JPH06338481A - プラズマ装置 - Google Patents
プラズマ装置Info
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- JPH06338481A JPH06338481A JP5129002A JP12900293A JPH06338481A JP H06338481 A JPH06338481 A JP H06338481A JP 5129002 A JP5129002 A JP 5129002A JP 12900293 A JP12900293 A JP 12900293A JP H06338481 A JPH06338481 A JP H06338481A
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- H01J27/18—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation with an applied axial magnetic field
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32321—Discharge generated by other radiation
- H01J37/3233—Discharge generated by other radiation using charged particles
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- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3266—Magnetic control means
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密度が均一なプラズマを発生させることによ
って被処理物に対する均一な処理を行うことができるプ
ラズマ装置を提供する。 【構成】 処理室101内に導入した電子ビームを所定
の反応性ガスに照射してプラズマを生成し、このプラズ
マによってウエハ109に対する所望の処理を行うプラ
ズマ装置において、処理室101内に電子ビームを導入
するための電子導入口102と、この電子導入口102
から導入される電子ビームの導入方向とウエハ109の
被処理面とが平行となるように設置された試料台108
と、電子導入口102の近傍に設けられた、1個または
複数個の軸対称電磁石104と、この円筒形電磁石10
4による磁力線を複数に分岐させるための永久磁石11
0,111とを備える。
って被処理物に対する均一な処理を行うことができるプ
ラズマ装置を提供する。 【構成】 処理室101内に導入した電子ビームを所定
の反応性ガスに照射してプラズマを生成し、このプラズ
マによってウエハ109に対する所望の処理を行うプラ
ズマ装置において、処理室101内に電子ビームを導入
するための電子導入口102と、この電子導入口102
から導入される電子ビームの導入方向とウエハ109の
被処理面とが平行となるように設置された試料台108
と、電子導入口102の近傍に設けられた、1個または
複数個の軸対称電磁石104と、この円筒形電磁石10
4による磁力線を複数に分岐させるための永久磁石11
0,111とを備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、処理室内に導入した電
子ビームを反応性ガスに照射してプラズマを生成し、こ
のプラズマによって被処理体に対する所望の処理を行
う、プラズマ装置に関するものである。
子ビームを反応性ガスに照射してプラズマを生成し、こ
のプラズマによって被処理体に対する所望の処理を行
う、プラズマ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のプラズマ装置の一構成例につい
て、図5を用いて説明する。
て、図5を用いて説明する。
【0003】同図に示した装置において、Lab6 製の
陰極503には、電源504によって正の印加電圧Vd
が印加される。この状態でスイッチ507を閉じると、
陰極503と電極505との間にグロー放電が発生す
る。これにより、ガス導入管502から電子源室501
内に導入されたArガス中に、プラズマが発生する。こ
のプラズマ内のイオンが陰極503に衝突すると陰極5
03が加熱され、これにより、この陰極503から熱電
子が放出される。この熱電子により、プラズマはさらに
高密度化する。
陰極503には、電源504によって正の印加電圧Vd
が印加される。この状態でスイッチ507を閉じると、
陰極503と電極505との間にグロー放電が発生す
る。これにより、ガス導入管502から電子源室501
内に導入されたArガス中に、プラズマが発生する。こ
のプラズマ内のイオンが陰極503に衝突すると陰極5
03が加熱され、これにより、この陰極503から熱電
子が放出される。この熱電子により、プラズマはさらに
高密度化する。
【0004】陰極503が加熱されると、スイッチ50
7を開く。その後は、二次電子の放出によって、陰極5
03と電極508との間で、プラズマが維持される。こ
のプラズマの透過率は、電極505,506,508の
背後に設けられた電磁石509,510,511によっ
て、向上させることができる。
7を開く。その後は、二次電子の放出によって、陰極5
03と電極508との間で、プラズマが維持される。こ
のプラズマの透過率は、電極505,506,508の
背後に設けられた電磁石509,510,511によっ
て、向上させることができる。
【0005】電極508と電極512とは、電源513
によって、正の電位差Vaに維持されている。これによ
り、電極508と電極512と間の空間すなわち加速部
514には電界が形成され、この電界によってプラズマ
中の電子が加速部514内に引き出されて加速されて、
電子ビームとなる。この電子ビームは、電極512の内
側を通過して、処理室515内に導入される。ここで、
電極512の背後には、処理室515内に導入された電
子ビームが空間電荷効果によって発散することを抑制す
るための円筒状電磁石516が設けられている。
によって、正の電位差Vaに維持されている。これによ
り、電極508と電極512と間の空間すなわち加速部
514には電界が形成され、この電界によってプラズマ
中の電子が加速部514内に引き出されて加速されて、
電子ビームとなる。この電子ビームは、電極512の内
側を通過して、処理室515内に導入される。ここで、
電極512の背後には、処理室515内に導入された電
子ビームが空間電荷効果によって発散することを抑制す
るための円筒状電磁石516が設けられている。
【0006】処理室515には、ガス導入口517と排
気口518とが備えられており、反応性ガスが一定流量
で導入される。そして、この反応性ガスに上述の電子ビ
ームが照射されることにより、処理室515内にプラズ
マ522が発生する。
気口518とが備えられており、反応性ガスが一定流量
で導入される。そして、この反応性ガスに上述の電子ビ
ームが照射されることにより、処理室515内にプラズ
マ522が発生する。
【0007】処理室515内には、試料台519が設け
られている。この試料台519上には、上述の電子ビー
ムの入射方向と平行に、ウエハ521を載置することが
できる。そして、この試料台519に電源520によっ
てバイアス電圧Vtを印加することにより、処理室51
5内のプラズマ522を用いてウエハ521に対する所
望の処理(エッチング、膜の堆積等)を行うことができ
る。
られている。この試料台519上には、上述の電子ビー
ムの入射方向と平行に、ウエハ521を載置することが
できる。そして、この試料台519に電源520によっ
てバイアス電圧Vtを印加することにより、処理室51
5内のプラズマ522を用いてウエハ521に対する所
望の処理(エッチング、膜の堆積等)を行うことができ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このようなプラズマ装
置においては、ウエハ521の上方に形成されるプラズ
マ522の密度が均一でないため、このウエハ521に
対して均一な処理を施すことができないという欠点があ
った。
置においては、ウエハ521の上方に形成されるプラズ
マ522の密度が均一でないため、このウエハ521に
対して均一な処理を施すことができないという欠点があ
った。
【0009】ここで、プラズマ522の密度が不均一と
なるのは、処理室515内に導入される電子ビームの密
度の不均一性に起因するものである。すなわち、この電
子ビームは、ビームの中央部で密度が高く、周辺部で密
度が低くなる。この電子ビームの密度の不均一性は、反
応性ガスとの衝突や空間電荷効果による電子の発散によ
って多少は低減されるものの、ウエハ521に対して均
一な処理を施すことはできない。
なるのは、処理室515内に導入される電子ビームの密
度の不均一性に起因するものである。すなわち、この電
子ビームは、ビームの中央部で密度が高く、周辺部で密
度が低くなる。この電子ビームの密度の不均一性は、反
応性ガスとの衝突や空間電荷効果による電子の発散によ
って多少は低減されるものの、ウエハ521に対して均
一な処理を施すことはできない。
【0010】特に、近年、ウエハの大口径化が顕著であ
るため、この不均一性の影響は増大している。
るため、この不均一性の影響は増大している。
【0011】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、密度が均一なプラズマを発生
させることによって被処理物に対する均一な処理を行う
ことができるプラズマ装置を提供することを目的とす
る。
みてなされたものであり、密度が均一なプラズマを発生
させることによって被処理物に対する均一な処理を行う
ことができるプラズマ装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
(1) 第1の発明に係わるプラズマ装置は、処理室内に導
入した電子ビームを所定の反応性ガスに照射してプラズ
マを生成し、このプラズマによって被処理体に対する所
望の処理を行うプラズマ装置において、処理室内に前記
電子ビームを導入するための電子導入口と、この電子導
入口から導入される前記電子ビームの導入方向と前記被
処理体の被処理面とが平行となるように設置された、前
記被処理体を載置する試料台と、前記電子導入口の近傍
に設けられた、ビーム集束用の1個または複数個の第1
の磁石と、この第1の磁石による磁力線を複数に分岐さ
せるための第2の磁石と、を備えたことを特徴とする。 (2) 第2の発明に係わるプラズマ装置は、処理室内に導
入した電子ビームを所定の反応性ガスに照射してプラズ
マを生成し、このプラズマによって被処理体に対する所
望の処理を行うプラズマ装置において、処理室内に前記
電子ビームを導入するための電子導入口と、この電子導
入口から導入される前記電子ビームの導入方向と前記被
処理体の被処理面とが平行となるように設置された、前
記被処理体を載置する試料台と、前記電子導入口の近傍
に設けられた、ビーム集束用の1個または複数個の第1
の磁石と、磁石方向が前記被処理体の被処理面と平行に
なるように前記第2の磁石と並設された1個または複数
個の電磁石からなる、第2の磁石および第3の磁石と、
前記第2の磁石と前記第3の磁石とが常に逆極性となる
ように前記第2の磁石の極性および前記第3の磁石の極
性を周期的に反転させる制御手段と、を備えたことを特
徴とする。
入した電子ビームを所定の反応性ガスに照射してプラズ
マを生成し、このプラズマによって被処理体に対する所
望の処理を行うプラズマ装置において、処理室内に前記
電子ビームを導入するための電子導入口と、この電子導
入口から導入される前記電子ビームの導入方向と前記被
処理体の被処理面とが平行となるように設置された、前
記被処理体を載置する試料台と、前記電子導入口の近傍
に設けられた、ビーム集束用の1個または複数個の第1
の磁石と、この第1の磁石による磁力線を複数に分岐さ
せるための第2の磁石と、を備えたことを特徴とする。 (2) 第2の発明に係わるプラズマ装置は、処理室内に導
入した電子ビームを所定の反応性ガスに照射してプラズ
マを生成し、このプラズマによって被処理体に対する所
望の処理を行うプラズマ装置において、処理室内に前記
電子ビームを導入するための電子導入口と、この電子導
入口から導入される前記電子ビームの導入方向と前記被
処理体の被処理面とが平行となるように設置された、前
記被処理体を載置する試料台と、前記電子導入口の近傍
に設けられた、ビーム集束用の1個または複数個の第1
の磁石と、磁石方向が前記被処理体の被処理面と平行に
なるように前記第2の磁石と並設された1個または複数
個の電磁石からなる、第2の磁石および第3の磁石と、
前記第2の磁石と前記第3の磁石とが常に逆極性となる
ように前記第2の磁石の極性および前記第3の磁石の極
性を周期的に反転させる制御手段と、を備えたことを特
徴とする。
【0013】
(1) 第1の発明によれば、第1の磁石を電子導入口の近
傍に設け、この第1の磁石による磁力線を第2の磁石で
分岐させることにより、被処理体の上方に均一な密度の
プラズマを発生させることが可能となる。 (2) 第2の発明によれば、第1の磁石を電子導入口の近
傍に設け、第2の磁石および第3の磁石(ともに電磁
石)をその磁石方向が被処理体の被処理面と平行となる
ように並設し、さらに、第2の磁石と第3の磁石とが常
に逆極性となるように第2の磁石の極性および第3の磁
石の極性を周期的に反転させる制御手段を設けることに
より、第2の磁石および第3の磁石と第1の磁石との間
に発生する磁力線を電子ビームの導入方向と直角な方向
に走査することができる。そして、この磁力線の走査に
よって、被処理体の上方に、均一な密度のプラズマを発
生させることが可能となる。
傍に設け、この第1の磁石による磁力線を第2の磁石で
分岐させることにより、被処理体の上方に均一な密度の
プラズマを発生させることが可能となる。 (2) 第2の発明によれば、第1の磁石を電子導入口の近
傍に設け、第2の磁石および第3の磁石(ともに電磁
石)をその磁石方向が被処理体の被処理面と平行となる
ように並設し、さらに、第2の磁石と第3の磁石とが常
に逆極性となるように第2の磁石の極性および第3の磁
石の極性を周期的に反転させる制御手段を設けることに
より、第2の磁石および第3の磁石と第1の磁石との間
に発生する磁力線を電子ビームの導入方向と直角な方向
に走査することができる。そして、この磁力線の走査に
よって、被処理体の上方に、均一な密度のプラズマを発
生させることが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
して説明する。
【0015】(実施例1)第1の発明の一実施例につい
て、図1および図2を用いて説明する。
て、図1および図2を用いて説明する。
【0016】図1は本実施例に係わるプラズマ装置の主
要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は
側面図である。なお、同図においては、処理室101の
内部以外の機構は、図5に示した従来のプラズマ装置と
同様であるので、省略してある。
要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は
側面図である。なお、同図においては、処理室101の
内部以外の機構は、図5に示した従来のプラズマ装置と
同様であるので、省略してある。
【0017】図1に示したように、処理室101の一方
の側面には、この処理室101内に電子ビームを導入す
るための電子導入口102が設けられている。そして、
この電子導入口102の内側には、電子ビームを加速す
るための電極103(上述の図5の電極512と同様)
が設けられている。さらに、この電極103に背後に
は、処理室101内に導入された電子ビームが空間電荷
効果によって発散することを抑制するための円筒状電磁
石104(第1の発明の第1の磁石に該当する)が設け
られている。
の側面には、この処理室101内に電子ビームを導入す
るための電子導入口102が設けられている。そして、
この電子導入口102の内側には、電子ビームを加速す
るための電極103(上述の図5の電極512と同様)
が設けられている。さらに、この電極103に背後に
は、処理室101内に導入された電子ビームが空間電荷
効果によって発散することを抑制するための円筒状電磁
石104(第1の発明の第1の磁石に該当する)が設け
られている。
【0018】この処理室101には、ガス導入口106
と排気口107が備えられており、反応性ガスが一定流
量で導入される。
と排気口107が備えられており、反応性ガスが一定流
量で導入される。
【0019】また、処理室101内には、試料台108
が設けられている。この試料台108上には、上述の電
子ビームの入射方向と平行にウエハ109を載置するこ
とができる。そして、この試料台108には、図示しな
い電源によって、バイアス電圧が印加される。
が設けられている。この試料台108上には、上述の電
子ビームの入射方向と平行にウエハ109を載置するこ
とができる。そして、この試料台108には、図示しな
い電源によって、バイアス電圧が印加される。
【0020】さらに、処理室101内には、電子導入口
102に対向する側面側に、表面磁束密度が10キロガ
ウス以上の希土類磁石110,111(第1の発明の第
2の磁石に該当する)が設けられている。これらの希土
類磁石110,111は、ウエハ109の被処理面と平
行で、且つ、電子ビームの導入方向と直角となるよう
に、配設されている。なお、図1中、M1 ,M2 は、希
土類磁石110,111の磁極を示している。
102に対向する側面側に、表面磁束密度が10キロガ
ウス以上の希土類磁石110,111(第1の発明の第
2の磁石に該当する)が設けられている。これらの希土
類磁石110,111は、ウエハ109の被処理面と平
行で、且つ、電子ビームの導入方向と直角となるよう
に、配設されている。なお、図1中、M1 ,M2 は、希
土類磁石110,111の磁極を示している。
【0021】このような構成によれば、円筒状電磁石1
04が発した磁力線は、この円筒状電磁石104の順方
向の極性をもった希土類磁石110,111の影響によ
り2つに分岐して、各希土類磁石110,111に達す
る。そして、このような磁界の分岐によって電子導入口
102から導入された電子ビームの電流密度分布も分岐
され、分岐されたプラズマ112を得る。これにより、
このプラズマから僅かに離れた位置にウエハ109を配
置すると、ウエハ109上でのイオン電流密度の分布は
プラズマからの拡散によって均一となり、ウエハ109
に対する均一な処理が可能となる。
04が発した磁力線は、この円筒状電磁石104の順方
向の極性をもった希土類磁石110,111の影響によ
り2つに分岐して、各希土類磁石110,111に達す
る。そして、このような磁界の分岐によって電子導入口
102から導入された電子ビームの電流密度分布も分岐
され、分岐されたプラズマ112を得る。これにより、
このプラズマから僅かに離れた位置にウエハ109を配
置すると、ウエハ109上でのイオン電流密度の分布は
プラズマからの拡散によって均一となり、ウエハ109
に対する均一な処理が可能となる。
【0022】ここで、磁力線の分岐の幅は、希土類磁石
110,111の間隔Lを変化させることで制御するこ
とができる。
110,111の間隔Lを変化させることで制御するこ
とができる。
【0023】図2は、このようなプラズマ装置を用いて
スパッタ・エッチングを行った場合のエッチング速度の
分布を示すグラフである。同図において、横軸は、ウエ
ハ109上の、電子ビームの導入方向と直角な方向の位
置を示す。ここで、「0」は中心点である。また、縦軸
は、ウエハ109上のポリシリコンをスパッタエッチン
グしたときのエッチング速度を示す。
スパッタ・エッチングを行った場合のエッチング速度の
分布を示すグラフである。同図において、横軸は、ウエ
ハ109上の、電子ビームの導入方向と直角な方向の位
置を示す。ここで、「0」は中心点である。また、縦軸
は、ウエハ109上のポリシリコンをスパッタエッチン
グしたときのエッチング速度を示す。
【0024】同図からわかるように、従来のプラズマ装
置(希土類磁石110,111を備えていない装置)を
用いた場合は、ウエハ109の中央部付近ではプラズマ
密度が大きいのでエッチング速度が速く、外周部付近で
プラズマ密度が小さいのでエッチング速度も遅い。その
結果、中央から100mm離れた部分と中央部とでは、
エッチング速度の差が40%以上となった。
置(希土類磁石110,111を備えていない装置)を
用いた場合は、ウエハ109の中央部付近ではプラズマ
密度が大きいのでエッチング速度が速く、外周部付近で
プラズマ密度が小さいのでエッチング速度も遅い。その
結果、中央から100mm離れた部分と中央部とでは、
エッチング速度の差が40%以上となった。
【0025】これに対して、本実施例のプラズマ装置で
は、プラズマの密度が均一化されるのでエッチング速度
のムラを5%程度に抑えることができた。
は、プラズマの密度が均一化されるのでエッチング速度
のムラを5%程度に抑えることができた。
【0026】さらに、本実施例によれば、エッチング速
度を全体的に向上させることができた。これは、磁界に
よって電子ビームを拘束することにより、プラズマ密度
が向上するためであると思われる。
度を全体的に向上させることができた。これは、磁界に
よって電子ビームを拘束することにより、プラズマ密度
が向上するためであると思われる。
【0027】なお、本実施例では、第1の発明の第2の
磁石として2個の磁石(希土類磁石110,111)を
用いたが、3個以上の磁石を用いてもよいことはもちろ
んである。また、磁石の面内で磁場勾配をもたせること
ができるような磁石を1個用いて同様の効果を得ること
も可能である。さらに、電磁石も使用することも可能で
ある。
磁石として2個の磁石(希土類磁石110,111)を
用いたが、3個以上の磁石を用いてもよいことはもちろ
んである。また、磁石の面内で磁場勾配をもたせること
ができるような磁石を1個用いて同様の効果を得ること
も可能である。さらに、電磁石も使用することも可能で
ある。
【0028】さらに、本実施例では希土類磁石110,
111を処理室101内に設置したが、処理室101の
外に設置することとしてもよい。この場合には、希土類
磁石110,111がプラズマによって晒されることが
ないので磁気特性の劣化を防止することができ、また、
装置の構造の簡略化が達成できる。
111を処理室101内に設置したが、処理室101の
外に設置することとしてもよい。この場合には、希土類
磁石110,111がプラズマによって晒されることが
ないので磁気特性の劣化を防止することができ、また、
装置の構造の簡略化が達成できる。
【0029】(実施例2)次に、第2の発明の一実施例
について、図3を用いて説明する。
について、図3を用いて説明する。
【0030】図3は本実施例に係わるプラズマ装置の主
要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は
側面図である。なお、同図においても、処理室101の
内部以外の機構は、図5に示した従来のプラズマ装置と
同様であるので、省略してある。
要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は
側面図である。なお、同図においても、処理室101の
内部以外の機構は、図5に示した従来のプラズマ装置と
同様であるので、省略してある。
【0031】図3に示したように、処理室301の一方
の側面には、電子導入口302が設けられ、この電子導
入口302の内側には電子ビームを加速するための電極
303が設けられている。
の側面には、電子導入口302が設けられ、この電子導
入口302の内側には電子ビームを加速するための電極
303が設けられている。
【0032】さらに、この電極303に背後には空間電
荷効果による電子ビームの発散を抑制するための円筒状
電磁石304(第2の発明の第1の磁石に該当する)が
設けられている。
荷効果による電子ビームの発散を抑制するための円筒状
電磁石304(第2の発明の第1の磁石に該当する)が
設けられている。
【0033】また、処理室301には、ガス導入口30
6と排気口307が備えられており、反応性ガスが一定
流量で導入される。さらに、処理室301内には、電子
ビームの入射方向と平行にウエハ309を載置するため
の試料台308が設けられている。そして、この試料台
308には、図示しない電源によってバイアス電圧が印
加される。
6と排気口307が備えられており、反応性ガスが一定
流量で導入される。さらに、処理室301内には、電子
ビームの入射方向と平行にウエハ309を載置するため
の試料台308が設けられている。そして、この試料台
308には、図示しない電源によってバイアス電圧が印
加される。
【0034】処理室301の外側には、電子導入口30
2に対抗する側面側に、2個の電磁石310,311
(第1の発明の第2の磁石および第3の磁石に該当す
る)が設けられている。これらの電磁石310,311
は、ウエハ309の被処理面と平行で且つ電子ビームの
導入方向と直角となるように、配設されている。
2に対抗する側面側に、2個の電磁石310,311
(第1の発明の第2の磁石および第3の磁石に該当す
る)が設けられている。これらの電磁石310,311
は、ウエハ309の被処理面と平行で且つ電子ビームの
導入方向と直角となるように、配設されている。
【0035】各電磁石310,311のコイルは、両者
の極性が常に逆となるような巻き方で巻かれている。そ
して、これらの電磁石310,311は、交流の定電流
電源312が接続され、第2の発明の制御手段を構成し
ている。
の極性が常に逆となるような巻き方で巻かれている。そ
して、これらの電磁石310,311は、交流の定電流
電源312が接続され、第2の発明の制御手段を構成し
ている。
【0036】本実施例のプラズマ装置では、電源312
の位相により、電磁石310,311の極性が周期的に
反転する。例えば、電磁石310の極性(円筒状電磁石
304に対向する側の極性)がN極であるときは電磁石
311の極性はS極となり、逆に、電磁石310がS極
であるときは電磁石311はN極となる。
の位相により、電磁石310,311の極性が周期的に
反転する。例えば、電磁石310の極性(円筒状電磁石
304に対向する側の極性)がN極であるときは電磁石
311の極性はS極となり、逆に、電磁石310がS極
であるときは電磁石311はN極となる。
【0037】そして、電磁石310の極性が円筒状電磁
石304の極性と順方向であるときは、円筒状電磁石3
04が発した磁力線は電磁石310に達する。これによ
り、処理室301内に導入された電子ビームは電磁石3
10側に偏向され、プラズマの分布313を得る。ま
た、電磁石310,311の極性がそれぞれ反転して、
電磁石311の極性が円筒状電磁石304の極性と順方
向となると、円筒状電磁石304が発した磁力線が変化
して磁石311に達するようになるので、電子ビームも
電磁石311側に偏向され、プラズマの分布314を得
る。このように、電子ビームの経路を走査することによ
りプラズマの分布も変化するので、均一なプラズマの分
布を得ることができ、したがって、ウエハ309に対す
る均一な処理が可能となる。
石304の極性と順方向であるときは、円筒状電磁石3
04が発した磁力線は電磁石310に達する。これによ
り、処理室301内に導入された電子ビームは電磁石3
10側に偏向され、プラズマの分布313を得る。ま
た、電磁石310,311の極性がそれぞれ反転して、
電磁石311の極性が円筒状電磁石304の極性と順方
向となると、円筒状電磁石304が発した磁力線が変化
して磁石311に達するようになるので、電子ビームも
電磁石311側に偏向され、プラズマの分布314を得
る。このように、電子ビームの経路を走査することによ
りプラズマの分布も変化するので、均一なプラズマの分
布を得ることができ、したがって、ウエハ309に対す
る均一な処理が可能となる。
【0038】ここで、磁力線の偏向の幅は、電磁石31
0,311の間隔Lを変化させることで制御することが
できる。
0,311の間隔Lを変化させることで制御することが
できる。
【0039】本実施例のプラズマ装置によっても、上述
の実施例1の場合と同様、均一なエッチングを行うこと
ができるとともに、エッチング速度を向上させることが
できた(図2参照)。
の実施例1の場合と同様、均一なエッチングを行うこと
ができるとともに、エッチング速度を向上させることが
できた(図2参照)。
【0040】なお、本実施例では、磁力線を偏向させる
ための電磁石(第2の発明の第2の磁石および第3の磁
石に該当する磁石)をそれぞれ1個ずつとしたが(電磁
石310,311)、それぞれについて2個以上の電磁
石を用いてもよいことはもちろんである。
ための電磁石(第2の発明の第2の磁石および第3の磁
石に該当する磁石)をそれぞれ1個ずつとしたが(電磁
石310,311)、それぞれについて2個以上の電磁
石を用いてもよいことはもちろんである。
【0041】また、本実施例では電磁石310,311
を処理室101の外部に設置したが、処理室101内に
設置することとしてもよい。
を処理室101の外部に設置したが、処理室101内に
設置することとしてもよい。
【0042】さらに、本実施例では、電磁石310,3
11の極性を周期的に反転させる手段(第2の発明の制
御手段)として交流の定電流312を用いたが、この手
段は、複数の電磁石の励磁を時間的に切り換えることが
できるものであれば、特に限定されるものではない。
11の極性を周期的に反転させる手段(第2の発明の制
御手段)として交流の定電流312を用いたが、この手
段は、複数の電磁石の励磁を時間的に切り換えることが
できるものであれば、特に限定されるものではない。
【0043】(実施例3)次に、第2の発明の他の実施
例について、図4を用いて説明する。
例について、図4を用いて説明する。
【0044】図4は本実施例に係わるプラズマ装置の主
要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は
側面図である。なお、同図においても、処理室101の
内部以外の機構は、図5に示した従来のプラズマ装置と
同様であるので、省略してある。
要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は
側面図である。なお、同図においても、処理室101の
内部以外の機構は、図5に示した従来のプラズマ装置と
同様であるので、省略してある。
【0045】図4に示したように、処理室401の一方
の側面には、電子導入口402が設けられ、この電子導
入口402の内側には電子ビームを加速するための電極
403が設けられている。
の側面には、電子導入口402が設けられ、この電子導
入口402の内側には電子ビームを加速するための電極
403が設けられている。
【0046】さらに、この電極403に背後には空間電
荷効果による電子ビームの発散を抑制するための円筒状
電磁石404(第2の発明の第1の磁石に該当する)が
設けられている。
荷効果による電子ビームの発散を抑制するための円筒状
電磁石404(第2の発明の第1の磁石に該当する)が
設けられている。
【0047】また、処理室401には、ガス導入口40
6と排気口407が備えられており、反応性ガスが一定
流量で導入される。さらに、処理室401内には、電子
ビームの入射方向と平行にウエハ409を載置するため
の試料台408が設けられている。そして、この試料台
408には、図示しない電源によってバイアス電圧が印
加される。
6と排気口407が備えられており、反応性ガスが一定
流量で導入される。さらに、処理室401内には、電子
ビームの入射方向と平行にウエハ409を載置するため
の試料台408が設けられている。そして、この試料台
408には、図示しない電源によってバイアス電圧が印
加される。
【0048】処理室401の側壁と円筒状電磁石404
との間には、2個の電磁石410,411(第1の発明
の第2の磁石および第3の磁石に該当する)が設けられ
ている。これらの電磁石410,411は、その磁石方
向がウエハ409の被処理面と平行になるように、配設
されている。また、各電磁石410,411のコイル
は、両者の極性が常に逆となるような巻き方で巻かれて
いる。そして、これらの電磁石410,411は、交流
の定電流電源412が接続されて第2の発明の制御手段
を構成している。
との間には、2個の電磁石410,411(第1の発明
の第2の磁石および第3の磁石に該当する)が設けられ
ている。これらの電磁石410,411は、その磁石方
向がウエハ409の被処理面と平行になるように、配設
されている。また、各電磁石410,411のコイル
は、両者の極性が常に逆となるような巻き方で巻かれて
いる。そして、これらの電磁石410,411は、交流
の定電流電源412が接続されて第2の発明の制御手段
を構成している。
【0049】本実施例のプラズマ装置でも、上述の実施
例2の場合と同様、電源412の位相により、電磁石4
10,411の極性が周期的に反転する。例えば、電磁
石410の極性(電子導入口402側の極性)がN極で
あるときは電磁石411の極性はS極となり、逆に、電
磁石410がS極であるときは電磁石411はN極とな
る。
例2の場合と同様、電源412の位相により、電磁石4
10,411の極性が周期的に反転する。例えば、電磁
石410の極性(電子導入口402側の極性)がN極で
あるときは電磁石411の極性はS極となり、逆に、電
磁石410がS極であるときは電磁石411はN極とな
る。
【0050】そして、電磁石410の極性がS極で電磁
石411の極性がN極であるときは、円筒状電磁石40
4が発する軸対称の磁界が2個の電磁石410,411
で歪められ、処理室401内に導入された電子ビームは
電磁石410側に偏向され、プラズマの分布412を得
る。また、電磁石410,411の極性がそれぞれ反転
して、電磁石410の極性がN極で電磁石411の極性
がS極となると、処理室401内に導入された電子ビー
ムは電磁石411側に偏向され、プラズマの分布413
を得る。このようにして電子ビームの経路が変化するこ
とによりプラズマの分布も変化するので、均一なプラズ
マの分布を得ることができ、したがって、ウエハ409
に対する均一な処理が可能となる。
石411の極性がN極であるときは、円筒状電磁石40
4が発する軸対称の磁界が2個の電磁石410,411
で歪められ、処理室401内に導入された電子ビームは
電磁石410側に偏向され、プラズマの分布412を得
る。また、電磁石410,411の極性がそれぞれ反転
して、電磁石410の極性がN極で電磁石411の極性
がS極となると、処理室401内に導入された電子ビー
ムは電磁石411側に偏向され、プラズマの分布413
を得る。このようにして電子ビームの経路が変化するこ
とによりプラズマの分布も変化するので、均一なプラズ
マの分布を得ることができ、したがって、ウエハ409
に対する均一な処理が可能となる。
【0051】本実施例のプラズマ装置によっても、上述
の実施例1や実施例2の場合と同様、均一なエッチング
を行うことができるとともに、エッチング速度を向上さ
せることができた(図2参照)。
の実施例1や実施例2の場合と同様、均一なエッチング
を行うことができるとともに、エッチング速度を向上さ
せることができた(図2参照)。
【0052】なお、本実施例においては、電子ビームの
偏向の幅の制御は、電磁石410と電磁石411との間
の磁界強度を変化させることによって行う。すなわち、
電磁石410,411に流れる励磁電流の振幅によって
偏向幅の制御を行うことができるので、制御が容易とな
る。
偏向の幅の制御は、電磁石410と電磁石411との間
の磁界強度を変化させることによって行う。すなわち、
電磁石410,411に流れる励磁電流の振幅によって
偏向幅の制御を行うことができるので、制御が容易とな
る。
【0053】また、本実施例では、円筒状電磁石404
が発する軸対称の磁界を2個の電磁石410,411で
歪めるだけなので、上述の実施例1や実施例2と比較し
て電磁石410,411の磁界強度が小さくてすみ、装
置の構成を簡単化することができる。
が発する軸対称の磁界を2個の電磁石410,411で
歪めるだけなので、上述の実施例1や実施例2と比較し
て電磁石410,411の磁界強度が小さくてすみ、装
置の構成を簡単化することができる。
【0054】本実施例のプラズマ装置でも、磁力線を偏
向させるための電磁石(第2の発明の第2の磁石および
第3の磁石に該当する磁石)をそれぞれ1個ずつとした
が(電磁石410,411)、それぞれについて、2個
以上の電磁石を用いてもよいことはもちろんである。
向させるための電磁石(第2の発明の第2の磁石および
第3の磁石に該当する磁石)をそれぞれ1個ずつとした
が(電磁石410,411)、それぞれについて、2個
以上の電磁石を用いてもよいことはもちろんである。
【0055】以上説明した各実施例においては、本発明
をスパッタエッチングに適用した場合を例にとって説明
したが、他のプラズマ装置に適用した場合も同様の効果
を得られることはもちろんである。
をスパッタエッチングに適用した場合を例にとって説明
したが、他のプラズマ装置に適用した場合も同様の効果
を得られることはもちろんである。
【0056】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるプラズマ装置によれば、被処理物に対する均一な処
理を行うことができ、且つ、処理速度を向上させること
ができる。
わるプラズマ装置によれば、被処理物に対する均一な処
理を行うことができ、且つ、処理速度を向上させること
ができる。
【図1】第1の発明の一実施例に係わるプラズマ装置の
主要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)
は側面図である。
主要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)
は側面図である。
【図2】図1に示したプラズマ装置を用いたエッチング
の処理速度の均一性を説明するためのグラフである。
の処理速度の均一性を説明するためのグラフである。
【図3】第2の発明の一実施例に係わるプラズマ装置の
主要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)
は側面図である。
主要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)
は側面図である。
【図4】第2の発明の他の実施例に係わるプラズマ装置
の主要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、
(b)は側面図である。
の主要部の構成を示す図であり、(a)は上面図、
(b)は側面図である。
【図5】従来のプラズマ装置の一構成例を示す断面図で
ある。
ある。
101,201,301 処理室 102,202,302 電子導入口 103,203,303 電極 104,204,304 円筒形電磁石 106,206,306 ガス導入口 107,207,307 排気口 108,208,308 試料台 109,209,309 ウエハ 110,111 希土類磁石 210,211,310,311 電磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/203 S 8122−4M
Claims (4)
- 【請求項1】処理室内に導入した電子ビームを所定の反
応性ガスに照射してプラズマを生成し、このプラズマに
よって被処理体に対する所望の処理を行うプラズマ装置
において、 処理室内に前記電子ビームを導入するための電子導入口
と、 この電子導入口から導入される前記電子ビームの導入方
向と前記被処理体の被処理面とが平行となるように設置
された、前記被処理体を載置する試料台と、 前記電子導入口の近傍に設けられた、ビーム集束用の1
個または複数個の第1の磁石と、 この第1の磁石による磁力線を複数に分岐させるための
第2の磁石と、 を備えたことを特徴とするプラズマ装置。 - 【請求項2】前記第2の磁石が、その磁石方向が前記被
処理体の被処理面と平行になるように配設された複数個
の磁石からなることを特徴とする請求項1記載のプラズ
マ装置。 - 【請求項3】処理室内に導入した電子ビームを所定の反
応性ガスに照射してプラズマを生成し、このプラズマに
よって被処理体に対する所望の処理を行うプラズマ装置
において、 処理室内に前記電子ビームを導入するための電子導入口
と、 この電子導入口から導入される前記電子ビームの導入方
向と前記被処理体の被処理面とが平行となるように設置
された、前記被処理体を載置する試料台と、 前記電子導入口の近傍に設けられた、ビーム集束用の1
個または複数個の第1の磁石と、 磁石方向が前記被処理体の被処理面と平行になるように
前記第2の磁石と並設された1個または複数個の電磁石
からなる、第2の磁石および第3の磁石と、 前記第2の磁石と前記第3の磁石とが常に逆極性となる
ように前記第2の磁石の極性および前記第3の磁石の極
性を周期的に反転させる制御手段と、 を備えたことを特徴とするプラズマ装置。 - 【請求項4】前記第2の磁石および前記第3の磁石が前
記電子導入口の近傍に設けられたことを特徴とする請求
項3記載のプラズマ装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12900293A JP3246800B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | プラズマ装置 |
US08/552,673 US5639308A (en) | 1993-05-31 | 1995-11-03 | Plasma apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12900293A JP3246800B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | プラズマ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06338481A true JPH06338481A (ja) | 1994-12-06 |
JP3246800B2 JP3246800B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=14998723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12900293A Expired - Fee Related JP3246800B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | プラズマ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5639308A (ja) |
JP (1) | JP3246800B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0749147A2 (de) * | 1995-06-13 | 1996-12-18 | Ipsen Industries International Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Stromdichte über einem Werkstück bei der Wärmebehandlung im Plasma |
WO2006132421A1 (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Sodick Co., Ltd. | 電子ビームによってワークの表面を改質する方法及び装置 |
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USH2212H1 (en) * | 2003-09-26 | 2008-04-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for producing an ion-ion plasma continuous in time |
US7262555B2 (en) * | 2005-03-17 | 2007-08-28 | Micron Technology, Inc. | Method and system for discretely controllable plasma processing |
US20070243713A1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-18 | Lam Research Corporation | Apparatus and method for generating activated hydrogen for plasma stripping |
US8651158B2 (en) * | 2009-11-17 | 2014-02-18 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Processing microtitre plates for covalent immobilization chemistries |
US20130098553A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with profiled chamber wall for uniform plasma generation |
US9443700B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-09-13 | Applied Materials, Inc. | Electron beam plasma source with segmented suppression electrode for uniform plasma generation |
KR20210042694A (ko) | 2019-10-10 | 2021-04-20 | 삼성전자주식회사 | 전자 빔 발생기, 이를 갖는 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0203573B1 (en) * | 1985-05-28 | 1993-08-11 | Rikagaku Kenkyusho | Electron beam-excited ion beam source |
US4657619A (en) * | 1985-11-29 | 1987-04-14 | Donnell Kevin P O | Diverter magnet arrangement for plasma processing system |
US5009922A (en) * | 1989-03-02 | 1991-04-23 | Ashahi Glass Company, Ltd. | Method of forming a transparent conductive film |
JPH07122142B2 (ja) * | 1990-12-25 | 1995-12-25 | 中外炉工業株式会社 | シートプラズマcvd装置 |
JPH05275345A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | プラズマcvd方法およびその装置 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12900293A patent/JP3246800B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-11-03 US US08/552,673 patent/US5639308A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3246800B2 (ja) | 2002-01-15 |
US5639308A (en) | 1997-06-17 |
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