KR20110098693A - 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비 - Google Patents

저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비 Download PDF

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염근영
박병재
강세구
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 차세대 나노소자 제작시 나노소자의 저손상 공정이 가능하거나, 고유전 물질을 게이트 절연막으로 이용함으로써 발생되는 게이트 리세스를 발생시키지 않거나, 차세대 나노소자 공정에 발생될 수 있는 물리적 전기적 손상을 크게 개선시키거나, 정확한 식각 조절이 가능하고, 딥 식각, 중성빔 식각 및 중성빔 원자층 식각이 인시투(in-situ)로 이루어질 수 있는 식각 장비가 제공된다.

Description

저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비{Next generation nano-device etching apparature for lower-damage process}
본 발명은 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비에 관한 것이다.
최근, 반도체소자의 고집적화에 대한 요구가 계속되어짐에 따라, 반도체 집적회로의 설계에서 디자인룰이 더욱 감소되어 0.09㎛ 이하의 임계치수가 요구되기에 이르렀다.
현재 이러한 나노미터급 반도체 소자를 구현하기 위한 장비로서 고밀도 플라즈마 장치, 반응성 이온빔 장치 등의 장비(이하, 이온빔 소오스 라함)가 사용되고 있다. 그러나, 이러한 장비에서는 식각 공정을 수행하기 위한 다량의 이온들이 존재하고, 이들 이온들이 수백 eV의 에너지로 반도체 기판 또는 반도체 기판 상의 특정 물질층에 충돌되기 때문에 반도체 기판이나 이러한 특정 물질층에 물리적, 전기적 손상을 야기시킨다.
물리적 손상의 예로서는, 플라즈마 발생 챔버에서 발생하는 이온들과 충돌되는 결정성의 기판 또는 특정 물질층의 표면이 비정질층으로 전환되기도 하고, 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(chargeup) 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.
나노미터급 반도체소자에 있어서, 이러한 이온에 의한 물리적, 전기적 손상 등은 소자의 신뢰성을 저하시키고, 나아가서는 생산성을 감소시키는 원인이 된다. 따라서, 향후 반도체소자의 고집적화와 그에 따른 디자인룰의 감소 추세에 대응하여 적용될 수 있는 새로운 개념의 반도체 식각 장치에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 차세대 나노소자 제작시 나노소자의 저손상 공정이 가능한 식각 장비를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고유전(High-K) 물질을 게이트 절연막으로 이용함으로써 발생되는 게이트 리세스를 발생시키지 않는 식각 장비를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차세대 나노소자 공정에 발생될 수 있는 물리적 전기적 손상을 크게 개선시키고, 정확한 식각 조절이 가능한 식각 장비를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 딥 식각, 중성빔 식각 및 중성빔 원자층 식각 중 적어도 2 이상의 단계가 인시투(in-situ)로 이루어질 수 있는 식각 장비를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버 및 중성빔 원자층 식각 챔버 중에서 선택되는 2종의 식각 챔버, 또는 상기 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버 및 중성빔 원자층 식각 챔버 모두를 포함하는 식각 장비가 제공된다.
상기 식각 장비는 상기 선택된 2종의 식각 챔버, 또는 상기 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버 및 중성빔 원자층 식각 챔버가 연결된 트랜스퍼 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 트랜스퍼 챔버는 상기 각각의 식각 챔버들이 클러스터(cluster) 형으로 연결된 것일 수 있다.
또한, 상기 식각 장비는 상기 트랜스퍼 챔버와 연결된 로드락 챔버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 식각 장비는 상기 각각의 식각 챔버들, 상기 트랜스퍼 챔버 및 상기 로드락 챔버를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 딥 식각 챔버는 RIE(reactive ion etching), ICP(induced coupled plasma) 및 CCP(capacitive coupled plasma) 중 어느 하나의 방식일 수 있다.
상기 중성빔 식각 챔버는 플라즈마 소스, 가속 그리드, 추출 그리드, 접지 그리드 및 반사판을 포함할 수 있다.
상기 중성빔 원자층 식각 챔버는 이그니터(ignitor), 플라즈마 소스, 가속 그리드, 추출 그리드, 접지 그리드, 반사판, 오토 셔터 및 샤워 링을 포함할 수 있다.
상기 식각 장비는 일 예로, MOSFET(metal-oxide semiconductor field effect transistor) 소자의 게이트를 식각하는 데 적용될 수 있다.
본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 본 발명에 의하면, 차세대 나노소자 제작시 나노소자의 저손상 공정이 가능한 식각 장비을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고유전 물질을 게이트 절연막으로 이용함으로써 발생되는 게이트 리세스를 발생시키지 않는 식각 장비를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 차세대 나노소자 공정에 발생될 수 있는 물리적 전기적 손상을 크게 개선시키고, 정확한 식각 조절이 가능한 식각 장비를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 딥 식각, 중성빔 식각 및 중성빔 원자층 식각이 인시투(in-situ)로 이루어질 수 있는 식각 장비를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비의 개략도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 식각 장비 중 중성빔 식각 챔버의 개략도를 도시하고 있다.
도 3은 도 1의 식각 장비 중 중성빔 원자층 식각 챔버의 개략도를 도시하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비의 개략도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 식각 장비 중 중성빔 식각 챔버의 개략도를 도시하고 있다.
도 3은 도 1의 식각 장비 중 중성빔 원자층 식각 챔버의 개략도를 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비를 설명하면, 상기 식각 장비(1000)는 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300)를 포함하고 있다.
다만, 도 1에서는 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300)를 모두 포함하는 식각 장비를 도시하였으나, 도 1에 제시된 식각 장비는 본 발명의 식각 장비의 일 예시에 불과하다. 따라서, 본 발명의 식각 장비는 상기 딥 식각 챔버(100), 상기 중성빔 식각 챔버(200) 및 상기 중성빔 원자층 식각 챔버(300) 중에서 선택되는 2종의 식각 챔버를 구비한 식각 장비를 포함한다. 즉, 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버 및 중성빔 원자층 식각 챔버 중 어느 하나가 생략된 구성으로 식각 장비를 구현할 수도 있다. 그러나, 이하에서는 도 1에서 도시된 식각 장비(1000)를 기준으로 구체적인 구성을 설명하기로 한다.
상기 식각 장비(1000)는 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300)와 연결된 트랜스퍼 챔버(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 식각 장비(1000)는 상기 트랜스퍼 챔버(400)와 연결된 로드락 챔버(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 식각 장비(1000)는 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200), 중성빔 원자층 식각 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(400) 및 로드락 챔버(500)를 제어하는 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 딥 식각 챔버(100)는 통상적인 식각 챔버로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 딥 식각 챔버(100)는 RIE(reactive ion etching), ICP(induced coupled plasma) 및 CCP(capacitive coupled plasma) 등과 같은 고밀도 플라즈마(high density plasma) 식각 챔버로 이루질 수 있다.
상기 중성빔 식각 챔버(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 플라즈마 소스(210), 제1그리드(220), 제2그리드(230), 제3그리드(240) 및 반사판(reflector)(250)을 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 소스(210)는 유도 결합형 플라즈마 소스(inductively cooupled plasma source)가 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 유도 결합형 플라즈마 소스는 6인치의 면적에 13.56.Mhz의 주파수를 가지는 RF 파워를 인가할 수 있다.
상기 플라즈마 소스(210)는 구체적으로 메인 챔버(212), RF 코일(214), 가스 주입구(216) 및 전원부(218)를 구비할 수 있다.
상기 메인 챔버(212)는 그 내부에 플라즈마를 발생시키는 공간을 제공하며, 그 하부는 상기 플라즈마에서 이온빔(260)(예컨대, 양이온의 유동)이 이후 설명될 제1그리드(220) 방향으로 추출되도록 개방되어 있을 수 있다.
상기 RF 코일(214)은 상기 메인 챔버(212)의 상부 표면상에 배치될 수 있으며, 상기 전원부(218)와 연결되어 상기 전원부(218)로부터 인가된 RF 파워로 상기 메인 챔버(212) 내부에서 플라즈마를 발생시키는 역할을 한다.
상기 가스 주입구(216)는 상기 메인 챔버(212)에 연결되며, 상기 메인 챔버(212) 내부로 플라즈마를 발생시킬 수 있는 소스 가스(source gas)를 포함하는 가스를 주입하는 역할을 한다.
상기 전원부(218)는 상기 RF 코일(214)과 전기적으로 연결되어, 상기에서 상술한 바와 같이 상기 RF 코일(214)에 파워를 제공하는 역할을 한다. 이때, 상기 전원부(218)는 메칭 박스(matching box)(미도시)와 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1그리드(220)는 상기 메인 챔버(212)와 대응되도록 구비된다. 구체적으로 상기 제1그리드(220)는 상기 메인 챔버(212)의 하부에 일정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
상기 제1그리드(220)는 상기 메인 챔버(212) 내부에 발생된 플라즈마로부터 이온빔(260)을 추출하는 역할을 한다. 즉, 상기 제1그리드(220)는 양 바이어스 전압(positive bias voltage)(222)이 인가되며, 상기 메인 챔버(212) 내부에 발생된 플라즈마로부터 이온빔(260)이 추출되어 가속된다. 이때, 상기 제1그리드(220)에 가해지는 양 바이어스 전압의 크기에 따라 상기 이온빔(260)의 가속 에너지가 결정된다. 상기 제1그리드(220)는 가속 그리드(acceleration grid)로 불릴 수 있다.
상기 제2그리드(230)는 상기 제1그리드(220)의 하부, 바람직하게는 일정 간격으로 이격되어 위치될 수 있다.
상기 제2그리드(230)는 상기 제1그리드(220)에 의해 추출된 이온빔(260)을 제어하는 역할을 한다. 즉, 상기 제2그리드(230)는 음 바이어스 전압(negative bias voltage)(232)이 인가되며, 상기 제1그리드(220)를 통과한 이온 빔(260)을 제어하는 역할을 한다. 상기 제2그리드(230)는 포커싱 그리드(focusing grid)일 수 있다.
상기 제3그리드(240)은 상기 제2그리드(230)의 하부, 바람직하게는 일정 간격으로 이격되어 위치될 수 있다.
상기 제3그리드(240)는 챔버 등에 접지(242)될 수 있다.
이때, 상기 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)는 각각 그래파이트(graphite)를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)는 각각 홀들(224,234,244)을 구비하고 있으며, 상기 홀들(224,234,244)을 통해 상기 이온 빔(260)이 통과할 수 있도록 상기 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)를 배열한다.
상기 반사판(250)은 상기 플라즈마에서 추출된 이온 빔(260), 정확하게는 양 이온을 중화시켜 주는 역할을 한다. 즉, 상기 이온 빔(260)이 상기 반사판(250)과 반응(ion-surface neutalization)하여 중성화되어 중성 빔(270)을 형성한다.
상기 반사판(250)은 상기 이온 빔(240)에 대해 경사지도록 구비된다. 이때, 상기 반사판(250)의 각도는 상기 반사판(250)의 표면에서의 반응, 즉, 상기 이온 빔(260)을 중성 빔(270)으로 변경시키는 반응 과정에서의 손실 정도 및 중성화율에 크게 영향을 주는 변수로, 바람직하게는 주로 5°의 경사를 이룬다. 또한 상기 반사판(250)은 상기 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)의 각각의 홀들(224,234,244)에 대응되도록, 바람직하게는 1:1로 정합되어 대응되도록 구비할 수 있다. 이는 상기 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)의 각각의 홀들(224,234,244)을 통과한 이온 빔(250)이 상기 반사판(250)과 반응 없이 통과하지 못하도록 하기 위해서이다. 이때, 상기 반사판(250)은 상기 홀들(224,234,244)의 크기에 따라 상기 반사판(250)의 각도로 계산하여 상기 반사판(250)의 너비를 조절해줄 수 있다.
한편, 도 2에서는 상기 반사판(250)이 기판(미도시) 등이 안착되는 기재(substrate)(280)에 대해 수직하도록 배치되고, 이로 인해 상기 플라즈마 소스(210), 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)가 경사진 것으로 도시하고 있으나, 상기 기재(280) 및 반사판(250)이 경사지고, 상기 플라즈마 소스(210), 제1그리드(220), 제2그리드(230) 및 제3그리드(240)는 수직하여 구비될 수도 있다.
또한 도 2에 도시된 상기 중성빔 식각 챔버(200)는 그 구성 요소인 상기 플라즈마 소스(210), 제1그리드(220), 제2그리드(230), 제3그리드(240) 및 반사판(250) 만을 도시하고 있으나, 상기 플라즈마 소스(210), 제1그리드(220), 제2그리드(230), 제3그리드(240) 및 반사판(250)을 수용하는 외부 챔버(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 외부 챔버(미도시)에 연결되며, 상기 외부 챔버(미도시) 내부를 배기할 수 있는 진공 펌프(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 중성빔 원자층 식각 챔버(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 중성빔 소스(310), 오토메틱 셔터(automatic shutter)(320) 및 샤워 링(shower ring)(330)을 포함할 수 있다.
상기 중성빔 원자층 식각 챔버(300)는 기재(340) 및 외부 챔버(350)를 더 포함할 수 있다.
상기 중성빔 소스(310)는 기본적으로 도 2를 참조하여 설명한 상기 중성빔 식각 챔버(200)의 상기 플라즈마 소스(210), 제1그리드(220), 제2그리드(230), 제3그리드(240) 및 반사판(250)으로 이루어져 있으므로 자세한 설명을 생략한다. 다만, 상기 중성빔 소스(310)는 상기 중성빔 소스(310)의 상부에 이그니터(312)를 더 포함하고 있다는 점에서 차이가 있다. 상기 이그니터(312)는 제2공정 가스를 주입하기 위한 구성이며, 상기 이그니터(312)를 통해 상기 제2공정 가스를 주입함으로써 상기 중성빔 소스(310)에서 생성되는 플라즈마의 온/오프(on/off)가 빠른 시간에 동작될 수 있게 하였다.
상기 오토메틱 셔터(320)는 상기 중성빔 소스(310)의 하부에 위치, 바람직하게는 상기 중성빔 소스(310)와 상기 기재(substrate)(340) 사이에 위치할 수 있다.
상기 오토메틱 셔터(320)는 상기 중성빔 소스(310)에서 발생된 중성빔이 상기 기재(340)(정확하게는 상기 기재(340) 상에 안착된 기판(미도시)) 상에 조사되는 시간을 조절하는 기능을 한다.
상기 샤워 링(330)은 상기 오토메틱 셔터(320)의 하부, 정확하게는 상기 오토메틱 셔텨(320)와 기재(340) 사이에 위치할 수 있다.
상기 샤워 링(330)은 상기 기재(340)의 표면(정확하게는 상기 기재(340) 상에 안착된 기판(미도시)의 표면) 상에 제1공정 가스를 공급하는 역할을 한다.
상기 외부 챔버(350)는 상기 중성빔 소스(310), 오토메틱 셔터(320), 샤워 링(330) 및 기재(340)를 수용하면서 외부로부터 그 내부를 밀폐하는 역할을 한다. 상기 외부 챔버(350)는 상기 외부 챔버(350) 내부를 배기하는 진공 펌프(미도시)로 연결된 배기구(352)를 포함할 수 있다. 이때 상기 도 2를 참조하여 설명한 외부 챔버(미도시)도 상기 도 3을 참조하여 설명한 외부 챔버(350)와 동일한 형태로 구비될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 트랜스퍼 챔버(400)는 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300)를 연결하되, 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300)를 클러스터(cluster) 형으로 연결하는 역할을 한다.
즉, 상기 트랜스퍼 챔버(400)는 적어도 3면을 구비하여 각 면에 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300)와 연결되되, 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300) 간에 기판(미도시)을 이송할 때, 각 챔버들의 내부가 외부에 노출되지 않도록 하는 역할을 한다. 상기 트랜스퍼 챔버(400)는 그 내부에 이송 장치(미도시)를 구비하여 상기 각 챔버들(200,300,400)과 이후 설명될 로드락 챔버(500) 사이에 기판을 이송할 수 있도록 할 수 있다.
상기 로드락 챔버(500)는 상기 트랜스퍼 챔버(400)에 연결되어 있다.
상기 로드락 챔버(500)는 외부로부터 내부를 보호하면서, 외부로부터 기판(미도시) 등의 피처리물을 상기 식각 장비(1000) 내부로 장입하는 역할을 한다.
상기 제어부(600)는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 장비(1000)를 전체적으로 제어하는 기능을 한다. 즉, 상기에서 상술한 바와 같이 상기 제어부(600)는 상기 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200), 중성빔 원자층 식각 챔버(300) 트랜스퍼 챔버(400) 및 로드락 챔버(500) 각각 또는 각 챔버들을 동시에 제어하는 역할을 할 수 있다.
상기 제어부(600)는 도 1에서 자세히 도시하지 않았지만, 상기 식각 장비(1000)를 제어하는 제어 버튼들(미도시), 제어 상태 등을 사용자에게 보여주는 표시 소자(미도시), 전원을 공급하는 파워 서플라이(미도시) 등을 구비할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 클러스터 챔버(400)을 중심으로 배열된 각각의 식각 챔버들(100,200,300), 로드락 챔버(500) 및 제어부(600)의 위치는 예시적인 것이며, 다양한 실시예에 따라 그 상대적인 위치가 변경될 수 있음은 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저손상 공정을 위한 차세대 나노소자용 식각 장비(1000)는 딥 식각 챔버(100), 중성빔 식각 챔버(200) 및 중성빔 원자층 식각 챔버(300) 중에서 선택되는 적어도 2개의 독립된 챔버를 구비하고, 각각의 특성에 맞는 식각을 담당할 수 있다. 따라서, 피처리물에 요구되는 2 이상의 식각 공정을 하나의 식각 장비 내에서 인시투(in-situ)로 처리할 수 있으므로 대기 중의 오염 등으로 인한 소자 특성 저하 등을 최소화시킬 수 있고, 공정 시간 등의 단축 효과 등을 이룰 수 있다.
일 예로서, 상기 식각 장비(1000) 내부로 피처리물인 기판이 장입된 경우, 제1 식각 과정에서 피처리물의 특성 손상이 중요한 문제로 부각되지 않는다면 상기 딥 식각 챔버(100)를 이용하여 빠른 식각 공정을 수행한 후, 제2 식각 공정에서 중성빔 식각 챔버(200) 및/또는 중성빔 원자층 식각 챔버(300)를 이용하여 피처리물에 물리적, 기계적 손상이 없도록 정교한 식각 공정을 실시할 수 있다.
따라서, 상기 식각 장비(1000)는 피처리물의 특성에 따라 선별적인 식각 공정을 인시투로 수행할 수 있고, 차세대 나노소자 공정 적용시 공정 중 발생될 수 있는 물리적, 전기적 손상을 크게 개선할 수 있으며, 정확한 식각 조절이 가능하도록 해준다. 즉, 기존의 고밀도 플라즈마 식각 장비로써는 이룰 수 없거나 이루기 힘든 수 Å 두께의 얇은 박막의 정확한 식각 공정을 이룰 수 있도록 한다.
특히, 상기 식각 장비(1000)는 차세대 MOSFET(metal-oxide semiconductor field effect transistor) 소자의 게이트 리세스(gate recess) 공정에 적용될 수 있다. 현재 고유전 물질이 게이트 절연막(gate dielectric)으로 주요 사용됨에 따라 더욱 문제 시 되고 있는 게이트 리세스 공정의 문제점(예컨대, 고유전 물질로 이루어진 게이트 절연막의 언더컷(under cut) 형상 및 PID(plasma induced damage) 등을 상기 식각 장비(1000)로 해결할 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 딥 식각 챔버 200 : 중성빔 식각 챔버
300 : 중성빔 원자층 식각 챔버 400 : 트랜스퍼 챔버
500 : 로드락 챔버 600 : 제어부
210 : 플라즈마 소스 220 : 제1 그리드
230 : 제2 그리드 240 : 제3 그리드
250 : 반사판 260 : 이온 빔
270 : 중성 빔 280 : 기재
310 : 중성 빔 소스 320 : 오토메틱 셔터
330 : 샤워 링 340 : 기재
350 : 외부 챔버

Claims (9)

  1. 고밀도 플라즈마를 발생시키며, 이를 이용하여 피처리물을 식각하는 딥 식각 챔버;
    중성빔을 발생시키며, 이를 이용하여 피처리물을 식각하는 중성빔 식각 챔버; 및
    중성빔을 발생시키며, 이를 이용하여 피처리물을 식각하되 원자층으로 식각하는 중성빔 원자층 식각 챔버 중에서 선택되는 2종의 식각 챔버를 구비하며,
    상기 2종의 식각 챔버가 연결된 트랜스퍼 챔버를 포함하는 식각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식각 장치는,
    상기 트랜스퍼 챔버와 연결된 로드락 챔버; 및
    상기 2종의 식각 챔버, 상기 트랜스퍼 챔버 및 상기 로드락 챔버를 제어하는 제어부를 더 포함하는 식각 장치.
  3. 고밀도 플라즈마를 발생시키며, 이를 이용하여 피처리물을 식각하는 딥 식각 챔버;
    중성빔을 발생시키며, 이를 이용하여 피처리물을 식각하는 중성빔 식각 챔버;
    중성빔을 발생시키며, 이를 이용하여 피처리물을 식각하되 원자층으로 식각하는 중성빔 원자층 식각 챔버; 및
    상기 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버 및 중성빔 원자층 식각 챔버가 연결된 트랜스퍼 챔버를 포함하는 식각 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 식각 장치는,
    상기 트랜스퍼 챔버와 연결된 로드락 챔버; 및
    상기 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버, 중성빔 원자층 식각 챔버, 트랜스퍼 챔버 및 로드락 챔버를 제어하는 제어부를 더 포함하는 식각 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 딥 식각 챔버는,
    RIE(reactive ion etching), ICP(induced coupled plasma) 및 CCP(capacitive coupled plasma) 중 어느 하나의 방식인 식각 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 중성빔 식각 챔버는,
    플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;
    상기 플라즈마 소스의 하부에 위치하며, 상기 플라즈마 소스의 플라즈마로부터 이온빔을 추출하는 제1그리드;
    상기 제1그리드 하부에 위치하며, 상기 제1그리드에 의해 추출될 이온빔을 제어하는 제2그리드;
    상기 제2그리드 하부에 위치하며 접지된 제3그리드; 및
    상기 제3그리드 하부에 위치하며, 상기 제1그리드, 제2그리드 및 제3그리드를 통과한 이온빔을 중화시켜 중성빔을 형성하는 반사판을 포함하는 식각 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 중성빔 원자층 식각 챔버는,
    플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;
    상기 플라즈마 소스의 하부에 위치하며, 상기 플라즈마 소스의 플라즈마로부터 이온빔을 추출하는 제1그리드;
    상기 제1그리드 하부에 위치하며, 상기 제1그리드에 의해 추출될 이온빔을 제어하는 제2그리드;
    상기 제2그리드 하부에 위치하며 접지된 제3그리드;
    상기 제3그리드 하부에 위치하며, 상기 제1그리드, 제2그리드 및 제3그리드를 통과한 이온빔을 중화시켜 중성빔을 형성하는 반사판;
    상기 반사판 하부에 위치하며, 중성빔을 조절하는 오토메틱 셔터; 및
    상기 오토매틱 셔터 하부에 위치하는 샤워 링을 포함하는 식각 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 트랜스퍼 챔버는,
    상기 딥 식각 챔버, 중성빔 식각 챔버 및 중성빔 원자층 식각 챔버가 클러스터(cluster) 형으로 연결된 식각 장치.
  9. 제3항에 있어서. 상기 식각 장치는 MOSFET(metal-oxide semiconductor field effect transistor) 소자의 게이트를 식각하는 식각 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016029817A1 (zh) * 2014-08-28 2016-03-03 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 原子层刻蚀装置及采用其的原子层刻蚀方法
CN113517278A (zh) * 2020-06-25 2021-10-19 台湾积体电路制造股份有限公司 集成电路及其形成方法

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