JP2001500322A - 均一でかつ与える損傷が少なくかつ異方的な処理のための装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 処理ガスから作成されたプラズマで基板の表面に処理を行うための装置および方法は、プラズマ源領域１２を定める処理容器１０と、処理領域１４と、イオン引出し構造体５２とを有する。電気エネルギがプラズマ源領域１２の中に結合され、それによりその中にプラズマが作成されおよび保持される。イオン引出し構造体５２はプラズマ源領域１２と処理領域１４との間に配置され、そしてプラズマからイオン５７を引き出し、そして処理領域１４の中のバイアスされた基板１８に対して処理を行ために、引き出されたイオン５７と中性粒子７２とを処理領域１４の中に進める。処理領域１４９の中のガス分散素子２４は処理ガスを分散させる。このことにより、引き出されたイオン５７の経路と処理ガスが交差し、そして電荷交換衝突を生じさせて多数個の高エネルギの中性粒子７２を発生させ、それにより作業物体に対する処理を実行する。放射線阻止装置８０が、プラズマ源領域１２と、イオン引出し構造体５２の近傍の処理領域１４との間に配置される。放射線阻止装置８０は、プラズマにより発生する損傷を与える放射線を吸収し、それにより基板１８に与える放射線損傷が少なくなるように動作することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 均一でかつ与える損傷が少なくかつ異方的な処理のための装置と方法発明の分野 本発明は、集積回路（ＩＣ）製造のためのプラズマ処理工程に関する。さらに 詳細に言えば本発明は、ＶＬＳＩ回路およびＵＬＳＩ回路の製造のために、基板 に対し均一でかつ与える損傷が少なくかつ異方的な処理を実行するための装置と 方法に関する。発明の背景 半導体基板またはウエハに処理を行って集積回路（ＩＣ）を製造する際、ガス ・プラズマを利用する方法が広く用いられている。例えばガス・プラズマを用い て、エッチング、沈着、またはその他のこれらと同様の工程により、基板の処理 を行うことができる。半導体処理工程において、特にイオン注入、スパッタ・エ ッチングおよび沈着のようなＩＣ製造工程において、このようにますます応用が 広がっているプラズマ処理工程の１つは、高密度のプラズマ源を用いた処理工程 である。この高密度プラズマ源を用いた処理工程では、大きな処理速度が得られ る。高密度プラズマは、300ｍｍに及ぶ直径を有する大規模集積「ＶＬＳＩ」回 路および超大規模集積「ＵＬＳＩ」回路を製造する場合、好ましいプラズマであ る。 高密度プラズマ処理工程の場合、容器の中で基板が、電気的に帯電される支持 体の上に配置される、または基板をバイアスするための電極の上に配置される。 この容器は、50ミリトルまたはそれ以下の低い圧力にまで排気される。この排気 が行われた後、処理ガスすなわち作業ガスが、バイアスされた基板と反対側の容 器の中に送り込まれる。例えば、ＲＦ電源に結合された誘導コイルを用いて、こ のガスの中にＲＦエネルギが誘導作用を利用して供給される。誘導コイルは自分 自身のまわりに、加えられたＲＦエネルギの周波数で時間的に変化する磁界を発 生する。すなわちこの変化する磁界は、容器の中に電界を誘起する。容器の内側 の誘起された電界によるエネルギが処理ガス粒子をイオン化し、ガス・プラズマ （またはグロー放電）が形成される。このガス・プラズマは、他の粒子がある中 で、処理ガスの正に帯電したイオンを有している。負にバイアスされた基板は、 プラズマの中から正に帯電したイオン粒子を集め、それによりウエハに対してエ ッチングまたは沈着のような処理工程が行われる。例えば、正に帯電したプラズ マ・イオンが負にバイアスされた基板表面に引き寄せられ、そしてこれらの引き 寄せられたイオンがこの表面を照射し、そして基板から材料粒子を取り除く。こ のようにして、基板表面に対する材料層のスパッタ・エッチングが行われる。 高密度プラズマ源がますます用いられてきているけれども、そして半導体処理 工程にこの高密度プラズマ源がますます応用されてきてるけれども、従来の高密 度プラズマ装置および方法にはいくつかの欠点がある。例えば、高密度プラズマ を用いて処理が行われる半導体ウエハは、基板の表面を高エネルギのイオン粒子 で照射することに伴って生ずるイオン損傷に対して特に敏感である。高エネルギ ・イオンが基板の表面の中に好ましくない程度にまで注入されることがある、ま たは基板の上の処理されるべきＩＣデバイスの中に電荷の流れを生ずることがあ る。このようなことにより、これらのデバイスに損傷を与えることがあり、また はその導電特性を変えてしまうことがある。このようなイオンによる損傷は、プ ラズマの密度が高いとさらに悪化する。したがって、イオンによる照射によって 基板が受ける損傷、および高密度プラズマの中の帯電粒子によって基板が受ける 損傷、を少なくすることが望ましい。 高密度プラズマのまた別の欠点は、プラズマによって発生する大量の紫外（Ｕ Ｖ）放射線である。プラズマのＵＶ放射線が基板を照射し、そしてＵＶ放射線が 基板の酸化物層の中に侵入してそこに電荷を発生する。これらの電荷が、ＩＣデ バイスのゲート領域の中にまで移動することがある。またはそれとは異なって、 放射線によってデバイスのゲート領域の中に電荷が実際に発生することがある。 発生したこれらの電荷はゲート領域を劣化させ、そしてデバイスの電気的特性を 変えてしまうことがある。さらに、好ましくないＵＶ放射線が電荷を発生し、そ してこれらの電荷がデバイスの界面にまで移動する、またはデバイスの界面に局 在して、好ましくない界面帯電状態を作ることがある。この界面帯電状態は、ま たデバイスの電気的特性を変えてしまう。さらになお、少数キャリア作用が放射 線による損傷によって変化し、それによりＩＣデバイスの特性が劣化する、およ び処理された基板の歩留まりが劣化する。したがって、高密度プラズマからのＵ Ｖ放射線およびその他の放射線による損傷の効果を少なくすることが望ましい。 大抵のプラズマの応用において、特にプラズマ・エッチングに応用される場合 、プラズマを制御することによりエッチングをさらに制御することが好ましく、 および基板の上の要求されたエッチング位置にプラズマを進めることが好ましい 。この目的のために、高度なエッチングに応用される場合、高密度プラズマで得 られるエッチングに方向性を持たせることが好ましい。異方的処理と呼ばれてい るこのような方向性処理または集束性処理は、細くて縦横比の大きな構造体に対 してエッチングを行い、そしてその後でその上に沈着を行うことが必要である場 合に、特に適用可能である。異方的エッチングによって垂直方向にエッチングが 行われるという特性により、細蜜な回路構造体に対して深くて清浄なエッチング を行うことが可能である。したがって、ＶＬＳＩ回路およびＵＬＳＩ回路を製造 する場合に対する異方的な処理工程は、高密度プラズマ処理が有する一定の好ま しい特性である。 したがって本発明の１つの目的は、ＶＬＳＩ回路およびＵＬＳＩ回路の製造に おいて、半導体材料に対して損傷の少ない処理工程を得ることである。 本発明のまた別の目的は、その中のデバイスが結果として損傷を受けることが ない、ＶＬＳＩ回路およびＵＬＳＩ回路の高速処理に用いることができる、均一 で高密度なプラズマを得ることである。 本発明のまた別の目的は、基板の上の細くて縦横比の大きい構造体に方向性エ ッチングを行うために、高密度で異方的なプラズマを得ることである。 本発明のなおさらに別の目的は、高密度プラズマ源を用いながら、一方におい て処理されるべき基板の上のデバイスが受ける放射線損傷を少なくすることであ る。 本発明のさらに別の目的は、高密度プラズマを用いて処理された基板のイオン による損傷を少なくすることである。発明の要約 本発明は前記で説明した目的に従い、そして均一で高密度のプラズマを用いて 、 半導体材料に対する損傷の少ない処理工程を提供する。本発明は半導体デバイス に与える放射線損傷が少なく、そして細くて縦横比の大きいＩＣ構造体の方向性 エッチングに対する高密度で異方的なプラズマを提供する。 さらに具体的に言えば、本発明は、プラズマ源領域とその中にプラズマ処理領 域とを定める処理容器を有する。ここでプラズマ処理領域は、プラズマ源領域の 下流に配置される。処理領域は、処理容器の中に作業物体、すなわち基板、を保 持するための受容器または他の取付け装置を有する。プラズマ源領域の中に処理 ガスが導入され、そしてプラズマ源領域の中に電気エネルギが結合され、そして それによりプラズマ源領域の中にプラズマが作成および保持される。本発明の１ つの好ましい実施例では、プラズマ源領域の近傍にＲＦでバイアスされたコイル を用いて、およびプラズマ源領域の中に誘導エネルギを透過する隣接した誘電体 の窓を用いて、電気エネルギがプラズマ源領域の中に誘導的に結合される。 プラズマ源領域と処理領域との間に、イオン引出し構造体が配置される。この イオン引出し構造体は、電気エネルギでバイアスされる時、プラズマ源領域の中 のプラズマからイオンを引き出し、そして高エネルギの引き出されたイオンを処 理領域の中に進め、そして基板を照射してエッチングを行うように動作すること ができる。１つの実施例では、イオン引出し構造体は導電体板で構成される。こ の導電体板はステンレス・スチール板のような板であり、そしてその中に作成さ れた多数個の小さな開口部を有する。この開口部により、プラズマ粒子がプラズ マ源領域から処理領域の中に透過することができる。直流電源を用いて、引出し 板を負にバイアスを加えることができる。板の開口部はプラズマ粒子の流れをほ とんど妨げないような寸法を有し、したがってプラズマ源領域から引き出された 適切な量のイオンが処理領域の中に送り込まれ、それにより基板に対する処理が 行われる。またはそれとは異なって、イオン引出し構造体はステンレス・スチー ル線のような１組の線で構成されることができる。これらの線は網目状に交差し ていて、グリッドを形成する。この実施例では、イオン引出し構造体のグリッド の孔の寸法は十分に大きくて、プラズマを妨害することは実質的になく、プラズ マ粒子はグリッドを通って処理領域の中に自由に進むことができる。直流電源に よりまた、グリッドを負にバイアスすることができる。グリッドまたは板は全体 的に平坦な形状であり、そしてプラズマ源領域と処理領域との間に配置され、そ して処理される基板に全体的に平行であることが好ましい。基板は引き出された イオンを引き寄せるために、直流またはＲＦでバイアスされる、またはパルス動 作される。さらにプラズマを集束しおよび強化しおよび進行させるために、プラ ズマ源領域のまわりに磁気バケット構造体を用いることができる。 本発明のまた別の特徴により、基板のエッチングのために利用可能である高エ ネルギの進行する中性粒子の分布が増加される。この目的のために本発明はさら に、プラズマ源領域の下流でかつイオン引出し構造体の下流の処理領域の中に配 置された、ガス分散素子を有する。例えばガス供給リングのようなガス分散素子 は、バイアスされた基板に向けて進行している高エネルギの引き出されたイオン の経路と交差するように、処理ガスを処理領域の中に分散する。導入された中性 処理ガス粒子と処理領域の中の高エネルギ・イオンとの間の電荷交換衝突により 、基板表面に全体的に垂直に進行する中性粒子の分布が生ずる。したがって、基 板に対するエッチングのような処理は、高度に方向性を有する、すなわち異方的 である。したがって本発明により、異方的なエッチング、すなわち方向性を有す るエッチング、が得られる。このようなエッチングは、細くて縦横比の大きいＩ Ｃ構造体に対して特に適切なエッチングである。 本発明のまた別の特徴により、放射線阻止装置、そして好ましくは放射線阻止 板、がプラズマ源領域と処理領域との間に配置される。好ましい実施例では、放 射線阻止板は、イオン引出し装置と処理される基板とに全体的に平行に、および イオン引出し装置と処理される基板との間に、配置される。放射線阻止板には複 数個の開口部が作成されている。これらの開口部はプラズマ源領域から処理領域 の中にプラズマを通すが、一方においてプラズマ放射線を吸収する。この板は石 英のような放射線を吸収する材料で作成され、そしてＸ放射線およびＵＶ放射線 のようなプラズマから発生する放射線を吸収するように動作することができる。 基板の上のデバイスがプラズマ放射線で照射されることを減少させることにより 、処理されるデバイスが受ける損傷が減少する。阻止板は、引き出されたプラズ マ粒子をほとんど妨害しないことが好ましい。 したがって本発明により、高密度でかつ方向性を有するプラズマを用いた、し かし一方で高エネルギ・イオンとプラズマからの放射線により基板または作業物 体が受ける損傷が少ない、プラズマ処理工程が得られる。本発明の方向性処理工 程すなわち異方的処理工程は、細くて縦横比の大きな構造体にエッチングを行う 場合には特に有用である。本発明はスパッタ・エッチングに対して特に適切であ るが、しかしまた反応性エッチングおよび／または反応性沈着に対しても用いる ことができる。本発明のまた別の目的および先行技術よりも改良された点は、下 記の詳細な説明から容易に理解されるであろう。図面の簡単な説明 添付図面は本発明の実施例を示した図面であり、この明細書の中に組み込まれ ておりおよびこの明細書の一部分を構成している。下記の本発明の説明と共に添 付図面を参照することにより、本発明の原理を理解するのに役立つであろう。 図１は、本発明の反応容器の横断面概要図。 図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の１つの実施例に用いられる誘導コイルをバイ アスするための装置の部分横断面図。 図３は、本発明の原理に従い、基板の処理を行うためにプラズマ源領域から処 理領域にプラズマを進めるための磁気バケットの横断面図。 図４Ａは、本発明のイオン引出し構造体の１つの実施例の図、一方図４Ｂは本 発明のプラズマ引出し構造体のまた別の実施例の図。 図５は、本発明のまた別の実施例の横断面図。図面の詳細な説明 図１は、本発明の原理に従い、高密度プラズマを用いて半導体基板を処理する 新規な装置の１つの実施例の図である。この装置は処理容器１０を有する。処理 容器１０は、アルミニウムのような非磁性体で作成されることが好ましく、およ び真空の環境を作成しそしてその中に基板を処理するためのプラズマを保持する ことができる。処理容器１０は、プラズマ源領域１２と、プラズマ源領域１２の 下流に配置された処理領域１４とを有する。処理領域１４は、半導体ウエハのよ うな作業物体または基板１８を保持するための受容器または他の基板保持器１６ を有する。受容器１６は、固定または回転することが可能であり、そして物理的 に締め付ける方法でまたは静電クラッチのような締め付けでない方法で、基板１ ８をその上に固定しなければならない。通常、基板１８の上側表面２０がプラズ マ源領域１２に対面するように、基板１８が処理領域１４の中で保持される。下 記でさらに詳細に説明されるように、基板１８にバイアスを加えるために、受容 器１６はＲＦ電源２２に結合されることが好ましい。 基板１８の処理を行うために、アルゴンのような処理ガスまたはプラズマ・ガ スが、ガス供給リング２４のような適切な構造体を通して、プラズマ源領域１２ の中に導入される。ガス供給リング２４は、通常、プラズマ源領域の上側部分を 取り巻いて配置される。供給リング２４には複数個の穴（図示されていない）が 開けられていて、矢印２５で示されているように、プラズマ源領域の中に処理ガ スを進める。プラズマ・ガスがいったんプラズマ源領域１２の中に導入されると 、電気エネルギがプラズマ源領域の中に結合され、それによりガスが励起されて プラズマ放電が起こり、複数個の正電荷イオンや複数個の自由電子および複数個 の他のプラズマ粒子が発生する。本発明の好ましい実施例では、電気エネルギは 、ＲＦでバイアスされたコイル構造体によりプラズマ源領域１２の中に誘導作用 により結合されることが好ましい。このコイル構造体は、１個または複数個の螺 旋体を形成する多数個の同心ループを有する。このようなＲＦコイルの適切な実 施例は、米国特許第5,556,521号および出願中米国特許出願シリアル番号第08/62 4,010号に開示されている。この特許および出願中特許はいずれも、本出願と一 緒に譲渡されており、そしてこの特許および出願中特許の内容はいずれも、本出 願の中に取り込まれている。このような誘導作用で結合が行われるプラズマは高 密度を有し、そして高速処理の場合に対してますます増大する応用を有する。こ の高速処理は、ＶＬＳＩ回路およびＵＬＳＩ回路を製造する場合に望ましい処理 である。このプラズマは全体的に非常に均一であり、したがって処理が行われる 基板表面の上に均一なエッチングまたは均一な沈着を行うのに適切なプラズマで ある。 誘導コイル２６がＲＦ電源２８によりバイアスされる。ＲＦ電源２８は、整合 ／同調器回路網３０を通してコイルに接続される。ＲＦ電源２８はパルス・モー ドまたは連続モードで動作することができ、そして整合／同調器回路網３０によ り、電源からコイル２６に最大の電力供給をすることができる。電源２８の周波 数は１ＭＨＺ〜１３．５６ＭＨＺの範囲で変えることができる。ただし、この周 波数範囲よりもさらに高い周波数およびさらに低い周波数を用いることもできる 。ＲＦ電力を加えることにより生ずるプラズマの密度は、動作周波数に応じて変 化するであろう。 誘導コイル２６は単一の螺旋コイルであることができる。ここでは図１および 図２Ａに示されているように、螺旋体（横断面が示されている）の内側端部３１ に結合されたＲＦ接続と、螺旋体の外側端部３３に結合されたアース接続とを備 えた、２導線（ＲＦ接続とアース接続）回路網が用いられる。それとは異なって 図２Ｂに示されているように、コイルは出願中米国特許出願シリアル番号第08/6 24,010号に開示されている多数個の螺旋体を有することができる。この場合には 、３導線で対称的な供給システム（２個のＲＦ接続と１個のアース接続）とによ りバイアスが行われる。図２Ｂに示されているように、ＲＦ電源２８と整合／同 調器回路網３０は隣接する螺旋体３６ａ、３６ｂの内側端部３４ａ、３４ｂに結 合され、そして隣接するコイル３６ａ、３６ｂの間の接続用脚部３７上の点に対 してアース接続が得られる。またはそれとは異なって米国特許第5,556,521号に 開示されているように、一定の形状に作成されたコイルを用いることもできる。 いづれの場合にもコイル２６により、基板に処理を行うためのプラズマ源領域１ ２の中に高密度プラズマが得られる。 プラズマ源領域１２の中にＲＦエネルギを誘導的に効率よく送り込むために、 容器１０の上側部分は誘電体板または誘電体窓４０でもって閉じられる。誘電体 窓４０は、コイル２６からのＲＦ磁界を透過する石英または他の適切な誘電体材 料で作成される。コイル２６からのＲＦ磁界は窓４０を透過し、そして容器１０ のプラズマ源領域１２の中に送り込まれる。本発明の１つの具体的な誘電体窓は 、米国特許第5,556,521号に開示されている形状の窓である。またはそれとは異 なって、図１に示されているような、例えば平坦な窓４０といった他の形状の窓 を用いることもできる。 処理ガスすなわち作業ガス（例えば、アルゴン、ネオン、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆、Ｏ₂ 、Ｈ₂、またはこれらの組み合わせ）が、ガス供給リング２４を通してプラズマ 源領域１２の中に送り込まれる。容器の好ましい内径は、要請されている応 用や動作圧力に応じて、約４インチから約20インチまでの範囲で変化することが できるであろう。処理領域は、プラズマ領域よりも大きいのが通常である。容器 １０の処理領域の近傍に取り付けられた真空ポンプ・システム４２により、容器 １０の中に適切な真空の圧力が生成される。本発明により生成されるプラズマの ような高密度プラズマの場合、低い圧力が要請される。この低い圧力としては、 20ミリトル以下であることが多い。したがって真空ポンプ・システム４２が動作 することにより、容器の中にこのような低い圧力を生成することができる。 プラズマ源領域１２の中で半径方向に均一なるプラズマ密度分布を得るために は、プラズマ源領域の直径が大きいことが好ましい。けれども、プラズマ源領域 の直径が大きいと、その容積が増加し、したがって要求されたプラズマ密度を得 るためにさらに大きな電力が必要となる。プラズマを閉じ込めることを改良しそ してプラズマ源領域内でのプラズマの密度を大きくするために、磁気構造体また は磁気バケット４４を用いることができる。磁気バケット４４は、プラズマ源領 域１２の近傍で容器１０の外側の一部分を取り囲んで配置される。容器１０は非 磁性体の材料で作成されるから、磁気バケットはプラズマ源領域１２の中のプラ ズマに作用を及ぼすことができるであろう。このような磁気バケット４４の１つ の適切な例は、このバケットの周囲で極性が交代している整合した領域を有し、 垂直方向に整合した細長い磁気領域を備えた、磁気多重極構造体である。このよ うな構造体は、出願中米国特許出願番号第08/624,010号に詳細に開示されている 。このような磁気多重極バケットを用いることにより、電子がプラズマ源領域の 中で滞在する時間が増大し、そしてそれが損失する率が減少する。損失率が減少 すると、プラズマ密度が最も小さくなる傾向があるコイル４０の境界近傍におい て、プラズマ密度が増大する。境界でのプラズマ密度が増大すると、プラズマの 均一度が良くなり、そして処理の均一度が良くなる。 図３は、磁気バケットのまた別の実施例の図である。バケット４６は、プラズ マ源領域１２を取り囲む１組の円形の導電体のループ４８を有する。エネルギ源 （図示されていない）により導電体ループ４８を通って電流が流れ、そしてプラ ズマ源領域１２の中に磁力線５０で示されたような磁界が発生する。バケット４ ６の導電体ループ４８は、これらの磁力線がプラズマを磁気的に閉じ込め、そし てイオン化したプラズマ粒子を下流の処理領域１４の中に進めるように、バイア ス作用を行う。バケット４６により、プラズマ源領域からのプラズマ粒子の引き 出しと処理領域の中への送り込みとが改良され、そして下記で詳細に説明される ように、本発明のイオン引き出しが全体的に増強される。 プラズマ源領域１２から下流にありそして処理領域１４の近くの容器１０の一 部分の近傍に、磁気バケットまたは他の磁気構造体をまた用いることができる。 基板１８の近傍の処理領域の中のプラズマにバケット４５が作用を及ぼすことに より、プラズマの均一度とプラズマ・イオンの引き出しとを改良することができ る。またはそれとは異なって、容器の異なる部分の近傍の別々のバケットを組み 合わせて、一体化した構造体にすることができる。 本発明の原理に従い、イオン引出し構造体５２を用いることにより、プラズマ 源領域１２の中のプラズマからイオンを引き出し、そして処理領域１４の中にこ れらのイオンを送り込み、それにより基板１８に対して処理を行うことができる 。図４に示されている本発明の引出し構造体の１つの実施例は、複数個の開口部 ５５が開けられている導電板５４を有している。導電板５４に開けられているこ れらの開口部５５により、プラズマが板５４を透過してプラズマ源領域１２から 処理領域１４の中に進むことができる。板４３は薄く作成されており、そしてそ の厚さは約０．２５〜５ｃｍであることが好ましい。 この板の直径は、容器１０の中のプラズマ源領域１２の寸法に応じて変わるで あろう。例えば、円形の板の適切な直径は容器の直径と同じであることができる 。ただし板の形状は、図示されている円形以外の形状であることができる。 開口部５５の形状は円形、または正方形や多角形のような任意の他の適切な形 状であることができる。導電板５４は直流電源５６に結合されることが好ましい 。直流電源５６は、正味の負電圧を板に加えるために単一極性モードまたは２極 性モードで動作することができる。負にバイアスされた板５４は、正にバイアス されたプラズマ・イオン５７をプラズマ源領域１２の中のプラズマから引き出し 、そしてこれらのイオンを基板表面２０に進めて表面の処理を行う。イオンは板 を透過した後、処理領域１４に入る時にかなりの量のエネルギを有しており、そ して基板表面２０に衝突するまたは衝撃を与えるであろう。板５４のようなイオ ン 引出し構造体は、導電材料で作成される。この導電材料は、プラズマ源領域１２ の中のプラズマからイオンを引き出す期間中、その過剰なスパッタ・エッチング を防止するために、スパッタリング効率の小さな材料であることが好ましい。例 えば板５４は、多数個の小さな開口部５５が開けられたステンレス・スチールで 作成することができる。これらの小さな開口部５５を通して、プラズマ粒子を処 理領域の中に送り込むことができる。イオン引出し構造体の開口部５５の寸法は 、プラズマのデバイ長またはプラズマの拡散長よりも大きくなければならない。 そのような場合には、引出し構造体５２はプラズマを妨害することは事実上なく 、そしてその代わりに、それらを通してプラズマ粒子を自由に透過させることが できる。したがって開口部の寸法は、プラズマの密度に応じて変わるであろう。 図４Ｂは、プラズマ引出し構造体５２のまた別の実施例の図である。引出しグ リッド５８は、交差網目状のステンレス・スチールの線５９で作成される。これ らのステンレス・スチール線５９により、複数個の開口部６０が定められる。こ れらの開口部により、プラズマ源領域からプラズマがグリッドを透過し、処理領 域１４の中に進むことができる。グリッドは平坦な形状であることが好ましく、 そして開口部６０の寸法は前記で説明した寸法であることが好ましい。 なおさらに別の実施例では、多数個の引出し板が平行に積層した形式で用いら れ、そしてそれらの板のおのおのを異なる電位にバイアスすることができる。例 えば３個の板の引出し構造体では、第１板がアースにバイアスされ、そして第２ 板が正にバイアスされ、そして第３板を負にバイアスする（図５を見よ）ことが できる。 図５に示されているように、本発明は、プラズマ源領域１２と処理領域１４と の間に積層した形式で配置された複数個の板および複数個のグリッドのような、 複数個の素子を用いることができる。例えば図５に示されているように、素子８ ０、８２および８４を、相互に積層した形式でそして相互に全体的に平行な形式 で配置することができる。さらにこれらの素子の少なくとも２個が異なる電位を 有するように、これらの素子を相互に電気的に異なるようにバイアスすることが できる。例えば、素子８０をアースにバイアスし、そして素子８２を正にバイア スし、そして素子８４を負にバイアスすることができるであろう。 本発明のイオン引出し構造体５２の１つの特徴に従い、このバイアスされた構 造体はプラズマ源領域１２からイオンを引き出し、そしてこれらのイオンを高い エネルギで処理領域１４の中に送り込み、それにより基板１８の処理を行う。そ れに加えて、これらの引き出されたイオンと処理容器の中の処理ガスの中性粒子 との間の電荷交換衝突により、一定の方向に進行する中性粒子の分布が発生し、 そしてこれらの中性粒子が基板１８の表面２０に衝突する。本発明の１つの特徴 により、これらの進行する中性粒子を用いて、表面２０のエッチングを行うこと ができる。 表面２０におけるプラズマ処理のエネルギのレベルをさらに制御するために、 ウエハ保持器１６がＲＦ電源２２に結合され、そして基板１８にバイアスが加え られて、基板に送り込まれるプラズマ・イオンのエネルギの制御が行われる。基 板にＲＦ電力を効率よく結合するために、ＲＦ電源２２は整合／同調器回路網２ ３を通して基板保持器１６に接続される。ＲＦ電源２２は、本発明に用いられる 場合、必要に応じてパルス動作または連続動作をすることができる。基板１８は また、保持器１６を通して、単一極性または多重極性の直流バイアスされた電源 （図示されていない）に結合することもできる。この場合には、整合／同調器回 路網２３は必要ではないであろう。ＲＦ電源の周波数は、適用する応用の場面に 応じて、イオン・プラズマ周波数より十分に低い周波数からイオン・プラズマ周 波数より十分に高い周波数までの周波数値であることができる。直流電源または ＲＦ電源のいづれの目的も、基板の上に正味の負電圧を誘起し、それによりイオ ンが基板表面２０に到達した時のイオンのエネルギを制御することである。 本発明は、反応性エッチングまたはスパッタ・エッチングのような多くの異な るエッチング処理工程に対して適切に応用することができる。本発明を用いるこ とにより、基板表面２０が受ける損傷が少なく、そして高度に方向的であるすな わち高度に異方的である、エッチングが得られる。プラズマで増強された反応性 エッチングのような反応性処理工程の場合、アルゴンのような不活性ガスがプラ ズマ源領域１２の中に送り込まれ、そしてプラズマ源１２の中に高密度のプラズ マを発生することができる。この発生した高密度プラズマの中からプラズマのイ オンが引き出され、および第２の反応ガスが下流の処理領域の中に導入される。 このことを実行するために、処理容器１０は反応ガスを導入するためのまた別の ガス供給システムを有する。このまた別のガス供給システムは、ガス供給リング ７０である。当業者には周知であるように、表面にエッチングを行うために、プ ラズマは表面２０の上の反応ガスと反応工程とにエネルギを供給する。 プラズマ処理容器は、通常、一定の手順で清浄化を行うことが必要であり、そ して規則正しい期間ごとに維持整備を行うことが必要である。この目的のために 、取外し可能な石英の筒のような取外し可能な筒６２がプラズマ源領域１２の中 に挿入され、そしてこの取外し可能な筒によりこの領域が取り囲まれ、そしてス パッタ・エッチングによって基板１８から除去された材料により容器の内側壁が 影響を受けないように保護が行われる。石英の筒６２は、規則的な維持整備期間 ごとに取り外し、そして清浄化または取り換えを行うことが可能である。 本発明のまた別の特徴に従い、プラズマ源領域と処理領域との両方の中にアル ゴンのような不活性ガスを導入することにより、スパッタ・エッチングを達成す ることができる。供給リング７０のようなガス分散素子は、引き出された高エネ ルギのイオン５７の経路に交差するように、処理ガスを処理領域１４の中に導入 または分散する。全体的に中性である処理ガス粒子が、図１において番号７２で 示されている。本発明の原理に従って、高エネルギのイオン５７と処理ガスの中 性粒子７２との間で電荷交換が起こり、それにより高エネルギのイオン粒子が高 エネルギの中性粒子に転換し、基板１８および特に表面２０を照射して表面のエ ッチングを行う。本発明の原理に従い、プラズマ源のプラズマ・イオン５７と下 流の中性粒子７２との間の電荷交換衝突の結果として、本発明により、多数個の 高エネルギの中性ガス粒子が生ずる。本発明により発生した高エネルギの中性粒 子により行われるエッチングは、高度に方向性を有するすなわち異方的である。 したがって、方向性エッチングによりエッチングが行われることが必要である縦 横比の大きな細い構造体の場合のような、高度なエッチングを必要とする応用に 対して本発明は適切である。さらに、表面２０の上に存在するＩＣデバイスに生 ずるイオン的な損傷は、中性粒子の場合には小さい。本発明により得られる損傷 が少なくそして異方的なエッチングは、デバイスの寸法がますます小さくなって いるＶＬＳＩおよびＵＬＳＩの処理工程に対して特に適切である。プラズマ源領 域と処理領域との両方の中に不活性処理ガスを用いてスパッタ・エッチングを達 成することができるが、処理領域の中の反応ガスを同様に用いて、表面２０の上 での方向性反応エッチング処理工程すなわち異方的反応エッチング処理工程を達 成することに対し、プラズマで増強された反応性エッチング処理工程が得られる であろう。 本発明のまた別の特徴に従い、基板１８の上のデバイスが受ける放射線損傷を 少なくするために、ＵＶ放射線のような有害な放射線はプラズマ源領域と処理領 域との間で減衰させることが行われる。前記で説明したように、プラズマ放電ま たはプラズマ・グロー放電により発生する放射線は、デバイスの中に好ましくな い電流が流れるおよび半導体接合の漏洩および少数キャリアの寿命の劣化および デバイスの界面の中に界面導電体状態を生ずるといったような、基板１８の上に 存在するＩＣデバイスの構造と動作に対し有害な影響を及ぼすことがある。全体 的にいえば、このような放射線によりデバイスの特性は有害な影響を受けること がある、または永久的な損傷を受けることがある。放射線損傷はプラズマの密度 と共に増加する。したがって、前記で説明した方式の高密度プラズマの場合、放 射線損傷は特に問題点である。 本発明は、プラズマ源領域１２と処理領域１４との間に配置された放射線阻止 装置８０を備えている。放射線阻止装置８０は、基板２０が受ける放射線損傷を 少なくするために、プラズマ源領域の中のプラズマにより発生する放射線を吸収 する動作を行うことができる。本発明の１つの実施例では、放射線阻止装置は、 複数個の開口部８２がその中に作成されている平坦な形状の板を有する。これら の開口部８２は、プラズマ源領域からおよび処理領域の中にプラズマを通すが、 しかし一方において、プラズマから発生する放射線を吸収する。本発明の１つの 好ましい実施例では、この平坦な形状の板は、ＵＶ放射線を通さない性能を有す る石英ガラスで作成される。本発明に開示されたような板またはグリッドの形式 のイオン引出し構造体５２により、ＵＶ放射線をある程度阻止する性能が得られ る。イオン引出し構造体と放射線阻止構造体とを組み合わせることにより、基板 ２０の位置における放射線を少なくすることができ、したがって基板の上のＩＣ デバイスが受ける損傷を少なくすることが得られる。板８０の形状は平坦である ことが好ましく、そして板８０は、全体的にイオン引出し構造体５２の下方でか つプラズマ源領域１２と処理領域１４との間で、基板表面２０に全体的に平行に 配置されることが好ましい。板８０はイオン引出し構造体５２の近くに配置され ることが好ましく、そして図４Ａに示されたイオン引出し構造体の板と同様な形 状、例えば円形の形状、を有することが好ましい。板８０はまた、それが容器１ ０の中に取り付けられるために、通常は同じような直径または他の寸法を有する であろう。開口部８２は円形または正方形のような複数個の形状を有することが でき、そしてプラズマか比較的容易にそれを透過できるように開口部８２は十分 な大きさを有する。図１では、放射線阻止板の開口部８２はイオン引出し構造体 の開口部よりも大きいように示されているが、これは単に異なる構造体であるこ とを示すためだけのものである。実際、阻止板８０および引出し構造体５２は同 様の形状および同様の寸法の開口部を有することができる。 したがって本発明により、高密度プラズマを効果的に用いた、損傷が少なくか つ異方的な処理を行うことができる処理装置とその方法が得られる。本発明は、 細くて縦横比の大きいデバイスを備えた基板に対するＶＬＳＩ処理およびＵＬＳ Ｉ処理に対して特に有用である。 本発明がいくつかの実施例について説明されたが、そしてこれらの実施例がか なり詳しく説明されたけれども、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるこ とを意味するものではない。これらの実施例のさらに別の利点およびこれらを変 更した実施例の可能であることは、当業者には容易に分かるであろう。したがっ て、本発明は例示された実施例およびその変更実施例をすべて包含するものと理 解されなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 基板１８に与える放射線損傷が少なくなるように動作す ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. プラズマ源領域と、前記プラズマ源領域の下流に配置されそして処理され るべき基板を有するように構成されたプラズマ処理領域と、をその中に定めてい る処理容器と、 その中にプラズマを作成しおよび保持するために前記プラズマ源領域の中に電 気エネルギを送り込むように前記容器に動作可能に結合された電気エネルギ源と 、 前記プラズマ源領域と前記処理領域との間に配置され、および前記プラズマ源 領域の中のプラズマからイオンを引き出しそして高エネルギの引き出されたイオ ンを前記処理領域の中に進めてその中の基板に処理を行うために電気エネルギで バイアスされた時に動作可能である、イオン引出し構造体と、 前記プラズマ源領域の下流の前記処理領域の中に配置され、および前記高エネ ルギの引き出されたイオンの経路と交差するようにそして基板を処理するための 高エネルギ中性粒子を発生するために前記イオンと処理ガスの粒子との間で電荷 交換を生ずるために前記処理ガスを前記処理領域の中に分散するように動作可能 である、ガス分散素子と、 を有し、そしてそれにより基板に与える損傷が少なくおよび方向性のある処理を 達成することができる、 処理ガスから作成されたプラズマで基板の表面を処理するための装置。 2. 請求項１記載の装置において、前記高エネルギ・イオンと前記中性粒子と の間における電荷交換の速度を増加させるためにおよび高エネルギ中性粒子の密 度を増加させるために、前記プラズマ源領域と前記処理領域との間に圧力差を発 生するように前記ガス分散素子が動作可能である、前記装置。 3. 請求項１記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１個 の導電板を有し、前記プラズマ源領域から前記板を通して前記処理領域の中にプ ラズマを通すためにその中に作成された複数個の開口部を前記板が有する、前記 装置。 4. 請求項１記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１個 の導電グリッドを有し、前記プラズマ源領域から前記グリッドを通して前記処理 領域の中にプラズマを通すための複数個の開口部を前記グリッドが定める、前記 装置。 5. 請求項１記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１個 の導電素子と、プラズマからイオンを引き出すために前記素子をバイアスするた めに前記素子に結合されたエネルギ源とを有する、前記装置。 6. 請求項５記載の装置において、前記導電素子がステンレス・スチールで作 成される、前記装置。 7. 請求項１記載の装置において、前記プラズマ源領域と前記処理領域との間 に配置され、および基板を照射する放射線の量を減少させるために前記プラズマ 源領域の中のプラズマにより発生する放射線を吸収するように動作可能である、 放射線阻止装置をさらに有する、前記装置。 8. 請求項７記載の装置において、前記放射線阻止装置がグリッドを有し、前 記プラズマ源領域から前記放射線阻止グリッドを通して前記処理領域の中にプラ ズマを通ししかし一方においてプラズマからの放射線を吸収するためにその中に 作成された複数個の開口部を前記グリッドが有する、前記装置。 9. 請求項８記載の装置において、前記グリッドが石英で作成される、前記装 置。 10．請求項１記載の装置において、前記プラズマ源領域の一部分を取り囲み、 および高密度プラズマを生ずるためにプラズマに磁気作用を及ぼすように動作可 能である、磁気バケットをさらに有する、前記装置。 11．請求項１記載の装置において、前記プラズマ源領域の一部分を取り囲み、 および前記イオン引出し装置に向ってプラズマを進めるためにプラズマに磁気作 用を及ぼすように動作可能である、磁気バケットをさらに有する、前記装置。 12．請求項１記載の装置において、前記プラズマ処理領域の一部分を取り囲む 磁気バケットをさらに有する、前記装置。 13．請求項１記載の装置において、前記電気エネルギ源が前記プラズマ源領域 の中にエネルギを結合するためのＲＦでバイアスされた螺旋コイルを有する、前 記装置。 14．請求項１記載の装置において、前記イオン引出し構造体がイオンを引出す ために全体的に積層して配置された複数個の導電素子を有する、前記装置。 15．請求項１４記載の装置において、前記複数個の積層された導電素子の中の 少なくとも２個が相互に異なる電位に電気的にバイアスされる、前記装置。 16．プラズマ源領域と、前記プラズマ源領域の下流に配置されそして処理され るべき基板を有するように構成されたプラズマ処理領域と、をその中に定めてい る処理容器と、 放射線を発生するプラズマをその中に作成しおよび保持するために前記プラズ マ源領域の中に電気エネルギを送り込むように前記容器に動作可能に結合された 電気エネルギ源と、 前記処理領域の中に基板を保持し、およびプラズマの一部分を引き出して基板 に処理を行うために基板をバイアスするように動作可能な、基板保持器と、 前記プラズマ源領域と前記処理領域との間に配置され、および基板に与える損 傷を少なくするために前記プラズマ源領域の中のプラズマにより発生する放射線 を吸収するように動作可能な、放射線阻止装置と、 を有する、処理ガスから作成されたプラズマで基板の表面を処理するための装置 。 17．請求項１６記載の装置において、前記放射線阻止装置が板を有し、前記プ ラズマ源領域から前記放射線阻止装置を通して前記処理領域の中にプラズマを通 ししかし一方においてプラズマからの放射線を吸収するためにその中に作成され た複数個の開口部を前記板が有する、前記装置。 18．請求項１７記載の装置において、前記板が石英で作成される、前記装置。 19．請求項１６記載の装置において、前記プラズマ源領域と前記処理領域との 間に配置され、および前記プラズマ源領域の中のプラズマからイオンを引き出し そして高エネルギの引き出されたイオンを前記処理領域の中に進めてその中の基 板を照射することにより基板にエッチングを行うために電気エネルギでバイアス された時に動作可能である、イオン引出し構造体をさらに有する、前記装置。 20．請求項１９記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１ 個の板を有し、および前記プラズマ源領域から前記板を通して前記処理領域の中 にプラズマを通すためにその中に作成された複数個の開口部を前記板が有する、 前記装置。 21．請求項１９記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１ 個のグリッドを有し、および前記プラズマ源領域から前記グリッドを通して前記 処理領域の中にプラズマを通すための複数個の開口部を前記グリッドが定める、 前記装置。 22．請求項１９記載の装置において、前記プラズマ源領域の下流の前記処理領 域の中に配置され、および前記高エネルギの引き出されたイオンの経路と交差す るようにそして基板に照射を行う高エネルギ中性粒子を発生するように前記イオ ンと処理ガスの粒子との間で電荷交換を生ずるために前記処理ガスを前記処理領 域の中に分散するように動作可能である、ガス分散素子をさらに有する、前記装 置。 23．請求項１６記載の装置において、プラズマに磁気作用を及ぼすために前記 プラズマ源領域の一部分を取り囲む磁気バケットをさらに有する、前記装置。 24．請求項１６記載の装置において、プラズマに磁気作用を及ぼすために前記 容器の前記プラズマ処理領域の一部分を取り囲む磁気バケットをさらに有する、 前記装置。 25．請求項１６記載の装置において、前記イオン引出し構造体がイオンを引き 出すために全体的に積層した形式で配置された複数個の導電素子を有する、前記 装置。 26．請求項２５記載の装置において、前記複数個の積層された導電素子の少な くとも２個が相互に異なる電位に電気的にバイアスされる、前記装置。 27．プラズマ源領域と、前記プラズマ源領域の下流に配置されたプラズマ処理 領域と、を有する処理容器の中に基板を配置する段階と、 前記容器の前記プラズマ源領域の中に処理ガスを導入する段階、およびその中 にプラズマを作成しおよび保持するために前記プラズマ源領域の中にエネルギを 送る段階と、 前記プラズマ源領域の中のプラズマからイオンを引き出す段階、およびその中 の基板に処理を行うために前記処理領域の中に高エネルギの引き出されたイオン を進める段階と、 高エネルギの引き出されたイオンの経路とガスが交差するように、および基板 に処理を行うための高エネルギの中性粒子を生成するためにイオンと処理ガスの 粒子との間で電荷交換を生ずるように、前記プラズマ源領域の下流の前記処理領 域の中にガスを分散する段階と、 を有し、それにより損傷が少なくおよび方向性の処理が基板の上で達成される、 処理ガスから作成されたプラズマで基板の表面に処理を行うための方法。 28．請求項２７記載の方法において、高エネルギ・イオンと中性粒子との間の 電荷交換速度を増加させるために、および高エネルギ中性粒子の密度を増加させ るために、前記プラズマ源領域と前記処理領域との間に圧力差を生成する段階を さらに有する、前記方法。 29．請求項２７記載の方法において、前記イオン引出し段階が、前記プラズマ 源領域からおよび前記処理領域の中にプラズマを通すためにその中に作成された 複数個の開口部を有する少なくとも１個のバイアスされた板を前記プラズマ源領 域と前記処理領域との間に配置する段階を有する、前記方法。 30．請求項２７記載の方法において、前記イオン引出し段階が、前記プラズマ 源領域からおよび前記処理領域の中にプラズマを通すためにその中に作成された 複数個の開口部を有する少なくとも１個のバイアスされたグリッドを前記プラズ マ源領域と前記処理領域との間に配置する段階を有する、前記方法。 31．請求項２７記載の方法において、基板に与える損傷を少なくするために前 記プラズマ源領域の中のプラズマにより発生する放射線を吸収するように、前記 プラズマ源領域と前記処理領域との間に放射線阻止装置を配置する段階をさらに 有する、前記方法。 32．請求項３１記載の方法において、前記放射線阻止装置がその中に作成され た複数個の開口部を備えた板を有し、および前記板が前記プラズマ源領域から前 記放射線阻止板を通して前記処理領域の中にプラズマを通ししかし一方において プラズマからの放射線を吸収する、前記方法。 33．請求項３２記載の方法において、前記放射線阻止グリッドが石英で作成さ れる、前記方法。 34．請求項２７記載の方法において、高密度プラズマを生ずるために前記プラ ズマ源領域の一部分を取り囲む磁気バケットでプラズマに磁気作用を及ぼす段階 をさらに有する、前記方法。 35．請求項２７記載の方法において、プラズマを前記イオン引出し装置に向っ て進めるために前記プラズマ源領域の一部分を取り囲む磁気バケットでプラズマ に磁気作用を及ぼす段階をさらに有する、前記方法。 36．請求項２７記載の方法において、ＲＦでバイアスされた螺旋コイルで前記 プラズマ源領域の中にエネルギを送る段階をさらに有する、前記方法。 37．請求項２７記載の方法において、前記プラズマ源領域の一部分を取り囲む 磁気バケットでプラズマに磁気作用を及ぼす段階をさらに有する、前記方法。 38．請求項２７記載の方法において、前記プラズマ源領域と前記処理領域との 間に配置された引出し構造体でイオンを引き出す段階をさらに有する、前記方法 。 39．請求項３８記載の方法において、前記引出し構造体が全体的に積層された 形式で配置された複数個の導電素子を有する、前記方法。 40．請求項３９記載の方法において、前記複数個の積層された導電素子の少な くとも２個が相互に異なる電位を有するようにバイアスされる段階をさらに有す る、前記方法。 41．プラズマ源領域と、前記プラズマ源領域の下流に配置されたプラズマ処理 領域と、を有する処理容器の中に基板を配置する段階と、 前記容器の前記プラズマ源領域の中に処理ガスを導入する段階、およびその中 にプラズマを作成しおよび保持するために前記プラズマ源領域の中にエネルギを 送る段階と、 基板に処理を行うためにプラズマの一部分を引き出すように基板をバイアスす る段階と、 基板に与える損傷を少なくするために前記プラズマ源領域の中のプラズマによ り発生する放射線を吸収するように、前記プラズマ源領域と前記プラズマ処理領 域との間に放射線阻止装置を配置する段階と、 を有する、処理ガスから作成されたプラズマで基板の表面に処理を行うための方 法。 42．請求項４１記載の方法において、前記放射線阻止装置がその中に作成され た複数個の開口部を備えた板を有し、および前記板が前記プラズマ源領域から前 記放射線阻止グリッドを通して前記処理領域の中にプラズマを通ししかし一方に おいてプラズマからの放射線を吸収する、前記方法。 43．請求項４２記載の方法において、前記板が石英で作成される、前記方法。 44．請求項４１記載の方法において、前記プラズマ源領域の中のプラズマから イオンを引き出す段階と、基板にエッチングを行うためにその中の基板を照射す るように高エネルギの引き出されたイオンを前記処理領域の中に進める段階と、 をさらに有する前記方法。 45．請求項４４記載の方法において、前記プラズマ源領域と前記処理領域との 間にイオン引出し構造体を配置する段階と、前記プラズマ源領域の中のプラズマ からイオンを引き出しそして高エネルギの引き出されたイオンを前記処理領域の 中に進めるために前記イオン引出し構造体を電気エネルギでバイアスする段階と 、をさらに有する前記方法。 46．請求項４５記載の方法において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１ 個の板を有し、および前記板が前記プラズマ源領域から前記板を通して前記処理 領域の中にプラズマを通すためにその中に作成された複数個の開口部を有する、 前記方法。 47．請求項４６記載の方法において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１ 個のグリッドを有し、および前記グリッドが前記プラズマ源領域から前記グリッ ドを通して前記処理領域の中にプラズマを通すためにその中に作成された複数個 の開口部を定めている、前記方法。 48．請求項４１記載の方法において、高エネルギの引き出されたイオンの経路 とガスが交差するように、および基板に処理を行うための高エネルギの中性粒子 を生成するためにイオンと処理ガスの粒子との間で電荷交換を生ずるように、前 記プラズマ源領域の下流の前記処理領域の中にガスを分散する段階をさらに有す る、前記方法。 49．請求項４１記載の方法において、プラズマを基板に向って進めるために前 記プラズマ源領域および前記処理領域の少なくとも１つの一部分を取り囲む磁気 バケットでプラズマに磁気作用を及ぼす段階をさらに有する、前記方法。 50．プラズマ源領域と、前記プラズマ源領域の下流に配置されそして処理され るべき基板を有するように構成されたプラズマ処理領域と、をその中に定めてい る処理容器と、 その中に放射線を発生するプラズマを作成しおよび保持するために前記プラズ マ源領域の中に電気エネルギを送り込むように前記容器に動作可能に結合された 電気エネルギ源と、 前記プラズマ源領域と前記処理領域との間に配置され、および電気エネルギで バイアスされた時、前記プラズマ源領域の中のプラズマからイオンを引き出すよ うにそして高エネルギの引き出されたイオンを前記処理領域の中に進めてその中 の基板に処理を行うように動作可能である、イオン引出し構造体と、 前記プラズマ源領域の下流の前記処理領域の中に配置され、前記高エネルギの 引き出されたイオンの経路と交差しそして基板に処理を行うための高エネルギ中 性粒子を発生するように前記イオンと処理ガスの粒子との間で電荷交換を生ずる ために前記処理ガスを前記処理領域の中に分散するように動作可能である、ガス 分散素子と、 前記プラズマ源領域と前記処理領域との間に配置され、および基板に対する損 傷を少なくするために前記プラズマ源領域の中のプラズマにより発生する放射線 を吸収するように動作可能である、放射線阻止装置と、 を有し、そしてそれにより損傷が少なくおよび方向性のある処理を達成すること ができる、 処理ガスから作成されたプラズマで基板の表面に処理を行うための装置。 51．請求項４０記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１ 個の板を有し、および前記プラズマ源領域から前記板を通して前記処理領域の中 にプラズマを通すためにその中に作成された複数個の開口部を前記板が有する、 前記装置。 52．請求項５０記載の装置において、前記イオン引出し構造体が少なくとも１ 個のグリッドを有し、および前記プラズマ源領域から前記グリッドを通して前記 処理領域の中にプラズマを通すための複数個の開口部を前記グリッドが定めてい る、前記装置。 53．請求項５０記載の装置において、前記放射線阻止装置がその中に作成され た複数個の開口部を備えた板を有し、および前記板が前記プラズマ源領域から前 記放射線阻止グリッドを通して前記処理領域の中にプラズマを通ししかし一方に おいてプラズマからの放射線を吸収する、前記装置。 54．請求項５３記載の方法において、前記板が石英で作成される、前記方法。 55．請求項５０記載の装置において、前記イオン引出し構造体が全体的に積層 された形式で配置された複数個の導電素子を有する、前記方法。