JPS62130286A - Method and apparatus for dry etching - Google Patents
Method and apparatus for dry etchingInfo
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- JPS62130286A JPS62130286A JP26753985A JP26753985A JPS62130286A JP S62130286 A JPS62130286 A JP S62130286A JP 26753985 A JP26753985 A JP 26753985A JP 26753985 A JP26753985 A JP 26753985A JP S62130286 A JPS62130286 A JP S62130286A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野)
この発明は絶縁体、磁性体、半導体、金属、高分子等あ
らゆる固体物質(以下、単に「試料」という)をエツチ
ングする乾式ニー2チング方法および装置に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Fields> The present invention is a dry kneeching method for etching all solid materials (hereinafter simply referred to as "sample") such as insulators, magnetic materials, semiconductors, metals, and polymers. and regarding equipment.
〈従来の技術〉
従来のこの種のエツチング方法として、荷電粒子線、た
とえばイオンビームで試料面をエツチングする方法が知
られている。このイオンビームエツチング方法に用いる
装置はカウフマン型イオン発生源を用いたエツチング装
置であって、ジャーナル・オプ・エレクトロケミカフ1
番ソサイテ4 (Journal of Electr
ochemical)第129巻、5号、第585〜5
81頁(1982年)に所載の、チー。<Prior Art> As a conventional etching method of this type, a method is known in which a sample surface is etched with a charged particle beam, such as an ion beam. The apparatus used in this ion beam etching method is an etching apparatus using a Kaufmann type ion source, and is an etching apparatus using the Journal Op Electrochem Cuff 1.
Journal of Electr
chemical) Volume 129, No. 5, No. 585-5
Chi, published on page 81 (1982).
エム、マイヤー (T、M、 Mayer)およびアー
ル。M, Mayer (T, M, Mayer) and R.
エイ、バンカー(R,A、 Banker)共同執筆の
論文rリアクティブ イオンビーム ウィズCF4:チ
ャラクテリゼーション オブ ア カウフマンイオン
ソース アンド ディテールス オブ5i02エチング
(Reactive Ion Beam with C
Fa:Characterization of a
Kaufman Ion 5ource andDet
ails of 5i02 EtchingJに示され
一例として示すと、第6図に示すように、熱電子放出カ
ソード1、アノード2、カソード3、引き出し電極4、
電磁石5、ガス導入口6、試料ステージ7および真空容
器8から構成される。真空容器8は真空排気ポンプによ
り真空雰囲気に維持され、試料面をエツチングするもの
であった。A paper co-authored by R.A. Banker: Reactive Ion Beam with CF4: Characterization of a Kaufmann Ion
Source and Details of 5i02 Etching (Reactive Ion Beam with C
Fa:Characterization of a
Kaufman Ion 5source and Det
As shown in Ails of 5i02 EtchingJ and shown as an example, as shown in FIG.
It is composed of an electromagnet 5, a gas inlet 6, a sample stage 7, and a vacuum container 8. The vacuum container 8 was maintained in a vacuum atmosphere by a vacuum evacuation pump, and the sample surface was etched.
上記装置のうち、熱電子放出カソード1、アノード2、
カソード3、引き出し電極4、電磁石5は一般に総括し
て、イオン源と称されている。Among the above devices, a thermionic emission cathode 1, an anode 2,
The cathode 3, extraction electrode 4, and electromagnet 5 are generally collectively referred to as an ion source.
本装置を作動するにはまず真空排気ポンプにより、真空
容器内をlO〜10 Torrの真空雰囲気にして残
留ガス成分を除去した後、ガス導入口6より所望のガス
、たとえば CF4.ガスを真空容器内へ導入し10
〜10 Torrのガス雰囲気にする。この状態にお
いて、熱電子放出カソード1およびカソード3とアノー
ド2間に直流電圧を印加してグロー放電を生起させる。To operate this device, first, the inside of the vacuum container is made into a vacuum atmosphere of 10 to 10 Torr using a vacuum evacuation pump to remove residual gas components, and then a desired gas, such as CF4. Introducing gas into the vacuum container 10
Create a gas atmosphere of ~10 Torr. In this state, a direct current voltage is applied between the thermionic emission cathode 1 and cathode 3 and anode 2 to generate glow discharge.
この時、熱電子放出カソードlはフィラメントにより熱
電子を放出し、放電をおこしやすくなっている。また、
電磁石5は電磁界によってイオン源中に存在する電子を
回転させる放電をより効果的に行なって、放電電流を大
にするはたらきをする。At this time, the thermionic emission cathode 1 emits thermionic electrons through the filament, making it easy to cause discharge. Also,
The electromagnet 5 functions to more effectively perform a discharge that rotates electrons present in the ion source using an electromagnetic field, thereby increasing the discharge current.
熱電子放出カソードlおよびカソード3と7ノ一ド2間
に生じたグロー放電により、イオン源内のガス分子はイ
オンと電子に分離する。そして、イオンは引き出し電極
4によりイオンビームとして引き出し、試料ステージ7
上の試料をエツチングするようにしたものである。Gas molecules within the ion source are separated into ions and electrons by the glow discharge generated between the thermionic emission cathode 1 and the cathode 3 and the 7 node 2. Then, the ions are extracted as an ion beam by the extraction electrode 4, and the sample stage 7
This is an etching version of the sample above.
〈発明が解決しようとする問題点)
しかし、上述のエツチング装置によって荷電粒子線によ
って試料をエツチングする方法は以下のような問題があ
る。<Problems to be Solved by the Invention> However, the method of etching a sample with a charged particle beam using the above-mentioned etching apparatus has the following problems.
が試料表面のイオンビームに起因するチャージアップの
ため困難である。is difficult due to charge-up caused by the ion beam on the sample surface.
また、このチャージアップは電子線照射によって、解消
することができるが、完全に試料の表面電位を零に維持
してエツチングすることは難かしい。このことは特に超
LSIなどの微細パターンエツチング精度に悪影響を与
えておった。Further, although this charge-up can be eliminated by electron beam irradiation, it is difficult to perform etching while completely maintaining the surface potential of the sample at zero. This particularly had a negative effect on the precision of fine pattern etching for VLSIs and the like.
この発明は、従来のイオンビームなと荷電粒子線による
乾式エツチング方法のこのような欠点を除去し、絶縁体
、磁性体、半導体、金属、高分子等あらゆる試料を精度
よくエツチングできる乾式エツチング方法を提供しよう
とするものである。This invention eliminates these drawbacks of conventional dry etching methods using ion beams and charged particle beams, and provides a dry etching method that can accurately etch all kinds of samples such as insulators, magnetic materials, semiconductors, metals, and polymers. This is what we are trying to provide.
また、この発明はこのような乾式エツチング方法を実施
するための乾式エツチング装置を提供しようとするもの
である。Another object of the present invention is to provide a dry etching apparatus for carrying out such a dry etching method.
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者等は、上述の目的を達成するため、従来の荷電
粒子線により試料をエツチングする代りに、非電荷性の
高速原子線を照射することによっを完成することができ
た。この発明の乾式エツチング方法は、真空雰囲気中で
高速原子線によって試料をスパッタし、エツチングする
ことを特徴とするものである。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors etched the sample with a non-charged high-speed atomic beam instead of etching the sample with a conventional charged particle beam. was able to complete. The dry etching method of the present invention is characterized in that a sample is sputtered and etched using a high-speed atomic beam in a vacuum atmosphere.
すなわち、アノードの両側にアノードに対し一定の間隔
を置き、かつアノードを囲むように形成したカソードケ
ースと、カソードケースの一側に形成した粒子線引き出
し口と、粒子線引き出し口に接続した中性化手段と、中
性化手段の先端に伸延するように設けた荷電粒子偏向手
段とを真空容器内に設けた装置を準備するプロセスと;
当該真空容器内に試料を配置するプロセスと;真空容器
内を真空排気するプロセスと;次いでカソードケース内
に不活性ガスおよび/又は活性ガスを導入するプロセス
と;前記アノードをカソード電位よりも高くするプロセ
スと;荷電粒子偏向手段により荷電粒子を偏向するプロ
セスを経て、中性化手段から放出された高速原子線によ
り試料をスパッタし、エツチングすることを特徴とする
ものである。In other words, there is a cathode case formed on both sides of the anode at a certain distance from the anode and surrounding the anode, a particle beam outlet formed on one side of the cathode case, and a neutral case connected to the particle beam outlet. a process for preparing an apparatus in which a charged particle deflection means is disposed in a vacuum vessel and includes a neutralization means and a charged particle deflection means extending from a tip of the neutralization means;
a process of placing a sample in the vacuum container; a process of evacuating the vacuum container; a process of then introducing an inert gas and/or an active gas into the cathode case; and raising the anode potential higher than the cathode potential. Process: After a process of deflecting charged particles by a charged particle deflection means, the sample is sputtered and etched using a high-speed atomic beam emitted from a neutralization means.
また、この乾式エツチング方法では、高速原子線で試料
をスパッタ中、試料を高速原子線の方向に対し回転およ
び/又は横方向往復直進運動させてもよい。Further, in this dry etching method, while the sample is being sputtered with the high-speed atomic beam, the sample may be rotated and/or moved laterally and reciprocated in a rectilinear motion relative to the direction of the high-speed atomic beam.
また、この発明の乾式エツチング装置はアノードの両側
にアノードに対し一定の間隔を置き、かつアノードを囲
むように形成したカソードケースと、カソードケースの
一側に形成した粒子線引き出し口と、粒子線引き出し口
に接続した中性化手段と、中性化手段の先端に伸延する
ように設けた荷電偏向手段と、中性化手段の下方に設け
た試料ステージとを真空容器内に収めたことを特徴とす
るものである。In addition, the dry etching apparatus of the present invention has a cathode case formed on both sides of the anode at a constant distance from the anode and surrounding the anode, a particle beam extraction port formed on one side of the cathode case, and a particle beam extraction port formed on one side of the cathode case. The neutralization means connected to the outlet, the charge deflection means provided extending from the tip of the neutralization means, and the sample stage provided below the neutralization means are housed in a vacuum container. This is a characteristic feature.
また、この乾式エツチング装置の試料ステージに、中性
化手段から放出される高速原子線に対し回転および/又
は横方向往復直進運動手段を設けた構成にしてもよい。Further, the sample stage of this dry etching apparatus may be provided with means for rotating and/or transversely reciprocating and rectilinearly moving the high-speed atomic beam emitted from the neutralization means.
〈作 用〉
この発明のエツチング方法および装置は、以上のように
、
■ 試料を高速原子線でスパッタする構成となっている
ので、試料がたとえ絶縁性物質であっても、試料のエツ
チングが、たとえばイオンビームに起因するチャージア
ップのため困難になることはない。<Function> As described above, the etching method and apparatus of the present invention are configured to sputter the sample with a high-speed atomic beam, so that even if the sample is an insulating material, the etching of the sample is easy. For example, there is no difficulty due to charge-up caused by the ion beam.
@ さらに、中性化手段の後方に設けた荷電粒子偏向手
段を通して試料に原子線を入射させるので、放射される
ビーム中に含まれる荷電粒子線をい取り除き、純化され
た高速原子線のみを試料に照射できる。@ Furthermore, since the atomic beam is made to enter the sample through the charged particle deflection means provided behind the neutralization means, the charged particle beam contained in the emitted beam is removed, and only the purified high-speed atomic beam is delivered to the sample. can be irradiated.
Oまた、試料を、高速原子線でスパッタ中、高速原子線
の入射方向に対し回転および/又は横方向往復直進運動
させるので、試料面のエツチングを均一に行うことがで
きる。Furthermore, during sputtering with a high-speed atomic beam, the sample is rotated and/or moved in a lateral reciprocating motion with respect to the direction of incidence of the high-speed atomic beam, so that the surface of the sample can be etched uniformly.
〈実施例〉
次に、この発明の実施例にかがる 乾式エツチング装
置に基づいて、乾式エツチング方法の内容を具体的に説
明する。<Example> Next, the contents of a dry etching method will be specifically explained based on a dry etching apparatus according to an example of the present invention.
第1図は実施例の乾式エツチング装置の概略構[#M8
−モ1 市穴小十群・h−hリービμm 咋0゜両端
面がカソード9に構成され、かっこの方ソード9が接地
されている。カソードケース8にはこの他にガス導入口
6が設けられ、カソードケース8の中空内部には丸棒状
のアノード1o、1oが設けられ、カソードケース8外
の電源11に接続している。一方、カソード9の一方の
側には粒子線引き出し口12が、また粒子線引き出し口
12にはグリッドカソード9aが配置されており、粒子
線引き出し口部にはカソードケース8の外方に向ってた
とえば中空の筒状体が中性化手段13として連結され、
中性化手段13の下方には荷電粒子偏向手段14が設け
られ、さらにこれらの下方には同じ真空容器18内に試
料ステージ15が、入射高速原子線に対し回転および/
又は横方向往復直進運動可能に設けられている。Figure 1 shows the schematic structure of the dry etching apparatus according to the embodiment [#M8
-Mo1 Ichiana Kojugun hh-h Levy μm 0°Both end faces are configured as cathodes 9, and the sword 9 on the side of the parentheses is grounded. In addition, the cathode case 8 is provided with a gas inlet 6, and the hollow interior of the cathode case 8 is provided with round rod-shaped anodes 1o, 1o, which are connected to a power source 11 outside the cathode case 8. On the other hand, a particle beam extraction port 12 is arranged on one side of the cathode 9, and a grid cathode 9a is arranged in the particle beam extraction port 12. For example, a hollow cylindrical body is connected as the neutralization means 13,
Charged particle deflection means 14 is provided below the neutralization means 13, and further below these, a sample stage 15 is placed in the same vacuum vessel 18 and rotates and/or rotates with respect to the incident high-speed atomic beam.
Alternatively, it is provided so as to be capable of reciprocating and rectilinear movement in the lateral direction.
試料は、通常試料ステージ15上に設置される。A sample is normally placed on a sample stage 15.
本装置は、次の様にして使用する。先ず、真空容器18
に連結した油拡散ポンプ20、油回転ポンプ22を作動
し、真空容器18内を10’ 〜10−’ Torrの
真四雲叩償Ll 膀坦イフ九−出爪七/半1 &+
−ガス導入口6からカソードケース8内に不活性ガス又
は活性ガスを導入して、10−1−1O−2Torr程
度の真空度とした後、カソード9に対してアノード10
を数100vから数kVの高電位に維持する。すると、
アノード10.カソード9間でグロー放電が生起する。This device is used as follows. First, the vacuum container 18
Activate the oil diffusion pump 20 and oil rotary pump 22 connected to the vacuum container 18 to 10' to 10-' Torr.
- After introducing an inert gas or an active gas into the cathode case 8 from the gas inlet 6 to create a degree of vacuum of about 10-1-1 O-2 Torr, the anode 10 is connected to the cathode 9.
is maintained at a high potential of several hundred volts to several kilovolts. Then,
Anode 10. A glow discharge occurs between the cathodes 9.
この時カソード9から放出された電子がアノード10へ
向けて加速され、2本のアノード10、10の中間を通
り越して反対側のカソード9に達して速度を失い、通り
すぎたアノード1θ側へ再び加速されてと述した往復動
を繰り返す、この電子の振動はいわゆるバルクハウゼン
ークルッの振動と名づけられる高周波振動がアノードl
Oを中心としてカソード9.9間で行われることとなり
、このように振動する電子がカソードケース内のガス分
子と衝突して効果的にプラズマが形成されることとなる
。形成されるプラズマ中のΦイオンはカソード8,9に
引き付けられて加速し1粒子線引き出し口12を通って
円筒状の中性化手段13に入射する。中性化手段13に
入射したイオン線は中性化手段13内の側壁に衝突する
と、側壁からイオン衝撃により生じた二次電子と結合し
て中和され、高速原子線となる。また、イオン線が中性
化手段13に衝突する際に電荷交換を行ない、高速原子
線となることもある。更にバルクハウゼンークルッの振
動を行っている電子が速度零となるカソード9付近で、
イオンと結合してこれを中和し、高速原子を作ることと
なる。このようなメカニズムによって、イオン線が高速
原子線となって中性化手段13から真空中へ放射される
。At this time, the electrons emitted from the cathode 9 are accelerated toward the anode 10, pass through the middle of the two anodes 10, reach the cathode 9 on the opposite side, lose speed, and return to the anode 1θ side that they passed through. This vibration of electrons, which repeats the above-mentioned reciprocating motion as they are accelerated, is a high-frequency vibration called the Barkhausen-Krull vibration.
This occurs between the cathodes 9 and 9 with O as the center, and the oscillating electrons collide with gas molecules in the cathode case, effectively forming plasma. The Φ ions in the formed plasma are attracted to the cathodes 8 and 9, accelerated, and enter the cylindrical neutralization means 13 through the single-particle beam extraction port 12. When the ion beam incident on the neutralization means 13 collides with the side wall in the neutralization means 13, it combines with secondary electrons generated by the ion bombardment from the side wall, is neutralized, and becomes a high-speed atomic beam. Further, when the ion beam collides with the neutralization means 13, charges may be exchanged and the ion beam may become a high-speed atomic beam. Furthermore, near the cathode 9, where the electrons performing Barkhausen-Krull oscillations have a velocity of zero,
It combines with ions and neutralizes them, creating high-speed atoms. By such a mechanism, the ion beam becomes a high-speed atomic beam and is emitted from the neutralization means 13 into a vacuum.
なお、中性化手段13の材質としては、二次電子放射比
が高く、かつスパッタ率が小さなものが望ましい。二次
電子放射比が高ければ、イオンと再結合して高速原子と
する確率が大きくなり、中性化手段構成原子による汚染
を防ぐことができるからである。本実施例では、二次電
子放射比が0.5程度と高く、かつスパッタ率が0.1
程度と低い焼結グラファイトにより中性化手段13を構
成した。The material for the neutralization means 13 is preferably one that has a high secondary electron emission ratio and a low sputtering rate. This is because if the secondary electron emission ratio is high, the probability of recombining with ions to form high-speed atoms increases, and it is possible to prevent contamination by atoms constituting the neutralization means. In this example, the secondary electron emission ratio is as high as about 0.5, and the sputtering rate is 0.1.
The neutralization means 13 was made of sintered graphite with a low degree of carbonation.
また、本実施例では、アノード10として2木の棒状の
ものを使用したが、バルクハウゼンークルッの振動をす
る原子やカソード9,9に向って加速するイオンの障害
とならなければ、リング状その他の形状のものを使用す
ることができる。更に、本実施例では粒子線引き出し口
12及び中性化手段13はカソード9のみに設けた例に
ついて示したが、これに限らず双方のカソード9,9に
設けてもよい。Further, in this embodiment, two wooden rod-shaped anodes were used as the anode 10, but if it does not interfere with atoms making Barkhausen-Krug vibrations or ions accelerating toward the cathodes 9, Other shapes can be used. Further, in this embodiment, the particle beam extraction port 12 and the neutralization means 13 are provided only in the cathode 9, but the present invention is not limited to this, and they may be provided in both cathodes 9, 9.
次に、上記実施例の高速原子線源装置について実測した
中性化率について説明する。ただし中性化率とは高速原
子線源装置に不活性ガスであるArカスを導入した場合
に線源から引き出されるイオン線、高速原子線からなる
粒子線中における高速原子線の割合をいう。Next, the neutralization rate actually measured for the high speed atomic beam source device of the above example will be explained. However, the neutralization rate refers to the proportion of high-speed atomic beams in a particle beam consisting of ion beams and high-speed atomic beams extracted from the source when Ar gas, which is an inert gas, is introduced into the high-speed atomic beam source device.
中性化率の実測には第2図に示す装置を使用した。この
装置は中性化手段13の出口側においては二枚のスリン
)23.24が平行に設置されると共にこれらスリン)
23,24の間における上方および下方に平行平板型の
偏向電極25.26を配置してなるものであり、偏向電
極25.26に印加される電圧Vdを変化させて、コレ
クタ27に流れる電流iを測定″r1.’@ス上らにか
うでいスーここで話孕暢中しこ電子が含まれていないと
仮定すれば中性化率Rnolよ次式(1)で表わされる
。The device shown in Figure 2 was used to measure the carbonation rate. In this device, two sulins (23 and 24) are installed in parallel on the outlet side of the neutralization means 13, and these sulins (23 and 24) are installed in parallel.
Parallel plate type deflection electrodes 25 and 26 are arranged above and below between 23 and 24, and by changing the voltage Vd applied to the deflection electrodes 25 and 26, the current i flowing to the collector 27 is controlled. If we assume that no electrons are included, then the neutralization rate Rnol can be expressed by the following equation (1).
ただし、Noはコレクタに流入する高エネルギ粒子のイ
オン電流換算値、
Nやハコレクタに流入するイオンビーム電流値、
δは二次電子放射比、
ioは偏向電圧Vd=Oの時のコレクタ電流、
idは偏向電圧を印加した時にコレクタ電流の飽和値で
ある。However, No is the converted ion current value of high-energy particles flowing into the collector, N is the ion beam current value flowing into the collector, δ is the secondary electron emission ratio, io is the collector current when the deflection voltage Vd=O, id is the saturation value of the collector current when the deflection voltage is applied.
第3図に、偏向電圧Vdを変化させた場合におけるコレ
クタ電流iの変化を示す。この実験結果を式(1)に代
入すると、中性化率Rno=80%である。 (δ=
0.1)すなわち、中性化手段13がら放出されるビー
ムのうち80%は非電荷性のA「高速原子であり、残り
20%がAr”イオン線である。FIG. 3 shows the change in collector current i when the deflection voltage Vd is changed. When this experimental result is substituted into equation (1), the carbonation rate Rno=80%. (δ=
0.1) That is, 80% of the beam emitted from the neutralization means 13 is non-charged A "fast atoms" and the remaining 20% is Ar" ion beam.
実施例の乾式エツチング装置(第1図)に示されるよう
に中性化手段13の直後に偏向電極!4を設置して、第
3図のグラフから求めたような全ビーム中の20%のA
rイオン線17を偏向電場により、偏向させて、試料に
照射されないようにしている。即ち、試料15にはAr
高遼遠原子線1Bみが照射される。As shown in the dry etching apparatus of the embodiment (FIG. 1), a deflection electrode is placed immediately after the neutralization means 13! 4, and 20% of A in the total beam as determined from the graph in Figure 3.
The r-ion beam 17 is deflected by a deflection electric field so that it does not irradiate the sample. That is, sample 15 contains Ar
Only 1B of high and distant atomic beams are irradiated.
乾式エツチング装置がこのような構造になっているので
、試料ステージ15上の試料は主として非電荷性の高速
原子により乾式エツチングされる。Since the dry etching apparatus has such a structure, the sample on the sample stage 15 is dry etched mainly by non-charged high speed atoms.
それ故試料が、絶縁性物質・磁性物質などで構成されて
いてもそれに関わらず、つまり試料表面電位に妨げられ
ることなく一定のエネルギーで試料表面を衝撃し、エツ
チングすることができる。Therefore, regardless of whether the sample is composed of an insulating material or a magnetic material, the surface of the sample can be etched by impacting it with constant energy without being hindered by the sample surface potential.
第4図にCF4と02混合ガスを第1図の装置に導入し
てSi基板の反応性高速エツチングを行なったー実験例
を示す、Si基板は、SiO□溶融石英上に設置し浮遊
電位としている。本発明によるエツチング装置により、
非電荷性粒子のみによるエツチングが実現されているこ
とを示す。またガス流量比CF4/CF4+ 02=
0.85で最大のエツチング速度が可能となる。Figure 4 shows an experimental example in which a mixed gas of CF4 and 02 was introduced into the apparatus shown in Figure 1 to perform reactive high-speed etching of a Si substrate. There is. With the etching apparatus according to the present invention,
This shows that etching is achieved using only non-charged particles. Also, gas flow rate ratio CF4/CF4+ 02=
0.85 allows maximum etching speed.
次に1本実施例の乾式エツチング装置を使用して、5i
02基板に微細パターンマスクを使用して5i02微細
パターンを形成した例について説明する。Next, using the dry etching apparatus of this embodiment, 5i etching was performed.
An example in which a 5i02 fine pattern is formed on a 02 substrate using a fine pattern mask will be described.
この5i02基板のパターン形成に使用した微細パター
ンマスクは、 5in2溶融石英基板の表面に厚さ50
0 人のCr薄膜パターンを形成した第5図 (a)に
示す構造のパターンマスクである。The fine pattern mask used to form the pattern on this 5i02 substrate had a thickness of 50 mm on the surface of the 5in2 fused silica substrate.
This is a pattern mask having the structure shown in FIG. 5(a) in which a Cr thin film pattern is formed.
そして、上記Cr薄膜パターンを形成した5i02溶融
石英基板に対し、 (CF、+02)混合ガスを用いて
、10 Torrの真空中で、約100人/sinの
エツチング速度で高速原子線を照射し、第5図(a)に
示す微細パターンを形成することができた。ただし、第
5(b)は走査電子S微鏡写真であり、この写真から判
断すると、精度のよい垂直形状の微細パターンが得られ
ることがわかった。なお、写真のギザギザは、Crマス
クのものであり、これがそのまた転写されている点から
も、実施例の乾式ニー、チング方法が極めて精度よく行
われることが判る。Then, the 5i02 fused silica substrate on which the Cr thin film pattern was formed was irradiated with a high-speed atomic beam using a (CF, +02) mixed gas in a vacuum of 10 Torr at an etching rate of about 100 people/sin. A fine pattern shown in FIG. 5(a) could be formed. However, No. 5(b) is a scanning electron S microphotograph, and judging from this photograph, it was found that a fine vertical pattern with good accuracy could be obtained. Note that the jagged edges in the photograph are due to the Cr mask, and the fact that these are also transferred shows that the dry knee and chinking method of the example is carried out with extremely high accuracy.
〈発明の効果)
以上の説明から明らかなように1本発明によると、試料
が絶縁体、磁性体の場合や、故意に電位を与えた場合で
も、それに影響されることなくエツチングが進行する。<Effects of the Invention> As is clear from the above description, according to the present invention, etching proceeds without being affected even when the sample is an insulator or a magnetic material, or even when a potential is intentionally applied.
また荷電性偏向手段など非電荷性粒子を用いているので
直進性が非常に良いので、これを超LSIなどの微細パ
ターン形成に用いれば、精度の良い垂直なパターンが形
成される利点がある。In addition, since non-charged particles such as charged deflection means are used, the straightness is very good, so if this is used for forming fine patterns for VLSI etc., it has the advantage of forming highly accurate vertical patterns.
応用分野としては、超LSIなどの半導体素子製造、f
ji性体素体素子製造多くの分野に適用できる利点があ
る。Application fields include semiconductor device manufacturing such as ultra-LSI, f
The manufacturing of ji-based elements has the advantage of being applicable to many fields.
【図面の簡単な説明】
原子線発生源内の中性化率測定装置の概略構成図、第3
図は第2図の中性化率測定装置における偏向電圧対コレ
クタ電流の関係を示す特性図。
ガスの流量比対試料(Si02又はSi)のエツチング
速度の関係を示す特性図、第5図(a)は、b−シ九石
英溶融基板上のパターン形成するために使用したパター
ンマスクの形状を示す断面図、第5図(b)はパターン
形成エツチング後の基板表面の状態を示す走査電子顕微
鏡写真図、第6図は従来の乾式エツチング装置の概略構
成図である。
図面中、 6 ・・・ガス導入口、
8 ・・・カソードケース、
9 ・・・カソード、
9a ・・・グリッドカソード、
10 ・・・アノード、
11 ・・・外部電源、
12 ・・・粒子線引き出し口、
13 ・・・中性化手段、
14 ・・・荷電性粒子偏向手段、
15 ・・・試料ステージ、
18 ・・・真空容器。
第2図
第3図
偏向電圧(kV)
第4図
流3i 比(CF4/CF4+02 )第5図
排出
7面の浄書(内容に変更なし)
第5図
(b)
手続補正書
昭和61年3月26日[Brief explanation of the drawings] Schematic configuration diagram of the neutralization rate measuring device in the atomic beam source, Part 3
The figure is a characteristic diagram showing the relationship between deflection voltage and collector current in the carbonation rate measuring device of FIG. 2. A characteristic diagram showing the relationship between the gas flow rate ratio and the etching rate of the sample (Si02 or Si), FIG. 5(b) is a scanning electron microscope photograph showing the state of the substrate surface after pattern formation and etching, and FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional dry etching apparatus. In the drawings, 6... gas inlet, 8... cathode case, 9... cathode, 9a... grid cathode, 10... anode, 11... external power supply, 12... particle beam Outlet port, 13...Neutralization means, 14...Charged particle deflection means, 15...Sample stage, 18...Vacuum container. Fig. 2 Fig. 3 Deflection voltage (kV) Fig. 4 Flow 3i ratio (CF4/CF4+02) Fig. 5 Engraving of discharge page 7 (no change in content) Fig. 5 (b) Procedural amendment March 1986 26th
Claims (5)
き、かつアノードを囲むように形成したカソードケース
と、カソードケースの一側に形成した粒子線引き出し口
と、粒子線引き出し口に接続した中性化手段と、中性化
手段の先端に伸延するように設けた荷電粒子偏向手段と
を真空容器内に設けた装置を準備するプロセスと;当該
真空容器内に試料を配置するプロセスと;真空容器内を
真空排気するプロセスと;次いでカソードケース内に不
活性ガスおよび/又は活性ガスを導入するプロセスと;
前記アノードをカソード電位よりも高くするプロセスと
;荷電粒子偏向手段により荷電粒子を偏向するプロセス
を経て、中性化手段から放出された高速原子線により試
料をスパッタし、エッチングすることを特徴とする乾式
エッチング方法。(1) A cathode case formed on both sides of the anode at a constant distance from the anode and surrounding the anode, a particle beam extraction port formed on one side of the cathode case, and an interior connected to the particle beam extraction port. a process of preparing an apparatus in which a neutralization means and a charged particle deflection means provided extending from the tip of the neutralization means are provided in a vacuum container; a process of placing a sample in the vacuum container; a process of evacuating the inside of the container; a process of then introducing an inert gas and/or an active gas into the cathode case;
The method is characterized in that the sample is etched by sputtering with a high-speed atomic beam emitted from a neutralization means after a process of making the anode higher than a cathode potential; and a process of deflecting charged particles by a charged particle deflection means. Dry etching method.
チング側を、パターンマスクを通して高速原子線でスパ
ッタし、パターンマスクのパターンと同一のパターンを
試料面に転写することを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項記載の乾式エッチング方法。(2) In the dry etching method, the etched side of the sample is sputtered with a high-speed atomic beam through a pattern mask, and the same pattern as the pattern of the pattern mask is transferred onto the sample surface. (
The dry etching method described in section 1).
試料をスパッタ中、試料を高速原子線の入射方向に対し
回転および/又は横方向往復直進運動させることを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項記載の乾式エッチング
方法。(3) In the dry etching method, while sputtering the sample with the high-speed atomic beam, the sample is rotated and/or laterally reciprocated and rectilinearly moved with respect to the incident direction of the high-speed atomic beam. Dry etching method described in ).
き、かつアノードを囲むように形成したカソードケース
と、カソードケースの一側に形成した粒子線引き出し口
と、粒子線引き出し口に接続した中性化手段と、中性化
手段の先端に伸延するように設けた荷電粒子偏向手段と
、中性化手段の下方に設けた試料ステージとを真空容器
内に収めたことを特徴とする乾式エッチング装置。(4) A cathode case formed on both sides of the anode at a constant distance from the anode and surrounding the anode, a particle beam extraction port formed on one side of the cathode case, and a medium connected to the particle beam extraction port. Dry etching characterized in that a neutralizing means, a charged particle deflection means provided extending from the tip of the neutralizing means, and a sample stage provided below the neutralizing means are housed in a vacuum container. Device.
試料ステージに回転および/又は往復直進運動駆動手段
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第(4)項記
載のエッチング装置。(5) The dry etching apparatus according to claim (4), wherein the sample stage within the vacuum container is provided with rotational and/or reciprocating linear motion drive means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26753985A JPS62130286A (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Method and apparatus for dry etching |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26753985A JPS62130286A (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Method and apparatus for dry etching |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62130286A true JPS62130286A (en) | 1987-06-12 |
Family
ID=17446226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26753985A Pending JPS62130286A (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Method and apparatus for dry etching |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62130286A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5090741A (en) * | 1988-09-14 | 1992-02-25 | Bridgestone Flowtech Corporation | Hose end fitting |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59182969A (en) * | 1983-04-01 | 1984-10-17 | Hitachi Ltd | Ion beam etching apparatus |
JPS6031908A (en) * | 1983-07-30 | 1985-02-18 | 松下電工株式会社 | Manufacture of artificial decorative veneer |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP26753985A patent/JPS62130286A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59182969A (en) * | 1983-04-01 | 1984-10-17 | Hitachi Ltd | Ion beam etching apparatus |
JPS6031908A (en) * | 1983-07-30 | 1985-02-18 | 松下電工株式会社 | Manufacture of artificial decorative veneer |
Cited By (1)
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