JPH0982494A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法Info
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- JPH0982494A JPH0982494A JP7232286A JP23228695A JPH0982494A JP H0982494 A JPH0982494 A JP H0982494A JP 7232286 A JP7232286 A JP 7232286A JP 23228695 A JP23228695 A JP 23228695A JP H0982494 A JPH0982494 A JP H0982494A
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- forming means
- electrons
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のプラズマ処理装置では困難な、プラズ
マ内の状態制御（解離種および励起種とその組成比等）
を高精度かつプラズマ生成パラメータとは独立に行うこ
とを実現する。解離種およびその組成等を制御すること
で、例えば高速エッチングと高選択比を両立するような
高精度なエッチングを可能とするようなプラズマ処理装
置を提供する。 【構成】 真空排気手段１０１とガス導入手段１０２を
有する真空容器１０３に鍋状絶縁体で形成された放電管
１０４と、該放電管の周辺部と上部にそれぞれ独立なプ
ラズマ形成手段１０５と、該放電管内部の周辺部近傍に
イオンまたは電子を加速する加速電極１０７を設置し、
該放電管上部のプラズマ形成手段で形成されたプラズマ
に、該放電管周辺部のプラズマ形成手段で形成したプラ
ズマから該加速電極によりイオンまたは電子を加速して
注入する構造とした。
マ内の状態制御（解離種および励起種とその組成比等）
を高精度かつプラズマ生成パラメータとは独立に行うこ
とを実現する。解離種およびその組成等を制御すること
で、例えば高速エッチングと高選択比を両立するような
高精度なエッチングを可能とするようなプラズマ処理装
置を提供する。 【構成】 真空排気手段１０１とガス導入手段１０２を
有する真空容器１０３に鍋状絶縁体で形成された放電管
１０４と、該放電管の周辺部と上部にそれぞれ独立なプ
ラズマ形成手段１０５と、該放電管内部の周辺部近傍に
イオンまたは電子を加速する加速電極１０７を設置し、
該放電管上部のプラズマ形成手段で形成されたプラズマ
に、該放電管周辺部のプラズマ形成手段で形成したプラ
ズマから該加速電極によりイオンまたは電子を加速して
注入する構造とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原料ガスをプラズマ化
し、半導体材料のエッチングや膜堆積等の加工を行うプ
ラズマ処理装置およびプラズマ処理方法にかかり、プラ
ズマ内の解離種および励起種とその組成比等をプラズマ
の生成パラメータとは独立に制御可能とし、例えば高速
加工と高選択比を両立するようなエッチング等高精度な
加工を広い条件範囲で実現できる装置に関する。
し、半導体材料のエッチングや膜堆積等の加工を行うプ
ラズマ処理装置およびプラズマ処理方法にかかり、プラ
ズマ内の解離種および励起種とその組成比等をプラズマ
の生成パラメータとは独立に制御可能とし、例えば高速
加工と高選択比を両立するようなエッチング等高精度な
加工を広い条件範囲で実現できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプラズマ処理装置は、例えばヒタチ
レヒ゛ュ-,Vol44,(1995)p91.に記されている装置に代表され
る。該従来装置は基本的に１つの気相に対し、単一のプ
ラズマ形成手段が設置されている。これらプラズマ処理
装置では導入ガス種あるいは圧力、電磁波の供給電力あ
るいは磁場の強度および分布等によりプラズマの状態が
制御される。また最近ではアフ゜ライト゛ フシ゛ックス レター,Vol63,
(1993)p2044.に記されていいる装置に代表される様に、
プラズマ形成に用いる電磁波の電力を数マイクロ秒程度
の周期で変調させることにより、プラズマ内の電子温度
を制御する方式が提案されている。
レヒ゛ュ-,Vol44,(1995)p91.に記されている装置に代表され
る。該従来装置は基本的に１つの気相に対し、単一のプ
ラズマ形成手段が設置されている。これらプラズマ処理
装置では導入ガス種あるいは圧力、電磁波の供給電力あ
るいは磁場の強度および分布等によりプラズマの状態が
制御される。また最近ではアフ゜ライト゛ フシ゛ックス レター,Vol63,
(1993)p2044.に記されていいる装置に代表される様に、
プラズマ形成に用いる電磁波の電力を数マイクロ秒程度
の周期で変調させることにより、プラズマ内の電子温度
を制御する方式が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した２例の従来装
置中、先に述べた装置ではプラズマ内の状態（解離種お
よび励起種とその組成比等）を電磁波電力等のプラズマ
生成パラメータと独立に任意で制御することは不可能で
ある。後述した装置はある程度独立してプラズマ内電子
温度を可変にできるが、投入電磁波電力と完全に独立な
制御は困難である。また後述した装置の電子温度制御で
は平均的な電子温度を制御しているのみである。実際の
原子あるいは分子の解離等に影響を与える電子のエネル
ギーは数十〜百数十ｅＶ程度であり、電子温度分布の高
エネルギー側における極端部の相当する。よって平均的
電子温度を制御しても実際に有効な解離制御は困難であ
る。さらに変調投入電磁波電力によう制御では投入電力
の立上り時期に電子温度が高温化する領域があり、平均
的に電子温度を低下させても該高温化時の効果が影響
し、プラズマ中の解離種を制御する場合の適応範囲が狭
い可能性がある。本発明は、上記した従来のプラズマ処
理装置では困難な、プラズマ内の状態制御を高精度かつ
プラズマ生成パラメータとは独立に行うことを実現す
る。これにより広い範囲で解離種およびその組成等のプ
ラズマの内部状態制御が可能となり、高精度なエッチン
グや膜堆積等の加工を可能とするプラズマ処理装置を提
供する。
置中、先に述べた装置ではプラズマ内の状態（解離種お
よび励起種とその組成比等）を電磁波電力等のプラズマ
生成パラメータと独立に任意で制御することは不可能で
ある。後述した装置はある程度独立してプラズマ内電子
温度を可変にできるが、投入電磁波電力と完全に独立な
制御は困難である。また後述した装置の電子温度制御で
は平均的な電子温度を制御しているのみである。実際の
原子あるいは分子の解離等に影響を与える電子のエネル
ギーは数十〜百数十ｅＶ程度であり、電子温度分布の高
エネルギー側における極端部の相当する。よって平均的
電子温度を制御しても実際に有効な解離制御は困難であ
る。さらに変調投入電磁波電力によう制御では投入電力
の立上り時期に電子温度が高温化する領域があり、平均
的に電子温度を低下させても該高温化時の効果が影響
し、プラズマ中の解離種を制御する場合の適応範囲が狭
い可能性がある。本発明は、上記した従来のプラズマ処
理装置では困難な、プラズマ内の状態制御を高精度かつ
プラズマ生成パラメータとは独立に行うことを実現す
る。これにより広い範囲で解離種およびその組成等のプ
ラズマの内部状態制御が可能となり、高精度なエッチン
グや膜堆積等の加工を可能とするプラズマ処理装置を提
供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、真空排気手
段とガス導入手段を有する鍋状絶縁体でプラズマ形成部
が形成された真空容器と、該真空容器の周辺部と上部に
それぞれ独立なプラズマ形成手段と、該真空容器内部の
周辺部近傍にイオンまたは電子を加速する加速電極を設
置し、該真空容器上部のプラズマ形成手段で形成された
プラズマに、該真空容器周辺部のプラズマ形成手段で形
成したプラズマから該加速電極によりイオンまたは電子
を加速して注入する構造とした。
段とガス導入手段を有する鍋状絶縁体でプラズマ形成部
が形成された真空容器と、該真空容器の周辺部と上部に
それぞれ独立なプラズマ形成手段と、該真空容器内部の
周辺部近傍にイオンまたは電子を加速する加速電極を設
置し、該真空容器上部のプラズマ形成手段で形成された
プラズマに、該真空容器周辺部のプラズマ形成手段で形
成したプラズマから該加速電極によりイオンまたは電子
を加速して注入する構造とした。
【０００５】
【作用】真空容器上部に設置したプラズマ形成手段によ
り形成されたプラズマ中に周辺から電子あるいはイオン
を注入することで、該プラズマ中でのイオン化効率また
は励起効率を制御する。これにより注入する電子または
イオンの量とエネルギーをパラメータとして、真空容器
上部のプラズマ形成手段のパラメータとは独立にプラズ
マ内の状態制御（解離種および励起種とその組成比等）
が可能となる。また図６に示すように、本装置によりプ
ラズマ内の状態を制御する電子あるいはイオンのエネル
ギーは引き出し電極により最も解離に有効なエネルギー
（数十〜百数十ｅＶ）に設定できるため、従来装置では
困難な極精密な解離種および励起種とその組成比制御が
可能となる。さらに真空容器上部のプラズマ形成手段の
みではプラズマの均一性が中央部が高くなる山型の分布
となるが、本発明による周辺部からの電子またイオンの
供給によるイオン化でプラズマ分布が均一化される。
り形成されたプラズマ中に周辺から電子あるいはイオン
を注入することで、該プラズマ中でのイオン化効率また
は励起効率を制御する。これにより注入する電子または
イオンの量とエネルギーをパラメータとして、真空容器
上部のプラズマ形成手段のパラメータとは独立にプラズ
マ内の状態制御（解離種および励起種とその組成比等）
が可能となる。また図６に示すように、本装置によりプ
ラズマ内の状態を制御する電子あるいはイオンのエネル
ギーは引き出し電極により最も解離に有効なエネルギー
（数十〜百数十ｅＶ）に設定できるため、従来装置では
困難な極精密な解離種および励起種とその組成比制御が
可能となる。さらに真空容器上部のプラズマ形成手段の
みではプラズマの均一性が中央部が高くなる山型の分布
となるが、本発明による周辺部からの電子またイオンの
供給によるイオン化でプラズマ分布が均一化される。
【０００６】
〈実施例１〉図１に本発明の基本構成図を示す。図１の
実施例では真空排気手段およびガス導入手段１０１を有
する真空容器１０２に石英で形成された鍋状の放電管１
０３が設置され、該放電管１０３の上部と周辺部にそれ
ぞれ誘導結合方式によりプラズマを形成するためのコイ
ル状アンテナ１０４が設置されている。該コイル状アン
テナ１０４にはそれぞれ独立に高周波電源１０５（周波
数１３．５６メガヘルツ）が接続されている。さらに放
電管１０３内部の周辺部にはグラファイトで形成された
円筒状の引き出し電極群１０６が設置されている。該引
き出し電極群１０６は３重構造であり、各層に施された
電子またはイオン引き出し用孔１０７が一致するよう同
軸状に設置されている。また該引き出し電極群１０６の
各層にはそれぞれ独立に直流あるいはパルス状の電圧が
印加される構造となっている。
実施例では真空排気手段およびガス導入手段１０１を有
する真空容器１０２に石英で形成された鍋状の放電管１
０３が設置され、該放電管１０３の上部と周辺部にそれ
ぞれ誘導結合方式によりプラズマを形成するためのコイ
ル状アンテナ１０４が設置されている。該コイル状アン
テナ１０４にはそれぞれ独立に高周波電源１０５（周波
数１３．５６メガヘルツ）が接続されている。さらに放
電管１０３内部の周辺部にはグラファイトで形成された
円筒状の引き出し電極群１０６が設置されている。該引
き出し電極群１０６は３重構造であり、各層に施された
電子またはイオン引き出し用孔１０７が一致するよう同
軸状に設置されている。また該引き出し電極群１０６の
各層にはそれぞれ独立に直流あるいはパルス状の電圧が
印加される構造となっている。
【０００７】次に図１の実施例の動作を説明する。真空
容器内にガス導入手段１０１により原料ガスが投入され
る。該ガスは放電管１０３の上部と周辺部それぞれのコ
イル状アンテナ１０４に給電される高周波電力によりプ
ラズマ化される。上部コイルにより形成されたプラズマ
１０８と周辺部コイルにより形成されたプラズマ１０９
は引き出し電極群１０６により電気的に独立しており、
それぞれの電位は各プラズマに接する引き出し電極によ
り決まる。図２に引き出し詳しい説明図は図２に示す。
同芯円状に配置された各引き出し電極は各電極の孔２０
４が一致するよう配置されている。引き出し電極最外周
部に位置する電極２０１の電位を−数十ボルトから数百
ボルトとし、中間の電極２０２および一番内側の電極２
０３をアース電位付近とすることで周辺部のプラズマ１
０９より電子が引き出され放電管の中央部にむけ放出さ
れる。このとき放出される電子のエネルギーは最外周部
の電極２０１と一番内側の電極２０３の電位差できま
り、また引き出される量は最外周部の電極２０１と中間
の電極２０２との電位差で決まる。これにより引き出す
電子のエネルギーと量をある程度独立に調節することが
できる。引き出し電極群１０６により引き出された電子
は上部コイルにより形成されたプラズマ１０８に入射さ
れる。入射した電子は上部コイルから供給される電磁波
とは別にプラズマ１０８内気体のイオン化や励起を引き
起こし、プラズマ１０８のイオン化率や励起効率を変化
させる。この機構によりプラズマの生成パラメータには
上部コイルからの電磁波電力以外に入射電子のエネルギ
ーと量が加わり、該３種のパラメータを制御することに
より従来装置では困難なプラズマ内の解離種あるいは励
起種およびその組成等が制御可能となる。これにより、
エッチング等の表面処理に該プラズマを用いた場合、エ
ッチング速度等他の特性をあまり変えずエッチングの材
料選択性のみを制御することなどができ、エッチング等
表面処理を高精度化できる。図１の実施例では引き出し
電極群１０７により引き出す粒子を電子としたが、引き
出し電極群１０６の最外周部の電極電位をプラス数十ボ
ルトから数百ボルトとし、イオンを引き出しても同様の
効果があることは言うまでもない。また図１の実施例で
は引き出し電極群１０６を３重構成としたが、２重構成
でも基本的に同様な効果がある。図１の実施例では引き
出し電極群１０６に印加する各電圧を直流としたが、
０．１マイクロ秒から１秒までのいずれかの周期でパル
ス状に電圧を印加し、パルス状の電子またはイオン注入
をさせることでプラズマ内の電子温度の減衰や電子密度
の減衰あるいは解離等各時定数の違いを用いてプラズマ
の制御を行うことも可能である。このパルス状の電子ま
たはイオン注入により前記した上部コイルからの電磁波
電力と入射電子あるいはイオンのエネルギーおよび量と
いった３種のパラメータに加え、該入射電子あるいはイ
オンの入射時間とその間隔といった時間パラメータを増
やしたことになり、より高精度なプラズマ制御が可能と
なる。
容器内にガス導入手段１０１により原料ガスが投入され
る。該ガスは放電管１０３の上部と周辺部それぞれのコ
イル状アンテナ１０４に給電される高周波電力によりプ
ラズマ化される。上部コイルにより形成されたプラズマ
１０８と周辺部コイルにより形成されたプラズマ１０９
は引き出し電極群１０６により電気的に独立しており、
それぞれの電位は各プラズマに接する引き出し電極によ
り決まる。図２に引き出し詳しい説明図は図２に示す。
同芯円状に配置された各引き出し電極は各電極の孔２０
４が一致するよう配置されている。引き出し電極最外周
部に位置する電極２０１の電位を−数十ボルトから数百
ボルトとし、中間の電極２０２および一番内側の電極２
０３をアース電位付近とすることで周辺部のプラズマ１
０９より電子が引き出され放電管の中央部にむけ放出さ
れる。このとき放出される電子のエネルギーは最外周部
の電極２０１と一番内側の電極２０３の電位差できま
り、また引き出される量は最外周部の電極２０１と中間
の電極２０２との電位差で決まる。これにより引き出す
電子のエネルギーと量をある程度独立に調節することが
できる。引き出し電極群１０６により引き出された電子
は上部コイルにより形成されたプラズマ１０８に入射さ
れる。入射した電子は上部コイルから供給される電磁波
とは別にプラズマ１０８内気体のイオン化や励起を引き
起こし、プラズマ１０８のイオン化率や励起効率を変化
させる。この機構によりプラズマの生成パラメータには
上部コイルからの電磁波電力以外に入射電子のエネルギ
ーと量が加わり、該３種のパラメータを制御することに
より従来装置では困難なプラズマ内の解離種あるいは励
起種およびその組成等が制御可能となる。これにより、
エッチング等の表面処理に該プラズマを用いた場合、エ
ッチング速度等他の特性をあまり変えずエッチングの材
料選択性のみを制御することなどができ、エッチング等
表面処理を高精度化できる。図１の実施例では引き出し
電極群１０７により引き出す粒子を電子としたが、引き
出し電極群１０６の最外周部の電極電位をプラス数十ボ
ルトから数百ボルトとし、イオンを引き出しても同様の
効果があることは言うまでもない。また図１の実施例で
は引き出し電極群１０６を３重構成としたが、２重構成
でも基本的に同様な効果がある。図１の実施例では引き
出し電極群１０６に印加する各電圧を直流としたが、
０．１マイクロ秒から１秒までのいずれかの周期でパル
ス状に電圧を印加し、パルス状の電子またはイオン注入
をさせることでプラズマ内の電子温度の減衰や電子密度
の減衰あるいは解離等各時定数の違いを用いてプラズマ
の制御を行うことも可能である。このパルス状の電子ま
たはイオン注入により前記した上部コイルからの電磁波
電力と入射電子あるいはイオンのエネルギーおよび量と
いった３種のパラメータに加え、該入射電子あるいはイ
オンの入射時間とその間隔といった時間パラメータを増
やしたことになり、より高精度なプラズマ制御が可能と
なる。
【０００８】〈実施例２〉図３の実施例は鍋状放電管３
０１の上部に設置するプラズマ形成手段をコイル状アン
テナ３０２に１３．５６メガヘルツの高周波電流を印加
する誘導結合方式とし、周辺部に設置するプラズマ形成
手段を２．４５ギガヘルツのマイクロ波による表面波励
起方式により行った場合の実施例である。表面波励起方
式では鍋状放電管３０１の周辺に、該放電管３０１と接
する面が開放した導波管３０３を設置し、マイクロ波領
域の電磁波を該放電管３０１の材質（本実施例では石
英）の全反射角より大きな角度で入射させる。すると電
磁波は導波管３０３に沿いながら放電管３０１の円周方
向に伝パンする。この伝パン中に該放電管３０１の内側
にしみだした電磁波の近接場でプラズマが形成される。
鍋状放電管３０１上部のプラズマ形成手段で形成された
プラズマ内の解離種または励起種およびその組成の制御
は図１の実施例と同様に表面波励起方式により形成され
た周辺部のプラズマから円筒状の引き出し電極群３０８
により引き出された電子またはイオンにより行われる。
図３の実施例では放電管３０１を電磁波の伝パン部とし
たが、同様の構造で導波管３０３の開放面の反対側に誘
電体を設置し、外誘電体に電磁波を全反射角度以上で入
射させる構成としても同様の効果があることはいうまで
もない。また図３の実施例でのプラズマ形成手段を鍋状
放電管３０１の上部と周辺部で入れ替えても同様の効果
があることはいうまでもない。
０１の上部に設置するプラズマ形成手段をコイル状アン
テナ３０２に１３．５６メガヘルツの高周波電流を印加
する誘導結合方式とし、周辺部に設置するプラズマ形成
手段を２．４５ギガヘルツのマイクロ波による表面波励
起方式により行った場合の実施例である。表面波励起方
式では鍋状放電管３０１の周辺に、該放電管３０１と接
する面が開放した導波管３０３を設置し、マイクロ波領
域の電磁波を該放電管３０１の材質（本実施例では石
英）の全反射角より大きな角度で入射させる。すると電
磁波は導波管３０３に沿いながら放電管３０１の円周方
向に伝パンする。この伝パン中に該放電管３０１の内側
にしみだした電磁波の近接場でプラズマが形成される。
鍋状放電管３０１上部のプラズマ形成手段で形成された
プラズマ内の解離種または励起種およびその組成の制御
は図１の実施例と同様に表面波励起方式により形成され
た周辺部のプラズマから円筒状の引き出し電極群３０８
により引き出された電子またはイオンにより行われる。
図３の実施例では放電管３０１を電磁波の伝パン部とし
たが、同様の構造で導波管３０３の開放面の反対側に誘
電体を設置し、外誘電体に電磁波を全反射角度以上で入
射させる構成としても同様の効果があることはいうまで
もない。また図３の実施例でのプラズマ形成手段を鍋状
放電管３０１の上部と周辺部で入れ替えても同様の効果
があることはいうまでもない。
【０００９】〈実施例３〉図４の実施例は鍋状放電管４
０１の上部に設置するプラズマ形成手段を磁場発生手段
４０２と２．４５ギガヘルツのマイクロ波発生手段４０
３により構成する。周辺部のプラズマ形成手段は図１の
実施例と同様なコイル状アンテナ４０４に１３．５６メ
ガヘルツの高周波電流を印加する誘導結合方式である。
磁場とマイクロ波により形成されたプラズマ内の解離種
または励起種およびその組成の制御は図１の実施例と同
様にコイル状アンテナ４０４により形成された周辺部の
プラズマから円筒状の引き出し電極群４１１により引き
出された電子またはイオンにより行われる。
０１の上部に設置するプラズマ形成手段を磁場発生手段
４０２と２．４５ギガヘルツのマイクロ波発生手段４０
３により構成する。周辺部のプラズマ形成手段は図１の
実施例と同様なコイル状アンテナ４０４に１３．５６メ
ガヘルツの高周波電流を印加する誘導結合方式である。
磁場とマイクロ波により形成されたプラズマ内の解離種
または励起種およびその組成の制御は図１の実施例と同
様にコイル状アンテナ４０４により形成された周辺部の
プラズマから円筒状の引き出し電極群４１１により引き
出された電子またはイオンにより行われる。
【００１０】図１至乃４の実施例では誘導結合方式でプ
ラズマを形成する場合１３．５６ＭＨｚの高周波電界を
用いたが、ほぼ同様の装置構成で１から９００ＭＨｚの
高周波を用いても同様の効果があることは言うまでもな
い。数百ＭＨｚと高周波の周波数を高くすることで低ガ
ス圧力時におけるプラズマの着火性および安定性の向上
が期待できる。
ラズマを形成する場合１３．５６ＭＨｚの高周波電界を
用いたが、ほぼ同様の装置構成で１から９００ＭＨｚの
高周波を用いても同様の効果があることは言うまでもな
い。数百ＭＨｚと高周波の周波数を高くすることで低ガ
ス圧力時におけるプラズマの着火性および安定性の向上
が期待できる。
【００１１】図１至乃４の実施例において被加工試料に
各プラズマ生成とは独立に１００ｋＨｚから２０ＭＨｚ
の高周波電界を容量素子を介し印加することで、被加工
試料に入射するイオンのエネルギーを制御できることは
いうまでもない。
各プラズマ生成とは独立に１００ｋＨｚから２０ＭＨｚ
の高周波電界を容量素子を介し印加することで、被加工
試料に入射するイオンのエネルギーを制御できることは
いうまでもない。
【００１２】図１至乃４の実施例では引き出し電極の材
質をグラファイトとしたが、他にチタン、モリブデン、
タングステン、ステンレス、アルミニュウム、シリコ
ン、シリコンカーバイトを用いても同様効果があること
は言うまでもない。
質をグラファイトとしたが、他にチタン、モリブデン、
タングステン、ステンレス、アルミニュウム、シリコ
ン、シリコンカーバイトを用いても同様効果があること
は言うまでもない。
【００１３】図１至乃４の実施例では鍋状の放電管の材
質を石英としたが、他に酸化アルミニュウム、窒化シリ
コン、窒化ボロンを用いても同様効果があることは言う
までもない。また図１至乃４の実施例では鍋状の放電管
を前記各材質で一体形成する場合を記したが、金属性フ
レームに上部と周辺部が石英等の材質を施した構造の放
電管でも同様の効果があることは言うまでもない。
質を石英としたが、他に酸化アルミニュウム、窒化シリ
コン、窒化ボロンを用いても同様効果があることは言う
までもない。また図１至乃４の実施例では鍋状の放電管
を前記各材質で一体形成する場合を記したが、金属性フ
レームに上部と周辺部が石英等の材質を施した構造の放
電管でも同様の効果があることは言うまでもない。
【００１４】図１至乃４の実施例では引き出し電極群を
円筒状としたが、多角形の柱状構造でも同様の効果があ
ることは言うまでもない。
円筒状としたが、多角形の柱状構造でも同様の効果があ
ることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】真空容器上部に設置したプラズマ形成手
段により形成されたプラズマ中に周辺から電子あるいは
イオンを円筒状引き出し電極群により注入する。これに
より該プラズマ中でのイオン化効率または励起効率を注
入する電子またはイオンの量およびエネルギーで制御す
る。注入する電子またはイオンの量とエネルギーをパラ
メータとして、真空容器上部のプラズマ形成手段のパラ
メータとは独立にプラズマ内の状態制御（解離種および
励起種とその組成比等）が可能となる。また真空容器上
部のプラズマ形成手段のみではプラズマの均一性が中央
部が高くなる山型の分布となるが、本発明による周辺部
からの電子またイオンの供給によるイオン化でプラズマ
分布が均一化される。さらに真空容器上部のプラズマ形
成手段による気体のイオン化に周辺部から供給される電
子またはイオンによるイオン化機構を付加することで高
密度なプラズマ形成が可能となる。
段により形成されたプラズマ中に周辺から電子あるいは
イオンを円筒状引き出し電極群により注入する。これに
より該プラズマ中でのイオン化効率または励起効率を注
入する電子またはイオンの量およびエネルギーで制御す
る。注入する電子またはイオンの量とエネルギーをパラ
メータとして、真空容器上部のプラズマ形成手段のパラ
メータとは独立にプラズマ内の状態制御（解離種および
励起種とその組成比等）が可能となる。また真空容器上
部のプラズマ形成手段のみではプラズマの均一性が中央
部が高くなる山型の分布となるが、本発明による周辺部
からの電子またイオンの供給によるイオン化でプラズマ
分布が均一化される。さらに真空容器上部のプラズマ形
成手段による気体のイオン化に周辺部から供給される電
子またはイオンによるイオン化機構を付加することで高
密度なプラズマ形成が可能となる。
【図１】本発明の基本構成図および実施例１を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の引き出し電極部の説明図。
【図３】本発明の実施例２を示す図である。
【図４】本発明の実施例３を示す図である。
【図５】プラズマ内電子温度分布の模式図。
１０１…ガス導入手段、１０２…真空容器、１０３…放
電管、１０４…コイル状アンテナ、１０５…高周波電
源、１０６…円筒状引き出し電極群、１０７…電子また
はイオン引き出し用孔、１０８…プラズマ、１０９…周
辺部プラズマ、１１０…マッチング回路、１１１…試料
バイアス用高周波電源、１１２…試料台、１１３…被加
工試料、２０１…外側電極、２０２…中間電極、２０３
…内側電極、２０４…電子またはイオン引き出し用孔、
３０１…放電管、３０２…コイル状アンテナ、３０３…
導波管、３０４…高周波電源、３０５…マイクロ波発生
手段、３０６…マッチング回路、３０７…試料バイアス
用高周波電源、３０８…円筒状引き出し電極群、３０９
…ガス導入手段、３１０…試料台、３１１…被加工試
料、４０１…放電管、４０２…マイクロ波発生手段、４
０３…磁場発生手段、４０４コイル状アンテナ、４０５
…導波管、４０６…石英窓、４０７…高周波電源、４０
８…ガス導入手段、４０９…マッチング回路、４１０…
試料バイアス用高周波電源、４１１…円筒状引き出し電
極、４１２…試料台、４１３…被加工試料。
電管、１０４…コイル状アンテナ、１０５…高周波電
源、１０６…円筒状引き出し電極群、１０７…電子また
はイオン引き出し用孔、１０８…プラズマ、１０９…周
辺部プラズマ、１１０…マッチング回路、１１１…試料
バイアス用高周波電源、１１２…試料台、１１３…被加
工試料、２０１…外側電極、２０２…中間電極、２０３
…内側電極、２０４…電子またはイオン引き出し用孔、
３０１…放電管、３０２…コイル状アンテナ、３０３…
導波管、３０４…高周波電源、３０５…マイクロ波発生
手段、３０６…マッチング回路、３０７…試料バイアス
用高周波電源、３０８…円筒状引き出し電極群、３０９
…ガス導入手段、３１０…試料台、３１１…被加工試
料、４０１…放電管、４０２…マイクロ波発生手段、４
０３…磁場発生手段、４０４コイル状アンテナ、４０５
…導波管、４０６…石英窓、４０７…高周波電源、４０
８…ガス導入手段、４０９…マッチング回路、４１０…
試料バイアス用高周波電源、４１１…円筒状引き出し電
極、４１２…試料台、４１３…被加工試料。
Claims (3)
- 【請求項１】真空排気手段とガス導入手段を有する真空
容器と、該真空容器の周辺部および上部にそれぞれ設け
られた独立な第１及び第２のプラズマ形成手段と、該第
１のプラズマ形成手段で形成されたプラズマに、該第２
のプラズマ形成手段で形成されたプラズマのイオンまた
は電子を加速して注入する手段を有することを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項２】前記第１または第２のプラズマ形成手段が
コイル状アンテナに１メガヘルツから９００メガヘルツ
の高周波電流を印加し、誘導結合方式によりプラズマを
形成する構成であることを特徴とする請求項１記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項３】請求項１記載のプラズマ処理装置を用い
て、真空容器内に導入されたガスの解離種または励起種
およびそれらの比率を制御したプラズマを形成し、該プ
ラズマにより半導体材料のエッチングまたは膜堆積を行
うことを特徴とするプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232286A JPH0982494A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232286A JPH0982494A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982494A true JPH0982494A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16936847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7232286A Pending JPH0982494A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982494A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11288798A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-10-19 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ生成装置 |
| US6475334B1 (en) | 1999-07-06 | 2002-11-05 | Nec Corporation | Dry etching device and dry etching method |
| KR100835355B1 (ko) * | 2006-07-25 | 2008-06-04 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마를 이용한 이온주입장치 |
| JP2008147384A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Sharp Corp | ドライエッチング装置 |
| JP2015046645A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-03-12 | キヤノンアネルバ株式会社 | イオンビームエッチング装置 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232286A patent/JPH0982494A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11288798A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-10-19 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ生成装置 |
| US6475334B1 (en) | 1999-07-06 | 2002-11-05 | Nec Corporation | Dry etching device and dry etching method |
| KR100835355B1 (ko) * | 2006-07-25 | 2008-06-04 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마를 이용한 이온주입장치 |
| JP2008147384A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Sharp Corp | ドライエッチング装置 |
| JP2015046645A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-03-12 | キヤノンアネルバ株式会社 | イオンビームエッチング装置 |
| US10388491B2 (en) | 2011-10-31 | 2019-08-20 | Canon Anelva Corporation | Ion beam etching method of magnetic film and ion beam etching apparatus |
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