JP2001156044A - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

処理装置及び処理方法

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JP2001156044A
JP2001156044A JP33620699A JP33620699A JP2001156044A JP 2001156044 A JP2001156044 A JP 2001156044A JP 33620699 A JP33620699 A JP 33620699A JP 33620699 A JP33620699 A JP 33620699A JP 2001156044 A JP2001156044 A JP 2001156044A
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Japan
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ring magnet
dipole ring
shield plate
processing
magnetic field
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Tomomi Kondo
智美 近藤
Hidetoshi Kimura
英利 木村
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイポールリングマグネット(DRM)を備
えた処理装置において、当該処理装置の近傍及び所定距
離離れた位置に対する漏れ磁場を十分低下させることの
できる処理装置や処理方法を提供する。 【解決手段】 プラズマ発生装置を備えた処理チャンバ
3の外周をダイポールリングマグネット(DRM)40
が回転する処理装置1において、前記ダイポールリング
マグネット40の外周を覆う略円柱形のシールド板60
を、前記ダイポールリングマグネット40と同軸上で前
記ダイポールリングマグネット40とは反対方向に回転
させることにより前記ダイポールリングマグネット40
の外側に発生する漏洩磁場を打ち消す方向の磁場を形成
せしめ、それにより前記ダイポールリングマグネット4
0の外側に発生する漏洩磁場を相殺せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に対し
て処理を施す処理装置や処理方法に係り、更に詳細に
は、強力な磁場の存在下に被処理基板に対して処理を施
す処理装置及び処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より半導体の製造工程において、ス
パッタリング処理やCVD処理などの処理を被処理基板
としてのシリコンウエハ(以下、単に「ウエハ」とい
う。)に施す処理装置が用いられている。これらの処理
装置では、処理チャンバ内を反応性の処理ガスで満たさ
れ、この処理ガスをプラズマ化してできるプラズマ雰囲
気下で処理チャンバ内のウエハ表面に所定の処理が行わ
れる。特に最近では半導体装置の集積度を向上させる要
望が強く、またウエハも大口径化が進んでいるため、微
細な処理を短時間で正確に施すことのできる処理装置が
望まれている。
【0003】そのため、特開平6−53177号公報が
開示しているように、例えばエッチング装置では、複数
の異方性セグメント磁石を処理チャンバの外周に環状に
配置したダイポールリングマグネット(以下、「ダイポ
ールリングマグネット」を単に「DRM」と略すことが
ある。)を備え、均一性の高い磁場を形成することで、
より均一なプラズマ雰囲気で処理を行うことのできるプ
ラズマ生成装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なDRMを備えたプラズマ生成装置を用いる場合にはD
RMから発生する磁力線がプラズマ生成装置の周辺の機
器に影響を及ぼすため、磁力線の漏れ、即ち漏れ磁場を
少なくする必要がある。特に生産性を向上させるために
複数の処理ユニットを狭い空間に密集させた、いわゆる
マルチチャンバタイプの半導体製造装置では、処理ユニ
ット相互間の干渉を防ぐことが不可欠である。
【0005】そのため、DRMの外側に磁気を遮蔽する
ためのシールド板を設けたり、漏れ磁場を相殺させるた
めのカウンター磁石などを配設する提案がなされている
が、漏れ磁場を十分低減させる迄には至っていないとい
う問題がある。
【0006】本発明は上記従来の問題を解決するために
なされた発明である。即ち、本発明は、DRMを備えた
処理装置において、当該処理装置の周辺に対する漏れ磁
場を十分低下させることのできる処理装置や処理方法を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、被処理基板に
処理を行う処理チャンバと、前記処理チャンバ内にプラ
ズマを発生させる手段と、前記処理チャンバの外周に沿
って複数の磁石を円周上に配設してなり、一の方向に回
転するダイポールリングマグネットと、前記ダイポール
リングマグネットの外周を覆うシールド板と、前記シー
ルド板を前記ダイポールリングマグネットと同軸上で前
記ダイポールリングマグネットとは反対方向に回転させ
る手段と、を具備する。
【0008】上記処理装置において、前記回転させる手
段は、前記ダイポールリングマグネットの外周面に配設
された外歯歯車と、前記シールド板の内周面に内歯歯車
と、前記外歯歯車および内歯歯車と係合する小歯車と、
前記小歯車を駆動するモータと、からなるものが挙げら
れる。
【0009】このように、モータで駆動されるピニオン
ギアのような前記小歯車を、前記外歯歯車と前記内歯歯
車との間に挟持した状態で係合する構成とすることによ
り、簡単な構造で前記ダイポールリングマグネットと前
記シールド板とを互いに逆向きに回転させることができ
る。
【0010】また、本発明の他の処理装置は、被処理基
板に処理を行う処理チャンバと、前記処理チャンバ内に
プラズマを発生させる手段と、前記処理チャンバの外周
に沿って複数の磁石を円周上に配設してなり、前記円周
上を回転可能に支持されたダイポールリングマグネット
と、前記ダイポールリングマグネットを回転させる第1
のモータと、前記ダイポールリングマグネットの外周を
覆い、前記ダイポールリングマグネットと同軸上で回転
可能に支持されたシールド板と、前記シールド板を前記
ダイポールリングマグネットとは反対方向に回転させる
第2のモータと、前記第2のモータの回転数を制御する
手段と、を具備する。
【0011】このように前記ダイポールリングマグネッ
トと前記シールド板とを別々のモータで駆動することに
より、前記シールド板の回転数を前記ダイポールリング
マグネットとは別個に調節できるので、漏洩磁場を最も
有効に防止できる回転数に制御することができる。
【0012】また、前記シールド板の外部の所定位置の
磁場を検出するセンサを配設し、このセンサで検出した
磁場に基づいて前記シールド板を回転するモータ(第2
のモータ)の回転数を制御することもでき、それによ
り、漏洩磁場を最も効率よく防止できる。
【0013】また、上記処理装置において、前記シール
ド板が、側面に複数の微細な貫通孔を備えていても良
い。
【0014】このように前記シールド板の側面に複数の
微細な貫通孔を穿孔することにより、シールド板面内を
円電流が流れやすくなるため、電磁誘導が起き易くな
り、磁場の漏れを効率よく防止することができる。
【0015】本発明の処理方法は、被処理基板に処理を
施す処理チャンバの外周に、複数の磁石を円周上に配設
したダイポールリングマグネットを回転させながら前記
被処理基板にプラズマ処理を施す処理方法において、前
記ダイポールリングマグネットの外周を覆うシールド板
を前記ダイポールリングマグネットと同軸かつ反対方向
に回転させることにより磁場の漏洩を防止することを特
徴とする。
【0016】また、本発明の他の処理方法は、被処理基
板に処理を施す処理チャンバの外周に、複数の磁石を円
周上に配設したダイポールリングマグネットを回転させ
ると同時に、前記ダイポールリングマグネットの外周を
覆うシールド板を前記ダイポールリングマグネットとは
反対方向に回転させながら、前記被処理基板にプラズマ
処理を施す処理方法において、前記シールド板外の所定
位置で検出した磁場に基づいて、前記シールド板の回転
数を制御することにより磁場の漏洩を防止することを特
徴とする。
【0017】本発明では、DRMの外側にDRMを覆う
円柱形のシールド板を配設し、回転するDRMと同軸か
つ反対方向に回転するので、DRMから外側に向かう磁
力線に対して、大きさがほぼ同等で向きが反対の磁力線
を形成するような円電流がシールド板の各部に形成され
る。そのため、シールド板面から出る磁力線と前記DR
Mから出る磁力線とが相殺し、その結果、DRMから出
る漏れ磁場が消失する。
【0018】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の第1の実施形態に係る処理装置について説明する。
図1は本実施形態に係る処理装置としてのエッチング装
置1の垂直断面を模式的に示した図である。このエッチ
ング装置1では、ウエハWにエッチング処理を施す処理
チャンバ3が略中央に配設されており、この処理チャン
バ3の外側にDRM(ダイポールリングマグネット)4
0が配設され、更にDRM40の外側にシールド板60
が配設されている。
【0019】処理チャンバ3は酸化アルマイト処理され
たアルミニウムなどからなる円筒形に形成され、処理チ
ャンバ3内部の処理室2は気密かつ密閉可能な構造を備
えている。また処理チャンバ3自体は接地線4に接続す
るなどの方法により接地されている。
【0020】処理チャンバ3の底部にはセラミックなど
でできた絶縁支持板5が設けられており、この絶縁支持
板5の上部には、被処理基板として例えば直径12イン
チのウエハWを載置するための略円柱形のサセプタ6が
収容されている。このサセプタ6は、例えば酸化アルマ
イト処理されたアルミニウムからなり、プラズマを発生
させる手段としての下部電極を構成する。
【0021】サセプタ6は昇降可能な支持体7により支
持されており、処理チャンバ3の外に配設された昇降モ
ータ8などの駆動力により、図中上下方向に昇降可能で
ある。この図1はエッチングを行うときの位置を示して
おり、昇降モータ8によりサセプタ6は処理チャンバ3
側部下方に配設されている搬入出用のゲートバルブ9ま
で下降可能である。一方、支持体7の周囲には、気密性
を確保するためのベローズ10が取り付けられている。
【0022】サセプタ6上には、ウエハWを吸着保持す
るための静電チャック(図示省略)が配設されており、
ウエハWはこの静電チャック上の所定の位置に載置され
る。
【0023】サセプタ6の上面外周縁には、導電性を備
えた環状のフォーカスリング11が配設されている。こ
のフォーカスリング11は、ウエハW周辺のプラズマ密
度の均一性を向上させる。
【0024】処理チャンバ3の底部には、例えばターボ
分子ポンプのような真空装置12へと通じる排気管13
が取りつけられており、この真空装置12により、処理
チャンバ3内は所定の減圧状態、例えば1333mPa
(10mTorr)にまで真空引きすることが出来る。
【0025】上記のような処理チャンバ3内の排気や、
真空装置12などによる処理チャンバ3内の減圧状態は
処理チャンバ3内に取り付けられた圧力センサ(図示省
略)の検出信号に基づいて自動的に制御される。
【0026】処理チャンバ3内側の上部には、例えばア
ルミナ製の絶縁材21を介して、プラズマを発生させる
手段としての上部電極22が設けられている。この上部
電極22は例えば酸化アルマイト処理されたアルミニウ
ムのような導電性材料でできており、少なくとも前記ウ
エハWに対向する面22aは、例えば単結晶シリコンの
ような、高周波に対して導電性を有する材料で形成して
も良い。またこの上部電極22は、その内部に中空部2
2bを有する中空構造であり、さらに上部電極22の上
部中央にはガス導入口23が設けられている。このガス
導入口23は前記中空部22bと通じている。そしてウ
エハWの被処理面全体に均一に処理ガスを供給するた
め、多数の吐出口22cが穿孔されている。
【0027】前記ガス導入口23には、ガス導入管24
が接続されており、このガス導入管24には、バルブ2
5、流量調節のためのマスフローコントローラ(MF
C)26を介して処理ガス供給源27が接続されてい
る。本実施の形態では、処理ガス供給源27から所定の
処理ガス、例えばCF4ガスやC4ガスなどのCF系
のエッチングガス等が供給されるようになっている。こ
のエッチングガスは、マスフローコントローラ26で流
量が調節されて、前記上部電極22の吐出口22cか
ら、ウエハWに対して均一に吐出されるようになってい
る。
【0028】次に、このエッチング装置1の高周波電力
の供給系について説明する。
【0029】下部電極となるサセプタ6に対しては、周
波数が1〜3MHz程度、例えば2MHzの高周波電力
を出力する第1の高周波電源31からの電力が、ブロッ
キングコンデンサなどを有する整合器33を介して供給
される。一方、上部電極22に対しては整合器33を介
して、周波数が前記第1の高周波電源31よりも高い1
MHz以上の周波数、例えば27.12MHzの高周波
電力を出力する第2の高周波電源34からの電力が供給
されるようになっている。
【0030】前記処理チャンバ3の外周には、ダイポー
ルリングマグネット(DRM)40が配設されている。
図2は本実施形態に係るDRM40の概略構成を示した
斜視図である。
【0031】このDRM40は、図2に示したように、
円環状の回転ステージ42の上に、円環状に配列された
36個の円柱形のセグメント磁石M1〜M36を有して
いる。これら各セグメント磁石M1〜M36は同形同大
であり、回転ステージ42に配置されるときは、後述す
るようにその着磁方向が異なった方向に向くように配置
されている。そして前記回転ステージ42自体は、後述
するようにモータ43や歯車44,45,61などの歯
車列からなる伝達機構により処理チャンバ3の外周を同
軸上即ち同心円状に回転するようになっている。
【0032】図3は本実施形態に係るセグメント磁石の
一つの概略構成を示した斜視図である。DRM40にお
いて、各セグメント磁石M1〜M36は同形同大であ
る。例えばセグメント磁石M1について説明すると、こ
のセグメント磁石M1は全体として円柱形であり、磁化
させて磁石とするための同形同大の磁性材料51,52
の間に、例えば同形のアルミニウム材などからなる非磁
性体53を挟持した構造を備えている。このように構成
された素材を磁化して、例えば図3の矢印に示したよう
な方向で磁性材料51,52を着磁させることによりセ
グメント磁石M1は構成されている。図中の矢印の先端
がN極を示しており、磁性材料51,52の着磁方向は
全く同一である。
【0033】図4は本実施形態に係るDRM40の概略
構成を示した平面図である。
【0034】他のセグメント磁石M2〜M36は、この
セグメント磁石M1と全く同一の構成である。そしてこ
の36個の同一の着磁方向を持ったセグメント磁石を、
回転ステージ42上に配置するときに、図4に示したよ
うに、回転ステージ42上を180度ずれて半周する
と、セグメント磁石の着磁方向が元の方向に戻って一周
するように、各セグメント磁石M1〜M36の着磁方向
が異なるように設定されている。
【0035】例えば、図4に沿って説明すると、セグメ
ント磁石M1とセグメント磁石M19とは同一の着磁方
向であり、本実施形態においては、セグメント磁石M1
〜M36は、等角ずつ着磁方向がずれるように配設され
ている。なお、側面からみた場合、各セグメント磁石M
1〜M36の着磁方向のZ成分(垂直成分)は0であ
り、サセプタ6上のウエハWと平行である。以上のよう
なセグメント磁石M1〜M36の配置により処理チャン
バ3の磁場ベクトルは図4の太矢印に示した方向に向い
ている。
【0036】また、図1及び図5に示したように、回転
ステージ42の外周面には平歯車の歯に相当する外歯歯
車面45が形成されている。この外歯歯車面45は前記
モータ43の回転軸に取り付けられた小歯車としてのピ
ニオンギア44と噛み合う形状を備えており、前記モー
タ43の回転駆動力がこれらピニオンギア44、外歯歯
車面45を介してDRM40に回転駆動力が伝達され
る。
【0037】次に、本実施形態の特徴である、シールド
板60について説明する。図5は本実施形態に係る処理
チャンバ3、DRM40、及びシールド板60相互間の
位置関係と取り付け状態を示した斜視図である。
【0038】本実施形態に係るシールド板60は図1及
び図5に示したように、円柱形の外観を備えており、前
記処理チャンバ3とその外側に配設されたDRM40と
を更に外側から包含する直径と深さとを備えている。こ
のシールド板60は、銅や鉄などの導電性材料の板材を
プレス加工などにより円柱形に加工したものであり、底
面部中央には配管23を通すための貫通孔が穿孔され、
前記DRMと同軸上で回転可能に保持されている。ま
た、図1及び図5に示したように、シールド板60の内
周面縁部に沿って内歯歯車面61が形成されている。こ
の内歯歯車面61は前記モータ43の回転軸に取り付け
られたピニオンギア44と噛み合う形状を備えており、
図1及び図5に示すように、シールド板60と前記DR
M40とはそれぞれ内歯歯車面61、外歯歯車面45を
介して前記ピニオンギア44と係合している。そのた
め、図5中、矢印で示したように、モータ43が回転す
ると、前記DRM40とシールド板60とは互いに反対
方向に回転するようになっている。
【0039】図6は本実施形態に係るエッチング装置の
磁場状態を示した垂直断面図である。
【0040】本実施形態に係るエッチング装置1の主要
部は以上のように構成されており、前述したようなDR
M40の配置により、ウエハWを側面からY軸方向に向
ってみると、図6に示したように、DRM40が静止し
た状態においては、ウエハWを含む平面に対してほぼ平
行な磁場が形成される。
【0041】図7は本実施形態に係る処理チャンバ内の
Y軸方向の磁場状態を図示したグラフである。
【0042】また同様にDRM40が静止した状態にお
いては、図7に示したようにY軸上のY(+)からY
(−)の方向に向って、ウエハWの一端から他端にかけ
て磁場強度が次第に弱くなった傾斜磁場が形成されてい
る。この場合の磁場強度は、例えばウエハW上で最も強
い箇所である、ウエハWのY(+)方向の一端で例えば
約600G(ガウス)、ウエハWの中心(C)で約12
0G(ガウス)程度となるように設定されている。
【0043】次に、本実施形態に係るエッチング装置1
を用いて、例えばシリコンのウエハWの酸化膜(SiO
2)をエッチングする場合のプロセス、作用等について
説明する。
【0044】エッチング装置1の側面には、ゲートバル
ブ9を介して、搬送アームなどのウエハ搬送手段等が収
容されているロードロック室(図示省略)が併設されて
おり、被処理基板であるウエハWの処理チャンバ3内へ
の搬入出時には昇降モータ8の作動により、サセプタ6
が所定の受け渡し位置まで下降する。
【0045】次いで前記ロードロック室からウエハWが
処理チャンバ3内に搬入され、静電チャック等の保持手
段によりサセプタ6上の所定位置に前記ウエハWが載置
固定される。しかる後に昇降モータ8の作動によりサセ
プタ6が所定のエッチング処理位置(図1に示した位
置)まで上昇する。同時に処理チャンバ3内が真空引き
装置12により真空引きされ、所定の減圧度になった
後、処理ガス供給源27から所定の処理ガス、例えばC
4が所定の流量で供給され、処理チャンバ3内の圧力
が所定の減圧度、例えば2666mPa(20mtor
r)に設定、維持される。
【0046】次に上部電極22に第2の高周波電源34
から周波数が27.12MHz、パワーが2kWの高周
波電力が供給されると、処理チャンバ3内のエッチング
ガス、即ちCF4ガスのガス分子が解離してプラズマ化
される。また同時にサセプタ6に対して第1の高周波電
源31から周波数が2MHz、パワーが1kWの高周波
電力が供給される。
【0047】更にモータ43の作動により回転ステージ
42が回転し、それによりDRM40が処理チャンバ3
の外周を回転すると、ウエハW上にこのウエハWと平行
かつ均一な磁場、即ち前記した高周波電源によって形成
された電界と直交する方向に平行磁場が形成される。な
お、このモータ43の回転によりシールド板60もDR
M40と同軸上を反対方向に回転する。
【0048】DRM40の回転によってプラズマ中の電
子がドリフト運動を起こし、その結果、中性分子との衝
突によって更に解離が起こり、処理チャンバ3内のプラ
ズマ運動の密度はきわめて高いものになる。また、例え
ば、ドリフト運動を起こさない、バルク中の電子であっ
ても、前記磁場によってその拡散が抑えられる。従っ
て、かかる点からもプラズマ密度は高くなっている。
【0049】しかもウエハWの一端から他端に移動する
に従って磁場強度が弱くなっているので、ドリフト運動
を起こした電子に対する前記拡散抑制効果は弱められ、
結果として端部での電子の集中は回避され、ウエハW上
に電子溜まりが生じることは無く、ウエハW上のプラズ
マ密度の均一性は良好となる。
【0050】このようなプラズマ雰囲気の下で、それに
より生じた高密度のエッチャントイオンが、第1の高周
波電源31からサセプタ6側に供給された相対的に低い
周波数の高周波(2MHz)によってその入射エネルギ
ーが前記プラズマの生成過程とは独立に制御されつつ、
ウエハW表面のシリコン酸化膜(SiO2)をエッチン
グしていく。従って、ウエハWにダメージを与えること
なく所定のエッチング処理を行うことが出来る。また、
高速のエッチングレートと面内均一性の高いエッチング
処理がウエハWに対してなされる。
【0051】このとき前記DRM40によって発生した
磁場は、処理チャンバ3外周の全方向にわたって漏洩し
ようとするが、DRM40の側面外周には、シールド板
60が配設されており、しかもこのDRM40と同軸上
かつ反対方向に向って回転している。そのため、このシ
ールド板60からDRM40に向って漏洩しようとする
磁場と逆向きの磁場が形成され、両方の磁場が相殺する
ので実際にシールド板60から外周に向って漏洩する磁
場はほとんど形成されない。以下にその効果について説
明する。
【0052】(比較実験)本実施形態に係る装置の効果
を確認するために、条件を変えて各種の測定を行った。
【0053】測定はDRM40の回転時の中心から水平
方向に直線距離で10m離れたA点に磁場測定装置の検
知部をセットし、このA地点での磁場強度を測定した。
【0054】磁場強度の測定は、シールド板60を取り
付けない状態でDRM40を回転した場合(test
1)、シールド板60を静止状態で固定した場合(test
2)、及びシールド板60をDRM40と反対方向に
回転した場合(test 3)の三つの異なる条件下で行っ
た。
【0055】図8はA点での磁場測定結果を図示したグ
ラフである。
【0056】図8のグラフの縦軸はA点での磁場強度の
絶対値(単位:mG)を示し、同横軸はDRM40の磁
気ベクトルと基準線(DRM40の回転中心とA点とを
結ぶ直線)とがなす変位角θを示す。
【0057】図8のグラフに示すように、test 1〜3
のいずれの場合もθ=0°及びθ=180°のときに極
大値となり、θ=90°及びθ=270°のときに極小
値となる。即ち、DRM40の磁気ベクトルが基準線と
平行になるときにA点での磁場が最大となり、磁気ベク
トルと基準線とが直交するときに最小となる。
【0058】図9は、図8の結果からtest1〜3の各条
件下での相違点を分かり易くするためにそれぞれのタイ
ムステップ毎の磁場強度の差分をグラフ化したものであ
る。
【0059】図9において、実線で描いたグラフは同じ
角変位におけるtest 1の磁場強度とtest 2の磁場強度
との差分を図示したものであり、点線で描いたグラフは
同じ角変位におけるtest 1の磁場強度とtest 3の磁場
強度との差分を図示したものである。なお、差分を明確
にするために図9のグラフでは縦軸の磁場強度の目盛が
図8のものより細かくなっている。
【0060】図9のグラフが示すように、どの変位角θ
においても、test 1とtest 3との差分(t1−t3)の方
がtest 1とtest 2との差分(t1−t2)よりも大きい。
即ち、シールド板60を静止状態で固定した場合に比べ
てシールド板60をDRM40と同軸上で反対方向に回
転させた方がA点に及ぼす漏洩磁場の影響が小さいこと
を示している。詳細な計算を行ったところ、シールド板
60を静止状態で固定した場合に漏洩磁場は2±1%低
減することができ、更にシールド板60をDRM40と
同軸上でDRM40と反対方向に回転させた場合には漏
洩磁場を4±2%の水準で低減できることが確認され
た。
【0061】かかる効果が得られた理由は次のように考
えられる。DRM40のように、回転する磁石の回りに
金属などの板状の導電性材料でできたシールド板を置く
と、磁石から出る磁力線がシールド板内を通過する際
に、電磁誘導現象が起きて、磁石から出る磁力線とは逆
向きの磁力線がシールド板から発生する。
【0062】この逆向きの磁力線は図4のセグメント磁
石M1〜M36の一つ一つについて発生する。その大き
さはセグメント磁石M1〜M36の一つ一つがDRM4
0の半径方向との間でなす角度と関係し、M1,M3
6,M18,M19辺りで最大となり、M9,M10,
M27,M28辺りで最小となる。あとのセグメント磁
石については磁力線のうちの半径方向に平行な成分に比
例し、M9,M10,M27,M28に近いほど小さ
く、M1,M36,M18,M19に近づくにつれて徐
々に大きくなる。これをシールド板60全体でみると、
図4の太矢印とは反対向きの磁場ベクトルが形成されて
いると考えることが出来る。
【0063】ここで、シールド板60の各部で電磁誘導
により発生する磁力線の数は電磁誘導に関するファラデ
ーの法則により、磁束の時間当たりの変化率に比例する
ため、シールド板60とDRM40とを互いに反対方向
に回転させると、両者間の相対速度が増大してシールド
板60の各部で電磁誘導により発生する磁力線の数が増
大する。これをシールド板60全体でみると前記したD
RM40の磁場ベクトルと逆向きの磁場ベクトルが増大
し、これらDRM40の磁場ベクトルとシールド板60
の磁場ベクトルとが相殺する結果、漏洩磁場が弱められ
ると考えられる。
【0064】従って、シールド板60の回転数を適当な
値に設定することにより、処理チャンバ3から磁場が漏
洩するのを防止することが出来る。
【0065】その結果、エッチング装置1と同一の装置
を相互に近接して設置しても、相互に磁場が干渉するこ
とがなく、所期の目的である、短時間で精密なエッチン
グ処理を行うことが出来る。また、エッチング装置1か
ら離れた位置に対する磁場の漏れをも防止できるので、
周辺機器に対する磁気的な影響も防止することが出来
る。
【0066】更に、DRM40を構成した異方性セグメ
ント磁石であるセグメント磁石M1〜M36は全て同一
の円柱形であり、1種類のセグメントを多数製造してそ
の配置を適宜変えることにより所期のDRM40を構成
することが出来る。従って、配置状態を変えるだけで容
易に所望の着磁方向の異方性セグメント磁石を得ること
が出来、また製造コストも低廉に抑えることが出来る。
【0067】なお、本発明は上記及び後述する実施の形
態に限定されない。例えば、上記実施形態ではDRM4
0は36個のセグメント磁石M1〜M36によって構成
されているが、もちろんセグメント磁石の数は必要に応
じて任意に選択することが出来る。
【0068】また、上記実施の形態では、エッチング装
置を例にして説明したが、これに限らず、本発明は他の
プラズマ処理装置、例えば、アッシング装置、スパッタ
リング装置、CVD装置に適用することも可能である。
更に、非処理基板もウエハのみならず、LCD用基板で
あっても良い。
【0069】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態について説明する。なお、以下の実施形態のう
ち、先行する実施形態と重複する部分については説明を
省略する。
【0070】図10は本実施形態に係るシールド板60
の斜視図である。図10に示したように、本実施形態に
係るシールド板60では、側壁面に無数の微細な貫通孔
62,62,…が穿孔されている。
【0071】このように微細な貫通孔62,62…を多
数穿孔することにより、シールド板60の側壁面では電
磁誘導による円電流が流れやすくなり、DRM40の磁
気ベクトルと対向する磁気ベクトルを形成しやすくな
る。その結果、DRM40の漏洩磁場をより効果的に相
殺できるという特有の効果が得られる。
【0072】(第3の実施形態)本実施形態に係る装置
では、上記第1の実施形態と異なり、DRMとシールド
板のそれぞれについて独立した駆動モータを配設して互
いに別個独立に回転数を制御できる構成にした。
【0073】本実施形態の装置では、DRMの回転数と
は別個独立してシールド板の回転数を調節できる。その
ため、DRMの回転により生じる漏洩磁場に対応して最
も適切な回転数でシールド板を回転させることにより漏
洩磁場を高精度に防止することが出来る、という効果が
得られる。
【0074】(第4の実施形態)図11は本実施形態に
係る処理装置の構成を模式的に示したブロック図であ
る。
【0075】図11に示したように、本実施形態に係る
装置では、DRM40及びシールド板60のそれぞれに
独立のモータm1,m2を配設して別個独立に回転駆動
できるようにしたことに加え、DRM40からの漏洩磁
場の影響が懸念される位置、例えばマルチチャンバタイ
プの処理システム内で他のプラズマ処理ユニットを配設
する位置など、処理装置の近傍の位置などに磁場検出用
のセンサを一つ以上配設してある。そして、このセンサ
で検出した磁場の強度に基づいて、前記処理装置のシー
ルド板60を回転させるモータm2、ひいてはシールド
板60の回転数を制御することにより、漏洩磁場の発生
を可及的に防止する構成となっている。
【0076】本実施形態に係る処理装置では、実際に検
出した漏洩磁場の強度に基づいて、シールド板60の回
転数を制御するので、正確に漏洩磁場を相殺することが
でき、漏洩磁場による周辺機器への悪影響を効果的に防
止することが出来る。
【0077】
【発明の効果】本発明によれば、DRMを備えたプラズ
マ処理装置において、当該装置に近接した場所、及びそ
れより離れた場所のいずれにおいても、装置からの漏れ
磁場が発生するのが防止される。そのため、周辺機器に
対する磁気的影響を防止することができる。また、適当
に距離をおいて他のプラズマ処理装置を設置しても、各
装置において所期の磁場の均一性が阻害されることはな
い。従って、マルチチャンバタイプのシステムを構築す
る際の設計の自由度を大きくとることが出来る。
【0078】更にDRMの外側にシールド板を配設して
このシールド板をDRMと同軸上で反対方向に回転させ
るだけで、上記のような漏洩磁場を防止する効果が得ら
れるので、装置全体の構造に及ぼす影響を最小限に抑え
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るエッチング装置1の垂直
断面図である。
【図2】第1の実施形態に係るダイポールリングマグネ
ット(DRM)の斜視図である。
【図3】第1の実施形態に係るセグメント磁石の一つの
斜視図である。
【図4】第1の実施形態に係るダイポールリングマグネ
ット(DRM)の平面図である。
【図5】第1の実施形態に係る処理チャンバ、ダイポー
ルリングマグネット(DRM)、及びシールド板相互間
の位置関係を示した斜視図である。
【図6】第1の実施形態に係るエッチング装置の垂直断
面図である。
【図7】第1の実施形態に係る処理チャンバ内の磁場状
態を図示したグラフである。
【図8】第1の実施形態に係るエッチング装置運転時の
A点での磁場測定結果を図示したグラフである。
【図9】test1〜3の各条件下でのタイムステップ毎の
磁場強度の差分をグラフ化したものである。
【図10】本発明の第2の実施形態に係るシールド板の
斜視図である。
【図11】本発明の第4の実施形態に係る処理装置の構
成を示したブロック図である。
【符号の説明】
W…ウエハ、 3…処理チャンバ、 22…上部電極 5…下部電極 40…ダイポールリングマグネット(DRM)、 60…シールド板、 43…モータ、 44…ピニオンギア、 45…外歯歯車、 61…内歯歯車、 62…貫通孔、 m1…第1のモータ、 m2…第2のモータ、 CPU…制御装置、 S1…センサ、 S2…センサ。
フロントページの続き Fターム(参考) 4G075 AA22 AA25 AA61 BC02 BC04 CA12 CA42 CA47 CA65 DA01 EA01 EB01 EB41 ED01 ED08 4K029 DC20 DC42 DC45 EA00 4K030 FA01 KA12 KA34 KA39 KA41 5F004 AA16 BA08 BB08 BB13 BB22 BB29 5F045 AA08 AA19 BB01 BB20 EH16 HA24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理基板に処理を行う処理チャンバ
    と、 前記処理チャンバ内にプラズマを発生させる手段と、 前記処理チャンバの外周に沿って複数の磁石を円周上に
    配設してなり、一の方向に回転するダイポールリングマ
    グネットと、 前記ダイポールリングマグネットの外周を覆うシールド
    板と、 前記シールド板を前記ダイポールリングマグネットと同
    軸上で前記ダイポールリングマグネットとは反対方向に
    回転させる手段と、 を具備することを特徴とする処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の処理装置であって、前記
    回転させる手段が、 前記ダイポールリングマグネットの外周面に配設された
    外歯歯車と、 前記シールド板の内周面に配設された内歯歯車と、 前記外歯歯車および内歯歯車と係合する小歯車と、 前記小歯車を駆動するモータと、からなることを特徴と
    する処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の処理装置であっ
    て、前記シールド板が、側面に複数の微細な貫通孔を備
    えていることを特徴とする処理装置。
  4. 【請求項4】 被処理基板に処理を行う処理チャンバ
    と、 前記処理チャンバ内にプラズマを発生させる手段と、 前記処理チャンバの外周に沿って複数の磁石を円周上に
    配設してなり、前記円周上を回転可能に支持されたダイ
    ポールリングマグネットと、 前記ダイポールリングマグネットを回転させる第1のモ
    ータと、 前記ダイポールリングマグネットの外周を覆い、前記ダ
    イポールリングマグネットと同軸上で回転可能に支持さ
    れたシールド板と、 前記シールド板を前記ダイポールリングマグネットとは
    反対方向に回転させる第2のモータと、 前記第2のモータの回転数を制御する手段と、 を具備することを特徴とする処理装置。
  5. 【請求項5】 被処理基板に処理を行う処理チャンバ
    と、 前記処理チャンバ内にプラズマを発生させる手段と、 前記処理チャンバの外周に沿って複数の磁石を円周上に
    配設してなり、前記円周上を回転可能に支持されたダイ
    ポールリングマグネットと、 前記ダイポールリングマグネットを回転させる第1のモ
    ータと、 前記ダイポールリングマグネットの外周を覆い、前記ダ
    イポールリングマグネットと同軸上で回転可能に支持さ
    れたシールド板と、 前記シールド板を前記ダイポールリングマグネットとは
    反対方向に回転させる第2のモータと、 前記シールド板外の所定位置の磁場を検出する少なくと
    も1のセンサと、 前記検出された漏洩磁場に基づいて、前記第2のモータ
    の回転数を制御する手段と、 を具備することを特徴とする処理装置。
  6. 【請求項6】 被処理基板に処理を施す処理チャンバの
    外周に、複数の磁石を円周上に配設したダイポールリン
    グマグネットを回転させながら前記被処理基板にプラズ
    マ処理を施す処理方法において、 前記ダイポールリングマグネットの外周を覆うシールド
    板を前記ダイポールリングマグネットと同軸かつ反対方
    向に回転させることにより磁場の漏洩を防止することを
    特徴とする処理方法。
  7. 【請求項7】 被処理基板に処理を施す処理チャンバの
    外周に、複数の磁石を円周上に配設したダイポールリン
    グマグネットを回転させると同時に、前記ダイポールリ
    ングマグネットの外周を覆うシールド板を前記ダイポー
    ルリングマグネットとは反対方向に回転させながら、前
    記被処理基板にプラズマ処理を施す処理方法において、 前記シールド板外の所定位置で検出した磁場に基づい
    て、前記シールド板の回転数を制御することにより磁場
    の漏洩を防止することを特徴とする処理方法。
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