JPS6072151A - イオンエツチング用イオン源 - Google Patents
イオンエツチング用イオン源Info
- Publication number
- JPS6072151A JPS6072151A JP58181103A JP18110383A JPS6072151A JP S6072151 A JPS6072151 A JP S6072151A JP 58181103 A JP58181103 A JP 58181103A JP 18110383 A JP18110383 A JP 18110383A JP S6072151 A JPS6072151 A JP S6072151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- ion
- etching
- ion source
- 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
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- 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。
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
ツチング用イオン源に関するものである。
ツチング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、その技術としては、高周波放電を用
いた平行平板型ドライエツチング、プラズマエツチング
、イオン源を用いたイオンビームエツチングなどがあげ
られる。又、これらのドライエツチングに用いるガスは
、フッ素、塩素等のハロゲンを含んだガスである。一般
的に広く用いられているハロゲンを含んだ安全なガスは
、ＣＦ、 、 ＣＦ、ＣＩ 、 Ｃ，Ｆ６． Ｃ（Ｊ、
、 ＳＦ８等であるが、これらのガスにはカーボン原
子、イオヤ原子等を含んでおシ、これが試料を汚染する
という欠点がある。そこでイオン源にこれらのガスを導
入し、放電によって得られる負イオン、すなわちカーボ
ンやイオウの存在しにくい負イオンによるエツチング方
法が考えられる。しかしながら、イオンエツチングの目
的にあった大面積の負のイオン源がなかったため、従来
は以下に示すような方法で負イオンによるエツチングを
行なっていた。
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、その技術としては、高周波放電を用
いた平行平板型ドライエツチング、プラズマエツチング
、イオン源を用いたイオンビームエツチングなどがあげ
られる。又、これらのドライエツチングに用いるガスは
、フッ素、塩素等のハロゲンを含んだガスである。一般
的に広く用いられているハロゲンを含んだ安全なガスは
、ＣＦ、 、 ＣＦ、ＣＩ 、 Ｃ，Ｆ６． Ｃ（Ｊ、
、 ＳＦ８等であるが、これらのガスにはカーボン原
子、イオヤ原子等を含んでおシ、これが試料を汚染する
という欠点がある。そこでイオン源にこれらのガスを導
入し、放電によって得られる負イオン、すなわちカーボ
ンやイオウの存在しにくい負イオンによるエツチング方
法が考えられる。しかしながら、イオンエツチングの目
的にあった大面積の負のイオン源がなかったため、従来
は以下に示すような方法で負イオンによるエツチングを
行なっていた。
第１図は従来のイオン源を用いた負イオンによるエツチ
ング方法を示す構成図である。第１図において、この方
法は、イオン源本体１１に反応性ガスを導入し、放電に
より正イオンル、負イオン１３、中性粒子１４を発生さ
せ、試料１５をバイアス電源１６により正イオンルのイ
オンエネルギーより高くバイアスし、正イオンルの入射
を防止する方法である。ところがこの方法では、イオン
電流が少ない間は問題ないが、イオン電流を増加させる
と、試料１５と、イオン源１１との間で放電を起こし、
安定にエツチングができなくなるという問題がある。
ング方法を示す構成図である。第１図において、この方
法は、イオン源本体１１に反応性ガスを導入し、放電に
より正イオンル、負イオン１３、中性粒子１４を発生さ
せ、試料１５をバイアス電源１６により正イオンルのイ
オンエネルギーより高くバイアスし、正イオンルの入射
を防止する方法である。ところがこの方法では、イオン
電流が少ない間は問題ないが、イオン電流を増加させる
と、試料１５と、イオン源１１との間で放電を起こし、
安定にエツチングができなくなるという問題がある。
したがって安定に放電できる負イオン源の開発が強く望
まれていた。
まれていた。
本発明は安定性に優れたイオンエツチング用負イオン源
を提供することにある。
を提供することにある。
すなわち本発明はガス導入口を備えた中空の本体と、本
体内に設置され、それぞれ負にバイアスされたアノード
電極及びカソードと、本体の外周に設けたソレノイドコ
イルと、本体のイオン放射面に設置され、それぞれ負に
バイアスされた少くとも２枚の引き出し電極とからなる
エツチング用イオン源である。
体内に設置され、それぞれ負にバイアスされたアノード
電極及びカソードと、本体の外周に設けたソレノイドコ
イルと、本体のイオン放射面に設置され、それぞれ負に
バイアスされた少くとも２枚の引き出し電極とからなる
エツチング用イオン源である。
第２図に本発明の第１の実施例の構成図を示し、との図
を用いて本発明の原理について説明する。
を用いて本発明の原理について説明する。
この実施例は、熱陰極壓のイオン源に関するものである
。カソード２］はアースレベルとは電気的に絶れ（され
ており、タングステン又はタンタルを用いたフィラメン
トである。カソード２１の外周に円筒状のアノード電極
２２が置かれ、カソード２１とアノード電極２２とを電
気的に絶縁された中空の本体２３に収容し、その内部を
真空に保つ。さらに本体２３のイオン放射面２３ａの直
下には、該本体２３と電気的に絶縁された第１引き出し
電極２４と第２引き出し電極２５とが置かれている。ま
た、本体２３の外周にソレノイドコイル２６がある。カ
ソード電極２１であるフィラメントの一端はアノード電
極２２の印加用電源Ｅ１の負側と結線しておく。イオン
源本体２３内を十分に真空状態にした後、ガス導入口２
７よりイオン化するだめのガスを導入する。アノード電
極２２に約５０Ｖを印加する。電源Ｅ、よりカソード２
１に通電すると、カソード２１であるフィラメントから
生じた熱電子はアノード電極２２に向かう。゛ここでソ
レノイドコイル２６に通電し、磁界を加えるとソレノイ
ドコイル２６による磁界と、アノード電極２２、カソー
ド２１間の５０Ｖの電位差で生ずる電界との相互作用を
受けて、カソード２１を出た熱電子はイオン源のガス導
入口２７より導入されたガス分子又は原子と衝突し、効
率よくイオン化して放電が起こる。この状態で外部電源
Ｅ８によシアノード電極２２を負にバイアスしてゆく。
。カソード２］はアースレベルとは電気的に絶れ（され
ており、タングステン又はタンタルを用いたフィラメン
トである。カソード２１の外周に円筒状のアノード電極
２２が置かれ、カソード２１とアノード電極２２とを電
気的に絶縁された中空の本体２３に収容し、その内部を
真空に保つ。さらに本体２３のイオン放射面２３ａの直
下には、該本体２３と電気的に絶縁された第１引き出し
電極２４と第２引き出し電極２５とが置かれている。ま
た、本体２３の外周にソレノイドコイル２６がある。カ
ソード電極２１であるフィラメントの一端はアノード電
極２２の印加用電源Ｅ１の負側と結線しておく。イオン
源本体２３内を十分に真空状態にした後、ガス導入口２
７よりイオン化するだめのガスを導入する。アノード電
極２２に約５０Ｖを印加する。電源Ｅ、よりカソード２
１に通電すると、カソード２１であるフィラメントから
生じた熱電子はアノード電極２２に向かう。゛ここでソ
レノイドコイル２６に通電し、磁界を加えるとソレノイ
ドコイル２６による磁界と、アノード電極２２、カソー
ド２１間の５０Ｖの電位差で生ずる電界との相互作用を
受けて、カソード２１を出た熱電子はイオン源のガス導
入口２７より導入されたガス分子又は原子と衝突し、効
率よくイオン化して放電が起こる。この状態で外部電源
Ｅ８によシアノード電極２２を負にバイアスしてゆく。
すなわち、この外部電源Ｅ２によりアノード電極２２を
負にバイアスすることによシアノード電極２２は、アー
スレベルに対して５０Ｖバイアスされているのではなく
、外部電源Ｅ２で負にバイアスされた電位を規準点とし
て５０Ｖバイアスされていることになる。又、カソード
２１であるフィラメントの一端はアノード電極２２の印
加用電源Ｅ、の負側に結線されているので、カソード２
１も同時に負にバイアスされることになるが、このカソ
ード２１とアノード′「電極２２間の電位差が５０Ｖで
あることには変わりない。従って、アノード電極２２と
カソード２１を負にバイアスし、そこで放電を起こして
いることになる。ここで第１アスすると、負イオンが試
料２８に向けて放出される。ここにおいて、正イオンは
放電自体が負にバイアスされた点で起こっているため、
イオン源外部に対しては正のポテンシャル障壁が存在す
るととになり放出されない。しかし、負のイオンは逆に
引き出される電界が印加されたようになるだめ、負のイ
オンが放出されることになる。−カ、負のイオンのエネ
ルギーは、アノード電極２２およびカソード２１を負に
バイアスする電圧や第１引き出しゲステン、第１引き出
し電極２４、第２引き出し電極２５にモリブデン、その
他の部品にステンレスを用いた。フィラメント電流５Ａ
、アノード電極電圧５０ｖ１アノード電極の負バイアス
電圧ＩＫＶ、２１’！１電極電圧ＩＫＶ 、第２電極電
圧ｏｖとし、ＣＦ４を用いてＳｉｎ、およびＳｉをエツ
チングすると、そのエツチングの選択比は約１０であり
、Ｓｉｎ、のエツチングレイトを大きくとることができ
る。又、放出される負イオンにはカーボンがほとんど含
まれていないため、エツチング後のＳｔ衣表面不純物堆
積層はほとんど形成されないことがＩＭＡ測定により確
認された。以上実施例ではフィラメントにタングステン
を用い、第１引き出し電極、第２引き出し電極にそれぞ
れモリブデンを用いたが、フィラメントにはメンタル、
第１引き出し電極、第２引き出し電極にそれぞれカーボ
ンを用いても本発明の効果はそこなわれないことはいう
までもない。
負にバイアスすることによシアノード電極２２は、アー
スレベルに対して５０Ｖバイアスされているのではなく
、外部電源Ｅ２で負にバイアスされた電位を規準点とし
て５０Ｖバイアスされていることになる。又、カソード
２１であるフィラメントの一端はアノード電極２２の印
加用電源Ｅ、の負側に結線されているので、カソード２
１も同時に負にバイアスされることになるが、このカソ
ード２１とアノード′「電極２２間の電位差が５０Ｖで
あることには変わりない。従って、アノード電極２２と
カソード２１を負にバイアスし、そこで放電を起こして
いることになる。ここで第１アスすると、負イオンが試
料２８に向けて放出される。ここにおいて、正イオンは
放電自体が負にバイアスされた点で起こっているため、
イオン源外部に対しては正のポテンシャル障壁が存在す
るととになり放出されない。しかし、負のイオンは逆に
引き出される電界が印加されたようになるだめ、負のイ
オンが放出されることになる。−カ、負のイオンのエネ
ルギーは、アノード電極２２およびカソード２１を負に
バイアスする電圧や第１引き出しゲステン、第１引き出
し電極２４、第２引き出し電極２５にモリブデン、その
他の部品にステンレスを用いた。フィラメント電流５Ａ
、アノード電極電圧５０ｖ１アノード電極の負バイアス
電圧ＩＫＶ、２１’！１電極電圧ＩＫＶ 、第２電極電
圧ｏｖとし、ＣＦ４を用いてＳｉｎ、およびＳｉをエツ
チングすると、そのエツチングの選択比は約１０であり
、Ｓｉｎ、のエツチングレイトを大きくとることができ
る。又、放出される負イオンにはカーボンがほとんど含
まれていないため、エツチング後のＳｔ衣表面不純物堆
積層はほとんど形成されないことがＩＭＡ測定により確
認された。以上実施例ではフィラメントにタングステン
を用い、第１引き出し電極、第２引き出し電極にそれぞ
れモリブデンを用いたが、フィラメントにはメンタル、
第１引き出し電極、第２引き出し電極にそれぞれカーボ
ンを用いても本発明の効果はそこなわれないことはいう
までもない。
従って、この負イオン源を用込ることによりイオンエツ
チングに適した安定な大面積の負イオンを得ることがで
きる。
チングに適した安定な大面積の負イオンを得ることがで
きる。
第３図は本発明の第２の実施例を示した構成図である。
この第２の実施例は、冷陰極型イオン源の例である。中
心にロンド状のカソード３１を有し、その周囲の同心円
上に円筒型のアノード電極３２がある。本実施例におい
ても、第１の実施例と同様にカソード３１および７ノー
ド電極３２は、アースレベルとは電気的に絶縁され、ま
た、カソード３１とアノード電極３２とは電気的に絶縁
された本体３３内の真空中に設置されている。さらに本
体３３のイオン放射面３３ａの直下には電気的に絶縁さ
れた第１引き出し電極３４と第２引き出し電極３５とが
置かれている。本体３３の外周にソレノイドコイル３６
があり又ガス導入口３７を通して本体３３内にイオン化
用ガスを導・入するようになっている。カソード３１−
６゜アノード電極３２の印加用電源Ｅ１の負側と結線し
ている。イオン源の本体３３内を十分に真空にしたのち
、ガス導入口３７よりイオン化用のガスを導入する。ソ
レノイドコイル３６に通電し、アノード電極３２とカソ
ード３１の間に６００ Ｖを印加すると、カソード３１
を出た電子はソレノイドコイル３６の磁界とアノード電
極３２−、カソード３１の間の電界との相互作用を受け
て効率よくイオン化され、放電が起こる。次にアノード
電極３２を外部電源Ｅ３により負にバイアスし、且つバ
イアス電源Ｅ、、Ｅ、により第１引き出し電極３４を負
に、第２引き出し電極３５を正にバイアスする。第２図
の第１の実施例同様に、イオン源の外部に対し、正のポ
テンシャル障壁が存在することになって正イオンは放出
されず、負イオンのみが外部へ引き出される。又、イオ
ンのエネルギーはアノード［ｉ３２の負バイアス電位、
第１引き出し電極３４、第２電極あの電位により制御で
きる点も前実施例と同じである。
心にロンド状のカソード３１を有し、その周囲の同心円
上に円筒型のアノード電極３２がある。本実施例におい
ても、第１の実施例と同様にカソード３１および７ノー
ド電極３２は、アースレベルとは電気的に絶縁され、ま
た、カソード３１とアノード電極３２とは電気的に絶縁
された本体３３内の真空中に設置されている。さらに本
体３３のイオン放射面３３ａの直下には電気的に絶縁さ
れた第１引き出し電極３４と第２引き出し電極３５とが
置かれている。本体３３の外周にソレノイドコイル３６
があり又ガス導入口３７を通して本体３３内にイオン化
用ガスを導・入するようになっている。カソード３１−
６゜アノード電極３２の印加用電源Ｅ１の負側と結線し
ている。イオン源の本体３３内を十分に真空にしたのち
、ガス導入口３７よりイオン化用のガスを導入する。ソ
レノイドコイル３６に通電し、アノード電極３２とカソ
ード３１の間に６００ Ｖを印加すると、カソード３１
を出た電子はソレノイドコイル３６の磁界とアノード電
極３２−、カソード３１の間の電界との相互作用を受け
て効率よくイオン化され、放電が起こる。次にアノード
電極３２を外部電源Ｅ３により負にバイアスし、且つバ
イアス電源Ｅ、、Ｅ、により第１引き出し電極３４を負
に、第２引き出し電極３５を正にバイアスする。第２図
の第１の実施例同様に、イオン源の外部に対し、正のポ
テンシャル障壁が存在することになって正イオンは放出
されず、負イオンのみが外部へ引き出される。又、イオ
ンのエネルギーはアノード［ｉ３２の負バイアス電位、
第１引き出し電極３４、第２電極あの電位により制御で
きる点も前実施例と同じである。
第２の実施例において、 ＣＦ、をイオン源に導入し、
アノード電極３２、カソード３１間の電圧を６００■、
アノードの負バイアス電圧をＩＫＶ 、第１電極３４
ｆ ＩＫＶ、 ’２２ ％ ’ＩＥ ３５をＯＶＦＣＬ
テ使用すると、５１０２とＳｉとのエツチングの選択比
が約１０〜１２となり、Ｓｉｎ、のエツチングレイトを
大きくとることができる。又、本実施例にお−ても第１
の実施例と同様にエツチング後、Ｓｉ表面には不純物の
堆積層はほとんど観測されないことがＩＭＡにょシ確認
された。
アノード電極３２、カソード３１間の電圧を６００■、
アノードの負バイアス電圧をＩＫＶ 、第１電極３４
ｆ ＩＫＶ、 ’２２ ％ ’ＩＥ ３５をＯＶＦＣＬ
テ使用すると、５１０２とＳｉとのエツチングの選択比
が約１０〜１２となり、Ｓｉｎ、のエツチングレイトを
大きくとることができる。又、本実施例にお−ても第１
の実施例と同様にエツチング後、Ｓｉ表面には不純物の
堆積層はほとんど観測されないことがＩＭＡにょシ確認
された。
以上のように本発明によれば、安定した大面積の負イオ
ン源が得られ、電子デバイス等の製造プロセスに用いて
エツチング工程に対して優れた効果を得ることができる
。
ン源が得られ、電子デバイス等の製造プロセスに用いて
エツチング工程に対して優れた効果を得ることができる
。
第１図は従来のイオン源の構成図、第２図は第１の実施
例を示すイオン源の構成図、第３図は第２の実施例を示
す構成図である。 １５・・・試料、２１ 、３１・−・カソード、２２
、３２・・・アノード電極、２３ 、３３・・・本体、
２３ａ 、 ３３Ｂ・・・放射面、２４ 、３４°゛°
乍ｌ電極、２５ 、３５・・・第２電極、２６ 、３６
・・・ソレノイドコイル、 ２７．３７・・・ガス導入
口特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 内 原 人、１，１ 第２図 一］］下１−
例を示すイオン源の構成図、第３図は第２の実施例を示
す構成図である。 １５・・・試料、２１ 、３１・−・カソード、２２
、３２・・・アノード電極、２３ 、３３・・・本体、
２３ａ 、 ３３Ｂ・・・放射面、２４ 、３４°゛°
乍ｌ電極、２５ 、３５・・・第２電極、２６ 、３６
・・・ソレノイドコイル、 ２７．３７・・・ガス導入
口特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 内 原 人、１，１ 第２図 一］］下１−
Claims (1)
- （１）ガス導入口を備えた中空の本体と、本体内に収容
され、それぞれ負にバイアスされたアノード電極及びカ
ソードと、本体の外周に設けたソレノイドコイルと、本
体のイオン放射面に設置され、それぞれ負にバイアスさ
れた少くとも２枚の引き出し電極とからなるイオンエツ
チング用イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58181103A JPS6072151A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | イオンエツチング用イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58181103A JPS6072151A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | イオンエツチング用イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6072151A true JPS6072151A (ja) | 1985-04-24 |
Family
ID=16094892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58181103A Pending JPS6072151A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | イオンエツチング用イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6072151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143507A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Makita Corp | 園芸バリカン |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP58181103A patent/JPS6072151A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143507A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Makita Corp | 園芸バリカン |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4782235A (en) | Source of ions with at least two ionization chambers, in particular for forming chemically reactive ion beams | |
| JP3987131B2 (ja) | 誘導増強された反応性イオンエッチング | |
| US4859908A (en) | Plasma processing apparatus for large area ion irradiation | |
| US5279669A (en) | Plasma reactor for processing substrates comprising means for inducing electron cyclotron resonance (ECR) and ion cyclotron resonance (ICR) conditions | |
| JP3158158B2 (ja) | 低圧放電の発生及び点弧方法並びに真空加工装置及び該装置の陰極チェンバ | |
| JPS62235485A (ja) | イオン源装置 | |
| EP0203573A2 (en) | Electron beam-excited ion beam source | |
| Franks | FAB: The fast atomic beam source | |
| JP3454384B2 (ja) | イオンビーム発生装置及び方法 | |
| JPS6072151A (ja) | イオンエツチング用イオン源 | |
| US4264813A (en) | High intensity ion source using ionic conductors | |
| Block | On the scale of auroral model experiments | |
| JP2004327405A (ja) | イオン源およびイオンビーム装置 | |
| JP3278732B2 (ja) | エッチング装置及びエッチング方法 | |
| JP2848590B1 (ja) | 電子ビーム励起プラズマ発生装置 | |
| JPH024979B2 (ja) | ||
| US2039101A (en) | Electric discharge device and control apparatus therefor | |
| JP2929150B2 (ja) | プラズマ装置 | |
| JP2550368B2 (ja) | 有磁場プラズマエッチング装置 | |
| JPS6020437A (ja) | 負イオン源 | |
| JPS6394546A (ja) | イオン源 | |
| US20080087539A1 (en) | Apparatus and Method for Materials Processing with Ion-Ion Plasma | |
| JPH05128984A (ja) | イオン源 | |
| JPS6292322A (ja) | ドライエツチング装置 | |
| JPS5875753A (ja) | イオンポンプ |