米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 加工装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−104211
公開日 平成6年(1994)4月15日
出願番号 特願平4−249877
出願日 平成4年(1992)9月18日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】薄田 利幸
発明者 横川 賢悦 / 湯之上 隆 / 水谷 巽
要約 目的
半導体装置材料の加工装置において、荷電粒子による半導体装置材料の損傷を低減し、かつ被加工試料面内の均一性の改善及び被加工試料の大口径化を可能とする。

構成
中性粒子線供給用プラズマ源11と反応性励起原子又は分子供給用プラズマ源12の両方を単一の円筒状放電管1で形成し、かつそれら両方が被加工試料8の前面に同一線上で配置するよう形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】被加工試料に励起状態の原子又は分子を供給する第1手段と、上記励起状態の原子又は分子と被加工試料との化学反応を促進するためのイオン又は中性粒子線を発生する第2手段とを有し、上記第1手段と第2生手段と上記被加工試料が同一線上に配置されて構成されたことを特徴とする加工装置。
【請求項2】請求項1記載の加工装置において、上記第1手段が目的とする化学種を含む気体をプラズマ状態にする手段である事を特徴とする加工装置。
【請求項3】請求項1記載の加工装置において、上記第2手段が気体をプラズマにし上記プラズマから電極により電界でイオン種を引き出すことによりイオン線を発生する構成であることを特徴とする加工装置。
【請求項4】請求項1記載の加工装置において、上記第2手段が気体をプラズマにし上記プラズマから電極により電界でイオン種を引き出すことでイオン線を形成し、上記イオン線が周囲の中性原子(あるいは分子)と電荷交換反応を引き起こす事で中性粒子線を発生させる構成であることを特徴とする加工装置。
【請求項5】請求項1記載の加工装置において、上記第1手段と上記第2手段と上記被加工試料の同一線上での配置の順番が第2手段、第1手段、被加工試料の順に配置されていることを特徴とする加工装置。
【請求項6】請求項1記載の加工装置において、上記第2手段が中性粒子線を発生する場合、上記被加工試料の上記第2手段側の前面に荷電粒子除去するための複数枚で構成されるメッシュ状の電極群が設置されたことを特徴とする加工装置。
【請求項7】請求項2、3又は4記載の加工装置において、上記気体をプラズマ状態にする手段が絶縁物で形成された円筒状の放電管内で電磁波と磁場の相乗作用により気体をプラズマ状にする構成であることを特徴とする加工装置。
【請求項8】請求項3又は4記載の加工装置において、上記第1手段が目的とする化学種を含む気体をプラズマ状態にする手段であり、上記第1手段及び第2手段のプラズマを単一の放電管中で形成する構成であることを特徴とする加工装置。
【請求項9】請求項8記載の加工装置において、放電管は内部で請求項3記載の電極によりイオン又は中性粒子線発生用プラズマ源と励起状態の原子又は分子形成用プラズマ源に分けられることを特徴とする加工装置。
【請求項10】請求項7、8又は9記載の加工装置において、上記放電管に電磁波を供給する手段が電磁波発生源より導波管によりおこなわれることを特徴とする加工装置。
【請求項11】請求項7、8又は9記載の加工装置において、上記円筒状の放電管はその開口部以外は全て請求項10記載の導波管で覆われており、単一の電磁波源および導波管で請求項2記載のプラズマ領域と請求項3、4記載のプラズマ領域両方に電磁波を供給することを特徴とする加工装置。
【請求項12】請求項7、8又は9記載の加工装置において、上記円筒状の放電管内部の磁場分布を調整する電磁石が上記釣り鐘状の放電管の周囲に配置されて構成されたことを特徴とする加工装置。
【請求項13】請求項2記載の加工装置において、上記プラズマ状態にする手段がコイル状の電極に高周波電界を付加して形成されたことを特徴とする加工装置。
【請求項14】請求項2記載の加工装置において、上記プラズマ状態にする手段が2枚の電極間に高周波電界を付加して形成する事を特徴とする加工装置。
【請求項15】請求項7、8又は9記載の加工装置において、上記円筒状の放電管の外側の一部が導体で被覆されたことを特徴とする加工装置。
【請求項16】請求項7記載の加工装置において、上記電磁波はその周波数が500メガヘルツから3ギガヘルツの間であることを特徴とする加工装置。
【請求項17】請求項7、8又は9記載の加工装置において、上記放電管が石英で構成されたことを特徴とする加工装置。
【請求項18】請求項7、8又は9記載の加工装置において、上記放電管がアルミの酸化物で構成されてたことを特徴とする加工装置。
【請求項19】請求項2記載のプラズマ源と請求項3、4記載のプラズマ源はそれぞれ独自の電磁波発生手段により形成される事を特徴とする加工装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置材料の加工装置にかかり、特に半導体装置材料のエッチングを目的とした加工装置に適用される。
【0002】
【従来の技術】半導体装置材料の中で特にシリコン酸化膜等の絶縁膜をエッチングする場合、被加工試料を反応性ガスのプラズマ中に設置し、被加工試料に高周波バイアスを印加することでプラズマ中からイオンを加速して被加工試料に入射させエッチングを行っていた。しかし、このエッチングでは大量の荷電粒子が入射し被加工材料である絶縁膜を劣化させるという問題がある。
【0003】上記問題を解決するため、高速の中性粒子と反応性の高い中性原子又は分子を被加工面上に供給し、反応性の高い原子又は分子と被加工試料表面との反応を高速の中性粒子で促進させてエッチングを行う手法がある(文献 ジェイ・ジェイ・エー・ピー・シリーズ 4 プロシーディング・オブ・1990年インターナショナル・マイクロプロセス・コンファレンス 166頁−168頁「JJAPSeries 4 Proc.of 1990 Intern.MicroProcess Connference pp.166−168)。ただしこの中性粒子を用いるエッチング手段では低損傷ではあるが中性粒子供給用のプラズマ源と反応性の高い原子又は分子を供給するプラズマ源を2つ別個に構成する必要があり、装置のコストが高く、2つのプラズマ源の被加工試料に対する配置から加工精度の均一性に問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記(従来の技術)で説明した問題点である損傷の問題と加工精度の均一性の問題を解決し、低損傷で、同時に大口径の被加工試料を均一に加工する加工装置を実現し、さらに、加工装置の構成を単純化し、装置コストの低減を実現することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の加工装置は、被加工試料に励起状態の原子又は分子を供給する第1手段と、上記励起状態の原子又は分子と被加工試料との化学反応を促進するためのイオン又は中性粒子線を発生する第2手段とを有し、上記第1手段と第2生手段と上記被加工試料を同一線上に配置した。
【0006】上記第1手段は反応性の高い原子又は分子を供給するプラズマ源で、上記第2手段は中性粒子又はイオン線を供給するプラズマ源で構成し、上記第1手段と第2生手段と上記被加工試料が同一線上に配置することは上記第1及び第2手段のプラズマを発生する主要面が被加工試料の加工面に対向する配置であることを意味する。
【0007】
【作用】中性粒子又はイオン線を供給するプラズマ源と反応性の高い原子又は分子を供給するプラズマ源を被加工試料に対し同一線上に配置することで、中性粒子又はイオン線と反応性の高い原子又は分子を両方共被加工試料面上方から供給することが可能となり均一性の高い加工が実現できる。さらに各プラズマ源を単一の放電管内で形成できる構造としたため、装置コストを低減することができ、同時に被加工試料の大口径化への対処も容易となる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明による加工装置の一実施例の構成を示すブロック図である。本実施例は、中性粒子線により被加工試料表面での化学反応を促進させエッチングをおこなう構成をとる。石英で形成された釣り鐘状すなはち一方が開口で他方が閉じられた円筒状の放電管1の中央部にイオン引出用のマルチアパ−チャ電極2が設置されている。放電管1の周囲には放電管1全体を同心状に包込む形で金属製の導波管3が設置されている。導波管3を電磁波発生源4よりの電磁波5が伝搬し放電管1に電磁波5が供給される。放電管1には原料ガス導入口6が設置され放電管1内に原料ガスが供給できる構造になっている。例えば被加工試料がSiO2であるときCHF3ガス及びArガスの混合体が供給される。
【0009】また、導波管3の外部周囲には電磁石7が設置されており、電磁石7による磁場と電磁波の相乗作用により放電管1内で原料ガスのプラズマが形成される。上記電磁波の有効な周波数は500MHzから3GHzの範囲である。放電管1の開口部下には被加工試料8が設置され、さらに被加工試料8の放電管1側に面する面にはプラズマ中からの荷電粒子を除去するための電荷除去電極9が設置されている。放電管1内部及び被加工試料8の設置されている被加工試料室10は排気機構により真空排気されている。
【0010】図1に示した加工装置の動作について説明する。放電管1には放電管上部より電磁波5が供給される。電磁波5は放電管1の上部から放電管1内部に侵入しイオン線引出用プラズマ11を形成するものと放電管1の外側側面と導波管3の間を伝搬し放電管1の開口部付近の側面から放電管内に侵入し反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12を形成するものとに別れる。放電管1の外側側面の一部には反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12への電磁波の供給を容易とするため導体で形成されたシ−ルド13が設置されている。イオン線引出用プラズマ11にマルチアパ−チャ電極2により電界が印加されるとイオン線引出用プラズマ11からイオン線が引き出される。
【0011】引き出されたイオン線は反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12領域を通過する途中で中性の原子又は分子と電荷交換反応を起こし中性粒子線となり被加工試料8に照射される。イオン線の中で中性粒子線になれなかったものは電荷除去電極9で遮断され被加工試料8には到達できない。反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12領域で形成された中性の励起原子又は分子も被加工試料8に供給され、励起原子又は分子と被加工試料8との化学反応を先に述べた中性粒子線が促進しエッチングが行われる。反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12領域で形成されるイオンや電子は電荷除去電極9により遮断され被加工試料8には到達しない。
【0012】以上より被加工試料8には中性の粒子しか入射することがないので絶縁膜の加工等で特に低損傷の加工が実現できる。また中性粒子線と反応性励起原子又は分子の供給源がどちらも被加工試料の前面に対抗する位置にあるため、被加工試料8への各粒子の供給は均一に行われ被加工試料面上での加工も均一となる。
【0013】電磁石7に流す電流及び電磁波調整用アッテネタ−14をコントロ−ルすることでイオン線引出用プラズマ11と反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12の状態をそれぞれ調整することが可能である。
【0014】図2は本発明による加工装置の第2の実施例の構成を示すブロック図である。図2において図1の実施例と同一部分については同一番号を付してその説明を省く。本実施例は、イオン線引出用プラズマ11と反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12の形成をそれぞれ独自の電磁波源15及び電磁波源16で行った装置構成である。図1の構成に比べ電磁波源を2つにするため、装置コストは不利であるが、イオン線引出用プラズマ11と反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12の状態をそれぞれ独自に調整したい場合、図1の構成より調整範囲が広がるという利点がある。
【0015】図3は本発明による加工装置の第3の実施例の構成を示すブロック図である。図3において図1の実施例と同一部分については同一番号を付してその説明を省く。本実施例は、イオン線引出用プラズマ11を電磁波と磁場の相乗作用で形成し、図1における反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12を高周波電源17の高周波を高周波コイル18に印加し、その高周波電界で形成したものである。
【0016】図4は、本発明による加工装置の第4の実施例の構成を示すブロック図である。図4において図1の実施例と同一部分については同一番号を付してその説明を省く。本実施例は、図3の実施例と構成が類似しているが、反応性励起原子又は分子形成用プラズマ12を2枚の電極19間に印加した高周波電源20で高周波電界を付加し形成する装置構成である。
【0017】
【発明の効果】本発明により被加工試料に供給する中性粒子線と反応性励起原子又は分子の両方を被加工試料の前面から供給できるため、均一性の高い加工が可能となり、また単一の放電管で中性粒子線供給用プラズマと反応性励起原子又は分子供給用プラズマを形成するため装置コストが低減でき、さらに被加工試料の大口径化への対処も容易となる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013