JPS6218031A - イオンビ−ムエツチング装置 - Google Patents
イオンビ−ムエツチング装置Info
- Publication number
- JPS6218031A JPS6218031A JP15611585A JP15611585A JPS6218031A JP S6218031 A JPS6218031 A JP S6218031A JP 15611585 A JP15611585 A JP 15611585A JP 15611585 A JP15611585 A JP 15611585A JP S6218031 A JPS6218031 A JP S6218031A
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- JP
- Japan
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- ion
- wafer
- ions
- positive
- ion beam
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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】
［発明の分野］
本発明は、半導体ウェハ等の表面に加速、集束されたイ
オンビームを照射してドライエツチングを行うイオンビ
ームエツチング装置に関する。
オンビームを照射してドライエツチングを行うイオンビ
ームエツチング装置に関する。
［発明の背景］
集積回路の高密度化に伴い、ザブミクロンオーグーの微
細加工エツチングが必要とされている。
細加工エツチングが必要とされている。
このような微細加工を行うエツチング装置として、反応
性ガスを用いた反応性イオンビームエツチング装置が開
発されている。この反応性イオンビームエツチング装置
は照射するイオンビームの物理的作用および化学的作用
によりエツチングを行うものであり、微細加工が可能で
あり、アスペクト比が高く異方性エツチングが可能であ
る。ざらにイオン照射ｍ、エネルギ、照射方向等の制御
が可能であって、半導体ウェハのエツチングを行うのに
最適である。
性ガスを用いた反応性イオンビームエツチング装置が開
発されている。この反応性イオンビームエツチング装置
は照射するイオンビームの物理的作用および化学的作用
によりエツチングを行うものであり、微細加工が可能で
あり、アスペクト比が高く異方性エツチングが可能であ
る。ざらにイオン照射ｍ、エネルギ、照射方向等の制御
が可能であって、半導体ウェハのエツチングを行うのに
最適である。
従来のイオンビームエツチング装置として、カウフマン
型反応性イオンビームエツチング装置の概略構成を第３
図に示す。真空室１は、イオン源部２とエツチング処理
すべきウェハ１３を配置したエツチング処理部３とによ
り構成される。複数枚のウェハ１３がホルダ１４上に搭
載される。イオン源部２にはエツチングガス導入管４が
接続される。
型反応性イオンビームエツチング装置の概略構成を第３
図に示す。真空室１は、イオン源部２とエツチング処理
すべきウェハ１３を配置したエツチング処理部３とによ
り構成される。複数枚のウェハ１３がホルダ１４上に搭
載される。イオン源部２にはエツチングガス導入管４が
接続される。
エツチング処理８１１３には排気口５が設けられ図示し
ない真空ポンプに接続される。イオン源部２の下部には
イオン引出し電極１０が設けられる。イオン淵部２内に
はフィラメント ７およびアノード８が設けられる。イ
オン引出し電極１０の下部には中和用フィラメント１１
が設けられる。
ない真空ポンプに接続される。イオン源部２の下部には
イオン引出し電極１０が設けられる。イオン淵部２内に
はフィラメント ７およびアノード８が設けられる。イ
オン引出し電極１０の下部には中和用フィラメント１１
が設けられる。
排気口５より矢印Ａのように真空室１内を真空排気して
内部を所定の真空圧に保ちながら、エツチングガス導入
管４よりエツチングガス（ＣＦ４゜０２Ｆ６等）を導入
する。この状態でフィラメント ７に通電し、フィラメ
ント ７およびアノード８間に熱電子流を発生させる。
内部を所定の真空圧に保ちながら、エツチングガス導入
管４よりエツチングガス（ＣＦ４゜０２Ｆ６等）を導入
する。この状態でフィラメント ７に通電し、フィラメ
ント ７およびアノード８間に熱電子流を発生させる。
不活性ガスはこの熱電子流の中で熱電子との衝突によっ
てイオンと電子に解離しプラズマ状態となる。イオン引
出し電極１０に所定の電圧を印加して発生したイオンを
下方に向けて加速する。加速されたイオンによりウェハ
１３を照射しエツチングを行う。このとぎ中和用フィラ
メント１１に通電し熱電子を放出する。この熱電子によ
りイオン（１１１２イオン）を電気的に中和しイオン照
射されるウェハ１３の帯電を防止する。
てイオンと電子に解離しプラズマ状態となる。イオン引
出し電極１０に所定の電圧を印加して発生したイオンを
下方に向けて加速する。加速されたイオンによりウェハ
１３を照射しエツチングを行う。このとぎ中和用フィラ
メント１１に通電し熱電子を放出する。この熱電子によ
りイオン（１１１２イオン）を電気的に中和しイオン照
射されるウェハ１３の帯電を防止する。
ところで、従来のイオンビームエツチング装置において
は、中和用フィラメントを用いて熱電子により陽イオン
を中和している。従って、陽イオンのフィラメンｉ・へ
の衝突によりフィラメントの劣化、断線が起り易く、こ
のために保守点検作業が必要となり、また陽イオンのス
パッタ作用により飛散したフィラメント金属（通常タン
グステン）がウェハ上に付着し、イオンビーム照射によ
るエツチング作用を妨害してエツチング不良を起し均一
なエツチングができない場合があった。
は、中和用フィラメントを用いて熱電子により陽イオン
を中和している。従って、陽イオンのフィラメンｉ・へ
の衝突によりフィラメントの劣化、断線が起り易く、こ
のために保守点検作業が必要となり、また陽イオンのス
パッタ作用により飛散したフィラメント金属（通常タン
グステン）がウェハ上に付着し、イオンビーム照射によ
るエツチング作用を妨害してエツチング不良を起し均一
なエツチングができない場合があった。
［発明の目的］
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、中和用フィラメントを用いることなく陽イオンを中
和し装置の構成を簡単にしウェハ上への不純物の付着等
の問題を起すことなく確実にイオンの中和作用が達成で
きるイオンビームエツチング装置の提供を目的とする。
て、中和用フィラメントを用いることなく陽イオンを中
和し装置の構成を簡単にしウェハ上への不純物の付着等
の問題を起すことなく確実にイオンの中和作用が達成で
きるイオンビームエツチング装置の提供を目的とする。
［実施例］
第１図は本発明に係るイオンビームエツチング装置の構
成図である。前述の第３図に示した従来装置と同一部材
には同一番号を付して説明を省略する。本発明に係るイ
オンビームエツチング装置においては、中和用フィラメ
ント１１（第３図）を省き、上側電極１０ａおよび下側
電極１０ｂからなる２枚組のイオン引出し用電極１０の
うちイオン源部２に接する側の上側電極１０ａに対し第
１の電源１５を接続している。イオン引出し電極１０ｂ
に対しては第２の電源１６を接続している。第１の電源
１５より上側電極１０ａに印加される電圧波形を第２図
に示す。図示したように、第１の電源１５は、一定時間
ｔ１の正電圧Ｖ１および一定時間ｔ２の負電圧−ｖ２を
交互に周期的に印加するものである。正電圧Ｖ１が印加
されるとイオン源部２のプラズマ中から陽イオンが引出
されウェハ１３に向けて下方に加速される。この加速さ
れた陽イオンによりウェハ１３を照射しエツチングを行
う。次に負電圧−Ｖ２が印加されるとイオン源部２のプ
ラズマ中から電子が引出され下方に向けて加速されウェ
ハ１３を照射する。この電子によりウェハ表面の陽イオ
ンが電気的に中和される。
成図である。前述の第３図に示した従来装置と同一部材
には同一番号を付して説明を省略する。本発明に係るイ
オンビームエツチング装置においては、中和用フィラメ
ント１１（第３図）を省き、上側電極１０ａおよび下側
電極１０ｂからなる２枚組のイオン引出し用電極１０の
うちイオン源部２に接する側の上側電極１０ａに対し第
１の電源１５を接続している。イオン引出し電極１０ｂ
に対しては第２の電源１６を接続している。第１の電源
１５より上側電極１０ａに印加される電圧波形を第２図
に示す。図示したように、第１の電源１５は、一定時間
ｔ１の正電圧Ｖ１および一定時間ｔ２の負電圧−ｖ２を
交互に周期的に印加するものである。正電圧Ｖ１が印加
されるとイオン源部２のプラズマ中から陽イオンが引出
されウェハ１３に向けて下方に加速される。この加速さ
れた陽イオンによりウェハ１３を照射しエツチングを行
う。次に負電圧−Ｖ２が印加されるとイオン源部２のプ
ラズマ中から電子が引出され下方に向けて加速されウェ
ハ１３を照射する。この電子によりウェハ表面の陽イオ
ンが電気的に中和される。
イオンの質量数をＭ、引出されたイオンの速度をＵｌ、
電子の速度をＵｌとすると、 Ｕｌ ：Ｕｌ ＝ １：４３１扇フ覆Ｔとなる。従って
、ウェハに到達するイオンの数をＮ１、電子の数をＮ２
とすれば、 Ｎｌ ：Ｎ２ ＝ １：４３ｆ１菖乙；］となる。ウェ
ハ表面でイオンを中和するのに必要な電子の照射時間は
イオン照射時間に対しＮｌ／Ｎ２である。即ち、 ｔ２／ｌ＋ ＝Ｎｌ ／Ｎ２ ＝ １／４囚−］了フ’
Ｖ＋である。
電子の速度をＵｌとすると、 Ｕｌ ：Ｕｌ ＝ １：４３１扇フ覆Ｔとなる。従って
、ウェハに到達するイオンの数をＮ１、電子の数をＮ２
とすれば、 Ｎｌ ：Ｎ２ ＝ １：４３ｆ１菖乙；］となる。ウェ
ハ表面でイオンを中和するのに必要な電子の照射時間は
イオン照射時間に対しＮｌ／Ｎ２である。即ち、 ｔ２／ｌ＋ ＝Ｎｌ ／Ｎ２ ＝ １／４囚−］了フ’
Ｖ＋である。
例えばＶ＋ ＝Ｖ２ 、エツチングガスとしてＣＦ４を
用いると、主なイオンはＣＦ３となるのでｔ ２ ／
ｔ １＝ １／ ３６０とる。即ち、中和に必要な電子
照射時間ｔ２はイオン照射時間ｔ１に比べ非常に短くて
よい。従って、中和用電子照射によるエツチング時間の
損失はほとんどないと考えてよい。
用いると、主なイオンはＣＦ３となるのでｔ ２ ／
ｔ １＝ １／ ３６０とる。即ち、中和に必要な電子
照射時間ｔ２はイオン照射時間ｔ１に比べ非常に短くて
よい。従って、中和用電子照射によるエツチング時間の
損失はほとんどないと考えてよい。
第１の電源電圧の繰り返し数、即ち周波数ｆ＝１／（ｔ
ｌ＋ｔ２）は大きい程中和作用が確実になるが１周波数
が大ぎくなると波形の乱れ等が生ずるため、各エツチン
グ条件において、最適周波数ｆを実験的に求めることが
望ましい。
ｌ＋ｔ２）は大きい程中和作用が確実になるが１周波数
が大ぎくなると波形の乱れ等が生ずるため、各エツチン
グ条件において、最適周波数ｆを実験的に求めることが
望ましい。
中和用電子Ｊ３よびイオンの加速度等の照射条件は、下
側型１１０ｂに接続した第２の電源１６により制御され
る。これによりイオン源部により引出したイオンおよび
電子を最良のビームクォリティ状態でウェハ上に照射で
きる。
側型１１０ｂに接続した第２の電源１６により制御され
る。これによりイオン源部により引出したイオンおよび
電子を最良のビームクォリティ状態でウェハ上に照射で
きる。
［変形例］
なｄ３、上述の実施例においてはイオン源がカウフマン
型のものについて説明したが、本発明はＥＣＲ型、ホロ
ーカソード型等いずれのイオン源のイオンビームエツチ
ング装置に対しても適用できる。また、引出し電極を２
枚組電極を例にして説明したが、プラズマに接する電極
に対し前記説明の波形の電圧を印加する手段を備えてい
れば引出し電極はいかなる形式のものでもよい。
型のものについて説明したが、本発明はＥＣＲ型、ホロ
ーカソード型等いずれのイオン源のイオンビームエツチ
ング装置に対しても適用できる。また、引出し電極を２
枚組電極を例にして説明したが、プラズマに接する電極
に対し前記説明の波形の電圧を印加する手段を備えてい
れば引出し電極はいかなる形式のものでもよい。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明においては、イオン引出し
電極に対し正負電圧を周期的に繰返して印加することに
よりイオン照射時間をほとんど損失することなくウェハ
表面でイオンの中和作用が達成される。従って、中和用
フィラメントを設ける必要がなく、装置の構造、組立て
等が簡単になり、フィラメントの保守点検、交換等のた
めに装置を停止する必要はなく装置の稼動率が向上し生
産性が向上する。また、フィラメント金属によるウェハ
表面の汚染の問題がなくなり、均一で安定した高品質の
微細パターン加工が可能となる。
電極に対し正負電圧を周期的に繰返して印加することに
よりイオン照射時間をほとんど損失することなくウェハ
表面でイオンの中和作用が達成される。従って、中和用
フィラメントを設ける必要がなく、装置の構造、組立て
等が簡単になり、フィラメントの保守点検、交換等のた
めに装置を停止する必要はなく装置の稼動率が向上し生
産性が向上する。また、フィラメント金属によるウェハ
表面の汚染の問題がなくなり、均一で安定した高品質の
微細パターン加工が可能となる。
第１図は本発明に係るイオンビームエツチング装置の構
成図、第２図は第１図のイオンビームエツチング装置で
用いる゛層圧印加手段の電圧波形図、第３図は従来のイ
オンビームエツチング装置の構成図である。 １・・・真空室、２・・・イオン源部、４・・・エツチ
ングガス導入管、１０・・・イオン引出しＴｉ極、１３
・・・ウェハ、１５・・・第１の電極、１６・・・第２
の電極。
成図、第２図は第１図のイオンビームエツチング装置で
用いる゛層圧印加手段の電圧波形図、第３図は従来のイ
オンビームエツチング装置の構成図である。 １・・・真空室、２・・・イオン源部、４・・・エツチ
ングガス導入管、１０・・・イオン引出しＴｉ極、１３
・・・ウェハ、１５・・・第１の電極、１６・・・第２
の電極。
Claims (1)
- １、真空室内に、イオン源部と、被処理物を配置するエ
ッチング処理部と、上記イオン源部のイオンを引出し上
記被処理物に向けて加速するためのイオン引出し電極と
を有するイオンビームエッチング装置において、上記イ
オン引出し電極に対し一定時間のイオン引出し用正電圧
および一定時間の電子引出し用負電圧を交互に周期的に
印加する電圧印加手段を設けたことを特徴とするイオン
ビームエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15611585A JPS6218031A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | イオンビ−ムエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15611585A JPS6218031A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | イオンビ−ムエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218031A true JPS6218031A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15620641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15611585A Pending JPS6218031A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | イオンビ−ムエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218031A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5746180A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-16 | Nec Corp | Driving circuit |
| JPH0715100U (ja) * | 1993-08-27 | 1995-03-14 | 邦明 辰巳 | 転写彩色玩具 |
| JPH09199475A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-31 | Gijutsu Kenkyu Kumiai Shinjoho Shiyori Kaihatsu Kiko | イオンビームエッチング装置 |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15611585A patent/JPS6218031A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5746180A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-16 | Nec Corp | Driving circuit |
| JPS637635B2 (ja) * | 1980-09-05 | 1988-02-17 | Nippon Electric Co | |
| JPH0715100U (ja) * | 1993-08-27 | 1995-03-14 | 邦明 辰巳 | 転写彩色玩具 |
| JPH09199475A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-31 | Gijutsu Kenkyu Kumiai Shinjoho Shiyori Kaihatsu Kiko | イオンビームエッチング装置 |
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