JP3362181B2 - Fine processing method and apparatus by radical control - Google Patents
Fine processing method and apparatus by radical controlInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ中に特定のラ
ジカルを注入すること(ラジカル制御)により材料の微
細加工を行う方法、ならびにその方法において使用する
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for microfabrication of a material by injecting specific radicals into plasma (radical control), and an apparatus used in the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】プラズマを用いた材料の微細加工プロセ
スは、集積回路の微細加工などに必要不可欠の技術であ
る。この材料の微細加工プロセスでは、プラズマ中に適
当な反応性ガスを導入し、ガスの分解あるいは励起によ
り生成されるイオンやラジカルと被処理基体との反応に
より微細加工が行われる。ここでラジカルは、これらの
プロセスの実現において極めて重要な役割を果たしてい
る。2. Description of the Related Art A material microfabrication process using plasma is an essential technique for microfabrication of integrated circuits. In the microfabrication process of this material, an appropriate reactive gas is introduced into the plasma, and the microfabrication is performed by the reaction between ions or radicals generated by the decomposition or excitation of the gas and the substrate to be treated. Radicals here play a crucial role in the realization of these processes.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、プラズ
マを用いたLSIなどの微細加工プロセスにおいて、ラ
ジカルは極めて重要な役割を果たしているが、ラジカル
の密度や組成は、従来用いるガスの種類と圧力、印加電
力、プロセス容器の大きさ、材質などの外部パラメータ
ーで決定されている。また、ラジカルは電気的に中性で
あるため、その制御はきわめて困難である。As described above, radicals play an extremely important role in the microfabrication process of LSI and the like using plasma. The density and composition of radicals depend on the type of gas used conventionally. It is determined by external parameters such as pressure, applied power, size of process container and material. Further, since radicals are electrically neutral, their control is extremely difficult.
【0004】従って、このような外部パラメーターの変
化では、材料の微細加工プロセスにおいて重要な役割を
果たす特定のラジカルのみの密度をプラズマ中で飛躍的
に向上させたり、所望のラジカルの密度や組成を高精度
に制御することは不可能であり、従って、材料の微細加
工の飛躍的向上を期待することは困難であった。Therefore, with such changes in external parameters, the density of only specific radicals that play an important role in the microfabrication process of materials is dramatically improved in plasma, and the density and composition of desired radicals are improved. It is impossible to control with high precision, and thus it has been difficult to expect a dramatic improvement in fine processing of materials.
【0005】さらに、材料の微細加工プロセスにおいて
は、複数のガスを使用し、これらのガスの分解により、
ラジカルが生成される。ラジカルは、各ガスから生じる
ラジカルの生成断面積がエネルギー依存性を有している
ため、用いるプラズマのエネルギー範囲内で、複数のガ
スの分解により所望のラジカルの密度、組成を得ること
は、不可能であった。Further, in the material microfabrication process, a plurality of gases are used, and the decomposition of these gases causes
Radicals are generated. As for radicals, since the generation cross-section of radicals generated from each gas has energy dependence, it is impossible to obtain a desired radical density and composition by decomposing a plurality of gases within the energy range of the plasma used. It was possible.
【0006】本発明の目的は、従来得ることが不可能で
あった微細加工特性の大幅な向上を実現可能にするラジ
カル制御による微細加工方法、およびその方法において
使用する装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a microfabrication method by radical control, which makes it possible to achieve a great improvement in microfabrication characteristics that could not be obtained conventionally, and an apparatus used in the method. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明ラジカル制御によ
る微細加工方法は、真空容器内に導入された反応性ガス
である第1の物質のプラズマを形成するとともに、反応
性ガスである第2の物質を前記プラズマの外部において
分解させて密度および/または組成が制御されたラジカ
ルを発生させ、該発生したラジカルを前記プラズマ中に
注入することにより、該プラズマ中に配置された被処理
基体を微細加工するようにしたラジカル制御による微細
加工方法において、前記第2の物質を熱により分解させ
て前記ラジカルを発生させることを特徴とするものであ
る。In the fine processing method by radical control of the present invention, a plasma of a first substance which is a reactive gas introduced into a vacuum container is formed, and a second gas which is a reactive gas is formed. By decomposing a substance outside the plasma to generate radicals having a controlled density and / or composition, and injecting the generated radicals into the plasma, a substrate to be treated arranged in the plasma is finely divided. In the fine processing method by radical control so as to process, the second substance is decomposed by heat to generate the radical.
【0008】本発明ラジカル制御による微細加工方法
は、真空容器内に導入された反応性ガスである第1の物
質のプラズマを形成するとともに、固体材料、液体材料
またはそれらの組み合わせである第2の物質を前記プラ
ズマの外部において分解させて密度および/または組成
が制御されたラジカルを発生させ、該発生したラジカル
を前記プラズマ中に注入することにより、該プラズマ中
に配置された被処理基体を微細加工するようにしたラジ
カル制御による微細加工方法において、前記第2の物質
を光または電子照射により分解させて前記ラジカルを発
生させることを特徴とするものである。The microfabrication method by radical control according to the present invention forms plasma of the first substance which is the reactive gas introduced into the vacuum container, and at the same time, the second substance which is a solid material, a liquid material or a combination thereof. By decomposing a substance outside the plasma to generate radicals having a controlled density and / or composition, and injecting the generated radicals into the plasma, a substrate to be treated arranged in the plasma is finely divided. In the fine processing method by radical control so as to process, the second substance is decomposed by light or electron irradiation to generate the radical.
【0009】本発明ラジカル制御による微細加工方法
は、前記第1の物質のプラズマが、該物質にマイクロ
波、UHF波、VHF波、RF波および直流のいずれか
を印加しまたは電子線の照射を行うことにより形成され
たものであることを特徴とするものである。In the microfabrication method by radical control according to the present invention, the plasma of the first substance is applied with any of microwave, UHF wave, VHF wave, RF wave and direct current, or is irradiated with an electron beam. It is characterized by being formed by carrying out.
【0010】本発明ラジカル制御による微細加工装置
は、プラズマ放電機構を含んでなる真空容器と、該真空
容器に接続された真空排気装置と、前記真空容器に接続
され、ラジカル発生機構を含んで密度および/または組
成が制御されたラジカルを発生するラジカル発生室とを
少なくとも具え、前記ラジカル発生室において、該室に
供給された反応性ガスである原料物質を前記ラジカル発
生機構により分解し、該原料物質の分解によって生じる
密度および/または組成の制御が行われたラジカルを前
記真空容器に輸送し、前記プラズマ放電機構で発生させ
たプラズマ中に注入し得るように構成されているラジカ
ル制御による微細加工装置において、前記ラジカル発生
機構は加熱機構からなることを特徴とするものである。The radical-controlled microfabrication apparatus of the present invention includes a vacuum container including a plasma discharge mechanism, a vacuum exhaust device connected to the vacuum container, a vacuum container connected to the vacuum container, and a radical generating mechanism. And / or a radical generating chamber for generating radicals having a controlled composition, and in the radical generating chamber, a raw material that is a reactive gas supplied to the chamber is decomposed by the radical generating mechanism to obtain the raw material. Microfabrication by radical control configured so that radicals generated by decomposition of substances and having controlled density and / or composition can be transported to the vacuum container and injected into plasma generated by the plasma discharge mechanism. In the apparatus, the radical generating mechanism is composed of a heating mechanism.
【0011】本発明ラジカル制御による微細加工装置
は、プラズマ放電機構を含んでなる真空容器と、該真空
容器に接続された真空排気装置と、前記真空容器に接続
され、ラジカル発生機構を含んで密度および/または組
成が制御されたラジカルを発生するラジカル発生室とを
少なくとも具え、前記ラジカル発生室において、該室に
供給された固体材料、液体材料またはそれらの組み合わ
せである原料物質を前記ラジカル発生機構により分解
し、該原料物質の分解によって生じる密度および/また
は組成の制御が行われたラジカルを前記真空容器に輸送
し、前記プラズマ放電機構で発生させたプラズマ中に注
入し得るように構成されているラジカル制御による微細
加工装置において、前記ラジカル発生機構は光または電
子照射機構からなることを特徴とするものである。The radical-controlled microfabrication apparatus of the present invention includes a vacuum container including a plasma discharge mechanism, a vacuum exhaust device connected to the vacuum container, a vacuum container connected to the vacuum container, and a density generating unit including a radical generating mechanism. And / or a radical generation chamber for generating radicals whose composition is controlled, and the radical generation mechanism, wherein the raw material which is a solid material, a liquid material or a combination thereof supplied to the chamber is used as the radical generation mechanism. Radicals, which are decomposed by the method and whose density and / or composition is controlled by the decomposition of the raw material, are transported to the vacuum container and can be injected into the plasma generated by the plasma discharge mechanism. In the microfabrication device with radical control, the radical generation mechanism consists of a light or electron irradiation mechanism. The one in which the features.
【0012】本発明ラジカル制御による微細加工装置
は、前記プラズマ放電機構には、マイクロ波、UHF
波、VHF波、RF波、直流および電子線のいずれかの
発生電源が接続されていることを特徴とするものであ
る。In the microfabrication apparatus by radical control according to the present invention, the plasma discharge mechanism includes a microwave and UHF.
Wave, VHF wave, RF wave, direct current and electron beam generation power source is connected.
【0013】[0013]
【実施例】以下に添付図面を参照し、具体例により本発
明を詳細に説明する。
具体例
図1は、本発明ラジカル制御による微細加工方法の具体
例に使用する本発明ラジカル制御による微細加工装置の
一例を示し、特にプラズマ中に配置された被処理基体を
微細加工するためのプラズマエッチング装置として構成
している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail by way of specific examples with reference to the accompanying drawings. Specific Example FIG. 1 shows an example of a microfabrication apparatus by radical control of the present invention used in a specific example of a microfabrication method by radical control of the present invention. In particular, plasma for microfabrication of a substrate to be processed arranged in plasma. It is configured as an etching device.
【0014】図1において、901は真空容器、902
は磁気コイル、903は石英窓、904は導波管、90
5はマッチング機構、906はマイクロ波電源、907
はガス導入口、908は排気口、909は試料台として
の電極、910は被処理基体、911は冷却用水冷管、
912は高周波電源、913はラジカル注入機構、91
4は反応性ガス導入口、915はラジカル発生機構、9
16はラジカル、917はスリット、および918はプ
ラズマ(イオン)をそれぞれ示している。In FIG. 1, reference numeral 901 denotes a vacuum container and 902.
Is a magnetic coil, 903 is a quartz window, 904 is a waveguide, 90
5 is a matching mechanism, 906 is a microwave power source, 907
Is a gas inlet, 908 is an exhaust port, 909 is an electrode as a sample stage, 910 is a substrate to be treated, 911 is a water cooling tube for cooling,
912 is a high frequency power source, 913 is a radical injection mechanism, 91
4 is a reactive gas inlet, 915 is a radical generating mechanism, 9
16 is a radical, 917 is a slit, and 918 is plasma (ion).
【0015】本発明者らは上記装置(図1)を使用し
て、プラズマが形成される領域内に配置されたシリコン
(Si)基板上にシリコン酸化膜を形成し、得られたシ
リコン酸化膜上にさらに有機質のレジストパターンを形
成した被処理基体に高周波バイアスを印加し、シリコン
酸化膜のエッチングを試みた。The present inventors formed a silicon oxide film on a silicon (Si) substrate arranged in a region where plasma is formed by using the above-mentioned device (FIG. 1), and obtained the silicon oxide film. A high frequency bias was applied to the substrate to be processed on which an organic resist pattern was further formed, and etching of the silicon oxide film was tried.
【0016】プラズマの形成にあたてっては、ガス導入
口907から三フッ化メタン(CHF3 )および水素
(H2 )を導入し、さらにマイクロ波電源906からマ
イクロ波を印加した。このとき各ガスの流量、圧力、マ
イクロ波電力、バイアス、CHF3 /H2 比などのパラ
メーターを適宜選択することによりラジカルの密度、組
成、イオンの密度、エネルギーを制御してエッチングを
行ったが、シリコン酸化膜のエッチング速度5000A
/分、シリコンに対するシリコン酸化膜のエッチング選
択比は15、均一性は、3σで、15%であった。In forming plasma, methane trifluoride (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) were introduced from a gas inlet 907, and a microwave was applied from a microwave power source 906. At this time, etching was performed by controlling radical density, composition, ion density, and energy by appropriately selecting parameters such as flow rate, pressure, microwave power, bias, CHF 3 / H 2 ratio of each gas. , Silicon oxide film etching rate 5000A
/ Min, the etching selectivity of the silicon oxide film to silicon was 15, and the uniformity was 3σ, which was 15%.
【0017】そこで、反応性ガス導入口914より、ヘ
キサフルオロプロピレンオキサイト(HFPO)ガスを
導入しラジカル発生機構915の温度を増加させ、流
量、圧力、マイクロ波電力、バイアス、CHF3 /H2
比などのパラメーターを適宜選択したところ、シリコン
酸化膜のエッチング速度6000A/分、シリコンに対
するシリコン酸化膜のエッチング選択比は40、均一性
は、3σで、10%であることが判明し、エッチング特
性の飛躍的向上を実現することに成功した。このときレ
ーザー分光法により、プラズマ中のラジカル密度を計測
したところ、CF2 ラジカルがプラズマ中に注入され、
CF2 とHラジカルの相互作用により、エッチング選択
比が向上することが判明した。Therefore, hexafluoropropylene oxide (HFPO) gas is introduced from the reactive gas inlet 914 to increase the temperature of the radical generating mechanism 915, and flow rate, pressure, microwave power, bias, CHF 3 / H 2 are added.
When parameters such as the ratio were appropriately selected, it was found that the etching rate of the silicon oxide film was 6000 A / min, the etching selection ratio of the silicon oxide film to silicon was 40, and the uniformity was 3σ, which was 10%. Has succeeded in achieving a dramatic improvement in At this time, when the radical density in the plasma was measured by laser spectroscopy, CF 2 radicals were injected into the plasma,
It has been found that the etching selectivity is improved by the interaction between CF 2 and H radicals.
【0018】さらに、上述の方法により生成したCF2
ラジカルにHラジカルを反応させて生成したCFラジカ
ルをプラズマ中に注入した結果、シリコン酸化膜のエッ
チング速度5000A/分、シリコンに対するシリコン
酸化膜のエッチング選択比は50、均一性は、3σで、
10%であることが判明し、前述の場合と同様、良好な
エッチング特性が得られた。以上からエッチング特性に
有効な役割をするラジカルを選択的に導入することによ
り、プラズマエッチング特性の大幅な向上が得られるこ
とが明らかになった。Further, CF 2 produced by the above method
As a result of injecting into the plasma CF radicals generated by reacting H radicals with radicals, the etching rate of the silicon oxide film is 5000 A / min, the etching selectivity of the silicon oxide film to silicon is 50, and the uniformity is 3σ.
It was found to be 10%, and similar to the above case, good etching characteristics were obtained. From the above, it has been clarified that the plasma etching characteristics can be significantly improved by selectively introducing radicals that play an effective role in the etching characteristics.
【0019】次に、この具体例として示されたシリコン
酸化膜のエッチングの詳細な実験結果について実験デー
タをもとに説明する。まず、図1に示す真空容器901
内に三フッ化メタン(CHF3 )および水素(H2 )ガ
スの混合ガスをガス流量100sccmにてガス導入口
907から導入した。この時、混合ガスの圧力は、0.
4Paに保持し、混合ガスの割合、すなわち三フッ化メ
タン(CHF3 )に対する水素(H2 )の量を変化させ
た。Next, detailed experimental results of etching the silicon oxide film shown as this specific example will be described based on experimental data. First, the vacuum container 901 shown in FIG.
A mixed gas of methane trifluoride (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) gas was introduced therein at a gas flow rate of 100 sccm from a gas introduction port 907. At this time, the pressure of the mixed gas is 0.
It was kept at 4 Pa, and the ratio of the mixed gas, that is, the amount of hydrogen (H 2 ) with respect to trifluoromethane (CHF 3 ) was changed.
【0020】次に、周波数2.45GHzのマイクロ波
を電力900Wで導入して、プラズマ918を形成する
とともに、Si基板上に膜厚1.5μmのシリコン酸化
膜を形成し、シリコン酸化膜上に有機質のレジストパタ
ーン(パターン寸法0.3μmのラインとスペース)が
形成された被処理基体910に周波数400KHzの高
周波バイアス912を印加して、シリコン酸化膜のエッ
チングを行った。印加した高周波バイアスの直流電圧は
200Vである。Next, a microwave having a frequency of 2.45 GHz is introduced with an electric power of 900 W to form plasma 918, a silicon oxide film having a film thickness of 1.5 μm is formed on the Si substrate, and the silicon oxide film is formed on the silicon oxide film. A silicon oxide film was etched by applying a high frequency bias 912 having a frequency of 400 KHz to the substrate 910 to be processed on which an organic resist pattern (line and space having a pattern size of 0.3 μm) was formed. The DC voltage of the applied high frequency bias is 200V.
【0021】図2に、この場合におけるエッチングの結
果(シリコン酸化膜およびシリコン(Si)基板のエッ
チング速度および選択比のH2 /(CHF3 +H2 )依
存性)を示す。なお、図において、○,●の曲線はエッ
チング速度で、□の曲線は選択比を示している。図2に
よれば、水素(H2 )の混合比の増加とともに、シリコ
ン酸化膜およびシリコン(Si)基板のエッチング速度
は減少するが、水素(H2 )の混合比30%において、
酸化シリコン膜のエッチング速度は、約5000A/
分、シリコン(Si)基板に対するエッチング選択比
は、約15程度であることが分かる。FIG. 2 shows the result of etching in this case (H 2 / (CHF 3 + H 2 ) dependence of etching rate and selectivity of silicon oxide film and silicon (Si) substrate). In the figure, the curves of ○ and ● show the etching rate, and the curve of □ shows the selection ratio. According to FIG. 2, the etching rate of the silicon oxide film and the silicon (Si) substrate decreases as the mixing ratio of hydrogen (H 2 ) increases, but at a mixing ratio of hydrogen (H 2 ) of 30%,
The etching rate of the silicon oxide film is about 5000 A /
It can be seen that the etching selection ratio with respect to the silicon (Si) substrate is about 15.
【0022】次に、反応性ガス導入口914より、ヘキ
サフルオロプロピレンオキサイト(HFPO)ガスを導
入し、ラジカル発生機構915の温度を500℃に保
ち、真空容器901の圧力を0.4Paに保持した。前
述と同様にして、三フッ化メタン(CHF3 )および水
素(H2 )ガスの混合ガスをガス流量100sccmに
てガス導入口907から導入した。この時、真空容器中
の圧力は、0.4Paに保持し、混合ガスの割合、すな
わち三フッ化メタン(CHF3 )に対する水素(H2 )
を変化させた。Next, hexafluoropropylene oxide (HFPO) gas is introduced through the reactive gas inlet 914, the temperature of the radical generating mechanism 915 is kept at 500 ° C., and the pressure of the vacuum container 901 is kept at 0.4 Pa. did. Similarly to the above, a mixed gas of methane trifluoride (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) gas was introduced from the gas inlet 907 at a gas flow rate of 100 sccm. At this time, the pressure in the vacuum container was kept at 0.4 Pa, and the ratio of the mixed gas, that is, hydrogen (H 2 ) to trifluoromethane (CHF 3 )
Was changed.
【0023】さらに、マイクロ波を電力900Wで導入
して、プラズマ918を形成するとともに、上述例と同
様にSi基板上に膜厚1.5μmのシリコン酸化膜を形
成し、そのシリコン酸化膜上に有機質のレジストパター
ン(パターン寸法0.3μmのラインとスペース)が形
成された被処理基体910に周波数400KHzの高周
波バイアス912を印加して、シリコン酸化膜のエッチ
ングを行った。印加した高周波バイアスの直流電圧は1
00Vから500Vまでである。Further, a microwave is introduced at a power of 900 W to form plasma 918, and a silicon oxide film having a thickness of 1.5 μm is formed on the Si substrate in the same manner as in the above example, and the silicon oxide film is formed on the silicon oxide film. A silicon oxide film was etched by applying a high frequency bias 912 having a frequency of 400 KHz to the substrate 910 to be processed on which an organic resist pattern (line and space having a pattern size of 0.3 μm) was formed. The DC voltage of the applied high frequency bias is 1
It is from 00V to 500V.
【0024】図3に、このときのエッチングの結果を、
上述例の場合(ヘキサフルオロプロピレンオキサイト
(HFPO)ガスを導入しない場合)の図2と対比し易
いように同一表示マーク、同一目盛にて示している。図
3より、高周波バイアス250Vにおいて、水素(H
2 )の混合比を増加するにつれてシリコン酸化膜および
シリコン基板のエッチング速度は減少するが、水素(H
2 )混合比40%において、シリコン酸化膜のエッチン
グ速度6000A/分、シリコンに対するシリコン酸化
膜のエッチング選択比は40,均一性は3σで、10%
であることが判明した。この時のパターン寸法0.2μ
m、アスペクト5の酸化シリコン膜の形状をSEMで観
察したところほぼ垂直形状であった。すなわち、ラジカ
ル注入によりエッチング特性の飛躍的向上を実現するこ
とに成功した。FIG. 3 shows the result of etching at this time.
In order to facilitate comparison with FIG. 2 in the case of the above example (when hexafluoropropylene oxide (HFPO) gas is not introduced), the same display mark and the same scale are shown. From FIG. 3, hydrogen (H
The etching rate of the silicon oxide film and the silicon substrate decreases as the mixing ratio of 2 ) increases, but hydrogen (H
2 ) When the mixture ratio is 40%, the etching rate of the silicon oxide film is 6000 A / min, the etching selectivity ratio of the silicon oxide film to silicon is 40, and the uniformity is 3σ, 10%.
It turned out to be Pattern size at this time 0.2μ
When the shape of the silicon oxide film with m and aspect 5 was observed by SEM, it was almost vertical. That is, we succeeded in dramatically improving the etching characteristics by radical injection.
【0025】このエッチング特性が飛躍的に向上した理
由を明らかにするために、赤外半導体レーザー吸収分光
法により、プラズマ中のラジカル密度の測定を行った。
まず、ヘキサフルオロプロピレンオキサイト(HFP
O)ガスを導入しない場合、マイクロ波電力900W、
圧力0.4Pa、三フッ化メタン(CHF3 )と水素
(H2 )ガスの混合ガス(水素(H2 )30%)におい
ては、プラズマ中のラジカル密度として、CF2 は10
13/cm3 、CFは1012/cm3 、CF3 は1011/cm3
であった。In order to clarify the reason why the etching characteristics were dramatically improved, the radical density in plasma was measured by infrared semiconductor laser absorption spectroscopy.
First, hexafluoropropylene oxide (HFP
O) If no gas is introduced, microwave power 900 W,
When the pressure is 0.4 Pa and the mixed gas of hydrogen trifluoride (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) gas (hydrogen (H 2 ) 30%), CF 2 is 10 as the radical density in the plasma.
13 / cm 3 , CF is 10 12 / cm 3 , CF 3 is 10 11 / cm 3.
Met.
【0026】次に、ヘキサフルオロプロピレンオキサイ
ト(HFPO)ガスのみを導入し、圧力0.4Paに保
持し、ラジカル発生機構915の温度を増加させ、50
0℃に保持したところ、真空容器901内に、CF2 ラ
ジカル密度は、1014/cm3存在し、ヘキサフルオロプ
ロピレンオキサイト(HFPO)は、反応容器内で10
0%分解し、CF2 ラジカルの発生することが明らかに
なった。Next, only hexafluoropropylene oxide (HFPO) gas is introduced, the pressure is maintained at 0.4 Pa, the temperature of the radical generating mechanism 915 is increased,
When kept at 0 ° C., the CF 2 radical density was 10 14 / cm 3 in the vacuum vessel 901, and hexafluoropropylene oxide (HFPO) was 10% in the reaction vessel.
It was revealed that 0% decomposition occurred and CF 2 radicals were generated.
【0027】そこで、ヘキサフルオロプロピレンオキサ
イト(HFPO)の熱分解により生じたCF2 ラジカル
を導入しながら、三フッ化メタン(CHF3 )と水素
(H2)ガスの混合ガス(水素(H2 )40%)におい
て、マイクロ波放電を発生させたところ、CF2 ラジカ
ルおよびCFラジカル密度は、それぞれ約1014/cm3
および約1012/ cm3で、また、CF3 ラジカル密度は
1011/cm3 であることが判明した。これにより、選択
的にCF2 ラジカルを導入することで、エッチング中の
CF2 ラジカル密度を飛躍的に増加できることが判明し
た。ヘキサフルオロプロピレンオキサイト(HFPO)
の熱分解温度を制御することにより、導入するCF2 ラ
ジカル密度の制御が可能となるので、エッチング中のラ
ジカル密度を制御することも可能であった。Therefore, while introducing CF 2 radicals generated by thermal decomposition of hexafluoropropylene oxide (HFPO), a mixed gas of hydrogen trifluoride (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) (hydrogen (H 2 ) 40%), when a microwave discharge is generated, CF 2 radical and CF radical density are about 10 14 / cm 3 respectively.
And about 10 12 / cm 3 , and the CF 3 radical density was found to be 10 11 / cm 3 . Thus, by selectively introducing CF 2 radicals, it has been found that can dramatically increase the CF 2 radicals density in the etching. Hexafluoropropylene oxide (HFPO)
Since the density of CF 2 radicals to be introduced can be controlled by controlling the thermal decomposition temperature of, the radical density during etching can also be controlled.
【0028】CF2 ラジカルの注入を行い、シリコン酸
化膜に対するSi基板の選択比40が得られた時のパタ
ーン形状をSEMにより観察したところ、ほぼ垂直形状
にシリコン酸化膜がエッチングされ、下地のシリコン基
板のエッチングは観測されなかった。When the CF 2 radical was injected and the pattern shape when the selection ratio of the Si substrate to the silicon oxide film was 40 was observed by SEM, the silicon oxide film was etched into a substantially vertical shape and the underlying silicon was formed. No etching of the substrate was observed.
【0029】上記においては、ヘキサフルオロプロピレ
ンオキサイト(HFPO)の熱分解によるCF2 ラジカ
ルの注入を行ったが、これとは異なるCF2 ラジカルの
生成方法として、パーフルオロプロペンC3 F6 を波長
9.6μmのCO2 レーザーとVUV光の照射によって
も上述と同じ密度のCF2 ラジカル(密度1016/ c
m3)の生成が可能であった。In the above, CF 2 radicals were injected by the thermal decomposition of hexafluoropropylene oxide (HFPO). As a different method for producing CF 2 radicals, perfluoropropene C 3 F 6 was used as the wavelength. By irradiation with a 9.6 μm CO 2 laser and VUV light, CF 2 radicals (density 10 16 / c
m 3 ) could be generated.
【0030】上記においては、反応性ガスの熱分解によ
るCF2 ラジカルの注入を行ったが、固体、液体(特許
請求の範囲には、これらガス、固体材料あるいは液体材
料をまとめて第2の物質で総称した)にプラズマ、レー
ザーなどの電磁波を照射し、あるいは熱を加えても同様
のCF,CF2 ラジカルの生成をすることができる。例
えば、上記方法として、主成分としてフッ素と炭素原子
によって合成されている有機質材料、例えばテフロンに
CO2 レーザー、エキシマレーザー、フッ素レーザー、
SOR(シンクロトロン軌道放射光)から放射される放
射光を照射したところ、上記材料からCF2 ラジカルが
発生することを赤外半導体レーザー吸収分光法により確
認した。また、上記材料に電界を印可して、プラズマか
ら生じたイオンのエネルギーを変化させて照射したとこ
ろ、選択的にCF2 ラジカルが発生することが可能であ
った。次に、上記有機質の構造、組成、添加元素を変化
させ、上記プラズマ、レーザーなどの電磁波を照射した
ところ、選択的にCFラジカルを発生させることも可能
であることが分かった。この場合、CF2 ラジカルの放
射したものに比べ、有機質などの材料の組成において、
フッ素原子に対する炭素原子の比率を高めるほど、ある
いは、材料中に水素原子などを混入させることにより、
CFラジカルの発生が可能であった。In the above, CF 2 radicals were injected by thermal decomposition of the reactive gas, but solid or liquid (in the claims, these gases, solid materials or liquid materials are collectively referred to as the second substance). It is also possible to generate similar CF and CF 2 radicals by irradiating electromagnetic waves such as plasma and laser, or by applying heat. For example, as the above method, an organic material synthesized by fluorine and carbon atoms as main components, such as Teflon, CO 2 laser, excimer laser, fluorine laser,
It was confirmed by infrared semiconductor laser absorption spectroscopy that CF 2 radicals were generated from the above-mentioned material when irradiated with radiation emitted from SOR (synchrotron orbit radiation). Further, when an electric field was applied to the above material to change the energy of the ions generated from the plasma for irradiation, it was possible to selectively generate CF 2 radicals. Next, it was found that it is possible to selectively generate CF radicals by changing the organic structure, composition and additive element and irradiating with electromagnetic waves such as plasma and laser. In this case, compared to that emitted the CF 2 radicals, in the composition of materials, such as organic,
By increasing the ratio of carbon atoms to fluorine atoms or by mixing hydrogen atoms in the material,
It was possible to generate CF radicals.
【0031】さらに、液体材料を導入し、該材料にプラ
ズマ、レーザーなどの電磁波を照射する、あるいは熱を
加えても同様のCF,CF2 ラジカルの生成を可能にす
ることができる。例えば、バーフルオロプロペンC3 F
6 ガスやC6 F6 ガスを冷却することによってこれらの
ガスを液化したものに上記プラズマ、レーザーなどの電
磁波を照射したところ、ガスにこれらのプラズマ、レー
ザーなどの電磁波を照射した場合に比べ、反応効率が高
くなるために、効率的にCF,CF2 ラジカルを生成す
ることが可能であった。Further, by introducing a liquid material and irradiating the material with electromagnetic waves such as plasma and laser, or by applying heat, it is possible to generate similar CF, CF 2 radicals. For example, perfluoropropene C 3 F
When 6 gas or C 6 F 6 gas is liquefied by cooling these gases, the above electromagnetic waves such as plasma and laser are irradiated. Compared with the case where the gas is irradiated with these electromagnetic waves such as plasma and laser, Since the reaction efficiency was high, it was possible to efficiently generate CF and CF 2 radicals.
【0032】また、上記においては、ヘキサフルオロプ
ロピレンオキサイト(HFPO)の熱分解によるCF2
ラジカルの注入を行ったが、ラジカル発生機構915に
おいて、ガスのレーザー光分解とHラジカルの反応によ
り、CFラジカルを発生させ、これを三フッ化メタン
(CHF3 )および水素(H2 )ガスのプラズマ中に注
入した結果、基板バイアス350V、三フッ化メタン
(CHF3 )および水素(H2 )ガスの混合ガス(水素
(H2 )30%)にて、シリコン酸化膜のエッチング速
度5000A/分、シリコンに対するシリコン酸化膜の
エッチング選択比は50、均一性は、3σで、10%で
あることが判明し、上述の場合と同様、良好なエッチン
グ特性が得られた。Further, in the above, CF 2 produced by thermal decomposition of hexafluoropropylene oxide (HFPO) is used.
Although radicals were injected, CF radicals were generated in the radical generation mechanism 915 by laser photolysis of gas and reaction of H radicals, which were converted into trifluoride methane (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) gas. As a result of injecting into plasma, the etching rate of the silicon oxide film was 5000 A / min with a substrate bias of 350 V, a mixed gas of hydrogen trifluoride (CHF 3 ) and hydrogen (H 2 ) gas (hydrogen (H 2 ) 30%). It was found that the etching selectivity of the silicon oxide film to silicon was 50 and the uniformity was 3σ, which was 10%, and good etching characteristics were obtained as in the case described above.
【0033】以上から熱分解、光分解、電子照射分解、
放電による分解、プラズマによる分解、触媒作用による
分解、粒子衝突による分解を用いて、反応性ガスからC
F2あるいはCFラジカルを生成し、プラズマ中に導入
すれば、高精度のシリコン(Si)に対するシリコン酸
化膜の高選択エッチング(微細加工)が可能であるとの
結論に達した。From the above, thermal decomposition, photolysis, electron irradiation decomposition,
By using decomposition by discharge, decomposition by plasma, decomposition by catalytic action, and decomposition by particle collision, C from reactive gas
It was concluded that if F 2 or CF radicals are generated and introduced into plasma, highly selective etching (microfabrication) of the silicon oxide film with respect to silicon (Si) can be performed with high precision.
【0034】ここで、図1に示したラジカル制御による
本発明微細加工装置を用いて基板のエッチングを行う他
の例について説明する。オクタフルオロサイクロブタン
(C4 F8 )、オクタフルオロプロパン(C3F8 )、
三フッ化メタン(CHF3 )および一酸化炭素(CO)
などの反応性ガスをガス導入口907から導入後、2.
45GHzのマイクロ波で放電を生起させ、その放電中
で電子がサイクロトロン運動をするように、磁気コイル
902により875ガウス程度の磁界を与えて高密度の
プラズマを生起させる。この際、印加する磁場は、電子
のサイクロトロン共鳴を満たす程度になるように導入す
る周波数とともに適当に選択する。あるいは、UHF波
(500MHz)やVHF波(100MHz)やRF波
(13.56MHz)の電磁波を導入して高密度のプラ
ズマを生起させる。これらの場合は、磁場を印加しない
場合も含まれる。Another example of etching a substrate using the microfabrication apparatus of the present invention by radical control shown in FIG. 1 will be described below. Octafluorocyclobutane (C 4 F 8 ), octafluoropropane (C 3 F 8 ),
Methane trifluoride (CHF 3 ) and carbon monoxide (CO)
1. After introducing a reactive gas such as from the gas introduction port 907,
A discharge is generated by a microwave of 45 GHz, and a magnetic field of about 875 Gauss is applied by the magnetic coil 902 to generate a high-density plasma so that electrons make a cyclotron motion in the discharge. At this time, the magnetic field to be applied is appropriately selected together with the frequency to be introduced so as to satisfy the cyclotron resonance of electrons. Alternatively, electromagnetic waves of UHF wave (500 MHz), VHF wave (100 MHz) and RF wave (13.56 MHz) are introduced to generate high density plasma. These cases include the case where no magnetic field is applied.
【0035】一方、真空容器901の内部には、試料台
としての電極909が設置され、この電極909上に被
処理基体910としてのウエハー等が載置されている。
電極909には、マッチング装置905を通じてバイア
ス用高周波電力印加用の高周波電源912が接続され、
例えば周波数100KHzから100MHz程度までの
制御が可能である。従って、電極909には、上記高周
波の印加によりマイナス数Vからマイナス500V程度
のバイアスが生じ、被処理基体910に印加される。電
極909に載置された被処理基体910は冷却用水冷管
911により冷却されている。また、真空排気装置に通
じる排気口908が真空容器901に接続されている。
ガス導入口907から、例えば、三フッ化メタン(CH
F3 )が一定量導入されるとともに、真空排気装置で排
気されて真空容器901内は所定のガス圧に保たれてい
る。On the other hand, an electrode 909 as a sample stage is installed inside the vacuum container 901, and a wafer or the like as a substrate 910 to be processed is placed on the electrode 909.
A high frequency power source 912 for applying high frequency bias power is connected to the electrode 909 through a matching device 905,
For example, control from a frequency of 100 KHz to about 100 MHz is possible. Therefore, a bias of about minus several V to about 500 V is generated at the electrode 909 by the application of the high frequency, and is applied to the substrate 910 to be processed. The substrate 910 to be processed placed on the electrode 909 is cooled by the cooling water cooling pipe 911. An exhaust port 908 leading to the vacuum exhaust device is connected to the vacuum container 901.
From the gas inlet 907, for example, trifluoromethane (CH
A fixed amount of F 3 ) is introduced and is exhausted by the vacuum exhaust device so that the inside of the vacuum container 901 is maintained at a predetermined gas pressure.
【0036】ガス導入口907より導入された三フッ化
メタン(CHF3 )は、プラズマ中で分解され、F、C
F、CF2 、CF3 等のラジカルとCF+ 等のイオン9
18が発生する。プラズマから発生したラジカルは、被
処理基体910上で反応し、適当なバイアス電圧のもと
で被処理基体910は反応性イオンエッチングされる。
このとき、流量、圧力、マイクロ波電力、バイアスなど
のパラメーターを適宜選択して、ラジカルの密度、組
成、イオンの密度、エネルギーを制御することにより、
所望のエッチングを実現することができる。Methane trifluoride (CHF 3 ) introduced through the gas inlet 907 is decomposed in plasma to produce F, C
Radicals such as F, CF 2 , CF 3 and ions such as CF + 9
18 occurs. The radicals generated from the plasma react on the substrate 910 to be processed, and the substrate 910 to be processed is subjected to reactive ion etching under an appropriate bias voltage.
At this time, parameters such as flow rate, pressure, microwave power, and bias are appropriately selected to control radical density, composition, ion density, and energy.
A desired etching can be realized.
【0037】さらに、図1に示す装置を用い、ラジカル
発生機構915において、ある基体を冷却させ、その基
体に塩素(Cl2 )ガスを吸着させ、液化あるいは固体
化させたうえで、ガスにレーザー、例えばエキシマレー
ザー、プラズマ、あるいは電磁波を照射してClラジカ
ルを発生させ、注入することによりエッチングを行って
も、高い選択比、エッチング速度で、垂直形状のエッチ
ングが実現された。Further, using the apparatus shown in FIG. 1, in a radical generating mechanism 915, a certain substrate is cooled, chlorine (Cl 2 ) gas is adsorbed on the substrate, and is liquefied or solidified. Even when etching is performed by, for example, irradiating an excimer laser, plasma, or electromagnetic waves to generate and inject Cl radicals, vertical etching is realized with a high selection ratio and etching rate.
【0038】以上、具体例を挙げ、本発明を詳細に説明
して来たが、ここで、本発明にとって最も重要な、ラジ
カルの密度および組成の制御につき再度とりまとめて説
明する。ラジカル発生機構915は、例えば、具体例で
示されるようにランプやヒーターが具備された加熱装置
あるいは、触媒反応を促進するための触媒の載置と加熱
装置を組み合わせた装置あるいは電子照射装置あるいは
粒子による衝突装置である。The present invention has been described in detail above with reference to specific examples. Here, the control of the density and composition of radicals, which is the most important for the present invention, will be summarized again. The radical generating mechanism 915 is, for example, a heating device equipped with a lamp or a heater as shown in a specific example, a device in which a catalyst mounting for promoting a catalytic reaction and a heating device are combined, an electron irradiation device or particles. Is a collision device.
【0039】発生したラジカルは、ラジカルスリットを
通じて真空容器内で形成されたプラズマ中へ輸送され、
プラズマ中にラジカルを注入することが可能である。な
お、ラジカルスリットは、適宜装着、取り外しが可能で
あるが、多数のラジカルが発生した場合、ラジカルスリ
ットの材質、温度の選択により、ある特定のラジカルを
選別することが可能である。The generated radicals are transported into the plasma formed in the vacuum container through the radical slits,
It is possible to inject radicals into the plasma. It should be noted that the radical slits can be appropriately attached and detached, but when a large number of radicals are generated, it is possible to select a specific radical by selecting the material and temperature of the radical slits.
【0040】ラジカル発生管から導入されたラジカルを
プラズマへ注入することにより、プラズマ中のある特定
のラジカル密度のみを選択的に高めることが可能とな
る。また、逆にある特定のラジカルを注入し、該ラジカ
ルとプラズマ中で生成されたラジカルとの反応により、
プラズマ中のある特定のラジカル密度を減じることも可
能である。即ち、このラジカル注入機構により、真空容
器内におけるプラズマ中のラジカルの密度および組成を
広範囲にかつ精密に制御することが可能となる。By injecting the radicals introduced from the radical generating tube into the plasma, it becomes possible to selectively increase only the density of a specific radical in the plasma. On the contrary, by injecting a specific radical and reacting the radical with the radical generated in the plasma,
It is also possible to reduce the density of certain radicals in the plasma. In other words, this radical injection mechanism makes it possible to control the density and composition of radicals in the plasma within the vacuum container in a wide range and precisely.
【0041】なお、上述の具体例では、ラジカルを発生
する方法として加熱の方法を用いたが、あるいは、固体
ターゲットや液体材料に光または電子照射を行うなどし
ても、ラジカルが効率よく発生すれば、真空容器内のプ
ラズマ中のラジカルの密度および組成を広範囲かつ精密
に制御できるなど同様の結果がえられるため、これらの
うちから適宜選択すればよい。In the above-mentioned specific examples, the heating method is used as a method for generating radicals. Alternatively, radicals can be efficiently generated by irradiating a solid target or a liquid material with light or electrons. For example, since similar results can be obtained such that the density and composition of radicals in the plasma in the vacuum container can be controlled in a wide range and precisely, it is possible to appropriately select from these.
【0042】また本発明は、具体例で説明した本発明ラ
ジカル制御による微細加工方法に使用するプラズマエッ
チング装置などのラジカル制御による微細加工装置を含
んでいるが、それら装置の構成は以下のとおりである。The present invention also includes a radical-controlled microfabrication apparatus such as a plasma etching apparatus used in the radical-controlled microfabrication method of the present invention described in the specific examples. The constructions of these apparatuses are as follows. is there.
【0043】すなわち、ラジカル制御による微細加工装
置は、プラズマ放電機構を含んでなる真空容器と、その
真空容器に接続された真空排気装置と、真空容器に接続
され、加熱機構、光または電子照射機構のいずれかから
なるラジカル発生機構を含んで密度および/または組成
が制御されたラジカルを発生するラジカル発生室とを少
なくとも具え、ラジカル発生室において、ラジカル発生
室に供給された原料物質(ここに、物質とはガス、固体
材料あるいは液体材料を含む)を前記ラジカル発生機構
により分解し、物質の分解によって生じる密度および/
または組成の制御が行われたラジカルを真空容器に輸送
し、上記のプラズマ放電機構で発生させたプラズマ中に
注入し得るように構成されている。That is, the fine processing apparatus by radical control is a vacuum vessel including a plasma discharge mechanism, a vacuum exhaust apparatus connected to the vacuum vessel, and a vacuum vessel, and a heating mechanism, a light or electron irradiation mechanism. At least a radical generation chamber for generating radicals of which density and / or composition is controlled by including a radical generation mechanism comprising any of the following, in the radical generation chamber, the raw material supplied to the radical generation chamber (here, The substance includes gas, solid material or liquid material) is decomposed by the radical generation mechanism, and density and / or
Alternatively, the radicals whose composition has been controlled can be transported to a vacuum container and injected into the plasma generated by the plasma discharge mechanism.
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明ラジカル制御による微細加工方法
によれば、簡単なラジカル発生装置を従来のエッチング
装置に接続あるいは、内部に設置して微細加工を行うこ
とにより、従来行うことが不可能であった微細加工特性
の大幅な向上を実現することができる。According to the microfabrication method by radical control of the present invention, it is impossible to perform conventional microfabrication by connecting a simple radical generator to a conventional etching apparatus or by installing the radical generator inside. It is possible to significantly improve the fine processing characteristics.
【0045】例えば、本発明に従って、フルオロカーボ
ンガス、塩素ガスなどのハロゲンガスあるいは炭化水素
系ガスを用いた微細加工への適用が可能となる。For example, according to the present invention, it is possible to apply to fine processing using a halogen gas such as fluorocarbon gas or chlorine gas or a hydrocarbon gas.
【0046】また、本発明ラジカル制御による微細加工
装置によれば、簡易な装置として上記プロセス(微細加
工)が実現されるための微細加工装置(例えば、プラズ
マエッチング装置、ラジカルエッチング装置)を構成す
ることができるので、これら装置を安価に提供すること
が可能となる。Further, according to the radical processing microfabrication apparatus of the present invention, a microfabrication apparatus (for example, a plasma etching apparatus or a radical etching apparatus) for realizing the above process (microfabrication) is configured as a simple apparatus. Therefore, these devices can be provided at low cost.
【0047】これら本発明の効果を、例えば、具体例
(図1)のラジカル制御による微細加工方法について言
えば、発生したラジカルは、スリットを通じて真空容器
に輸送され、プラズマ中に注入される。これにより、プ
ラズマ中の特定のラジカル、例えば、エッチングに重要
な役割を果たしているラジカルであるラジカルCF2 の
密度を選択的に飛躍的に増加させることが可能となる。With respect to the effects of the present invention, for example, in the fine processing method by radical control of the specific example (FIG. 1), the generated radicals are transported to the vacuum container through the slit and injected into the plasma. This makes it possible to selectively and dramatically increase the density of specific radicals in plasma, for example, radical CF 2 which is a radical that plays an important role in etching.
【0048】また、ラジカル注入下において、バイアス
などのパラメータを適宜選択して、イオンの密度、エネ
ルギーを制御することにより、被処理基体のエッチング
特性、例えば、シリコン酸化膜に対するシリコン(S
i)の選択比、微細加工形状、エッチング速度、均一性
などを飛躍的に向上させることが可能となる。Further, under the radical implantation, parameters such as bias are appropriately selected to control the density and energy of ions, so that the etching characteristics of the substrate to be processed, for example, silicon (S
It is possible to dramatically improve the selection ratio of i), the fine processing shape, the etching rate, the uniformity, and the like.
【図1】 本発明ラジカル制御による微細加工方法の具
体例に使用する本発明ラジカル制御による微細加工装置
の一例を示している。FIG. 1 shows an example of a radical processing microfabrication apparatus of the present invention used in a specific example of a radical processing microfabrication method of the present invention.
【図2】 ヘキサフルオロプロピレンオキサイト(HF
PO)ガスを導入しないときの、エッチングの結果を示
している。FIG. 2 Hexafluoropropylene oxide (HF
The result of etching when the (PO) gas is not introduced is shown.
【図3】 ヘキサフルオロプロピレンオキサイト(HF
PO)ガスを導入したときの、エッチングの結果を示し
ている。FIG. 3 Hexafluoropropylene oxide (HF
The result of etching when the (PO) gas is introduced is shown.
901 真空容器 902 磁気コイル 903 石英窓 904 導波管 905 マッチング機構 906 マイクロ波電源 907 ガス導入口 908 排気口 909 電極 910 被処理基体 911 冷却用水冷管 912 高周波電源 913 ラジカル注入機構 914 反応性ガス導入口 915 ラジカル発生機構 916 ラジカル 917 スリット 918 プラズマ(イオン) 901 Vacuum container 902 magnetic coil 903 Quartz window 904 Waveguide 905 Matching mechanism 906 Microwave power supply 907 gas inlet 908 exhaust port 909 electrode 910 Processed substrate 911 Water cooling tube for cooling 912 high frequency power supply 913 Radical injection mechanism 914 Reactive gas inlet 915 Radical generation mechanism 916 Radical 917 slit 918 Plasma (ion)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−74145(JP,A) 特開 平3−179733(JP,A) 特開 平5−36644(JP,A) 特開 平8−176851(JP,A) 特開 昭59−131511(JP,A) 特開 昭61−114532(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23C 16/50 C23F 4/00 C30B 29/04 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-7-74145 (JP, A) JP-A-3-179733 (JP, A) JP-A-5-36644 (JP, A) JP-A-8- 176851 (JP, A) JP 59-131511 (JP, A) JP 61-114532 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23C 16 / 50 C23F 4/00 C30B 29/04
Claims (6)
る第1の物質のプラズマを形成するとともに、反応性ガ
スである第2の物質を前記プラズマの外部において分解
させて密度および/または組成が制御されたラジカルを
発生させ、該発生したラジカルを前記プラズマ中に注入
することにより、該プラズマ中に配置された被処理基体
を微細加工するようにしたラジカル制御による微細加工
方法において、 前記第2の物質を熱により分解させて前記ラジカルを発
生させる ことを特徴とするラジカル制御による微細加工
方法。1. A plasma of a first substance that is a reactive gas introduced into a vacuum container is formed, and a second substance that is a reactive gas is decomposed outside the plasma so as to have a density and / or density. composition to generate radicals which are controlled by injecting the generated radicals in the plasma, micro according to the radical control to microfabrication substrate to be processed disposed in the plasma processing
In the method, the second substance is decomposed by heat to generate the radical.
A microfabrication method by radical control, which is characterized in that it is produced .
る第1の物質のプラズマを形成するとともに、固体材
料、液体材料またはそれらの組み合わせである第2の物
質を前記プラズマの外部において分解させて密度および
/または組成が制御されたラジカルを発生させ、該発生
したラジカルを前記プラズマ中に注入することにより、
該プラズマ中に配置された被処理基体を微細加工するよ
うにしたラジカル制御による微細加工方法において、 前記第2の物質を光または電子照射により分解させて前
記ラジカルを発生させる ことを特徴とするラジカル制御
による微細加工方法。2. A plasma of a first substance which is a reactive gas introduced into a vacuum container is formed, and a second substance which is a solid material, a liquid material or a combination thereof is decomposed outside the plasma. To generate radicals having a controlled density and / or composition, and injecting the generated radicals into the plasma,
In the microfabrication method by radical control , in which the substrate to be processed arranged in the plasma is microfabricated , the second substance is decomposed by light or electron irradiation, and
Microfabrication method by radical control, characterized in that to generate the serial radical.
おいて、前記第1の物質のプラズマは、該物質にマイク
ロ波、UHF波、VHF波、RF波および直流のいずれ
かを印加しまたは電子線の照射を行うことにより形成さ
れたものであることを特徴とするラジカル制御による微
細加工方法。3. The microfabrication method according to claim 1 or 2, wherein the plasma of the first substance applies any one of microwave, UHF wave, VHF wave, RF wave and direct current to the substance or electrons. A fine processing method by radical control, which is formed by irradiating a line.
と、該真空容器に接続された真空排気装置と、前記真空
容器に接続され、ラジカル発生機構を含んで密度および
/または組成が制御されたラジカルを発生するラジカル
発生室とを少なくとも具え、前記ラジカル発生室におい
て、該室に供給された反応性ガスである原料物質を前記
ラジカル発生機構により分解し、該原料物質の分解によ
って生じる密度および/または組成の制御が行われたラ
ジカルを前記真空容器に輸送し、前記プラズマ放電機構
で発生させたプラズマ中に注入し得るように構成されて
いるラジカル制御による微細加工装置において、 前記ラジカル発生機構は加熱機構からなる ことを特徴と
するラジカル制御による微細加工装置。4. A vacuum container including a plasma discharge mechanism, a vacuum exhaust device connected to the vacuum container, and a vacuum generating device connected to the vacuum container, the density and / or composition of which is controlled by including a radical generating mechanism. at least comprising a radical-generating chamber that generates radicals in the radical-generating chamber to decompose the raw material is a reactive gas supplied to the chamber by the radical generating mechanism, caused by the decomposition of the raw material substance density and / Alternatively, in a microfabrication apparatus by radical control configured to transport radicals whose composition has been controlled to the vacuum container and to inject it into the plasma generated by the plasma discharge mechanism, the radical generation mechanism is A microfabrication device by radical control characterized by comprising a heating mechanism .
と、該真空容器に接続された真空排気装置と、前記真空
容器に接続され、ラジカル発生機構を含んで密度および
/または組成が制御されたラジカルを発生するラジカル
発生室とを少なくとも具え、前記ラジカル発生室におい
て、該室に供給された固体材料、液体材料またはそれら
の組み合わせである原料物質を前記ラジカル発生機構に
より分解し、該原料物質の分解によって生じる密度およ
び/または組成の制御が行われたラジカルを前記真空容
器に輸送し、前記プラズマ放電機構で発生させたプラズ
マ中に注入し得るように構成されているラジカル制御に
よる微細加工装置において、 前記ラジカル発生機構は光または電子照射機構からなる
ことを特徴とするラジカル制御による微細加工装置。5. A vacuum container including a plasma discharge mechanism, a vacuum exhaust device connected to the vacuum container, and a vacuum container connected to the vacuum container, the density and / or composition of which is controlled by including a radical generating mechanism. At least a radical generating chamber for generating radicals is provided, and in the radical generating chamber, a raw material that is a solid material, a liquid material or a combination thereof supplied to the chamber is decomposed by the radical generating mechanism, the control of the density and / or composition produced by the decomposition is performed radicals transported to the vacuum vessel, the configured radical controlled so as to inject the plasma that is generated by the plasma discharge mechanism
The microfabrication apparatus according to claim 1, wherein the radical generating mechanism is a light or electron irradiation mechanism .
おいて、前記プラズマ放電機構には、マイクロ波、UH
F波、VHF波、RF波、直流および電子線のいずれか
の発生電源が接続されていることを特徴とするラジカル
制御による微細加工装置。6. The microfabrication device according to claim 4 or 5, wherein the plasma discharge mechanism is a microwave or UH.
A microfabrication apparatus by radical control, characterized in that a power source for generating any of F wave, VHF wave, RF wave, direct current and electron beam is connected.
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