[go: up one dir, main page]

KR20250020257A - Ion beam etching apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and substrate processing method using the same - Google Patents

Ion beam etching apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and substrate processing method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20250020257A
KR20250020257A KR1020230130746A KR20230130746A KR20250020257A KR 20250020257 A KR20250020257 A KR 20250020257A KR 1020230130746 A KR1020230130746 A KR 1020230130746A KR 20230130746 A KR20230130746 A KR 20230130746A KR 20250020257 A KR20250020257 A KR 20250020257A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grid
ion beam
plasma
substrate
beam etching
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
KR1020230130746A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
염근영
박진우
박상욱
이윤아
이찬미
정상교
장윤종
권해인
길홍성
김두산
Original Assignee
삼성전자주식회사
성균관대학교산학협력단
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 삼성전자주식회사, 성균관대학교산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/587,026 priority Critical patent/US20250046629A1/en
Publication of KR20250020257A publication Critical patent/KR20250020257A/en
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01L21/67—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
    • H10P72/0421—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H01J37/32844—Treating effluent gases
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • H10P30/20—
    • H10P50/242—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 성능이 향상된 이온 빔 식각 장치에 관한 것이다. 본 발명의 이온 빔 식각 장치는 플라즈마 챔버, 상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스, 기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 상기 기판을 향해 이온 또는 라디칼을 공급하는 그리드 구조체, 상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인, 및 상기 배기 라인과 연결된 제1 펌핑 시스템을 포함한다. The present invention relates to an ion beam etching apparatus with improved performance. The ion beam etching apparatus of the present invention includes a plasma chamber, a power source disposed on the plasma chamber and generating plasma, a process chamber defining a processing area in which a substrate is processed, a grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber and receiving the plasma and supplying ions or radicals toward the substrate, at least one exhaust line connected to the grid structure and through which particles or polymers within the grid structure are discharged, and a first pumping system connected to the exhaust line.

Description

이온 빔 식각 장치, 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법, 및 이를 이용한 기판 처리 방법{ION BEAM ETCHING APPARATUS, SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD USING THE SAME}Ion beam etching apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and substrate processing method using the same {ION BEAM ETCHING APPARATUS, SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 이온 빔 식각 장치, 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법, 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an ion beam etching apparatus, a method for manufacturing a semiconductor device using the same, and a method for processing a substrate using the same.

반도체의 미세화 및 고집적화에 따라 반도체 회로를 미세하게 패터닝하기 위한 패턴 식각 방법으로 플라즈마를 이용한 건식 식각이 많이 이용되고 있다. 플라즈마 식각은 플라즈마를 형성하고 거기서 발생하는 이온과 라디칼을 대상 물질과 반응시켜 식각 대상을 식각하는 기술이다. 이때, 이온은 하부 방향으로 방향성을 가져 주로 식각 물질의 이방성 식각에 기여하고, 라디칼은 중성 입자로 방향성은 없으나 반응성이 매우 커 주로 식각 물질의 등방성 식각에 기여한다. As semiconductors become more miniaturized and highly integrated, dry etching using plasma is widely used as a pattern etching method for finely patterning semiconductor circuits. Plasma etching is a technology that forms plasma and etches the target material by reacting the ions and radicals generated therefrom with the target material. At this time, ions have a downward direction and mainly contribute to anisotropic etching of the etching material, and radicals are neutral particles with no directionality but are very reactive and mainly contribute to isotropic etching of the etching material.

플라즈마를 이용하는 건식 식각 중에서도, 반응성 이온 빔 식각은 이온 및 라디칼을 포함하는 플라즈마로부터 이온만을 추출 및 가속하여 목적하는 식각 물질을 식각하는 방식으로, 정밀한 가공을 효율적으로 할 수 있다는 장점을 가진다. 이 때, 이온 만을 추출하기 위해 그리드에 전압을 인가하는 데, 그리드에 이물질 등이 쌓일 경우, 그리드에 결함(defect)이 발생될 수 있다. 때문에, 그리드의 결함을 방지하고, 식각 성능 향상을 위한 연구가 증대되고 있는 실정이다. Among dry etching methods using plasma, reactive ion beam etching has the advantage of being able to efficiently perform precise processing by extracting and accelerating only ions from plasma containing ions and radicals to etch the target etching material. At this time, voltage is applied to the grid to extract only ions, but if foreign substances accumulate on the grid, defects may occur in the grid. Therefore, research is being conducted to prevent grid defects and improve etching performance.

본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 성능이 향상된 이온 빔 식각 장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide an ion beam etching device with improved performance.

본 발명이 해결하려는 다른 기술적 과제는 신뢰성이 향상된 반도체 장치 제조 방법을 제공하는 것이다. Another technical problem that the present invention seeks to solve is to provide a method for manufacturing a semiconductor device with improved reliability.

본 발명이 해결하려는 또 다른 기술적 과제는 신뢰성이 향상된 기판 처리 방법을 제공하는 것이다. Another technical problem that the present invention seeks to solve is to provide a substrate processing method with improved reliability.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치는 플라즈마 챔버, 상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스, 기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 상기 기판을 향해 이온 또는 라디칼을 공급하는 그리드 구조체, 상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인, 및 상기 배기 라인과 연결된 제1 펌핑 시스템을 포함한다. According to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, an ion beam etching apparatus includes a plasma chamber, a power source disposed on the plasma chamber and generating plasma, a process chamber defining a processing area in which a substrate is processed, a grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber and receiving the plasma and supplying ions or radicals toward the substrate, at least one exhaust line connected to the grid structure and through which particles or polymers within the grid structure are discharged, and a first pumping system connected to the exhaust line.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치는 플라즈마 챔버, 상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스, 상기 플라즈마 챔버 내부에 설치되고, 상기 플라즈마를 공급하는 샤워 헤드, 기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 전위차에 의해 이온 또는 라디칼을 상기 공정 챔버로 공급하는 그리드 구조체, 상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인, 상기 공정 챔버와 연결되고, 상기 공정 챔버 내의 입자들이 배출되는 배출 배관, 및 상기 배기 라인 및 상기 배출 배관과 연결되고, 터보 분자 진공 펌프를 포함하는 펌핑 시스템을 포함하고, 상기 그리드 구조체는 제1 그리그와, 제2 그리드와, 상기 제1 그리드 및 상기 제2 그리드 사이의 제3 그리드를 포함하고, 상기 제2 그리드는 상기 제1 그리드보다 상기 기판과 가깝고, 상기 제2 그리드에 그라운드 전압이 인가되고, 상기 제1 그리드에 양의 전압이 인가되고, 상기 제2 그리드에 음의 전압이 인가된다. According to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, an ion beam etching apparatus comprises a plasma chamber, a power source disposed on the plasma chamber and generating plasma, a shower head installed inside the plasma chamber and supplying the plasma, a process chamber defining a processing area in which a substrate is processed, a grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber and receiving the plasma and supplying ions or radicals to the process chamber by a potential difference, at least one exhaust line connected to the grid structure and discharging particles or polymers in the grid structure, an exhaust pipe connected to the process chamber and discharging particles in the process chamber, and a pumping system connected to the exhaust line and the exhaust pipe and including a turbo molecular vacuum pump, wherein the grid structure comprises a first grid, a second grid, and a third grid between the first grid and the second grid, wherein the second grid is closer to the substrate than the first grid, a ground voltage is applied to the second grid, a positive voltage is applied to the first grid, and a negative voltage is applied to the second grid. Voltage is applied.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법은 이온 빔 식각 장치로 기판을 로딩하는 것, 및 상기 기판에 대해 이온 빔 식각 공정을 수행하는 것을 포함하고, 상기 기판 처리 설비는, 플라즈마 챔버, 상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스, 기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 상기 기판을 향해 이온 또는 라디칼을 공급하는 그리드 구조체, 상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인, 및 상기 배기 라인과 연결된 펌핑 시스템을 포함한다. According to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, a method for manufacturing a semiconductor device includes loading a substrate into an ion beam etching apparatus, and performing an ion beam etching process on the substrate, wherein the substrate processing equipment includes a plasma chamber, a power source disposed on the plasma chamber and generating plasma, a process chamber defining a processing area in which a substrate is processed, a grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber and receiving the plasma and supplying ions or radicals toward the substrate, at least one exhaust line connected to the grid structure and discharging particles or polymers within the grid structure, and a pumping system connected to the exhaust line.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버와, 플라즈마 챔버와, 상기 공정 챔버 및 상기 플라즈마 챔버 사이의 그리드 구조체를 포함하는 이온 빔 식각 장치를 제공하고, 상기 공정 챔버로 기판을 로딩하고, 상기 플라즈마 챔버로 플라즈마를 공급하고, 그리드 구조체에 전압을 인가하여 이온을 상기 공정 챔버로 공급하고, 상기 이온을 이용하여 상기 기판을 식각하는 것을 포함하고, 상기 그리드 구조체와 연결된 배기 라인을 통해 상기 그리드 구조체 내의 입자들을 배출한다. According to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, a substrate processing method comprises: providing an ion beam etching apparatus including a process chamber, a plasma chamber, and a grid structure between the process chamber and the plasma chamber; loading a substrate into the process chamber, supplying plasma to the plasma chamber, supplying ions to the process chamber by applying voltage to the grid structure, and etching the substrate using the ions; and discharging particles within the grid structure through an exhaust line connected to the grid structure.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 발명의 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the description and drawings of the invention.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 평면도다.
도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 절단한 단면도다.
도 4는 도 3의 P 영역의 확대도다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도다.
도 17 내지 도 20은 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면들이다. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing system according to some embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating an ion beam etching apparatus according to some embodiments of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2.
Figure 4 is an enlarged view of area P of Figure 3.
FIGS. 5 and 6 are drawings for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention.
FIG. 7 is a drawing for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention.
FIGS. 8 and 9 are drawings for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention.
FIGS. 10 to 15 are drawings for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a substrate processing method using an ion beam etching device according to some embodiments of the present invention.
FIGS. 17 to 20 are drawings for explaining a substrate processing method using an ion beam etching apparatus according to some embodiments.

본 명세서에서, 비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소일 수도 있음은 물론이다. In this specification, although the terms first, second, etc. are used to describe various elements or components, it is to be understood that these elements or components are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one element or component from another element or component. Accordingly, it is to be understood that a first element or component mentioned below may also be a second element or component within the technical concept of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the technical idea of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

이하에서, 도 1을 참조하여 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 개념도다. Hereinafter, a substrate processing system according to some embodiments will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a substrate processing system according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참고하면, 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 인덱스 모듈(1000) 및 공정 모듈(2000)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a substrate processing system according to some embodiments may include an index module (1000) and a process module (2000).

인덱스 모듈(1000)은 외부로부터 기판을 반송받아 공정 모듈(2000)로 기판을 반송한다. 공정 모듈(2000)은 세정(cleaning) 공정, 증착(deposition) 공정, 식각(etching) 공정, 및 애싱(ashing) 공정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 인덱스 모듈(1000)은 설비 전방 단부 모듈(EFEM: equipment front end module)일 수 있다. 인덱스 모듈(1000)은 로드 포트(1100) 및 이송 프레임(1200)을 포함할 수 있다. The index module (1000) receives a substrate from the outside and returns the substrate to the process module (2000). The process module (2000) can perform at least one of a cleaning process, a deposition process, an etching process, and an ashing process. The index module (1000) can be an equipment front end module (EFEM). The index module (1000) can include a load port (1100) and a transfer frame (1200).

로드 포트(1100)는 기판을 수용할 수 있다. 기판은 로드 포트(1100) 내의 용기에 놓일 수 있다. 상기 용기로는 전면개방 일체형 포드(FOUP: front opening unified pod)가 사용될 수 있다. 상기 용기는 오버헤드 트랜스퍼(OHT: overhead transfer)에 의해 외부로부터 로드 포트(1100)로 반입될 수 있다. 상기 용기는 오버헤드 트랜스퍼에 의해 로드 포트(1100)로부터 외부로 반출될 수 있다. 이송 프레임(1200)은 로드 포트(1100)에 놓인 상기 용기와 공정 모듈(2000) 간에 기판을 반송할 수 있다.The load port (1100) can accommodate a substrate. The substrate can be placed in a container within the load port (1100). A front opening unified pod (FOUP) can be used as the container. The container can be brought into the load port (1100) from the outside by overhead transfer (OHT). The container can be taken out from the load port (1100) to the outside by overhead transfer. The transfer frame (1200) can transfer the substrate between the container placed in the load port (1100) and the process module (2000).

공정 모듈(2000)은 실제로 공정을 수행하는 모듈일 수 있다. 공정 모듈(2000)은 버퍼 챔버(2100), 이송 챔버(2200), 및 식각 챔버(2300)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 식각 챔버(2300)는 복수의 챔버들을 포함하는 타워 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The process module (2000) may be a module that actually performs the process. The process module (2000) may include a buffer chamber (2100), a transfer chamber (2200), and an etching chamber (2300). In some embodiments, the etching chamber (2300) may be in the form of a tower including a plurality of chambers, but is not limited thereto.

버퍼 챔버(2100)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 모듈(2000) 간에 반송되는 기판이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 챔버(2100)는 기판이 놓이는 버퍼슬롯을 제공할 수 있다. 이송 챔버(2200)의 이송 로봇(2210)은 상기 버퍼슬롯에 놓인 기판을 인출하여 식각 챔버(2300)로 반송할 수 있다. 버퍼 챔버(2100)는 복수의 버퍼슬롯을 제공할 수 있다.The buffer chamber (2100) provides a space where a substrate being transferred between the index module (1000) and the process module (2000) temporarily stays. The buffer chamber (2100) can provide a buffer slot on which a substrate is placed. A transfer robot (2210) of the transfer chamber (2200) can take out a substrate placed in the buffer slot and return it to the etching chamber (2300). The buffer chamber (2100) can provide a plurality of buffer slots.

이송 챔버(2200)는 그 둘레에 배치된 버퍼 챔버(2100), 및 식각 챔버(2300) 간에 기판을 반송한다. 이송 챔버(2200)는 이송 로봇(2210) 및 이송 레일(2220)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(2210)은 이송 레일(2220) 상에서 이동하며 기판을 반송할 수 있다.The transfer chamber (2200) transfers a substrate between a buffer chamber (2100) and an etching chamber (2300) arranged around it. The transfer chamber (2200) may include a transfer robot (2210) and a transfer rail (2220). The transfer robot (2210) may move on the transfer rail (2220) and transfer the substrate.

몇몇 실시예에서, 식각 챔버(2300)는 이온 빔 식각 장치일 수 있다. 예를 들어, 식각 챔버(2300) 내에서 식각(etching) 공정이 수행될 수 있다. 보다 구체적으로 식각 챔버(2300) 내에서, 플라즈마(plasma), 이온(ion) 및/또는 라디칼(radical)을 이용한 식각(etching) 공정이 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 식각 챔버(2300) 내에서 세정(cleaning) 공정, 증착(deposition) 공정, 및 애싱(ashing) 공정이 수행될 수도 있다. 본 명세서에서, 식각 챔버(2300) 내에서 이온 빔을 이용한 식각(etching) 공정이 수행되는 것으로 설명한다. In some embodiments, the etching chamber (2300) may be an ion beam etching device. For example, an etching process may be performed within the etching chamber (2300). More specifically, an etching process using plasma, ions, and/or radicals may be performed within the etching chamber (2300), but is not limited thereto. In addition, a cleaning process, a deposition process, and an ashing process may be performed within the etching chamber (2300). In this specification, it is described that an etching process using an ion beam is performed within the etching chamber (2300).

식각 챔버(2300) 중 일부는 이송 챔버(2200)의 일측에 배치될 수 있다. 식각 챔버(2300) 중 다른 일부는 이송 챔버(2200)의 타측에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 식각 챔버(2300)들은 이송 챔버(2200)의 다른 측면에 서로 마주보도록 배치될 수 있다. Some of the etching chambers (2300) may be arranged on one side of the transfer chamber (2200). Others of the etching chambers (2300) may be arranged on the other side of the transfer chamber (2200). That is, a plurality of etching chambers (2300) may be arranged to face each other on different sides of the transfer chamber (2200).

공정 모듈(2000)에는 식각 챔버(2300)가 복수로 제공될 수 있다. 복수의 식각 챔버(2300)들은 이송 챔버(2200)의 일측에 일렬로 배열될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The process module (2000) may be provided with a plurality of etching chambers (2300). The plurality of etching chambers (2300) may be arranged in a row on one side of the transfer chamber (2200). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

식각 챔버(2300)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않으며, 설비의 풋프린트나 공정효율 등을 고려하여 변경될 수 있다. The layout of the etching chamber (2300) is not limited to the above-described example and may be changed in consideration of the footprint of the equipment, process efficiency, etc.

이하에서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 평면도다. 도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 절단한 단면도다. 도 4는 도 3의 P 영역의 확대도다. Hereinafter, an ion beam etching apparatus according to some embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a plan view illustrating an ion beam etching apparatus according to some embodiments of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2. FIG. 4 is an enlarged view of area P of FIG. 3.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치는 공정 챔버(110), 플라즈마 챔버(210), 그리드 구조체(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 4, an ion beam etching apparatus according to some embodiments may include a process chamber (110), a plasma chamber (210), and a grid structure (300).

몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치는 이온 및/또는 라디칼을 이용하여 기판(190)을 처리하기 위한 챔버일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 처리 설비 내에서, 기판(190)에 대해 이온 빔 식각 공정이 수행될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 상기 이온 빔 식각 장치 내에서 증착 공정, 식각 공정, 및 세정 공정이 함께 수행될 수도 있다.An ion beam etching device according to some embodiments may be a chamber for processing a substrate (190) using ions and/or radicals. For example, an ion beam etching process may be performed on the substrate (190) within the substrate processing facility. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. According to an embodiment, a deposition process, an etching process, and a cleaning process may be performed together within the ion beam etching device.

본 명세서에서 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면 상에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 노출 표면을 의미할 수 있다. In this specification, "substrate" may mean the substrate itself, or a laminated structure including the substrate and a predetermined layer or film, etc. formed on the surface thereof. In addition, "surface of the substrate" may mean an exposed surface of the substrate itself, or an exposed surface of a predetermined layer or film, etc. formed on the substrate.

예를 들어, 기판은 웨이퍼이거나, 또는 웨이퍼와 웨이퍼 상의 적어도 하나의 물질막을 포함할 수 있다. 상기 물질막은 웨이퍼 상에 증착, 코팅 도금 등 다양한 방법을 통해 형성된 절연막 및/또는 도전막일 수 있다. 예를 들어, 절연막은 산화막, 질화막 또는 산화질화막 등을 포함할 수 있고, 도전막은 금속막이나 폴리실리콘막 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 물질막은 웨이퍼 상에 형성된 단일막일 수도 있고 또는 다중막일 수도 있다. 또한, 상기 물질막은 소정 패턴을 가지고 웨이퍼 상에 형성될 수도 있다. For example, the substrate may be a wafer, or may include a wafer and at least one material film on the wafer. The material film may be an insulating film and/or a conductive film formed on the wafer through various methods such as deposition, coating, or plating. For example, the insulating film may include an oxide film, a nitride film, or an oxide nitride film, and the conductive film may include a metal film or a polysilicon film. Meanwhile, the material film may be a single film or a multi-film formed on the wafer. In addition, the material film may be formed on the wafer with a predetermined pattern.

공정 챔버(110)는 처리 영역(115)을 정의할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 공정 챔버(110), 및 그리드 구조체(300)의 하면은 처리 영역(115)을 정의할 수 있다. 처리 영역(115)은 기판(190)이 처리되는 영역이다. 처리 영역(115)은 기판(190)에 대해 이온 빔 식각 공정이 수행되는 영역이다. 처리 영역(115)은 외부로부터 밀폐될 수 있다. 공정 챔버(110)의 전체적인 외곽 구조는 원기둥, 타원 기둥, 또는 다각 기둥 형태 등을 가질 수 있다. 공정 챔버(110)는 일반적으로 금속 재질로 형성되고, 이온 빔 식각 공정 시에 외부로부터 노이즈를 차단하기 위하여 전기적 그라운드 상태가 유지될 수 있다. The process chamber (110) can define a processing area (115). More specifically, the process chamber (110) and the lower surface of the grid structure (300) can define a processing area (115). The processing area (115) is a region where the substrate (190) is processed. The processing area (115) is a region where an ion beam etching process is performed on the substrate (190). The processing area (115) can be sealed from the outside. The overall outer structure of the process chamber (110) can have a cylindrical, elliptical, or polygonal columnar shape, etc. The process chamber (110) is generally formed of a metal material, and an electrical ground state can be maintained in order to block noise from the outside during the ion beam etching process.

도시되진 않았지만, 공정 챔버(110)의 내측에는 라이너가 제공될 수 있다. 상기 라이너는 공정 챔버(110)를 보호하고, 공정 챔버(110) 내의 금속 구조물들을 덮어 내부에서의 아킹(arcing)으로 인한 금속 오염(metal contamination)의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 라이너는 알루미늄과 같은 금속 물질이나 세라믹 물질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 라이너는 플라즈마에 내성을 갖는 물질막으로 형성될 수 있다. 여기서, 플라즈마에 내성을 갖는 물질막은 예를 들어, 이트륨옥사이드(Y2O3) 막일 수 있다. 물론, 플라즈마에 내성을 갖는 상기 물질막이 이트륨옥사이드 막에 한정되는 것은 아니다. Although not shown, a liner may be provided on the inside of the process chamber (110). The liner may protect the process chamber (110) and cover metal structures within the process chamber (110) to prevent metal contamination due to arcing within the process chamber. Meanwhile, the liner may be formed of a metal material such as aluminum or a ceramic material. In addition, the liner may be formed of a material film resistant to plasma. Here, the material film resistant to plasma may be, for example, an yttrium oxide (Y 2 O 3 ) film. Of course, the material film resistant to plasma is not limited to the yttrium oxide film.

공정 챔버(110)는 배출 배관(150)을 통해 펌핑 시스템(140)과 연결될 수 있다. 이온 빔 식각 공정 후의 부산물들이 펌핑 시스템(140)을 이용하여 배출 배관(150)을 통해 배출될 수 있다. 상기 부산물들은 이온 빔 식각 공정 후에 공정 챔버(110) 내부에 남아있는 상기 이온 또는 상기 라디칼일 수 있다. 또한, 펌핑 시스템(140)은 공정 챔버(110) 내부의 압력을 조절하는 기능을 수행할 수도 있다. The process chamber (110) may be connected to a pumping system (140) through a discharge pipe (150). Byproducts after the ion beam etching process may be discharged through the discharge pipe (150) using the pumping system (140). The byproducts may be ions or radicals remaining inside the process chamber (110) after the ion beam etching process. In addition, the pumping system (140) may also perform a function of controlling the pressure inside the process chamber (110).

몇몇 실시예에서, 펌핑 시스템(140)은 펌핑 속도가 5000리퍼/초(이상)에 이를 수 있는 터보 분자 진공 펌프(TMP)를 포함할 수 있다. 상기 터보 분자 진공 펌프는 통상적으로 50mTorr 미만의 저압 처리에 사용될 수 있다. 고압 처리(즉, 100mTorr 초과)에 대해서는, 기계적 부스터 펌프 및 건식 러핑 펌프를 사용할 수 있다. In some embodiments, the pumping system (140) may include a turbo molecular vacuum pump (TMP) capable of a pumping speed of 5000 rpm (or greater). The turbo molecular vacuum pump may be used for low pressure processing, typically less than 50 mTorr. For high pressure processing (i.e., greater than 100 mTorr), mechanical booster pumps and dry roughing pumps may be used.

도시되진 않았지만, 공정 챔버(110)의 압력을 모니터링하는 압력 측정 장치가 공정 챔버(110)에 설치될 수 있다. 상기 압력 측정 장치는 공정 챔버(110) 내부의 압력을 측정할 수 있다. 공정 챔버(110) 내부의 압력을 측정하여 펌핑 시스템(140)의 펌핑 속도를 조절할 수 있다. 또한, 공정 챔버(110) 내부의 압력을 측정하여 배출 배관(150)을 통해 배출되는 부산물들(예를 들어, 이온 또는 라디칼)의 속도를 조절할 수 있다. Although not shown, a pressure measuring device for monitoring the pressure of the process chamber (110) may be installed in the process chamber (110). The pressure measuring device may measure the pressure inside the process chamber (110). The pumping speed of the pumping system (140) may be controlled by measuring the pressure inside the process chamber (110). In addition, the speed of byproducts (e.g., ions or radicals) discharged through the discharge pipe (150) may be controlled by measuring the pressure inside the process chamber (110).

플라즈마 챔버(210)는 공정 챔버(110) 상에 배치될 수 있다. 플라즈마 챔버(210)는 플라즈마 생성 영역(215)을 정의할 수 있다. 플라즈마 생성 영역(215)은 플라즈마 챔버(210)와 후술될 샤워 헤드(230)에 의해 정의될 수 있다. The plasma chamber (210) may be placed on the process chamber (110). The plasma chamber (210) may define a plasma generation region (215). The plasma generation region (215) may be defined by the plasma chamber (210) and a shower head (230) to be described later.

몇몇 실시예에서, 플라즈마 챔버(210) 상에, 리드(220), 어댑터(adaptor)(225), 샤워 헤드(230), 및 전원 소스(240)가 배치될 수 있다. In some embodiments, a lead (220), an adapter (225), a shower head (230), and a power source (240) may be placed on the plasma chamber (210).

샤워 헤드(230)는 플라즈마 챔버(210) 내에 배치될 수 있다. 샤워 헤드(230)는 가스가 유동 가능한 복수의 플라즈마홀(210H)을 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버(210)의 외부에서 공급된 플라즈마는 샤워 헤드(230)의 플라즈마홀(210H)을 통해 플라즈마 생성 영역(215)으로 고르게 분배될 수 있다. A shower head (230) may be placed within a plasma chamber (210). The shower head (230) may include a plurality of plasma holes (210H) through which gas can flow. Plasma supplied from outside the plasma chamber (210) may be evenly distributed to a plasma generation region (215) through the plasma holes (210H) of the shower head (230).

몇몇 실시예에서, 일례로 상기 플라즈마는 할로겐 원소인 염소(Cl), 브롬(Br), 플루오르(F)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 플라즈마는 탄소 계열의 가스를 포함할 수도 있다. In some embodiments, the plasma may include, for example, halogen elements such as chlorine (Cl), bromine (Br), and fluorine (F). In another example, the plasma may include a carbon-based gas.

전원 소스(240)는 플라즈마 챔버(210) 외부에 설치될 수 있다. 전원 소스(240)는 플라즈마 및/또는 라디칼을 생성하여 플라즈마 생성 영역(215)으로 상기 플라즈마 및/또는 상기 라디칼을 공급할 수 있다. The power source (240) may be installed outside the plasma chamber (210). The power source (240) may generate plasma and/or radicals and supply the plasma and/or radicals to the plasma generation region (215).

예를 들어, 전원 소스(240)는 플라즈마 공급 라인(245)을 통해 상기 플라즈마 및/또는 상기 라디칼을 플라즈마 생성 영역(215)으로 공급할 수 있다. 상기 플라즈마 및/또는 상기 라디칼은 후술될 어댑터(225) 및 샤워 헤드(230)를 거쳐 플라즈마 생성 영역(215)으로 공급된다. For example, the power source (240) can supply the plasma and/or the radicals to the plasma generation region (215) through the plasma supply line (245). The plasma and/or the radicals are supplied to the plasma generation region (215) through the adapter (225) and shower head (230) described below.

전원 소스(240)는 가스에 파워를 인가하여 상기 플라즈마 및/또는 상기 라디칼을 생성할 수 있다. 상기 파워는 예를 들어, 소정 주파수 및 세기를 갖는 전자기파 형태의 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 파워(RF 파워)로 인가될 수 있다. 또한, 상기 파워는 전자기파 형태로 온-오프 주기를 갖고 연속파(Continuous Wave) 형태로 인가되거나 또는 펄스 형태로 인가될 수 있다. A power source (240) can apply power to the gas to generate the plasma and/or the radicals. The power can be applied, for example, as radio frequency (RF) power (RF power) in the form of electromagnetic waves having a predetermined frequency and intensity. Additionally, the power can be applied in the form of an electromagnetic wave with an on-off cycle in the form of a continuous wave or in the form of a pulse.

참고로, 플라즈마는 라디칼, 이온, 전자, 자외선 등의 다양한 성분들을 포함할 수 있다. 상기 라디칼, 이온, 전자, 자외선 등의 성분들 중 적어도 하나가 기판(190)의 처리, 예를 들어, 식각(etching) 공정에 이용될 수 있다. 기본적으로 라디칼은 전기적으로 중성이고 이온은 전기적으로 극성을 갖는다. 그에 따라, 라디칼은 플라즈마를 이용한 식각 공정에서 식각 대상을 등방성으로 제거하는 데 이용될 수 있다. 또한, 이온은 플라즈마를 이용한 식각 공정에서 식각 대상을 이방성으로 제거하는 데 이용될 수 있다. For reference, plasma may include various components such as radicals, ions, electrons, and ultraviolet rays. At least one of the components such as radicals, ions, electrons, and ultraviolet rays may be used for processing of the substrate (190), for example, an etching process. Basically, radicals are electrically neutral and ions are electrically polar. Accordingly, radicals may be used to isotropically remove an etching target in an etching process using plasma. In addition, ions may be used to anisotropically remove an etching target in an etching process using plasma.

어댑터(adaptor)(225)는 전원 소스(240)와 샤워 헤드(230) 사이에 배치될 수 있다. 어댑터(225)는 전원 소스(240)로부터 공급된 플라즈마 및/또는 라디칼의 이동 통로일 수 있다. 전원 소스(240)가 생성한 상기 플라즈마 및/또는 상기 라디칼은 어댑터(225)를 통과하여 샤워 헤드(230)로 제공된다. 어댑터(225)는 하부의 면적이 가장 넓고, 하부에서 상부로 향함에 따라 면적이 점점 감소하는 구조를 갖는다. 즉, 어댑터(225)는 전원 소스(240)와 마주보는 부분의 면적이 가장 작고, 샤워 헤드(230)와 마주보는 부분의 면적이 가장 큰 구조를 갖는다. An adapter (225) may be placed between a power source (240) and a shower head (230). The adapter (225) may be a passage for plasma and/or radicals supplied from the power source (240). The plasma and/or radicals generated by the power source (240) pass through the adapter (225) and are provided to the shower head (230). The adapter (225) has a structure in which the area at the bottom is the largest and the area gradually decreases from the bottom to the top. That is, the adapter (225) has a structure in which the area of the part facing the power source (240) is the smallest and the area of the part facing the shower head (230) is the largest.

어댑터(225)는 샤워 헤드(230)와 수직 방향으로 이격될 수 있다. 상기 수직 방향은 기판(190)의 상면과 수직인 방향일 수 있다. 어댑터(225)와 샤워 헤드(230) 사이에 빈 공간이 생길 수 있다. 즉, 어댑터(225)는 샤워 헤드(230)와 접촉하지 않는다. The adapter (225) may be spaced apart from the shower head (230) in a vertical direction. The vertical direction may be a direction perpendicular to the upper surface of the substrate (190). A space may be created between the adapter (225) and the shower head (230). That is, the adapter (225) does not come into contact with the shower head (230).

리드(lid)(220)는 플라즈마 챔버(210) 상에 배치될 수 있다. 리드(220)는 어댑터(225)의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 리드(220)는 샤워 헤드(230)의 측벽의 일부를 감쌀 수도 있다. 어댑터(225)는 리드(220)의 상면보다 상기 수직 방향으로 돌출될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 리드(220)는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. A lid (220) may be placed on the plasma chamber (210). The lid (220) may surround at least a portion of the adapter (225). The lid (220) may also surround a portion of a side wall of the shower head (230). The adapter (225) may protrude in the vertical direction from an upper surface of the lid (220), but is not limited thereto. The lid (220) may be formed of a metal material such as aluminum (Al), but is not limited thereto.

리드(220)는 일반적으로 금속 재질로 형성되고, 플라즈마 공정 시에 외부로부터 노이즈를 차단하기 위하여 전기적 그라운드 상태가 유지될 수 있다. 도시되진 않았지만, 리드(220)의 내측에는 라이너가 제공될 수 있다. 상기 라이너는 리드(220)를 보호하고, 리드(220) 내의 금속 구조물들을 덮어 내부에서의 아킹(arcing)으로 인한 금속 오염(metal contamination)의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 라이너는 알루미늄과 같은 금속 물질이나 세라믹 물질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 라이너는 플라즈마에 내성을 갖는 물질막으로 형성될 수 있다. 여기서, 플라즈마에 내성을 갖는 물질막은 예를 들어, 이트륨옥사이드(Y2O3) 막일 수 있다. 물론, 플라즈마에 내성을 갖는 상기 물질막이 이트륨옥사이드 막에 한정되는 것은 아니다. The lead (220) is generally formed of a metal material, and can be maintained in an electrical ground state to block external noise during a plasma process. Although not shown, a liner may be provided on the inside of the lead (220). The liner may protect the lead (220) and cover metal structures within the lead (220) to prevent metal contamination due to arcing within the interior. Meanwhile, the liner may be formed of a metal material such as aluminum or a ceramic material. In addition, the liner may be formed of a material film resistant to plasma. Here, the material film resistant to plasma may be, for example, an yttrium oxide (Y 2 O 3 ) film. Of course, the material film resistant to plasma is not limited to the yttrium oxide film.

몇몇 실시예에서, 공정 챔버(110)의 내부에 기판 지지 유닛(120)이 설치될 수 있다. 기판 지지 유닛(120)은 공정 챔버(110) 내의 처리 영역(115)의 하부에 배치될 수 있다. 기판 지지 유닛(120)은 기판(190)을 지지할 수 있다. In some embodiments, a substrate support unit (120) may be installed inside the process chamber (110). The substrate support unit (120) may be positioned at the bottom of the processing area (115) within the process chamber (110). The substrate support unit (120) may support the substrate (190).

기판 지지 유닛(120)은 정전력(electro-static force)으로 기판(190)을 지지하도록 구성된 정전 척(Electrostatic Chuck)과, 상기 정전 척을 지지하는 척 지지대를 포함할 수 있다. The substrate support unit (120) may include an electrostatic chuck configured to support a substrate (190) with electrostatic force, and a chuck support for supporting the electrostatic chuck.

정전 척은 내부에, 기판(190)의 처킹 및 디처킹을 위한 전극을 포함할 수 있다. 척 지지대는 상부에 배치된 정전 척을 지지하며, 알루미늄과 같은 금속이나 알루미나(Alumina)와 같은 세라믹 절연체로 형성될 수 있다. 척 지지대의 내부에는 히터와 같은 가열 부재가 배치되고, 히터로부터 열이 정전 척 또는 기판(190)으로 전달될 수 있다. 또한, 척 지지대에는 정전 척의 전극에 연결된 파워 인가용 배선이 배치될 수 있다. 물론, 기판 지지 유닛(120)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 기판 지지 유닛(120)이 진공을 이용하여 기판(190)을 지지하도록 구성된 진공 척을 포함하거나, 또는 기계적으로 기판(190)을 지지하도록 구성될 수 있다. The electrostatic chuck may include electrodes therein for chucking and dechucking the substrate (190). The chuck supporter supports the electrostatic chuck disposed thereon, and may be formed of a metal such as aluminum or a ceramic insulator such as alumina. A heating member such as a heater is disposed inside the chuck supporter, and heat from the heater may be transferred to the electrostatic chuck or the substrate (190). In addition, a power application wire connected to the electrode of the electrostatic chuck may be disposed in the chuck supporter. Of course, the configuration of the substrate support unit (120) is not limited thereto, and the substrate support unit (120) may include a vacuum chuck configured to support the substrate (190) using a vacuum, or may be configured to mechanically support the substrate (190).

기판 지지 유닛(120)은 리프트 핀(175)을 포함할 수 있다. 리프트 핀(175)은 기판(190)이 안착되는 기판 지지 유닛(120)의 표면으로부터 기판(190)을 들어올리도록 구성될 수 있다. The substrate support unit (120) may include a lift pin (175). The lift pin (175) may be configured to lift the substrate (190) from the surface of the substrate support unit (120) on which the substrate (190) is mounted.

리프트 핀(175)은 기판 지지 유닛(120)에 마련된 홀에 수용될 수 있다. 리프트 핀(175)은 기판 지지 유닛(120)에 대해 상기 수직 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 리프트 핀(175)은 상기 수직 방향으로 이동하여, 기판(190)을 상승 및 하강시킬 수 있다. 기판 지지 유닛(120)은 기판(190)을 기지하기에 적합한 개수의 리프트 핀(175)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지 유닛(120)은 기판 지지 유닛(170)의 원주 방향을 따라서 균등하게 이격된 3개 이상의 리프트 핀들(175)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The lift pin (175) can be accommodated in a hole provided in the substrate support unit (120). The lift pin (175) can be installed to be movable in the vertical direction with respect to the substrate support unit (120). The lift pin (175) can move in the vertical direction to raise and lower the substrate (190). The substrate support unit (120) can include a number of lift pins (175) suitable for supporting the substrate (190). For example, the substrate support unit (120) can include three or more lift pins (175) equally spaced apart along the circumferential direction of the substrate support unit (170), but is not limited thereto.

리프트 핀(175)은 처리 대상인 기판(190)이 공정 챔버(110)의 내부로 반입되거나 기판(190)이 상기 공정 챔버(110)로부터 반출될 때, 기판 지지 유닛(120)으로부터 상방으로 돌출된 핀-업(pin-up) 상태가 되어 기판(190)을 지지할 수 있다. 또한, 리프트 핀(175)은 공정 챔버(110) 내에서 기판(190)이 처리되는 동안, 기판 지지 유닛(120)의 상면보다 아래로 하강된 핀-다운(pin-down) 상태가 되어 기판(190)이 기판 지지 유닛(120) 상에 놓이도록 할 수 있다. The lift pins (175) can support the substrate (190) by being in a pin-up state protruding upward from the substrate support unit (120) when the substrate (190) to be processed is brought into the process chamber (110) or when the substrate (190) is taken out from the process chamber (110). In addition, the lift pins (175) can be in a pin-down state lowered below the upper surface of the substrate support unit (120) while the substrate (190) is being processed in the process chamber (110) so that the substrate (190) can be placed on the substrate support unit (120).

기판 지지 유닛(120)에는 RF 바이어스 소스(130)가 연결될 수 있다. RF 바이어스 소스(130)는 기판 지지 유닛(120)에 RF 파워를 인가할 수 있다. 몇몇 실시예에서, RF 바이어스 소스(130)는 기판(190)에 대한 식각 공정이 진행되는 동안, 약 200 kHz 미만의 낮은 주파수의 RF 파워를 기판 지지 유닛(120)에 인가할 수 있다. 몇몇 실시예에서, RF 바이어스 소스(130)는 기판(190)에 대한 식각 공정이 진행되는 동안, 기판 지지 유닛(120)에 공급되는 RF 파워를 제거할 수도 있다. An RF bias source (130) may be connected to the substrate support unit (120). The RF bias source (130) may apply RF power to the substrate support unit (120). In some embodiments, the RF bias source (130) may apply low frequency RF power of less than about 200 kHz to the substrate support unit (120) while an etching process for the substrate (190) is in progress. In some embodiments, the RF bias source (130) may also remove RF power supplied to the substrate support unit (120) while an etching process for the substrate (190) is in progress.

몇몇 실시예에서, 기판 지지 유닛(120)은 가열 부재(171) 및 림(172)을 더 포함할 수 있다. In some embodiments, the substrate support unit (120) may further include a heating element (171) and a rim (172).

가열 부재(171)는 히터(160)와 연결될 수 있다. 히터(160)는 기판 지지 유닛(120)을 가열할 수 있다. 히터(160)는 기판 지지 유닛(120)의 가열 부재(171)로 열을 공급할 수 있다. 히터(160)는 가열 부재(171)를 통해 공급되는 열의 양을 조절하여 기판 지지 유닛(120)의 온도 및 기판 지지 유닛(120) 상에 탑재된 기판(190)의 온도를 조절할 수 있다.The heating element (171) can be connected to the heater (160). The heater (160) can heat the substrate support unit (120). The heater (160) can supply heat to the heating element (171) of the substrate support unit (120). The heater (160) can control the temperature of the substrate support unit (120) and the temperature of the substrate (190) mounted on the substrate support unit (120) by controlling the amount of heat supplied through the heating element (171).

림(rim)(172)은 기판 지지 유닛(120) 상에 제공될 수 있다. 림(172)은 기판 지지 유닛(120) 상에 놓인 기판(190)을 감쌀 수 있다. 림(172)은 기판(190)이 기판 지지 유닛(120) 상에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 림(172)은 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 림(172)이 세라믹 소재를 포함하기 때문에 반응 스트레스(stress)에 취약할 수 있다. A rim (172) may be provided on the substrate support unit (120). The rim (172) may surround a substrate (190) placed on the substrate support unit (120). The rim (172) may prevent the substrate (190) from slipping on the substrate support unit (120). The rim (172) may include a ceramic material. Since the rim (172) includes a ceramic material, it may be vulnerable to reactive stress.

몇몇 실시예에서, 그리드 구조체(300)는 공정 챔버(110)와 플라즈마 챔버(210) 사이에 개재될 수 있다. In some embodiments, a grid structure (300) may be interposed between the process chamber (110) and the plasma chamber (210).

그리드 구조체(300)는 플라즈마 챔버(210) 내부의 이온 및/또는 라디칼을 공정 챔버(110)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 그리드 구조체(300)에 전압을 인가하여 상기 이온을 공정 챔버(110)로 제공할 수 있다. 상기 이온은 그리드 구조체(300)에 인가된 전압의 전위차에 의해 공정 챔버(110)로 공급될 수 있다. 상기 이온을 이용하여 공정 챔버(110) 내의 기판(190)에 대해 식각 공정을 수행할 수 있다. 상기 이온은 방향성을 갖고 공정 챔버(110)로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 식각 공정은 이방성 식각 공정일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. The grid structure (300) can provide ions and/or radicals inside the plasma chamber (210) to the process chamber (110). For example, voltage can be applied to the grid structure (300) to provide the ions to the process chamber (110). The ions can be supplied to the process chamber (110) by a potential difference of the voltage applied to the grid structure (300). An etching process can be performed on the substrate (190) within the process chamber (110) using the ions. The ions can be supplied to the process chamber (110) with directionality. Therefore, the etching process can be an anisotropic etching process. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

도 3 및 도 4에서, 그리드 구조체(300)는 제1 그리드(310), 제2 그리드(320), 및 제3 그리드(330)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리드 구조체(300)는 2개 이상의 그리드를 포함할 수 있고, 그리드의 개수는 얼마든지 변경될 수 있다. In FIGS. 3 and 4, the grid structure (300) may include a first grid (310), a second grid (320), and a third grid (330). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. The grid structure (300) may include two or more grids, and the number of grids may be changed as desired.

제1 그리드(310), 제2 그리드(320), 및 제3 그리드(330)는 서로 상기 수직 방향으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제1 그리드(310)는 제2 그리드(320)보다 기판(190)으로부터 멀리 배치될 수 있다. 다시 말하면, 기판(190)의 상면에서 제1 그리드(310)까지의 상기 수직 방향으로의 거리는 기판(190)의 상면에서 제2 그리드(320)까지의 상기 수직 방향으로의 거리보다 클 수 있다. 제3 그리드(330)는 제1 그리드(310)와 제2 그리드(320) 사이에 배치될 수 있다. The first grid (310), the second grid (320), and the third grid (330) may be spaced apart from each other in the vertical direction. For example, the first grid (310) may be positioned further from the substrate (190) than the second grid (320). In other words, the vertical distance from the upper surface of the substrate (190) to the first grid (310) may be greater than the vertical distance from the upper surface of the substrate (190) to the second grid (320). The third grid (330) may be positioned between the first grid (310) and the second grid (320).

몇몇 실시예에서, 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 바이어스가 인가될 수 있다. 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 바이어스가 인가되는 경우 플라즈마 챔버(210)의 플라즈마로부터 이온을 추출하여 이온 빔을 형성할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 바이어스가 인가되는 경우 상기 이온 빔이 공정 챔버(110)로 제공될 수 있다. 상기 이온 빔을 이용하여 기판(190)에 대해 식각 공정이 수행될 수 있다. In some embodiments, a bias may be applied to the first to third grids (310, 320, 330). When a bias is applied to the first to third grids (310, 320, 330), ions may be extracted from the plasma of the plasma chamber (210) to form an ion beam. That is, when a bias is applied to the first to third grids (310, 320, 330), the ion beam may be provided to the process chamber (110). An etching process may be performed on the substrate (190) using the ion beam.

예를 들어, 제1 그리드(310)는 제1 그리드 홀(310H)을 포함할 수 있다. 제2 그리드(320)는 제2 그리드 홀(320H)을 포함할 수 있다. 제3 그리드(330)는 제3 그리드 홀(330H)을 포함할 수 있다. 상기 이온은 제1 그리드 홀(310H), 제2 그리드 홀(320H), 및 제3 그리드 홀(330H)을 통과하여 공정 챔버(110)로 공급될 수 있다. For example, the first grid (310) may include a first grid hole (310H). The second grid (320) may include a second grid hole (320H). The third grid (330) may include a third grid hole (330H). The ions may pass through the first grid hole (310H), the second grid hole (320H), and the third grid hole (330H) and be supplied to the process chamber (110).

몇몇 실시예에서, 제1 그리드(310)에 제1 전원(315)이 연결될 수 있다. 제2 그리드(320)에 제2 전원(325)이 연결될 수 있다. 제3 그리드(330)에 제3 전원(335)이 연결될 수 있다. In some embodiments, a first power source (315) may be connected to a first grid (310). A second power source (325) may be connected to a second grid (320). A third power source (335) may be connected to a third grid (330).

제1 전원(315)은 제1 그리드(310)에 바이어스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제1 전원(315)은 제1 그리드(310)에 양의 전압을 인가할 수 있다. 제2 전원(325)은 제2 그리드(320)에 바이어스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제2 전원(325)은 제2 그리드(320)에 그라운드 전압을 인가할 수 있다. 제3 전원(335)은 제3 그리드(330)에 바이어스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제3 전원(335)은 제3 그리드(330)에 음의 전압을 인가할 수 있다. The first power source (315) can apply a bias to the first grid (310). For example, the first power source (315) can apply a positive voltage to the first grid (310). The second power source (325) can apply a bias to the second grid (320). For example, the second power source (325) can apply a ground voltage to the second grid (320). The third power source (335) can apply a bias to the third grid (330). For example, the third power source (335) can apply a negative voltage to the third grid (330).

이처럼, 제1 그리드(310)에 인가되는 전압의 부호와 제3 그리드(330)에 인가되는 전압의 부호는 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 그리드(310)에 음의 전압이 인가되고, 제3 그리드(330)에 양의 전압이 인가될 수도 있음은 물론이다. 이 때, 제2 그리드(320)에는 그라운드 전압이 인가되어야 한다. In this way, the sign of the voltage applied to the first grid (310) and the sign of the voltage applied to the third grid (330) may be different from each other. That is, it goes without saying that a negative voltage may be applied to the first grid (310) and a positive voltage may be applied to the third grid (330). In this case, a ground voltage must be applied to the second grid (320).

몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치는 그리드 구조체(300)와 연결된 배기 라인(340)을 더 포함할 수 있다. The ion beam etching apparatus according to some embodiments may further include an exhaust line (340) connected to the grid structure (300).

배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)와 연결될 수 있다. 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW) 상에 배치될 수 있다. 배기 라인(340)은 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 도 2에서, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW) 상에 4개 배치된 것으로 도시되었으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. The exhaust line (340) may be connected to the grid structure (300). The exhaust line (340) may be arranged on the side wall (300SW) of the grid structure (300). At least one exhaust line (340) may be arranged. In FIG. 2, four exhaust lines (340) are illustrated as being arranged on the side wall (300SW) of the grid structure (300), but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 배기 라인(340)은 평면적 관점에서 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 12시 방향, 3시 방향, 6시 방향, 및 9시 방향에 각각 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배기 라인(340)이 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 대칭으로 배열되기 때문에, 그리드 구조체(300) 내의 압력이 일정하게 조절될 수 있다. In some embodiments, the exhaust lines (340) may be arranged symmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300) in a planar view. For example, the exhaust lines (340) may be arranged at 12 o'clock, 3 o'clock, 6 o'clock, and 9 o'clock directions with respect to the center (C) of the grid structure (300), but are not limited thereto. Since the exhaust lines (340) are arranged symmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300), the pressure within the grid structure (300) may be controlled to be constant.

배기 라인(340)는 그리드 구조체(300) 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 통로일 수 있다. 상기 입자는 플라즈마 챔버(210)로부터 제공된 플라즈마일 수도 있고, 상기 플라즈마와 반응하여 생긴 부산물일 수 있다. 상기 폴리머들은 상기 플라즈마가 탄소 계열의 가스를 포함하는 경우 발생하는 부산물일 수 있다. The exhaust line (340) may be a passage through which particles or polymers within the grid structure (300) are discharged. The particles may be plasma provided from the plasma chamber (210) or may be byproducts produced by a reaction with the plasma. The polymers may be byproducts produced when the plasma includes a carbon-based gas.

배기 라인(340)은 펌핑 시스템(140)과 연결될 수 있다. 펌핑 시스템(140)은 앞서 설명한 것과 같이 터보 분자 진공 펌프(TMP)를 포함할 수 있다. 펌핑 시스템(140)의 펌핑 속도를 조절하여 배기 라인(340)을 통해 배출되는 입자 또는 폴리머들의 배출 속도를 조절할 수 있다. The exhaust line (340) may be connected to a pumping system (140). The pumping system (140) may include a turbo molecular vacuum pump (TMP) as described above. The discharge speed of the particles or polymers discharged through the exhaust line (340) may be controlled by controlling the pumping speed of the pumping system (140).

몇몇 실시예에서, 그리드 구조체(300) 내에 입자 또는 폴리머들이 쌓이면 제품의 성능이 저하될 수 있다. 예를 들어, 그리드 구조체(300) 내에 입자 또는 폴리머들이 쌓이면, 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 아킹(arcing)이 발생될 수 있다. 배기 라인(340)을 통해 그리드 구조체(300) 내에 입자 또는 폴리머들이 배출되면, 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 결함(defect)이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배기 라인(340)을 통해 그리드 구조체(300) 내에 입자 또는 폴리머들이 배출될 경우 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 인가되는 전압의 전위차를 더 높일 수 있다. 이에 따르면, 본 발명의 이온 빔 식각 장치를 이용하여 이온 빔 식각 공정을 수행할 때, 식각 성능을 높일 수 있다. In some embodiments, if particles or polymers accumulate within the grid structure (300), the performance of the product may deteriorate. For example, if particles or polymers accumulate within the grid structure (300), arcing may occur in the first to third grids (310, 320, 330). If particles or polymers are discharged within the grid structure (300) through the exhaust line (340), defects in the first to third grids (310, 320, 330) may be prevented from occurring. In addition, if particles or polymers are discharged within the grid structure (300) through the exhaust line (340), the potential difference of the voltage applied to the first to third grids (310, 320, 330) may be further increased. Accordingly, when performing an ion beam etching process using the ion beam etching apparatus of the present invention, etching performance may be improved.

이하에서, 도 5 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 몇몇 실시예들에 따른 이온 빔 식각 장치에 대해 설명한다. 설명의 편의상 도 2 내지 도 4를 이용하여 설명한 것과 중복되는 내용은 간단히 설명하거나 생략한다. Hereinafter, an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 15. For convenience of explanation, any content that overlaps with that described using FIGS. 2 to 4 will be briefly described or omitted.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 참고적으로, 도 6은 도 5의 B-B 선을 따라 절단한 단면도일 수 있다.FIGS. 5 and 6 are drawings for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention. For reference, FIG. 6 may be a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 5.

도 5 및 도 6을 참조하면, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW) 상에 1개만 배치될 수 있다. 또한, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 비대칭으로 배열될 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, only one exhaust line (340) may be arranged on the side wall (300SW) of the grid structure (300). In addition, the exhaust lines (340) may be arranged asymmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300).

구체적으로, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 배출 배관(150)과 대향되게 배열될 수 있다. 이는, 공정 챔버(110)의 압력을 조절하기 위해서일 수 있다. Specifically, the exhaust line (340) may be arranged opposite the exhaust pipe (150) with respect to the center (C) of the grid structure (300). This may be for controlling the pressure of the process chamber (110).

예를 들어, 도 5에서, 배출 배관(150)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 오른쪽에 배열될 수 있다. 배출 배관(150)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 지나는 y축을 기준으로 오른쪽에 배열될 수 있다. 이 때, 공정 챔버(110) 내부의 압력은 배출 배관(150)과 가까운 쪽보다 배출 배관(150)과 먼 쪽이 더 크다. 즉, 공정 챔버(110) 내부의 압력은 일정하지 않을 수 있다. For example, in FIG. 5, the discharge pipe (150) may be arranged on the right with respect to the center (C) of the grid structure (300). The discharge pipe (150) may be arranged on the right with respect to the y-axis passing through the center (C) of the grid structure (300). At this time, the pressure inside the process chamber (110) is greater on the side far from the discharge pipe (150) than on the side close to the discharge pipe (150). In other words, the pressure inside the process chamber (110) may not be constant.

배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 왼쪽에 배열되기 때문에, 상대적으로 배기 라인(340)과 가까운 공정 챔버(110) 내부의 압력이 낮아질 수 있다. 이렇게, 배기 라인(340)과 배출 배관(150)의 위치를 조절하여 공정 챔버(110) 내부의 압력을 조절할 수 있다. 이에 따라, 신뢰성이 향상된 이온 빔 식각 장치가 제공될 수 있다. Since the exhaust line (340) is arranged on the left side with respect to the center (C) of the grid structure (300), the pressure inside the process chamber (110) relatively close to the exhaust line (340) can be lowered. In this way, the pressure inside the process chamber (110) can be controlled by adjusting the positions of the exhaust line (340) and the exhaust pipe (150). Accordingly, an ion beam etching device with improved reliability can be provided.

도 7은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a drawing for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention.

도 7을 참조하면, 펌핑 시스템은 제1 펌핑 시스템(141)과 제2 펌핑 시스템(142)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the pumping system may include a first pumping system (141) and a second pumping system (142).

제1 펌핑 시스템(141)은 적어도 하나 이상의 배기 라인(340)과 연결될 수 있다. 제2 펌핑 시스템(142)은 배출 배관(150)과 연결될 수 있다. 즉, 적어도 하나 이상의 배기 라인(340)과 배출 배관(150)은 서로 다른 펌핑 시스템에 연결될 수 있다. The first pumping system (141) can be connected to at least one exhaust line (340). The second pumping system (142) can be connected to a discharge pipe (150). That is, at least one exhaust line (340) and the discharge pipe (150) can be connected to different pumping systems.

이에 따르면, 배출 배관(150)을 통해 배출되는 부산물들의 속도와 배기 라인(340)을 통해 배출되는 입자 또는 폴리머들의 속도가 개별적으로 조절될 수 있다. 이에 따라, 공정 챔버(110)의 압력이 보다 정밀하게 조절될 수 있다. Accordingly, the speed of by-products discharged through the discharge pipe (150) and the speed of particles or polymers discharged through the exhaust line (340) can be individually controlled. Accordingly, the pressure of the process chamber (110) can be controlled more precisely.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 참고적으로, 도 9는 도 8의 C-C 선을 따라 절단한 예시적인 단면도일 수 있다.FIGS. 8 and 9 are drawings for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention. For reference, FIG. 9 may be an exemplary cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 8.

도 8 및 도 9를 참조하면, 배출 배관은 제1 배출 배관(151)과 제2 배출 배관(152)을 포함할 수 있다. 제1 배출 배관(151)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 오른쪽에 배열될 수 있다. 제2 배출 배관(152)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 왼쪽에 배열될 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the discharge pipe may include a first discharge pipe (151) and a second discharge pipe (152). The first discharge pipe (151) may be arranged on the right side with respect to the center (C) of the grid structure (300). The second discharge pipe (152) may be arranged on the left side with respect to the center (C) of the grid structure (300).

즉, 제1 배출 배관(151)과 제2 배출 배관(152)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 대칭으로 배열될 수 있다. 이에 따르면, 공정 챔버(110) 내부의 압력을 보다 일정하고, 정밀하게 조절할 수 있다. That is, the first discharge pipe (151) and the second discharge pipe (152) can be arranged symmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300). Accordingly, the pressure inside the process chamber (110) can be controlled more consistently and precisely.

도 10 내지 도 15는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 참고적으로, 도 10은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 단면도일 수 있다. 도 11 내지 도 15는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 설명하기 위한 평면도일 수 있다. FIGS. 10 to 15 are drawings for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention. For reference, FIG. 10 may be a cross-sectional view for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention. FIGS. 11 to 15 may be plan views for explaining an ion beam etching apparatus according to some other embodiments of the present invention.

먼저, 도 10을 참조하면, 그리드 구조체(300)는 제1 그리드(310)와 제2 그리드(320)를 포함할 수 있다. 즉, 그리드 구조체(300)는 2개의 그리드만 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 10, the grid structure (300) may include a first grid (310) and a second grid (320). That is, the grid structure (300) may include only two grids.

몇몇 실시예에서, 제1 그리드(310)에 제1 전원(315)이 연결될 수 있다. 제2 그리드(320)에 제2 전원(325)이 연결될 수 있다. 제1 전원(315)은 제1 그리드(310)에 바이어스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제1 전원(315)은 제1 그리드(310)에 양의 전압을 인가할 수 있다. 제2 전원(325)은 제2 그리드(320)에 바이어스를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제2 전원(325)은 제2 그리드(320)에 그라운드 전압을 인가할 수 있다. 이와 달리, 제1 전원(315)은 제1 그리드(310)에 음의 전압을 인가할 수 있다. 이 때, 제2 전원(325)은 제2 그리드(320)에 그라운드 전압을 인가할 수 있다.In some embodiments, a first power source (315) may be connected to the first grid (310). A second power source (325) may be connected to the second grid (320). The first power source (315) may apply a bias to the first grid (310). For example, the first power source (315) may apply a positive voltage to the first grid (310). The second power source (325) may apply a bias to the second grid (320). For example, the second power source (325) may apply a ground voltage to the second grid (320). Alternatively, the first power source (315) may apply a negative voltage to the first grid (310). In this case, the second power source (325) may apply a ground voltage to the second grid (320).

즉, 기판(190)과 상대적으로 먼 그리드에 양의 전압 또는 음의 전압이 인가되고, 기판(190)과 상대적으로 가까운 그리드에 그라운드 전압이 인가될 수 있다. That is, a positive or negative voltage can be applied to a grid that is relatively far from the substrate (190), and a ground voltage can be applied to a grid that is relatively close to the substrate (190).

도 11을 참조하면, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 비대칭으로 배열될 수 있다. 이 때, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 지나는 x축을 기준으로 대칭으로 배열될 수 있다. 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 지나는 y축을 기준으로 왼쪽에 배열될 수 있다. Referring to FIG. 11, the exhaust line (340) may be arranged asymmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300). At this time, the exhaust line (340) may be arranged symmetrically with respect to the x-axis passing through the center (C) of the grid structure (300). The exhaust line (340) may be arranged on the left with respect to the y-axis passing through the center (C) of the grid structure (300).

앞서 설명한 것과 마찬가지로, 배출 배관(150)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 지나는 y축을 기준으로 오른쪽에 배열될 수 있다. 이는, 공정 챔버(110) 내부의 압력을 보다 용이하게 조절하기 위함일 수 있다. As described above, the exhaust pipe (150) may be arranged on the right side with respect to the y-axis passing through the center (C) of the grid structure (300). This may be to more easily control the pressure inside the process chamber (110).

도 12를 참조하면, 배기 라인(340)의 형상은 슬릿(slit) 형상일 수 있다. 예를 들어, 평면적 관점에서 배기 라인(340)은 제1 측벽(SW1)과 제2 측벽(SW2)을 포함할 수 있다. 제1 측벽(SW1)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW)과 맞닿을 수 있다. 제2 측벽(SW2)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW)과 수직한 방향으로 연장될 수 있다. Referring to FIG. 12, the shape of the exhaust line (340) may be a slit shape. For example, in a planar view, the exhaust line (340) may include a first side wall (SW1) and a second side wall (SW2). The first side wall (SW1) may be in contact with the side wall (300SW) of the grid structure (300). The second side wall (SW2) may extend in a direction perpendicular to the side wall (300SW) of the grid structure (300).

몇몇 실시예에서, 제1 측벽(SW1)의 길이는 제2 측벽(SW2)의 길이보다 클 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. In some embodiments, the length of the first side wall (SW1) may be greater than the length of the second side wall (SW2), although the technical idea of the present invention is not limited thereto.

슬릿(slit) 형상의 배기 라인(340)도 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 4개의 배기 라인(340)이 각각 12시 방향, 3시 방향, 6시 방향, 및 9시 방향에 배열될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The slit-shaped exhaust lines (340) may also be arranged symmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300). For example, four exhaust lines (340) may be arranged in the 12 o'clock direction, 3 o'clock direction, 6 o'clock direction, and 9 o'clock direction, respectively, with respect to the center (C) of the grid structure (300), but are not limited thereto.

도 13을 참조하면, 배기 라인(340)의 형상은 슬릿(slit) 형상일 수 있다. 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW) 상에 1개만 배치될 수 있다. 이 때, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 비대칭으로 배열될 수 있다. Referring to Fig. 13, the shape of the exhaust line (340) may be a slit shape. Only one exhaust line (340) may be arranged on the side wall (300SW) of the grid structure (300). At this time, the exhaust lines (340) may be arranged asymmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300).

구체적으로, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 배출 배관(150)과 대향되게 배열될 수 있다. 이는, 앞서 설명한 것과 같이 공정 챔버(110)의 압력을 조절하기 위해서일 수 있다. Specifically, the exhaust line (340) may be arranged opposite the exhaust pipe (150) with respect to the center (C) of the grid structure (300). This may be for controlling the pressure of the process chamber (110) as described above.

도 14를 참조하면, 배기 라인(340)의 형상은 슬릿(slit) 형상일 수 있다. 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW) 상에 2개 배치될 수 있다. 이 때, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 기준으로 비대칭으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 2개의 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 중심(C)을 지나는 x축을 기준으로 서로 대칭으로 배열될 수 있다. Referring to FIG. 14, the shape of the exhaust line (340) may be a slit shape. Two exhaust lines (340) may be arranged on the side wall (300SW) of the grid structure (300). At this time, the exhaust lines (340) may be arranged asymmetrically with respect to the center (C) of the grid structure (300). Specifically, the two exhaust lines (340) may be arranged symmetrically with respect to the x-axis passing through the center (C) of the grid structure (300).

도 15를 참조하면, 배기 라인(340)은 그리드 구조체(300)의 측벽(300SW)을 완전히 감쌀 수 있다. 그리드 구조체(300) 내의 입자들 및/또는 폴리머들은 방향성을 갖지 않고, 그리드 구조체(300)의 외부로 배출될 수 있다. Referring to FIG. 15, the exhaust line (340) can completely surround the side wall (300SW) of the grid structure (300). The particles and/or polymers within the grid structure (300) can be discharged to the outside of the grid structure (300) without directionality.

이하에서, 도 16 내지 도 20을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 이용한 기판 처리 방법 및 반도체 장치 제조 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 16 to 20, a substrate processing method and a semiconductor device manufacturing method using an ion beam etching apparatus according to some embodiments of the present invention will be described.

도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도다. 도 17 내지 도 20은 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면들이다. FIG. 16 is a flowchart for explaining a substrate processing method using an ion beam etching apparatus according to some embodiments of the present invention. FIGS. 17 to 20 are drawings for explaining a substrate processing method using an ion beam etching apparatus according to some embodiments.

도 16 및 도 17을 참조하면, 이온 빔 식각 장치가 제공될 수 있다. 이온 빔 식각 장치는 공정 챔버(110), 플라즈마 챔버(210), 및 그리드 구조체(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 16 and 17, an ion beam etching apparatus may be provided. The ion beam etching apparatus may include a process chamber (110), a plasma chamber (210), and a grid structure (300).

공정 챔버(110) 내부에 기판 지지 유닛(120)이 배치될 수 있다. 플라즈마 챔버(210) 상부에 샤워 헤드(230), 어댑터(225), 및 리드(220) 등이 배치될 수 있다. 또한, 플라즈마 챔버(210) 상부에 플라즈마를 생성하는 전원 소스(240)가 배치될 수 있다. A substrate support unit (120) may be placed inside the process chamber (110). A shower head (230), an adapter (225), and a lead (220) may be placed above the plasma chamber (210). In addition, a power source (240) for generating plasma may be placed above the plasma chamber (210).

이어서, 기판(190)이 이온 빔 식각 장치로 로딩될 수 있다(S110). 기판(190)은 공정 챔버(110)로 로딩될 수 있다(도면번호 190L 참조). 기판(190)은 공정 챔버(110)로 로딩되어 기판 지지 유닛(120) 상에 놓일 수 있다. 예를 들어, 기판(190)이 기판 지지 유닛(120) 상에 로딩되기 전에, 기판 지지 유닛(120)의 리프트 핀(175)은 핀-다운(pin-down) 상태일 수 있다. 기판(190)이 기판 지지 유닛(120) 상에 놓이면 리프트 핀(175)은 핀-업(pin-up)될 수 있다. 리프트 핀(175)이 핀-업 되어 기판(190)이 지지될 수 있다. Next, the substrate (190) can be loaded into the ion beam etching device (S110). The substrate (190) can be loaded into the process chamber (110) (see drawing number 190L). The substrate (190) can be loaded into the process chamber (110) and placed on the substrate support unit (120). For example, before the substrate (190) is loaded on the substrate support unit (120), the lift pins (175) of the substrate support unit (120) can be in a pin-down state. When the substrate (190) is placed on the substrate support unit (120), the lift pins (175) can be pin-up. The lift pins (175) can be pin-up so that the substrate (190) can be supported.

도 16 및 도 18을 참조하면, 플라즈마를 생성하여 플라즈마 챔버(210)로 공급할 수 있다(S120). Referring to FIG. 16 and FIG. 18, plasma can be generated and supplied to a plasma chamber (210) (S120).

먼저, 전원 소스(240)에 바이어스가 인가될 수 있다. 전원 소스(240)는 가스에 파워를 인가하여 플라즈마 및/또는 라디칼을 생성할 수 있다. 상기 파워는 예를 들어, 소정 주파수 및 세기를 갖는 전자기파 형태의 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 파워(RF 파워)로 인가될 수 있다. 또한, 상기 파워는 전자기파 형태로 온-오프 주기를 갖고 연속파(Continuous Wave) 형태로 인가되거나 또는 펄스 형태로 인가될 수 있다. 이하에서, 전원 소스(240)는 플라즈마를 생성하는 것으로 설명한다. First, a bias may be applied to the power source (240). The power source (240) may apply power to the gas to generate plasma and/or radicals. The power may be applied, for example, as radio frequency (RF) power (RF power) in the form of electromagnetic waves having a predetermined frequency and intensity. In addition, the power may be applied in the form of an electromagnetic wave with an on-off cycle in the form of a continuous wave or in the form of a pulse. Hereinafter, the power source (240) is described as generating plasma.

전원 소스(240)는 플라즈마(PLSM)를 생성하여 상기 플라즈마(PLSM)를 플라즈마 생성 영역(215)으로 공급할 수 있다. 플라즈마(PLSM)는 어댑터(225) 및 샤워 헤드(230)를 거쳐 플라즈마 생성 영역(215)으로 공급된다. 플라즈마(PLSM)는 플라즈마 생성 영역(215)을 가득 채울 수 있다. The power source (240) can generate plasma (PLSM) and supply the plasma (PLSM) to the plasma generation region (215). The plasma (PLSM) is supplied to the plasma generation region (215) through the adapter (225) and the shower head (230). The plasma (PLSM) can fill the plasma generation region (215).

구체적으로, 전원 소스(240)에서 생성된 플라즈마는 어댑터(225)를 통과하여 샤워 헤드(230)로 제공된다. 샤워 헤드(230)는 가스가 유동 가능한 복수의 플라즈마홀(210H)을 포함할 수 있다. 플라즈마(PLSM)는 상기 복수의 플라즈마홀(210H)을 통과하여 플라즈마 생성 영역(215)으로 공급될 수 있다. Specifically, plasma generated from a power source (240) is provided to a shower head (230) through an adapter (225). The shower head (230) may include a plurality of plasma holes (210H) through which gas can flow. Plasma (PLSM) may be supplied to a plasma generation region (215) through the plurality of plasma holes (210H).

도 16 및 도 19를 참조하면, 그리드 구조체(300)에 전압을 인가할 수 있다(S130). Referring to FIG. 16 and FIG. 19, voltage can be applied to the grid structure (300) (S130).

구체적으로, 그리드 구조체(300) 내의 제1 그리드(310), 제2 그리드(320), 및 제3 그리드(330)에 전압을 인가할 수 있다. Specifically, voltage can be applied to the first grid (310), the second grid (320), and the third grid (330) within the grid structure (300).

제1 그리드(310)에 제1 전원(315)이 연결될 수 있다. 제2 그리드(320)에 제2 전원(325)이 연결될 수 있다. 제3 그리드(330)에 제3 전원(335)이 연결될 수 있다. A first power source (315) may be connected to a first grid (310). A second power source (325) may be connected to a second grid (320). A third power source (335) may be connected to a third grid (330).

제1 전원(315)은 제1 그리드(310)에 제1 전압(V1)을 인가할 수 있다. 제2 전원(325)은 제2 그리드(320)에 제2 전압(V2)을 인가할 수 있다. 제3 전원(335)은 제3 그리드(330)에 제3 전압(V3)을 인가할 수 있다. 여기서, 제1 전압(V1)은 양의 전압일 수 있고, 제2 전압(V2)은 그라운드 전압일 수 있고, 제3 전압(V3)은 음의 전압일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전압(V1)은 음의 전압일 수 있고, 제2 전압(V2)은 그라운드 전압일 수 있고, 제3 전압(V3)은 양의 전압일 수 있음은 물론이다. The first power source (315) can apply a first voltage (V1) to the first grid (310). The second power source (325) can apply a second voltage (V2) to the second grid (320). The third power source (335) can apply a third voltage (V3) to the third grid (330). Here, the first voltage (V1) can be a positive voltage, the second voltage (V2) can be a ground voltage, and the third voltage (V3) can be a negative voltage. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. It goes without saying that the first voltage (V1) can be a negative voltage, the second voltage (V2) can be a ground voltage, and the third voltage (V3) can be a positive voltage.

몇몇 실시예에서, 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3)의 전위차에 의해 이온 또는 라디칼이 공정 챔버(110)로 공급될 수 있다. In some embodiments, ions or radicals can be supplied to the process chamber (110) by a potential difference between a first voltage (V1) and a third voltage (V3).

도 16 및 도 20을 참조하면, 기판(190)에 대해 이온 빔 식각 공정을 수행할 수 있다(S140). Referring to FIG. 16 and FIG. 20, an ion beam etching process can be performed on the substrate (190) (S140).

먼저, 공정 챔버(110)로 이온이 공급될 수 있다(도면번호 350 참조). 상기 이온은 기판(190)을 향해 공급될 수 있다. 상기 이온은 방향성을 갖고, 기판(190)을 향해 공급될 수 있다. 즉, 상기 이온을 이용하여 기판(190)에 대해 이방성 식각 공정을 수행할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, 상기 이온은 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 인가된 전압의 전위차에 의해 공정 챔버(110)로 제공될 수 있다. 상기 전위차가 클수록 식각 공정의 성능이 향상될 수 있다. First, ions can be supplied to the process chamber (110) (see drawing number 350). The ions can be supplied toward the substrate (190). The ions have directionality and can be supplied toward the substrate (190). That is, an anisotropic etching process can be performed on the substrate (190) using the ions. As described above, the ions can be supplied to the process chamber (110) by the potential difference of the voltage applied to the first to third grids (310, 320, 330). The larger the potential difference, the better the performance of the etching process.

이온 빔 식각 공정이 수행되는 동안 펌핑 시스템(140)이 동작될 수 있다. 이 때, 그리드 구조체(300) 내의 입자들 및/또는 폴리머들은 배기 라인(340)을 통해 배출될 수 있다. 그리드 구조체(300) 내의 입자들 및/또는 폴리머들이 배기 라인(340)을 통해 배출되기 때문에 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 결함(defect)이 생기는 것을 방지할 수 있다. The pumping system (140) may be operated while the ion beam etching process is performed. At this time, particles and/or polymers within the grid structure (300) may be discharged through the exhaust line (340). Since the particles and/or polymers within the grid structure (300) are discharged through the exhaust line (340), defects may be prevented from occurring in the first to third grids (310, 320, 330).

또한, 그리드 구조체(300) 내의 입자들 및/또는 폴리머들이 배기 라인(340)을 통해 배출되기 때문에 제1 내지 제3 그리드(310, 320, 330)에 인가된 전압의 전위차를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 성능 및 신뢰성이 향상된 기판 처리 방법이 제공될 수 있다. In addition, since the particles and/or polymers within the grid structure (300) are discharged through the exhaust line (340), the potential difference of the voltage applied to the first to third grids (310, 320, 330) can be increased. Accordingly, a substrate processing method with improved performance and reliability can be provided.

공정 챔버(110) 내부의 부산물들은 배출 배관(150)을 통해 배출될 수 있다(도면번호 155 참조). 배출 배관(150)을 통해 배출되는 부산물들이 배출 속도를 조절하여 공정 챔버(110) 내부의 압력을 조절할 수 있다. 마찬가지로, 배기 라인(340)을 통해 배출되는 입자들 및/또는 폴리머들의 배출 속도를 조절하여 공정 챔버(110) 내부의 압력을 조절할 수 있다. Byproducts inside the process chamber (110) can be discharged through the discharge pipe (150) (see drawing number 155). The discharge speed of the byproducts discharged through the discharge pipe (150) can be adjusted to control the pressure inside the process chamber (110). Similarly, the discharge speed of particles and/or polymers discharged through the exhaust line (340) can be adjusted to control the pressure inside the process chamber (110).

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이온 빔 식각 장치를 이용하여 반도체 장치가 제조될 수 있다. A semiconductor device can be manufactured using an ion beam etching apparatus according to some embodiments of the present invention.

예를 들어, 기판(190)을 상기 이온 빔 식각 장치에 로딩하고, 도 16 내지 도 20을 이용하여 설명한 기판 처리 방법을 이용하여 상기 기판(190)에 대해 이온 빔 식각 공정을 수행할 수 있다. 이에 따르면, 성능 및 신뢰성이 향상된 반도체 장치가 제조될 수 있다. For example, a substrate (190) may be loaded into the ion beam etching device, and an ion beam etching process may be performed on the substrate (190) using the substrate processing method described with reference to FIGS. 16 to 20. Accordingly, a semiconductor device with improved performance and reliability may be manufactured.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, the present invention is not limited to the embodiments described above, but can be manufactured in various different forms, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

110: 공정 챔버 120: 기판 지지 유닛
140: 펌핑 시스템 150: 배출 배관
210: 플라즈마 챔버 220: 리드
225: 어댑터 230: 샤워 헤드
240: 전원 소스 300: 그리드 구조체
310, 320, 330: 그리드
315, 325, 335: 전원
340: 배기 라인110: Process chamber 120: Substrate support unit
140: Pumping system 150: Discharge piping
210: Plasma chamber 220: Lead
225: Adapter 230: Shower Head
240: Power source 300: Grid structure
310, 320, 330: Grid
315, 325, 335: Power
340: Exhaust line

Claims (20)

플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스;
기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 상기 기판을 향해 이온 또는 라디칼을 공급하는 그리드 구조체;
상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인; 및
상기 배기 라인과 연결된 제1 펌핑 시스템을 포함하는, 이온 빔 식각 장치. plasma chamber;
A power source disposed on the plasma chamber and generating plasma;
A process chamber defining a processing area in which the substrate is processed;
A grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber, receiving the plasma and supplying ions or radicals toward the substrate;
At least one exhaust line connected to the grid structure and through which particles or polymers within the grid structure are discharged; and
An ion beam etching apparatus comprising a first pumping system connected to the exhaust line. 제 1항에 있어서,
상기 그리드 구조체는 제1 그리드와 제2 그리드를 포함하고,
상기 제2 그리드는 상기 제1 그리드보다 상기 기판과 가깝고,
상기 제2 그리드에 그라운드 전압이 인가되는, 이온 빔 식각 장치. In paragraph 1,
The above grid structure includes a first grid and a second grid,
The second grid is closer to the substrate than the first grid,
An ion beam etching device, wherein a ground voltage is applied to the second grid. 제 2항에 있어서,
상기 그리드 구조체는 상기 제1 그리드와 상기 제2 그리드 사이의 제3 그리드를 더 포함하고,
상기 제1 그리드에 양의 전압이 인가되고, 상기 제2 그리드에 음의 전압이 인가되는, 이온 빔 식각 장치. In the second paragraph,
The above grid structure further includes a third grid between the first grid and the second grid,
An ion beam etching device, wherein a positive voltage is applied to the first grid and a negative voltage is applied to the second grid. 제 1항에 있어서,
상기 공정 챔버와 연결되어 상기 공정 챔버 내의 상기 이온 또는 상기 라디칼이 배출되는 배출 배관을 더 포함하고,
상기 배출 배관은 상기 제1 펌핑 시스템과 연결되는, 이온 빔 식각 장치. In paragraph 1,
Further comprising an exhaust pipe connected to the process chamber and through which the ions or radicals within the process chamber are discharged,
An ion beam etching device, wherein the above exhaust pipe is connected to the first pumping system. 제 1항에 있어서,
상기 공정 챔버와 연결되어 상기 공정 챔버 내의 상기 이온 또는 상기 라디칼이 배출되는 배출 배관, 및
상기 배출 배관과 연결된 제2 펌핑 시스템을 더 포함하는, 이온 빔 식각 장치. In paragraph 1,
An exhaust pipe connected to the process chamber and through which the ions or radicals within the process chamber are discharged, and
An ion beam etching apparatus further comprising a second pumping system connected to the discharge pipe. 제 1항에 있어서,
상기 제1 펌핑 시스템은 터보 분자 진공 펌프를 포함하는, 이온 빔 식각 장치.In paragraph 1,
An ion beam etching apparatus, wherein the first pumping system comprises a turbo molecular vacuum pump. 제 1항에 있어서,
평면적 관점에서, 상기 배기 라인은 복수 개 배치되며,
복수 개의 상기 배기 라인은 상기 그리드 구조체의 중심을 기준으로 대칭으로 배열된, 이온 빔 식각 장치. In paragraph 1,
From a planar perspective, the exhaust lines are arranged in multiples,
An ion beam etching device, wherein a plurality of the above exhaust lines are arranged symmetrically with respect to the center of the grid structure. 제 1항에 있어서,
평면적 관점에서, 상기 배기 라인은 복수 개 배치되며,
복수 개의 상기 배기 라인은 상기 그리드 구조체의 중심을 기준으로 비대칭으로 배열된, 이온 빔 식각 장치.In paragraph 1,
From a planar perspective, the exhaust lines are arranged in multiples,
An ion beam etching device, wherein a plurality of the above exhaust lines are arranged asymmetrically with respect to the center of the grid structure. 제 1항에 있어서,
평면적 관점에서, 상기 배기 라인은 상기 그리드 구조체의 측벽을 완전히 감싸는, 이온 빔 식각 장치.In paragraph 1,
In planar view, the exhaust line completely surrounds the side wall of the grid structure, an ion beam etching device. 제 1항에 있어서,
상기 플라즈마는 탄소 계열의 가스를 포함하는, 이온 빔 식각 장치.In paragraph 1,
An ion beam etching device wherein the plasma contains a carbon-based gas. 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스;
상기 플라즈마 챔버 내부에 설치되고, 상기 플라즈마를 공급하는 샤워 헤드;
기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 전위차에 의해 이온 또는 라디칼을 상기 공정 챔버로 공급하는 그리드 구조체;
상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인;
상기 공정 챔버와 연결되고, 상기 공정 챔버 내의 입자들이 배출되는 배출 배관; 및
상기 배기 라인 및 상기 배출 배관과 연결되고, 터보 분자 진공 펌프를 포함하는 펌핑 시스템을 포함하고,
상기 그리드 구조체는 제1 그리그와, 제2 그리드와, 상기 제1 그리드 및 상기 제2 그리드 사이의 제3 그리드를 포함하고,
상기 제2 그리드는 상기 제1 그리드보다 상기 기판과 가깝고,
상기 제2 그리드에 그라운드 전압이 인가되고, 상기 제1 그리드에 양의 전압이 인가되고, 상기 제2 그리드에 음의 전압이 인가되는, 이온 빔 식각 장치. plasma chamber;
A power source disposed on the plasma chamber and generating plasma;
A shower head installed inside the plasma chamber and supplying the plasma;
A process chamber defining a processing area in which the substrate is processed;
A grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber, receiving the plasma and supplying ions or radicals to the process chamber by a potential difference;
At least one exhaust line connected to the grid structure and through which particles or polymers within the grid structure are discharged;
A discharge pipe connected to the above process chamber and through which particles within the process chamber are discharged; and
A pumping system connected to the above exhaust line and the above exhaust pipe, and including a turbo molecular vacuum pump,
The above grid structure comprises a first grid, a second grid, and a third grid between the first grid and the second grid,
The second grid is closer to the substrate than the first grid,
An ion beam etching device, wherein a ground voltage is applied to the second grid, a positive voltage is applied to the first grid, and a negative voltage is applied to the second grid. 제 11항에 있어서,
평면적 관점에서, 상기 배기 라인은 복수 개 배치되며,
복수 개의 상기 배기 라인은 상기 그리드 구조체의 중심을 기준으로 대칭으로 배열된, 이온 빔 식각 장치.In Article 11,
From a planar perspective, the exhaust lines are arranged in multiples,
An ion beam etching device, wherein a plurality of the above exhaust lines are arranged symmetrically with respect to the center of the grid structure. 제 11항에 있어서,
평면적 관점에서, 상기 배기 라인은 복수 개 배치되며,
복수 개의 상기 배기 라인은 상기 그리드 구조체의 중심을 기준으로 비대칭으로 배열된, 이온 빔 식각 장치.In Article 11,
From a planar perspective, the exhaust lines are arranged in multiples,
An ion beam etching device, wherein a plurality of the above exhaust lines are arranged asymmetrically with respect to the center of the grid structure. 제 11항에 있어서,
평면적 관점에서, 상기 배기 라인은 상기 그리드 구조체의 측벽을 완전히 감싸는, 이온 빔 식각 장치.In Article 11,
In planar view, the exhaust line completely surrounds the side wall of the grid structure, an ion beam etching device. 제 11항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 그리드는 각각 복수의 홀들을 포함하고,
상기 이온 또는 상기 라디칼은 상기 복수의 홀들을 통과하여 상기 공정 챔버로 제공되는, 이온 빔 식각 장치.In Article 11,
The first to third grids each include a plurality of holes,
An ion beam etching device, wherein the ions or radicals pass through the plurality of holes and are provided to the process chamber. 제 11항에 있어서,
상기 배기 라인과 상기 배출 배관의 위치를 조절하여 상기 공정 챔버 내의 압력을 일정하게 제어 가능한, 이온 빔 식각 장치. In Article 11,
An ion beam etching device capable of constantly controlling the pressure within the process chamber by adjusting the positions of the exhaust line and the exhaust pipe. 제 11항에 있어서,
상기 플라즈마는 탄소 계열의 가스를 포함하는, 이온 빔 식각 장치.In Article 11,
An ion beam etching device wherein the plasma contains a carbon-based gas. 이온 빔 식각 장치로 기판을 로딩하는 것; 및
상기 기판에 대해 이온 빔 식각 공정을 수행하는 것을 포함하고,
상기 이온 빔 식각 장치는,
플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 상에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 전원 소스;
기판이 처리되는 처리 영역을 정의하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 플라즈마를 제공받고, 상기 기판을 향해 이온 또는 라디칼을 공급하는 그리드 구조체;
상기 그리드 구조체와 연결되고, 상기 그리드 구조체 내의 입자 또는 폴리머들이 배출되는 적어도 하나 이상의 배기 라인; 및
상기 배기 라인과 연결된 펌핑 시스템을 포함하는, 반도체 장치 제조 방법.Loading the substrate into an ion beam etching device; and
Comprising performing an ion beam etching process on the above substrate,
The above ion beam etching device,
plasma chamber;
A power source disposed on the plasma chamber and generating plasma;
A process chamber defining a processing area in which the substrate is processed;
A grid structure disposed between the process chamber and the plasma chamber, receiving the plasma and supplying ions or radicals toward the substrate;
At least one exhaust line connected to the grid structure and through which particles or polymers within the grid structure are discharged; and
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a pumping system connected to the exhaust line. 제 18항에 있어서,
상기 그리드 구조체는 제1 그리그와 제2 그리드를 포함하고,
상기 제2 그리드는 상기 제1 그리드보다 상기 기판과 가깝고,
상기 제2 그리드에 그라운드 전압이 인가되는, 반도체 장치 제조 방법.In Article 18,
The above grid structure includes a first grid and a second grid,
The second grid is closer to the substrate than the first grid,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a ground voltage is applied to the second grid. 공정 챔버와, 플라즈마 챔버와, 상기 공정 챔버 및 상기 플라즈마 챔버 사이의 그리드 구조체를 포함하는 이온 빔 식각 장치를 제공하고,
상기 공정 챔버로 기판을 로딩하고,
상기 플라즈마 챔버로 플라즈마를 공급하고,
그리드 구조체에 전압을 인가하여 이온을 상기 공정 챔버로 공급하고,
상기 이온을 이용하여 상기 기판을 식각하는 것을 포함하고,
상기 그리드 구조체와 연결된 배기 라인을 통해 상기 그리드 구조체 내의 입자들을 배출하는, 기판 처리 방법.An ion beam etching device is provided, comprising a process chamber, a plasma chamber, and a grid structure between the process chamber and the plasma chamber.
Loading the substrate into the above process chamber,
Supplying plasma to the above plasma chamber,
By applying voltage to the grid structure, ions are supplied to the process chamber,
comprising etching the substrate using the above ions,
A substrate processing method, wherein particles within the grid structure are discharged through an exhaust line connected to the grid structure.
KR1020230130746A 2023-08-02 2023-09-27 Ion beam etching apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and substrate processing method using the same Pending KR20250020257A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/587,026 US20250046629A1 (en) 2023-08-02 2024-02-26 Ion beam etching apparatus, method for manufacturing semiconductor device using the same, and method for treating substrate using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230100947 2023-08-02
KR20230100947 2023-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20250020257A true KR20250020257A (en) 2025-02-11

Family

ID=94614202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230130746A Pending KR20250020257A (en) 2023-08-02 2023-09-27 Ion beam etching apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and substrate processing method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20250020257A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9142391B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US8664117B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device using anisotropic etching
KR101085982B1 (en) Semiconductor device manufacturing method and cutting device for cutting semiconductor wafer
JP5710318B2 (en) Plasma processing equipment
CN100356549C (en) Method of cutting semiconductor wafer and protective sheet used in the cutting method
US20070187363A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
US20210151300A1 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method using the same
JPH09129612A (en) Etching gas and etching method
KR20050028629A (en) Plasma etching machine
JP3121524B2 (en) Etching equipment
CN110323117B (en) Plasma treatment equipment
EP0047395B1 (en) System for reactive ion etching
US8034213B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR100188455B1 (en) Drying etching method
TWI508163B (en) High pressure bevel etching process
US20250046629A1 (en) Ion beam etching apparatus, method for manufacturing semiconductor device using the same, and method for treating substrate using the same
KR20250020257A (en) Ion beam etching apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and substrate processing method using the same
CN107564788A (en) Room plugger external member for dielectric etch chamber
KR20200131745A (en) Substrate support and plasma processing apparatus
KR20220011582A (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
JPS63131519A (en) Dry etching apparatus
TWI899529B (en) Method and apparatus for etching a semiconductor substrate in a plasma etch chamber
CN1862393B (en) Downstream plasma processing apparatus and methods
TW202443690A (en) Substrate processing apparatus
KR100943494B1 (en) Etching Device of Semiconductor Device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000