JPH08129982A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH08129982A JPH08129982A JP26654594A JP26654594A JPH08129982A JP H08129982 A JPH08129982 A JP H08129982A JP 26654594 A JP26654594 A JP 26654594A JP 26654594 A JP26654594 A JP 26654594A JP H08129982 A JPH08129982 A JP H08129982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- distribution
- plasma
- ion
- holes
- 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
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】引き出し電極の孔の開口部分の割合を電極の中
心からの距離に応じて変化させる。 【効果】均一なイオンビームが引き出せるイオン源が得
られる。このイオン源をエッチング装置、ミリング装
置、イオン打ち込み装置等に適用することにより加工精
度が向上する。
心からの距離に応じて変化させる。 【効果】均一なイオンビームが引き出せるイオン源が得
られる。このイオン源をエッチング装置、ミリング装
置、イオン打ち込み装置等に適用することにより加工精
度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンミリング装置、
エッチング装置、イオン注入装置、成膜装置等のイオン
源に関する。
エッチング装置、イオン注入装置、成膜装置等のイオン
源に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン源とは、プラズマ室にガスを導入
し、プラズマ室内においてガスを励起してイオン化し、
そのイオンを引き出し電極を用いイオンビームとして引
き出す装置である。引き出されたイオンビームは、プラ
ズマ室内のプラズマ分布を反映するが、一般的にプラズ
マの分布は不均一であり、引き出されたイオンビームも
同様である場合が多い。
し、プラズマ室内においてガスを励起してイオン化し、
そのイオンを引き出し電極を用いイオンビームとして引
き出す装置である。引き出されたイオンビームは、プラ
ズマ室内のプラズマ分布を反映するが、一般的にプラズ
マの分布は不均一であり、引き出されたイオンビームも
同様である場合が多い。
【０００３】このような問題を解決するために、例え
ば、特開平２−２７８６３３号公報で示されているよう
に引き出し電極を曲率を持つ形状にして補正することが
試みられていた。
ば、特開平２−２７８６３３号公報で示されているよう
に引き出し電極を曲率を持つ形状にして補正することが
試みられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例の場
合、電極に用いられる材料はモリブデンやカーボンが一
般的であるため、曲率を持つ構造に加工するのは非常に
難しいという問題点があった。また引き出し電極は通常
２枚用いられるのが一般的であるが、曲率の異なる電極
を２枚用いると２枚の電極の相対する小孔を正確に位置
合わせすることが困難であり、取り出されるビームが偏
向する、もしくはイオンビームの強度が減少するという
問題点があり、事実上使用に適さないものであった。
合、電極に用いられる材料はモリブデンやカーボンが一
般的であるため、曲率を持つ構造に加工するのは非常に
難しいという問題点があった。また引き出し電極は通常
２枚用いられるのが一般的であるが、曲率の異なる電極
を２枚用いると２枚の電極の相対する小孔を正確に位置
合わせすることが困難であり、取り出されるビームが偏
向する、もしくはイオンビームの強度が減少するという
問題点があり、事実上使用に適さないものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、引き出し電極に中心からの距離に依り
開口面積の割合が変化するように小孔を設けた。また、
引き出し電極とは絶縁された電極を設け、前記電極に中
心からの距離に依り開口面積の割合が変化するように小
孔を設けた。
めに、本発明は、引き出し電極に中心からの距離に依り
開口面積の割合が変化するように小孔を設けた。また、
引き出し電極とは絶縁された電極を設け、前記電極に中
心からの距離に依り開口面積の割合が変化するように小
孔を設けた。
【０００６】
【作用】一例として、プラズマ室の中心ほどプラズマ密
度が大きい場合を考える。このような分布を補正する場
合は電極の小孔をあける間隔を電極の中心部ほど大き
く、外周部ほど小さくする。これにより１枚の電極面内
で中心部ほど電極孔の開口面積の割合が小さくなるた
め、引き出されるビームも少なくなる。すなわち、プラ
ズマ密度と電極孔の密度が相反する分布となるため、引
き出されるイオンビームの分布が均一になる。
度が大きい場合を考える。このような分布を補正する場
合は電極の小孔をあける間隔を電極の中心部ほど大き
く、外周部ほど小さくする。これにより１枚の電極面内
で中心部ほど電極孔の開口面積の割合が小さくなるた
め、引き出されるビームも少なくなる。すなわち、プラ
ズマ密度と電極孔の密度が相反する分布となるため、引
き出されるイオンビームの分布が均一になる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
る。
【０００８】（実施例１）本発明の引き出し電極の一例
を図１に示す。電極１は、中心ほど密度の大きいプラズ
マ分布を補正するためのもので、中心部分は電極の孔２
と孔の間隔が大きく開口面積の割合は小さく、外周部分
は孔と孔の間隔が小さく開口面積の割合は大きくなって
いる。そのため、この電極は中心部分に比べ外周部分で
多くのイオンビームを引き出すことができる。その結
果、この電極を用い、中心部分の密度の高いプラズマか
らイオンビームを引き出すと、互いの分布が相殺され均
一なイオンビームを得ることができる。
を図１に示す。電極１は、中心ほど密度の大きいプラズ
マ分布を補正するためのもので、中心部分は電極の孔２
と孔の間隔が大きく開口面積の割合は小さく、外周部分
は孔と孔の間隔が小さく開口面積の割合は大きくなって
いる。そのため、この電極は中心部分に比べ外周部分で
多くのイオンビームを引き出すことができる。その結
果、この電極を用い、中心部分の密度の高いプラズマか
らイオンビームを引き出すと、互いの分布が相殺され均
一なイオンビームを得ることができる。
【０００９】以下に、イオンミリング装置に適用した場
合を例にとり具体的な補正効果の一例を示す。プラズマ
分布Ｐとして数１で表される中心ほど密度の高い場合を
考える。
合を例にとり具体的な補正効果の一例を示す。プラズマ
分布Ｐとして数１で表される中心ほど密度の高い場合を
考える。
【００１０】
【数１】
【００１１】ｘはプラズマ室の中心からの距離であり、
これは規格化した分布である。まず、補正を行わない場
合を考える。図３に示す均一に電極孔が分布した従来の
電極３を用いイオンビームを引き出す。電極の孔２のあ
いている範囲は半径７５ｍｍ、孔の直径は２ｍｍ、孔の
中心の間隔は２．５ｍｍである。この電極を図５に示す
イオンミリング装置のイオン源のプラズマ室の一側に２
枚ないし３枚とりつける。この電極を用いて引き出され
たイオンビームの電流密度分布は図２のＡで示される。
引き出されたイオンビームはプラズマの分布をそのまま
反映し中心から遠ざかるにつれ電流密度は減少する。図
１の補正電極として、中心から半径２６ｍｍ以内は孔の
直径が２ｍｍ、孔と孔の間隔が３．５ｍｍ、半径２６ｍ
ｍ以上７５ｍｍ以下は直径が２ｍｍ、孔と孔の間隔が
２．５ｍｍのものを用いる。この電極を同様に図５に示
すイオン源のプラズマ室の一側に２枚ないし３枚とりつ
ける。この電極を用いて引き出されたイオンビームの電
流密度分布は図２のＢで示される。電流密度分布は中心
部分でほぼ均一になっている。この例は３”基板用のイ
オンミリング装置の場合で、３”基板内で分布は±５％
以下になった。ここでは電極の孔の分布を２段階に変化
させることで十分な補正効果が得られたが、もっと多く
の段階に変化させたり、中心から連続的に分布を変える
方法も同等の効果が得られる。
これは規格化した分布である。まず、補正を行わない場
合を考える。図３に示す均一に電極孔が分布した従来の
電極３を用いイオンビームを引き出す。電極の孔２のあ
いている範囲は半径７５ｍｍ、孔の直径は２ｍｍ、孔の
中心の間隔は２．５ｍｍである。この電極を図５に示す
イオンミリング装置のイオン源のプラズマ室の一側に２
枚ないし３枚とりつける。この電極を用いて引き出され
たイオンビームの電流密度分布は図２のＡで示される。
引き出されたイオンビームはプラズマの分布をそのまま
反映し中心から遠ざかるにつれ電流密度は減少する。図
１の補正電極として、中心から半径２６ｍｍ以内は孔の
直径が２ｍｍ、孔と孔の間隔が３．５ｍｍ、半径２６ｍ
ｍ以上７５ｍｍ以下は直径が２ｍｍ、孔と孔の間隔が
２．５ｍｍのものを用いる。この電極を同様に図５に示
すイオン源のプラズマ室の一側に２枚ないし３枚とりつ
ける。この電極を用いて引き出されたイオンビームの電
流密度分布は図２のＢで示される。電流密度分布は中心
部分でほぼ均一になっている。この例は３”基板用のイ
オンミリング装置の場合で、３”基板内で分布は±５％
以下になった。ここでは電極の孔の分布を２段階に変化
させることで十分な補正効果が得られたが、もっと多く
の段階に変化させたり、中心から連続的に分布を変える
方法も同等の効果が得られる。
【００１２】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
を図４を用いて説明する。第１の実施例では、補正効果
のある同じ電極を複数枚用いた。この場合、様々なプラ
ズマ分布に応じて補正を行うには相当枚数の電極が必要
となる。そこで、第２の実施例では、必要な電極枚数を
減らすために、一つのプラズマ分布に対して補正電極を
１枚だけ使用する場合を考えた。そのためには、従来の
均一に孔の分布した電極を２枚と実施例１で示したよう
な補正電極を１枚用いればよい。このとき、均一に孔の
分布した電極は加速電極及び接地電極として電圧を印加
して使用し、補正電極は接地して用いる。この３枚の電
極の断面の一部を図４に示す。電極４は加速電極、電極
５は減速電極である。補正電極６の孔２の中心は、相対
する２枚の引き出し電極の孔の中心と一致しているが、
中心からの距離により孔の径が変化しているものとす
る。図４に示すように、プラズマの分布が大きい部分で
は引き出されるビームを減らすために孔径を小さくして
引き出されたイオンビームを遮蔽する。この電極を用い
る場合も実施例１と同様の補正効果が得られた。しか
も、補正電極は１枚用意すればよく、実施例１の場合よ
り電極枚数が少なくてすむ。このような効果は補正電極
が接地されている場合のみ有効であり、補正電極が接地
されておらず電圧が印加されている場合は、イオンビー
ムの進行方向で孔径が異なると、イオンビームは遮蔽さ
れずに曲って進んでしまい、補正効果は得られない。ま
たここでは３枚の電極の孔の中心が一致するように設計
したが、３枚目の補正電極の孔の中心は必ずしも一致さ
せる必要はない。しかし、一致させない場合は引き出さ
れるビームの量が一致させた場合に比べ減少してしまう
ため、一致させた方が望ましい。
を図４を用いて説明する。第１の実施例では、補正効果
のある同じ電極を複数枚用いた。この場合、様々なプラ
ズマ分布に応じて補正を行うには相当枚数の電極が必要
となる。そこで、第２の実施例では、必要な電極枚数を
減らすために、一つのプラズマ分布に対して補正電極を
１枚だけ使用する場合を考えた。そのためには、従来の
均一に孔の分布した電極を２枚と実施例１で示したよう
な補正電極を１枚用いればよい。このとき、均一に孔の
分布した電極は加速電極及び接地電極として電圧を印加
して使用し、補正電極は接地して用いる。この３枚の電
極の断面の一部を図４に示す。電極４は加速電極、電極
５は減速電極である。補正電極６の孔２の中心は、相対
する２枚の引き出し電極の孔の中心と一致しているが、
中心からの距離により孔の径が変化しているものとす
る。図４に示すように、プラズマの分布が大きい部分で
は引き出されるビームを減らすために孔径を小さくして
引き出されたイオンビームを遮蔽する。この電極を用い
る場合も実施例１と同様の補正効果が得られた。しか
も、補正電極は１枚用意すればよく、実施例１の場合よ
り電極枚数が少なくてすむ。このような効果は補正電極
が接地されている場合のみ有効であり、補正電極が接地
されておらず電圧が印加されている場合は、イオンビー
ムの進行方向で孔径が異なると、イオンビームは遮蔽さ
れずに曲って進んでしまい、補正効果は得られない。ま
たここでは３枚の電極の孔の中心が一致するように設計
したが、３枚目の補正電極の孔の中心は必ずしも一致さ
せる必要はない。しかし、一致させない場合は引き出さ
れるビームの量が一致させた場合に比べ減少してしまう
ため、一致させた方が望ましい。
【００１３】
【発明の効果】本発明により、イオンビームの電流密度
分布は、補正電極により均一な分布に補正されるため、
このような電極を有するイオン源を例えばイオンミリン
グ装置に適用すれば、加工精度が向上する。
分布は、補正電極により均一な分布に補正されるため、
このような電極を有するイオン源を例えばイオンミリン
グ装置に適用すれば、加工精度が向上する。
【図１】本発明の第１の実施例で用いる補正電極の平面
図。
図。
【図２】電流密度分布の補正効果を現す特性図。
【図３】従来の電極の平面図。
【図４】第２の実施例で用いる電極の断面図。
【図５】イオンミリング装置のイオン源の説明図。
１…補正電極、 ２…電極の孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今山 寛隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマ室の一側に引き出し電極を配置し
たイオン源において、前記引き出し電極に中心からの距
離に依り開口面積の割合が変化するように小孔を設けた
ことを特徴とするイオン源。 - 【請求項２】プラズマ室の一側に引き出し電極を配置し
たイオン源において、前記引き出し電極とは絶縁された
電極を設け、前記電極に中心からの距離に依り開口面積
の割合が変化するように小孔を設けたことを特徴とする
イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26654594A JPH08129982A (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26654594A JPH08129982A (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08129982A true JPH08129982A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17432348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26654594A Pending JPH08129982A (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08129982A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008538252A (ja) * | 2005-03-31 | 2008-10-16 | ヴィーコ インストゥルメンツ インコーポレイテッド | イオンビームを均一化するためにグリッド透過度およびグリッドホールパターンを制御する方法 |
| US7495241B2 (en) | 2004-02-26 | 2009-02-24 | Tdk Corporation | Ion beam irradiation apparatus and insulating spacer for the same |
| WO2014069094A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体装置の製造方法、イオンビームエッチング装置及び制御装置 |
| GB2582242A (en) * | 2018-11-30 | 2020-09-23 | Oxford Instruments Nanotechnology Tools Ltd | Charged particle beam source, surface processing apparatus and surface processing method |
| JP2022513850A (ja) * | 2018-12-17 | 2022-02-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 格子を形成する方法 |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP26654594A patent/JPH08129982A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7495241B2 (en) | 2004-02-26 | 2009-02-24 | Tdk Corporation | Ion beam irradiation apparatus and insulating spacer for the same |
| JP2008538252A (ja) * | 2005-03-31 | 2008-10-16 | ヴィーコ インストゥルメンツ インコーポレイテッド | イオンビームを均一化するためにグリッド透過度およびグリッドホールパターンを制御する方法 |
| JP4923040B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-04-25 | ヴィーコ インストゥルメンツ インコーポレイテッド | イオンビームを均一化するためにグリッド透過度およびグリッドホールパターンを制御する方法 |
| WO2014069094A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体装置の製造方法、イオンビームエッチング装置及び制御装置 |
| KR20150053777A (ko) * | 2012-11-02 | 2015-05-18 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법, 이온빔 에칭 장치 및 제어 장치 |
| JPWO2014069094A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2016-09-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体装置の製造方法、イオンビームエッチング装置及び制御装置 |
| US9734989B2 (en) | 2012-11-02 | 2017-08-15 | Canon Anelva Corporation | Method for manufacturing semiconductor device, ion beam etching device, and control device |
| US10026591B2 (en) | 2012-11-02 | 2018-07-17 | Canon Anelva Corporation | Method for manufacturing semiconductor device, ion beam etching device, and control device |
| GB2582242A (en) * | 2018-11-30 | 2020-09-23 | Oxford Instruments Nanotechnology Tools Ltd | Charged particle beam source, surface processing apparatus and surface processing method |
| JP2022513850A (ja) * | 2018-12-17 | 2022-02-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 格子を形成する方法 |
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