JPH06310464A - 中性粒子ビームエッチング装置 - Google Patents
中性粒子ビームエッチング装置Info
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- JPH06310464A JPH06310464A JP12218693A JP12218693A JPH06310464A JP H06310464 A JPH06310464 A JP H06310464A JP 12218693 A JP12218693 A JP 12218693A JP 12218693 A JP12218693 A JP 12218693A JP H06310464 A JPH06310464 A JP H06310464A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高密度な電子サイクロトロン共鳴プラズマ中
から中性粒子（ラジカル、原子分子）のみを引き出し中
性粒子ビームを生成すると共に、この中性粒子ビームを
用いて高精度微細加工を行う。 【構成】 電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理
ガスをプラズマ化するプラズマ生成室と基板処理室とを
圧力差を付与するためのオリフィスを挟んで配置する。
プラズマ生成室周辺に永久磁石またはコイルを設け、ミ
ラー磁場を形成することにより、プラズマ中の荷電粒子
をトラップし、中性粒子のみをオリフィスを通して基板
に垂直に輸送する。
から中性粒子（ラジカル、原子分子）のみを引き出し中
性粒子ビームを生成すると共に、この中性粒子ビームを
用いて高精度微細加工を行う。 【構成】 電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理
ガスをプラズマ化するプラズマ生成室と基板処理室とを
圧力差を付与するためのオリフィスを挟んで配置する。
プラズマ生成室周辺に永久磁石またはコイルを設け、ミ
ラー磁場を形成することにより、プラズマ中の荷電粒子
をトラップし、中性粒子のみをオリフィスを通して基板
に垂直に輸送する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエッチング装置に関し、
特に中性粒子ビームを用いて基板表面のエッチングを行
う中性粒子ビームエッチング装置に関するものである。
特に中性粒子ビームを用いて基板表面のエッチングを行
う中性粒子ビームエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の中性粒子ビームエッチン
グ装置として、２つの例が知られている。第１の例は、
図５に示すような構造である（Japanese Journal of Ap
pliedPhysics, Vol.29 (1990), 2220-2222）。この装置
は、マイクロ波５３による電子サイクロトロン共鳴放電
プラズマからイオンビーム５１を引き出し、そのイオン
にガス分子を衝突させ電荷交換により中性粒子ビームを
生成し試料（基板）５６のエッチング処理を行うもので
ある。図中、５０はソレノイド、５２はイオン源、５４
は中性ラジカル、５５は導波管、５７は中性粒子であ
る。一方、第２の例は、図６に示すような構造である
（Japanese Journal of Applied Physics, Vol.26 (198
7), 166-173）。このエッチング装置は、プラズマを用
いるのではなく、生成室内に反応性ガスを導入し、ノズ
ル内で加熱し圧力差を利用してホット分子を加速するこ
とによりビームを形成しエッチング処理を行うものであ
る。図中、６０は石英管、６１は石英シールド板、６２
はタングステンヒーター、６３はクランプ、６６は基板
である。
グ装置として、２つの例が知られている。第１の例は、
図５に示すような構造である（Japanese Journal of Ap
pliedPhysics, Vol.29 (1990), 2220-2222）。この装置
は、マイクロ波５３による電子サイクロトロン共鳴放電
プラズマからイオンビーム５１を引き出し、そのイオン
にガス分子を衝突させ電荷交換により中性粒子ビームを
生成し試料（基板）５６のエッチング処理を行うもので
ある。図中、５０はソレノイド、５２はイオン源、５４
は中性ラジカル、５５は導波管、５７は中性粒子であ
る。一方、第２の例は、図６に示すような構造である
（Japanese Journal of Applied Physics, Vol.26 (198
7), 166-173）。このエッチング装置は、プラズマを用
いるのではなく、生成室内に反応性ガスを導入し、ノズ
ル内で加熱し圧力差を利用してホット分子を加速するこ
とによりビームを形成しエッチング処理を行うものであ
る。図中、６０は石英管、６１は石英シールド板、６２
はタングステンヒーター、６３はクランプ、６６は基板
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術においては装置構成が複雑であり、中性粒子の運
動エネルギーの制御や大面積基板処理が難しく、実用的
でないという問題点がある。本発明の目的は、このよう
な従来の問題点を解決することにある。
の技術においては装置構成が複雑であり、中性粒子の運
動エネルギーの制御や大面積基板処理が難しく、実用的
でないという問題点がある。本発明の目的は、このよう
な従来の問題点を解決することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波に
よって発生する電場と該電場と直交する磁場とによって
おこる電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理ガス
をプラズマ化するプラズマ生成室と、内部に設けられた
基板に中性粒子を垂直に輸送してエッチング処理する基
板処理室と、前記プラズマ生成室と前記基板処理室との
間に設けられ前記プラズマから磁場に直交する方向に圧
力勾配を付与するオリフィスと、前記プラズマ生成室と
前記基板処理室にそれぞれ独立して設けられた真空ポン
プとを備え、前記プラズマ生成室の周辺部には該プラズ
マ生成室内にミラー磁場を形成する永久磁石またはコイ
ルが設置され、かつマイクロ波は前記ミラー磁場の高磁
場側から導入されることを特徴とする中性粒子ビームエ
ッチング装置である。ここで、プラズマ生成室内および
基板処理室内は絶縁性の材料で覆われていることが望ま
しく、またオリフィスのコンダクタンスを可変させて中
性粒子の加速エネルギーを制御するものであることが望
ましい。
よって発生する電場と該電場と直交する磁場とによって
おこる電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理ガス
をプラズマ化するプラズマ生成室と、内部に設けられた
基板に中性粒子を垂直に輸送してエッチング処理する基
板処理室と、前記プラズマ生成室と前記基板処理室との
間に設けられ前記プラズマから磁場に直交する方向に圧
力勾配を付与するオリフィスと、前記プラズマ生成室と
前記基板処理室にそれぞれ独立して設けられた真空ポン
プとを備え、前記プラズマ生成室の周辺部には該プラズ
マ生成室内にミラー磁場を形成する永久磁石またはコイ
ルが設置され、かつマイクロ波は前記ミラー磁場の高磁
場側から導入されることを特徴とする中性粒子ビームエ
ッチング装置である。ここで、プラズマ生成室内および
基板処理室内は絶縁性の材料で覆われていることが望ま
しく、またオリフィスのコンダクタンスを可変させて中
性粒子の加速エネルギーを制御するものであることが望
ましい。
【０００５】本発明の装置を用いることにより、プラズ
マ生成領域近傍で高密度な中性粒子を生成し、均一に基
板に到達できる。また、オリフィスのコンダクタンスに
より圧力差を制御でき、中性粒子の加速エネルギーを制
御できる。
マ生成領域近傍で高密度な中性粒子を生成し、均一に基
板に到達できる。また、オリフィスのコンダクタンスに
より圧力差を制御でき、中性粒子の加速エネルギーを制
御できる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明によるエッチング装置の一例の構成図である。
本装置は、電子サイクロトロン共鳴によってプラズマを
生成するプラズマ生成室１と基板処理室２とが互いに隣
接するように構成されている。このプラズマ生成室１に
はプラズマを生成するためのガスを導入するガス系が接
続されるとともに、石英ガラス、セラミックス等の誘電
体からなるマイクロ波導入窓４が設けられている。そし
て、この導入窓４を介してマイクロ波電源から導波管５
を通して送られてきたマイクロ波３がプラズマ生成室１
に導入されるようになっている。磁力線９はプラズマ生
成室周辺のコイル１０あるいは永久磁石により生成され
る。その磁場強度（ｚ方向）は図２に示す様な配位にな
っており、マイクロ波導入窓４に対して垂直で基板電極
（基板ホルダ）６に対して平行に印加され、ミラー磁場
９が形成されている。生成したプラズマ中の電子は磁場
によりサイクロトロン運動をするので磁力線９にまとわ
りつきトラップされる。さらに、イオンは磁場の影響は
殆ど受けないが、電子により生成される負ポテンシャル
によりプラズマ中に閉じこめられる。このため、磁場を
横切って基板１１の方向へ拡散されるのは中性粒子７の
みであり、中性粒子７のみを効果的に選択できる。真空
ポンプはプラズマ生成室１と基板処理室２に別々に設置
されており、それぞれの動作圧力に制御できる。さら
に、図３に示すようにプラズマ生成室１と基板処理室２
の間を遮っているオリフィス８によりプラズマ生成室１
と基板処理室２の圧力差をつける。このオリフィス８の
開口面積は５〜９０％まで可変でき、圧力差を大きく変
化させることができる。この圧力差により中性粒子の基
板での加速エネルギーを大幅に可変できる。また、プラ
ズマは磁力線に沿って拡散していくので、基板に対して
均一に生成され、大面積化にも十分対応できる。プラズ
マ生成室内と、基板処理室内は絶縁性の材料で覆われて
いることが望ましい。
は本発明によるエッチング装置の一例の構成図である。
本装置は、電子サイクロトロン共鳴によってプラズマを
生成するプラズマ生成室１と基板処理室２とが互いに隣
接するように構成されている。このプラズマ生成室１に
はプラズマを生成するためのガスを導入するガス系が接
続されるとともに、石英ガラス、セラミックス等の誘電
体からなるマイクロ波導入窓４が設けられている。そし
て、この導入窓４を介してマイクロ波電源から導波管５
を通して送られてきたマイクロ波３がプラズマ生成室１
に導入されるようになっている。磁力線９はプラズマ生
成室周辺のコイル１０あるいは永久磁石により生成され
る。その磁場強度（ｚ方向）は図２に示す様な配位にな
っており、マイクロ波導入窓４に対して垂直で基板電極
（基板ホルダ）６に対して平行に印加され、ミラー磁場
９が形成されている。生成したプラズマ中の電子は磁場
によりサイクロトロン運動をするので磁力線９にまとわ
りつきトラップされる。さらに、イオンは磁場の影響は
殆ど受けないが、電子により生成される負ポテンシャル
によりプラズマ中に閉じこめられる。このため、磁場を
横切って基板１１の方向へ拡散されるのは中性粒子７の
みであり、中性粒子７のみを効果的に選択できる。真空
ポンプはプラズマ生成室１と基板処理室２に別々に設置
されており、それぞれの動作圧力に制御できる。さら
に、図３に示すようにプラズマ生成室１と基板処理室２
の間を遮っているオリフィス８によりプラズマ生成室１
と基板処理室２の圧力差をつける。このオリフィス８の
開口面積は５〜９０％まで可変でき、圧力差を大きく変
化させることができる。この圧力差により中性粒子の基
板での加速エネルギーを大幅に可変できる。また、プラ
ズマは磁力線に沿って拡散していくので、基板に対して
均一に生成され、大面積化にも十分対応できる。プラズ
マ生成室内と、基板処理室内は絶縁性の材料で覆われて
いることが望ましい。
【０００７】本装置を用いることで中性粒子のみによる
基板処理を実現でき、精度の高いエッチングが可能とな
る。即ち、従来の荷電粒子を含むエッチングを行った場
合、図４に示すように、レジスト４２表面には蓄積電荷
４３が存在し、しかもこの蓄積電荷４３はエッチングパ
ターンによって密度が異なり、その表面分布は不均一で
ある。そのため、イオン４４はその反発力によって蓄積
電荷４３の少ない方へ曲げられて試料に輸送される結
果、エッチング形状が精度を欠くことになる。これに対
し、本発明の装置では中性粒子のみによって基板処理が
なされるので図４に示すような荷電粒子蓄積によるエッ
チング形状の劣化を生じることがなく、高精度なエッチ
ングが実現できる。本発明は、主にエッチング処理を目
的としているが、堆積やドーピングにおいても荷電粒子
の影響を抑える必要があり、該プロセスにも適用可能で
ある。
基板処理を実現でき、精度の高いエッチングが可能とな
る。即ち、従来の荷電粒子を含むエッチングを行った場
合、図４に示すように、レジスト４２表面には蓄積電荷
４３が存在し、しかもこの蓄積電荷４３はエッチングパ
ターンによって密度が異なり、その表面分布は不均一で
ある。そのため、イオン４４はその反発力によって蓄積
電荷４３の少ない方へ曲げられて試料に輸送される結
果、エッチング形状が精度を欠くことになる。これに対
し、本発明の装置では中性粒子のみによって基板処理が
なされるので図４に示すような荷電粒子蓄積によるエッ
チング形状の劣化を生じることがなく、高精度なエッチ
ングが実現できる。本発明は、主にエッチング処理を目
的としているが、堆積やドーピングにおいても荷電粒子
の影響を抑える必要があり、該プロセスにも適用可能で
ある。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるエッ
チング装置はＥＣＲプラズマから磁場を利用することに
より中性粒子のみを均一に効率よく選択的に引き出し、
この中性粒子を用いて高精度の微細加工を行うことがで
きるという効果がある。
チング装置はＥＣＲプラズマから磁場を利用することに
より中性粒子のみを均一に効率よく選択的に引き出し、
この中性粒子を用いて高精度の微細加工を行うことがで
きるという効果がある。
【図１】本発明による中性粒子ビームエッチング装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明による中性粒子ビームエッチング装置に
おけるｚ方向の磁場配位を示す図である。
おけるｚ方向の磁場配位を示す図である。
【図３】本発明による中性粒子ビームエッチング装置に
おけるｙ方向の圧力勾配を示す図である。
おけるｙ方向の圧力勾配を示す図である。
【図４】荷電粒子の蓄積によって生じるエッチング形状
の劣化を示す試料断面図である。
の劣化を示す試料断面図である。
【図５】従来例による中性粒子ビームエッチング装置の
一例の構成図である。
一例の構成図である。
【図６】従来例による中性粒子ビームエッチング装置の
別の一例の構成図である。
別の一例の構成図である。
１ プラズマ生成室 ２ 基板処理室 ３ マイクロ波 ４ マイクロ波導入窓 ５ 導波管 ６ 基板ホルダ ７ 中性粒子 ８ オリフィス ９ 磁力線 １０ コイル １１ 基板 ４１ ポリシリコン ４２ レジスト ４３ 蓄積電荷 ４４ イオン ５０ ソレノイド ５１ イオンビーム ５２ イオン源 ５３ マイクロ波 ５４ 中性ラジカル ５５ 導波管 ５６ 基板 ５７ 中性粒子 ６０ 石英管 ６１ 石英シールド板 ６２ タングステンヒーター ６３ クランプ ６６ 基板
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波によって発生する電場と該電
場と直交する磁場とによっておこる電子サイクロトロン
共鳴現象を利用して処理ガスをプラズマ化するプラズマ
生成室と、内部に設けられた基板に中性粒子を垂直に輸
送してエッチング処理する基板処理室と、前記プラズマ
生成室と前記基板処理室との間に設けられ前記プラズマ
から磁場に直交する方向に圧力勾配を付与するオリフィ
スと、前記プラズマ生成室と前記基板処理室にそれぞれ
独立して設けられた真空ポンプとを備え、前記プラズマ
生成室の周辺部には該プラズマ生成室内にミラー磁場を
形成する永久磁石またはコイルが設置され、かつマイク
ロ波は前記ミラー磁場の高磁場側から導入されることを
特徴とする中性粒子ビームエッチング装置。 - 【請求項２】 プラズマ生成室内および基板処理室内は
絶縁性の材料で覆われている請求項１記載の中性粒子ビ
ームエッチング装置。 - 【請求項３】 オリフィスのコンダクタンスを可変させ
て中性粒子の加速エネルギーを制御する請求項１または
２記載の中性粒子ビームエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5122186A JP2606551B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 中性粒子ビームエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5122186A JP2606551B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 中性粒子ビームエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310464A true JPH06310464A (ja) | 1994-11-04 |
| JP2606551B2 JP2606551B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=14829709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5122186A Expired - Fee Related JP2606551B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 中性粒子ビームエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606551B2 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159821A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Ulvac Corp | ラジカルビ−ムプロセス装置 |
| JPS6165420A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Anelva Corp | 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置 |
| JPS6420621A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Toshiba Corp | Plasma etching apparatus |
| JPS6431336A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Nippon Telegraph & Telephone | Ion source |
| JPH01293521A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JPH03257181A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-15 | Yoshio Moronuki | スパッター用中性粒子源 |
| JPH04354867A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-09 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP5122186A patent/JP2606551B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159821A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Ulvac Corp | ラジカルビ−ムプロセス装置 |
| JPS6165420A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Anelva Corp | 高周波放電装置とそれを利用する放電反応装置 |
| JPS6420621A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Toshiba Corp | Plasma etching apparatus |
| JPS6431336A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Nippon Telegraph & Telephone | Ion source |
| JPH01293521A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JPH03257181A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-15 | Yoshio Moronuki | スパッター用中性粒子源 |
| JPH04354867A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-09 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2606551B2 (ja) | 1997-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080213 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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