JP2000183039A - Plasma processing device - Google Patents

Plasma processing device

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JP2000183039A
JP2000183039A JP10356027A JP35602798A JP2000183039A JP 2000183039 A JP2000183039 A JP 2000183039A JP 10356027 A JP10356027 A JP 10356027A JP 35602798 A JP35602798 A JP 35602798A JP 2000183039 A JP2000183039 A JP 2000183039A
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JP
Japan
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plasma
electron
plasma processing
electrons
region
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Application number
JP10356027A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Koizumi
浩治 小泉
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a processing device to be lessened in size and scaled up in development contents, by a method wherein the space scale of electron's motion in a plasma generating region is enlarged A times, and a time scale is reduced to 1/B when a plasma processing device is similarly enlarged A times in scale, and the motion state of electron is controlled based on the product of a space scale multiplied by a time scale. SOLUTION: It is required that a gas pressure in a plasma generating region is set so as to be reduced to 1/A. This low pressure of gas is attained by controlling a space pressure with a vacuum pump connected to an exhaust means 18. When a law of similarity is applied, it is preferable that electrons in a plasma generating region are enhanced in incident energy. Therefore, an electron acceleration potential difference between a blocking/transmitting mechanism 13 and a plate electrode 10 is enlarged A times. In this case, the state of a motion r(t) of an electron is controlled so as to be a motion A.r(t/B) taking advantage of a position vector r( t) as a function of a time t. By this setup, a plasma processing device enlarged A times in scale is capable of having the same plasma state as a plasma processing device of original scale.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,プラズマエッチン
グ装置,プラズマ成膜装置等のプラズマ処理装置及び方
法に関する。
The present invention relates to a plasma processing apparatus and method, such as a plasma etching apparatus and a plasma film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からより、半導体ウェハやLCD用
基板などの被処理体に対してエッチング処理などのプラ
ズマ処理を行なう装置としては,平行平板型プラズマ処
理装置(diodee pa rallel plate
plasma enhanced system) のよう
に電子形成領域,プラズマ発生領域及びプラズマ処理領
域が一の処理室内に隣接配置されているプラズマ処理装
置,及びECRプラズマ処理装置(ECR plasma
enhanced system)のようにプラズマ発
生室とプラズマ処理室とが分離された装置,などの種々
のプラズマ処理装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for performing plasma processing such as etching on an object to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD substrate, a parallel plate plasma processing apparatus (diode parallel plate) has been used.
a plasma processing apparatus in which an electron formation region, a plasma generation region, and a plasma processing region are disposed adjacent to each other in one processing chamber as in a plasma enhanced system, and an ECR plasma processing device (ECR plasma
Various plasma processing apparatuses such as an apparatus in which a plasma generation chamber and a plasma processing chamber are separated from each other, such as an enhanced system, are known.

【0003】本発明は,いずれの形式乃至機構のプラズ
マ処理装置においても実施されることができるが,説明
の便宜上,平行平板型のプラズマエッチング装置を例と
して説明する。
The present invention can be implemented in any type or mechanism of plasma processing apparatus. For convenience of explanation, a parallel plate type plasma etching apparatus will be described as an example.

【0004】図5に,平行平板型のプラズマ処理(エッ
チング)装置が示されている。図5を参照して,平行平
板型エッチング装置100の処理容器102は、導電性
素材(例.表面が陽極酸化処理されたアルミニウム)か
ら成り略円筒形状をしている。この処理容器102内に
は,被処理体(例.半導体ウェハ)が載置される載置台
104,該被処理体に対してプラズマ処理を施す処理室
106が設けられている。
FIG. 5 shows a parallel plate type plasma processing (etching) apparatus. Referring to FIG. 5, processing vessel 102 of parallel plate type etching apparatus 100 is made of a conductive material (eg, aluminum whose surface is anodized) and has a substantially cylindrical shape. The processing vessel 102 is provided with a mounting table 104 on which an object (eg, a semiconductor wafer) is mounted, and a processing chamber 106 for performing a plasma process on the object.

【0005】上記処理室106の底部には,絶縁性素材
(例.セラミックス)の絶縁支持板103、この絶縁支
持板103の上部に被処理体のための載置台104が設
けられている。載置台104は,略円柱状で,導電性素
材(例.アルマイト処理されたアルミニウム)から形成
されている。載置台104上には、被処理体を吸着保持
するための静電チャック111が設けらている。この載
置台104は、下部電極の機能も有し,高周波電源13
6より増幅器130及びマッチング回路132を介して
バイアス用高周波電力パルス列が印加される。
[0005] An insulating support plate 103 made of an insulating material (for example, ceramics) is provided at the bottom of the processing chamber 106, and a mounting table 104 for an object to be processed is provided above the insulating support plate 103. The mounting table 104 has a substantially columnar shape and is made of a conductive material (eg, anodized aluminum). On the mounting table 104, an electrostatic chuck 111 for suction-holding an object to be processed is provided. The mounting table 104 also has a function of a lower electrode, and
The high frequency power pulse train for bias is applied from 6 through the amplifier 130 and the matching circuit 132.

【0006】載置台104の内には、冷媒循環手段10
5が設けられており、載置台104に載置された被処理
体Wは冷却され,その被処理面の温度は所定の温度に調
節される。静電チャック111の内には、伝熱ガス供給
孔(不図示)が略同心円上に形成されている。各伝熱ガ
ス供給孔には伝熱ガス供給管113を介して伝熱ガス
(例.ヘリウムガス)が供給され,該伝熱ガスは上記被
処理体Wと静電チャック111との間に形成される微小
空間に供給され、該冷媒循環手段105と被処理体Wと
の間の伝熱効率を高めている。
In the mounting table 104, the refrigerant circulating means 10
The workpiece W placed on the mounting table 104 is cooled, and the temperature of the surface to be processed is adjusted to a predetermined temperature. Heat transfer gas supply holes (not shown) are formed substantially concentrically in the electrostatic chuck 111. A heat transfer gas (eg, helium gas) is supplied to each heat transfer gas supply hole via a heat transfer gas supply pipe 113, and the heat transfer gas is formed between the workpiece W and the electrostatic chuck 111. And the heat transfer efficiency between the refrigerant circulating means 105 and the object to be processed W is increased.

【0007】該載置台104の上端周縁部は、該静電チ
ャック111上に載置された該被処理体Wを囲むよう
に、被処理体の外周形状にほぼ合致したフォーカスリン
グ115を有している。該フォーカスリング115は、
絶縁性の材質(例.石英)からなり、プラズマ中の反応
性イオン等を引き寄せない作用を有し,該反応性イオン
等は該フォーカスリング115の内側の被処理体Wにだ
け入射する。
The peripheral edge of the upper end of the mounting table 104 has a focus ring 115 which substantially conforms to the outer peripheral shape of the object to be processed, so as to surround the object W mounted on the electrostatic chuck 111. ing. The focus ring 115
It is made of an insulating material (eg, quartz) and has an action of not attracting reactive ions and the like in the plasma. The reactive ions and the like enter only the target object W inside the focus ring 115.

【0008】該載置台104と該処理容器102の内壁
との間には、複数の開孔を有する排気リング117が、
該載置台104を囲むように形成されている。該排気リ
ング117は、排気流の流れを整える機能を有し,処理
ガス等は該処理容器102内から均一に排気される。
An exhaust ring 117 having a plurality of apertures is provided between the mounting table 104 and the inner wall of the processing vessel 102.
It is formed so as to surround the mounting table 104. The exhaust ring 117 has a function of adjusting the flow of the exhaust gas, and the processing gas and the like are uniformly exhausted from inside the processing container 102.

【0009】排気管108が該処理室106の底部側壁
に接続されている。該排気管108の他端には、バルブ
等(不図示)を介して真空引き手段110が接続されて
いる。該処理室106内は、該真空引き手段110によ
り,所定の減圧力(例.1〜100m Torr)に維
持される。
An exhaust pipe 108 is connected to the bottom side wall of the processing chamber 106. The other end of the exhaust pipe 108 is connected to evacuation means 110 via a valve or the like (not shown). The inside of the processing chamber 106 is maintained at a predetermined reduced pressure (eg, 1 to 100 mTorr) by the evacuation unit 110.

【0010】載置台104(下部電極を兼ねる)と対向
する処理室106内の上壁部には、略円筒形状の上部電
極112が設けられている。該上部電極112は導電性
素材(例.表面が陽極酸化処理されたアルミニウム)か
ら構成されている。該上部電極112には、ガス供給管
114が接続されており、該ガス供給管114は、バル
ブ116及びマスフローコントローラ(MFC)118
を介して、ガス供給源120に接続されている。
A substantially cylindrical upper electrode 112 is provided on an upper wall of the processing chamber 106 facing the mounting table 104 (also serving as a lower electrode). The upper electrode 112 is made of a conductive material (eg, aluminum whose surface is anodized). A gas supply pipe 114 is connected to the upper electrode 112. The gas supply pipe 114 is connected to a valve 116 and a mass flow controller (MFC) 118.
Is connected to the gas supply source 120.

【0011】該上部電極112の内部は、中空部112
aを有しており,被処理体Wに対向する面112bは、
多数のガス吐出口112cを有している。ガス洪給源1
20からの処理ガス(例.C4F8ガス)は,該上部電
極112内の該中空部112aに導入され,該吐出口1
12cから該処理室106内に均一に導入される。上部
電極112は、マッチング回路125、増幅器126を
介して、高周波パルス電源128に電気的に接続されて
いる。高周波パルス電源128からの所定周波数および
出力値を有する高周波パルス列は,増幅器126により
増幅され、増幅器126からの高周波電力パルス列はマ
ッチング回路125により処理室106内の共振条件に
マッチングするよう処理され,上部電極112に印加さ
れる。該高周波電力パルス列が印加される上部電極11
2の給電点の近くに,該高周波電力パルス列の状態を検
出するセンサ121が設けら,該センサで検出した値
は,制御器129に帰還される。
The inside of the upper electrode 112 is
a, and the surface 112b facing the workpiece W is
It has many gas outlets 112c. Gas flood source 1
The processing gas (eg, C4F8 gas) from the discharge port 20 is introduced into the hollow portion 112a in the upper electrode 112.
From 12c, it is uniformly introduced into the processing chamber 106. The upper electrode 112 is electrically connected to a high frequency pulse power supply 128 via a matching circuit 125 and an amplifier 126. A high-frequency pulse train having a predetermined frequency and an output value from the high-frequency pulse power supply 128 is amplified by an amplifier 126, and the high-frequency power pulse train from the amplifier 126 is processed by a matching circuit 125 so as to match a resonance condition in the processing chamber 106. Applied to the electrode 112. Upper electrode 11 to which the high-frequency power pulse train is applied
A sensor 121 for detecting the state of the high-frequency power pulse train is provided near the feeding point 2 and the value detected by the sensor is fed back to the controller 129.

【0012】制御器129は高周波電源128および増
幅器126に接続され,それぞれを制御する。この制御
により,所定の周波数および出力値を有する高周波電力
パルス列が高周波電源128および増幅器126により
形成され,上部電極112に印加される。
The controller 129 is connected to the high frequency power supply 128 and the amplifier 126 and controls each of them. With this control, a high-frequency power pulse train having a predetermined frequency and an output value is formed by the high-frequency power supply 128 and the amplifier 126, and is applied to the upper electrode 112.

【0013】下部電極104は、マッチング回路13
2、増幅器130を介して、高周波パルス電源136に
電気的に接続されている。高周波パルス電源136から
の所定周波数および出力値のバイアス用高周波パルス列
は,増幅器130により増幅され、増幅器130からの
バイアス用高周波電力パルス列は共振条件へのマッチン
グ回路12510経由して,上部電極112に印加され
る。制御器129は増幅器130および高周波電源13
6に電気的に接続され,増幅器130および高周波電源
136を制御して,所定の周波数および出力値を有する
バイアス用高周波電力パルス列を形成する。
The lower electrode 104 is connected to the matching circuit 13
2. It is electrically connected to the high-frequency pulse power supply 136 via the amplifier 130. A high frequency pulse train for bias having a predetermined frequency and an output value from the high frequency pulse power supply 136 is amplified by the amplifier 130, and the high frequency pulse train for bias from the amplifier 130 is applied to the upper electrode 112 via the matching circuit 12510 for resonance conditions. Is done. The controller 129 includes the amplifier 130 and the high-frequency power supply 13
6, and controls the amplifier 130 and the high-frequency power supply 136 to form a bias high-frequency power pulse train having a predetermined frequency and output value.

【0014】該バイアス用高周波電力パルス列が印加さ
れる下部電極104の給電点の近くに,該高周波電力パ
ルス列の状態を検出するセンサ133が設けら,該セン
サにより,下部電極104へ印加されるバイアス用高周
波電力パルス列の電位の最大値,最小値及び平均値の一
つを測定し,この測定した値は,制御器129に帰還さ
れる。制御器129は,この帰還された測定値に応じ
て,上部電極112および下部電極104に印加される
高周波電力パルスの形成を適宜制御する。
A sensor 133 for detecting the state of the high-frequency power pulse train is provided near a feeding point of the lower electrode 104 to which the bias high-frequency power pulse train is applied, and the bias applied to the lower electrode 104 by the sensor is provided. One of the maximum value, the minimum value, and the average value of the potential of the high-frequency power pulse train for use is measured, and the measured value is fed back to the controller 129. The controller 129 appropriately controls the formation of the high-frequency power pulse applied to the upper electrode 112 and the lower electrode 104 according to the returned measurement value.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなプラズマ
処理装置を使用した製品(例.半導体デバイス)の製造
においては,製品の性能向上と,製造効率のアップが必
要とされ,このためにプラズマ処理装置のスモールシス
テム化と,開発内容のスケールアップが求められてい
る。
In the manufacture of a product (eg, a semiconductor device) using the above-described plasma processing apparatus, it is necessary to improve the performance of the product and to increase the manufacturing efficiency. There is a demand for a small processing system and a scale-up of the development content.

【0016】プラズマ処理装置のスモールシステム化
と,開発内容のスケールアップを実現するためには,同
装置内のプラズマの状態を最適化することが必要である
が,プラズマの状態は発生空間の種々の要因(材料物
性,形状,真空状態,使用周波数,使用ガス,周囲温度
等の化学的,物理的条件)により変化することから,プ
ラズマを処理内容に応じて最適化することは容易でな
い。本発明は,このようなニーズに対応する一方法と
し,プラズマ処理装置内のプラズマの状態を最適化する
ために,後述する電気的要素の相似則を適用するもので
ある。
In order to realize a small system of the plasma processing apparatus and to scale up the contents of the development, it is necessary to optimize the state of the plasma in the apparatus. (Chemical and physical conditions such as material properties, shape, vacuum state, working frequency, working gas, ambient temperature, etc.), it is not easy to optimize the plasma according to the processing content. The present invention is a method corresponding to such a need, and applies a similarity rule of an electric element to be described later in order to optimize a state of plasma in a plasma processing apparatus.

【0017】この相似則を適用する場合にも,上記した
ように,プラズマの状態は発生空間の種々の要因(材料
物性,形状,真空状態,使用周波数,使用ガス,周囲温
度等の化学的,物理的条件)により変化することから,
単純に電気的要素の相似則をプラズマ処理装置に適用す
ることは困難である。
Even when this similarity rule is applied, as described above, the state of the plasma depends on various factors of the generation space (material properties, shape, vacuum state, used frequency, used gas, ambient temperature, etc. Physical conditions),
It is difficult to simply apply the similarity rule of the electric element to the plasma processing apparatus.

【0018】本発明は,かかる困難を克服し,プラズマ
処理装置のスモールシステム化と,開発内容のスケール
アップを実現することを課題とする。
It is an object of the present invention to overcome such difficulties and realize a small system of a plasma processing apparatus and scale-up of development contents.

【0019】さらに,プラズマ処理装置に相似則を適用
する場合に,最適なプラズマ形成用の加速電子を形成す
ることを課題とする。
It is another object of the present invention to form optimal accelerating electrons for plasma formation when the similarity rule is applied to a plasma processing apparatus.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は,従来のプラズ
マ処理装置及びそのプラズマ処理方法における,上記の
ような課題を解決することを目的する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a conventional plasma processing apparatus and a conventional plasma processing method.

【0021】本発明は,電子の挙動に着目し,該挙動を
制御することにより,電気的要素の相似則をプラズマ処
理装置に適用可能とし,上記課題を解決することを目的
する。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by focusing on the behavior of electrons and controlling the behavior so that the similarity rule of electric elements can be applied to a plasma processing apparatus.

【0022】本発明の一つの観点に従って,電子形成・
加速機構を備えた電子形成領域と,該電子形成領域に隣
接し,プラズマ形成用の処理ガスが導入されるプラズマ
発生領域であって,該処理ガスと,該電子形成領域から
導入された電子との作用によりプラズマが形成されるプ
ラズマ発生領域と,該プラズマ発生領域に隣接し,被処
理体を載置するための載置台が設けられたプラズマ処理
領域であって,該被処理体は該プラズマ発生領域から導
入されたプラズマにより所定の処理が施されるプラズマ
処理領域と,を有するプラズマ処理装置であって,特定
の正数A,Bに対して装置を相似的にA倍に拡大した場
合に,該プラズマ発生領域での電子の運動の空間スケー
ルをA倍として時間スケールを1/B倍とすることを目
的として装置の操作条件を変化させる制御,すなわち時
間tの関数としての電子の位置ベクトルr(t)(ここ
でrはベクトル表示)を利用すると,装置をA倍に拡大
したときに,電子に関して,運動r(t)の状態を運動
A・r(t/B)の状態に持っていくための制御が実施
されることを特徴とするプラズマ処理装置,が提供され
る。
In accordance with one aspect of the present invention, electron formation and
An electron formation region having an acceleration mechanism, and a plasma generation region adjacent to the electron formation region and into which a processing gas for plasma formation is introduced, wherein the processing gas and electrons introduced from the electron formation region are A plasma generating region in which plasma is formed by the action of the plasma processing region, and a plasma processing region adjacent to the plasma generating region and provided with a mounting table for mounting a target object, wherein the target object is the plasma A plasma processing apparatus having a plasma processing area in which predetermined processing is performed by plasma introduced from a generation area, wherein the apparatus is similarly enlarged to A times for specific positive numbers A and B. In addition, the control for changing the operating conditions of the apparatus for the purpose of making the spatial scale of the movement of electrons in the plasma generation region A times and the time scale 1 / B times, that is, as a function of time t, Using the position vector r (t) of the electron (where r is a vector), when the apparatus is enlarged by A times, the state of the movement r (t) for the electron is represented by the movement A · r (t / B). A plasma processing apparatus characterized in that control for bringing the plasma processing apparatus to the state described above is performed.

【0023】また,上記プラズマ処理装置において,特
に上記2変数A,BはB=Ap の関係式で結ばれている
ことが好ましい。
In the plasma processing apparatus, especially, the two variables A and B are B = A p It is preferable that they are connected by the following relational expression.

【0024】また,上記プラズマ処理装置において,上
記関係式におけるpが特に0≦ p≦1であることが好ま
しい。
In the above-mentioned plasma processing apparatus, it is preferable that p in the above-mentioned relational expression is particularly 0 ≦ p ≦ 1.

【0025】さらに,上記プラズマ処理装置において,
該プラズマ発生領域での電界及び磁界の強度を第1の制
御因子とし,ここでの中性気体の密度を第2の制御因子
として操作することが好ましい。
Further, in the above plasma processing apparatus,
Preferably, the intensity of the electric and magnetic fields in the plasma generation region is used as a first control factor, and the density of the neutral gas here is used as a second control factor.

【0026】さらに,上記プラズマ処理装置において,
該第2の制御因子である気体密度を制御するために,排
気機構を該電子形成領域に接して設けることが好まし
い。
Further, in the above plasma processing apparatus,
In order to control the gas density as the second control factor, it is preferable to provide an exhaust mechanism in contact with the electron forming region.

【0027】また,上記プラズマ処理装置において,該
第2の制御因子である気体密度を制御するために,該電
子形成領域に設けた排気機構と,該電子形成領域とプラ
ズマ発生領域との間に設けた,該電子形成領域からの電
子の通過を許容し,プラズマ発生領域からの処理ガスの
通過は阻止するためのガス遮蔽兼電子透過機構と,を設
けることが好ましい。
Further, in the above-mentioned plasma processing apparatus, an exhaust mechanism provided in the electron formation region and a gas discharge device provided between the electron formation region and the plasma generation region for controlling the gas density which is the second control factor. It is preferable to provide a gas shielding and electron transmission mechanism for permitting the passage of electrons from the electron formation region and preventing the passage of the processing gas from the plasma generation region.

【0028】さらに,上記プラズマ処理装置において,
該第1の制御因子である電子の加速度を制御するため
に,該ガス遮蔽兼電子透過機構に,制御された電子加速
用電圧を供する電圧源を接続することが好ましい。
Further, in the above plasma processing apparatus,
In order to control the acceleration of electrons as the first control factor, it is preferable to connect a voltage source for supplying a controlled electron acceleration voltage to the gas shielding and electron transmission mechanism.

【0029】さらに,上記プラズマ処理装置において,
該ガス遮蔽兼電子透過機構は,該電子形成領域中の電子
をプラズマ発生領域に向けて加速させる電圧が印加され
たグリッド電極と,該グリッド電極に隣接して配置さ
れ,かつ多数の小開口部を有するガス遮蔽板と,該ガス
遮蔽板上に設けられ,該多数の小開口部の位置と大きさ
に対応した開口部を有し,かつ該電子形成領域の電子を
これら開口部に指向せしめる電界を形成するバイアス電
圧が印加された電子指向用電極と,を備えていることが
好ましい。
Further, in the above plasma processing apparatus,
The gas shielding and electron transmission mechanism includes a grid electrode to which a voltage for accelerating the electrons in the electron formation region toward the plasma generation region is applied, and a plurality of small openings disposed adjacent to the grid electrode. And a plurality of small openings provided on the gas shielding plate, the openings corresponding to the positions and sizes of the small openings, and the electrons in the electron forming region are directed to these openings. And an electron directing electrode to which a bias voltage for forming an electric field is applied.

【0030】さらに,上記プラズマ処理装置において,
該ガス遮蔽兼電子透過機構は,該電子指向用電極の開口
部に対向して配置された針状電極であって,該電子指向
用電極と協働して,該電子形成領域の電子を該開口部に
指向せしめる電界を形成するバイアス電圧が印加された
針状電極を,備えていることが好ましい。
Further, in the above plasma processing apparatus,
The gas shielding / electron transmission mechanism is a needle-shaped electrode arranged opposite to the opening of the electron directing electrode, and cooperates with the electron directing electrode to transfer the electrons in the electron forming region to the electron forming area. It is preferable to include a needle-shaped electrode to which a bias voltage for forming an electric field directed to the opening is applied.

【0031】また,上記プラズマ処理装置において,該
電子形成・加速機構は,粗面化された電子放出面を有す
る平板電極と,該平板電極に高周波電力を供する高周波
電源と,を備えることが好ましい。
In the above plasma processing apparatus, it is preferable that the electron formation / acceleration mechanism includes a flat electrode having a roughened electron emission surface and a high frequency power supply for supplying high frequency power to the flat electrode. .

【0032】さらに,該記電子形成・加速機構は,さら
に,該平板電極に垂直方向の磁場を印加する磁場形成機
構を備えることが好ましい。
Further, it is preferable that the electron formation / acceleration mechanism further includes a magnetic field formation mechanism for applying a magnetic field in a vertical direction to the plate electrode.

【0033】また,上記プラズマ処理装置は,該電子形
成・加速領域に光を照射する光源手段を備えることが好
ましい。
Preferably, the plasma processing apparatus includes a light source for irradiating the electron formation / acceleration region with light.

【0034】本願発明の他の観点に従って,電子形成・
加速機構を備えた電子形成領域と,該電子形成領域に隣
接し,プラズマ形成用の処理ガスが導入されるプラズマ
発生領域であって,該処理ガスと,該電子形成領域から
導入された電子との作用によりプラズマが形成されるプ
ラズマ発生領域と,該プラズマ発生領域に隣接し,被処
理体を載置するための載置台が設けられたプラズマ処理
領域であって,該被処理体は該プラズマ発生領域から導
入されたプラズマにより所定の処理が施されるプラズマ
処理領域とを有するプラズマ処理装置において, (1)電子形成機構により電子を発生するステップ; (2)該電子をプラズマ発生領域に向けて加速するステッ
プ; (3)該電子形成機構において形成された加速電子をプラ
ズマ発生領域に導入するステップ; (4)該加速された電子と該処理ガスとの反応により.プ
ラズマ発生領域においてプラズマを形成するステップ; (5)該プラズマにより,プラズマ処理領域中で載置台に
載置された被処理体を処理するステップ,を備えたプラ
ズマ処理方法が提供される,また,上記プラズマ処理方
法において,上記 (2)該電子をプラズマ発生領域に向け
て加速するステップでの,該電子の形成条件は,電子の
加速度を第1の制御因子とし,気体密度ρを第2の制御
因子として設定されることが好ましい。
According to another aspect of the present invention, an electron
An electron formation region having an acceleration mechanism, and a plasma generation region adjacent to the electron formation region and into which a processing gas for plasma formation is introduced, wherein the processing gas and electrons introduced from the electron formation region are A plasma generating region in which plasma is formed by the action of the plasma processing region, and a plasma processing region adjacent to the plasma generating region and provided with a mounting table for mounting a target object, wherein the target object is the plasma (1) generating electrons by an electron forming mechanism; and (2) directing the electrons toward the plasma generation region. (3) introducing the accelerated electrons formed in the electron formation mechanism into a plasma generation region; (4) reacting the accelerated electrons with the processing gas. . Forming a plasma in a plasma generation region; (5) providing a plasma processing method including a step of processing an object placed on a mounting table in the plasma processing region with the plasma; In the above-mentioned plasma processing method, in the step of (2) accelerating the electrons toward the plasma generation region, the formation conditions of the electrons are such that the acceleration of the electrons is a first control factor, and the gas density ρ is a second control factor. Preferably, it is set as a control factor.

【0035】また,上記プラズマ処理方法において,該
(3)加速電子をプラズマ発生領域に導入するステップで
は,該電子形成領域とプラズマ発生領域との間で,前記
加速された電子はプラズマ発生領域に向けて通過するの
を許容され,かつプラズマ発生領域の処理ガスは該電子
形成領域に向けて通過するのを阻止されることが好まし
い。
Further, in the above-mentioned plasma processing method,
(3) In the step of introducing accelerated electrons into the plasma generation region, the accelerated electrons are allowed to pass toward the plasma generation region between the electron formation region and the plasma generation region; Preferably, the process gas in the region is prevented from passing towards the electron forming region.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】上述した電気的要素の相似則につ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A description will now be given of the similarity rule of the above-mentioned electric elements.

【0037】気体の流れ場の特性を規定する相似則を問
題とする場合には,(1)式のレイノルズ数Reを考え
ればよい。
When the similarity rule that defines the characteristics of the gas flow field is taken into consideration, the Reynolds number Re in equation (1) may be considered.

【0038】 Re=UL/ν = 3UL/(vλ) (1) ここで,Reはレイノルズ数,νは動粘性係数,Uは系
の代表速度,Lは系の代表長さ,vは熱速度,λは平均
自由行程である。
Re = UL / ν = 3UL / (vλ) (1) where Re is the Reynolds number, ν is the kinematic viscosity coefficient, U is the representative velocity of the system, L is the representative length of the system, and v is the thermal velocity , Λ is the mean free path.

【0039】この(1)式から,例えば,系の代表長さ
LをA倍に拡大した場合には,平均自由行程λをA倍と
する操作によって,元の系と同じ流動特性を得ることが
理解される。ここでは,Aが1より大きな実数である場
合を問題とする。
From the equation (1), for example, when the representative length L of the system is enlarged by A times, the same flow characteristics as the original system can be obtained by the operation of increasing the mean free path λ by A times. Is understood. Here, a case where A is a real number larger than 1 is considered.

【0040】また,平均自由行程λに関しては,関係式
(2)が設立する。 σλρ = 1 (2) ここで,σは衝突断面積,ρは粒子の数密度(すうみつ
ど)である。
The relational expression (2) is established for the mean free path λ. σλρ = 1 (2) Here, σ is the collision cross section, and ρ is the number density of the particles.

【0041】この(2)式から,例えば,平均自由行程
λをA倍するためには密度ρを(1/A)倍に減らせば
よいことが理解される。このときには1粒子の占有する
体積の代表長さは(1)式からA1/3 倍に増加する。
From this equation (2), it is understood that, for example, in order to multiply the mean free path λ by A, the density ρ should be reduced to (1 / A) times. At this time, the representative length of the volume occupied by one particle increases by A 1/3 times from the equation (1).

【0042】また,△tの時間中に断面積Sの領域を通
過する粒子数Nに関しては(3)式が成立する。
The equation (3) holds for the number N of particles passing through the area of the cross-sectional area S during the time Δt.

【0043】 N=ρvΔtS=JΔtS=QΔt (3) ここで,Jは流束,Qは流量である。N = ρvΔtS = JΔtS = QΔt (3) where J is a flux and Q is a flow rate.

【0044】この(3)式から,圧力,密度ρ及び流束
Jが1/Aに減少すると,流量QはA倍に増加すること
が理解できる。
From equation (3), it can be understood that when the pressure, the density ρ, and the flux J decrease to 1 / A, the flow rate Q increases A times.

【0045】以上の流動特性については,プラズマ処理
装置中の分子運動論についても適用することができ,プ
ラズマ処理装置中の重粒子間の平均自由行程は(4)式
で表現され得,電子と重粒子間の平均自由行程は(5)
式で表現され得る。
The above-mentioned flow characteristics can be applied to the theory of molecular kinetics in a plasma processing apparatus, and the mean free path between heavy particles in the plasma processing apparatus can be expressed by the following equation (4). Mean free path between heavy particles is (5)
It can be expressed by an expression.

【0046】 (重粒子間) 4λa σρ=1 (4) (電子と重粒子間) λe σρ=1 (5) ここで,λa は重粒子の平均自由工程,λe は電子の平
均自由工程,σは衝突断面積,ρは密度,である。
(Between heavy particles) 4λ a σρ = 1 (4) (Between electrons and heavy particles) λ e σρ = 1 (5) where λ a is the mean free path of the heavy particles, and λ e is the average of the electrons. Free process, σ is collision cross section, ρ is density.

【0047】プラズマ処理装置(チャンバ)内のプラズ
マ空間中の電子の挙動を考察する。
Consider the behavior of electrons in the plasma space in the plasma processing apparatus (chamber).

【0048】プラズマ空間中の電子の挙動は上記各式か
ら電子の平均自由行程λにより議論することができる。
(4)式でλa をA倍,すなわちρを1/A倍に変換す
るケースにおいては,(5)式からλe もA倍となる。
このことから,重粒子系と電子系では変換のスケーリン
グが対応していることが理解される。
The behavior of the electrons in the plasma space can be discussed from the above equations by the mean free path λ of the electrons.
In the case where λ a is converted to A times in equation (4), that is, ρ is converted to 1 / A times, λ e is also A times from equation (5).
From this, it is understood that the scaling of the conversion corresponds to the heavy particle system and the electron system.

【0049】そこで,電子の運動r(t)(rはベクト
ル表示である)に着目し,運動の縮尺を距離の次元でA
倍に相似拡大することを考える。電子の速度あるいはエ
ネルギの選択によって,時間のスケーリングについては
多くの選択肢が存在する。ここで,rは電子の位置ベク
トル,tは時刻である。このr(t)はtの関数として
の位置である。
Therefore, focusing on the movement r (t) of the electron (r is a vector representation), the scale of the movement is represented by A in the distance dimension.
Consider a similar enlargement by a factor of two. There are many options for time scaling, depending on the choice of electron speed or energy. Here, r is an electron position vector, and t is time. This r (t) is a position as a function of t.

【0050】プラズマの状態は発生空間のいろいろな要
因(材料物性,チャンバ形状,真空状態,球排気条件,
圧力,周波数,電力,外場使用ガスの種類と流量,壁や
ウエハ−の表面状態)によって変化することから,上述
した電気的要素の相似則をプラズマ処理装置に適用する
ことは一般的には困難である。本発明は,電子について
着目し,電子の挙動を制御することにより,相似則をプ
ラズマ処理装置に適用することを可能とする。例示的ケ
ース(P=1)を用いてさらに説明する。
The state of the plasma depends on various factors of the generation space (material properties, chamber shape, vacuum state, ball exhaust conditions,
It depends on the pressure, frequency, electric power, type and flow rate of the gas used in the external field, and the surface condition of the wall and the wafer). Have difficulty. The present invention makes it possible to apply the similarity rule to a plasma processing apparatus by focusing on electrons and controlling the behavior of the electrons. This will be further described using an exemplary case (P = 1).

【0051】電子がr(t)に従って運動している状態
を基礎として装置をA倍に拡大した場合に,A・r(t
/A)の運動を実現するということは,1)電子の速度
を不変とし,2)加速度を1/A倍に減少させることで
ある。
When the device is magnified A times based on the state in which electrons are moving according to r (t), A · r (t
Realizing the motion of / A) means 1) making the speed of the electrons unchanged, and 2) reducing the acceleration by 1 / A times.

【0052】1)のように電子の速度を不変とする理由
は,初速度が装置の構造上,電極の物性や温度等の物理
的条件で決定される要素が多く,これを変更することが
容易ではないためである。また電子の衝突素過程の性質
を保ったまま相似変換できることは大きな利点である。
The reason that the electron velocity is not changed as in 1) is that the initial velocity is often determined by physical conditions such as the physical properties of the electrodes and the temperature due to the structure of the apparatus. This is because it is not easy. It is also a great advantage that the similarity conversion can be performed while maintaining the properties of the electron collision elementary process.

【0053】2)のように加速度を1/A倍に減少させ
るためには,電子に作用する外場の強度を1/Aに減少
させればよく,印加する電界や磁界の強度を1/A倍に
弱めればよい。一方で,P=1/2の時,電子の速度を
1/2 倍として,印加する外場を不変に保つ選択も存在
する。(Ar(t/A1/2 )の場合)この場合には電子
のプラズマ発生領域への入射エネルギーも制御すること
が望ましい。
In order to reduce the acceleration by a factor of 1 / A as in 2), the intensity of the external field acting on the electrons may be reduced by 1 / A. It may be weakened by A times. On the other hand, when P = 1/2 , there is an option to keep the applied external field unchanged by setting the electron velocity to A 1/2 times. (In the case of Ar (t / A 1/2 )) In this case, it is desirable to also control the incident energy of electrons into the plasma generation region.

【0054】この為にプラズマ発生空間に入射する電子
のエネルギーを増加させる機構を採用して,必要とする
エネルギーの電子を生成する。
For this purpose, a mechanism for increasing the energy of electrons incident on the plasma generation space is employed to generate electrons having the required energy.

【0055】本発明の実施の態様として,プラズマ発生
室とプラズマ処理室が一体化されている平行平板型プラ
ズマ処理装置において,上記相似則を適用したケースに
ついて説明する。
As an embodiment of the present invention, a case where the above-described similarity rule is applied to a parallel plate type plasma processing apparatus in which a plasma generation chamber and a plasma processing chamber are integrated will be described.

【0056】図1おいて,平行平板型プラズマ処理装置
は,上記で説明したように,プラズマ処理室33内に,
平板電極10と,平板電極10に対向配置された載置台
11と,該平板電極10に高周波電力を印加する高周波
電源12を備えている。
In FIG. 1, the parallel plate type plasma processing apparatus has a plasma processing chamber 33 as described above.
The apparatus includes a plate electrode 10, a mounting table 11 opposed to the plate electrode 10, and a high-frequency power supply 12 for applying high-frequency power to the plate electrode 10.

【0057】プラズマ処理室は,ガス遮蔽兼電子透過機
構13(以下,「遮蔽兼透過機構」という)を備え,該
遮蔽兼透過機構13により,該プラズマ処理室は上部の
電子形成・加速空間17と,下部のプラズマ処理空間1
9とに分けられている。該遮蔽兼透過機構13には,高
周波電力を印加する高周波電源14が接続されている。
The plasma processing chamber is provided with a gas shielding and electron transmission mechanism 13 (hereinafter, referred to as a “shielding and transmission mechanism”). And the lower plasma processing space 1
Nine and nine. A high-frequency power supply 14 for applying high-frequency power is connected to the shielding and transmitting mechanism 13.

【0058】平板電極10は,載置台に対向する面が電
子放出面21であり,該電子放出面21は,粗面化され
ている。さらに該平板電極10の上部にはコイル15が
設けられ,該コイルは該平板電極と電子形成・加速空間
17とに磁場を印加する。さらにプラズマ処理室には光
源31が設けられ,該光源は,電極21及び空間33
に,特に紫外領域の光線を照射する。
The surface of the plate electrode 10 facing the mounting table is an electron emission surface 21, and the electron emission surface 21 is roughened. Further, a coil 15 is provided above the plate electrode 10, and the coil applies a magnetic field to the plate electrode and the electron formation / acceleration space 17. Further, a light source 31 is provided in the plasma processing chamber.
Is irradiated with a light beam in the ultraviolet region.

【0059】平板電極10の内部には温度制御機構16
と,平行電極10と遮蔽兼透過機構13との間の電子形
成・加速空間17からガスを排気せしめる排気手段18
と,プラズマ処理空間19に処理ガス(例.フッ化炭素
ガス、酸素ガス及びアルゴンガスなどの混合ガス)を供
給する処理ガス供給手段20とが設けられている。
The temperature control mechanism 16 is provided inside the plate electrode 10.
And an exhaust means 18 for exhausting gas from an electron formation / acceleration space 17 between the parallel electrode 10 and the shielding / transmission mechanism 13.
And a processing gas supply means 20 for supplying a processing gas (for example, a mixed gas such as a fluorocarbon gas, an oxygen gas, and an argon gas) to the plasma processing space 19.

【0060】該実施形態において,平板電極10は,加
熱手段16を有している。平板電極10の温度は,この
加熱手段16によりリチャードソンダッシュマンの式を
考慮して設定した温度にまで加熱されることにより,上
昇する。[相似則に基づく電子速度制御について]本発
明による実施形態において,平板電極10と載置台11
との間には遮蔽兼透過機構13が設けられている。この
遮蔽兼透過機構13は,平板電極10と載置台11との
間の電子形成・加速空間17に存在するガスがプラズマ
処理空間19に移動することを遮蔽するとともに,電子
形成・加速空間17中に形成された電子はプラズマ処理
空間19に移動することを可能とする機構である。
In this embodiment, the flat electrode 10 has the heating means 16. The temperature of the plate electrode 10 rises by being heated by the heating means 16 to a temperature set in consideration of Richardson Dashman's equation. [Electronic Speed Control Based on Similarity Law] In the embodiment according to the present invention, the plate electrode 10 and the mounting table 11
Is provided with a shielding and transmitting mechanism 13. The shielding and transmitting mechanism 13 shields the gas existing in the electron formation / acceleration space 17 between the flat plate electrode 10 and the mounting table 11 from moving to the plasma processing space 19, and also controls the gas in the electron formation / acceleration space 17. Is a mechanism that enables the electrons formed in the plasma processing space 19 to move to the plasma processing space 19.

【0061】この遮蔽兼透過機構13には,高周波電源
14から所定の電位が与えられ,遮蔽兼透過機構13と
平板電極10との間に電子加速電界が形成される。平板
電極10に関連する構造上の改良により,電子形成・加
速空間17内に効率良く形成された電子は,上記電子加
速電界により遮蔽兼透過機構13に向けて加速される。
この電子を加速する程度は,上述したような相似則の観
点から設定される。
A predetermined potential is applied to the shielding and transmitting mechanism 13 from the high frequency power supply 14, and an electron accelerating electric field is formed between the shielding and transmitting mechanism 13 and the plate electrode 10. Due to the structural improvement related to the plate electrode 10, the electrons efficiently formed in the electron formation / acceleration space 17 are accelerated toward the shielding / transmission mechanism 13 by the electron acceleration electric field.
The degree to which the electrons are accelerated is set from the viewpoint of the similarity rule as described above.

【0062】例えば,上記選択肢の例1のように電子の
運動をA・r(t/A1/2 )のように相似拡大する場合
には,加速度及び引加する外場の値は同じものを用いる
こととなる。
For example, when the motion of an electron is expanded in a similar manner as Ar · (t / A 1/2 ) as in Example 1 of the above option, the values of the acceleration and the external field to be applied are the same. Will be used.

【0063】この選択肢の例1のケースにおいては,プ
ラズマ発生領域でのガスの圧力は1/A倍になるように
低圧に設定することが必要である。この低圧は,排気手
段18に連結された排気ポンプにより,該空間の圧力を
制御することにより達成される。ここでの相似則を適用
する場合には,プラズマ発生領域における電子の入射エ
ネルギーを増加させることが望ましい。このために,遮
蔽兼透過機構13と平板電極10の間の電子加速用電位
差をA倍に増加する。
In the case of the first example of this option, it is necessary to set the gas pressure in the plasma generation region to a low pressure so as to be 1 / A times. This low pressure is achieved by controlling the pressure in the space by an exhaust pump connected to the exhaust means 18. When applying the similarity rule here, it is desirable to increase the incident energy of electrons in the plasma generation region. For this purpose, the potential difference for electron acceleration between the shielding and transmitting mechanism 13 and the plate electrode 10 is increased by A times.

【0064】この結果,必要とする規模のシステムにお
いて,元の規模のシステムと同じ最適化されたプラズマ
状態を衝突素過程のエネルギーの変化を除いて維持する
ことができ,スケールアップしたプラズマ処理を実現す
ることができる。 [素過程の考慮によるスケーリングの量Aの決定]衝突
断面積のエネルギーによる変化を見ると,この量はエネ
ルギーの増加とともに初期には増加し,特定のエネルギ
ーの値を境として減少を始める。従って,同じ断面積を
与える低いほうのエネルギーの現象が現実に起きている
装置を相似拡大する場合には高い方のエネルギーが実現
するようなスケーリングを行えばほぼ似た現象がプラズ
マ発生領域において起こることとなる。すなわち,素過
程を考慮することによってスケールアップすべき倍率A
を決定することもできる。 [電子エネルギー増加機構について]上述した理由によ
り,電子のプラズマ発生領域への入射エネルギーを増加
させる必要がある。該実施形態において,平板電極10
の電子放出面21は粗面化された構造を有している。こ
の粗面化された構造では,その粗面により電界が集中
し,解離促進が図られる。すなわち,微細な凸状構造の
先端では電子の放出方向は立体角にして2πを越えるた
めに放出量が増加することとなる。従って,電極面の粗
面の度合いを変えることにより,解離促進の程度を制御
することができる。
As a result, in the system of the required scale, the same optimized plasma state as that of the system of the original scale can be maintained except for the change in the energy of the collision elementary process. Can be realized. [Determination of Amount of Scaling A Considering Elementary Process] Looking at the change of the collision cross section with energy, this amount initially increases with an increase in energy and starts to decrease at a specific energy value. Therefore, when the same energy is applied to a device where the phenomenon of lower energy that gives the same cross-sectional area actually occurs, a similar phenomenon occurs in the plasma generation region if scaling is performed to realize the higher energy. It will be. That is, the magnification A to be scaled up by considering the elementary process
Can also be determined. [Electron Energy Increasing Mechanism] For the reasons described above, it is necessary to increase the incident energy of electrons into the plasma generation region. In this embodiment, the plate electrode 10
The electron emission surface 21 has a roughened structure. In this roughened structure, the electric field is concentrated by the roughened surface, and the dissociation is promoted. That is, at the tip of the fine convex structure, the emission direction of electrons exceeds 2π in solid angle, so that the emission amount increases. Therefore, the degree of dissociation promotion can be controlled by changing the degree of the electrode surface roughness.

【0065】該実施形態において,平板電極10は,電
源12よりDCバイアス電圧が印加される。バイアス電
圧を印加すると,電子の速度制御が可能となり,その結
果として電子のエネルギーが増加して解離促進が可能と
なる。
In this embodiment, a DC bias voltage is applied to the plate electrode 10 from the power supply 12. When a bias voltage is applied, the speed of electrons can be controlled, and as a result, the energy of the electrons increases and the dissociation can be promoted.

【0066】該実施形態において,平板電極10には,
コイル15により交流磁場が印加される。この磁場は平
板電極10に対して垂直な磁場が好ましい。コイルは同
心状の構造が好ましい。この磁場により,電極間に電流
が発生することにより電場が変化し,解離促進が図ら
れ,電極内に発生する電流により電極からの電子放出の
増加が図られる。
In this embodiment, the plate electrode 10 has
An alternating magnetic field is applied by the coil 15. This magnetic field is preferably a magnetic field perpendicular to the plate electrode 10. The coil preferably has a concentric structure. Due to this magnetic field, a current is generated between the electrodes to change the electric field, thereby facilitating dissociation, and increasing the electron emission from the electrodes by the current generated in the electrodes.

【0067】該実施形態において,該高原31から電極
の電子放出面21に対して例えば紫外領域光が照射され
る。この時の入射光子のエネルギーが電極の金属材料の
仕事関数を超えれば電子放出が開始する。すなわち,光
電効果がおきる。光の波長を選択し,短波長とするほど
電極からの放出電子のエネルギーが増加することとな
る。
In the embodiment, for example, ultraviolet light is irradiated from the plateau 31 to the electron emission surface 21 of the electrode. If the energy of the incident photon at this time exceeds the work function of the metal material of the electrode, electron emission starts. That is, a photoelectric effect occurs. The energy of the electrons emitted from the electrode increases as the wavelength of the light is selected and the wavelength is shortened.

【0068】以上の平板電極10に関連する構造上の改
良により,電子形成・加速空間17内に効率良く電子を
放出し電子流を形成することが可能となる。
With the above-described structural improvement related to the flat electrode 10, it becomes possible to efficiently emit electrons into the electron formation / acceleration space 17 and form an electron flow.

【0069】ここでは,以下の4種の電子放出の加速方
法を解説する。
Here, the following four types of electron emission acceleration methods will be described.

【0070】1)粗面化,2)バイアス印加,3)磁場
印加,4)光電効果 これを適用実施するに当たっては,以上の少なくとも1
つの機構を同一の装置に組み込むこととする。
1) Roughening, 2) bias application, 3) magnetic field application, 4) photoelectric effect.
Two mechanisms shall be incorporated in the same device.

【0071】上記方法とは異なる電子放出の加速方法と
してマグネトロン放電の利用が存在する。低圧の電子放
出室はマグネトロン放電を生成するのに適した圧力とな
っている。
As a method of accelerating electron emission, which is different from the above method, there is the use of magnetron discharge. The low-pressure electron emission chamber has a pressure suitable for generating a magnetron discharge.

【0072】放電を放電のオンオフを周期的に繰り返す
ことにより,電子の生成と閉じ込めと解放を周期的反復
できる電子閉じ込め用の磁場だけを周期的に特定の時間
間隔だけ弱くする方法も存在する。周期制御は上記のよ
うな矩形波だけでなくなだらかな波形による制御も可能
である。この時の制御周波数は数百KHzから数MHz
の程度とする。 [プラズマ発生機構について]図1において,電子形成
・加速空間17において形成され加速された電子は,遮
蔽兼透過機構13を通過してプラズマ処理空間33に入
り,処理ガス供給手段20から供給された処理ガスのプ
ラズマの形成を促進する。
There is a method of periodically weakening only a magnetic field for electron confinement, which can periodically repeat generation, confinement, and release of electrons, by a specific time interval, by periodically repeating discharge on / off. In the period control, not only the rectangular wave as described above but also a smooth waveform can be controlled. The control frequency at this time is several hundred KHz to several MHz.
Of the degree. [Plasma Generating Mechanism] In FIG. 1, the electrons formed and accelerated in the electron formation / acceleration space 17 pass through the shielding / transmission mechanism 13, enter the plasma processing space 33, and are supplied from the processing gas supply means 20. Promotes the formation of a plasma of the processing gas.

【0073】図2乃至図4において遮蔽兼透過機構13
の例を説明する。図2において,遮蔽兼透過機構13
は,ガス流遮蔽板22と,板状電極23と,網状電極2
1と,針状電極25とにより構成される。
In FIG. 2 to FIG.
Will be described. Referring to FIG.
Are the gas flow shielding plate 22, the plate electrode 23, and the mesh electrode 2
1 and a needle electrode 25.

【0074】ガス流遮蔽板22は,図2乃至4に見られ
る様に,多数の開口部26が形成された構造であり,電
気的絶縁性のパネルより形成される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the gas flow shielding plate 22 has a structure in which a large number of openings 26 are formed, and is formed of an electrically insulating panel.

【0075】網状電極27は,電子が通過可能な開口部
を有する構造であれば,いずれの構造でもよい。この網
状電極27には,平板電極10より高く,また後で説明
する板状電極23に対しても高い電位27が印加され
る。この電位により,平板電極10と網状電極27との
間には,平板電極10から網状電極27に向けて,電子
を移動せしめる方向の電界が形成される。電極10,2
7の間で加速された電子は,開口部26のポテンシャル
障壁を乗り越えるためのエネルギーは充分に持っている
ことになる。ここでの例では電極10と23は等電位と
している。板状電極23は,ガス流遮蔽板22の上に取
り付けられるか,ガス流遮蔽板22に積層され一体化さ
れた構造でよい。この板状電極23には,ガス流遮蔽板
22の開口部26を覆わないような形状の開口部が形成
される。
The reticulated electrode 27 may have any structure as long as it has an opening through which electrons can pass. A high potential 27 is applied to the mesh electrode 27, which is higher than the plate electrode 10 and also higher than the plate electrode 23 described later. Due to this potential, an electric field is generated between the plate electrode 10 and the mesh electrode 27 in the direction in which electrons move from the plate electrode 10 to the mesh electrode 27. Electrodes 10, 2
The electrons accelerated between 7 have sufficient energy to overcome the potential barrier of the opening 26. In this example, the electrodes 10 and 23 have the same potential. The plate-like electrode 23 may be mounted on the gas flow shielding plate 22 or may be configured to be laminated and integrated with the gas flow shielding plate 22. The plate electrode 23 has an opening formed so as not to cover the opening 26 of the gas flow shielding plate 22.

【0076】該網状電極27には,針状電極25が設け
られる。各開口部26の開口に対向る位置に少なくとも
一つの針状電極25が配置される。この針状電極25
は,電子をなだらかに開口部26の方向に曲げ電子がガ
ス流遮蔽板22,板状電極23に入射して補足されると
を防止する。
The reticulated electrode 27 is provided with a needle electrode 25. At least one needle electrode 25 is arranged at a position facing the opening of each opening 26. This needle electrode 25
This prevents electrons from being gently bent in the direction of the opening 26 and from being captured and captured by the gas flow shielding plate 22 and the plate electrode 23.

【0077】電子形成・加速空間17には排気管18が
接続される。電子形成・加速空間17は該排気管18に
接続された排気機構34により排気されるとともに,遮
蔽兼透過機構13によりプラズマ処理空間33内の処理
ガスは電子形成・加速空間17に入ることは遮られるこ
とから,電子形成・加速空間17は上述した相似則に基
づく電子速度制御を実現する上から必要な低圧力に確実
に設定され得る。 [プラズマ処理について]本発明の実施形態として説明
された上記装置の動作について説明する。
An exhaust pipe 18 is connected to the electron formation / acceleration space 17. The electron formation / acceleration space 17 is exhausted by an exhaust mechanism 34 connected to the exhaust pipe 18, and the processing gas in the plasma processing space 33 is prevented from entering the electron formation / acceleration space 17 by the shielding / transmission mechanism 13. Therefore, the electron formation / acceleration space 17 can be reliably set to a low pressure necessary for realizing the electron speed control based on the similarity rule described above. [Plasma Processing] The operation of the above-described apparatus described as an embodiment of the present invention will be described.

【0078】プラズマエッチング処理容器30内の載置
台11上に被処理体である半導体ウエハWが載置され
る。載置台に直流電源(図示せず)からの高圧電圧を印
加することにより,半導体ウエハWは載置台11上に静
電力により吸着され,固定される。載置台11の裏面か
ら伝熱ガスを供給することにより,温度制御された載置
台11と半導体ウエハWとの間の伝熱効率が高められ
る。載置台11には、マッチング回路(図示せず)を介
して高周波電源35が接続され,バイアス用高周波電力
が載置台に印加される。
A semiconductor wafer W to be processed is mounted on the mounting table 11 in the plasma etching processing container 30. By applying a high voltage from a DC power supply (not shown) to the mounting table, the semiconductor wafer W is attracted to the mounting table 11 by electrostatic force and fixed. By supplying the heat transfer gas from the back surface of the mounting table 11, the heat transfer efficiency between the temperature controlled mounting table 11 and the semiconductor wafer W is increased. A high frequency power supply 35 is connected to the mounting table 11 via a matching circuit (not shown), and high frequency power for bias is applied to the mounting table.

【0079】遮蔽兼透過機構13と載置台11との間の
プラズマ処理空間33に,処理ガス供給手段20から処
理ガスが導入されるとともに,平板電極10と遮蔽兼透
過機構13の間の電子形成・加速空間17中のガスは排
気手段18により排気され,電子形成・加速空間17は
低圧力とされる。この圧力値としては,例えば平板電極
10と遮蔽兼透過機構13の間の距離が電子の平均自由
工程と同程度の値になるような圧力に設定する。遮蔽兼
透過機構13のガス流遮蔽板22と排気口の位置の選択
により,プラズマ処理空間33内の処理ガスの,電子形
成・加速空間17中への移動が減少し,これによって電
子形成・加速空間17の圧力をブラズマ形成空間33よ
り低く保ことができる。
The processing gas is introduced from the processing gas supply means 20 into the plasma processing space 33 between the shielding and transmitting mechanism 13 and the mounting table 11, and the electron formation between the plate electrode 10 and the shielding and transmitting mechanism 13 is performed. The gas in the acceleration space 17 is exhausted by the exhaust means 18, and the electron formation / acceleration space 17 is set at a low pressure. The pressure value is set, for example, such that the distance between the plate electrode 10 and the shielding and transmitting mechanism 13 is substantially equal to the mean free path of electrons. By selecting the position of the gas flow shielding plate 22 of the shielding and transmission mechanism 13 and the position of the exhaust port, the movement of the processing gas in the plasma processing space 33 into the electron formation / acceleration space 17 is reduced. The pressure in the space 17 can be kept lower than the plasma forming space 33.

【0080】平板電極10と遮蔽兼透過機構13の間に
は,電源12から電圧が印加されることにより,粗面化
された電子放出面21から電子が効率良く放出される。
また,平板電極10には,コイル15により平板電極1
0に対して垂直な磁場が印加される。この磁場により,
電場が変化し,プラズマ処理領域では解離促進が図られ
,電極では電子放出の促進が図られる。さらに,該光
源31から,空間33内の処理ガス及び電極10に例え
ば紫外光が照射される。この光照射により,ガス分子に
光エネルギが与えられ,電子状態の励起に伴う電離や分
子の解離の促進が図られる。また,電極においては光電
効果により電子放出の促進が図られる。ここで光の照射
量及び波長を変化させることによりガス分子の解離度や
電子放出量の制御が可能となる。
Electrons are efficiently emitted from the roughened electron emission surface 21 by applying a voltage from the power supply 12 between the flat plate electrode 10 and the shielding / transmission mechanism 13.
Further, the flat electrode 1 is provided on the flat electrode 10 by a coil 15.
A magnetic field perpendicular to zero is applied. With this magnetic field,
As the electric field changes, dissociation is promoted in the plasma processing region, and electron emission is promoted in the electrodes. Further, the processing gas and the electrode 10 in the space 33 are irradiated with, for example, ultraviolet light from the light source 31. By this light irradiation, light energy is given to the gas molecules, and the ionization and the dissociation of the molecules accompanying the excitation of the electronic state are promoted. In the electrodes, electron emission is promoted by the photoelectric effect. Here, the degree of dissociation of gas molecules and the amount of electron emission can be controlled by changing the irradiation amount and wavelength of light.

【0081】以上の平板電極10に関連する構造上の改
良により,電子形成・加速空間17内に効率良く電子を
放出し電子流を形成することが可能となる。
With the above-described structural improvement related to the flat electrode 10, it becomes possible to efficiently emit electrons into the electron formation / acceleration space 17 and form an electron flow.

【0082】遮蔽兼透過機構13の網状電極27には,
平板電極の電位より高いバイアス電圧V2 が印加され,
かつコイル15が設置され平板電極に垂直方向の磁場が
印加される。この結果,電子放出面21から放出された
電子は網状電極27に向かって拡散することなく加速さ
れる。この電子を加速する程度は,空間33に入射する
初期速度として上述した相似則から要求される値に設定
される(上記選択肢の例1を参照)。またプラズマ形成
空間33の制御すべき深さ方向の位置の選択によって電
子入射エネルギーを設定することもできる。
The mesh electrode 27 of the shielding and transmitting mechanism 13 has
A bias voltage V2 higher than the potential of the plate electrode is applied,
In addition, a coil 15 is provided and a magnetic field in a vertical direction is applied to the plate electrode. As a result, the electrons emitted from the electron emission surface 21 are accelerated without diffusing toward the mesh electrode 27. The degree of accelerating the electrons is set to a value required from the above-described similarity rule as the initial velocity at which the electrons enter the space 33 (see Example 1 of the above option). The electron incident energy can also be set by selecting the position in the depth direction of the plasma forming space 33 to be controlled.

【0083】遮蔽兼透過機構13の板状電極23には,
V2 より低いバイアス電圧V1 が印加されることによ
り,網状電極27及び該網状電極27に付加された針状
電極25と,板状電極23との間に所定のパターンの電
界が形成される。この所定のパターンの電界は,平板電
極10と網状電極27との間の電界により加速され,該
網状電極27を通過した電子を,ガス流遮蔽板の開口部
26に向けて加速する。
The plate electrode 23 of the shielding and transmitting mechanism 13 has
By applying the bias voltage V1 lower than V2, an electric field of a predetermined pattern is formed between the plate electrode 23 and the reticulated electrode 27, the needle electrode 25 added to the reticulated electrode 27, and the like. The electric field of this predetermined pattern is accelerated by the electric field between the plate electrode 10 and the mesh electrode 27, and accelerates the electrons passing through the mesh electrode 27 toward the opening 26 of the gas flow shielding plate.

【0084】ガス流遮蔽板の開口部26を通過した電子
は,遮蔽兼透過機構13と載置台との間のプラズマ処理
空間内の処理ガスに導入され,該処理ガスのプラズマを
形成する。
The electrons that have passed through the opening 26 of the gas flow shielding plate are introduced into a processing gas in a plasma processing space between the shielding and transmitting mechanism 13 and the mounting table, and form a plasma of the processing gas.

【0085】遮蔽兼透過機構13と載置台11との間に
は,電源14より高周波のバイアス電圧が印加され,上
記プラズマは,載置台上に載置された半導体ウエハに移
動し,該半導体ウエハを加工する。
A high-frequency bias voltage is applied from a power supply 14 between the shielding / transmitting mechanism 13 and the mounting table 11, and the plasma moves to the semiconductor wafer mounted on the mounting table, and To process.

【0086】[0086]

【発明の効果】本発明は,プラズマ処理装置に電気的要
素の相似則を適用可能とすることにより,スケールの異
なるシステムの開発と,その操作条件のスケールアップ
を実現する。すなわち,例えば,平板電極10から放出
された電子の初速度は,平板電極の物理的な要素によっ
て決まる傾向が強い。本発明は,平板電極10からの放
出直後の電子を電子形成領域で加速することにより積極
的に制御する。また,本発明は,遮蔽兼透過機構13及
び排気機構18を採用することにより,電子形成・加速
空間17とプラズマ形成領域33間のガス圧力の差を積
極的に制御する。この制御により,装置の縮尺を変更す
る場合に,電気的要素の相似則をより正確に適用可能と
し,大口径の半導体ウエハの処理(エッチング,膜形成
など)を正確かつ容易とする。さらに,本発明は,電子
を積極的に制御することにより,プラズマ処理空間19
におけるガス種と圧力及びこの処理空間の広さに見合っ
たエネルギーを持つ電子をプラズマ処理空間19に導入
することができる。この結果,プラズマ処理空間19に
おけるプラズマの発生効率を高めることができる。
According to the present invention, the development of systems having different scales and the scale-up of the operation conditions are realized by making it possible to apply the similarity rules of electric elements to the plasma processing apparatus. That is, for example, the initial velocity of the electrons emitted from the plate electrode 10 tends to be determined by physical factors of the plate electrode. According to the present invention, electrons are emitted from the flat electrode 10 and are accelerated in the electron formation region to be actively controlled. Further, the present invention employs the shielding / transmission mechanism 13 and the exhaust mechanism 18 to positively control the gas pressure difference between the electron formation / acceleration space 17 and the plasma formation region 33. With this control, when changing the scale of the apparatus, the similarity rule of the electric element can be applied more accurately, and processing (etching, film formation, etc.) of a large-diameter semiconductor wafer can be performed accurately and easily. Further, the present invention provides a plasma processing space 19 by actively controlling electrons.
Can be introduced into the plasma processing space 19 with an energy corresponding to the gas type and pressure in the process and the size of the processing space. As a result, the plasma generation efficiency in the plasma processing space 19 can be increased.

【0087】また電子をより加速すると衝突断面積が減
少するために電子は高エネルギーのままプラズマ処理空
間に進入できプラズマのより深い部分を制御することも
できるようになる。
Further, when the electrons are accelerated further, the collision cross section is reduced, so that the electrons can enter the plasma processing space with high energy and the deeper part of the plasma can be controlled.

【0088】さらに,本発明は,(1)平板電極10に
加熱手段16を設ける,(2)平板電極10の電子放出
面21を粗面化する,(3)平板電極10にバイアス電
圧を印加する,(4)平板電極10に磁場を印加する,
(5)電子形成・加速空間17の電子群に光を照射す
る,という手段の少なくとも一つを採用することによ
り,電子形成・加速空間17中に効率良く電子を形成す
ることができ,プラズマ処理装置への電気的要素の相似
則の適用を容易とする。
Further, according to the present invention, (1) the heating means 16 is provided on the plate electrode 10, (2) the electron emission surface 21 of the plate electrode 10 is roughened, and (3) a bias voltage is applied to the plate electrode 10. (4) applying a magnetic field to the plate electrode 10;
(5) By employing at least one of the means of irradiating the electron group in the electron formation / acceleration space 17 with light, electrons can be efficiently formed in the electron formation / acceleration space 17 and plasma processing can be performed. Facilitates the application of similarity rules for electrical elements to devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用したプラズマ処理装置の一形態を
示す概略的な断面図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating one embodiment of a plasma processing apparatus to which the present invention is applied.

【図2】ガス遮蔽兼電子透過機構を説明する断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a gas shielding and electron transmission mechanism.

【図3】ガス遮蔽兼電子透過機構を説明する平面図。FIG. 3 is a plan view illustrating a gas shielding and electron transmission mechanism.

【図4】ガス遮蔽兼電子透過機構を説明する平面図。FIG. 4 is a plan view illustrating a gas shielding and electron transmission mechanism.

【図5】関連技術としての,平行平板型プラズマ処理
(エッチング)装置の概略的な説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view of a parallel plate type plasma processing (etching) apparatus as a related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…平板電極,11…載置台,12…高周波電源,1
3…ガス遮蔽兼電子透過機構,14…高周波電源,15
…磁場発生用のコイル,16…温度制御機構,17…電
子形成領域,18…排気手段,19…プラズマ形成領
域,34…ガス源,16…加熱手段,22…ガス流遮蔽
板,23…板状電極,25…針状電極,26…開口部,
27…網状電極,30…プラズマエッチング装置,31
…光源,33…プラズマ形成領域
10: flat plate electrode, 11: mounting table, 12: high frequency power supply, 1
3 ... gas shielding and electron transmission mechanism, 14 ... high frequency power supply, 15
... Coil for generating magnetic field, 16 ... Temperature control mechanism, 17 ... Electron formation area, 18 ... Exhaust means, 19 ... Plasma formation area, 34 ... Gas source, 16 ... Heating means, 22 ... Gas flow shielding plate, 23 ... Plate Electrode, 25: needle electrode, 26: opening,
27: reticulated electrode, 30: plasma etching apparatus, 31
... Light source, 33 ... Plasma formation area

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子形成・加速機構を備えた電子形成領
域と,該電子形成領域に隣接し,プラズマ形成用の処理
ガスが導入されるプラズマ発生領域であって,該処理ガ
スと,該電子形成領域から導入された電子との作用によ
りプラズマが形成されるプラズマ発生領域と,該プラズ
マ発生領域に隣接し,被処理体を載置するための載置台
が設けられたプラズマ処理領域であって,該被処理体は
該プラズマ発生領域から導入されたプラズマにより所定
の処理が施されるプラズマ処理領域と,を有するプラズ
マ処理装置であって,特定の正数A,Bに対して装置を
相似的にA倍に拡大した場合に,前記のプラズマ発生領
域での電子の運動の空間スケールをA倍として時間スケ
ールを1/B倍とすることを目的として装置の操作条件
を変化させる制御,すなわち時間tの関数としての電子
の位置ベクトルr(t)を利用すると,装置をA倍に拡
大したときに,電子に関して,運動r(t)の状態を運
動A・r(t/B)の状態に持っていくための制御が実
施されることを特徴とするプラズマ処理装置。
An electron formation region having an electron formation / acceleration mechanism, and a plasma generation region adjacent to the electron formation region and into which a processing gas for plasma formation is introduced, wherein the processing gas and the electron A plasma generation region in which plasma is formed by the action of electrons introduced from the formation region, and a plasma processing region adjacent to the plasma generation region and provided with a mounting table for mounting an object to be processed. The object to be processed is a plasma processing area having a predetermined processing performed by the plasma introduced from the plasma generation area, and the apparatus is similar to specific positive numbers A and B. Control to change the operating conditions of the apparatus for the purpose of making the spatial scale of the movement of electrons in the plasma generation region A times and making the time scale 1 / B times, In other words, using the position vector r (t) of the electron as a function of time t, the state of the movement r (t) of the electron is represented by A plasma processing apparatus, wherein control for bringing the apparatus into a state is performed.
【請求項2】 特に上記2変数A,BがB=Apの関係
式で結ばれていることを特徴とする,請求項1に記載さ
れたプラズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said two variables A and B are connected by a relational expression of B = A p .
【請求項3】 上記関係式におけるpが、特に0≦ p
≦1であることを特徴とする,請求項2に記載されたプ
ラズマ処理装置。
3. In the above relational expression, p is preferably 0 ≦ p.
3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein ≤1.
【請求項4】 請求項2又は3に記載されたプラズマ処
理装置において,前記プラズマ発生領域での電界及び磁
界の強度を第1の制御因子とし,ここでの中性気体の密
度を第2の制御因子として操作することを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
4. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the intensity of an electric field and a magnetic field in the plasma generation region is set as a first control factor, and the density of the neutral gas is set as a second control factor. A plasma processing apparatus operated as a control factor.
【請求項5】 請求項1に記載されたプラズマ処理装置
において,前記第2の制御因子である気体密度を制御す
るために,排気機構を前記電子形成領域に接して設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein an exhaust mechanism is provided in contact with said electron forming region for controlling a gas density as said second control factor. Plasma processing equipment.
【請求項6】 請求項1に記載されたプラズマ処理装置
において,前記第2の制御因子である気体密度を制御す
るために,前記電子形成領域に設けた排気機構と;該電
子形成領域とプラズマ発生領域との間に設けた,該電子
形成領域からの電子の通過を許容し,プラズマ発生領域
からの処理ガスの通過は阻止するためのガス遮蔽兼電子
透過機構と,を設けることを特徴とするプラズマ処理装
置。
6. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein an exhaust mechanism is provided in the electron forming region to control a gas density as the second control factor; A gas shielding / electron transmission mechanism for allowing passage of electrons from the electron formation region and preventing passage of the processing gas from the plasma generation region, provided between the generation region and the electron generation region. Plasma processing equipment.
【請求項7】 請求項6に記載されたプラズマ処理装置
において,前記第1の制御因子である電子の加速度を制
御するために,前記ガス遮蔽兼電子透過機構に,制御さ
れた電子加速用電圧を供する電圧源を接続することを特
徴とするプラズマ処理装置。
7. A plasma processing apparatus according to claim 6, wherein said gas shielding and electron transmission mechanism includes a controlled electron accelerating voltage for controlling an acceleration of electrons as said first control factor. A plasma processing apparatus, wherein a voltage source for supplying a voltage is connected.
【請求項8】 請求項6に記載されたプラズマ処理装置
において,前記ガス遮蔽兼電子透過機構は,前記電子形
成領域中の電子をプラズマ発生領域に向けて加速させる
電圧が印加されたグリッド電極と,該グリッド電極に隣
接して配置され,かつ多数の小開口部を有するガス遮蔽
板と,該ガス遮蔽板上に設けられ,前記多数の小開口部
の位置と大きさに対応した開口部を有し,かつ該電子形
成領域の電子をこれら開口部に指向せしめる電界を形成
するバイアス電圧が印加された電子指向用電極と,を備
えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
8. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the gas shielding and electron transmission mechanism includes a grid electrode to which a voltage for accelerating electrons in the electron formation region toward a plasma generation region is applied. A gas shielding plate disposed adjacent to the grid electrode and having a large number of small openings; and an opening provided on the gas shielding plate and corresponding to the position and size of the small openings. And an electron directing electrode to which a bias voltage for forming an electric field for directing electrons in the electron forming region to these openings is applied.
【請求項9】 請求項6に記載されたプラズマ装置にお
いて,前記ガス遮蔽兼電子透過機構は,さらに前記電子
指向用電極の開口部に対向して配置された針状電極であ
って,前記電子指向用電極と協働して,該電子形成領域
の電子を前記開口部に指向せしめる電界を形成するバイ
アス電圧が印加された針状電極を,備えていることを特
徴とするプラズマ処理装置。
9. The plasma device according to claim 6, wherein the gas shielding and electron transmission mechanism is a needle-like electrode disposed opposite to an opening of the electron directing electrode, A plasma processing apparatus, comprising: a needle-shaped electrode to which a bias voltage for forming an electric field that cooperates with a directing electrode to direct electrons in the electron forming region toward the opening is applied.
【請求項10】 請求項1に記載されたプラズマ処理装
置において,前記電子形成・加速機構は,粗面化された
電子放出面を有する平板電極と,該平板電極に高周波電
力を供する高周波電源と,を備えることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
10. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the electron formation / acceleration mechanism includes a flat electrode having a roughened electron emission surface, a high frequency power supply for supplying high frequency power to the flat electrode. A plasma processing apparatus comprising:
【請求項11】 請求項10に記載されたプラズマ処理
装置において,前記電子形成・加速機構は,さらに,前
記平板電極に垂直方向の磁場を印加する磁場形成機構を
備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
11. The plasma processing apparatus according to claim 10, wherein said electron formation / acceleration mechanism further includes a magnetic field formation mechanism for applying a magnetic field in a vertical direction to said plate electrode. apparatus.
【請求項12】 請求項1に記載されたプラズマ処理装
置において,該電子形成・加速領域に光を照射する光源
手段を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
12. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising light source means for irradiating the electron formation / acceleration region with light.
【請求項13】 電子形成・加速機構を備えた電子形成
領域と,該電子形成領域に隣接し,プラズマ形成用の処
理ガスが導入されるプラズマ発生領域であって,該処理
ガスと,該電子形成領域から導入された電子との作用に
よりプラズマが形成されるプラズマ発生領域と,該プラ
ズマ発生領域に隣接し,被処理体を載置するための載置
台が設けられたプラズマ処理領域であって,該被処理体
は該プラズマ発生領域から導入されたプラズマにより所
定の処理が施されるプラズマ処理領域と,を有するプラ
ズマ処理装置において, (1)電子形成機構により電子を発生するステップ; (2)該電子をプラズマ発生領域に向けて加速するステッ
プ; (3)該電子形成機構において形成された加速電子をプラ
ズマ発生領域に導入するステップ; (4)前記加速された電子と前記処理ガスとの反応によ
り.プラズマ発生領域においてプラズマを形成するステ
ップ; (5)該プラズマにより,プラズマ処理領域中で載置台に
載置された被処理体を処理するステップ、 を備えたプラズマ処理方法。
13. An electron formation region having an electron formation / acceleration mechanism, and a plasma generation region adjacent to the electron formation region and into which a processing gas for plasma formation is introduced, wherein the processing gas and the electron A plasma generation region in which plasma is formed by the action of electrons introduced from the formation region, and a plasma processing region provided adjacent to the plasma generation region and provided with a mounting table for mounting an object to be processed. A plasma processing apparatus having a plasma processing area in which the object to be processed is subjected to a predetermined processing by plasma introduced from the plasma generating area; (1) generating electrons by an electron forming mechanism; ) Accelerating the electrons toward a plasma generation region; (3) introducing the accelerated electrons formed in the electron formation mechanism into a plasma generation region; and (4) accelerating the electrons. By reaction with the treatment gas and the child. Forming a plasma in the plasma generation region; and (5) processing the object placed on the mounting table in the plasma processing region with the plasma.
【請求項14】 請求項13に記載されたプラズマ処理
方法において,前記 (2)該電子をプラズマ発生領域に向
けて加速するステップでの,前記電子の形成条件は,電
子の加速度を第1の制御因子とし,気体密度ρを第2の
制御因子として設定されることを特徴とするプラズマ処
理方法。
14. The plasma processing method according to claim 13, wherein in the step of (2) accelerating the electrons toward a plasma generation region, the formation conditions of the electrons include: A plasma processing method, wherein a gas density ρ is set as a second control factor as a control factor.
【請求項15】 請求項13に記載されたプラズマ処理
方法において,前記 (3)加速電子をプラズマ発生領域に
導入するステップでは,該電子形成領域とプラズマ発生
領域との間で,前記加速された電子はプラズマ発生領域
に向けて通過するのを許容され,かつプラズマ発生領域
の処理ガスは該電子形成領域に向けて通過するのを阻止
されることを特徴とするプラズマ処理方法。
15. The plasma processing method according to claim 13, wherein in the step of (3) introducing accelerated electrons into a plasma generation region, the accelerated electrons are accelerated between the electron formation region and the plasma generation region. A plasma processing method, wherein electrons are allowed to pass toward a plasma generation region, and a processing gas in the plasma generation region is prevented from passing toward the electron formation region.
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