JPH0987864A - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
- Publication number
- JPH0987864A JPH0987864A JP7249304A JP24930495A JPH0987864A JP H0987864 A JPH0987864 A JP H0987864A JP 7249304 A JP7249304 A JP 7249304A JP 24930495 A JP24930495 A JP 24930495A JP H0987864 A JPH0987864 A JP H0987864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- magnetic field
- magnetic
- substrate
- discharge 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
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャンバ内のプラズマ量を豊富にし、基板方
向へ移動するプラズマ量を増加させて、エッチング処理
を高速で行えるようにする。 【解決手段】 磁気中性線放電プラズマ１３の上方位置
に電子遮蔽電極１４を、磁気中性線放電プラズマ１３と
基板１１との中間位置に電子遮蔽電極１５を設け、電子
遮蔽電極１４および１５に、プラズマ電位Ｖｐに対して
負バイアスとなる電位−Ｖｂを印加する。これにより、
チャンバ１内の空間を上下方向に飛来する電子は、電子
遮蔽電極１４および１５の近傍において跳ね返され、磁
気中性線放電プラズマ１３の発生領域に向かって押し返
され、導入ガスのイオン化促進に寄与する。
向へ移動するプラズマ量を増加させて、エッチング処理
を高速で行えるようにする。 【解決手段】 磁気中性線放電プラズマ１３の上方位置
に電子遮蔽電極１４を、磁気中性線放電プラズマ１３と
基板１１との中間位置に電子遮蔽電極１５を設け、電子
遮蔽電極１４および１５に、プラズマ電位Ｖｐに対して
負バイアスとなる電位−Ｖｂを印加する。これにより、
チャンバ１内の空間を上下方向に飛来する電子は、電子
遮蔽電極１４および１５の近傍において跳ね返され、磁
気中性線放電プラズマ１３の発生領域に向かって押し返
され、導入ガスのイオン化促進に寄与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁気中性線放電
プラズマを用いてドライエッチング処理を行うドライエ
ッチング装置に関するものである。
プラズマを用いてドライエッチング処理を行うドライエ
ッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁気中性線放電プラズマを用いた
ドライエッチング装置の構成を図３に示す。同図におい
て、１は石英製のプラズマ生成用円筒チャンバ（以下、
単にチャンバと言う）、２，３，４はチャンバ１の外周
囲に上下方向に平行に配置された第１，第２，第３の磁
場発生コイル、５は第１の磁場発生コイル２と第３の磁
場発生コイル４との中間に位置する磁場発生コイル３の
内側かつチャンバ１の外周囲に配置された高周波コイ
ル、６は高周波コイル５に高周波を印加するための高周
波電源、７はプロセスガス導入口、８は真空排気口、９
は真空ポンプ、１０はチャンバ１から分離された基板ス
テージ、１１は基板ステージ１０上に置かれた基板、１
２は基板ステージ１０に高周波を印加するための高周波
電源である。
ドライエッチング装置の構成を図３に示す。同図におい
て、１は石英製のプラズマ生成用円筒チャンバ（以下、
単にチャンバと言う）、２，３，４はチャンバ１の外周
囲に上下方向に平行に配置された第１，第２，第３の磁
場発生コイル、５は第１の磁場発生コイル２と第３の磁
場発生コイル４との中間に位置する磁場発生コイル３の
内側かつチャンバ１の外周囲に配置された高周波コイ
ル、６は高周波コイル５に高周波を印加するための高周
波電源、７はプロセスガス導入口、８は真空排気口、９
は真空ポンプ、１０はチャンバ１から分離された基板ス
テージ、１１は基板ステージ１０上に置かれた基板、１
２は基板ステージ１０に高周波を印加するための高周波
電源である。
【０００３】このドライエッチング装置では、先ず、真
空ポンプ９を用いて、チャンバ１内を高真空に排気す
る。そして、ガス導入口７よりプロセスガスをチャンバ
１内に導入し、１０-1〜１０-2Ｐａ程度に保つ。このよ
うな状態にした後、磁場発生コイル２および４に同一の
大きさの電流を同方向に流す。すると、「文献：Jpn.J.
Appl.Phys.Vol.33(1994)pp.L43-L44」に記載されている
ように、磁場発生コイル２と４との中間位置に磁場強度
が零となる円環状の磁気中性線が形成される。
空ポンプ９を用いて、チャンバ１内を高真空に排気す
る。そして、ガス導入口７よりプロセスガスをチャンバ
１内に導入し、１０-1〜１０-2Ｐａ程度に保つ。このよ
うな状態にした後、磁場発生コイル２および４に同一の
大きさの電流を同方向に流す。すると、「文献：Jpn.J.
Appl.Phys.Vol.33(1994)pp.L43-L44」に記載されている
ように、磁場発生コイル２と４との中間位置に磁場強度
が零となる円環状の磁気中性線が形成される。
【０００４】次に、磁場発生コイル２および４に流す電
流とは逆向きの電流を磁場発生コイル３に流すと、この
磁気中性線は空間的に２つに分離され、一方はチャンバ
１内に、他方はチャンバ１外に形成される。このような
状態にした後、高周波電源６を用いて高周波コイル５に
高周波を印加すると、チャンバ１内に形成された磁気中
性線に沿って電場（高周波電界）が形成される。これに
より、チャンバ１内に形成された磁気中性線を含む近傍
の電子は、その高周波電界によりエネルギーを得、導入
ガスをイオン化し放電電流（高周波誘導放電電流）を流
すに至り、チャンバ１内の磁気中性線を含む近傍の空間
に電子とイオンとからなるプラズマ（磁気中性線放電プ
ラズマ）１３が形成される。これらの電子，イオンはチ
ャンバ１の内壁に向かって移動するが、上下方向に磁力
線が向いているので、主に上下方向に移動・拡散して行
く。
流とは逆向きの電流を磁場発生コイル３に流すと、この
磁気中性線は空間的に２つに分離され、一方はチャンバ
１内に、他方はチャンバ１外に形成される。このような
状態にした後、高周波電源６を用いて高周波コイル５に
高周波を印加すると、チャンバ１内に形成された磁気中
性線に沿って電場（高周波電界）が形成される。これに
より、チャンバ１内に形成された磁気中性線を含む近傍
の電子は、その高周波電界によりエネルギーを得、導入
ガスをイオン化し放電電流（高周波誘導放電電流）を流
すに至り、チャンバ１内の磁気中性線を含む近傍の空間
に電子とイオンとからなるプラズマ（磁気中性線放電プ
ラズマ）１３が形成される。これらの電子，イオンはチ
ャンバ１の内壁に向かって移動するが、上下方向に磁力
線が向いているので、主に上下方向に移動・拡散して行
く。
【０００５】次に、基板ステージ１０に高周波電源１２
を用いて高周波電界を印加すると、チャンバ１内に形成
された磁気中性線放電プラズマ１３中のイオンや電子の
うち、磁場発生コイル２，３，４によって形成される磁
界ならびに基板ステージ１０上に形成された電界によっ
て基板ステージ１０の方向に移動してくるイオンや電子
は、基板１１に衝突する。これにより、チャンバ１に導
入するプロセスガスを不活性ガスとした場合には、基板
１１に対してスパッタエッチングが進行し、反応ガスと
した場合には、基板１１に対して反応性エッチングが進
行する。
を用いて高周波電界を印加すると、チャンバ１内に形成
された磁気中性線放電プラズマ１３中のイオンや電子の
うち、磁場発生コイル２，３，４によって形成される磁
界ならびに基板ステージ１０上に形成された電界によっ
て基板ステージ１０の方向に移動してくるイオンや電子
は、基板１１に衝突する。これにより、チャンバ１に導
入するプロセスガスを不活性ガスとした場合には、基板
１１に対してスパッタエッチングが進行し、反応ガスと
した場合には、基板１１に対して反応性エッチングが進
行する。
【０００６】なお、このドライエッチング装置では、通
常放電が生成され難い１０-1Ｐａ以下の圧力領域におい
て、プラズマを容易に生成できる特徴を持つ。これは、
磁場強度が零の閉曲線である一種の磁気井戸の存在が、
飛散する電子をその場に滞留させて放電の種を多く宿す
効果によるものである。
常放電が生成され難い１０-1Ｐａ以下の圧力領域におい
て、プラズマを容易に生成できる特徴を持つ。これは、
磁場強度が零の閉曲線である一種の磁気井戸の存在が、
飛散する電子をその場に滞留させて放電の種を多く宿す
効果によるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなドライエッチング装置では、導入ガスの一部が高周
波誘導電場により磁気中性線上とその近傍において引き
続いてイオン化されプラズマとなるが、生成される電子
並びにイオンの主な成分は、電子が磁場に沿って移動し
易いので、これに影響されて上下方向に拡散して行くこ
とになる。従って、このままでは単なる上下方向への空
間的な拡散となってしまい、電子と導入ガスとの衝突に
よるイオン化をより効率的に行うことができない。
うなドライエッチング装置では、導入ガスの一部が高周
波誘導電場により磁気中性線上とその近傍において引き
続いてイオン化されプラズマとなるが、生成される電子
並びにイオンの主な成分は、電子が磁場に沿って移動し
易いので、これに影響されて上下方向に拡散して行くこ
とになる。従って、このままでは単なる上下方向への空
間的な拡散となってしまい、電子と導入ガスとの衝突に
よるイオン化をより効率的に行うことができない。
【０００８】また、エッチング反応の主役であるイオン
も自由拡散するだけでは、電子と共に下方に向かって移
動して行くイオンの基板１１への入射を効果的に行うこ
とはできない。
も自由拡散するだけでは、電子と共に下方に向かって移
動して行くイオンの基板１１への入射を効果的に行うこ
とはできない。
【０００９】本発明の第１発明の目的とするところは、
磁気中性線放電プラズマから拡散される電子を導入ガス
のイオン化に有効に活用し、チャンバ内のプラズマ量を
豊富にし、基板方向へ移動するプラズマ量を増加させ
て、エッチング処理を高速で行うことのできるドライエ
ッチング装置を提供することにある。また、第２発明の
目的とするところは、第１発明の目的に加えて、基板へ
のイオンの入射を揃え、加工に均一性をもたせることの
できるドライエッチング装置を提供することにある。
磁気中性線放電プラズマから拡散される電子を導入ガス
のイオン化に有効に活用し、チャンバ内のプラズマ量を
豊富にし、基板方向へ移動するプラズマ量を増加させ
て、エッチング処理を高速で行うことのできるドライエ
ッチング装置を提供することにある。また、第２発明の
目的とするところは、第１発明の目的に加えて、基板へ
のイオンの入射を揃え、加工に均一性をもたせることの
できるドライエッチング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、磁気中
性線放電プラズマの上方位置および磁気中性線放電プラ
ズマと基板との中間位置に、プラズマ電位に対して負バ
イアスとなる電位を印加した電子遮蔽電極を設けたもの
である。この発明によれば、磁気中性線放電プラズマか
ら拡散し、チャンバ内の空間を上下方向に飛来する電子
は、電子遮蔽電極によって磁気中性線放電プラズマの発
生領域に向かって押し返される。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、磁気中
性線放電プラズマの上方位置および磁気中性線放電プラ
ズマと基板との中間位置に、プラズマ電位に対して負バ
イアスとなる電位を印加した電子遮蔽電極を設けたもの
である。この発明によれば、磁気中性線放電プラズマか
ら拡散し、チャンバ内の空間を上下方向に飛来する電子
は、電子遮蔽電極によって磁気中性線放電プラズマの発
生領域に向かって押し返される。
【００１１】第２発明（請求項２に係る発明）は、磁気
中性線放電プラズマの上方位置に、プラズマ電位に対し
て負バイアスとなる電位を印加した電子遮蔽電極を設
け、磁気中性線放電プラズマと基板との中間位置に、プ
ラズマ電位に対して負バイアスとなる電位を印加したイ
オン加速電極を設けたものである。この発明によれば、
磁気中性線放電プラズマから拡散し、チャンバ内の空間
を上および下方向に飛来する電子が、電子遮蔽電極およ
びイオン加速電極によって磁気中性線放電プラズマの発
生領域に向かって押し返されると共に、イオン加速電極
とプラズマ電位との電位差によってイオン（陽イオン）
が加速され、指向性が良いイオンが得られる。
中性線放電プラズマの上方位置に、プラズマ電位に対し
て負バイアスとなる電位を印加した電子遮蔽電極を設
け、磁気中性線放電プラズマと基板との中間位置に、プ
ラズマ電位に対して負バイアスとなる電位を印加したイ
オン加速電極を設けたものである。この発明によれば、
磁気中性線放電プラズマから拡散し、チャンバ内の空間
を上および下方向に飛来する電子が、電子遮蔽電極およ
びイオン加速電極によって磁気中性線放電プラズマの発
生領域に向かって押し返されると共に、イオン加速電極
とプラズマ電位との電位差によってイオン（陽イオン）
が加速され、指向性が良いイオンが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：第１発明〕図１はこの発明の第１の実
施の形態を示すドライエッチング装置の構成図である。
同図において、図３と同一符号は同一或いは同等構成要
素を示し、その説明は省略する。この実施の形態では、
磁気中性線放電プラズマ１３の上方位置に電子遮蔽電極
１４を、磁気中性線放電プラズマ１３と基板１１との中
間位置に電子遮蔽電極１５を設け、この電子遮蔽電極１
４および１５に、直流電源１６および１７を接続し、プ
ラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対して負バイアスとなる電位
−Ｖｂ（ｅＶ）を印加するようにしている（Ｖｐ＞−Ｖ
ｂ）。
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：第１発明〕図１はこの発明の第１の実
施の形態を示すドライエッチング装置の構成図である。
同図において、図３と同一符号は同一或いは同等構成要
素を示し、その説明は省略する。この実施の形態では、
磁気中性線放電プラズマ１３の上方位置に電子遮蔽電極
１４を、磁気中性線放電プラズマ１３と基板１１との中
間位置に電子遮蔽電極１５を設け、この電子遮蔽電極１
４および１５に、直流電源１６および１７を接続し、プ
ラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対して負バイアスとなる電位
−Ｖｂ（ｅＶ）を印加するようにしている（Ｖｐ＞−Ｖ
ｂ）。
【００１３】このドライエッチング装置では、先ず、真
空ポンプ９を用いて、チャンバ１内を高真空に排気す
る。そして、ガス導入口７よりプロセスガスをチャンバ
１内に導入し、１０-1〜１０-2Ｐａ程度に保つ。このよ
うな状態にした後、磁場発生コイル２および４に同一の
大きさの電流を同方向に流す。すると、磁場発生コイル
２と４との中間位置に、磁場強度が零となる円環状の磁
気中性線が形成される。
空ポンプ９を用いて、チャンバ１内を高真空に排気す
る。そして、ガス導入口７よりプロセスガスをチャンバ
１内に導入し、１０-1〜１０-2Ｐａ程度に保つ。このよ
うな状態にした後、磁場発生コイル２および４に同一の
大きさの電流を同方向に流す。すると、磁場発生コイル
２と４との中間位置に、磁場強度が零となる円環状の磁
気中性線が形成される。
【００１４】次に、磁場発生コイル２および４に流す電
流とは逆向きの電流を磁場発生コイル３に流すと、この
磁気中性線は空間的に２つに分離され、一方はチャンバ
１内に、他方はチャンバ１外に形成される。このような
状態にした後、高周波電源６を用いて高周波コイル５に
高周波を印加すると、チャンバ１内に形成された磁気中
性線に沿って電場（高周波電界）が形成される。これに
より、チャンバ１内に形成された磁気中性線の近傍の電
子は、その高周波電界によりエネルギーを得、導入ガス
をイオン化し放電電流（高周波誘導放電電流）を流すに
至り、チャンバ１内の磁気中性線を含む近傍の空間に電
子とイオンとからなるプラズマ（磁気中性線放電プラズ
マ）１３が形成される。
流とは逆向きの電流を磁場発生コイル３に流すと、この
磁気中性線は空間的に２つに分離され、一方はチャンバ
１内に、他方はチャンバ１外に形成される。このような
状態にした後、高周波電源６を用いて高周波コイル５に
高周波を印加すると、チャンバ１内に形成された磁気中
性線に沿って電場（高周波電界）が形成される。これに
より、チャンバ１内に形成された磁気中性線の近傍の電
子は、その高周波電界によりエネルギーを得、導入ガス
をイオン化し放電電流（高周波誘導放電電流）を流すに
至り、チャンバ１内の磁気中性線を含む近傍の空間に電
子とイオンとからなるプラズマ（磁気中性線放電プラズ
マ）１３が形成される。
【００１５】この磁気中性線放電プラズマ１３に高周波
誘導放電電流が流れ続ける間、プラズマ（イオン，電
子）は生成されては溢れ出し、周囲に拡散して行く。こ
のプラズマの内、電子は、イオンに比べて質量が遥かに
小さいため、その温度（電子温度）は極めて高く、また
粒子間の衝突頻度も少ない。このため、磁気中性線放電
プラズマ１３中の電子は、磁場発生コイル２，３，４に
よって作られる縦方向の磁場に沿って、上下方向に多く
拡散して行く。
誘導放電電流が流れ続ける間、プラズマ（イオン，電
子）は生成されては溢れ出し、周囲に拡散して行く。こ
のプラズマの内、電子は、イオンに比べて質量が遥かに
小さいため、その温度（電子温度）は極めて高く、また
粒子間の衝突頻度も少ない。このため、磁気中性線放電
プラズマ１３中の電子は、磁場発生コイル２，３，４に
よって作られる縦方向の磁場に沿って、上下方向に多く
拡散して行く。
【００１６】ここで、この実施の形態では、電子遮蔽電
極１４および１５に、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対し
て負バイアスとなる電位−Ｖｂ（ｅＶ）を印加している
ので、チャンバ１内の空間を上下方向に飛来する電子
は、電子遮蔽電極１４および１５の近傍において跳ね返
され、磁気中性線放電プラズマ１３の発生領域に向かっ
て押し返される。これらの電子の中で磁気中性線放電プ
ラズマ１３の発生領域に到達した電子は、この発生領域
に形成された電界，磁界の作用により、導入ガスのイオ
ン化促進に寄与し、すなわち電子−中性原子衝突の頻度
が増大し、磁気中性線放電プラズマ１３内でのイオンの
生成量が増大する。この結果、チャンバ１内に電子遮蔽
電極１４および１５が内蔵されてなかった従来のドライ
エッチング装置（図３のドライエッチング装置）に比べ
て、チャンバ１内のプラズマ量が豊富となる。なお、磁
気中性線放電プラズマ１３内では、イオン−中性原子衝
突によりイオンも生じるが、電子−中性原子衝突に比べ
ると、イオン化効率が低い。したがって、プラズマ中の
電子を有効に用いることが得策であり、この実施の形態
では、このような考えに基づいて、プラズマ中の電子の
挙動に着目し、磁気中性線放電プラズマ１３から拡散さ
れてくる電子を押し返すようにしている。
極１４および１５に、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対し
て負バイアスとなる電位−Ｖｂ（ｅＶ）を印加している
ので、チャンバ１内の空間を上下方向に飛来する電子
は、電子遮蔽電極１４および１５の近傍において跳ね返
され、磁気中性線放電プラズマ１３の発生領域に向かっ
て押し返される。これらの電子の中で磁気中性線放電プ
ラズマ１３の発生領域に到達した電子は、この発生領域
に形成された電界，磁界の作用により、導入ガスのイオ
ン化促進に寄与し、すなわち電子−中性原子衝突の頻度
が増大し、磁気中性線放電プラズマ１３内でのイオンの
生成量が増大する。この結果、チャンバ１内に電子遮蔽
電極１４および１５が内蔵されてなかった従来のドライ
エッチング装置（図３のドライエッチング装置）に比べ
て、チャンバ１内のプラズマ量が豊富となる。なお、磁
気中性線放電プラズマ１３内では、イオン−中性原子衝
突によりイオンも生じるが、電子−中性原子衝突に比べ
ると、イオン化効率が低い。したがって、プラズマ中の
電子を有効に用いることが得策であり、この実施の形態
では、このような考えに基づいて、プラズマ中の電子の
挙動に着目し、磁気中性線放電プラズマ１３から拡散さ
れてくる電子を押し返すようにしている。
【００１７】このような状態にして、基板ステージ１０
に高周波電源１２を用いて高周波電界を印加すると、チ
ャンバ１内に形成された磁気中性線放電プラズマ１３中
のイオンや電子のうち、磁場発生コイル２，３，４によ
って形成される磁界ならびに基板ステージ１０上に形成
された電界によって基板ステージ１０の方向に移動して
くるイオンは、基板１１に衝突する。これにより、チャ
ンバ１に導入するプロセスガスを不活性ガスとした場合
には、基板１１に対してスパッタエッチングが進行し、
反応ガスとした場合には、基板１１に対して反応性エッ
チングが進行する。ここで、この実施の形態では、チャ
ンバ１内のプラズマ量が豊富なので、基板方向へ移動す
るプラズマ量が増大し、高速でエッチングを行うことが
できるようになる。
に高周波電源１２を用いて高周波電界を印加すると、チ
ャンバ１内に形成された磁気中性線放電プラズマ１３中
のイオンや電子のうち、磁場発生コイル２，３，４によ
って形成される磁界ならびに基板ステージ１０上に形成
された電界によって基板ステージ１０の方向に移動して
くるイオンは、基板１１に衝突する。これにより、チャ
ンバ１に導入するプロセスガスを不活性ガスとした場合
には、基板１１に対してスパッタエッチングが進行し、
反応ガスとした場合には、基板１１に対して反応性エッ
チングが進行する。ここで、この実施の形態では、チャ
ンバ１内のプラズマ量が豊富なので、基板方向へ移動す
るプラズマ量が増大し、高速でエッチングを行うことが
できるようになる。
【００１８】なお、この実施の形態では、電子遮蔽電極
１４および１５に直流電源１６および１７を接続して電
位−Ｖｂを印加するようにしたが、場合により直流電源
１６および１７を省略して接地電位としてもよい。ま
た、この実施の形態では、基板ステージ１０に高周波電
源１２を接続し高周波バイアスを加えるようにしたが、
場合により直流バイアスを加えるような構成としてもよ
い。
１４および１５に直流電源１６および１７を接続して電
位−Ｖｂを印加するようにしたが、場合により直流電源
１６および１７を省略して接地電位としてもよい。ま
た、この実施の形態では、基板ステージ１０に高周波電
源１２を接続し高周波バイアスを加えるようにしたが、
場合により直流バイアスを加えるような構成としてもよ
い。
【００１９】〔実施の形態２：第２発明〕図２はこの発
明の第２の実施の形態を示すドライエッチング装置の構
成図である。同図において、図３と同一符号は同一或い
は同等構成要素を示し、その説明は省略する。この実施
の形態では、磁気中性線放電プラズマ１３の上方位置に
電子遮蔽電極１８を設け、この電子遮蔽電極１８に、直
流電源１９を接続し、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対し
て負バイアスとなる電位−Ｖｂ（ｅＶ）を印加するよう
にしている（Ｖｐ＞−Ｖｂ）。また、磁気中性線放電プ
ラズマ１３と基板１１との中間位置に網目状の１枚のイ
オン加速電極２０を設け、このイオン加速電極２０に、
直流電源２１を接続し、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対
して負バイアスとなる電位−Ｖｅ（ｅＶ）を印加するよ
うにしている（Ｖｐ＞−Ｖｅ）。
明の第２の実施の形態を示すドライエッチング装置の構
成図である。同図において、図３と同一符号は同一或い
は同等構成要素を示し、その説明は省略する。この実施
の形態では、磁気中性線放電プラズマ１３の上方位置に
電子遮蔽電極１８を設け、この電子遮蔽電極１８に、直
流電源１９を接続し、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対し
て負バイアスとなる電位−Ｖｂ（ｅＶ）を印加するよう
にしている（Ｖｐ＞−Ｖｂ）。また、磁気中性線放電プ
ラズマ１３と基板１１との中間位置に網目状の１枚のイ
オン加速電極２０を設け、このイオン加速電極２０に、
直流電源２１を接続し、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対
して負バイアスとなる電位−Ｖｅ（ｅＶ）を印加するよ
うにしている（Ｖｐ＞−Ｖｅ）。
【００２０】このドライエッチング装置では、実施の形
態１と同様にして、チャンバ１内に磁気中性線放電プラ
ズマ１３が形成される。この磁気中性線放電プラズマ１
３に高周波誘導放電電流が流れ続ける間、プラズマ（イ
オン，電子）は生成されては溢れ出し、周囲に拡散して
行く。この際、イオンより温度が高く質量が遥かに小さ
い電子は、粒子間の衝突頻度が少ないため、磁場発生コ
イル２，３，４によって作られる縦方向の磁場に沿っ
て、上下方向に多く拡散して行く。
態１と同様にして、チャンバ１内に磁気中性線放電プラ
ズマ１３が形成される。この磁気中性線放電プラズマ１
３に高周波誘導放電電流が流れ続ける間、プラズマ（イ
オン，電子）は生成されては溢れ出し、周囲に拡散して
行く。この際、イオンより温度が高く質量が遥かに小さ
い電子は、粒子間の衝突頻度が少ないため、磁場発生コ
イル２，３，４によって作られる縦方向の磁場に沿っ
て、上下方向に多く拡散して行く。
【００２１】ここで、この実施の形態では、電子遮蔽電
極１８およびイオン加速電極２０に、プラズマ電位Ｖｐ
（ｅＶ）に対して負バイアスとなる電位−Ｖｂ（ｅＶ）
および−Ｖｅ（ｅＶ）を印加しているので、チャンバ１
内の空間を上および下方向に飛来する電子は、電子遮蔽
電極１８およびイオン加速電極２０の近傍において跳ね
返され、磁気中性線放電プラズマ１３の発生領域に向か
って押し返される。これらの電子の中で磁気中性線放電
プラズマ１３の発生領域に到達した電子は、この発生領
域に形成された電界，磁界の作用により、導入ガスのイ
オン化促進に寄与し、すなわち電子−中性原子衝突の頻
度が増大し、磁気中性線放電プラズマ１３内でのイオン
の生成量が増大する。この結果、チャンバ１内に電子遮
蔽電極１４および１５が内蔵されてなかった従来のドラ
イエッチング装置（図３のドライエッチング装置）に比
べて、チャンバ１内のプラズマ量が豊富となる。
極１８およびイオン加速電極２０に、プラズマ電位Ｖｐ
（ｅＶ）に対して負バイアスとなる電位−Ｖｂ（ｅＶ）
および−Ｖｅ（ｅＶ）を印加しているので、チャンバ１
内の空間を上および下方向に飛来する電子は、電子遮蔽
電極１８およびイオン加速電極２０の近傍において跳ね
返され、磁気中性線放電プラズマ１３の発生領域に向か
って押し返される。これらの電子の中で磁気中性線放電
プラズマ１３の発生領域に到達した電子は、この発生領
域に形成された電界，磁界の作用により、導入ガスのイ
オン化促進に寄与し、すなわち電子−中性原子衝突の頻
度が増大し、磁気中性線放電プラズマ１３内でのイオン
の生成量が増大する。この結果、チャンバ１内に電子遮
蔽電極１４および１５が内蔵されてなかった従来のドラ
イエッチング装置（図３のドライエッチング装置）に比
べて、チャンバ１内のプラズマ量が豊富となる。
【００２２】また、この実施の形態では、イオン加速電
極２０に、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対して負バイア
スとなる電位−Ｖｅ（ｅＶ）を印加しているので、指向
性が良いイオンが基板１１に到達する。すなわち、イオ
ン加速電極２０に−Ｖｅ（ｅＶ）の電位を与えれば、イ
オン（陽イオン）はＶｐ＋Ｖｅ（ｅＶ）の電位差によっ
て加速される。
極２０に、プラズマ電位Ｖｐ（ｅＶ）に対して負バイア
スとなる電位−Ｖｅ（ｅＶ）を印加しているので、指向
性が良いイオンが基板１１に到達する。すなわち、イオ
ン加速電極２０に−Ｖｅ（ｅＶ）の電位を与えれば、イ
オン（陽イオン）はＶｐ＋Ｖｅ（ｅＶ）の電位差によっ
て加速される。
【００２３】この実施の形態では、チャンバ１内に図３
に示した従来のドライエッチング装置に比べてより豊富
なプラズマを生成することができるため、結果的により
多量のイオンを得ることが可能となり、これにより高速
でエッチングを行うことができるようになる。また、指
向性が良いイオンが得られるので、基板１１へのイオン
の入射を揃え、加工にバラツキが生じないようにするこ
とができるようになる。
に示した従来のドライエッチング装置に比べてより豊富
なプラズマを生成することができるため、結果的により
多量のイオンを得ることが可能となり、これにより高速
でエッチングを行うことができるようになる。また、指
向性が良いイオンが得られるので、基板１１へのイオン
の入射を揃え、加工にバラツキが生じないようにするこ
とができるようになる。
【００２４】なお、この実施の形態では、イオン加速電
極２０により磁気中性線放電プラズマ１３からイオンが
得られるので、場合により図１で使用していた高周波電
源１２を省略することもできる。また、この実施の形態
では、電子遮蔽電極１８およびイオン加速電極２０に直
流電源１９および２１を接続して電位−Ｖｂおよび−Ｖ
ｅを印加するようにしたが、場合により直流電源１９お
よび２１を省略して接地電位としてもよい。
極２０により磁気中性線放電プラズマ１３からイオンが
得られるので、場合により図１で使用していた高周波電
源１２を省略することもできる。また、この実施の形態
では、電子遮蔽電極１８およびイオン加速電極２０に直
流電源１９および２１を接続して電位−Ｖｂおよび−Ｖ
ｅを印加するようにしたが、場合により直流電源１９お
よび２１を省略して接地電位としてもよい。
【００２５】また、この実施の形態では、イオン加速電
極２０として網目状の１枚の電極を用いたが、種々のイ
オン源において用いられている２枚，３枚電極も同様に
装着することができる。また、この実施の形態では、基
板１１へのイオンの入射が揃うため、基板ステージ１０
をイオンの入射角度に対して斜めに配置する等すれば、
斜め加工や三次元的な加工を実現することが可能とな
る。
極２０として網目状の１枚の電極を用いたが、種々のイ
オン源において用いられている２枚，３枚電極も同様に
装着することができる。また、この実施の形態では、基
板１１へのイオンの入射が揃うため、基板ステージ１０
をイオンの入射角度に対して斜めに配置する等すれば、
斜め加工や三次元的な加工を実現することが可能とな
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、磁気中性線放電プラズマ
の上方位置および磁気中性線放電プラズマと基板との中
間位置に、プラズマ電位に対して負バイアスとなる電位
を印加した電子遮蔽電極を設けたので、磁気中性線放電
プラズマから拡散しチャンバ内の空間を上下方向に飛来
する電子は、電子遮蔽電極によって磁気中性線放電プラ
ズマの発生領域に向かって押し返されることになり、こ
れらの電子の中で磁気中性線放電プラズマの発生領域に
到達した電子は、この発生領域に形成された電界，磁界
の作用により、導入ガスのイオン化促進に寄与し、磁気
中性線放電プラズマ内でのイオンの生成量が増大する。
この結果、チャンバ内のプラズマ量が豊富となり、基板
方向へ移動するプラズマ量が増加し、エッチング処理を
高速で行うことができるようになる。
発明によれば、第１発明では、磁気中性線放電プラズマ
の上方位置および磁気中性線放電プラズマと基板との中
間位置に、プラズマ電位に対して負バイアスとなる電位
を印加した電子遮蔽電極を設けたので、磁気中性線放電
プラズマから拡散しチャンバ内の空間を上下方向に飛来
する電子は、電子遮蔽電極によって磁気中性線放電プラ
ズマの発生領域に向かって押し返されることになり、こ
れらの電子の中で磁気中性線放電プラズマの発生領域に
到達した電子は、この発生領域に形成された電界，磁界
の作用により、導入ガスのイオン化促進に寄与し、磁気
中性線放電プラズマ内でのイオンの生成量が増大する。
この結果、チャンバ内のプラズマ量が豊富となり、基板
方向へ移動するプラズマ量が増加し、エッチング処理を
高速で行うことができるようになる。
【００２７】また、第２発明では、磁気中性線放電プラ
ズマの上方位置に、プラズマ電位に対して負バイアスと
なる電位を印加した電子遮蔽電極を設けると共に、磁気
中性線放電プラズマと基板との中間位置に、プラズマ電
位に対して負バイアスとなる電位を印加したイオン加速
電極を設けたので、磁気中性線放電プラズマから拡散し
チャンバ内の空間を上および下方向に飛来する電子は、
電子遮蔽電極およびイオン加速電極によって磁気中性線
放電プラズマの発生領域に向かって押し返され、他方、
イオン加速電極とプラズマ電位との電位差によってイオ
ン（陽イオン）が加速され、指向性が良いイオンが基板
に到達することになり、エッチング処理を高速で行うこ
とができると共に、基板へのイオンの入射を揃え、加工
に均一性をもたせることができるようになる。
ズマの上方位置に、プラズマ電位に対して負バイアスと
なる電位を印加した電子遮蔽電極を設けると共に、磁気
中性線放電プラズマと基板との中間位置に、プラズマ電
位に対して負バイアスとなる電位を印加したイオン加速
電極を設けたので、磁気中性線放電プラズマから拡散し
チャンバ内の空間を上および下方向に飛来する電子は、
電子遮蔽電極およびイオン加速電極によって磁気中性線
放電プラズマの発生領域に向かって押し返され、他方、
イオン加速電極とプラズマ電位との電位差によってイオ
ン（陽イオン）が加速され、指向性が良いイオンが基板
に到達することになり、エッチング処理を高速で行うこ
とができると共に、基板へのイオンの入射を揃え、加工
に均一性をもたせることができるようになる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すドライエッ
チング装置の構成図である。
チング装置の構成図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態を示すドライエッ
チング装置の構成図である。
チング装置の構成図である。
【図３】 従来の磁気中性線放電プラズマを用いたドラ
イエッチング装置の構成図である。
イエッチング装置の構成図である。
１…チャンバ（プラズマ生成用円筒チャンバ）、２，
３，４…磁場発生コイル、５…高周波コイル、６…高周
波電源、７…プロセスガス導入口、８…真空排気口、９
…真空ポンプ、１０…基板ステージ、１１…基板、１２
…高周波電源、１３…磁気中性線放電プラズマ、１４，
１５，１８…電子遮蔽電極、１６，１７，１９，２１…
直流電源、２０…イオン加速電極。
３，４…磁場発生コイル、５…高周波コイル、６…高周
波電源、７…プロセスガス導入口、８…真空排気口、９
…真空ポンプ、１０…基板ステージ、１１…基板、１２
…高周波電源、１３…磁気中性線放電プラズマ、１４，
１５，１８…電子遮蔽電極、１６，１７，１９，２１…
直流電源、２０…イオン加速電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 岱二郎 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体からなるプラズマ生成用チャンバ
と、このプラズマ生成用チャンバの外周囲に配置された
第１〜第３の磁場発生コイルと、この第１の磁場発生コ
イルと第３の磁場発生コイルとの中間に位置する第２の
磁場発生コイルの内側かつ前記プラズマ生成用チャンバ
の外周囲に配置された高周波コイルとを備え、前記第１
および第３の磁場発生コイルに同方向の電流を前記第２
の磁場発生コイルに逆方向の電流を流し、前記高周波コ
イルに高周波を印加することにより導入ガスをイオン化
し、前記プラズマ生成用チャンバ内に生成された磁気中
性線放電プラズマが下方に配置されている基板方向に移
動することにより、この基板に対してドライエッチング
処理を行うドライエッチング装置において、 前記磁気中性線放電プラズマの上方位置および前記磁気
中性線放電プラズマと前記基板との中間位置にプラズマ
電位に対して負バイアスとなる電位が印加された電子遮
蔽電極が設けられていることを特徴とするドライエッチ
ング装置。 - 【請求項２】 誘電体からなるプラズマ生成用チャンバ
と、このプラズマ生成用チャンバの外周囲に配置された
第１〜第３の磁場発生コイルと、この第１の磁場発生コ
イルと第３の磁場発生コイルとの中間に位置する第２の
磁場発生コイルの内側かつ前記プラズマ生成用チャンバ
の外周囲に配置された高周波コイルとを備え、前記第１
および第３の磁場発生コイルに同方向の電流を前記第２
の磁場発生コイルに逆方向の電流を流し、前記高周波コ
イルに高周波を印加することにより導入ガスをイオン化
し、前記プラズマ生成用チャンバ内に生成された磁気中
性線放電プラズマが下方に配置されている基板方向に移
動することにより、この基板に対してドライエッチング
処理を行うドライエッチング装置において、 前記磁気中性線放電プラズマの上方位置にプラズマ電位
に対して負バイアスとなる電位が印加された電子遮蔽電
極が設けられ、 前記磁気中性線放電プラズマと前記基板との中間位置に
プラズマ電位に対して負バイアスとなる電位が印加され
たイオン加速電極が設けられていることを特徴とするド
ライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24930495A JP3236928B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24930495A JP3236928B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | ドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0987864A true JPH0987864A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3236928B2 JP3236928B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=17190998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24930495A Expired - Lifetime JP3236928B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005203209A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Anelva Corp | ガス活性化装置 |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP24930495A patent/JP3236928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005203209A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Anelva Corp | ガス活性化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3236928B2 (ja) | 2001-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002289399A (ja) | 中性粒子ビーム処理装置 | |
| JPS62235485A (ja) | イオン源装置 | |
| JPH0812856B2 (ja) | プラズマ処理方法および装置 | |
| JP3401801B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
| JP2000012293A (ja) | 中性ビーム発生装置 | |
| JP3064214B2 (ja) | 高速原子線源 | |
| JPH05101799A (ja) | イオンビーム発生装置および成膜装置および成膜方法 | |
| JP2849771B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPH0987864A (ja) | ドライエッチング装置 | |
| JPH0770512B2 (ja) | 低エネルギイオン化粒子照射装置 | |
| JPH06310297A (ja) | 低エネルギー中性粒子線発生方法及び装置 | |
| JP4384295B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH0692638B2 (ja) | 薄膜装置 | |
| JP3363040B2 (ja) | 高速原子線源 | |
| JPH0535537B2 (ja) | ||
| JP3079802B2 (ja) | プラズマ銃 | |
| JP3577785B2 (ja) | イオンビーム発生装置 | |
| JP3223287B2 (ja) | 中性粒子加工方法およびその装置 | |
| JPH09256148A (ja) | イオンプレーティング装置 | |
| JPH0578849A (ja) | 有磁場マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP3045619B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP3417176B2 (ja) | イオン照射装置 | |
| JPH0922796A (ja) | ドライエッチング装置 | |
| JPH06252096A (ja) | 半導体加工装置 | |
| JP2000212737A (ja) | スパッタ装置及び成膜方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071005 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081005 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131005 Year of fee payment: 12 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |