JPS62259444A - 表面処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面処理技術に係り、特に、高精度のエツチ
ングと表面の改質と表面の清浄化と表面への不純物注入
と表面への薄膜の堆積に好適な半導体と金属と絶縁物の
表面処理方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置製造におけるエツチング処理には、プ
ラズマやイオンビー１１を用いていた。すなわち、処理
しようとする試料の表面に、プラズマを用いる場合はプ
ラズマからのイオンや電子を、イオンビームを用いる場
合はイオンを、入射させる処理方法が採用されていた。

これら荷電粒子が試料表面に入射する現象とそれに伴う
半導体装置製造上の問題点については、ドライ　プロセ
スシンポジウ１１　　プロシーディング（Ｄｒｙ　Ｐｒ
ｏｃｅｓｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
）　、　（１９８５）　、　Ｖ５，１３２Ｐで論じられ
ている。すなわち、試料表面に荷電粒子を入射させるこ
とによるエツチング処理においては、試料表面への帯電
がおき、絶縁用薄膜の劣化が起きるという問題点があっ
た。この問題は、エツチング処理の場合だけでなく、荷
電粒子を用いた表面清浄化や表面への不純物注入、さら
に表面改質や薄膜堆積などの処理を行う場合においても
共通に現われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、従来技術での上記した問題点、すなわち、荷
電粒子を試料表面に入射させると試料表面に帯電がおき
、絶縁用薄膜の劣化など、被処理物表面が破壊を受ける
という問題を解決し、イオン線を試料とは別の固体表面
に入射さ・せて大部分が中性粒子からなる散乱粒子線を
得て、これを被処理試料の表面に入射させることで、試
料表面での帯電を少なくし、帯電による表面破壊などを
防止することのできる表面処理方法を提供することを目
的とするものであり、特に、散乱粒子線とプラズマとを
併用した高精度な表面処理方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、イオン源より発したイオン線（イオンビー
１１）を散乱固体に入射して散乱させ、試料に入射する
散乱粒子線を得ろ際に、試料に接するガスもしくはプラ
ズマのガス種又はガス圧力の少なくとも一方を散乱ビー
１１による試料の処理中に変化させろことにより達成さ
れる。

〔作用〕

試料に散乱ビーｔ、を入射させ、試料を処理を行ってい
る途中で、試料に接するガス又はプラズマの状態を変化
させると試料表面での散乱ビームおよびガスと試料との
反応状態が変わり、これによって、表面処理の形態を全
く異なった状況に変更させつる。したがって、処理速度
を変化させろことができ、又は処理の対象となる物質を
他の物質へ代えることができるので、高精度な表面処理
を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。イオ
ン源１より引き出したイオン輸送系、２は。

イオン輸送系３を通過し、散乱体４に入射する。

散乱体４により散乱によって得られた散乱粒子線５は、
若干発散しながら試料６に入射し１表面処理を行う。試
料処理室には、マイクロ波放電によってプラズマを発生
させるプラズマ発生室１６があり、発生ガスプラズマに
より散乱ビーム照射と同時に試料６の表面処理を行う。

また、ガス１１は、この放電用ガスとして使う。放電さ
せない時には、ガス１０．１２よりリークバルブ９を通
したガスが試料室に導入されうる。イオン源、散乱体、
試料室は、各々、異なる排気口から排気できるようにし
た。散乱体４は、冷却装置７により冷却される。マイク
ロ波放電は、マイクロ波電力２０をマイマロ波発振器２
２より導波管１３を通り石英製の放電器１４へ供給し、
維持する。この時マグネット１５．１８を使用する。本
実施例の装置は、散乱ビーｂ　５の入射中に、ガス１０
もしくはガス１２の導入やガス圧の変化、さらにプラズ
マの長大・遮断が可能である。

表面処理を行う場合、散乱ビームの種類とガス１０、ま
たは１２、さらに放電室１６内のプラズマの圧力と種の
組み合せにより、多様な処理が可能である。プラズマを
使用する主たる目的は、表面において反応をおこしやす
いように、あらかじめガスを解離させることであり、と
くに、解離や分解を起こしにくいガスに好適である。ガ
ス１０と１２は、より分解しやすいガスを用い、ガスと
試料が反応を起こす様に組み合せる。反応の種類として
は、反応後押発性の高い物質をつくる場合と安定物を生
成する場合に分かれろ。エツチング、表面の清浄化しこ
は前者を、また薄膜堆積には後者の組み合せを用いる。

表面処理中において、清浄化からエツチングへと処理モ
ードを変化させろことは、本実施例では極めて容易であ
る。さらに。

処理中での薄膜堆積と表面改質と、不純物注入も。

容易に達成されうる。最も効果的となる処理例は。

エツチングと表面清浄化という処理と、堆積と改質と不
純物注入という処理を、処理中において、連続的もしく
は、一連の手続きを用いて前者のグループの処理と後者
のグループの処理を順次または、組みあわせて行うこと
である。

例えば、Ｓｉ　　（１００）のエツチングがある。

ＣＱ　２ガスをガス１ｏとして、また０２ガスをプラズ
マ用ガス１１、イオンｇ１からＡｒ＋イオンビｂを引き
出し、図２に示したように処理中においてガス圧力を変
化させた。その結果、ＣＱｘガスによるＳｉのエツチン
グがおき、マスクされた表面では、極めて加工精度に優
れた溝加工が達成された。具体的には、溝線中０．５　
　ミクロンの場合、加工寸法シフト量は０．０５　ミク
ロンの側窓精度以下であった。これは、ＣＱ　ｘガス導
入時にＳｉのエツチングがおき、０２ガスプラズマ導入
時には、Ｓｉ加工側壁面が表面改質され、エツチング保
護膜が形成されたことによると考えられる。

Ｃ１１２ガス圧を１０’″”Ｐａ台へ下げ、０２ガス圧
力を１０−’Ｐａの程度にすると上記反応とは、異なり
、表面の清浄化と酸化のくりかえしがおき、結果的に酸
化層が形成された。

Ｃｎ　ｚガスのかわりにＳ　ｉＨａを用いると、Ｓｉや
５ｉＯｚの堆積も可能であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、処理室での導入ガスの種類と圧力、さ
らにプラズマのガス種とガス圧力を処理中に変化させる
ことにより、表面のエツチング。

改質、清浄化、堆積、不純物注入を組み合せた処理また
は単独の処理が可能ありで、散乱粒子線を用いた高精度
な表面処理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の処理装置の概略図、第２図は
本発明の実施例におけろ散乱ビームとＣＱ　２ガス圧力
とＯＲガス圧力の時間変化を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イオンビームを散乱体の表面へ照射して散乱させ、
   得られた散乱粒子線を試料へ入射する際、入射する際、
   該試料がガス、ガスプラズマ、またはガスプラズマのア
   フターグローと接し、該ガス、プラズマまたはアフター
   グローのガス種とガス圧力を時間的に変化させることを
   特徴とする表面処理方法。 ２、上記ガスまたは上記ガスプラズマのプラズマ源とな
   るガスは少なくとも２種類のガスを用い、それぞれのガ
   ス分圧を時間的に変化させることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の表面処理方法。 ３、上記ガスまたは上記プラズマのプラズマ源となるガ
   スの少なくとも一種類がパルス的に該試料表面に照射す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の表面処理方法。