JPH0689465B2 - エツチング装置 - Google Patents
エツチング装置Info
- Publication number
- JPH0689465B2 JPH0689465B2 JP30373986A JP30373986A JPH0689465B2 JP H0689465 B2 JPH0689465 B2 JP H0689465B2 JP 30373986 A JP30373986 A JP 30373986A JP 30373986 A JP30373986 A JP 30373986A JP H0689465 B2 JPH0689465 B2 JP H0689465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- neutralizer
- etching apparatus
- ions
- container
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエッチング装置に係り、特に、反応性イオンビ
ームエッチング装置に好適なエッチング装置に関する。
ームエッチング装置に好適なエッチング装置に関する。
近年、機能性薄膜や半導体素子を作成するためのドライ
エッチングの手段として、イオンビームを用いることが
多くなってきている。
エッチングの手段として、イオンビームを用いることが
多くなってきている。
エッチングに反応性のイオンを用いれば、異方性の良い
微細な加工ができる。
微細な加工ができる。
絶縁物をエッチングする場合は、イオンビームを照射す
ることにより、被加工物が正に帯電するため、これを防
ぐために、被加工物に電子を供給して中性化する必要が
有る。この電子を供給するための装置は、中性化器と呼
ばれている。
ることにより、被加工物が正に帯電するため、これを防
ぐために、被加工物に電子を供給して中性化する必要が
有る。この電子を供給するための装置は、中性化器と呼
ばれている。
従来の中性化器については、ジャーナル・オブ・バキュ
ーム・サイエンス・アンド・テクノロジー15（1978年）
第1093頁から第1095頁（J,Vac,Sci,Technol,15,PP1093
−1095）において述べられているように、ホロカソード
を用いた電子発生装置がよく知られている。
ーム・サイエンス・アンド・テクノロジー15（1978年）
第1093頁から第1095頁（J,Vac,Sci,Technol,15,PP1093
−1095）において述べられているように、ホロカソード
を用いた電子発生装置がよく知られている。
上記従来の技術は、中性化器にホロカソード構造を採用
することにより、反応性のガスがホロカソード内のフィ
ラメント付近に入り込むのを減らし、フィラメントの寿
命を長くしてはいるが、熱電子を発生させるためのフィ
ラメントを持っているため、反応性のイオンビームの中
性化に用いるとフィラメントの消耗が激しく、頻繁な部
品交換を必要とするという問題があった。
することにより、反応性のガスがホロカソード内のフィ
ラメント付近に入り込むのを減らし、フィラメントの寿
命を長くしてはいるが、熱電子を発生させるためのフィ
ラメントを持っているため、反応性のイオンビームの中
性化に用いるとフィラメントの消耗が激しく、頻繁な部
品交換を必要とするという問題があった。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、頻繁な部品交換を必要としないメンテナン
ス・フリーであることは勿論、より効果的に電子を発生
させ被加工物の帯電を効果的に防止できる中性化器をも
ったエッチング装置を提供するにある。
るところは、頻繁な部品交換を必要としないメンテナン
ス・フリーであることは勿論、より効果的に電子を発生
させ被加工物の帯電を効果的に防止できる中性化器をも
ったエッチング装置を提供するにある。
上記目的は、イオンによる被加工物の帯電を防ぐための
中性化器を、中性化器容器と、該中性化器容器の内部に
マイクロ波放電によりプラズマを発生させるプラズマ発
生手段と、このプラズマから電子を引き出すための電気
的、あるいは磁気的手段とから構成することにより達成
される。
中性化器を、中性化器容器と、該中性化器容器の内部に
マイクロ波放電によりプラズマを発生させるプラズマ発
生手段と、このプラズマから電子を引き出すための電気
的、あるいは磁気的手段とから構成することにより達成
される。
上記構成とすることにより、中性化器容器内部に導入さ
れたアルゴン等のガスは、マイクロ波放電によりプラズ
マとなり、かつ、プラズマ中の電子のみを、中性化器容
器に設けられた電気的、あるいは磁気的手段により引き
出すことができるため、フィラメントを用いなくてもす
むので上記目的が達成される。
れたアルゴン等のガスは、マイクロ波放電によりプラズ
マとなり、かつ、プラズマ中の電子のみを、中性化器容
器に設けられた電気的、あるいは磁気的手段により引き
出すことができるため、フィラメントを用いなくてもす
むので上記目的が達成される。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図に本発明のエッチング装置の一実施例、第２図に
それに採用される中性化器の例を示す。
それに採用される中性化器の例を示す。
第１図に示すごとく、プラズマ生成室１は、円筒状の側
壁23と上端を封じているバックプレート24、および多孔
の開いたイオン引き出し電極４で囲まれて形成されてい
る。これらを総称してイオン源と呼ぶ。バックプレート
24には、周波数2.45GHzのマイクロ波をプラズマ生成室
１に送るための導波管３が接続されている。プラズマ生
成室１の外周には、ソレノイドコイル２が配置されてい
て、例えば900ガウス程度の直流磁界を、円筒状のプラ
ズマ生成室１の軸方向に発生させる。イオン源は気密を
保って、加工室５に接続されている。この加工室５に
は、被加工物８、および中性化器６が配置されている。
中性化器６は、大気側に置かれたアルゴンガスボンベ９
と電源10により動作し、加工室５内に電子７を発生させ
る。
壁23と上端を封じているバックプレート24、および多孔
の開いたイオン引き出し電極４で囲まれて形成されてい
る。これらを総称してイオン源と呼ぶ。バックプレート
24には、周波数2.45GHzのマイクロ波をプラズマ生成室
１に送るための導波管３が接続されている。プラズマ生
成室１の外周には、ソレノイドコイル２が配置されてい
て、例えば900ガウス程度の直流磁界を、円筒状のプラ
ズマ生成室１の軸方向に発生させる。イオン源は気密を
保って、加工室５に接続されている。この加工室５に
は、被加工物８、および中性化器６が配置されている。
中性化器６は、大気側に置かれたアルゴンガスボンベ９
と電源10により動作し、加工室５内に電子７を発生させ
る。
第２図に示すごとく、中性化器６は、その中にプラズマ
を発生させるための直方体の中性化器容器12と、電子を
引き出すための電子引き出し電極13から成り、それらは
絶縁物を介して加工室側壁11に固定されている。
を発生させるための直方体の中性化器容器12と、電子を
引き出すための電子引き出し電極13から成り、それらは
絶縁物を介して加工室側壁11に固定されている。
本実施例では中性化器容器12は円筒状をしており、その
周囲には、軸方向の磁界21を発生させるように永久磁石
20が取り付けられている。中性化器容器12の一端には直
径2mm程の小孔が開けられており、もう一つの端からは
アルゴンガス、及びマイクロ波（2.45GHz）が供給され
る。永久磁石20は、壁から1cm程のところで磁界が90ガ
ウス程度となるように配置されている。
周囲には、軸方向の磁界21を発生させるように永久磁石
20が取り付けられている。中性化器容器12の一端には直
径2mm程の小孔が開けられており、もう一つの端からは
アルゴンガス、及びマイクロ波（2.45GHz）が供給され
る。永久磁石20は、壁から1cm程のところで磁界が90ガ
ウス程度となるように配置されている。
従って、中性化器容器12に導入されたアルゴンガスは、
プラズマ中の電子のサイクロトロン周波数と注入するマ
イクロ波の周波数が一致するため、効率良くプラズマ化
される。
プラズマ中の電子のサイクロトロン周波数と注入するマ
イクロ波の周波数が一致するため、効率良くプラズマ化
される。
本発明者等の実験によれば、100ワット程度のマイクロ
波を注入することにより、５×1011（個／cm2）程度の
プラズマ密度が得られた。生成されたプラズマから電子
のみを引き出すためには、中性化器容器12が、電子引き
出し電極13に対して負となるように直流電圧（例えば−
10ボルト）を印加するいとにより、電子７を中性化器６
から引き出すことができる。
波を注入することにより、５×1011（個／cm2）程度の
プラズマ密度が得られた。生成されたプラズマから電子
のみを引き出すためには、中性化器容器12が、電子引き
出し電極13に対して負となるように直流電圧（例えば−
10ボルト）を印加するいとにより、電子７を中性化器６
から引き出すことができる。
エッチング装置全体は、真空ポンプを用いて、加工室５
で10-6Torrの真空度にする。次に、ソレノイドコイル２
により、900ガウス程度の磁界をかけたプラズマ生成室
１に、ガス導入管16から酸素等のガスを供給し、2.45GH
zのマイクロ波を注入する。導入されたガスはマイクロ
波の注入によりプラズマ化されるが、プラズマ中の電子
のサイクロトロン共鳴周波数とマイクロ波の周波数が一
致するため、マイクロ波は効率良くプラズマに収納され
て、高密度のプラズマができる。
で10-6Torrの真空度にする。次に、ソレノイドコイル２
により、900ガウス程度の磁界をかけたプラズマ生成室
１に、ガス導入管16から酸素等のガスを供給し、2.45GH
zのマイクロ波を注入する。導入されたガスはマイクロ
波の注入によりプラズマ化されるが、プラズマ中の電子
のサイクロトロン共鳴周波数とマイクロ波の周波数が一
致するため、マイクロ波は効率良くプラズマに収納され
て、高密度のプラズマができる。
このようにして生成されたプラズマからイオン引き出し
電極４に所定の電圧を与えることにより、イオンのみを
引き出し、被加工物８に照射してエッチングを行う。そ
の際に、中性化器６から電子７を被加工物８に供給し、
被加工物８の帯電を防止する。
電極４に所定の電圧を与えることにより、イオンのみを
引き出し、被加工物８に照射してエッチングを行う。そ
の際に、中性化器６から電子７を被加工物８に供給し、
被加工物８の帯電を防止する。
本実施例によれば、マイクロ波放電により中性化器６内
に小さい注入電力で高密度のプラズマを生成し、そこか
ら電子７を引き出しているため、従来問題であったフィ
ラメントの消耗の問題を全く無くすることができる効果
がある。
に小さい注入電力で高密度のプラズマを生成し、そこか
ら電子７を引き出しているため、従来問題であったフィ
ラメントの消耗の問題を全く無くすることができる効果
がある。
なお、本実施例ではイオン源として、マイクロ波イオン
源を用いたが、その他のイオン源、例えば高周波イオン
源を用いても良い。
源を用いたが、その他のイオン源、例えば高周波イオン
源を用いても良い。
尚、上記実施例では、中性化器への導入ガスとしてアル
ゴンを用いたが、イオン源へ導入するので同じガスを用
いても、本発明の効果を損なうものではない。また、中
性化器からの電子の引き出しに電気的手段を用いている
が、磁気的手段によって、又はその両方を用いて引き出
すこともできる。
ゴンを用いたが、イオン源へ導入するので同じガスを用
いても、本発明の効果を損なうものではない。また、中
性化器からの電子の引き出しに電気的手段を用いている
が、磁気的手段によって、又はその両方を用いて引き出
すこともできる。
以上説明した本発明のエッチング装置によれば、イオン
による被加工物の帯電を防ぐための中性化器を、中性化
器容器と、該中性化器容器の内部にマイクロ波放電によ
りプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、このプラ
ズマから電子を引き出すための電気的、あるいは磁気的
手段とから構成したものであるから、中性化器容器内部
に導入されたアルゴン等のガスは、マイクロ波放電によ
りプラズマとなり、かつ、プラズマ中の電子のみを、中
性化器容器に設けられた電気的、あるいは磁気的手段に
より引き出すことができるため、フィラメントを用いな
くてもすむので、頻繁なフィラメントの交換を必換とし
ないメンテナンス・フリーな中性化器とすることができ
ることは勿論、より効果的に電子を発生させ被加工物の
帯電を効率的に防止でき、此種エッチング装置には非常
に有効である。
による被加工物の帯電を防ぐための中性化器を、中性化
器容器と、該中性化器容器の内部にマイクロ波放電によ
りプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、このプラ
ズマから電子を引き出すための電気的、あるいは磁気的
手段とから構成したものであるから、中性化器容器内部
に導入されたアルゴン等のガスは、マイクロ波放電によ
りプラズマとなり、かつ、プラズマ中の電子のみを、中
性化器容器に設けられた電気的、あるいは磁気的手段に
より引き出すことができるため、フィラメントを用いな
くてもすむので、頻繁なフィラメントの交換を必換とし
ないメンテナンス・フリーな中性化器とすることができ
ることは勿論、より効果的に電子を発生させ被加工物の
帯電を効率的に防止でき、此種エッチング装置には非常
に有効である。
第１図は本発明のエッチング装置の一実施例を示す縦断
面図、第２図は本発明のエッチング装置に採用される中
性化器の一実施例を示す縦断面図である。 １…プラズマ生成室、２…ソレノイドコイル、３…導波
管、４…イオン引き出し電極、５…加工室、６…中性化
器、７…電子、８…被加工物、９…アルゴンガスボン
ベ、10…電源、11…加工室壁、12…中性化器容器、13…
電子引き出し電極、16…ガス供給管、19…高周波コイ
ル、20…永久磁石。
面図、第２図は本発明のエッチング装置に採用される中
性化器の一実施例を示す縦断面図である。 １…プラズマ生成室、２…ソレノイドコイル、３…導波
管、４…イオン引き出し電極、５…加工室、６…中性化
器、７…電子、８…被加工物、９…アルゴンガスボン
ベ、10…電源、11…加工室壁、12…中性化器容器、13…
電子引き出し電極、16…ガス供給管、19…高周波コイ
ル、20…永久磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 忠 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 夏井 健一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 実開 昭59−107473（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】内部にプラズマが生成されるイオン源と、
該イオン源に接続され、前記プラズマからイオンを引き
出し、このイオンを、内部に収納されている被加工物に
当てて加工する加工室と、前記イオンによる被加工物の
帯電を防ぐための中性化器とを備えたエッチング装置に
おいて、 前記中性化器は、中性化器容器と、該中性化器容器の内
部にマイクロ波放電によりプラズマを発生させるプラズ
マ発生手段と、このプラズマから電子を引き出すための
電気的、あるいは磁気的手段とから成ることを特徴とす
るエッチング装置。 - 【請求項２】前記プラズマから電子を引き出すための電
気的、あるいは、磁気的手段として、電子引き出し用電
極を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のエッチング装置。 - 【請求項３】前記プラズマ発生手段としてマイクロ波導
入手段と磁場発生用の永久磁石、あるいは電磁石を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエッチ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30373986A JPH0689465B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | エツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30373986A JPH0689465B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | エツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157887A JPS63157887A (ja) | 1988-06-30 |
| JPH0689465B2 true JPH0689465B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=17924688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30373986A Expired - Lifetime JPH0689465B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | エツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689465B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3123735B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2001-01-15 | 株式会社日立製作所 | イオンビーム処理装置 |
| JP3364830B2 (ja) | 1998-06-09 | 2003-01-08 | 株式会社日立製作所 | イオンビーム加工装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107473U (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-19 | 日本電子株式会社 | イオンビ−ム照射装置 |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP30373986A patent/JPH0689465B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63157887A (ja) | 1988-06-30 |
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