JPH0727767B2 - イオン処理装置 - Google Patents
イオン処理装置Info
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- JPH0727767B2 JPH0727767B2 JP60154970A JP15497085A JPH0727767B2 JP H0727767 B2 JPH0727767 B2 JP H0727767B2 JP 60154970 A JP60154970 A JP 60154970A JP 15497085 A JP15497085 A JP 15497085A JP H0727767 B2 JPH0727767 B2 JP H0727767B2
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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面状のイオンビームを走査せずに
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。
クに装着された試料に面状のイオンビームを走査せずに
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。
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
ームエッチング装置等がある。以下においてはイオンビ
ームエッチング装置を例に説明する。
空蒸着とを併用するイオン蒸着薄膜形成装置、イオンビ
ームエッチング装置等がある。以下においてはイオンビ
ームエッ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ッチング装
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R1（第５図参照）上には、複数枚のウエハ（試
料）24が装着される。そして各ウエハ24に対してイオン
源２から面状のイオンビーム20を引き出してそれを走査
せずに照射して、当該ウエハ24を処理、例えばこの例で
はエッチングするようにしている。
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R1（第５図参照）上には、複数枚のウエハ（試
料）24が装着される。そして各ウエハ24に対してイオン
源２から面状のイオンビーム20を引き出してそれを走査
せずに照射して、当該ウエハ24を処理、例えばこの例で
はエッ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14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（加速電極あるいはプラズ
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。
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14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（加速電極あるいはプラズ
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、各ウエハ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。
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、各ウエハ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∝I/R ここで、Ｉ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。
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
の各ウエハ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SW
1は、走査した際にイオンビーム20がウエハ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、ほぼ同じ形状でほぼ同じ位置にある。
図である。矢印Ａのように回転させられるディスク22上
の各ウエハ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SW
1は、走査した際にイオンビーム20がウエハ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、ほぼ同じ形状でほぼ同じ位置にある。
上述のような装置におけるイオン源２の引出し電極系14
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。
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W1を増
加させるとそれに伴って走査幅SW1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L1を増
加させてそれが第５図のようにウエハ24の直径よりも大
きくなると、隣接するウエハ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SW1は大き
くなる。
加させるとそれに伴って走査幅SW1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L1を増
加させてそれが第５図のようにウエハ24の直径よりも大
きくなると、隣接するウエハ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SW1は大き
くなる。
従従っていずれの場合においても、走査幅SW1の増大に
よるビーム利用効率（＝ウエハの全面積／イオンビーム
の全照射面積）の低下を来すことになる。
よるビーム利用効率（＝ウエハの全面積／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。
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、ディスク上のウエハ列の包絡線にほぼ
沿う方向に曲がった弧状にしていることを特徴とする。
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、ディスク上のウエハ列の包絡線にほぼ
沿う方向に曲がった弧状にしていることを特徴とする。
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、ディスク上のウエハ列の包絡線にほぼ沿う
方向に曲がった弧状であるため、イオンビームも平面形
状が、ディスク上のウエハ列の包絡線にほぼ沿う方向に
曲がった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。
平面形状が、ディスク上のウエハ列の包絡線にほぼ沿う
方向に曲がった弧状であるため、イオンビームも平面形
状が、ディスク上のウエハ列の包絡線にほぼ沿う方向に
曲がった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。
第１図は、この発明の一実施例に係るイオンビームエッ
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。
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、ディスク22上のウ
エハ列の包絡線241または242にほぼ沿う方向に曲がった
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、ディスク22上のウエハ列の
包絡線241または242にほぼ沿う方向に曲がった弧状にし
ている。
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、ディスク22上のウ
エハ列の包絡線241または242にほぼ沿う方向に曲がった
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、ディスク22上のウエハ列の
包絡線241または242にほぼ沿う方向に曲がった弧状にし
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、ほぼ一定の幅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を共に各ウエハ
24のディスク22の中心までの半径R1にほぼ等しくしたも
のであり（即ちR1≒R2≒R3）、その長さL2はウエハ24の
直径よりも大きくしている。そして当該引出し電極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。
電極16の平面形状は、ほぼ一定の幅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を共に各ウエハ
24のディスク22の中心までの半径R1にほぼ等しくしたも
のであり（即ちR1≒R2≒R3）、その長さL2はウエハ24の
直径よりも大きくしている。そして当該引出し電極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L2の弧状の
イオンビーム20が引き出され、これがディスク22上のウ
エハ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、各ウエハ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SW1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。
第１図に示すように幅がほぼW2、長さがほぼL2の弧状の
イオンビーム20が引き出され、これがディスク22上のウ
エハ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、各ウエハ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SW1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W1＝W2＝80mm、長さL1＝L2
＝300mm、ウエハ列の半径R1＝345mm、ウエハ24の半径ｒ
＝75mmおよびウエハ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、ウエハ24の処理
（例えばエッチング）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。
＝300mm、ウエハ列の半径R1＝345mm、ウエハ24の半径ｒ
＝75mmおよびウエハ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、ウエハ24の処理
（例えばエッチング）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161の
半径R2および外側の弧162の半径R3は、そそれぞれ、上
述した外側の包絡線242の半径R5（＝R1＋ｒ）および内
側の包絡線241の半径R4（＝R1−ｒ）にほぼ等しくして
も良く（即ちR2≒R5、R3≒R4）、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。
半径R2および外側の弧162の半径R3は、そそれぞれ、上
述した外側の包絡線242の半径R5（＝R1＋ｒ）および内
側の包絡線241の半径R4（＝R1−ｒ）にほぼ等しくして
も良く（即ちR2≒R5、R3≒R4）、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、いわゆるバ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の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。
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、いわゆるバ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の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ッチング装置を例に
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。
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。
以上のようにこの発明によれば、面状であってしかもデ
ィスク上のウエハ列の包絡線にほぼ沿う方向が曲がった
弧状のイオンビームをイオン源から引き出すことができ
るため、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。
ィスク上のウエハ列の包絡線にほぼ沿う方向が曲がった
弧状のイオンビームをイオン源から引き出すことができ
るため、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。
第１図は、この発明の一実施例に係るイオンビームエッ
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ッ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。 ２……イオン源、14……引出し電極系、16……引出し電
極、18……減速電極、20……イオンビーム、22……ディ
スク、24……ウエハ（試料）、46……引出し電極系
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ッ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。 ２……イオン源、14……引出し電極系、16……引出し電
極、18……減速電極、20……イオンビーム、22……ディ
スク、24……ウエハ（試料）、46……引出し電極系
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065
Claims (1)
- 【請求項１】イオン源から面状のイオンビームを引き出
してそれを走査せずに、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
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、ディスク上の
ウエハ列の包絡線にほぼ沿う方向に曲がった弧状にして
いることを特徴とするイオン処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60154970A JPH0727767B2 (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | イオン処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60154970A JPH0727767B2 (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | イオン処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215743A JPS6215743A (ja) | 1987-01-24 |
| JPH0727767B2 true JPH0727767B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15595867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60154970A Expired - Fee Related JPH0727767B2 (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | イオン処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727767B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015122713A1 (ko) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 한국과학기술원 | 단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189845A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Toshiba Corp | イオン注入装置 |
| US20030116089A1 (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-26 | Walther Steven R. | Plasma implantation system and method with target movement |
| JP5298421B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2013-09-25 | 株式会社昭和真空 | 荷電粒子照射装置及び荷電粒子制御方法 |
| JP5555934B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2014-07-23 | 株式会社昭和真空 | 荷電粒子照射装置、これを用いた周波数調整装置及び荷電粒子制御方法 |
| JP5285998B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2013-09-11 | 株式会社アルバック | イオン照射装置 |
| JP6489322B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2019-03-27 | 日新イオン機器株式会社 | イオンビームエッチング装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5341184A (en) * | 1976-09-28 | 1978-04-14 | Nec Corp | Ion injection device |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP60154970A patent/JPH0727767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015122713A1 (ko) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 한국과학기술원 | 단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6215743A (ja) | 1987-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |