JPH06122984A - Ｅｃｒプラズマ処理方法 - Google Patents
Ｅｃｒプラズマ処理方法Info
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- JPH06122984A JPH06122984A JP27047992A JP27047992A JPH06122984A JP H06122984 A JPH06122984 A JP H06122984A JP 27047992 A JP27047992 A JP 27047992A JP 27047992 A JP27047992 A JP 27047992A JP H06122984 A JPH06122984 A JP H06122984A
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 10
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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。 【構成】 マイクロ波の進行方向と平行又は垂直に一定
磁界０．０８７５Ｔを与えて生じるＥＣＲ現象を利用す
る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τON ０．１μｓ〜１×１０6μｓのパルス電
圧を加えることを特徴とするＥＣＲプラズマ処理方法で
ある。
異方性ＥＣＲプラズマ処理方法に関する。 【構成】 マイクロ波の進行方向と平行又は垂直に一定
磁界０．０８７５Ｔを与えて生じるＥＣＲ現象を利用す
る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τON ０．１μｓ〜１×１０6μｓのパルス電
圧を加えることを特徴とするＥＣＲプラズマ処理方法で
ある。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００７】
【実施例】以下に実施例を図面に基づいて説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【００１０】
【表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。
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。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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０．０ μｍ／ｍｍ2であ
り、滑らかな表面を得た。
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０．０ μｍ／ｍｍ2であ
り、滑らかな表面を得た。
【００１９】
【表４】
【００２０】
【表５】
【００２１】
【表６】
【００２２】
【表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。
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。
【００２４】
【表８】
【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。
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。
【図１】本発明の実施例の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例の説明図である。
【図３】一定磁界と平均磁界の説明図である。
【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。
形である。
【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。
明図である。
【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。
図である。
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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波の進行方向と平行に磁界を与
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。 - 【請求項２】 マイクロ波の進行方向と垂直に磁界を与
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。 - 【請求項３】 マイクロ波の進行方向と垂直および平行
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4270479A JP2584396B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Ｅｃｒプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4270479A JP2584396B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Ｅｃｒプラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122984A true JPH06122984A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2584396B2 JP2584396B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=17486876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4270479A Expired - Lifetime JP2584396B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Ｅｃｒプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584396B2 (ja) |
Cited By (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 |
| WO2018061235A1 (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS602388A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 転写型感熱記録装置 |
| JPS6379986A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-09 | Canon Inc | プラズマ制御装置 |
| JPH0277123A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-03-16 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法 |
| JPH02312227A (ja) * | 1989-05-29 | 1990-12-27 | Hitachi Ltd | プラズマ処理方法及び装置 |
| JPH0448726A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-18 | Samsung Electron Co Ltd | 変調方式を用いるプラズマ発生装置及び方法 |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP4270479A patent/JP2584396B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2584396B2 (ja) | 1997-02-26 |
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