JPS59151428A - 反応性イオンビ−ムエツチング装置 - Google Patents
反応性イオンビ−ムエツチング装置Info
- Publication number
- JPS59151428A JPS59151428A JP2473583A JP2473583A JPS59151428A JP S59151428 A JPS59151428 A JP S59151428A JP 2473583 A JP2473583 A JP 2473583A JP 2473583 A JP2473583 A JP 2473583A JP S59151428 A JPS59151428 A JP S59151428A
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- Japan
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- ion
- electrode
- processing chamber
- sample processing
- ion beam
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- 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
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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】
この発明は半導体試料を微細加工するための反応性イオ
ンビームエツチング装置に関する。
ンビームエツチング装置に関する。
現在、半導体ウェハーの微細加工は主として一一
反応性ガスのグ、、ロー放電プラズマ中における化学的
活性なラジカク及びイオンを利用した反応性ドライエツ
チングにより行なわれている。この方法は物理的な、ス
パッタエツチングに較ベエッチング速度が大きいこと、
エツチング速度の材料選択性が大きいため大規模集積回
路等の製造における選択的な微細加工に有利表こと、装
置の構造が極めて簡単表こと等の利点がある反面、メ四
−放、電を安定化して優れた加工特性を得る永めの条件
設定が複雑であること、試料をプライマ中に露呈させる
ため試料の加工面が汚染する等の欠点があった。
活性なラジカク及びイオンを利用した反応性ドライエツ
チングにより行なわれている。この方法は物理的な、ス
パッタエツチングに較ベエッチング速度が大きいこと、
エツチング速度の材料選択性が大きいため大規模集積回
路等の製造における選択的な微細加工に有利表こと、装
置の構造が極めて簡単表こと等の利点がある反面、メ四
−放、電を安定化して優れた加工特性を得る永めの条件
設定が複雑であること、試料をプライマ中に露呈させる
ため試料の加工面が汚染する等の欠点があった。
・上記の欠点を改善するために第１図、に示すよう外方
法が提案されでいる。この方法は同図に示されるように
プラズマ室ｌと試料加工室コを別個に形成し１、画室間
の境界面にイオン引き出し用電極３を設けて、エツチン
グガスをプラズマ室ｌ内で放電し、プラズマ中のイオン
！を引き出し用電極３帽よって加速し、これを試料加工
室コ中の半導体試料≠に照射し、同時に中性−３− ラジカル流束も引き出し用電極を設けてやる開口部から
漏洩せしめて試料に照射し、イオンとラジカルの両件用
でエツチングを行う方ｉでおる。この方法ではイオンの
加畔エネルギーがイオン引き出し用電極電圧にて制御で
きること、ラジカル流束の流量を一定のままイオンの効
果を制御できる利点が返るが、ラジカル流束の強度及び
空間的拡がりがプラズマ室と試料加工室の差圧により変
動すること、エツチングの方向性の制御を正確に行逐え
ない等の欠点がある。
法が提案されでいる。この方法は同図に示されるように
プラズマ室ｌと試料加工室コを別個に形成し１、画室間
の境界面にイオン引き出し用電極３を設けて、エツチン
グガスをプラズマ室ｌ内で放電し、プラズマ中のイオン
！を引き出し用電極３帽よって加速し、これを試料加工
室コ中の半導体試料≠に照射し、同時に中性−３− ラジカル流束も引き出し用電極を設けてやる開口部から
漏洩せしめて試料に照射し、イオンとラジカルの両件用
でエツチングを行う方ｉでおる。この方法ではイオンの
加畔エネルギーがイオン引き出し用電極電圧にて制御で
きること、ラジカル流束の流量を一定のままイオンの効
果を制御できる利点が返るが、ラジカル流束の強度及び
空間的拡がりがプラズマ室と試料加工室の差圧により変
動すること、エツチングの方向性の制御を正確に行逐え
ない等の欠点がある。
このため加工面の平滑化、損傷・汚染フリーの加工、断
面プロフィールを制御した加工等の最近の半導体ウェハ
ーに要求されている精細加工を実現することは困難であ
った。
面プロフィールを制御した加工等の最近の半導体ウェハ
ーに要求されている精細加工を実現することは困難であ
った。
この発明の目的はイオンビームとラジカル流束を独立に
制御することができ、断面プロフィールの制御も容易に
行え、エツチング面の損傷、汚染を抑制した反応性イオ
ンビームエツチング装置を提供することにある。
制御することができ、断面プロフィールの制御も容易に
行え、エツチング面の損傷、汚染を抑制した反応性イオ
ンビームエツチング装置を提供することにある。
このため、本発明による反応性イオンビームエツチング
装置は真空装置内において隣接して設けられたプラズマ
室と試料加工室の境界面にイオン引き出し用電極と上記
イオン引き出し用電極の周シにイオン抑制用電極を設け
、上記イオン引き出し用電極の試料加工室側にはイオン
ビーム通路を設け、イオン抑制用電極の加工室側にはラ
ジカル流束通路を上記イオンビーム通路の周シに同軸上
に設けて上記プラズマ室のイオンビームとラジカル流束
を分離して上記試料加工室の半導体試料に照射する。
装置は真空装置内において隣接して設けられたプラズマ
室と試料加工室の境界面にイオン引き出し用電極と上記
イオン引き出し用電極の周シにイオン抑制用電極を設け
、上記イオン引き出し用電極の試料加工室側にはイオン
ビーム通路を設け、イオン抑制用電極の加工室側にはラ
ジカル流束通路を上記イオンビーム通路の周シに同軸上
に設けて上記プラズマ室のイオンビームとラジカル流束
を分離して上記試料加工室の半導体試料に照射する。
次にこの発明を図面に基いて説明すると、第２図はこの
発明による反応性イオンビームエツチング装置の概略説
明図であって、真空装置内においてプラズマ室ｌｌと試
料加工室／：ｌは隣接して設は画室の境を形成している
壁面にはイオン引き出し相電極／弘を設け、上記イオン
引き出し用電極／≠の外周にはイオン抑制用電極／ｊを
設ける。上記イオン引き出し相電極／弘の試料加工室／
Ｊ側にはイオン引き出しノズル１６が接続してイオンビ
ーム通路を形成し、上記イオン抑制用ミータ− 極ｌｊの試料加工室側にはラジカル流束ノズル７′７が
接続してラジカル流束通路を形成し、この二つの通路は
互に同軸上に設けられてその先端は加工する半導体試料
ｔｒＫ向けられている。イオン抑制用’Ｋｋｔｊはメツ
シュ状電極であって、プラズマ室／／に対して更に正の
電圧が印加され、プラズマ室のプラズマイオンを反撥す
るように構成されている。
発明による反応性イオンビームエツチング装置の概略説
明図であって、真空装置内においてプラズマ室ｌｌと試
料加工室／：ｌは隣接して設は画室の境を形成している
壁面にはイオン引き出し相電極／弘を設け、上記イオン
引き出し用電極／≠の外周にはイオン抑制用電極／ｊを
設ける。上記イオン引き出し相電極／弘の試料加工室／
Ｊ側にはイオン引き出しノズル１６が接続してイオンビ
ーム通路を形成し、上記イオン抑制用ミータ− 極ｌｊの試料加工室側にはラジカル流束ノズル７′７が
接続してラジカル流束通路を形成し、この二つの通路は
互に同軸上に設けられてその先端は加工する半導体試料
ｔｒＫ向けられている。イオン抑制用’Ｋｋｔｊはメツ
シュ状電極であって、プラズマ室／／に対して更に正の
電圧が印加され、プラズマ室のプラズマイオンを反撥す
るように構成されている。
上述の如き構成において、ガス供給管１３よシプラズマ
室ｌ／へ供給されたエツチング速度は放電□され、プラ
ズマ中のイオンはイオン引き出し用電極／４Ｚによって
試料加工室ｌコのイオン引き出しノズル（通路）１６へ
加速されながら導かれ、イオン引き出しノズル／６内に
は静電レンズ５６、偏向電極コアが設けられており（第
３図参照）、イオンビーム−Ｏは静電レンズで集束され
た後偏向電極にて方向□が定められ□、半導体試料／ｒ
の所定の位置を照射する。プラズマ室ｌ／の中性シジか
ルはメツシュ状のイオン抑制用電極／ｊを通ってラジカ
ル流束ノズル（通路）／７へ導かれ、拡がりが抑制され
６− ラジカル流束コｌとなって半導体試料／ｆのイオンが照
射されている位置に向って照射する。このラジカル流束
、Ｆｉイオン抑制用電極を通ってノズル１７へ導かれて
いるため、イオンは実質的に含まれておらず、流量は供
給管／３よシの供給量、試料加工室に設けられた排出管
ｉｙの排出量によシ制御される。一方、イオン引き出し
ノズルに導かれたイオンビームには一部中性ラジカルが
混入することにな、るが、イオン引き出し用電極の開口
面４積はイオン抑制用電極に較べてはるかに小さいため
無視できる範囲のものである。
室ｌ／へ供給されたエツチング速度は放電□され、プラ
ズマ中のイオンはイオン引き出し用電極／４Ｚによって
試料加工室ｌコのイオン引き出しノズル（通路）１６へ
加速されながら導かれ、イオン引き出しノズル／６内に
は静電レンズ５６、偏向電極コアが設けられており（第
３図参照）、イオンビーム−Ｏは静電レンズで集束され
た後偏向電極にて方向□が定められ□、半導体試料／ｒ
の所定の位置を照射する。プラズマ室ｌ／の中性シジか
ルはメツシュ状のイオン抑制用電極／ｊを通ってラジカ
ル流束ノズル（通路）／７へ導かれ、拡がりが抑制され
６− ラジカル流束コｌとなって半導体試料／ｆのイオンが照
射されている位置に向って照射する。このラジカル流束
、Ｆｉイオン抑制用電極を通ってノズル１７へ導かれて
いるため、イオンは実質的に含まれておらず、流量は供
給管／３よシの供給量、試料加工室に設けられた排出管
ｉｙの排出量によシ制御される。一方、イオン引き出し
ノズルに導かれたイオンビームには一部中性ラジカルが
混入することにな、るが、イオン引き出し用電極の開口
面４積はイオン抑制用電極に較べてはるかに小さいため
無視できる範囲のものである。
イズル１６から引き出されたイオンビームはエツチング
面方向性、即ち、試料の加工断面形状を決定するほか、
試料の衝撃損傷をも決める要因となる。これに対してノ
ズル／７から噴射されたラジカル流束は加工断面形状の
ほかにエツチング速度、試料表面の平滑度等を決定する
。従って、本発明によれば半導体試料の同一加工部に供
給されたイオンビームとラジカル流束は協調してエツチ
ングを行うため高速に行うことが−７− でき、更に基板表面状態とエツチング速度、断面形状を
独立に制御しながら所望のエツチングを行うことができ
る。
面方向性、即ち、試料の加工断面形状を決定するほか、
試料の衝撃損傷をも決める要因となる。これに対してノ
ズル／７から噴射されたラジカル流束は加工断面形状の
ほかにエツチング速度、試料表面の平滑度等を決定する
。従って、本発明によれば半導体試料の同一加工部に供
給されたイオンビームとラジカル流束は協調してエツチ
ングを行うため高速に行うことが−７− でき、更に基板表面状態とエツチング速度、断面形状を
独立に制御しながら所望のエツチングを行うことができ
る。
第５図は第２図の装置をよシ詳細に示したものであって
、プラズマ室ｌ／は電子サイクロトロン共鳴型プラズマ
室を示し、プラズマ室の上部にはプラズマ励振用マイク
ロ波導波管−一が石英板コ３を介して接続され、周囲に
はサイクロトロン運動励振用電磁コイル評が設けられて
いる。
、プラズマ室ｌ／は電子サイクロトロン共鳴型プラズマ
室を示し、プラズマ室の上部にはプラズマ励振用マイク
ロ波導波管−一が石英板コ３を介して接続され、周囲に
はサイクロトロン運動励振用電磁コイル評が設けられて
いる。
導波管、２コからプラズマ室／／に注入されたマイクロ
波（周波数２．４５ ＧＨｚ ）はプラズマ室内に設け
られた反射板コ！により反射され、プラズマ室内で定在
波を励起せしめる構成になっている。
波（周波数２．４５ ＧＨｚ ）はプラズマ室内に設け
られた反射板コ！により反射され、プラズマ室内で定在
波を励起せしめる構成になっている。
マイクロ波放電によシ発生した電子が電磁コイルコグに
基く磁場によってサイクロト四ン運動を起し、この周波
数がマイクロ波の周波数に等しいので共鳴的にマイクロ
波が吸収され、室内の中心部でイオン密度の高いプラズ
マが得られる。
基く磁場によってサイクロト四ン運動を起し、この周波
数がマイクロ波の周波数に等しいので共鳴的にマイクロ
波が吸収され、室内の中心部でイオン密度の高いプラズ
マが得られる。
従ってイオン引き出し用電極／４（により効率良くノズ
ル１６内にイオンが注入され、前述の如く、静電レンズ
コロ及び偏向電極コアを経て試料加工室内の試料／ｌの
所望個所に照射される。この時、イオン引き出し用電、
極を介してラジカルがノズル／６内へ導入されることに
なるが、実際的な装置の一例（を述べると、イオン抑制
用電極の直径は約１５ｃｒｎであるのに対し、引き出し
用電極の直径は約１ｃＩｎであって、引き出し用電極を
通過するラジカルはイオン抑制用電極を通過するラジカ
ルに較べて無視できるような量であって、試料のエツチ
ングになんら影替を及はさない。
ル１６内にイオンが注入され、前述の如く、静電レンズ
コロ及び偏向電極コアを経て試料加工室内の試料／ｌの
所望個所に照射される。この時、イオン引き出し用電、
極を介してラジカルがノズル／６内へ導入されることに
なるが、実際的な装置の一例（を述べると、イオン抑制
用電極の直径は約１５ｃｒｎであるのに対し、引き出し
用電極の直径は約１ｃＩｎであって、引き出し用電極を
通過するラジカルはイオン抑制用電極を通過するラジカ
ルに較べて無視できるような量であって、試料のエツチ
ングになんら影替を及はさない。
上述の如く、この発明の装置においてはイオンはプラズ
マ室の中心に集中するので、ノズル１６内に効率よく導
入され、同時に、ノズル１７の開口部付近ではイオン抑
制用電極により反発され、イオンとラジカルは分離され
て、別個の通路によシ半導体試料に照射されるので、基
板表面状態とエツチング速度と断面形状をそれぞれ独立
して制御することができ、所望のエツチング特性が容易
に得られることになる。
マ室の中心に集中するので、ノズル１６内に効率よく導
入され、同時に、ノズル１７の開口部付近ではイオン抑
制用電極により反発され、イオンとラジカルは分離され
て、別個の通路によシ半導体試料に照射されるので、基
板表面状態とエツチング速度と断面形状をそれぞれ独立
して制御することができ、所望のエツチング特性が容易
に得られることになる。
本発明による反応性イオンビームエツチング−ター
装置は上記の説明で明らかなように１プラズマ室で生成
したイオンビームと中性ラジカルを試料加工室に形成し
たイオンビーム通路とその周囲に同軸上に形成したラジ
カル流束通路によって分離して半導体試料の同一加工部
に供給されて加工されるため、エツチング速度が高速に
行え、それぞれイオンビーム、ラジカル流束の噴射量は
独立して制御することができるためガス圧による発散の
変動は抑制され、損傷、汚染のガい高精度の断面プロフ
ィルを有するエツチング面が得られる。
したイオンビームと中性ラジカルを試料加工室に形成し
たイオンビーム通路とその周囲に同軸上に形成したラジ
カル流束通路によって分離して半導体試料の同一加工部
に供給されて加工されるため、エツチング速度が高速に
行え、それぞれイオンビーム、ラジカル流束の噴射量は
独立して制御することができるためガス圧による発散の
変動は抑制され、損傷、汚染のガい高精度の断面プロフ
ィルを有するエツチング面が得られる。
第１図は公知の反応性イオンビームエツチング装置の概
略説明図、第２図は本発明による反応性イオンビームエ
ツチング装置の概略説明図、第３図は本発明によるエツ
チング装置の一実施例を示す断面図である。 図中、ｌｌはプラズマ室、ｌコは試料加工室、ｌりはイ
オン引き出し用電極、／ｊはイオン抑制用電極、１６は
イオン引き出しノズル、１７はラジカル１０− 流束ノズル、ｌＩｒは半導体試料、−〇はイオンビーム
、Ｊ／はラジカル流束を示す。 特許出願人 工 業 技 術 院 長 石板賊−第１
ｒＩＡ 者 第３図 特開昭５９−１５１４２８（４） 第２図
略説明図、第２図は本発明による反応性イオンビームエ
ツチング装置の概略説明図、第３図は本発明によるエツ
チング装置の一実施例を示す断面図である。 図中、ｌｌはプラズマ室、ｌコは試料加工室、ｌりはイ
オン引き出し用電極、／ｊはイオン抑制用電極、１６は
イオン引き出しノズル、１７はラジカル１０− 流束ノズル、ｌＩｒは半導体試料、−〇はイオンビーム
、Ｊ／はラジカル流束を示す。 特許出願人 工 業 技 術 院 長 石板賊−第１
ｒＩＡ 者 第３図 特開昭５９−１５１４２８（４） 第２図
Claims (1)
- 真空装置内において隣接して設けら五たプラズマ室と試
料加工室の境界面にイオン引き出□し用電極と該イオン
引き出し電極の周シにイオン抑制用電極を設け、イオン
引き出し用電極′の試料加工室側にはイオンビーム通路
を設け、イオン抑制用電極の加工室側Ｋｉラジカル流流
束通路路上記イオンビーム通路の周シに設けて、該プラ
ズマ室のイオンビームとラジカル流束を分離して該試料
加工室の半導体試料に照射することを特徴とする反応性
イオンビームエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2473583A JPS59151428A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 反応性イオンビ−ムエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2473583A JPS59151428A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 反応性イオンビ−ムエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59151428A true JPS59151428A (ja) | 1984-08-29 |
| JPH0310224B2 JPH0310224B2 (ja) | 1991-02-13 |
Family
ID=12146402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2473583A Granted JPS59151428A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 反応性イオンビ−ムエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59151428A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59184529A (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | 反応性イオンビ−ムエツチング装置 |
| JPH01127668A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 | Nec Corp | 集束荷電ビーム装置 |
| JP2007027097A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Samsung Electronics Co Ltd | プラズマを分離加速させる中性ビームエッチング装置 |
| JP2007042609A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Samsung Electronics Co Ltd | プラズマ加速装置及び該装置を備えるプラズマ処理システム |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP2473583A patent/JPS59151428A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59184529A (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | 反応性イオンビ−ムエツチング装置 |
| JPH01127668A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 | Nec Corp | 集束荷電ビーム装置 |
| JP2007027097A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Samsung Electronics Co Ltd | プラズマを分離加速させる中性ビームエッチング装置 |
| US7789992B2 (en) | 2005-07-13 | 2010-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Neutral beam etching device for separating and accelerating plasma |
| JP4563346B2 (ja) * | 2005-07-13 | 2010-10-13 | 三星電子株式会社 | プラズマを分離加速させる中性ビームエッチング装置 |
| JP2007042609A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Samsung Electronics Co Ltd | プラズマ加速装置及び該装置を備えるプラズマ処理システム |
| US7609002B2 (en) | 2005-07-29 | 2009-10-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Plasma accelerating apparatus and plasma processing system having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0310224B2 (ja) | 1991-02-13 |
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