JPS622623A - 高密度プラズマの形成方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高密度プラズマ形成方法の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

近年、半導体装置の製造工程において、プラズマを用い
たエツチングやスパッタリングが実用に供されているが
、生産性の向上を目的としてエツチング速度の増大やス
パッタリング堆積速度の増大の要求が高まっている。

このようなことから、従来、プラズマ空間中に存在する
電子にマグネトロン運動を起こさせてプラズマ密度を増
大させる方法が行われている。これを第４図に示す装置
を参照して説明する。即ち、かかる方法はターゲット１
の裏面に複数の磁石（永久磁石でもｍ磁石でもよい）２
を配置し、被堆積基板３と前記ターゲット１の間にプラ
ズマ４を形成させ、該磁石２からの漏れ磁界によってプ
ラズマ中の電子をマグネトロン運動させることにより局
部的にプラズマ密度を増大させるものである。この際、
高密度プラズマ４ａに接しているターゲット１の部分１
ａが主にスパッタリングされる。この部分１ａを一般に
エロージョン領域といわれている。こうした方法は、プ
ラズマ密度を増大させる点で非常に有効である。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上述した方法ではエロージョン領域がタ
ーゲット１上に局在する・ため、被堆積基板３上に均一
な膜厚の被膜を堆積することが困難となる。また、ター
ゲット１として有効に寄与しているのはエロージョン領
域のみであるため、ターゲット１を有効に使用できない
問題がある。更に、ターゲット１を磁性材料で形成して
、基板３上に磁性膜を堆積する場合には、漏れ磁界がほ
とんど発生しないため、プラズマ密度の増大を図ること
ができない。

（発明の目的） 本発明は、プラズマ密度を均一に増大させ、エツチング
速度や膜堆積速度を向上できると共に、磁性体のエツチ
ングや膜堆積も同様に可能な高密度プラズマの形成方法
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、プラズマ空間にＸ線を照射することを特徴と
するものである。かかる本発明によれば、プラズマ空間
外からＸ線を照射することによって、プラズマ効率を向
上させ、既述の如くプラズマ密度を均一に増大させ、エ
ツチング速度や膜堆積速度を向上できると共に、磁性体
のエツチングや膜堆積も同様に可能な高密度プラズマを
形成できるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

実施例１ まず、ターゲット１１と被堆積基板１２とを対向させて
配置し、これらターゲット１１と基板１２の間にプラズ
マ１３を発生させる。つづいて、ターゲット１１の面と
平行な方向からＸ線１４をプラズマ１３に照射してター
ゲット材料からなる躾を基板１２上に堆積する（第１図
図示）。

しかして、本実施例１によればＸ１１４により気体の電
離効率が向上するため、プラズマ密度が増大して膜堆積
速度を向上できる。しかも、Ｘ線１４をプラズマ１３に
均一に照射することにより、プラズマ１３空間内で均一
にプラズマ密度を増大できるため、堆積膜厚の均一性を
図ることができると共に、エロージョン領域１１ａも均
一となってターゲット１１の有効利用を達成できる。更
に、磁石によるプラズマの高密度化を行う方法ではない
ため、磁性材料からなるターゲットを使用しても基板上
に磁性膜を高い速度で堆積できる。

なお、上記実施例１においてＸ線の照射効率を上げるた
めに、ＸＩの反射板（ブラッグ角を利用したもの等）を
使用してプラズマ空間を通過したＸ線を再度プラズマ空
間に照射させるようにしてもよい。

上記実施例１において、プラズマが側面から拡がするの
を防止するために側面に磁界や電界を形成してプラズマ
を閉じ込めるようにすることによって、Ｘ線照射との相
互作用によりプラズマ密度を一層増大せることも可能で
ある。

実施例２ まず、ターゲット１１と被堆積基板１２とを対向させて
配置し、これらターゲット１１と基板１２の間にプラズ
マ１３を発生させる。つづいて、ターゲット１ｊＸのｌ
［Ｊに配置した磁石１５によってプラズマト３中の電子
をマグネトロン運動させると共に、基板１２の背面側か
らＸ線１４を照射して、ターゲット材料からなる躾を基
板１２上に堆積する（第２図図示）。かかる本実施例２
において、磁石１５による漏れ磁界が弱くプラズマ密度
の低い領域に基板１２の背面側からＸ線１４を照射する
、つまりマグネトロンスパッタリングにＸ線を重畳する
ことによって、全体的なプラズマ密度を増大でき、ター
ゲット材料からなる膜を基板１２上に高速度で堆積でき
る。この場合、磁界を発生させている時間とＸ線の照射
時間とを交互に行ってもよい。

上記実施例１．２ではスパッタリング装置に適用して膜
堆積を行なう例について説明したが、プラズマＣＶＤ装
置にも同様に適用でき、膜堆積速度の向上、膜厚の均一
性を図ることができる。

実施例３ まず、一対の平板電極２１．２２を互いに平行となるよ
うに配向して配置し、一方の電極（例えば下部平板電極
）２２上に被エツチング基板２３を設置し、前記一対の
電極２１．２２間に交流電力を印加してプラズマ２４を
発生する。つづいて、平板電極２１．２２の面と平行な
方向からＸ線２５をプラズマ２４に照射してプラズマ密
度を増大させる、つまりプラズマで発生する活性イオン
種を増大させ、該活性イオン種を下部平板１！ｆｆ１２
２上の基板２３に照射して異方性エツチングを行った（
第３図図示）。

しかして、本実施例３によればプラズマ２４へのＸ線２
５の照射によりプラズマ密度を増大でき、プラズマ２４
で発生する活性イオン種も増大できるため、Ｘ線照射を
行わない場合に比べて３０〜１００％のエツチング速度
の向上を達成できる。

また、従来法のようにエツチング速度の増大させること
による基板２３へのダメージを防止できる。即ち、従来
法ではエツチング速度の増大を図るために平板Ｎ極間の
印加電力を高める方法が採用されている。しかし、かか
る方法では印加電力を増大させるために基板ダメージが
発生する。例えば、マスク材であるフォトレジストパタ
ーンが熱損傷したり、単結晶シリコン基板の結晶的な欠
陥を誘起させるような機械的損傷を与える等のダメージ
が発生する。゛これに対し、本実施例３の方法は平板電
極間への印加電力を高めずにＸ！！の照射によりプラズ
マ密度を増大させるため、既述の如く基板へのダメージ
を生じさせずに、エツチング速度を向上できる。

なお、上記実施例３では一対の平板電極を使用したエツ
チングについて説明したが、レジストアッシングＩＩや
バレル型プラズマエツチング装置に適用しても同様な効
果を達成できる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によればプラズマ空間外から
ｘＩｌを照射することによって、プラズマ効率を向上さ
せてプラズマ密度を均一に増大でき、ひいてはエツチン
グ速度や膜堆積速度を向上できると共に、磁性体のエツ
チングや膜堆積も同様に可能な高凹度プラズマを形成し
得る方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１で適用したスパッタリング装
置を示す概略断面図、第２図は本発明の実施例２で適用
したスパッタリング装置を示す概略断面図、第３図は本
発明の実施例３で適用した平行平板型ドライエツチング
装置の概略断面図、第４図は従来のスパッタリング装置
を示す概略断面図である。 １１・・・ターゲット、１２・・・被堆積基板、１３．
２４・・・プラズマ、１４．２５・・・Ｘ線、１５・・
・磁石、２１．２２・・・平板電極、２３・・・被エツ
チング基板。 出願人代理人　弁理士　　鈴江武彦 Ｉ　Ｊ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｊ　ト１４第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、プラズマ空間にＸ線を照射することを特徴とす
   る高密度プラズマの形成方法。
2. （２）プラズマ空間を平行平板電極間に形成し、かつＸ
   線を該電極面に平行に照射することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の高密度プラズマの形成方法。