JPH01100923A - Ion treating apparatus - Google Patents
Ion treating apparatusInfo
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- JPH01100923A JPH01100923A JP25715587A JP25715587A JPH01100923A JP H01100923 A JPH01100923 A JP H01100923A JP 25715587 A JP25715587 A JP 25715587A JP 25715587 A JP25715587 A JP 25715587A JP H01100923 A JPH01100923 A JP H01100923A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマイクロ波を応用したイオン源を用いイオンエ
ツチングなどのイオン処理に好適なイオンシャワー処理
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion shower processing apparatus suitable for ion processing such as ion etching using an ion source applying microwaves.
従来、イオンシャワー処理装置としては特開昭55−1
41729号公報に示されるようにイオン化室の外周に
コイルを設けて磁場を発生させるとともにイオン化室に
マイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴の条件が
成り立つようにし、電子マイクロ波のエネルギを供給し
プラズマを発生させ、このプラズマのイオンをその前面
の引出し電極により引き出し、イオンシャワーを発生さ
せ基板やウェハをイオン処理する方法が知られている。Conventionally, as an ion shower treatment device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-1
As shown in Publication No. 41729, a coil is provided around the periphery of the ionization chamber to generate a magnetic field, and microwaves are introduced into the ionization chamber so that the conditions for electron cyclotron resonance are satisfied, and the energy of the electron microwave is supplied to generate a plasma. A known method is to generate ions of plasma, extract ions from this plasma using an extraction electrode in front of the plasma, generate an ion shower, and process substrates and wafers with ions.
上記従来技術は、基板材質が絶縁物であったり被処理膜
が絶縁物の場合1表面が帯電し、イオンシャワーを基板
に照射することができなくなるという問題があった。The above-mentioned conventional technology has a problem in that when the substrate material is an insulator or the film to be processed is an insulator, one surface becomes charged, making it impossible to irradiate the substrate with an ion shower.
本発明の目的は絶縁物の場合でも帯電することなくイオ
ン処理ができるようにすることにある。An object of the present invention is to enable ion processing without charging even in the case of an insulating material.
上記目的は、イオンを引き出す引き出し電極に短形波の
交流を印加し、イオンと電子を交互に引き出すとともに
、イオン引き出し時間と電子引き出し時間の割合を基板
を載せるステージに取り付けた。基板帯電電圧検知器の
結果に基づいて制御することで達成される。For the above purpose, a rectangular wave alternating current was applied to an extraction electrode for extracting ions, ions and electrons were extracted alternately, and the ratio of ion extraction time to electron extraction time was set on a stage on which a substrate was placed. This is achieved by controlling based on the results of the substrate charging voltage detector.
引き出し電極に短形波の交流を印加すると、正の電圧が
印加された時には電子が引き出され、負の電圧が印加さ
れるとイオンが引き出される。When a rectangular wave alternating current is applied to the extraction electrode, electrons are extracted when a positive voltage is applied, and ions are extracted when a negative voltage is applied.
この電子とイオンの量が異なると、絶縁物の表面に電荷
がたまる。この電荷量をステージに取付けた帯電電圧検
知器により測定し、帯電電圧が正に増加する時は、電子
を引き出す時間割合を大きく、iに増加する時は、イオ
ンを引き出す時間割合を大きくするように制御する。When the amounts of electrons and ions differ, a charge accumulates on the surface of the insulator. This amount of charge is measured by a charging voltage detector attached to the stage, and when the charging voltage increases positively, the time ratio for extracting electrons is increased, and when it increases to i, the time ratio for extracting ions is increased. to control.
さらに帯電電圧が正の時には、帯電電圧が零になるまで
、電子引き出し時間の割合を長くし、帯電電圧が負の場
合には、帯電電圧が零になるまでイオン引き出し時間の
割合を長くすることで、帯電した電荷量を零になるよう
に制御でき、かつ引き出すイオンと電子を等量にするこ
とができる。Further, when the charging voltage is positive, the ratio of electron extraction time is increased until the charging voltage becomes zero, and when the charging voltage is negative, the ratio of ion extraction time is increased until the charging voltage becomes zero. In this way, the amount of electrical charge can be controlled to zero, and the amount of ions and electrons extracted can be made equal.
以下、本発明の一実施例の断面図を第1図に示し説明す
る。イオン化室1の周囲にはコイル2があり、875G
程度の磁場をイオン化室内に発生することができる。イ
オン化室1の上には絶縁板3を介して導波管4が接続さ
れており、導波管4からイオン化室内に2.45GHz
のマイクロ波が供給できるとともに、イオン化室1が真
空にできるようシールされている。A sectional view of an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 and will be described below. There is a coil 2 around the ionization chamber 1, which has a power of 875G.
A magnetic field of approximately 100 mL can be generated within the ionization chamber. A waveguide 4 is connected above the ionization chamber 1 via an insulating plate 3, and a frequency of 2.45 GHz is transmitted from the waveguide 4 into the ionization chamber.
microwaves can be supplied, and the ionization chamber 1 is sealed so that it can be evacuated.
イオン化室1の側面にはガス供給管5が開口しており、
図示しない処理用ガス供給源からイオン処理用のガスが
供給できるようになっている。A gas supply pipe 5 is opened on the side of the ionization chamber 1.
Gas for ion processing can be supplied from a processing gas supply source (not shown).
イオン化室の一方の端には引き出し電極6がある。引き
出し電極6aには高周波パワーアンプ14が接続してお
り、第2図に示す信号波形を発生する信号発生器15が
接続しである。引き出し電極6bは絶縁リング7により
絶縁されており、処理室8と同じ電位になっている。There is an extraction electrode 6 at one end of the ionization chamber. A high frequency power amplifier 14 is connected to the extraction electrode 6a, and a signal generator 15 that generates a signal waveform shown in FIG. 2 is connected. The extraction electrode 6b is insulated by an insulating ring 7 and has the same potential as the processing chamber 8.
処理室8内には図示しない真空排気ポンプに接続した排
気管9が設けてあり、処理室内を1O−3Torrから
10−”Torrの圧力に排気できるようになでいる。An exhaust pipe 9 connected to a vacuum evacuation pump (not shown) is provided in the processing chamber 8 so as to be able to exhaust the inside of the processing chamber to a pressure of 10-3 Torr to 10-'' Torr.
引き出し電極6の下にはステージ10があり。There is a stage 10 below the extraction electrode 6.
基板13の下に測定電極11が設置しである。この測定
電極11はコンデンサ12を介してアースに接続されて
いる。コンデンサ12に発生する電位差は検知器16で
検出し、A/D変換器17で変換して、マイクロコンピ
ュータ18に送信するようになっている。A measurement electrode 11 is installed under the substrate 13. This measuring electrode 11 is connected to ground via a capacitor 12. The potential difference generated across the capacitor 12 is detected by a detector 16, converted by an A/D converter 17, and sent to a microcomputer 18.
先に述べた信号発生器15はこのマイクロコンピュータ
の指示により第2図に示す20の部分と21の部分の比
率がコントロールできるようにしである。The signal generator 15 mentioned above is designed so that the ratio between the portions 20 and 21 shown in FIG. 2 can be controlled by instructions from this microcomputer.
次に本実施例における動作について説明する。Next, the operation in this embodiment will be explained.
供給管5から処理用ガスを供給しながら、排気管9より
排気し、処理室内を10−’ 〜10−’Torrの真
空に保ち、図示しないマイクロ波源より2.45GHz
のマイクロ波を供給すると磁場とマイクロ波により電子
サイクロトロン共鳴の条件とな一↓、イオン化室1内に
プラズマが発生する。While supplying processing gas from the supply pipe 5, exhaust is exhausted from the exhaust pipe 9, the inside of the processing chamber is maintained at a vacuum of 10-' to 10-' Torr, and 2.45 GHz is generated from a microwave source (not shown).
When the microwave is supplied, the magnetic field and the microwave create the conditions for electron cyclotron resonance, and plasma is generated in the ionization chamber 1.
引き出し電極6aに高周波パワーアンプ14より第2図
に示す短形波を印加する。正の電位20が印加されると
引出し電極6aと6bの間ではイオンが加速されて処理
室9に照射される。負の電位21が印加されると電子が
照射される。A rectangular wave shown in FIG. 2 is applied from the high frequency power amplifier 14 to the extraction electrode 6a. When a positive potential 20 is applied, ions are accelerated between the extraction electrodes 6a and 6b and irradiated into the processing chamber 9. When a negative potential 21 is applied, electrons are irradiated.
イオンのエネルギは正の電位2oの電位で決まり、電子
の量とイオンの量は正の電位20と負の電位21の時間
割合で決まる。したがってイオンエネルギは信号発生器
15で発生する短形波の電圧により任意に設定すること
ができる。The energy of the ions is determined by the positive potential 2o, and the amount of electrons and the amount of ions are determined by the time ratio between the positive potential 20 and the negative potential 21. Therefore, the ion energy can be arbitrarily set by the rectangular wave voltage generated by the signal generator 15.
イオン量と電子量の制御は基板13に電荷がたまること
により、測定電極11にこれに対応した電荷が生じ、こ
れをコンデンサ12に発生する電位差により検知し、マ
イクロコンピュータで信号発生器15からの信号の時間
割合を変えることで行う。The amount of ions and electrons are controlled by the accumulation of charge on the substrate 13, which generates a corresponding charge on the measurement electrode 11, which is detected by the potential difference generated in the capacitor 12, and is detected by the microcomputer from the signal generator 15. This is done by changing the time ratio of the signal.
イオン量が電子の量より多い場合、基板13に負の電荷
量が増加するためコンデンサ12の電位は負の方向に増
加する。マイクロコンピュータに取込むサンプリングデ
ータの差より負の方向に増加することが判定された場合
、マイクロコンピュータはイオン引出し時間と電子引き
だし時間の比率を大きくするよう信号発生器15への出
力を変える。When the amount of ions is greater than the amount of electrons, the amount of negative charge on the substrate 13 increases, so the potential of the capacitor 12 increases in the negative direction. If it is determined that the difference in sampling data taken into the microcomputer increases in a negative direction, the microcomputer changes the output to the signal generator 15 so as to increase the ratio of the ion extraction time to the electron extraction time.
測定結果が正の方向に増加する場合は上記内容とは反対
となるように制御する。このようにして基板に入射する
電子の量とイオンの量が等量となるよう制御される。If the measurement result increases in the positive direction, control is performed in the opposite manner to the above. In this way, the amount of electrons and the amount of ions incident on the substrate are controlled to be equal.
しかし上記制御だけでは一度基板13上に帯電した電荷
はなくならないため、コンデンサ12の電位が負の場合
、これがアース電位になるまでイオンの流入する時間比
率を大きくし、正の場合には電子の流入する時間比率が
大きくなるよう信号発生機15への出力を制御し、帯電
がないようにすることができる。However, the charge once charged on the substrate 13 is not eliminated by the above control alone, so if the potential of the capacitor 12 is negative, the time ratio for ions to flow in is increased until the potential of the capacitor 12 reaches the ground potential, and if it is positive, the electrons are It is possible to control the output to the signal generator 15 so that the time ratio of the inflow increases, thereby preventing charging.
引き出し電極6aに印加する短形波の周波数は引き出し
電極6aと6bの間をイオンが飛行する時間が10−’
see程であるため、イオン、電子。The frequency of the rectangular wave applied to the extraction electrode 6a is such that the time it takes for ions to fly between the extraction electrodes 6a and 6b is 10-'
ions and electrons because of the degree of see.
切換え時のイオンエネルギの乱れによる影響を小さくす
るために10”Hz程度までの周波数が適当である。In order to reduce the influence of disturbances in ion energy during switching, a frequency of up to about 10''Hz is appropriate.
以上述べた実施例では基板13に帯電した電荷をコンデ
ンサ式の測定電極11で検出しているが、検出方法はこ
れに限定されるものではない、たとえば測定”[1極を
直接イオンシャワーにさらす構造として、照射されるイ
オン、電子の量を測定することもできる。In the embodiment described above, the electric charge on the substrate 13 is detected by the capacitor-type measurement electrode 11, but the detection method is not limited to this. As for the structure, it is also possible to measure the amount of irradiated ions and electrons.
またプラズマ発生方法についてもマイクロ波と磁場によ
る電子サイクロトロン共鳴方式について示したが1本発
明はプラズマが発生しうる方式であるならばなんら限定
されるものではないことは明らかである。Further, as for the plasma generation method, an electron cyclotron resonance method using microwaves and a magnetic field has been described, but it is clear that the present invention is not limited to any method as long as it can generate plasma.
以上本実施例によれば、絶縁物に対しても帯電なしにイ
オンシャワーによる処理を行うことができる効果がある
。As described above, according to this embodiment, there is an effect that the ion shower treatment can be performed on an insulating material without charging it.
本発明によれば、イオンジャワにより絶縁物のイオン処
理ができるので、イオンシャツエツチングなどで絶縁物
の基板を高精度に加工することができる効果がある。According to the present invention, since an insulating material can be ion-processed using an ion jaw, an insulating substrate can be processed with high precision by ion shirt etching or the like.
第1図は本発明の一実施例の断面図および構成図、第2
図は印加電圧の波形図である。
1・・・イオン化室、6・・・引き出し電極、11・・
・測定電極、14・・・高周波パワーアンプ、15・・
・信号発生器、16・・・検知器、18・・・アイクロ
コンピユータ。
第 1 乙
/l・・・イ父矢I+券Fig. 1 is a sectional view and a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig.
The figure is a waveform diagram of applied voltage. 1...Ionization chamber, 6...Extraction electrode, 11...
・Measurement electrode, 14...High frequency power amplifier, 15...
- Signal generator, 16...Detector, 18...Icrocomputer. 1st Otsu/l...Ichichiya I+Ticket
Claims (1)
出す引き出し電極を有するイオン処理装置において、イ
オンと電子を交互に引き出す手段および、引き出したイ
オンと電子の量の差を検知し、引き出し手段にフィード
バックする手段を有することを特徴とするイオン処理装
置。1. In an ion processing apparatus having a plasma generation means and an extraction electrode for extracting ions from the plasma, means for alternately extracting ions and electrons, and means for detecting a difference in the amount of extracted ions and electrons and feeding it back to the extraction means. An ion processing device characterized by having.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25715587A JPH01100923A (en) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Ion treating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25715587A JPH01100923A (en) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Ion treating apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100923A true JPH01100923A (en) | 1989-04-19 |
Family
ID=17302472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25715587A Pending JPH01100923A (en) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Ion treating apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100923A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428223A (en) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor manufacturing device |
| JPH06163462A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-10 | Hitachi Ltd | Plasma treatment device |
| JP2013539185A (en) * | 2010-09-30 | 2013-10-17 | アストリアム エスアーエス | Method and apparatus for forming a plasma beam |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP25715587A patent/JPH01100923A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428223A (en) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor manufacturing device |
| JPH06163462A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-10 | Hitachi Ltd | Plasma treatment device |
| JP2013539185A (en) * | 2010-09-30 | 2013-10-17 | アストリアム エスアーエス | Method and apparatus for forming a plasma beam |
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