JPH0982490A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置Info
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- JPH0982490A JPH0982490A JP7260777A JP26077795A JPH0982490A JP H0982490 A JPH0982490 A JP H0982490A JP 7260777 A JP7260777 A JP 7260777A JP 26077795 A JP26077795 A JP 26077795A JP H0982490 A JPH0982490 A JP H0982490A
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- chamber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビーム励起方式のプラズマ処理装置にお
いて、12インチ径などの大きい被処理体にプラズマ処
理を施す際にも、処理の均一性を良好なものとする。 【解決手段】 プラズマ発生室20に発生した放電プラ
ズマから引き出した電子ビームを加速室30で加速して
反応室40に入射させる装置において、加速電極31
に、通過孔31aを中心とする同心円状に拡散孔31b
〜31gを形成する。磁界によって電子ビームを拡散さ
せるために、拡散孔31b〜31gを挟んで内側コイル
C4と外側コイルC5を配置する。拡散磁場によって拡散
された電子ビームは、拡散孔31b〜31gをも通過し
て、拡散して反応室40内に入射して、広い範囲で均一
なプラズマを生成する。
いて、12インチ径などの大きい被処理体にプラズマ処
理を施す際にも、処理の均一性を良好なものとする。 【解決手段】 プラズマ発生室20に発生した放電プラ
ズマから引き出した電子ビームを加速室30で加速して
反応室40に入射させる装置において、加速電極31
に、通過孔31aを中心とする同心円状に拡散孔31b
〜31gを形成する。磁界によって電子ビームを拡散さ
せるために、拡散孔31b〜31gを挟んで内側コイル
C4と外側コイルC5を配置する。拡散磁場によって拡散
された電子ビームは、拡散孔31b〜31gをも通過し
て、拡散して反応室40内に入射して、広い範囲で均一
なプラズマを生成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理体に対し
て、エッチング処理を始めとする各種のプラズマ処理を
施すためのプラズマ処理方法及びその装置に関するもの
である。
て、エッチング処理を始めとする各種のプラズマ処理を
施すためのプラズマ処理方法及びその装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来から半導体製造プロセスにおいて
は、エッチング処理を始めとして、スパタッリング処理
やCVD処理などの処理に際し、処理容器内にプラズマ
を発生させ、該プラズマ雰囲気で、被処理体、例えば半
導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)の表面に所定の
処理を行うプラズマ処理装置が用いられているが、今日
ではデバイスの集積度が益々高くなり、またウエハも大
口径化していることから、これらのプラズマ処理装置に
おいては、微細な処理を高速かつ均一に実施できること
がとりわけ重要である。
は、エッチング処理を始めとして、スパタッリング処理
やCVD処理などの処理に際し、処理容器内にプラズマ
を発生させ、該プラズマ雰囲気で、被処理体、例えば半
導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)の表面に所定の
処理を行うプラズマ処理装置が用いられているが、今日
ではデバイスの集積度が益々高くなり、またウエハも大
口径化していることから、これらのプラズマ処理装置に
おいては、微細な処理を高速かつ均一に実施できること
がとりわけ重要である。
【0003】この点に関し、従来から放電プラズマから
電子ビームを引き出し、これを加速し、該加速された電
子ビームによって反応ガスをプラズマ化して、ウエハに
対して所定のプラズマ処理を施すように構成された、い
わゆる電子ビーム励起方式のプラズマ(EBEP:Elec
tron Beam Excited Plasma)を利用したプラズマ処理装
置が提案されている(例えば、特開昭63−19029
9号公報、特開平1−105539号公報、特開平1−
105540号公報など)。この電子ビーム励起方式の
プラズマ処理装置は、非常に効率よく高密度プラズマを
生成でき、微細な処理を高速に実施できる利点がある。
電子ビームを引き出し、これを加速し、該加速された電
子ビームによって反応ガスをプラズマ化して、ウエハに
対して所定のプラズマ処理を施すように構成された、い
わゆる電子ビーム励起方式のプラズマ(EBEP:Elec
tron Beam Excited Plasma)を利用したプラズマ処理装
置が提案されている(例えば、特開昭63−19029
9号公報、特開平1−105539号公報、特開平1−
105540号公報など)。この電子ビーム励起方式の
プラズマ処理装置は、非常に効率よく高密度プラズマを
生成でき、微細な処理を高速に実施できる利点がある。
【0004】従来の電子ビーム励起方式のプラズマ処理
装置は、主としてAr(アルゴン)ガス雰囲気の放電プ
ラズマ領域(電子発生領域)と電子加速領域、及び処理
ガスを導入してウエハにエッチング等の処理を施す反応
領域(イオン発生領域)によって構成されており、例え
ば加速室に設けられた電極の中心に形成された1つの孔
(通過孔)を通って電子ビームは加速されつつ反応領域
に到達し、そこで処理ガスをプラズマ化するようになっ
ている。
装置は、主としてAr(アルゴン)ガス雰囲気の放電プ
ラズマ領域(電子発生領域)と電子加速領域、及び処理
ガスを導入してウエハにエッチング等の処理を施す反応
領域(イオン発生領域)によって構成されており、例え
ば加速室に設けられた電極の中心に形成された1つの孔
(通過孔)を通って電子ビームは加速されつつ反応領域
に到達し、そこで処理ガスをプラズマ化するようになっ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで今日では、デ
バイスを形成するウエハの径は益々大口径化の傾向にあ
り、この種のプラズマ処理装置でも、12インチのウエ
ハに対して均一な処理を施すことが要求されている。し
かしながら、前記した従来の電子ビーム励起方式のプラ
ズマ処理装置は、加速用電極の中心に形成された単一の
通過孔を介して反応室に電子ビームを入射するように構
成されているため、反応室内に電子ビームを拡散させる
ことが容易ではなかった。したがって、従来の技術で
は、ウエハをはじめとする被処理体の大口径化に対応で
きない。また敢えて強い磁場を反応室内部に形成して拡
散させようとしても、装置構成が大型化する割には、好
適な拡散状態が得られなかったのである。
バイスを形成するウエハの径は益々大口径化の傾向にあ
り、この種のプラズマ処理装置でも、12インチのウエ
ハに対して均一な処理を施すことが要求されている。し
かしながら、前記した従来の電子ビーム励起方式のプラ
ズマ処理装置は、加速用電極の中心に形成された単一の
通過孔を介して反応室に電子ビームを入射するように構
成されているため、反応室内に電子ビームを拡散させる
ことが容易ではなかった。したがって、従来の技術で
は、ウエハをはじめとする被処理体の大口径化に対応で
きない。また敢えて強い磁場を反応室内部に形成して拡
散させようとしても、装置構成が大型化する割には、好
適な拡散状態が得られなかったのである。
【0006】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、前記した電子ビーム励起方式のプラズマ処理装置
において、反応室に電子ビームを入射させるにあたり、
これを効率よくかつ容易に拡散させて反応室内に入射さ
せて、大口径の被処理体に対しても均一な処理が行える
プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置を提供するこ
とをその目的とする。
あり、前記した電子ビーム励起方式のプラズマ処理装置
において、反応室に電子ビームを入射させるにあたり、
これを効率よくかつ容易に拡散させて反応室内に入射さ
せて、大口径の被処理体に対しても均一な処理が行える
プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置を提供するこ
とをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1のプラズマ処理方法は、放電プラズマから
電子ビームを引き出し加速し、加速された電子ビームを
反応室に入射して反応室内の処理ガスをプラズマ化し、
当該プラズマ雰囲気の下で反応室内の被処理体に対して
処理を施す方法において、前記電子ビームを反応室以外
の領域で分割した後に、反応室内に入射させることを特
徴としている。
め、請求項1のプラズマ処理方法は、放電プラズマから
電子ビームを引き出し加速し、加速された電子ビームを
反応室に入射して反応室内の処理ガスをプラズマ化し、
当該プラズマ雰囲気の下で反応室内の被処理体に対して
処理を施す方法において、前記電子ビームを反応室以外
の領域で分割した後に、反応室内に入射させることを特
徴としている。
【0008】このように反応室以外の領域で電子ビーム
を分割させることで、反応室に入射させる際に電子ビー
ムを分散させて入射させることができ、従来よりも均一
に処理できるエリアが広がる。したがって、例えば12
インチウエハなど、従来よりも大きい面積を有する被処
理体に対して均一なプラズマ処理が行える。
を分割させることで、反応室に入射させる際に電子ビー
ムを分散させて入射させることができ、従来よりも均一
に処理できるエリアが広がる。したがって、例えば12
インチウエハなど、従来よりも大きい面積を有する被処
理体に対して均一なプラズマ処理が行える。
【0009】また前記目的を達成するため、請求項2の
プラズマ処理装置は、放電プラズマを発生させるための
プラズマ発生室と、前記放電プラズマから引き出した電
子ビームを加速するための加速室と、加速された電子ビ
ームによって反応ガスをプラズマ化して被処理体に処理
を施すための反応室とを備え、前記加速室に設けられた
加速用電極の中心に形成された通過孔を通じて前記反応
室内に電子ビームを入射させる如く構成されたプラズマ
処理装置において、前記加速室の中で電子ビームを拡散
するための拡散コイルを設けると共に、前記加速用電極
に、前記通過孔を中心とする同心円上に他の複数の拡散
孔を形成したことを特徴としている。
プラズマ処理装置は、放電プラズマを発生させるための
プラズマ発生室と、前記放電プラズマから引き出した電
子ビームを加速するための加速室と、加速された電子ビ
ームによって反応ガスをプラズマ化して被処理体に処理
を施すための反応室とを備え、前記加速室に設けられた
加速用電極の中心に形成された通過孔を通じて前記反応
室内に電子ビームを入射させる如く構成されたプラズマ
処理装置において、前記加速室の中で電子ビームを拡散
するための拡散コイルを設けると共に、前記加速用電極
に、前記通過孔を中心とする同心円上に他の複数の拡散
孔を形成したことを特徴としている。
【0010】かかる構成を有するプラズマ処理装置によ
れば、加速室内で電子ビームが拡散コイルよって拡散さ
れ、この拡散された状態の電子ビームが、従前の通過孔
のみならず拡散孔を通じても反応室内に入射する。した
がって従来の単一の通過孔だけで入射させていた方式よ
りも、反応室内での電子ビームの拡散が容易であり、ま
た拡散孔は通過孔を中心とする同心円上に形成されてい
るから、均一な拡散が可能となっている。したがって、
従来よりも反応ガスをより広い範囲でかつ均一な状態で
プラズマ化させることができる。
れば、加速室内で電子ビームが拡散コイルよって拡散さ
れ、この拡散された状態の電子ビームが、従前の通過孔
のみならず拡散孔を通じても反応室内に入射する。した
がって従来の単一の通過孔だけで入射させていた方式よ
りも、反応室内での電子ビームの拡散が容易であり、ま
た拡散孔は通過孔を中心とする同心円上に形成されてい
るから、均一な拡散が可能となっている。したがって、
従来よりも反応ガスをより広い範囲でかつ均一な状態で
プラズマ化させることができる。
【0011】この場合の拡散孔は、請求項3に記載した
ように、通過孔を中心とする円弧形状のスリットにすれ
ば、より均一性が向上する。
ように、通過孔を中心とする円弧形状のスリットにすれ
ば、より均一性が向上する。
【0012】拡散コイルについても、請求項4に記載し
たように、拡散孔を径方向に挟んで対向した二重コイル
構成とすれば、効率よく電子ビームを拡散することがで
き、またスペースを有効に利用できるので、装置が大型
化しない。もちろん他のコイルを併用することは差し支
えない。
たように、拡散孔を径方向に挟んで対向した二重コイル
構成とすれば、効率よく電子ビームを拡散することがで
き、またスペースを有効に利用できるので、装置が大型
化しない。もちろん他のコイルを併用することは差し支
えない。
【0013】そして請求項5に記載したように、反応室
の内側又は外側に、この反応室内のプラズマの拡散を抑
えるための磁界を形成する磁界形成手段、例えばマルチ
ポールマグネットを設ければ、反応室内に生成されたプ
ラズマが必要以上に拡散することを抑えることが可能に
なり、均一でかつ微細な処理が可能なプラズマ雰囲気を
創出することができる。
の内側又は外側に、この反応室内のプラズマの拡散を抑
えるための磁界を形成する磁界形成手段、例えばマルチ
ポールマグネットを設ければ、反応室内に生成されたプ
ラズマが必要以上に拡散することを抑えることが可能に
なり、均一でかつ微細な処理が可能なプラズマ雰囲気を
創出することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明をエッチング装置に
適用した実施の形態について説明すると、図1は本実施
の形態にかかるエッチング装置の端面を示しており、こ
のエッチング装置の密閉容器1は、ステンレス鋼からな
る円筒形のケーシングブロック1a、1b、1c、1d
を同軸線上に上下に気密に連結してなり、ケーシングブ
ロック1a、1bがプラズマ発生室20を、ケーシング
ブロック1cが加速室30を、ケーシングブロック1d
が反応室40を構成している。なおこれら各ケーシング
ブロック1a、1b、1c、1dには、冷却のための冷
却ジャケット(図示せず)が適宜必要に応じて装着され
る。
適用した実施の形態について説明すると、図1は本実施
の形態にかかるエッチング装置の端面を示しており、こ
のエッチング装置の密閉容器1は、ステンレス鋼からな
る円筒形のケーシングブロック1a、1b、1c、1d
を同軸線上に上下に気密に連結してなり、ケーシングブ
ロック1a、1bがプラズマ発生室20を、ケーシング
ブロック1cが加速室30を、ケーシングブロック1d
が反応室40を構成している。なおこれら各ケーシング
ブロック1a、1b、1c、1dには、冷却のための冷
却ジャケット(図示せず)が適宜必要に応じて装着され
る。
【0015】プラズマ発生室2内にはリング状のカソー
ド電極21が設けられ、このカソード電極21の上方に
は、初期放電電極22が設けられている。この初期放電
電極22の中心部は開口し、内部にはプラズマ生成用の
放電ガスを導入するための導入孔22aが形成されてい
る。この導入孔22aはガス導入管23と接続されてお
り、さらにバルブ24、流量制御を行うマスフローコン
トローラ25を介して放電ガス供給源26に通じてい
る。本実施の形態では、放電ガスとしてAr(アルゴ
ン)ガスが供給自在となっている。
ド電極21が設けられ、このカソード電極21の上方に
は、初期放電電極22が設けられている。この初期放電
電極22の中心部は開口し、内部にはプラズマ生成用の
放電ガスを導入するための導入孔22aが形成されてい
る。この導入孔22aはガス導入管23と接続されてお
り、さらにバルブ24、流量制御を行うマスフローコン
トローラ25を介して放電ガス供給源26に通じてい
る。本実施の形態では、放電ガスとしてAr(アルゴ
ン)ガスが供給自在となっている。
【0016】前記カソード電極21の下方には、中間電
極27が設けられ、さらにこの中間電極27の下方に
は、アノード電極28が設けられている。これら中間電
極27とアノード電極28は、各々中心に電子ビーム用
を通過させる小径(例えば10mmφ)の通過孔27a、
28aを有しており、これら各通過孔27a、28a
は、初期放電電極22と共に密閉容器1内の中心軸線上
に位置するように配設されている。
極27が設けられ、さらにこの中間電極27の下方に
は、アノード電極28が設けられている。これら中間電
極27とアノード電極28は、各々中心に電子ビーム用
を通過させる小径(例えば10mmφ)の通過孔27a、
28aを有しており、これら各通過孔27a、28a
は、初期放電電極22と共に密閉容器1内の中心軸線上
に位置するように配設されている。
【0017】前記密閉容器1外側における初期放電電極
22の外周には、磁場形成のための環状のコイルC1が
配置され、中間電極27の外周には環状のコイルC2が
配置され、さらにアノード電極28の外周にも環状のコ
イルC3が配置されている。
22の外周には、磁場形成のための環状のコイルC1が
配置され、中間電極27の外周には環状のコイルC2が
配置され、さらにアノード電極28の外周にも環状のコ
イルC3が配置されている。
【0018】加速室30の下方には、図2に示したよう
な加速電極31が設けられている。この加速電極31
は、その中心に電子ビームを通過させる通過孔31a
が、前記中間電極27の通過孔27aやアノード電極2
8の通過孔28aと同一軸線上に形成されており、さら
にこの通過孔31aを中心とする同心円状に、同一中心
角を有する円弧状の複数のスリットの形態を持った拡散
孔31b、31c、31d、31e、31f、31gが
等間隔で形成されている。この拡散孔31b、31c、
31d、31e、31f、31gは、その合計面積が、
通過孔31aの面積と同一であることが、処理の均一性
の点で好ましい。
な加速電極31が設けられている。この加速電極31
は、その中心に電子ビームを通過させる通過孔31a
が、前記中間電極27の通過孔27aやアノード電極2
8の通過孔28aと同一軸線上に形成されており、さら
にこの通過孔31aを中心とする同心円状に、同一中心
角を有する円弧状の複数のスリットの形態を持った拡散
孔31b、31c、31d、31e、31f、31gが
等間隔で形成されている。この拡散孔31b、31c、
31d、31e、31f、31gは、その合計面積が、
通過孔31aの面積と同一であることが、処理の均一性
の点で好ましい。
【0019】前記加速電極31には、前記拡散孔31
b、31c、31d、31e、31f、31gを挟んで
対向するように、磁界形成のための拡散コイルとなる環
状の内側コイルC4と、外側コイルC5が配置されてい
る。これら内側コイルC4と外側コイルC5は方向が異な
っている。
b、31c、31d、31e、31f、31gを挟んで
対向するように、磁界形成のための拡散コイルとなる環
状の内側コイルC4と、外側コイルC5が配置されてい
る。これら内側コイルC4と外側コイルC5は方向が異な
っている。
【0020】前記加速室30の下方に位置する反応室4
0内の下方には、被処理体であるウエハWを保持するた
めの載置台41が設けられている。この載置台41は、
クーロン力によってウエハWを所定位置に吸着保持する
ための静電チャック機構(図示せず)を備えている。ま
たこの載置台41は、駆動機構(図示せず)によって図
1に示したように、回転自在であり、また上下に昇降自
在となっている。さらにこの載置台41には、整合器4
2を介してバイアス印加用の高周波電源43が接続され
ている。この高周波電源43から例えば380kHz、
800kHzなどの高周波が載置台41に印加されるよ
うになっている。
0内の下方には、被処理体であるウエハWを保持するた
めの載置台41が設けられている。この載置台41は、
クーロン力によってウエハWを所定位置に吸着保持する
ための静電チャック機構(図示せず)を備えている。ま
たこの載置台41は、駆動機構(図示せず)によって図
1に示したように、回転自在であり、また上下に昇降自
在となっている。さらにこの載置台41には、整合器4
2を介してバイアス印加用の高周波電源43が接続され
ている。この高周波電源43から例えば380kHz、
800kHzなどの高周波が載置台41に印加されるよ
うになっている。
【0021】前記反応室40内における載置台41の周
囲には、電子ビームの照射によって反応室40内に生成
されるプラズマの拡散を抑えるため、磁界形成手段、例
えば環状のマルチポールマグネット44が設けられてい
る。なおこのような反応室40内のプラズマ拡散防止の
ための磁界形成手段は、必ずしも本実施の形態のように
反応室40内に設ける必要はなく、適宜反応室40の外
部に設置してもよい。
囲には、電子ビームの照射によって反応室40内に生成
されるプラズマの拡散を抑えるため、磁界形成手段、例
えば環状のマルチポールマグネット44が設けられてい
る。なおこのような反応室40内のプラズマ拡散防止の
ための磁界形成手段は、必ずしも本実施の形態のように
反応室40内に設ける必要はなく、適宜反応室40の外
部に設置してもよい。
【0022】前記反応室40の上方には、エッチング処
理に必要な処理ガス、例えば塩素系のガスやアルゴンガ
スを処理ガス供給源45から、マスフローコントローラ
46、バルブ47を介して反応室40内に導入するため
の処理ガス導入管48が設けられている。
理に必要な処理ガス、例えば塩素系のガスやアルゴンガ
スを処理ガス供給源45から、マスフローコントローラ
46、バルブ47を介して反応室40内に導入するため
の処理ガス導入管48が設けられている。
【0023】次に本装置の排気系について説明すると、
前記プラズマ発生室20、加速室30及び反応室40内
は、それぞれ最適な圧力に調整する必要があるが、本装
置では、これら各プラズマ発生室20、加速室30及び
反応室40に各々対応する排気管51、52、53を設
け、これら排気管51、52、53を排気管路54、5
5、56を介して、共通する排気手段、例えばターボ分
子ポンプ57に接続してある。そして各排気管路54、
55、56に可変ダンパ54a、55a、56aを介装
し、これら各可変ダンパ54a、55a、56aの開度
調整によって、プラズマ発生室20、加速室30及び反
応室40内を、各々最適な圧力にまで独立して真空引き
できる構成とした。かかる構成によって本装置では、プ
ラズマ発生室20>加速室30>反応室40の順に圧力
が小さく設定できるようになっている。より具体的にい
えば、プラズマ発生室20内は1〜5Torr、加速室
30内は1〜5mTorr、そして反応室40内は0.
5mTorr〜3mTorrに設定自在となっている。
前記プラズマ発生室20、加速室30及び反応室40内
は、それぞれ最適な圧力に調整する必要があるが、本装
置では、これら各プラズマ発生室20、加速室30及び
反応室40に各々対応する排気管51、52、53を設
け、これら排気管51、52、53を排気管路54、5
5、56を介して、共通する排気手段、例えばターボ分
子ポンプ57に接続してある。そして各排気管路54、
55、56に可変ダンパ54a、55a、56aを介装
し、これら各可変ダンパ54a、55a、56aの開度
調整によって、プラズマ発生室20、加速室30及び反
応室40内を、各々最適な圧力にまで独立して真空引き
できる構成とした。かかる構成によって本装置では、プ
ラズマ発生室20>加速室30>反応室40の順に圧力
が小さく設定できるようになっている。より具体的にい
えば、プラズマ発生室20内は1〜5Torr、加速室
30内は1〜5mTorr、そして反応室40内は0.
5mTorr〜3mTorrに設定自在となっている。
【0024】次に本装置において、プラズマ発生室20
から電子ビームを引き出してこれを加速して反応室40
に入射させるまでのプロセスに必要な電界形成の構成に
ついて図3に基づいて説明すると、カソード電極21と
初期放電電極22とを結ぶ回路には抵抗R1が設けら
れ、カソード電極21と中間電極27とを結ぶ回路には
抵抗R2が設けられている。なお、カソード電極21に
は安定化抵抗Rsが設けられている。そして放電プラズ
マのインピーダンスをRpとすると、これらの抵抗値は
下記の不等式(1)、(2)に示す関係にある。
から電子ビームを引き出してこれを加速して反応室40
に入射させるまでのプロセスに必要な電界形成の構成に
ついて図3に基づいて説明すると、カソード電極21と
初期放電電極22とを結ぶ回路には抵抗R1が設けら
れ、カソード電極21と中間電極27とを結ぶ回路には
抵抗R2が設けられている。なお、カソード電極21に
は安定化抵抗Rsが設けられている。そして放電プラズ
マのインピーダンスをRpとすると、これらの抵抗値は
下記の不等式(1)、(2)に示す関係にある。
【0025】R1>R2>Rp ・・・(1) R1−R2>>Rp ・・・(2)
【0026】またカソード電極21と初期放電電極22
との間、及びカソード電極21と中間電極27との間に
は、負の直流電圧を印加するための直流電源V1が接続
されている。そしてアノード電極28は接地され、加速
電極31には、正の直流電圧を印加するための直流電源
V2が接続されている。
との間、及びカソード電極21と中間電極27との間に
は、負の直流電圧を印加するための直流電源V1が接続
されている。そしてアノード電極28は接地され、加速
電極31には、正の直流電圧を印加するための直流電源
V2が接続されている。
【0027】本実施の形態にかかるエッチング装置の主
要部は以上のように構成されており、次にその作用等を
図4に基づいて説明すると、まずカソード電極21と初
期放電電極22との間に例えば数百ボルト程度の直流電
圧を印加して初期放電を発生させる。この初期放電によ
りカソード電極21の熱電子放出部が加熱され、該熱電
子放出部と中間電極27との間に放電プラズマが発生す
る。そしてこの放電プラズマが生じた後は、前記初期放
電は消滅する。
要部は以上のように構成されており、次にその作用等を
図4に基づいて説明すると、まずカソード電極21と初
期放電電極22との間に例えば数百ボルト程度の直流電
圧を印加して初期放電を発生させる。この初期放電によ
りカソード電極21の熱電子放出部が加熱され、該熱電
子放出部と中間電極27との間に放電プラズマが発生す
る。そしてこの放電プラズマが生じた後は、前記初期放
電は消滅する。
【0028】カソード電極25から放出される熱電子
は、コイルC1、C2によって形成されるカスプ磁界の磁
力線に沿って移動する。したがって、他電極への放電が
容易になる。放電プラズマが安定した後は、直流電源V
1の電圧を数十ボルトにする。
は、コイルC1、C2によって形成されるカスプ磁界の磁
力線に沿って移動する。したがって、他電極への放電が
容易になる。放電プラズマが安定した後は、直流電源V
1の電圧を数十ボルトにする。
【0029】そして加速室30の加速電極31に直流電
源V2からの直流電圧を印加すると、熱電子は加速室3
0に引き出されて加速される。この場合、加速室30の
上部外周には、コイルC3が配置され、また加速室30
外部における加速電極31の周囲には、内側コイルC4
と外側コイルC5とが配置されているので、これら各コ
イルC3、及び内側コイルC4、外側コイルC5によっ
て、加速室30内には拡散磁場が形成されている。した
がって、加速室30に誘導された電子ビームは、図4に
示したように、この拡散磁場によって下方に向けてテー
パ状に広がる。
源V2からの直流電圧を印加すると、熱電子は加速室3
0に引き出されて加速される。この場合、加速室30の
上部外周には、コイルC3が配置され、また加速室30
外部における加速電極31の周囲には、内側コイルC4
と外側コイルC5とが配置されているので、これら各コ
イルC3、及び内側コイルC4、外側コイルC5によっ
て、加速室30内には拡散磁場が形成されている。した
がって、加速室30に誘導された電子ビームは、図4に
示したように、この拡散磁場によって下方に向けてテー
パ状に広がる。
【0030】そのように広がった電子ビームは、加速電
極31に形成された通過孔31aのみならず、円弧状の
複数のスリットの形態を持った拡散孔31b、31c、
31d、31e、31f、31gも通過して、反応室4
0内に入射する。そしてこの電子ビームは、反応室40
内に導入された処理ガス、例えば塩素系ガスやアルゴン
ガスに照射され、これら処理ガスが電離あるいは励起さ
れて高密度のプラズマが反応室40内に発生する。
極31に形成された通過孔31aのみならず、円弧状の
複数のスリットの形態を持った拡散孔31b、31c、
31d、31e、31f、31gも通過して、反応室4
0内に入射する。そしてこの電子ビームは、反応室40
内に導入された処理ガス、例えば塩素系ガスやアルゴン
ガスに照射され、これら処理ガスが電離あるいは励起さ
れて高密度のプラズマが反応室40内に発生する。
【0031】このとき、載置台41に載置された被処理
体であるウエハWには、高周波電源43によって高周波
バイアスが印加されているので、前記プラズマ中の反応
種(反応ガス、イオン及び電子)がウエハWに作用して
ウエハWの表面がエッチングされるのである。
体であるウエハWには、高周波電源43によって高周波
バイアスが印加されているので、前記プラズマ中の反応
種(反応ガス、イオン及び電子)がウエハWに作用して
ウエハWの表面がエッチングされるのである。
【0032】前記エッチングの反応種を生成するプラズ
マは、加速電極31の通過孔31aだけではなく、その
同心円状に形成された複数の拡散孔31b、31c、3
1d、31e、31f、31gも通過した電子ビームに
よって生起されたものである。このため該プラズマは反
応室40に広がって一様に生成され、たとえウエハWが
12インチと大口径であっても、それに対応した均一性
の高いものとなっている。したがって、かかる大口径の
ウエハWに対しても均一なエッチング処理を施すことが
できる。
マは、加速電極31の通過孔31aだけではなく、その
同心円状に形成された複数の拡散孔31b、31c、3
1d、31e、31f、31gも通過した電子ビームに
よって生起されたものである。このため該プラズマは反
応室40に広がって一様に生成され、たとえウエハWが
12インチと大口径であっても、それに対応した均一性
の高いものとなっている。したがって、かかる大口径の
ウエハWに対しても均一なエッチング処理を施すことが
できる。
【0033】また前記拡散磁場を形成するための構成部
材である内側コイルC4と外側コイルC5は、拡散孔31
b、31c、31d、31e、31f、31gを径方向
に挟んで対向した二重コイル構成をとっており、電子ビ
ームを効率よく拡散孔31b、31c、31d、31
e、31f、31gに導くことができ、しかも装置が大
型化しない。なお本装置では特にコイルC3と内側コイ
ルC4、外側コイルC5は、加速室30内にカスプ磁場を
形成し、該カスプ磁場のゼロ点は加速室30内に形成さ
れるようになっているが、内側コイルC4、外側コイル
C5自体は方向が異なっているので、その中心磁場はキ
ャンセルされ、結局拡散孔31b、31c、31d、3
1e、31f、31gを抜ける磁場が形成されている。
したがって加速室30内の電子ビームを一層効率よく反
応室40内に拡散させることができる。
材である内側コイルC4と外側コイルC5は、拡散孔31
b、31c、31d、31e、31f、31gを径方向
に挟んで対向した二重コイル構成をとっており、電子ビ
ームを効率よく拡散孔31b、31c、31d、31
e、31f、31gに導くことができ、しかも装置が大
型化しない。なお本装置では特にコイルC3と内側コイ
ルC4、外側コイルC5は、加速室30内にカスプ磁場を
形成し、該カスプ磁場のゼロ点は加速室30内に形成さ
れるようになっているが、内側コイルC4、外側コイル
C5自体は方向が異なっているので、その中心磁場はキ
ャンセルされ、結局拡散孔31b、31c、31d、3
1e、31f、31gを抜ける磁場が形成されている。
したがって加速室30内の電子ビームを一層効率よく反
応室40内に拡散させることができる。
【0034】また本装置においては、反応室40内にプ
ラズマ拡散を抑えるマルチポールマグネット44が設置
されているので、前記プラズマの無制限な拡散は抑えら
れ、その密度は高いものとなっている。したがって、ウ
エハWに対して、微細かつエッチングレートの高いエッ
チング処理が可能である。
ラズマ拡散を抑えるマルチポールマグネット44が設置
されているので、前記プラズマの無制限な拡散は抑えら
れ、その密度は高いものとなっている。したがって、ウ
エハWに対して、微細かつエッチングレートの高いエッ
チング処理が可能である。
【0035】前記実施の形態では、拡散孔31b、31
c、31d、31e、31f、31gは通過孔31aを
中心とする1つの同心円上に形成されているが、これに
限らず、複数の径の異なった同心円状に形成してもよ
い。この場合には、さらに拡散度合いが向上する。
c、31d、31e、31f、31gは通過孔31aを
中心とする1つの同心円上に形成されているが、これに
限らず、複数の径の異なった同心円状に形成してもよ
い。この場合には、さらに拡散度合いが向上する。
【0036】前記した実施の形態は、エッチング装置と
して構成した例であったが、これに限らず、本発明は他
のプラズマ処理装置、例えばアッシング装置、スパッタ
リング装置、CVD装置としても具体化できる。さらに
被処理体も、ウエハに限らず、LCD基板であってもよ
い。
して構成した例であったが、これに限らず、本発明は他
のプラズマ処理装置、例えばアッシング装置、スパッタ
リング装置、CVD装置としても具体化できる。さらに
被処理体も、ウエハに限らず、LCD基板であってもよ
い。
【0037】
【発明の効果】請求項1のプラズマ処理方法によれば、
電子ビームを分散させて反応室に入射させることができ
ので、従来よりも大きい面積を有する被処理体に対して
均一なプラズマ処理が行える。
電子ビームを分散させて反応室に入射させることができ
ので、従来よりも大きい面積を有する被処理体に対して
均一なプラズマ処理が行える。
【0038】請求項2〜5のプラズマ処理装置によれ
ば、従来の単一の通過孔だけで電子ビームを反応室に入
射させていた方式よりも、反応室内での電子ビームの拡
散が容易であり、反応ガスをより均一な状態でプラズマ
化させることができる。したがって、例えば12インチ
のウエハに対しても均一な処理を施すことが可能であ
る。そして請求項2のプラズマ処理装置では、均一性が
さらに向上し、また請求項3のプラズマ処理装置のよう
に拡散孔を径方向に挟んで対向した二重コイル構成を拡
散コイルとして構成すれば、効率よく電子ビームを拡散
することができると共に、装置の大型化を抑制できると
いう効果が得られる。また請求項4のプラズマ処理装置
の場合には、プラズマ密度を上げて、より微細な処理が
可能になる。
ば、従来の単一の通過孔だけで電子ビームを反応室に入
射させていた方式よりも、反応室内での電子ビームの拡
散が容易であり、反応ガスをより均一な状態でプラズマ
化させることができる。したがって、例えば12インチ
のウエハに対しても均一な処理を施すことが可能であ
る。そして請求項2のプラズマ処理装置では、均一性が
さらに向上し、また請求項3のプラズマ処理装置のよう
に拡散孔を径方向に挟んで対向した二重コイル構成を拡
散コイルとして構成すれば、効率よく電子ビームを拡散
することができると共に、装置の大型化を抑制できると
いう効果が得られる。また請求項4のプラズマ処理装置
の場合には、プラズマ密度を上げて、より微細な処理が
可能になる。
【図1】本発明の実施の形態にかかるエッチング装置の
断面説明図である。
断面説明図である。
【図2】図1のエッチング装置における加速電極の平面
説明図である。
説明図である。
【図3】図1のエッチング装置における電界形成のため
の回路の説明図である。
の回路の説明図である。
【図4】図1のエッチング装置における作用を示す断面
説明図である。
説明図である。
1 密閉容器 20 プラズマ発生室 21 カソード電極 22 初期放電電極 27 中間電極 28 アノード電極 30 加速室 31 加速電極 31a 通過孔 31b〜31g 拡散孔 40 反応室 41 載置台 43 高周波電源 44 マルチポールマグネット 48 処理ガス導入管 57 ターボ分子ポンプ C1、C2、C3 コイル C4 内側コイル C5 外側コイル W ウエハ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/205 H01L 21/205 21/3065 21/31 D 21/31 21/302 B
Claims (5)
- 【請求項1】 放電プラズマから電子ビームを引き出し
て加速し、加速された電子ビームを反応室に入射して反
応室内の処理ガスをプラズマ化し、当該プラズマ雰囲気
の下で反応室内の被処理体に対して処理を施す方法にお
いて、 前記電子ビームを反応室以外の領域で分割した後に、反
応室内に入射させることを特徴とする、プラズマ処理方
法。 - 【請求項2】 放電プラズマを発生させるためのプラズ
マ発生室と、前記放電プラズマから引き出した電子ビー
ムを加速するための加速室と、加速された電子ビームに
よって反応ガスをプラズマ化して被処理体に処理を施す
ための反応室とを備え、前記加速室に設けられた加速用
電極の中心に形成された通過孔を通じて前記反応室内に
電子ビームを入射させる如く構成されたプラズマ処理装
置において、 前記加速室の中で電子ビームを拡散するための拡散コイ
ルを設けると共に、前記加速用電極に、前記通過孔を中
心とする同心円上に複数の拡散孔を形成したことを特徴
とする、プラズマ処理装置。 - 【請求項3】 前記拡散孔は、通過孔を中心とする円弧
形状のスリットであることを特徴とする、請求項2に記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項4】 前記拡散コイルは、拡散孔を径方向に挟
んで対向した二重コイルであることを特徴とする、請求
項2又は3に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項5】 前記反応室の内側又は外側に、この反応
室内のプラズマの拡散を抑えるための磁界を形成する磁
界形成手段を設けたことを特徴とする、請求項2、3又
は4に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7260777A JPH0982490A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7260777A JPH0982490A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0982490A true JPH0982490A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17352590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7260777A Withdrawn JPH0982490A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0982490A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10284291A (ja) * | 1997-04-02 | 1998-10-23 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置及び処理方法 |
EP0884760A2 (en) * | 1997-06-11 | 1998-12-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electron-beam excited plasma generator |
KR100328325B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2002-03-13 | (주)이레 엔지니어링 | 플라즈마 발생장치 |
JP2009053188A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-03-12 | Yazaki Corp | 電子線照射装置及び被覆電線の製造方法 |
US9734989B2 (en) | 2012-11-02 | 2017-08-15 | Canon Anelva Corporation | Method for manufacturing semiconductor device, ion beam etching device, and control device |
-
1995
- 1995-09-12 JP JP7260777A patent/JPH0982490A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10284291A (ja) * | 1997-04-02 | 1998-10-23 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置及び処理方法 |
EP0884760A2 (en) * | 1997-06-11 | 1998-12-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electron-beam excited plasma generator |
EP0884760A3 (en) * | 1997-06-11 | 2000-10-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electron-beam excited plasma generator |
KR100328325B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2002-03-13 | (주)이레 엔지니어링 | 플라즈마 발생장치 |
JP2009053188A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-03-12 | Yazaki Corp | 電子線照射装置及び被覆電線の製造方法 |
US9734989B2 (en) | 2012-11-02 | 2017-08-15 | Canon Anelva Corporation | Method for manufacturing semiconductor device, ion beam etching device, and control device |
US10026591B2 (en) | 2012-11-02 | 2018-07-17 | Canon Anelva Corporation | Method for manufacturing semiconductor device, ion beam etching device, and control device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |