JP2002050587A - 薄膜処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁基板上の薄膜または絶縁膜のプラズマ，電
子ビームの照射による薄膜処理に、基板や薄膜に帯電を
起こさず処理し、該薄膜の特性を向上する薄膜処理方法
の提供。 【解決手段】電子ビーム源１０から電子ビーム３４を発
生する工程と、試料処理室１４にガス１８を導入する工
程と、前記電子ビーム源１０と前記処理室の間に配置し
た両者を分離する伝送路を通して前記電子ビームを処理
室へ導入する工程と、前記電子ビームを試料４７へ照射
する工程と、前記電子ビームの照射による前記ガスの電
離により生成したプラズマ５０を前記試料に照射する工
程を有する薄膜処理方法であって、前記ガスにヘリウ
ム，ネオン，クリプトン，アルゴン，キセノン，水素，
酸素，窒素の少なくとも一種を含むガスを用いる薄膜処
理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜処理方法に係
り、特に、液晶表示装置に用いられる薄膜試料への電子
ビーム照射効果、膜処理室の雰囲気ガスへの電子ビーム
照射で生成したプラズマによる試料へのプラズマ照射効
果により、膜特性の改質に好適なシリコン系薄膜の処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】励起されたラジカル・プラズマ・イオン
は、化学エネルギーを有し、また、加速されたイオン・
電子は物理エネルギーを有するため、薄膜処理の低温化
が可能となる。このため、薄膜トランジスタを用いたア
クティブマトリックス方式の液晶表示装置や、半導体、
磁気ヘッド等の製造に用いられてきた。

【０００３】従来、ラジカル・プラズマ・荷電粒子（イ
オン、電子）を利用した薄膜処理方法として、ラジカル
照射法、プラズマ照射法、イオンビーム照射法、電子ビ
ーム照射法が知られている。これらの方法は、膜表面清
浄化・膜構造改質などに代表される薄膜処理を行うもの
である。

【０００４】例えば、高周波放電型プラズマ・平行平板
型プラズマに対し、基板バイアス・プラズマ電位バイア
ス制御によって、薄膜へのラジカル・イオン照射を制御
する薄膜処理方法がある（特開昭５３−１１０３７８号
公報）。

【０００５】また、電子ビームによってプラズマを生成
し、プラズマと被処理薄膜との間に配置されたグリッド
電極の電位制御によって薄膜へのラジカル照射量を制御
する薄膜処理方法（特開平６−１３２２４１号公報）が
あり、電子ビーム照射密度を制御することでアモルファ
スシリコン膜から単結晶シリコン膜を形成する薄膜処理
方法（特開平７−２５９９号公報）がある。

【０００６】また、一対の電極の一方の電極にスリット
を設け、このスリットから反応性気体を噴出させて形成
したシートビーム型のプラズマを用いた薄膜処理方法
（特開平６−２５２０７１号公報）がある。

【０００７】そして、加熱された輸送チューブで輸送さ
れたラジカルを用いた薄膜処理方法（特開平５−２７１
９５１号）がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の処理用のプ
ラズマを試料と隔離して配置するか、処理用のプラズマ
と試料を同一容器内に配置するか、あるいは、電子ビー
ムを処理膜に照射する方法で、プラズマ・ラジカル・イ
オン・電子を利用した薄膜処理方法では、処理用のプラ
ズマを試料と隔離して配置する場合、試料と隔離された
プラズマを維持するために余分なエネルギーが必要とな
り、電力エネルギーが有効に薄膜処理に活用されない。

【０００９】また、処理用のプラズマと試料を同一容器
内に配置する場合、プラズマ原料が分解した多種の雑多
なラジカル等が存在し、これらラジカル量やイオン量等
の制御が困難である。

【００１０】電子ビームを試料に照射する方法では、絶
縁膜、特に、絶縁基板上の薄膜の処理において、試料や
基板が照射ビームの持つ電荷と同じ電荷に帯電するた
め、試料へのビームの入射が困難か、試料へのビームが
発散するためにエネルギーが有効に活用されない。

【００１１】また、単一の容器内に電極やプラズマを収
納するような場合、均一な放電をさせるためには、容器
内のガス圧が数Ｐａ（パスカル）から数十Ｐａに制限さ
れる。即ち、容器内のガス圧を設定値より高くすると均
一な放電ができなくなり、局部に集中した放電が生じ
て、基板に均一な処理を施すことができない。

【００１２】逆に、容器内のガス圧を設定値より低くす
ると放電が不安定になるか、あるいは、全く放電しない
状態となり、試料に処理を施すことが困難になる。

【００１３】本発明の目的は、絶縁性基板上の薄膜や、
絶縁膜のプラズマや電子ビーム照射による薄膜処理方法
において、基板や薄膜の帯電を起こさずに薄膜処理し、
該薄膜の特性を向上できる薄膜処理方法の提供にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の薄膜処理方法の要旨は次のとおりである。

【００１５】電子ビーム源から電子ビームを発生する工
程と、試料処理室にガスを導入する工程と、前記電子ビ
ーム源と前記処理室の間に配置した両者を分離する伝送
路を通して前記電子ビームを処理室へ導入する工程と、
前記電子ビームを前記試料へ照射する工程と、前記電子
ビームの照射による前記ガスの電離により生成したプラ
ズマを前記試料に照射する工程を有する薄膜処理方法で
あって、また、前記ガスにヘリウム，ネオン，クリプト
ン，アルゴン，キセノン，水素，酸素，窒素の少なくと
も一種を含むガスを用いる薄膜処理方法にある。

【００１６】前記電子ビーム源と前記処理室との間に配
置した該処理室のガス圧よりも低圧の減圧室を介して前
記電子ビームを処理室へ導入する工程を含む上記の薄膜
処理方法にある。

【００１７】また、前記電子ビーム源と前記処理室との
間に配置され両者を分離するところの前記処理室のガス
圧よりも低圧の減圧室を介して、前記電子ビームを処理
室へ導入する工程と、前記電子ビームを試料へ照射し前
記試料を加熱する工程を含む上記の薄膜処理方法にあ
る。

【００１８】前記の薄膜処理方法においては、以下の要
素を付加することができる。

【００１９】（１） 前記電子ビームを発生する工程
は、電界レンズによる電子ビームを収束させる工程と、
前記減圧室内に配置された磁界レンズによる前記電界レ
ンズを通過した電子ビームを収束させる工程を備える。

【００２０】（２） 前記電子ビームを発生する工程
は、電界レンズによる電子ビーム収束させる工程と、隣
接して配置された複数からなる前記減圧室内に配置され
た磁界レンズによって、前記電界レンズを通過した電子
ビームまたは他の減圧室内を通過した電子ビームを収束
させる工程を備える。

【００２１】（３） 前記電子ビームを発生する工程
は、パルス信号に応答してアーク放電を発生させると共
に、熱電子を放出してプラズマを生成する容器内の一対
の電極に印加する前記パルス信号のパルス幅とパルス間
隔を調整する工程と、前記容器にガスを貯留する工程
と、電圧の印加により前記容器内から電子ビームを引き
出す複数の引出電極に印加する電圧を調整する工程を備
える。

【００２２】（４） 前記電子ビームの照射に伴う前記
基板上の試料の帯電量を調整する工程と、前記処理室内
のプラズマに含まれる正イオンの前記基板上の試料への
流入による中和量を調整する工程を備える。

【００２３】（５） 前記処理室内のプラズマを、前記
試料の周囲に形成した磁場によって前記試料の被処理面
側に閉じ込める工程を備えてなる。

【００２４】上記により、電子ビーム源と処理室とが分
離手段あるいは減圧室によって分離されているので、前
記の処理用のガスの存在する処理室のガス圧を、処理に
最適な任意のガス圧に設定することができる。試料を処
理するためのガスの圧力に対する制約をなくすことによ
り、処理に最適なプラズマを形成できる。

【００２５】また、プラズマ照射と電子ビームの照射を
同時に行うことによって、試料の帯電量を低減すること
ができ、特に、絶縁膜や、絶縁基板上の薄膜の処理が可
能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。

【００２７】〔実施例 １〕図１は本発明の薄膜処理方
法に用いる薄膜処理装置の模式断面図である。薄膜処理
装置は、処理室１４上に減圧室１２を介して電子ビーム
源１０が配置されている。

【００２８】電子ビーム源１０は、プラズマ生成室を構
成する容器１６を備え、該容器１６は、軸方向の一端が
閉塞され、他端が開口された箱型に形成されている。こ
の容器１６の上部側に形成されたガス導入口１８から容
器１６内にプラズマ生成用のガスが導入されるようにな
っている。ガス導入口１８の両側の壁には複数の絶縁材
２０が壁を貫通した状態で固定されており、各絶縁材２
０には、タングステンからなるカソード（マイナスの電
極）２２が挿入されている。

【００２９】各カソード２２は、熱フィラメントとして
マイナスの直流電源に接続されており、各カソード２２
からは熱電子が放出されるようになっている。

【００３０】また、容器１６の内壁面にはアノード（プ
ラスの電極）２４が設けられており、このアノード２４
はプラスの直流電源に接続されている。そしてアノード
２４とカソード２２との間に直流電源から直流電圧が印
加されると、各電極間にアーク放電が発生し、容器１６
内にプラズマが形成される。

【００３１】また、容器１６の外周側には、磁性体とし
て複数の永久磁石２６が配置されている。各永久磁石２
６はＮ極とＳ極が交互になるように、即ち、相隣接する
他の永久磁石２６の磁極が互いに異なるように並べら
れ、各永久磁石２６によって多極磁界が形成されるよう
になっている。そして、この多極磁界によって、容器１
６内に形成されたプラズマが容器１６内に閉じ込められ
るようになっている。

【００３２】一方、容器１６の開口端側には、複数の引
出電極２８，３０が互いに離れて、例えば、１〜５ｍｍ
程度の絶縁距離を保って配置されている。

【００３３】引出電極２８はマイナスの直流電源に接続
され、引出電極３０は接地されており、各引出電極２
８，３０には複数の引出電極孔３２が形成されている。
引出電極孔３２は、例えば、直径が３ｍｍのものが３０
０個形成されている。そして、容器１６内にプラズマが
生成された状態で、引出電極２８，３０間に直流電圧が
印加されると、プラズマから電子ビーム３４が引き出さ
れる。

【００３４】この場合、各引出電極孔３２から電子ビー
ム３４が引き出されることにより、容器１６内のプラズ
マから３００本の電子ビーム３４が引き出されることに
なる。引き出される電子ビーム３４のエネルギーは、例
えば、約１ｋｅＶであり、３００本の電子ビーム３４に
よって、１０００ｍＡの出力電子ビーム量を有する電子
ビーム３４が減圧室１２内に引き出される。

【００３５】減圧室１２は、電子ビーム源１０と反応室
１４との間に配置されて両者を分離すると共に、電子ビ
ーム源１０からの電子ビーム３４を反応室１４に導く電
子ビーム伝送路を形成する分離手段として、直方体形状
に形成されており、排気口３６が真空ポンプ（図示省
略）に接続されている。即ち、減圧室１２は、反応室１
８のガス圧よりも圧力が低い空間部として、真空ポンプ
により、処理室１４のガス圧の約１／１０に圧力が保た
れている。

【００３６】また、減圧室１２と処理室１４との境界と
なる隔壁３８には、直径３ｍｍの電子ビーム通過孔４０
が３００個形成されており、３００本の電子ビーム３４
が各電子ビーム通過孔４０を介して、処理室１４内に導
入される。

【００３７】また、隔壁３８に各電子ビーム通過孔４０
の形成に際しては、機械加工によって形成することも可
能であるが、処理室１４と減圧室１２との差圧を大きく
することで、真空ポンプの負担を小さくするためには、
隔壁３８に直径１ｍｍ以下の孔を３００個開けることが
望ましい。しかし、３００本の電子ビーム３４を全て偏
芯させずに、確実に各電子ビーム通過孔４０を通過させ
ることは機械加工によるアライメントでは困難である。

【００３８】そこで、本実施例では、処理室１４、減圧
室１２、電子ビーム源１０を組み立てた後、平板上の隔
壁３８に向けて、電子ビーム源１０からの電子ビーム３
４を照射することによって、電子ビーム通過孔４０を穿
孔した。この方法を採用することで、電子ビーム通過孔
４０の直径を、電子ビーム３４のビーム径とほぼ同じに
することができると共に、電子ビーム３４の偏芯をゼロ
にすることができる。

【００３９】一方、処理室１４は、高さ５０ｃｍ×横８
０ｃｍ×奥行き８０ｃｍの直方体の部屋として構成され
ており、処理室１４の底部側にはガス導入口４２と、排
気口４４が形成されている。そして処理室１４内に、ガ
ス導入口４２から処理ガスとして窒素を導入する。

【００４０】反応室１４内のガスの一部は、排気口４４
から排出されるよう構成されており、この排気口４４は
真空ポンプに接続され、処理室１４内のガス圧は、例え
ば、１〜１０Ｐａ程度に維持されるようになっている。

【００４１】また、処理室１４のほぼ中央部には、基板
ホルダ４６が配置されており、該ホルダ上の基板４７の
上の薄膜４８と共に、処理室１４内にガスが満たされ、
この雰囲気中に３００本の電子ビーム３４が導入される
ことで、ガスが電離しプラズマ５０が形成される。つま
り、電子ビーム３４は、薄膜４８に照射されると共に、
ガスにも照射され、該電子ビームによってプラズマ５０
が形成される。

【００４２】なお、電力の投入は電子ビーム対して行わ
れる。電子は負の電荷を持ち電子ビーム照射によって、
薄膜や基板は負に帯電するが、正の電荷を持つプラズマ
５０の中のイオン照射によって、電子ビーム照射による
負に帯電が打ち消されるため、荷電粒子である電子やイ
オンは、薄膜に効率的に照射されることになる。

【００４３】表１は、ガラス基板上に形成された低圧化
学気相蒸着法によって形成された膜厚５０ｎｍのアモル
ファスシリコン膜へ、本発明の薄膜処理を行い結晶化さ
せた場合に、ラマン散乱の測定によって結晶化率を測定
した場合の一例である。なお、ヒータ等による処理基板
の加熱は行っていない。

【００４４】

【表１】

【００４５】ラマン散乱の測定には、波長５１４.５ｎ
ｍのアルゴンレーザーを用いている。測定波長域は３５
０ｃｍ~¹〜５５０ｃｍ~¹である。また、基板には石英を
用いることもでき、アモルファスシリコン膜と基板の間
に、酸化シリコン膜や窒素シリコン膜等を下地層として
形成してもよい。

【００４６】電子ビーム電流を２０ｍＡとして６０ｓｅ
ｃ照射した。処理室１４の圧力は、１、５０、３７００
Ｐａとした。圧力が１Ｐａの場合には、結晶化が進行せ
ずアモルファス相が残っている。これは、ガス圧力が低
いためプラズマの密度が低く、正の電荷を持つイオンの
密度が低いため、電子ビーム照射による薄膜や基板の負
の帯電が打ち消されないためである。この場合、プラズ
マの密度が低いためプラズマ照射による特性改善効果は
低く、かつ薄膜や基板が負に帯電するため負電位により
薄膜への電子ビームの入射が阻害され、電子ビーム照射
による特性改善効果も低くなる。

【００４７】これに対し、圧力が５０Ｐａ、または、３
７００Ｐａの場合には、１００％結晶化しており、電子
ビーム照射とプラズマ照射による効率的な膜質の改善が
可能なことが分かった。

【００４８】また、照射時間を変えることで、薄膜への
エネルギー投入量が変化する。表２は、照射時間を変え
た場合の結晶化薄膜処理の結果である。

【００４９】

【表２】

【００５０】照射時間が３０ｓｅｃ、６０ｓｅｃの場
合、１００％結晶化が進行しているが、照射時間が３０
０ｓｅｃと長い場合には、微結晶化することが分かっ
た。

【００５１】電子ビーム照射とプラズマ照射による薄膜
へのエネルギー入射量が大き過ぎるためと考えられる。

【００５２】表３は、窒素以外のガスを用いた場合の結
晶化薄膜処理の結果を示したである。

【００５３】プラズマ生成用のガスとして、ヘリウム、
ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンと云った不活
性ガスを用いても、１００％の結晶化が可能であること
が分かった。

【００５４】表４は、本発明の薄膜処理方法で、酸化シ
リコン膜の特性改善を行った例である。薄膜処理前後で
赤外吸収測定を行い、特にシリコン−酸素−シリコン結
合部の伸縮振動ピーク位置の変化を調べた結果である。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】処理前の伸縮振動ピーク位置が約１０６５
ｃｍ~¹であるのに対し、処理後では１０７０ｃｍ~¹〜１
０７７ｃｍ~¹程度に変化することが分かった。この値
は、約６００℃で数時間熱アニールされた酸化シリコン
膜の値とほぼ同じである。

【００５８】このように、本発明の薄膜処理工程によれ
ば、ガスへの電子ビーム入射においてガス圧を調整し、
電子ビーム照射と電子ビーム照射により生成したプラズ
マ照射を同時に行うことにより、絶縁基板や絶縁膜の帯
電による荷電粒子の発散を抑えることができ、処理工程
での消費電力を効率的に薄膜処理に適用可能となる。

【００５９】また、薄膜や基板の帯電量調整や、中和量
の調整を行うことで、薄膜や基板に入射する電子の量
や、プラズマからのイオンの量のバランスを変化させ、
特に、電子の量の増減により、薄膜への局所的熱投入量
を変化させることが可能である。処理容器や基板等を加
熱せずに処理時の薄膜の有効温度を上昇させることがで
き、基板温度が低温のままで、薄膜の特性を大きく改善
することが可能となる。

【００６０】〔実施例 ２〕本実施例では、図１に示す
熱フィラメント方式の代わりに、図２に示すようにマイ
クロ波方式による電子ビーム源５２を用いた。なお、他
の構成は図１と同様であるので、電子ビーム源５２の構
成についてのみ説明する。

【００６１】電子ビーム源５２は、カソード２２の代わ
りに、容器１６の上部側に、マイクロ波導波管５４が接
続されて構成されている。

【００６２】このマイクロ波導波管５４には、マイクロ
波電源〔図示省略〕からマイクロ波が導入され、容器１
６内に導入されたプラズマ生成用ガスに、マイクロ波が
照射されると、容器１６内にプラズマが生成される。そ
して、このプラズマは引出電極２８，３０により電子ビ
ームとして、減圧室１２に引き出されるようになってい
る。

【００６３】〔実施例 ３〕本実施例では、図３のプラ
ズマ処理装置の模式断面図に示すように、電子ビーム源
５６、減圧室５８，６０を備えて構成されており、処理
室１４中に基板ホルダ４６、基板４７、薄膜４８が配置
されている。

【００６４】電子ビーム源５６は、ガスを収納する容器
６２を備え、容器６２の一端にはタングステンフィラメ
ント６４が設けられており、容器６２の他端には電界レ
ンズ６６が配置されている。

【００６５】電子ビーム源５６は、容器６２の内壁に設
けたアノードとフィラメント６４との間に直流電圧が印
加されると共に、容器６２内にプラズマ生成ガスが導入
されることにより、容器６２内に単一のプラズマを生成
し、引出電極２８，３０と同一の機能を有する電界レン
ズ６６によって、プラズマから単一の電子ビーム６８を
引き出すと共に、電子ビーム６８のビーム径を絞るよう
に構成されている。

【００６６】減圧室５８，６０は、電子ビーム６８を伝
送するための電子ビーム伝送路を形成しており、各減圧
室５８，６０にはそれぞれ磁界レンズ７４，７４’が電
界レンズ６６と同心状に配置されている。各磁界レンズ
７４，７４’は、例えば、ソレノイドコイルで構成され
ており、ソレノイドコイルから発生する磁場を電子ビー
ム６８に与えて、電子ビーム６８のビーム径を絞るよう
に構成されている。そして電子ビーム６８は、磁界レン
ズ７４，７４’でビーム径が絞られた状態で、ビーム通
過孔７６を通過し、て基板４８上に照射される。

【００６７】また、各減圧室５８，６０は、それぞれ排
気口８２，８４を介して真空ポンプ（図示省略）に接続
されており、各真空ポンプの作動により、減圧室５８，
６０は指定のガス圧に維持されている。

【００６８】本実施形態において、減圧室５８，６０内
のガス圧を順次大気圧よりも低くすることで、薄膜４７
を１気圧のガス雰囲気中で処理することも可能である。

【００６９】〔実施例 ４〕本実例では、図４に示すよ
うに電子ビーム源として、パルス電子ビーム源８６を用
い、パルス電子ビーム源８６から単一、または、３００
本のパルス電子ビーム８８を発生させると共に、基板４
７の背面側に、複数の永久磁石９０を相対向させて配置
し、各永久磁石９０によってマグネトロン磁場９１を形
成し、処理室１４内のプラズマを基板４７の被処理面側
（表面側）に閉じ込めるようにしたものである。

【００７０】パルス電子ビーム源８６は、単一のパルス
電子ビームを発生するときには電子ビーム源５６（図３
参照）を用い、複数のパルス電子ビームを発生させると
きには電子ビーム源１０（図１参照）を用いて構成する
ことができる。

【００７１】この場合、電界レンズ、または、アノード
２４とカソード２２間に１００〜２００Ｖ程度のパルス
信号を周期的に印加し、周期的にパルスアーク放電を発
生させる。そしてパルス信号を発生するパルス信号発生
器（図示省略）のパルス幅とパルス間隔を、パルス信号
発生器のパルス信号調整手段によって調整する。

【００７２】即ち、電界レンズ６６やアノード２４、カ
ソード２２に印加されるパルス信号の印加時間は、パル
ス電子ビーム８８のパルス幅になり、あるパルス信号の
印加時間と次のパルス信号の印加時間の間隔は、パルス
電子ビーム８８のパルス間隔になるため、パルス信号発
生器から発生するパルス信号のパルス幅と、パルス信号
の発生間隔を、例えば、電源の入り切りのタイミングや
電源オン時間等で調整する。

【００７３】また、電界レンズ６６、または、アノード
２４とカソード２２に印加するパルス信号の電圧を調整
することで、パルス電子ビーム８８のエネルギーを調整
する。さらにまた、処理室１４内のガス流量を調整する
と共に、排気系を調整することで、処理室１４内のガス
圧を調整する。

【００７４】本実施例では、処理室１４内の圧力を大気
圧よりも減圧することができると共に、マグネトロン磁
界９１により基板４８の表面のプラズマ密度を高めてパ
ルス電子ビーム８８とによる帯電を減らすことができ
る。

【００７５】

【発明の効果】本発明の薄膜処理方法によれば、ガスへ
の電子ビーム入射においてガス圧を調整し、電子ビーム
照射と電子ビーム照射により生成したプラズマ照射を同
時に行うことにより、絶縁基板や絶縁膜の帯電による荷
電粒子の発散を抑えることができ、処理工程での消費電
力を効率的に薄膜処理に適用できる。

【００７６】また、電子ビームの照射による薄膜への局
所的熱投入によって、処理容器や基板等を加熱せず、処
理時の薄膜の有効温度を上昇させることができるので、
基板温度を高温にして処理する高温炉アニール処理膜等
の膜特性と同等な特性を持つ処理薄膜を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の薄膜処理装置の模式断面図である。

【図２】実施例２の電子ビーム源の要部模式断面図であ
る。

【図３】実施例３のプラズマ処理装置の模式断面図であ
る。

【図４】実施例４の薄膜処理装置の要部模式断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…ビーム源、１２…減圧室、１４…処理室（反応
室）、１６，６２…容器、１８…ガス導入口、２２…カ
ソード、２４…アノード、２６…永久磁石、２８，３０
…引出電極、３４…電子ビーム、４０…通過孔、４６…
基板ホルダ、４７…基板、４８…薄膜、５０…プラズ
マ、５２，５６…電子ビーム源、５４…マイクロ波導波
管、５８，６０…減圧室、６４…フィラメント、６６…
電界レンズ、７４…磁界レンズ、８６，８８…パルス電
子ビーム源、８９…パルス電子ビーム容器、９０…永久
磁石、９１…マグネトロン磁界、９２…２次電子ビー
ム、９３…Ｓｉイオン、９４…供給ガス、９５…ガス供
給容器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｚ 29/786 29/78 ６２７Ｇ 21/336 (72)発明者 鬼沢 賢一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC01 BD03 BD14 CA14 CA47 CA63 EB43 EC21 FC13 4K030 BA30 CA06 DA08 LA18 5F004 AA14 BA17 BB18 DA22 DA23 DA24 DA25 DA26 EA38 FA04 5F052 AA03 DA02 JA01 5F110 AA30 DD02 GG02 GG13 GG47 PP08 PP13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビーム源から電子ビームを発生する
   工程と、試料処理室にガスを導入する工程と、前記電子
   ビーム源と前記処理室の間に配置した両者を分離する伝
   送路を通して前記電子ビームを処理室へ導入する工程
   と、該電子ビームを試料へ照射する工程と、電子ビーム
   の照射による前記ガスの電離により生成したプラズマ
   を、前記試料に照射する工程を有する薄膜処理方法であ
   って、 前記ガスにヘリウム，ネオン，クリプトン，アルゴン，
   キセノン，水素，酸素，窒素の少なくとも一種を含むガ
   スを用いることを特徴とする薄膜処理方法。
2. 【請求項２】 前記電子ビーム源と前記処理室との間に
   配置した該処理室のガス圧よりも低圧の減圧室を介して
   前記電子ビームを処理室へ導入する工程を含む請求項１
   に記載の薄膜処理方法。
3. 【請求項３】 前記電子ビーム源と前記処理室との間に
   配置され両者を分離するところの前記処理室のガス圧よ
   りも低圧の減圧室を介して、前記電子ビームを処理室へ
   導入する工程と、前記電子ビームを試料へ照射し前記試
   料を加熱する工程を含む請求項１に記載の薄膜処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記電子ビームを発生する工程が、電界
   レンズにより電子ビーム径を絞って単一の電子ビームを
   発生する工程と、前記減圧室内に配置された磁界レンズ
   による前記電界レンズを通過した電子ビーム径を絞る工
   程を含む請求項２または３記載の薄膜処理方法。
5. 【請求項５】 前記電子ビームを発生する工程が、電界
   レンズによる電子ビーム径を収束して電子ビームを発生
   する工程と、隣接して配置された複数からなる前記減圧
   室内に配置された磁界レンズによって、前記電界レンズ
   を通過した電子ビームまたは他の減圧室内を通過した電
   子ビームを収束する工程を含む請求項２または３に記載
   の薄膜処理方法。
6. 【請求項６】 前記電子ビームを発生する工程は、パル
   ス信号に応答してアーク放電を発生させると共に、熱電
   子を放出してプラズマを生成する生成室内の一対の電極
   に印加する前記パルス信号のパルス幅とパルス間隔を調
   整するパルス信号を調整する工程と、前記生成室にガス
   を貯留する工程と、電圧の印加により前記生成室内から
   電子ビームを引き出す複数の引出電極に印加する電圧を
   調整する工程を有する請求項１，２または３に記載の薄
   膜処理方法。
7. 【請求項７】 前記電子ビームの照射に伴う基板上の試
   料の帯電量を調整する工程と、前記処理室内のプラズマ
   に含まれる正イオンの前記基板上の試料への流入による
   中和量を調整する工程を含む請求項１，２または３に記
   載の薄膜処理方法。
8. 【請求項８】 前記処理室内のプラズマを、前記試料の
   周囲に形成した磁場により前記試料の被処理面側に閉じ
   込める工程を含む請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜
   処理方法。