 고 에너지의 중성 입자에 의하여 해당층 하부의 물질층까지 식각에 대한 영향을 미치게 된다.
In particular, in the case of performing atomic layer etching, an etching apparatus using a general neutral beam affects etching to the material layer under the corresponding layer by high energy neutral particles.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 플라즈마의 포텐셜을 조절하여 원자층 식각을 수행할 수 있는 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치를 제공하는 데에 있다. An object of the present invention to solve the above problems is to provide an atomic layer etching apparatus using a neutral beam that can perform atomic layer etching by adjusting the potential of the plasma.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 원자층 식각 장치는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 외부를 감싸며 전기장을 발생시켜 플라즈마 챔버 내부에 플라즈마를 유도하는 유도 코일; 상기 유도 코일의 외곽에서 상기 플라즈마 챔버 내부에 자기장을 인가하는 자장 인가 수단; 상기 플라즈마 챔버 하부에서 이온빔을 추출하도록 하는 그리드 어셈블리; 및 상기 그리드 어셈블리 하부에서 이온빔에 전자를 공급하여 중성빔으로 전환시키는 반사체를 포함한다. In order to solve the technical problem of the present invention as described above, the atomic layer etching apparatus of the present invention includes a plasma chamber; An induction coil surrounding the outside of the plasma chamber and generating an electric field to induce plasma into the plasma chamber; Magnetic field applying means for applying a magnetic field inside the plasma chamber outside the induction coil; A grid assembly for extracting an ion beam below the plasma chamber; And a reflector for supplying electrons to the ion beam under the grid assembly and converting the electron beam into a neutral beam.

상기 자장 인가 수단은 상기 플라즈마 챔버를 감싸는 전자석으로 이루어질 수 있다. The magnetic field applying means may be made of an electromagnet surrounding the plasma chamber.

상기 자장 인가 수단은 전원 인가 수단과 연결되며, 상기 전원 인가 수단을 통하여 인가되는 전원의 전류를 조절하여 플라즈마 포텐셜을 조절할 수 있다. The magnetic field applying means may be connected to a power applying means, and the plasma potential may be adjusted by controlling a current of a power applied through the power applying means.

상기 그리드 어셈블리는 최상부로부터 제 1, 제 2 및 제 3 그리드의 3개의 그리드를 포함하며, 각각 일정 간격 이격되는 것이 바람직하다. The grid assembly comprises three grids of first, second and third grids from the top, each of which is preferably spaced apart.

상기 제 1 그리드는 양(+) 전압, 제 2 그리드는 OV, 제 3 그리드는 양(+) 전압이 인가되어 이온빔을 추출하며, 상기 제 1 그리드는 제 3 그리드보다 높은 전압을 갖는 것이 바람직하다. Preferably, the first grid has a positive voltage, the second grid has an OV, and the third grid has a positive voltage to extract the ion beam, and the first grid has a higher voltage than the third grid. .

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 원자층 식각 장치는 플라즈마의 포텐셜을 조절하여 피식각 기판에 물리적 전기적 손상을 입히지 않으며, 효과적으로 원자층 식각을 수행하는 것이 가능하다. As described above, according to the present invention, the atomic layer etching apparatus of the present invention does not cause physical electrical damage to the etched substrate by adjusting the potential of the plasma, and it is possible to perform atomic layer etching effectively.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치를 설명하기 위한 단면 개념도. 1 is a schematic exploded perspective view for explaining an atomic layer etching apparatus using a neutral beam according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional conceptual view illustrating an atomic layer etching apparatus using a neutral beam according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조하여 이하에서 설명되는 실시예들을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다. The features and acts of the present invention will become apparent from the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또한 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다. 또한, 도면에 개시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다. 그리고, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is made with the intention of describing preferred embodiments of the invention, and does not represent the only forms in which the invention may be practiced. It should be noted that the same and equivalent functions included in the spirit or scope of the present invention may be achieved by other embodiments. In addition, certain features disclosed in the drawings are enlarged for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details. In addition, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant description of the same components is omitted.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치를 설명하기 위한 단면 개념도이다. 1 is a schematic exploded perspective view illustrating an atomic layer etching apparatus using a neutral beam according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an atomic layer etching apparatus using a neutral beam according to an embodiment of the present invention Cross-sectional conceptual diagram.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치는 플라즈마 챔버(11)에서 발생된 플라즈마에서 가속된 이온이 이온 빔으로 추출되고, 추출된 이온빔을 중성빔으로 중성화하여 피식각 기판의 특정 물질층을 식각한다. 1 and 2, in an atomic layer etching apparatus using a neutral beam according to an exemplary embodiment of the present invention, accelerated ions are extracted as an ion beam from a plasma generated in the plasma chamber 11, and the extracted ion beam is neutralized. Neutralization with a beam etches a particular layer of material from the substrate to be etched.

상기 플라즈마 챔버(11)는 상단에 설치된 가스 공급관(12)을 통하여 각종 반응 가스를 공급받고, 각종 반응 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 것으로, 원통형의 내부 공간을 구비할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 상기 플라즈마 챔버(11)의 형상을 제한하는 것은 아니며, 각종 반응 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시켜 이온빔을 추출할 수 있으면 만족할 것이다.
The plasma chamber 11 is supplied with various reaction gases through a gas supply pipe 12 provided at an upper end thereof, and generates plasma using various reaction gases, and may have a cylindrical inner space. On the other hand, the present invention does not limit the shape of the plasma chamber 11, and it will be satisfied if the ion beam can be extracted by generating plasma using various reaction gases.

상기 플라즈마 챔버(11)의 외벽에는 유도 코일(13)이 설치된다. 상기 유도 코일(13)은 RF 매치박스(13a)에 전기적으로 연결되고, 상기 RF 매치박스(13a)는 RF 파워 서플라이(13b)와 전기적으로 연결된다. 상기 RF 파워 서플라이(13b)를 통하여 상기 유도 코일(13)에 전원이 인가되면, 플라즈마 챔버(11) 내부로 전기장이 유도되며, 유도된 전기장은 플라즈마를 유도한다.
An induction coil 13 is installed on the outer wall of the plasma chamber 11. The induction coil 13 is electrically connected to the RF match box 13a, and the RF match box 13a is electrically connected to the RF power supply 13b. When power is applied to the induction coil 13 through the RF power supply 13b, an electric field is induced into the plasma chamber 11, and the induced electric field induces plasma.

상기 유도 코일(13)의 외곽에는 상기 플라즈마 챔버(11) 내부에 자기장을 인가하는 자장 인가 수단(14)이 설치된다. 상기 자장 인가 수단(14)은 상기 유도 코일(13)의 외곽에서 상기 플라즈마 챔버(11)를 감싸며, 인가되는 전원에 따라 자기장을 형성하는 전자석으로 이루어질 수 있다. 이러한 자장 인가 수단(14)은 전원 인가를 위하여 전원 인가 수단(14a)과 연결될 수 있으며, 상기 전원 인가 수단(14a)은 공급되는 전원의 전류를 조절하는 것이 가능하다. Magnetic field applying means 14 for applying a magnetic field in the plasma chamber 11 is provided outside the induction coil 13. The magnetic field applying means 14 may be formed of an electromagnet that surrounds the plasma chamber 11 outside the induction coil 13 and forms a magnetic field according to the applied power. The magnetic field applying means 14 may be connected to the power applying means 14a for applying power, and the power applying means 14a may adjust the current of the supplied power.

이러한 자장 인가 수단(14)은 전원 인가 수단(14a)을 통하여 전원이 인가되면, 상기 플라즈마 챔버(11) 내부에 자기장을 발생시키게 된다. 또한, 상기 전원 인가 수단(14a)을 통하여 공급되는 전원의 전류를 조절하면, 플라즈마 챔버(11) 내부에 형성되는 자기장의 세기가 조절되고, 따라서, 상기 플라즈마 챔버(11) 내부의 플라즈마 포텐셜을 조절할 수 있다.
The magnetic field applying means 14 generates a magnetic field inside the plasma chamber 11 when power is applied through the power applying means 14a. In addition, when the current of the power supplied through the power applying means 14a is adjusted, the intensity of the magnetic field formed in the plasma chamber 11 is adjusted, and thus, the plasma potential inside the plasma chamber 11 is adjusted. Can be.

상기 플라즈마 챔버(11) 하부에는 전압 인가에 따라 이온빔을 가속하는 그리드 어셈블리(15)가 설치된다. 상기 그리드 어셈블리(15)는 다수의 통공(150)을 구비하는 3개의 그리드(15a, 15b, 15c)가 적층된 형태로 이루어지며, 각 그리드(15a, 15b, 15c)의 통공(150)은 타 그리드의 통공(150)과 각각 대응하는 위치에 형성되는데 이는 이온빔 추출을 위한 이온의 이동 통로로 사용되기 때문이다. A grid assembly 15 is installed below the plasma chamber 11 to accelerate the ion beam in response to application of a voltage. The grid assembly 15 is formed by stacking three grids 15a, 15b, and 15c having a plurality of throughholes 150, and the throughholes 150 of the grids 15a, 15b, and 15c are different from each other. The holes 150 are formed at positions corresponding to the through holes 150 of the grid, respectively, because they are used as moving passages of ions for ion beam extraction.

그리고, 이하에서는 설명의 편의상 상기 그리드 어셈블리(15)의 최상부의 그리드는 제 1 그리드(15a), 중간의 그리드는 제 2 그리드(15b), 최하부의 그리드는 제 3 그리드(15c)로 칭한다. In the following description, the uppermost grid of the grid assembly 15 is referred to as a first grid 15a, the middle grid is referred to as a second grid 15b, and the lowermost grid is referred to as a third grid 15c.

상기 제 1 그리드(15a)에는 수십 내지 수백 V의 높은 양(+)전압을 인가시킬 수 있는 양전압 파워서플라이가 연결된다. 상기 제 2 그리드(15b)는 접지에 의해 0 V의 전압이 인가되게 한다. 상기 제 3 그리드(15c)에는 상기 제 1 그리드(15a)와 동일한 극성의 양(+)전압을 인가하되 제 1 그리드(15a)보다 낮은 전압을 인가함으로써 중성화 과정에서 이온이 높은 에너지를 얻지 못하도록 한다.A positive voltage power supply capable of applying a high positive voltage of tens to hundreds of volts is connected to the first grid 15a. The second grid 15b causes a voltage of 0 V to be applied by ground. A positive voltage having the same polarity as that of the first grid 15a is applied to the third grid 15c, but a voltage lower than that of the first grid 15a is applied to prevent ions from obtaining high energy during the neutralization process. .

또한, 상기 제 1 그리드(15a) 및 제 2 그리드(15b) 사이, 제 2 그리드(15b) 및 제 3 그리드(15c)의 사이에는 절연 물질로 이루어지는 절연체(15d)가 삽입되며, 상기 절연체(15d)는 상기 제 1, 제 2, 제 3 그리드(15c)의 통공(150)이 연결될 수 있도록 하는 통공(150)이 설치되어 있다. In addition, an insulator 15d made of an insulating material is inserted between the first grid 15a and the second grid 15b and between the second grid 15b and the third grid 15c, and the insulator 15d is provided. ) Is provided with a through hole 150 through which the through hole 150 of the first, second and third grids 15c can be connected.

상기 절연체(15d)는 유전상수가 3 내지 5 정도 되는 옥사이드계나 유전상수가 6 내지 9 정도가 되는 나이트라이드계 또는 유전상수가 수십에 이르는 강유전체 물질을 단일 또는 혼합시켜 사용된다.
The insulator 15d may be used as a single or a mixture of oxide-based dielectric constants of about 3 to 5, nitride-based dielectric constants of about 6 to 9, or ferroelectric materials of several tens of dielectric constants.

상기 그리드 어셈블리(15)의 하단에는 상기 그리드 어셈블리(15)에 의하여 추출된 이온빔에 전자를 공급하여 중성빔으로 전화시키는 반사체(16)가 밀착·설치된다. At the lower end of the grid assembly 15, a reflector 16 which supplies electrons to the ion beam extracted by the grid assembly 15 and converts it into a neutral beam is closely attached to and installed.

이러한 상기 반사체(16)는 이온빔의 진행 경로 상에 다수의 슬릿(16a)을 구비한다. 상기 슬릿(16a)을 통하여 이온빔이 반사되는 동안 중성빔으로 전환된다. 또한, 상기 슬릿은 상기 이온빔의 입사 라인에 대하여 5°내지 15° 경사진 상태로 설치되는데, 이는 상기 제 1, 제 2, 제 3 그리드(15c)의 통공(150)을 지나온 이온빔 전체를 중성화하기 위함이다. The reflector 16 has a plurality of slits 16a on the traveling path of the ion beam. The ion beam is converted into a neutral beam while the ion beam is reflected through the slit 16a. In addition, the slit is installed in an inclined state of 5 ° to 15 ° with respect to the incident line of the ion beam, which neutralizes the entire ion beam passing through the through hole 150 of the first, second and third grids 15c. For sake.

또한, 반사체(16)는 적어도 그 표면이 실리콘, 실리콘 산화물 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. In addition, the reflector 16 may have at least a surface of silicon, silicon oxide, or a metallic material.

또한, 상기 반사체(16)는 상기 제 3 그리드(15c)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가됨으로써 통과되는 이온의 에너지가 계속 유지될 수 있다.
In addition, the reflector 16 may maintain the energy of ions passing through the same voltage is applied to the third grid (15c).

이하에서는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 중성빔을 이용한 원자층 식각 장치의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the atomic layer etching apparatus using the neutral beam according to the embodiment of the present invention described above.

우선, 가스 공급관(12)을 통하여 상기 플라즈마 챔버(11) 내부로 반응 가스를 공급한다. First, a reaction gas is supplied into the plasma chamber 11 through a gas supply pipe 12.

반응 가스가 공급되면, 상기 RF 파워 서플라이(13b)를 통하여 유도 코일(13)에 전원을 인가하여 상기 플라즈마 챔버(11) 내부에 전기장을 유도하고, 유도된 전기장에 의하여 상기 플라즈마 챔버(11) 내부에는 플라즈마가 발생한다. 이러한 플라즈마 내에는 다수의 이온 입자 및 중성 입자가 존재하게 된다. When the reaction gas is supplied, power is supplied to the induction coil 13 through the RF power supply 13b to induce an electric field inside the plasma chamber 11, and inside the plasma chamber 11 by the induced electric field. The plasma is generated. In such a plasma, a plurality of ion particles and neutral particles are present.

상기 플라즈마 챔버(11) 내부에 플라즈마가 발생하면, 상기 자장 인가 수단(14)에 전원 인가 수단(14a)을 통하여 전원을 공급하여 플라즈마 챔버(11) 내부에 자기장을 형성한다. 이때, 상기 자기장은 플라즈마 챔버(11) 내부에 형성된 플라즈마를 이루는 입자들의 포텐셜에 영향을 미친다. When plasma is generated in the plasma chamber 11, power is supplied to the magnetic field applying means 14 through the power applying means 14a to form a magnetic field in the plasma chamber 11. In this case, the magnetic field affects the potential of the particles forming the plasma formed in the plasma chamber 11.

자기장이 형성되면, 상기 전원 인가 수단(14a)을 통하여 공급되는 전원의 전류를 조절하여, 플라즈마 챔버(11) 내부의 자기장의 세기를 조절하여, 상기 플라즈마 챔버(11) 내부의 플라즈마를 이루는 입자들의 포텐셜을 50eV 이하로 조절한다.
When the magnetic field is formed, by controlling the current of the power supplied through the power applying means 14a, by controlling the intensity of the magnetic field in the plasma chamber 11, the particles of the plasma in the plasma chamber 11 Adjust the potential below 50 eV.

상기와 같이 플라즈마 포텐셜을 낮춘 후, 상기 그리드 어셈블리(15)를 통하여 플라즈마 내의 이온을 이온빔의 형태로 추출한다. After lowering the plasma potential as described above, ions in the plasma are extracted in the form of an ion beam through the grid assembly 15.

이때, 상기 그리드 어셈블리(15)의 각 그리드는 하기와 같이 전원이 인가된다. At this time, each grid of the grid assembly 15 is powered as follows.

우선, 최상부의 제 1 그리드(15a)에는 수십 내지 수백 V의 높은 양(+)전압을 인가하여, 플라즈마 내에 존재하는 이온 물질들이 이온빔으로 추출된다. First, a high positive voltage of tens to hundreds of volts is applied to the uppermost first grid 15a so that ionic materials existing in the plasma are extracted into the ion beam.

그리고, 중간부의 제 2 그리드(15b)는 접지에 의하여 OV의 전압이 인가되는데, 상기 제 1 그리드(15a)를 통하여 추출된 이온빔이 가속되는 것을 방지한다. In addition, a voltage of OV is applied to the second grid 15b of the intermediate part by the ground, thereby preventing the ion beam extracted through the first grid 15a from being accelerated.

또한, 최하부의 제 3 그리드(15c)는 상기 제 1 그리드(15a)와 동일한 극성의 양(+)전압이 인가되지만, 상기 제 1 그리드(15a)보다 낮은 전압이 인가되어, 상기 제 2 그리드(15b)를 통과한 이온빔이 높은 에너지를 얻지 못하도록 한다.
In addition, although the lowermost third grid 15c is applied with a positive voltage having the same polarity as the first grid 15a, a voltage lower than that of the first grid 15a is applied to the second grid 15c. The ion beam passing through 15b) is prevented from obtaining high energy.

이와 같이, 상기 그리드 어셈블리(15)에 의하여 추출된 이온빔은 상기 반사체(16)와 충돌하여 반사된다. 상기 반사체(16)와 충돌한 이온빔은 상기 반사체(16)를 통하여 전자를 획득하게 되고, 이에 따라 중성빔으로 전환된다.
As such, the ion beam extracted by the grid assembly 15 is reflected by colliding with the reflector 16. The ion beam collided with the reflector 16 acquires electrons through the reflector 16 and is thus converted into a neutral beam.

상기 이온빔이 전자를 획득하여 중성화된 중성빔은 피식각 물질로 조사된다. The neutral beam neutralized by the ion beam obtaining electrons is irradiated with an etched material.

조사된 중성빔은 피식각 물질의 표면과 충돌하게 되며, 이러한 충돌에 의하여 피식각 물질 표면을 식각하게 된다. The irradiated neutral beam collides with the surface of the material to be etched, thereby etching the surface of the material to be etched.

이때, 상기 중성빔을 이루는 물질은 자체 에너지가 50eV 이하로 조절되어 피식각 물질 표면에서 스퍼터링 현상을 발생시키지 않으며, 표면의 물질층만을 식각하게 된다.
In this case, the material forming the neutral beam does not generate sputtering on the surface of the material to be etched because its energy is adjusted to 50 eV or less, and only the material layer on the surface is etched.

11; 플라즈마 챔버 12; 가스 공급관
13; 유도 코일 13a; RF 매치 박스
13b; RF 파워 서플라이 14; 자장 인가 수단
14a; 전원 인가 수단 15; 그리드 어셈블리
15a; 제 1 그리드 15b; 제 2 그리드
15c; 제3 그리드 15d; 절연체
150; 통공 16; 반사체11; Plasma chamber 12; Gas supply pipe
13; Induction coil 13a; RF match box
13b; RF power supply 14; Means for authorizing hush
14a; Power supply means 15; Grid assembly
15a; First grid 15b; Second grid
15c; Third grid 15d; Insulator
150; Through 16; reflector

Claims (5)

플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 외부를 감싸며 전기장을 발생시켜 플라즈마 챔버 내부에 플라즈마를 유도하는 유도 코일;
상기 유도 코일의 외곽에서 상기 플라즈마 챔버 내부에 자기장을 인가하는 자장 인가 수단;
상기 플라즈마 챔버 하부에서 이온빔을 추출하도록 하는 그리드 어셈블리; 및
상기 그리드 어셈블리 하부에서 이온빔에 전자를 공급하여 중성빔으로 전환시키는 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 식각 장치. A plasma chamber;
An induction coil surrounding the outside of the plasma chamber and generating an electric field to induce plasma into the plasma chamber;
Magnetic field applying means for applying a magnetic field inside the plasma chamber outside the induction coil;
A grid assembly for extracting an ion beam below the plasma chamber; And
And a reflector for supplying electrons to the ion beam under the grid assembly and converting the electron beam into a neutral beam. 제 1항에 있어서,
상기 자장 인가 수단은 상기 플라즈마 챔버를 감싸는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자층 식각 장치. The method of claim 1,
The magnetic field applying means is an atomic layer etching apparatus, characterized in that made of an electromagnet surrounding the plasma chamber. 제 2항에 있어서,
상기 자장 인가 수단은 전원 인가 수단과 연결되며,
상기 전원 인가 수단을 통하여 인가되는 전원의 전류를 조절하여 플라즈마 포텐셜을 조절하는 것을 특징으로 하는 원자층 식각 장치. The method of claim 2,
The magnetic field applying means is connected with the power applying means,
An atomic layer etching apparatus, characterized in that for controlling the plasma potential by controlling the current of the power applied through the power applying means. 제 1항에 있어서,
상기 그리드 어셈블리는 최상부로부터 제 1, 제 2 및 제 3 그리드의 3개의 그리드를 포함하며, 각각 일정 간격 이격되는 것을 특징으로 하는 원자층 식각 장치. The method of claim 1,
The grid assembly comprises three grids of first, second and third grids from the top, each of which is spaced apart by a predetermined interval. 제 4항에 있어서,
상기 제 1 그리드는 양(+) 전압, 제 2 그리드는 OV, 제 3 그리드는 양(+) 전압이 인가되어 이온빔을 추출하며,
상기 제 1 그리드는 제 3 그리드보다 높은 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 원자층 식각 장치.
The method of claim 4, wherein
The first grid is a positive voltage, the second grid is OV, the third grid is applied a positive voltage to extract the ion beam,
And the first grid has a higher voltage than the third grid.
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