JPS6364247A - プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体回路素子や薄膜磁気ヘッドなどの薄膜
素子製造装置に係り、特に、サブミクロン領域のＬＳＩ
プロセスのドライエツチング及び磁性膜のドライエツチ
ングに好適なプラズマ装置に関する。

〔従来の技術〕

ＬＳＩ製造プロセスでは、加工寸法の微細化に伴い、溶
液を用いた湿式のプロセスからプラズマを用いた乾式の
プロセスへと移ってきている。最近良く用いられるよう
になってきたマイクロ波を使ったドライエツチング装置
は、特開昭５６−１５２９６９号公報に記載のような構
成となっている。

すなわち、従来は第３図に示すように、真空排気装置１
１を備えた真空容器５内に基板ホルダ６が設けられ、基
板ホルダ６に対向してプラズマ室１が設けられている。

プラズマ室１にはその外周部に励磁ソレノイド２が設け
られ、この励磁ソレノイドと同軸状に導波管３が設けら
九、その端部にはマイクロ波発振器１０が設置されてい
る。はじめ、真空容器５およびプラズマ室１は、圧力１
Ｏ−８Ｔｏｒｒ以下の超高真空に排気される。その後、
ガス供給口９よりＣＦ４などのエツチングガスが導入さ
れ、プラズマ室１の内部は所定の圧力にされる。

次に、マイクロ波発振器１０を動作させ１例えば。

２．４５ＧＨ７のマイクロ波をプラズマ発生部１に供給
する。一方、励磁ソレノイド２によって、電子がサイク
ロトロン共鳴をする磁界８７５Ｇａｕｓｓの磁界が印加
される。これにより、プラズマ室１では電子サイクロト
ロン共鳴が発生して、ガス分子の電離が活発に行なわれ
、濃いプラズマが発生する。引出し電極４により濃いプ
ラズマからイオ一部がビームとなって引出され、基板を
照射する。

これによって基板のエツチングが行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術では、ソレノイド２が発生する磁束Ｂは、
引出し電ｐｉＡ４を突き貫け、その一部は基板７に達し
ている。従って、引出し電極４から引出されたイオンは
磁束との相互作用によりその軌道が曲げられ、ビームが
発散する。

本発明の目的は、平行性の良いイオンビームを引き出す
ことができるプラズマ装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、電子サイクロトロン共鳴を発生させる磁界
を、イオンビーム引出し方向と略直角方向に印加するこ
とにより達成される。

〔作用〕

電子サイクロトロン共鳴を発生させる磁界は、イオンビ
ーム引出し方向と直角方向に印加されているので、引出
し電極から引出されたイオンビームは電子サイクロトロ
ン共鳴を発生させる磁界の影響を受けることが無く、平
行性の良いイオンビームが得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。真空
排気装置１１を備えた真空容器５内に基板ホルダ６が設
けられ、基板ホルダ６に対向してプラズマ室１が設けら
れる。プラズマ室１の一端には誘電体窓１３が設けてあ
り、これに合致して導波管３が取付けられ、その先端に
はマイクロ発振器１０が取付けられている。一方、プラ
ズマ室１の他端は、互いに同じ位置に多数の孔を設けた
引出し電極４が配置されている。プラズマ室の外部に励
磁コイル１４及びヨーク１５が設けてあり。

イオンビーム引出し方向に対して略直角に、磁界が印加
されている。はじめ、真空容器５並びにプラズマ室１は
圧力１０″″ＢＴｏｒｒ以下の超高真空に排気される。

その後に、ガス供給口よりＣＦａなとのエツチングガス
が導入され、所定の動作圧力に設定される。次に、マイ
クロ波発振器１０を動作させて、例えば、周波数２．４
５ＧＨｚのマイクロ波を導波管３を介してプラズマ室１
に供給する。

ところでマイクロ波の電界Ｅは、マイクロ波の進行方向
に対して直交する方向である。励磁コイル１４の作る磁
界が、このマイクロ波の電界に対しても直交する方向に
むく様にヨーク１５を配貨してあり、かつ、その磁束密
度がプラズマ室１の少なくとも一部でマイクロ波の周波
数で電子サイクロトロン共鳴を起す密度に設定しである
。このとき、電子は電子サイクロトロン共鳴により強力
に加速され、ＣＦ４等のガス分子に衝突し電離を行なう
。その結果、プラズマ室内には濃いプラズマが発生し、
引出し電極４に適切な電圧を印加することにより、イオ
ンビームを引き出すことができる。二のとき、励磁コイ
ル１４の作る磁界は真空容器５側に入り込まないので、
引き出されたイオンビームを引き出することができ、よ
り微細な加工を行なうことができる。

第２図は、本発明による他の実施例である。この場合、
電子サイクロトロン共鳴を起す磁界発生手段として永久
磁石１２を用いている。プラズマ室１はイオンビームを
引出している状態で高電位となる。励磁コイルを使う場
合には、プラズマ室１とヨーク１５．あるいは、ヨーク
１５とコイル１４を電気的に絶縁するか、あるいは、コ
イル用電源高電位とする必要がある。磁界発生手段とし
て、永久磁石を用いた場合には、そ九らの問題が解決さ
れ、小形で経済的なプラズマ装置を提供することができ
る。

なお、プラズマ生成室は１円形でもよい。

なお、７は基板、８は排気管、１２は永久磁石である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電子サイクロトロン共鳴を起すための
磁界が引出されたイオンビームに影響を与えるのを防ぐ
ことができ、平行性の良いイオンビームを引き出すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明の
他の実施例の断面図、第３図は従来例を示す断面図であ
る。 １・・・プラズマ室、２・・・ソレノイド、３・・・導
波管。 ４・・・引出し電極、５・・・真空容器、６・・・基板
ホルダー、７・・・基板、８・・・排気管、１０・・・
マイクロ波発振器、１１・・・真空排気装置、１２・・
・永久磁石。 １４・・・励磁コイル、１５・・・ヨーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器と、前記真空容器に連通した排気装置と、
   ガス導入部と、プラズマ生成部とより成り、前記プラズ
   マ生成部にマイクロ波を導入する手段を設けたプラズマ
   装置において、 前記プラズマ生成部に、マイクロ波の作る電界およびイ
   オン引出し方向に略直交する磁界発生手段を設けたこと
   を特徴とするプラズマ装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記磁界発生手段が発生する磁界の少なくとも一部の磁
   束密度が、前記マイクロ波の周波数と電子サイクロトロ
   ン共鳴を生じる条件となるように選ばれていることを特
   徴とするプラズマ装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、 前記磁界発生手段が永久磁石であることを特徴とするプ
   ラズマ装置。