JP3095614B2 - 半導体ウェハ等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents
半導体ウェハ等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法Info
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に電子ビームでガス
を励起して生成されたシート状プラズマによって、半導
体ウェハ等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用
されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関す
る。
を励起して生成されたシート状プラズマによって、半導
体ウェハ等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用
されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ウェハ等の被処理体のプラ
ズマ処理に際して、半導体デバイスの高集積化のため
に、より微細な加工が必要になってきている。微細な加
工のためには、プラズマからウェハに到達する分子の方
向性を揃えることが必要であり、そのためには、プラズ
マを発生させる反応室の圧力を下げて、反応室内の分子
同士の衝突の確率を減らすことが重要になる。
ズマ処理に際して、半導体デバイスの高集積化のため
に、より微細な加工が必要になってきている。微細な加
工のためには、プラズマからウェハに到達する分子の方
向性を揃えることが必要であり、そのためには、プラズ
マを発生させる反応室の圧力を下げて、反応室内の分子
同士の衝突の確率を減らすことが重要になる。
【０００３】しかし、反応室の圧力を単純に下げたので
は、プラズマを生成する活性粒子の濃度が下がってしま
い、プラズマが生成しなくなってしまう。そこで、低い
圧力でもプラズマが生成するように、磁場を用いてプラ
ズマ中の電子の運動を加速する、例えば文献Ｈ．Ｏｋａ
ｎｏ ａｎｄ Ｙ．Ｈｏｒｉｉｋｅ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２１，６９６（１９８２）などに記
載されているマグネトロンＲＩＥ法や、文献Ｓ．Ｍａｔ
ｓｕｏ ａｎｄ Ｙ．Ａｄａｃｈｉ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２１，Ｌ４（１９８２）に記載され
ている。
は、プラズマを生成する活性粒子の濃度が下がってしま
い、プラズマが生成しなくなってしまう。そこで、低い
圧力でもプラズマが生成するように、磁場を用いてプラ
ズマ中の電子の運動を加速する、例えば文献Ｈ．Ｏｋａ
ｎｏ ａｎｄ Ｙ．Ｈｏｒｉｉｋｅ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２１，６９６（１９８２）などに記
載されているマグネトロンＲＩＥ法や、文献Ｓ．Ｍａｔ
ｓｕｏ ａｎｄ Ｙ．Ａｄａｃｈｉ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２１，Ｌ４（１９８２）に記載され
ている。
【０００４】一方、電子ビームを利用してプラズマを発
生させる電子ビーム励起プラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｂｅａｍ Ｅｘｉｃｉｔｅｄ Ｐｌａｓｍａ；ＥＢＥ
Ｐ）技術は、ガスに電子を連続して供給することによっ
て、低圧力でもプラズマを生成させることができる。
生させる電子ビーム励起プラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｂｅａｍ Ｅｘｉｃｉｔｅｄ Ｐｌａｓｍａ；ＥＢＥ
Ｐ）技術は、ガスに電子を連続して供給することによっ
て、低圧力でもプラズマを生成させることができる。
【０００５】図８は、例えば、文献Ｔ．Ｈａｒａ，Ｍ．
Ｈａｍａｇａｋｉ，Ｓ．Ｓａｎｄａ，Ｙ．Ａｏｙａｇｉ
ａｎｄ Ｓ．Ｎａｍｂａ：Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ，５，３６６（１９８７）、Ｊ．Ｚ．Ｙｕ，
Ｔ．Ｈａｒａ，Ｍ．Ｈａｍａｇａｋｉ，Ｔ．Ｙｏｓｈｉ
ｎａｇａ，Ｙ．Ａｏｙａｇｉ ａｎｄ Ｓ．Ｎａｍｂ
ａ：Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ，６，１６２
６（１９８８）に記載されているような、ＥＢＥＰ技術
を用いる半導体ウェハ等の被処理体に対するプラズマ処
理装置の構成の一例を概略的に示している。
Ｈａｍａｇａｋｉ，Ｓ．Ｓａｎｄａ，Ｙ．Ａｏｙａｇｉ
ａｎｄ Ｓ．Ｎａｍｂａ：Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ，５，３６６（１９８７）、Ｊ．Ｚ．Ｙｕ，
Ｔ．Ｈａｒａ，Ｍ．Ｈａｍａｇａｋｉ，Ｔ．Ｙｏｓｈｉ
ｎａｇａ，Ｙ．Ａｏｙａｇｉ ａｎｄ Ｓ．Ｎａｍｂ
ａ：Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ，６，１６２
６（１９８８）に記載されているような、ＥＢＥＰ技術
を用いる半導体ウェハ等の被処理体に対するプラズマ処
理装置の構成の一例を概略的に示している。
【０００６】このプラズマ処理装置は、密閉容器１００
の一端部に電子源となるプラズマを生成する室（以下電
子源プラズマ生成室と呼ぶ）１０４が設けられる。前記
密閉容器１０の中間部に電子ビーム加速室１１２が設け
られる。前記密閉容器１０の他端側に反応室１１５が設
けられる。前記電子源プラズマ生成室１０４には、Ａｒ
などの不活性ガスの導入口１０１、電極１０３，１０
５，１０６，１０７、電子ビーム引き出し用の環状コイ
ル１０８，１０９，１１０が設けられている。
の一端部に電子源となるプラズマを生成する室（以下電
子源プラズマ生成室と呼ぶ）１０４が設けられる。前記
密閉容器１０の中間部に電子ビーム加速室１１２が設け
られる。前記密閉容器１０の他端側に反応室１１５が設
けられる。前記電子源プラズマ生成室１０４には、Ａｒ
などの不活性ガスの導入口１０１、電極１０３，１０
５，１０６，１０７、電子ビーム引き出し用の環状コイ
ル１０８，１０９，１１０が設けられている。
【０００７】前記加速室１１２には、電子ビームを導く
ための環状コイル１１１、電子ビームを加速するための
加速電極１１４が設けられている。前記反応室１１５に
は、ウェハ１１７を載せるためのサセプタ１１６、及び
反応用ガスの導入口１１８が設けられている。
ための環状コイル１１１、電子ビームを加速するための
加速電極１１４が設けられている。前記反応室１１５に
は、ウェハ１１７を載せるためのサセプタ１１６、及び
反応用ガスの導入口１１８が設けられている。
【０００８】さらに、上記反応室１１５には、図９中に
示すように、矩形コイル２０１、ソレノイドコイル２０
２，２０３およびＳｍ（サマリウム）−Ｃｏ（コバル
ト）製の磁石２０４が適所に配置されている。
示すように、矩形コイル２０１、ソレノイドコイル２０
２，２０３およびＳｍ（サマリウム）−Ｃｏ（コバル
ト）製の磁石２０４が適所に配置されている。
【０００９】また、前記各室１０４，１１２，１１５に
対応して夫々排気口１２１，１２２，１２３が設けら
れ、各室内部は真空ポンプにより排気することにより必
要な真空度に保たれるようになっている。
対応して夫々排気口１２１，１２２，１２３が設けら
れ、各室内部は真空ポンプにより排気することにより必
要な真空度に保たれるようになっている。
【００１０】前記電極１０３に所要の電圧Ｖｄを印加す
るための電極１０２が接続される。前記電極１０５に
は、基準電位ＧＮＤに選択的に接続するためのスイッチ
１０７ａが接続される。前記電極１０６には、基準電位
ＧＮＤに選択的に接続するためのスイッチ１０７ｂが接
続される。Ｒ１〜Ｒ４は抵抗を示す。
るための電極１０２が接続される。前記電極１０５に
は、基準電位ＧＮＤに選択的に接続するためのスイッチ
１０７ａが接続される。前記電極１０６には、基準電位
ＧＮＤに選択的に接続するためのスイッチ１０７ｂが接
続される。Ｒ１〜Ｒ４は抵抗を示す。
【００１１】前記加速電極１１４には、所要の加速電圧
Ｖａを印加するための電源１１３が接続される。前記サ
セプタ１１６には、所要のバイアス電圧Ｖｔを印加する
ための電源１１９が接続される。
Ｖａを印加するための電源１１３が接続される。前記サ
セプタ１１６には、所要のバイアス電圧Ｖｔを印加する
ための電源１１９が接続される。
【００１２】上述したような構成により、前記電子源プ
ラズマ生成室１０４で電子源プラズマを発生させ、この
電子源プラズマから電子ビームを引き出し、前記加速電
極１１４で加速し、前記環状コイル１１１を通して前記
反応室１１５内に導く。
ラズマ生成室１０４で電子源プラズマを発生させ、この
電子源プラズマから電子ビームを引き出し、前記加速電
極１１４で加速し、前記環状コイル１１１を通して前記
反応室１１５内に導く。
【００１３】前記反応室１１５内で、電子ビーム１２０
により、ガスの導入口１１８から導入された反応用のガ
スを励起してプラズマ化し、ウェハ１１７を処理するこ
とが可能になっている。
により、ガスの導入口１１８から導入された反応用のガ
スを励起してプラズマ化し、ウェハ１１７を処理するこ
とが可能になっている。
【００１４】しかし、上記構成のプラズマ処理装置にお
いて、反応室１１５内に導入した電子ビームをそのまま
用いると、電子ビームが通るウェハ中心線に沿った領域
のプラズマが濃い。
いて、反応室１１５内に導入した電子ビームをそのまま
用いると、電子ビームが通るウェハ中心線に沿った領域
のプラズマが濃い。
【００１５】このため、上記構成のプラズマ処理装置を
半導体デバイスのＣＶＤ（気相成長）やドライエッチン
グなどのプロセスに用いた場合に、堆積速度やエッチン
グ速度がプラズマの濃い領域で速いという現象が生じ
る。
半導体デバイスのＣＶＤ（気相成長）やドライエッチン
グなどのプロセスに用いた場合に、堆積速度やエッチン
グ速度がプラズマの濃い領域で速いという現象が生じ
る。
【００１６】このような現象が生じないようにするため
に、プラズマの濃度を均一にする方法が検討されてい
る。その一つの方法として、図１０中に示したように、
電子ビームの経路を挟んでＮ極同士が対向するシート化
磁石としての永久磁石２０５ａ，２０５ｂを用い、作ら
れた磁界によって電子ビーム１２０をシート状に変形さ
せ、この電子ビームにより反応室１１５内のガスを励起
してシート状のプラズマを作り、半導体デバイスをプラ
ズマ処理する方法が、例えば、文献特開昭５９−２７４
９９に開示されている。
に、プラズマの濃度を均一にする方法が検討されてい
る。その一つの方法として、図１０中に示したように、
電子ビームの経路を挟んでＮ極同士が対向するシート化
磁石としての永久磁石２０５ａ，２０５ｂを用い、作ら
れた磁界によって電子ビーム１２０をシート状に変形さ
せ、この電子ビームにより反応室１１５内のガスを励起
してシート状のプラズマを作り、半導体デバイスをプラ
ズマ処理する方法が、例えば、文献特開昭５９−２７４
９９に開示されている。
【００１７】ところが、このような方法でシート化した
プラズマを用いて半導体デバイスのドライエッチングを
行ってみると、エッチング速度が、電子ブームの進行方
向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向では遅くなり、−Ｘ軸方向
では速くなってしまい、エッチングの均一性は期待した
ほどには向上しなかった。
プラズマを用いて半導体デバイスのドライエッチングを
行ってみると、エッチング速度が、電子ブームの進行方
向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向では遅くなり、−Ｘ軸方向
では速くなってしまい、エッチングの均一性は期待した
ほどには向上しなかった。
【００１８】ここで、ウェハに水平な方向をＸ軸、ウェ
ハに垂直な方向をＹ軸、電子ビームの進行方向をＺ軸で
表わすものとする。上述したようにエッチング速度の分
布が、＋Ｘ軸方向と、−Ｘ軸方向とで異なる原因を調べ
るために、大型計算機を用いて反応室１１５内の磁界と
電子の運動の様子をシミュレーションしてみた。
ハに垂直な方向をＹ軸、電子ビームの進行方向をＺ軸で
表わすものとする。上述したようにエッチング速度の分
布が、＋Ｘ軸方向と、−Ｘ軸方向とで異なる原因を調べ
るために、大型計算機を用いて反応室１１５内の磁界と
電子の運動の様子をシミュレーションしてみた。
【００１９】すると、以下に述べるようなメカニズムで
電子ビームがシート化されており、サセプタ１１６に載
置したウェハ１１７上において、図１１に示すように電
子ビーム１２０のシート面が、電子ビームの進行方向の
Ｚ軸に向いて＋Ｘ軸方向が下に、−Ｘ軸方向では上に傾
いていることが判った。
電子ビームがシート化されており、サセプタ１１６に載
置したウェハ１１７上において、図１１に示すように電
子ビーム１２０のシート面が、電子ビームの進行方向の
Ｚ軸に向いて＋Ｘ軸方向が下に、−Ｘ軸方向では上に傾
いていることが判った。
【００２０】図１２及び図１３は、反応室１１５の入口
から視た電子ビームの進行方向の正面概略図及びその側
面概略図である。反応室１１５の入口付近、即ち、図１
３に示す矢印Ａ部分では、磁界は環状コイル１１１によ
ってほぼＺ軸方向を向いている。この付近では、電子
は、磁界と同様にほぼＺ軸方向に運動しているが、他の
粒子との衝突などによってＺ軸方向以外の運動成分をも
持つことになる。
から視た電子ビームの進行方向の正面概略図及びその側
面概略図である。反応室１１５の入口付近、即ち、図１
３に示す矢印Ａ部分では、磁界は環状コイル１１１によ
ってほぼＺ軸方向を向いている。この付近では、電子
は、磁界と同様にほぼＺ軸方向に運動しているが、他の
粒子との衝突などによってＺ軸方向以外の運動成分をも
持つことになる。
【００２１】この電子が例えばＹ軸方向の運動成分を持
っているとすると、負の電荷を持っている電子は、Ｚ軸
方向の磁界によってＸ軸方向の力を受け、Ｘ軸方向の運
動成分を持つようになる。
っているとすると、負の電荷を持っている電子は、Ｚ軸
方向の磁界によってＸ軸方向の力を受け、Ｘ軸方向の運
動成分を持つようになる。
【００２２】図１４は、磁界Ｂの方向、電子ｅの運動の
方向、電子が受ける力Ｆの向きとの関係を示している。
電子がＸ軸方向の運動成分を持つようになると、今度
は、同じ様に、−Ｙ軸方向の力を受ける。結局、このよ
うな作用の連続で、図１５に示すように、電子はＺ軸方
向を中心に回転しながら、Ｚ軸方向に動く螺旋運動をす
る。いわゆる、磁場におけるサイクロトロン運動が行わ
れる。
方向、電子が受ける力Ｆの向きとの関係を示している。
電子がＸ軸方向の運動成分を持つようになると、今度
は、同じ様に、−Ｙ軸方向の力を受ける。結局、このよ
うな作用の連続で、図１５に示すように、電子はＺ軸方
向を中心に回転しながら、Ｚ軸方向に動く螺旋運動をす
る。いわゆる、磁場におけるサイクロトロン運動が行わ
れる。
【００２３】一方、電子ビームの経路を挟んでＮ極同士
が対向するシート化磁石２０５ａと２０５ｂが対向する
付近の磁力線の向きは、図１６中に矢印で示すようにな
っている。
が対向するシート化磁石２０５ａと２０５ｂが対向する
付近の磁力線の向きは、図１６中に矢印で示すようにな
っている。
【００２４】この付近に電子が近づくと、電子の運動
は、回転運動の成分もあるが、依然としてＺ軸方向の運
動が主であるから、電子は、図１６中に矢印で示した磁
力線によって図１７中に矢印で示す方向の力を受け、図
１８に示すように電子ビームは、進行方向のＺ軸に向い
て＋Ｘ軸方向が上に、−Ｘ軸方向では下に傾いている。
この状態は、図１３における矢印Ｂに示す範囲において
得られる。
は、回転運動の成分もあるが、依然としてＺ軸方向の運
動が主であるから、電子は、図１６中に矢印で示した磁
力線によって図１７中に矢印で示す方向の力を受け、図
１８に示すように電子ビームは、進行方向のＺ軸に向い
て＋Ｘ軸方向が上に、−Ｘ軸方向では下に傾いている。
この状態は、図１３における矢印Ｂに示す範囲において
得られる。
【００２５】更に、シート化磁石２０５ａ，２０５ｂの
中心を過ぎた位置では、図１１で示したように、ウェハ
１１７上において、電子ビームのシート面が、電子ビー
ムの進行方向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向が下に、−Ｘ軸
方向では上に傾いている。
中心を過ぎた位置では、図１１で示したように、ウェハ
１１７上において、電子ビームのシート面が、電子ビー
ムの進行方向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向が下に、−Ｘ軸
方向では上に傾いている。
【００２６】このことは、以下に述べる理由による。シ
ート化磁石２０５ａ，２０５ｂの中心を過ぎた所では図
１９に示すようにＺ軸方向の磁界が急に強くなり、電子
ははＺ軸方向に動きながら、図１８において矢印で電子
ビーム中に示す方向にも動いている。
ート化磁石２０５ａ，２０５ｂの中心を過ぎた所では図
１９に示すようにＺ軸方向の磁界が急に強くなり、電子
ははＺ軸方向に動きながら、図１８において矢印で電子
ビーム中に示す方向にも動いている。
【００２７】このため、電子ビームのシート面は、図２
０の矢印で示す方向の力を受け、図１１に示すように、
電子ビームの進行方向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向が下
に、−Ｘ軸方向では上に傾くように動き、更に、ある程
度動いたところで再びＺ軸方向の螺旋運動を始める。
０の矢印で示す方向の力を受け、図１１に示すように、
電子ビームの進行方向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向が下
に、−Ｘ軸方向では上に傾くように動き、更に、ある程
度動いたところで再びＺ軸方向の螺旋運動を始める。
【００２８】シート化磁石から離れた付近でも、図１３
における矢印Ｃに示す範囲においては、電子はそのまま
Ｚ軸方向の螺旋運動を続け、結局、ウェハが置かれる位
置では、電子ビームのシート面は、図１１に示したよう
に、電子ビームの進行方向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向が
下に、−Ｘ軸方向では上に傾いたままになる。
における矢印Ｃに示す範囲においては、電子はそのまま
Ｚ軸方向の螺旋運動を続け、結局、ウェハが置かれる位
置では、電子ビームのシート面は、図１１に示したよう
に、電子ビームの進行方向のＺ軸に向いて＋Ｘ軸方向が
下に、−Ｘ軸方向では上に傾いたままになる。
【００２９】しかし、上述したように電子ビーム１２０
のシート面が右下がりに傾くと、図８中に示したよう
に、電子ビーム１２０の下の部分は、ウェハ１１７が置
かれるサセプタ１１６の側面にぶつかってしまい、その
部分はプラズマの生成に寄与しなくなる。
のシート面が右下がりに傾くと、図８中に示したよう
に、電子ビーム１２０の下の部分は、ウェハ１１７が置
かれるサセプタ１１６の側面にぶつかってしまい、その
部分はプラズマの生成に寄与しなくなる。
【００３０】従って、＋Ｘ軸方向が下方向にあるプラズ
マは、−Ｘ軸方向が上方向にあるプラズマよりも薄くな
り、プラズマ処理プロセスの速度も−Ｘ軸方向、即ちウ
ェハの左側が速く、＋Ｘ軸方向、即ちウェハの右側が遅
くなるのである。このようにして、被処理体に対するプ
ラズマ処理プロセスの速度は、不均一となる。
マは、−Ｘ軸方向が上方向にあるプラズマよりも薄くな
り、プラズマ処理プロセスの速度も−Ｘ軸方向、即ちウ
ェハの左側が速く、＋Ｘ軸方向、即ちウェハの右側が遅
くなるのである。このようにして、被処理体に対するプ
ラズマ処理プロセスの速度は、不均一となる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、被処理体に
対するプラズマ処理プロセスの速度の均一性が悪いとい
う問題があった。本発明は上記の問題点を解決すべくな
されたもので、被処理体に対するプラズマ処理プロセス
の速度の分布を自由に制御でき、プロセス速度の均一性
を向上させ得る半導体ウェハ等の被処理体をプラズマ処
理するに際して使用されるプラズマ処理装置及びプラズ
マ処理方法を提供することを目的とする。
プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、被処理体に
対するプラズマ処理プロセスの速度の均一性が悪いとい
う問題があった。本発明は上記の問題点を解決すべくな
されたもので、被処理体に対するプラズマ処理プロセス
の速度の分布を自由に制御でき、プロセス速度の均一性
を向上させ得る半導体ウェハ等の被処理体をプラズマ処
理するに際して使用されるプラズマ処理装置及びプラズ
マ処理方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウェハ等
の被処理体をプラズマ処理するに際して使用されるプラ
ズマ処理装置は、電子源となるプラズマから電子ビーム
を引き出し加速する手段と；前記電子ビームを導入し、
作成されたシート状のプラズマにより被処理体を処理す
るために設けられる反応室と；前記導入された電子ビー
ムと反応し励起されるガスを前記反応室内に導入する手
段と；前記反応室内で、前記電子ビームの経路を挟んで
互いに対向して設けられ、その磁界により前記電子ビー
ムをシート状に変形させ、このシート状に変形された電
子ビームと前記導入されたガスとを反応させ、シート状
のプラズマを生成し、前記被処理体に対する処理速度の
均一化を図れる位置に位置決めされる少なくとも一対の
磁石手段と；より構成されている。
の被処理体をプラズマ処理するに際して使用されるプラ
ズマ処理装置は、電子源となるプラズマから電子ビーム
を引き出し加速する手段と；前記電子ビームを導入し、
作成されたシート状のプラズマにより被処理体を処理す
るために設けられる反応室と；前記導入された電子ビー
ムと反応し励起されるガスを前記反応室内に導入する手
段と；前記反応室内で、前記電子ビームの経路を挟んで
互いに対向して設けられ、その磁界により前記電子ビー
ムをシート状に変形させ、このシート状に変形された電
子ビームと前記導入されたガスとを反応させ、シート状
のプラズマを生成し、前記被処理体に対する処理速度の
均一化を図れる位置に位置決めされる少なくとも一対の
磁石手段と；より構成されている。
【００３３】又、本発明の半導体ウェハ等の被処理体を
プラズマ処理する方法は、電子源となるプラズマから電
子ビームを引き出し加速するステップと；被処理体を収
納する反応室に、前記電子ビームを導入するステップ
と；前記導入された電子ビームと反応し励起されるガス
を前記反応室内に導入するステップと；前記反応室内
で、前記電子ビームの経路を挟んで互いに対向して設け
られる少なくとも一対の磁石手段の磁界により前記電子
ビームをシート状に変形させ、このシート状に変形され
た電子ビームと前記導入されたガスとを反応させ、シー
ト状のプラズマを生成するステップと；前記一対の磁石
手段の位置決めをすることによって前記被処理体に対す
る処理速度の均一化を図るステップと；より構成され
る。
プラズマ処理する方法は、電子源となるプラズマから電
子ビームを引き出し加速するステップと；被処理体を収
納する反応室に、前記電子ビームを導入するステップ
と；前記導入された電子ビームと反応し励起されるガス
を前記反応室内に導入するステップと；前記反応室内
で、前記電子ビームの経路を挟んで互いに対向して設け
られる少なくとも一対の磁石手段の磁界により前記電子
ビームをシート状に変形させ、このシート状に変形され
た電子ビームと前記導入されたガスとを反応させ、シー
ト状のプラズマを生成するステップと；前記一対の磁石
手段の位置決めをすることによって前記被処理体に対す
る処理速度の均一化を図るステップと；より構成され
る。
【００３４】
【作用】反応室内において、前記電子ビームの経路を挟
んで互いに対向してシート化磁石が設けられ、その磁界
により前記電子ビームをシート状に変形させ、このシー
ト状に変形された電子ビームと前記導入されたガスとを
反応させ、シート状のプラズマを生成する。前記被処理
体に対する処理速度の均一化を図れる位置に位置決めさ
れる。前記互いに対向した永久磁石は、前記電子ビーム
の経路の中心線であるＺ軸と垂直に交差する平面上であ
って、前記Ｚ軸と直角に交差するＸ軸上と平行で、互い
に逆方向に、Ｙ軸と平行な方向の間隔を所定の値に保ち
ながら対向位置をずらした位置に位置決めされる。
んで互いに対向してシート化磁石が設けられ、その磁界
により前記電子ビームをシート状に変形させ、このシー
ト状に変形された電子ビームと前記導入されたガスとを
反応させ、シート状のプラズマを生成する。前記被処理
体に対する処理速度の均一化を図れる位置に位置決めさ
れる。前記互いに対向した永久磁石は、前記電子ビーム
の経路の中心線であるＺ軸と垂直に交差する平面上であ
って、前記Ｚ軸と直角に交差するＸ軸上と平行で、互い
に逆方向に、Ｙ軸と平行な方向の間隔を所定の値に保ち
ながら対向位置をずらした位置に位置決めされる。
【００３５】従って、前記対向する両磁石のずれの寸法
を適当な値に設定することによって、ねシート状プラズ
マから前記被処理体に到達する電子の数の均一化を図
り、プラズマ処理プロセスの速度の不均一をなくするこ
とが可能になる。
を適当な値に設定することによって、ねシート状プラズ
マから前記被処理体に到達する電子の数の均一化を図
り、プラズマ処理プロセスの速度の不均一をなくするこ
とが可能になる。
【００３６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。本発明のプラズマ処理装置は図１に示すよ
うに、密閉容器１の一端部に電子源となるプラズマを生
成する室（以下電子源プラズマ生成室と呼ぶ）２が設け
られる。前記密閉容器２の中間部に電子ビーム加速室３
が設けられる。前記密閉容器１０の他端側に反応室４が
設けられる。前記電子源プラズマ生成室２には、Ａｒな
どの不活性ガスの導入口５、電極６，７，８，９が設け
られ、更に、電子ビーム引き出し用の環状コイル１１，
１２，１３が設けられている。
に説明する。本発明のプラズマ処理装置は図１に示すよ
うに、密閉容器１の一端部に電子源となるプラズマを生
成する室（以下電子源プラズマ生成室と呼ぶ）２が設け
られる。前記密閉容器２の中間部に電子ビーム加速室３
が設けられる。前記密閉容器１０の他端側に反応室４が
設けられる。前記電子源プラズマ生成室２には、Ａｒな
どの不活性ガスの導入口５、電極６，７，８，９が設け
られ、更に、電子ビーム引き出し用の環状コイル１１，
１２，１３が設けられている。
【００３７】前記加速室３には、電子ビームを導くため
の環状コイル１１、電子ビームを加速するための加速電
極１４が設けられている。前記反応室４には、ウェハ１
５を載せるためのサセプタ１６、及び反応用ガスの導入
口１７が設けられている。
の環状コイル１１、電子ビームを加速するための加速電
極１４が設けられている。前記反応室４には、ウェハ１
５を載せるためのサセプタ１６、及び反応用ガスの導入
口１７が設けられている。
【００３８】さらに、上記反応室４には、図２中に示す
ように、矩形コイル１８、ソレノイドコイル１９，２０
およびＳｍ（サマリウム）−Ｃｏ（コバルト）製の磁石
２１が適所に配置されている。
ように、矩形コイル１８、ソレノイドコイル１９，２０
およびＳｍ（サマリウム）−Ｃｏ（コバルト）製の磁石
２１が適所に配置されている。
【００３９】また、前記各室２，３，４に対応して夫々
排気口２２，２３，２４が設けられ、各室内部は真空ポ
ンプにより排気することにより必要な真空度に保たれる
ようになっている。
排気口２２，２３，２４が設けられ、各室内部は真空ポ
ンプにより排気することにより必要な真空度に保たれる
ようになっている。
【００４０】前記電極６には、所要の電圧Ｖｄを印加す
るための電極２５が接続される。前記電極７には、基準
電位ＧＮＤに選択的に接続するためのスイッチ２６ａが
接続される。前記電極８には、基準電位ＧＮＤに選択的
に接続するためのスイッチ２６ｂが接続される。Ｒ１〜
Ｒ４は抵抗を示す。
るための電極２５が接続される。前記電極７には、基準
電位ＧＮＤに選択的に接続するためのスイッチ２６ａが
接続される。前記電極８には、基準電位ＧＮＤに選択的
に接続するためのスイッチ２６ｂが接続される。Ｒ１〜
Ｒ４は抵抗を示す。
【００４１】前記加速電極１４には、所要の加速電圧Ｖ
ａを印加するための電源２７が接続される。前記サセプ
タ１６には、所要のバイアス電圧Ｖｔを印加するための
電源２８が接続される。
ａを印加するための電源２７が接続される。前記サセプ
タ１６には、所要のバイアス電圧Ｖｔを印加するための
電源２８が接続される。
【００４２】上述したような構成により、前記電子源プ
ラズマ生成室２で電子源プラズマを発生させ、この電子
源プラズマから電子ビームを引き出し、前記加速電極１
４で加速し、前記環状コイル１３を通して前記反応室４
内に導く。
ラズマ生成室２で電子源プラズマを発生させ、この電子
源プラズマから電子ビームを引き出し、前記加速電極１
４で加速し、前記環状コイル１３を通して前記反応室４
内に導く。
【００４３】前記反応室４内で、電子ビーム２９によ
り、ガスの導入口１７から導入された反応用のガスを励
起してプラズマ化し、ウェハ１５を処理することが可能
になっている。
り、ガスの導入口１７から導入された反応用のガスを励
起してプラズマ化し、ウェハ１５を処理することが可能
になっている。
【００４４】図３は、図２に示す対向して設けられる永
久磁石２０５ａ，２０５ｂの配置の一例及び両磁石間に
生じる磁力線の向きを示した図である。永久磁石２０５
ａ，２０５ｂは、Ｘ軸方向の寸法（幅）が４０ｍｍ、Ｚ
軸方向の寸法（長さ）が１５ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法（厚
さ）が６ｍｍの直方体で厚さ方向に時下されたＳｍ−Ｃ
ｏ製の一対の永久磁石であり、電子ビームの経路を挟ん
で８０ｍｍ間隔をおいてＮ極同士が対向するように配置
された場合である。
久磁石２０５ａ，２０５ｂの配置の一例及び両磁石間に
生じる磁力線の向きを示した図である。永久磁石２０５
ａ，２０５ｂは、Ｘ軸方向の寸法（幅）が４０ｍｍ、Ｚ
軸方向の寸法（長さ）が１５ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法（厚
さ）が６ｍｍの直方体で厚さ方向に時下されたＳｍ−Ｃ
ｏ製の一対の永久磁石であり、電子ビームの経路を挟ん
で８０ｍｍ間隔をおいてＮ極同士が対向するように配置
された場合である。
【００４５】この実施例では、図３に示すように、前記
一対の永久磁石２０５ａ，２０５ｂがＸ軸方向で互いに
逆方向にずらされているので、両磁石間の磁力線は、図
中矢印で示すようになり、前記両磁石のＸ軸方向のずれ
の寸法を変えることにより、その変化に対応して電子ビ
ームのシート面の傾きが図４に示すように変化する。
一対の永久磁石２０５ａ，２０５ｂがＸ軸方向で互いに
逆方向にずらされているので、両磁石間の磁力線は、図
中矢印で示すようになり、前記両磁石のＸ軸方向のずれ
の寸法を変えることにより、その変化に対応して電子ビ
ームのシート面の傾きが図４に示すように変化する。
【００４６】即ち、例えば上側の永久磁石２０５ａを電
子ビームの進行方向のＺ軸方向に視て−Ｘ軸方向に２ｍ
ｍ、下側の永久磁石２０５ｂを＋軸方向に２ｍｍ、合計
４ｍｍずらした場合には、電子ビームのシート面はほぼ
水平になる。
子ビームの進行方向のＺ軸方向に視て−Ｘ軸方向に２ｍ
ｍ、下側の永久磁石２０５ｂを＋軸方向に２ｍｍ、合計
４ｍｍずらした場合には、電子ビームのシート面はほぼ
水平になる。
【００４７】また、永久磁石として、幅６０ｍｍ、長さ
２０ｍｍ、厚さ６ｍｍで厚さ方向に磁化されたＳｍ−Ｃ
ｏ製の一対の永久磁石２０５ａ，２０５ｂを、電子ビー
ムの経路を挟んで８０ｍｍ間隔をおいて配置し、上側の
磁石２０５ａを−Ｘ軸方向に左に３ｍｍ、下側の磁石２
０５ｂを＋Ｘ軸方向に右に３ｍｍ、合計６ｍｍずらした
場合にも、電子ビームのシート面はほぼ水平になること
が確認できた。即ち、上記実施例のプラズマ処理装置に
よれば、永久磁石２０５ａ，２０５ｂの配置を工夫する
ことによって、電子ビームのシート面を被処理体のウェ
ハ面に対して水平にすることができる。
２０ｍｍ、厚さ６ｍｍで厚さ方向に磁化されたＳｍ−Ｃ
ｏ製の一対の永久磁石２０５ａ，２０５ｂを、電子ビー
ムの経路を挟んで８０ｍｍ間隔をおいて配置し、上側の
磁石２０５ａを−Ｘ軸方向に左に３ｍｍ、下側の磁石２
０５ｂを＋Ｘ軸方向に右に３ｍｍ、合計６ｍｍずらした
場合にも、電子ビームのシート面はほぼ水平になること
が確認できた。即ち、上記実施例のプラズマ処理装置に
よれば、永久磁石２０５ａ，２０５ｂの配置を工夫する
ことによって、電子ビームのシート面を被処理体のウェ
ハ面に対して水平にすることができる。
【００４８】このため、ウェハ面の処理速度の均一化を
図ることができ、従来の一対の永久磁石をずらさずに対
向して置いた場合に見られたウェハの左右でのプラズマ
処理プロセスの速度の違いを解消し、均一性の良いプラ
ズマ処理プロセスが可能となる。
図ることができ、従来の一対の永久磁石をずらさずに対
向して置いた場合に見られたウェハの左右でのプラズマ
処理プロセスの速度の違いを解消し、均一性の良いプラ
ズマ処理プロセスが可能となる。
【００４９】なお、前記永久磁石として、電子ビームの
経路を挟んでＮ極同士が対向する磁石を示したが、これ
に限らず、上記実施例における一対の磁石が対向する向
き（Ｙ軸方向）に直交する向き（Ｘ軸方向）でＳ極同士
が対向する磁石を用いることも可能であり、さらには、
上記したようなＮ極同士が対向する磁石およびＳ極同士
が対向する磁石を同時に用いることも可能である。
経路を挟んでＮ極同士が対向する磁石を示したが、これ
に限らず、上記実施例における一対の磁石が対向する向
き（Ｙ軸方向）に直交する向き（Ｘ軸方向）でＳ極同士
が対向する磁石を用いることも可能であり、さらには、
上記したようなＮ極同士が対向する磁石およびＳ極同士
が対向する磁石を同時に用いることも可能である。
【００５０】さらに、前記両磁石のずれの寸法を変える
とシート面の傾きが変り、両磁石の間隔を変えるとシー
ト状プラズマの横軸（図３でＷで示す）が変わるので、
シート面を水平にしただけではまだ均一性が不十分だっ
た場合には、両磁石のずれの寸法や間隔をプロセス中に
調節することによって、さらに均一性を良くすることが
可能である。
とシート面の傾きが変り、両磁石の間隔を変えるとシー
ト状プラズマの横軸（図３でＷで示す）が変わるので、
シート面を水平にしただけではまだ均一性が不十分だっ
た場合には、両磁石のずれの寸法や間隔をプロセス中に
調節することによって、さらに均一性を良くすることが
可能である。
【００５１】図５は、幅４０ｍｍ、長さ１５ｍｍ、厚さ
６ｍｍで厚さ方向に磁化されたＳｍ−Ｃｏ製の永久磁石
２０５ａ，２０５ｂを用いて、対向する磁石間隔を変え
た場合の電子ビームのシート面の横幅Ｗの変化を示して
いる。
６ｍｍで厚さ方向に磁化されたＳｍ−Ｃｏ製の永久磁石
２０５ａ，２０５ｂを用いて、対向する磁石間隔を変え
た場合の電子ビームのシート面の横幅Ｗの変化を示して
いる。
【００５２】両磁石のずれの寸法や間隔を変えること
は、比較的容易な機械的動作によって可能なので、容易
に均一性を向上させることができる。即ち、上記したよ
うなプラズマ処理方法によれば、シート化した電子ビー
ム面の傾きや幅をプロセス中に変えることができるの
で、さらに均一性の良いプラズマ処理プロセスが可能と
なる。
は、比較的容易な機械的動作によって可能なので、容易
に均一性を向上させることができる。即ち、上記したよ
うなプラズマ処理方法によれば、シート化した電子ビー
ム面の傾きや幅をプロセス中に変えることができるの
で、さらに均一性の良いプラズマ処理プロセスが可能と
なる。
【００５３】上述したように両磁石のずれ寸法や間隔の
調節は、永久磁石の場合には以下に述べるようなメカニ
ズムによって移動させることによって行うことができ
る。例えば、図６に示すように、永久磁石２０５ａ，２
０５ｂは、夫々支え棒５０ａ，５０ｂで支えられ、永久
磁石が取り付けられている端と反対側の端において支え
棒５０ａ，５０ｂに対し垂直方向に、ガイド棒５１ａ，
５１ｂが、磁石のずれ寸法調節ギア５２を介して、取り
付けられる。
調節は、永久磁石の場合には以下に述べるようなメカニ
ズムによって移動させることによって行うことができ
る。例えば、図６に示すように、永久磁石２０５ａ，２
０５ｂは、夫々支え棒５０ａ，５０ｂで支えられ、永久
磁石が取り付けられている端と反対側の端において支え
棒５０ａ，５０ｂに対し垂直方向に、ガイド棒５１ａ，
５１ｂが、磁石のずれ寸法調節ギア５２を介して、取り
付けられる。
【００５４】磁石のずれ寸法調節ギア５２は、ネジ切り
溝の方向が互いに逆方向のネジ溝５３ａ，５３ｂを有す
る。従って、磁石のずれ寸法調節ギア５２を回動させれ
ば、ガイド棒５１ａ，５１ｂを介して支え棒５０ａ，５
０ｂを＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向に互いに逆方向に移動さ
せ、結果として永久磁石２０５ａ，２０５ｂ間のずれ寸
法を調節できる。
溝の方向が互いに逆方向のネジ溝５３ａ，５３ｂを有す
る。従って、磁石のずれ寸法調節ギア５２を回動させれ
ば、ガイド棒５１ａ，５１ｂを介して支え棒５０ａ，５
０ｂを＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向に互いに逆方向に移動さ
せ、結果として永久磁石２０５ａ，２０５ｂ間のずれ寸
法を調節できる。
【００５５】一方、対向する永久磁石２０５ａ，２０５
ｂ間の間隔は、磁石間隔調節ギア５５の回動によって行
う。支え棒５０ａ，５０ｂは、夫々ガイドレール５６
ａ，５６ｂが固定される。ガイドレール５６ａ，５６ｂ
の夫々は、中央部に凸部を有し、ガイドレール５４の凹
部に摺動自在に嵌合されている。磁石間隔調節ギア５５
は、ガイドレール５６ａ，５６ｂの夫々と螺合される。
ｂ間の間隔は、磁石間隔調節ギア５５の回動によって行
う。支え棒５０ａ，５０ｂは、夫々ガイドレール５６
ａ，５６ｂが固定される。ガイドレール５６ａ，５６ｂ
の夫々は、中央部に凸部を有し、ガイドレール５４の凹
部に摺動自在に嵌合されている。磁石間隔調節ギア５５
は、ガイドレール５６ａ，５６ｂの夫々と螺合される。
【００５６】磁石間隔調節ギア５５は、ネジ切り溝の方
向が互いに逆方向のネジ溝５７ａ，５７ｂを有する。従
って、磁石間隔調節ギア５５を回動させれば、ガイドレ
ール５６ａ，５６ｂの夫々の凸部が、ガイドレール５４
の凹部に嵌合されて摺動し、支え棒５０ａ，５０ｂの間
隔を＋Ｙ軸方向と、−Ｙ軸方向に互いに逆方向に移動さ
せ、結果として永久磁石２０５ａ，２０５ｂ間の間隔寸
法を調節できる。このように、両永久磁石２０５ａ，２
０５ｂのずれ寸法及び間隔は、夫々別個に調節できる。
向が互いに逆方向のネジ溝５７ａ，５７ｂを有する。従
って、磁石間隔調節ギア５５を回動させれば、ガイドレ
ール５６ａ，５６ｂの夫々の凸部が、ガイドレール５４
の凹部に嵌合されて摺動し、支え棒５０ａ，５０ｂの間
隔を＋Ｙ軸方向と、−Ｙ軸方向に互いに逆方向に移動さ
せ、結果として永久磁石２０５ａ，２０５ｂ間の間隔寸
法を調節できる。このように、両永久磁石２０５ａ，２
０５ｂのずれ寸法及び間隔は、夫々別個に調節できる。
【００５７】上述したように、永久磁石として永久磁石
を用いる例を説明したが、電磁石を用いることにより永
久磁石の位置を移動させずにシート化した電子ビーム面
の傾きや幅をプロセス中に変えることができる。
を用いる例を説明したが、電磁石を用いることにより永
久磁石の位置を移動させずにシート化した電子ビーム面
の傾きや幅をプロセス中に変えることができる。
【００５８】即ち、図７に示すように、例えば、電磁石
６０ａ，６０ｂ，６０ｃと、これらに対向する電磁石６
１ａ，６１ｂ，６１ｃとの位置を固定したまま、夫々の
時間に対する電流値を図示した例のように定めるとシー
ト化した電子ビーム面の所定の傾きや幅をプロセス中に
得ることができる。
６０ａ，６０ｂ，６０ｃと、これらに対向する電磁石６
１ａ，６１ｂ，６１ｃとの位置を固定したまま、夫々の
時間に対する電流値を図示した例のように定めるとシー
ト化した電子ビーム面の所定の傾きや幅をプロセス中に
得ることができる。
【００５９】このことは、プロセス中に被処理体が変化
するような場合に、変化に対応して電流値を調節すれば
処理結果の均一性を良くできることを示している。又、
上記実施例では、被処理体が半導体ウェハの場合につい
て説明しているが、本発明の被処理体はそれに限らず、
たとえばＬＣＤ（液晶装置）基板や半導体チップの露光
用のレチクル等に対しても、上記実施例と同様に処理す
ることができる。また、本発明のプラズマ処理装置およ
びプラズマ処理方法は、ドライエッチング、ＣＶＤ、ス
パッタ等、種々のプラズマ処理プロセスに適用が可能で
ある。
するような場合に、変化に対応して電流値を調節すれば
処理結果の均一性を良くできることを示している。又、
上記実施例では、被処理体が半導体ウェハの場合につい
て説明しているが、本発明の被処理体はそれに限らず、
たとえばＬＣＤ（液晶装置）基板や半導体チップの露光
用のレチクル等に対しても、上記実施例と同様に処理す
ることができる。また、本発明のプラズマ処理装置およ
びプラズマ処理方法は、ドライエッチング、ＣＶＤ、ス
パッタ等、種々のプラズマ処理プロセスに適用が可能で
ある。
【００６０】
【発明の効果】上述したように、本発明の半導体ウェハ
等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用されるプ
ラズマ処理装置によれば、被処理体に対するプラズマ処
理プロセス速度の均一性を向上させ得る。
等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用されるプ
ラズマ処理装置によれば、被処理体に対するプラズマ処
理プロセス速度の均一性を向上させ得る。
【００６１】又、本発明の半導体ウェハ等の被処理体を
プラズマ処理する方法は、プラズマ処理プロセスの過程
で、被処理体に対するプラズマ処理プロセス速度を調節
し、均一なエッチング処理や、デポジション処理を行う
ことができる。
プラズマ処理する方法は、プラズマ処理プロセスの過程
で、被処理体に対するプラズマ処理プロセス速度を調節
し、均一なエッチング処理や、デポジション処理を行う
ことができる。
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施例の構成を
概略的に示す断面図。
概略的に示す断面図。
【図２】図１のプラズマ処理装置の反応室の入口および
内部における磁石やコイルの配置の一例を示す。
内部における磁石やコイルの配置の一例を示す。
【図３】本発明における図２中のシート化磁石の配置の
一例およびそれによる磁界の一例を示す図。
一例およびそれによる磁界の一例を示す図。
【図４】本発明のプラズマ処理方法において、図２中の
シート化磁石の上下の磁石のずれの量の合計を変えた場
合のシート面の傾きの変化を示す図。
シート化磁石の上下の磁石のずれの量の合計を変えた場
合のシート面の傾きの変化を示す図。
【図５】本発明のプラズマ処理方法において、図２中の
シート化磁石の上下の磁石の間隔を変えた場合のシート
面の横幅の変化を示す図。
シート化磁石の上下の磁石の間隔を変えた場合のシート
面の横幅の変化を示す図。
【図６】本発明のプラズマ処理方法において、シート化
磁石である対向する永久磁石をＸ軸方向で互いに逆方向
にずらすための機構及び対向する永久磁石間の間隔を変
えるための機構を示す図。
磁石である対向する永久磁石をＸ軸方向で互いに逆方向
にずらすための機構及び対向する永久磁石間の間隔を変
えるための機構を示す図。
【図７】本発明のプラズマ処理方法において、図６に示
す対向する永久磁石に代えて電磁石を用いる実施例を説
明する図。
す対向する永久磁石に代えて電磁石を用いる実施例を説
明する図。
【図８】ＥＢＥＰ技術を用いる半導体ウエハ等の被処理
体に対するプラズマ処理装置の従来の構成例を概略的に
示す断面図。
体に対するプラズマ処理装置の従来の構成例を概略的に
示す断面図。
【図９】図８の従来のプラズマ処理装置の反応室の入口
および内部における磁石やコイルの配置の一例を示す
図。
および内部における磁石やコイルの配置の一例を示す
図。
【図１０】永久磁石を用いてシート状プラズマを生成す
る実施例を説明する従来のプラズマ処理装置の反応室の
入口および内部における磁石やコイルの配置の一例を示
す図。
る実施例を説明する従来のプラズマ処理装置の反応室の
入口および内部における磁石やコイルの配置の一例を示
す図。
【図１１】前記反応室内で形成されたシート化ビームの
傾きを示す図。
傾きを示す図。
【図１２】前記反応室の入口から視た前記電子ビームの
進行方向の正面概略構成図。
進行方向の正面概略構成図。
【図１３】前記電子ビームの進行方向を側方から視た前
記反応室の側面概略構成図。
記反応室の側面概略構成図。
【図１４】磁界の方向と、電子が受ける力の方向と、電
子の運動の方向との関係を示す図。
子の運動の方向との関係を示す図。
【図１５】電子がＺ軸方向に螺旋運動をすることを示す
図。
図。
【図１６】対向して設けられる永久磁石間の磁力線の向
きを示す図。
きを示す図。
【図１７】図１６に示す磁石間に電子が到来した時に電
子が受ける力の向きを示す図。
子が受ける力の向きを示す図。
【図１８】図１７に示す向きに電子が力を受け、シート
状プラズマが傾く形状を示す図。
状プラズマが傾く形状を示す図。
【図１９】永久磁石２０５ａ，２０５ｂの中心を過ぎた
所では、Ｚ軸方向の磁界が急に強くなることを説明する
図。
所では、Ｚ軸方向の磁界が急に強くなることを説明する
図。
【図２０】電子ビームのシート面が、永久磁石間で受け
る力の方向を示す図。
る力の方向を示す図。
２５，２７，２８…電源、２…電子源プラズマ生成室、
１３…環状コイル、３…電子ビーム加速室、１４…加速
電極、４…反応室、１６…サセプタ、１５…ウェハ、１
７…反応用ガスの導入口、２９…電子ビーム、２２，２
３，２４…排気口、１８…矩形コイル、１９，２０…ソ
レノイドコイル、２１…磁石、２０５ａ，２０５ｂ…永
久磁石。
１３…環状コイル、３…電子ビーム加速室、１４…加速
電極、４…反応室、１６…サセプタ、１５…ウェハ、１
７…反応用ガスの導入口、２９…電子ビーム、２２，２
３，２４…排気口、１８…矩形コイル、１９，２０…ソ
レノイドコイル、２１…磁石、２０５ａ，２０５ｂ…永
久磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/302 H05H 1/46 H01L 21/205 H01L 21/31
Claims (6)
- 【請求項１】 電子源となるプラズマから電子ビームを
引き出し加速する手段と、 前記電子ビームを導入し、作成されたシート状のプラズ
マにより被処理体を処理するために設けられる反応室
と、 前記導入された電子ビームと反応し励起されるガスを前
記反応室内に導入する手段と、 前記反応室内で、前記電子ビームの経路を挟んで互いに
対向して設けられ、その磁界により前記電子ビームをシ
ート状に変形させ、このシート状に変形された電子ビー
ムと前記導入されたガスとを反応させ、シート状のプラ
ズマを生成し、前記被処理体に対する処理速度の均一化
を図れる位置に位置決めされる少なくとも一対の磁石手
段とを具備し、前記一対の磁石手段は、前記電子ビームの経路の中心線
であるＺ軸と垂直に交差する平面上であって、前記Ｚ軸
と直角に交差するＸ軸上と平行で、互いに逆方向に、Ｙ
軸と平行な方向の間隔を所定の値に保ちながら対向位置
をずらした位置に位置決めされる ことを特徴とする半導
体ウェハ等の被処理体をプラズマ処理するに際して使用
されるプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記一対の磁石手段は、各々電磁石手段
より成ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処
理装置。 - 【請求項３】 前記電磁石手段は、並設された複数の電
磁石より成り、各々の電磁石は、時間に対する電流値を
変化させることによって、前記被処理体に対する処理速
度の均一化を図れるように、前記シート状のプラズマの
前記被処理体に対する位置及び形状を制御することを特
徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 電子源となるプラズマから電子ビームを
引き出し加速するステップと、 被処理体を収納する反応室に、前記電子ビームを導入す
るステップと、 前記導入された電子ビームと反応し励起されるガスを前
記反応室内に導入するステップと、 前記反応室内で、前記電子ビームの経路を挟んで互いに
対向して設けられる少なくとも一対の磁石手段の磁界に
より前記電子ビームをシート状に変形させ、このシート
状に変形された電子ビームと前記導入されたガスとを反
応させ、シート状のプラズマを生成するステップと、 前記一対の磁石手段の位置決めをすることによって前記
被処理体に対する処理速度の均一化を図るステップとを
具備し、 前記一対の磁石手段の位置決めは、前記電子ビームの経
路の中心線であるＺ軸と垂直に交差する平面上であっ
て、前記Ｚ軸と直角に交差するＸ軸上と平行で、互いに
逆方向に、Ｙ軸と平行な方向の間隔を所定の値に保ちな
がら対向位置をずらした位置に位置決めされることを特
徴とする半導体ウェハ等の被処理体をプラズマ処理する
方法 。 - 【請求項５】 電子源となるプラズマから電子ビームを
引き出し加速するステップと、 被処理体を収納する反応室に、前記電子ビームを導入す
るステップと、 前記導入された電子ビームと反応し励起されるガスを前
記反応室内に導入するステップと、 前記反応室内で、前記電子ビームの経路を挟んで互いに
対向して設けられる少なくとも一対の磁石手段の磁界に
より前記電子ビームをシート状に変形させ、このシート
状に変形された電子ビームと前記導入されたガスとを反
応させ、シート状のプラズマを生成するステップと、 前記一対の磁石手段の位置決めをすることによって前記
被処理体に対する処理速度の均一化を図るステップとを
具備し、 前記一対の磁石手段の位置決めは、前記一対の磁石手段
の対向する間隔を調整することによって位置決めされる
ことを特徴とする半導体ウェハ等の被処理体をプラズマ
処理する方法 。 - 【請求項６】 電子源となるプラズマから電子ビームを
引き出し加速するステップと、 被処理体を収納する反応室に、前記電子ビームを導入す
るステップと、 前記導入された電子ビームと反応し励起されるガスを前
記反応室内に導入する ステップと、 前記反応室内で、前記電子ビームの経路を挟んで互いに
対向して設けられる少なくとも一対の磁石手段の磁界に
より前記電子ビームをシート状に変形させ、このシート
状に変形された電子ビームと前記導入されたガスとを反
応させ、シート状のプラズマを生成するステップと、 前記一対の磁石手段の位置決めをすることによって前記
被処理体に対する処理速度の均一化を図るステップとを
具備し、 前記被処理体に対する処理速度の均一化を図るステップ
では、前記一対の磁石手段が各々電磁石であって、前記
電磁石に流す、時間に対する電流値を変化させることに
よって、磁場を変化させ、所望のシート状のプラズマを
生成することで前記被処理体に対する処理速度の均一化
が図られることを特徴とする半導体ウェハ等の被処理体
をプラズマ処理する方法 。
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