JPS62291032A - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
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- JPS62291032A JPS62291032A JP13365986A JP13365986A JPS62291032A JP S62291032 A JPS62291032 A JP S62291032A JP 13365986 A JP13365986 A JP 13365986A JP 13365986 A JP13365986 A JP 13365986A JP S62291032 A JPS62291032 A JP S62291032A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業−にの利用分野〕
本発明は、表面処理装置に係り、特に表面への電荷蓄積
による薄い絶縁膜の静電破壊や耐圧劣化の生じない処理
をする表面処理装置に関する。
による薄い絶縁膜の静電破壊や耐圧劣化の生じない処理
をする表面処理装置に関する。
近年、ドライエツチング、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａ］ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｊｔｊ−ｏｎｍ）等グ
ロー放電プラズマを用いたエツチング方法や膜堆積技術
が集積回路等の製造工程に用いられている。これらの方
法の問題点として、試料表面をプラズマにさらすための
プラズマ中の荷電粒子が試料表面に入射する結果、絶縁
物表面には一般に電荷が蓄積する。
ｃａ］ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｊｔｊ−ｏｎｍ）等グ
ロー放電プラズマを用いたエツチング方法や膜堆積技術
が集積回路等の製造工程に用いられている。これらの方
法の問題点として、試料表面をプラズマにさらすための
プラズマ中の荷電粒子が試料表面に入射する結果、絶縁
物表面には一般に電荷が蓄積する。
このため絶縁膜が薄い場合には、絶縁破壊や耐圧劣化が
生じることがある。また、荷電粒子が絶縁膜内に取り込
まれて、膜中に電荷が残留する場合もある。これらを防
ぐため、試料表面を荷電粒子にさらさない表面処理方法
として、光ＣＶＤ法、光エツチング法などが検討されて
いる。これらの方法については、例えば応用物理第５２
巻第７号（１９８３）第５６０頁から第５６６頁に論じ
られている。
生じることがある。また、荷電粒子が絶縁膜内に取り込
まれて、膜中に電荷が残留する場合もある。これらを防
ぐため、試料表面を荷電粒子にさらさない表面処理方法
として、光ＣＶＤ法、光エツチング法などが検討されて
いる。これらの方法については、例えば応用物理第５２
巻第７号（１９８３）第５６０頁から第５６６頁に論じ
られている。
これらの光プロセスは、光エネルギーにより化学反応を
生じさせ、種々の原子分子の解離結合を通じて、固体表
面のエツチングや膜堆積を行うものであり、比較的低温
で表面処理できるほか、高エネルギーのイオン入射など
による表面ダメージが殆んどない等の特長を有する。し
かし、特定の波長の光を用いる場合には、光照射によっ
て５ｉ０２中のミクロな構造が変化することによると考
えられるダメージが例えば、第２回プラズマプロセシン
グ研究会資料（１９８５）第１０１−頁から第１０６頁
に論じられている。また光照射のもとでは、光イオン化
や光電効果が起りうるため、固体表面をつねに電荷が蓄
積しない状態に置けるとは限らない。
生じさせ、種々の原子分子の解離結合を通じて、固体表
面のエツチングや膜堆積を行うものであり、比較的低温
で表面処理できるほか、高エネルギーのイオン入射など
による表面ダメージが殆んどない等の特長を有する。し
かし、特定の波長の光を用いる場合には、光照射によっ
て５ｉ０２中のミクロな構造が変化することによると考
えられるダメージが例えば、第２回プラズマプロセシン
グ研究会資料（１９８５）第１０１−頁から第１０６頁
に論じられている。また光照射のもとでは、光イオン化
や光電効果が起りうるため、固体表面をつねに電荷が蓄
積しない状態に置けるとは限らない。
また、荷電粒子を使わない表面処理の別の方法として、
任意のエネルギーに加速したイオンを気体原子もしくは
分子との電荷交換等の方法により中性高速粒子として試
料表面に入射させる方法があり、その１例がヴアキュア
Ｉｓ ３４− （１９８４年）第２５９頁から第２６１
頁（Ｖａｃｕｕｍ、 ３４− （１９８４）ｐｐ２５９
−２６１）に論じられている。しかし、この場合、中性
化する前のイオンを形成するため、一般にグロー放電等
のプラズマを発生されるが、この際、同時に紫外線が多
鼠に発生し、通常、イオン引出しに１を通してこの紫外
線が被処理試料に入射する。このため、依然としてこの
方法でも光電効果や光イオン化により固体表面が帯電す
ることがある。
任意のエネルギーに加速したイオンを気体原子もしくは
分子との電荷交換等の方法により中性高速粒子として試
料表面に入射させる方法があり、その１例がヴアキュア
Ｉｓ ３４− （１９８４年）第２５９頁から第２６１
頁（Ｖａｃｕｕｍ、 ３４− （１９８４）ｐｐ２５９
−２６１）に論じられている。しかし、この場合、中性
化する前のイオンを形成するため、一般にグロー放電等
のプラズマを発生されるが、この際、同時に紫外線が多
鼠に発生し、通常、イオン引出しに１を通してこの紫外
線が被処理試料に入射する。このため、依然としてこの
方法でも光電効果や光イオン化により固体表面が帯電す
ることがある。
上記のように従来の表面処理技術では、試料表面の帯電
が完全には防止できず、絶縁耐圧の小さい薄い絶縁膜の
上で表面処理をする際に絶縁膜の破壊や耐圧劣化が生じ
る可能性があった。
が完全には防止できず、絶縁耐圧の小さい薄い絶縁膜の
上で表面処理をする際に絶縁膜の破壊や耐圧劣化が生じ
る可能性があった。
本発明の目的は、絶縁膜の劣化が生じさせないよう荷電
粒子が試料表面に入射したり、表面から離脱して試料表
面が帯電することの極めて少ない表面処理装置を提供す
ることにある。
粒子が試料表面に入射したり、表面から離脱して試料表
面が帯電することの極めて少ない表面処理装置を提供す
ることにある。
上記目的を達成するためには試料表面に電低的に中性な
粒子のみを供給し、荷電粒子や光が入射しないようにす
る必要がある。本発明では、固体表面に加速イオンを中
性化した中性高速粒子を入射させ、荷電粒子すなわち電
子やイオンを入射さく４） せず、かつ紫外線などの光も入射させない中性高速粒子
照射装置を提供する。この装置で試料表面に中性高速粒
子を試料に照射するのは、粒子の運動エネルギーを表面
での化学反応に寄与させるためであり、他に化学反応に
必要な低エネルギー（熱エネルギー）の気体を供給する
こともできる。
粒子のみを供給し、荷電粒子や光が入射しないようにす
る必要がある。本発明では、固体表面に加速イオンを中
性化した中性高速粒子を入射させ、荷電粒子すなわち電
子やイオンを入射さく４） せず、かつ紫外線などの光も入射させない中性高速粒子
照射装置を提供する。この装置で試料表面に中性高速粒
子を試料に照射するのは、粒子の運動エネルギーを表面
での化学反応に寄与させるためであり、他に化学反応に
必要な低エネルギー（熱エネルギー）の気体を供給する
こともできる。
本発明になる装置は、グロー放電やアーク放電等による
プラズマイオン源とプラズマからイオンを加速して引き
出す電極と引き出したイオンビー１１を磁場または電場
により偏向させる第１の偏向部とイオンビー１１を中性
高速ビームに転換する電荷交換槽と電荷交換されずに残
った残留イオンが被処理試料に入射しないように電場も
しくは磁場により偏向させる第２の偏向部とからなる。
プラズマイオン源とプラズマからイオンを加速して引き
出す電極と引き出したイオンビー１１を磁場または電場
により偏向させる第１の偏向部とイオンビー１１を中性
高速ビームに転換する電荷交換槽と電荷交換されずに残
った残留イオンが被処理試料に入射しないように電場も
しくは磁場により偏向させる第２の偏向部とからなる。
プラズマイオン源はカウフマン型イオン源等のｒ′）Ｃ
放電、ＲＦグロー放電、マイクロ波無極放電などのプラ
ズマによりイオンを生成する。イオン引き出し電極はプ
ラズマから正イオンもしくは負イオンを所望のエネルギ
ーに加速して引き出してイオンビーｌ＼を形成する。イ
オンビー１１偏向部はイオンビー１１を偏向させて試料
の方向に導き、プラズマイオン源で発生する紫外線等の
光は直進して装置の内壁に向うようにする。光が壁で反
射して試料に到達するのを防ぐため、光が照射される装
置の内壁にはグラフアイ１へ板等を設置して光を吸収さ
せることが望ましい。電荷交換槽は槽内に導かれたイオ
ンビー１１がイオンと気体分子との電荷交換反応によっ
て中性化され、大部分のイオンは運動量は殆んど維持し
たまま、中性高速粒子となる。この槽内には１０ ’Ｔ
ｏｒｒ前後の圧力に気体が導入される。電荷交換槽の背
後に配置される第２の偏向部は電荷交換されずにビー１
１中に残留している高速イオンを偏向して試料表面に入
射しないようにする。
放電、ＲＦグロー放電、マイクロ波無極放電などのプラ
ズマによりイオンを生成する。イオン引き出し電極はプ
ラズマから正イオンもしくは負イオンを所望のエネルギ
ーに加速して引き出してイオンビーｌ＼を形成する。イ
オンビー１１偏向部はイオンビー１１を偏向させて試料
の方向に導き、プラズマイオン源で発生する紫外線等の
光は直進して装置の内壁に向うようにする。光が壁で反
射して試料に到達するのを防ぐため、光が照射される装
置の内壁にはグラフアイ１へ板等を設置して光を吸収さ
せることが望ましい。電荷交換槽は槽内に導かれたイオ
ンビー１１がイオンと気体分子との電荷交換反応によっ
て中性化され、大部分のイオンは運動量は殆んど維持し
たまま、中性高速粒子となる。この槽内には１０ ’Ｔ
ｏｒｒ前後の圧力に気体が導入される。電荷交換槽の背
後に配置される第２の偏向部は電荷交換されずにビー１
１中に残留している高速イオンを偏向して試料表面に入
射しないようにする。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
導波路］で石英等の絶縁物からなる放電管２にマイクロ
波を導き、放電管２内に１０”−”〜１０−４Ｔｏｒｒ
Ｓ度の圧力で導入した気体をプラズマ化する。
波を導き、放電管２内に１０”−”〜１０−４Ｔｏｒｒ
Ｓ度の圧力で導入した気体をプラズマ化する。
電磁石３はプラズマ中の電子の平均自由行程に太きくし
てプラズマ密度を高める。イオン引き出し電極４はメツ
シュ状もしくは多くの小孔をあけた板状であり、金属不
純物がプラズマ内に混入するのを防ぐためグラファイト
からなることが望ましい。引き出し電極４によって所望
の運動エネルギー （１，ＯＯｅ Ｖ−１，０００ｅ
Ｖ）のイオンとして引き出されたイオンビー１１は偏向
電極５による電界によって偏向され、電荷交換槽６に導
かれる。電荷交換槽内は適当な気体流入と排気によって
１Ｏ−４Ｔｏｒｒ程度の圧力に維持され、導かれたイオ
ンは中性原子もしくは分子との電荷交換反応によって中
性化され、中性高速粒子ビー１１が形成されろ。電荷交
換槽６を出たビームは偏向電極７の間を通過し、ビー１
１中に残留しているイオンおよび電子は偏向され、中性
高速粒子ビー１１のみが試料８の表面に入射する。試料
８の表面でのエツチング、膜堆積酸化、窒化等の反応を
生じさせるため、ハロゲン、ハロゲン化物、水素、水素
化物、酸素、窒素等の気体を試料８近傍に導入してもよ
い。また、表面反応を促進するため、これらの気体をあ
らかじめグロー放電によりプラズマ化して、解離した成
分やラジカルを試料８近傍に導入すると有効である。
てプラズマ密度を高める。イオン引き出し電極４はメツ
シュ状もしくは多くの小孔をあけた板状であり、金属不
純物がプラズマ内に混入するのを防ぐためグラファイト
からなることが望ましい。引き出し電極４によって所望
の運動エネルギー （１，ＯＯｅ Ｖ−１，０００ｅ
Ｖ）のイオンとして引き出されたイオンビー１１は偏向
電極５による電界によって偏向され、電荷交換槽６に導
かれる。電荷交換槽内は適当な気体流入と排気によって
１Ｏ−４Ｔｏｒｒ程度の圧力に維持され、導かれたイオ
ンは中性原子もしくは分子との電荷交換反応によって中
性化され、中性高速粒子ビー１１が形成されろ。電荷交
換槽６を出たビームは偏向電極７の間を通過し、ビー１
１中に残留しているイオンおよび電子は偏向され、中性
高速粒子ビー１１のみが試料８の表面に入射する。試料
８の表面でのエツチング、膜堆積酸化、窒化等の反応を
生じさせるため、ハロゲン、ハロゲン化物、水素、水素
化物、酸素、窒素等の気体を試料８近傍に導入してもよ
い。また、表面反応を促進するため、これらの気体をあ
らかじめグロー放電によりプラズマ化して、解離した成
分やラジカルを試料８近傍に導入すると有効である。
なお、実施例ではマイクロ波励起プラズマをイオン源と
して用いたが、カウフマン型イオン源その他の任意のイ
オン源を用いても同様の効果を得られる。また、第１図
の偏向電極５，７の代りにビーム方向に垂直な磁場を作
用させる磁場偏向を用いることもできる。
して用いたが、カウフマン型イオン源その他の任意のイ
オン源を用いても同様の効果を得られる。また、第１図
の偏向電極５，７の代りにビーム方向に垂直な磁場を作
用させる磁場偏向を用いることもできる。
本発明によれば、イオン源から引出したイオンを中性化
して電気的に中性なビームのみを試料表面に入射でき、
かつイオン源で発生する紫外線などの光はビーム行路が
偏向させであるため試料に入射せず、光電効果による光
電子の放出もなく試料表面の帯電の殆んどない表面処理
が可能である。
して電気的に中性なビームのみを試料表面に入射でき、
かつイオン源で発生する紫外線などの光はビーム行路が
偏向させであるため試料に入射せず、光電効果による光
電子の放出もなく試料表面の帯電の殆んどない表面処理
が可能である。
なお、中性高速粒子ビームが試料表面に入射すると２次
電子や２次イオンが表面から離脱する可能性があるが、
中性高速粒子の運動エネルギーが十分低ければ、これら
は十分小さな値に抑えることができる。
電子や２次イオンが表面から離脱する可能性があるが、
中性高速粒子の運動エネルギーが十分低ければ、これら
は十分小さな値に抑えることができる。
また、通常のドライエツチングやプラズマＣＶＤ等の方
法では試料を直接プラズマにさらすために、表面に生じ
た電荷がそのまま膜中に取り込まれて膜中電荷になるこ
ともあるが、本発明の方法では膜中電荷は非常に少なく
できる。
法では試料を直接プラズマにさらすために、表面に生じ
た電荷がそのまま膜中に取り込まれて膜中電荷になるこ
ともあるが、本発明の方法では膜中電荷は非常に少なく
できる。
第１図は本発明の一実施例の装置構成図である。
Claims (1)
- １、イオン源と、イオン源からイオンを引き出して１Ｋ
ｅＶ以下のエネルギーに加速する電極と、形成したイオ
ンビームを磁界もしくは電界によつて所定の方向に偏向
させる手段と、偏向させたイオンビームのイオンを気体
原子もしくは分子との電荷交換により中性化する電荷交
換槽と、中性化されない残留イオンビームを電界もしく
は磁界により偏向させる手段とを有し、被処理試料表面
に中性高速原子もしくは分子のみを入射させるように構
成したことを特徴とする表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133659A JP2588172B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133659A JP2588172B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62291032A true JPS62291032A (ja) | 1987-12-17 |
| JP2588172B2 JP2588172B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=15109936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61133659A Expired - Fee Related JP2588172B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2588172B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0236527A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| US5145554A (en) * | 1989-02-23 | 1992-09-08 | Seiko Epson Corporation | Method of anisotropic dry etching of thin film semiconductors |
| JPH06342771A (ja) * | 1992-10-08 | 1994-12-13 | Nec Corp | ドライエッチング装置 |
| JP2006265724A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Sungkyunkwan Univ Foundation For Corporate Collaboration | 中性ビームを利用した原子層蒸着装置及びこの装置を利用した原子層蒸着方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57582U (ja) * | 1980-05-30 | 1982-01-05 | ||
| JPS59139539A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-08-10 | コミツサリア・タ・レネルギ−・アトミ−ク | 空間変調密度を有する粒子ビ−ムを得るための方法および装置 |
-
1986
- 1986-06-11 JP JP61133659A patent/JP2588172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57582U (ja) * | 1980-05-30 | 1982-01-05 | ||
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| JP2006265724A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Sungkyunkwan Univ Foundation For Corporate Collaboration | 中性ビームを利用した原子層蒸着装置及びこの装置を利用した原子層蒸着方法 |
| JP4533324B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2010-09-01 | サンキョンカン ユニバーシティ ファンデーション フォー コーポレート コラボレーション | 中性ビームを利用した原子層蒸着装置及びこの装置を利用した原子層蒸着方法 |
| US7919142B2 (en) | 2005-03-22 | 2011-04-05 | Sungkyunkwan University Foundation For Corporate Collaboration | Atomic layer deposition apparatus using neutral beam and method of depositing atomic layer using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2588172B2 (ja) | 1997-03-05 |
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