KR100729352B1 - 회전형 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치 - Google Patents

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.

Description

회전형 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치{REFLECTIVE NEUTRAL BEAM ETCHER HAVING ROTATABLE REFLECTOR}

도 1은 종래 기술에 따른 반사형 중성빔 장치를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치의 리플렉터를 도시한 평면도이다.

도 4는 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치의 리플렉터를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 이용하여 형성된 콘택홀을 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100; 고정형 척 200; 회전형 리플렉터

210; 원통형 몸체 220; 금속 반사판

300; 회전 모터

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사형 중성빔 식각 장치에 관한 것이다.

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.

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.

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.

상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명에 따른 반사형 중성빔 식각 장치는 종래 회전형 척 구조 대신에 회전형 리플렉터 구조를 채택한 것을 특징으로 한다.

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.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 리플렉터를 회전시키는 구동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동 장치는 상기 리플렉터의 외벽과 접촉하도록 배치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 척은 회전되지 않는 고정형 척인 것을 특징으로 한다.

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.

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.

이하, 본 발명에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

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.

(실시예)

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 도시한 단면도이다.

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.

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.

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.

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.

상기와 같은 반사형 중성빔 식각 장치를 이용하면 하기 도 5에 도시된 바와 같은 프로파일을 가진 콘택홀을 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 중성빔 식각 장치를 이용하여 형성된 콘택홀을 도시한 단면도이다.

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.

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.

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.

Claims (5)

1. 웨이퍼를 장착하는 척과, 상기 웨이퍼를 향해 수직으로 입사하는 이온빔을 반사시켜 상기 이온빔을 중성화시키는 리플렉터를 갖는 반사형 중성빔 식각 장치에 있어서,

   상기 척은 회전되지 않는 고정형 척으로 마련되며,

   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 상기 이온빔의 입사 방향을 회전축 방향으로 하여 회전시킬 수 있도록 회전 가능한 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 리플렉터를 회전시키는 구동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 구동 장치는 상기 리플렉터의 외벽과 접촉하도록 배치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.
4. 삭제
5. 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 배치되며, 상기 중성빔을 상기 이온빔의 입사 방향을 회전축 방향으로 하여 회전시킬 수 있도록 상기 리플렉터를 회전시키는 구동력을 발생시키는 회전 모터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 중성빔 식각 장치.

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