KR102040427B1 - 금속 박막의 플라즈마 식각 장치 및 금속 박막의 플라즈마 식각 방법 - Google Patents

금속 박막의 플라즈마 식각 장치 및 금속 박막의 플라즈마 식각 방법 Download PDF

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Abstract

금속 박막의 플라즈마 식각 장치는, 플라즈마 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 공정 챔버, 상기 처리 공간 내에 배치되며, 대상체를 지지하는 지지부, 상기 공정 챔버과 연결되며, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급부, 상기 공정 챔버의 상부에 배치되며, 상기 처리 공간내에 공급되는 공정 가스를 플라즈마화 시키는 선형 플라즈마 소스 모듈 및 상기 선형 플라즈마 소소 모듈의 상부에 배치되며, 상기 대상체를 향하여 방사광을 조사하여 상기 플라즈마 식각 공정 중 발생하는 식각 부산물을 기화시킬 수 있도록 구비된 방사광 소스 모듈을 포함하며, 플라즈마 식각 공정에서 발생하여 기화된 식각 부산물을 상기 공정 챔버의 외부로 배기시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 박막의 플라즈마 식각 방법을 포함한다.

Description

금속 박막의 플라즈마 식각 장치 및 금속 박막의 플라즈마 식각 방법{APPARATUS FOR PLASMA ETCHING A METAL LAYER AND METHOD OF PLASMA-ETCHING A METAL LAYER}
본 발명은 금속 박막의 플라즈마 식각 장치 및 금속 박막의 플라즈마 식각 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ECR 플라즈마 원을 이용하여 대면적의 금속 박막을 균일하게 식각할 수 있는 금속 박막의 플라즈마 식각 장치 및 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다.
디스플레이 제조 공정에 있어서, UHD급 이상의 고 해상도 대형 디스플레이, 특히 다중 배선이 필수적인 AMOLED 패널을 제작하기 위해 전극 배선의 폭이 좁아지고 이에 따라 높은 전도도를 확보할 수 있는 Cu 전극 배선이 필요하다. 또한 식각 균일성에 있어서의 양호한 프로파일 및 보다 정밀한 임계 치수(CD) 제어를 달성하기 위해, 식각 공정을 보다 엄격하게 제어하는 것이 요구되고 있다.
대면적 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판 및 상기 기판 상에 형성된 금속막을 패턴닝하여 금속 배선이 형성하다. 이때, 1~2㎛ 의 폭을 갖는 금속 배선으로 패터닝을 위해서는 기존의 습식 식각(Wet Etching) 공정으로는 제약이 커서 플라즈마를 사용한 건식 식각(Dry Etching) 공정이 기술이 필요하다.
그러나, 통상의 금속 건식 식각 가스로 사용되고 있는 Chlorine(Cl) 등의 할로겐 가스는 구리와 반응 후 상온에서 고체 또는 액체상의 CuClx (x는 1 내지 3임) 형태의 식각 부산물(Etching Product)을 생성된다. 따라서, 상기 식각 부산물을 기화시켜 상기 기판으로부터 상기 식각 부산물을 제거하여야 한다.
상기 식각 부산물을 기화시키기 위해선 1.5 mTorr 이하의 낮은 압력에서도 200ㅀC 이상의 온도로 상기 식각 부산물을 가열하여 한다. 이를 위하여 별도의 열에너지 공급이 필수적이다. 그러나, 현재까지 연구된 추가 열에너지 공급을 기반으로 하는 구리 건식 식각 기술은 대면적 패널의 양산공정 적용이 불가능하여 새로운 공정 및 장비 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 대면적 기판에 형성된 금속 박막을 패터닝하여 금속 배선을 효과적으로 형성할 수 있는 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 대면적 기판에 형성된 금속 박막을 패터닝하여 금속 배선을 효과적으로 형성할 수 있는 금속 박막의 플라즈마 식각 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치는, 플라즈마 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 공정 챔버, 상기 처리 공간 내에 배치되며, 대상체를 지지하는 지지부, 상기 공정 챔버과 연결되며, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급부, 상기 공정 챔버의 상부에 배치되며, 상기 처리 공간내에 공급되는 공정 가스를 플라즈마화 시키는 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 상기 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈의 상부에 배치되며, 상기 대상체를 향하여 방사광을 조사하여 상기 플라즈마 식각 공정 중 발생하는 식각 부산물을 기화시킬 수 있도록 구비된 방사광 소스 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부 및 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상대적으로 직선 이동하도록 구비되어 스캐닝 방식으로 플라즈마 식각 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 장축 방향으로 길이 확장이 가능하며, 단축 방향으로는 선형 이동할 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방사광 소스 모듈은 레이저 또는 자외선광을 발생하는 광원 및 상기 광원으로부터 발생된 방사광을 상기 대상체를 향하여 조사될 수 있도록 구비된 윈도우를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈에 인접하게 상기 처리 공간으로 연통되도록 배치되며, 상기 플라즈마 식각 공정에서 발생한 식각 부산물을 배기하는 펌핑 유닛이 추가적으로 구비될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 방법에 있어서, 처리 공간을 제공하는 공정 챔버 내에 구비된 지지부 상에 대상체를 제공한다. 이후, 상기 처리 공간 내부에 공정 가스를 공급하고, 상기 공정 챔버 내부로 공급된 상기 공정 가스를 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈에 노출시켜 플라즈마를 생성시킨다. 상기 플라즈마화된 공정 가스를 이용하여 상기 대상체를 식각하는 플라즈마 식각 공정이 수행되고, 상기 대상체를 식각하는 단계 중, 상기 대상체를 방사광에 노출시켜 상기플라즈마 식각 공정 중 발생하는 식각 부산물이 기화된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부 및 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상대적으로 직선 이동하도록 구비되어 스캐닝 방식으로 플라즈마 식각 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 식각 공정에서 발생하여 기화된 식각 부산물이 상기 공정 챔버의 외부로 배기될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 식각 장치는 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 방사광 소스 모듈을 구비함으로써, 상기 식각 부산물을 기화시키기 위한 별도의 열원이 생략될 수 있다. 나아가, 상기 방사광 소스 모듈이 발생하는 방사광의 에너지를 조절함으로써, 상기 식각 부산물의 종류에 따라 상기 대상체로부터 상기 식각 부산물이 용이하게 기화될 수 있다.
나아가, 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 장축 방향(X방향)으로 길이를 연장될 수 있다. 따라서, 기판 또는 대상체의 크기가 확장됨에 따라, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈의 장축 방향의 크기를 증대시킴으로써, 대형화되는 기판에 대응할 수 있는 장점을 가질 수 있다.
상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 대상체를 지지하는 지지부이 상대적으로 선형 이동함으로써, 플라즈마 식각 장치가 상기 단축 방향으로 스캐닝 방식으로 복수회에 걸쳐 대상체를 식각할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1의 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 IPC 플라즈마 소스 모듈에 대한 공정 압력 대비 식각 부산물의 기화 가능점을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
금속 박막의 플라즈마 식각 장치
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 도 1의 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈을 설명하기 위한 사시도이다. 도 3은 도 1의 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 IPC 플라즈마 소스 모듈에 대한 공정 압력 대비 식각 부산물의 기화 가능점을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치(100)는 공정 챔버(110), 지지부(120), 가스 공급부(130), 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140) 및 방사광 소스 모듈(150)을 포함한다. 상기 플라즈마 식각 장치(100)는 기판 상에 형성된 구리 등과 같은 금속으로 이루어진 금속 박막과 같은 대상체를 식각하여 금속 배선을 형성하는 공정에 적용될 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 플라즈마 식각 공정이 수행되는 처리 공간(115)을 제공한다. 상기 공정 챔버(110)는 플라즈마에 대하여 우수한 내플라즈마성을 갖는 세라믹 물질로 이루어질 수 있다.
상기 지지부(120)는 상기 처리 공간(115) 내에 배치된다. 예를 들면, 상기 지지부(120)는 상기 처리 공간(115) 내부의 하부에 배치될 수 있다. 상기 지지부(120)는 대상체를 지지하도록 구비된다. 또한, 상기 지지부(120)는 선형 운동할 수 있도록 구동부(미도시)와 기계적인 연결될 수 있다. 상기 구동부의 예로는 벨트 구동, 체인 구동, 실린더 구동 등과 같이 구동 방식으로 상기 지지부(120)를 선형 운동시킬 수 있다.
상기 가스 공급부(130)는 상기 공정 챔버(110)과 연결된다. 예를 들면, 상기 가스 공급부(130)는 상기 공정 챔버(110)의 상부에 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(114)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 가스 공급부(130)는 상기 처리 공간(115)으로 공정 가스를 공급할 수 있도록 구비된다. 상기 공정 가스는 예를 들면, 염소 가스와 같은 식각 가스를 들 수 있다. 즉, 상기 금속 박막이 구리로 이루어질 경우, 상기 공정 가스는 염소 가스를 식각 가스로 이용할 수 있다.
상기 가스 공급부(130)는, 가스 저장조(미도시), 상기 가스 저장조 및 상기 공정 챔버 사이를 연결하는 가스 공급 라인(미도시) 및 상기 가스 공급 라인 상에 형성되어 상기 공정 가스를 상기 공정 챔버(115) 내부로 펌핑하는 공급 펌프(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 가스 공급부(130)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 상기 공정 챔버(110)의 일측, 예를 들면, 상부에 배치된다. 상기 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈(140)은 상기 처리 공간(115) 내에 공급되는 공정 가스를 플라즈마화 시킬 수 있도록 구비된다. 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 도2를 참고로 후술하기로 한다.
상기 방사광 소스 모듈(150)은 상기 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈(140)의 상부에 배치된다. 예를 들면, 상기 방사광 소스 모(150)듈은 상기 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈(140)을 덮도록 배치될 수 있다.
상기 방사광 소스 모듈(150)은, 상기 대상체를 향하여 방사광을 조사하여 상기 플라즈마 식각 공정 중 발생하는 식각 부산물을 기화시킬 수 있도록 구비된다. 즉, 상기 플라즈마 식각 공정이 수행되는 중, 상기 방사광 소스 모듈(150)은 상기 대상체를 향하여 방사광을 조사함으로써, 상기 플라즈마 식각 공정 중 발생하는 식각 부산물이 기화되어 휘발시킨다. 이로써, 상기 식각 부산물이 대상체 상에 잔류함으로써 상기 플라즈마 식각 공정의 불량 발생이 억제될 수 있다.
이때, 구리로 이루어진 금속 박막을 플라즈마 식각처리 할 경우 발생하는 식각 부산물이 휘발하는데 필요한 에너지는 아래와 같다.
CuCl (s) → CuCl (g) : 2:2 eV
Cu3Cl3 (s) → Cu3Cl3 (g) : 1:6 eV
따라서, 2.2 eV 보다 높은 에너지를 가진 방사광원을 형성하기 위하여, 레이저광 또는 자외선광이 이용될 수 있다. 이로써, 상기 식각 부산물을 기화시키기 위한 별도의 열원이 생략될 수 있다. 나아가, 상기 방사광 소스 모듈(150)이 발생하는 방사광의 에너지를 조절함으로써, 상기 식각 부산물의 종류에 따라 상기 대상체로부터 상기 식각 부산물이 용이하게 기화될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 상기 공정 챔버(110)의 상부에 배치된다. 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 타원 형상을 갖는다. 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 장축 방향(X방향)으로 길이를 연장될 수 있다. 따라서, 기판 또는 대상체의 크기가 확장됨에 따라, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)의 장축 방향의 크기를 증대시킴으로써, 대형화되는 기판에 대응할 수 있는 장점을 가질 수 있다.
상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 단축 방향(Y방향)으로 복수 개로 구비될 수 있다. 이로써, 대형화되는 기판의 크기에 용이하게 대응될 수 있다.
나아가, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 상기 단축 방향으로 선형 이동할 수 있도록 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 구동부(미도시)와 연결되어 선형 이동할 수 있도록 구비된다. 상기 구동부의 예로는 벨트 구동, 체인 구동, 실린더 구동 등과 같이 구동 방식으로 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)를 선형 운동시킬 수 있다.
이로써, 지지부(120)가 고정되고 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)가 선형 이동함으로써, 플라즈마 식각 장치(110)가 상기 단축 방향으로 스캐닝 방식으로 복수회에 걸쳐 대상체를 식각할 수 있다. 이와 다르게, 상기 지지부(120)이 선형 이동하는 반면에, 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)이 고정된 경우, 플라즈마 식각 장치(100)가 상기 단축 방향으로 스캐닝 방식으로 복수회에 걸쳐 대상체를 식각할 수 있다.
결과적으로, 상기 지지부(120) 및 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)이 상대적으로 선형 이동함으로써, 플라즈마 식각 장치(100)가 상기 단축 방향으로 스캐닝 방식으로 복수회에 걸쳐 대상체를 식각할 수 있다.
상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140)은 마그넷(141), 전자파 입사창(142)을 갖는 플라마 챔버(143), 튜너(146) 및 공명기(147)를 포함한다.
상기 공명기(147)은 일방향으로 긴 트랙(Track)형상의 타원 형상으로 형성된다. 상기 공명기(147)의 내측면에는 연장된 길이방향을 따라 일정간격으로 복수 개의 슬롯(미도시)이 형성된다.
상기 튜너(146)는 상기 공명기(147)의 일측에 체결된다. 상기 튜너(146)은 전자파발진기로부터 발진된 전자파를 상기 공명기(147)로 전달한다.
상기 마그넷(141)은 복수로 이루어진다. 상기 마그넷(141)은 상기 공명기(147)의 내측 둘레면을 따라 각 슬롯 사이에 배치된다. 이로써, 상기 마그넷(141)은 전체적으로 긴 트랙형상으로 배열된다.
상기 마그넷(141)은 발생된 전자가 플라즈마 챔버(143) 내부에서 이탈되지 않도록 상기 전자를 구속한다.
상기 플라즈마 챔버(143)는, 상기 마그넷(114)의 내측 둘레를 따라 배치되면서 전체적으로 긴 트랙형상으로 배열된다, 상기 플라즈마 챔버(143)는 상기 공명기(147)의 슬롯을 통해 유입된 전자파가 그 내부로 입사될 수 있도록 전자파 입사창(141)을 갖는다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 방사광 소스 모듈(150)은 광원(151) 및 윈도우(155)를 포함한다.
상기 광원(151)은 레이저 또는 자외선 광을 발생한다.
상기 윈도우(155)는 상기 광원(151)으로부터 발생된 방사광을 상기 대상체를 향하여 조사될 수 있도록 구비된다. 상기 윈도우(155)는 쿼츠와 같은 투명 실리콘 물질로 이루어질 수 있다. 이로써, 상기 방사광이 상기 윈도우(155)를 통하여 상기 대상체에 직접 조사될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치(100)는 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(140) 및 방사광 소스 모듈(150)을 포함한다. 따라서, IPC 플라즈마 소스 모듈과 비교할 때 보다 낮은 공정 압력 (수 mTorr 이하)조건에서 식각 부산물의 휘발 온도를 낮출 수 있는 장점이 있다.
Figure 112019002786647-pat00001
여기서, TB는, 특정 압력 하에서의 기화점(K), R은 기체 상수, P는 특정 압력에 따른 증기압, Po는 알려진 온도(To)에서의 압력, Hvap는 압력(Po)에서 기화열, To는 기화점을 나타낸다.
나아가, 보다 낮은 압력에서 플라즈마 식각 공정이 진행되면 기화된 식각 부산물이 공정 챔버(110) 내의 내측벽에 재부착되는 현상이 억제될 수 있다.
또한, ECR 플라즈마 발생 방식은 일반적으로 사용되고 있는 정전용량결합형 플라즈마(Capacitively coupled plasma(CCP)) 식각 장치 또는 ICP 식각 장치의 경우 보다 낮은 압력에서 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있어 식각 속도를 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치(200)는 공정 챔버(210), 지지부(220), 가스 공급부(230), 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈(240), 방사광 소스 모듈(250) 및 펌핑 유닛(260)을 포함한다. 상기 플라즈마 식각 장치(200)는 도 1을 참고로 설명한 플라즈마 식각 장치(100)에 펌핑 유닛(260)을 추가적으로 더 포함한다.
상기 펌핑 유닛(260)은 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈에 인접하게 상기 처리 공간으로 연통되도록 배치된다. 상기 펌핑 유닛(260)은, 상기 플라즈마 식각 공정에서 발생한 식각 부산물이 기화될 경우, 기화된 식각 부산물을 공정 챔버의 외부로 배기시킬 수 있다. 이로써, 기화된 식각 부산물이 공정 챔버 전체로 확산되는 것을 억제되어, 공정 챔버 내 2차 오염을 방지할 수 있다.
금속 박막의 플라즈마 식각 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 방법에 따르면, 처리 공간을 제공하는 공정 챔버 내에 구비된 지지부 상에 대상체를 제공한다. 상기 대상체는 기판 상부 표면에 형성된 금속 박막을 포함한다.
이후, 상기 처리 공간 내부에 공정 가스를 공급한다. 상기 공정 가스는 상기 금속 박막이 구리로 이루어질 경우, 염화 가스를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 공정 챔버 내부로 공급된 상기 공정 가스를 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈에 노출시켜 플라즈마를 생성한다. 이때 선형 ECR 플라즈마 소소 모듈의 장축 방향의 크기는 상기 기판의 크기에 따라 조절될 수 있다.
이후, 상기 플라즈마화된 공정 가스를 이용하여 상기 대상체를 식각하는 플라즈마 식각 공정을 수행한다. 상기 대상체를 식각하는 플라즈마 식각 공정이 수행되는 중, 상기 대상체를 방사광에 노출시켜 상기 플라즈마 식각 공정 중 발생하는 식각 부산물을 기화시킨다.
여기서, 상기 지지부 및 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상대적으로 직선 이동하도록 구비되어 스캐닝 방식으로 플라즈마 식각 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 식각 공정에서 발생한 식각 부산물이 기화될 경우, 기화된 식각 부산물을 상기 공정 챔버의 외부로 배기시킬 수 있다. 이로써, 기화된 식각 부산물이 공정 챔버 전체로 확산되는 것을 억제되어, 공정 챔버 내 2차 오염을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100, 200...플라즈마 식각 장치 110, 210...공정 챔버
120, 220...지지부 130, 230...가스 공급부
140, 240...선형 ECR 플라즈마 소스 모듈 150, 250...방사광 소스 모듈
260...펌핑 유닛

Claims (10)

  1. 플라즈마 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 처리 공간 내에 배치되며, 식각될 대상체를 지지하는 지지부;
    상기 공정 챔버와 연결되며, 상기 처리 공간으로 식각 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 처리 공간 내에 공급되는 식각 공정 가스를 구속하는 구속부 및 전자파를 입사시켜 상기 구속된 식각 공정 가스를 플라즈마화 시키는 전자파 입사창을 포함하되, 장축과 단축을 가지는 타원 형상을 가지는 ECR(Electron Cyclotron Resonanace) 플라즈마 소스 모듈을 포함하되,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈에 의하여 생성된 플라즈마에 의하여 상기 대상체가 플라즈마 식각되되,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상기 ECR 플라즈마 소스 모듈의 장축 방향으로 상기 전자파 입사창을 포함하고,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 상기 지지부는, 플라즈마 식각 공정의 스캐닝을 위하여, 상기 ECR 플라즈마 소스 모듈의 단축 방향으로 상대적으로 이동되도록 구성된, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 식각될 대상체는 Cu(Copper)를 포함하며,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈에 의하여 생성된 플라즈마는 상기 대상체와 반응하여 CuClx의 식각 부산물을 생성하는, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은, 상기 공정 챔버의 압력 10-2 Torr 이하에서 플라즈마를 생성하는 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상기 장축 방향으로 길이 확장이 가능하도록 구성된, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구속부는 마그넷인, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.
  7. 플라즈마 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 처리 공간 내에 배치되며, 식각될 대상체를 지지하는 지지부;
    상기 공정 챔버와 연결되며, 상기 처리 공간으로 식각 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 처리 공간 내에 공급되는 식각 공정 가스를, 상기 공정 챔버의 압력 10-2 Torr 이하에서 플라즈마화 시키는 ECR(Electron Cyclotron Resonanace) 플라즈마 소스 모듈을 포함하되,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈에 의하여 생성된 플라즈마에 의하여 상기 대상체가 플라즈마 식각되며,
    상기 플라즈마화된 식각 공정 가스와 상기 대상체와의 반응에 의하여 생성되는 식각 부산물의 기화 온도는 100도 이내이되,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상기 ECR 플라즈마 소스 모듈의 장축 방향으로 전자파 입사창을 포함하고,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 상기 지지부는, 플라즈마 식각 공정의 스캐닝을 위하여, 상기 ECR 플라즈마 소스 모듈의 단축 방향으로 상대적으로 이동되도록 구성된, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.
  8. 처리 공간을 제공하는 공정 챔버 내에 구비된 지지부 상에 식각될 대상체를 제공하는 단계;
    상기 처리 공간 내부에 식각 공정 가스를 공급하는 단계;
    상기 공정 챔버 내부로 공급된 상기 식각 공정 가스를, 10-2 Torr 이하에서ECR 플라즈마 소스 모듈에 노출시켜 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 플라즈마화된 공정 가스를 이용하여 상기 대상체를 식각하는 플라즈마 식각 공정을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 플라즈마 식각 공정을 수행하는 단계에서, 상기 플라즈마화된 식각 공정 가스와 상기 대상체와의 반응에 의하여 생성되는 식각 부산물의 기화 온도는 100도 이내이며,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은 단축 및 전자파 입사창이 마련된 장축으로 이루어진 타원 형상을 가지며,
    상기 플라즈마 식각 공정을 수행하는 단계는,
    상기 ECR 플라즈마 소스 모듈 및 상기 지지부 간에, 상기 ECR 플라즈마 소스 모듈의 단축 방향으로의 상대적 이동을 발생시켜, 상기 단축 방향으로의 플라즈마 스캐닝 식각 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는, 금속 박막의 플라즈마 식각 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 식각될 대상체는 Cu를 포함하며,
    상기 식각 부산물은 CuClx를 포함하는, 금속 박막의 플라즈마 식각 방법.
  10. 삭제
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