JP3397437B2 - 電子ビーム励起イオン照射装置 - Google Patents
電子ビーム励起イオン照射装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】開示技術は、電子ビームを介して
生成されたプラズマ中のイオンをシリコンウエハ等のタ
ーゲット試料に適正に照射してドライエッチングによる
微細加工等を行う電子ビーム励起イオン照射装置の構造
の技術分野に属する。 【０００２】 【従来の技術】周知の如く、産業社会の隆盛は高度に発
達した科学、就中、電子工学や量子力学等に強力にバッ
クアップされており、したがって、かかる電子工学等の
更なる発展が強く求められている。 【０００３】而して、当該電子工学利用分野において
は、データ等の情報処理についてより高度な精細で正確
な処理が、しかも、可及的に超高速でなされることが猶
より一層強く求められ、したがって、かかるデータのよ
り精細で、且つ、正確な超高速演算処理を行うデバイス
のハイテク化，ダウンサイジング化がますます求めら
れ、そのため、ＩＣ，ＬＳＩ等の高度集積回路を成すシ
リコンウエハ等のターゲット試料に対してより精密な微
細加工を行うドライエッチング技術が求められ、これに
対処するに、例えば、特開昭６１−２９０６２９号公報
発明に示されている如きイオン照射技術が開発されて、
所謂ＤＣ放電プラズマ，ＲＦ放電プラズマ，ＥＣＲ（電
子サイクロトロン共鳴）、更には電子ビーム等によりプ
ラズマを発生させ、該プラズマの中のイオンをウエハ表
面に生成する電界を介して加速し、シリコンウエハ等の
ターゲット試料に照射するシステムが研究開発されて実
用化されるようになってきている。 【０００４】しかしながら、シリコンウエハ等の大口径
のターゲット試料に対するイオン照射の際に該イオン照
射による損傷を残さずに、高速、且つ、均一にドライエ
ッチング加工を行うには、大きな断面積に亘り、均一な
大電流密度であって、低運動エネルギーイオンを当該タ
ーゲット試料に照射することが必要であり、このような
基本的条件のもとでの照射が行われなければならないこ
とが分かってきた。 【０００５】しかしながら、在来態様のいわば旧式のイ
オン照射装置にあっては、イオンの電流密度を大きくす
ると、大断面積に亘って均一に低運動エネルギーのイオ
ンをターゲット試料に照射することに対処出来ないとい
う問題があった。 【０００６】これに対するに、例えば、特開平６−２８
９９１号公報発明に開示されてある如く、大きな、又
は、高均一なイオン電流密度が得られ、高密度で、且
つ、高均一のプラズマを生成可能な所謂電子ビーム励起
プラズマ（ＥＢＥＰ）技術が案出開発され、例えば、図
３に示す様な電子ビーム励起イオン照射装置１が実用化
される設計が可能になってきており、ＥＣＲ（電子サイ
クロトロン共鳴）方式とは別の利点を有して産業用に実
用化可能な開発がなされてきている。 【０００７】即ち、当該図３に示すこれまでの在来態様
の電子ビーム励起イオン照射装置１にあってはプラズマ
領域の放電室２に於て、ポート３より電子ビーム形成用
のアルゴンガス４等を供給し、直流電源１８により熱陰
極の電極６を、例えば、１４００℃等に赤熱状態に加熱
し、熱電子を発生させ、直流電源５による電界に沿って
加速しアルゴンガス４等との衝突を繰り返し、該アルゴ
ンガス４等の電離を促進して高密度のプラズマを形成
し、プラズマ領域の電子６´ を放電電極７、及び、加
速電極８間に印加する電圧Ｖの直流電源５´ により電
子ビーム加速領域の加速室９で加速させてイオン生成領
域の反応室１０内にてポート１１から供給される塩素ガ
ス等１２をイオン化励起させるようにされているが、一
般にプラズマ中に電気的に浮遊状態のターゲット試料１
４を設置すると、電子とイオンの拡散係数の差により該
ターゲット試料１４の電位はプラズマの電位（Ｖs ）よ
りもマイナスの電位（Ｖf ）になる。 【０００８】そして、ターゲット試料１４表面には約
０．１mmのシースと呼ばれる電界層が形成され、プラズ
マ中のイオンは該シース間を通過する時に（Ｖs −Ｖf
）eVのエネルギーを得て該ターゲット試料１４の表面
に垂直に衝突する。 【０００９】そして、プラズマ中の塩素イオンはターゲ
ット試料１４の表面に生成される電界中で加速され、所
定の微細加工をドライエッチングにより行うようにされ
ていた。 【００１０】しかしながら、低運動エネルギーイオンに
より大断面積に亘り、均一な大電流密度のイオンビーム
をターゲット試料１４に照射する等の本来的メリットを
有するかかる電子ビーム励起イオン照射装置１にあって
は、次のような本質的な不具合を相伴するという問題点
が無視出来なくなってきた。 【００１１】即ち、熱陰極６から放出される電子６´
は放電電極７により誘引され、更に加速室９に於て加速
されて電子ビームとされるが、該放電電極７の近傍に於
ては空間電荷制限が生じ、加速電極８による誘引作用が
あっても、電子６´ の引き出し効率が抑制されるとい
う基本的な問題がある。 【００１２】これに対処するに、在来技術としては、放
電電極７と加速電極８との間に印加する加速電圧を大き
くし、該放電電極７からの電子６´ の引き出し効率を
上げるようにしたり、放電電極７と加速電極８との間に
プラスイオンを導入し、該放電電極７近傍の電子６´
の空間電荷制限を緩和してスムーズに放電電極７からの
電子６´ の誘引を向上させるようにさせていた。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】ところで図４に示す様
に、放電電極７からの距離を横軸に、縦軸には空間電位
をとると、従来の装置では該放電電極７の近傍には電子
６´ による空間電荷制限があるために、特性曲線Ｑ2
に示す様に、下に凸の電位勾配となって該放電電極７か
らの電子６´ の誘引による引き出しを抑制し、したが
って、加速電極８へ電子６´ が到達し難く、充分なイ
オン電流密度が得られないという難点があった。 【００１４】そこで、該加速電極８の電圧を高く上げ、
電位勾配を充分なプラス量にしたり、上述の如く、プラ
スイオンを導入する等の手段が講じられてきたが、大電
位の電源５´ を設けねばならず、又、プラスイオンの
導入設備を設ける必要が生じ、それだけ装置が大がかり
になり、且つ、構造が複雑になり、初期組付は勿論のこ
と、その稼動によっては管理，操作，制御は勿論のこ
と、保守，点検，整備等のメンテナンスが煩瑣となる難
点があり、経済的にも見合わないというデメリットがあ
った。 【００１５】又、電源５´ の加速電圧を大きくしすぎ
ると、加速空間内を逆流するイオンが放電電極７に衝突
するエネルギーが大きくなってスパッタリングが生じる
不具合もあった。 【００１６】又、結果的に加速領域に於て、適正な電子
ビームが形成されないことにより、イオン生成領域の反
応室１０にてイオンビームが設計通りにターゲット試料
１４に対し照射されず、設計通りのドライエッチングに
よる微細加工がシリコンウエハ等のターゲット試料１４
に行えず、結果的に信頼性に欠ける製品が出来るという
欠点にもつながりかねない虞れがあった。 【００１７】 【発明の目的】この発明の目的は上述従来技術に基づく
本来的に種々の利点を有する電子ビーム励起イオン照射
技術にもかかわらず、イオン励起を行う電子ビームの加
速室に於ける充分な電位勾配による加速不充分の問題点
を解決すべき技術的課題とし、電子をその放電室から充
分な適正な電位により誘引し、加速用補助電極により適
正に加速させ、効率良く、イオン生成領域に導入するこ
とにより設計通りのドライエッチング加工を行うことが
出来るようにして電子産業に於ける成形技術利用分野に
益する優れた電子ビーム励起イオン照射装置を提供せん
とするものである。 【００１８】 【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前述
課題を解決するために、電子ビーム励起イオン照射装置
に於て、電子放電室と電子ビーム加速室との間に介設さ
れる放電電極と加速電極との間に加速用補助電極を該放
電電極に近接して設けるようにし、而して、加速用補助
電極には電圧調整コントローラーが接続されるように
し、該放電電極の近傍に於ける空間電荷制限を該加速用
補助電極により打ち消すようにして加速室内に於ける電
位勾配を充分にプラス側に適正にアップし、該加速室に
於ける該加速用補助電極により確実に電子の引き出しを
行い、その効率を向上させて有効に放電電極から電子ビ
ームを引き出し、充分な電子量を得さしめて電子ビーム
を確実に加速し、イオン生成室に導入してプラズマ中の
イオンをシリコンウエハ等のターゲット試料に照射させ
て設計通りのドライエッチングによる微細加工を行うこ
とが出来るようにした技術的手段を講じたものである。 【００１９】 【実施例】次に、この発明の実施例を図４を援用し、図
１、図２に基づいて説明すれば以下の通りである。 【００２０】尚、図３と同一態様部分は同一符号を用い
て説明するものとする。 【００２１】図１に示す実施例において、１´はこの出
願の発明の要旨を成す電子ビーム励起イオン照射装置で
あり、その基本的原理態様の構造は図３に示す在来態様
と同様であり、電子ビームガンの基部に形成された放電
室２ではプラズマ領域を形成し、ポート３からアルゴン
ガス等４を所定に供給して熱陰極６を電源１８で所定に
通電加熱し、電源５によりプラズマを形成させ、電子６
´ が第１段の陽極の放電電極７により誘引され、加速
室９に設けた加速電極８により所定に加速されて設定電
子ビーム密度、及び、エネルギーでイオン生成領域の反
応室１０に導出されて該反応室１０に在来態様同様に供
給される塩素ガスをプラズマとして所定にイオンを励起
されてシリコンウエハ等のターゲット試料１４に照射し
て所定のドライエッチングによる微細加工を行うように
されている。 【００２２】而して、この発明においては、放電電極７
と加速室９の加速電極８との間に於て、該放電電極７に
設定量近接して加速用補助電極１６が設けられて電源５
´´に接続され、放電電極７と加速電極８との間に加速
電位Ｖ´ を適正に形成するようにされ、該放電電極７
の近傍に形成される空間電荷制限を抑制して適正なプラ
スの電位勾配を形成するようにされている。 【００２３】尚、図４に示す様に、前述した如く横軸に
放電電極７からの距離を、縦軸に加速室９内の空間電位
をとると、Ｑ3 に示す特性曲線を形成し、該加速室９に
ての空間電荷制限にもかかわらず、充分なプラスの電位
勾配分布が形成され、したがって、放電室２の熱陰極６
からの電子６´ を放電電極７から充分な引き出し効率
で引き出し、適正な電子ビームを形成させてイオンプラ
ズマ生成室１０に導入させ、設計通りのドライエッチン
グによる微細加工が行われる。 【００２４】上述構成において、熱陰極６を所定に電源
１８により赤熱化して熱電子を放出させ、放電電極７に
誘引されて放電するようにすると、該放電電極７付近に
於ける空間電荷制限のために、加速電極８による引き出
し作用を抑制するように働こうとするが、この発明にあ
っては、加速室９に於て、放電電極７に設定量近接して
加速用の補助電極１６が設けられていることにより、該
加速室９に於ける電位は図４に示すＱ3 の特性曲線に見
られるようにプラスの適正な電位勾配分布を形成し、し
たがって、加速電極８による電子６´ の引き出し効率
を向上し、適正な電子ビームを形成してイオン生成室１
０に導入させ、供給される塩素ガスに対しプラズマ生成
作用を成し、そのうちのイオンをホルダ１３に支持され
たシリコンウエハ等のターゲット試料１４に照射させて
設計通りのドライエッチングを介しての微細加工を行
う。 【００２５】したがって、在来態様の如く、加速室９に
於ける空間電荷制限による電子ビーム形成の抑制作用が
クリアーされて充分な電位勾配の形成によるドライエッ
チングの微細加工を図ることが出来る。 【００２６】而して、図２に図示するように放電電極７
に対し電圧調整コントローラ１７を介装させて加速用の
補助電極１６のプラス電圧を適正にコントロールし、加
速室９に於ける電位分布を適正に調整することが出来る
ようにするものである。 【００２７】尚、この発明の実施態様は上述各実施例に
限るものでないことは勿論であり、各加速用の放電電極
における電子ビーム通過孔を適宜なサイズにする等種々
の設計変更が採用可能である。 【００２８】 【発明の効果】以上、この発明によれば、基本的にシリ
コンウエハ等のターゲット試料に対するイオン照射によ
りドライエッチングを介しての微細加工をするに用いる
種々の利点を有する電子ビーム励起イオン照射装置に於
て、電子ビームガンの基部の放電室から加速室に電子を
引き出し、所定に加速してイオン生成室に導出するプロ
セスにて、該放電室から加速室にかけて介装されている
放電電極近傍で空間電荷制限により電子がその放出を抑
制されて加速室にて充分な電子ビームが得られず、イオ
ン照射生成室に於ける均一な高イオン電流密度が得られ
ない在来態様のネックに対処出来、加速室に於て加速用
補助電極を電圧調整コントローラに接続して適正な電位
分布にして電子ビーム密度を上げ、又、電位勾配をプラ
ス側に適正に充分に形成させて放電室、乃至、放電電極
からの電子の引き出し効率を充分に向上させ、確実に電
子ビームを形成させてイオン生成室に於けるプラズマか
らのイオン励起に充分に与かるようにし、設計通りのド
ライエッチングを介してのターゲット試料の微細加工が
行えるという優れた効果が奏される。 【００２９】又、装置構造としては加速室に於て、放電
電極に近接して加速電極との間で加速用の補助電極を電
圧調整コントローラに接続して介設するだけで良いため
に、構造が簡単で耐久性も良く、初期組付は勿論のこ
と、保守，点検，整備等のメンテナンス等もほとんど必
要としないという効果もある。
生成されたプラズマ中のイオンをシリコンウエハ等のタ
ーゲット試料に適正に照射してドライエッチングによる
微細加工等を行う電子ビーム励起イオン照射装置の構造
の技術分野に属する。 【０００２】 【従来の技術】周知の如く、産業社会の隆盛は高度に発
達した科学、就中、電子工学や量子力学等に強力にバッ
クアップされており、したがって、かかる電子工学等の
更なる発展が強く求められている。 【０００３】而して、当該電子工学利用分野において
は、データ等の情報処理についてより高度な精細で正確
な処理が、しかも、可及的に超高速でなされることが猶
より一層強く求められ、したがって、かかるデータのよ
り精細で、且つ、正確な超高速演算処理を行うデバイス
のハイテク化，ダウンサイジング化がますます求めら
れ、そのため、ＩＣ，ＬＳＩ等の高度集積回路を成すシ
リコンウエハ等のターゲット試料に対してより精密な微
細加工を行うドライエッチング技術が求められ、これに
対処するに、例えば、特開昭６１−２９０６２９号公報
発明に示されている如きイオン照射技術が開発されて、
所謂ＤＣ放電プラズマ，ＲＦ放電プラズマ，ＥＣＲ（電
子サイクロトロン共鳴）、更には電子ビーム等によりプ
ラズマを発生させ、該プラズマの中のイオンをウエハ表
面に生成する電界を介して加速し、シリコンウエハ等の
ターゲット試料に照射するシステムが研究開発されて実
用化されるようになってきている。 【０００４】しかしながら、シリコンウエハ等の大口径
のターゲット試料に対するイオン照射の際に該イオン照
射による損傷を残さずに、高速、且つ、均一にドライエ
ッチング加工を行うには、大きな断面積に亘り、均一な
大電流密度であって、低運動エネルギーイオンを当該タ
ーゲット試料に照射することが必要であり、このような
基本的条件のもとでの照射が行われなければならないこ
とが分かってきた。 【０００５】しかしながら、在来態様のいわば旧式のイ
オン照射装置にあっては、イオンの電流密度を大きくす
ると、大断面積に亘って均一に低運動エネルギーのイオ
ンをターゲット試料に照射することに対処出来ないとい
う問題があった。 【０００６】これに対するに、例えば、特開平６−２８
９９１号公報発明に開示されてある如く、大きな、又
は、高均一なイオン電流密度が得られ、高密度で、且
つ、高均一のプラズマを生成可能な所謂電子ビーム励起
プラズマ（ＥＢＥＰ）技術が案出開発され、例えば、図
３に示す様な電子ビーム励起イオン照射装置１が実用化
される設計が可能になってきており、ＥＣＲ（電子サイ
クロトロン共鳴）方式とは別の利点を有して産業用に実
用化可能な開発がなされてきている。 【０００７】即ち、当該図３に示すこれまでの在来態様
の電子ビーム励起イオン照射装置１にあってはプラズマ
領域の放電室２に於て、ポート３より電子ビーム形成用
のアルゴンガス４等を供給し、直流電源１８により熱陰
極の電極６を、例えば、１４００℃等に赤熱状態に加熱
し、熱電子を発生させ、直流電源５による電界に沿って
加速しアルゴンガス４等との衝突を繰り返し、該アルゴ
ンガス４等の電離を促進して高密度のプラズマを形成
し、プラズマ領域の電子６´ を放電電極７、及び、加
速電極８間に印加する電圧Ｖの直流電源５´ により電
子ビーム加速領域の加速室９で加速させてイオン生成領
域の反応室１０内にてポート１１から供給される塩素ガ
ス等１２をイオン化励起させるようにされているが、一
般にプラズマ中に電気的に浮遊状態のターゲット試料１
４を設置すると、電子とイオンの拡散係数の差により該
ターゲット試料１４の電位はプラズマの電位（Ｖs ）よ
りもマイナスの電位（Ｖf ）になる。 【０００８】そして、ターゲット試料１４表面には約
０．１mmのシースと呼ばれる電界層が形成され、プラズ
マ中のイオンは該シース間を通過する時に（Ｖs −Ｖf
）eVのエネルギーを得て該ターゲット試料１４の表面
に垂直に衝突する。 【０００９】そして、プラズマ中の塩素イオンはターゲ
ット試料１４の表面に生成される電界中で加速され、所
定の微細加工をドライエッチングにより行うようにされ
ていた。 【００１０】しかしながら、低運動エネルギーイオンに
より大断面積に亘り、均一な大電流密度のイオンビーム
をターゲット試料１４に照射する等の本来的メリットを
有するかかる電子ビーム励起イオン照射装置１にあって
は、次のような本質的な不具合を相伴するという問題点
が無視出来なくなってきた。 【００１１】即ち、熱陰極６から放出される電子６´
は放電電極７により誘引され、更に加速室９に於て加速
されて電子ビームとされるが、該放電電極７の近傍に於
ては空間電荷制限が生じ、加速電極８による誘引作用が
あっても、電子６´ の引き出し効率が抑制されるとい
う基本的な問題がある。 【００１２】これに対処するに、在来技術としては、放
電電極７と加速電極８との間に印加する加速電圧を大き
くし、該放電電極７からの電子６´ の引き出し効率を
上げるようにしたり、放電電極７と加速電極８との間に
プラスイオンを導入し、該放電電極７近傍の電子６´
の空間電荷制限を緩和してスムーズに放電電極７からの
電子６´ の誘引を向上させるようにさせていた。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】ところで図４に示す様
に、放電電極７からの距離を横軸に、縦軸には空間電位
をとると、従来の装置では該放電電極７の近傍には電子
６´ による空間電荷制限があるために、特性曲線Ｑ2
に示す様に、下に凸の電位勾配となって該放電電極７か
らの電子６´ の誘引による引き出しを抑制し、したが
って、加速電極８へ電子６´ が到達し難く、充分なイ
オン電流密度が得られないという難点があった。 【００１４】そこで、該加速電極８の電圧を高く上げ、
電位勾配を充分なプラス量にしたり、上述の如く、プラ
スイオンを導入する等の手段が講じられてきたが、大電
位の電源５´ を設けねばならず、又、プラスイオンの
導入設備を設ける必要が生じ、それだけ装置が大がかり
になり、且つ、構造が複雑になり、初期組付は勿論のこ
と、その稼動によっては管理，操作，制御は勿論のこ
と、保守，点検，整備等のメンテナンスが煩瑣となる難
点があり、経済的にも見合わないというデメリットがあ
った。 【００１５】又、電源５´ の加速電圧を大きくしすぎ
ると、加速空間内を逆流するイオンが放電電極７に衝突
するエネルギーが大きくなってスパッタリングが生じる
不具合もあった。 【００１６】又、結果的に加速領域に於て、適正な電子
ビームが形成されないことにより、イオン生成領域の反
応室１０にてイオンビームが設計通りにターゲット試料
１４に対し照射されず、設計通りのドライエッチングに
よる微細加工がシリコンウエハ等のターゲット試料１４
に行えず、結果的に信頼性に欠ける製品が出来るという
欠点にもつながりかねない虞れがあった。 【００１７】 【発明の目的】この発明の目的は上述従来技術に基づく
本来的に種々の利点を有する電子ビーム励起イオン照射
技術にもかかわらず、イオン励起を行う電子ビームの加
速室に於ける充分な電位勾配による加速不充分の問題点
を解決すべき技術的課題とし、電子をその放電室から充
分な適正な電位により誘引し、加速用補助電極により適
正に加速させ、効率良く、イオン生成領域に導入するこ
とにより設計通りのドライエッチング加工を行うことが
出来るようにして電子産業に於ける成形技術利用分野に
益する優れた電子ビーム励起イオン照射装置を提供せん
とするものである。 【００１８】 【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前述
課題を解決するために、電子ビーム励起イオン照射装置
に於て、電子放電室と電子ビーム加速室との間に介設さ
れる放電電極と加速電極との間に加速用補助電極を該放
電電極に近接して設けるようにし、而して、加速用補助
電極には電圧調整コントローラーが接続されるように
し、該放電電極の近傍に於ける空間電荷制限を該加速用
補助電極により打ち消すようにして加速室内に於ける電
位勾配を充分にプラス側に適正にアップし、該加速室に
於ける該加速用補助電極により確実に電子の引き出しを
行い、その効率を向上させて有効に放電電極から電子ビ
ームを引き出し、充分な電子量を得さしめて電子ビーム
を確実に加速し、イオン生成室に導入してプラズマ中の
イオンをシリコンウエハ等のターゲット試料に照射させ
て設計通りのドライエッチングによる微細加工を行うこ
とが出来るようにした技術的手段を講じたものである。 【００１９】 【実施例】次に、この発明の実施例を図４を援用し、図
１、図２に基づいて説明すれば以下の通りである。 【００２０】尚、図３と同一態様部分は同一符号を用い
て説明するものとする。 【００２１】図１に示す実施例において、１´はこの出
願の発明の要旨を成す電子ビーム励起イオン照射装置で
あり、その基本的原理態様の構造は図３に示す在来態様
と同様であり、電子ビームガンの基部に形成された放電
室２ではプラズマ領域を形成し、ポート３からアルゴン
ガス等４を所定に供給して熱陰極６を電源１８で所定に
通電加熱し、電源５によりプラズマを形成させ、電子６
´ が第１段の陽極の放電電極７により誘引され、加速
室９に設けた加速電極８により所定に加速されて設定電
子ビーム密度、及び、エネルギーでイオン生成領域の反
応室１０に導出されて該反応室１０に在来態様同様に供
給される塩素ガスをプラズマとして所定にイオンを励起
されてシリコンウエハ等のターゲット試料１４に照射し
て所定のドライエッチングによる微細加工を行うように
されている。 【００２２】而して、この発明においては、放電電極７
と加速室９の加速電極８との間に於て、該放電電極７に
設定量近接して加速用補助電極１６が設けられて電源５
´´に接続され、放電電極７と加速電極８との間に加速
電位Ｖ´ を適正に形成するようにされ、該放電電極７
の近傍に形成される空間電荷制限を抑制して適正なプラ
スの電位勾配を形成するようにされている。 【００２３】尚、図４に示す様に、前述した如く横軸に
放電電極７からの距離を、縦軸に加速室９内の空間電位
をとると、Ｑ3 に示す特性曲線を形成し、該加速室９に
ての空間電荷制限にもかかわらず、充分なプラスの電位
勾配分布が形成され、したがって、放電室２の熱陰極６
からの電子６´ を放電電極７から充分な引き出し効率
で引き出し、適正な電子ビームを形成させてイオンプラ
ズマ生成室１０に導入させ、設計通りのドライエッチン
グによる微細加工が行われる。 【００２４】上述構成において、熱陰極６を所定に電源
１８により赤熱化して熱電子を放出させ、放電電極７に
誘引されて放電するようにすると、該放電電極７付近に
於ける空間電荷制限のために、加速電極８による引き出
し作用を抑制するように働こうとするが、この発明にあ
っては、加速室９に於て、放電電極７に設定量近接して
加速用の補助電極１６が設けられていることにより、該
加速室９に於ける電位は図４に示すＱ3 の特性曲線に見
られるようにプラスの適正な電位勾配分布を形成し、し
たがって、加速電極８による電子６´ の引き出し効率
を向上し、適正な電子ビームを形成してイオン生成室１
０に導入させ、供給される塩素ガスに対しプラズマ生成
作用を成し、そのうちのイオンをホルダ１３に支持され
たシリコンウエハ等のターゲット試料１４に照射させて
設計通りのドライエッチングを介しての微細加工を行
う。 【００２５】したがって、在来態様の如く、加速室９に
於ける空間電荷制限による電子ビーム形成の抑制作用が
クリアーされて充分な電位勾配の形成によるドライエッ
チングの微細加工を図ることが出来る。 【００２６】而して、図２に図示するように放電電極７
に対し電圧調整コントローラ１７を介装させて加速用の
補助電極１６のプラス電圧を適正にコントロールし、加
速室９に於ける電位分布を適正に調整することが出来る
ようにするものである。 【００２７】尚、この発明の実施態様は上述各実施例に
限るものでないことは勿論であり、各加速用の放電電極
における電子ビーム通過孔を適宜なサイズにする等種々
の設計変更が採用可能である。 【００２８】 【発明の効果】以上、この発明によれば、基本的にシリ
コンウエハ等のターゲット試料に対するイオン照射によ
りドライエッチングを介しての微細加工をするに用いる
種々の利点を有する電子ビーム励起イオン照射装置に於
て、電子ビームガンの基部の放電室から加速室に電子を
引き出し、所定に加速してイオン生成室に導出するプロ
セスにて、該放電室から加速室にかけて介装されている
放電電極近傍で空間電荷制限により電子がその放出を抑
制されて加速室にて充分な電子ビームが得られず、イオ
ン照射生成室に於ける均一な高イオン電流密度が得られ
ない在来態様のネックに対処出来、加速室に於て加速用
補助電極を電圧調整コントローラに接続して適正な電位
分布にして電子ビーム密度を上げ、又、電位勾配をプラ
ス側に適正に充分に形成させて放電室、乃至、放電電極
からの電子の引き出し効率を充分に向上させ、確実に電
子ビームを形成させてイオン生成室に於けるプラズマか
らのイオン励起に充分に与かるようにし、設計通りのド
ライエッチングを介してのターゲット試料の微細加工が
行えるという優れた効果が奏される。 【００２９】又、装置構造としては加速室に於て、放電
電極に近接して加速電極との間で加速用の補助電極を電
圧調整コントローラに接続して介設するだけで良いため
に、構造が簡単で耐久性も良く、初期組付は勿論のこ
と、保守，点検，整備等のメンテナンス等もほとんど必
要としないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の１実施例の要部縦断斜視図で
ある。 【図２】他の実施例の同要部縦断斜視図である。 【図３】従来技術に基づく電子ビーム励起イオン照射装
置の全体概略縦断斜視図である。 【図４】加速空間内に於ける電位分布特性曲線グラフ図
である。 【符号の説明】 ２ 放電室９ 電子ビーム加速室 ６´ 電子ビーム １０ イオン生成反応室 １´ ，１´´ 電子ビーム励起イオン照射装置７ 放電電極 ８ 加速電極 １６ 加速用補助電極 １７ 電圧調整コントローラ
ある。 【図２】他の実施例の同要部縦断斜視図である。 【図３】従来技術に基づく電子ビーム励起イオン照射装
置の全体概略縦断斜視図である。 【図４】加速空間内に於ける電位分布特性曲線グラフ図
である。 【符号の説明】 ２ 放電室９ 電子ビーム加速室 ６´ 電子ビーム １０ イオン生成反応室 １´ ，１´´ 電子ビーム励起イオン照射装置７ 放電電極 ８ 加速電極 １６ 加速用補助電極 １７ 電圧調整コントローラ
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フロントページの続き
(72)発明者 青柳 克信
埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究
所内
(72)発明者 崎山 雅行
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(72)発明者 伴 雅人
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(72)発明者 広島 安
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(56)参考文献 特開 平６−20631（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−58445（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−133439（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−254353（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 37/305
H01J 27/20
H01J 37/08
C23F 4/00
H01L 21/3065
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】【請求項１】電子ビーム放電室が電子ビーム加速室を介
してイオン生成反応室に接続され該電子ビーム放電室と
加速室との間に放電電極が介設され該放電電極に対し加
速電極が後設されている電子ビーム励起イオン照射装置
において、上記放電電極と加速室の加速電極との間に加
速用補助電極が放電室寄りの上記前設された放電電極側
に近接して配設されており、而して、該加速用補助電極
に電圧 調整コントローラが接続されていることを特徴と
する電子ビーム励起イオン照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08265194A JP3397437B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 電子ビーム励起イオン照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08265194A JP3397437B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 電子ビーム励起イオン照射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272669A JPH07272669A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3397437B2 true JP3397437B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=13780341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08265194A Expired - Fee Related JP3397437B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 電子ビーム励起イオン照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397437B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP08265194A patent/JP3397437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07272669A (ja) | 1995-10-20 |
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