JP2004328008A

JP2004328008A - Etching device and etching method

Info

Publication number: JP2004328008A
Application number: JP2004199988A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Hayashi; 茂則林; Satoshi Teramoto; 聡寺本; Kenji Ito; 健二伊藤; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching device and method which are capable of obtaining a large discharge space and also utilizing plasma efficiently without the need of a large-scale vacuum exhaust unit. <P>SOLUTION: This etching device and method are characterized in that high frequency power modulated by a pulse waveform or a rectangular waveform is supplied into a discharge space, and this etching treatment is carried out to the surface of a base body using reactant gasses introduced into the discharge space. Further, this method comprises processes for introducing the reactant gasses into the discharge space, and activating the reactant gasses by supplying the high frequency power modulated by a pulse waveform or a rectangular waveform to the discharge space. Therefor, this is characterized by the etching treatment carried out to the surface of the base body using the activated reactant gasses. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は５〜１５０Ｔｏｒｒの中圧力雰囲気に於て被膜を形成することのできる被膜形成方法と装置、エッチング装置、エッチング方法に関するものである。それにより、真空ポンプ等の排気装置が簡略化され低コストの被膜形成装置、エッチング装置を提供することができる。被膜は硬質炭素、窒化珪素、酸化珪素等の被膜を成膜することができ、これらの被膜はプラスチック、ガラス、有機感光体等の表面硬質化、表面改質、反射防止等に応用することができ、その応用範囲は多岐にわたる。本発明はこれらの被膜を安価に、大量に生産する方法と装置を提供するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for forming a film, an etching apparatus, and an etching method capable of forming a film in a medium pressure atmosphere of 5-150 Torr. Thereby, an exhaust device such as a vacuum pump is simplified, and a low-cost film forming device and an etching device can be provided. Coatings can be formed of hard carbon, silicon nitride, silicon oxide, and other coatings, and these coatings can be applied to surface hardening, surface modification, antireflection, etc. of plastics, glass, organic photoreceptors, etc. It can be applied to a wide range of applications. The present invention provides a method and an apparatus for mass-producing these coatings at low cost.

現在、硬質炭素、窒化珪素、酸化珪素等の新機能材料被膜はプラズマＣＶＤ（化学気相合成法）法を利用して作成される場合が多く、これらの方法のほとんどは１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態を利用する。減圧状態を用いることの主な利点としては、
（１）大気中に含まれる酸素等の不純物の影響が取り除かれる。
（２）プラズマの場合、安定なグロー放電が広い領域で得られ易い。
（３）平均自由行程が長いため膜厚均一性やステップガバレッジを向上させ易い。といった点が挙げられる。しかし、１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態を得るには高価な真空排気装置と真空状態に耐える充分な強度を有した真空容器が必要である。 At present, coatings of new functional materials such as hard carbon, silicon nitride, and silicon oxide are often formed by using a plasma CVD (chemical vapor synthesis) method, and most of these methods operate under a reduced pressure of 1 Torr or less. Use. The main advantage of using reduced pressure is that
(1) The influence of impurities such as oxygen contained in the atmosphere is eliminated.
(2) In the case of plasma, stable glow discharge is easily obtained in a wide area.
(3) Since the mean free path is long, it is easy to improve the film thickness uniformity and the step coverage. The point is mentioned. However, in order to obtain a reduced pressure of 1 Torr or less, an expensive evacuation apparatus and a vacuum vessel having sufficient strength to withstand the vacuum are required.

一方１Ｔｏｒｒ以上の圧力、例えば５０Ｔｏｒｒ程度の圧力でプラズマを生成させることもできるが、狭い反応空間に大きなエネルギーを投入する必要があり生産性やコスト、さらには使いやすさの点で問題がある。 On the other hand, plasma can be generated at a pressure of 1 Torr or more, for example, a pressure of about 50 Torr. However, it is necessary to input large energy into a narrow reaction space, and there is a problem in productivity, cost, and ease of use.

一般に不純物の混入を極度に嫌う半導体分野では高純度を達成する必要があり、また付加価値の高い製品の価格に高価な設備償却費を転嫁させやすい事情もあるため、これら被膜は前述の如くプラズマＣＶＤ法により作製されていた。一方、プラスチック、ガラス、有機感光体等の表面硬質化、表面改質、反射防止等の目的に薄膜を形成する場合にはさほどの高純度は要求されず、むしろ高価な設備を使用することによるコスト高が問題となる。即ち、性能とコストを最適化する必要がある。 In general, high purity must be achieved in the semiconductor field where impurities are extremely unlikely to be mixed, and it is easy to pass on expensive equipment depreciation to the price of high value-added products. It was manufactured by the CVD method. On the other hand, when forming a thin film for the purpose of hardening the surface of a plastic, glass, an organic photoreceptor, and the like, modifying the surface, preventing reflection, etc., not so high purity is required, but rather using expensive equipment. High cost is a problem. That is, it is necessary to optimize performance and cost.

一方、真空排気装置を必要としないプラズマ処理は一部知られており、エッチングに応用したものには特願平２−２８６８８３がある。これは、送流状態にあるヘリウムを主成分とするガスがほぼ大気圧に等しい圧力で充満された空間に交流の電界を印加し、前記ガスと前記ガス中に添加されたハロゲン系エッチングガスを電離して励起子を生成し、エッチングに供するものである。また、ヘリウムを主成分とするガスの放電を薄膜堆積に応用しようとする方法も知られている。（第３７回応用物理学関係連合講演会講演予稿集第２分冊２８ｐ−ＺＨ−１０）しかしながらこの研究は反応空間をヘリウムを主成分とするガスで置換する必要があるため、反応空間を一度真空に排気する行程を経ねばならない。またプラズマの発生が極めて狭い微少領域で行われるため、生産性に問題がある。さらにプラズマの発生が不安定であるという問題がある。 On the other hand, a part of plasma processing that does not require a vacuum exhaust device is known, and one applied to etching is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 2-286883. This means that an AC electric field is applied to a space filled with a gas containing helium as a main component in a flow state at a pressure substantially equal to the atmospheric pressure, and the gas and a halogen-based etching gas added to the gas are applied. The exciton is generated by ionization, and is used for etching. There is also known a method of applying a discharge of a gas containing helium as a main component to thin film deposition. (The 37th Applied Physics Alliance Lecture Lecture Series, 2nd volume, 28p-ZH-10) However, in this study, it was necessary to replace the reaction space with a gas containing helium as a main component, so the reaction space was once evacuated. Must go through the exhaust process. Further, since the generation of plasma is performed in a very small area, there is a problem in productivity. Further, there is a problem that generation of plasma is unstable.

本発明は、プラズマ発生装置において、
（１）大掛かりな真空排気装置を必要とないこと
（２）大きな放電空間を得ること
（３）プラズマを有効に利用すること
を実現することを目的とする。 The present invention relates to a plasma generator,
(1) No large-scale evacuation device is required. (2) A large discharge space is obtained. (3) An object is to realize effective use of plasma.

本発明は、放電空間をパージガスで包むように覆い、該放電空間と基体の間にスパッタを生じるようなバイアスを印加し、さらに、プラズマ中の各種粒子が基体の方向に引き出されるように磁場を印加したことを特徴とする。 According to the present invention, a discharge space is covered with a purge gas so as to cover the discharge space, a bias is applied between the discharge space and the substrate to generate spatter, and a magnetic field is applied so that various particles in the plasma are extracted toward the substrate. It is characterized by having done.

本発明の被膜形成方法は、５〜１５０Ｔｏｒｒの中圧力で行うことによりコストの低減を計るものであり、簡単な真空排気装置、さらには簡単な真空容器で実用になるという特徴がある。 The method of forming a film according to the present invention is intended to reduce the cost by performing the method at a medium pressure of 5 to 150 Torr, and has a feature that it can be put to practical use with a simple vacuum pumping device and a simple vacuum vessel.

本発明においてはプラズマを生成させるガスとして稀ガスを用いることが特徴である。この稀ガスとして、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオンを用いることができる。 The present invention is characterized in that a rare gas is used as a gas for generating plasma. Helium, argon, xenon, krypton, and neon can be used as the rare gas.

またこの稀ガスに各種原料ガスを添加することにより、成膜、エッチング、アッシング等の各種プラズマ処理を行うことができる。原料ガスの濃度は希ガスに対して５％以下、好ましくは１％以下がよい。 Further, by adding various source gases to the rare gas, various plasma treatments such as film formation, etching, and ashing can be performed. The concentration of the source gas is 5% or less, preferably 1% or less based on the rare gas.

原料ガスは、行われるプラズマ処理の種類によって決められる。例えば、硬質炭素膜を形成する場合はメタン、エチレン、アセチレン、ベンゼン、メチルベンゼン等の炭化水素系ガス、及び４弗化炭素、４塩化炭素、フロロベンゼン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭素、ハロゲン化炭化水素系ガス、エタノール、メタノール等アルコール類等炭素を含むガスを用いることができる。 The source gas is determined by the type of plasma processing to be performed. For example, when forming a hard carbon film, a hydrocarbon-based gas such as methane, ethylene, acetylene, benzene, and methylbenzene; a halogenated carbon such as carbon tetrafluoride, carbon tetrachloride, fluorobenzene, and chlorobenzene; A hydrogen-containing gas, a gas containing carbon such as alcohols such as ethanol and methanol can be used.

また、一分子中の炭素原子の多いものほど反応速度が速いという傾向があるので、メタンよりはエチレン、エチレンよりはアセチレンの方が望ましく、ベンゼン等芳香族系分子がより望ましい。 In addition, since the reaction rate tends to increase as the number of carbon atoms in one molecule increases, ethylene is preferable to methane, acetylene is preferable to ethylene, and aromatic molecules such as benzene are more preferable.

さらに、成膜速度は原料ガスにハロゲン系元素が含まれる場合に大きくなる。これは、ハロゲン系元素例えば弗素が、触媒的に作用し、炭化水素分子の水素をＨＦの形で引き抜き、よって、炭化水素分子が活性化されやすくなるためである。ハロゲン系元素は４弗化炭素、４塩化炭素、フロロベンゼン、クロロベンゼン等の炭素化合分子として供給されても、また、３弗化窒素、６弗化硫黄、６弗化タングステン、弗素ガス等の状態で供給されてもよい。 Further, the film formation rate increases when the source gas contains a halogen-based element. This is because a halogen-based element, for example, fluorine acts as a catalyst to extract hydrogen of hydrocarbon molecules in the form of HF, so that hydrocarbon molecules are easily activated. Halogen-based elements can be supplied as carbon compound molecules such as carbon tetrafluoride, carbon tetrachloride, fluorobenzene, chlorobenzene, etc., or in the state of nitrogen trifluoride, sulfur hexafluoride, tungsten hexafluoride, fluorine gas, etc. May also be supplied.

尚、原料ガス中に窒素、ボロン、リン等のIII-Ｖ族元素を含んだガスを添加すると、硬質炭素膜は若干の導電性を示すようになり、静電気対策に有用な被膜を得ることができる。例えば、エチレン、メチルベンゼン等炭化水素ガスに３弗化窒素を添加すると成膜速度の高い、半絶縁体の（即ち静電対策の施された）硬質炭素膜を得ることができる。また、原料ガス中に水素を混合すると硬質炭素膜中の未結合手に水素がターミネートされ、また、未反応のｓｐ、ｓｐ２結合が水素の作用によりｓｐ３結合になり易く、そのため硬質炭素膜はより硬く、透明度も高くなる。 When a gas containing a group III-V element such as nitrogen, boron, and phosphorus is added to the raw material gas, the hard carbon film becomes slightly conductive, and a film useful for measures against static electricity can be obtained. it can. For example, when nitrogen trifluoride is added to a hydrocarbon gas such as ethylene or methylbenzene, a semi-insulating hard carbon film (that is, a countermeasure against static electricity) having a high film forming rate can be obtained. In addition, when hydrogen is mixed in the raw material gas, hydrogen is terminated to unbonded bonds in the hard carbon film, and unreacted sp and sp2 bonds are apt to become sp3 bonds due to the action of hydrogen. Hard and transparent.

形成する被膜が窒化珪素の場合は原料ガスとしてシラン、ジシラン等シラン系ガス及び窒素ガス、アンモニアガス等窒素源を用いることができる。酸化珪素の場合はシラン系ガス及び酸素、Ｎ₂Ｏ等を用いることができる。 When the film to be formed is silicon nitride, a silane-based gas such as silane and disilane and a nitrogen source such as nitrogen gas and ammonia gas can be used as a source gas. In the case of silicon oxide, a silane-based gas, oxygen, N ₂ O, or the like can be used.

また、反応中の成膜前駆体の衝突確率を低下させ、これにより粉の発生を抑制する目的で原料ガスに水素ガスを緩衝ガスとして混合することもできる。 In addition, hydrogen gas can be mixed with a source gas as a buffer gas for the purpose of reducing the collision probability of the film forming precursor during the reaction and thereby suppressing generation of powder.

これら原料ガスは反応空間に稀ガスとともに導入され、プラズマ化した反応ガスによって活性化される。反応空間は１個もしくは複数個の電極が存在し、該電極と外側に配置されたシールドとの間には絶縁体が配置された構成となっている。前記電極にはシールドとの間に２０ｋＨｚ以上の交流電界を印加し、前記電極と絶縁体を介したシールドとの間にプラズマを発生させる。このプラズマはグロー放電もしくはコロナ放電により発生する。前記絶縁体と２０ｋＨｚ以上の周波数はアーク放電防止の為である。低い周波数で電力を多く投入しようとするとアーク放電が発生する。アーク放電が発生すると電極及び絶縁体が損傷し、また、電子温度が低下する。よって、正常な被膜形成ができなくなる。アーク放電に移行させずより大きな電力を投入するには、電源周波数を上げればよい。これは高周波コロナにおいて高い電力が投入されることと同じ原理である。即ち、空間の静電容量を通して高周波電流が流れ、等価回路的には直列に接続された抵抗体であるプラズマにおいて損失が発生（実効電力が消費）することに相当する。 These source gases are introduced into the reaction space together with the rare gas, and are activated by the plasma-converted reaction gas. The reaction space has a configuration in which one or a plurality of electrodes are present, and an insulator is disposed between the electrodes and a shield disposed outside. An AC electric field of 20 kHz or more is applied between the electrode and a shield to generate plasma between the electrode and the shield via an insulator. This plasma is generated by glow discharge or corona discharge. The insulator and the frequency of 20 kHz or more are for preventing arc discharge. If a large amount of power is applied at a low frequency, an arc discharge occurs. When the arc discharge occurs, the electrodes and the insulator are damaged, and the electron temperature decreases. Therefore, a normal film cannot be formed. In order to input larger electric power without shifting to arc discharge, the power supply frequency may be increased. This is the same principle that high power is applied in a high frequency corona. That is, a high-frequency current flows through the capacitance of the space, and in terms of an equivalent circuit, this corresponds to a loss (effective power consumption) in the plasma, which is a resistor connected in series.

電源周波数として、一般に13.56 ＭＨｚが利用されるが、マイクロ波の領域まで周波数を高くすると更に効率よく電力を投入することができる。ただしマイクロ波を用いた場合、導波路や電極に工夫をする必要がある。即ち、放電空間自体を損失の存在する導波路とみなし、各接続点で反射が発生しない様にインピーダンスの整合をとるような形状、材質等を選ばねばならない。 13.56 MHz is generally used as the power supply frequency, but power can be supplied more efficiently by increasing the frequency up to the microwave range. However, when microwaves are used, it is necessary to devise waveguides and electrodes. That is, the discharge space itself is regarded as a waveguide having a loss, and a shape, a material, and the like must be selected so that impedance is matched so that reflection does not occur at each connection point.

また、放電空間に供給する電力はパルスもしくは矩形波変調された高周波であってもかまわない。デューティーが５０％以下であると、放電開始初期のプラズマとアフターグローの影響が大きくなって、連続放電時とは違った性質を発生する。放電開始初期はプラズマのインピーダンスが高く、（放電開始初期の過渡期はまだプラズマと言えるかどうか確かではないが、ここでは暗流以上の放電電流が流れたときよりプラズマ化するとしている。）よって、空間中に掛かる電圧は高くなる。即ち、プラズマ中の電子１個当りの得るエネルギーが大きく、電子温度は高くなる。この時プラズマ空間中に存在する原料ガスは効率よく励起される。次に、印加電力が停止したときよりプラズマはアフターグローとなるが、この時、空間に印加される外部電界は存在せず、空間内に存在する内部電界のみとなる。この内部電界もアフターグロー中のイオンと電子の再結合により急速に消滅してしまう。連続放電では基体表面の微小な突部の電界集中により、選択的に膜成長が起こり、ピンホールやボイドの原因となっていたのがアフターグロー放電においては基体表面の微小な突部への電界集中は起こらず、よって、ピンホールやボイドのない良質な被膜が形成される。即ち、パルスもしくは矩形波変調された高周波を用いると効率よく活性化されたクラスター等成膜前駆体が均一に基体表面に付着するため、成膜速度の高い良質な被膜を得ることができる。尚、パルス周期はアフターグローの消滅する時間に等しい数ミリ秒程度が適当である。 Further, the power supplied to the discharge space may be a pulse or a rectangular wave modulated high frequency. If the duty is 50% or less, the influence of the plasma and the afterglow at the beginning of the discharge becomes large, and a property different from that at the time of the continuous discharge is generated. The impedance of the plasma is high at the beginning of the discharge start (it is not certain whether the plasma can be said to be in the transitional period at the beginning of the discharge yet, but here it is assumed that the plasma becomes more plasma than when the discharge current is higher than the dark current). The voltage applied in the space increases. That is, the energy obtained per electron in the plasma is large, and the electron temperature is high. At this time, the source gas existing in the plasma space is efficiently excited. Next, the plasma becomes an afterglow from when the applied power is stopped. At this time, there is no external electric field applied to the space, but only an internal electric field existing in the space. This internal electric field also quickly disappears due to recombination of ions and electrons in the afterglow. In continuous discharge, film growth occurs selectively due to electric field concentration at minute protrusions on the surface of the substrate, causing pinholes and voids. In afterglow discharge, electric field on minute protrusions on the surface of the substrate Concentration does not occur, so that a good quality film without pinholes or voids is formed. That is, when a pulse or a rectangular wave-modulated high frequency is used, a film-forming precursor such as a cluster efficiently activated uniformly adheres to the substrate surface, so that a high-quality film with a high film-forming speed can be obtained. Note that the pulse cycle is suitably about several milliseconds, which is equal to the time when the afterglow disappears.

本発明の放電空間の形状は最も簡単なもので同心円筒状とすることができる。これは円筒状の接地された外側電極と該円筒電極の中心に配置された円柱電極の間に円筒状絶縁体を配し、前記中心部の円柱電極と前記接地された外側電極の間に交流電界を印加して、前記円筒状絶縁体と前記中心円柱電極間の隙間にプラズマを発生させるものである。前記円筒状絶縁体と前記中心円柱電極間の隙間は５ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすればよい。同心円筒状は例えて言えば点光源の如きもので、移動させることによって被膜が形成される。よって広い面積の基体に被膜を均一に成膜しようとすれば、基体もしくは被膜形成装置を移動させる必要がある。基体が平面の場合は２軸駆動装置（Ｘ−Ｙテーブル）を組み合わせればよい。更にあと１軸追加して（Ｘ−Ｙ−Ｚテーブル）、コンピューター等で制御すれば任意の曲面に成膜することが可能である。 The shape of the discharge space of the present invention is the simplest and can be a concentric cylindrical shape. This is a method in which a cylindrical insulator is arranged between a cylindrical grounded outer electrode and a cylindrical electrode disposed at the center of the cylindrical electrode, and an alternating current is applied between the central cylindrical electrode and the grounded outer electrode. An electric field is applied to generate plasma in a gap between the cylindrical insulator and the central column electrode. The gap between the cylindrical insulator and the central column electrode may be about 5 mm to 50 mm. The concentric cylindrical shape is, for example, a point light source, and a film is formed by moving the concentric cylinder. Therefore, in order to uniformly form a film on a substrate having a large area, it is necessary to move the substrate or the film forming apparatus. When the base is flat, a two-axis driving device (XY table) may be combined. Further, if one more axis is added (XYZ table) and controlled by a computer or the like, it is possible to form a film on an arbitrary curved surface.

他の形状としては直線状、ドーナツ状等がある。直線状放電装置は前記同心円筒状（点状）装置をアレイ状に配置しても良いし、また、直線状電極に隙間を絶縁体および外側電極（接地電位）との間に設け、該隙間を直線状放電空間としても良い。基体が平面の場合、直線状放電装置であれば基体もしくは被膜作製装置の移動は一軸のみでよい。基体がドラム状態の場合はドーナツ状被膜形成装置が都合がよい。ドーナツ状被膜形成装置は前記直線状放電装置の両端を閉じて構成される。 Other shapes include a straight shape and a donut shape. In the linear discharge device, the concentric cylindrical (dot-like) devices may be arranged in an array, or a gap may be provided in the linear electrode between the insulator and the outer electrode (ground potential). May be a linear discharge space. In the case where the substrate is a flat surface, the substrate or the film forming device needs to move only one axis if it is a linear discharge device. When the substrate is in a drum state, a donut-shaped film forming apparatus is convenient. The donut-shaped film forming device is configured by closing both ends of the linear discharge device.

使用するパージガスとしては、非酸化性の気体が使用される。例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトン等が代表的である。これら気体の役目は放電領域と周辺雰囲気との遮蔽である。このパージガスの導入方法としては放電領域を取り囲むように例えば前述の点状の膜の形成の場合では、外側電極を取り囲むようにその外側に導出用のノズルまたは導出口を設け、放電領域を取り囲むようにパージガスを導入する。この際、パージガスの量は放電雰囲気ガスより相当多く導入され、かつパージガス自身が放電しないように、高めの圧力で導入することがよい。 A non-oxidizing gas is used as a purge gas to be used. For example, nitrogen, argon, helium, krypton and the like are typical. The role of these gases is to shield the discharge area from the surrounding atmosphere. As a method of introducing the purge gas, for example, in the case of forming the above-mentioned point-like film so as to surround the discharge region, a deriving nozzle or outlet is provided outside the outer electrode so as to surround the outer electrode, and the discharge region is surrounded. , A purge gas is introduced. At this time, it is preferable that the amount of the purge gas is considerably larger than that of the discharge atmosphere gas, and is introduced at a higher pressure so that the purge gas itself does not discharge.

プラズマを有効利用するためには、イオン、ラジカル、膜前駆体等を被膜表面に積極的に輸送する必要がある。５〜１５０Ｔｏｒｒの減圧下における放電によりできた放電雰囲気ガスのプラズマ中の活性種を被膜形成用基体まで確実に輸送する為の工夫として、本発明では基体へのバイアス電界の印加と放電プラズマへの磁界の印加を行う。プラズマに対して磁界を印加する手段としては種々の方法がある。例えば、放電装置に対抗した位置の被膜形成用基体の背面に一般に知られている永久磁石を設置したり、放電装置の放電領域近傍にソレノイドコイルを設け磁界を印加すること、およびそれらの組み合わせがある。いずれの場合にも、印加される磁界の方向は放電によりできた放電雰囲気ガスのプラズマ中の活性種を被膜形成用基体まで確実に輸送するようにこれらの磁場発生手段が設けられる。このプラズマへの磁場の印加は主として、スピンを持ったラジカル種、電子およびイオン化した活性種を基体の被膜形成面にまで到達させる作用として機能する。これにより、基体表面付近の活性種の密度が高められる。磁場の強さは強い方が良く、２００ガウス以上、好ましくは５００ガウス以上が良い。 In order to effectively use plasma, it is necessary to positively transport ions, radicals, film precursors, and the like to the surface of the film. In order to surely transport the active species in the plasma of the discharge atmosphere gas generated by the discharge under the reduced pressure of 5 to 150 Torr to the substrate for film formation, the present invention applies a bias electric field to the substrate and applies a bias electric field to the discharge plasma. A magnetic field is applied. There are various methods for applying a magnetic field to the plasma. For example, installing a generally known permanent magnet on the back surface of the film forming substrate at a position opposed to the discharge device, or providing a solenoid coil near the discharge region of the discharge device to apply a magnetic field, and a combination thereof. is there. In any case, these magnetic field generating means are provided so that the direction of the applied magnetic field can surely transport the active species in the plasma of the discharge atmosphere gas generated by the discharge to the film-forming substrate. The application of a magnetic field to the plasma mainly functions as an action of causing radical species having spin, electrons, and ionized active species to reach the film forming surface of the substrate. Thereby, the density of the active species near the substrate surface is increased. The strength of the magnetic field is preferably as high as possible, more preferably 200 gauss or more, preferably 500 gauss or more.

一方、基体へのバイアス電界印加の方法としては、基体と放電電極間に直流または高周波の電源によりバイアスを印加する方法を挙げることができる。このバイアス電界によりプラズマ中のイオン活性種が基体側に引き寄せられ、基体付近では高エネルギーのイオンの密度が高められる。そしてこのイオンより原料ガスがエネルギーを受取りラジカル種の密度が基体付近で高められることになる。 On the other hand, as a method of applying a bias electric field to the base, a method of applying a bias between the base and the discharge electrode by a DC or high-frequency power supply can be mentioned. Due to this bias electric field, the ion active species in the plasma are attracted to the substrate side, and the density of high-energy ions is increased near the substrate. The source gas receives energy from these ions, and the density of radical species is increased near the base.

また、このバイアス電界により、イオンが基体に衝突することになる。この衝突によりイオンより基体にエネルギーが渡され、基体のごく表面に近い部分の温度が高くなり、被膜の基体との密着性が向上し、基体表面での膜形成の反応が促進される。即ち、バイアス電界により基体に移動されたイオンによって、基体加熱と同じ効果を実現することができる。尚、基体と放電電極間の距離が変化すると基体に加わるバイアス電界の効果は著しく変化する。その為、基体と放電電極間の距離は常に一定に保たれる必要がある。よって距離測定装置及び距離制御機構が必要である。 The bias electric field causes ions to collide with the substrate. Due to the collision, energy is transferred from the ions to the substrate, the temperature of a portion very close to the surface of the substrate is increased, the adhesion of the coating to the substrate is improved, and the reaction of film formation on the substrate surface is promoted. That is, the same effect as the heating of the substrate can be realized by the ions moved to the substrate by the bias electric field. When the distance between the base and the discharge electrode changes, the effect of the bias electric field applied to the base changes significantly. Therefore, the distance between the base and the discharge electrode needs to be always kept constant. Therefore, a distance measuring device and a distance control mechanism are required.

バイアス電界の周波数はプラズマ中のイオン密度で決まるイオンプラズマ周波数より低い周波数である必要がある。イオンプラズマ周波数より低い周波数であればバイアス電界によりイオンは振動し、その運動エネルギーを基板に伝えられるからである。一般に１ＭＨｚ以下が適当である。 The frequency of the bias electric field needs to be lower than the ion plasma frequency determined by the ion density in the plasma. If the frequency is lower than the ion plasma frequency, the ions vibrate due to the bias electric field, and their kinetic energy can be transmitted to the substrate. Generally, 1 MHz or less is appropriate.

これらの工夫により空間中で発生したラジカルは基板表面に確実に輸送され、また、基板表面での反応は促進される。 By these measures, the radicals generated in the space are reliably transported to the substrate surface, and the reaction on the substrate surface is promoted.

５〜１５０Ｔｏｒｒの減圧下においてヘリウムを主成分とするガスを放電せしめ、該ガス中に原料となるガス（硬質炭素膜の場合はメタン、水素等）を混合し、同時に該放電を包むように窒素等でパージを行い、磁場とバイアス電圧を加えることにより、従来粉の発生が著しくまた成膜速度が遅かったのが、粉の発生もなく、成膜速度の高い良質の被膜を形成することが可能となった。 Under a reduced pressure of 5 to 150 Torr, a gas containing helium as a main component is discharged, and a gas serving as a raw material (methane, hydrogen, etc. in the case of a hard carbon film) is mixed with the gas, and at the same time, nitrogen or the like is wrapped around the discharge. By applying a magnetic field and a bias voltage, it is possible to form a high-quality film with a high deposition rate without powder generation, unlike the conventional generation of powder and a slow deposition rate. It became.

本実施例では点状装置と該装置による被膜形成方法について述べる。図１に装置断面図およびガス系、電気系の系統図を同時に示す。中心導体（２０１）、円筒絶縁体（２０２）、パージガスノズル（２０３）は同軸に配置され、中心導体（２０１）は絶縁支持体（２０４）に支持されている。中心導体（２０１）、パージガスノズル（２０３）はステンレス、円筒絶縁体（２０２）は石英ガラス、絶縁支持体（２０４）はテフロン（登録商標）で構成されている。パージガスノズル（２０３）は同軸円筒２重構造になっており、２重構造の間にパージガスを導入し、吹き出し口（２０６）よりパージガスを噴出させる。吹き出し口（２０６）は外周方向に吹き出すように外向きになっている。中心導体（２０１）と円筒絶縁体（２０２）の間で放電が発生し、ラジカルを生成する。発生したラジカルは基板（２７１）の方向にガス流によって運ばれるが、本発明では更にソレノイド（２６１）及び永久磁石（２６２）を各々装置外周及び基板ホルダー（２７０）裏側に配し、ラジカルを磁束に沿って基板（７１）の方向に引き出している。中心導体（２０１）の外径は５ｍｍ、円筒絶縁体（２０２）の内径及び外径は各々２０ｍｍ、２１ｍｍである。また、放電空間の長さは４０ｍｍである。
基板（２７１）はポリカーボネートを用い、常磁性体であるステンレス製の基板ホルダー（２７０）の上に設置した。基板（２７１）は積極的に加熱していない。放電空間端から基板表面までの距離は１ｍｍとした。 In this embodiment, a point-like device and a method for forming a film using the device will be described. FIG. 1 simultaneously shows a cross-sectional view of the apparatus and a system diagram of a gas system and an electric system. The central conductor (201), the cylindrical insulator (202), and the purge gas nozzle (203) are coaxially arranged, and the central conductor (201) is supported by an insulating support (204). The central conductor (201) and the purge gas nozzle (203) are made of stainless steel, the cylindrical insulator (202) is made of quartz glass, and the insulating support (204) is made of Teflon (registered trademark). The purge gas nozzle (203) has a coaxial cylindrical double structure, in which a purge gas is introduced between the double structures, and the purge gas is ejected from the outlet (206). The outlet (206) faces outward so as to blow in the outer peripheral direction. Discharge occurs between the central conductor (201) and the cylindrical insulator (202) to generate radicals. The generated radicals are carried by the gas flow in the direction of the substrate (271). In the present invention, the solenoids (261) and the permanent magnets (262) are further disposed on the outer periphery of the apparatus and on the back side of the substrate holder (270), respectively. Along the direction of the substrate (71). The outer diameter of the central conductor (201) is 5 mm, and the inner and outer diameters of the cylindrical insulator (202) are 20 mm and 21 mm, respectively. The length of the discharge space is 40 mm.
The substrate (271) was made of polycarbonate and set on a substrate holder (270) made of stainless steel, which is a paramagnetic material. The substrate (271) is not actively heated. The distance from the end of the discharge space to the substrate surface was 1 mm.

また装置は簡単な真空容器に入れられており、放電空間における圧力が５〜１５０Ｔｏｒｒ、本実施例では１００Ｔｏｒｒとなるように真空排気が行われている。この真空容器は多少のリークがあるのでもよい。特に本実施例の構成においては、パージガスの作用によって、反応生成物が成膜される領域を囲まれる構成となるので、リークによる空気の混入に起因する膜質の低下を防ぐことができる。 The apparatus is housed in a simple vacuum vessel, and is evacuated so that the pressure in the discharge space becomes 5 to 150 Torr, and in this embodiment, 100 Torr. The vacuum vessel may have some leakage. In particular, in the configuration of the present embodiment, the region where the reaction product is formed is surrounded by the action of the purge gas, so that it is possible to prevent the film quality from being deteriorated due to the mixing of air due to the leak.

放電空間内に導入されるガスは原料ガスボンベ（２１１）より調圧器（２２１）により調圧され、ストップバルブ（２３１）を介して流量制御器（２４１）により流量を制御された原料ガスと、同様にヘリウムガスボンベ（２１２）より調圧器（２２２）により調圧され、ストップバルブ（２３２）を介して流量性制御器（２４２）により流量を制御されたヘリウムガスが混合され、放電空間内に導入される。原料ガスボンベ（２１１）には水素ガスでバランスされた１０％メタンガスが充填されている。ヘリウムと原料ガスの混合比は９９対１とした（原料ガス１％）。ヘリウムと原料ガスの総流量は１００ｓｃｃｍである。 The gas introduced into the discharge space is regulated by a pressure regulator (221) from a raw material gas cylinder (211) and the flow rate is controlled by a flow rate controller (241) via a stop valve (231). Helium gas whose pressure is regulated by a pressure regulator (222) from a helium gas cylinder (212) and whose flow rate is controlled by a flow controller (242) via a stop valve (232) is mixed and introduced into the discharge space. You. The source gas cylinder (211) is filled with 10% methane gas balanced with hydrogen gas. The mixing ratio of helium and the source gas was 99: 1 (source gas 1%). The total flow rate of helium and the source gas is 100 sccm.

中心導体（２０１）に供給される電力はブロッキングコンデンサ（２５３）を介して高周波電源（２５１）より供給される。電源周波数は１３．５６ＭＨｚ、実効投入電力は５０Ｗである。また、本発明の特徴であるバイアス電圧をバイアス電源（２５２）より高周波阻止コイル１（２５５）、高周波阻止コイル２（２５６）を介して印加した。バイパスコンデンサ（２５４）は高周波阻止コイル１（２５５）を通過した高周波電力を逃がし、バイアス電源（２５２）を保護する役割を持っている。本実施例では印加したバイアスは直流とし、電圧は基板ホルダーに対して−１００Ｖとした。このバイアス電源は交流とするこもできる。 The power supplied to the center conductor (201) is supplied from the high frequency power supply (251) via the blocking capacitor (253). The power supply frequency is 13.56 MHz, and the effective input power is 50 W. In addition, a bias voltage, which is a feature of the present invention, was applied from the bias power supply (252) through the high frequency blocking coil 1 (255) and the high frequency blocking coil 2 (256). The bypass capacitor (254) has a role of releasing high-frequency power passing through the high-frequency blocking coil 1 (255) and protecting the bias power supply (252). In this embodiment, the applied bias was DC, and the voltage was -100 V with respect to the substrate holder. This bias power supply can be AC.

パージガスはボンベ（２１３）より調圧器（２２３）により調圧され、ストップバルブ（２３３）を介して流量制御器（２４３）により流量を制御されてパージガスノズルに供給される。本実施例ではパージガスは窒素を用いた。流量は１０００ｓｃｃｍである。 The pressure of the purge gas is regulated by a pressure regulator (223) from a cylinder (213), and the flow rate of the purge gas is controlled by a flow controller (243) via a stop valve (233) to be supplied to a purge gas nozzle. In this embodiment, nitrogen is used as the purge gas. The flow rate is 1000 sccm.

前述のような装置と方法によりポリカーボネート基板（２７１）上に硬質炭素膜が成膜された。被膜の成膜速度は放電領域開口部の直下で０．１μｍ／ｍｉｎとでありながら、粉の発生は殆ど無く、ピンホールの少ない良質な膜であった。尚、微小押し込み硬度計による硬度測定値は約３０００ｋｇｆ／ｍｍ²であり、分光透過率測定における可視域での透過率は９０％以上とほぼ透明に近いものであった。また、ＦＴ−ＩＲ、ラマン分光測定等によれば、ｓｐ３結合とｓｐ２結合の比は１．６対１とダイヤモンドに近い構造を有していることが分かった。 A hard carbon film was formed on the polycarbonate substrate (271) by the above-described apparatus and method. Although the film was formed at a rate of 0.1 μm / min immediately below the opening of the discharge region, almost no powder was generated, and the film was a good film with few pinholes. The hardness measured by a microindentation hardness meter was about 3000 kgf / mm ² , and the transmittance in the visible region in the spectral transmittance measurement was 90% or more, which was almost transparent. In addition, according to FT-IR, Raman spectroscopy, and the like, it was found that the ratio of sp3 bond to sp2 bond was 1.6 to 1, indicating a structure close to that of diamond.

尚、本実施例では被膜形成装置を移動させることはしなかったが、平面上を等速度で走査させれば、大面積の基板にも均一に被膜を形成できることは言うまでもない。 In this embodiment, the film forming apparatus was not moved, but it is needless to say that a film can be uniformly formed on a large-area substrate by scanning at a constant speed on a plane.

『比較例１』
本比較例では実施例１における磁場のない場合について述べる。成膜等の条件は磁場のないことを除き実施例１と同じである。この方法による形成された被膜は比較例１と比べて硬度測定値、透過率は殆ど変わらないものの、成膜速度は若干小さくなり、粉の発生が多く見られた。 "Comparative Example 1"
In this comparative example, a case without a magnetic field in the first embodiment will be described. The conditions for film formation and the like are the same as in Example 1 except that there is no magnetic field. The film formed by this method showed little change in the hardness measurement value and transmittance as compared with Comparative Example 1, but the film formation rate was slightly reduced, and much powder was generated.

『比較例２』
本比較例では実施例１におけるバイアスのない場合について述べる。成膜等の条件はバイアスのないことを除き実施例１と同じである。この方法による形成された被膜は比較例１と比べて硬度は減少し、透過率は向上した。また、粉の発生は『比較例１』同様多く見られた。成膜速度の変化は見られなかった。 "Comparative Example 2"
In this comparative example, a case without bias in the first embodiment will be described. The conditions for film formation and the like are the same as those of the first embodiment except that there is no bias. The hardness of the film formed by this method was reduced as compared with Comparative Example 1, and the transmittance was improved. Further, generation of powder was observed as much as in “Comparative Example 1”. No change in the deposition rate was observed.

『比較例３』
本比較例では実施例１におけるパージガスのない場合について述べる。成膜等の条件はパージガスのないことを除き実施例１と同じである。この方法による形成された被膜は放電領域開口部の直下に被膜が形成されたのみで、成膜速度は半分以下に低下した。これは外部から混入した酸素により外周部近傍の被膜がエッチングされたものと思われる。尚、硬度、透過率に変化は見られなかった。 "Comparative Example 3"
In this comparative example, a case in which there is no purge gas in the first embodiment will be described. The conditions for film formation and the like are the same as in Example 1 except that no purge gas is used. In the film formed by this method, only the film was formed immediately below the discharge region opening, and the film formation rate was reduced to less than half. This is presumably because the coating near the outer peripheral portion was etched by oxygen mixed in from the outside. No change was observed in hardness and transmittance.

本実施例では円筒状基体に硬質炭素膜を形成する場合を述べる。図２に装置の外観を図示する。架台（４）に固定された上下機構（３）に被膜形成装置（２）が取りつけられ、被膜形成装置（２）の内側に円筒状基体（１）が設置されている。被膜形成装置内部の放電開口部は内周に向かっており、よって、基体表面に被膜が形成される。上下機構（３）は成膜速度に応じた速度で等速度に上下に運動する。図３に基体と被膜形成装置の断面図を示す。放電電極（１）、絶縁体（２）、パージノズル（３）及び電極支持対（４）を有した構造となっており、基本的には実施例１と同じである。磁石（６１）によりラジカルを基板（７０）の表面に輸送する。ガス比、ガス流量、電源周波数、バイアス電圧を実施例１と同じにし、投入電力を２Ｗ／ｍｍ（円周４０ｍｍの場合は８０Ｗ）とした。得られた被膜の硬度、透過率、ｓｐ３対ｓｐ２比、成膜速度等の被膜特性は実施例１とほぼ同じであり、また、粉の発生も見られなかった。 In this embodiment, a case where a hard carbon film is formed on a cylindrical substrate will be described. FIG. 2 shows the appearance of the apparatus. A film forming device (2) is attached to an up-and-down mechanism (3) fixed to a gantry (4), and a cylindrical substrate (1) is installed inside the film forming device (2). The discharge opening inside the film forming apparatus is directed toward the inner periphery, and thus a film is formed on the surface of the substrate. The up-down mechanism (3) moves up and down at a constant speed according to the film forming speed. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the substrate and the film forming apparatus. The structure has a discharge electrode (1), an insulator (2), a purge nozzle (3), and an electrode support pair (4), and is basically the same as that of the first embodiment. Radicals are transported to the surface of the substrate (70) by the magnet (61). The gas ratio, gas flow rate, power supply frequency, and bias voltage were the same as in Example 1, and the input power was 2 W / mm (80 W for a circumference of 40 mm). The film properties such as hardness, transmittance, sp3 to sp2 ratio, film forming speed and the like of the obtained film were almost the same as those in Example 1, and no generation of powder was observed.

同軸円筒状被膜形成装置の断面図とガス及び電気系の系統図を示す。1 shows a sectional view of a coaxial cylindrical film forming apparatus and a system diagram of gas and electric systems. 円筒基体成膜用装置の外観図を示す。1 shows an external view of an apparatus for forming a cylindrical substrate. 円筒基体成膜用装置の放電部の断面を示す。2 shows a cross section of a discharge unit of the apparatus for forming a cylindrical substrate.

符号の説明Explanation of reference numerals

２０１中心導体
２０２円筒絶縁体
２０３パージガスノズル
２０４絶縁支持体
２６１ソレノイド磁石
２６２永久磁石
２１１原料ガスボンベ
２１２ヘリウムボンベ
２１３パージガスボンベ
２５１高周波電源
２５２バイアス電源
２６１ソレノイド磁石
２６２永久磁石
２７０基板ホルダー
２７１基板 201 Center conductor 202 Cylindrical insulator 203 Purge gas nozzle 204 Insulating support 261 Solenoid magnet 262 Permanent magnet 211 Source gas cylinder 212 Helium cylinder 213 Purge gas cylinder 251 High frequency power supply 252 Bias power supply 261 Solenoid magnet 262 Permanent magnet 270 Substrate holder 271 Substrate

Claims

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
An etching apparatus, wherein an etching process is performed on a surface of a substrate with a reaction gas introduced into the discharge space.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理するエッチング装置であって、
前記反応ガスには希ガスが含まれていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
An etching apparatus for performing an etching process on a surface of a base by a reaction gas introduced into the discharge space,
An etching apparatus, wherein the reaction gas contains a rare gas.

請求項２において、前記希ガスはヘリウムであることを特徴とするエッチング装置。 3. The etching apparatus according to claim 2, wherein the rare gas is helium.

請求項２において、前記希ガスはアルゴンであることを特徴とするエッチング装置。 3. The etching apparatus according to claim 2, wherein the rare gas is argon.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理するエッチング装置であって、
前記反応ガスには水素ガスが含まれていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
An etching apparatus for performing an etching process on a surface of a base by a reaction gas introduced into the discharge space,
An etching apparatus, wherein the reaction gas contains hydrogen gas.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理がされ、
パージガスノズルからパージガスが導入されていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
The surface of the substrate is etched by the reaction gas introduced into the discharge space,
An etching apparatus wherein a purge gas is introduced from a purge gas nozzle.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理をするエッチング装置であって、
前記基体にはバイアス電界が印加されていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
An etching apparatus for performing an etching process on a surface of a substrate by using a reaction gas introduced into the discharge space,
An etching apparatus, wherein a bias electric field is applied to the substrate.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理するエッチング装置であって、
前記反応ガスには希ガスが含まれ、
前記基体にはバイアス電界が印加されていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
An etching apparatus for performing an etching process on a surface of a base by a reaction gas introduced into the discharge space,
The reaction gas contains a rare gas,
An etching apparatus, wherein a bias electric field is applied to the substrate.

請求項８において、前記希ガスはヘリウムであることを特徴とするエッチング装置。 9. The etching apparatus according to claim 8, wherein the rare gas is helium.

請求項８において、前記希ガスはアルゴンであることを特徴とするエッチング装置。 9. The etching apparatus according to claim 8, wherein the rare gas is argon.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理をするエッチング装置であって、
前記反応ガスには水素ガスが含まれ、
前記基体にはバイアス電界が印加されていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
An etching apparatus for performing an etching process on a surface of a substrate by using a reaction gas introduced into the discharge space,
The reaction gas contains hydrogen gas,
An etching apparatus, wherein a bias electric field is applied to the substrate.

放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力が供給され、
前記放電空間に導入した反応ガスにより基体の表面にエッチング処理がされ、
パージガスノズルからパージガスが導入され、
前記基体にはバイアス電界が印加されていることを特徴とするエッチング装置。 Pulse or rectangular wave modulated high frequency power is supplied to the discharge space,
The surface of the substrate is etched by the reaction gas introduced into the discharge space,
A purge gas is introduced from a purge gas nozzle,
An etching apparatus, wherein a bias electric field is applied to the substrate.

請求項１から１２のいずれか一において、前記放電空間に磁場を印加する手段が設けられていることを特徴とするエッチング装置。 13. The etching apparatus according to claim 1, further comprising: means for applying a magnetic field to the discharge space.

請求項１から１３のいずれか一において、前記放電空間は５〜１５０Ｔｏｒｒの圧力に保持されていることを特徴とするエッチング装置。 The etching apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the discharge space is maintained at a pressure of 5 to 150 Torr.

放電空間に反応ガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas into the discharge space;
Activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high-frequency power to the discharge space,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

放電空間に反応ガス及び希ガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas and a rare gas into the discharge space,
Activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high-frequency power to the discharge space,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

請求項１６において、前記希ガスはヘリウムであることを特徴とするエッチング方法。 17. The etching method according to claim 16, wherein the rare gas is helium.

請求項１６において、前記希ガスはアルゴンであることを特徴とするエッチング方法。 17. The etching method according to claim 16, wherein the rare gas is argon.

放電空間に反応ガス及び水素ガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas and hydrogen gas into the discharge space,
Activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high-frequency power to the discharge space,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

放電空間に反応ガスを導入する工程と、
パージガスノズルからパージガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas into the discharge space;
Introducing a purge gas from a purge gas nozzle;
Activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high-frequency power to the discharge space,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

放電空間に反応ガス及び希ガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、
基体にバイアス電界を印加する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas and a rare gas into the discharge space,
A step of activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high frequency power to the discharge space,
Applying a bias electric field to the substrate,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

請求項２２において、前記希ガスはヘリウムであることを特徴とするエッチング方法。 23. The etching method according to claim 22, wherein the rare gas is helium.

請求項２２において、前記希ガスはアルゴンであることを特徴とするエッチング方法。 23. The etching method according to claim 22, wherein the rare gas is argon.

放電空間に反応ガス及び水素ガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、
基体にバイアス電界を印加する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas and hydrogen gas into the discharge space,
A step of activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high frequency power to the discharge space,
Applying a bias electric field to the substrate,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

放電空間に反応ガスを導入する工程と、
パージガスノズルからパージガスを導入する工程と、
前記放電空間にパルスもしくは矩形波変調された高周波電力を供給して前記反応ガスを活性化する工程と、
基体にバイアス電界を印加する工程と、を有し、
前記活性化された反応ガスが基体の表面にエッチング処理をすることを特徴とするエッチング方法。 Introducing a reaction gas into the discharge space;
Introducing a purge gas from a purge gas nozzle;
A step of activating the reaction gas by supplying a pulsed or rectangular wave modulated high frequency power to the discharge space,
Applying a bias electric field to the substrate,
An etching method, wherein the activated reaction gas performs an etching process on a surface of a substrate.

請求項１９から２６のいずれか一において、前記放電空間には磁場を印加することを特徴とするエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 19 to 26, wherein a magnetic field is applied to the discharge space.

請求項１９から２７のいずれか一において、前記放電空間は５〜１５０Ｔｏｒｒの圧力に保持されていることを特徴とするエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 19 to 27, wherein the discharge space is maintained at a pressure of 5 to 150 Torr.