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発明の名称 荷電粒子の遮断装置
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6−244141
公開日 平成6年(1994)9月2日
出願番号 特願平5−26455
出願日 平成5年(1993)2月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 横川 賢悦 / 湯之上 隆 / 水谷 巽
要約 目的
プラズマ3中から中性粒子のみを試料7に供給したい場合の荷電粒子遮断装置において、従来の装置構成で問題となっていた電極間の間隙からもれ込むプラズマ3を低減する。

構成
従来装置の構成でメッシュを保持する平板部分を少なくとも一回屈曲させ、電極間の間隙が屈曲する構成とした。
特許請求の範囲
【請求項1】気体のプラズマ状態から正および負の電荷を帯びた荷電粒子のみを遮断し、中性粒子を透過させる装置において、導電性メッシュの周辺を導電性平板で保持した構造の電極を少なくとも三枚用い、その内の1枚が接地電極、他の2枚が前記接地電極の電位に対し負電位の電極と正電位の電極であり、三枚以上の前記各電極間の大部分は空間的間隙により絶縁され、かつ、各電極は平行に配置されており、導電性メッシュを保持する前記導電性平板間の間隙が他方から見通せない構造である事を特徴とする荷電粒子の遮断装置。
【請求項2】請求項1に記載の前記導電性メッシュを保持する前記導電性平板間の間隙が他方から見通せない構造を実現する手段が、前記導電性平板間の間隙を少なくとも1回屈曲させた構造である荷電粒子の遮断装置。
【請求項3】請求項1または2において、メッシュ状電極を3枚用いその電極の配置が、プラズマに接する側から接地電極,負電位電極,正電位電極の順に配置されている荷電粒子遮断装置。
【請求項4】請求項1,2または3において、前記電極にさらにもう1枚の接地電極を付加し、その配置がプラズマに接する側から接地電極,負電位電極,正電位電極,接地電極の順に配置されている荷電粒子の遮断装置。
【請求項5】請求項1,2,3または4において、屈曲させる電極間の間隙がプラズマに接する側の接地電極と負電位電極の間隙である荷電粒子の遮断装置。
【請求項6】請求項1,2,3または4において、屈曲させる電極間の間隙が全電極間の間隙である荷電粒子の遮断装置。
【請求項7】請求項5または6において、屈曲させる電極間の間隙位置が導電性メッシュを保持する周辺の平板部分である荷電粒子遮断装置。
【請求項8】請求項4,5,6または7において、90度の角度で屈曲させた部分を2個所もうけた荷電粒子遮断装置。
【請求項9】請求項4,5,6または7において、90度より小さい角度で屈曲させた部分を2個所もうけた荷電粒子遮断装置。
【請求項10】請求項1,2,3,4,5,6,7,8または9において、プラズマに接する接地電極の導電性平板が、その他の電極群および被加工試料をプラズマから遮断するように覆っている荷電粒子の遮断装置。
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の加工装置にかかり、特に、プラズマを用いた半導体材料のエッチングやデポジションを行う装置において、被加工試料にプラズマ中の中性粒子のみを供給したい場合の荷電粒子の遮断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の装置では、メッシュ状の電極の周辺部を導電性材平板で保持した構造の電極を複数枚用い、各電極に適当な電位を印加する事で荷電粒子を遮断していた。しかし、従来装置では各電極間の間隙から荷電粒子が被加工試料位置までもれ込み、そのもれ込み量によって該遮断装置の必要とする性能を満足できない場合があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電極間の間隙からの荷電粒子のもれ込みを低減し、安定した荷電粒子の遮断を行う装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】荷電粒子を遮断するメッシュ状電極を保持する平板部を少なくとも1回屈曲させた構造とする。
【0005】
【作用】電極間の間隙の一部を屈曲させる事により、電極間の間隙を通過する荷電粒子の電極への衝突確率を増大させ、被加工試料位置までもれ込む荷電粒子の量を低減する。
【0006】
【実施例】図1に本発明の基本構成の説明図を示す。図1は装置の断面図をしている。図1の実施例で示した装置は、導電性メッシュ1とそれを保持する導電性平板部2で構成された電極を3組用い構成されている。また、各電極の導電性平板部は図1に示すように2個所で直角に屈曲している(図1中の8および9)。3組の電極の配置はプラズマ3に接する側から接地電極4,負電位電極5,正電位電極6の順に配置されている。接地電極4のメッシュを保持する導電性平板部は、他の電極群および試料7をプラズマから遮断するように覆っている構造となっている。荷電粒子を遮断する原理は、負電位電極5および正電位電極6にそれぞれプラズマ3中に存在する負電荷粒子および正電荷粒子の持つ運動エネルギでは通過できない電位を印加し、各電極(負電位電極では負電荷粒子、正電位電極では正電荷粒子)で荷電粒子を反射される。これにより荷電粒子は試料7の位置には到達できない。結局、メッシュ状電極の開口部を通過できるのは電気的に中性な粒子のみとなり、試料7に中性粒子のみを供給することができる。
【0007】本発明の特徴を説明するため、図2で従来の装置と問題点を説明する。図2に示した従来の装置も図1と同様に導電性メッシュ10と導電性メッシュを保持する導電性平板部11からなる電極群により構成されている。荷電粒子を遮断する原理は図1の本発明と同様である。しかし、図2の構成では電極間の間隙12および13をプラズマが通過し、試料位置まで荷電粒子がもれ込むという問題があった。電極間の間隙12および13を絶縁性の物質で完全に閉じてしまえばもれ込みはなくなるが、そのような構成では長時間動作させると絶縁性物質の表面に炭素等の物質が付着して電極間の絶縁が損われる問題がある。よって電極間の絶縁を空間的間隙で保持し、かつ、電極間の間隙を通過するプラズマを遮断する必要がある。
【0008】問題を解決する手段が図1に示した導電性平板部2の屈曲した部分(8および9)である。この屈曲は、導電性平板部2間の間隙を他方から見通せないように施す。プラズマが通過しようとする電極間の間隙を図1のように屈曲させておけば、間隙を通過する荷電粒子が導電性平板部2に衝突する確率が飛躍的に増大し、結果として電極間の間隙を通過できる荷電粒子の数は減少する。また、プラズマの形成手段としてマイクロ波を用いている場合、このマイクロ波が電極間の間隙にしみこみ2次的にプラズマを電極間の間隙または試料位置に発生させる事がある。このような場合でも電極間の間隙を図1に示すように屈曲させていれば、マイクロ波の伝搬が屈曲部で阻害されるため、漏洩したマイクロ波による2次的に発生するプラズマも低減できる。
【0009】図3は屈曲部の角度を90度より小さくした場合の実施例を示す。屈曲部を図3中の14,15に示す。図3の構成でも図1の構成と原理的に同様の効果がある。さらに利点として同一形状の電極で接地、負電位および正電位の各電極を構成できるので電極を製造する際のコストを低減でき、交換等にも有利となる。
【0010】図4に間隙の屈曲をプラズマに接する側の接地電極16とその次に配置される負電位電極17間の間隙のみに施した場合の実施例を示す。プラズマに接する接地電極とその次に配置される負電位電極間からもれ込むプラズマの量は他の電極間からもれ込むプラズマの量に比べかなりの割合で多いため、図4に示す様に接地電極と負電位電極間のみの間隙を屈曲させることである程度の効果をあげることができる。
【0011】図5は図1の構成にさらに接地電位の電極18を正電位電極19の後段に接地した場合である。接地電位の電極18を施すことにより、負電位電極20および正電位電極19は接地電極にはさまれることになり、各電極の面内での電位を均一化し、安定した荷電粒子の遮蔽を行うことが可能となる。また、この4番目の接地電極は図3,図4の装置でも適用でき、同様の効果がある。
【0012】
【発明の効果】本発明の導電性メッシュを保持する導電性平板を屈曲させることにより、電極間を空間的間隙で絶縁したまま電極間の間隙を通って漏洩するプラズマを低減することができる。




 

 


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