JPS59143330A - プラズマエツチング装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、制御された速度と制御されたエッチ断面をも
って、半導体チップやその他の基板表面をプラズマエツ
チングすることに関するものである。切に詳細には、本
発明はそのようなことに関するすぐれた方法と装置とに
関するものである。

〔発明の背景〕

半導体シリコンチップやウェハのような基＆を、制御さ
れた速度と？ｒＪｌ制御されたエッチ断面をもってエツ
チングするためにプラズマを使用することは当業名には
よく知られている。最も簡単な場合には、プラズマエツ
チング手段は、基本的に真空排気されたチェンバ内の２
つの平行板の間に７オトレジストでマスクパターンを形
成されたウェハな設定することでよい。このチェンバ内
へＯＦ’４　等の気体が導入さね、上記平行板には高周
波電源から互に逆位相の知力が１０ないしｉ　ｏ、ｏ　
ｏ　ｏワットのレベルで導入され、それらの板間に放電
が励起される。これによって気体はイオン化され篩度に
５ 腐食性のプラズマが発生し、それがマスクの開口部を通
ってウェハなエッチし、望みのエッチパターンと望みの
エッチ断面を形成する。

このようなプラズマによる半導体チップのエツチングの
方法はいくつかの欠点を有している。−１：ず、閉じこ
めた気体をプラズマに変換するためにかなり大量のエネ
ルギーを使用する必要があるということである。篩周波
亀、圧は複だウェハ表面にバイアス電圧を発生する。こ
のバイアスは有利なものとなるが、しかし一般にそれを
制御もしくは要定化することは困難であって、従ってエ
ツチングのためのプラズマの使用が非効率的なものとな
り、またエツチング工程中のプラズマの方向づけ制御が
できない結果となる。大電力高周波電源はまた同等の直
流重圧にくらべて比較的高価でもある。

上述の方法において史にＭ要な問題点は、ウェハ近傍の
プラズマ密度の非一様性である。この種の工程は一般的
に、高い放電エネルギーと一定の気体スループットとに
依存して、基板をとりかこ６ む適当なフ０ラズマ密度を保持するようになっている。

これらの問題を克服するためにいくつかの試みが行われ
てきた。例えば、一つの既知の熱フイラメントプラズマ
エツチング法ではエツチングチェンバ内のプラズマの制
御のために体積磁界（ｖｏｌｕｍｅ　ｍａｇｎｅｔｉｃ
　ｆｉｅｌｄ　）　ｆ用いている。このシステムは一般
旧に、フィラメント電極と、空間をおいたアノード電極
とをチェンバ内に有した、真−空排気されたチェンバを
含んでいる。このフィラメントは電源からの゛直流によ
って加熱され、電子を放出し、それによってフィラメン
トと対向したアノードとの間に放電を生成する。アノー
ドそれ自体は別途バイアスされ、アースに対するプラズ
マの電位な制御する。このようにして生成されるプラズ
マの部分的制御は、エツチングチェンバの上と下とに置
かれた磁気コイルに電流を流すことによって作られる体
積磁界を用いて実現される。

この装置はある程度までチェンバ内のプラズマを制御す
るが、そのようにして電磁石を使用することによって体
積磁界が発生し、そこでは各補強さの磁力線が全プラズ
マ体積中を通り延びている。

従って、プラズマ密度の全体的な一様性は得られない。

そのかわりに、プラズマは磁力線のまわりに集中する。

一様性は劣り、エツチング断面形状の望ましくない変化
が生ずる。切に、体積磁界がつくられるため、イオン及
び−次またはイオン化電子が定常的にウェハなとりかこ
む領域から抜は出る。このことによって、与えられたプ
ラズマ密度を保持するために必要な気体の量が増大し、
呼だこれら抜は出すイオン化知子を補充することによっ
てプラズマを保持するために消費されるエネルギー量が
増大し、システムの効率は減少する。

また電磁界を発生させるためにも大量のエネルギーが必
要である。

上述のように、ドリフトによってプラズマ及びイオン化
電子が失われるプラズマエツチングシステムでは主たる
問題点は、かなり大量のイオン化電子及びプラズマを連
続的に発生させなければならないということである。特
にプラズマのイ・オンが失なわれるため、使用気体をよ
り多（必要とし、その結果ガス圧力がより高くなげれば
ならなくなる。コノことの効果は、単に衝突によって装
置からイオンが移動して出てゆくことを増大させるのみ
ならず、イオン化電子の平均自由行程を知かくさせるこ
とになる。平均自由行程が短か（なることのために、腐
貧性反応性イオンのランダムな動きが増大し、等方性エ
ツチングがより増大する。

このことにより、望ましい半導体の鋤長い断面をエツチ
ングする％徴が減少する。

従って、本発明の１つの目的は、半導体ウェハのような
基板をプラズマエッチするためのすぐれた方法と装置な
得ることである。

本発明の佃の１つの目的は、半纏体チップやその他の基
板表面を、制御されたエッチ速度と、正確に定められ制
御されたエッチ断面をもって、プラズマエッチするため
のすぐれた方法と装置を得ることである。

本発明のす巳に１つの目的は、望ましがらざる大電力高
周波７７電用電源の使用によって誘起される９ ％′１気的バイアスにウェハなさらすことなしに、半導
体ウェハをプラズマエッチするためのすぐれた方法と装
Ｗを得ることである。

〔発明の要約〕

これらの目的のために、本発明の１つの好適実施例では
、表面磁界（５ｕｒｆａｃｅ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉ
ｅｌｃｌ　）によってその中にとじこめられた一様性に
すぐれかつ高い密度のプラズマ中へ、マスクをとりつけ
た基板半導体ウェハを置くことを行うようになっている
。このプラズマは、熱フィラメントからのイオン化電子
の場の中へ気体を導入することにより発生させる。その
ように発生し、閉じこめられたプラズマをエツチングに
用いることには数多くのすぐれた特徴がある。特に、そ
のプラズマ雰囲気は、それを通って延び、プラズマを巣
束させるような磁力線なしに閉じこめることができる。

一様性にすぐれた密度を有するプラズマが生成され、そ
のためエツチング工程の一様性が向上する。

プラズマは表面の磁界境界内に発生するので、プラズマ
及びイオン化電子の脱出は非常忙少な（、０ 大きな体積のプラズマを定常的に発生させる必要がない
。従って、必要な気体の量は少なく、圧力はｔＪｈ値に
留めることができる。これにより、プラズマイオンの衝
突が泳り、イオン化電子の平均自由行程か増大し、従っ
て非等方性エツチングが促進され、高度に定められ制御
されたエッチ断面が得られる。史に、イオン化される気
体の譲−が少な（てよいため、イオン発生のために消費
される電力はかなり少なくてよ（、従って望ましくない
電荷のウェハへの添加の可能性が減少する。

切に讐だ、すぐれたプラズマ密度と一様性のために、よ
り高速で、児全に制御１されたエッチ速度を与えること
となり、半導体生産量が増大する。

本発明の１つの好適実施例においては、真空排気された
チェンバ中へフレオン１４気体（ＯＦ、）が導入され、
チェンバ内のアノード（チェンバ壁等）とフィラメント
との間の放電によって発生したイオン化電子にさらされ
る。これによりチェンバ内で半導体チップやウェハをエ
ツチングすることのできるプラズマがつくり出される。

チェンバ壁の近（に多重双極子表面磁界が形成され、チ
ェンバ壁内に発生したプラズマを閉じこめる境界がつく
りだされ、従って高度に一様な高警度プラズマが発生す
る。フィラメントは低電圧直流電源からの電流によって
加熱されることが望ましい。放出された電子は、フィラ
メントから、チェンバ壁に力０えられたバイアス電圧に
よって反発される。このバイアスを供給するために、チ
ェンバ壁には低電圧直流電源が接続される。このように
してフィラメントからつくりだされた放電かフレオン（
ＯＦ４）をイオン化し、プラズマを発生させる。

半導体ウェハ等のエッチすべき基板は、チェンバ内の保
持具上に装着される。半導体基板及び／あるいは保持具
には、プラズマ放電電源とは独立して動作する低電力の
高周波発振器とコンデンサの組合せ等によって供給され
る定常的な負のバイアスが印加されていることが望まし
い。

本発明のこの実施例においては、チェンバをとりかこみ
、その中ヘデラズマをとじこめる表面磁界は、細長いセ
ラミック磁石を多重双極子フルラインカスプに配置した
ものであることが望ましい。

一般にこれら磁石は一定間隔でチェンバ壁にそって配置
され、北極と南極が交互にチェンバ中心を向くように配
置されている。

例えは、チェンバは非磁性ステンレス鋼でつ（られてお
り、垂直な円筒側壁と、円筒と気密封止する水平な上面
、下面を有している。複数個の永久セラミック磁石は一
般に等間隔で円筒の外側まわりに固定されており、本質
的に円筒の軸と平行に延ひている。更に上面と下面とに
そって細長い永久磁石の別の組が位置しており、そこで
も互に平行に間隔をおいて配置されており、上面及び下
面の磁石は一般に垂直な円筒側壁まわりに位置する対向
する永久磁石の端の間に延びている。

このような多重双極子構成によって形成される表面磁界
はエツチングチェンバの壁近くに形成される。チェンバ
体積の全体、従って閉じこめられたプラズマには本質的
に磁界は存在しない。

このように説明したような多重双極子構成を用６ いることによって、比較的低圧でエツチングチェンバ内
に非常に均一な高密度プラズマが閉じこめられる。例え
ば、プラズマ体積全体において±１％あるいはそれより
すぐれた一様性で　１０１２イオン／　ｔｙｍ３のプラ
ズマ密度が達成できる。このプラズマ密度は、市販のプ
ラズマエツチングシステムで得られる値のおよそ１０倍
すぐれた値であると考えてよい。

プラズマの閉じこめがすぐれているために、より低い動
作圧力２×１０−３ないし１０−５Ｔｏｒｒ程度を用い
ることが可能となる。このことは２　Ｔｏｒｒないし５
０　ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒ範囲の圧力で動作すると考
えられる既存のエツチングチェンバと対比される。イオ
ン化電子もまたより有効に利用でき、よりすぐれた閉じ
込めが可能なためイオン化のための放電電源の電力消費
がへり、よりするどい牛導体断面を得るための本質的に
非等方的なエツチングが可能となる。もちろん、他の動
作圧力においてもすぐれた結゛果が得られる。

更に、イオン化放電を発生させるために高周波４ Ｘ源を用いておらず、また磁界発生のために電源を使用
していないために、プラズマは電気的に静止的である。

更にイオン放電に低電圧直流電源が用いられているため
、ウェハ内にはバイアス電圧がほとんどあるいは全く発
生しない。従ってウェハは、プラズマ放電電源とは独立
に動作する小型の整流された高周波発振信号によっての
みバイアスされる。この結果容易に制御できる微細プラ
ズマエツチングが実現される。

本発明のこれら及びその他の目的、特徴、オＩＩＡは以
下の図面を参照した詳細な説明によってより明瞭に理解
できるであろう。

〔発明の詳細な説明〕

図面を参照すると、一般的に参照番号１０で示された真
空排気されたチェンバのまわりに、磁気的多重双極子表
面磁界境界ができあがる。このチェンバ１０は非磁性の
ステンレス鋼容器であって、本質的円筒形の形状をして
おり、直径３０臨、高さ３５濡、壁厚３鵬の円筒状側壁
１１を有している。このチェンバ１０は底板１２を有し
ており、それは１１１１壁１１の底部に対して気密的に
もしくは永久的に固定されている。天板１３はこのチェ
ンバ１０のふたとなる。天板１３はと９はずすことがで
きるようになっており、チェンバ１０の内部にアクセス
できるようになっており、また真空チェンバ１０を構成
するように仰１壁１１の上部に対して気密的にとりつけ
られる。この底板と天板も同様にズテンレス鍋でできて
いるか、またはアルミニウム板のような他の非磁性物質
でできている。

多重双極子表面磁界は檜数個の細長いセラミック磁石１
４によって発生せられ、それらは接着等の方法によって
１剛壁１１の外側に固定されている。

これら永久磁石１４は互に平行にならんでおり、チェン
バ１０の軸に本質的に平行に、側壁１１の底から上部へ
向かって延びている。約ｉ　ＫＧの磁界（Ｂ）を与える
セラミック永久磁石が用いられている。より強い磁界の
ためには、約５　ＫＧあるいはそれ以上の磁界を与える
サマリウム−コバルト永久磁石等の希土類永久磁石を用
いることもできることを注意しておく。

双極子配列になっており、チェンバ１０の内部へ向かっ
て磁石の北極と両極を交互に供給する構成となっている
。すなわち、磁石１４ａはその長さ方向にそって北極な
壁１１に瞬接させており、磁石１４ｂは南極を、磁石１
４Ｃは北極を、という具合に円筒形側壁１１のまわりに
配置されている。

円筒状１ｌＩ１１壁１１のまわりの磁界は、一般的にＢ
で示した弓形の矢印によって図示されている。この多蔦
双極子構成によってつ（りだされた表面磁界は、側壁１
１にすぐｗ４接した領域に限られている。すなわち、上
述のｉ　ＫＧの磁石が端から端の間７眞の８：！離を置
いて配置されている場合、チェンバの内部へ向かう磁界
の部分はチェンバ側壁１１のすぐ内偵１で最も強く、壁
から内部へ５ないし８嬬すすむとほとんど０の磁界強度
へ減衰する。

このようにチェンバ体積の全体は本質的に磁界がない空
間となる。注意しておくが、より多数の磁石を用いるこ
とによって磁界Ｂをより側壁１１へ近くひきつけること
ができ、磁石の数が少なくな７ ると、境界はチェンバ内部へより拡大する。このように
、発生する表面磁界と望ましい無磁界内部体積と、の間
の最適化は、あらかじめ定められた用いられる磁石数と
各々の磁界強度とから得ることができる。

この多重双極子永久磁石配置によってつくりだされる表
面磁界は、一般的に参照番号１５で示された複数個のカ
スｆを有しており、それらは細長い磁石１４の各軸に対
応した位置にある。フルラインカスプの形成によって、
プラズマの磁気的多重積とじこめが最適化される。これ
らのカスプラインにそって実質的に磁界は存在しないた
め、このカスプにそって発生する一次電子とイオンのも
れは少量である。しかし、この損失分はプラズマエツチ
ングの目的にはそれ程重大でない。この点に関しては、
本実施例の説明のためには多重双極子表面磁界の形成の
ために永久磁石が用いられているが、線状あるいは板状
の電流和体パターンのような他の方法を用いて、特徴的
な磁気的ラインカスプを有する表面磁界を形成すること
ができる８ ことは理解されるであろう。

この表面磁界は、同様な細長い永久磁石を同じように天
板１２と底板１３にそって間隔を置いて平行に配置する
ことによってチェンバの周りに完成する。天板と底板の
磁石１６と１７は各々、各各の板の弦の長さにそって配
置されており、一般的にその弦の両端で側壁磁石１４の
端と隣接するように置かれている（第１図中のＡｍ）。

このように、チェンバをと９ま（磁石は、「帯状」配置
される。

側壁磁石１４と同じように、上部磁石１６と下部磁石１
７によって多重双極子表面磁界境界がつくられる。天板
と底板１２と１３が厚い場合には、その中に磁石１６と
１７を収納するための溝をきさんで、磁極かチェンバ内
部から０．２４＝＝＝以内に位置できるようにする必要
がある。更に注意すべきことは、磁石の間の正確な間隔
を保つことはここではさほど厳活でなくともよく、チェ
ンバ１０中の幅広いボートのどちらかの体上の磁石の間
隔がより広くなってもかまわない。

チェンバ１０は、底板１２内のボート２０を通ってチェ
ンバ１０の内部とつながれた真空ポンプ（図示されてい
ない）を用いて、約１０’−’　Ｔｏｒｒの圧力まで真
空排気できるようにつくられている。

特に第２図を参照すると、チェンバ１０内に１個または
軸数個のフィラメント電極２１か設けられている。この
フィラメント２１はチェンバ１０の外部にある低電圧直
流１１！源２２へつながれている。この直流電源はフィ
ラメント電極へ電流を流し、それによってフィラメント
は電子を放出する。

この電子発生のためには他の手段、例えばタンタルホロ
ーカソード管、イオンサイクロトロン共鳴等を用いるこ
ともできることは央らかである。

この加熱されたフィラメント２１からイオン化電子を、
望ましくは、アースされた金属チェンバ壁などの対向す
るアノードへはねかえすことによって、フィラメント２
１から放電を起こすことができる。この放電は、壁１１
へつながれた直流電源２３かもの５０ないし１５０ｖの
間の電圧に保持され、放’ａｔ流は０．１ないし５への
間の値であることか望ましい。このようにつくりだされ
た放電は、チェンバ１０中へ導入される気体をイオン化
してプラズマをつくりだすために用いられる。

ここでは気体としてフレオン１４　（ＯＦ４）を用いる
のが有オｌである。

発生するプラズマを閉じこめるために用いられる多重双
極子表面磁界の性質のために、２×１０−”Ｔｏｒｒな
いし１０−５Ｔｏｒｒ　ｇ度の非常に低圧力を用いるこ
とかできる。そのような低い圧力は、従来の市販されて
いるプラズマエツチング装置に用いられている圧力のす
くな（とも１０分の１低いイーである。このことは王と
して、多重双極子表面磁界がイオン化電子のよりよい閉
じこめによってイオン化の効率を高めることによってい
る。より低圧力の気体を用いることによってより非等方
性の高いエツチングが実務でき、従ってよりせまくする
どい半導体断面を得ることができる。

より効率よいイオン化のために、プラ、ズマの密度も増
大する。本発明によって得られるプラズマ笥度は１０１
にイオン／礪３に達し、これは既知の１ エツチング装置のプラズマ密度の１０倍筒い１１１であ
る。更に、多重双極子表面磁界は、イオン化電子とプラ
ズマの電子及びイオンとをプラズマ体積内に本質的に一
様に分布させ、その体積にわたって密度のばらつきは±
１％またはそれ以下である。

エッチされるべき基板、例えば多結晶シリコン物質でで
きた従来の半導体ウェハ２５は、チェンバ１０内におい
て基板保持具２６によって保持され、望ましくはウェハ
は冷却される。基板保持具の一部は天板１３を通って外
へ延びてバイアス電圧源へつながれる。このバイアス鴇
；圧源は放電用の電源とは独立に動作できるものである
ことが有利である。ウェハバイアス信号を発生させるた
めに低電力の高周波発振器２７が用いられて良い結果が
得られている。発振器２７で発生した低電力信号はコン
デンサ２８によって整流されて、プラズマに対して一足
の負餉；圧バイアスをウェハ２５へ供給する。例えば、
発掘器２７によって５　ＫＢＺで０ないし３００ビーク
ボルトの電圧が発生し、ウェハ２５にはＯから一３００
ｖの一定の直流型２ 圧バイアスが供給される。このようにウェハにバイアス
電圧を印加することＫよって、エツチングの速度とエツ
チングの方向性が改善され、制御容易で微細なプラズマ
エツチングが実現できる。また保持具２６を通さずにウ
ェハ２５自体をバイアスするような構成をとることもで
きる。

放電電流あるいはプラズマ閉じこめ用の多重双極子表面
磁界発生かのどちらにも高周波電源を用いていないこと
に注目されたい。この結果、エツチング工程に干渉する
高周波じよう乱は実質的に存在せず、そのため制御され
たプラズマエツチングが実現する。

動作時には、エッチすべきウェハ２５は保持具２６上に
装着され、チェンバ１０内に設置される。

次にこのチェンバ１０は約１０−’　Ｔｏｒｒに真空排
気され、ＣＦ４等のイオン化気体がチェンバ中へ約２　
Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒあるいはそれ以下の圧力まで導入
される。

加熱されたフィラメント２１とアノードとして作用する
側壁１１との間に放電が励起され、グロー放電が保持さ
れて、気体がイオン化され、プラズマがつくりだされる
。事前にフォトレジストマスク処理されているウェハは
、このプラズマによってウェハ表面に垂直にエッチされ
る。この装置と方法によってｉ、ｏ　ｏ　ｏないし２．
５０　ＯＡ　／分のエツチング速度が達成された。

チェンバ１０内のプラズマの一般的パラメータは天板１
３中の気密ボートを通して挿入されたラングミュアプロ
ーブ３０の使用等によってモニタすることができる。

以上のように、多重双極子表面磁界を適用することによ
ってエツチングプラズマを閉じこめることにより、高密
度で比較的一様で静止したプラズマをつくりだすことが
でき、それを比較的低い気体圧力で保持することができ
ることを通して、有効性及び効率の大幅圧すぐれたプラ
ズマエツチングを実籾、することができる。更に高周波
干渉を起こさない直流電源を用いて、放電電源によって
影響されない制御されたバイアスなウェハに対して供給
することＫよって、制御された微細な非等方性エツチン
グが達成できる。

本発明は特足の実施例に関連して説明してきたが、当業
者にとっては本発明の範囲からはずれることなく、本発
明の実施に当たって、構成、配置、部品、要素、利料、
部品等に数多（の修正が可能であることは明らかであろ
う。従って、本発明はそれらを含むものと理解されるべ
きであり、本発明は轡許請求の範囲によってのみ制約さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、チェンバ１１１１壁のまわりの多重双極子磁
石配量な示す軸断面図であり、磁力線をも示している。 第２図は、第１図の２−２の線にそってみた垂直断面図
である。 （符号） １０　チェンバ １１　　１則壁 １２　底板 １３　天板 １４　　Ｍ長い磁石 ５ １５　カスプ １６　天板磁石 １７　底板磁石 ２０　ボート ２１　フィラメント電極 ２２　低電圧直流電源 ２３　直流電源 ２５　ウェハ ２６　基板保持具 ２７　発振器 ２８　コンデンサ ３０　ラングミュアプローブ 代理人　浅　村　　　皓 ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基板のプラズマエツチングを行うだめの装置であ
   って、 チェンバ チェンバ内の気体 チェンバ内にイオン化電子を発生させる手段、チェンバ
   内に放電を起こして、チェンバ内の気体をイオン化させ
   て、プラズマをつくりだす手段、プラズマ中に基板を保
   持するための基板保持手段、 基板をプラズマに対して電気的にバイアスさせるだめの
   電源、 チェンバ内にプラズマをとじこめる表面磁界をつくシだ
   すための手段、 を含む、装置。 （２、特許請求の範囲第１項の装置であって、表面磁界
   をつくりだすための手段がチェンバをとシかこむ複数個
   の永久磁石であって、それら磁石はチェンバ壁に隣接す
   る多重双極子磁界をつくるようにと如つけられているよ
   うな、装置。 （３）特許請求の範囲第２項の装置であって、チェンバ
   が一般的に円筒状であり、円筒状の側壁、天板、底板含
   有し、複数個の永久磁石の各々が細長い形状をしておシ
   、円筒側壁のまわシに一般的に規則的な間隔を置いて配
   置されておシ、各々の磁石は円筒の軸と本質的に平行に
   延びており、更に天板と底板にそっても別の細長い永久
   磁石が互に平行に、間隔を置いて配置され、円筒側壁ま
   わシに置かれた永久磁石の端部へ向かって延びているよ
   うな、装置。 （４）特許請求の範囲第２項の装置であって、チェンバ
   が円筒形の側壁を有しておシ、更に円筒の端と気密封止
   された天壁と底壁とを有しておシ、このように構成され
   たチェンバがその内部を減圧保持できるようになってお
   シ、また、細長い形状で互に規則的な間隔をおいて側壁
   のまわシにと９つけられた複数個の永久磁石を有してお
   り、それらは円筒の軸に本質的に平行に延びており、更
   に天壁と底壁にそって互に間隔を置いて平行にならんだ
   別の磁石を有してお９、上記天壁及び底壁磁石の各々が
   、円筒側壁のまわりに位置する２つの互に対向位置にあ
   る磁石と直角及び同一平面的に延びているような、装置
   。 （５）特許請求の範囲第４項の装置であって、チェンバ
   内の気体圧力が約２　Ｘ　１０　”　Ｔｏｒｒまたはそ
   れ以下の圧力に保たれているような、装置。 （６）特許請求の範囲第５項の装置であって、上記イオ
   ン化電子をつくりだす手段が、チェンバ内に位置する抵
   抗性フィラメント、フィラメントから電子を放出させる
   ためにフィラメントヲ加熱するための直流電流源を含ん
   でおシ、上記チェンバ内に放電を起こすための手段がチ
   ェンバ壁をバイアスするための直流電流源であり、それ
   によってフィラメントから放出された電子がフィラメン
   トからはねかえされ、それによってチェンバ内の気体を
   イオン化するための放電を発生するようになった、装置
   。 （力　特許請求の範囲第６項の装置であって、基板をバ
   イアスするための電源が、フィラメントと放電の電源と
   は独立して制御及び動作できるようになった、装置。 （８）特許請求の範囲第５項の装置であって、プラズマ
   の密度が単位立方センナメートル当たり約１０１２個の
   荷電粒子という値に保持されており、上記密度がチェン
   バ内にわたって±１％以内に一様であるような、装置。 （９）特許請求の範囲第６項の装置であって、基板が高
   周波発振器からの整流信号によって安定してバイアスさ
   れており、上記信号がフィラメント及びアノード電源に
   よって影響されないようになった、装置。 （１０）　　特許請求の範囲第１項の装置であって、表
   面磁界をつくりだす手段が、チェンバの軸に本質的に平
   行に延びて、チェンバ周りに一般的に規則正しい間隔を
   置いてならんだ磁界ラインカスプを形成するようになっ
   た多重双極子配置であるような、装置。 （１１１特許請求の範囲第３項の装置であって、複数個
   の磁石が細長いセラミック磁石であって、各々の細長い
   磁石が約１ＫＧの磁界をつくシだし、磁石はチェンバの
   側壁の外周及び天壁と底壁の外部に固定されており、隣
   接する平行な磁石がチェンバの中心に対して互に反対の
   極を提供しており、このようにしてつくシだされる表面
   磁界が一般的にチェンバ壁に隣接して形成されているよ
   うな、装置。 ０２、特許請求の範囲第１１項の装置であって、表面磁
   界が、チェンバ壁の内側から約１０１２個れた部分で本
   質的に零であるような、装置。 （＋３１　　固体基板の非等方的プラズマエツチングを
   行うだめの装置であって、 チェンバであって、その内部を低圧力に保持することの
   できるチェンバ、 プラズマ中に基板を保持するだめの基板保持手段、 基板上プラズマに対して電気的にバイアスするための手
   段、 チェンバ内でプラズマを閉じこめるだめの多極表面磁界
   をつくりだすための手段であって、それによって、その
   体積にわたシ本質的に一様な密度のプラズマをつくるこ
   とのできる、手段、を含む、装置。 （１４）特許請求の範囲第１３項の装置であって、上記
   多極表面磁界が多重双極子表面磁界であるような、装置
   。 （１５１特許請求の範囲第１６項の装置であって、多極
   表面磁界が、チェンバの内部のまわシに一般的に規則的
   な間隔を置いてならび、チェンバの軸と本質的に平行に
   延びる複数個のラインカスプを有しているような、装置
   。 （１６）特許請求の範囲第１５項の装置であって、カス
   プがフルラインカスプであるような、装置。 （１７）特許請求の範囲第１４項の装置であって、チェ
   ンバが上、下と側面を有し、多重双極子表面磁界をつく
   シだす手段が、チェンバ側面まわりに互に平行に一般的
   に規則的な間隔を置いて配置され、更に上面及び下面に
   おいても間隔を置いて平行に配置された、複数個の永久
   磁石であるよう々、装置。 ｕ８１　　特許請求の範囲第１４項の装置であって、エ
   ツチング用チェンバ内の圧力が約２　Ｘ　１０’−３Ｔ
   ｏｒｒまたはそれ以下であり、プラズマの密度が単位立
   方センナメートル当り約１０１２個の荷電粒子数である
   ような、装置。 （１保　　特許請求の範囲第１８項の装置であって、プ
   ラズマをつくりだす手段が、加熱されて電子を放出する
   フィラメント、フィラメントを加熱する直流電源、フィ
   ラメントから電子をはねかえして、気体をイオン化させ
   る放電をつくりだす手段、はねかえ″す手段への直流電
   源、を含んでおり、また基板をバイアスする手段が上記
   直流電源と独立になっており、基板に対して制御された
   バイアスを供給するようになっているような、装置。 （２０１基板の非等方性エツチングを行うだめの装置で
   あって、 側面及び上、下面を有する低圧チェンバ、チェンバ内に
   プラズマをつくりだす手段、プラズマ中に基板を保持す
   るだめの基板保持手段、 基板をプラズマに対して電気的にバイアスするだめの制
   御しうる手段、 チェンバ内にプラズマを、単位立方センナメートル当り
   約１０１２個または以上の荷電粒子密度で、しかもプラ
   ズマ体積にわたり本質的に約１％以内の一様性で閉じこ
   めるだめの多重双極子表面磁界をつくりだす手段、 を含む、装置。 （２、特許請求の範囲第２０項の装置であって、チェン
   バが円筒形の側壁と、その円筒の端に気密封止された天
   壁と底壁を有しており、それによって形成されたチェン
   バが内部を減圧して保持できるようになっており、また
   複数個の永久磁石が円筒の軸と本質的に平行に延びた細
   長い磁石であって側壁のまわりに一般に規則的な間隔を
   置いて配置され、更に天壁と底壁に沿って一般に平行に
   間隔を置いて配置された別の永久磁石をも有しており、
   その大壁及び底壁磁石が円筒側壁のまわシに位置する永
   久磁石の容土、下端部の間に延びているような、装置。 （２、特許請求の範囲第２１項の装置であって、プラズ
   マをつくりだす手段が、加熱されて電子を放出するフィ
   ラメント、フィラメントを加熱する直流電源、このよう
   に放出された電子をはねがえし加速するアノード、アノ
   ード用の直流電源、を含むような、装置。 （２３）基板のプラズマエツチングを行うだめの装置で
   あって、 チェンバ、 イオン化電子をつくりだすためのカソードとカソード用
   電源、 チェンバ内でヒータ要素から放電をっくυだすだめのア
   ノードとアノード用電源、 放電によってイオン化されて、プラズマをっくシだすた
   めの、チェンバ内の気体、 プラズマ中に基板を保持するだめの基板保持手段、 基板とつながれて、基板をプラズマに対して電気的にバ
   イアスするだめの制御された電源、チェンバ内でプラズ
   マを閉じこめるだめの多重双極子表面磁界をつくりだす
   ための手段、を含む、装置。 （２）特許請求の範囲第２６項の装置であって、チェン
   バが上、下、側面を有し、多重双極子表面磁界をつくシ
   だすための手段が複数個の細長い永久磁石であって、そ
   れらが互に平行にチェンバ側面のまわシに一般に規則的
   な間隔を置いて配置され、また上、下面にそっても互に
   平行に間隔を置いて配置されており、更にアノードとカ
   ソード電源に低電圧直流電源しか用いられないようにな
   った、装置。 （２５）　　チェンバ内の保持具上に保持された基板の
   プラズマエツチングを行うための進歩した装置であって
   、イオン化電流がカッ−ｒとアノードの間に流されて、
   それによってチェンバ内に閉じこめられた気体をイオン
   化しプラズマをつくシだすようになっておシ、上記基板
   は更にプラズマに対して電気的にバイアスできるように
   なっておシ、チェンバ内にプラズマを閉じこめる多重双
   極子表面磁界を含み、その表面磁界がチェンバ壁の内側
   に隣接するプラズマに対する磁気的境界を含んでおり、
   それによって基板のエツチングを行うだめのチェンバ内
   に本質的に一様なプラズマがつくりだされるような、す
   ぐれた特徴を有する、装置。 （２、特許請求の範囲第２５項の装置であって、表面磁
   界がプラズマを単位立方センナメートル当たシ約１０１
   ２個またはそれ以上の荷電粒子数の高密度に閉じこめて
   おり、その密度が上記プラズマの体積にわたシ本質的に
   一様であって、また上記プラズマが約１０−３Ｔｏｒｒ
   またはそれ以下の圧力において保持されており、また上
   記イオン化電流がアノードとカソードに供給される直流
   電圧によってつくシだされ、保持されるようになった、
   装置。 （２７）半導体基板のプラズマエツチングを行うだめの
   方法であって、 マスクをつけた半導体基板をチェンバ中に設置すること
   、 上記チェンバ中へ低圧力の気体を導入すること、１ 上記チェンバ内に多極磁界境界をつくりだすこと、 上記境界内にイオン化放電を起こして、上記気体をイオ
   ン化し、プラズマをつくりだすこと、上記プラズマを上
   記磁界境界内に閉じこめて、上記半導体基板のまわりに
   一様なプラズマ雰凹気を供給すること、 上記半導体基板をエツチングすること、の工程を含む、
   方法。 （２、特許請求の範囲第２６項の方法であって、更に、
   半導体基板をプラズマに対して電気的にバイアスする工
   程を含む、方法。 （２、特許請求の範囲第２７項の方法であって、多極磁
   界境界が、チェンバのまわりに規則的に間隔を置いてと
   りつけられ、チェンバ内部に向かって交代する磁極を供
   給するようになった複数個の永久磁石によって形成され
   た多重双極子表面磁界であるような、方法。 （３０）　　プラズマ処理によって材料のエツチングを
   行う方法であって、 ２ 表面磁界によってとシかこまれ、定義された空間中へ気
   体を導入すること、 上記空間内にイオン化電子を発生させること、上記電子
   によって上記気体をイオン化し、上記空間内にエツチン
   グ用プラズマをつくりだすこと、エッチすべき材料を上
   記空間内の上記エツチング用プラズマにさらして、上記
   材料をエッチさせること、 の工程を含む、方法。 Ｃ３υ　特許請求の範囲第６０項の方法であって、更に
   エッチすべき材料を、制御でき、独立的な電源によって
   、プラズマに対して電気的にバイアスする工程を含む、
   方法。 （３カ　　特許請求の範囲第６１項の方法であって、表
   面磁界が多重双極子表面磁界であるような、方法。 ０■　プラズマ処理によって材料をエツチングする装置
   であって、 表面磁界を発生させる手段、 上記表面磁界によってと９かこまれ、定義された空間へ
   気体を導入する手段、 上記空間内で放電を起こし、上記空間内で気体をイオン
   化してプラズマをつくりだす手段、エッチすべき材料を
   プラズマ内に保持する手段、全含む、装置。 ０４）特許請求の範囲第６６項の装置であって、更に本
   質的に非等方性エツチングを実現するために、エッチす
   べき材料をプラズマに対して電気的にバイアスするだめ
   の制御できる電源を含む、装置。 Ｇ５１　　特許請求の範囲第３４項の装置であって、上
   記表面磁界をつくりだす手段が、単位立方センナメート
   ル当夛約１０１２個またはそれ以上の荷電粒子数の高密
   度にプラズマを閉じこめるための多重双極子構成に配置
   された複数個の永久磁石であって、上記密度がプラズマ
   体積にわたって本質的に一様であシ、更にプラズマがエ
   ツチングのために約２×１０１Ｔｏｒｒまたはそれ以下
   の圧力に保持されているような、装置。