JPS63184333A - プラズマ処理方法および装置 - Google Patents

プラズマ処理方法および装置

Info

Publication number
JPS63184333A
JPS63184333A JP62004831A JP483187A JPS63184333A JP S63184333 A JPS63184333 A JP S63184333A JP 62004831 A JP62004831 A JP 62004831A JP 483187 A JP483187 A JP 483187A JP S63184333 A JPS63184333 A JP S63184333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
cathode
anode
electrons
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP62004831A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0812856B2 (ja
Inventor
Yutaka Kakehi
掛樋 豊
Yutaka Omoto
豊 大本
Takeshi Harada
武 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JPS63184333A publication Critical patent/JPS63184333A/ja
Publication of JPH0812856B2 publication Critical patent/JPH0812856B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

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、プラズマ処理方法および装置に係り、特に半
導体素子基板(以下、1基板」という。)等の試料をプ
ラズマにより処理するのに好適なプラズマ処理方法およ
び装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、プラズマ処理装置で磁場を導入してプラズマ発生
効率を高め処理速度を向上させるようにしたものとして
は、特にマグネトロン放電を発生させて処理を行うもの
が良曵知られている。
直流あるいは高周波電力によって発生されたグロー放電
の’amに形成されるシース中の電圧の大部分は、電極
に垂直な電界となる。マグネトロン放電はこのシース中
の電界に、電界に直又する磁界を加えることによって発
生する。電磁界が直焚するシース中では、電子はサイク
ロイド運動を行い、電界方向への電子の運動は狭い範囲
に制約される。
なお、この種のものとして関連するものには、例えば、
特開昭59−175125号、特開昭61−37982
号および特公昭61−9394号等が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、マグネトロン放電における電子のもつ
エネルギーの大きさの点について配慮されておらず、二
のマグネトロン放電を発生させて処理を行うプラズマ処
理装置では、次のような問題がある。
第1の問題は、基板上全面にわたる処理速度の分布の均
一化にある3、マグネトロン放電の強さは電界ベクトル
Eと磁界ベクトルBとのベクトル積l BXB Iに依
存し、磁界ベクトルBの大きさは電子がサイクロイド運
動するときに電界方向の振幅がシースの厚さ程度になる
ように設定すれば良・ 3 ・ い。しかし実際には、シース中での電子と分子との衝突
により電子の散乱があり、プラズマ化するめ うえで十分な効果が得られないた牟、このときの磁界の
強さよりもかなり強い磁界強度が必要となる。このよう
な磁界を基板上のシース中全範囲にわたって均一に得る
ことはできないので、基板上ではプラズマ状態が異なり
、このため、第10図に示すように、マグネトロン放電
61の生じている部分のみ局部的にエツチング速度が高
(なって、基板上全面にわたる処理速度の分布が均一に
ならないという問題がある。
これを解決しようとしたものに、例えば、特開昭59−
175125号に記載のように、複数のマグネットを無
限軌道状に配列して無限軌道に沿って一方向に移動させ
たり、特開昭61−37982号に記載のように、放射
状に配置された永久磁石でなる磁気源を偏心回転させた
りして、均一処理を行うようにしたものがある。
しかし、第2の問題として、荷電粒子、特にイオンが半
導体素子へ与える損傷の問題がある。マ・4  ・ グネトロン放電は印加電力の利用効率が高く、低電圧を
維持することができるのでシース電圧が低曵、したがっ
て、基板に入射するイオンの入射エネルギも低いので、
損傷は少いとされている。しかし、特公昭61−939
4号に記載されているように、アルミニウム材をエツチ
ングした場合には、レジストマスクで覆われた通常エツ
チングされない部分のアルミニウムのパターンがレジス
トマスクと共に一部破壊されてしまうという問題がある
通常、アルミニウムは8i基板上に絶縁膜である5Io
2を介して膜付けされている。マグネトロン放電の場合
でも、シース中の電位差は数100V程度あり、シース
中でサイクロイド運動を行う電子の運動エネルギは10
0 eV窓以上も達し、1次電離のエネルギlO〜20
 eVに比較して高いレベルのエネルギを有している。
このため、マグネトロン放電ではこのような高いレベル
のエネルギを有する電子と処理ガス分子とが頻繁に衝突
するので、分子の結合が解離し、例えば処理ガスにBC
I!3を用いた場合、通常のリアフチイブ・イオン・エ
ツチング(以下、l’−RI EJという。)ではBC
l2+のような分子状のイオン電離するが、マグネトロ
ン放電ではB”+3CI!”のように原子状に解離して
多数のイオンが発生する。このため、マグネトロン放電
の場合、基板に入射するイオンの量が多くなり、ホトレ
ジスト上にチャージアップして、アルミニウムのパター
ンをレジストと共に一部破壊するものと考えられる。こ
のように、マグネトロン放電では原子状に解離したイオ
ンが多量に発生し、基板に入射されるので、反応に必要
な分子量に比べて、多くの入射エネルギおよび電荷量を
もった原子状のイオンが基板に与えられ、基板に対し電
気的、物理的に損傷を与えてしまうという問題がある。
このように、マグネトロン放電においては、上記均一化
手段を実施しても損傷という問題があり、基板に損傷を
与えずに均一に処理をすることは難しかった。
本発明の目的は、試料に損傷を与えることなく、高速で
かつ均一処理をし易くすることのできるプラズマ処理方
法および装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、処理室内へ処理ガスを供給するガス供給手
段と、処理室内を所定圧力に減圧排気する排気手段と、
処理室内に対向して設けられた対向する平行平板型電極
の一方であるカソードと、電極の他方であるアノードと
、カソードに接続した電源装置と、アノードの表面から
カソード側に向かって出て円弧状にわん曲し再びアノー
ド側に戻る磁界を発生する磁界発生手段とを具備し、磁
界発生手段の磁場強度を磁界のカソード近傍で平行平板
型電極に生じる電界に直交する部分で弱くし、電子サイ
クロイド運動を抑制して、アノードに向かう電子のサイ
クロトロン運動を多数発生可能に磁界発生手段を配置し
たプラズマ処理装置とし、その方法が、処理室内に処理
ガスを供給し所定圧力に減圧排気する工程と、処理室内
の対向する平行平板型電極のカソードに電力を印加し電
極間にグロー放電を生じさせる工程と、平行平板型、 
 l  。
電極のアノードの表面からカソード側に向かって出て円
弧状にわん曲し再びアノード側に戻る磁界を生じさせる
工程と、磁界のカソード近傍で平行平板型電極の電界に
直交する部分の磁場強度を弱くし、電子のサイクロイド
運動を抑制してアノードに向かう電子のサイクロトロン
運動を多く生じさせる工程とを有することにより、達成
される。
〔作  用〕
処理室内に供給された処理ガスは所定の圧力に減圧され
、カソードに電力を印加するとともに、アノード側から
カソード側に向かって突き出したわん曲状の磁界を作用
させることによって、カソード側から飛び出した2次電
子が磁界によるローレンツ力を受けて、カソード近傍で
磁場強度の弱いわん曲状の磁界に巻きついてサイクロト
ロン運動をしながら、アノード側にドリフトし、2次電
子がカソードからアノードに達する間に処理ガス分子と
衝突して、わん曲状の磁界に沿った広い範囲で処理ガス
分子を反応種に変え、強いプラズマを発生するので、マ
グネトロン放電のように強い、8 。
エネルギを有する2次電子が1か所に集中せず、試料に
与える損傷がなく、高速でかつ均一処理をし易くできる
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第13図により説明
する。
第1図はプラズマを用いて試料である基板を処理する代
表的な装置のRIE装置に、本発明による磁界発生手段
を付加したものである。処理室1はガス導入口8と排気
口9とを持ち、拡散板7を介して処理ガスを導入し、同
時に排気を行うことによって定常の低圧雰囲気に保持さ
れている。基板12(この場合、6インチを使用)を載
置する側の電極であるカソード3は、カップリングキャ
パシタ4.マツチングボックス5を介して高周波型#6
に接続されている。カソード3は絶縁物からなる支持材
14によって処理室lに取り付けられている。アノード
2.拡散板7.処理室1は電気的に接地されている。磁
石要素10は、支持板13を介してモータ11に取り付
けられてアノード2の反カソード3側に設けられている
磁石要素10は第2図および第3図に示すように永久磁
石21.22とヨーク板おとからなっている。
この場合、永久磁石21.Z!はサマリウム−コバルト
(SmCo)製で磁極面での磁束密度が8500ガウス
に着磁された小片の磁石を接着材で接合して成形したも
のであり、直径80■の円板状の永久磁石21の回りに
、内径80Wnl外径180■のリング状の永久磁石n
を磁極を変えて配し、軟鋼でなる直径190111mの
ヨーク板n上に配置して取り付けている。磁石要素10
とモータ11とは軸対称中心から偏った位置で取り付け
てあり、磁石要素10は偏心回転可能となっている。
上記構成の装置において、作用、効果を説明する前に、
本発明が達成しようとする基本的技術を先に説明する。
上記構成の装置における磁石要素10の代わりに第4図
および第5図に示すような、この場合、幅10IIIf
flノ永久磁石31,32ヲ中心間距fa20帥で隣接
して、直径190m[Ilのヨーク根羽に取付けた磁石
要素(資)をアノード2側に設置し、この場合、表面に
s、 o2膜が形成された6インチの基板12をカソー
ド3上に載置して、処理室1に処理ガスとしてCF4ガ
スを30 secM供給し、処理室l内の圧力を70m
Torrに保って、高周波電源6によって13、56 
MHzの高周波電力を400W印加し、処理室l内にプ
ラズマを生じさせて5i02膜のエツチングを行う。こ
のとき、電極間隔は35mm、カソード3と磁石要素(
9)の磁極面との距離は49 m1ll。
永久磁石31.32の磁極面での磁束密度は8500ガ
ウスである。
高周波電力を印加することによりアノード2とカソード
3との間の電極間にはグロー放電が生じ、これに磁石要
素(9)による磁界を作用させることにより、第6図に
示すような、アノード2からカソード3に向かって広が
るシャワー状の磁界の部分で、カソード3から引き出さ
れた2次電子にローレンツ力が作用してサイクロトロン
運転がさかんに起こり、強いプラズマ部41が発生する
この強いプラズマ部41を電子のサイクロトロン、 1
1゜ 運動で生じさせることが、本発明の基本的技術である。
このときの電極間の直流成分の電位分布は、第8図に示
すように、アノード2近傍に生じ電位勾配を有し電位差
の小さいアノードシース部51と、カソード3近傍に生
じ電位勾配を有し電位差の大きいカソードシース部Sと
、アノードシース部51とカソードシース部閏との間に
生じ、電位の小さいプラズマ部52とに分かれている。
また、第6図に示すように、アノード2側に磁石要素蜀
を配置することにより、アノード2近傍では強い磁界が
発生し、カソード3に近づくに従い磁界強度は段々と弱
(なっていく。プラズマ部52にエネルギを供給し高密
度のプラズマを発生させるのは高いエネルギを得た2次
電子であり、この磁界が2次電子の運動を以下に示すよ
うに変えて、2次電子の持つ高いエネルギを効率的に処
理ガス分子に与えるようにしている。
この磁界の作用により第9図に示すように、カソード3
に生じた2次電子はカソードシース部S、12 。
のセルフバイアス電圧によって加速され、高圧の電子と
なってカソード3に対して垂直にアノード2側に飛び出
し、その際に、カソード3に対してわずかな平行成分を
有する磁界部分に接近する。
この磁界により2次電子はローレンツ力を受け、カソー
ド3に対して垂直であった電子の運動は磁界に沿りてサ
イクロトロン運動をしながらアノード2側にドリフトす
る運動にかわる。
このとき、2次電子は第8図に示すプラズマ部52の間
を通過する際に、第9図に示すように、処理ガス分子、
この場合は%CF、に衝突し、運動エネルギの一部をC
F4に与え、CF4を電離あるいは励起させてCF3+
または、CF3”等の反応種を発生させる。その後、2
次電子は任意の方向に飛び去ろ、2とするが、磁界によ
るローレンツ力を受けて新たなサイクロトロン運動を始
め、磁界に沿ってアノード2方向にドリフトする。
なお、通常のRIE装置では、カソード3から引き出さ
れカソードシース中で加速されて高い運動エネルギを持
った2次電子は、アノード2に向ので1 かって直進しようとする処理ガス分子との衝突す八 る頻度が低く、処理ガス分子にエネルギを与える効率が
低いので強いプラズマが生じない。しかし、本技術によ
れば、アノード2に向かって直進する2次電子を磁界の
作用によるローレンツ力によって、基板12上方の空間
でサイクロトロン運動させながら、磁界に沿ってアノー
ド2側にドリフト運動させることにより、処理ガス分子
との衡突する頻度が高くなり、基板12上方で処理ガス
分子に効率よくエネルギを伝達させて高密度のプラズマ
を発生させることができる。
この高密度のプラズマ、すなわち、磁界によって2次電
子をサイクロトロン運動させ磁場に沿ってアノード2方
向にドリフトさせて生じさせたプラズマ(本発明者によ
って′″Electron Cyclotr−on D
rifting放電“と命名。以下、「ECD放電」と
いう。)が、マグネトロン放電と比較して基板処理に適
していることを以下に説明する。
磁界と電子との間には、磁界が強くなるに従い電子のサ
イクロトロン運動の半径が小さくなって、電子の拡散速
度が低下するという関係があり、磁界が強い場合、電子
をその空間に長い間滞在させるので、空間中の分子と電
子との衝突の頻度は高くなる。
マグネトロン放電の場合、カソードから飛び出した高い
運動エネルギを有する2次電子はカソード近傍の強い磁
界によってサイクロイド運動させられるので、原子状に
解離したイオンが多く発生する。しかし、ECD放電の
場合、磁界はカソード3近傍からアノード2に向かって
段々強(なるように構成されているので、カソード3か
ら出た2次電子と処理ガス分子との衝突頻度はカソード
3から7ノード2に向かうに従い増加し、一方、2次電
子の持つエネルギは、カソード3近傍ではマグネトロン
放電のときと同程度で処理ガス分子を解離できる位の高
いエネルギを有しているが、カソード3近傍では2次電
子と処理ガス分子との衝突頻度が低いので、衝突により
解離される原子状のイオン量はマグネトロン放電のとき
と比べて極めて少ない。また、その後カソード3近傍か
ら415゜ アノード2方向にドリフトするに従って、磁界が段々強
くなり、2次電子のサイクロトロン運動の半径が段々小
さくなって、2次電子と処理ガス分子との衝突頻度は段
々増加するので、2次電子のもつエネルギはカソード3
からアノード2に至るまでの基板長上方の広い空間内で
処理ガス分子lこ徐々に伝達され、分子状のイオンの発
生は多く、原子状のイオンの発生は少い。
このような、カソード3からアノード2に至る間で磁界
に沿って発生するBCD放電においては、原子状イオン
に比べて分子状イオンの発生が多く、その発生は第6図
に示すように磁界に沿った広い範囲に発生する。
上記ECD放電によれば、マグネトロン放電のように局
部的にエツチング速度が高くなることはなく、第7図に
示すようにかなり高いエツチング速度、例えば、500
 nm/min  を有する範囲が広がることが分かる
。第6図のプラズマ部41と第7図のエツチング速度分
布とは対応させて記載してあり、このように、ECD放
電はマグネトロン族・16 ・ 電とは異なり、電磁界が直交する部分のプラズマの発生
はあまりなく、エツチング速度も最大部分よりは低くな
っている。ECD放電によるエツチング速度の最大部分
は、プラズマの発生部が多い位置、すなわち、電界に対
して略平行に磁界が集中する位置、この場合は、磁石3
1.32を取り付けた位置になっている。
また、ECD放電を発生させるときの磁界は、マグネト
ロン放電を発生させるときの磁界のように電磁界が直交
する一部分の磁界が利用されるのでなく、磁界の大部分
が利用されているので、磁界の利用効率が高い。
なお、このBCD放電によるエツチング速度の向上が従
来のマグネトロン放電によるものではないことを以下に
説明する。
従来のマグネトロン放電は、ECD放電を生じさせたと
きと同じエツチング条件で、例えば第4図の磁石要素蜀
なカソード3側の反アノード2側に設置すると発生させ
ることができる。第10図は、そのときの放電の様子と
エツチング速度の分布とを示したもので、カソード3表
面でカソード3に平行な磁界が最も強いところで集中的
な放電61が発生し、その部分でエツチング速度は著し
く高くなる傾向を示す。更に、カソード3とカソード3
側に設置される磁石要素間との間隔を太き((45mm
)し、カソード3上面の磁界を弱くして1よ 実験を行ったところ、マグネトロン放電は恭とんど発生
せず、第11図に示すようにエツチング速度の上昇もほ
とんどない。つまり、第10図、第11図よりカソード
3側に磁石要素(9)を設置した場合は、カソード3と
磁石要素蜀との間隔を変化させてもBCD放電は全く生
じない二とが分かる。
また、ECD放電とマグネトロン放電とでは、第7図、
第10図に示すように基板12の被処理面内号術寮番に
示されたような、アノード側に磁石要素を設置して、基
板表面(カソード側表面)に平行な磁界を形成する式の
ものにおいては、電子は主としてサイクロイド運動を行
うので、本発明のようなりCD放電は発生しない。
本発明者らが見出したこのBCD放電を環状に形成して
強いプラズマの発生領域を基板全体に広げるようにした
のが、前記した第2図および第3図の磁石要素10を組
み込んで構成した第1図の装置である。
この装置により、例えば、前記したエツチング条件(基
板託は表面にSi o2膜を形成した6インチ基板、処
理ガス供給量はCF4ガスを308CCM、処理室l内
の圧力は70 mTorr、高周波電力は13.55M
Hzで400W)のもとで、コノ場合、電極間隔を35
111m、カソード3と磁石要素10の磁極面との距離
を40111mに設定してエツチングを行っ板12との
中心を合わせてエツチングを行うと、第12図に示すよ
うに基板中心から外側に向けて。
基板中心のエツチング速度が低い波状のエツチング速度
分布を示した。二のエツチング速度分布は基板の円周上
のどの断面をとっても同様のエッチ・19 ・ ング速度分布となっており、マグネトロン放電によるエ
ツチング速度分布に比べれば平滑化されてはいるが、こ
のエツチング速度分布ではまだ充分な均一性を得ている
とは言えない。
そこで、この場合は、基板中心に対して16.5卸の偏
心量を与えて、磁石要素10を基板12中心上で偏心回
転させて、エツチングを行った。これによれば、第13
図に示すように基板中心から外側に向かってほぼ均一な
エツチング速度分布を得ることができた。また、この偏
心量は静止時のエツチング速度分布を写像変換する二と
によって最適値を決める二とができる。
なお、この場合、磁石要素10の磁極面とカソード3と
の間隔を20−以下にして、磁石要素10と基板辻との
距離を近づけ、カソードシース中で電極に平行な磁界の
強度を強(すると、マグネトロン放電が発生し局部的に
エツチング速度の高いところができて、磁石要素10を
偏心回転させてもエツチング速度分布は著し鳴不均−に
なってしまった。
・ 20・ 以上、本実施例では、BCD放電により処理ガスをプラ
ズマ化し、該プラズマによって基板をエツチング処理す
るようにしているので5次のような効果を得ることがで
きる。
(1)高いエネルギを持った2次電子を磁界の作用によ
ってサイクロトロン運動させながらアノード側にドリフ
トさせることにより、高い密度のプラズマを得ることが
できるので、エツチング速度を高くすることができると
いう効果がある。
(2)  高いエネルギを持った2次電子を磁界の作用
によってサイクロトロン運動させながらアノード側にド
リフトさせることにより、マグネトロン放電と同程度の
低電力においても高い密度のプラズマを得ることができ
る。しかし、カソード近傍の磁界を弱くしているので、
高いエネルギを有する2次電子がその空間に滞在する時
間は短く、したがって、原子状イオンの発生は少な曵な
り、マグネトロン放電に比べて生成される原子状イオン
の量は極めて少なく、基板に与える電気的損傷および物
理的損傷を与えることが極めて少ないという効果がある
(3)  高いエネルギを持った2次電子を、アノード
からカソードに向かってシャワー状に広がる磁界の作用
によって、サイクロトロン運動させながらシャワー状に
広がる磁界に沿ってアノード側にドリフトさせることに
より、広い範囲内に高い密度のプラズマを発生させるこ
とができるので、マグネトロン放電のように極部的なプ
ラズマの発生はなく、均一処理をし易(することができ
るという効果がある。
(4)磁石要素を環状にすることによって、基板全面に
わたってECD放電を発生させ高いエツチング速度を得
ることができ、磁石要素を偏心回転させることによって
、基板全面にわたってエツチング速度をさらに均一にで
きる。
(5)電極間に発生させる磁界を電極に平行な平行成分
を有する磁界としているので、平行成分のない磁界に比
べて2次電子をつかまえ易く、かつ、アノード側に誘導
する距離が長くなるので、2次電子と処理ガス分子との
衝突頻度を高くでき、プラズマの発生効率を上げること
ができる。
なお、本実施例に記載した磁石要素の大きさおよび取り
付は位置等の数値は一例であり、エツチング条件を変え
れば最適な磁石要素の大きさおよび取り付は位置等が変
わるのは当然であり、数値の変更は本発明の範囲内に含
まれる。
また、磁石要素の形状を第4図のように平行磁極とし、
磁石の長さを基板径よりも長くしてこれを回転させれば
、基板全面にわたってECD放電が発生され、さらにこ
れを偏心回転させることにより、一実施例のようにさら
に均一な処理ができる。なお、この場合は、基板上の一
点を見てみるとECD放電が断続的に発生するので、処
理速度は一実施例に比べて低下する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、以上説明したように、アノード側に設
けた磁石要素からの磁場強度を、カソード近傍の電界に
直交する磁界の部分で弱くし、電子のサイクロイド運動
を抑制して電子のサイクロトロン運動を多く発生させる
ことにより、試料に、23 。
損傷を与えることなく、高圧でかつ均一処理をし易(す
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるプラズマ処理装置を示
す縦断面図、第2図は第1図をA−Aから見た磁石要素
の平面図、第3図は第2図をB−Bから見た縦断面図、
第4図は実験に用いた磁石要素の平面図、第5図は第4
図をc−cから見た縦断面図、第6図は第4図の磁石要
素を用いて実験した際のプラズマ発生状態を示す図、第
7図は第6図のプラズマ状態におけるエツチング速度分
布図、第8図は第6図の放電状態における電極間の直流
成分の電位分布を示す図、第9[18!llは第6図の
放電状態におけるプラズマの発生過程を示す図、第10
図は第4図の磁石要素をカソード側に設けてマグネトロ
ン放電を生じさせたときの放電発生状態とエツチング速
度分布を示す図、第11図は第10図における磁石要素
の磁極面とカソードとの間隔を広げた場合のエツチング
速度分布および磁束密度分布を示す図、第12図は第2
図の磁石要素を用いた場合のエツチング速度分布図、第
13図は第12図の状態で磁石要素を偏心回転させた場
合のエツチング速度分布図である。 1・・・・・・処理室、2・・曲アノード、3・・・・
・・カソード、6・・・・・・高周波電源、8・・聞ガ
ス導入口、9・・・才 /[ 第2図 ′)It 1図 ノl =f’、υp・りのf杉しバ弓珂≧扁1イ8図 オフ図 470図 イl/図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、処理室内に処理ガスを供給し所定圧力に減圧排気す
    る工程と、前記処理室内の対向する平行平板型電極のカ
    ソードに電力を印加し該電極間にグロー放電を生じさせ
    る工程と、前記平行平板型電極のアノードの表面から前
    記カソード側に向って出て円弧状にわん曲し再び前記ア
    ノード側に戻る磁界を生じさせる工程と、該磁界の前記
    カソード近傍で前記平行平板型電極間の電界に直交する
    部分の磁場強度を弱くし、電子のサイクロイド運動を抑
    制して前記アノードに向かう電子のサイクロトロン運動
    を多く生じさせる工程とを有することを特徴とするプラ
    ズマ処理方法。 2、前記磁界を環状に形成する特許請求の範囲第1項記
    載のプラズマ処理方法。 3、前記環状に形成した磁界と前記平行平板型電極間に
    配置される試料とを相対的に偏心回転させる特許請求の
    範囲第2項記載のプラズマ処理方法。 4、処理室内へ処理ガスを供給するガス供給手段と、前
    記処理室内を所定圧力に減圧排気する排気手段と、前記
    処理室内に対向して設けられた平行平板型電極の一方で
    あるカソードと、前記電極の他方であるアノードと、前
    記カソードに接続した電源装置と、前記アノードの表面
    からカソード側に向かって出て円弧状にわん曲し再び前
    記アノード側に戻る磁界を発生する磁界発生手段とを具
    備し、該磁界発生手段の磁場強度を前記磁界の前記カソ
    ード近傍で前記平行平板型電極間に生じる電界に直交す
    る部分で弱くし、電子のサイクロイド運動を抑制して前
    記アノードに向かう電子のサイクロトロン運動を多数発
    生可能に前記磁界発生手段を配置したことを特徴とする
    プラズマ処理装置。 5、前記磁界発生手段を略円板状の磁極と、該磁極と反
    対の磁性を有し該磁極の外周を囲むリング状の磁極とで
    構成した特許請求の範囲第4項記載のプラズマ処理装置
    。 6、前記磁界発生手段と前記平行平板型電極間に配置さ
    れる試料とを相対的に偏心回転させる特許請求の範囲第
    5項記載のプラズマ処理装置。
JP62004831A 1986-01-17 1987-01-14 プラズマ処理方法および装置 Expired - Lifetime JPH0812856B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP643986 1986-01-17
JP61-6439 1986-09-05
JP20788186 1986-09-05
JP61-207881 1986-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63184333A true JPS63184333A (ja) 1988-07-29
JPH0812856B2 JPH0812856B2 (ja) 1996-02-07

Family

ID=26340581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62004831A Expired - Lifetime JPH0812856B2 (ja) 1986-01-17 1987-01-14 プラズマ処理方法および装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4943361A (ja)
JP (1) JPH0812856B2 (ja)
KR (1) KR910005733B1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5409590A (en) * 1989-04-17 1995-04-25 Materials Research Corporation Target cooling and support for magnetron sputter coating apparatus
US5130005A (en) * 1990-10-31 1992-07-14 Materials Research Corporation Magnetron sputter coating method and apparatus with rotating magnet cathode
US5223113A (en) * 1990-07-20 1993-06-29 Tokyo Electron Limited Apparatus for forming reduced pressure and for processing object
US5364518A (en) * 1991-05-28 1994-11-15 Leybold Aktiengesellschaft Magnetron cathode for a rotating target
KR100297358B1 (ko) * 1991-07-23 2001-11-30 히가시 데쓰로 플라즈마에칭장치
US5226967A (en) * 1992-05-14 1993-07-13 Lam Research Corporation Plasma apparatus including dielectric window for inducing a uniform electric field in a plasma chamber
US5346601A (en) * 1993-05-11 1994-09-13 Andrew Barada Sputter coating collimator with integral reactive gas distribution
US5614055A (en) * 1993-08-27 1997-03-25 Applied Materials, Inc. High density plasma CVD and etching reactor
US6022446A (en) * 1995-08-21 2000-02-08 Shan; Hongching Shallow magnetic fields for generating circulating electrons to enhance plasma processing
TW303480B (en) * 1996-01-24 1997-04-21 Applied Materials Inc Magnetically confined plasma reactor for processing a semiconductor wafer
JPH10270428A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
JPH10270430A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
US6306265B1 (en) 1999-02-12 2001-10-23 Applied Materials, Inc. High-density plasma for ionized metal deposition capable of exciting a plasma wave
US6290825B1 (en) * 1999-02-12 2001-09-18 Applied Materials, Inc. High-density plasma source for ionized metal deposition
US6497802B2 (en) 1999-02-12 2002-12-24 Applied Materials, Inc. Self ionized plasma sputtering
US6183614B1 (en) 1999-02-12 2001-02-06 Applied Materials, Inc. Rotating sputter magnetron assembly
US6830664B2 (en) * 2002-08-05 2004-12-14 Tegal Corporation Cluster tool with a hollow cathode array
JP5730888B2 (ja) 2009-10-26 2015-06-10 ジェネラル・プラズマ・インコーポレーテッド ロータリーマグネトロンマグネットバー、およびこれを含む高いターゲット利用のための装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5918638A (ja) * 1982-07-22 1984-01-31 Toshiba Corp ドライエツチング装置
JPS6058794A (ja) * 1983-09-09 1985-04-04 Nec Corp 電話交換装置
JPS60103620A (ja) * 1983-11-11 1985-06-07 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPS6143427A (ja) * 1984-08-08 1986-03-03 Hitachi Ltd スパツタエツチング装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4158589A (en) * 1977-12-30 1979-06-19 International Business Machines Corporation Negative ion extractor for a plasma etching apparatus
US4340462A (en) * 1981-02-13 1982-07-20 Lam Research Corporation Adjustable electrode plasma processing chamber
US4444643A (en) * 1982-09-03 1984-04-24 Gartek Systems, Inc. Planar magnetron sputtering device
US4557819A (en) * 1984-07-20 1985-12-10 Varian Associates, Inc. System for igniting and controlling a wafer processing plasma
US4552639A (en) * 1984-07-20 1985-11-12 Varian Associates, Inc. Magnetron sputter etching system
US4572759A (en) * 1984-12-26 1986-02-25 Benzing Technology, Inc. Troide plasma reactor with magnetic enhancement
US4632719A (en) * 1985-09-18 1986-12-30 Varian Associates, Inc. Semiconductor etching apparatus with magnetic array and vertical shield

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5918638A (ja) * 1982-07-22 1984-01-31 Toshiba Corp ドライエツチング装置
JPS6058794A (ja) * 1983-09-09 1985-04-04 Nec Corp 電話交換装置
JPS60103620A (ja) * 1983-11-11 1985-06-07 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPS6143427A (ja) * 1984-08-08 1986-03-03 Hitachi Ltd スパツタエツチング装置

Also Published As

Publication number Publication date
US4943361A (en) 1990-07-24
KR910005733B1 (ko) 1991-08-02
JPH0812856B2 (ja) 1996-02-07
KR870007643A (ko) 1987-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7385621B2 (ja) イオン-イオンプラズマ原子層エッチングプロセス及びリアクタ
US6861642B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
JP3381916B2 (ja) 低周波誘導型高周波プラズマ反応装置
JPS63184333A (ja) プラズマ処理方法および装置
US6849857B2 (en) Beam processing apparatus
US6819053B2 (en) Hall effect ion source at high current density
US5415719A (en) Two parallel plate electrode type dry etching apparatus
KR102596117B1 (ko) 중성 원자 빔을 이용한 워크피스 처리를 위한 시스템 및 방법
JPH10270430A (ja) プラズマ処理装置
JPH10261498A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US6909086B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
EP0639939B1 (en) Fast atom beam source
KR100325404B1 (ko) 플라스마 처리 장치
JP3064214B2 (ja) 高速原子線源
JPH0770512B2 (ja) 低エネルギイオン化粒子照射装置
JP2709162B2 (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
JPH0692638B2 (ja) 薄膜装置
JPH0535537B2 (ja)
JP3045619B2 (ja) プラズマ発生装置
JPH077639B2 (ja) イオン源
JP3100242B2 (ja) プラズマ処理装置
KR100253274B1 (ko) 플라즈마 식각장치
JPS63318127A (ja) プラズマプロセス装置
JPH01130528A (ja) プラズマ処理装置
JPH05209268A (ja) プラズマ処理装置