KR20010072054A - 이방성 에칭 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a)물질 또는 필름을 에칭하고; (b)에칭된 표면에 패시베이션 층을 형성하며; (c)물질 또는 필름 표면과 직각으로 에칭을 실시하도록 에칭된 부분으로부터 패시베이션 층을 선택적으로 제거하는 과정을 주기적으로 실시하는 물질 표면에 존재하는 기판 재료 또는 필름을 처리하는 방법에 관한 것이다. 상기 단계 (a) 또는 (b) 중 적어도 하나는 플라즈마의 부재하에 이루어진다. 또 전술한 방법을 실시하는 장치에 대해 설명된다.

Description

이방성 에칭 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR ANISOTROPIC ETCHING}
플라즈마 존재하에 주기적 에칭 및 용착에 의해 실리콘을 이방성 에칭하는 방법은 US-A-4579623과 WO-A-9414187에 공지되어 있다. 이런 이방성 플라즈마 에칭 방법은 Ge, SiGe 및 GaAs와 같은 다른 물질에도 적용되어 왔고 프로세스 중에 동시에 이루어지는 에칭과 패시베이션에 의해 이방성이 제어되는 종래의 플라즈마 에칭과 비교해 에칭 속도를 높였다.
1998년 발간된 IEEE 회보, Vol.86, No.8, pp1536-1551은 미세 기계 가공된 센서, 작동기 및 구조체 가공에 적용되는 대량 실리콘 에칭 기술에 대해 설명한다. 활용할 수 있는 에칭 방법은 에칭액의 상태에 따라 세 가지 종류, 수분, 증기 및 플라즈마로 나눈다. 1996년의 Microelectromechanical Systems의 저널, vol.5, no.4, pp256-269는 수분, 플라즈마 및 기체 상태의 에칭으로 집적 회로 및 마이크로전자기계 장치의 가공에 사용되는 여러 가지 재료에 대한 에칭 속도를 기술하고, 에칭 준비, 사용 및 화학 반응에 대해 상세히 설명된다. 1993년 발간된Electrosociety의 저널, Vol.140, No.2, pp 567-570은 HF/H2O 및 O3의 혼합물을 사용하는 단일 또는 다결정 실리콘의 기체 상태 에칭에 대해 설명한다. 각 참고 문헌에 기술된 화학적 성질은 본 발명에서 똑같이 사용될 수 있다.
US 4529475는 반응성 가스를 사용하고 공작물에 방사선 손상을 입히지 않으면서 이방성 에칭을 달성할 수 있는 건식 에칭 장치에 대해 설명한다. 그러나, 이 문헌은 순환 또는 교류 공정에 대해서는 기술하지 않는다.
본 발명에 따르면 이방성 고속 에칭을 달성하기 위해서 다음과 같은 일반적인 기술이 적용될 수 있다는 가설을 세울 수 있다. 이방성 고속 에칭은, 다음과 같은 세 가지 조건이 모두 충족될 때 달성될 수 있다:
(ⅰ) 재료는 고속으로 에칭될 수 있다(즉, 에칭액에 노출되었을 때 휘발성 반응 생성물을 쉽게 형성한다) - 이것은 에칭 형태에 독립적이다.
(ⅱ) 패시베이션 막 또는 패시베이트 된 표면이 에칭되는 물질보다 에칭액에 의해 저속으로 에칭되도록 적절한 패시베이션 막이 용착되거나 에칭된 표면이 패시베이트 된다.
(ⅲ) 패시베이션 물질은 베이스로부터 선택적으로 제거되어서 에칭이 이 방향과 평행하게 진행되도록 허용한다.
전술한 발명의 모델은, 세 가지 조건 중 어느 것도 충족되지 않는 곳에서, 이 방법은 모든 물질을 이방성 에칭하는데 사용될 수 없다는 것을 보여준다. 물질이 에칭되기 위해서, 에칭 생성물은 표면에서 분리되어야 한다는 것을 알아야 한다. 이것은 일반적인 프로세스 조건 하에 생성물이 휘발되도록 보장함으로써, 또는 용매 린스를 포함한 다른 수단에 의해 달성될 수 있다. 전술한 단계를 달성하는 정확한 방법은 에칭되는 재료와 가장 적합한 화학적 성질에 의존한다. 단계(ⅰ)은 플라즈마에 의해서 또는 가스, 증기 또는 액체 상태의 화학 물질에 의해 실시될 수 있다. 단계 (ⅱ)는 표면을 패시베이션하거나(예를 들어 산화물, 질화물, 카바이드 또는 에칭에 저항을 가지는 다른 적합한 인터페이스를 형성함으로써 금속이나 반도체 재료를 에칭할 때) 또는 패시베이션 막이나 층을 용착할 수 있다. 패시베이션 접촉면 또는 층을 형성하는 기술은 당해 업자들에게 공지되어 있다. 이 방법은 금속과 반도체뿐만 아니라 유전체 층을 에칭하는데 적용할 수 있으므로 하기 상세한 설명은 패시베이션 막을 용착하는데 보다 집중될 것이다. 단계 (ⅱ)(이하 패시베이션 층의 용착으로 언급)는 UV와 같은 에너지 방사선 강화 중합에 의해서 또는 플라즈마에 의해 수행될 수 있다. 단계 (ⅲ)은 레이저나 다른 소오스로부터 UV와 IR을 포함한 방향성 표면 방사에 의해 또는 플라즈마에 의해 다양한 방법 중 하나에 따라 달성될 수 있다. 이 장치의 세부는, 각 단계에 사용되는 방법에 따라 달라질 것이다. 불필요한 기판 처리를 막을 수 있으므로 순 에칭 속도를 최대화할 때 단일 챔버 장치를 사용하는 것이 선호되므로 상기 단계를 달성하기 위한 호환성이 있는 장치를 사용하는 것이 유리하다.
본 발명은 이방성으로 기판을 에칭하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 상기 방법 및 장치는 반도체 웨이퍼 처리에 관련된다.
도 1 은 사이클 에칭 및 패시베이션 방법에서 비이방성으로 에칭된 호의 확대된 횡단면도;
도 2 는 종래의 비이방성 에칭을 통하여 형성된 에칭된 호의 확대된 횡단면도;
도 3 은 등방성 화학 에칭 프로세스를 나타낸 확대된 개략적인 횡단면도;
도 4 는 패시베이션 필름의 용착을 나타낸 확대된 개략적인 횡단면도;
도 5 는 에칭된 부분의 베이스로부터 패시베이션 필름의 선택적 제거를 나타낸 확대된 개략적인 횡단면도;
도 6 은 본 발명의 에칭 단계를 수행하기 위한 장치를 나타낸 도면;
도 7A와 7B 는 본 발명의 모든 프로세스 단계 또는 프로세스의 최종 두 단계를 수행하기 위한 장치를 나타낸 도면;
도 8A 내지 8C 는 본 발명의 일련의 여러 단계를 나타낸 도면;
도 9A와 9B 는 본 발명의 모든 단계 또는 최종 두 단계를 수행하기 위한 또다른 장치를 나타낸 도면; 및
도 10A 내지 10C와 11 은 본 발명의 다수의 노즐 샤워헤드와 최종 제품을 생산하는 단계를 나타낸 도면.
본 발명은, 아주 낮은 에칭 속도를 얻을 수 있다는 점에서 순환 에칭 패시베이션 기술이 플라즈마 장치에 의해 최대로 에칭시킬 필요 없는 재료로 사용될 수있다. 그 대신에 본 발명은 비플라즈마 에칭 또는 패시베이션 단계에 의존한다. 플라즈마 에칭과 양립할 수 없는 화학 물질이 사용될 수 있다. 이 플라즈마는 전구체 가스를 어느 정도 분해하고 에칭은 휘발성 반응물을 제거하기 위해서 전하를 띤 입자와 화학 활성 라디칼의 결합에 의존한다. 본 발명의 용례는 실리콘 이산화물과 같은 유전체, 공지된 습식 HF/HNO3/CH3COOH 화학 물질이나 ClF3, BrF3와 같은 순 할로겐 화합물을 기초로 한 Si와 같은 반도체 및 HCl/HNO3를 사용함으로써 Au와 Pt와 같은 전도체를 에칭하는 것을 포함한다. HF/CH3COOH/HNO3및 HCl/HNO3와 같은 수용액이 증기 상태로 사용될 수 있다. 이 경우에, 수용액을 증기 상태로 기판에 옮기는데 여러 가지 방법이 사용될 수 있다. 이것은 기판 위로 미세 원자화 분자를 형성하도록 정전기 전하 또는 초음파 교반을 포함한다. 에칭 속도는 단계(ⅰ)의 속도에 최대로 접근할 수 있게 제한되고 이것을 최대화하기 위한 최고 에칭 속도 화학 물질을 선택할 필요가 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어 수용액은 분당 수십 미크론의 에칭 속도로 Au와 Pt를 에칭할 수 있고, 실리콘에 대해 언급된 화학물질은 분당 100미크론에 달하는 에칭 속도가 가능하지만, 이것은 모두 플라즈마 에칭과 비교해 빠른 에칭 속도이다. 이방성의 제어는 동일한 결과를 얻기 위해서 프로세싱 조건 조절 또는 전구체 조절과 함께 패시베이션 층에 의한 가로 에칭 방향을 제한하는 것이다.
본 발명을 설명하기 위해서, 실리콘 이산화물 에칭의 예가 사용된다. 그러나 이것은 3 단계로 이루어지는 가장 적합한 방법을 정의하지만, 다른 방법도 알맞다는 것을 이해해야 한다. 다른 물질을 에칭할 때 다른 방법이 선호될 수 있다. 특히, 본 발명은 실리콘 에칭에 사용될 수 있다.
석영, 유리 또는 실리콘 이산화물의 디이프 에칭은 예를 들어 마이크로-전자-기계 장치 및 SiO2로 정의된 광-전자 광학 도파관의 용도에 이용할 수 있다.
본 발명은 산화물의 이방성 에칭에 적용될 수 있다. 넓은 의미에서 산화물은 실리콘, 석영, 유리, 내열 유리, CVD에 의해 용착된 SiO2, Si 표면이 산화되는 곳에서 열, 플라즈마 또는 다른 수단에 의해 증대된 SiO2의 산화물을 언급한다. 이 산화물은 도핑 처리될 수 있고 그렇지 않을 수도 있다. Ge와 같은 다른 물질의 산화물도 동일한 방식으로 에칭될 수도 있다.
산화물의 플라즈마 에칭은 공지되어 있다. Flamm 및 Mucha와 같은 선행 기술은 플루오르(플루오르-탄소 형태가 우세함) 화학 물질에 의한 산화물 에칭은 다음과 같은 반응을 일으킨다는 것을 보여준다:
SiO2+ CFxplasmaSiF4+ COx
플라즈마는 플루오르 라디칼을 유리하고 CFy+이온을 생성하기 위해서 CFx를 분해하는 에너지를 공급한다. 이 이온은 자가 바이어스 포텐셜에 의해 플라즈마 외장을 가로질러 가속되고 SiO2표면에 부딪친다. 이온 충격은 산화물의 이방성 에칭에 요구된다. 높은 에칭 속도는 높은 이온 에너지를 사용할 때 달성된다. 고밀도 플라즈마원(ICP, ECR, MORI)은 다소 낮은 이온 에너지에서 에칭 속도를 빠르게 하지만, 이 에너지는 비슷한 속도로 실리콘과 같은 다른 물질을 에칭하는데 사용되는 조건에 비해 비교적 크다. 따라서, 이온 충격은 에칭 속도를 결정하고 프로파일 및 마스크 선택에 영향을 미치는 산화물 에칭 공정에 중요한 역할을 한다. 이론적으로 포토레지스트는 마스크 재료로서 사용되고 마스크의 선택도는 10:1보다 낮다. 실리콘의 선택도는 20:1까지이다.
산화물은, 플라즈마가 연마되거나 바이어스된 금속 판에 의해 공작물에서 분리되거나 단지 시야 밖에 있을 때의 "하류" 모드로, 플라즈마에서 등방성으로 에칭될 수 있다. 이온 충격은 무시할 만하고, 에칭은 플라즈마에서 생성된 라디칼에 의해 이루어진다. 분당 1 마이크론까지 에칭 속도는 NF3을 사용해 달성되어 왔다. 산화물을 등방성 에칭하는 다른 공지된 방법은 HF 용액 또는 증기를 사용하는 것이다. HF 용액은 분당 1마이크론 이하의 속도로 산화물을 에칭할 수 있지만, 애스펙트 비율이 증가함에 따라 화학 용액으로 에칭 매개변수를 제어하는 것은 어렵게 된다.
다른 공지된 프로세스는 HF 증기 화학 물질을 사용하는 것이다. 이것은 1987년 11월의 Semiconductor, International, US 특허 제 4,749,440, 4,857,142와 DE 4317274 및 DE 19704454에서 설명된다. 2.4㎛/min까지 에칭 속도가 보고되어 왔다. 이 반응식은 다음과 같다:
SiO2+ 4HF →SiF4+ 2H2O
이 반응은 H2O를 사용해 개시되고 수증기는 웨이퍼 표면으로 HF 흡착 작용을 개선시키기 위해서 반응하는 동안 무수 HF 가스 흐름으로 유입될 수 있다. 포토레지스트 또는 실리콘과 선택도는 높다. 연구서에서 보고된 그 밖의 적합한 화학 물질은 HF로 물 첨가물을 대체하는 알코올을 포함하고; Butterbaugh(Proc. Electrochem. Soc. 1994, part 94-7), Lee(J.Electrochem. Soc. Vol.143, No.3, 1996) 및 Torek(J.Electrochem. soc. Vol.142, No.4, 1995)를 언급한다.
산화물의 플라즈마 에칭을 고려해, 상기 모델의 조건 (ⅰ)은 등방성 에칭 속도를 충족시키도록 아주 상이하고 비이방성 에칭 속도는 비슷하다(약 1㎛/min).
따라서 특히 산화물을 디이프 에칭할 때, 이방성으로 기판을 신뢰성 있게 에칭하는 방법을 필요로 한다. 이것은 본 발명을 사용해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 주기적으로 수행하는 다음 단계로 이루어진 재료 표면에 존재하는 필름 또는 기판 재료를 처리하는 방법을 제공한다:
(a) 재료 또는 필름을 에칭한다;
(b) 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 용착하거나 형성한다;
(c) 재료 또는 필름 표면과 직각으로 에칭하도록 에칭된 부분으로부터 패시베이션 층을 선택적으로 제거한다;
여기에서 (a) 또는 (b) 단계 중 하나는 플라즈마의 부재시에 실시된다.
본 발명에 의하면, 주기적으로 수행하는 다음 단계로 이루어진 재료 표면에 존재하는 필름 또는 기판 재료를 처리하는 방법을 제공한다:
(a) 플라즈마의 부재시에 하나 이상의 알맞은 화학 물질로 재료 또는 필름을 에칭한다;
(b) 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 형성한다;
(c) 재료 또는 필름 표면과 직각 방향으로 에칭이 이루어지도록 에칭된 부분으로부터 패시베이션 층을 선택적으로 제거한다.
따라서, 단계 (a)는 화학적(비플라즈마) 에칭 단계이다. 패시베이션 층은 재료 또는 필름의 모든 표면에 용착된다.
이 방법이 재료 표면에 존재하는 필름을 처리하는데 사용되는 곳에서, 필름은 얇을 수도 있다. 재료 표면은 기판에 한정된 마스크 패턴을 가진다.
(a), (b)와 (c) 단계를 수행한 후, 바람직한 깊이의 에칭된 부분을 형성할 때까지 상기 단계를 반복함으로써, 이 방법은 재료 또는 필름에 깊게 이방성으로 에칭된 부분을 제공할 수 있다.
이 사이클에서 제 1 단계는 반드시 단계 (a)를 필요로 하지 않는다는 것을 알아야 한다.
이 방법은, 반도체나 전술한 전도체와 같은 물질이 똑같이 적용할 수 있을지라도, Si, SiGe, Ge 및 산화물 처리에 적용할 수 있다. 따라서, 기판은 예를 들어 반도체 웨이퍼나 공작물을 에칭하기에 적합한 기판일 수도 있다. 얇은 필름은 유전체, 반도체 또는 전도체일 수도 있다. 전술한 예인 경우에, 유전체는 실리콘 이산화물 또는 그 밖의 적합한 산화물이다. 그리고 이 재료 또는 얇은 필름은 도핑될 수도 있다.
산화물을 에칭하기 위해 본 발명의 한 가지 실시예에서, H2O는 화학적 에칭을 위한 기폭제로서 작용하는 단계 (a)에서 존재한다. 또, N2나 다른 불활성 기체가 단계 (a)에서 존재할 수도 있다. 질소는 캐리어 가스로서 작용할 수 있다. 또, 질소는 프로세스의 여러 단계 사이에서 장치를 깨끗이 하기 위해서 정화 가스로서 사용될 수 있다. 또, 선행 기술과 비교해 전술한 대로, 이소프로필 알코올 또는 메탄올과 같은 형태의 알코올은 물을 대신할 수 있다. 또다른 실시예에서, 자발적으로 실리콘을 에칭하는 QRy 또는 F2나 ClF3와 같은 화합물 또는 순 할로겐 분자를 포함해, 다른 가스원이 에칭 단계에서 사용될 수 있다. 실리콘의 건식 화학 에칭은 표면 방사로 향상될 수 있다. 본 발명에서 표면 방사는 엑시머 레이저 방사를 포함하지만 여기에 국한되지 않는다.
패시베이션 층은 일반식 CxFy, CxHy, CxHyFz 중 하나의 고분자를 사용해 용착될 수 있는데, 여기에서 x, y 및 z는 모든 적절한 값이다.
단계 (b)에서 패시베이션 층의 용착은 플라즈마 존재하에 또는 부재하에 실시될 수 있다. 플라즈마가 존재하지 않을 때, 모든 적합한 비플라즈마 수단이 사용될 수 있지만, 한 가지 예는 패시베이션 층을 용착하기 위해 광-개선된 중합 과정이다. 특정 예는 UV 중합이다. 이것은 본원에 따른 방법을 광범위한 재료에 적용할 수 있도록 한다는 것이 밝혀졌다.
한 가지 실시예에서, CxFy는 n(CxFy)의 고분자 체인으로서 용착될 수 있다. x=1이고 y=2일 때, 이것은 PTFE이다. 패시베이션 층의 선호되는 실시예의 요구 사항은, 에칭 화학 물질에 선택도를 높여야 한다는 것이다. 이것은, PTFE와 단계 (b)에서 사용되는 CxFy 및 포토레지스트와 같은 종래의 유기 마스크 재료에 무한 선택도의 HF 화학 물질을 포함하는 경우이다.
패시베이션 층의 선택적 제거는(단계 (c)) 플라즈마에 의해 이루어질 수 있다. 표면 방사의 다른 방법도 적합하다. 예를 들어, 재료 또는 필름의 정면 및 배면이 가열되어서, 열분해한다. 또, 재료나 필름의 앞에서 레이저와 같은 광원으로부터 방사되어서 광분해한다. 이런 방사는 에칭 정면 전달 방향과 평행하게 한다. 플라즈마가 사용되는 곳에서, 한 가지 실시예에서, 플라즈마 프로세스 단계에서 사용되는 이온 에너지는 10eV보다 높고 10 내지 100eV 범위 내에 있는 것이 선호된다. 유리하게도, 에칭되는 부분의 수평면 또는 베이스에서 우선적 제거에 의한 방향성 에칭을 유지하는 것이 중요하므로 플라즈마는 패시베이션 층을 자발적으로 에칭하지 않는다. 플라즈마는 전구체 가스 또는 전구체 가스 혼합물을 포함한다. 적합한 플라즈마의 예는 고분자를 물리적으로 제거하는 아르곤과 같은 불활성 기체 또는 할로- 또는 히드로-탄소와 같은 화학적으로 증대된 베이스 층을 물리적으로 제거하는 기체를 포함한다. 한 가지 실시예에서, 전구체는 단계 (b)의 종반과 일부 일치하는, 패시베이션 층을 용착하는데 사용되는 재료로 희석될 수 있다. 또, 전구체는 단계(a)의 초반 또는 전체와 일치해 기판을 에칭하는데 사용되는 에칭액으로 희석될 수 있다.
모든 적합한 작동 조건은 본 발명의 프로세스에 적용될 수 있는 반면에, 선호되는 실시예에서, 작동 조건은 다음과 같다:
단계 (a)는 플라즈마가 없을 때 고압 또는 저압으로 실시될 수 있다. 전체 화학 에칭액 흐름은 적합한 캐리어 가스, 화학 증진 시약 및 주요 에칭 화학 물질을 사용해 1 내지 10 SLM 범위 내에서 이루어진다.
단계 (b)는 예를 들어 캐리어 가스와 패시베이션 전구체 가스를 가지고, 1SLM까지 범위의 전체 가스 흐름이 있을 때, 수백 Torr에서 수 mTorr 범위의 저압 플라즈마로 실시될 수 있다.
단계 (c)는 전체 가스가 5-100sccm 범위에서 흐를 때, 수백 Torr, 선호적으로 100mTorr 이하의 저압 플라즈마로 실시될 수 있다.
본 발명의 한 가지 실시예에서, (a) 내지 (c)의 각 단계는 각 단계 사이에서 중복하지 않으면서 분리된 단계로서 실시된다. 펌프 단계는 모든 단계, 특히 (a)와 (b) 내지 (c)와 (a) 단계 사이에서 실시될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판을 수용하기 위해 지지부가 배치된 화학 배출구와 화학 유입구를 가지는 챔버를 포함하는, 전술한 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는데, 이 장치는 하나 이상의 적합한 화학 물질로 표면에 존재하는 필름 또는 기판 물질을 에칭하기 위한 장치, 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 용착하기 위한 장치 및, 에칭 전달 방향으로 에칭된 부분에서 패시베이션 층을 선택적으로 제거하기 위한 장치를 포함한다.
이 기판은 에칭될 영역을 한정하는 적합한 패턴으로 마스크 될 수 있다.
지지부는 제 1 전극 형태이고, 본 발명에 따른 장치는 이격 배치된 제 2 전극을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 사이클의 일부에 대해 챔버 내 플라즈마로 RF 에너지 또는 마이크로파 에너지를 공급하기 위한 장치를 포함한다. 사이클의 일부에 대해 재료 표면 또는 필름으로 이온을 가속화하기 위해서 표면 전극에 전기 바이어스를 제공하기 위한 장치를 구비한다. 본 발명에 따른 장치는 챔버로 방사 에너지를 공급하기 위한 장치를 포함한다. 이 장치는 패시베이션의 에칭 속도 또는 기판의 에칭 속도 및 패시베이션의 용착을 증진시키기 위해서 챔버 내 공작물 또는 기판의 온도를 제어하기 위한 장치를 포함한다.
상기 장치는 기판을 가로질러 프로세스 동질성을 높이기 위해 기판 회전 수단을 포함한다.
따라서, 기판 에칭 수단, 패시베이션 층을 용착하기 위한 수단 및 패시베이션 층을 선택적으로 제거하기 위한 수단은 단일 챔버와 결합될 수 있다. 이것은, 추가 기판 처리 시간이 없다는 점에서, 선호된다. 그러나, 패시베이션 및 패시베이션 제거 단계를 위한 바람직한 수단을 유지하는데 필요한 것처럼 모든 단계에 대해 분리된 챔버를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는데, 하나 이상의 적합한 화학 물질로 재료 또는 필름을 에칭하기 위한 수단, 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 용착하기 위한 수단 및, 에칭 전파 방향으로 에칭된 부분에서 패시베이션 층을 선택적으로 제거하기 위한 수단을 포함하고, 각각의 에칭 수단, 패시베이션 층 용착 수단 및 패시베이션 층을 선택적으로 제거하기 위한 수단은, 기판이 배치된 동일하거나 분리된 챔버와 결합될 수 있다.
그러므로, 각각의 수단은 단일 챔버 내에 구비될 수 있을 뿐만 아니라 각각의 수단을 위해 하나의 챔버가 제공될 수 있거나, 두 장치는 단일 챔버와 결합되고 다른 장치는 분리된 챔버와 결합될 수 있다.
본 발명에 의하면, 내부의 기판을 에칭하기 위해 챔버로 증기를 전달하는 방법을 제공하는데, 이 방법은:
(a) 챔버로 들어가기 전에 또는 물방울을 형성함으로써 챔버 안으로 용액을 공급하고;
(b) 정전기에 의해 기판에 물방울을 끌어당기기 위해서 정전기장을 형성하여서, 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 다수의 노즐이 내부에 배치된 유전체를 포함하는 증기 이동 장치를 구비하고, 각각의 노즐은 몸체의 배면에서 정면으로 뻗어있는데, 이 몸체는 팁까지 각 노즐의 내부와 배면 사이에 연속 전기 경로를 형성하도록 금속화된다.
본 발명의 프로세스를 수행할 때 적용되는 모든 가스는, 장치가 작동하는 챔버까지 로컬 배치된 이동 장치로부터 옮겨질 수 있다. "로컬(locally)"은, 이동 장치가 중심 링 주요 공급부보다는 챔버와 연결되거나 사용시에 가스가 생성된다는 것을 의미한다. 본 발명의 장치는 장치의 반응 챔버에 국부적으로 배치된 사용된 가스를 위한 이동 장치를 포함한다. 로컬 이동 장치는 특히 플루오르, 질소 트리플루오라이드나 클로로트리플루오라이드 또는 그 혼합물과 같은 내부-할로겐 가스를 위해, 녹은 전해질 가스 제너레이터를 사용할 수 있다. 이 가스 제너레이터는제너레이터의 안전한 수송 및 보관을 고려해 냉각되었을 때 고체를 포함한다. 이것은 적당한 비용과 위험으로 고순도의 프로세스 가스를 생성할 수 있다. 기판과 반응하거나 반응종을 생성하기 위해서 플라즈마를 필요로 하는, 가스 혼합물을 결합하거나 가스를 생성할 수 있는 능력은, 전체 프로세스 과정에서 하나 또는 다른 프로세스 과정에 플라즈마를 필요로 하는 프로세스 과정을 도입할 수 있다.
비록 본 발명은 전술한 대로 정의될지라도, 이것은 전술한 바 또는 하기 상세한 설명에서 기술한 특징들을 결합한 것을 포함한다는 것을 이해해야 한다.
도 1에서, WO-A-9414187에서 기술한 대로 형성된 호의 개략도가 나타나 있다. 이 문헌에서 기술된 프로세스는, 제 1 에칭 단계 이후에 측벽이 1에 나타낸 것처럼 언더컷되고 이 언더컷은 그 후에 용착된 패시베이션 층(2)에 의해 보호되도록 일련의 분리된 에칭 및 용착 단계를 사용한다. 도 1에 나타난 것처럼, 이런 배치는 거친 측벽을 형성하고 에칭된 단계가 증가함에 따라, 또는 애스펙트 비율이 증가함에 따라, 프로파일에 휘어진 또는 오목한 노칭이 존재한다. 이 방법은 마스크(3)에 만들어진 패턴을 기판의 표면으로 옮긴다는 것을 알아야 한다.
도 2는 종래의 비이방성 에칭에 의해 에칭된 에칭 기판의 개략도이다. 마스크(4)는 호(5)의 상단에 존재한다.
전술한 대로, 순환 비이방성 고속 에칭 프로세스를 위해 한 가지 모델이 개발될 수 있다. 그러므로, 이 기술은 전술한 대로 세 가지 조건 (ⅰ) 내지 (ⅲ)이 충족될 수 있을 때 모든 재료를 위한 이방성을 유지하고 에칭 속도를 높이기 위해서 적용될 수 있다. 사용시에 이 모델은 도 3 내지 5에 개략적으로 나타내었다. 도 3에서, 호(8)를 형성하기 위해서 등방성 화학 에칭되는 마스크 층(7)이 놓인 기판(6)이 나타나 있다. 도 4에 나타낸 것처럼, 보호 부분을 제공하기 위해서 패시베이션 필름(9)은 용착될 수 있다. 이 모델에 의해 제시된 다음 단계는 베이스(10) 또는 재료(11)의 수평면에서 패시베이션 물질(9)을 제거하는 것이다. 이것은 기판의 평면과 수직인 바람직한 에칭 방향으로 에칭을 진행할 수 있다. 이 모델은 에칭 화학 및 CxHy 또는 CxHyFz 패시베이션 화학 물질을 기초로 SF6또는 NF3를 사용해 실리콘의 플라즈마 에칭을 이끈다. 그러나, 이 모델은 전술한 모든 조건 (ⅰ) 내지 (ⅲ)이 충족될 수 없는 곳에서, 전술한 방법은 프로세스 능력을 높이기 위해서 사용될 수 없다는 것을 예측할 수 있다. 예를 들어, 선행 기술에서, 이것은 이 방법을 사용함으로써 이방성 플라즈마 에칭을 높이는 것을 언급한다. 그러므로, 이 방법은, 등방성 플라즈마 에칭 성분이 고속 에칭 수단을 제공하고 측벽 패시베이션이 이방성 수단을 제공하는 곳에서 플라즈마에서 에칭될 수 있는 재료에 적용할 수 있다. 플라즈마 에칭과 양립할 수 없고 보다 간단한 비플라즈마 방법인 화학적 작용을 이용하는 것에 대해 설명되지 않는다. 정의에 의하면, 선행 기술은 고속 등방성 에칭 성분을 포함하지 않는 재료의 이방성 에칭 속도를 높이는데 적용할 수 없다. 실리콘 이산화물, 실리콘 카바이드 또는 Au, Pt, NiFe, Fe, NiFeCo와 같은 금속은 이 범주에 포함된다. 본 발명은 모델의 상태(ⅲ)을 충족하기 위해서 플라즈마 단계 또는 비플라즈마 단계, 상태 (ⅱ)에서 플라즈마 개선 패시베이션 단계 또는 비플라즈마 단계와 함께, 모델의 상태 (ⅰ)에서 비플라즈마 화학 에칭을 이용할 수 있다. 플라즈마의 부재 시에 본질적으로 앞의 두 단계가 수행될 수 있다.
화학 작용의 선택은 에칭되는 재료에 따라 달라질 것이다. US 특허 US5221366, US5213621 및 US5213622는 증기 상태에서 여러 가지 금속을 에칭하기 위해서 디케톤, 케토이민, 할로겐-카르복실산, 아세트산 및 포름산 화학 제품의 사용에 대해 기술한다. 이 화학 제품은 다양한 금속 및 자기 물질을 증기 에칭하는데 사용될 수 있다. 선행 기술은 에칭을 향상시키기 위해서 상승된 온도를 이용하고; 어떤 경우에 모든 에칭을 달성하기 위해서 수백 도가 필요하다. 본 발명에 따른 프로세스는 금속 및 자기 재료에 대해 에칭 속도를 높이기 위해서 에칭되는 장치에 의해 부과되는 온도 제한에 따라 상승된 온도 및 대기압 이상의 압력에서 작동될 수 있다.
특정 실시예에서, 본 발명은
(ⅰ) 산화물을 에칭하는데 무수 HF 화학 물질을 사용하고;
(ⅱ) 패시베이션을 용착하며;
(ⅲ) 패시베이션을 제거하기 위해서 방향성 비플라즈마 방사 수단 또는 방향성 플라즈마 생성 이온 충격을 사용함으로써 에칭을 산화하는데 적용한다.
도 6은 HF 화학 물질로 화학 에칭을 수행하기 위해 12로 나타낸 본 발명에서 사용되는 특정 장치의 한 가지 실시예를 나타낸다. 무수 HF와 다른 화학 물질은 유입 포트(13)로 유입되고 챔버(15)와 연결된 배출 포트(14)에서 배출된다. 이 챔버(15)는 산화물 기판(17)이 배치된 전극(16)을 포함한다. 챔버(15)는 약 760-500Torr의 압력을 받고 전체 가스 흐름은 15-30 SLM 범위 내에 있다. 사용시에,알코올이나 H2O 및 N2캐리어 가스와 함께, 무수 HF는 유입구(13)를 통과하여 챔버(15) 안으로 통과하고 에칭된 부분을 형성하도록 기판(17)을 에칭한다. 이 단계를 수행하기 위한 다른 장치는 DE 19704454 및 DE 4317274에서 설명된다.
도 6에 나타낸 것처럼, 챔버(15)는 활용할 수 있는 용해된 전해질 가스 제너레이터로부터 요구되는 가스를 생성할 수 있는 로컬 이동 장치(15A)로부터 유입구(13)를 통하여 프로세스 가스를 공급받을 수 있다.
도 7A와 7B는 본 발명의 모든 세 단계를 위해 또는 제 2, 제 3 단계에 사용될 수 있는 다른 장치를 나타낸다. 도 7A는 반도체 웨이퍼 형태인 산화물 기판(17)을 수용하기 위해 지지전극(19)을 포함한 진공 챔버(18)를 나타낸다. 또 더 이격된 전극(20)이 도시되어 있다.
챔버(18)는, 예를 들어 본 발명의 플라즈마 기본 단계에서 요구될 때, 전극(19,20) 사이의 챔버(11)에서 플라즈마를 발생시키는데 사용되는 RF 소오스(23)에 의해 공급되는 코일(22)에 의해 둘러싸여 있다. 이 챔버는 기체 프로세스 생성물 및 모든 과다한 프로세스 가스를 제거하기 위한 배출구(25)와 가스를 용착하거나 에칭하는데 사용될 수 있는 가스 유입구(24)를 구비한다.
도 7A와 7B에 나타낸 바이어스 장치(21)는 단계(3)을 달성하기 위해서 기판 전극으로 동력을 바이어스한다. 바이어스는 전기 용량 결합된 rf이지만, 전도성 기판이 사용될 때 dc도 가능하다.
도 7B는 도 7A에 나타낸 것과 다른 장치의 개략도이다. 이 장치는 도 7A에나타낸 것과 동일한 방식으로 작동하고 동일한 부호 번호는 동일한 부분을 나타낸다. 도 7B에 나타낸 장치와 도 7A에 나타낸 장치 사이의 차이점은, 모든 플라즈마 기본 단계를 위해 플라즈마로 RF 에너지 결합된 모드이다. 도 7A는 rf 동력을 결합하는 유도 방법을 나타내고 도 7B는 rf 동력을 적용하기 위한 전기 용량성 방법을 나타낸다. 비록 이것은 나타내지 않았지만, MORI, ECR 등과 같은 다른 유형의 플라즈마 소오스가 똑같이 사용될 수 있다. 도 7B에서, 전극(19)에 작용하는 임피던스 정합 유닛(21)과 제 1 RF 소오스가 도시되어 있다. 제 1 RF 동력과 정합 유닛은 상부 전극에 작용할 수 있고, 다른 제 2 RF 소오스와 정합 유닛은 바이어싱 공급부로서 작용하도록 하부 전극에 작용할 수 있다.
패시베이션 층을 용착하는, 본 발명의 제 2 단계에 대해, 이상적인 작동 조건은 다음과 같다. 반응기의 형태에 따라 수백 Torr 내지 수 mTorr 범위의 압력에서 저압 플라즈마는 챔버(18)에 존재한다. 헬륨이나 아르곤 캐리어 가스에서, C4F8과 같은 플루오르카본 가스는 유입구(24)를 통과하여 챔버(18) 안으로 통과하고 기판(17)의 표면에 용착된 고분자이다.
패시베이션 층을 선택적으로 제거하는, 본 발명의 제 3 단계는 도 7A와 7B에 나타낸 챔버(18)에서 수행된다. 반응기의 형태에 따라 수백 mTorr 및 10mTorr의 저압 플라즈마가 사용되고, 아르곤이 선택적 제거에 사용될 때 전체 가스 흐름은 5-100sccm의 범위 내에 있다.
도 8A는 프로세스 챔버로 화학 물질/가스의 이상적인 시퀀스를 나타낸다.단계 1은 챔버 안으로 에칭액의 흐름을 언급하고, 단계 2는 챔버 안으로 패시베이션 가스의 통과를 언급하며 단계 3은 챔버 안으로 플라즈마 에칭 가스의 통과를 언급한다. 그러나, 흐름 속도와 작동 압력은 제 1 단계와 다른 두 단계 사이에서 크게 다르므로 펌프 작용 및 압력 안정화 형태가 필요하다는 것을 발견하였다. 이것은 도 8B에 나타낸 시퀀스를 이끈다. 비록 이 시퀀스가 단일 화학 물질 또는 가스 흐름을 나타낼지라도, 한 가지 이상의 화학 물질 또는 가스가 필요할 때 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 한 가지 예로서, 도 8C는 단계 1 가스의 시퀀스 파괴를 자세히 나타내고, 정화 가스로서 N2캐리어 가스의 사용을 강조한다.
작동 압력과 상태가 상이한 단점은 또다른 실시예에 의해 극복될 수 있다. 이것은 도 9A에 개략적으로 나타내었다. 이것은 포트(24)를 통하여 반응기 안으로 유입되고 포트(25)를 통하여 반응기 밖으로 배출된 후에 기판(17)에 대해 통과하는 전구체 가스의 방사에 의하여 단계(2)를 위해 고분자를 용착하는데 사용될 수 있는 장치를 나타낸다. 기판으로 고분자 응축을 높이기 위해서 웨이퍼 지지전극(19)을 냉각하는 것이 유리하다. UV나 IR을 포함한 이런 방사는 엑시머 레이저와 같은 레이저 여기 장치를 포함한 외부 장치(26)에 의해 공급되고 적절한 창(27)에 의해 챔버 안으로 들어간다. 방사 개선된 중합 방법은 당해 업자들에게 공지되어 있다. 작동 압력의 관점에서 프로세스는 대기압과 비슷한 압력하에서, 화학 에칭 단계에 요구되는 것과 아주 유사하다.
도 9B는 평행 표면 방사를 사용함으로써 단계 3을 달성하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸다. 이것은 플라즈마가 없을 때, 단계 (1)과 유사한 작동 창의 동일한 장점을 얻을 수 있다. 도면은 웨이퍼 지지전극(19)에 놓인 기판(17)을 나타낸다. 방사는 외부 수단(26)에 의해 공급되고 콜리메이터(28)를 통하여 알맞은 창(27)에 의해 챔버 안으로 들어간다. 또, US 4529475는 서로 직각을 이루는 두 개의 방사원 사용에 대해 설명하고, 그 중 하나는 용착을 위해 사용될 수 있고(단계 (ⅱ)) 다른 하나는 고분자를 제거하기 위해 사용될 수 있다(단계(ⅲ)).
증기 방출 방법:
정전기 분사 방출 기술은 다음과 같이 사용될 수 있다:
a) 물방울의 흐름을 발생시키는 예로 일정한 정지 압력 이송 펌프나 MFC 또는 펌프에 의해 챔버 안으로 용액이 공급된다;
b) 정전기에 의해 물방울을 기판으로 끌어당기기 위해서 정전기장이 형성된다.
물방울은 물방울 유입부에 연결된 고압 전원에 의해 챔버 안으로 양 또는 음의 DC 전하를 공급받는다. 이 기판 전극은 DC 공급원에 대해 연마된다. 물방울 유입부에서, 2-30kV/mm 범위의 일반적인 정전기장 세기가 요구된다. 이런 강도에서, 코로나 방전은 물방울에 전하를 부여하고 원자로 만들며 스프레이가 연마된 기판 전극을 향하도록 하는 유입부에서 발생된다. 물방울에 전하를 띠게 하면 프로세스 반응 속도를 증가시킨다. 용액 전도율은 물방울 크기에 영향을 미칠 수도 있다. 예를 들어, 에탄올 산 첨가물은 전기 전도율을 높이고 미세 물방울 분사를 일으킨다.
이상적으로 배출구는 1mm 이하의 내주를 가지는 노즐로 이루어진다. 실제적으로, 비교적 넓은 영역을 가로질러 균질성을 높이기 위해서, 다음 방법 중 하나가 필요하다:
a) 적절한 기판 회전 및 하나 이상의 노즐(기판에 대해 일부 스프레이 피복을 허용함)의 레이저 주사.
b) 가능한 기판 회전으로 기판을 완전히 덮을 수 있는 다수의 노즐
기판을 완전히 덮을 수 있도록 허용하는 다수의 노즐 샤워헤드
본 발명에 따른 방법과 선행 기술은 증기를 유입하기 위해서 하나 이상의 노즐을 사용해야 한다. 이 노즐은 팁에 정전기 전하를 띠도록 전도성이 있어야 한다. 팁의 크기는 작기 때문에(〈1mm), 전기장을 증가시켜야 한다. 이런 증가는 2-30kV/mm의 범위에서 팁에 전기장을 높인다. 이런 높은 장에서, 국부 코로나 방전이 발생하는데, 이것은 DC 연마 기판 전극을 향하여 끌어당기는 미세 전하를 띤 물방울 스프레이 형성을 돕는다. 실제적으로 넓은 면적의 기판 프로세스를 포함하도록 다수의 노즐을 사용하는 것은 어렵다.
본 발명은 고 전기장 증진 요인을 유지할 뿐만 아니라 균일한 증기 분배를 허용하는 샤워헤드의 구조에 관련된다.
도 10은 샤워헤드(29)의 제조를 위한 가공 단계를 나타낸다:- A. 유전체 판(30)은 요구되는 노즐 형태를 만들기 위해서 테이퍼 구멍(31)을 가지는 배면에서 뚫린다. 소형 구멍(1mm)은 배면에서 뚫린 보다 큰 구멍 다음에, 앞쪽에서 형성된다. 선택된 구멍 및 분리 수는 요구되는 전기장 증대 증기 흐름 속도및 압력에 따라 달라진다.
B. 판의 배면(32)은 각 노즐의 팁까지 각 노즐의 내면과 배면 사이에 연속 전기 경로를 형성하도록 금속화된다.
C. 전기 연결부는 dc 전원을 위해 배면에서 금속화된 부분으로 만들어진다.
도 11은, 노즐 팁 샤워헤드를 가로질러 장 구배하도록 다른 포텐셜 또는 동일한 포텐셜을 가지는 다른 전력 공급부와 샤워헤드(33)의 다른 영역이 연결될 수 있는 변형예를 나타낸다. 이것은 샤워헤드를 가로질러 증기 분배를 맞추는데 사용될 수 있다. 분리된 DC 접촉부(37,38)가 각 영역에 만들어질 때, 상기 샤워헤드는 비금속 부분(36)에 의해 34,35 영역으로 나누어진다. 노즐 구멍(39)은 샤워헤드(33)를 균일하게 덮을 것이다.

Claims (40)

  1. (a) 재료 또는 필름을 에칭하고;
    (b) 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 용착하거나 형성하며;
    (c) 재료 또는 필름 표면과 직각으로 에칭이 진행되도록 에칭된 부분으로부터 패시베이션 층을 선택적으로 제거하는 과정을 주기적으로 수행하고,
    (a) 또는 (b) 단계는 플라즈마의 부재하에 실시되는 재료 표면에 존재하는 기판 재료 또는 필름을 처리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, (a) 단계는 플라즈마의 부재하에 한 가지 이상의 적합한 화학 물질로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, (a) 및 (b) 단계는 플라즈마의 존재하에 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 한 항에 있어서, 재료 표면은 위에 정의된 마스크 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 상기 청구항에 있어서, 재료 또는 필름은 유전체인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 재료 또는 필름은 산화물, 특히 실리콘, 석영, 유리, 파이렉스, CVD에 의해 용착된 SiO2또는, 열, 플라즈마나 산화물을 용착하는 다른 수단에 의해 증가된 SiO2인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 상기 청구항에 있어서, 재료 또는 필름은 HF로 에칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 상기 청구항에 있어서, H2O 및 알코올은 (a) 단계에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 4항 중 한 항에 있어서, 재료 또는 필름은 반도체, 특히 Si, SiGe 또는 Ge 반도체인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 재료 또는 필름은 HF, HNO3과 CH3COOH 또는 할로겐 화합물만 포함하는 인터-할로겐 가스인, 할로겐을 함유한 화합물로 에칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항 내지 4항 중 한 항에 있어서, 상기 재료 또는 필름은 전도체, 특히Au 또는 Pt 전도체인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 재료 또는 필름은 아쿠아 레지아(aqua regia)를 사용해 에칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 상기 청구항에 있어서, N2나 다른 불활성 기체는 단계 (a)에 존재하고 본원 방법 단계 사이의 정화 가스로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 상기 청구항에 있어서, 패시베이션 층은 화학 에칭에 저항을 가지는 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 상기 청구항에 있어서, 패시베이션 층은 고분자를 사용해 용착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 고분자는 화학식 n(CxFy)로 형성되고, 여기에서 x와 y는 모든 적합한 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 상기 청구항에 있어서, 플라즈마가 단계(b)에 존재하지 않을 때, 광 증진 중합 과정은 패시베이션 층을 용착하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 상기 청구항에 있어서, 표면 방사에 의해 패시베이션 층을 선택적으로 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 방사는 열분해하기 위해서 물질 또는 필름의 정면 및 배면을 열 가열하거나, 물질 또는 필름의 정면에서 광원에 의해 광분해 되고, 방사 소오스는 엑시머 레이저인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18항 또는 19항에 있어서, 방사는 에칭 정면 전파 방향과 평행하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 표면 방사는 플라즈마이고, 플라즈마에서 이온 에너지는 10eV보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 플라즈마는 전구체 가스 또는 전구체 가스 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 전구체 가스는 패시베이션 층을 물리적으로 제거할 수 있는 불활성 가스 및 화학적 방법으로 패시베이션 층을 물리적으로 제거할 수 있는 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 22항 또는 23항에 있어서, 전구체 가스는 단계 (b)에서 패시베이션 층을 용착하는데 사용되는 물질 또는 단계 (a)에서 사용되는 에칭액을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 상기 청구항에 있어서, 적용되는 모든 가스는 챔버에 로컬 배치된 방출 장치의 사용 지점에서 옮겨지는데 상기 챔버 내에서 본 발명에 따른 방법이 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 금속 및 자기 물질에서 형성된 필름 또는 기판 물질을 처리하기 위한 상기 청구항에 따른 방법에 있어서, 상기 프로세스는 에칭액으로서 하나 이상의 디케톤, 케토이민, 할로겐화 카르복실산, 아세트산과 포름산 및 헥사플루오르-2,4,-펜탄이온 및 그 밖의 플루오르화 아세틸-아세톤 그룹을 포함한 연장된 분자를 사용해 상승된 온도와 대기압 이상의 압력에서 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 상기 청구항에 따른 방법을 실시하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 기판을 수용하기 위한 지지부가 배치된 화학 유입구와 배출구를 가지는 챔버를 포함하고, 하나 이상의 적합한 화학 물질로 재료 표면에 존재하는 필름 또는 기판 재료를 에칭하기 위한 수단, 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 용착하기 위한 수단 및, 물질 또는 필름 표면과 직각 방향으로 에칭이 진행되도록 에칭된 부분으로부터패시베이션 층을 선택적으로 제거하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 지지부는 제 1 전극 형태이고 제 2 전극은 제 1 전극과 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 챔버 내 플라즈마에 RF 에너지 또는 마이크로파 에너지를 공급하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 27항 내지 29항 중 한 항에 있어서, 하나 이상의 사이클 부분에 대해 기판으로 이온을 가속시키도록 지지부에 전기 바이어스를 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 27항 내지 30항 중 한 항에 있어서, 챔버로 방사 에너지를 공급하는 수단, 기판 온도를 제어하는 수단 및 에칭의 균질성을 높이기 위한 회전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 27항 내지 31항 중 한 항에 있어서, 기판을 에칭하기 위한 수단, 패시베이션 층을 용착하기 위한 수단 및 패시베이션 층을 선택적으로 제거하기 위한 수단은 단일 챔버와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 1항 내지 26항 중 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 한 가지 이상의 적합한 화학 물질로 물질 표면에 존재하는 필름 또는 기판 재료를 에칭하기 위한 수단, 에칭된 부분의 표면에 패시베이션 층을 용착하기 위한 수단 및, 물질 또는 필름 표면과 직각 방향으로 에칭되도록 에칭된 부분으로부터 패시베이션 층을 선택적으로 제거하는 수단을 포함하고 각각의 에칭 수단, 패시베이션 층을 용착하는 수단 및 패시베이션 층을 선택적으로 제거하는 수단은 기판이 배치된 동일한 챔버 또는 분리된 챔버와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 내부에 놓인 기판을 에칭하기 위해 챔버로 증기를 이동하는 방법에 있어서,
    (a) 챔버로 들어가기 전에 물방울을 형성함으로써 챔버 안으로 용액을 공급하고;
    (b) 정전기에 의해 기판으로 물방울을 끌어당기도록 정전기장을 형성하여서 기판을 에칭하는 과정으로 이루어진 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 물방울은 챔버 안으로 물방울 유입부와 연결된 높은 전압 전원에 의해 발생된, 양 또는 음의 전하를 챔버로 들어가기 전에 띠는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 34항 또는 35항에 있어서, 정전기장의 세기는 2-30kV/mm의 범위 내에 잇는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 다수의 노즐이 배치된 유전체를 포함하고, 각각의 노즐은 몸체의 배면에서 정면으로 뻗어있으며, 몸체는 팁까지 각 노즐의 배면과 내면 사이에 연속 전기 경로를 형성하도록 금속화되는 것을 특징으로 하는 증기 방출 장치.
  38. 제 37 항에 있어서, 전원으로부터 몸체의 금속화 부분까지 전기 연결부를 포함하고 몸체의 다른 영역은 몸체를 가로질러 가변 전기장을 형성하도록 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 증기 방출 장치.
  39. 첨부 도면을 참고로 기술한 방에 따른, 청구항 1항에 따른 기판을 처리하는 방법.
  40. 첨부 도면에 나타내고 도면을 참고로 기술한 바에 따른 장치.
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