JPH08209363A - 電子ビームエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】中性ガスを電離してプラズマを発生するプラズ
マ発生容器２と、プラズマより電子を電子ビームとして
引き出す引き出し電極６，７と、電子ビームが入射する
基板１２と真空容器１３よりなる装置において、プラズ
マ発生容器２の外周又は内周に交互に磁極が変化するよ
うに永久磁石３を設けたプラズマ発生室から引き出した
電子ビームにより基板表面のエッチングガスを電離し、
基板表面をエッチングする。 【効果】従来の電子ビーム利用装置では困難であった６
吋或いは８吋以上の大面積基板を一括してエッチングで
きるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板表面を微細に加工す
るためのエッチング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子ビームエッチング装置は、電
子ビームの強度と均一性が充分でなく直径６吋或いは８
吋以上の基板を均一にエッチングすることは困難であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大面
積にわたり均一で高密度の電子ビームを発生させ、エッ
チングガスを基板上に供給しながら、電子ビームを基板
に照射することで、大面積基板表面上のエッチングガス
を電離し、エッチングする装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】大面積にわたり均一で高
密度の電子ビームを得るために、多数の永久磁石のマル
チカスプ磁界でプラズマを閉じ込め、プラズマより複数
の引き出し電極孔でもって電子ビームを引き出し、エッ
チングガスの供給されている基板表面に照射した。

【０００５】

【作用】多数の永久磁石が形成するマルチカスプ磁界で
プラズマを閉じ込め、大面積に均一な密度のプラズマを
生成した後、このプラズマから多孔の引き出し電極によ
り電子を引き出すことで、大面積に渡ってほぼ同一の電
流密度の電子ビーム出力を得ることができる。この電子
ビームでエッチングガスを電離し、高周波で負バイアス
を印加した基板に、イオン化したエッチングガスを衝突
させ、基板表面をエッチングする。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を、以下図面に基づき詳細に
説明する。カソード１はヘアピン状のタングステンフィ
ラメントで作られ、熱電子を放出する。プラズマ発生室
を形成するプラズマ発生容器２は、カソード１との間で
アーク放電を行わせるアノード電極を兼ねている。プラ
ズマ発生容器２の外周には、多数の永久磁石３を、プラ
ズマ発生容器２の面上で磁極が交互に変わるように設け
ている。プラズマ発生容器２は、例えば、内径３００m
m，外径３０８mm，深さ２００mmのステンレス製で、幅
８mm，高さ２５mm，長さ２００mmで高さ方向に磁化した
永久磁石３を３２列、円筒上に配置し、カソード１を保
持している面上には、幅と高さが同じで長さ２８０mm，
２７０mm，２４０mm，１９０mm，１００mmの５種類の永
久磁石を各２個、磁極がプラズマ発生室を向くととも
に、隣接する磁石の極性はＮ極とＳ極が交互に変化する
ように、間隔３０mmの等間隔で設けている。永久磁石３
の残留磁化はいずれも８５００ガウスのコバルトサマリ
ウム磁石を使用した。カソード１とプラズマ発生容器２
の間に直流電圧を印加し、低気圧でのアーク放電によ
り、ガス導入口２０から導入した水素ガスを電離し、電
子を電子ビームとして引き出す引き出し電極として、お
のおのに多数の孔を設けた加速電極６，減速電極７より
構成されている。さらに、基板１２と共に真空容器１３
に取付け、真空ポンプ１４で排気されている。基板１２
の周囲に直径１００μｍの小孔を３６個等間隔に開けた
円環２１を一周させ、エッチング用ガスを供給した。円
環２１は、外形６mmの無酸素銅製の管を直径３００mmの
ドーナツ状に加工して用いた。高周波電源２２は、１
３.５６ＭＨｚ ５００Ｗであり、基板１２に負のバイア
スを与えるために基板ホルダ１０をとおして基板１２に
容量結合で接続されている。電子ビームは、加速電極
６，減速電極７間の電界で加速され、円環２１から供給
されるエッチングガスを電離する。電離されたエッチン
グガスは、基板の負バイアスで加速され、基板に衝突
し、基板をエッチングする。エッチングガスは、ハロゲ
ンガスやアルコール類を使用する。

【０００７】加速電極６に加速電源８より負の高電圧を
印加し、減速電極７は接地するかあるいは、減速電源９
より正極性の電圧を印加し、正イオンがプラズマ発生室
側へ逆流することを防止する。本実施例では、プラズマ
発生室の清掃等の保守が容易である。

【０００８】なお、図１の実施例ではプラズマ発生容器
２の外側（大気圧側）に永久磁石３を設けたが、プラズ
マ発生容器２の内側（真空側）に永久磁石を配置するこ
とも可能である。このときは、プラズマ発生容器とし
て、磁性材も使用できる。永久磁石をプラズマ発生容器
内に設けることにより、プラズマ閉じ込め磁界の強度を
より大きくでき、より低いガス圧での放電ができる。ま
た、プラズマ発生容器に磁性材を使用することによっ
て、永久磁石の高さを図１の５割に低減できる。

【０００９】さらに、カソード１のタングステンフィラ
メントの代わりに、マイクロ波や高周波で電離したプラ
ズマを導入することも可能であり、高温のフィラメント
を除くことにより、連続動作時間を増す。

【００１０】

【発明の効果】本発明により、従来の電子ビーム利用装
置では困難であった６吋或いは８吋以上の大面積基板を
一括してエッチングできるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…カソード、２…プラズマ発生容器、３…永久磁石、
６…加速電極、７…減速電極、８…加速電源、９…減速
電源、１０…基板ホルダ、１１…温度モニタ、１２…基
板、１３…真空容器、１４…真空ポンプ、２０…ガス導
入口、２１…円環、２２…高周波電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中性ガスを電離してプラズマを発生するプ
   ラズマ発生容器と、前記プラズマより電子を電子ビーム
   として引き出す引き出し電極と、前記電子ビームが入射
   する基板と真空容器よりなる電子ビーム装置において、
   前記基板にバイアス電圧発生用高周波電源を接続し前記
   基板上にエッチング用ガスを供給する手段と、前記プラ
   ズマ発生容器の外周又は内周に、交互に磁極が変化する
   ように永久磁石を設け、前記プラズマ発生容器から電子
   ビームを取り出し、電子ビームで基板を照射することを
   特徴とする電子ビームエッチング装置。