JPH01130528A - プラズマ処理装置 - 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］ この発明はブ与ズマ処理装置に関するものであり、特に
、その中に試料を導入し、イオン反応種を用いて該試料
をプラズマ処理するプラズマ処理室と、該プラズマ処理
室の外部に設けられるものであり、該プラズマ処理室内
に磁力線を供給する磁場発生機構と、を備えたプラズマ
処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 現在、半導体素子の微細加工には、パターンの微細化に
伴って、イオン性の反応種を用いて試料をエツチングす
る反応性イオンエツチング（以下、ＲＩＥと略す）が主
に使用されている。しかしながら、そのスループット、
試料へのイオン衝撃等の問題を解決するため、電場と垂
直に磁場を印加するマグネトロンＲＩＥ装置が検討され
ている。

第３図は、従来のマグネトロン反応性イオンエツチング
装置の断面図である。図において、１はプラズマ処理室
であり、該プラズマ処理室１内に平行平板電極２，３が
配置されている。平行平板電極３には試料４が載せられ
ている。平行平板電極３には高周波電源５が接続され、
平行平板電極２は接地されている。プラズマ処理室１に
はガスを導入するガス導入口８が設けられ、使用済みの
ガスを排出するガス排気管９が設けられている。

プラズマ処理室１の外部には、該プラズマ処理室１内に
、電場と垂直な磁力線７を供給する磁場発生機構６が設
けられている。

この装置では、磁場発生機構６で磁場７を発生させ、こ
の磁場７と、高周波電源５によって印加された高周波電
力によって生じる試料４表面の電場と、を直交させるこ
とにより、プラズマ中の電子をドリフト運動させ、プラ
ズマループを形成する。そして、ガス導入口８から導入
されたガスをイオン化し、該ガスのプラズマにより試料
４をたとえばエツチングする。

このマグネトロン放電を用いた場合、試料４に垂直方向
への電子の移動度は、平行平板電極３に沿ったサイクロ
イド運動のために小さくなる。このため、イオン化効率
が増大し、イオン電流密度が増加するため、イオンアシ
ストエツチングに本装置を適用した場合には、エツチン
グ速度が増大する。また、電子の移動度が低下したため
に、イオンエネルギが減少し、放射損傷の軽減が見込ま
れる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、第３図に示したような、従来のマグネト
ロンＲＩＥ装置では、磁力線７が図のごとく発散してし
まう。そのため、磁場の均一性が不充分になり、エツチ
ングが均一に行なえないという問題点があった。均一な
エツチング等が行なえないと、そのまま半導体装置に適
用した場合には、電気的特性を悪化させる。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、均一な磁場を与え、均一性の良いプラズマ処
理を行なうことのできる、プラズマ処理装置を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、その中に試料を導入し、電場を与え該試料
をプラズマ処理するプラズマ処理室と、上記プラズマ処
理室の外部に設けられるものであり、該プラズマ処理室
内に磁力線を供給する磁場発生機構と、を備えたプラズ
マ処理装置に係るものである。そして、上記問題点を解
決するために、上記磁場６発生機構の上記磁力線の方向
に沿う長さ寸法を、上記プラズマ処理室の上記磁力線の
方向に沿う長さ寸法よりも十分に大きくしたことを特徴
とする。

［作用コ この発明に係るプラズマ処理装置は、磁場発生機構の磁
力線の方向に沿う長さ寸法を、プラズマ処理室の磁力線
の方向に沿う長さ寸法よりも十分に大きくしているので
、上記磁力線の方向に関して、非常に均一性の良い磁場
が得られる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１Ａ図はこの発明の一実施例の断面図であり、第１Ｂ
図は第１Ａ図におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

これらの図に示す実施例は、以下の点を除いて、第３図
に示す従来例と同様であり、相当する部分には同一の参
照番号を付し、その説明を省略する。

本実施例に係るプラズマ処理装置が従来例（第３図）と
異なる点は、磁場発生機構６の磁力線７の方向（図中、
Ｚ軸方向）に沿う長さ寸法を、プラズマ処理室１の磁力
線７の方向に沿う長さ寸法よりも十分に大きくしている
点である。なお、この実施例では、磁場発生機構として
ソレノイドコイル６を用いている。このような構成によ
る本実施例装置においては、ソレノイドコイル６の軸方
向（図中、Ｚ軸方向）の長さが、プラズマ処理室１の磁
力線７の方向に沿う長さ寸法よりも十分に大きいので、
軸方向での磁場の均一性が非常に良くなる。その結果、
試料４に対して、均一性の良いプラズマ処理を行なうこ
とができるようになる。

また、ソレノイドコイル６の軸方向の長さを十分大きく
とれば、第１Ａ図において点線で示したように、複数個
のプラズマ処理室１を設けることも可能となる。このよ
うに複数個の処理室を設けることによって、作業性が著
しく向上する。

なお、上記実施例では磁場発生機構６としてソレノイド
コイルを用いた場合を例示したが、トロイダルコイルを
用いても、実施例と同様の効果を実現する。第２図は、
トロイダルコイルを用いて、その中にプラズマ処理室１
を複数個配置して、プラズマ処理装置を構成した場合の
、該装置の平面図である。図中、１はプラズマ処理室で
あり、該プラズマ処理室が複数個、磁場発生機構である
トロイダルコイル６中に配置されている。磁力線７はト
ロイダルコイル６の軸芯に沿って循環する。

［発明の効果コ 以上説明したとおり、この発明に係るプラズマ処理装置
によれば、磁場発生機構の磁力線の方向に沿う長さ寸法
を、プラズマ処理室の磁力線の方向に沿う長さ寸法より
も十分に大きくしたので、磁力線の方向の磁場の均一性
が非常に良好となる。

その結果、均一性の良いプラズマ処理が行なえるように
なり、良好な半導体装置を供給できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図はこの発明の一実施例の断面図、第１Ｂ図は第
１Ａ図におけるＡ−Ａ’断面図である。 第２図はこの発明の他の実施例の平面図である。 第３図は従来のプラズマ処理装置の断面図である。 図において、１はプラズマ処理室、２．３は平行平板電
極、４は試料、５は高周波電源、６は磁場発生機構、７
は磁力線である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）その中に試料を導入し、電場を与え該試料をプラ
   ズマ処理するプラズマ処理室と、前記プラズマ処理室の
   外部に設けられるものであり、該プラズマ処理室内に前
   記電場と垂直な磁力線を供給する磁場発生機構と、を備
   えたプラズマ処理装置において、 前記磁場発生機構の前記磁力線の方向に沿う長さ寸法を
   、前記プラズマ処理室の前記磁力線の方向に沿う長さ寸
   法よりも十分に大きくしたことを特徴とするプラズマ処
   理装置。
2. （２）前記磁場発生機構の前記磁力線の方向に沿う長さ
   寸法を十分に大きくし、前記プラズマ処理室を１または
   ２以上設けた特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理
   装置。
3. （３）前記磁場発生機構がソレノイドコイルである特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のプラズマ処理装置
   。
4. （４）前記磁場発生機構がトロイダルコイルである特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のプラズマ処理装置
   。