JPS6215743A - イオン処理装置 - Google Patents

イオン処理装置

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JPS6215743A
JPS6215743A JP60154970A JP15497085A JPS6215743A JP S6215743 A JPS6215743 A JP S6215743A JP 60154970 A JP60154970 A JP 60154970A JP 15497085 A JP15497085 A JP 15497085A JP S6215743 A JPS6215743 A JP S6215743A
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Japan
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ion beam
ion
electrode
cross
pull
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JP60154970A
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Yoshitaka Sasamura
義孝 笹村
Noboru Tsuchiya
土屋 昇
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空中で回転および並進させられるディス
クに装着された試料にイオンビームを照射して当該試料
を処理するイオン処理装置に関し、特に当該装置のイオ
ン源の電極形状の改良に関する。
〔従来の技術〕
イオン処理装置には、イオン注入装置、イオン注入と真
空蒸着とを併用するイオン蒸着薄膜形成装置、イオンビ
ームエツチング装置等がある。以下においてはイオンビ
ームエツチング装置を例に説明する。
第4図は、従来のバッチ式のイオンビームエツチング装
置の一例を示す概略断面図である。真空容器26内に、
ディスク回転・並進機構28によって例えば矢印Aのよ
うに回転させられると共に矢印Bのように並進させられ
るディスク22が設けられており、当該ディスク22の
表面の同一半径R+(第5図参照)上には、複数枚のウ
ェハ(試料)24が装着される。そして各ウェハ24に
対してイオン源2からイオンビーム20を照射して、当
該ウェハ24を処理、例えばこの例ではエツチングする
ようにしている。
イオン源2は、この例ではECR形イオン源であり、プ
ラズマを作るプラズマ室8、そこに例えば活性ガスを供
給するガス供給源12、プラズマ室8に導波管6を通し
てマイクロ波電力を供給するマイクロ波発振器4、プラ
ズマ閉込めのための磁場コイル10およびプラズマ室8
からイオンビーム20を引き出すための引出し電極系1
4を備えており、当該引出し電極系14はこの例では、
イオンビーム20引出しのための引出し電極(加速電橋
あるいはプラズマ電極とも呼ぶ、以下同じ) 16およ
び下流からの電子をはね返す減速電極18から成る。
ディスク回転・並進機構28は、機構部32を介してデ
ィスク22を並進させるステッピングモータ30、ディ
スク22を高速回転させるインダクションモータ34お
よび真空シール部36を備えている。この場合、ディス
ク22の並進運動速度Vは、各ウェハ24を均一に処理
するため、次の関係を満たすように制御される。
v cICI / R ここで、■はイオンビーム20のビーム電流、Rはイオ
ンビーム20の中心とディスク22の中心との間の距離
である。
第5図は、第4図の装置のディスク回りを示す概略平面
図である。矢印Aのように回転させられるディスク22
上の各ウェハ24が順次イオンビーム20の照射領域を
通過すると共に、ディスク22の矢印Bのような並進に
より相対的にイオンビーム20が走査される。その場合
の走査幅SWIは、走査した際にイオンビーム20がウ
ェハ24に当たらなくなる所までの距離により決定され
る。
尚、イオンビーム20とイオン源2の引出し電極系14
とは、平面的に見て、はぼ同じ形状でほぼ同じ位置にあ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述のような装置におけるイオン源2の引出し電極系1
4の平面形状としては、従来は例えば正方形とか長方形
とかが採用されており、そのような場合に電極面積を増
加させてビーム量を増加させようとすると、電極の横幅
あるいは縦方向の長さを増加させる必要がある。
ところが、電極の横幅、即ちイオンビーム20の幅W、
を増加させるとそれに伴って走査幅SWIは著しく大き
くなる。また電極の長さ、即ちイオンビーム20の長さ
Llを増加させてそれが第5図のようにウェハ24の直
径よりも大きくなると、隣接するウェハ24にイオンビ
ーム20が当たらなくなる所までイオンビーム20を相
対的に走査しなければならないため、この場合もやはり
走査幅SW、は大きくなる。
従っていずれの場合においても、走査幅SWIの増大に
よるビーム利用効率(=ウェハの全面積/イオンビーム
の全照射面積)の低下を来すことになる。
従ってこの発明は、ビーム形状を大きくするような場合
にでも大きなビーム利用効率を得ることができるイオン
、処理装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明のイオン処理装置は、イオン源のイオンビーム
引出しに係わる電極の少なくともイオンビーム引出し部
分の平面形状を弧状にしていることを特徴とする。
〔作用〕
イオン源の電極の少なくともイオンビーム引出し部分の
平面形状が弧状であるため、イオンビームも平面形状が
弧状のものが得られる。従ってビーム形状を大きくする
ような場合にでも、ディスクを並進させる幅、即ち相対
的なイオンビームの走査幅を小さくすることができ、そ
の結果大きなビーム利用効率が得られる。
〔実施例〕
第1図は、この発明の一実施例に係るイオンビームエツ
チング装置のディスク回りを示す概略平面図である。そ
の他の部分は第4図と同様であるので図示および説明を
省略する。
この実施例においては、前述したイオン源2のイオンビ
ーム20の引出しに係わる電極、即ちこの例では引出し
電極系14の引出し電極16および減速電極18の少な
くともイオンビーム引出し部分の平面形状を弧状にする
ことにより、そこから引き出されるイオンビーム20の
形状も図のように弧状にしている。
より具体例を説明すれば、第2図に示すように、引出し
電極16の平面形状は、はぼ一定の幅W2を有し、内側
の弧161の半径R2および外側の弧162の半径R3
を共に各ウェハ24のディスク22の中心までの半径R
Iにほぼ等しくしたものであり(即ちR1#R2#R3
) 、その長さR2はウェハ24の直径よりも大きくし
ている。そして当8亥引出し電極16には一面にイオン
ビーム20引出しのための小孔163が設けられている
減速電極18も当該引出し電極16と同一の構造をして
いる。
従って上記のような電極形状をしたイオン源2からは、
第1図に示すように幅がほぼW2、長さがほぼR2の弧
状のイオンビーム20が引き出され、これがディスク2
2上のウェハ24に向けて照射される。この場合、イオ
ンビーム20の内側の弧201および外側の弧202は
、共に、各ウェハ24の外側を結ぶ包絡線242および
内側を結ぶ包絡線241にほぼ沿う形となるので、相対
的なイオンビーム20の走査幅SW2を従来の場合の走
査幅SWIに比べて小さくすることができ、それによっ
て、イオンビーム20の形状を図のように大きくするよ
うな場合にでも大きなビーム利用効率が得られる。
例えば、イオンビーム20の幅W+=Wz=80mm、
長さLI=L2=300mm、ウェハ列の半径RI=3
45mm、ウェハ24の半径r=75mmおよびウェハ
24の枚数を13枚とした場合、ビーム利用効率は従来
(第5図の場合)は約40%程度であったものが、この
実施例では約45%程度に向上する。しかもこのような
ビーム利用効率の向上は、ウェハ24の処理(例えばエ
ツチング)におけるスループット(単位時間当たりの処
理枚数)の向上にもつながる。
また、引出し電極16ないし減速電極18の内側の弧1
61の半径R2および外側の弧162の半径R3は、そ
れぞれ、上述した外側の包絡線242の半径R5(=R
I+r)および内側の包絡線241の半径R4(=RI
  r)にほぼ等しくしても良く (即ちR2″−R3
、R1ζR4)、そのようにすればイオンビーム20の
内側の弧201および外側の弧202は、それぞれ、包
絡線242および241にほぼ完全に沿うようになり、
これによって走査幅SW2を最小にすることができる。
尚、イオン源2のタイプ、イオンビーム20の引出しに
係わる電極の枚数等は上述したようなものに限られるも
のではない。例えば第3図のようなイオン源であっても
良い。このイオン源は、いわゆるパケット形のイオン源
であり、アークチャンバ40、フィラメント42、磁石
44等によってプラズマの生成、閉込めを行い、引出し
電極48、減速電極50および接地電極52から成る引
出し電極系46によってイオンビーム20を引き出すも
のであり、この引出し電極系46の形状を上述のような
ものにすれば良い。
また、上においてはイオンビームエツチング装置を例に
説明したけれども、この発明はそれに限定されるもので
はなく、ディスクの回転および並進を行うバッチ式のも
のであって一番初めに例示したようなイオン処理装置に
広く適用することができる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、ビーム形状を大きくす
るような場合にでも大きなビーム利用効率が得られる。
またこれに伴ってスループットも向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例に係るイオンビームエツ
チング装置のディスク回りを示す概略平面図である。第
2図は、この発明に係るイオン源の電極形状の一例を示
す概略平面図である。第3図は、この発明に係るイオン
源の他の例を示す概略断面図である。第4図は、従来の
バッチ式のイオンビームエツチング装置の一例を示す概
略断面図である。第5図は、第4図の装置のディスク回
りを示す概略平面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空中で回転および並進させられるディスクの同
    一半径上に装着される複数枚の試料にイオン源からイオ
    ンビームを照射して当該試料を処理するイオン処理装置
    において、イオン源のイオンビーム引出しに係わる電極
    の少なくともイオンビーム引出し部分の平面形状を弧状
    にしていることを特徴とするイオン処理装置。
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