JP2531134B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2531134B2 JP2531134B2 JP61026682A JP2668286A JP2531134B2 JP 2531134 B2 JP2531134 B2 JP 2531134B2 JP 61026682 A JP61026682 A JP 61026682A JP 2668286 A JP2668286 A JP 2668286A JP 2531134 B2 JP2531134 B2 JP 2531134B2
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- Japan
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- plasma
- processing chamber
- ion
- sample
- extracting
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマ処理方法および装置に係り、特に
試料の処理における絶縁破壊によるダメージの低減に好
適なプラズマ処理方法および装置に関するものである。
試料の処理における絶縁破壊によるダメージの低減に好
適なプラズマ処理方法および装置に関するものである。
従来の装置は、特開昭58−87278号公報に記載のよう
に、電子サイクロトロン共鳴(ECR)放電によりイオン
源を生成するイオン化室と、イオンビームを引きだしウ
ェハを処理する反応室とから構成し、ウェハにイオンビ
ームを当てて処理していた。しかし、引き出されたイオ
ンビームを中性化する点については配慮されていなかっ
た。
に、電子サイクロトロン共鳴(ECR)放電によりイオン
源を生成するイオン化室と、イオンビームを引きだしウ
ェハを処理する反応室とから構成し、ウェハにイオンビ
ームを当てて処理していた。しかし、引き出されたイオ
ンビームを中性化する点については配慮されていなかっ
た。
イオンビームによるウェハの処理、例えばCVD処理ま
たはエッチング処理等によりウェハが受ける損傷には、
大きく分けて照射損傷と静電的損傷があり、静電的損傷
とは、例えばゲート材料のエッチングあるいはエッチン
グ後のホトレジストのアッシング時に、絶縁膜上に荷電
粒子が帯電して電荷が絶縁膜を貫き抜けて絶縁破壊を起
こすことである。
たはエッチング処理等によりウェハが受ける損傷には、
大きく分けて照射損傷と静電的損傷があり、静電的損傷
とは、例えばゲート材料のエッチングあるいはエッチン
グ後のホトレジストのアッシング時に、絶縁膜上に荷電
粒子が帯電して電荷が絶縁膜を貫き抜けて絶縁破壊を起
こすことである。
上記従来技術においては、この静電的損傷の点につい
て配慮がされておらず、絶縁膜の絶縁破壊あるいは、耐
電圧の劣化を起こす等の問題があった。
て配慮がされておらず、絶縁膜の絶縁破壊あるいは、耐
電圧の劣化を起こす等の問題があった。
本発明の目的は、エッチング時等の静電的損傷の低減
を図ることのできるプラズマ処理方法および装置を提供
することにある。
を図ることのできるプラズマ処理方法および装置を提供
することにある。
本発明の特徴は、処理室と、該処理室を真空排気する
排気手段と、該処理室に反応ガスを供給するガス導入手
段と、前記反応ガスをプラズマ化するためのイオン源プ
ラズマを発生させるマイクロ波プラズマ発生手段と、該
マイクロ波プラズマ発生手段にて発生したプラズマ中の
イオン粒子を引き出すイオン引出手段とを備え、該イオ
ン粒子を前記処理室内の試料に照射して該試料を処理を
行なうプラズマ処理装置において、 前記イオン引出手段と前記試料との間である前記処理
室内の空間に配置され、高周波放電により中和用のプラ
ズマを発生する高周波プラズマ発生手段と、該中和用の
プラズマ中から電子を引き出すグリッドとを備ているこ
とにある。
排気手段と、該処理室に反応ガスを供給するガス導入手
段と、前記反応ガスをプラズマ化するためのイオン源プ
ラズマを発生させるマイクロ波プラズマ発生手段と、該
マイクロ波プラズマ発生手段にて発生したプラズマ中の
イオン粒子を引き出すイオン引出手段とを備え、該イオ
ン粒子を前記処理室内の試料に照射して該試料を処理を
行なうプラズマ処理装置において、 前記イオン引出手段と前記試料との間である前記処理
室内の空間に配置され、高周波放電により中和用のプラ
ズマを発生する高周波プラズマ発生手段と、該中和用の
プラズマ中から電子を引き出すグリッドとを備ているこ
とにある。
本発明の他の特徴は、前記プラズマ処理装置におい
て、 前記イオン引出手段と前記試料との間である前記処理
室内の空間に配置され、前記ガス導入手段とは別の第2
のガス導入手段を有し、高周波放電により中和用のプラ
ズマを発生する高周波プラズマ発生手段と、該中和用の
プラズマ中から電子を引き出すグリッドとを備ているこ
とにある。
て、 前記イオン引出手段と前記試料との間である前記処理
室内の空間に配置され、前記ガス導入手段とは別の第2
のガス導入手段を有し、高周波放電により中和用のプラ
ズマを発生する高周波プラズマ発生手段と、該中和用の
プラズマ中から電子を引き出すグリッドとを備ているこ
とにある。
プラズマ生成室にて処理ガスをプラズマ化し、プラズ
マ中のイオン粒子をイオン引出装置によって処理室側に
引き出しイオンビームにして、該イオンビームを電子付
与手段により発生させた電子域を通過させて、イオン粒
子を与えて中性の中性粒子ビームにして試料に照射す
る。これにより、試料の絶縁膜は帯電することがないの
で、静電的損傷を低減することができる。
マ中のイオン粒子をイオン引出装置によって処理室側に
引き出しイオンビームにして、該イオンビームを電子付
与手段により発生させた電子域を通過させて、イオン粒
子を与えて中性の中性粒子ビームにして試料に照射す
る。これにより、試料の絶縁膜は帯電することがないの
で、静電的損傷を低減することができる。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
プラズマ生成室でえある放電室1上部には、図示しな
いマイクロ波源に接続された導波管4および処理ガスの
ガス導入口2が設けられている。放電室3の周囲には磁
界を発生させる電磁コイル3が設けてある。放電室1の
下側はイオン引出手段であるグリッド5が設けてあり、
グリッド5を介して放電室1に処理室6が連通して設け
てある。処理室6下部には、図示しない排気装置に接続
された排気口14が設けてある。処理室6の内部には、グ
リッド5に対向して、試料であるウェハ13が配置され
る。またグリッド5とウェハ13との間に、例えば金属メ
ッシュでなるグリッド10と絶縁カバー7とでトーラス状
の枠を形成し、絶縁カバー7とグリッド10とで囲んだ空
間に、ガス導入口12と真空排気口15とが設けてある。さ
らにコの字形の絶縁カバー7の内側上下に電極を配置
し、一方を高周波電源9を介して接地し、他方を直接接
地する。グリッド10は直流電源11を介して接地してあ
る。この場合電子付与手段は、金属メッシュ2,グリッド
10,絶縁カバー7,ガス導入口12,排気口15,高周波電源9,
グリッド10および直流電源11とから構成された電子シャ
ワー装置である。
いマイクロ波源に接続された導波管4および処理ガスの
ガス導入口2が設けられている。放電室3の周囲には磁
界を発生させる電磁コイル3が設けてある。放電室1の
下側はイオン引出手段であるグリッド5が設けてあり、
グリッド5を介して放電室1に処理室6が連通して設け
てある。処理室6下部には、図示しない排気装置に接続
された排気口14が設けてある。処理室6の内部には、グ
リッド5に対向して、試料であるウェハ13が配置され
る。またグリッド5とウェハ13との間に、例えば金属メ
ッシュでなるグリッド10と絶縁カバー7とでトーラス状
の枠を形成し、絶縁カバー7とグリッド10とで囲んだ空
間に、ガス導入口12と真空排気口15とが設けてある。さ
らにコの字形の絶縁カバー7の内側上下に電極を配置
し、一方を高周波電源9を介して接地し、他方を直接接
地する。グリッド10は直流電源11を介して接地してあ
る。この場合電子付与手段は、金属メッシュ2,グリッド
10,絶縁カバー7,ガス導入口12,排気口15,高周波電源9,
グリッド10および直流電源11とから構成された電子シャ
ワー装置である。
上記構成により、放電室1にガス導入口2を通して処
理ガスを導入し、また、電磁コイル3により、磁場を印
加する。マイクロ波源から出されたマイクロ波は、導波
管4を通り、放電室1に供給され、ECR放電により、放
電室1内部に、プラズマを生成させる。生成されたプラ
ズマ中のイオンは、グリッド5を通して加速され、処理
室6に導入される。処理室6内部には、電子シャワー装
置が配置され、この電子シャワー装置の内部がガス導入
口12を通してガスを導入し、内部に高周波プラズマを生
成し、プラズマ中の電子をグリッド10を通して中心軸方
向に引き出す。これにより、放電室1から引き出された
イオンビームは、この電子シャワー装置の中を通る時、
電子によって荷電中和され、中性粒子ビームとなり、イ
オンビームが持っていた方向性を失うことなく、ウェハ
13に照射され反応する。なお、反応に当っては中性粒子
ビームのみでなく、プラズマ化により発生したラジカル
も寄与する。また、処理室は、排気口14を通して真空排
気するとともに、電子シャワー装置の内部も真空排気口
15によって独立に真空排気している。
理ガスを導入し、また、電磁コイル3により、磁場を印
加する。マイクロ波源から出されたマイクロ波は、導波
管4を通り、放電室1に供給され、ECR放電により、放
電室1内部に、プラズマを生成させる。生成されたプラ
ズマ中のイオンは、グリッド5を通して加速され、処理
室6に導入される。処理室6内部には、電子シャワー装
置が配置され、この電子シャワー装置の内部がガス導入
口12を通してガスを導入し、内部に高周波プラズマを生
成し、プラズマ中の電子をグリッド10を通して中心軸方
向に引き出す。これにより、放電室1から引き出された
イオンビームは、この電子シャワー装置の中を通る時、
電子によって荷電中和され、中性粒子ビームとなり、イ
オンビームが持っていた方向性を失うことなく、ウェハ
13に照射され反応する。なお、反応に当っては中性粒子
ビームのみでなく、プラズマ化により発生したラジカル
も寄与する。また、処理室は、排気口14を通して真空排
気するとともに、電子シャワー装置の内部も真空排気口
15によって独立に真空排気している。
以上、本一実施例によれば、ウェハ13に中性粒子ビー
ムを照射して処理するので、処理面に電荷がチャージア
ップすることがなく、これにより静電的損傷が低減で
き、ウェハ13の絶縁膜の絶縁破壊および耐電圧低下を防
止することができるという効果がある。
ムを照射して処理するので、処理面に電荷がチャージア
ップすることがなく、これにより静電的損傷が低減で
き、ウェハ13の絶縁膜の絶縁破壊および耐電圧低下を防
止することができるという効果がある。
次に、第2の実施例を第2図により説明する。第2図
において、第1図と同符号は同一部材を示す。本図が第
1図と異なるところは、電子付与手段にあり、第1図の
電子シャワー装置の絶縁カバー17を処理室6の下面まで
のばして、カバー17aとして、電子シャワー装置がウェ
ハ13を取り囲むように配置してある点である。これによ
り、電子シャワー装置より引出された電子は、イオンビ
ームを荷電中和し中性粒子ビームとすると同時に、ウェ
ハ13にも電子が照射され、ウェハ13のプラスの帯電を防
止する。
において、第1図と同符号は同一部材を示す。本図が第
1図と異なるところは、電子付与手段にあり、第1図の
電子シャワー装置の絶縁カバー17を処理室6の下面まで
のばして、カバー17aとして、電子シャワー装置がウェ
ハ13を取り囲むように配置してある点である。これによ
り、電子シャワー装置より引出された電子は、イオンビ
ームを荷電中和し中性粒子ビームとすると同時に、ウェ
ハ13にも電子が照射され、ウェハ13のプラスの帯電を防
止する。
以上、本実施例によれば、前記一実施例と同様の効果
が得られるとともに、さらによりウェハ13の帯電防止が
でき、ウェハ13の静電的損傷を低減できるという効果が
ある。
が得られるとともに、さらによりウェハ13の帯電防止が
でき、ウェハ13の静電的損傷を低減できるという効果が
ある。
第1および第2の実施例において、イオンビームを荷
電中和させるため、ガス導入口12より導入させるガスの
種類を、プラズマ生成のためのガス導入口2より導入さ
れる反応ガスと同じガス、あるいはAr,He等の希ガス、
あるいは、前記反応ガスと希ガスの混合ガスとすること
により、ウェハ13側へ洩れた場合でも、ウェハ処理への
悪影響を防ぐことができる。
電中和させるため、ガス導入口12より導入させるガスの
種類を、プラズマ生成のためのガス導入口2より導入さ
れる反応ガスと同じガス、あるいはAr,He等の希ガス、
あるいは、前記反応ガスと希ガスの混合ガスとすること
により、ウェハ13側へ洩れた場合でも、ウェハ処理への
悪影響を防ぐことができる。
また、以上の実施例では、イオン引出手段としてグリ
ッド5を使用してイオンの引き出しを行なったが、電磁
コイル3によって磁界に勾配をもたせてイオンを出すよ
うにしても良い。これによればグリッド5が不要とな
り、イオンによるグリッド5の損傷の問題もなくなる。
ッド5を使用してイオンの引き出しを行なったが、電磁
コイル3によって磁界に勾配をもたせてイオンを出すよ
うにしても良い。これによればグリッド5が不要とな
り、イオンによるグリッド5の損傷の問題もなくなる。
また、以上の実施例は、ECR放電によってイオンビー
ムの引き出す場合について述べたが、イオン源プラズマ
を生成する方法としてRF放電、μ波放電、直流放電を用
いた場合についても適用可能である。これらの放電を用
いた場合では、ECR放電に比較して、イオン源の部分の
装置構成が簡単であるという効果がある。
ムの引き出す場合について述べたが、イオン源プラズマ
を生成する方法としてRF放電、μ波放電、直流放電を用
いた場合についても適用可能である。これらの放電を用
いた場合では、ECR放電に比較して、イオン源の部分の
装置構成が簡単であるという効果がある。
本発明によれば、イオンビームを荷電中和し中性粒子
ビームを生成して、試料に照射し処理することができる
ので、試料の静電的損傷の低減を図ることができるとい
う効果がある。本発明では特に、イオン源プラズマを発
生させる手段としてマイクロ波プラズマ発生手段を採用
し、中和用プラズマ発生手段として、高周波放電による
プラズマを発生する高周波プラズマ発生手段を用いてい
るため、低圧力領域で安定に動作するという効果があ
る。
ビームを生成して、試料に照射し処理することができる
ので、試料の静電的損傷の低減を図ることができるとい
う効果がある。本発明では特に、イオン源プラズマを発
生させる手段としてマイクロ波プラズマ発生手段を採用
し、中和用プラズマ発生手段として、高周波放電による
プラズマを発生する高周波プラズマ発生手段を用いてい
るため、低圧力領域で安定に動作するという効果があ
る。
第1図ないし第2図は本発明の実施例であるプラズマ処
理装置を示す断面図である。 1……放電室、5……グリッド、6……処理室、7……
カバー、8……電極、9……高周波電源、10……グリッ
ド、11……直流電源、12……ガス導入口、16……フィラ
メント、17……直流電源、18……中性化フィラメント
理装置を示す断面図である。 1……放電室、5……グリッド、6……処理室、7……
カバー、8……電極、9……高周波電源、10……グリッ
ド、11……直流電源、12……ガス導入口、16……フィラ
メント、17……直流電源、18……中性化フィラメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 良次 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (72)発明者 福島 義親 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−136496(JP,A) 特開 昭57−41375(JP,A) 特公 昭50−20719(JP,B2)
Claims (2)
- 【請求項1】処理室と、該処理室を真空排気する排気手
段と、該処理室に反応ガスを供給するガス導入手段と、
前記反応ガスをプラズマ化するためのイオン源プラズマ
を発生させるマイクロ波プラズマ発生手段と、該マイク
ロ波プラズマ発生手段にて発生したプラズマ中のイオン
粒子を引き出すイオン引出手段とを備え、該イオン粒子
を前記処理室内の試料に照射して該試料の処理を行なう
プラズマ処理装置において、 前記イオン引出手段と前記試料との間である前記処理室
内の空間に配置され、高周波放電により中和用のプラズ
マを発生する高周波プラズマ発生手段と、該中和用のプ
ラズマ中から電子を引き出すグリッドとを備えているこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項2】処理室と、該処理室を真空排気する排気手
段と、該処理室に反応ガスを供給するガス導入手段と、
前記反応ガスをプラズマ化するためのイオン源プラズマ
を発生させるマイクロ波プラズマ発生手段と、該マイク
ロ波プラズマ発生手段にて発生したプラズマ中のイオン
粒子を引き出すイオン引出手段とを備え、該イオン粒子
を前記処理室内の試料に照射して該試料の処理を行なう
プラズマ処理装置において、 前記イオン引出手段と前記試料との間である前記処理室
内の空間に配置され、前記ガス導入手段とは別の第2の
ガス導入手段を有し、高周波放電により中和用のプラズ
マを発生する高周波プラズマ発生手段と、該中和用のプ
ラズマ中から電子を引き出すグリッドとを備ていること
を特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61026682A JP2531134B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61026682A JP2531134B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62185324A JPS62185324A (ja) | 1987-08-13 |
JP2531134B2 true JP2531134B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=12200163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61026682A Expired - Lifetime JP2531134B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2531134B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100367662B1 (ko) | 2000-05-02 | 2003-01-10 | 주식회사 셈테크놀러지 | 하이퍼서멀 중성입자 발생 장치 및 이를 채용하는 중성입자 처리 장치 |
DE10215660B4 (de) | 2002-04-09 | 2008-01-17 | Eads Space Transportation Gmbh | Hochfrequenz-Elektronenquelle, insbesondere Neutralisator |
KR100698614B1 (ko) | 2005-07-29 | 2007-03-22 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 가속장치 및 그것을 구비하는 플라즈마 처리시스템 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5628251B2 (ja) * | 1973-06-21 | 1981-06-30 | ||
JPS52136496A (en) * | 1976-05-10 | 1977-11-15 | Hitachi Ltd | Apparatus for ion beam machining |
JPS5943992B2 (ja) * | 1980-08-26 | 1984-10-25 | 日本真空技術株式会社 | イオン処理装置 |
-
1986
- 1986-02-12 JP JP61026682A patent/JP2531134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62185324A (ja) | 1987-08-13 |
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