JPH06124797A - Ｅｃｒプラズマ加工方法 - Google Patents
Ｅｃｒプラズマ加工方法Info
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- JPH06124797A JPH06124797A JP4272046A JP27204692A JPH06124797A JP H06124797 A JPH06124797 A JP H06124797A JP 4272046 A JP4272046 A JP 4272046A JP 27204692 A JP27204692 A JP 27204692A JP H06124797 A JPH06124797 A JP H06124797A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）現象を利
用したプラズマ加工により高精度のエッチング、コーテ
ィングをすることを目的とする。 【構成】 マイクロ波の進行方向と平行もしくは垂直又
は平行と垂直に磁界（必要によりパルス電圧を印加）を
与えて生じるＥＣＲ現象を利用したＥＣＲプラズマ加工
方法において、イオン集束用として回転磁界にパルス電
圧を与え、ついで偏向板にもパルス電圧を与え、さらに
プラズマ中に加速用パルス電圧を印加することを特徴と
する方法である。
用したプラズマ加工により高精度のエッチング、コーテ
ィングをすることを目的とする。 【構成】 マイクロ波の進行方向と平行もしくは垂直又
は平行と垂直に磁界（必要によりパルス電圧を印加）を
与えて生じるＥＣＲ現象を利用したＥＣＲプラズマ加工
方法において、イオン集束用として回転磁界にパルス電
圧を与え、ついで偏向板にもパルス電圧を与え、さらに
プラズマ中に加速用パルス電圧を印加することを特徴と
する方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチング、コーティ
ングに利用する高精度ＥＣＲプラズマ加工方法に関す
る。
ングに利用する高精度ＥＣＲプラズマ加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のＥＣＲプラズマ加工方法は、０．
０８７５Ｔの一定磁界による電子サイクロトロン共鳴を
利用し、イオン散乱現象をエッチングやコーティングに
利用するものである。
０８７５Ｔの一定磁界による電子サイクロトロン共鳴を
利用し、イオン散乱現象をエッチングやコーティングに
利用するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＥＣＲプラズマ
加工方法では、一定磁界のみのため、イオン旋回流が速
く、イオンが散乱し、図３に示すようにイオン流の試料
中における回り込み角θが大きくなって異方性処理が困
難となり、さらに連続照射のため、蒸気によって空洞泡
を発生したり、周囲は広い範囲に加熱され、加工形状精
度に問題があった。
加工方法では、一定磁界のみのため、イオン旋回流が速
く、イオンが散乱し、図３に示すようにイオン流の試料
中における回り込み角θが大きくなって異方性処理が困
難となり、さらに連続照射のため、蒸気によって空洞泡
を発生したり、周囲は広い範囲に加熱され、加工形状精
度に問題があった。
【０００４】そこで本発明ではＥＣＲプラズマ加工にお
いて高精度加工を可能にするものである。
いて高精度加工を可能にするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波の
進行方向と平行もしくは垂直又は平行と垂直に磁界を与
えて生じる電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）現象を利
用したＥＣＲプラズマ加工方法において、イオン集束用
として回転磁界にパルス電圧を与えてイオン流を集束
し、ついで偏向板にもパルス電圧を与え、さらにプラズ
マ中に加速用パルス電圧を印加するＥＣＲプラズマ加工
方法である。又、マイクロ波の進行方向と平行もしくは
垂直又は平行と垂直に与える磁界にもパルス電圧を印加
するとよい。上記回転磁界に与えるパルス電圧は、０．
０１〜５００ｍｓの範囲のパルス時間のみ加えると良
く、さらにプラズマ中に陽極と被加工材の陰極の両極間
にパルス電界を与えることにより、さらにはマイクロ波
の進行方向と平行もしくは垂直又は平行と垂直に与える
磁界にもパルス電圧を与えることにより、被加工材の急
峻な温度勾配をもつことになり、高精度の加工ができ
る。
進行方向と平行もしくは垂直又は平行と垂直に磁界を与
えて生じる電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）現象を利
用したＥＣＲプラズマ加工方法において、イオン集束用
として回転磁界にパルス電圧を与えてイオン流を集束
し、ついで偏向板にもパルス電圧を与え、さらにプラズ
マ中に加速用パルス電圧を印加するＥＣＲプラズマ加工
方法である。又、マイクロ波の進行方向と平行もしくは
垂直又は平行と垂直に与える磁界にもパルス電圧を印加
するとよい。上記回転磁界に与えるパルス電圧は、０．
０１〜５００ｍｓの範囲のパルス時間のみ加えると良
く、さらにプラズマ中に陽極と被加工材の陰極の両極間
にパルス電界を与えることにより、さらにはマイクロ波
の進行方向と平行もしくは垂直又は平行と垂直に与える
磁界にもパルス電圧を与えることにより、被加工材の急
峻な温度勾配をもつことになり、高精度の加工ができ
る。
【０００６】又、上記において回転磁界とは図２に示す
如く、鉄心にコイルを別々に巻いておき、各コイル端子
にパルス電圧を印加することによって発生させる。図２
の場合は、コイル１つおきの４個に同時にパルス電流を
流し、次に残りの４個にパルス電流を流すことによっ
て、イオン流はフレミングの左手の法則にしたがって集
束し、イオン流が通過する穴の中心部分に収束されイオ
ン散乱が少くなって高精度加工が可能となる。
如く、鉄心にコイルを別々に巻いておき、各コイル端子
にパルス電圧を印加することによって発生させる。図２
の場合は、コイル１つおきの４個に同時にパルス電流を
流し、次に残りの４個にパルス電流を流すことによっ
て、イオン流はフレミングの左手の法則にしたがって集
束し、イオン流が通過する穴の中心部分に収束されイオ
ン散乱が少くなって高精度加工が可能となる。
【０００７】偏向板は集束用電磁レンズ中央より試料面
に向ったイオンビーム速度をさらに高速とすることによ
りエッチング加工速度を速くする。又、コーテイング速
度を速くする効果があり、しかもイオンビームを絞るこ
とにより加工精度を高める効果がある。
に向ったイオンビーム速度をさらに高速とすることによ
りエッチング加工速度を速くする。又、コーテイング速
度を速くする効果があり、しかもイオンビームを絞るこ
とにより加工精度を高める効果がある。
【０００８】
【実施例】実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】図１において、１は被加工材で、２は被加
工材受台で陰極でもある。３は偏向板電極で、４はイオ
ン流集束用回転磁界発生装置である。５はマイクロ波の
進行方向に平行な磁界を発生させるコイル、６はヨー
ク、７はイオン源においてマイクロ波の進行方向に垂直
な一定磁界を発生させるコイル、８はイオン源であり、
９は冷却水排出口、１０は２．４５ＧＨｚのマイクロ波
の進行方向を示す。１１は反応ガス導入口で、１２は冷
却水供給口である。１３はパルス電源、１４と１５は抵
抗器である。そして所望に応じて、コイル５，７および
回転磁界発生装置４、偏向板電極３にパルス電圧を印加
する。
工材受台で陰極でもある。３は偏向板電極で、４はイオ
ン流集束用回転磁界発生装置である。５はマイクロ波の
進行方向に平行な磁界を発生させるコイル、６はヨー
ク、７はイオン源においてマイクロ波の進行方向に垂直
な一定磁界を発生させるコイル、８はイオン源であり、
９は冷却水排出口、１０は２．４５ＧＨｚのマイクロ波
の進行方向を示す。１１は反応ガス導入口で、１２は冷
却水供給口である。１３はパルス電源、１４と１５は抵
抗器である。そして所望に応じて、コイル５，７および
回転磁界発生装置４、偏向板電極３にパルス電圧を印加
する。
【００１０】次に具体的な加工例について説明する。
【００１１】例えばＳｉＯ2を被加工材１とした場合、
エッチングガスとして、ＣＦ4＋２０％Ｈ2を反応ガス導
入口１１より流し、雰囲気を０．０５Ｔｏｒｒとした。
コイル５に一定電圧を印加し、マイクロ波の進行方向と
平行方向に平均磁界０．０８７５Ｔなる磁界を与えた。
更にイオン集束用として回転磁界発生装置４にパルス電
圧を与え、しかも偏向板３にもパルス電圧を印加した。
その上、プラズマ中に陽極と被加工体を陰極としてパル
ス電圧を印加し、加工を行った。その結果、表１に示す
ようにエッチング速度０．３３μ／ｍｉｎの高速で従来
の６倍以上のエッチング速度が得られ、回り込み角１３
°に対して０．９°であり良好な加工形状精度である。
エッチングガスとして、ＣＦ4＋２０％Ｈ2を反応ガス導
入口１１より流し、雰囲気を０．０５Ｔｏｒｒとした。
コイル５に一定電圧を印加し、マイクロ波の進行方向と
平行方向に平均磁界０．０８７５Ｔなる磁界を与えた。
更にイオン集束用として回転磁界発生装置４にパルス電
圧を与え、しかも偏向板３にもパルス電圧を印加した。
その上、プラズマ中に陽極と被加工体を陰極としてパル
ス電圧を印加し、加工を行った。その結果、表１に示す
ようにエッチング速度０．３３μ／ｍｉｎの高速で従来
の６倍以上のエッチング速度が得られ、回り込み角１３
°に対して０．９°であり良好な加工形状精度である。
【００１２】
【表１】
【００１３】次に同一条件で、ただマイクロ波の進行方
向と垂直方向に平均磁界０．０８７５Ｔなる磁界を与え
た場合、表２に示すごとく、エッチング速度は平行に比
べてやや遅いが回り込み角は０．７°と良好となる。
向と垂直方向に平均磁界０．０８７５Ｔなる磁界を与え
た場合、表２に示すごとく、エッチング速度は平行に比
べてやや遅いが回り込み角は０．７°と良好となる。
【００１４】これは垂直方向の場合イオン速度が遅いた
めであるがイオンの散乱が少ないことで回り込み角が良
好である。
めであるがイオンの散乱が少ないことで回り込み角が良
好である。
【００１５】
【表２】
【００１６】そこで更に同一な条件であるが、ただ、コ
イル５に電圧を印加しマイクロ波の進行方向と平行方向
に平均磁界０．０８７５Ｔとなる磁界を与え、さらにイ
オン濃度を高め、イオン温度を低温化させるための閉じ
込め磁場としてコイル７に電圧を印加して、マイクロ波
の進行方向と垂直方向に０．０８７５Ｔの磁界を与え
た。そしてイオン集束用として回転磁界発生装置４にパ
ルス電圧を与え、ついで偏向板３にもパルス電圧を与え
て、プラズマ中に陽極、被加工材を陰極としてパルス電
圧を印加し、被加工材１に急峻な温度勾配をもつような
加工を行った。
イル５に電圧を印加しマイクロ波の進行方向と平行方向
に平均磁界０．０８７５Ｔとなる磁界を与え、さらにイ
オン濃度を高め、イオン温度を低温化させるための閉じ
込め磁場としてコイル７に電圧を印加して、マイクロ波
の進行方向と垂直方向に０．０８７５Ｔの磁界を与え
た。そしてイオン集束用として回転磁界発生装置４にパ
ルス電圧を与え、ついで偏向板３にもパルス電圧を与え
て、プラズマ中に陽極、被加工材を陰極としてパルス電
圧を印加し、被加工材１に急峻な温度勾配をもつような
加工を行った。
【００１７】その結果、表３に示すように最高０．４５
μ／ｍｉｎの高速エッチングを行うことができ、従来の
９倍のエッチング速度が得られた。従来の回り込み角１
３°に対して０．６°であり、極めて良好な加工形状精
度である。
μ／ｍｉｎの高速エッチングを行うことができ、従来の
９倍のエッチング速度が得られた。従来の回り込み角１
３°に対して０．６°であり、極めて良好な加工形状精
度である。
【００１８】
【表３】
【００１９】又、被加工材としてＡｌ2Ｏ3についてもプ
ラズマ加工した結果、表４に示す如く、イオン断続照射
効果が得られ、回り込み角が小さいことがわかった。
ラズマ加工した結果、表４に示す如く、イオン断続照射
効果が得られ、回り込み角が小さいことがわかった。
【００２０】
【表４】
【００２１】次に、Ｓｉを被加工材としてＡｌの薄膜抵
抗体コーティングテストを行った。ガスとしてＡｌ（Ｃ
2Ｈ5）2を流し、１Ｔｏｒｒの雰囲気中でコーティング
処理を行った。電子サイクロトロン共鳴現象を生じさせ
るため、０．０８７５Ｔの磁界を与えた。回転磁界用と
して１．７Ｔの平均磁界を与えてコーティングを行っ
た。結果を表５に示す。
抗体コーティングテストを行った。ガスとしてＡｌ（Ｃ
2Ｈ5）2を流し、１Ｔｏｒｒの雰囲気中でコーティング
処理を行った。電子サイクロトロン共鳴現象を生じさせ
るため、０．０８７５Ｔの磁界を与えた。回転磁界用と
して１．７Ｔの平均磁界を与えてコーティングを行っ
た。結果を表５に示す。
【００２２】
【表５】
【００２３】パルス電界を印加することにより、例えば
ＶPは１０００Ｖ、τonが０．００５ｍｓの場合、被覆
速度は４μｍ／ｍｉｎ、面精度は０．０７５μＨｍａ
ｘ、厚み差は０．０２７μｍ／ｍｍ2であって極めて均
一であった。
ＶPは１０００Ｖ、τonが０．００５ｍｓの場合、被覆
速度は４μｍ／ｍｉｎ、面精度は０．０７５μＨｍａ
ｘ、厚み差は０．０２７μｍ／ｍｍ2であって極めて均
一であった。
【００２４】さらに上記ＳｉＯ2の例において、マイク
ロ波の進行方向と平行もしくは垂直又は平行と垂直方向
にパルス磁界を与えて、平均磁界０．０８７５Ｔとした
場合の試験結果を表６，７，８として示す。
ロ波の進行方向と平行もしくは垂直又は平行と垂直方向
にパルス磁界を与えて、平均磁界０．０８７５Ｔとした
場合の試験結果を表６，７，８として示す。
【００２５】
【表６】
【００２６】
【表７】
【００２７】
【表８】
【００２８】表８の処理条件において被処理材をＡｌ2
Ｏ3とした場合の処理結果は表９に示すごとくエッチン
グ速度が１０倍近い速度でエッチング加工ができ、回り
込みも極めて良好な結果となった。
Ｏ3とした場合の処理結果は表９に示すごとくエッチン
グ速度が１０倍近い速度でエッチング加工ができ、回り
込みも極めて良好な結果となった。
【００２９】
【表９】
【００３０】同一条件でＡｌのコーティングを行なった
ところ被覆速度が６．２μｍ／ｍｉｎとなり、面粗度、
厚み差も表１０に示すごとく優れた結果が得られてい
る。
ところ被覆速度が６．２μｍ／ｍｉｎとなり、面粗度、
厚み差も表１０に示すごとく優れた結果が得られてい
る。
【００３１】
【表１０】
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、回転磁界発生装置にパ
ルス電流を流して、パルス磁界を与え、さらに偏向板電
極にもパルス電圧を印加し、さらに被加工材を陰極とし
て高電圧パルス電界を印加し、又、場合によってはマイ
クロ波の進行方向と平行もしくは垂直にパルス電圧を印
加することで、高異方性エッチング並びにコーティング
処理を行うことができる。
ルス電流を流して、パルス磁界を与え、さらに偏向板電
極にもパルス電圧を印加し、さらに被加工材を陰極とし
て高電圧パルス電界を印加し、又、場合によってはマイ
クロ波の進行方向と平行もしくは垂直にパルス電圧を印
加することで、高異方性エッチング並びにコーティング
処理を行うことができる。
【図１】本発明の実施例の説明図である。
【図２】本発明に用いる回転磁界発生装置の説明図であ
る。
る。
【図３】プラズマ加工による回り込み角の説明図であ
る。
る。
１ 被加工材 ２ 被加工材受台 ３ 偏向板電極 ４ 集束用電磁レンズ ５ コイル ６ ヨーク ７ コイル ８ イオン源 ９ 冷却水排出口 １０ マイクロ波進行方向 １１ 反応ガス導入口 １２ 冷却水供給口 １３ パルス電源 １４ 抵抗器 １５ 抵抗器
フロントページの続き (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町４丁目２番３号 (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市浜崎１丁目９番地の３−205
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波の進行方向と平行もしくは垂
直又は平行と垂直に磁界を与えて生じる電子サイクロト
ロン共鳴（ＥＣＲ）現象を利用したＥＣＲプラズマ加工
方法において、イオン集束用として回転磁界にパルス電
圧を与えてイオン流を集束し、ついで偏向板にもパルス
電圧を与え、さらにプラズマ中に加速用パルス電圧を印
加することを特徴とするＥＣＲプラズマ加工方法。 - 【請求項２】 加速用パルス電圧は電圧波形τonが０．
１μｓ〜１×１０6μｓの範囲で変化させる請求項１記
載のＥＣＲプラズマ加工方法。 - 【請求項３】 マイクロ波の進行方向と平行もしくは垂
直又は平行と垂直に与える磁界にパルス電圧を印加する
請求項１又は２記載のＥＣＲプラズマ加工方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272046A JP2693899B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Ｅｃｒプラズマ加工方法 |
| US08/126,790 US5370779A (en) | 1992-10-09 | 1993-09-24 | ECR plasma process |
| EP93307588A EP0592129A1 (en) | 1992-10-09 | 1993-09-24 | ECR plasma process |
| TW082108295A TW245877B (ja) | 1992-10-09 | 1993-10-07 | |
| KR1019930020938A KR970010265B1 (ko) | 1992-10-09 | 1993-10-09 | Ecr 플라즈마 가공방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272046A JP2693899B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Ｅｃｒプラズマ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124797A true JPH06124797A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2693899B2 JP2693899B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=17508359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272046A Expired - Lifetime JP2693899B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Ｅｃｒプラズマ加工方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5370779A (ja) |
| EP (1) | EP0592129A1 (ja) |
| JP (1) | JP2693899B2 (ja) |
| KR (1) | KR970010265B1 (ja) |
| TW (1) | TW245877B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997011207A1 (fr) * | 1995-09-18 | 1997-03-27 | Hitachi, Ltd. | Procede d'attaque a sec |
| US7772571B2 (en) | 2007-10-08 | 2010-08-10 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Implant beam utilization in an ion implanter |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3365067B2 (ja) * | 1994-02-10 | 2003-01-08 | ソニー株式会社 | プラズマ装置およびこれを用いたプラズマ処理方法 |
| JP3599564B2 (ja) * | 1998-06-25 | 2004-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | イオン流形成方法及び装置 |
| US6054390A (en) * | 1997-11-05 | 2000-04-25 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Grazing incident angle processing method for microelectronics layer fabrication |
| US6566272B2 (en) | 1999-07-23 | 2003-05-20 | Applied Materials Inc. | Method for providing pulsed plasma during a portion of a semiconductor wafer process |
| KR100782579B1 (ko) * | 2006-09-26 | 2007-12-06 | 가부시키가이샤 나노빔 | Ｅｃｒ 이온소스 |
| WO2016191592A1 (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | Antaya Science & Technology | Isochronous cyclotron with superconducting flutter coils and non-magnetic reinforcement |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2580427B1 (fr) * | 1985-04-11 | 1987-05-15 | Commissariat Energie Atomique | Source d'ions negatifs a resonance cyclotronique des electrons |
| DE3729347A1 (de) * | 1986-09-05 | 1988-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | Plasmaprozessor |
| US4778561A (en) * | 1987-10-30 | 1988-10-18 | Veeco Instruments, Inc. | Electron cyclotron resonance plasma source |
| JPH01243359A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマドーピング方法 |
| KR930004713B1 (ko) * | 1990-06-18 | 1993-06-03 | 삼성전자 주식회사 | 변조방식을 이용한 플라즈마 발생장치 및 방법 |
| US5208512A (en) * | 1990-10-16 | 1993-05-04 | International Business Machines Corporation | Scanned electron cyclotron resonance plasma source |
| JPH0521392A (ja) * | 1991-07-17 | 1993-01-29 | Fuji Electric Co Ltd | プラズマ加工装置 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4272046A patent/JP2693899B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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