中性ビームを用いるエッチング装置
【課題】中性化手段の損傷及び異物の生成を防止する中性ビームを用いるエッチング装置を提供する。
【解決手段】複数のグリッド１２によりプラズマから抽出されたイオンビームを、電子との衝突によって中性ビームに変換させる電子放出部１３を備えることによって、イオンビームが電子放出部１３に物理的に衝突するのを防止し、イオンビームを、方向性及びエネルギーの損失を招くことなく、高い中性化効率で中性ビームに変換させ、大面積の中性ビームを生成して半導体ウエハを均一にエッチングする。
【解決手段】複数のグリッド１２によりプラズマから抽出されたイオンビームを、電子との衝突によって中性ビームに変換させる電子放出部１３を備えることによって、イオンビームが電子放出部１３に物理的に衝突するのを防止し、イオンビームを、方向性及びエネルギーの損失を招くことなく、高い中性化効率で中性ビームに変換させ、大面積の中性ビームを生成して半導体ウエハを均一にエッチングする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性ビームを用いるエッチング装置に係り、より詳細には、プラズマから抽出されたイオンビームを中性ビームに変換して半導体ウエハなどのエッチング対象体をエッチングする、中性ビームを用いるエッチング装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子の高集積化への要求が増加するに伴い、より小型の半導体集積回路へのデザインは、０．２５μｍより小さい臨界寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を有する半導体集積回路の生産に至ることになった。このような微視的な半導体素子をデザインするために、高密度プラズマ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置、反応性イオンエッチング装置（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｅｒ）のようなイオン強化用エッチング装備が主に用いられてきている。
【０００３】
ところが、上記のエッチング装備では、エッチング工程を行うのに多量のイオンが用いられ、これらのイオンが数百ｅＶのエネルギーで半導体ウエハまたは半導体ウエハ上の特定物質層に衝突するため、当該半導体ウエハまたは特定物質層に物理的・電気的損傷を招いてきた。そこで、エッチング深さを高精度に制御すると同時に被エッチング物質層への損傷を最小化できる、中性ビームを用いるエッチング装置に対する研究が行われてきた。
【０００４】
図１に示すように、中性ビームを用いるエッチング装置は、反射板４を介して上部側空間であるソースチャンバと下部側空間であるプロセスチャンバとが画設され、かつ、これらのチャンバが互いに連通するように形成されたチャンバ部１を備える。このソースチャンバ内には、該ソースチャンバの両側面に形成されてソースチャンバ内にエッチング工程のための反応ガスを供給するガス供給部２と、ソースチャンバ中のプラズマからイオンビームを抽出する３つのグリッド３と、が設けられ、プロセスチャンバ内には、３つのグリッド３により抽出されたイオンビームを中性ビームに変換する中性化手段としての反射板４と、この反射板４により変換された中性ビームによりエッチングされる半導体ウエハ５を固定支持するチャック６と、が設けられ、また、プロセスチャンバ中のガスを排出させるガス排出部７がプロセスチャンバの一面に貫通形成される。なお、ガス供給部２により供給された反応ガスをプラズマに変化させる高周波パワーソース部８ａ，８ｂと、３つのグリッド３にそれぞれ異なる極性と大きさの直流電源を供給する直流パワーソース部９と、が備えられる。
【０００５】
次に、上記のエッチング装置の作動について説明する。
【０００６】
ソースチャンバ中に供給される反応ガスは、高周波パワーソース部８ａ，８ｂによりプラズマに変換され、このプラズマソースから、３つのグリッド３により一定の極性を持つイオンビームが抽出される。抽出されたイオンビームは、電気的にグラウンドされている反射板４に衝突しながら電気的なイオン交換によって電気的な性質のない中性ビームに変換されたのち入射角と同角で反射されて、半導体ウエハ５の表面をエッチングする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の中性ビームを用いるエッチング装置は、プラズマから抽出されたイオンビームが反射板４のような中性化手段に物理的に衝突するため、反射板の寿命短縮を招くだけでなく、衝突する過程で異物が発生する他、中性化時にエネルギー及び方向性が損失するといった諸問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、プラズマから抽出されたイオンビームが中性化手段に物理的に衝突せずにも中性ビームに変換されるようにすることによって、中性化手段の損傷及び異物発生を防止することができ、イオンビームを、方向性及びエネルギーの損失を招くことなく、高い中性化効率で中性ビームに変換することができる、中性ビームを用いるエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の一側面によれば、チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出して中性ビームに変換した後、該中性ビームを用いて対象体をエッチングする、中性ビームを用いるエッチング装置において、前記チャンバ部内のプラズマからイオンビームを抽出するイオン抽出部と、前記抽出されたイオンビームに電子を衝突させて中性ビームに変換させる電子放出部と、前記中性ビームによりエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、を備える中性ビームを用いるエッチング装置が提供さる。
【００１０】
また、本発明の他の側面によれば、チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出して中性ビームに変換した後、該中性ビームを用いて対象体をエッチングする中性ビームを用いるエッチング装置において、前記チャンバ部内のプラズマからイオンビームを抽出する複数の第１電極と、前記抽出されたイオンビームが電子との衝突により中性ビームに変換するように、表面に電子放出層が塗布された第２電極と、前記複数の第１電極と第２電極との間に設けられ、電子放出量を調節する第３電極と、前記中性ビームによりエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、を備える中性ビームを用いるエッチング装置が提供される。
【００１１】
本発明のさらに他の側面によれば、ソースチャンバ及び工程チャンバに区画され、前記ソースチャンバ内に生成されたプラズマからのイオンビームを用いて対象対をエッチングするエッチング装置において、前記イオンビームを抽出し、該イオンビームの特性を調節するイオン抽出電極のグリッドと、前記ソースチャンバと前記工程チャンバとを区画し、前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出された前記イオンビームを中性ビームに変換させ、また、複数の貫通穴を有する電子放出電極と、を備えるエッチング装置が提供される。
【００１２】
前記イオン抽出電極のグリッドは、イオンビームを抽出し加速させる第１列の電極と、前記イオンビームを減速させる第２列の電極と、前記イオンビームを集中させる第３列の電極と、からなることを特徴とする。
【００１３】
前記電極は、イオン抽出方向に配置されることを特徴とする。
【００１４】
前記第１列、第２列及び第３列上の各電極は、複数の一致する貫通穴をそれぞれ含むことを特徴とする。
【００１５】
前記ソースチャン及び工程チャンバ内の圧力は、前記グリッドの貫通穴のサイズと前記電子放出電極の貫通穴の大きさによって変わることができる。
【００１６】
前記電子放出電極は、電子が前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出されたイオンビームと衝突して該イオンビームを中性ビームに変換させるように電子を放出することを特徴とする。
【００１７】
前記電子放出電極は、電子が前記イオンビームと均一に衝突するように、電子を進行するイオンビームに放出することを特徴とする。
【００１８】
前記電子放出電極は、温度上昇無しに小さい電圧で電子を放出できる冷陰極であることを特徴とする。
【００１９】
前記電子放出電極は、前記イオン抽出電極のグリッドと平行に配置されることを特徴とする。
【００２０】
前記電子放出電極は、電子の放出を容易にする電子放出層を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明のさらに他の側面によれば、チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法において、前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持する、ことを特徴とする方法が提供される。
【００２２】
また、本発明のさらに他の側面によれば、チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法において、前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、前記電子の放出量を調節し、前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持する、ことを特徴とする方法が提供される。
【００２３】
また、本発明のさらに他の側面によれば、チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法において、イオンビームを抽出し、前記イオンビームの特性を調節し、前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子が衝突するように前記電子を放出することによって中性ビームに変換させる、ことを特徴とする方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の中性ビームを用いるエッチング装置によれば、複数のグリッドによってプラズマから抽出されたイオンビームを電子との衝突により中性ビームに変換させる電子放出部を備えるため、イオンビームが電子放出部に物理的に衝突するのを防止し、結果として簡単な構造で中性化手段の損傷及び異物の生成を防止することが可能になる。
【００２５】
なお、本発明のエッチング装置によれば、イオンビームを、方向性及びエネルギーの損失を招くことなく高い中性化効率で中性ビームに変換させることが可能になる。
【００２６】
また、本発明のエッチング装置によれば、電子放出部が、イオンビーム抽出領域の全体にわたってイオンビームの進行方向と反対方向に電子を放出するようにしたため、中性化効率を増加させ、大面積の中性ビームを生成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２８】
図２に示すように、本発明の一実施例による中性ビームを用いるエッチング装置は、ソースチャンバとプロセッサーチャンバとに区画されるチャンバ部１０と、ガス供給部１１と、複数のグリッド１２及び第１直流パワーソース部１８を有するイオン抽出部と、電子放出電極１３、電子放出層１３ａ及び第２直流パワーソース部１９を備える電子放出部と、チャック１５と、ガス排出部１６と、高周波パワーソース部１７を備えてなる。
【００２９】
チャンバ部１０は、電子放出電極１３を介して上部側空間であるソースチャンバと、このソースチャンバと連通できる下部側空間であるプロセスチャンバとに区画される。
【００３０】
プロセスチャンバの両側面には、エッチング工程のための反応ガスを供給するガス供給部１１が連結される。反応ガスとしては、Ｎ２、Ｈ２、Ａｒ、ＮＦ３、及びＯ２などが使用されることができる。これらの反応ガスは、単独で供給されても良く、２種以上の組み合わせで供給されても良い。すなわち、エッチング対象物質によって反応ガスとして異なる物質が使用されることができ、供給流量及び供給時間なども可変可能である。
【００３１】
ソースチャンバの上部外側には、高周波パワーソース部が設けられる。高周波パワーソース部は、ソースチャンバの上部外面に沿って配置された高周波コイル１７ｂと、この高周波コイル１７ｂに連結された高周波パワーユニット１７ａとからなる。ソースチャンバ内に供給された反応ガスは、一次的に高周波パワーに露出される。この高周波パワーソース部によりソースチャンバの内部には高周波電場が形成され、この高周波電場によって反応ガスがプラズマに変換される。ガス状態の物質に熱を加えると、各原子が電子と陽イオンとに分離され、第４状態のプラズマ状態に切り替わる。この状態を、通常、‘プラズマ’という。このプラズマは、荷電粒子及び中性粒子が集まっている状態で、特に、マイナス（−）に荷電された粒子の密度とプラス（＋）に荷電された粒子の密度が略同一なため、巨視的には中性を示す物質の状態を意味する。したがって、荷電粒子は電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）及びイオン（ｉｏｎ）を含み、中性粒子はラジカル（ｒａｄｉｃａｌ）を含む。このプラズマはダウンストリーム（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）に流れ、ソースチャンバからプロセスチャンバへの下降流が発生する。
【００３２】
ソースチャンバの内部には、プラズマから所定の極性を持つイオンビームを抽出するために、例えば、３つのグリッド１２が設置される。各グリッド１２は、ソースチャンバの内部断面積と略同一な断面積を持つ。各グリッド１２は、半導体ウエハ１４が装着されるチャック１５の上部に水平方向に配置される。なお、各グリッド１２は、導電体金属からなり、直流パワーソース部１８から供給されるそれぞれ異なる極性と大きさの直流電源によって極性を帯び、これにより電場を形成する。また、グリッドは、１つまたは複数にすることができる。
【００３３】
複数のグリッド１２のそれぞれは、電気的に絶縁されたイオン抽出電極を含み、各電極は互いに一定の間隔で隔たっている。これらのイオン抽出電極は、イオンビームのエネルギーなどのような特性を調節することができる。例えば、３つのグリッドがそれぞれイオン抽出電極を含む場合、１番目の電極はイオンを抽出及び加速させ、２番目の電極は当該イオンビームを減速させ、３番目の電極はイオンビームを集中させることができる。これらの電極は、イオン抽出方向に配置されている。各電極には、プラズマを保持すると同時にイオンビームを抽出するために、複数の貫通穴が形成される。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、貫通穴は、プラズマの漏れを防止できるような大きさの小さい円形穴１２ａ及び長穴（Ｓｌｉｔ）１２ａ’の形状とされる。各電極上に形成された貫通穴は、互いに対応して整列される。
【００３４】
ソースチャンバとプロセスチャンバは、各グリッド１２により抽出されたイオンビームを中性ビームに変換するように設けられた電子放出電極１３によって区画される。ここで、ソースチャンバの内部断面積は、プロセスチャンバの内部断面積よりも小さいと良い。また、両チャンバ間には圧力勾配が存在することができ、両チャンバ間の圧力は、各グリッド１２の貫通穴のサイズと電子放出電極１３の貫通穴の大きさによって変わるが、通常、ソースチャンバの圧力がプロセスチャンバの圧力よりも２倍以上高い。電子放出電極１３は、各グリッド１２により抽出されたイオンビームに衝突するように電子を放出し、イオンビームを中性ビームに変換させる。電子放出電極１３は、各グリッド１２と平行に配置されることができ、複数の貫通穴が形成されているプレートからなる。この電子放出電極１３の表面には、電子の放出を容易にする電子放出層（例えば、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ−Ｔｕｂｅ；ＣＮＴ）層）が塗布される。第２直流パワーソース部１９により電子放出電極１３に印加される電源は、陽極となるイオン抽出電極の最後の電極と抽出されたイオンビームとの電位差を考慮し、電子放出電極１３を陰極にさせる。イオンビームは、電子放出電極１３を通過する前に中性ビームに変換される。
【００３５】
電子放出電極１３は、均一な衝突がおきるように、進行するイオンビームに電子を放出する。この電子放出電極１３は、温度上昇無しに小さい電圧で電子を放出できる冷陰極（ｃｏｏｌ ｃａｔｈｏｄｅ）である。したがって、電子の放出には陽極（Ａｎｏｄｅ）が要求される。イオンを抽出する最終電極が、上記陽極となる。また、最終電極が、抽出されたイオンよりも低い電位差を有する場合、抽出されたイオンは、他の陽極となる。この電子放出電極１３の貫通穴の直径は、グリッド１２の貫通穴と等しいまたは大きい直径を持つことができる。すなわち、抽出されたイオンビームが中性ビームに変換された後、フラックスの減少なしに半導体ウエハ１４上に入射されなければならない。
【００３６】
イオン抽出電極のうち最後の電極が陽極となり、電子放出電極１３が、電子の放出が容易な冷陰極となり、これら両電極間の電位差によって電子放出電極１３から電子が放出される。この放出された電子は、電子放出電極１３上に入射されるイオンビーム方向に進行し、このとき、イオンビームは他の陽極になりうる。以降、イオンビームは電子との衝突によって中性ビームに変換され、該中性ビームは電子放出電極１３を通過して半導体ウエハ１４上に入射される。
【００３７】
図４に示すように、本発明の他の実施例による中性ビームを用いるエッチング装置は、グリッド１２と電子放出電極１３との間にグリッド１２のイオン抽出電極と同形状で形成され、イオン抽出電極の最後の電極に代えて電子を放出する陽極２０をさらに備える。すなわち、本エッチング装置は、イオンビーム抽出部と電子放出部が互いに分離された構造を有することができる。方向性を持つイオンが電子の放出及び加速される区間を進行して通過すると、イオンビームは電子と衝突でき、結果として中性ビームに変換される。
【００３８】
プロセスチャンバ内部中央には、半導体ウエハ１４を支持するチャック１５が配置される。チャック１５は、プロセスチャンバの底面から一定高さで半導体ウエハ１４を固定支持する。
【００３９】
プロセスチャンバの所定部分にガス排出部１６が貫通設置される。ガス排出部１６は、エッチング工程の前後に、チャンバ部１０中のガス、例えば、反応生成物または未反応ガスなどを外部に排出する。
【００４０】
以下、図２乃至図４を参照しつつ、本発明による上記エッチング装置を用いて半導体ウエハをエッチングする過程について説明する。
【００４１】
まず、エッチング工程のためにチャンバ部１の内部は真空状態になる。すなわち、チャンバ部１中のガスがガス排出部１６を通じてチャンバ部１の外部に排出され、チャンバ部１０内部が真空状態となる。
【００４２】
半導体ウエハ１４は、プロセスチャンバ内に提供され、チャック１５の上面に装着される。
【００４３】
この状態で、ソースチャンバ内にガス供給部１１からエッチング工程のための反応ガスが供給される。エッチング工程のための反応ガスは、ダウンストリーム（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）方式でガス供給部１１からソースチャンバに供給される。反応ガスはソースチャンバ内でプラズマに変換される。高周波パワーソース部の高周波パワーユニット１７ａは、高周波コイル１７ｂに高周波パワーを提供し、これにより、ソースチャンバ中の反応ガスをプラズマに変換させる。したがって、プラズマはソースチャンバの内部で集中的に生成される。このソースチャンバの内部に生成されたプラズマは、イオン、電子及びラジカルを全て含む。
【００４４】
該プラズマは下降気流によってソースチャンバからプロセスチャンバに流れる。ここで、第１直流パワーソース部１８から各グリッド１２に直流電源が印加されると、図２の点線矢印で示すように、電場によって、特定極性及び一定の方向性を有し且つイオンを含むイオンビームが、プラズマから抽出されて加速される。
【００４５】
なお、第２直流パワーソース部１９から電子放出電極１３に直流電源が印加されると、陽極となるイオン抽出電極の最後の電極と、陰極となる電子放出電極との電位差によって電子放出層１３ａから電子（ｅ−）が放出される。電子放出電極１３に入射されるイオンビームの方向に放出される電子は、イオンビームと衝突し、イオンビームを中性ビームに変換させる。この中性ビームは電子放出電極１３を通過した後、図２の実線矢印で示すように、半導体ウエハ１４に入射されてその表面をエッチングする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の中性ビームを用いるエッチング装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例による中性ビームを用いるエッチング装置の概略断面図である。
【図３Ａ】図２の複数のグリッドのそれぞれに形成された貫通穴の一形状例を示す図である。
【図３Ｂ】図２の複数のグリッドのそれぞれに形成された貫通穴の他の形状例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例による中性ビームを用いるエッチング装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ チャンバ部
１１ ガス供給部
１２ グリッド
１３ 電子放出電極
１３ａ 電子放出層
１４ 半導体ウエハ
１５ チャック
１６ ガス排出部
１７ 高周波パワーソース部
１８ 第１直流パワーソース部
１９ 第２直流パワーソース部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性ビームを用いるエッチング装置に係り、より詳細には、プラズマから抽出されたイオンビームを中性ビームに変換して半導体ウエハなどのエッチング対象体をエッチングする、中性ビームを用いるエッチング装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子の高集積化への要求が増加するに伴い、より小型の半導体集積回路へのデザインは、０．２５μｍより小さい臨界寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を有する半導体集積回路の生産に至ることになった。このような微視的な半導体素子をデザインするために、高密度プラズマ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置、反応性イオンエッチング装置（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｅｒ）のようなイオン強化用エッチング装備が主に用いられてきている。
【０００３】
ところが、上記のエッチング装備では、エッチング工程を行うのに多量のイオンが用いられ、これらのイオンが数百ｅＶのエネルギーで半導体ウエハまたは半導体ウエハ上の特定物質層に衝突するため、当該半導体ウエハまたは特定物質層に物理的・電気的損傷を招いてきた。そこで、エッチング深さを高精度に制御すると同時に被エッチング物質層への損傷を最小化できる、中性ビームを用いるエッチング装置に対する研究が行われてきた。
【０００４】
図１に示すように、中性ビームを用いるエッチング装置は、反射板４を介して上部側空間であるソースチャンバと下部側空間であるプロセスチャンバとが画設され、かつ、これらのチャンバが互いに連通するように形成されたチャンバ部１を備える。このソースチャンバ内には、該ソースチャンバの両側面に形成されてソースチャンバ内にエッチング工程のための反応ガスを供給するガス供給部２と、ソースチャンバ中のプラズマからイオンビームを抽出する３つのグリッド３と、が設けられ、プロセスチャンバ内には、３つのグリッド３により抽出されたイオンビームを中性ビームに変換する中性化手段としての反射板４と、この反射板４により変換された中性ビームによりエッチングされる半導体ウエハ５を固定支持するチャック６と、が設けられ、また、プロセスチャンバ中のガスを排出させるガス排出部７がプロセスチャンバの一面に貫通形成される。なお、ガス供給部２により供給された反応ガスをプラズマに変化させる高周波パワーソース部８ａ，８ｂと、３つのグリッド３にそれぞれ異なる極性と大きさの直流電源を供給する直流パワーソース部９と、が備えられる。
【０００５】
次に、上記のエッチング装置の作動について説明する。
【０００６】
ソースチャンバ中に供給される反応ガスは、高周波パワーソース部８ａ，８ｂによりプラズマに変換され、このプラズマソースから、３つのグリッド３により一定の極性を持つイオンビームが抽出される。抽出されたイオンビームは、電気的にグラウンドされている反射板４に衝突しながら電気的なイオン交換によって電気的な性質のない中性ビームに変換されたのち入射角と同角で反射されて、半導体ウエハ５の表面をエッチングする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の中性ビームを用いるエッチング装置は、プラズマから抽出されたイオンビームが反射板４のような中性化手段に物理的に衝突するため、反射板の寿命短縮を招くだけでなく、衝突する過程で異物が発生する他、中性化時にエネルギー及び方向性が損失するといった諸問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、プラズマから抽出されたイオンビームが中性化手段に物理的に衝突せずにも中性ビームに変換されるようにすることによって、中性化手段の損傷及び異物発生を防止することができ、イオンビームを、方向性及びエネルギーの損失を招くことなく、高い中性化効率で中性ビームに変換することができる、中性ビームを用いるエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の一側面によれば、チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出して中性ビームに変換した後、該中性ビームを用いて対象体をエッチングする、中性ビームを用いるエッチング装置において、前記チャンバ部内のプラズマからイオンビームを抽出するイオン抽出部と、前記抽出されたイオンビームに電子を衝突させて中性ビームに変換させる電子放出部と、前記中性ビームによりエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、を備える中性ビームを用いるエッチング装置が提供さる。
【００１０】
また、本発明の他の側面によれば、チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出して中性ビームに変換した後、該中性ビームを用いて対象体をエッチングする中性ビームを用いるエッチング装置において、前記チャンバ部内のプラズマからイオンビームを抽出する複数の第１電極と、前記抽出されたイオンビームが電子との衝突により中性ビームに変換するように、表面に電子放出層が塗布された第２電極と、前記複数の第１電極と第２電極との間に設けられ、電子放出量を調節する第３電極と、前記中性ビームによりエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、を備える中性ビームを用いるエッチング装置が提供される。
【００１１】
本発明のさらに他の側面によれば、ソースチャンバ及び工程チャンバに区画され、前記ソースチャンバ内に生成されたプラズマからのイオンビームを用いて対象対をエッチングするエッチング装置において、前記イオンビームを抽出し、該イオンビームの特性を調節するイオン抽出電極のグリッドと、前記ソースチャンバと前記工程チャンバとを区画し、前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出された前記イオンビームを中性ビームに変換させ、また、複数の貫通穴を有する電子放出電極と、を備えるエッチング装置が提供される。
【００１２】
前記イオン抽出電極のグリッドは、イオンビームを抽出し加速させる第１列の電極と、前記イオンビームを減速させる第２列の電極と、前記イオンビームを集中させる第３列の電極と、からなることを特徴とする。
【００１３】
前記電極は、イオン抽出方向に配置されることを特徴とする。
【００１４】
前記第１列、第２列及び第３列上の各電極は、複数の一致する貫通穴をそれぞれ含むことを特徴とする。
【００１５】
前記ソースチャン及び工程チャンバ内の圧力は、前記グリッドの貫通穴のサイズと前記電子放出電極の貫通穴の大きさによって変わることができる。
【００１６】
前記電子放出電極は、電子が前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出されたイオンビームと衝突して該イオンビームを中性ビームに変換させるように電子を放出することを特徴とする。
【００１７】
前記電子放出電極は、電子が前記イオンビームと均一に衝突するように、電子を進行するイオンビームに放出することを特徴とする。
【００１８】
前記電子放出電極は、温度上昇無しに小さい電圧で電子を放出できる冷陰極であることを特徴とする。
【００１９】
前記電子放出電極は、前記イオン抽出電極のグリッドと平行に配置されることを特徴とする。
【００２０】
前記電子放出電極は、電子の放出を容易にする電子放出層を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明のさらに他の側面によれば、チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法において、前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持する、ことを特徴とする方法が提供される。
【００２２】
また、本発明のさらに他の側面によれば、チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法において、前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、前記電子の放出量を調節し、前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持する、ことを特徴とする方法が提供される。
【００２３】
また、本発明のさらに他の側面によれば、チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法において、イオンビームを抽出し、前記イオンビームの特性を調節し、前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子が衝突するように前記電子を放出することによって中性ビームに変換させる、ことを特徴とする方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の中性ビームを用いるエッチング装置によれば、複数のグリッドによってプラズマから抽出されたイオンビームを電子との衝突により中性ビームに変換させる電子放出部を備えるため、イオンビームが電子放出部に物理的に衝突するのを防止し、結果として簡単な構造で中性化手段の損傷及び異物の生成を防止することが可能になる。
【００２５】
なお、本発明のエッチング装置によれば、イオンビームを、方向性及びエネルギーの損失を招くことなく高い中性化効率で中性ビームに変換させることが可能になる。
【００２６】
また、本発明のエッチング装置によれば、電子放出部が、イオンビーム抽出領域の全体にわたってイオンビームの進行方向と反対方向に電子を放出するようにしたため、中性化効率を増加させ、大面積の中性ビームを生成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２８】
図２に示すように、本発明の一実施例による中性ビームを用いるエッチング装置は、ソースチャンバとプロセッサーチャンバとに区画されるチャンバ部１０と、ガス供給部１１と、複数のグリッド１２及び第１直流パワーソース部１８を有するイオン抽出部と、電子放出電極１３、電子放出層１３ａ及び第２直流パワーソース部１９を備える電子放出部と、チャック１５と、ガス排出部１６と、高周波パワーソース部１７を備えてなる。
【００２９】
チャンバ部１０は、電子放出電極１３を介して上部側空間であるソースチャンバと、このソースチャンバと連通できる下部側空間であるプロセスチャンバとに区画される。
【００３０】
プロセスチャンバの両側面には、エッチング工程のための反応ガスを供給するガス供給部１１が連結される。反応ガスとしては、Ｎ２、Ｈ２、Ａｒ、ＮＦ３、及びＯ２などが使用されることができる。これらの反応ガスは、単独で供給されても良く、２種以上の組み合わせで供給されても良い。すなわち、エッチング対象物質によって反応ガスとして異なる物質が使用されることができ、供給流量及び供給時間なども可変可能である。
【００３１】
ソースチャンバの上部外側には、高周波パワーソース部が設けられる。高周波パワーソース部は、ソースチャンバの上部外面に沿って配置された高周波コイル１７ｂと、この高周波コイル１７ｂに連結された高周波パワーユニット１７ａとからなる。ソースチャンバ内に供給された反応ガスは、一次的に高周波パワーに露出される。この高周波パワーソース部によりソースチャンバの内部には高周波電場が形成され、この高周波電場によって反応ガスがプラズマに変換される。ガス状態の物質に熱を加えると、各原子が電子と陽イオンとに分離され、第４状態のプラズマ状態に切り替わる。この状態を、通常、‘プラズマ’という。このプラズマは、荷電粒子及び中性粒子が集まっている状態で、特に、マイナス（−）に荷電された粒子の密度とプラス（＋）に荷電された粒子の密度が略同一なため、巨視的には中性を示す物質の状態を意味する。したがって、荷電粒子は電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）及びイオン（ｉｏｎ）を含み、中性粒子はラジカル（ｒａｄｉｃａｌ）を含む。このプラズマはダウンストリーム（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）に流れ、ソースチャンバからプロセスチャンバへの下降流が発生する。
【００３２】
ソースチャンバの内部には、プラズマから所定の極性を持つイオンビームを抽出するために、例えば、３つのグリッド１２が設置される。各グリッド１２は、ソースチャンバの内部断面積と略同一な断面積を持つ。各グリッド１２は、半導体ウエハ１４が装着されるチャック１５の上部に水平方向に配置される。なお、各グリッド１２は、導電体金属からなり、直流パワーソース部１８から供給されるそれぞれ異なる極性と大きさの直流電源によって極性を帯び、これにより電場を形成する。また、グリッドは、１つまたは複数にすることができる。
【００３３】
複数のグリッド１２のそれぞれは、電気的に絶縁されたイオン抽出電極を含み、各電極は互いに一定の間隔で隔たっている。これらのイオン抽出電極は、イオンビームのエネルギーなどのような特性を調節することができる。例えば、３つのグリッドがそれぞれイオン抽出電極を含む場合、１番目の電極はイオンを抽出及び加速させ、２番目の電極は当該イオンビームを減速させ、３番目の電極はイオンビームを集中させることができる。これらの電極は、イオン抽出方向に配置されている。各電極には、プラズマを保持すると同時にイオンビームを抽出するために、複数の貫通穴が形成される。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、貫通穴は、プラズマの漏れを防止できるような大きさの小さい円形穴１２ａ及び長穴（Ｓｌｉｔ）１２ａ’の形状とされる。各電極上に形成された貫通穴は、互いに対応して整列される。
【００３４】
ソースチャンバとプロセスチャンバは、各グリッド１２により抽出されたイオンビームを中性ビームに変換するように設けられた電子放出電極１３によって区画される。ここで、ソースチャンバの内部断面積は、プロセスチャンバの内部断面積よりも小さいと良い。また、両チャンバ間には圧力勾配が存在することができ、両チャンバ間の圧力は、各グリッド１２の貫通穴のサイズと電子放出電極１３の貫通穴の大きさによって変わるが、通常、ソースチャンバの圧力がプロセスチャンバの圧力よりも２倍以上高い。電子放出電極１３は、各グリッド１２により抽出されたイオンビームに衝突するように電子を放出し、イオンビームを中性ビームに変換させる。電子放出電極１３は、各グリッド１２と平行に配置されることができ、複数の貫通穴が形成されているプレートからなる。この電子放出電極１３の表面には、電子の放出を容易にする電子放出層（例えば、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ−Ｔｕｂｅ；ＣＮＴ）層）が塗布される。第２直流パワーソース部１９により電子放出電極１３に印加される電源は、陽極となるイオン抽出電極の最後の電極と抽出されたイオンビームとの電位差を考慮し、電子放出電極１３を陰極にさせる。イオンビームは、電子放出電極１３を通過する前に中性ビームに変換される。
【００３５】
電子放出電極１３は、均一な衝突がおきるように、進行するイオンビームに電子を放出する。この電子放出電極１３は、温度上昇無しに小さい電圧で電子を放出できる冷陰極（ｃｏｏｌ ｃａｔｈｏｄｅ）である。したがって、電子の放出には陽極（Ａｎｏｄｅ）が要求される。イオンを抽出する最終電極が、上記陽極となる。また、最終電極が、抽出されたイオンよりも低い電位差を有する場合、抽出されたイオンは、他の陽極となる。この電子放出電極１３の貫通穴の直径は、グリッド１２の貫通穴と等しいまたは大きい直径を持つことができる。すなわち、抽出されたイオンビームが中性ビームに変換された後、フラックスの減少なしに半導体ウエハ１４上に入射されなければならない。
【００３６】
イオン抽出電極のうち最後の電極が陽極となり、電子放出電極１３が、電子の放出が容易な冷陰極となり、これら両電極間の電位差によって電子放出電極１３から電子が放出される。この放出された電子は、電子放出電極１３上に入射されるイオンビーム方向に進行し、このとき、イオンビームは他の陽極になりうる。以降、イオンビームは電子との衝突によって中性ビームに変換され、該中性ビームは電子放出電極１３を通過して半導体ウエハ１４上に入射される。
【００３７】
図４に示すように、本発明の他の実施例による中性ビームを用いるエッチング装置は、グリッド１２と電子放出電極１３との間にグリッド１２のイオン抽出電極と同形状で形成され、イオン抽出電極の最後の電極に代えて電子を放出する陽極２０をさらに備える。すなわち、本エッチング装置は、イオンビーム抽出部と電子放出部が互いに分離された構造を有することができる。方向性を持つイオンが電子の放出及び加速される区間を進行して通過すると、イオンビームは電子と衝突でき、結果として中性ビームに変換される。
【００３８】
プロセスチャンバ内部中央には、半導体ウエハ１４を支持するチャック１５が配置される。チャック１５は、プロセスチャンバの底面から一定高さで半導体ウエハ１４を固定支持する。
【００３９】
プロセスチャンバの所定部分にガス排出部１６が貫通設置される。ガス排出部１６は、エッチング工程の前後に、チャンバ部１０中のガス、例えば、反応生成物または未反応ガスなどを外部に排出する。
【００４０】
以下、図２乃至図４を参照しつつ、本発明による上記エッチング装置を用いて半導体ウエハをエッチングする過程について説明する。
【００４１】
まず、エッチング工程のためにチャンバ部１の内部は真空状態になる。すなわち、チャンバ部１中のガスがガス排出部１６を通じてチャンバ部１の外部に排出され、チャンバ部１０内部が真空状態となる。
【００４２】
半導体ウエハ１４は、プロセスチャンバ内に提供され、チャック１５の上面に装着される。
【００４３】
この状態で、ソースチャンバ内にガス供給部１１からエッチング工程のための反応ガスが供給される。エッチング工程のための反応ガスは、ダウンストリーム（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）方式でガス供給部１１からソースチャンバに供給される。反応ガスはソースチャンバ内でプラズマに変換される。高周波パワーソース部の高周波パワーユニット１７ａは、高周波コイル１７ｂに高周波パワーを提供し、これにより、ソースチャンバ中の反応ガスをプラズマに変換させる。したがって、プラズマはソースチャンバの内部で集中的に生成される。このソースチャンバの内部に生成されたプラズマは、イオン、電子及びラジカルを全て含む。
【００４４】
該プラズマは下降気流によってソースチャンバからプロセスチャンバに流れる。ここで、第１直流パワーソース部１８から各グリッド１２に直流電源が印加されると、図２の点線矢印で示すように、電場によって、特定極性及び一定の方向性を有し且つイオンを含むイオンビームが、プラズマから抽出されて加速される。
【００４５】
なお、第２直流パワーソース部１９から電子放出電極１３に直流電源が印加されると、陽極となるイオン抽出電極の最後の電極と、陰極となる電子放出電極との電位差によって電子放出層１３ａから電子（ｅ−）が放出される。電子放出電極１３に入射されるイオンビームの方向に放出される電子は、イオンビームと衝突し、イオンビームを中性ビームに変換させる。この中性ビームは電子放出電極１３を通過した後、図２の実線矢印で示すように、半導体ウエハ１４に入射されてその表面をエッチングする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の中性ビームを用いるエッチング装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例による中性ビームを用いるエッチング装置の概略断面図である。
【図３Ａ】図２の複数のグリッドのそれぞれに形成された貫通穴の一形状例を示す図である。
【図３Ｂ】図２の複数のグリッドのそれぞれに形成された貫通穴の他の形状例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例による中性ビームを用いるエッチング装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ チャンバ部
１１ ガス供給部
１２ グリッド
１３ 電子放出電極
１３ａ 電子放出層
１４ 半導体ウエハ
１５ チャック
１６ ガス排出部
１７ 高周波パワーソース部
１８ 第１直流パワーソース部
１９ 第２直流パワーソース部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出するイオン抽出部と、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させる電子放出部と、
前記中性ビームによりエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、
を備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記イオン抽出部は、それぞれ複数の貫通穴を有する複数のイオン抽出電極と、前記複数のイオン抽出電極に直流電源をそれぞれ印加する第１直流パワーソース部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記電子放出部は、表面に電子放出層が塗布され、複数の貫通穴が形成された電子放出電極と、前記電子放出電極に直流電源を印加する第２直流パワーソース部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記電子放出層は、カーボンナノチューブ層からなることを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記第１直流パワーソース部によって直流電源が印加される前記複数のイオン抽出電極のうちの最後の電極と前記第２直流パワーソース部によって直流電源が印加される前記電子放出電極間の電位差によって前記電子が放出されることを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項６】
前記電子放出電極に形成された貫通穴の直径は、前記イオン抽出電極に形成された貫通穴の直径と等しいまたは大きいことを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項７】
前記電子放出電極は、前記複数のイオン抽出電極と平行に配置され、該複数のイオン抽出電極及び電子放出電極にそれぞれ形成された貫通穴は、互いに対応して整列されたことを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項８】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出する複数の第１電極と、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させる、表面に電子放出層が塗布された第２電極と、
前記複数の第１電極と第２電極との間に配置され、前記電子の放出量を調節する第３電極と、
前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、
を備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項９】
前記電子放出層は、カーボンナノチューブ層からなることを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１０】
前記第２電極の表面が、前記抽出されたイオンビームの進行方向と反対方向に前記電子が放出されるように前記電子放出層で塗布されたことを特徴とする請求項９に記載のエッチング装置。
【請求項１１】
前記電子は、前記第２電極と前記第３電極間の電位差によって放出されることを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
【請求項１２】
前記第２電極及び第３電極に形成された複数の貫通穴をさらに備え、前記第２電極に形成された貫通穴の直径は、前記第３電極に形成された貫通穴の直径と等しいまたは大きいことを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１３】
前記複数の第１電極、第２電極及び第３電極は、互いに一定間隔隔たって平行に配置されたことを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１４】
ソースチャンバ及び工程チャンバに区画され、前記ソースチャンバ内に生成されたプラズマからのイオンビームを用いて対象対をエッチングするエッチング装置であって、
前記イオンビームを抽出し、該イオンビームの特性を調節するイオン抽出電極のグリッドと、
前記ソースチャンバと前記工程チャンバとを区画し、前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出された前記イオンビームを中性ビームに変換させ、また、複数の貫通穴を有する電子放出電極とを備えるエッチング装置。
【請求項１５】
前記イオン抽出電極のグリッドは、
イオンビームを抽出し加速させる第１列の電極と、
前記イオンビームを減速させる第２列の電極と、
前記イオンビームを集中させる第３列の電極と、
からなることを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項１６】
前記電極は、イオン抽出方向に配置されることを特徴とする請求項１５に記載のエッチング装置。
【請求項１７】
前記第１列、第２列及び第３列上の各電極は、複数の一致する貫通穴をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１５に記載のエッチング装置。
【請求項１８】
前記電子放出電極は、電子が前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出されたイオンビームと衝突して該イオンビームを中性ビームに変換させるように電子を放出することを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項１９】
前記電子放出電極は、電子が前記イオンビームと均一に衝突するように、電子を進行するイオンビームに放出することを特徴とする請求項１８に記載のエッチング装置。
【請求項２０】
前記電子放出電極は、温度上昇無しに小さい電圧で電子を放出できる冷陰極であることを特徴とする請求項１８に記載のエッチング装置。
【請求項２１】
前記電子放出電極は、前記イオン抽出電極のグリッドと平行に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項２２】
前記電子放出電極は、電子の放出を容易にする電子放出層を備えることを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項２３】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、
前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持することを特徴とする方法。
【請求項２４】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、
前記電子の放出量を調節し、
前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持することを特徴とする方法。
【請求項２５】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法であって、
イオンビームを抽出し、
前記イオンビームの特性を調節し、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子が衝突するように前記電子を放出することによって中性ビームに変換させることを特徴とする方法。
【請求項１】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出するイオン抽出部と、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させる電子放出部と、
前記中性ビームによりエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、
を備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記イオン抽出部は、それぞれ複数の貫通穴を有する複数のイオン抽出電極と、前記複数のイオン抽出電極に直流電源をそれぞれ印加する第１直流パワーソース部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記電子放出部は、表面に電子放出層が塗布され、複数の貫通穴が形成された電子放出電極と、前記電子放出電極に直流電源を印加する第２直流パワーソース部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記電子放出層は、カーボンナノチューブ層からなることを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記第１直流パワーソース部によって直流電源が印加される前記複数のイオン抽出電極のうちの最後の電極と前記第２直流パワーソース部によって直流電源が印加される前記電子放出電極間の電位差によって前記電子が放出されることを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項６】
前記電子放出電極に形成された貫通穴の直径は、前記イオン抽出電極に形成された貫通穴の直径と等しいまたは大きいことを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項７】
前記電子放出電極は、前記複数のイオン抽出電極と平行に配置され、該複数のイオン抽出電極及び電子放出電極にそれぞれ形成された貫通穴は、互いに対応して整列されたことを特徴とする請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項８】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出する複数の第１電極と、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させる、表面に電子放出層が塗布された第２電極と、
前記複数の第１電極と第２電極との間に配置され、前記電子の放出量を調節する第３電極と、
前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持するチャックと、
を備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項９】
前記電子放出層は、カーボンナノチューブ層からなることを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１０】
前記第２電極の表面が、前記抽出されたイオンビームの進行方向と反対方向に前記電子が放出されるように前記電子放出層で塗布されたことを特徴とする請求項９に記載のエッチング装置。
【請求項１１】
前記電子は、前記第２電極と前記第３電極間の電位差によって放出されることを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
【請求項１２】
前記第２電極及び第３電極に形成された複数の貫通穴をさらに備え、前記第２電極に形成された貫通穴の直径は、前記第３電極に形成された貫通穴の直径と等しいまたは大きいことを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１３】
前記複数の第１電極、第２電極及び第３電極は、互いに一定間隔隔たって平行に配置されたことを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１４】
ソースチャンバ及び工程チャンバに区画され、前記ソースチャンバ内に生成されたプラズマからのイオンビームを用いて対象対をエッチングするエッチング装置であって、
前記イオンビームを抽出し、該イオンビームの特性を調節するイオン抽出電極のグリッドと、
前記ソースチャンバと前記工程チャンバとを区画し、前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出された前記イオンビームを中性ビームに変換させ、また、複数の貫通穴を有する電子放出電極とを備えるエッチング装置。
【請求項１５】
前記イオン抽出電極のグリッドは、
イオンビームを抽出し加速させる第１列の電極と、
前記イオンビームを減速させる第２列の電極と、
前記イオンビームを集中させる第３列の電極と、
からなることを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項１６】
前記電極は、イオン抽出方向に配置されることを特徴とする請求項１５に記載のエッチング装置。
【請求項１７】
前記第１列、第２列及び第３列上の各電極は、複数の一致する貫通穴をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１５に記載のエッチング装置。
【請求項１８】
前記電子放出電極は、電子が前記イオン抽出電極のグリッドによって抽出されたイオンビームと衝突して該イオンビームを中性ビームに変換させるように電子を放出することを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項１９】
前記電子放出電極は、電子が前記イオンビームと均一に衝突するように、電子を進行するイオンビームに放出することを特徴とする請求項１８に記載のエッチング装置。
【請求項２０】
前記電子放出電極は、温度上昇無しに小さい電圧で電子を放出できる冷陰極であることを特徴とする請求項１８に記載のエッチング装置。
【請求項２１】
前記電子放出電極は、前記イオン抽出電極のグリッドと平行に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項２２】
前記電子放出電極は、電子の放出を容易にする電子放出層を備えることを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項２３】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、
前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持することを特徴とする方法。
【請求項２４】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法であって、
前記チャンバ部内に生成されたプラズマからイオンビームを抽出し、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子との衝突によって中性ビームに変換させ、
前記電子の放出量を調節し、
前記中性ビームによってエッチングされる対象体を固定支持することを特徴とする方法。
【請求項２５】
チャンバ部内の対象体をエッチングするエッチング装置の方法であって、
イオンビームを抽出し、
前記イオンビームの特性を調節し、
前記抽出されたイオンビームを、該イオンビームと電子が衝突するように前記電子を放出することによって中性ビームに変換させることを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１６６８２２（Ｐ２００８−１６６８２２Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３４０５４９（Ｐ２００７−３４０５４９）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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