JPS63274051A - イオンビ−ム中性化器 - Google Patents

イオンビ−ム中性化器

Info

Publication number
JPS63274051A
JPS63274051A JP62107793A JP10779387A JPS63274051A JP S63274051 A JPS63274051 A JP S63274051A JP 62107793 A JP62107793 A JP 62107793A JP 10779387 A JP10779387 A JP 10779387A JP S63274051 A JPS63274051 A JP S63274051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion beam
filament
ion
ion beams
grid
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
Application number
JP62107793A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromi Iwamoto
博実 岩本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP62107793A priority Critical patent/JPS63274051A/ja
Publication of JPS63274051A publication Critical patent/JPS63274051A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な構成のイオンビーム中性化器に関する
ものであり、特に電離したアルボソイオンを電圧300
〜5KV程度により加速して半導体ウェハなどの基板表
面に衝突させ、その表面上に形成された膜構成原子ある
いは基板表面原子に運動エネルギを与えて上記基板上に
ドライエツチングを施すイオンミリング装置に用いられ
るイオンビーム中性化器に関するものである。
従来の技術 従来のイオンミリング装置においては、アルゴンガスを
イオン化し、これを電圧300〜5KV程度により加速
して形成したイオンビームを半導体ウェハ等の基板表面
に衝突させ、そのイオンの有する運動エネルギを表面原
子に与えて、半導体ウェハ等のIC基板表面上にドライ
エツチングを施していた。
ところが、エツチングが施される基板または基板表面上
にコーティングされた膜等の材質が電気的絶縁性の高い
ものである場合は、イオンビーム照射と共に起こる電荷
蓄積(チャージアップ)によって、エツチングが均一に
行われない、すなわち、不安定になるという問題があっ
た。
そこで現在では、イオン加速系の最終段階にイオンビー
ムを横切るようにほぼV字型のタングステン線を張りめ
ぐらせた中性化フィラメントを設け、電荷を中性させて
いる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、この従来法のイオンミリング装置におけるイオ
ンビーム中性化方法では、上記のフィラメント線自体が
イオンビームの経路中に張られている為に、イオンビー
ムによるフィラメント線のエツチング損傷が著しく、フ
ィラメント線の寿命が短かくなる。またビームに対して
直角な面内で、フィラメントをV字型に張るといっただ
けの単純なフィラメント設置構造であるために、イオン
ビームの中性化率が低く、エツチング基板面でのチャー
ジアップの低減作用は十分ではなかった。
本発明は、イオンビームの経路中、特にイオン加速系最
終段階に中性化フィラメントと呼ばれる熱電子供給源を
設け、この熱電子供給源からの熱電子を、所定の割合で
上記イオンビームに照射することによってイオンビーム
を中性化し、その結果、中性化率の高いイオンビームを
イオンミリング装置に供給してエツチング基板面でのチ
ャージアップを低減させることによってエツチングを均
一に行うと同時にエツチング速度を上昇させ、且つイオ
ンビームによるフィラメントのエツチング損傷を防止し
て、フィラメント線自体の寿命を延ばすことを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 上記した従来技術の問題点を解決する為に本発明者等は
イオンビーム、特にイオンミリング装置に用いられるイ
オンビームの中性化部の構造を変えることに着目し、本
発明を完成させた。
本発明者達がこの点について種々の実験を行ったところ
、イオンビームの外周上に熱電子供給用のフィラメント
系を設け、該フィラメント系より発する熱電子をイオン
ビームに向かって電気的に加速するためのグリッド系を
設けることによって、フィラメント線自体をイオンビー
ムの経路外に出せば、イオンビームによるフィラメント
のエツチング損傷が防止でき、それによってフィラメン
ト線の寿命の延長ができると同時に、イオンビームを優
れた効率で中性化できる事を見出した。
作用 本発明によるイオンビーム中性化器は、熱電子供給源で
あるフィラメント系を、イオンビームの外周上に設け、
さらにこのフィラメント系の内側に近接した円周上に、
該フィラメントから発生する熱電子引出し用のグリッド
系を配置する構成となっている。この中性化器における
上記フィラメント系は、上記グリッド系に対して電気的
に負のバイアス電位とすることによって、強力な熱電子
シャワーをイオンビームに向かって供給することができ
る。
このように、本発明のイオンビーム中性化器におけるフ
ィラメント系は、イオンビーム経路の外周上に設けられ
ているので、イオンビームによるフィラメントのエツチ
ング損傷が改善され、エツチング速度が上昇する。また
イオンビームの中性化率を大幅に引き上げることが可能
であり、従ってエツチング基板面でのチャージアップを
低減させた熱電子補給性能に優れたイオンビーム中性化
器が提供される。
本発明をイオンミリング装置に適用した場合について説
明するが、本発明はイオンミリング装置についてのみ適
用されるものではなく、一般にイオンビームを中性化す
る必要のある全ての装置に適用することができる。
実施例 第1図は、本発明によるイオンビーム中性化器の一実施
例の平面図で、イオンビーム経路に正対した方向から見
た図である。図示した本発明によルイオンビーム中性化
器1はイオンビームの経路(図の中心孔10)を取り囲
んだ支持体上に円周方向に所定間隔で配置された複数、
図示した例では8個のフィラメント支持体3を有し、フ
ィラメント2はその両端を固定された状態でイオンビー
ム経路10の周辺に張られたフィラメント系を成してい
る。また、フィラメント2から発生する熱電子引出し用
グリッド4は上記フィラメント系に近接した内側円周上
に設けられたグリッド支持体5により支持、連結されて
グリッド系を構成している。
、このイオンビーム中性化器1は、例えば、上記グリッ
ド系をアース電位にとり、フィラメント系には負のバイ
アス電位をかけることによって、上記フィラメントより
イオンビーム中心に向かって熱電子シャワーを浴びせる
構成とならている。
第2図は本発明による上記イオンビーム中性化器1をイ
オンミリング装置に適用した場合の一実施例を示してい
る。図示したイオンミリング装置自体は周知のもので、
詳細は省略するが、マグネット用電極による制御下に熱
陰極、陽極および陰極グリッドを介して引き出されたイ
オンは加速機によって加速されて作業面上に衝突する。
本発明による上記イオンビーム中性化器1は、上記イオ
ン発生源と作業面との間のイオンビーム経路上の任意の
位置に配置できるが、好ましくはイオン加速機の最終段
近傍に設けるのが好ましい。
本発明による上記イオンビーム中性化器1を市販のイオ
ンミリング装置のイオンビーム中性化部に取りつけ、誘
電体多層コーテイング膜の剥ぎ取り実験を行った。結果
を以下に示す。
この場合は、誘電体多層コーテイング膜の剥ぎ取り実験
は、下記条件で行った。
アルゴンガス圧     I Xl0−’Torr (
ベース真空3 Xl0−6Torr) グロー放電       1A イオン加速電圧     IKV イオン電流       50mA 中性化フィ・ラメント電流 30A グリツド電圧      0.5KV 熱電子電流       200mA この実験より、本発明によるイオンビーム中性化器を用
いたイオンミリング装置では、イオンビーム強度分布を
損うことがなく、従来の装置によるものと比較して、3
倍程度のエツチング速度をもって、上記コーテイング膜
の剥ぎ取りが行われるという結果を得た。
さらに、熱電子供給用のフィラメントの寿命も従来の装
置では20時間程度であったが、本発明の装置では、2
0時間をはるかに超えた時点でも、熱電子供給用のフィ
ラメントの劣化、折損等のトラブルは発生しなかった。
以上、本発明を特殊実施例につき説明したが、本発明は
これにのみ限定されるものではない。特に、本発明によ
るイオン中性化器のグリッド4はフィラメント2に対し
て放射方向内側に設けられていることは必要であるが、
グリッド4とフィラメント2は同一平面上にある必要は
必ずしもない。
これら両者をイオンビームの進行方向において上下にず
らすことによって熱電子シャワーを所望の形状に変える
こともできる。さらに、この熱電子シャワーを均質化あ
るいは制御する他の付加的手段を設けることも可能であ
る。
発明の効果 上記の通り本発明によるイオンビーム中性化器は、熱電
子供給源であるフィラメント系をイオンビームの外周上
に、熱電子引き出し用グリッド系と共に設置した構造と
した為に、フィラメントの劣化を極めて小さくし、且つ
熱電子補給性能も著しく向上させることができる。
つまり、本発明による上記イオンビーム中性化器は、大
出力イオンミリング装置においてもイオン中性化率を大
幅に引き上げ、この結果としてエツチング速度を著しく
上昇させることができると同時に、また熱電子供給源で
あるフィラメント系の寿命も著しく延ばせるので、寿命
の長いイオンビーム中性・化器として効果的に使用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるイオンビーム中性化器の概念的
平面図で、イオンビームの経路を横切る方向から見た概
略図であり、 第2図は、本発明のイオンビーム中性化器がイオンミリ
ング装置内に据えられる位置を説明するためのイオンミ
リング装置全体の概念図である。 (主な参照番号) 1・・イオンビーム中性化器、 2・・フィラメント、 3・・フィラメント支持体、 4・・グリッド、 5・・グリッド支持体、lO・・イ
オンビーム経路 第1図      1 1・・・・イオンビーム中ノ庄化器 2・・フィラメント 3・・フィラメント支持体 4・・・・グリッド 5・・・・グリッド支持体 :レソタ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イオンビームの外側を取り囲むように設置された
    熱電子供給用のフィラメント系と、該フィラメント系よ
    り発する熱電子を上記イオンビームに向かって電気的に
    加速するためのグリッド系とを含むことを特徴とするイ
    オンビーム中性化器。
  2. (2)イオンミリング装置の中で用いられることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載のイオンビーム中性
    化器
  3. (3)上記イオンミリング装置の中で用いられる上記イ
    オンビームが収束イオンビームであることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項に記載のイオンビーム中性化器。
  4. (4)上記イオンミリング装置の中で用いられる上記イ
    オンビームがイオンシャワーであることを特徴とする特
    許請求の範囲第2項に記載のイオンビーム中性化器。
  5. (5)上記グリッド系が上記フィラメント系に近接し且
    つ上記フィラメント系に対して放射方向内側円周上に配
    置されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項か
    ら第4項のいずれか1項に記載のイオンビーム中性化器
  6. (6)中性化条件として、中性化フィラメント電流が5
    〜150Aであることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項から第5項のいずれか1項に記載のイオンビーム中性
    化器。
  7. (7)中性化条件として、グリッド電圧が0.1〜3K
    Vであることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
    6項のいずれか1項に記載のイオンビーム中性化器。
  8. (8)中性化条件として、熱電子電流が30mA〜1A
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第7
    項のいずれか1項に記載のイオンビーム中性化器。
JP62107793A 1987-04-30 1987-04-30 イオンビ−ム中性化器 Pending JPS63274051A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62107793A JPS63274051A (ja) 1987-04-30 1987-04-30 イオンビ−ム中性化器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62107793A JPS63274051A (ja) 1987-04-30 1987-04-30 イオンビ−ム中性化器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63274051A true JPS63274051A (ja) 1988-11-11

Family

ID=14468170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62107793A Pending JPS63274051A (ja) 1987-04-30 1987-04-30 イオンビ−ム中性化器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63274051A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999059182A1 (en) * 1998-05-12 1999-11-18 Applied Materials, Inc. Ion beam apparatus and a method for neutralising space charge in an ion beam
KR100354992B1 (ko) * 1996-08-02 2002-12-26 액셀리스 테크놀로지스, 인크. 이온빔중화방법및장치
CN105097398A (zh) * 2015-08-26 2015-11-25 成都森蓝光学仪器有限公司 水冷环形热阴极离子源中和器
CN105206492A (zh) * 2014-06-18 2015-12-30 上海华力微电子有限公司 一种改善带状离子束均匀性的装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100354992B1 (ko) * 1996-08-02 2002-12-26 액셀리스 테크놀로지스, 인크. 이온빔중화방법및장치
WO1999059182A1 (en) * 1998-05-12 1999-11-18 Applied Materials, Inc. Ion beam apparatus and a method for neutralising space charge in an ion beam
US6515408B1 (en) 1998-05-12 2003-02-04 Applied Materials, Inc. Ion beam apparatus and a method for neutralizing space charge in an ion beam
CN105206492A (zh) * 2014-06-18 2015-12-30 上海华力微电子有限公司 一种改善带状离子束均匀性的装置
CN105097398A (zh) * 2015-08-26 2015-11-25 成都森蓝光学仪器有限公司 水冷环形热阴极离子源中和器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5083061A (en) Electron beam excited ion source
JP3924734B2 (ja) イオン注入機、イオン源及びイオンのプラズマ形成方法
JP4099804B2 (ja) ワークピースの表面を処理する方法及びその装置
JPS6020440A (ja) イオンビ−ム加工装置
US8796649B2 (en) Ion implanter
KR0152449B1 (ko) 확산이차 방출전자샤워
EP0966020B1 (en) Method and apparatus for monitoring charge neutralization operation
US4914292A (en) Ion implanting apparatus
US5531420A (en) Ion beam electron neutralizer
US5162699A (en) Ion source
US20030038246A1 (en) Helium ion generation method and apparatus
JPS63184333A (ja) プラズマ処理方法および装置
JP4470126B2 (ja) イオン注入装置用の電子シャワー
US4952843A (en) High current ion source
JPS63274051A (ja) イオンビ−ム中性化器
KR100687419B1 (ko) 이온주입장치의 이온소스부
JP3504290B2 (ja) 低エネルギー中性粒子線発生方法及び装置
JP3363040B2 (ja) 高速原子線源
US20040020433A1 (en) Multi-inlet PFS arc chamber for hi-current implanter
US5853521A (en) Multi-cathode electron beam plasma etcher
RU2035789C1 (ru) Способ получения пучка ускоренных частиц в технологической вакуумной камере
US6787781B1 (en) Arc chamber filament for ion implanter
US11373837B2 (en) Metal ion source emitting device
JP2007317491A (ja) クラスターのイオン化方法及びイオン化装置
JP3265987B2 (ja) イオン照射装置