JPH0629251A - 中性粒子ビームエッチング装置 - Google Patents
中性粒子ビームエッチング装置Info
- Publication number
- JPH0629251A JPH0629251A JP18482492A JP18482492A JPH0629251A JP H0629251 A JPH0629251 A JP H0629251A JP 18482492 A JP18482492 A JP 18482492A JP 18482492 A JP18482492 A JP 18482492A JP H0629251 A JPH0629251 A JP H0629251A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching apparatus
- wafer
- neutral particle
- neutral
- particle beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体の製造工程のエッチング工程において、
高速中性粒子を利用したエッチング装置に関するもので
あり、イオンビームの中性化率を高め、チャージアップ
によるウエーハ表面の電気的損傷を低減させることを目
的とする。 【構成】負イオン源１２から加速電極１３より引出され
た負イオン１４に光源１５から出力される光子１６を衝
突させることにより中性化率を高め、この中性化された
高速中性粒子１７をウエーハ２１の表面に衝突させる構
成としている。
高速中性粒子を利用したエッチング装置に関するもので
あり、イオンビームの中性化率を高め、チャージアップ
によるウエーハ表面の電気的損傷を低減させることを目
的とする。 【構成】負イオン源１２から加速電極１３より引出され
た負イオン１４に光源１５から出力される光子１６を衝
突させることにより中性化率を高め、この中性化された
高速中性粒子１７をウエーハ２１の表面に衝突させる構
成としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造工程のエ
ッチング工程において、高速中性粒子を利用したエッチ
ング装置に関する。
ッチング工程において、高速中性粒子を利用したエッチ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在最も広くＬＳＩ製造のエッチング工
程に適用されているドライエッチング装置では、反応性
スパッタエッチングをしているが、イオン衝撃によりウ
エーハ表面がチャージアップされ、ゲート酸化膜破壊な
どの電気的損傷が問題となっている。
程に適用されているドライエッチング装置では、反応性
スパッタエッチングをしているが、イオン衝撃によりウ
エーハ表面がチャージアップされ、ゲート酸化膜破壊な
どの電気的損傷が問題となっている。
【０００３】このウエーハ表面の電気的損傷を回避する
ために、近年、イオンをウエーハ表面に衝突させる代わ
りに、高速中性粒子をウエーハ表面に衝突させる中性粒
子ビームエッチング装置が研究開発されている。図２に
従来の中性粒子ビームエッチング装置を示す。なお図２
は文献 Mizutani,T.and Nishimatsu,S.,“SputteringYi
eld and Radiation Damage by Neutral Beam Bombardme
nt,”J.Vac. Sci. &Technol.,Vol.A6,p,1417,(1988) よ
り引用した。
ために、近年、イオンをウエーハ表面に衝突させる代わ
りに、高速中性粒子をウエーハ表面に衝突させる中性粒
子ビームエッチング装置が研究開発されている。図２に
従来の中性粒子ビームエッチング装置を示す。なお図２
は文献 Mizutani,T.and Nishimatsu,S.,“SputteringYi
eld and Radiation Damage by Neutral Beam Bombardme
nt,”J.Vac. Sci. &Technol.,Vol.A6,p,1417,(1988) よ
り引用した。
【０００４】ガス注入管１より注入されたNeガス２は、
放電管３の中でソレノイド４とマイクロ波５により有磁
場マイクロ波プラズマとなり、これがイオン源として使
われる。イオン源中のNe+ イオン６は多孔電極７により
引出されNe+ イオンビームとなる。引出された前記Ne+
イオンはバックグラウンドのNe0 熱中性粒子８と荷電交
換反応により高速中性粒子となる。前記高速中性粒子
が、ウエーハ９の表面に衝撃を与える。
放電管３の中でソレノイド４とマイクロ波５により有磁
場マイクロ波プラズマとなり、これがイオン源として使
われる。イオン源中のNe+ イオン６は多孔電極７により
引出されNe+ イオンビームとなる。引出された前記Ne+
イオンはバックグラウンドのNe0 熱中性粒子８と荷電交
換反応により高速中性粒子となる。前記高速中性粒子
が、ウエーハ９の表面に衝撃を与える。
【０００５】なお、１０は残留イオンやビームから出る
電子を除くための減速ポテンシャルグリッド、１１は排
気系である。
電子を除くための減速ポテンシャルグリッド、１１は排
気系である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、正イオンビームをガスまたはプラズマ中で
荷電交換させる方法がとられているが、この方法では中
性化率があまり高くなく（１０cmの衝突過程で約５０
％）、高速中性粒子とともに、正イオンもウエーハ表面
に多数衝突するという欠点を有していた。
の構成では、正イオンビームをガスまたはプラズマ中で
荷電交換させる方法がとられているが、この方法では中
性化率があまり高くなく（１０cmの衝突過程で約５０
％）、高速中性粒子とともに、正イオンもウエーハ表面
に多数衝突するという欠点を有していた。
【０００７】本発明は、イオンビームの中性化率を高
め、ウエーハ表面に衝突するイオンビームを低減させる
中性粒子ビームエッチング装置を提供することを目的と
する。
め、ウエーハ表面に衝突するイオンビームを低減させる
中性粒子ビームエッチング装置を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、負イオンビームを発生させる手段と、光
子を放射する手段と、前記負イオンビームに光子を照射
して高速中性粒子をつくる手段と、前記高速中性粒子を
ウエーハ表面に衝突させる手段を有する中性粒子ビーム
エッチング装置の構成とする。
に本発明では、負イオンビームを発生させる手段と、光
子を放射する手段と、前記負イオンビームに光子を照射
して高速中性粒子をつくる手段と、前記高速中性粒子を
ウエーハ表面に衝突させる手段を有する中性粒子ビーム
エッチング装置の構成とする。
【０００９】
【作用】上記構成において、負イオンは比較的弱い電子
親和力により、原子に電子が捕えられている状態にある
ので、負イオンに電子親和力以上のエネルギーが与えら
れれば、原子と電子が分離して、負イオンは中性粒子と
電子になる。
親和力により、原子に電子が捕えられている状態にある
ので、負イオンに電子親和力以上のエネルギーが与えら
れれば、原子と電子が分離して、負イオンは中性粒子と
電子になる。
【００１０】また衝突断面積は、正イオンより負イオン
の方が大きく、したがって正イオンより負イオンの方が
中性化率が高くなる。次に負イオンに与える電子親和力
以上のエネルギーであるが、中性ガスやプラズマとの衝
突の代わりに、光子を衝突させることで、負イオンのエ
ネルギーに依存しない高い中性化率が得られ、したがっ
てウエーハ表面に衝突するイオンの数も減り、電気的損
傷を抑えることができる。
の方が大きく、したがって正イオンより負イオンの方が
中性化率が高くなる。次に負イオンに与える電子親和力
以上のエネルギーであるが、中性ガスやプラズマとの衝
突の代わりに、光子を衝突させることで、負イオンのエ
ネルギーに依存しない高い中性化率が得られ、したがっ
てウエーハ表面に衝突するイオンの数も減り、電気的損
傷を抑えることができる。
【００１１】なお、光子・プラズマ・ガスによる各電子
分離方法による水素負イオンの中性化効率のエネルギー
依存性について下記の文献がある。K,W.Ehlers;Proc.In
tern.Ion Engineering Congress,Kyoto (1983) P.59こ
の文献によれば、光子・プラズマ・ガスの３通りの水素
負イオンの中性化効率は 光子＞プラズマ＞ガス となっており、また光子による電子分離は水素負イオン
のエネルギーによらず、高い中性化率で一定に保たれる
ことが、実験結果として示されている。
分離方法による水素負イオンの中性化効率のエネルギー
依存性について下記の文献がある。K,W.Ehlers;Proc.In
tern.Ion Engineering Congress,Kyoto (1983) P.59こ
の文献によれば、光子・プラズマ・ガスの３通りの水素
負イオンの中性化効率は 光子＞プラズマ＞ガス となっており、また光子による電子分離は水素負イオン
のエネルギーによらず、高い中性化率で一定に保たれる
ことが、実験結果として示されている。
【００１２】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。負イオン源
１２から加速電極１３より引出された負イオン１４は、
光源１５から出力される光子１６との衝突により、高速
中性粒子１７となる。
１２から加速電極１３より引出された負イオン１４は、
光源１５から出力される光子１６との衝突により、高速
中性粒子１７となる。
【００１３】ウエハー室１８内にラジカル分子１９を満
たし反応性エッチングを起こさせる。光子１６との衝突
により中性化した高速中性粒子１７は、偏向マグネット
２０の影響を受けずに直進してウエハー２１の表面に衝
突し、反応性エッチングを促進させる。
たし反応性エッチングを起こさせる。光子１６との衝突
により中性化した高速中性粒子１７は、偏向マグネット
２０の影響を受けずに直進してウエハー２１の表面に衝
突し、反応性エッチングを促進させる。
【００１４】本実施例においては、偏向マグネット２０
を設けることで、光子１６により中性化されなかった負
イオンを偏向マグネット２０の磁場によって方向を曲
げ、ウエーハ２１の表面に当たらないようにしているの
で、電気的損傷をより防ぐことができる。図中２２は排
気系である。
を設けることで、光子１６により中性化されなかった負
イオンを偏向マグネット２０の磁場によって方向を曲
げ、ウエーハ２１の表面に当たらないようにしているの
で、電気的損傷をより防ぐことができる。図中２２は排
気系である。
【００１５】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明によれば、負イオンビームに光子を照射する
ことにより生じる高速中性粒子をウエーハ表面に衝突さ
せるので、ウエーハ表面の電気的損傷を防ぐことがで
き、優れた中性粒子ビームエッチング装置を実現するこ
とができる。
に、本発明によれば、負イオンビームに光子を照射する
ことにより生じる高速中性粒子をウエーハ表面に衝突さ
せるので、ウエーハ表面の電気的損傷を防ぐことがで
き、優れた中性粒子ビームエッチング装置を実現するこ
とができる。
【００１６】また、高速中性粒子のウエーハに至る経路
に偏向マグネットを設けているので、中性粒子化されな
い負イオンが方向を曲げられてウエーハに衝突しないの
で、ウエーハ表面の電気的損傷がより十分に防止でき
る。
に偏向マグネットを設けているので、中性粒子化されな
い負イオンが方向を曲げられてウエーハに衝突しないの
で、ウエーハ表面の電気的損傷がより十分に防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の中性粒子ビームエッチング
装置の構成図
装置の構成図
【図２】従来の中性ビームエッチング装置の構成図
１２ 負イオン源 １４ 負イオン １５ 光源 １６ 光子 １７ 高速中性粒子 ２０ 偏向マグネット ２１ ウエーハ
Claims (2)
- 【請求項１】 負イオンビームを発光させる手段と、光
子を放射する手段と、前記負イオンビームに光子を照射
して高速中性粒子をつくる手段と、前記高速中性粒子を
ウエーハ表面に衝突させる手段を有する中性粒子ビーム
エッチング装置。 - 【請求項２】 高速中性粒子がウエーハ表面に至る経路
に、前記高速中性粒子に混在する中性化されない負イオ
ンの方向を曲げる偏向マグネットを設けてなる請求項１
記載の中性粒子ビームエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18482492A JPH0629251A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 中性粒子ビームエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18482492A JPH0629251A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 中性粒子ビームエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629251A true JPH0629251A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16159940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18482492A Pending JPH0629251A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 中性粒子ビームエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629251A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6039000A (en) * | 1998-02-11 | 2000-03-21 | Micrion Corporation | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| US6661009B1 (en) | 2002-05-31 | 2003-12-09 | Fei Company | Apparatus for tilting a beam system |
| US7094312B2 (en) | 1999-07-22 | 2006-08-22 | Fsi Company | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| JP2013216949A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Kojima Press Industry Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP18482492A patent/JPH0629251A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6039000A (en) * | 1998-02-11 | 2000-03-21 | Micrion Corporation | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| US6497194B1 (en) | 1998-02-11 | 2002-12-24 | Fei Company | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| US7094312B2 (en) | 1999-07-22 | 2006-08-22 | Fsi Company | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| US6661009B1 (en) | 2002-05-31 | 2003-12-09 | Fei Company | Apparatus for tilting a beam system |
| JP2013216949A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Kojima Press Industry Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
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