KR20190009396A - Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer - Google Patents

Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer Download PDF

Info

Publication number
KR20190009396A
KR20190009396A KR1020190002790A KR20190002790A KR20190009396A KR 20190009396 A KR20190009396 A KR 20190009396A KR 1020190002790 A KR1020190002790 A KR 1020190002790A KR 20190002790 A KR20190002790 A KR 20190002790A KR 20190009396 A KR20190009396 A KR 20190009396A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
source module
etching
plasma source
ecr
Prior art date
Application number
KR1020190002790A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102040427B1 (en
Inventor
홍문표
윤호원
김보성
Original Assignee
고려대학교 세종산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 세종산학협력단 filed Critical 고려대학교 세종산학협력단
Priority to KR1020190002790A priority Critical patent/KR102040427B1/en
Publication of KR20190009396A publication Critical patent/KR20190009396A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102040427B1 publication Critical patent/KR102040427B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/0231—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to electromagnetic radiation, e.g. UV light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Abstract

The present invention relates to an apparatus for plasma-etching a metal thin film and a method of plasma-etching the metal thin film, capable of uniformly etching large-size metal thin films by using an ECR plasma source. The apparatus for plasma-etching a metal thin film comprises: a process chamber providing a processing space for performing a plasma etching process; a support part disposed in the processing space and supporting an object; a gas supply part connected to the process chamber and supplying process gas into the processing space; a linear plasma source module disposed in the upper portion of the process chamber and turning the process gas supplied into the processing space into plasma; and a radiation beam source module disposed in the upper portion of the linear plasma source module and provided so as to emit radiation beam to the object, so that an etching byproduct generated during the plasma etching process can be vaporized. Also, included in the present invention is a method for plasma-etching a metal thin film, comprising an additional step of exhausting the vaporized etching byproduct generated during the plasma etching process to the outside of the process chamber.

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}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a plasma etching apparatus for a metal thin film and a plasma etching method for a metal thin film,

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.The present invention relates to a plasma etching apparatus for a metal thin film and a plasma etching method for a metal thin film, and more particularly, to a plasma etching apparatus for a metal thin film capable of uniformly etching a metal thin film having a large area using an ECR plasma source, And an etching method.

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.In the display manufacturing process, in order to manufacture a high-resolution large-sized display with a UHD level or higher, in particular, an AMOLED panel in which multiple wiring is essential, a wiring of the Cu electrode is required so that the width of the electrode wiring is narrowed and accordingly high conductivity is secured. Further, in order to achieve a good profile in etching uniformity and more precise critical dimension (CD) control, it is required to control the etching process more strictly.

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.A metal wiring is formed by patterning a substrate made of large area glass or plastic and a metal film formed on the substrate. In this case, in order to perform patterning with a metal wiring having a width of 1 to 2 탆, a wet etching process requires a dry etching process using plasma.

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.However, a halogen gas such as Chlorine (Cl) which is used as a conventional metal dry etching gas, produces an etching product in the form of CuClx (x is 1 to 3) solid or liquid at room temperature after reaction with copper . Thus, the etch byproduct must be vaporized to remove the etch byproduct from the substrate.

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.In order to vaporize the etching by-product, the etching by-product is heated to a temperature of 200 ° C or higher even at a low pressure of 1.5 mTorr or lower. For this purpose, it is necessary to supply a separate thermal energy. However, the copper dry etching technology based on the supply of additional thermal energy, which has been studied so far, can not be applied to the mass production process of a large-area panel, and new process and equipment development is required.

본 발명의 목적은 대면적 기판에 형성된 금속 박막을 패터닝하여 금속 배선을 효과적으로 형성할 수 있는 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma etching apparatus for a metal thin film capable of effectively forming metal wiring by patterning a metal thin film formed on a large area substrate.

본 발명의 목적은 대면적 기판에 형성된 금속 박막을 패터닝하여 금속 배선을 효과적으로 형성할 수 있는 금속 박막의 플라즈마 식각 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a plasma etching method of a metal thin film which can effectively form metal wiring by patterning a metal thin film formed on a large area substrate.

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.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma etching apparatus for a thin metal film, including: a process chamber for providing a process space in which a plasma etching process is performed; a support disposed in the process space for supporting a target object; A linear ECR plasma source module disposed above the process chamber for plasmaizing the process gas supplied into the process space and a linear ECR plasma source module disposed on the linear ECR plasma source module, And a radiation source module for irradiating the object with radiation to irradiate the object to vaporize etch byproducts generated during the plasma etching process.

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.In one embodiment of the present invention, the support portion and the linear ECR plasma source module are relatively linearly moved to perform a plasma etching process using a scanning method.

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.In one embodiment of the present invention, the linear ECR plasma source module can extend in the major axis direction and linearly move in the minor axis direction.

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.In one embodiment of the present invention, the radiation source module may include a light source for generating a laser or ultraviolet light, and a window for irradiating the radiation emitted from the light source toward the target object.

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.In one embodiment of the present invention, a pumping unit disposed adjacent to the linear ECR plasma source module and communicating with the process space and exhausting etch by-products generated in the plasma etching process may be further provided.

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.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of plasma etching a thin metal film, the method comprising: providing an object on a support provided in a process chamber for providing a process space; Thereafter, a process gas is supplied into the process space, and the process gas supplied into the process chamber is exposed to the linear ECR plasma source module to generate plasma. A plasma etching process is performed in which the object is etched using the plasmaized process gas. In the step of etching the object, the object is exposed to radiation to vaporize the etch byproducts generated during the plasma etching process.

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.In one embodiment of the present invention, the support portion and the linear ECR plasma source module are relatively linearly moved to perform a plasma etching process using a scanning method.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 식각 공정에서 발생하여 기화된 식각 부산물이 상기 공정 챔버의 외부로 배기될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the etch by-products generated in the plasma etching process and evolved may be exhausted to the outside of the process chamber.

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.The plasma etching apparatus according to embodiments of the present invention includes a linear ECR plasma source module and a radiation source module so that a separate heat source for vaporizing the etch byproduct can be omitted. Further, by controlling the energy of the emitted light generated by the radiation source module, the etching by-product can be easily vaporized from the object depending on the kind of the etching by-product.

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.Further, the linear ECR plasma source module may extend the length of the linear ECR plasma source module in the major axis direction (X direction). Accordingly, as the size of the substrate or the object is increased, the size of the linear ECR plasma source module in the major axis direction can be increased, so that it can be advantageous to cope with a substrate to be enlarged.

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.The linear ECR plasma source module and the support for supporting the object move relatively linearly so that the plasma etching apparatus can etch the object plural times in the scanning direction in the short axis direction.

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.1 is a cross-sectional view illustrating a plasma etching apparatus for a metal thin film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating the linear ECR plasma source module of FIG. 1. FIG.
3 is a graph showing the possible vaporization rates of etch byproducts versus process pressure for the linear ECR plasma source module and the IPC plasma source module of FIG.
4 is a cross-sectional view illustrating a plasma etching apparatus for a metal thin film according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. In the accompanying drawings, the sizes and the quantities of objects are shown enlarged or reduced from the actual size for the sake of clarity of the present invention.

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.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "comprising", and the like are intended to specify that there is a feature, step, function, element, or combination of features disclosed in the specification, Quot; or " an " or < / RTI > combinations thereof.

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.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

금속 박막의 플라즈마 식각 장치Plasma etching system of metal thin film

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.1 is a cross-sectional view illustrating a plasma etching apparatus for a metal thin film according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating the linear ECR plasma source module of FIG. 1. FIG. 3 is a graph showing the possible vaporization rates of etch byproducts versus process pressure for the linear ECR plasma source module and the IPC plasma source module of FIG.

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. 1, a plasma etching apparatus 100 for a metal thin film according to an exemplary embodiment of the present invention includes a process chamber 110, a support 120, a gas supply unit 130, a linear ECR plasma source module 140, And a radiation source module 150. The plasma etching apparatus 100 may be applied to a process of forming a metal wiring by etching a target object such as a metal thin film formed of a metal such as copper formed on a substrate.

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.The process chamber 110 provides a processing space 115 in which a plasma etching process is performed. The process chamber 110 may be made of a ceramic material having excellent plasma resistance to plasma.

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.The support portion 120 is disposed in the processing space 115. For example, the support portion 120 may be disposed at a lower portion inside the processing space 115. The support 120 is provided to support a target object. In addition, the support 120 may be mechanically connected to a driving unit (not shown) so as to linearly move. The support portion 120 may be linearly moved by a driving method such as a belt drive, a chain drive, a cylinder drive, or the like.

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.The gas supply unit 130 is connected to the process chamber 110. For example, the gas supply 130 may be disposed adjacent to the linear ECR plasma source module 114 at the top of the process chamber 110. The gas supply unit 130 is provided to supply the process gas to the process space 115. The process gas may be, for example, an etch gas such as chlorine gas. That is, when the metal thin film is made of copper, the process gas can use chlorine gas as an etching gas.

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.The gas supply unit 130 includes a gas reservoir (not shown), a gas reservoir (not shown) connecting the gas reservoir and the process chambers (not shown), and a gas supply line (Not shown) for pumping the liquid to the inside of the chamber. A detailed description of the gas supply unit 130 will be omitted.

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.The linear ECR plasma source module 140 is disposed on one side of the process chamber 110, for example, on the upper side. The linear ECR plasma source module 140 is provided to plasmaize the process gas supplied into the process space 115. The linear ECR plasma source module 140 will be described later with reference to FIG.

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.The light source module 150 is disposed on top of the linear ECR plasma source module 140. For example, the light source module 150 may be disposed to cover the linear ECR plasma module module 140.

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.The radiation source module 150 is provided to irradiate the object with radiation to vaporize etch byproducts generated during the plasma etching process. That is, while the plasma etching process is being performed, the radiation source module 150 irradiates the radiation toward the target, thereby causing the etching by-products generated during the plasma etching process to be vaporized and volatilized. As a result, the etch byproduct remains on the object, so that occurrence of defects in the plasma etching process can be suppressed.

이때, 구리로 이루어진 금속 박막을 플라즈마 식각처리 할 경우 발생하는 식각 부산물이 휘발하는데 필요한 에너지는 아래와 같다.At this time, the energy required to volatilize etching by-products generated when a metal thin film made of copper is subjected to plasma etching is as follows.

CuCl (s) → CuCl (g) : 2:2 eVCuCl (s) - > CuCl (g) : 2: 2 eV

Cu3Cl3 (s) → Cu3Cl3 (g) : 1:6 eVCu 3 Cl 3 (s)? Cu 3 Cl 3 (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.Thus, laser light or ultraviolet light can be used to form a source of radiation having an energy higher than 2.2 eV. As such, a separate heat source for vaporizing the etch byproduct may be omitted. Further, by controlling the energy of the emitted light generated by the radiation source module 150, the etch by-products can be easily vaporized from the object depending on the type of the etch byproduct.

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.Referring to FIGS. 1 and 2, the linear ECR plasma source module 140 is disposed at an upper portion of the process chamber 110. The linear ECR plasma source module 140 has an elliptical shape. The linear ECR plasma source module 140 may extend in the major axis direction (X direction). Accordingly, as the size of the substrate or the object increases, the size of the linear ECR plasma source module 140 in the major axis direction can be increased, thereby providing an advantage of being able to cope with a substrate to be enlarged.

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. The linear ECR plasma source modules 140 may be provided in plural in the minor axis direction (Y direction). This makes it possible to easily cope with the size of the substrate to be enlarged.

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.Further, the linear ECR plasma source module 140 may be linearly moved in the short axis direction. For example, the linear ECR plasma source module 140 is connected to a driving unit (not shown) so as to be linearly movable. The linear ECR plasma source module 140 may be linearly driven by a driving method such as a belt driving, a chain driving, a cylinder driving, or the like.

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.This allows the plasma etching apparatus 110 to etch the object plural times in a scanning manner in the short axis direction by fixing the supporting portion 120 and moving the linear ECR plasma source module 140 linearly. Alternatively, when the linear ECR plasma source module 140 is fixed while the supporting part 120 is linearly moved, the plasma etching apparatus 100 may etch the object plural times in the short axis direction in a scanning manner, can do.

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.As a result, the support portion 120 and the linear ECR plasma source module 140 move relatively linearly, so that the plasma etching apparatus 100 can etch the object plural times in the scanning direction in the short axis direction.

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.The linear ECR plasma source module 140 includes a magnet 141, a plasma chamber 143 having an electromagnetic wave incident window 142, a tuner 146, and a resonator 147.

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. The resonator 147 is formed in an elliptical shape having a long track shape in one direction. A plurality of slots (not shown) are formed on the inner surface of the resonator 147 at regular intervals along the extended longitudinal direction.

상기 튜너(146)는 상기 공명기(147)의 일측에 체결된다. 상기 튜너(146)은 전자파발진기로부터 발진된 전자파를 상기 공명기(147)로 전달한다.The tuner 146 is coupled to one side of the resonator 147. The tuner 146 transmits the electromagnetic wave generated from the electromagnetic wave oscillator to the resonator 147.

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. The magnet 141 is composed of a plurality of magnets. The magnet 141 is disposed between the respective slots along the inner circumferential surface of the resonator 147. Thus, the magnet 141 is arranged in a long track shape as a whole.

상기 마그넷(141)은 발생된 전자가 플라즈마 챔버(143) 내부에서 이탈되지 않도록 상기 전자를 구속한다.The magnet 141 confines the electrons so that the generated electrons are not separated from the inside of the plasma chamber 143.

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.The plasma chamber 143 is arranged along the inner circumference of the magnet 114 and is arranged in a long track shape as a whole. The plasma chamber 143 is formed in such a manner that the electromagnetic wave introduced through the slots of the resonator 147 An electromagnetic wave incident window 141 is provided so that the electromagnetic wave incident window 141 can be incident.

다시 도 1을 참조하면, 상기 방사광 소스 모듈(150)은 광원(151) 및 윈도우(155)를 포함한다. Referring again to FIG. 1, the light source module 150 includes a light source 151 and a window 155.

상기 광원(151)은 레이저 또는 자외선 광을 발생한다.The light source 151 generates laser or ultraviolet light.

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.The window 155 is provided so as to be irradiated with the radiation light generated from the light source 151 toward the target object. The window 155 may be made of a transparent silicon material such as quartz. Thus, the emitted light can be directly irradiated onto the object through the window 155.

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. Referring to FIGS. 1 and 3, a plasma etching apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a linear ECR plasma source module 140 and a radiation source module 150. Therefore, there is an advantage in that the volatilization temperature of the etching by-products can be lowered at a lower process pressure (several mTorr or less) as compared with the IPC plasma source module.

Figure pat00001
Figure 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.Here, T B is vaporized under a certain pressure point (K), R is the gas constant, P is the vapor pressure, Po is the pressure at a known temperature (To) according to a particular pressure, Hvap the heat of vaporization in the pressure (Po), To is Indicates the vaporization point.

나아가, 보다 낮은 압력에서 플라즈마 식각 공정이 진행되면 기화된 식각 부산물이 공정 챔버(110) 내의 내측벽에 재부착되는 현상이 억제될 수 있다. Further, when the plasma etching process is performed at a lower pressure, the phenomenon that vaporized etching by-products are reattached to the inner wall of the process chamber 110 can be suppressed.

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. In addition, the ECR plasma generation method can generate a high-density plasma at a lower pressure than that of a generally used capacitively coupled plasma (CCP) etching apparatus or an ICP etching apparatus, thereby increasing the etching rate.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 박막의 플라즈마 식각 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a plasma etching apparatus for a metal thin film according to an embodiment of the present invention.

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.Referring to FIG. 4, a plasma etching apparatus 200 for a metal thin film according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 210, a support 220, a gas supply unit 230, a linear ECR plasma source module 240, A light source module 250 and a pumping unit 260. The plasma etching apparatus 200 further includes a pumping unit 260 in the plasma etching apparatus 100 described with reference to FIG.

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.The pumping unit (260) is arranged to communicate with the processing space adjacent to the linear ECR plasma source module. The pumping unit 260 may evacuate the vaporized etch byproducts out of the process chamber when the etch by-products generated in the plasma etch process are vaporized. This prevents the vaporized etch byproduct from diffusing throughout the process chamber, thereby preventing secondary contamination in the process chamber.

금속 박막의 플라즈마 식각 방법Plasma etching of metal thin films

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.According to the plasma etching method for a metal thin film according to an embodiment of the present invention, an object is provided on a support provided in a process chamber that provides a processing space. The object includes a metal thin film formed on the upper surface of the substrate.

이후, 상기 처리 공간 내부에 공정 가스를 공급한다. 상기 공정 가스는 상기 금속 박막이 구리로 이루어질 경우, 염화 가스를 포함할 수 있다. Thereafter, a process gas is supplied into the process space. The process gas may include chlorine gas when the metal thin film is made of copper.

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.Subsequently, the process gas supplied into the process chamber is exposed to the linear ECR plasma source module to generate a plasma. In this case, the size of the linear ECR plasma resonator module in the major axis direction can be adjusted according to the size of the substrate.

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.Thereafter, a plasma etching process is performed to etch the object using the plasmaized process gas. During the plasma etching process for etching the object, the object is exposed to radiation to vaporize etch byproducts generated during the plasma etching process.

여기서, 상기 지지부 및 상기 선형 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상대적으로 직선 이동하도록 구비되어 스캐닝 방식으로 플라즈마 식각 공정이 수행될 수 있다.Here, the support portion and the linear ECR plasma source module are relatively linearly moved, and a plasma etching process can be performed by a scanning method.

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.In an embodiment of the present invention, when the etch by-products generated in the plasma etching process are vaporized, the vaporized etch by-products may be exhausted to the outside of the process chamber. This prevents the vaporized etch byproduct from diffusing throughout the process chamber, thereby preventing secondary contamination in the process chamber.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

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 유닛100, 200 ... plasma etching apparatus 110, 210 ... process chamber
120, 220 ... support parts 130, 230 ... gas supply part
140, 240 ... Linear ECR plasma source module 150, 250 ... Source light source module
260 ... pumping unit

Claims (10)

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 식각되는, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.A process chamber for providing a process space in which a plasma etching process is performed;
A support disposed in the processing space, the support supporting an object to be etched;
A gas supply unit connected to the process chamber and supplying an etching process gas into the process space; And
A restricting portion for restricting an etching process gas supplied into the process space, and an electromagnetic wave incidence window for introducing an electromagnetic wave to convert the restrained etch process gas into plasma, wherein an ECR (Electron Cyclotron Resonance ) A plasma source module,
Wherein the object is plasma etched by a plasma generated by the ECR plasma source module. 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.The method according to claim 1,
The object to be etched includes Cu (Copper)
Wherein the plasma generated by the ECR plasma source module reacts with the object to produce etch byproducts of CuClx. 제2 항에 있어서,
상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은, 상기 공정 챔버의 압력 10-2 Torr 이하에서 플라즈마를 생성하는 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the ECR plasma source module generates a plasma at a pressure of 10 -2 Torr or less in the process chamber. 제3 항에 있어서,
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.The method of claim 3,
Wherein the ECR plasma source module includes the electromagnetic wave incidence window in a major axis direction of the ECR plasma source module,
Wherein the ECR plasma source module and the support are configured to be relatively moved in the minor axis direction of the ECR plasma source module for scanning of the plasma etching process. 제4 항에 있어서,
상기 ECR 플라즈마 소스 모듈은 상기 장축 방향으로 길이 확장이 가능하도록 구성된, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the ECR plasma source module is configured to be capable of extending in the major axis direction. 제1 항에 있어서,
상기 구속부는 마그넷인, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the restricting portion is a magnet. 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 이내인, 금속 박막의 플라즈마 식각 장치.A process chamber for providing a process space in which a plasma etching process is performed;
A support disposed in the processing space, the support supporting an object to be etched;
A gas supply unit connected to the process chamber and supplying an etching process gas into the process space; And
And an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma source module for converting the etching process gas supplied into the process space into plasma at a pressure of 10 -2 Torr or less of the process chamber,
The object is plasma etched by a plasma generated by the ECR plasma source module,
Wherein the gasification temperature of the etch byproduct produced by the reaction of the plasma etched process gas and the target object is within 100 degrees. 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 이내인, 금속 박막의 플라즈마 식각 방법.Providing an object to be etched on a support provided in a process chamber providing a process space;
Supplying an etch process gas into the process space;
Exposing the etching process gas supplied into the process chamber to an ECR plasma source module at 10 -2 Torr or less to generate a plasma;
And performing a plasma etching process for etching the object using the plasmaized process gas,
The plasma etching method according to claim 1, wherein the etching temperature of the etching by-products generated by the reaction between the plasma etching process gas and the target object is within 100 degrees. 제8 항에 있어서,
상기 식각될 대상체는 Cu를 포함하며,
상기 식각 부산물은 CuClx를 포함하는, 금속 박막의 플라즈마 식각 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the object to be etched comprises Cu,
Wherein the etching by-product comprises CuClx. 제9 항에 있어서,
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.10. The method of claim 9,
Wherein the ECR plasma source module has an elliptical shape having a major axis with a short axis and an electromagnetic wave incidence window,
The step of performing the plasma etching process includes:
Further comprising the step of generating a relative movement of the ECR plasma source module in the minor axis direction between the ECR plasma source module and the support to perform a plasma scanning etch process in the minor axis direction, .
KR1020190002790A 2019-01-09 2019-01-09 Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer KR102040427B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190002790A KR102040427B1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190002790A KR102040427B1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160067528A Division KR101938794B1 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190009396A true KR20190009396A (en) 2019-01-28
KR102040427B1 KR102040427B1 (en) 2019-11-06

Family

ID=65269678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190002790A KR102040427B1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102040427B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130086989A (en) * 2012-01-26 2013-08-05 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 Methods for uv-assisted conformal film deposition
KR20140030914A (en) * 2012-09-04 2014-03-12 주식회사 테스 Thin film deposition apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130086989A (en) * 2012-01-26 2013-08-05 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 Methods for uv-assisted conformal film deposition
KR20140030914A (en) * 2012-09-04 2014-03-12 주식회사 테스 Thin film deposition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR102040427B1 (en) 2019-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9443701B2 (en) Etching method
CN107924838B (en) Apparatus and system for processing substrate and method for etching substrate
KR102402866B1 (en) Contact clean in high-aspect ratio structures
US4540466A (en) Method of fabricating semiconductor device by dry process utilizing photochemical reaction, and apparatus therefor
EP0127188B1 (en) Dry etching apparatus and method using reactive gas
US9859126B2 (en) Method for processing target object
US8635971B2 (en) Tunable uniformity in a plasma processing system
KR20160056839A (en) Adjustment of vuv emission of a plasma via collisional resonant energy transfer to an energy absorber gas
EP1376668A1 (en) Microwave plasma process device, plasma ignition method, plasma forming method, and plasma process method
US20070264831A1 (en) Use of ion implantation in chemical etching
KR100895630B1 (en) Electron Beam Source
US7148148B2 (en) Mask forming and removing method, and semiconductor device, an electric circuit, a display module, a color filter and an emissive device manufactured by the same method
US20150357151A1 (en) Ion implantation source with textured interior surfaces
CN1839349A (en) Method for high-resolution processing of thin layers with electron beams
KR101938794B1 (en) Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer
KR20190009396A (en) Apparatus for plasma etching a metal layer and method of plasma-etching a metal layer
US20160211145A1 (en) Method for etching group iii-v semiconductor and apparatus for etching the same
CN101593669B (en) In situ ultraviolet (UV) cure method in plasma treatment chamber and forming method of stress silicon nitride film
US10377665B2 (en) Modifying bulk properties of a glass substrate
JP2000114207A (en) Microfabrication method and apparatus thereof
KR100819336B1 (en) A Device and method for low electron temperature plasma generator
JP2020017661A (en) Oxide film removal method and oxide film removal device
JP2006324691A (en) Machining method and apparatus thereof
US20240003011A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2006216585A (en) Plasma treatment apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant