JP3079069B2 - 基板の表面を改質するためのプラズマ処理装置および方法 - Google Patents
基板の表面を改質するためのプラズマ処理装置および方法Info
- Publication number
- JP3079069B2 JP3079069B2 JP09204902A JP20490297A JP3079069B2 JP 3079069 B2 JP3079069 B2 JP 3079069B2 JP 09204902 A JP09204902 A JP 09204902A JP 20490297 A JP20490297 A JP 20490297A JP 3079069 B2 JP3079069 B2 JP 3079069B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- plasma
- container
- wall
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 107
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims description 14
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 80
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 19
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 102220491117 Putative postmeiotic segregation increased 2-like protein 1_C23F_mutation Human genes 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/01—Handling plasma, e.g. of subatomic particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3266—Magnetic control means
- H01J37/32669—Particular magnets or magnet arrangements for controlling the discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広義の概念で言え
ば、エッチングまたは被着（デポジション）のいずれか
によって基板表面を改質する装置に係り、具体的に言え
ば、エッチングおよび被着を行うためのプラズマを使用
した装置と方法に関するものである。本発明は、限定的
ではないが、とりわけ集積回路の製造における基板表面
のエッチングおよび被着に有用である。
ば、エッチングまたは被着（デポジション）のいずれか
によって基板表面を改質する装置に係り、具体的に言え
ば、エッチングおよび被着を行うためのプラズマを使用
した装置と方法に関するものである。本発明は、限定的
ではないが、とりわけ集積回路の製造における基板表面
のエッチングおよび被着に有用である。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、プラズマは自由電子と、
帯電イオンと、単にニュートラルと呼ぶことが多いニュ
ートラル種（中性物質群）(neutral species）とを含む
イオン化ガス放電である。同様に、プラズマの特定成分
によって、基板表面をエッチングするか、または基板表
面に物質を被着させるかのいずれかのためにプラズマを
使用できることは周知である。しかしながら、プラズマ
エッチングおよびプラズマ被着を行う現在の方法は、幾
つかの欠点を有している。
帯電イオンと、単にニュートラルと呼ぶことが多いニュ
ートラル種（中性物質群）(neutral species）とを含む
イオン化ガス放電である。同様に、プラズマの特定成分
によって、基板表面をエッチングするか、または基板表
面に物質を被着させるかのいずれかのためにプラズマを
使用できることは周知である。しかしながら、プラズマ
エッチングおよびプラズマ被着を行う現在の方法は、幾
つかの欠点を有している。
【０００３】プラズマエッチングおよびプラズマ被着に
関する限りにおいて、プラズマの或る種の物理的性質が
特に重要である。第一に、プラズマ内の自由電子の速度
は、帯電イオンの速度を遥かに上回る。プラズマ内の負
帯電種から粒子が形成されることも周知である。さら
に、磁場がプラズマ内の自由電子の移動にかなり影響を
与えることも周知である。特に、磁場に対して直角方向
のプラズマ束は十分に抑制される。上述の内容に留意し
て、或る現象を考えなければならない。
関する限りにおいて、プラズマの或る種の物理的性質が
特に重要である。第一に、プラズマ内の自由電子の速度
は、帯電イオンの速度を遥かに上回る。プラズマ内の負
帯電種から粒子が形成されることも周知である。さら
に、磁場がプラズマ内の自由電子の移動にかなり影響を
与えることも周知である。特に、磁場に対して直角方向
のプラズマ束は十分に抑制される。上述の内容に留意し
て、或る現象を考えなければならない。
【０００４】プラズマ内を高速で動く自由電子束に対し
て何の制御も行わなければ、自由電子はプラズマを離脱
する。したがって、プラズマは正に帯電するようにな
る。この状態は、プラズマ内での負帯電粒子の形成と保
持を促進する。しかしながらこれらの粒子は、基板表面
に対する被着またはエッチングの品質を不本意に劣化さ
せる。他の問題点は、プラズマが基板表面から何も絶縁
されていないと、基板が過熱されて損傷を受ける可能性
があるという事実から生じる。この問題は、高密度のプ
ラズマが達成されたときに、さらに厄介なことになる。
て何の制御も行わなければ、自由電子はプラズマを離脱
する。したがって、プラズマは正に帯電するようにな
る。この状態は、プラズマ内での負帯電粒子の形成と保
持を促進する。しかしながらこれらの粒子は、基板表面
に対する被着またはエッチングの品質を不本意に劣化さ
せる。他の問題点は、プラズマが基板表面から何も絶縁
されていないと、基板が過熱されて損傷を受ける可能性
があるという事実から生じる。この問題は、高密度のプ
ラズマが達成されたときに、さらに厄介なことになる。
【０００５】プラズマの単なる発生に加えて、効率的な
プラズマエッチングまたはプラズマ被着装置は、その装
置の機能に係わる制御装置を有する必要がある。別の表
現をすれば、装置のオペレータが、陽イオンおよびニュ
ートラルを改質すべき基板表面へ向けて個別に制御でき
ることが望ましい。さらに、表面の改質が予測できるこ
とが明らかに望ましい。このことで暗示される論理の帰
結は、プラズマは改質されるべき基板表面において均一
な密度を有する必要があるということである。最後に、
この装置は短時間で応答して機能できることが望まし
い。
プラズマエッチングまたはプラズマ被着装置は、その装
置の機能に係わる制御装置を有する必要がある。別の表
現をすれば、装置のオペレータが、陽イオンおよびニュ
ートラルを改質すべき基板表面へ向けて個別に制御でき
ることが望ましい。さらに、表面の改質が予測できるこ
とが明らかに望ましい。このことで暗示される論理の帰
結は、プラズマは改質されるべき基板表面において均一
な密度を有する必要があるということである。最後に、
この装置は短時間で応答して機能できることが望まし
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述に照らして、本発
明の目的は、大きな面積を有する基板の表面を改質する
ためプラズマ処理装置を提供することである。本発明の
他の目的は、比較的高速で基板表面をエッチングするか
基板表面に物質を被着することができるような、基板表
面を改質するための、プラズマ処理装置を提供すること
である。本発明のさらに他の目的は、プラズマから基板
表面へ向かうイオン束またはニュートラル束を制御する
ことができるような、基板表面を改質するためにプラズ
マ処理装置を提供することである。本発明の他の目的
は、基板に向うビーム状のイオン束を形成して深い溝が
基板に刻まれることを可能にした、基板表面を改質する
ためにプラズマ処理装置を提供することである。さらに
本発明の他の目的は、プラズマ内の望ましくない粒子の
形成を抑制するような、基板表面を改質するためにプラ
ズマ処理装置を提供することである。本発明の他の目的
は、均一密度を有するプラズマの発生を可能にした、基
板表面を改質するためにプラズマ処理装置を提供するこ
とである。本発明のさらに他の目的は、基板を高い電場
から遮蔽するような基板表面を改質するためにプラズマ
処理装置を提供することである。比較的簡単に製造で
き、簡単に使用でき、比較的価格効果の良好な基板表面
を改質するためにプラズマ処理装置を提供することであ
る。
明の目的は、大きな面積を有する基板の表面を改質する
ためプラズマ処理装置を提供することである。本発明の
他の目的は、比較的高速で基板表面をエッチングするか
基板表面に物質を被着することができるような、基板表
面を改質するための、プラズマ処理装置を提供すること
である。本発明のさらに他の目的は、プラズマから基板
表面へ向かうイオン束またはニュートラル束を制御する
ことができるような、基板表面を改質するためにプラズ
マ処理装置を提供することである。本発明の他の目的
は、基板に向うビーム状のイオン束を形成して深い溝が
基板に刻まれることを可能にした、基板表面を改質する
ためにプラズマ処理装置を提供することである。さらに
本発明の他の目的は、プラズマ内の望ましくない粒子の
形成を抑制するような、基板表面を改質するためにプラ
ズマ処理装置を提供することである。本発明の他の目的
は、均一密度を有するプラズマの発生を可能にした、基
板表面を改質するためにプラズマ処理装置を提供するこ
とである。本発明のさらに他の目的は、基板を高い電場
から遮蔽するような基板表面を改質するためにプラズマ
処理装置を提供することである。比較的簡単に製造で
き、簡単に使用でき、比較的価格効果の良好な基板表面
を改質するためにプラズマ処理装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板表
面を改質するための装置は、ガス環境中に基板を保持す
る容器と、プラズマを形成するように容器中のガスをイ
オン化させるためのアンテナと、プラズマから基板を絶
縁する磁場を発生させるための磁石とを含む。本発明で
意図されたように、この装置は、ニュートラル物質をプ
ラズマから表面に被着させ、またはプラズマからのイオ
ンおよびニュートラルで表面をエッチングすることのい
ずれかによって、基板表面を改質するために使用でき
る。
面を改質するための装置は、ガス環境中に基板を保持す
る容器と、プラズマを形成するように容器中のガスをイ
オン化させるためのアンテナと、プラズマから基板を絶
縁する磁場を発生させるための磁石とを含む。本発明で
意図されたように、この装置は、ニュートラル物質をプ
ラズマから表面に被着させ、またはプラズマからのイオ
ンおよびニュートラルで表面をエッチングすることのい
ずれかによって、基板表面を改質するために使用でき
る。
【０００８】本発明の装置に使用される容器は、円筒形
であるのが好ましく、この円筒形は、容器の室を形成す
るための中空体である。この室の壁は、絶縁材料（例え
ば、ガラス）で作るのが好ましい。容器の代替例では、
容器壁を強力材料（例えば、金属）で作ることができ
る。しかしながら、この代替例に関しては、金属壁を絶
縁材で内張りすることが好ましい。本発明では、この絶
縁材ライナーで全壁面を覆うか、単に壁面を部分的に覆
うかのいずれかにすることができる。
であるのが好ましく、この円筒形は、容器の室を形成す
るための中空体である。この室の壁は、絶縁材料（例え
ば、ガラス）で作るのが好ましい。容器の代替例では、
容器壁を強力材料（例えば、金属）で作ることができ
る。しかしながら、この代替例に関しては、金属壁を絶
縁材で内張りすることが好ましい。本発明では、この絶
縁材ライナーで全壁面を覆うか、単に壁面を部分的に覆
うかのいずれかにすることができる。
【０００９】本発明装置のアンテナは、容器の外部に配
置され、また室内に無線周波数（ＲＦ）のエネルギーを
指向させるように位置決めされる。特に、アンテナから
の電子磁気音波(Electron Magneto-Sonic Wave）と呼ば
れる形式であるのが好ましい無線周波数（ＲＦ）のエネ
ルギーは、室内の予め定められたイオン化帯域へ向けら
れる。したがって、これらのイオン化帯域に室内のプラ
ズマが発生する。
置され、また室内に無線周波数（ＲＦ）のエネルギーを
指向させるように位置決めされる。特に、アンテナから
の電子磁気音波(Electron Magneto-Sonic Wave）と呼ば
れる形式であるのが好ましい無線周波数（ＲＦ）のエネ
ルギーは、室内の予め定められたイオン化帯域へ向けら
れる。したがって、これらのイオン化帯域に室内のプラ
ズマが発生する。
【００１０】前記アンテナと同様に、容器外部に磁石が
配置される。重要なことは、磁石で発生した磁場の力線
が、室内で整合して基板表面に対して実質的に平行にな
ることである。本発明の目的のためには、永久磁石また
は電磁石が使用できる。さらに、室内の磁場は、回転に
よって磁場の均一性を向上させることができる。しかし
ながらこの回転は、力線が基板表面に実質的に平行に維
持される限りにおいて、行えることである。
配置される。重要なことは、磁石で発生した磁場の力線
が、室内で整合して基板表面に対して実質的に平行にな
ることである。本発明の目的のためには、永久磁石また
は電磁石が使用できる。さらに、室内の磁場は、回転に
よって磁場の均一性を向上させることができる。しかし
ながらこの回転は、力線が基板表面に実質的に平行に維
持される限りにおいて、行えることである。
【００１１】本発明装置を設定するために、基板が容器
室内の軸線を基準として芯出しされる。また上述したよ
うに、この基板は改質されるべきその表面が磁場の力線
に対して実質的に平行になるように室内に配置される。
次いで、アンテナが無線周波数（ＲＦ）のエネルギーを
イオン化帯域へ指向させるように調整され、このイオン
化帯域は基板表面と室壁との間に位置する。
室内の軸線を基準として芯出しされる。また上述したよ
うに、この基板は改質されるべきその表面が磁場の力線
に対して実質的に平行になるように室内に配置される。
次いで、アンテナが無線周波数（ＲＦ）のエネルギーを
イオン化帯域へ指向させるように調整され、このイオン
化帯域は基板表面と室壁との間に位置する。
【００１２】本発明装置の作動において、基板が室内に
適当に置かれ、適当なガスが室内に充填されると、予め
定められたイオン化帯域内のガスの一部分をイオン化さ
せるようにアンテナが付勢される。周知のように、イオ
ン化によってプラズマが形成され、プラズマは自由電
子、イオンおよび非イオン化分子または非イオン化原子
（すなわちニュートラル）を含んでいる。磁場が存在し
ないと、高速移動する自由電子は最終的にはプラズマを
離脱して、プラズマを基板に対して正に帯電させるよう
にする。しかしながら、本発明では、室壁が絶縁され、
また室内に磁場が配向されているので、プラズマに幾つ
かの異なる結果が生じる。
適当に置かれ、適当なガスが室内に充填されると、予め
定められたイオン化帯域内のガスの一部分をイオン化さ
せるようにアンテナが付勢される。周知のように、イオ
ン化によってプラズマが形成され、プラズマは自由電
子、イオンおよび非イオン化分子または非イオン化原子
（すなわちニュートラル）を含んでいる。磁場が存在し
ないと、高速移動する自由電子は最終的にはプラズマを
離脱して、プラズマを基板に対して正に帯電させるよう
にする。しかしながら、本発明では、室壁が絶縁され、
また室内に磁場が配向されているので、プラズマに幾つ
かの異なる結果が生じる。
【００１３】第一の結果は、容器内で形成されるプラズ
マが基板表面から磁気的に絶縁されることである。この
ことが生じるのは、帯電粒子に対する影響の程度におい
て、磁場は、自由電子に対して非常に大きな影響を及ぼ
すが、イオンに対して非常に小さな影響しか及ぼさず、
ニュートラルに対しては全く影響しないためである。し
たがって、本発明装置では、磁場に対して直角方向（す
なわち基板表面へ向う方向）における自由電子の移動
は、ゆっくり動く陽イオンの移動よりも一層抑制され
る。この結果、自由電子がプラズマで保持され、陽イオ
ンを吸引する傾向になる。したがって、これらのイオン
がプラズマによって保持される傾向になる。何故なら、
壁が電気的に絶縁されているからである。この一つの結
果は、基板に対するプラズマ束が、ニュートラル種束
（ｆｌｕｘ）に影響を与えることなく著しく減少される
ことである。
マが基板表面から磁気的に絶縁されることである。この
ことが生じるのは、帯電粒子に対する影響の程度におい
て、磁場は、自由電子に対して非常に大きな影響を及ぼ
すが、イオンに対して非常に小さな影響しか及ぼさず、
ニュートラルに対しては全く影響しないためである。し
たがって、本発明装置では、磁場に対して直角方向（す
なわち基板表面へ向う方向）における自由電子の移動
は、ゆっくり動く陽イオンの移動よりも一層抑制され
る。この結果、自由電子がプラズマで保持され、陽イオ
ンを吸引する傾向になる。したがって、これらのイオン
がプラズマによって保持される傾向になる。何故なら、
壁が電気的に絶縁されているからである。この一つの結
果は、基板に対するプラズマ束が、ニュートラル種束
（ｆｌｕｘ）に影響を与えることなく著しく減少される
ことである。
【００１４】第二に、磁場は基板に対する電子の移動を
イオンの移動に比較して格段に低速化するので、プラズ
マは基板に対して負に帯電する。したがって、プラズマ
は基板表面を容易に汚染してしまうような負帯電粒子を
保持せず、その成長を促進しない。
イオンの移動に比較して格段に低速化するので、プラズ
マは基板に対して負に帯電する。したがって、プラズマ
は基板表面を容易に汚染してしまうような負帯電粒子を
保持せず、その成長を促進しない。
【００１５】上述したように、容器内のプラズマは予め
定められたイオン化帯域で発生する。さらに、同様に上
述したように、これらのイオン化帯域は容器壁と基板表
面の間に位置する。さらに、イオン化帯域は室内で互い
に直径方向反対側に位置する。この結果、基板表面の直
上に位置するイオン化帯域間の領域が形成される。実際
に、基板の全面積はイオン化帯域間の領域の下側に位置
する。重要なことは、プラズマが磁場に沿って容易に流
動し、逆に磁場を横断するプラズマの移動が非常に遅い
ため、イオン化帯域間の領域におけるプラズマ密度は均
一になる。
定められたイオン化帯域で発生する。さらに、同様に上
述したように、これらのイオン化帯域は容器壁と基板表
面の間に位置する。さらに、イオン化帯域は室内で互い
に直径方向反対側に位置する。この結果、基板表面の直
上に位置するイオン化帯域間の領域が形成される。実際
に、基板の全面積はイオン化帯域間の領域の下側に位置
する。重要なことは、プラズマが磁場に沿って容易に流
動し、逆に磁場を横断するプラズマの移動が非常に遅い
ため、イオン化帯域間の領域におけるプラズマ密度は均
一になる。
【００１６】基板表面に対する金属の被着が望まれる装
置の作動に関しては、プラズマが上述のように基板表面
の上側領域に発生される。プラズマ内のニュートラルに
対する磁場の影響は無視できるので、これらのニュート
ラルの基板表面に向う移動が有効に抑制されることはな
い。したがって、またその領域のプラズマ密度は均一で
あるので、ニュートラルは基板表面上に均一に被着可能
である。基板に対するプラズマ束は磁場によって減少さ
れるので、基板に対して衝突するイオンによる熱負荷お
よび損傷も減少される。したがって、基板の不当な加熱
を発生せずに高い被着速度を達成できる。
置の作動に関しては、プラズマが上述のように基板表面
の上側領域に発生される。プラズマ内のニュートラルに
対する磁場の影響は無視できるので、これらのニュート
ラルの基板表面に向う移動が有効に抑制されることはな
い。したがって、またその領域のプラズマ密度は均一で
あるので、ニュートラルは基板表面上に均一に被着可能
である。基板に対するプラズマ束は磁場によって減少さ
れるので、基板に対して衝突するイオンによる熱負荷お
よび損傷も減少される。したがって、基板の不当な加熱
を発生せずに高い被着速度を達成できる。
【００１７】基板表面をエッチングすることが望まれる
場合の装置の作動に関しては、被着の場合と同様にプラ
ズマが発生する。さらに、エッチングのために、基板
は、プラズマからイオンを基板表面に向けて吸引するた
めに周期的に帯電される。これらのイオンおよびニュー
トラルはその後、この分野で周知のように表面をエッチ
ングする。本発明の目的のために、基板を容量的に帯電
する（capacitively charged）ことが好ましい。しかし
ながら代替例では、電極が容器壁に配置されてプラズマ
に接触するようになされる。この電極はその後、基板に
電気的に連結されることができる。このことによって、
負に帯電された基板がエッチング用の陽イオンをプラズ
マから吸引する。磁気的絶縁が行われているので、電子
の移動性が著しく低下され、イオンの吸引および加速の
ために高電圧付与が可能となる。このようにして形成さ
れたビーム状のイオンの流れは、狭い幅をエッチングす
るのに適している。
場合の装置の作動に関しては、被着の場合と同様にプラ
ズマが発生する。さらに、エッチングのために、基板
は、プラズマからイオンを基板表面に向けて吸引するた
めに周期的に帯電される。これらのイオンおよびニュー
トラルはその後、この分野で周知のように表面をエッチ
ングする。本発明の目的のために、基板を容量的に帯電
する（capacitively charged）ことが好ましい。しかし
ながら代替例では、電極が容器壁に配置されてプラズマ
に接触するようになされる。この電極はその後、基板に
電気的に連結されることができる。このことによって、
負に帯電された基板がエッチング用の陽イオンをプラズ
マから吸引する。磁気的絶縁が行われているので、電子
の移動性が著しく低下され、イオンの吸引および加速の
ために高電圧付与が可能となる。このようにして形成さ
れたビーム状のイオンの流れは、狭い幅をエッチングす
るのに適している。
【００１８】本発明の新規な特徴ならびに本発明自体
は、いずれもその構造および作動に関して以下の説明に
関連する添付図面から最も良く理解されるであろう。図
面において、同じ符号は同じ部品を示している。
は、いずれもその構造および作動に関して以下の説明に
関連する添付図面から最も良く理解されるであろう。図
面において、同じ符号は同じ部品を示している。
【００１９】
【発明の実施の形態】図面を参照すれば、基板表面を改
質するためにプラズマを処理する装置が全体を符号１０
で示されている。図面に見られるように、装置１０は容
器１２を含み、容器１２は壁１４および頂部１６を有し
ている。容器１２は全体的に円筒形とされて、ガラスの
ような絶縁材料で作られるのが好ましい。本発明の目的
のために、容器１２は底部１８上に置かれて、容器１２
の壁１４、頂部１６と、底部１８との間に室２０を形成
するようになされる。ガラス以外の材料が容器１２の製
造に使用できることを理解すべきである。その場合、容
器１２の壁１４は誘電材料で内張りされて室２０を絶縁
するようにしなければならない。
質するためにプラズマを処理する装置が全体を符号１０
で示されている。図面に見られるように、装置１０は容
器１２を含み、容器１２は壁１４および頂部１６を有し
ている。容器１２は全体的に円筒形とされて、ガラスの
ような絶縁材料で作られるのが好ましい。本発明の目的
のために、容器１２は底部１８上に置かれて、容器１２
の壁１４、頂部１６と、底部１８との間に室２０を形成
するようになされる。ガラス以外の材料が容器１２の製
造に使用できることを理解すべきである。その場合、容
器１２の壁１４は誘電材料で内張りされて室２０を絶縁
するようにしなければならない。
【００２０】装置１０はまたアンテナ２２を含む。図示
したように、アンテナ２２は容器１２の外部に取付けら
れ、容器１２の頂部１６をほぼ横断して位置決めされ
る。この位置から、アンテナ２２は無線周波数（ＲＦ）
のエネルギーを室２０内へ伝播させる。アンテナ２２は
関連分野で周知のいずれの形式のものとすることもでき
る。しかしながら、アンテナ２２は螺旋アンテナであ
り、アンテナ２２により伝えられる無線周波数（ＲＦ）
エネルギーの伝播パターンを制御できることが好まし
い。以下の説明から明白となるように、この伝播パター
ンが無線周波数のエネルギーを室２０内の予め定められ
たイオン化帯域へ指向させるように調整されることが重
要である。
したように、アンテナ２２は容器１２の外部に取付けら
れ、容器１２の頂部１６をほぼ横断して位置決めされ
る。この位置から、アンテナ２２は無線周波数（ＲＦ）
のエネルギーを室２０内へ伝播させる。アンテナ２２は
関連分野で周知のいずれの形式のものとすることもでき
る。しかしながら、アンテナ２２は螺旋アンテナであ
り、アンテナ２２により伝えられる無線周波数（ＲＦ）
エネルギーの伝播パターンを制御できることが好まし
い。以下の説明から明白となるように、この伝播パター
ンが無線周波数のエネルギーを室２０内の予め定められ
たイオン化帯域へ指向させるように調整されることが重
要である。
【００２１】図面はまた装置１０が台座２４を含んでい
ることも示している。特に台座２４は、底部１８上に取
付けられ、容器１２で取囲まれている。この形状は、２
０内に多少突出するように台座２４を配置する。基板２
６は台座２４上に置かれて、その表面２８を室２０に露
出させる。本発明で意図するように、基板２６は装置１
０のオペレータがプラズマエッチングまたはプラズマ被
着によって改質することを望む表面２８を有するいずれ
かの材料で作ることができる。
ることも示している。特に台座２４は、底部１８上に取
付けられ、容器１２で取囲まれている。この形状は、２
０内に多少突出するように台座２４を配置する。基板２
６は台座２４上に置かれて、その表面２８を室２０に露
出させる。本発明で意図するように、基板２６は装置１
０のオペレータがプラズマエッチングまたはプラズマ被
着によって改質することを望む表面２８を有するいずれ
かの材料で作ることができる。
【００２２】磁石３０が図示されるように容器１２の外
部に実際に配置される。重要なことは、磁石３０の磁場
が、図示され線３２で表されるように基板２６の表面２
８に実質的に平行に配向されることである。本発明で想
像されるように、磁石３０はこの分野で周知のいずれか
の形式のもの、例えば永久磁石または電磁装置にするこ
とができる。使用される磁石の形式に関係なく上述した
ように、重要なことは磁場３２が改質すべき表面２８に
実質的に平行に配向されることである。また、磁場３２
を容器１２の対称中心であって表面２８に直角な軸線の
まわりに回転させることも有利とされる。そのばあい、
また再び述べるが上述したように、重要なことは磁場３
２が表面２８に実質的に平行に、それ故に容器１２の中
心軸線に直角に配向して保持されることである。本発明
の目的のために、磁場３２は関連分野で周知のいずれか
の手段で回転されることができる。
部に実際に配置される。重要なことは、磁石３０の磁場
が、図示され線３２で表されるように基板２６の表面２
８に実質的に平行に配向されることである。本発明で想
像されるように、磁石３０はこの分野で周知のいずれか
の形式のもの、例えば永久磁石または電磁装置にするこ
とができる。使用される磁石の形式に関係なく上述した
ように、重要なことは磁場３２が改質すべき表面２８に
実質的に平行に配向されることである。また、磁場３２
を容器１２の対称中心であって表面２８に直角な軸線の
まわりに回転させることも有利とされる。そのばあい、
また再び述べるが上述したように、重要なことは磁場３
２が表面２８に実質的に平行に、それ故に容器１２の中
心軸線に直角に配向して保持されることである。本発明
の目的のために、磁場３２は関連分野で周知のいずれか
の手段で回転されることができる。
【００２３】望まれるならば、電源３４はコネクタ３６
を経て帯電プレート３８に電気的に連結されて備えるこ
とができるということである。図示されるように、帯電
プレート３８は台座２４に取付けられ、基板２６に容量
結合（静電結合）を行われる。当業者に周知の方法で電
源３４が作動され、基板２６の電位を選択的に変化させ
る。基板２６の電位を変化させるという同じ目的のため
に確立可能な他の構造では、電極４０は容器１２の壁１
４上にて室２０内に取付けられる。この構造では、電極
４０はコネクタ４２およびスイッチ４４を経て電源３４
に連結される。スイッチ４４の作動は電源３４をライン
４５を経て直接に基板２６に連結する回路を閉結する。
を経て帯電プレート３８に電気的に連結されて備えるこ
とができるということである。図示されるように、帯電
プレート３８は台座２４に取付けられ、基板２６に容量
結合（静電結合）を行われる。当業者に周知の方法で電
源３４が作動され、基板２６の電位を選択的に変化させ
る。基板２６の電位を変化させるという同じ目的のため
に確立可能な他の構造では、電極４０は容器１２の壁１
４上にて室２０内に取付けられる。この構造では、電極
４０はコネクタ４２およびスイッチ４４を経て電源３４
に連結される。スイッチ４４の作動は電源３４をライン
４５を経て直接に基板２６に連結する回路を閉結する。
【００２４】
【作動】本発明の装置１０を運転する際、基板２６は表
面２８を露出させて台座２４上に置かれる。台座２４お
よび基板２６はその後容器１２の室２０内に配置され
る。このとき、室２０は密封される。次に、イオン化さ
れてプラズマになされるガス材料が室２０内に導入され
る。本発明の装置１０に使用する特定ガスは一般に選択
の問題であり、カーボンテトラフルオライドガスがエッ
チング作業に好適であり、シランが被着作業に好適であ
ると知られている。
面２８を露出させて台座２４上に置かれる。台座２４お
よび基板２６はその後容器１２の室２０内に配置され
る。このとき、室２０は密封される。次に、イオン化さ
れてプラズマになされるガス材料が室２０内に導入され
る。本発明の装置１０に使用する特定ガスは一般に選択
の問題であり、カーボンテトラフルオライドガスがエッ
チング作業に好適であり、シランが被着作業に好適であ
ると知られている。
【００２５】基板２６が室２０内に一旦位置決めされた
ならば、全ての調整は磁石３０に対して行われ、この磁
石は基板２６の表面２８に対して実質的に平行に磁場３
２を配向させることが必要である。本発明の目的のため
に、５０〜１０００ガウスの範囲の強さの磁場が使用さ
れる。次に、アンテナ２２が作動されて無線周波数のエ
ネルギーを室２０内へ指向させる。本発明では、広い周
波数範囲が使用できる。アンテナ２２の無線周波数エネ
ルギーの周波数は、１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲にするこ
とが好ましい。
ならば、全ての調整は磁石３０に対して行われ、この磁
石は基板２６の表面２８に対して実質的に平行に磁場３
２を配向させることが必要である。本発明の目的のため
に、５０〜１０００ガウスの範囲の強さの磁場が使用さ
れる。次に、アンテナ２２が作動されて無線周波数のエ
ネルギーを室２０内へ指向させる。本発明では、広い周
波数範囲が使用できる。アンテナ２２の無線周波数エネ
ルギーの周波数は、１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲にするこ
とが好ましい。
【００２６】本発明の目的のために、アンテナ２２は室
２０内に位置されたイオン化帯域４６に無線周波数のエ
ネルギーを指向させるように構成された発生器である。
特に、これらのイオン化帯域４６は基板２６と容器１２
の壁１４との間に位置する。無線周波数のエネルギーは
電子磁気音波（ＥＭＳ）の形式であるのが好ましい。電
子磁気音波が好ましいとするこのことは、装置１０によ
って確立された磁気絶縁がトランスフォーマー結合プラ
ズマ（ＴＣＰ）に使用される同様なアンテナによって通
常発生されるような方位誘導（inducement of an azimu
thal）を防止するという事実による。したがって、磁気
絶縁と両立できる装置１０用の無線周波数による加熱方
法を使用することが重要である。磁場を横断して伝播す
るので、電子磁気音波はこの目的のために好適である。
その結果、アンテナ２２の設計、および使用すべき特定
の無線周波数は、電子磁気音波を発生させるものとして
選択されねばならない。
２０内に位置されたイオン化帯域４６に無線周波数のエ
ネルギーを指向させるように構成された発生器である。
特に、これらのイオン化帯域４６は基板２６と容器１２
の壁１４との間に位置する。無線周波数のエネルギーは
電子磁気音波（ＥＭＳ）の形式であるのが好ましい。電
子磁気音波が好ましいとするこのことは、装置１０によ
って確立された磁気絶縁がトランスフォーマー結合プラ
ズマ（ＴＣＰ）に使用される同様なアンテナによって通
常発生されるような方位誘導（inducement of an azimu
thal）を防止するという事実による。したがって、磁気
絶縁と両立できる装置１０用の無線周波数による加熱方
法を使用することが重要である。磁場を横断して伝播す
るので、電子磁気音波はこの目的のために好適である。
その結果、アンテナ２２の設計、および使用すべき特定
の無線周波数は、電子磁気音波を発生させるものとして
選択されねばならない。
【００２７】図面に示されたイオン化帯域４６ａ，４６
ｂは、イオン化帯域４６を代表している。室２０の内部
において、基板２６の表面２８の上位であってイオン化
帯域４６ａと４６ｂの間に領域４８が形成される。装置
１０の作動時におけるこの領域４８の重要性は、プラズ
マが室２０内に発生されたときに効果を発揮する。
ｂは、イオン化帯域４６を代表している。室２０の内部
において、基板２６の表面２８の上位であってイオン化
帯域４６ａと４６ｂの間に領域４８が形成される。装置
１０の作動時におけるこの領域４８の重要性は、プラズ
マが室２０内に発生されたときに効果を発揮する。
【００２８】上述で暗示されたように、無線周波数のエ
ネルギーが室２０内に伝播されると、イオン化帯域４６
にプラズマが発生される。容器１２の壁１４は絶縁材料
（例えばガラス）で作られているので、また室２０内で
の磁場３２の配向（すなわち表面２８に平行である）の
ために、発生されたプラズマはイオン化帯域４６および
そのイオン化帯域４６間の領域４８に概ね閉じ込められ
る。これは、幾つかの相互に関係する理由によって生じ
る。第一に、壁の絶縁性が、プラズマ内の自由電子を壁
１４を通しての伝導によってプラズマから離脱しないよ
うに保持することで、壁に対する電子およびイオン束を
等しくする。第二に、磁場３２がそれに対して直角方向
のプラズマの移動を抑制する。したがって、表面２８へ
向う自由電子束は大幅に減少される。第三に、磁場３２
はそれに平行な方向へのプラズマ移動に対してたとえあ
ったとしても比較的小さい影響しか及ぼさないので、プ
ラズマ密度は自由且つ均一に領域４８内で増大する。こ
れらの全ての結果として、プラズマは基板２６に対して
負に帯電されて保持される。また、非常に重要なことで
あるが、磁場３２は基板２６をプラズマで発生される熱
から効果的に断熱し、したがって基板２６は受入れ難い
ような熱損傷を受けることはない。
ネルギーが室２０内に伝播されると、イオン化帯域４６
にプラズマが発生される。容器１２の壁１４は絶縁材料
（例えばガラス）で作られているので、また室２０内で
の磁場３２の配向（すなわち表面２８に平行である）の
ために、発生されたプラズマはイオン化帯域４６および
そのイオン化帯域４６間の領域４８に概ね閉じ込められ
る。これは、幾つかの相互に関係する理由によって生じ
る。第一に、壁の絶縁性が、プラズマ内の自由電子を壁
１４を通しての伝導によってプラズマから離脱しないよ
うに保持することで、壁に対する電子およびイオン束を
等しくする。第二に、磁場３２がそれに対して直角方向
のプラズマの移動を抑制する。したがって、表面２８へ
向う自由電子束は大幅に減少される。第三に、磁場３２
はそれに平行な方向へのプラズマ移動に対してたとえあ
ったとしても比較的小さい影響しか及ぼさないので、プ
ラズマ密度は自由且つ均一に領域４８内で増大する。こ
れらの全ての結果として、プラズマは基板２６に対して
負に帯電されて保持される。また、非常に重要なことで
あるが、磁場３２は基板２６をプラズマで発生される熱
から効果的に断熱し、したがって基板２６は受入れ難い
ような熱損傷を受けることはない。
【００２９】被着作動に関しては、プラズマが領域４８
で発生され、このプラズマの発生で生じたニュートラル
が基板２６の表面２８に被着するようになされる。当業
者には認識されるように、表面２８を覆うためにマスク
を使用して、被着が表面２８の選択部分にだけ生じるよ
うにすることができる。さらに、装置１０で発生し得る
領域４８におけるプラズマ密度の増大およびプラズマ密
度の均一化のために、表面２８上での被着は迅速かつ十
分な生産量で行うことができる。
で発生され、このプラズマの発生で生じたニュートラル
が基板２６の表面２８に被着するようになされる。当業
者には認識されるように、表面２８を覆うためにマスク
を使用して、被着が表面２８の選択部分にだけ生じるよ
うにすることができる。さらに、装置１０で発生し得る
領域４８におけるプラズマ密度の増大およびプラズマ密
度の均一化のために、表面２８上での被着は迅速かつ十
分な生産量で行うことができる。
【００３０】エッチング作動に関しては、陽イオンが基
板２６の表面２８に吸引されることが必要である。した
がって、プラズマに対して基板２６に負電位を確立する
ことが望まれる。この電位で、プラズマから陽イオンが
表面２８に吸引されて該面をエッチングする。基板２６
の負電位の確立は幾つもの方法で達成できる。
板２６の表面２８に吸引されることが必要である。した
がって、プラズマに対して基板２６に負電位を確立する
ことが望まれる。この電位で、プラズマから陽イオンが
表面２８に吸引されて該面をエッチングする。基板２６
の負電位の確立は幾つもの方法で達成できる。
【００３１】図面によれば、電源３４が帯電プレート３
８に負電荷を与えるために、また表面２８に容量的に電
荷を与えるために選択的に作動できる。したがって、こ
れはイオンビームとして表面２８へ向けて陽イオンを吸
引する。このイオンビームは表面２８にエッチング溝を
形成するのに非常に有用である。代替例では、プラズマ
内の自由電子は電極４０によって制御できる。したがっ
て、スイッチ４４の作動によって、電源３４に調整連結
された表面２８は負に帯電されてプラズマ内のイオンを
その表面２８へ向かって向けて吸引し、エッチングを行
うようにする。
８に負電荷を与えるために、また表面２８に容量的に電
荷を与えるために選択的に作動できる。したがって、こ
れはイオンビームとして表面２８へ向けて陽イオンを吸
引する。このイオンビームは表面２８にエッチング溝を
形成するのに非常に有用である。代替例では、プラズマ
内の自由電子は電極４０によって制御できる。したがっ
て、スイッチ４４の作動によって、電源３４に調整連結
された表面２８は負に帯電されてプラズマ内のイオンを
その表面２８へ向かって向けて吸引し、エッチングを行
うようにする。
【００３２】帯電プレート３８と２６との間の容量結合
に関しては、正味の電荷が容量的に伝達できないことは
周知である。時間平均はゼロ（vanish）でなければなら
ない。これに留意して、帯電プレート３８はプラズマイ
オンを基板２６へ向けて加速するために負にパルス付勢
される。これらの負パルスの間に、負パルスの持続時間
よりも格段に長い持続時間を有する小さな正電圧が帯電
プレートに与えられる。帯電プレートが僅かに正である
時間にわたり、プラズマ電子は磁気絶縁を横断して基板
にゆっくりと接近する。換言すれば、基板はイオンバー
ストを受入れ、それに続いて電子がゆっくりと到達す
る。時間で積分した正味の電荷はゼロである。
に関しては、正味の電荷が容量的に伝達できないことは
周知である。時間平均はゼロ（vanish）でなければなら
ない。これに留意して、帯電プレート３８はプラズマイ
オンを基板２６へ向けて加速するために負にパルス付勢
される。これらの負パルスの間に、負パルスの持続時間
よりも格段に長い持続時間を有する小さな正電圧が帯電
プレートに与えられる。帯電プレートが僅かに正である
時間にわたり、プラズマ電子は磁気絶縁を横断して基板
にゆっくりと接近する。換言すれば、基板はイオンバー
ストを受入れ、それに続いて電子がゆっくりと到達す
る。時間で積分した正味の電荷はゼロである。
【００３３】本明細書で詳細に示し説明した基板表面を
改質するためにプラズマを処理する特定の装置は前述し
た目的を完全に達成して利点を与えるが、これは本発明
の現在好ましいとされる実施例を単に説明するものであ
り、また請求の範囲の欄に記載した以外に本明細書で示
した設計に限定する意図のないことを理解しなければな
らない。
改質するためにプラズマを処理する特定の装置は前述し
た目的を完全に達成して利点を与えるが、これは本発明
の現在好ましいとされる実施例を単に説明するものであ
り、また請求の範囲の欄に記載した以外に本明細書で示
した設計に限定する意図のないことを理解しなければな
らない。
【図１】本発明の装置を構成する副組立体を概略的に示
す横断面図。
す横断面図。
１０ プラズマを処理する装置 １２ 容器 １４ 壁 １６ 頂部 １８ 底部 ２０ 室 ２２ アンテナ ２４ 台座 ２６ 基板 ２８ 表面 ３０ 磁石 ３２ 磁場 ３４ 電源 ３８ 帯電プレート ４０ 電極 ４６ａ，４６ｂ イオン化帯域 ４８ 領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 21/31 21/302 Ｂ (56)参考文献 特開 平２−235332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20622（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−22979（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−260355（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12926（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (3)
- 【請求項１】 基板の表面を改質するためのプラズマ処
理装置において、 壁を有する容器と、 前記基板の表面を前記壁から離れて位置するように前記
基板を支持するために前記容器内に配置された台座と、 力線が容器壁間で容器内部を横切って前記基板の表面に
実質的に平行となるように配向された磁場を作る磁石
と、 前記基板の表面の上位に隣接する、前記磁場の領域が、
前記壁から離れていて、該領域を絶縁するために前記壁
に設けた絶縁体と、 無線周波数のエネルギーを発して、前記基板の表面を改
質するためのプラズマを発生させるアンテナとを有し、 前記プラズマが、無線周波数のエネルギーによって、予
め定められたイオン化帯域に発生せしめられ、前記イオ
ン化帯域から、前記基板の表面の上位に隣接する、前記
イオン化帯域の間の前記領域にプラズマを流動させて、
実質的に均一なプラズマ密度を前記領域に作るようにな
っており、 前記イオン化帯域が、前記領域と前記壁の間に存在する
とともに前記基板の表面と前記絶縁体との間に位置して
成るプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 基板の表面を改質するためのプラズマ処
理装置において、 前記基板を支持するための台座と、 軸線を規定する実質的に円筒形の壁を有し、内部のプラ
ズマを絶縁する室を形成する容器と、 前記基板は、前記室内にある前記台座上に配置され、該
基板の表面が、前記壁から離れて位置づけられるととも
に前記軸線に対して実質的に直角に配向されて、前記壁
から離れた前記基板の表面の上の前記室内に領域を規定
し、 前記軸線に対して実質的に直角に働く磁場を前記室内に
作るために、前記容器の外部に配置された磁石と、 前記基板の表面を改質すべく、無線周波数のエネルギー
を、プラズマ形成用の予め定められたイオン化帯域に伝
播させるために前記容器の外部に配置されたアンテナと
を有し、 前記予め定められたイオン化帯域が、実質的に前記領域
の外側にあって、前記基板の表面と前記容器の壁との間
に位置するとともに、前記基板の表面と前記容器の壁と
の間にあり、もって前記イオン化帯域から、該イオン化
帯域の間の前記領域にプラズマが流動して、実質的に均
一なプラズマ密度を前記基板の表面の上位にある前記領
域に作るようになっているプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 自由電子、陽イオンおよびニュートラル
を含むプラズマを処理して基板の表面を改質するための
プラズマ処理方法において、 軸線を規定する実質的に円筒形の壁を有する容器の絶縁
された室内に置かれた台座上に、表面を有する基板を配
置し、もって前記基板の表面が、前記壁から離れて前記
室内に位置づけられるとともに前記軸線に対して実質的
に直角に配向されて、前記基板の表面の上位にあって前
記壁から離れた、前記室内の領域を規定するようになす
段階と、 前記基板の表面を改質すべく、無線周波数のエネルギー
をアンテナから、前記室内の、プラズマを発生させるた
めの予め定められたイオン化帯域に伝播させ、該イオン
化帯域が、実質的に前記領域の外側にあって、前記基板
の表面と前記容器の壁との間に位置するとともに、前記
基板の表面と前記容器の壁との間に存在し、もって前記
イオン化帯域から、該イオン化帯域の間の前記領域にプ
ラズマが流動して、実質的に均一なプラズマ密度を前記
基板の表面の上位にある前記領域に作るようになす段階
と、 前記軸線に対して実質的に直角に作用して、前記プラズ
マを前記基板から絶縁するための磁場を、前記室内に作
る段階とを含むプラズマ処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/690,149 US5993678A (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Device and method for processing a plasma to alter the surface of a substrate |
| US690149 | 1996-07-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083894A JPH1083894A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3079069B2 true JP3079069B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=24771294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09204902A Expired - Fee Related JP3079069B2 (ja) | 1996-07-31 | 1997-07-30 | 基板の表面を改質するためのプラズマ処理装置および方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5993678A (ja) |
| JP (1) | JP3079069B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5868897A (en) * | 1996-07-31 | 1999-02-09 | Toyo Technologies, Inc. | Device and method for processing a plasma to alter the surface of a substrate using neutrals |
| JPH1187247A (ja) * | 1997-09-02 | 1999-03-30 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造装置及びその製造方法 |
| US6709522B1 (en) | 2000-07-11 | 2004-03-23 | Nordson Corporation | Material handling system and methods for a multichamber plasma treatment system |
| KR100573351B1 (ko) * | 2002-12-26 | 2006-04-25 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 정전 척 |
| KR100500040B1 (ko) * | 2003-05-09 | 2005-07-18 | 주식회사 케이핍 | 전자파 차단, 대전방지, 표면경화를 위한 고분자재료성형품의 표면 이온화 방법 |
| US10006123B2 (en) * | 2016-05-10 | 2018-06-26 | The Boeing Company | Species controlled chemical vapor deposition |
| JP7324926B1 (ja) * | 2022-06-02 | 2023-08-10 | 恭胤 高藤 | 遮蔽容器 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4842707A (en) * | 1986-06-23 | 1989-06-27 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Dry process apparatus |
| JPS6420622A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Ulvac Corp | Hollow type magnetron etching device |
| US4780682A (en) * | 1987-10-20 | 1988-10-25 | Ga Technologies Inc. | Funnel for ion accelerators |
| US5108982A (en) * | 1988-12-22 | 1992-04-28 | General Atomics | Apparatus and method for manufacturing a ceramic superconductor coated metal fiber |
| EP0379828B1 (en) * | 1989-01-25 | 1995-09-27 | International Business Machines Corporation | Radio frequency induction/multipole plasma processing tool |
| US5304279A (en) * | 1990-08-10 | 1994-04-19 | International Business Machines Corporation | Radio frequency induction/multipole plasma processing tool |
| US5225740A (en) * | 1992-03-26 | 1993-07-06 | General Atomics | Method and apparatus for producing high density plasma using whistler mode excitation |
| US5361016A (en) * | 1992-03-26 | 1994-11-01 | General Atomics | High density plasma formation using whistler mode excitation in a reduced cross-sectional area formation tube |
| JP3362432B2 (ja) * | 1992-10-31 | 2003-01-07 | ソニー株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US5350454A (en) * | 1993-02-26 | 1994-09-27 | General Atomics | Plasma processing apparatus for controlling plasma constituents using neutral and plasma sound waves |
| JPH0822979A (ja) * | 1994-07-07 | 1996-01-23 | Nec Corp | 基板処理方法および基板処理装置 |
-
1996
- 1996-07-31 US US08/690,149 patent/US5993678A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-30 JP JP09204902A patent/JP3079069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5993678A (en) | 1999-11-30 |
| JPH1083894A (ja) | 1998-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3044204B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR100228534B1 (ko) | 음극스퍼터링을 이용한 플라즈마 발생장치 | |
| US6523493B1 (en) | Ring-shaped high-density plasma source and method | |
| JP3603024B2 (ja) | イオン化物理蒸着方法およびその装置 | |
| JPS60135573A (ja) | スパツタリング方法及びその装置 | |
| JPH09266096A (ja) | プラズマ処理装置及びこれを用いたプラズマ処理方法 | |
| JPH05502971A (ja) | 低周波誘導型高周波プラズマ反応装置 | |
| KR100318354B1 (ko) | 스퍼터에칭제어용플라즈마성형플러그 | |
| KR20020081156A (ko) | 마그네트론 플라즈마 에칭장치 | |
| JP3079069B2 (ja) | 基板の表面を改質するためのプラズマ処理装置および方法 | |
| JP2002512310A (ja) | 誘導結合プラズマ堆積で形成された金属膜の均一性を強化する小直径コイル | |
| JP2001507756A (ja) | 気相堆積被覆装置 | |
| JP3252507B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP4408987B2 (ja) | スパッタ処理応用のプラズマ処理装置 | |
| JP4384295B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2000323463A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JPH09186000A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH0578849A (ja) | 有磁場マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| US20240234089A9 (en) | Resonant antenna for physical vapor deposition applications | |
| JP3280406B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2000317303A (ja) | プラズマ処理装置及びこれを用いたプラズマ処理方法 | |
| JPH07116624B2 (ja) | 回転電極型マグネトロンエツチング装置 | |
| JPH06151326A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH07258843A (ja) | スパッタ装置 | |
| JPH02278633A (ja) | イオン源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |