JPH01130533A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はプラズマ処理装置に関するものであり、特に
、磁場発生機構を備えたプラズマ処理装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 第２図は、従来のプラズマ処理装置の断面図である。図
において、３は真空容器である。該真空容器３内には、
高周波電力を印加する高周波電極（陰極）２と、この高
周波電極２と対向して配置される対向電極（陽極）１と
が配置されている。

高周波電極２には、ブロッキング容量７を介して、高周
波発振器６が接続されている。対向電極１は接地されて
いる。真空容器３には、ガスを導入するガス導入口４が
設けられ、使用済みのガスを排出するガス排気管８が設
けられている。真空容器３の外部には、磁場発生機構た
とえば電磁石１０が設置されている。電磁石１０は、真
空容器３内において、高周波発振器６により印加された
電界（図中Ｅ）の方向と直交する方向の磁場（図中Ｂ）
を形成する。

この装置では、電磁石１０で磁場Ｂを発生させ、この磁
場Ｂと、高周波発振器６によって印加された電界Ｅとを
直交させることにより、プラズマ中の電子をドリフト運
動させ、プラズマループを形成する。そして、ガス導入
口４から導入されたガスをイオン化し、該ガスのプラズ
マ（イオン種２０）により試料５をたとえばエツチング
する。

このマグネトロン放電を用いた場合、試料５に垂直方向
への電子の移動度は、高周波電極２に沿ったサイクロイ
ド運動のために小さくなる。このため、このプラズマ処
理装置を用いた場合には、イオン化効率が高まるという
効果があった。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、従来のプラズマ処理装置では、電子のサ
イクロイド運動は引き起こすが、電子の静止質量（９，
１１ｘｌＯ−２８ｇ）に比べ、イオン種の質量は１０４
倍以上であるため、１００ガウス程度の通常の磁界であ
ると、ラーマ半径は数ｃｍ程度であるので、陰極表面で
の陰極降下電圧により、イオンの加速される方向はほぼ
直進してしまう。このため、エツチング試料表面でのイ
オンの入射角を斜めにできないという問題点があり、シ
リコン酸化膜などのＣＦ、＋等のイオンを、用いるイオ
ン衝撃によるエツチングでは、異方性形状のものしか得
られないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、シリコン酸化膜等のイオン衝撃によるエツチ
ング形状をテーパ化することのできるプラズマ処理装置
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、その中に試料を導入し、イオン種を用いて
該試料をプラズマ処理する真空容器と、該真空容器内に
高周波電力を印加する高周波電極と、該高周波電極と対
向して配置される対向電極と、上記高周波電極に印加さ
れる電界方向と直交する方向に、磁場を形成するように
設置された磁場発生機構と、を備えたプラズマ処理装置
に係るものである。そして、前記問題点を解決するため
に、上記磁場発生機構の磁界強度を可変とし、上記イオ
ン種のラーマ半径を制御できるようにしたことを特徴と
する。

［作用］ 磁場発生機構の磁界強度を可変とし、イオン種のラーマ
半径を制御できるようにしたので、エツチング試料表面
でイオンの入射角を斜めにすることができるようになる
。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明の一実施例であるプラズマ処理装置
の断面概略図である。図において、３は真空容器であり
、該真空容器３内に、高周波電力を印加する高周波電極
（陰極）２と該高周波電極２と対向して配置される対向
電極（陽極）１が設けられている。高周波電極２には試
料５が載せられている。高周波電極２にはブロッキング
容量７を介して、高周波発振器６が接続されている。対
向電極１は接地されている。真空容器３にはガスを導入
するガス導入口４が設けられ、使用済みのガスを排出す
るガス排気管８が設けられている。

真空容器３の外部には、高周波発振器６から印加される
電界の印加方向と直交する方向に磁力線が発生するよう
に、磁場発生機構たとえば電磁石９が設置されている。

この電磁石９は複数対に構成され、各コイルに位相をず
らした電流を流すことにより、回転磁界を発生させるも
のである。そして、そのコイルの巻数およびコイル電流
を変えることによって磁界強度を変えられるように構成
されている。

次に、実施例に係るプラズマ処理装置を用いて、高周波
電極２表面上にあるエツチング試料５に入射するイオン
の入射角を斜めにする方法について説明する。

ガス導入口４より、真空容器３内に反応性のガスを導入
する。一方、排気口８より排気を行ない、真空容器３内
を所定のガス圧力に保つ。次に、高周波発振器６より真
空容器３内に高周波電力を印加する。これにより、イオ
ン種２０が発生する。

次に、電磁石９の磁界強度を強磁界に変化させ、各イオ
ン種２０のラーマ半径がイオンシース幅と同程度以下に
なるようにする。すると、高周波電極２表面上にあるエ
ツチング試料５に入射するイオン種２０の入射角は斜め
になる。このように、入射角を磁界強度により制御し、
イオン種２０の入射角を斜めにすることにより、シリコ
ン酸化膜等のイオン衝撃によるエツチング形状をテーパ
化することができる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明に係るプラズマ処理装置
によれば、磁場発生機構の磁界強度を可変とし、イオン
種のラーマ半径を制御できるようにした。したがって、
磁場発生機構の磁界強度を強磁場にすることにより、イ
オン種のラーマ半径をイオンシース幅と同程度以下に制
御できるようになり、ひいては高周波電極上の試料に入
射するイオンの入射角を斜めに制御できるようになる。

これにより、シリコン酸化膜等のイオン衝撃によるエツ
チング形状をテーパ化できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるプラズマ処理装置の
概略断面図、第２図は従来のプラズマ処理装置の概略断
面図である。 図において、１は対向電極（陽極）、２は高周波電極（
陰極）、３は真空容器、５は試料、９は磁界強度が可変
の磁場発生機構、２０はイオン種、Ｅは電界、Ｂは磁場
である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）その中に試料を導入し、イオン種を用いて該試料
   をプラズマ処理する真空容器と、前記真空容器内に高周
   波電力を印加する高周波電極と、 前記高周波電極と対向して配置される対向電極と、 前記高周波電極に印加される電界方向と直交する方向に
   、磁場を形成するように設置された磁場発生機構と、を
   備えたプラズマ処理装置において、前記磁場発生機構の
   磁界強度を可変とし、前記イオン種のラーマ半径を制御
   できるようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. （２）前記磁場発生機構の磁界強度を、コイルの巻数お
   よびコイル電流を変えることにより可変とした特許請求
   の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。
3. （３）前記磁場発生機構の磁界強度を強磁場にし、前記
   イオン種のラーマ半径をイオンシース幅と同程度以下に
   なるようにする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のプラズマ処理装置。