JPH01307225A - Systems for negative ion generation and substrate processing - Google Patents

Systems for negative ion generation and substrate processing

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JPH01307225A
JPH01307225A JP63137549A JP13754988A JPH01307225A JP H01307225 A JPH01307225 A JP H01307225A JP 63137549 A JP63137549 A JP 63137549A JP 13754988 A JP13754988 A JP 13754988A JP H01307225 A JPH01307225 A JP H01307225A
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JP
Japan
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substrate
negative
ions
substrate processing
atoms
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Application number
JP63137549A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Fukuda
福田 琢也
Michio Ogami
大上 三千男
Naohiro Monma
直弘 門馬
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To effectively generate negative ion of high purity by selectively generating or leading out atom and molecule having unpaired electron, and donating electron to this particle. CONSTITUTION:Radical species or plasma are constricted by magnetic field. The radical species are atoms or molecules having unpaired electron generated by imparting energy of light and the like to the atoms and molecules in the state of gas. The plasma is generated by a method like discharge accompanying electron collision. Radical species which are not restricted by the constriction region and have no charge and led out by utilizing diffusion or gas flow, and irradiated with electron beam from a cathode and the like. Thereby, the generation of negative ion of high purity which is highly efficient as compared with applied energy value can be generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン発生方式、及びこれを用いた基板処理
方式に係り、特に、ラジカル種に電子照射することで純
度の高い負イオンを発生させる手段と、これを用いて、
被処理材あるいは分子の正電位部を選択的にイオン処理
する等に好適な負イオン生成方式及び基板処理方式に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion generation method and a substrate processing method using the same, and in particular, to a method for generating highly pure negative ions by irradiating radical species with electrons. and using this,
The present invention relates to a negative ion generation method and a substrate processing method suitable for selectively ion-treating the positive potential portions of materials or molecules to be treated.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の負イオン源及び負イオンを利用して基板を処理す
る方法及び装置は、特開昭62−92322号に記載の
ように、負イオンを得る手段としては。
A conventional negative ion source and method and apparatus for processing a substrate using negative ions are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-92322 as a means for obtaining negative ions.

マイクロ波と磁界の相互作用において、電子サイクロト
ロン共鳴(以後ECRと略す)を引き起こし高効率にプ
ラズマを発生させ、プラズマ中の負イオンをプラズマ源
出口部に設置した電極に正電位を印加して、引き出すと
いう手段が取られていた。また、これを用いてエツチン
グする方法となっていた。
The interaction between microwaves and magnetic fields causes electron cyclotron resonance (hereinafter abbreviated as ECR) to generate plasma with high efficiency, and the negative ions in the plasma are applied to an electrode installed at the plasma source outlet by applying a positive potential. Measures were taken to extract it. Also, this was used for etching.

(発明が解決しようとした課題〕 上記従来技術は、プラズマ中の負イオンの濃度や、負イ
オンの生成過程についての配慮、及び負イオンの反応特
性についての配慮がなされておらず、その結果、負イオ
ンの生成効率が低い、また、従来の正イオンを用いた基
板処理方法に対し、何ら利得がないといった問題があっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned prior art does not take into account the concentration of negative ions in the plasma, the process of generating negative ions, and the reaction characteristics of negative ions, and as a result, There are problems in that the generation efficiency of negative ions is low and there is no gain compared to conventional substrate processing methods using positive ions.

本発明の目的は、上記従来法の不都合も改善し高効率で
しかも純度の高い負イオンを得る手段を提供し、また、
これを用いて、従来の正イオンを用いた処理方法では得
られない、利得の高いイオン処理方法及び装置を提供す
ることである。
The purpose of the present invention is to provide a means for obtaining highly efficient and highly pure negative ions by improving the disadvantages of the conventional method, and
By using this, an object of the present invention is to provide an ion processing method and apparatus with a high gain that cannot be obtained with conventional processing methods using positive ions.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、ガス状の分子あるいは原子に光等のエネル
ギを与えることで生成させた不対電子を有した原子ある
いは分子であるラジカル種、あるいは、放電等の電子衝
突を伴なう方法で発生させたプラズマを磁界等で閉じ込
め、該閉じ込め領域には制約されない無電荷粒子である
ラジカル種を拡散あるいはガス流れを利用して取り出し
、これらう、ジカルに陰極等から電子を照射することで
、純度が高く、かつ、印加エネルギ値に比較して、効率
の高い負イオン生成手段が達成される。この負イオン生
成部から、正電位を印加したメエシュ状の電極等により
被処理基板面に負イオンを引き出して該基板を処理する
と、例えば、被処理材部の正電位部位や分子中の正電位
部の原子や電子濃度が低い材質などが選択的に処理でき
る、例えば、従来の正イオン処理方式では困難であった
P型半導体のエツチングが高選択的に出来るあるいは、
金属、絶縁材であるS i 02や5iaN等が選択的
にエツチングできる為、負イオン処理特有の効果がある
イオン処理方法が達成される。
The above purpose is to generate radical species, which are atoms or molecules with unpaired electrons, generated by applying energy such as light to gaseous molecules or atoms, or by methods that involve electron collisions such as electric discharge. The generated plasma is confined by a magnetic field, etc., and radical species, which are uncharged particles that are not restricted in the confined region, are extracted by diffusion or gas flow. By irradiating these radicals with electrons from a cathode, etc., purity can be improved. This achieves negative ion generation means with high efficiency and high efficiency compared to the applied energy value. When negative ions are extracted from this negative ion generating part to the surface of the substrate to be processed using a mesh-like electrode or the like to which a positive potential is applied, and the substrate is processed, for example, the positive potential of the positive potential part of the part of the material to be processed or the positive potential in the molecule. For example, P-type semiconductors can be etched with high selectivity, which was difficult with conventional positive ion processing methods.
Since metals and insulating materials such as S i 02 and 5iaN can be selectively etched, an ion treatment method with effects unique to negative ion treatment is achieved.

〔作用〕[Effect]

エネルギが与えられ、分子や原子が励起されることで生
成したラジカル種は、不対電子を有した無電荷の不安定
粒子である。このラジカル種に電子を供与すると不安定
が故に容易に負イオンとなる。ラジカルを得る手段とし
て、1)ガス状の分子、原子にイオン化エネルギに達し
ない波長が主成分の光放射線、熱等を与える方法、2)
放電等、電子衝突を伴う方法、等がある。このうち、1
)では、比較的純度の高いラジカル種が得られるが、2
)の方法では、1)より効率良く、生成粒子の主成分で
あるラジカル種が得られるものの、正イオンも多量に生
成されている。正イオンはラジカル種よりも安定である
ため、電子を供与しても電荷量を減らすか、安定状態の
原子あるいは分子にもどるのが普通であり、負イオンを
生成するのに用いるのは効率が悪い。また、正イオンは
負イオンと相互作用し、負イオンの電荷やエネルギを奪
う捕獲剤として働くため、負イオンの生成領域に混合さ
せることは望ましくない。
Radical species generated when molecules or atoms are excited by energy are uncharged, unstable particles with unpaired electrons. When electrons are donated to this radical species, it easily becomes a negative ion because it is unstable. As a means of obtaining radicals, 1) a method of applying light radiation, heat, etc. whose main component is a wavelength that does not reach the ionization energy to gaseous molecules and atoms, 2)
There are methods involving electron collision, such as electric discharge. Of these, 1
), relatively pure radical species can be obtained, but 2
In the method (1), radical species, which are the main components of the generated particles, can be obtained more efficiently, but a large amount of positive ions are also generated. Positive ions are more stable than radical species, so even if they donate electrons, they usually reduce the amount of charge or return to a stable atom or molecule, and it is less efficient to use them to generate negative ions. bad. Further, since positive ions interact with negative ions and act as a trapping agent that takes away the charge and energy of negative ions, it is not desirable to mix them into the negative ion generation region.

従って、2)の方法において生成させたプラズマを用い
て、負イオンを効率良く生成せしめるためには、反転磁
界面やミラータイプの磁界を形成するあるいは、正電位
面等で、荷電粒子を閉じ込め、この閉じ込め領域には制
約されない無電荷粒子であるラジカル種を拡散あるいは
排気等のガス流れを利用して取り出すことが効果ある。
Therefore, in order to efficiently generate negative ions using the plasma generated by method 2), it is necessary to form an inverted magnetic interface or mirror type magnetic field, or confine charged particles with a positive potential surface, etc. It is effective to take out radical species, which are uncharged particles that are not restricted by this confinement region, by using gas flow such as diffusion or exhaust.

このようにして得られたラジカル種に、陰極等から放出
させた電子を照射させると、プラズマ中の濃度が著しく
低い負イオンを直接取り出す方式よりも、純度が高く、
かつ、著しく効率が高く、負イオンが生成される。
When the radical species obtained in this way are irradiated with electrons emitted from a cathode etc., the purity is higher than the method of directly extracting negative ions whose concentration in the plasma is extremely low.
Moreover, negative ions are generated with extremely high efficiency.

生成された負イオンは、時間の経過とともに失活及び負
イオンから通常の安定な原子、分子にもどる確率が高く
なるため、負イオンの生成領域と該イオンで処理する基
板との間に、正電位を印加したメエシュ等の、粒子が通
過できる構造の電極を設置する、あるいは、基板に正電
位を印加する等、イオンを基板側へ引き出すポテンシャ
ルを付加しておくと、基板が効率良く負イオン処理され
る。
The generated negative ions have a high probability of deactivating and returning to normal stable atoms and molecules from negative ions over time. By installing an electrode with a structure that allows particles to pass through, such as a mesh electrode with an applied potential, or by applying a positive potential to the substrate, it is possible to add a potential to draw ions toward the substrate, allowing the substrate to efficiently collect negative ions. It is processed.

この負イオンを用い゛ると、従来の正イオンを主成分に
用いた時の処理とは異なり、被処理面の正電位部となる
部位や、分子中の正電位となる原子、選択的アタックし
反応を起こさせる、あるいは、N型よりはP型の半導体
材部を効率良くエツチングする等、基板上の正電位部あ
るいは電子濃度の低い部位を効率良く、あるいは選択的
にイオン処理ができるようになる。また、正イオンの集
合体である金属、あるいは非導電材等も効率良くイオン
処理ができるようになる。
Unlike conventional treatments that use positive ions as the main component, when these negative ions are used, they selectively attack parts of the surface to be treated that have a positive potential, atoms that have a positive potential in molecules, etc. It is possible to perform ion treatment efficiently or selectively on positive potential areas or areas with low electron concentration on the substrate, such as by causing a reaction, or by etching the P-type semiconductor material more efficiently than the N-type semiconductor material. become. Further, metals that are aggregates of positive ions, non-conductive materials, etc. can also be efficiently ion-treated.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて、詳細に説明する
。第1図は本発明の負イオン生成方式に基づいた基板処
理装置の一形態の主要部の模式図。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the main parts of one embodiment of a substrate processing apparatus based on the negative ion generation method of the present invention.

第2図はプラズマ中から負イオンを引き出す、従来方式
の基板処理装置主要部の模式図である。同装置は、プラ
ズマ及びラジカルの生成室1、負イオン生成室(第2図
では1が兼用)、基板の処理室3からなる真空容器と、
ガスを励起するマイクロ波(マイクロ波発振は図省略)
9の導波管4゜マイクロ波の導入窓5、基板18を保持
する基板ホルダ6、ガス供給管(ガス供給系は図省略)
7、排気口(排気系は図省略)8、電子サイクロトロン
共鳴(以下ECRと略す)を引き起こさせる磁界コイル
10、及び、負イオンの引き出し用グリッド14よりな
る0本発明装置(第1図)では、この他に、反転磁界あ
るいはミラー磁界を形成し、またイオンの基板方向への
流れを円滑にする制御磁界コイル11と12.ラジカル
に電子を供与する電子照射機(陰極管)13が備えられ
て・いる。
FIG. 2 is a schematic diagram of the main part of a conventional substrate processing apparatus that extracts negative ions from plasma. The apparatus includes a vacuum vessel consisting of a plasma and radical generation chamber 1, a negative ion generation chamber (1 in FIG. 2 also serves as a substrate processing chamber 3), and a substrate processing chamber 3.
Microwave to excite gas (microwave oscillation is omitted from the diagram)
9 waveguide 4° microwave introduction window 5, substrate holder 6 that holds the substrate 18, gas supply pipe (gas supply system not shown)
7, an exhaust port (exhaust system not shown) 8, a magnetic field coil 10 that causes electron cyclotron resonance (hereinafter abbreviated as ECR), and a grid 14 for extracting negative ions. , in addition to this, control magnetic field coils 11 and 12 . which form a reversal magnetic field or a mirror magnetic field and smooth the flow of ions toward the substrate. An electron irradiator (cathode tube) 13 is provided that donates electrons to radicals.

その他の点では、真空容器形状、グリッド14と基板ホ
ルダ6への印が電圧等は同一条件としである。プラズマ
及びラジカル生成室1は直径100[m ]φ、長さ1
70[nn1(第2図では1と2が兼用のため長さ25
0[ma+])のsus製、負イオン生成室2は直径1
00[m]φ、長さ80[nnlの石英製(第2図では
1と兼用)、処理室3は、マイクロ波導入側が直径10
0[wm]φ、排気側が250 [m]φの径違いの長
さ350[■]のsus製、基板ホルダは直径12E1
[111]φのアルミナ製、マイクロ波導入窓は石英製
である。
In other respects, the shape of the vacuum container, the voltage applied to the marks on the grid 14 and the substrate holder 6, etc. are the same. The plasma and radical generation chamber 1 has a diameter of 100 [m]φ and a length of 1.
70 [nn1 (in Figure 2, 1 and 2 are used for both purposes, so the length is 25
0 [ma+]) made of SUS, the negative ion generation chamber 2 has a diameter of 1
Made of quartz with a diameter of 00 [m]φ and a length of 80 [nnl (also used as 1 in Fig. 2), the processing chamber 3 has a diameter of 10 mm on the microwave introduction side.
0 [wm] φ, exhaust side is 250 [m] φ, different diameter length 350 [■] made of SUS, substrate holder diameter 12E1
[111]φ is made of alumina, and the microwave introduction window is made of quartz.

図中、15はプラズマの主生成部となるECR面、16
はプラズマの閉じ込め面となる反転磁界面、17は負イ
オン流を示す。
In the figure, 15 is the ECR plane which is the main generation part of plasma, 16
17 indicates an inverted magnetic interface serving as a plasma confinement plane, and 17 indicates a negative ion flow.

実施例1、負イオンの生成量を調べるため、基板及び基
板ホルダの位置に径70[m]φのファラデーカップを
設置し、水素Hzをガス供給管7より50 [m Q 
/m1nl導入し、処理口8より処理室内が0.8 [
mTorr]になるように排気した。また、磁界コイル
7によりECR条件を満たす875[Gauss]以上
の磁界をかけ、2.45 [GHa]のマイクロ波9.
300 [W]を導入し、水素の負イオンを生成及び引
き出しを行なった。従来方式(第2図参照)及び本方式
(第1図参照)での印加磁束密度分布を第3図に示した
。実験は、A)本発明方式の装置を用い、制御磁界コイ
ル11と12に、それぞれ、磁界コイル10と反対方向
及び同方向に電流を流し、プラズマ及びラジカル生成室
内に反転磁界を形成し、また、同容器内で、処理室側に
磁力線が向いた発散磁界を形成しく第3図Aの曲線参照
)、陰極管に電流を流した。
Example 1 In order to investigate the amount of negative ions produced, a Faraday cup with a diameter of 70 [m]φ was installed at the position of the substrate and substrate holder, and hydrogen Hz was supplied from the gas supply pipe 7 at a rate of 50 [m Q
/mlnl is introduced, and the inside of the processing chamber is 0.8 [
mTorr]. Further, a magnetic field of 875 [Gauss] or more that satisfies the ECR conditions is applied by the magnetic field coil 7, and a microwave of 2.45 [GHa] is applied.
300 [W] was introduced to generate and extract negative hydrogen ions. FIG. 3 shows the applied magnetic flux density distribution in the conventional method (see FIG. 2) and the present method (see FIG. 1). The experiment consisted of A) using the device of the present invention, passing current through the control magnetic field coils 11 and 12 in the opposite direction and the same direction as the magnetic field coil 10, respectively, to form a reversal magnetic field in the plasma and radical generation chamber; In the same container, a current was passed through the cathode tube to form a diverging magnetic field with magnetic lines of force directed toward the processing chamber (see the curve in FIG. 3A).

B)本発明方式の装置を用い、A)と同じ電流方向なが
ら、制御磁界コイル11と12の電流値を調整すること
で、プラズマ及びラジカル生成室内にミラー型の磁界分
布を形成し、また、同容器内で、処理室側に磁力線が向
いた発散磁界を形成しく第3図Bの曲線参照)、陰極管
に電流を流した。
B) By using the device of the present invention and adjusting the current values of the control magnetic field coils 11 and 12 while maintaining the same current direction as in A), a mirror-shaped magnetic field distribution is formed in the plasma and radical generation chamber, and In the same container, a current was passed through the cathode tube to form a diverging magnetic field with lines of magnetic force directed toward the processing chamber (see the curve in FIG. 3B).

C)本発明方式の装置を用い、磁界コイル10のみに電
流を流して、発散磁界を形成し、陰極管に電流を流した
C) Using the device of the present invention, a current was passed only through the magnetic field coil 10 to form a diverging magnetic field, and a current was passed through the cathode tube.

D)従来方式の装置を用い、あるいは本発明方式の装置
を用い、C)と同じく発散磁界とした。
D) A conventional device or a device of the present invention was used, and a diverging magnetic field was used as in C).

陰極管は使用しない。Cathode tubes are not used.

の4通りで行なった。ファラデーカップを用いてa測さ
れたイオン電流値を第4図、第5図に示す、第4図は、
イオン引き出し用グリッド電位を+50[V]に、電子
照射機である陰極管13に導入する電流を異ならせた時
(Dでは常にO[A]。
This was done in four ways. Figures 4 and 5 show the ion current values measured using a Faraday cup.
When the ion extraction grid potential was set to +50 [V] and the current introduced into the cathode tube 13, which is an electron irradiation device, was varied (in D, it was always O [A]).

第5図は、陰極管13に0.5 [A]の電流を流して
、グリッド電位を異ならせた時のイオン電流値変化を示
す。図中A−Dの曲線はそれぞれ、実験条件A)〜D)
に対応する。これらの結果から、従来方式の、負イオン
をプラズマからの引き出し方式(D)に比較すると、ラ
ジカルに電子照射する本方式の方が、負イオン生成に著
しい効果があり、それも、単にプラズマ中に電子照射す
るよりは、プラズマを磁界で閉じ込め、該閉じ込め領域
から拡散あるいはガス流れから、出てきたラジカルのみ
に電子照射すると、負イオン生成効率が著しく増加する
こと、及び、閉じ込め磁界方式としては、ミラー型分布
を使用するよりも反転磁界面を形成する方式の方が優れ
ていることがわかる。
FIG. 5 shows changes in ion current values when a current of 0.5 [A] is passed through the cathode tube 13 and the grid potential is varied. Curves A-D in the figure represent experimental conditions A) to D), respectively.
corresponds to These results show that compared to the conventional method (D), which extracts negative ions from the plasma, this method, which irradiates radicals with electrons, is more effective in generating negative ions; Rather than irradiating the plasma with electrons, the plasma is confined in a magnetic field and only the radicals that have come out from the confinement region are diffused or gas flows are irradiated with electrons. , it can be seen that the method of forming a reversal magnetic interface is superior to using a mirror type distribution.

また、負イオン電流は、電子照射量が多い程、また、引
き出し電位が高い程、増加することがわかる。
Furthermore, it can be seen that the negative ion current increases as the amount of electron irradiation increases and as the extraction potential increases.

ス]1例」1被処理基板18として、シリコンウェハ(
直径100[mmlφ)上に厚さ100[nmlの熱酸
化膜を形成した後に多結晶シリコンを500[nm]堆
積させ、ヒ素、Asあるいはホウ素、Bを最大濃度10
 ” [atoms/ Gl?]まで打ち込み、この不
純物添加した多結晶シリコン膜にレジストでパターニン
グしたものを用い、実施例1に記載した方式で、多結晶
シリコンのエツチングを行なった。反応ガスとしてガス
供給管7を通して塩素、CQ zを30 [m Q /
min]導入し、処理室3の圧力は1 [mTorrl
になるように排気した。負イオンによるエツチングは、
実施例1に記載したA)及びD)の方式で、陰極管電流
を0.5 [A]、グリッド電位を+50[V]にし正
イオンによるエツチングは、D)の方式でグリッド電位
を−50[V]にして行なった(方式E))。エツチン
グ速度の不純物濃度依存性を第6図に示す。図中A。
Example 1 A silicon wafer (
After forming a thermal oxide film with a thickness of 100 [nml] on a diameter of 100 [mmlφ], polycrystalline silicon is deposited to a thickness of 500 [nm], and arsenic, As or boron, B is added at a maximum concentration of 10 [nm].
” [atoms/Gl?], this impurity-doped polycrystalline silicon film was patterned with a resist, and polycrystalline silicon was etched using the method described in Example 1. Gas was supplied as a reactive gas. 30 [mQ/
min], and the pressure in the processing chamber 3 is 1 [mTorrl].
I exhausted it so that it was. Etching by negative ions is
Using methods A) and D) described in Example 1, the cathode tube current was set to 0.5 [A] and the grid potential was set to +50 [V]. Etching with positive ions was performed using method D) when the grid potential was set to -50 [V]. [V] (method E)). FIG. 6 shows the dependence of etching rate on impurity concentration. A in the figure.

D、Hの曲線はそれぞれ、A)、D)、E)の方式によ
ることを示す、この結果から、負イオンを用いたエツチ
ングは、正イオンを用いたエツチング特性と異なり、電
子濃度が低い、すなわち、n型よりはP型のシリコン、
また、P型の不純物濃度が高い程、エツチング速度が大
きくなることがわかる。また、そのエツチング速度及び
特性は、従来方式よりも本発明方式の方が著しく大きく
なることがわかる0次に、方式A)〜E)で、陰極管電
流(D)、E)は陰極管電流0[A])及びグリッド電
位を異ならせ、ホウ素、Bの濃度が1×1019[at
oms#jlの多結晶シリコンをエツチングした。結果
を第7及び第8図に示す。図中A〜Eの曲線は方式A)
〜E)に対応している。これらの結果から、正イオンを
用いる(E)よりも負イオンを用いた方が、また、従来
方式である負イオンをプラズマから引き出す方式(D)
よりもラジカルに電子照射する方式の方(C,B、A)
が。
Curves D and H show that they are based on methods A), D), and E), respectively.From these results, etching using negative ions has a lower electron concentration, unlike etching characteristics using positive ions. In other words, P-type silicon rather than N-type silicon,
It can also be seen that the higher the P-type impurity concentration, the higher the etching rate. Furthermore, it can be seen that the etching speed and characteristics of the method of the present invention are significantly higher than those of the conventional method. 0 [A]) and the grid potential, and the concentration of boron and B was 1×1019 [at
Polycrystalline silicon of oms#jl was etched. The results are shown in Figures 7 and 8. Curves A to E in the figure are method A)
~E). From these results, using negative ions is better than using positive ions (E), and the conventional method of extracting negative ions from the plasma (D)
The method of irradiating electrons to radicals is better than that (C, B, A)
but.

P型のシリコンのエツチング速度が大きく、また、単に
プラズマ中に電子照射するより(C)は、プラズマを磁
界で閉じ込め、該閉じ込め領域から拡散あるいはガス流
れより取り出したラジカルのみに電子照射すると、エツ
チング速度が著しく増加すること、及び、閉じ込め磁界
方式としては、ミラー型分布(B)を使用するよりも反
転磁界面を形成する方式(A)の方が、エツチング速度
が大きくなることがわかる。また、P型シリコンのエツ
チング速度は、電子照射量が多い程、また、引き出し電
位が高い程、大きくなることがわかる。
The etching rate of P-type silicon is high, and rather than simply irradiating electrons into the plasma (C), it is better to confine the plasma with a magnetic field and irradiate only the radicals diffused from the confined region or taken out from the gas flow. It can be seen that the etching speed increases significantly, and that the etching rate is higher in the confining magnetic field method (A) in which a reversal magnetic interface is formed than in the mirror type distribution (B). It can also be seen that the etching rate of P-type silicon increases as the amount of electron irradiation increases and as the extraction potential increases.

また、これらの結果は、実施例1の負イオン流の電子照
射量及びグリッド電位依存性と密接な対応があることか
ら、負イオンをエッチャントとし。
Moreover, since these results closely correspond to the electron irradiation dose and grid potential dependence of the negative ion flow in Example 1, negative ions were used as the etchant.

負イオン量を高めると正イオンではエツチング効率が低
い、すなわち電子濃度が低いP型シリコンが効率良くエ
ツチングされることがわかる。
It can be seen that when the amount of negative ions is increased, the etching efficiency of positive ions is low, that is, P-type silicon having a low electron concentration is efficiently etched.

失mユ被処理基板18として、シリコンウェハ(直径1
00[nm] φ)上に厚さ300 [nm]のシリコ
ンの熱酸化膜を形成した基板を用い、エツチングガスと
して穴フッ化ケイ素、SFaをガス供給管7を通して導
入し、他は実施例2と同じ条件で酸化ケイ素、5iOz
膜をエツチングした。
A silicon wafer (diameter 1
Using a substrate on which a thermally oxidized silicon film with a thickness of 300 [nm] was formed on the substrate (00 [nm] φ), hole silicon fluoride, SFa, was introduced through the gas supply pipe 7 as an etching gas, and the rest was as in Example 2. Silicon oxide, 5iOz under the same conditions as
The membrane was etched.

電子照射量である陰極管電流を異ならせた時の、エツチ
ング速度と多結晶シリコンに対する選択比(S i O
xのエツチング速度/ S iのエツチング速度)を調
べた。結果を第9及び第10図に示す。
Etching rate and selectivity to polycrystalline silicon (S i O
The etching rate of x/etching rate of S i) was investigated. The results are shown in Figures 9 and 10.

図中A−Eと示した曲線は実施例1及び2に記載したエ
ツチング方式に対応する6両図より、及び実施例1の結
果より5iOz膜のエツチング速度は、負イオンの生成
量が多い程増加すること、また、Siに対する選択比が
大きくなることがわかる。
The curves marked A-E in the figure correspond to the etching methods described in Examples 1 and 2, and from the results of Example 1, the etching rate of the 5iOz film increases as the amount of negative ions generated increases. It can be seen that the selectivity to Si increases.

次にガス供給管7′を通して、水素、Hzを10[m 
Q / m1nl添加して、エツチングを行なった所、
上記Eにおいては、約1.1 倍上記A−Dにおいて、
約2倍ずつ選択比(Sift/Si)がそれぞれ増加し
た。これは、生成あるいは引き出された負イオンである
F′にHzが反応し、HF−イオン及びHFz−イオン
が生成し、効率的に5iftのみをエツチングしたため
と考えられる。このように、負イオン生成位置と基板と
の間に、負イオンと反応させるガスを供給すると、さら
に別の所望する負イオンが生成され、基板の処理特性や
効率の向上が図れることがわかる。
Next, through the gas supply pipe 7', hydrogen, Hz, was
After adding 1nl of Q/ml and performing etching,
In the above E, about 1.1 times in the above A-D,
The selectivity ratio (Sift/Si) increased approximately twice. This is considered to be because Hz reacts with F', which is a generated or extracted negative ion, to generate HF- ions and HFz- ions, and efficiently etches only 5 ift. As described above, it can be seen that by supplying a gas that reacts with negative ions between the negative ion generation position and the substrate, additional desired negative ions are generated, and the processing characteristics and efficiency of the substrate can be improved.

!1314工被処理基板18として、シリコンウェハ(
直径100[閣コφ)上に厚さ100 [nmコのシリ
コンの熱酸化膜を形成し、その上にAflを厚さ1[μ
m]mlッタ蒸着し、その上にレジストでパターニング
した基板を用い、エツチングガスとして塩素、CQ z
をガス供給管7を通して導入し、他は実施例2と同じ条
件でAQ膜をエツチングした。A−E方式におけるエツ
チング量の時間依存性を第11図に示す。
! 1314 A silicon wafer (
A silicon thermal oxide film with a thickness of 100 [μ] is formed on a diameter of 100 [μ], and Afl is deposited on it to a thickness of 1 [μ].
Using a substrate with a resist patterned on it, chlorine and CQ z were used as etching gas.
was introduced through the gas supply pipe 7, and the AQ film was etched under the same conditions as in Example 2 except for the following. FIG. 11 shows the time dependence of the etching amount in the A-E method.

正イオンを用いたエツチング(E)では、AQ膜表面に
形成される不動態のアルミナ、A(lzoaのため、A
Qのエツチングが開始されるまでの遅延時間が見られる
が、負イオンを用いたエツチング(A−D)では、この
エツチング遅延は見られず、負イオンの生成量が多い方
式はど円滑にエツチングが進むことがわかる。第12.
13.14図はそれぞれ、A−E方式時の電子照射量を
異ならせた(D、Eは常にO)際のエツチング速度(E
においては、AQのエツチングが開始されてからの速度
)と5iOz膜に対するエツチング速度の比である選択
比、及び電子照射量一定のもとでの引き出しグリッドの
電位を異ならせた際のエツチング速度を示す。
In etching (E) using positive ions, passive alumina, A (lzoa) formed on the surface of the AQ film,
There is a delay time until the etching of Q starts, but this etching delay is not seen in etching using negative ions (A-D), and the method that generates a large amount of negative ions does not allow for smooth etching. It can be seen that the progress is progressing. 12th.
Figures 13 and 14 show the etching speed (E
In , we calculated the selectivity, which is the ratio of the etching speed of AQ (after the start of etching) and the etching speed for the 5iOz film, and the etching speed when the potential of the extraction grid was varied under a constant electron irradiation amount. show.

これらの結果から、正イオンを用いたAQのエツチング
速度は比較的大きいものの(第12図)、下地5ift
膜に対する選択性が低いが(第13図)、負イオンを用
いたエツチングでは、負イオンの生成量を多くする(第
12図)あるいは引き出し量を多くする(第14図)と
エツチング速度は増加し、また、選択性も良くなる(第
13図)ことがわかる。負イオンを用いた金属のエツチ
ングでも、正イオンよりは負イオンを用いた方がエツチ
ング特性は良く、その特性及びエツチング速度は、負イ
オンの基板への到達量に依存、すなわち、プラズマから
単に負イオンを引き出す従来方式よりも、プラズマに電
子照射する方式の方が、また、プラズマを磁界で閉じ込
め、該閉じ込め領域から拡散あるいはガス流れにより引
き出した純ラジカル種に電子照射する方式の方が良いこ
とがわかる。
From these results, although the etching rate of AQ using positive ions is relatively high (Fig. 12),
Although the selectivity for the membrane is low (Figure 13), in etching using negative ions, the etching rate increases as the amount of negative ions generated (Figure 12) or extracted (Figure 14) increases. It can also be seen that the selectivity is also improved (Fig. 13). Even when etching metal using negative ions, the etching characteristics are better when using negative ions than positive ions, and the characteristics and etching rate depend on the amount of negative ions reaching the substrate. It is better to irradiate the plasma with electrons than the conventional method of extracting ions, or to confine the plasma in a magnetic field and irradiate pure radical species extracted from the confinement region by diffusion or gas flow. I understand.

失産透盈、被処理基板として直径100 [ms]φの
シリコンウェハ(結晶面(100)、P型抵抗率19Ω
ell)と、同ウェハ上に厚さ500[n mlに形成
した多結晶シリコンにホウ素、Bを打ち込んだ(抵抗率
19Ω1)基板を用い、実施例2と同条件で方式Aと方
式Eでエツチングし、そのエツチング量を表面荒さ計で
調べた。結果を第15図に示す0図中A、E及びA’ 
、E’はそれぞれ、多結晶乃至単結晶シリコンのエツチ
ング速度を示す、この結果から、正イオンを用いた際に
は、多結晶及び単結晶シリコンのエツチング速度に差は
見られないが、負イオンを用い、その負イオン量を電子
照射量で制御すると、多結晶シリコンを単結晶シリコン
に対して選択的にエツチングできることがわかる。その
選択性(多結晶シリコンのエツチング速度/単結晶シリ
コンのエツチング速度)は、負イオンの生成量が多い程
、高くなることがわかる。これは、塩素の正イオンは単
結晶シリコンの格子間距離より小さいため、格子内に進
入し、エツチングが進むが、負イオンでは、そのイオン
半径が正イオンよりも著しく大きくなるため、単結晶シ
リコンの格子内に進入できず、エツチングが進まなくな
るためである。尚、ラジカル半径はおおよそ、正イオン
と負イオンの中間に位置し、はぼ格子間距離と同等であ
る。従って、ラジカル種が基板に到達すると単結晶シリ
コンはエツチングされるので、基板に到達するラジカル
量よりも負イオン量をより多くすると、多結晶シリコン
のエツチングの選択性は高まる。このように、負イオン
の半径の大きさを利用すると、同一元素で構成された材
質でも、その結合状態や相状態の差から、選択的なエツ
チングができることがわかる。
The substrate to be processed was a silicon wafer with a diameter of 100 [ms]φ (crystal plane (100), P-type resistivity 19Ω).
Etching was performed using method A and method E under the same conditions as in Example 2, using a substrate in which boron and B were implanted into polycrystalline silicon formed to a thickness of 500 nm on the same wafer (resistivity: 19Ω1). The amount of etching was then examined using a surface roughness meter. The results are shown in Figure 15. A, E and A' in Figure 0
, E' indicate the etching rate of polycrystalline to single-crystalline silicon, respectively. From these results, when positive ions are used, there is no difference in the etching rate of polycrystalline and single-crystalline silicon, but when negative ions are used, It can be seen that polycrystalline silicon can be selectively etched with respect to single crystal silicon by controlling the amount of negative ions by controlling the amount of electron irradiation. It can be seen that the selectivity (etching rate of polycrystalline silicon/etching rate of single crystal silicon) increases as the amount of negative ions generated increases. This is because positive chlorine ions are smaller than the interstitial distance of single-crystal silicon, so they enter the lattice and etching progresses, but negative ions have a significantly larger ionic radius than positive ions, so single-crystal silicon This is because the etching cannot proceed into the lattice. Note that the radical radius is approximately located between positive ions and negative ions, and is approximately equivalent to the interstitial distance. Therefore, when the radical species reach the substrate, single crystal silicon is etched, so if the amount of negative ions is made larger than the amount of radicals that reach the substrate, the selectivity of etching polycrystalline silicon increases. In this way, it can be seen that by utilizing the size of the radius of negative ions, selective etching can be performed even when materials are composed of the same element, due to differences in their bonding states and phase states.

災U旦工被処理基板として、径100[nnlφのシリ
コンウェハ(結晶面(100)、抵抗率19Ωd)を用
い、ガス供給管より酸素、02ガスを50 [m Q 
/win]導入し、陰極管電流を1[A] 、グリッド
電位50[V](正イオン処理時、方式Eでは−50[
V])とし、方式Aにおいてのみ、基板ホルダ電位とし
て100[V]印加した方式(方式A’)も行なって、
シリコンウェハを酸化し、その形成された酸化膜厚を時
間を異ならせて調べた。他の条件は実施例2と同じであ
る。結果を第16図に示した。図中A’ 、A〜Eは方
式A’、A−Eに対応する。この結果から酸化膜厚の時
間依存性は全方式ともほぼ時間に対し対数的な変化を示
すがその酸化速度は、正イオン処理(E)よりも負イオ
ンを用いた処理の方が速< (A’ 、A−D) 、負
イオンの生成量が多い程、すなわち、プラズマから単に
負イオンを引き出す従来方式(D)よりも、プラズマに
電子照射する方式の方(C)が、また、プラズマを磁界
で閉じ込め、そこより取り出した純ラジカル種に電子照
射する方(A、A’ 、B)が著しく速くなること、及
び、基板に到達する負イオンをより加速(A’ )した
方が、その酸化速度が大きくなることがわかる。
A silicon wafer (crystal plane (100), resistivity 19 Ωd) with a diameter of 100 [nnlφ] was used as the substrate to be processed, and oxygen and 02 gas were supplied from the gas supply pipe to 50 [mQ
/win], the cathode tube current was 1 [A], and the grid potential was 50 [V] (-50[V] in method E during positive ion processing).
V]), and a method (method A') in which 100 [V] was applied as the substrate holder potential only in method A was also performed,
A silicon wafer was oxidized and the thickness of the oxide film formed was examined at different times. Other conditions are the same as in Example 2. The results are shown in Figure 16. In the figure, A' and A to E correspond to methods A' and A to E. These results show that the time dependence of the oxide film thickness changes almost logarithmically with respect to time for all methods, but the oxidation rate is faster in the treatment using negative ions than in the treatment using positive ions (E). A', A-D), the larger the amount of negative ions produced, the more the plasma is It is significantly faster to confine the ions in a magnetic field and then irradiate the pure radical species extracted with electrons (A, A', B), and to accelerate the negative ions reaching the substrate (A'). It can be seen that the oxidation rate increases.

失1檻ユニガス供給管よりチッ素、N2ガスを50 [
m Q 7m1nl導入し、他は実施例6と同じ条件、
同じ方式で、シリコンウェハをチッ化した。
Add 50 ml of nitrogen and N2 gas from the ungas supply pipe in the cage.
m Q 7ml 1nl introduced, other conditions same as Example 6,
Silicon wafers were oxidized using the same method.

結果を第17図に示す。チッ化でも、酸化の時と同じ傾
向、すなわち、正イオンを用いるよりは、負イオンを用
いた方が、また、負イオン生成効率及び、負イオンの基
板到達速度が大きい程、そのチッ化速度が大きくなるこ
とがわかる。
The results are shown in FIG. In nitriding, the same tendency as in oxidation is observed: it is better to use negative ions than to use positive ions, and the higher the negative ion production efficiency and the rate at which negative ions reach the substrate, the faster the nitrification rate will be. It can be seen that becomes larger.

ヌJ1剋Jエガス供給管よりメタン、CH4ガスを50
 [m Q /win]導入し、シリコンウェハ上に単
素膜を形成した。形成条件は方式A、D、Eで行なった
50 methane and CH4 gas from the gas supply pipe
[m Q /win] was introduced to form a single film on a silicon wafer. Formation conditions were Methods A, D, and E.

炭素膜の抵抗率の陰極管電流依存性を第18図に示す。FIG. 18 shows the dependence of the resistivity of the carbon film on the cathode lamp current.

正イオンを用いたEでは、抵抗率が10”[Ω、(11
1以下であり、グラファイトが形成されている。一方、
A、Dの負イオンを用いた方では、より抵抗率の高い炭
素膜が形成され、特にA方式で電子照射量を増加すると
ほぼダイヤモンドと同じ抵抗率のものが形成されること
がわかる。このことから、負イオン濃度を高めた方式で
は、特性の優れたダイヤモンド膜等、高品質の膜形成が
できることがわかる。
In E using positive ions, the resistivity is 10” [Ω, (11
1 or less, and graphite is formed. on the other hand,
It can be seen that in methods A and D using negative ions, a carbon film with higher resistivity is formed, and in particular, when the electron irradiation amount is increased in method A, a film with almost the same resistivity as diamond is formed. This shows that the method with a high negative ion concentration can form a high quality film such as a diamond film with excellent properties.

尖凰舅主工被処理基板として直径100[ma+]φ、
厚さ1[w+]ポリカーボネイト板を用い、ガス供給管
からアンモニア、N )(aガスを50 [m Q 7
m1nl導入し、基板をアンモニア処理1分後、続けて
、ガス供給管7′よりモノシラン、5iHaガスを5 
[m Q 7m1nl導入し、アンモニア処理後の基板
にチッ化ケイ素膜を100[nm]堆積させ、ポリカー
ボネイト材とチッ化ケイ素膜の密着力を調べた。アンモ
ニア処理の際の方式はA−E方式とし、その後のチッ化
膜堆積は、共通してE方式とした。密着力の評価は、膜
堆積後のウェハを60[℃]、90[%]RH雰囲気の
中で加速劣化の6ooo[hlまでのテストをし、その
時のはがれを目視観測した。はがれ開始時間の電子照射
量(D。
Diameter 100 [ma+]φ as the main work substrate of the tine
Using a polycarbonate plate with a thickness of 1 [w+], ammonia, N ) (a gas) was supplied from the gas supply pipe to 50 [m Q 7
After the substrate was ammonia-treated for 1 minute, monosilane and 5iHa gas were introduced from the gas supply pipe 7' for 5 minutes.
A silicon nitride film of 100 [nm] was deposited on the substrate after the ammonia treatment, and the adhesion between the polycarbonate material and the silicon nitride film was examined. The ammonia treatment method was the A-E method, and the subsequent nitride film deposition was commonly the E method. For evaluation of adhesion, the wafer after film deposition was tested for accelerated deterioration up to 6 ooo [hl] in an atmosphere of 60 [° C.] and 90 [%] RH, and peeling at that time was visually observed. Electron irradiation amount at peeling start time (D.

Eは常にO[A] )依存性の結果を図19に示す。E is always O[A]) The results of the dependence are shown in FIG.

この結果から、有機材であるポリカーボネイトと無機材
であるチッ化ケイ素の密着性は、正イオン処理(E)よ
りも負イオンを用いた処理の方が良<(A−D)、負イ
オンの生成量が多い程、すなわち、プラズマから単に負
イオンを引き出す従来方式(D)よりも、プラズマに電
子照射する方式の方(C)か、また、プラズマ閉じ込め
、そこより取り出した純ラジカル種に電子照射する方(
A。
From this result, the adhesion between polycarbonate, an organic material, and silicon nitride, an inorganic material, is better with treatment using negative ions than with treatment with positive ions (E) (A-D). In other words, the method that irradiates the plasma with electrons (C) is better than the conventional method that simply extracts negative ions from the plasma (D). The person irradiating (
A.

B)が著しく良くなることがわかる。この負イオンによ
る密着性の向上は、アンモニアの負イオンNHz−が、
ポリカーボネイトのカルボニル基を起こし、その結果、
表面改質がなされ、チッ化ケイ素と密着性が増す(−C
−NHz)、あるいは。
It can be seen that B) is significantly improved. This improvement in adhesion due to negative ions is due to the fact that ammonia negative ions NHz-
The carbonyl group of polycarbonate is raised, and as a result,
The surface is modified and its adhesion to silicon nitride increases (-C
-NHz), or.

(−C−O−)基の表面濃度が高まるためである。This is because the surface concentration of (-C-O-) groups increases.

このように、負イオンを用いると、基板上の正電位部と
なる分子中の原子等に選択的に効率良く反応が引き起こ
すことができ、有機材質の表面改質には著しい効果があ
る。
In this way, when negative ions are used, reactions can be selectively and efficiently induced in atoms in molecules that are at positive potential on the substrate, and this has a significant effect on surface modification of organic materials.

尚、本実施例において、チッ化ケイ素膜の堆積には、負
イオンを用いなかったが、もちろん、負イオンを用いて
直接チッ化ケイ素膜を堆積させても上記と同様の効果は
ある。
Although negative ions were not used to deposit the silicon nitride film in this example, the same effect as described above can be obtained even if the silicon nitride film is directly deposited using negative ions.

U工実施例1に示した本発明方式の負 イオン生成部と、従来よりの正イオン処理用のECRプ
ラズマ源(従来方式のグリッド14の印加電位が負とな
るもの)を組み合わせた装置を用い、反応ガスとして塩
素、CQzガスを用い、多結晶ケイ素のエツチングを行
った。使用した装置の主要部の模式図を第20図に示す
。本装置のプラズマ及びラジカル生成部1、電子照射部
2、グリッド14等の仕様は、実施例1に示したものと
同じである、基板18は、ECRプラズマ源1′からの
正イオン流と負イオン生成部2からの負イオン流に対し
、それぞれ、約45°の角度になるように設置されてお
り、基板ホルダ6′は、時計回りに1回71秒の速度で
回転する。被処理基板としては、直径100[nn]φ
のシリコンウェハ上に厚さ100[nmlの熱酸化膜を
形成した上に多結晶シリコンを500[nm]堆積させ
、レジストでパターニングしたものに、As及びBを領
域別に打ち込み、同一基板面上に、n型(AslX 1
0 ” [atoms/ cn? ] )及びP型(B
IXlozt[atoms/aJ]の多結晶領域を形成
した基板を用いた。導入マイクロ波はそれぞれのプラズ
マ及びラジカル生成部に300[W]導入し、CQzは
それぞれのガス供給管7を通して30 [m Q /n
+inl導入し、処理室3の圧力は1 [mTorr]
になるように排気した。ECRプラズマ源1′の方の磁
界分布は発散磁界とし、負イオン生成源1,2の方の磁
界分布はD方式とした。また、グリッド14及び14′
への印加電圧は、それぞれ、+50[V]、−20[V
]とした。この条件でエツチングした所、n型、及びP
型シリコンとも、エツチング速度がほぼ等速となった。
Using a device that combines the negative ion generation section of the present invention method shown in Example 1 of the U process and a conventional ECR plasma source for positive ion processing (conventional method in which the potential applied to the grid 14 is negative). Polycrystalline silicon was etched using chlorine and CQz gas as reaction gases. A schematic diagram of the main parts of the apparatus used is shown in FIG. The specifications of the plasma and radical generation section 1, electron irradiation section 2, grid 14, etc. of this device are the same as those shown in Example 1. The substrate holder 6' is installed at an angle of about 45 degrees with respect to the negative ion flow from the ion generating section 2, and rotates clockwise at a speed of 71 seconds. The substrate to be processed has a diameter of 100 [nn]φ
A thermal oxide film with a thickness of 100 nm was formed on a silicon wafer, and then polycrystalline silicon was deposited to a thickness of 500 nm, patterned with a resist, and As and B were implanted into each region on the same substrate surface. , n-type (AslX 1
0” [atoms/cn? ]) and P type (B
A substrate on which a polycrystalline region of IXlozt [atoms/aJ] was formed was used. The introduced microwave was introduced at 300 [W] into each plasma and radical generation section, and the CQz was introduced at 30 [m Q /n] through each gas supply pipe 7.
+ inl was introduced, and the pressure in the processing chamber 3 was 1 [mTorr]
I exhausted it so that it was. The magnetic field distribution for the ECR plasma source 1' was a divergent magnetic field, and the magnetic field distribution for the negative ion generation sources 1 and 2 was a D type. Also, the grids 14 and 14'
The voltages applied to are +50 [V] and -20 [V], respectively.
]. Etched under these conditions, n-type and P
The etching speed was almost constant for both the silicon mold and the silicon mold.

このように、負イオンによる処理と正イオンによる処理
を組み合わせると、電子濃度が異なる、あるいは添加不
純物が異なる材質でも同じ効率で処理できることがわか
る。
In this way, it can be seen that by combining treatment with negative ions and treatment with positive ions, materials with different electron concentrations or added impurities can be treated with the same efficiency.

去% RF放電を利用し、生成させたプラズマを電界で閉じ込
め、この領域から流れ出たラジカルにフィラメントを利
用して電子照射して負イオンを生成する装置を用い、5
iOz膜を300 [nml堆積させたシリコンウェハ
をエツチングし、5iOz膜のエツチング速度とシリコ
ン(多結晶シリコン、不純物添加なし)に対する選択比
(Sift膜のエツチング速度/多結晶シリコンのエツ
チング速度)を調べた。エツチングに使用した装置の主
要部を第21図に示す。装置は直径250[mmlφ。
Using a device that uses RF discharge to confine the generated plasma in an electric field and irradiates the radicals flowing out from this area with electrons using a filament to generate negative ions,
A silicon wafer on which 300 nm of iOz film was deposited was etched, and the etching rate of the 5iOz film and the selectivity to silicon (polycrystalline silicon, no impurity added) (etching rate of Sift film/etching rate of polycrystalline silicon) were investigated. Ta. FIG. 21 shows the main parts of the apparatus used for etching. The device has a diameter of 250 mmlφ.

長さ600[mlのSuS製で、内部に交周波(13,
56[:MHz] )印加用の電極19とアース電極2
0、電子照射用の、バイアス電位が印加できるフィラメ
ント21、基板18が保持する基板ホルダ6が設置され
、ガス供給管7,7′及び排気口8′が備えられている
。エツチングはガス供給管7,7′より、六フッ化イオ
ウ、SFeを30[m 11 / m1nl導入し、真
空容器内がL [Torrlになるように排気口8′を
通して排気し、RF波を300[W]印加して行なった
。尚、ガス流れを円滑にするため、電極19.20は、
径5[mm]φの穴が多数あるものを使用した。
It is made of SuS with a length of 600 [ml, and has an alternating frequency wave (13,
56[:MHz] ) voltage application electrode 19 and ground electrode 2
0, a filament 21 for electron irradiation to which a bias potential can be applied, a substrate holder 6 holding a substrate 18, and gas supply pipes 7, 7' and an exhaust port 8'. For etching, sulfur hexafluoride, SFe, is introduced at 30 [m11/ml1nl] through the gas supply pipes 7 and 7', and is evacuated through the exhaust port 8' so that the inside of the vacuum chamber becomes L [Torrl. [W] was applied. In addition, in order to smooth the gas flow, the electrodes 19 and 20 are
The one with many holes each having a diameter of 5 [mm]φ was used.

電子照射量としてフィラメントに流した電流値。The current value passed through the filament as the amount of electron irradiation.

グリッド電位、基板電位を異ならせてエツチングした結
果と、その条件を表1中の方式Iの欄に示す、この結果
より、電子照射量が多い程、また、基板にも電位をかけ
、負イオンを引き込む方が、エツチング速度及び選択性
が向上することがわかる。
The results and conditions of etching with different grid potentials and substrate potentials are shown in the Method I column of Table 1. From these results, the higher the amount of electron irradiation, and the higher the potential applied to the substrate, the more negative ions It can be seen that the etching speed and selectivity are improved by drawing in the etching rate and selectivity.

尚、SFaを用いた通常のりアクティブ・イオン・エツ
チングでは、選択比が1以下であることを考え合わせる
と、負イオンを用いたエツチングの方が、特性の優れた
エツチングであることがわかる。
In addition, considering that the selectivity ratio is less than 1 in normal adhesive active ion etching using SFa, it can be seen that etching using negative ions has better etching characteristics.

スコ飯fl工実施例11に示した装置を用い、RF印加
電極に、永久磁石22を設置し、マグネトロン共鳴を引
き起こさせるようにした装置(第22図)を用いてエツ
チングを行なった。他の条件は実施例11と同じくした
。エツチング結果と条件を表1中に方式■の欄に示す。
Etching was carried out using the apparatus shown in Example 11, in which a permanent magnet 22 was installed on the RF applying electrode to cause magnetron resonance (FIG. 22). Other conditions were the same as in Example 11. The etching results and conditions are shown in Table 1 in the column for method (■).

この結果と先の結果を比較して、マグネトロン共鳴を付
随した方が、ラジカルの生成量が増加するためのエツチ
ング速度も選択比も向上することがわかる。
Comparing this result with the previous result, it can be seen that the accompanying magnetron resonance improves the etching rate and selectivity due to the increased amount of radical production.

スコ鮫童LL」工直流アーク放電によりプラズマを生成
し、これを電界で基板側と反対側に閉じ込め、この領域
から流れ出たラジカルに電子照射する装置を用いて、5
if2膜をエツチングした。使用した装置の主要部を第
23図に示す。装置は、真空容器端に陰極23、陽極2
4を有し、両電極間が導入ガス供給系となっている6真
空容器内には、電位が印加できるフィラメント21、(
すなわち、プラズマの閉じ込め電界面をかねている)及
び基板ホルダ6を有している。エツチングは、電極23
と24の間に1000[V]印加して放電させた。使用
した基板、ガス流量、圧力等は実施例11と同じくした
。エツチング結果及び条件を表1の方式■の欄に示す。
Using a device that generates plasma by direct current arc discharge, confines it to the side opposite to the substrate side using an electric field, and irradiates the radicals flowing out from this area with electrons,
The if2 film was etched. Figure 23 shows the main parts of the equipment used. The device has a cathode 23 and an anode 2 at the end of the vacuum chamber.
A filament 21, to which a potential can be applied, is placed in the vacuum vessel 6, which has a gas supply system between the two electrodes.
That is, it has a substrate holder 6 (which also serves as a plasma confinement electric surface) and a substrate holder 6. Etching is performed on the electrode 23.
and 24, 1000 [V] was applied to cause discharge. The substrate used, gas flow rate, pressure, etc. were the same as in Example 11. The etching results and conditions are shown in the column ``Method'' in Table 1.

この結果から、電子照射量を多くし、負イオン量を多く
する程、エツチング速度及び選択比が向上することがわ
かる。
This result shows that the etching rate and selectivity improve as the amount of electron irradiation increases and the amount of negative ions increases.

速J飯夕LLAエガスの励起にuVランプを使用し、こ
れにより生じたラジカルに電子照射する装置を用いて、
SiO2膜をエツチングした。使用した装置の主要部を
第24図に示す。装置はuV光照射用の石英窓25、ガ
ス供給管7、排気口8を有したSuS製の真空容器と、
ガス励起用の高圧Hgランプ26、電位を印加できる電
子照射用のフィラメント21、また、基板を保持する基
板ホルダ6からなる。エツチングは、ランプを点灯後、
反応ガスをガス供給管7より導入して行なった。
A uV lamp is used to excite the LLA gas, and a device is used to irradiate the resulting radicals with electrons.
The SiO2 film was etched. Figure 24 shows the main parts of the equipment used. The device includes a vacuum container made of SuS having a quartz window 25 for UV light irradiation, a gas supply pipe 7, an exhaust port 8,
It consists of a high-pressure Hg lamp 26 for gas excitation, a filament 21 for electron irradiation to which a potential can be applied, and a substrate holder 6 for holding the substrate. For etching, after lighting the lamp,
The reaction gas was introduced through the gas supply pipe 7.

基板、ガス流量、圧力等の他の条件は実施例11と同じ
くした。
Other conditions such as substrate, gas flow rate, and pressure were the same as in Example 11.

エツチング結果と条件を表1の方式■の欄に示す。電子
照射がない時に全くエツチングされないことから、エツ
チングは、負イオンによることがわかる。
The etching results and conditions are shown in the column of method (■) in Table 1. The fact that no etching occurs when there is no electron irradiation indicates that the etching is caused by negative ions.

プu虹夕L[jエガスを励起するのにエキシマレーザを
用いた装置を用いて、5iOz膜をエツチングした。使
用した装置の主要部を第25図に示す。
A 5iOz film was etched using an apparatus that used an excimer laser to excite the gas. Figure 25 shows the main parts of the equipment used.

装置は、基本的には第24図の構成と同じであるが、励
起光としては、ArFのエキシマレーザ光27を使用し
、照射方向は基板に対し平行である。
The apparatus basically has the same configuration as that shown in FIG. 24, but ArF excimer laser light 27 is used as excitation light, and the irradiation direction is parallel to the substrate.

エツチング方法は実施例14に準じた。エツチング結果
及び条件を表1の方式■の欄に示す。先の結果と合わせ
ると、レーザ光を用いた方がラジカルの生成量が多くな
り、エツチング速度が向上していることがわかる。また
、電子照射量を増加させると、特にエツチング速度が大
きくなることがわかる。
The etching method was the same as in Example 14. The etching results and conditions are shown in the column ``Method'' in Table 1. Combined with the previous results, it can be seen that the use of laser light produces more radicals and improves the etching speed. It can also be seen that when the electron irradiation amount is increased, the etching rate increases in particular.

去]111」エガスの励起に熱照射あるいは熱解離を利
用し、これにより生じたラジカルに電子照射する装置を
用いて、SiO2膜をエツチングした。使用した装置の
主要部を第26図に示す。装置はガスを加熱するヒータ
28を巻いた石英管29、ガス供給管7、排気口8を有
したSuS製の真空容器と、電位が印加できるフィラメ
ント21、負イオン加速用のグリッド30、及び電位が
印加できる基板ホルダ6より成る。エツチングはヒータ
28に通電後、石英管28が1000 [’C]になっ
た後、反応ガスをガス供給管7より導入して行なった。
[111] The SiO2 film was etched using a device that utilized thermal irradiation or thermal dissociation to excite the gas and irradiated the resulting radicals with electrons. Figure 26 shows the main parts of the equipment used. The device includes a quartz tube 29 wrapped around a heater 28 for heating gas, a gas supply pipe 7, a vacuum vessel made of SuS having an exhaust port 8, a filament 21 to which a potential can be applied, a grid 30 for accelerating negative ions, and a It consists of a substrate holder 6 to which a voltage can be applied. Etching was carried out by introducing a reaction gas through the gas supply pipe 7 after the heater 28 was energized and the temperature of the quartz tube 28 reached 1000 ['C].

基板、ガス流量、圧力等の他の条件は実施例11に準じ
た。エツチング結果と条件を表1の方式■の欄に示す0
選択比には大きな差が見られないものの、エツチング速
度は電子照射量が多い程、また負イオンの基板方向への
速度を高める程、大きくなることがわかる。
Other conditions such as substrate, gas flow rate, pressure, etc. were the same as in Example 11. The etching results and conditions are shown in the method ■ column of Table 1.
Although there is no significant difference in selectivity, it can be seen that the etching rate increases as the amount of electron irradiation increases and as the velocity of negative ions toward the substrate increases.

尚、実施例11から16まで、5ift膜のエツチング
結果のみ取り上げたが、他にA Q 、5iaNa膜等
のエツチングにおいても、正イオン処理では見られない
特性があった。また、5iOz、5iC1多結晶シリコ
ン、アモルファスシリコンの堆積においては、緻密性や
電気特性の向上が見られ、その向上の程度は、電子照射
量が多い程、顕著であった。
In Examples 11 to 16, only the etching results of the 5ift film were discussed, but there were also characteristics not seen in positive ion treatment when etching other films such as A Q and 5iaNa films. Furthermore, in the deposition of 5iOz, 5iC1 polycrystalline silicon, and amorphous silicon, improvements in density and electrical properties were observed, and the degree of improvement was more remarkable as the amount of electron irradiation increased.

以上、本実施例によれば、プラズマから単に負イオンを
引き出す従来方式よりも、プラズマに電子照射する方式
の方が、また、プラズマを閉じ込め、そこより取り出し
た純ラジカル種に電子照射する方式の方が、負イオンの
生成量が著しく増加される効果があり、また、その負イ
オン濃度が高い程、負イオン処理、例えば正電位材、電
子濃度が低い材質のもの、正電位原子部があるいは、正
イオンの集合体である金属、絶縁材、が選択的に効率良
くエツチングできる、あるいは、負イオン処理される。
As described above, according to this example, the method of irradiating the plasma with electrons is better than the conventional method of simply extracting negative ions from the plasma. This has the effect of significantly increasing the amount of negative ions produced, and the higher the negative ion concentration, the more negative ion treatment, such as positive potential materials, materials with low electron concentration, positive potential atomic parts, or , metals and insulating materials that are aggregates of positive ions can be selectively and efficiently etched or treated with negative ions.

及び、膜形成や表面改質がなされる効果がある。また、
正イオン処理と組み合わせると、正、負イオンの特性を
保持した、例えば、電子濃度が高い材質と濃度が低い材
質を同じ効率で処理できる効果がある。
Also, there is an effect of film formation and surface modification. Also,
When combined with positive ion treatment, it is possible to treat materials with high electron concentration and materials with low electron concentration with the same efficiency while maintaining the characteristics of positive and negative ions.

(発明の効果〕 本発明によれば、負イオンが効率良く生成され、また、
正イオンを含まない処理が可能となるため、従来では、
効率良く及び選択性良く処理できなかった0例えば、P
型半導体、シリコン上の酸化ケイ素膿、酸化ケイ素上の
AQ、あるいは単結晶上の多結晶シリコン等がエツチン
グできるため、VLSI等においては、P型ゲート、エ
ミッタ引き出し電極等の形成が可能となる、また、層間
絶 。
(Effects of the Invention) According to the present invention, negative ions are efficiently generated, and
Conventionally, it is possible to perform treatment that does not contain positive ions.
0 that could not be treated efficiently and with good selectivity, for example, P
type semiconductor, silicon oxide on silicon, AQ on silicon oxide, polycrystalline silicon on single crystal, etc., so it is possible to form P-type gates, emitter extraction electrodes, etc. in VLSI etc. Also, interlayer separation.

縁膜上のAQ配線パターンが容易に形成される等の効果
があり、また、シリコン酸化膜等が容易に形成されるた
めTPTの高品質のゲート膜が形成されるなどの高特性
エレクトロニクスデバイス製造が可能となる効果がある
。また、プラスチック基板の表面改質や1.密着性の優
れた無機材の堆積が可能となるため、耐久性の優れた光
ディスク等の製造が可能となる効果がある。また、純度
の高い負イオン生成が可能となるので、気相中で、正。
There are effects such as the easy formation of AQ wiring patterns on the edge film, and the easy formation of silicon oxide films, etc., making it possible to form high quality gate films for TPT. This has the effect of making it possible. In addition, surface modification of plastic substrates and 1. Since it is possible to deposit an inorganic material with excellent adhesion, it is possible to manufacture optical discs and the like with excellent durability. In addition, it is possible to generate highly pure negative ions, so positive ions can be generated in the gas phase.

負イオン反応を制御できる効果がある。It has the effect of controlling negative ion reactions.

また、光励起エツチング等、主成分がラジカルであった
エツチングにおいて、励起位置と基板の間に電子照射用
の、例えばフィラメントを設置し、基板側に正電位傾勾
をもたせるだけで、負イオンが生成するため、該負イオ
ンによる基板への垂直入射により、従来では、困難であ
った異方性エツチングが可能となり、従来のラジカルエ
ツチング方式と組み合わせても、特性の優れたエツチン
グが可能となる効果がある。
In addition, in etching where the main component is radical, such as photo-excited etching, negative ions can be generated by simply installing a filament for electron irradiation between the excitation position and the substrate and creating a positive potential gradient on the substrate side. Therefore, the perpendicular incidence of the negative ions onto the substrate makes it possible to perform anisotropic etching, which was difficult in the past, and even when combined with the conventional radical etching method, it has the effect of making it possible to perform etching with excellent characteristics. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一形態である負イオン生成及び基板処
理装置の主要部を示す図、第2図は従来方式の基板処理
装置の主要部を示す図、第3図は実験に使用した磁界密
度分布図、第4図、第5図は負イオン電流の陰極管電流
、グリッド電圧依存性を示す図、第6図、第7図、第8
図は多結晶シリコンのエツチング速度の不純物濃度、陰
極管電流、グリッド電圧依存性を示す図、第9図、第1
0図は5iOz膜のエツチング速度と選択比の陰極電流
依存性を示す図、第11図〜第14図はAQのエツチン
グ量の時間依存性、エツチング速度の陰極管電流依存性
1選択比の陰極管電流依存性、エツチング速度のグリッ
ド電圧依存性を示す図、第15図は多結晶シリコンと単
結晶シリコンのエツチング速度の陰極管電流依存性を示
す図、第16図、第17図はシリコンの酸化及びチッ化
速度の時間依存性を示す図、第18図、第19図はポリ
カーボネイト上に堆積させたチッ化シリコン膜のはがれ
開始時間の陰極管電流依存性を示す図、第20図は正、
負イオン処理を同時に行なう基板処理装置の主要部を示
す図、第21図〜第26図は本発明の一形態である負イ
オン生成及び基板処理装置の主要部を示した図である。 1・・・プラズマ及びラジカル生成室、2・・・負イオ
ン生成室、3・・・処理室、6・・・基板ホルダ、7.
7’・・・ガス供給管、8,8′・・・排気口、9・・
・マイクロ波、10・・・ECR用磁界コイル、11.
12・・・制御磁界コイル、13・・・電子照射機、1
4.14’・・・グリッド、15・・・ECR面、16
・・・反転磁界面、17・・・負イオン流、18・・・
基板、19・・・RF印加電極、20・・・アース電極
、21・・・フィラメント、22・・・永久磁石、23
・・・陰極、24・・・陽極、26・・・uVランプ、
27・・・レーザ光、28・・・ヒータ、29・・・石
英管、A、A’・・・一部反転磁界分布、B・・・一部
ミラー型磁界分布、C・・・発散磁界分布、D・・・従
来方式、E・・・正イオン処理、Vs・・・基板印加μ
識−りへ宵カ゛輸π解(、ユ 第4.口       躬5ω 第らの マ   第90        第11+口′l?j&
’r’lj;t CA )            7
フyF’t(i (VJS 4z+口
Figure 1 is a diagram showing the main parts of a negative ion generation and substrate processing apparatus that is one form of the present invention, Figure 2 is a diagram showing the main parts of a conventional substrate processing apparatus, and Figure 3 is a diagram showing the main parts of a conventional substrate processing apparatus. Magnetic field density distribution diagrams, Figures 4 and 5 are diagrams showing the dependence of negative ion current on cathode tube current and grid voltage, Figures 6, 7, and 8.
The figures show the dependence of polycrystalline silicon etching rate on impurity concentration, cathode tube current, and grid voltage.
Figure 0 shows the cathode current dependence of the etching rate and selectivity of a 5iOz film, and Figures 11 to 14 show the time dependence of the etching amount of AQ and the cathode current dependence of the etching rate for a cathode with a selectivity of 1. Figure 15 shows the dependence of the etching rate on the cathode tube current for polycrystalline silicon and single crystal silicon. Figures 16 and 17 show the dependence of the etching rate on the cathode tube current for silicon. Figures 18 and 19 show the time dependence of oxidation and nitriding rates; Figures 18 and 19 are diagrams showing the cathode lamp current dependence of the peeling start time of a silicon nitride film deposited on polycarbonate; Figure 20 shows the time dependence of the nitridation rate; ,
FIGS. 21 to 26 are diagrams showing the main parts of a substrate processing apparatus that simultaneously performs negative ion processing. FIGS. 1... Plasma and radical generation chamber, 2... Negative ion generation chamber, 3... Processing chamber, 6... Substrate holder, 7.
7'...Gas supply pipe, 8,8'...Exhaust port, 9...
・Microwave, 10...Magnetic field coil for ECR, 11.
12... Control magnetic field coil, 13... Electron irradiator, 1
4.14'...Grid, 15...ECR surface, 16
... Reversal magnetic interface, 17... Negative ion flow, 18...
Substrate, 19... RF application electrode, 20... Earth electrode, 21... Filament, 22... Permanent magnet, 23
... cathode, 24 ... anode, 26 ... uV lamp,
27... Laser light, 28... Heater, 29... Quartz tube, A, A'... Partially reversed magnetic field distribution, B... Partially mirror type magnetic field distribution, C... Diverging magnetic field Distribution, D...Conventional method, E...Positive ion treatment, Vs...Substrate application μ
Towards the end of the evening, the translation is solved (, U 4th.
'r'lj;t CA ) 7
FuyF't(i (VJS 4z+mouth

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、不対電子を有した原子、分子を選択的に生成あるい
は取り出し、該粒子に電子を供与することで負イオンを
生成させることを特徴とした負イオン生成方式。 2、上記不対電子を有した原子、分子は、熱励起あるい
は光励起したガス、あるいはプラズマ中から引き出した
ラジカル種であることを特徴とした特許請求の範囲第1
項記載の負イオン生成方式。 3、上記不対電子を有した原子、分子は、高周波及び直
流放電及びこれを利用して生成させたプラズマから引き
出したことを特徴とした特許請求の範囲第1項または第
2項記載の負イオン生成方式。 4、上記不対電子を有した原子、分子は、電子サイクロ
トロン共鳴を利用して生成させたプラズマを磁界により
閉じ込め、該閉じ込め領域から拡散あるいはガス流れを
利用して取り出したラジカル種であることを特徴とした
特許請求の範囲第1項乃至第3項に記載の負イオン生成
方式。 5、上記不対電子を有した原子、分子は、ガス相の原子
、分子に、イオン化させない波長を主成分とした光を照
射すること、あるいは、熱照射及び熱解離させることで
生成させることを特徴とした特許請求の範囲第1項また
は第2項に記載の負イオン生成方式。 6、プラズマを閉じ込めるのに、反転磁界あるいはミラ
ー磁界を用いることを特徴とした特許請求の範囲第3項
または第4項記載の負イオン生成方式。 7、プラズマを閉じ込めるのに、正電位を印加したグリ
ッドを用いることを特徴とした特許請求の範囲第3項ま
たは第4項記載の負イオン生成方式。 8、プラズマの生成、あるいは、ガスを励起する装置に
、電子を照射する機器を付随させた装置を用いることを
特徴とした特許請求の範囲第1項乃至第7項記載の負イ
オン生成方式。 9、不対電子を有した原子、分子の生成領域あるいは、
該粒子の引き出し領域に続く電子照射部の下流側に、正
電位を印加できる電極を有した装置を用いることを特徴
とした特許請求の範囲第1項乃至第8項に記載の負イオ
ン生成方式。 10、特許請求の範囲第1項乃至第9項に記載の負イオ
ン生成方式を用いることを特徴とした基板処理方式。 11、荷電粒子として負イオンを主成分とした粒子を用
い、被処理基板上の正電位部材、正電位粒子、正イオン
、正電位原子、電子の低濃度材あるいは、非導電材に選
択的に反応を起こさせることを特徴とした基板処理方式
。 12、被処理基板上の正電位部材、正電位粒子、正イオ
ン、正電位原子、電子の低濃度材の部分を選択的にエッ
チングすることを特徴とした特許請求の範囲第10項ま
たは第11項記載の基板処理方式。 13、被処理基板上の非導電材を選択的にエッチングす
ることを特徴とした特許請求の範囲第10項または第1
1項記載の基板処理方式。 14、被処理基板上の金属材を選択的にエッチングする
ことを特徴とした特許請求の範囲第10項または第11
項記載の基板処理方式。 15、被処理基板上の正電位原子に求核反応あるいは置
換反応を引き起こさせることを特徴とした特許請求の範
囲第10項または第11項記載の基板処理方式。 16、被処理基板上の有機材あるいは有機基板上のカル
ボニル基、カルボキシル基、に求核反応を引き起こさせ
て基板上の表面改質を行なうことを特徴とした特許請求
の範囲第10項、第11項または第15項記載の基板処
理方式。 17、被処理基板材を酸素の負イオンを用いて、酸化あ
るいは酸化膜を形成することを特徴とした特許請求の範
囲第10項または第11項記載の基板処理方式。 18、被処理基板材をチッ素の負イオンを用いてチッ化
あるいはチッ化膜の形成することを特徴とした特許請求
の範囲第10項または第11項記載の基板処理方式。 19、負イオンを用いて、堆積膜を形成することを特徴
とした特許請求の範囲第10項または第11項記載の基
板処理方式。 20、負イオンを用いた処理と正イオンを用いた処理を
組み合わせたことを特徴とした基板処理方式。 21、被処理基板材表面を負イオンを用いて改質させた
後、同一装置内で続けて、膜堆積を行なうことを特徴と
した基板処理方式。
[Scope of Claims] 1. A negative ion generation method characterized by selectively generating or extracting atoms or molecules having unpaired electrons and donating electrons to the particles to generate negative ions. 2. Claim 1, characterized in that the atoms and molecules having unpaired electrons are radical species extracted from thermally or optically excited gas or plasma.
Negative ion generation method described in section. 3. The negative aspect of claim 1 or 2, wherein the atoms and molecules having unpaired electrons are extracted from high frequency and direct current discharge and plasma generated using the same. Ion generation method. 4. The atoms and molecules with unpaired electrons mentioned above are radical species that are extracted from the confined region by diffusion or gas flow when plasma generated using electron cyclotron resonance is confined by a magnetic field. A negative ion generation method according to claims 1 to 3 characterized in that: 5. Atoms and molecules with unpaired electrons mentioned above can be generated by irradiating atoms and molecules in the gas phase with light whose main component is a wavelength that does not cause ionization, or by thermal irradiation and thermal dissociation. A negative ion generation method according to claim 1 or 2 characterized by: 6. The negative ion generation system according to claim 3 or 4, characterized in that a reversal magnetic field or a mirror magnetic field is used to confine the plasma. 7. The negative ion generation system according to claim 3 or 4, characterized in that a grid to which a positive potential is applied is used to confine the plasma. 8. The negative ion generation method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a device for generating plasma or exciting gas is accompanied by a device for irradiating electrons. 9. Generation region of atoms and molecules with unpaired electrons, or
The negative ion generation method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a device having an electrode capable of applying a positive potential is used downstream of the electron irradiation section following the particle extraction region. . 10. A substrate processing method characterized by using the negative ion generation method according to claims 1 to 9. 11. Using particles mainly composed of negative ions as charged particles, selectively apply them to positive potential members, positive potential particles, positive ions, positive potential atoms, low concentration materials of electrons, or non-conductive materials on the substrate to be processed. A substrate processing method characterized by causing a reaction. 12. Claims 10 or 11, characterized in that a portion of a positive potential member, positive potential particle, positive ion, positive potential atom, or low concentration material of electrons on the substrate to be processed is selectively etched. Substrate processing method described in section. 13. Claim 10 or 1, characterized in that a non-conductive material on a substrate to be processed is selectively etched.
Substrate processing method described in item 1. 14. Claim 10 or 11, characterized in that the metal material on the substrate to be processed is selectively etched.
Substrate processing method described in section. 15. The substrate processing method according to claim 10 or 11, characterized in that a nucleophilic reaction or a substitution reaction is caused in positively potential atoms on the substrate to be processed. 16. Claims 10 and 10, characterized in that the surface of the substrate is modified by causing a nucleophilic reaction in the organic material on the substrate to be processed or in the carbonyl group or carboxyl group on the organic substrate. The substrate processing method according to item 11 or 15. 17. The substrate processing method according to claim 10 or 11, wherein the substrate material to be processed is oxidized or an oxide film is formed using negative oxygen ions. 18. A substrate processing method according to claim 10 or 11, characterized in that the substrate material to be processed is nitrided or a nitride film is formed using negative ions of nitrogen. 19. The substrate processing method according to claim 10 or 11, wherein the deposited film is formed using negative ions. 20. A substrate processing method characterized by combining processing using negative ions and processing using positive ions. 21. A substrate processing method characterized by modifying the surface of a substrate material to be processed using negative ions, and then continuously depositing a film in the same apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0525645A (en) * 1991-01-30 1993-02-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Plasma treating device
JPH05109675A (en) * 1991-10-14 1993-04-30 Nec Corp Method and system for electron beam excitation dry etching
JP2005002468A (en) * 2003-04-28 2005-01-06 Air Products & Chemicals Inc Method and apparatus for removing metal oxide from substrate surface

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