CN1451175A - 磁控管等离子体用磁场发生装置、使用该磁场发生装置的等离子体蚀刻装置和方法 - Google Patents
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Abstract
在具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁的磁控管等离子体用磁场发生装置中，更进一步，使用该磁场发生装置的蚀刻装置和方法中，通过控制相对于被实施了蚀刻等的等离子体处理的晶片(被处理体)的处理面的磁场方向，可以提高晶片处理面整体的等离子体处理的均一性。
Description
技术领域
本发明涉及磁控管等离子体用磁场发生装置，更进一步，涉及使用该磁场发生装置的等离子体蚀刻装置和方法。本发明中的装置和方法适宜用于在半导体等的电子部件的制备工序中进行的蚀刻等。更进一步，本发明还可应用于使用溅射等的等离子体的半导体处理装置和方法。
背景技术
通常熟知利用在半导体等的电子部件的制备工序中进行的蚀刻或在溅射中的磁控管等离子体。
磁控管等离子体通过磁控管等离子体装置如下进行制造。如果在磁控管等离子体装置内注入生产流程气体(例如，在蚀刻中是卤素气体，在溅射中是氩气等)并进行放电，则由于放电产生的电子可通过使容器内的气体(生产流程气体)离子化产生二次电子。该二次电子通过与气体分子接触可进一步促进容器内气体的离子化。通过放电产生的电子和二次电子受到磁控管等离子体装置产生的磁场和电场的力而进行漂移运动。
通过进行漂移运动的电子可更进一步使气体分子离子化，并且通过该气体分子的离子化可更进一步产生新的二次电子。因为磁控管等离子体装置可通过重复这样的过程而促进气体的离子化，所以其具有离子化效率非常高的特点。因此，在磁控管等离子体装置中的等离子体的产生具有与不利用磁场的高压放电方式相比可获得2-3倍的效率的优点。
参照图29-图32来说明现有的磁控管等离子体用磁场发生装置，参照图33说明现有的磁控管等离子体蚀刻装置。
图29(a)是第1现有实施例的等离子体蚀刻装置的纵剖面图，图29(b)是表示在该装置中的电子运动的概况的图。如图29(a)所示，在装置内电极板10和12互相平行配置。在电极板10的上面放着待蚀刻的晶片(被处理体(workpiece))。在电极板12的上部(平板电极10的相反侧)设置磁控管等离子体用磁场发生装置18。
高频率电压发生器19用于在电极板10和12之间产生高频率的交变电场。图29(a)的箭头20表示负极电极板10到正极电极板12的瞬间的电场方向。
在图29(a)中所示的现有的磁控管等离子体用磁场发生装置18由环状的永久磁铁22、设置在该磁铁22的环内部的圆盘状永久磁铁24、和轭铁26构成。用磁力线28a和28b来表示磁场发生装置18产生的磁场通过电极12到达晶片16上的状态。
图29(b)的磁力线30是斜视表现图29(a)中所示的晶片16的表面上的磁力线28a和28b。如上所述，电场是箭头20的方向时，电子32进行象图示那样的漂移运动的同时画履带34。其结果，由于电子32被固定在晶片16的表面附近，所以可促进气体的离子化。因此，图29中所示的装置可以生成高密度的等离子体。
但是，有助于电子漂移运动的是垂直于电场方向的磁力线。即，图29的装置的情况下，只有相对于磁力线30之内、晶片16的表面的水平成分才有助于电子的漂移运动。
在使用图29中所示的第1现有实施例的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁控管蚀刻装置中，因为形成了环状的磁场，所以相对于晶片16的表面的水平磁场强度变得如图30那样，因地方的不同而大不相同。
图30的曲线图的横轴表示从等离子体空间的中心(晶片16的中心点的正上方的部分)到周边部分方向所测的距离(r)，纵轴表示水平于晶片16的磁场强度(H)。如上所述，由于水平磁场强度越大的领域越易发生高密度的等离子体，所以根据在图29中说明的第1现有实施例，则晶片存在所谓被局部蚀刻的问题。更进一步，由于不均匀的等离子体，在晶片面内产生电位分布(即进行充电)，所以恐怕会击穿在晶片上形成的元件。
为了解决这样的问题，必须在晶片16的表面附近的空间的尽可能广的范围内使水平磁场强度均一。但是，在图29所示的现有的装置中却不能解决上述问题。
为解决上述问题，已知如图31所示，使用多个柱状的向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁(用35表示)。图31(a)是偶极环磁铁35的俯视图，图31(b)是沿A-B切断偶极环磁铁的剖面图。
如图31(a)所示，偶极环磁铁35的结构为在非磁性的支架42上收纳多个各向异性分段磁铁。如图31(b)所示，为调节磁通量，多个分段磁铁40分别在段的长度方向的中央部分具有非磁性体(例如氧化铝等)的隔板41。
各向异性分段磁铁40的数量是8个以上，通常选自8-32之间。图31中是表示16个的情况。各向异性分段磁铁40的剖面形状是任意的，例如，无论是圆形、正方形、长方形、梯形等都可以。各向异性分段磁铁40的环内部的箭头表示分段磁铁的磁化方向。如果要使分段磁铁的磁化方向如图31(a)那样，则会在环内生成用箭头43表示的方向的磁场。
在偶极环磁铁35的环内，电极板36和37平行设置，在电极板37的上面装有晶片38。与图29中所示的的第1现有实施例相同，通过向电极板36和37施加高频率电压，可在电极板36和37之间产生高频率的交流电场。箭头44表示在电极板36和37之间产生的某瞬间的电场方向。通过该电场和磁场的相互作用产生高密度等离子体。
在磁控管等离子体用磁场发生装置中使用偶极环磁铁35时，如图31(b)所示，必须在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面C-D附近形成等离子体生成空间46。
其理由是，由于在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面C-D上的磁场均一性比该磁铁35的端部附近的磁场均一性还好，更进一步，在与该长度方向成直角的中央剖面C-D附近，在晶片表面上的封闭电子几乎都是有效的磁力线水平成分。因此，必须把与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面C-D附近和等离子体生成空间46调节一致。即，必须在进入蚀刻工序前，调节晶片38的上下方向的位置，将晶片38上面附近的空间(等离子体生成空间46)与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面C-D调整一致。
图32是表示在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面C-D上的磁场均一性的图。图32中的横轴表示从中央剖面C-D的中心向中央剖面部分的周边部分的方向所测的距离(r)，纵轴表示水平磁场强度(H)。L表示等离子体空间46的半径。由图32可知，在偶极环磁铁中，通过与第1现有实施例的磁场均一性(图30)比较，可以获得特别好的磁场均一性(换言之，可以获得更加平坦的水平磁场强度)。
下面，为了容易理解本发明，参照图33来说明现有的磁控管等离子体蚀刻装置的整体的概况。
如图33所示，通过大致划分，可将磁控管等离子体蚀刻装置划分为蚀刻室(A)、负载室(C)、箱室(B)，各室通过阀49连接。通过在负载室(C)中设置的搬送支架54，将装在箱室(B)中的多个晶片50中的1个搬入蚀刻室(A)。通过搬送支架54被搬送到蚀刻室(A)中的晶片放置在蚀刻室的电极板56上之后(用52表示该晶片)，通过升降装置将电极板56和晶片52上升至用虚线表示的蚀刻位置60。
通过在电极板56和62之间产生的电场和磁场发生装置(偶极环磁铁64)所产生的磁场的相互作用，在蚀刻位置60的晶片52的上部表面附近的空间产生高密度等离子体进行蚀刻。在蚀刻处理时，由气体导入管66注入生产流程气体并由气体排出管68排出到外部。而且，也可在箱室(B)和负载室(C)中，连接用来排出打开阀49时所流入的生产流程气体的气体排出管68。
如上所述，将晶片搬入蚀刻室等反应室(处理室)后，必须通过使用升降装置使晶片的上部表面附近的空间上升直至偶极环磁铁的中心部分的磁场均一性最好的位置。更进一步，晶片处理后，必须通过使用上述的升降装置将晶片下降直至搬出位置(与搬入位置相同)。因此，为了磁控管等离子体装置的小型化、简略化和使由升降装置产生的润滑油的积炭减少，优选尽可能缩短在蚀刻室中的晶片的上下移动距离，更进一步，特别优选不须上下移动晶片。
可是，如上所述，通过使用偶极环磁铁，在某种程度上可以提高蚀刻的均一性。但是，通过被蚀刻的表面的膜质，可以判断存在均一性变化的问题。具体地讲，在晶片的半径方向蚀刻的均一性会变化，蚀刻轮廓在晶片的直径方向产生凹状或凸状的问题。为解决上述问题，发明者们反复专心研究，结果发现了如果不改变磁场强度，通过控制磁力线入射到晶片表面的角度，可进一步改善蚀刻的均一性。所谓上述的“控制磁力线入射到晶片表面的角度”，换句话说，是控制相对于进行蚀刻处理的晶片表面的磁场方向，并可知通过该控制可以进一步提高蚀刻的均一性。本申请的发明人注意到，通过改变相对于晶片表面的磁场(磁力线)的角度可以更好地控制蚀刻的均一性，并且注意到存在着蚀刻气体条件或被蚀刻表面的膜质的最佳角度。
因此，为获得蚀刻的均一性，本发明的目的是提供可以控制相对于晶片表面的磁场方向(在晶片的蚀刻表面附近的磁场方向)的磁控管等离子体磁场发生装置。更进一步，本发明的其他的目的是提供使用了这样的磁控管等离子体磁场发生装置的蚀刻装置和方法。
发明的内容
本申请的发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，控制相对于等离子体处理的晶片表面的磁场方向。
另外，本申请的另一个发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，控制相对于等离子体处理的晶片表面的磁场方向，以便与晶片表面大致平行。
更进一步，本申请的另一个发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，特征在于，上述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，上述第1和第2偶极环磁铁的中心轴方向的长度分别不同。
更进一步，本申请的另一个发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，特征在于，上述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，该第1和第2偶极环磁铁的磁场强度分别不同。
更进一步，本申请的另一个发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，特征在于，上述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，制定控制上述偶极环磁铁的磁场方向的至少一个以上的磁场方向控制手段。
更进一步，本申请的另一个发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，特征在于，上述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，该第1和第2偶极环磁铁的至少任选一个可以在上述偶极环磁铁的中心轴的方向上移动。
更进一步，本申请的另一个发明是一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，特征在于，上述偶极环磁铁由沿该偶极环磁铁的中心轴方向设置的第1和第2偶极环磁铁组成，除了该第1和第2偶极环磁铁内的至少任选一个分段磁铁、特定的分段磁铁，获得对于与上述中心轴成直角的方向的磁场角度。
更进一步，本申请的另一个发明是一种蚀刻方法，通过使用多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁、以及平行设置在该偶极环磁铁内侧的第1和第2电极板，对在上述第1和第2中的一个电极板上配置的晶片进行蚀刻，特征在于，通过改变在上述晶片的端部的磁场角度，进而控制涉及上述晶片的加工面全体的蚀刻速度的均一性。
更进一步，本申请的另一个发明是一种蚀刻方法，通过使用多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁、以及平行设置在该偶极环磁铁内侧的第1和第2电极板，对在上述第1和第2电极板上配置的晶片进行蚀刻，特征在于，在上述晶片的端部的蚀刻速度相对于在中央部分的蚀刻速度欲变小的情况下，则将上述晶片的端部的磁场角度变大。
更进一步，本申请的另一个发明是一种蚀刻方法，通过使用多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁、以及平行设置在该偶极环磁铁内侧的第1和第2电极板，对在上述第1和第2电极板上配置的晶片进行蚀刻，特征在于，(a)在任意的蚀刻处理后，测定在上述晶片的端部和中央部分的蚀刻速度；(b)基于上述步骤(a)得到的测定结果，在上述晶片的端部的蚀刻速度相对于在中央部分的蚀刻速度欲变小的情况下，将上述端部的磁场角度比在上述步骤(a)中的磁场角度变大，从而进行下面的蚀刻处理；(c)基于上述步骤(a)得到的测定结果，在上述晶片的端部的蚀刻速度相对于在上述晶片的中央部分的蚀刻速度欲变大的情况下，将上述端部的磁场角度比在上述步骤(a)中的磁场角度变小，从而进行下面的蚀刻处理。
下面详述本申请的磁控管等离子体用磁场发生装置中的各磁场控制手段，但是特别优选在偶极环磁铁中具有磁场控制手段的磁场发生装置。
附图说明
图1是解释第1发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的图。
图2是解释第1发明实施方式中另一个磁控管等离子体用磁场发生装置的图。
图3是比较说明现有的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态和图1和图2中所示的第1发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态的图。
图4是表示在第1发明实施方式中的另一个磁控管等离子体用磁场发生装置(图2)中，在处理条件1所示的条件下，通过改变相对于晶片的表面的磁场强度而进行抗蚀剂的蚀刻时蚀刻速度的均一性的图。
图5是表示在第1发明实施方式中的另一个磁控管等离子体用磁场发生装置(图2)中，在处理条件2所示的条件下，通过改变相对于晶片的表面的磁场强度而进行抗蚀剂的蚀刻时蚀刻速度的均一性的图。
图6是表示在第1发明实施方式中的另一个磁控管等离子体用磁场发生装置(图2)中，在处理条件3所示的条件下，通过改变相对于晶片的表面的磁场强度而进行抗蚀剂的蚀刻时的蚀刻速度的均一性的图。
图7是表示在第1发明实施方式中另一个磁控管等离子体用磁场发生装置(图2)中，在处理条件4所示的条件下，通过改变相对于晶片的表面的磁场强度而进行抗蚀剂的蚀刻时蚀刻速度的均一性的图。
图8是表示在第1发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置中，第1和第2偶极环磁铁的各自的各向异性分段磁铁的磁通量和在晶片端部的磁场的角度θ的关系图。
图9是解释第3发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的图。
图10是解释图9所示的第3发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置中使用的环状磁铁的图。
图11是比较说明现有的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态和在图9所示的第3发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态的图。
图12是解释图9所示的第3发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的变形例的图。
图13是图9所示的第3发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的变形例中所使用的环状磁铁旋转的情况说明图，以及使该变形例更进一步发展的环状磁铁的动作的说明图。
图14是解释第3发明的另一个实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的图。
图15是表示在图14所示的第3发明的另一个实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置中，改变流入线圈的电流时晶片端部的磁场角度的变化图。
图16是解释第4发明实施方式中磁控管等离子体用磁场发生装置的图。
图17是比较说明现有的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态和第4发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态的图。
图18是表示在第4发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置中，移动磁性体环时晶片端部的磁场角度的变化图。
图19是解释第5发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置的图。
图20是比较说明现有的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态和第5发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态的图。
图21是表示在第5发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置中，将上部偶极环磁铁移动到上方时磁场角度θ及其关系的图。
图22是解释在磁控管蚀刻装置中应用第5发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置的情况的图。
图23是解释第6发明实施方式中的磁控管用磁场发生装置的图。
图24是比较说明现有的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态和在图23中所示的第6发明实施方式中的磁控管等离子体用磁场发生装置的磁力线(磁场)的状态的图。
图25是表示在第6发明实施方式中，改变构成偶极环磁铁的分段磁铁的磁化方向时晶片端部的磁场角度θ的变化图。
图26是表示构成图25所示的偶极环磁铁的分段磁铁的磁化方向和晶片端部的磁场角度θ的关系表。
图27是表示在图26中所示的关系的曲线图。
图28表示第7发明中的方法或装置的蚀刻均一性和为与第7发明相比较而进行的实验的蚀刻均一性的图。
图29是现有的等离子体蚀刻装置的纵剖面图。
图30是表示在图29所示的现有的等离子体蚀刻装置中，水平于晶片表面的磁场强度相对于从等离子体空间的中心到周边部分方向所测的距离的图。
图31表示多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的现有的偶极环磁铁的图。
图32表示与图31的偶极环磁铁的长度方向成直角的中央剖面的磁场的均一性的图。
图33表示现有的磁控管等离子体蚀刻装置图。
具体实施方式
下面，参照图1-图28说明本申请的多个发明实施方式。
首先参照图1-图8说明第1发明的实施方式。
如果根据第1发明中的实施方式，则在具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁的磁控管等离子体用磁场发生装置中，使构成上述偶极环磁铁的“上下配置的第1和第2偶极环磁铁”的长度各自不同。
构成本发明中使用的偶极环磁铁的多个柱状的各向异性分段磁铁(以下有只称作分段磁铁的情况)分别被隔板分为2个。因此，如上所述，通过该隔板，偶极环磁铁也可以具有上下配置的(或者分为2个)第1和第2偶极环磁铁。因此，在本说明书中，所谓第1和第2偶极环磁铁的长度不同也就是指第1和第2偶极环磁铁各自的分段磁铁的长度不同。
在图1和图2中所示的装置，除了分段磁铁的长度不同以外，其与图31中所示的装置的部分相同。因此，在图1和图2中，分别对多个分段磁铁附加了参考符号90，装置了这些多个分段磁铁90的偶极环磁铁用88表示。而且，在图1和图2中，对与图31说明的部分地方(部分)相同的地方附加相同的参考符号，并省略其说明或者只是简单的说明。
图1(a)是偶极环磁铁88的俯视图，图1(b)是沿A-B切断图1(a)的偶极环磁铁88的剖面图。图1的偶极环磁铁88的结构为下述：与图31的情况相同，分别在多个分段磁铁90的中间部分插入非磁性体的隔板41，被收纳在非磁性支架42上。另外，在偶极环磁铁88的环内平行设置电极板36和37，并且也同样在电极板37上放置晶片38(还有，省略了基座的图示)。同样，图2(a)是偶极环磁铁88的俯视图，图2(b)是沿A-B切断图1(a)的偶极环磁铁88的剖面图。
如果根据第1发明的实施方式，则多个分段磁铁90分别在隔板41的两侧具有磁铁90a和90b，并使这些磁铁90a和90b的偶极环磁铁的长度方向的长度(分别规定为ML1和ML2)不同。图1中是ML1＜ML2，图2中是ML1＞ML2。换句话说，图1(图2也相同)中所示的偶极环磁铁88也可以具有带有分段磁铁90a的第1偶极环磁铁和带有分段磁铁90b的第2偶极环磁铁。
参照图3，说明由现有的分段磁铁构成的偶极环磁铁35(图31)产生的磁场和由第1发明中的偶极环磁铁88产生的磁场的不同。
图3(a)表示现有的偶极环磁铁35(图31)沿A-B剖面的磁力线。水平方向(横向)的虚线92包括在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面(与长度方向的中心轴成直角且磁铁的中心部分的剖面)C-D中。如上所述，在该部分的磁力线变得大致平行(与中心轴成直角)，但是随着沿偶极环磁铁35的中心轴在端部方向进行，磁力线的弯曲变大。
另一方面，图3(b)表示在第1发明中的实施方式的偶极环磁铁88的A-B剖面的磁力线。由图3(b)可知，如果上部的磁铁90a比下部的磁铁90b短(ML1＜ML2)，则磁铁90a的磁场减少，同时磁铁90b的磁场增加。因此，偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁场方向(磁力线的方向)向上方变化而后下降(向上方变凸)。如果改变观察的方向，则产生水平磁场的位置由偶极环磁铁88的中央剖面C-D向下方移动。更进一步，如图3(c)所示，如果上部的磁铁90a比下部的磁铁90b还长(ML1＞ML2)，则与图3(b)的情况相反，偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁场方向(磁力线的方向)先向下方变化而后上升(向下方变凸)。
如上所述，通过使分段磁铁90a和90b的长度(分别为ML1和ML2)不同，可以控制相对于放置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片表面的磁场方向。在本说明书中，为说明的方便，将相对于晶片表面的磁场方向的控制作为在晶片端部的磁场方向的控制进行说明。图3(d)是为定义在晶片38的一个端部(或端部附近)38a的磁力线94的角度(磁场的角度)θ的图。如图3d所示，在晶片端部38a的磁场角度θ以平行于中央剖面C-D的面为基准(θ＝0°)，把从该基准面来看的向上方向和向下方向(图面上)分别定义为正和负。另一方面，没有图示的是，晶片38的另一端部的磁场角度在磁力线从上方与基准面相交的情况下定义为正，磁力线从下方与基准面相交的情况下定义为负。如果考虑磁场的对称性，则在通常的情况下，在晶片两个端部的磁场角度大致相等。在以下的说明中，如果特别声明，对晶片端部38a的磁场角度θ的控制进行说明。
另外，由于偶极环磁铁35和88在蚀刻等的等离子体处理时被旋转，因此在本说明书中，晶片端部(或者端部附近)和晶片周围部分是同义。
如上所述，在下述处理条件1-4下，通过实验研究在使分段磁铁90a和90b的长度不同而控制晶片端部的磁场方向的情况下、晶片端部38a的磁场角度θ和对于被蚀刻材料的蚀刻速度的晶片面内的均一性的关系。而且，研究关于磁场角度θ为4.41°、9.25°、12.88°的情况(在角度θ为正时是图2的情况)。另外，通过在蚀刻处理前后测定在从距离晶片表面成直角的2个直径方向的晶片周边(端部)3mm的内侧区域的多个地方的膜厚度，并用处理时间除其差(蚀刻量)来求出蚀刻速度。而且，之所以在下述处理条件中使用被蚀刻材料即抗蚀剂，是因为对于蚀刻有机绝缘体膜的代替膜材料进行评价。在下述图4-图7中，与上述晶片的表面成直角的2个直径方向的多个地方的测定值分别用黑圈和黑的四角形表示。
【处理条件1】
晶片直径：300mm
高频率电源频率数：13.56MHz
高频率电源电功率：460W
电极间间隙：40mm
晶片中心部的磁场强度：约120Gauss
被蚀刻膜：抗蚀剂
蚀刻气体：N2/O2＝95/190sccm
容器内压力：30mTorr基座温度：10℃【处理条件2】晶片直径：300mm高频率电源频率数：13.56MHz高频率电源电功率：2300W电极间间隙：40mm晶片中心部的磁场强度：约120Gauss被蚀刻膜：抗蚀剂蚀刻气体：N2/H2＝190/570sccm容器内压力：100mTorr基座温度：10℃【处理条件3】晶片直径：300mm高频率电源频率数：13.56MHz高频率电源电功率：4000W电极间间隙：40mm晶片中心部的磁场强度：约120Gauss被蚀刻膜：硅氧化膜蚀刻气体：C4F8/CO/Ar/O2＝20/100/400/10sccm容器内压力：40mTorr基座温度：40℃【处理条件4】晶片直径：300mm高频率电源频率数：13.56MHz高频率电源电功率：360W电极间间隙：40mm晶片中心部的磁场强度：约120Gauss被蚀刻膜：硅氮化膜蚀刻气体：CH2F2/O2/Ar＝50/40/200sccm容器内压力：125mTorr
基座温度：60℃
图4的(1)-(3)中表示在处理条件1的条件下进行抗蚀剂的蚀刻时，晶片端部的磁场角度θ分别为4.41°、9.25°、12.88°的情况下，晶片内的蚀刻速度均一性的结果。磁场角度θ为4.41°时，晶片面内的平均蚀刻速率为297.0nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度大的凹形形状，蚀刻均一性((Max-Min)/(Max+Min))是±14.0％。磁场角度θ为9.25°时，晶片面内的平均蚀刻速率为290.8nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度稍大的凹形形状，蚀刻均一性是±9.3％。磁场角度θ为12.88°时，晶片面内的平均蚀刻速率为308.2nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布接近大致均匀，蚀刻均一性是±3.7％。蚀刻均一性比磁场角度θ为9.25°时进一步改善。
图5的(1)-(3)中表示在处理条件2的条件下进行抗蚀剂的蚀刻时，晶片端部的磁场角度θ分别为4.41°、9.25°、12.88°的情况下，晶片内的蚀刻速度均一性的结果。磁场角度θ为4.41°时，晶片面内的平均蚀刻速率为487.8nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度大的凹形形状，蚀刻均一性是±16.0％。磁场角度θ为9.25°时，晶片面内的平均蚀刻速率为499.8nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布没有观察到明显的凹形形状，蚀刻均一性是±4.6％。蚀刻均一性比磁场角度θ为4.41°时改善了。磁场角度θ为12.88°时，晶片面内的平均蚀刻速率为516.8nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布与磁场角度θ为4.41°时相反，是中心部分的蚀刻速度比周边部分的蚀刻速度稍大的凸形形状，蚀刻均一性是±3.2％。蚀刻均一性比磁场角度θ为9.25°时更加改善了一些。
图6的(1)-(3)中表示在处理条件3的条件下进行硅氧化模的蚀刻时，磁场角度θ分别为4.41°、9.25°、12.88°时的晶片内蚀刻速度均一性的结果。磁场角度θ为4.41°时，晶片面内的平均蚀刻速率为298.5nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度稍大的凹形形状，蚀刻均一性是±5.6％。磁场角度θ为9.25°时，晶片面内的平均蚀刻速率为305.1nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布大致均匀，蚀刻均一性是±2.1％。蚀刻均一性比磁场角度θ为4.41°时改善了。磁场角度θ为12.88°时，晶片面内的平均蚀刻速率为313.8nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布大致均匀(在晶片周边部分观察到极少许蚀刻速度变小的倾向)，蚀刻均一性是±1.9％。蚀刻均一性比磁场角度θ为9.25°时更加改善了一些。
图7的(1)-(3)中表示在处理条件4的条件下进行抗蚀剂的蚀刻时，磁场角度θ分别为4.41°、9.25°、12.88°的情况下，晶片内蚀刻速度均一性的结果。磁场角度θ为4.41°时，晶片面内的平均蚀刻速率为89.4nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度大的凹形形状，蚀刻均一性是±15.9％。磁场角度θ为9.25°时，晶片面内的平均蚀刻速率为86.4nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度大的凹形形状，蚀刻均一性是±14.1％。蚀刻均一性比磁场角度θ为4.41°时改善了少许。磁场角度θ为12.88°时，晶片面内的平均蚀刻速率为84.9nm/min，晶片面内的蚀刻速度分布与磁场角度θ为4.41°时相同，是周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度稍大的凹形形状，蚀刻均一性是±9.5％。蚀刻均一性比磁场角度θ为9.25°时更加改善了。
在上述处理条件1-4下的实验中，处理装置的各种条件虽然制定的不一定最适合，而且蚀刻速度均一性的结果不一定是对于被蚀刻材料的最佳数值，但是在相对评价本发明的效果上完全没有问题。
由在上述处理条件1-4下得到的结果可知，将晶片中心部分的磁场强度固定，改变晶片端部的磁场角度，不会大幅度改变平均蚀刻速度，由此可以控制晶片中心部分和晶片周边部分的蚀刻量，可以改善晶片面内的蚀刻均一性。
总之，在硅氧化模、硅氮化膜、有机绝缘体膜的任一种的情况下，在晶片周边部分的蚀刻速度比晶片中心部分的蚀刻速度大时，可以通过增大晶片周边部分的磁场角度来使晶片周边部分的蚀刻速度相对于中心部分变小。因此，可以提高晶片表面全体的蚀刻速度的均一性。同样，在晶片周边部分的蚀刻速度相对于晶片中心部分的蚀刻速度变小的情况下，可以通过减小晶片周边部分的磁场角度来使晶片周边部分的蚀刻速度比中心部分大。因此，可以提高晶片表面全体的蚀刻速度的均一性。之所以磁场角度越大蚀刻速度越降低，是由于相对于晶片的表面，水平磁力线的成分减少，进而难于引起有助于等离子体高密度化的电子漂移。
最适合的晶片端部的磁场角度因被蚀刻材料、蚀刻气体的种类、其它的蚀刻条件的不同而不同，优选控制在0°到30°或者-30°的范围内。但是，如果磁场角度过大，恐怕会对晶片产生损伤，所以优选将晶片端部的磁场角度控制在约0°到13°或者-13°的范围内。而且，由于通常晶片周边部分的蚀刻速度比中心部分的蚀刻速度大，所以实际优选将晶片端部的磁场角度控制在约4°～13°或者-4°～-13°的范围。
下面，说明第1发明的实施方式的具体例。偶极环磁铁的长度RL为165mm，使用其剖面的一边由60mm的四方形的柱状的Nd-Fe-B类磁铁组成的16个各向异性分段磁铁40中的16个，上部分段磁铁90a的长度ML1为47.25mm，下部分段磁铁90b的长度ML2为27.75mm，隔板的长度为90mm时，放置在偶极环磁铁的中央剖面C-D上的晶片端部的磁场角度θ是4.41°。另外，使用与上述相同的偶极环磁铁，上部分段磁铁90a的长度ML1为58.8mm，下部分段磁铁90b的长度ML2为16.5mm，隔板的长度为90mm时，放置在偶极环磁铁的中央剖面C-D上的晶片端部的磁场角度θ变为9.25°。另一方面，使用与上述相同的偶极环磁铁，上部分段磁铁90a的长度ML1为67.5mm，下部分段磁铁90b的长度ML2为7.5mm，隔板的长度为90mm时，放置在偶极环磁铁的中央剖面C-D上的晶片端部的磁场角度θ变为12.88°。另外，使用与上述相同的偶极环磁铁，上部分段磁铁90a的长度ML1和下部分段磁铁90b的长度ML2都为37.5mm的相等长度，隔板的长度为90mm时，放置在偶极环磁铁的中央剖面C-D上的晶片端部的磁场角度θ变为0°。
另一方面，使用与在上段中记载的相同的偶极环磁铁，上部分段磁铁90a的长度ML1为30mm，下部分段磁铁90b的长度ML2为45mm，隔板的长度为90mm时，可以在偶极环磁铁的中央剖面C-D的15mm下方获得水平磁场。即，如图3(b)所示，在水平磁场中处理晶片时，可以在偶极环磁铁的中央的下方设定晶片，另一方面，如果在中央剖面C-D上设置晶片，则可以使晶片38附近的磁场成为向上的凸状。
图8是通过改变上述的上部和下部分段磁铁的各自的长度(ML1和ML2)，进而用曲线来表示晶片端部的磁场方向θ变化的图。
而且，在上述的第1发明中，也可以附加用来调节晶片38和偶极环磁铁的相对垂直(上下)方向的位置的机构。如果这样做，则可以通过验证即将进行的(或者尝试进行的)蚀刻结果，在后续的蚀刻处理中实现更好的蚀刻均一性。晶片38和偶极环磁铁的相对垂直方向的位置控制也可以通过不改变平行的平板电极36和37的距离而使全体在垂直方向上移动，也可以只使电极37在垂直方向上移动。另外，也可以不移动晶片而使偶极环磁铁移动。
下面参照第1发明的说明中使用的图1-图8中有关联的附图来说明第2发明。如果根据第2发明中的实施方式，则在具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁的磁控管等离子体用磁场发生装置中，在构成上述偶极环磁铁的上下方向上配置的第1和第2偶极环磁铁的剩余磁通密度(即磁铁的磁场强度)各不相同。
为使第1和第2偶极环磁铁的剩余磁通密度各不相同，作为第1和第2偶极环磁铁，例如，可以从铁淦氧、Sm-Co-类、Nd-Fe-B类等选择不同的磁铁来使用。第1和第2偶极环磁铁的各自的中心轴方向的长度可以相等或不同(总之，也可以是ML1＝ML2或者ML1≠ML2(参照图1和图2))。
例如，考察关于第1和第2偶极环磁铁的各自的中心轴方向的长度相等的情况。在图3(a)中，把上部磁铁90a的剩余磁通密度当作0.4特斯拉的铁淦氧磁铁，把下部磁铁90b的剩余磁通密度当作1.3特斯拉Nd-Fe-B磁铁，如果下部磁铁的磁通量比上部磁铁90a还要多，则与图3(b)相同，中央剖面附近的磁场方向向上变为凸状。与上述的情况相反，如果把上部磁铁90a的剩余磁通密度当作1.3特斯拉Nd-Fe-B磁铁，把下部磁铁90b的剩余磁通密度当作0.4特斯拉的铁淦氧磁铁，则与图3(c)一样，中央剖面附近的磁场方向向下成为凸状。
在上段的说明中，使第1和第2偶极环磁铁各自的中心轴方向的长度相等，但是，例如，如图3(b)那样，在上部磁铁90a比下部磁铁90b还短的情况下，例如，把上部磁铁90a的剩余磁通密度当作0.4特斯拉的铁淦氧磁铁，把下部磁铁90b的剩余磁通密度当作1.3特斯拉Nd-Fe-B磁铁，如果下部磁铁的磁通量比上部磁铁90a还要多，则中央剖面附近的磁场方向比第1发明中说明的图3(b)的情况进一步向上方成为凸状，更容易理解。另外，与上述情况相反，如图3(c)那样，在上部磁铁90a比下部磁铁90b还长的情况下，例如，如果把上部磁铁90b的剩余磁通密度当作1.3特斯拉Nd-Fe-B磁铁，把下部磁铁90a的剩余磁通密度当作0.4特斯拉的铁淦氧磁铁，则中央剖面附近的磁场方向比第1发明中说明的图3(c)的情况进一步向下方成为凸状，更容易理解。
即使在第2发明中，如与第1发明相关联并说明的那样，如果附加用来调节晶片38的垂直位置(上下位置)的机构，则可以通过验证即将进行的(或者尝试进行的)蚀刻结果，在后续的蚀刻处理中实现更好的蚀刻均一性。晶片38的垂直方向的位置控制也可以通过不改变平行的平板电极36和37的距离而使全体在垂直方向上移动，也可以只使电极37在垂直方向上移动。另外，也可以不移动晶片而使偶极环磁铁移动。
下面，说明第3发明。该第3发明是一种具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁的磁控管等离子体用磁场发生装置中，其特征在于，在上述偶极环磁铁的上部端部附近和/或内部设定至少一个以上的用来控制相对于蚀刻处理的晶片表面的磁场方向的磁场控制(调节)手段。
参照图9-图13说明第3发明的第1实施方式。根据第1实施方式，在偶极环磁铁35的上部端部附近配置着在2极着磁的环状磁铁80。为了不扰动在电极板36和37之间产生的电场，优选将环状磁铁80配置在电极板36的上方。更优选的是，也通过电极板36的位置，例如，即使从图9所示的位置使电极板36降低到第1偶极环磁铁长度的一半以下，也可以使环状磁铁配置在第1偶极环磁铁的一半长度的上方位置。环状磁铁80的磁化方向(着磁方向)是相对于由偶极环磁铁35产生的水平磁场的直角方向。另外，磁化方向的反向分界线(图6和图7的82)与偶极环磁铁的磁场方向成直角。即，是与偶极环磁铁35的中心部分附近的磁场方向成直角。
进一步详细地说明环状磁铁80。如图10(a)所示，在含有环状磁铁80的中心轴84(垂直于纸面的方向)的面上，2极分开的一方在第1方向被磁化，另一方在与第1方向相反的方向被磁化为环状磁铁80。分别在厚度方向磁化，例如，半圆环状的部件80a和80b之后，如图10(a)所示，使用粘着剂等并组合，以便80a和80b的磁化方向变得相反。也可以使半圆环状的部件80a和80b直接接触并组合，或者，也可以在其间介入薄的非磁性体来组合80a和80b。
另外，如图10(b)所示，环状磁铁也可以是垂直于磁铁的厚度方向的剖面并列了多个四方形小磁铁的环状磁铁(用86表示)。如果装置大型化，通过象图10(b)那样构成环状磁铁，具有能够降低其制作费用的效果。另外，在图10(b)中，配置了多个小磁铁的支承台89a和89b是非磁性体，支承台89a和89b的形状也可以是象图示那样的矩形或半圆形。当然，上述小磁铁的剖面也可以是不限于四方形的矩形、三角形、圆形等其它形状。另外，环状磁铁80和86分别通过以其中心轴为中心进行旋转(可以至少旋转180°)而产生下述的效果。
布置环状磁铁80，以便其中心轴84与偶极环磁铁35的中心轴一致或大致一致。另外，环状磁铁80的直径比偶极环磁铁35的环内径还小。这是为了可以在偶极环磁铁35的环内部配置环状磁铁80。
参照图11，说明在只有在现有的偶极环磁铁35的情况下产生的磁场与由第3发明中第1实施方式产生的磁场的不同。
图11(a)表示在现有的偶极环磁铁35(图31)的A-B剖面上的磁力线。水平方向(横向)的虚线92包含在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面(与长度方向的中心轴成直角且磁铁的中心部分的剖面)C-D上。如上所述，在该部分中的磁力线大致平行(与中心轴成直角)，但是随着沿偶极环磁铁35的中心轴向端部方向进行，磁力线的弯曲变大。
另一方面，图11(b)表示在现有的偶极环磁铁35中使用第3发明的第1实施方式中的环状磁铁80时的A-B剖面(图9)上的磁力线。由图11(b)可知，通过设置在偶极环磁铁35上部附近的在2极着磁的环状磁铁80，在图的右侧产生向下的磁场，在图的左侧产生向上的磁场，所以偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的磁力线向上方变为凸状。另外，如图11(c)所示，如果使环状磁铁80在其中心轴的周围旋转180°，则这次偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的磁力线向下方变为凸状。
可是，环状磁铁80给偶极环磁铁35的中央剖面附近的磁力线的影响因中央剖面C-D到环状磁铁80的距离Z(参照图9)变化。即，通过调节该距离Z可以控制偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的磁力线的弯曲情况(磁场的方向)。
与第1发明的情况相同，图11(d)是定义晶片端部的磁场方向θ的图。
如上所述，在上述处理条件1-4下，通过实验研究使从中央剖面C-D到环状磁铁80的位置Z发生变化的情况下，晶片端部38a的磁场角度θ和相对于被蚀刻材料的蚀刻速度的晶片面内的均一性的关系。结果，获得了与图4-图7中说明的相同的结果。
在上述的说明中，使用1个环状磁铁80。但是，也可以设置并使用多个环状磁铁，以便其在偶极环磁铁的中心轴(长轴)方向上重叠起来。
图12是说明使用两个环状磁铁时的图(用80(1)和80(2)来表示两个环状磁铁)。除了使用两个环状磁铁外，图12与图9相同。环状磁铁80(1)和80(2)能够以各自的中心轴为中心旋转，根据是否可使各自旋转180°来使环状磁铁产生的磁场控制效果增大或无效。
图13(a)是使两个环状磁铁80(1)和80(2)的各自的磁化方向相同的情况，相当于图11(b)的情况，并且可以使对偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的磁力线的影响变大。因此，在负方向上使晶片的端部38的磁场方向θ增大的应用例中，与使用1个环状磁铁的情况相比，具有可以缩短两个环状磁铁的移动距离的优点。另一方面，在图13中未图示的是，通过使环状磁铁80(1)和80(2)旋转可以使这些磁铁的磁力线方向与图13(a)相反(相当于图11(c)的情况)。
图13(b)表示从图13(a)的状态起只是使环状磁铁80(2)旋转180°，进而两个环状磁铁80(1)和80(2)的磁化方向变为各自相反方向的情况。在这种情况下，如果两个环状磁铁的磁化强度相等，则环状磁铁对偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的磁力线大致没有影响。总之，可以把中央剖面C-D附近的θ大致变为零。因为根据蚀刻条件，存在使中央剖面C-D附近的θ变为大致为零的情况，所以如果可以使环状磁铁80(1)和80(2)旋转，则能够回避卸下环状磁铁或者必须远离至环状磁铁不能影响中央剖面C-D附近的磁力线的距离的问题。
另外，也可以将环状磁铁的数量增加为3个以上。图13(c)表示把环状磁铁变为4个的情况。这样，如果增加环状磁铁的数量并可使每个磁铁旋转，则可以精密且大幅地控制作为多个环状磁铁全体对偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的磁力线的影响。因此，例如，在不想增大中央剖面C-D和环状磁铁的可变距离Z的情况下，或者，在想增大控制晶片端部的磁场方向θ的情况下特别有效。
说明上述的第3发明的第1实施方式的具体例。根据本发明人的实验，偶极环磁铁的长度RL为165mm，剖面的一边使用16个由60mm的四方形柱状的Nd-Fe-B类磁铁组成的16个各向异性分段磁铁40，夹住隔板41的上下分段磁铁40的长度ML同为37.5mm，隔板的长度为90mm。使用两个环状磁铁，每个环状磁铁的外径D2为525mm，两个环状磁铁间的距离D1为150mm，厚度为1.5mm。如图13(a)那样，两个环状磁铁以相同的磁化方向配置，从中央剖面C-D到下方的环状磁铁80(1)的距离Z为112.5mm时，配置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁场方向θ变为22°。从这种状态来看，在使两个环状磁铁80(1)和80(2)向上方移动并且Z＝262.5mm时，θ变为5°。
另一方面，自图13(a)的状态以后，如图13(b)所示，只使环状磁铁80(2)旋转180°并使两个环状磁铁80(1)和80(2)的磁化方向变为各自相反方向时θ大致为零。另外，自图13(a)的状态以后，使环状磁铁80(1)和80(2)的双方都旋转180°，且使环状磁铁80(1)和80(2)的磁化方向正好是与图13(a)相反的方向，则Z＝112.5mm时，θ变为-22°，Z＝262.5mm时，θ变为-5°。因此，可以看出，如果使双部件结构的环状磁铁80(1)和80(2)例如从Z＝112.5mm变化为262.5mm，而且，使环状磁铁旋转，则可使θ在-22°--5°、0°、5°-22°的范围内变化。
下面，参照图9和图10说明本申请的第3发明的第2实施方式。该第2实施方式是用半圆形卷回的线圈(电磁铁)100(1)和100(2)取代在第1实施方式中使用的环状磁铁，其它的结构与第1实施方式相同。
线圈100(1)和100(2)的形状(结构)以相当于图9和图10中所示的磁化方向的分界线82为中心对称，该对称线和第1实施方式相同，与偶极环磁铁35产生的磁场方向成直角。象从第1实施方式中理解的那样，由于要使线圈100(1)和100(2)产生的磁场方向变得相反，所以流入线圈100(1)和100(2)中的电流为相反方向。根据该第3发明中的第2实施方式，可以通过控制流入线圈的电流值来控制线圈产生的磁场强度，对放置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部的磁场方向θ进行控制。
说明上述的第3发明的第2实施方式的具体例。根据本发明人的实验，偶极环磁铁的长度RL为165mm，使用16个剖面的一边由60mm的四方形柱状的Nd-Fe-B类磁铁组成的16个各向异性分段磁铁40，夹住隔板41的上下分段磁铁40的长度ML同为37.5mm，隔板的长度为90mm。两个线圈的外径DC(参照图14)为525mm，两个线圈间的距离X为75mm，圈线的方向为图14的箭头方向，线圈的卷回数分别为100匝。从中央剖面C-D到线圈的距离Z为112.5mm时，可通过流入线圈的电流使放置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁场角度θ变化。使线圈100(1)和(2)中电流10A以与图14的箭头表示的方向相反的方向流动时，θ变为-12°，不使电流流动时θ为0°，使线圈100(1)和(2)中电流10A以与图14的箭头表示的方向相同的方向流动时θ变为12°。
如上所述，可以通过改变流入线圈的电流值控制θ。图15是表示通过改变上述线圈100(1)和(2)的磁动势(安培-匝数(ampere-turn))，来控制放置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁场角度θ的一个例子的图。
参照图16-图18说明本申请的第4发明。该第4发明的特征在于，在图31所示的现有的偶极环磁铁中，如图16所示，在偶极环磁铁的内部配置铁等的磁性体环81，通过使该磁性体环在上下方向移动，来控制放置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部的磁场方向θ。如图16所示，磁性体环81被设置在偶极环磁铁35的内部所设置的蚀刻等处理室51与偶极环磁铁35的内壁之间。
如上所述，图16所示的第4发明的结构是在图31所示的现有的偶极环磁铁上设置了磁性体环81，因此为了使说明书的记载简洁，省略了图16的说明。
参照图17，说明只在现有的偶极环磁铁35的情况下产生的磁场和根据本申请的第4发明中的实施方式产生的磁场的不同。图17(a)表示现有的偶极环磁铁35(图31)的A-B剖面的磁力线。水平方向(横向)的虚线92包含在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面(与长度方向的中心轴成直角且磁铁的中心部分的剖面)C-D中。如前所述，该部分的磁力线大致平行(与中心轴成直角)，但是随着沿偶极环磁铁35的中心轴在端部方向进行，磁力线的弯曲变大。
另一方面，图17(b)表示在现有的偶极环磁铁35中使用本申请的第4发明中的磁性体环81时A-B剖面(图16)的磁力线。如图17(b)所示，如果使磁性体环81在偶极环磁铁35的内部且向上部移动，则偶极环磁铁35的上部分段磁铁40(1)的磁通量变弱，偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁力线变为向上方的凸状。另一方面，如图17(c)所示，与上述情况相反，如果使磁性体环81在偶极环磁铁35的内部且向下部移动，则偶极环磁铁35的下部分段磁铁40(2)的磁通量变弱，偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁力线变为向下方的凸状。图17(d)与图3和图11的(d)相同，是定义晶片38的端部的磁场94的方向θ的图。
这样，通过使磁性体环81在上下方向上移动，可以控制偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁力线的方向(即磁场的方向)。
而且，磁性体环81的长度H(参照图16)最好为偶极环磁铁的长度RL的一半以下。其理由是，在通过使磁性体环81在上下方向上移动来控制偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁力线的方向的情况下，如果磁性体环81位于上部和下部分段磁铁40(1)和40(2)的两方的内表面，那么通过使上部和下部分段磁铁两方的磁通量变弱则可显著降低使中央剖面C-D附近的磁力线变化的效果。
说明上述本申请的第4发明的实施方式的具体例。根据本发明人的实验，偶极环磁铁的长度RL为165mm，使用16个剖面的一边由60mm的四方形柱状的Nd-Fe-B类磁铁组成的16个各向异性分段磁铁40，夹住隔板41的上下分段磁铁40的长度ML同为37.5mm，隔板的长度为90mm。另外，磁性体环的外径D为540mm，厚度t为7.5mm，高度H为75mm，从中央剖面C-D到下方测定的距离Z为75mm(如果在中央剖面C-D上Z的位置为0，则Z＝-75mm)时，配置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁场方向θ变为12°。另一方面，Z＝0mm时，θ变为0，Z＝75mm时，θ变为-12°。通过使磁性体环81在±75mm的范围内移动可以控制θ在±12°的范围内。
图18是表示在偶极环磁铁35内部设置磁性体环81并在上下方向移动时，放置在偶极环磁铁35的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁场角度θ的变化例的图。即，可知能够通过磁性体环81的移动来控制θ。
根据上述处理条件1-4，进行来实验研究设置在偶极环磁铁35内部的磁性体环81在上下方向移动时，晶片端部38a的磁场角度θ和对于被蚀刻材料的蚀刻速度的晶片面内的均一性的关系。其结果，得到与在图4-图7中说明的相同的结果。
参照图19-图22说明本申请的第5发明。该第5发明的特征在于，例如，将图31所示的现有的偶极环磁铁在与其中心轴(长度方向)成直角的方向上分为两份，使两份中的任何一份可以在偶极环磁铁的长度方向上移动，来控制放置在偶极环磁铁的中央剖面附近的晶片端部38a的磁场角度。如上所述，如果控制了晶片端部38a上的磁场角度，就可同样控制晶片另一端的磁场强度。
图19是表示第5发明中磁控管等离子体用磁场发生装置的实施方式的图。如图19所示，把偶极环磁铁88作为配置在其中心轴方向(长度方向)的上部和下部偶极环磁铁88a、88b，并以规定间隔配置这些偶极环磁铁88a、88b。然后，例如，使偶极环磁铁88a在其中心轴方向(长度方向)上移动。
参照图20，进一步说明本申请的第5发明。图20(a)对应于图3(a)，象已经说明的那样，表示现有的偶极环磁铁35(图25)的A-B剖面的磁力线。水平方向(横向)的虚线92包含在与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面(与长度方向的中心轴成直角且磁铁的中心部分的剖面)C-D中。该部分的磁力线大致平行(与中心轴成直角)，但是随着沿偶极环磁铁35的中心轴在端部方向进行，磁力线的弯曲变大。
图20(b)表示使上部偶极环磁铁88a从图19所示的初始位置向上方移动时，偶极环磁铁88的A-B剖面的磁力线如何变化。总之，如果使上部偶极环磁铁88a从初始位置向上方移动，则偶极环磁铁88的长度方向的中心向上方移动，所以偶极环磁铁88的初始的中央剖面C-D附近的磁力线向下方变为凸状。即使第1-第4发明，也象说明的那样，如图20(c)那样定义晶片38的端部的磁场方向的磁力线94的角度θ。
说明上述本申请的第5发明的实施方式的具体例。根据本发明人的实验，偶极环磁铁的长度RL为165mm，使用16个剖面的一边由7.5mm的四方形柱状的Nd-Fe-B类磁铁(Br＝1.3特斯拉(T))组成的16个各向异性分段磁铁40，隔板41的长度为15mm，连接隔板41的上下分段磁铁90a和90b长度ML1和ML2都为75mm。使上部偶极环磁铁88a从图19所示初始位置(Z＝0)向上方移动112.5mm时(Z＝112.5mm)，可以使放置在图19所示的偶极环磁铁88的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁力线94的方向(磁场角度)θ变为0°-约7°。
图21中作为“分段磁铁尺寸1”的情况，图示上述的上部偶极环磁铁88a的向上方移动和磁场角度θ的关系。
另外，偶极环磁铁的长度RL为165mm，使用16个剖面的一边由60mm的四方形柱状的Nd-Fe-B类磁铁(Br＝1.3特斯拉)组成的16个各向异性分段磁铁40，隔板41的长度为90mm，上分段磁铁90a的长度ML1为52.5mm，下分段磁铁90b的长度ML2为22.5mm。使上部偶极环磁铁88a从图19所示初始位置向上方移动112.5mm时，可以使放置在图19所示的偶极环磁铁88的中央剖面C-D附近的晶片端部38a的磁力线94的方向(磁场角度)θ变为约7°-18°。
图21中，作为“分段磁铁尺寸2”的情况，图示上述的上部偶极环磁铁88a的向上方移动和晶片端部38a的磁场角度θ的关系。
如上所述，根据上述处理条件1-4，通过实验来研究使上部偶极环磁铁88a向上方移动时，晶片端部38a的磁场38a的方向(磁场角度θ)和对于被蚀刻材料的蚀刻速度的晶片面内的均一性的关系。其结果，得到与在图4-图7中说明的相同的结果。
如果在图33所示的磁控管蚀刻装置中使用第5发明，则可以大幅度地改良磁控管蚀刻装置。即，如图22所示，可将二等分的上部和下部的偶极环磁铁88a和88b的空间作为蚀刻室(A)和负载室(C)的搬送通路的一部分使用。总之，由设置在负载室(C)内的搬送支架54从箱室(B)取出1个晶片，通过偶极环磁铁88a和88b的空间将该晶片搬入蚀刻室(A)。因此，没有必要象现有例那样在蚀刻室(A)内设置晶片的升降装置，所以可以单纯地进行晶片的搬送等。因此，能够使装置小型化、简略化的同时，由于不需要升降机构，所以可以完全防止通过该机构产生的润滑油的积炭问题。
下面说明第6发明。归纳起来，该第6发明的特征在于，构成图31中所示的现有的偶极环磁铁的多个分段磁铁内的几个磁化方向相对于与偶极环磁铁的中心轴成直角的方向(以下有时根据把该方向称作平行方向)设置角度。根据使用了这样的偶极环磁铁的磁控管等离子体用磁场发生装置，则与第1-第5发明相同，可以使偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁场方向(磁场角度)向上方或向下方变为凸状，使在中央剖面C-D附近的晶片的蚀刻等的等离子体处理速度均一化。
参照图23-图27说明第6发明的实施方式。如上所述，第6发明与图31的现有实施例的不同之处在于：构成第6发明的磁场发生装置的多个分段磁铁内的几个分段磁铁的磁化方向不同。除此之外第6发明与图31的现有实施例相同。因此，为简洁说明，在图23中，用参考符号106表示偶极环磁铁全体，分别用108A和108B表示构成该偶极环磁铁106的上、下偶极环磁铁，另外，用110a(1)-110a(16)表示设置在上部的偶极环磁铁108A上的分段磁铁，用110b(1)-110b(16)表示设置在下部的偶极环磁铁108B上的分段磁铁，其它的部分用与图31相同的参考符号。而且，在总体说明上部和下部的分段磁铁的情况下，或者，在不特定单个的磁铁的情况下，有时用110a和110b表示上部和下部的分段磁铁。
图23(a)是偶极环磁铁106的俯视图，图23(b)是沿A-B切断图23(a)的偶极环磁铁106的剖面图。而且，没有图示的是，设置在下部的偶极环磁铁108B上的分段磁铁110b(1)-110b(16)分别位于设置在上部的偶极环磁铁108A上的分段磁铁110a(1)-110a(16)的下方。
图23的偶极环磁铁106与图31的情况相同，在上下配置的分段磁铁之间设置非磁性体的隔板41，分段磁铁110a和110b被分别收纳在非磁性的环状支架42上。另外，分段磁铁110a和110b的数量和配置如图31中说明的那样。另外，同样地，在偶极环磁铁106的内部平行设置电极板36和37，在电极板37上放置晶片38。
如图23(b)所示，分段磁铁110a(5)在相对于与偶极环磁铁的中心轴成直角的方向(即与中央剖面C-D平行方向)的上方设置约45°的角度(把该方向的角度作为正的)。另一方面，设置在与分段磁铁110a(5)相反侧的另外的分段磁铁110a(13)在相对于与偶极环磁铁的中心轴成直角的方向的下方设置约45°的角度(把该方向的角度作为负的)。这种情况下，从图23不能看出的是，被线E-F2等分的右侧的分段磁铁110a(2)-110a(8)各自的磁化方向在同一角度上是向上的方向，被线E-F2等分的左侧的分段磁铁110a(10)-110a(16)各自的磁化方向在同一角度上是向下的方向。另外，在与偶极环磁铁106的环内中央部分形成的磁场43的方向相反方向上磁化的分段磁铁110a(1)和110a(9)的磁化方向是水平的。另外，在图23所示的实施方式中，下部偶极环磁铁108B的分段磁铁110b的磁化方向是完全与现有例相同，与偶极环磁铁的中心轴成直角的方向(水平)。上述分段磁铁的磁化方向相当于在图25和图26中说明的“分段磁铁的磁化方向与晶片端部的磁场角度θ的关系”中的情况(C)。
参照图24，更进一步说明本申请的第6发明。图24(a)对应于图3(a)，如已经说明的那样，表示在现有的偶极环磁铁35(图31)的A-B剖面上的磁力线。水平方向(横向)的虚线92平行于与偶极环磁铁35的长度方向成直角的中央剖面(与长度方向的中心轴成直角且磁铁的中心部分的剖面)C-D。该部分的磁力线大致平行(与中心轴成直角)，但是随着沿偶极环磁铁35的中心轴在端部方向进行，磁力线的弯曲变大。
图24(b)表示分段磁铁110a和110b的磁化方向，表示说明图23的磁化方向的情况的“偶极环磁铁106的A-B剖面上的磁力线”的情况。这时，磁化方向相对于水平方向设置角度的上部分段磁铁110a的内侧(环内侧)的磁极向下侧偏移；另一方面，由于下部分段磁铁110b的各自的内侧和外侧的磁极中心没变，所以偶极环磁铁106的水平磁场的面降低，结果是中央剖面C-D附近的磁力线向上方变为凸状。
图24(c)表示图23的分段磁铁110a(2)-110a(8)的磁化方向为向下方向，分段磁铁110a(10)-110a(16)的磁化方向为向上方向，另外，分段磁铁110b的全部的磁化方向为水平方向时的“偶极环磁铁106的A-B剖面上的磁力线”的情况。这时，与图24(b)中所示的情况相反，中央剖面C-D附近的磁力线向下方变为凸状。这种情况相当于在图25和图26中说明的“分段磁铁的磁化方向与晶片端部的磁场角度θ的关系”中的情况(F)。
图24(d)与图3、图11、图17和图20相同，是定义晶片38的右侧的端部的磁场方向的磁力线94的角度θ的图。
图25是表示改变分段磁铁110a和110b的磁化方向时(用(A)-(I)表示)晶片38的右侧端部(图面上)的角度θ的概况图。分段磁铁110a和110b的一方或两方的磁化方向相对于平行方向设置角度时，在与偶极环磁铁106的环内中央部分上形成的磁场43的方向相反的方向上磁化的分段磁铁的磁化方向是水平的。另外，相对于中心线E-F对称的位置上的右侧的分段磁铁110a(2)-110a(8)和左侧的分段磁铁110a(10)-110a(16)，其磁化方向相反并且其角度的绝对值相同。
图26表示本申请的发明人就改变图25中所示的分段磁铁110a和110b的磁化方向的情况(A)-(I)，进行的关于分段磁铁的磁化方向的角度和晶片38的右侧端部的角度θ的结果表。如上所述，相对于中心线E-F对称的位置上的左侧的分段磁铁110a(10)-110a(16)与右侧的分段磁铁110a(2)-110a(8)的磁化方向相反，而其角度的绝对值相同，因载省略此其磁化方向的角度的记。
在本发明人进行的实验中，偶极环磁铁的长度RL为165mm，使用32个一边由60mm的四方形柱状的Nd-Fe-B类磁铁(Br＝1.3特斯拉)组成的各向异性分段磁铁110a和110b(ML＝37.5mm)，隔板41的长度为90mm。分段磁铁110a(2)-110a(8)的磁化方向在相对于平行方向上方的角度为45°，分段磁铁110a(10)-110a(16)的磁化方向在下方相对于平行方向的角度为45°，分段磁铁110a(1)和110a(9)的磁化方向平行。另一方面，分段磁铁110b的磁化方向为水平方向。这时可以使放置在图23所示的偶极环磁铁106的中央剖面C-D附近的晶片端部的磁力线94的方向(磁场的方向)θ为-10.3°。同样，把改变相对于分段磁铁110a和110b的水平方向的磁化方向的角度而进行的实验结果作为磁化方向A、B、D-I，并示于图26中。根据磁化方向的分类E相当于图3(a)的情况。
图27是用曲线表示相对于图26中所示的磁化方向A-I的中的各个方向的晶片右端部的磁场角度θ的图。
如上所述，根据上述处理条件1-4进行实验研究；上下配置的第1和第2偶极环的至少任意一方的分段磁铁的磁化方向相对于水平方向设置角度，晶片端部的磁场角度θ和对于被蚀刻材料的蚀刻速度的晶片面内的均一性的关系。其结果，得到与在图4-图7中说明的相同的结果。
即使在第6发明中，如有关第1发明的说明那样，如果附加用来调节晶片38的垂直位置(上下位置)的机构，则可以通过验证即将进行的(或者尝试进行的)蚀刻结果，在后续的蚀刻处理中实现更好的蚀刻均一性。晶片38的垂直方向的位置控制也可以通过不改变平行平板电极36和37的距离而使整体上在垂直方向上移动，也可以只使电极37在垂直方向上移动。另外，也可以不移动晶片，使偶极环磁铁移动。
下面说明关于本申请的第7发明。第7发明的特征在于使图31所示的现有实施例的偶极环磁铁35本身在上下方向移动。将偶极环磁铁35象图33中所示的那样(在图33中用64表示偶极环磁铁)配置在蚀刻室的外面。即使根据该第7发明，也与第1-第6发明一样，可以把偶极环磁铁的中央剖面C-D附近的磁场方向(磁场角度)变为向上方或者下方的凸状，因此可以调节放置在中央剖面C-D附近的晶片(被处理体)的端部(周边部分)的磁场角度。因此，具有能够使中央剖面C-D附近的晶片的蚀刻等的等离子体处理速度均一化的效果。
本申请的发明人为确保第7发明的效果，固定图31的电极板36和37的距离，在此状态下，使偶极环磁铁35上下移动并调节晶片周边部分的磁场角度来测定蚀刻的均一性(图28(a))。另外，为与第7发明的实验结果比较，不使偶极环磁铁35上下移动，而使图31的下侧的电极板37上下(即改变电极板36和37的距离)来测定蚀刻的均一性(图28(b))。
在上述实验中，就晶片端部的磁场角度θ为5.8°、8.9°、12.0°的情况进行调节，在图28中，分别用(1)(2)(3)表示在这些角度测定的蚀刻速度。另外，通过在蚀刻处理前后测定在从距离晶片表面的正交的2个直径方向的晶片周边(端部)3mm的内侧区域的多个地方的膜厚度，并用处理时间除其差(蚀刻量)可求出蚀刻速度。而且，被蚀刻材料采用硅氧化膜。下述的处理条件(5)与第7发明相关，处理条件(6)是比实施较例中的条件。
【处理条件5】
晶片直径：200mm
高频率电源频率数：13.56MHz
高频率电源电功率：1500W
电极间间隙：27mm
晶片中心部的磁场强度：约120Gauss
被蚀刻膜：硅氧化膜
蚀刻气体：C4F8/CO/Ar/O2＝10/50/200/5sccm
容器内压力：45mTorr
基座温度：40℃
【处理条件6】
晶片直径：200mm
高频率电源频率数：13.56MHz
高频率电源电功率：1500W
电极间间隙：
(1)磁场角度θ为5.8°时为27mm
(2)磁场角度θ为8.9°时为37mm
(3)磁场角度θ为12.0°时为47mm
晶片中心部的磁场强度：约120Gauss
被蚀刻膜：硅氧化膜
蚀刻气体：C4F8/CO/Ar/O2＝10/50/200/5sccm
容器内压力：45mTorr
基座温度：40℃
如由图28(a)和(b)可知，根据第7发明，通过与改变平行电极板间的距离的比较实施例比较，可以提高蚀刻均一性。
在用本申请的发明中的方法提高蚀刻均一性的情况下，首先，在任意的蚀刻处理后测定上述被处理体(晶片)的端部和中央部分的蚀刻速度。接着，基于该测定结果，要使被处理体的端部(即周边部分)的蚀刻速度比被处理体的中央部分的蚀刻速度小时，则使被处理体端部的磁场角度比最初的测定时的磁场角度大并进行接下来的蚀刻处理；另一方面，基于上述的测定结果，要使被处理体的端部的蚀刻速度比被处理体的中央部分的蚀刻速度大时，则使端部的磁场角度比最初的测定时的磁场角度小并可以进行接下来的蚀刻处理。这样，首先，根据尝试进行的被处理体的直径方向的蚀刻轮廓，如果进行后续的蚀刻处理，则可以进行均一性良好的蚀刻。
工业应用性
如上所述，本发明涉及磁控管等离子体用磁场发生装置，更进一步，涉及使用该磁场发生装置的等离子体蚀刻装置和方法。本发明中的装置和方法适宜用于在半导体等的电子部件的制备工序中所进行的蚀刻。更进一步，本发明并不限于蚀刻，还可应用于使用了溅射等其它等离子体的半导体处理装置和方法。
Claims (24)
1.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，控制相对于被实施等离子体处理的晶片表面的磁场方向。
2.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，控制相对于在所述偶极环磁铁的中心位置以外的位置上被实施等离子体处理的晶片表面的磁场方向，以便与晶片表面大致平行。
3.如权利要求1或2所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述偶极环磁铁具有磁场控制手段。
4.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，所述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，所述第1和第2偶极环磁铁的中心轴方向的长度分别不同。
5.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，所述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，所述第1和第2偶极环磁铁的磁场强度分别不同。
6.如权利要求3或5所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述第1和第2偶极环磁铁的至少任意一个可以在所述偶极环磁铁的中心轴方向上移动。
7.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，设置至少一个以上的用来控制所述偶极环磁铁的磁场方向的磁场方向控制手段。
8.如权利要求7所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成。
9.如权利要求7至9中的任意一项所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述磁场方向控制手段是2极磁化的环状磁铁。
10.如权利要求9所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述环状磁铁配置在所述偶极环磁铁的一个端部的附近。
11.如所述权利要求9或10所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述环状磁铁在包含其中心轴的面上2等分，其中一方在第1方向上被磁化，另一方在与所述第1方向相反的第2方向上被磁化，所述2等分的分割线与所述偶极环磁铁的磁场方向大致成直角。
12.如权利要求9至11中的任意一项所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述环状磁铁能够以所述偶极环磁铁的中心轴为中心进行旋转。
13.如权利要求7所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述磁场方向控制手段是环状磁性体。
14.如权利要求13所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述环状磁性体沿上述偶极环磁铁的内表面配置。
15.如权利要求7至14中的任意一项所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述磁场方向控制手段可以在所述偶极环磁铁的中心轴方向移动。
16.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，所述偶极环磁铁由第1和第2偶极环磁铁组成，所述第1和第2偶极环磁铁的至少任意一个可以在所述偶极环磁铁的中心轴方向上移动。
17.一种磁控管等离子体用磁场发生装置，该装置具有多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁，其特征在于，所述偶极环磁铁由沿所述偶极环磁铁的中心轴方向设置的第1和第2偶极环磁铁组成，除了特定的分段磁铁外，所述第1和第2偶极环磁铁中的至少任意一个分段磁铁相对于和所述中心轴成直角的方向形成磁场角度。
18.如权利要求17所述的磁控管等离子体用磁场发生装置，其特征在于，所述特定的分段磁铁是在与所述偶极环磁铁的中心部分形成的磁场方向相反的方向上被磁化的2个分段磁铁。
19.一种蚀刻方法，通过使用多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁、以及平行设置在所述偶极环磁铁内侧的第1和第2电极板，对所述第1和第2中的一个电极板上配置的晶片实施蚀刻处理，其特征在于，通过改变所述晶片的端部的磁场角度，在所述晶片的整个加工面上控制蚀刻速度的均一性。
20.如权利要求19所述的蚀刻方法，其特征在于，以与所述偶极环磁铁的中心轴成直角的方向为基准，在正或负方向上将所述晶片的端部的磁场角度控制在4°～13°的范围内。
21.一种蚀刻方法，通过使用多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁、以及平行设置在所述偶极环磁铁内侧的第1和第2电极板，对所述第1和第2电极板上配置的晶片实施蚀刻处理，其特征在于，要使所述晶片的端部的蚀刻速度相对于中央部分的蚀刻速度变小时，则增大所述晶片的端部的磁场角度。
22.一种蚀刻方法，通过使用多个柱状的各向异性分段磁铁被环状配置的偶极环磁铁、以及平行设置在所述偶极环磁铁内侧的第1和第2电极板，对所述第1和第2电极板上配置的晶片实施蚀刻处理，其特征在于，
(a)在任意的蚀刻处理后，测定在所述晶片的端部和中央部分的蚀刻速度；
(b)根据所述步骤(a)中得到的测定结果，要使所述晶片的端部的蚀刻速度相对于中央部分的蚀刻速度变小时，则使所述端部的磁场角度比所述步骤(a)中的磁场角度变大，并进行下面的蚀刻处理；
(c)根据所述步骤(a)中得到的测定结果，要使所述晶片的端部的蚀刻速度相对于所述晶片的中央部分的蚀刻速度变大时，则使所述端部的磁场角度比所述步骤(a)中的磁场角度变小，并进行下面的蚀刻处理。
23.如权利要求21或22所述的蚀刻方法，其特征在于，以与所述偶极环磁铁的中心轴成直角的方向为基准，在正或负方向上将所述晶片的端部的磁场角度控制在4°～13°的范围内。
24.如权利要求21或22所述的蚀刻方法，其特征在于，以与所述偶极环磁铁的中心轴成直角的方向为基准，在正或负方向上将所述晶片的端部的磁场角度控制在0°～13°的范围内。
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