JP2584396B2 - ECR plasma processing method - Google Patents
ECR plasma processing methodInfo
- Publication number
- JP2584396B2 JP2584396B2 JP4270479A JP27047992A JP2584396B2 JP 2584396 B2 JP2584396 B2 JP 2584396B2 JP 4270479 A JP4270479 A JP 4270479A JP 27047992 A JP27047992 A JP 27047992A JP 2584396 B2 JP2584396 B2 JP 2584396B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- processing method
- pulse
- plasma processing
- ecr
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エッチング又はコーテ
ィング加工に応用する異方性ECRプラズマ処理方法に
関する。The present invention relates to an anisotropic ECR plasma processing method applied to etching or coating.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のECRプラズマ処理方法は、永久
磁石を使用して一定磁界0.0875T中で電子が磁力
線の周りで円運動をし、その角振動数ωCとマイクロ波
の角振動数ωとが一致してECR現象が生じ、この現象
を例えばエッチング加工に応用している。この方法は高
速・高均一性を保った異方性、かつデバイスへの低損
傷、低汚染の点で優れており、今後デバイスがますます
微細化する観点から期待される技術である。2. Description of the Related Art In a conventional ECR plasma processing method, electrons make a circular motion around a line of magnetic force in a constant magnetic field of 0.0875 T using a permanent magnet, and the angular frequency ω C and the angular frequency of a microwave are used. ω coincides with the ECR phenomenon, and this phenomenon is applied to, for example, etching. This method is excellent in terms of anisotropy maintaining high speed and high uniformity, low damage to the device and low contamination, and is a technology expected from the viewpoint of further miniaturization of devices in the future.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のECRプラズマ
エッチング方法は、一定磁界のみ、又は一定磁界にRF
(MHz)の高周波を加えて行うため、正確なエッチン
グ加工が困難な問題点がある。例えば図5は多層基板中
に導体が配線された多層高密度基板を試料として用いた
例であるが、ECRプラズマエッチング方法では散乱が
著しく、それに伴ってエッチングイオンが磁力線に沿っ
て回転移動し散乱状態となって、マスク穴を通過して回
り込み、回り込み角θ(°)が大きくなって異方性処理
が困難である。又、ECRプラズマコーティング方法の
場合も同様に、図6に示すようにコーティング原子イオ
ンの散乱が著しく異方性処理が困難である。そこで、本
発明ではいずれの場合も異方性処理を可能にするもので
ある。The conventional ECR plasma etching method uses only a constant magnetic field or an RF
There is a problem that accurate etching is difficult to perform because a high frequency (MHz) is applied. For example, FIG. 5 shows an example in which a multilayer high-density substrate in which conductors are wired in a multilayer substrate is used as a sample. In the ECR plasma etching method, scattering is remarkable, and etching ions rotate and move along magnetic lines of force. As a result, the wraparound angle passes through the mask hole, and the wraparound angle θ (°) increases, making it difficult to perform anisotropic processing. Similarly, in the case of the ECR plasma coating method, scattering of coating atomic ions is remarkable as shown in FIG. 6, and it is difficult to perform anisotropic treatment. Therefore, the present invention enables anisotropic treatment in any case.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波の
進行方向と平行、又は垂直あるいは平行と垂直に磁界を
与えて生じるECR現象を利用したECRプラズマ処理
方法において、プラズマ流の電界にτon0.1μs〜1
×106μsのパルス電圧とパルス磁界を加えることを
特徴とするECRプラズマ処理方法である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ECR plasma processing method utilizing an ECR phenomenon which is generated by applying a magnetic field parallel to, or perpendicular to, or parallel to, the traveling direction of microwaves. on 0.1μs ~ 1
This is an ECR plasma processing method characterized by applying a pulse voltage and a pulse magnetic field of × 10 6 μs.
【0005】すなわち、試料を陰極とし、プラズマ発生
コラムの中に陽極を設け、この両電極間にパルス電圧と
パルス磁界を印加することにより、高電離プラズマ中の
イオンを誘導させ、目的とする試料の表面の片面又は一
部分を処理するのである。印加するパルス電圧の範囲を
上記のごとくにすることにより、イオン散乱は少なくな
り、試料表面の一部分の処理も均一に行われ、しかもE
CRプラズマ処理能力にパルス電界による処理能力が加
わり、極めて速く高能率の処理を行うことができる。も
ちろん異方性処理効果も大きい。That is, a sample is used as a cathode, an anode is provided in a plasma generation column, and a pulse voltage and a pulse magnetic field are applied between the two electrodes to induce ions in the highly ionized plasma, thereby obtaining a target sample. One surface or a part of the surface is treated. By setting the range of the pulse voltage to be applied as described above, ion scattering is reduced, and a part of the sample surface is uniformly processed.
The processing capability by the pulse electric field is added to the CR plasma processing capability, so that extremely efficient processing can be performed extremely quickly. Of course, the effect of the anisotropic treatment is great.
【0006】従来、ECR現象を発生させるための磁力
は一定磁界の0.0875Tであるが、本発明における
パルス磁界では、平均磁界が0.0875Tとなるよう
にする。すなわち、一定磁界とは図3の(イ)に示すよ
うな形であるが、平均磁界とは図3(ロ)に示す形をい
う。又、本発明ではパルスτon0.1μs〜1×106
μsの範囲としているが、この中で電流波形は図4
(イ)ないし(ヘ)に示すような種々の形がある。そし
てこれらに限定されるものではない。Conventionally, the magnetic force for generating the ECR phenomenon is a constant magnetic field of 0.0875 T. In the pulse magnetic field of the present invention, the average magnetic field is set to 0.0875 T. That is, the constant magnetic field has a shape as shown in FIG. 3A, while the average magnetic field has a shape as shown in FIG. In the present invention, the pulse τ on 0.1 μs to 1 × 10 6
The current waveform is shown in FIG.
There are various forms as shown in (a) to (f). And it is not limited to these.
【0007】[0007]
【実施例】以下に実施例を図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments will be described below with reference to the drawings.
【0008】図1において、1は処理すべき試料であ
る。2はイオン源でECRイオン源である。3は0.0
875Tの平均磁界を発生させるためのソレノイドコイ
ルで6が2.45GHzのマイクロ波の進行方向を示
す。4は冷却水、5はエッチング用ガス又はコーティン
グ用ガスの導入口である。7が陰極で、8が陽極であ
り、この両電極間にτon0.1μs〜1×106μsの
パルス電圧を加える。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sample to be processed. An ion source 2 is an ECR ion source. 3 is 0.0
In the solenoid coil for generating an average magnetic field of 875T, 6 indicates the traveling direction of the microwave of 2.45 GHz. Reference numeral 4 denotes cooling water, and reference numeral 5 denotes an inlet for an etching gas or a coating gas. 7 is a cathode, 8 is an anode, and a pulse voltage of τ on 0.1 μs to 1 × 10 6 μs is applied between both electrodes.
【0009】SiO2を試料とした場合、エッチング用
ガスとしてCF4+20%H2とし、0.05Torrの
雰囲気とした。マイクロ波出力は350Wである。イオ
ン源2の中で発生した電子はマイクロ波と平行磁界によ
り、速い速度で電子旋回を生じ、この電子による原子の
イオン化が急増して試料エッチングが進行する。この
時、イオンビーム加速電圧波形が直流の場合を比較例と
して挙げた。結果を表1に示す。When SiO 2 was used as a sample, CF 4 + 20% H 2 was used as an etching gas, and the atmosphere was 0.05 Torr. The microwave output is 350W. The electrons generated in the ion source 2 cause electron rotation at a high speed due to the microwave and the parallel magnetic field, and the ionization of the atoms by the electrons rapidly increases, whereby the sample etching proceeds. At this time, the case where the ion beam acceleration voltage waveform was DC was described as a comparative example. Table 1 shows the results.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】表1において、例えばピーク電圧VP=1
000V、パルス幅τon=0.0001ms、平均磁束
密度0.0875Tの場合、試料のSiO2エッチング
速度は0.21μm/minと3.5倍以上となり、異
方性処理効果が大きいことが判った。又、まわり込み角
が小さいこととともに、処理面のうねりが小さいことも
判った。さらに試料としてSi3N4、Al2O3を用いた
場合についても試験をした。エッチング用ガス、雰囲
気、マイクロ波出力はSiO2の場合と同じである。た
だし、イオンビーム加速電圧波形は、VP=1000
V、τon=0.0005ms〜500msの範囲内でエ
ッチング速度並びに回り込み角θ(°)について調べ
た。結果を表2および表3に示す。In Table 1, for example, the peak voltage V P = 1
In the case of 000 V, pulse width τ on = 0.0001 ms, and average magnetic flux density of 0.0875 T, the sample had an SiO 2 etching rate of 0.21 μm / min, which was 3.5 times or more, indicating that the anisotropic treatment effect was large. Was. It was also found that the wraparound angle was small and the undulation of the treated surface was small. Further, a test was also conducted using Si 3 N 4 and Al 2 O 3 as samples. The etching gas, atmosphere, and microwave output are the same as those for SiO 2 . However, the ion beam accelerating voltage waveform is V P = 1000
V, τ on = 0.0005 ms to 500 ms The etching rate and the wraparound angle θ (°) were examined. The results are shown in Tables 2 and 3.
【0012】[0012]
【表2】 [Table 2]
【0013】[0013]
【表3】 [Table 3]
【0014】表2、表3からも判るように、プラズマ中
にパルス電界を加えることは、エッチング速度を大きく
し、回り込み角θ(°)を小さくすることができる。As can be seen from Tables 2 and 3, applying a pulsed electric field to the plasma can increase the etching rate and decrease the wrap angle θ (°).
【0015】図2は他の実施例で、11は処理すべき試
料である。12はマイクロ波の進行方向に平行に、13
はマイクロ波の進行方向に垂直に0.0875Tの平均
磁界を発生させるためのソレノイドコイルで、14はヨ
ーク、15はイオン源であり、16は2.45GHzの
マイクロ波の進行方向を示す。17は反応ガス導入口
で、18は排気系である。20が陰極で19が陽極であ
り、この両電極間に図1と同様なパルス電圧を加える。FIG. 2 shows another embodiment, in which reference numeral 11 denotes a sample to be processed. 12 is parallel to the traveling direction of the microwave, 13
Is a solenoid coil for generating an average magnetic field of 0.0875 T perpendicular to the traveling direction of the microwave, 14 is a yoke, 15 is an ion source, and 16 is a traveling direction of a 2.45 GHz microwave. Reference numeral 17 denotes a reaction gas inlet, and reference numeral 18 denotes an exhaust system. Reference numeral 20 denotes a cathode and 19 denotes an anode. A pulse voltage similar to that shown in FIG. 1 is applied between the two electrodes.
【0016】図2の場合も図1の場合と同様にSi
O2、Si3N4およびAl2O3を被加工材とし、エッチ
ングガスとしてCF4+H2を流し、0.05Torrの
雰囲気中で高電離プラズマを生成させるため、マイクロ
波の進行方向に対して0.0875Tとなる平均磁界を
与えた。さらにイオン温度を低温度化させるため、垂直
磁界0.0875Tの平均磁界を与えた。In the case of FIG. 2, as in the case of FIG.
O 2 , Si 3 N 4 and Al 2 O 3 are used as workpieces, CF 4 + H 2 is flowed as an etching gas, and highly ionized plasma is generated in an atmosphere of 0.05 Torr. An average magnetic field of 0.0875T was applied. In order to further lower the ion temperature, an average magnetic field of 0.0875 T in the vertical magnetic field was applied.
【0017】この条件下において、陽極19と陰極20
との間にパルス電界を与えた結果、表4、表5および表
6に示すように、SiO2、Si3N4およびAl2O3で
はエッチング速度は、それぞれ0.06〜0.30μm
/min、0.05〜0.20μm/min、0.06
〜0.26μm/minの高速エッチングを行うことが
でき、従来よりも速いエッチング速度が得られた。又、
従来の回り込み角θよりも小さな回り込み角を得ること
ができ、異方性効果が大である。Under these conditions, the anode 19 and the cathode 20
As a result, as shown in Tables 4, 5 and 6, the etching rate was 0.06 to 0.30 μm for SiO 2 , Si 3 N 4 and Al 2 O 3 , respectively.
/ Min, 0.05-0.20 μm / min, 0.06
It was possible to perform high-speed etching of about 0.26 μm / min, and an etching rate higher than the conventional one was obtained. or,
A smaller wrap angle than the conventional wrap angle θ can be obtained, and the anisotropic effect is large.
【0018】さらに図2において、コーティングテスト
のため、反応ガスとしてCuI+VOCl3+pH3の混
合ガスを使用し、ガス圧は1Torrで、平行磁界と垂
直磁界は共に0.0875Tとし、パルス電界を与え
た。その結果を表7に示す。パルス幅τon=0.005
msの場合、被覆速度は2.2μm/min、面粗度は
0.07μHmax、厚み差は0.03μm/mm2であ
り、滑らかな表面を得た。In FIG. 2, for the coating test, a mixed gas of CuI + VOCl 3 + pH 3 was used as a reaction gas, the gas pressure was 1 Torr, the parallel magnetic field and the vertical magnetic field were both 0.0875 T, and a pulse electric field was applied. . Table 7 shows the results. Pulse width τ on = 0.005
For ms, the coating rate of 2.2 .mu.m / min, surface roughness is 0.07μH max, the thickness difference is 0.03μm / mm 2, to obtain a smooth surface.
【0019】[0019]
【表4】 [Table 4]
【0020】[0020]
【表5】 [Table 5]
【0021】[0021]
【表6】 [Table 6]
【0022】[0022]
【表7】 [Table 7]
【0023】パルス磁界をマイクロ波に対して垂直とし
た以外は表1の場合と同様に実施した。結果を表8に示
す。The operation was performed in the same manner as in Table 1 except that the pulse magnetic field was perpendicular to the microwave. Table 8 shows the results.
【0024】[0024]
【表8】 [Table 8]
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明はECRプラズマ処理方法におい
て、パルス電界を与えることにより異方性エッチング並
びに異方性コーティング処理を行うことができる。超L
SIの加工精度においても、高異方性エッチング加工や
高異方性コーティング処理を施すことができる。According to the present invention, anisotropic etching and anisotropic coating can be performed by applying a pulse electric field in the ECR plasma processing method. Super L
With respect to the processing accuracy of the SI, a highly anisotropic etching process and a highly anisotropic coating process can be performed.
【図1】本発明の実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention.
【図3】一定磁界と平均磁界の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a constant magnetic field and an average magnetic field.
【図4】本発明に適用するパルス電流波形の例を示す図
形である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a pulse current waveform applied to the present invention.
【図5】プラズマエッチング加工による回り込み角の説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a wraparound angle due to plasma etching.
【図6】プラズマコーティング加工による被覆層の説明
図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a coating layer formed by a plasma coating process.
1 試料 2 イオン源 3 ソレノイドコイル 4 冷却水導入口 5 反応ガス導入口 6 マイクロ波進行方向 7 陰極 8 陽極 11 試料 12 ソレノイドコイル 13 ソレノイドコイル 14 ヨーク 15 イオン源 16 マイクロ波進行方向 17 反応ガス導入口 18 排気系 19 陽極 20 陰極 REFERENCE SIGNS LIST 1 sample 2 ion source 3 solenoid coil 4 cooling water inlet 5 reaction gas inlet 6 microwave traveling direction 7 cathode 8 anode 11 sample 12 solenoid coil 13 solenoid coil 14 yoke 15 ion source 16 microwave traveling direction 17 reaction gas inlet 18 Exhaust system 19 Anode 20 Cathode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 大場 章 埼玉県朝霞市宮戸3丁目12番89号 (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町4丁目2番3号 (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市浜崎1丁目9番地の3− 205 (56)参考文献 特開 平4−48726(JP,A) 特開 平2−77123(JP,A) 特開 平2−312227(JP,A) 特開 昭63−79986(JP,A) 特公 昭60−2388(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (73) Patent holder 999999999 Akira Oba 3-12-89 Miyado, Asaka-shi, Saitama (72) Inventor Kazuo Oba 4- 2-3 Matsuba-cho, Higashimatsuyama-shi, Saitama (72) Invention Person Yoshinori Shima 768-15 Ozenji Temple, Aso-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Akira Oba 3-205, 1-9-9 Hamasaki, Asaka-shi, Saitama (56) References JP-A-4-48726 (JP, A) JP-A-2-77123 (JP, A) JP-A-2-312227 (JP, A) JP-A-63-79986 (JP, A) JP-B-60-2388 (JP, B2)
Claims (3)
えて生じる電子サイクロトロン共鳴(ECR)現象を利
用したECRプラズマ処理方法において、プラズマ流の
電界にパルス幅τon0.1μs〜1×106μsのパル
ス電圧とパルス磁界を加えることを特徴とするECRプ
ラズマ処理方法。In an ECR plasma processing method utilizing an electron cyclotron resonance (ECR) phenomenon generated by applying a magnetic field in parallel to the traveling direction of a microwave, an electric field of a plasma flow has a pulse width τ on of 0.1 μs to 1 × 10 An ECR plasma processing method comprising applying a pulse voltage and a pulse magnetic field of 6 μs.
えて生じる電子サイクロトロン共鳴(ECR)現象を利
用したECRプラズマ処理方法において、プラズマ流の
電界にパルス幅τon0.1μs〜1×106μsのパル
ス電圧とパルス磁界を加えることを特徴とするECRプ
ラズマ処理方法。2. An ECR plasma processing method utilizing an electron cyclotron resonance (ECR) phenomenon generated by applying a magnetic field perpendicular to the traveling direction of microwaves, wherein the electric field of the plasma flow has a pulse width τ on of 0.1 μs to 1 × 10 An ECR plasma processing method comprising applying a pulse voltage and a pulse magnetic field of 6 μs.
に磁界を与えて生じる電子サイクロトロン共鳴(EC
R)を利用したECRプラズマ処理方法において、プラ
ズマ流の電界にパルス幅τon0.1μs〜1×106μ
sのパルス電圧と垂直および平行にパルス磁界を加える
ことを特徴とするECRプラズマ処理方法。3. An electron cyclotron resonance (EC) generated by applying a magnetic field in a direction perpendicular and parallel to the traveling direction of a microwave.
R), the pulse width τ on 0.1 μs to 1 × 10 6 μ is applied to the electric field of the plasma flow.
An ECR plasma processing method characterized in that a pulse magnetic field is applied perpendicularly and in parallel to a pulse voltage of s.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4270479A JP2584396B2 (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | ECR plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4270479A JP2584396B2 (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | ECR plasma processing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06122984A JPH06122984A (en) | 1994-05-06 |
JP2584396B2 true JP2584396B2 (en) | 1997-02-26 |
Family
ID=17486876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4270479A Expired - Lifetime JP2584396B2 (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | ECR plasma processing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2584396B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6566272B2 (en) | 1999-07-23 | 2003-05-20 | Applied Materials Inc. | Method for providing pulsed plasma during a portion of a semiconductor wafer process |
US10460913B2 (en) * | 2016-09-28 | 2019-10-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS602388A (en) * | 1983-06-21 | 1985-01-08 | Fuji Xerox Co Ltd | Transfer-type thermal recorder |
JPS6379986A (en) * | 1986-09-25 | 1988-04-09 | Canon Inc | Plasma controller |
JP2679816B2 (en) * | 1988-06-24 | 1997-11-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing method |
JP2972227B2 (en) * | 1989-05-29 | 1999-11-08 | 株式会社日立製作所 | Plasma processing method and apparatus |
KR930004713B1 (en) * | 1990-06-18 | 1993-06-03 | 삼성전자 주식회사 | Plasma exciting apparatus using modulation step and its method |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP4270479A patent/JP2584396B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06122984A (en) | 1994-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH02298024A (en) | Reactive ion etching apparatus | |
JP3319285B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP3499104B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP2584396B2 (en) | ECR plasma processing method | |
JP2693899B2 (en) | ECR plasma processing method | |
Ono et al. | RF-plasma-assisted fast atom beam etching | |
JP2584389B2 (en) | ECR plasma etching method | |
JP2706022B2 (en) | ECR plasma processing method | |
JP3211391B2 (en) | Dry etching method | |
JP2590393B2 (en) | ECR plasma etching method | |
JPH0458176B2 (en) | ||
JP3229987B2 (en) | Neutral particle processing method and device | |
JP3223287B2 (en) | Neutral particle processing method and device | |
JP3275036B2 (en) | Electron beam excited plasma generator | |
JP2005045291A (en) | Apparatus for plasma-etching treatment | |
JPH01179324A (en) | Microwave plasma treatment apparatus and its method | |
JPS61181534A (en) | Plasma treating device | |
JPS6127463B2 (en) | ||
JPH01230770A (en) | Plasma treating device | |
JPH11233488A (en) | Surface machining method | |
JPS63110638A (en) | Semiconductor manufacturing method | |
JPH03134155A (en) | Method and device for local thin film treatment | |
JPH0249423A (en) | Reactive ion etching device | |
JPS63140089A (en) | Method and device for etching aluminum alloy film | |
JPS6082661A (en) | Thin film forming device |