[發明專利]等離子體源

無效

• 申請號: 00104533.4
• 申請日: 2000-02-02
• 公開（公告）號: CN1269692A
• 公開（公告）日: 2000-10-11
• 發明（設計）人: 酒井滋樹;高橋正人
• 申請（專利權）人: 日新電機株式會社
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H05H3/02;H01J27/18;H01J37/08;C23C14/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 葉愷東

本發明涉及等離子體源，該等離子體源用于例如在靶上照射離子束的離子束照射裝置(例如離子注入裝置)中對離子束供給等離子體，利用該等離子體中的電子實現離子束的中性化，防止靶帶電等，更具體地說，涉及在發射的等離子體中防止包含高能量電子的裝置。

例如在半導體晶片那樣的靶上照射離子束實施離子注入等處理的情況下，因離子束的正電荷，會產生使靶帶正電(充電)的問題。

為了解決該帶電問題，例如在特開平5-234562號公報和特開平5-47338號公報中披露了在靶的附近設置等離子體源，對離子束供給等離子體，利用該等離子體中的電子，實現離子束的中性化，防止靶帶電的技術。再有，把按這種目的使用的等離子體源稱為離子束中性化裝置。

如果參照附圖說明該裝置，那么圖6表示把以往的等離子體源安裝在離子束照射裝置上的一例。

該裝置這樣構成，以便在真空容器32內，對被固定在托架38上的靶36照射離子束34，在該靶36上，實施離子注入、離子束腐蝕等處理。靶36例如可以為半導體晶片、其它基片等。

在靶36附近的真空容器32的側壁部分上設有開口部分33，在其外側附近，通過絕緣物30，安裝等離子體源2。

該等離子體源2為ECR(電子回旋共振)型等離子體源，包括生成等離子體20的金屬制的等離子體室容器4，在該等離子體室容器4內導入例如氬、氙等生成等離子體用的氣體12的氣體導入管10(氣體導入裝置)，在等離子體室容器4內導入例如2.45GHz頻率的微波15的金屬制成的天線14(微波導入裝置)，以及磁線圈18，該線圈在等離子體室容器4內，沿等離子體發射方向22產生使電子回旋共振的強磁場B(例如，在微波15為2.45GHz的情況下約為87.5mT)。16為連接器。

在等離子體室容器4和真空容器32之間，由于向真空容器32內引入等離子體20很容易，所以如該例所示，以真空容器32側為正極，就可以從直流引出電源28施加直流電壓(引出電壓)。

在本例中，等離子體室容器4的前面部分由帶有等離子體發射孔8的前面板6構成，在等離子體室容器4內由微波放電和電子回旋共振高效率生成的等離子體20從該等離子體發射孔8發射到真空容器32內，供給離子束34(也稱為等離子體橋)。因此，利用等離子體20中的電子實現離子束34的中性化，隨著離子束的照射，可以抑制靶36帶正電。

此外，在該等離子體源2中，由于在等離子體20的生成中使用微波15，不使用燈絲，所以可以防止燈絲構成物質從等離子體發射孔8射出，污染靶36。

而且，在該等離子體源2中，與特開平9-245997號公報披露的技術一樣，由于用絕緣物制成的蓋24和26覆蓋等離子體室容器4的內壁和天線14，所以可以防止金屬制成的等離子體室容器4、其前面板6和天線14被等離子體20濺射，防止金屬濺射粒子從等離子體發射孔8射出，污染靶36。

如果在從上述等離子體源2中發射的等離子體20中包含的電子能量高，那么這些高能量的電子到達靶36，直至與該電子能量對應的電壓，存在使靶36帶負電(充電)的可能性。不能忽視這種靶36帶負電的問題。

例如，近年來，由于在靶晶片的表面上形成的晶體管(FET)尺寸不斷微細化(例如，一邊為0.18μm左右)，并且其柵極氧化膜的膜厚不斷極薄化(例如，5nm)左右，所以必須把處理中的充電電壓抑制得非常低(例如，5V以下)。如果不這樣，那么因充電上升會產生絕緣損壞，造成晶體管良品率下降和可靠性降低。

但是，在上述以往的等離子體源2中，沿從等離子體發射孔8的等離子體發射方向22產生使等離子體室容器4內的電子回旋共振的磁場B，等離子體室容器4內的等離子體20中的電子通過電子回旋共振沿該磁場B被加速，由于在該電子加速方向上存在等離子體發射孔8，所以高速(即高能量)的電子從等離子體發射孔8中發射，這些電子被供給離子束34，到達靶36，因而存在靶36的充電電壓會升高的課題。

例如，雖然參照圖4可進行下述詳細說明，但從以往的等離子體源2中發射的等離子體20中的電子能量分布在數eV～100eV左右的寬范圍內。因此，靶36的充電電壓最大可上升至100V左右。

因此，本發明的主要目的在于防止在發射等離子體中包含高能量的電子。

本發明的等離子體源的特征在于，配有磁場發生裝置，該磁場發生裝置在所述等離子體室容器內，在與所述等離子體發射孔的等離子體發射方向交叉的方向上產生引起所述電子回旋共振的磁場。