JPS58186139A - 二重放電型イオン源 - Google Patents
二重放電型イオン源Info
- Publication number
- JPS58186139A JPS58186139A JP57068458A JP6845882A JPS58186139A JP S58186139 A JPS58186139 A JP S58186139A JP 57068458 A JP57068458 A JP 57068458A JP 6845882 A JP6845882 A JP 6845882A JP S58186139 A JPS58186139 A JP S58186139A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion source
- electrode
- cathode electrode
- outside
- anode electrode
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/08—Ion sources; Ion guns using arc discharge
- H01J27/14—Other arc discharge ion sources using an applied magnetic field
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子デバイス製造プロセスに用いるイオンエ
ッチンク用イオン源に関するものである。
ッチンク用イオン源に関するものである。
現在、電子デバイス製造プロセスにおけるエツチング工
程は、ウェットエツチングからドライエツチングへと移
行する傾向にあり、その技術の一部は、実用化されてお
り、単位時随一りの処理枚数を増すため、処理時間の短
縮化は極めて重要な問題となっている。この単位時間の
処理枚数を増すためには、１度に多数枚のウェファ−処
理が可能な大口径のイオンビームが得られるイオン源が
必要である。
程は、ウェットエツチングからドライエツチングへと移
行する傾向にあり、その技術の一部は、実用化されてお
り、単位時随一りの処理枚数を増すため、処理時間の短
縮化は極めて重要な問題となっている。この単位時間の
処理枚数を増すためには、１度に多数枚のウェファ−処
理が可能な大口径のイオンビームが得られるイオン源が
必要である。
第１図は、従来のイオンエツチング用のイオン源として
用いられているマグネトロン型イオン源の構成図である
。−これは、ガス導入口１３、引き出し電極１５および
中心部にロッド状カソード電極１１をもち、その外周に
、円筒型アノード電極１２、イオン源外部にソレノイド
コイル１４を設−２けたイオン源である。しかし、この
タイプのイオン源で、大口径のイオンビームを得たい場
合、アノード電極１２の内径でほぼ取り出せるイオンビ
ーム径が決まるため、イオンビーム径の大口径化にとも
なって、そのままアノード電極１２の内径を拡大すると
、中心部に設けたカソード電極１１との間の電界強度が
減少する。しかも、このタイプのイオン源は、熱陰極型
イオン源のように、フィラメントを持っていない。した
がって、ガス分子又は、原子のイオン化のためＯ１次電
子の供給源は、カソード電極壁であるため、大口径化に
ともない、ガアノード電極１２の内壁に対する単位面積
当りの電界強度が、減少することになり、電子放出量が
減少して、プラズマ中の電子密度が。
用いられているマグネトロン型イオン源の構成図である
。−これは、ガス導入口１３、引き出し電極１５および
中心部にロッド状カソード電極１１をもち、その外周に
、円筒型アノード電極１２、イオン源外部にソレノイド
コイル１４を設−２けたイオン源である。しかし、この
タイプのイオン源で、大口径のイオンビームを得たい場
合、アノード電極１２の内径でほぼ取り出せるイオンビ
ーム径が決まるため、イオンビーム径の大口径化にとも
なって、そのままアノード電極１２の内径を拡大すると
、中心部に設けたカソード電極１１との間の電界強度が
減少する。しかも、このタイプのイオン源は、熱陰極型
イオン源のように、フィラメントを持っていない。した
がって、ガス分子又は、原子のイオン化のためＯ１次電
子の供給源は、カソード電極壁であるため、大口径化に
ともない、ガアノード電極１２の内壁に対する単位面積
当りの電界強度が、減少することになり、電子放出量が
減少して、プラズマ中の電子密度が。
減少する。そのため、第１図に示した従来のマグネトロ
ン型イオン源の構造を、そのまま大きくすると、放電電
圧は、ＩＫＶ程度と高くなってしまい、フィラメントを
有せずして低い放電電圧でフイラメンＦを有する熱陰極
型イオン源と同勢のイオン電流が得られるというマグネ
トロン型イオン源の長所がそこなわれてしまう。
ン型イオン源の構造を、そのまま大きくすると、放電電
圧は、ＩＫＶ程度と高くなってしまい、フィラメントを
有せずして低い放電電圧でフイラメンＦを有する熱陰極
型イオン源と同勢のイオン電流が得られるというマグネ
トロン型イオン源の長所がそこなわれてしまう。
本発明の目的は、従来のマグネトロン型イオン源の低い
放電電圧で大きなイオン電流が得られるという長所をい
かしたままでイオンビームの大口径化をはかり、電子デ
バイス製造プロセスでの半導体や金属のイオンビームエ
ツチングの一括大量処理を可能とするイオン源を提供す
ることにある。
放電電圧で大きなイオン電流が得られるという長所をい
かしたままでイオンビームの大口径化をはかり、電子デ
バイス製造プロセスでの半導体や金属のイオンビームエ
ツチングの一括大量処理を可能とするイオン源を提供す
ることにある。
本発明によれば、少なくとも１つのカソード電極に対し
、それと同心円又は、平行にその内側および外側にアノ
ード電極を配置し、さらに、ソレノイドコイル、ガス導
入部、引き出し電極をそ・なえたことを特徴とする二重
放電型イオン源が得られる。
、それと同心円又は、平行にその内側および外側にアノ
ード電極を配置し、さらに、ソレノイドコイル、ガス導
入部、引き出し電極をそ・なえたことを特徴とする二重
放電型イオン源が得られる。
第２図に、本発明の一実施例の構成図を示し構成図であ
る。この図を用いて本発明の原理について説明する。８
２図で、イオン源中心に律状のアノード電極２２があり
、それと同心円上の外側に円筒型のカソード電極２１が
ある。さらに、その同心円上の外側に第２のアノード電
極２６がある。
る。この図を用いて本発明の原理について説明する。８
２図で、イオン源中心に律状のアノード電極２２があり
、それと同心円上の外側に円筒型のカソード電極２１が
ある。さらに、その同心円上の外側に第２のアノード電
極２６がある。
そして、アノード電極２２、カソード電極２１の間、お
よびカソード電極２１．第２のアノード電極２６０間に
ガスを導入するためのガス導入口２３があり、その出口
は、プラズマにさらされたり。
よびカソード電極２１．第２のアノード電極２６０間に
ガスを導入するためのガス導入口２３があり、その出口
は、プラズマにさらされたり。
放電中にスパッタされた金属等の付着がおこりにくいよ
うにカソード電極２１のガス導入口２３と近接するとこ
ろにつば２７を設けである。とうぜんながら、このつば
２７＃ｉ、本イオン源の放電方式の主たる要因ではない
。又、イオン源外部にはソレノイドコイル２４を設けで
ある。
うにカソード電極２１のガス導入口２３と近接するとこ
ろにつば２７を設けである。とうぜんながら、このつば
２７＃ｉ、本イオン源の放電方式の主たる要因ではない
。又、イオン源外部にはソレノイドコイル２４を設けで
ある。
まずガス導入口２３より放電させたいガスを導入する。
次に、アノード電極２２を正電位に保つ。
さらにソレノイドコイル２４より磁界を加えると先に加
えたアノード電極２２およびカソード電極２１間にで−
きる電界とソレノイドコイル２４より加えた磁界とが直
交し、直交電ｉ＆ｌ界が存在する。
えたアノード電極２２およびカソード電極２１間にで−
きる電界とソレノイドコイル２４より加えた磁界とが直
交し、直交電ｉ＆ｌ界が存在する。
そのため、カソード電極２１の内壁より放出された電子
は、その直交電磁界により相互作用をうけ次々にガス導
入口２３より導入されたガス分子又は、原子と衝突、電
離をくり返えす。又、生成されたプラズマ中のイオンは
、正電荷を持つため、カソード電極２１の内壁に衝突す
ることもあり。
は、その直交電磁界により相互作用をうけ次々にガス導
入口２３より導入されたガス分子又は、原子と衝突、電
離をくり返えす。又、生成されたプラズマ中のイオンは
、正電荷を持つため、カソード電極２１の内壁に衝突す
ることもあり。
そこで２次電子を放出し、この２次電子もイオン化の１
次電子となるため、さらに放電は持続されることになる
。
次電子となるため、さらに放電は持続されることになる
。
一方、第２のアノード電極２６も、さらに正電位に保つ
と、先に述べた原理と同様に、第２ｚアノード電極２６
とカソード電極２１にできる電界と、ソレノイドコイル
２４による磁界とで直交電磁界が存在する。そのため、
今度は、カソード電極２１の外壁より放出された電子が
、その直交電磁界より相互作用をうけ、ガス導入口２３
より導入されたガス分子又は、原子と次々に衝突、電離
をくり返えす。又、生成されたプラズマ中のイオンは、
正電荷を持つため、一部、カソード電極２１の外壁に衝
突し、そこで又、２次電子を放出し、この電子も放電持
続に寄与する。
と、先に述べた原理と同様に、第２ｚアノード電極２６
とカソード電極２１にできる電界と、ソレノイドコイル
２４による磁界とで直交電磁界が存在する。そのため、
今度は、カソード電極２１の外壁より放出された電子が
、その直交電磁界より相互作用をうけ、ガス導入口２３
より導入されたガス分子又は、原子と次々に衝突、電離
をくり返えす。又、生成されたプラズマ中のイオンは、
正電荷を持つため、一部、カソード電極２１の外壁に衝
突し、そこで又、２次電子を放出し、この電子も放電持
続に寄与する。
以上のようにして、カソード電極２１の内側および外側
で生成されたプラズマ中のイオンは、引き出し電極２５
より引き出され、イオン源直下のエツチングしたい試料
がエツチングできる。
で生成されたプラズマ中のイオンは、引き出し電極２５
より引き出され、イオン源直下のエツチングしたい試料
がエツチングできる。
一般に、プラズマ中のイオン密度は、導入されたガス、
なお 引き出し電極２５は、高融点で、しかも、低スパ
ツタ率の材料として、カーボン又はモリブデン等を用い
ることが出来る。さらに、その他のｔｍは、ステンレス
等のものを用いることが出来る。
なお 引き出し電極２５は、高融点で、しかも、低スパ
ツタ率の材料として、カーボン又はモリブデン等を用い
ることが出来る。さらに、その他のｔｍは、ステンレス
等のものを用いることが出来る。
一般にプラズマ中のイオン密度は導入されたガス分子又
は、原子の密度、１次電子のエネルギー詞よび密度、イ
オンの閉じ込め時間に比例し、本発明では、カソード電
極の内側および外側の両面が１次電子の供給源となって
おり、上述の電子放射量は増加する。すなわち、イオン
源が大口径化された分だけ電子放射量を増加させており
、又、電界強度は、２つの了ノード電極をもつことによ
って対カソード電極に対して従来の強度を維持している
。
は、原子の密度、１次電子のエネルギー詞よび密度、イ
オンの閉じ込め時間に比例し、本発明では、カソード電
極の内側および外側の両面が１次電子の供給源となって
おり、上述の電子放射量は増加する。すなわち、イオン
源が大口径化された分だけ電子放射量を増加させており
、又、電界強度は、２つの了ノード電極をもつことによ
って対カソード電極に対して従来の強度を維持している
。
本発明のイオン源によれば、従来のイオン源をそのまま
大口径化すると放電電圧がＩ Ｉｆｆを越えてしまうの
に対し、従来のマグネ）レン証イオン源の標準的な放電
電圧の大きさである４００Ｖ〜６００ｖで放電が維持で
き、得られる電流密度も０、５−０．８ ｍＡ／−であ
る。又、従来、３０ａｗのイオンビームが得られること
が可能なイオン源で２インチウェファ−が１回に２０枚
程度処理できるが、本発明のイオン源を用いることによ
り１１ｉＫ６０枚程度のウニ７アー処理が可能となる。
大口径化すると放電電圧がＩ Ｉｆｆを越えてしまうの
に対し、従来のマグネ）レン証イオン源の標準的な放電
電圧の大きさである４００Ｖ〜６００ｖで放電が維持で
き、得られる電流密度も０、５−０．８ ｍＡ／−であ
る。又、従来、３０ａｗのイオンビームが得られること
が可能なイオン源で２インチウェファ−が１回に２０枚
程度処理できるが、本発明のイオン源を用いることによ
り１１ｉＫ６０枚程度のウニ７アー処理が可能となる。
この効果は、時間当りのスループットの高さが重要な電
子デバイスプロセスのエツチング工程において有効な効
力を発揮する。
子デバイスプロセスのエツチング工程において有効な効
力を発揮する。
第３図に本発明の原理を用いた第２の実施例を示す構成
図である。これは四角形のビームを得る場合で、第２図
のｗＪｌの実施例が、同心円上に２つの放電空間をもち
、大口径化をはかったのに対し、第３図の第２の実施例
は、アノード電極、カソード電極を平行に配置し、四角
形の大口径ビームを得ようとしている。これは、アノー
ド電極３２およびカソード電極３１．ガス導入口３３、
ソレノイドフィル３４、引き出し電極３５より成り、引
き出し電極３５は、高融点で、低スパツタ率のモリプデ
／、カーボン等を用いることができる。
図である。これは四角形のビームを得る場合で、第２図
のｗＪｌの実施例が、同心円上に２つの放電空間をもち
、大口径化をはかったのに対し、第３図の第２の実施例
は、アノード電極、カソード電極を平行に配置し、四角
形の大口径ビームを得ようとしている。これは、アノー
ド電極３２およびカソード電極３１．ガス導入口３３、
ソレノイドフィル３４、引き出し電極３５より成り、引
き出し電極３５は、高融点で、低スパツタ率のモリプデ
／、カーボン等を用いることができる。
放電の原理は、第２図のＩｌｌの実施例と同じである。
３枚のアノード電極３２を正電位に保ち、外部より、ソ
レノイドコイル３４から磁界を印加する。すると一体化
され、しかも各アノード電極３２に対し平行に配置され
たカソード電極３１との間にできる電界と外部より印加
したソレノイドコイル３４の作る磁界とで直交電−界を
形成し、各カソード電極３１より出た電子は、この直交
電輯界に相互作用を受け、ガス導入日３３より導入され
たガス分子又は、原子と次々に衝突、電離をくり返し、
イオン化してゆく。ここで形成されたプラズマ中より、
引き出し電極３５を用いて、イオンを引き出し、このイ
オン源直下の試料をエツチングすることが可能となる。
レノイドコイル３４から磁界を印加する。すると一体化
され、しかも各アノード電極３２に対し平行に配置され
たカソード電極３１との間にできる電界と外部より印加
したソレノイドコイル３４の作る磁界とで直交電−界を
形成し、各カソード電極３１より出た電子は、この直交
電輯界に相互作用を受け、ガス導入日３３より導入され
たガス分子又は、原子と次々に衝突、電離をくり返し、
イオン化してゆく。ここで形成されたプラズマ中より、
引き出し電極３５を用いて、イオンを引き出し、このイ
オン源直下の試料をエツチングすることが可能となる。
このイオン源も、嬉２図の第１の実施例同様。
４００ｖ〜６００ｖの間で放電可能でイオン電流密度と
して０．５〜０．８ ｍＡ／ａｊを得ることができる。
して０．５〜０．８ ｍＡ／ａｊを得ることができる。
さらに、アノード電極、カソード電極の数を増すことも
可能である。
可能である。
なお、前述の実施例によれば、プラズマや、スパッタ等
の１譬をなくすために、カソード電極のガス導入口と近
接するところにつばを設けたが、これがなくても、本発
明の効果は、十分に達成できる。
の１譬をなくすために、カソード電極のガス導入口と近
接するところにつばを設けたが、これがなくても、本発
明の効果は、十分に達成できる。
以上１本発明のイオン源を用いることにより。
大口型化しても従来の放電電圧とイオン電流密度を維持
し、半導体、金属のエツチング工程に利用することによ
り、エツチングの一括大量処理を可能とした効果は大き
い。
し、半導体、金属のエツチング工程に利用することによ
り、エツチングの一括大量処理を可能とした効果は大き
い。
第１図は、従来のマグネトロン型イオン源の一例を示す
構成図、第２図は、本発明の二重放電型イオン源の第１
の実施例を示す構成図、第３図はその第２の実施例を示
す構成図である。 図において、１１，２１．３１・・・・°・カソード電
極、１２，２２．３２・・・・・・アノード電極、１３
゜２３．３３・・・・・・ガス導入口、１４，２４．３
４・・・・・・ソレノイドコイル％ １５，２５．３５
・・・・・・引き出し電極、２６・・・・・・第２のア
ノード電極、２７・・・・・・つば。
構成図、第２図は、本発明の二重放電型イオン源の第１
の実施例を示す構成図、第３図はその第２の実施例を示
す構成図である。 図において、１１，２１．３１・・・・°・カソード電
極、１２，２２．３２・・・・・・アノード電極、１３
゜２３．３３・・・・・・ガス導入口、１４，２４．３
４・・・・・・ソレノイドコイル％ １５，２５．３５
・・・・・・引き出し電極、２６・・・・・・第２のア
ノード電極、２７・・・・・・つば。
Claims (1)
- カソード電極およびアノード電極を有し、その外側にソ
レノイドコイルを配置したマグネトロン型イオン源にお
いて、少なくとも１つのカソード電極に対し、それと同
心円又は、平行にその内側および外側にアノード電極を
もち、そのおのおののアノード電極、カソード電極の間
で、放電を起こさせることを特徴とする二重放電盤イオ
ン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068458A JPS58186139A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 二重放電型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068458A JPS58186139A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 二重放電型イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186139A true JPS58186139A (ja) | 1983-10-31 |
Family
ID=13374266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57068458A Pending JPS58186139A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 二重放電型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58186139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010092578A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-04-22 | Seagate Technology Llc | ２ゾーンイオンビーム炭素蒸着 |
| US8330118B2 (en) * | 2008-05-16 | 2012-12-11 | Semequip, Inc. | Multi mode ion source |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP57068458A patent/JPS58186139A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8330118B2 (en) * | 2008-05-16 | 2012-12-11 | Semequip, Inc. | Multi mode ion source |
| JP2010092578A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-04-22 | Seagate Technology Llc | ２ゾーンイオンビーム炭素蒸着 |
| US8008632B2 (en) * | 2008-07-24 | 2011-08-30 | Seagate Technology Llc | Two-zone ion beam carbon deposition |
| US8946651B2 (en) | 2008-07-24 | 2015-02-03 | Seagate Technology Llc | Multiple anode ion source |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4581118A (en) | Shaped field magnetron electrode | |
| US4541890A (en) | Hall ion generator for working surfaces with a low energy high intensity ion beam | |
| EP0282467B1 (en) | Hollow cathode ion sources | |
| Caskey et al. | A simple negative-ion sputter source | |
| JPS58186139A (ja) | 二重放電型イオン源 | |
| JP3529775B2 (ja) | アークダウンを防止するための接地されたシールドを有する電子ビームガン | |
| JPH062166A (ja) | イオンビームエッチング装置 | |
| JP3034076B2 (ja) | 金属イオン源 | |
| JPH089778B2 (ja) | イオン源 | |
| RU2817406C1 (ru) | Источник быстрых атомов для равномерного травления плоских диэлектрических подложек | |
| RU2817564C1 (ru) | Источник быстрых атомов для травления диэлектриков | |
| US3569755A (en) | Vacuum tube and method of making it | |
| JPH03266346A (ja) | イオン生成装置 | |
| Kerkow et al. | A cold cathode ion source with a magnetic hollow cathode | |
| EP0095879B1 (en) | Apparatus and method for working surfaces with a low energy high intensity ion beam | |
| JPH01197950A (ja) | ホローカソード型イオン源 | |
| JPS593814B2 (ja) | 固体イオン源 | |
| JPS594045Y2 (ja) | 薄膜生成用イオン化装置 | |
| JPS62237652A (ja) | デユオプラズマトロンイオン源 | |
| GB829783A (en) | Apparatus for producing beams of ions of a given element | |
| JPS5836818B2 (ja) | スパッタ中性粒子質量分析計 | |
| JPH0665200B2 (ja) | 高速原子線源装置 | |
| JPS5675573A (en) | Ion etching method | |
| Tonegawa et al. | Double hollow cathode ion source for metal ion-beam production | |
| JPH0817374A (ja) | 負イオン銃 |