JP2002313784A - Magnetron type parallel flat plate surface treating equipment - Google Patents
Magnetron type parallel flat plate surface treating equipmentInfo
- Publication number
- JP2002313784A JP2002313784A JP2001114352A JP2001114352A JP2002313784A JP 2002313784 A JP2002313784 A JP 2002313784A JP 2001114352 A JP2001114352 A JP 2001114352A JP 2001114352 A JP2001114352 A JP 2001114352A JP 2002313784 A JP2002313784 A JP 2002313784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- coaxial
- surface treatment
- plate surface
- type parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体等の製造装置
に係わり、特に、マグネトロン型平行平板表面処理装置
の磁場構成に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing semiconductors and the like, and more particularly to a magnetic field configuration of a magnetron type parallel plate surface treatment apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から半導体製造プロセス等において
はエッチング、プラズマＣＶＤ(chemical vapor deposi
tion)、アッシング等の表面処理に際して、真空容器内に
プラズマを発生させ、被処理基板あるいはウェハの表面
に所定の処理を行うように構成された表面処理装置が用
いられてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, in semiconductor manufacturing processes and the like, etching and plasma CVD (chemical vapor deposition) have been performed.
For surface treatment such as ashing and ashing, a surface treatment apparatus configured to generate plasma in a vacuum vessel and perform a predetermined treatment on the surface of a substrate or a wafer to be treated has been used.
【０００３】今日ではデバイスの集積度がますます高く
なり、またスループットの向上も極めて重要であるた
め、これらの表面処理装置においては歩留まりの向上は
もちろんのこと、微細な処理を高速に実施することがと
りわけ重要視されている。更に、アスペクト比の高いコ
ンタクトホールをエッチングする場合、プラズマ密度を
上げると後で示す様にシース幅が短くなりシースで中性
ガスと衝突して散乱されるイオンの量が減る。そのた
め、イオンがコンタクトホールの側壁に斜め方向に衝突
してコンタクトホールが中膨れのボーイング形状になっ
たり、垂直なホール形状が得られないといった問題が解
消出来、垂直な形状のコンタクトホールをエッチング出
来る。また、プラズマ密度が高いと高速エッチングが可
能になる。[0003] Today, as the degree of integration of devices becomes higher and the improvement of throughput is extremely important, it is necessary to improve not only the yield but also the fine processing at high speed in these surface treatment apparatuses. Is of particular importance. Further, when etching a contact hole having a high aspect ratio, as the plasma density is increased, the sheath width becomes shorter, as will be described later, and the amount of ions scattered by colliding with the neutral gas in the sheath is reduced. Therefore, it is possible to solve the problem that the ion collides obliquely with the side wall of the contact hole and the contact hole becomes a mid-bulge bowing shape or a vertical hole shape cannot be obtained, and the vertical contact hole can be etched. . Further, when the plasma density is high, high-speed etching becomes possible.
【０００４】この為、プラズマ密度を上げて基板の高速
処理を可能とするとともに、圧力を下けてイオンが加速
されるシース中での散乱を防ぐのがエッチングプロセス
における近年の技術趨勢である。また、アッシングする
場合でも圧力が低いと蒸気圧の低い物質が残渣として残
ることはなく、プラズマ密度が高いと高速処理か可能に
なる。プラズマＣＶＤを行う場合には、圧力が低いと気
相反応が抑えられダストが発生しない。Therefore, it is a recent technical trend in an etching process to increase a plasma density to enable high-speed processing of a substrate and to prevent scattering in a sheath where ions are accelerated by reducing a pressure. In addition, even when ashing is performed, if the pressure is low, a substance having a low vapor pressure does not remain as a residue, and if the plasma density is high, high-speed processing can be performed. In the case of performing plasma CVD, if the pressure is low, a gas phase reaction is suppressed and dust is not generated.
【０００５】以上の説明の根拠の一つとなる前述の、プ
ラズマ密度とシース幅について説明する(出典：Princip
les of plasma discharges and materials processing,
M.A.Liebermaan, A.J.Lichtenberg)。[0005] The above-mentioned plasma density and sheath width, which are one of the grounds for the above description, will be described (Source: Princip
les of plasma discharges and materials processing,
MALiebermaan, AJLichtenberg).
【０００６】プラズマのデバイ長は次式で与えられる。 λＤｅ＝７４３（Ｔｅ／ｎｅ）０．５ ここに、λＤｅはｃｍ表記のデバイ長で、Ｔｅはvoltで
表した電子温度、ｎｅはｃｍ３当たりの電子密度であ
る。このデバイ長を使うとプラズマのシース長Ｓはチャ
イルドの式より次の様になる。The Debye length of the plasma is given by the following equation. Here λ De = 743 (T e / n e) 0.5, λ De is the Debye length of cm notation, T e is the electron temperature expressed in volt, n e is the electron density per cm 3. When this Debye length is used, the sheath length S of the plasma is as follows from the child equation.
【０００７】Ｓ＝［（２１／２）／３］λＤｅ（２Ｖｏ
／Ｔｅ）３／４ ここで、Ｖｏはシースにかかる電圧である。例えば、Ｔｅ
＝３ｅＶ、ｎｅ＝１０ １１個／ｃｍ３、Ｖｏ＝６００Ｖ
の場合について計算するとシース幅は０．１７ｃｍ＝
１．７ｍｍとなる。ガス圧２ＰａでＡｒ：３００ｓｃｃ
ｍ、Ｃ４Ｆ８：１０ｓｃｃｍの標準プロセスでは、Ａｒ
の平均自由行程は１５ｍｍであるのでシース中でのＡｒ
の散乱は少ない。しかし、Ｃ４Ｆ８のＡｒ中の平均自由行
程はＡｒの１／３．５倍程度しかないため，イオン化さ
れたＣ４Ｆ８の平均自由行程は４ｍｍ程度となり、シー
ス中での衝突散乱は無視出来ない。実際、距離ｘを無衝突
で走る粒子の割合はExp(‐x/λ)で与えられ（ここで、
λは平均自由行程、ｘは飛行距離）、これを計算するとEx
p(‐x/λ)＝０．６５が得られる。従って、シースへ入射
するイオン全体の３５％が衝突散乱する事になる。Ｃ４
Ｆ８のイオン化率はＡｒよりはるかに大きいためこの散
乱率は無視出来ない値となる。これが側壁のエッチング
を引き起こし中ぶくれのボーイング形状となる原因とな
る。プラズマ密度を２倍に上げれば、シース長さは０．７
倍程度になりボーイング形状を抑える事が出来る。S = [(21/2) / 3] λDe(2Vo
/ Te)3/4 Where VoIs the voltage applied to the sheath. For example, Te
= 3 eV, ne= 10 11Pieces / cm3, Vo= 600V
Calculating for the case, the sheath width is 0.17 cm =
1.7 mm. Ar: 300scc at gas pressure of 2Pa
m, C4F8: 10 sccm standard process, Ar
Has a mean free path of 15 mm.
Scattering is small. But C4F8Mean free line in Ar
Since it is only about 1 / 3.5 times that of Ar,
C4F8Mean free path is about 4mm
Collision scattering in the environment cannot be ignored. Actually, collision free at distance x
The fraction of particles running at is given by Exp (-x / λ) (where
λ is the mean free path, x is the flight distance)
p (−x / λ) = 0.65 is obtained. Therefore, incident on the sheath
35% of the total ions are scattered by collision. C4
F8Since the ionization rate of
The turbulence is a value that cannot be ignored. This is the side wall etching
Cause the bowing of the bulge and cause
You. If the plasma density is doubled, the sheath length becomes 0.7
It is about twice as large and the bowing shape can be suppressed.
【０００８】プラズマ密度を上げるには周波数を上げ高
周波電力を増やせばよいが、現在主に用いられているＶ
ＨＦ帯例えば６０ＭＨｚ以上に周波数を上げると、高周
波は伝送条件が厳しくなり、プラズマ負荷とうまく結合
しなくなる等の問題もあり、平行平板型の表面処理装置
に用いるには非常な努力が必要である。また高周波電力
を増やすと異常放電を起こしやすいと言った問題もあ
る。The plasma density can be increased by increasing the frequency and increasing the high-frequency power.
When the frequency is raised to the HF band, for example, 60 MHz or more, the transmission conditions of the high frequency become severe, and there is a problem that the plasma is not well coupled with the plasma load. Therefore, a great effort is required to use the high frequency in a parallel plate type surface treatment apparatus. . There is also a problem that abnormal discharge is likely to occur when the high frequency power is increased.
【０００９】この問題を解決して、プラズマ密度を上
げ、圧力を下げるために、磁場を使うマグネトロン型平
行平板表面処理装置が有望視されている。A magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus that uses a magnetic field to solve this problem and increase the plasma density and lower the pressure is expected.
【００１０】例えば、特開平11−283926号には、図１６
に示すプラズマ処理装置が開示されている。図１６に示
したプラズマ処理装置は、図１７に示す様なポイントカ
スプ磁場を発生させるため、小さな矩形状磁石aを対向
電極２の裏側に極性を交互に変えて多数配置した装置で
ある。この場合の磁場構造と作用について説明する。図
１６において図示しないプロセスガス導入手段により処
理室１の内部にプロセスガスを導入し、対向電極２と基
板載置電極３の間隙に高周波を導入するとプラズマが発
生する。磁石の極性が逆であるため、隣り合う磁石aの間
に磁束が発生し、プラズマ中の電子がトラップされ中性
粒子を効率よくイオン化し、プラズマ密度が上がる。こう
して低いガス圧でプラズマ密度を増加させ、精度良いエ
ッチングが可能になるとしている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-283926 discloses that FIG.
Is disclosed. The plasma processing apparatus shown in FIG. 16 is an apparatus in which a large number of small rectangular magnets a are alternately arranged on the back side of the opposite electrode 2 in order to generate a point cusp magnetic field as shown in FIG. The magnetic field structure and operation in this case will be described. When a process gas is introduced into the processing chamber 1 by a process gas introduction unit (not shown in FIG. 16) and a high frequency is introduced into a gap between the counter electrode 2 and the substrate mounting electrode 3, plasma is generated. Since the magnets have opposite polarities, magnetic flux is generated between the adjacent magnets a, electrons in the plasma are trapped, neutral particles are efficiently ionized, and the plasma density is increased. In this way, the plasma density is increased at a low gas pressure, and accurate etching can be performed.
【００１１】さらにこの様に極性が逆のマグネットを交
互に並べると対向電極付近では強い磁場が得られるが、
少し距離のある基板載置電極付近では磁力が打ち消しあ
い、磁束はほとんど存在せず、基板付近のプラズマ密度
が均一になるとしている。Further, if magnets having opposite polarities are alternately arranged in this manner, a strong magnetic field can be obtained near the counter electrode.
It is stated that the magnetic force cancels out near the substrate mounting electrode, which is a short distance away, there is almost no magnetic flux, and the plasma density near the substrate becomes uniform.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題が認められる。すなわち、隣
り合う磁石aの極性は交互に逆転させているが、磁石aか
ら出た磁束が該磁石の周辺に均一に分布せず、極性が逆
の隣の磁石の方に強く集まり、電子がうまく磁束にトラ
ップされずプラズマ密度が十分に上がらないといった問
題がある。However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, the polarity of the adjacent magnet a is alternately reversed, but the magnetic flux emitted from the magnet a is not uniformly distributed around the magnet, and the magnetic flux strongly gathers toward the adjacent magnet having the opposite polarity, and the electrons are collected. There is a problem that the magnetic flux is not trapped well and the plasma density is not sufficiently increased.
【００１３】この電子トラップがうまく行かない理由
は、次に説明するＥｘＢドリフトによる。このＥｘＢドリ
フト現象は、磁場と電場の両方に垂直な方向に電子やイ
オンがドリフトしていく事を言う。このため、磁石ａの周
辺の極性を異にする４個の磁石の方向にのみ磁場が強
く、他の方向では磁場が弱い従来のポイントカスプでは、
ＥｘＢドリフトで電子が磁場の弱い部分に逃げ、そこか
ら磁場が更に弱い部分に拡散していく。このため、電子
の中性粒子電離効率か下がり、プラズマ密度は大きくは
上昇しない。The reason why this electron trap does not work is due to the ExB drift described below. This ExB drift phenomenon means that electrons and ions drift in a direction perpendicular to both the magnetic field and the electric field. For this reason, in the conventional point cusp in which the magnetic field is strong only in the directions of the four magnets having different polarities around the magnet a and the magnetic field is weak in the other directions,
The ExB drift causes the electrons to escape to the weak magnetic field, and then diffuse to the weaker magnetic field. For this reason, the neutral particle ionization efficiency of electrons decreases, and the plasma density does not increase significantly.
【００１４】このポイントカスプによるプラズマ閉じ込
めメカニズムを図１６、図１７を用いて説明する。aは矩
形状磁石で、電子は磁石aの間の中間線に沿つた方向、図
１７で示すＥｘＢドリフト方向に流れていく。すると、電
子はゼロ磁場ポイント付近で磁場が弱くなるため、磁場
トラップから逃れて磁場のさらに弱い方向へ拡散してい
く。このＥｘＢドリフト線はいわゆるガイディングセン
ターで、このガイディングセンター以外に位置する電子
は、ガイディングセンターに向って磁力線に巻き付きな
がらドリフトしていく。このドリフトの理由は、磁石aの
付近で磁場が強く、そこから離れるにつれて磁場が弱く
なり、磁場の弱い方向に電子が拡散していく力が働くた
めである。The plasma confinement mechanism by the point cusp will be described with reference to FIGS. a is a rectangular magnet, and electrons flow in a direction along an intermediate line between the magnets a, that is, in an ExB drift direction shown in FIG. Then, since the magnetic field becomes weak near the zero magnetic field point, the electrons escape from the magnetic field trap and diffuse in the direction of the weaker magnetic field. The ExB drift line is a so-called guiding center, and electrons located outside the guiding center drift while winding around the magnetic field lines toward the guiding center. The reason for this drift is that the magnetic field is strong near the magnet a, and the magnetic field becomes weaker as the distance from the magnet a, and a force acts to diffuse electrons in the direction of the weaker magnetic field.
【００１５】特に、高周波放電では瞬時的なシース電界
は平均シース電界より大きな値を示し、この瞬時電界に
追随出来る電子は大きなＥｘＢドリフト速度を得る。例
えば、６０ＭＨｚの容量性放電では、面積６００ｃｍ３
の対向電極に電力１８００Ｗを導入すると、２ＰａのＡ
ｒとＣ４Ｆ８のガス雰囲気では電圧３００Ｖを示すシー
ス部分にピークツーピーク電圧５ｋＶの約半分の電界が
存在する。このため２００Gaussの水平磁場強度で、電子
は数百ｅＶと言う高速でＥｘＢドリフトをおこし、６０
ＭＨｚの一周期の間に磁場による有効トラップ距離以上
を走り、ゼロ磁場で発散し、プラズマ密度を上げるのにあ
まり有効ではない。In particular, in a high-frequency discharge, the instantaneous sheath electric field shows a value larger than the average sheath electric field, and electrons that can follow this instantaneous electric field obtain a large ExB drift velocity. For example, for a 60 MHz capacitive discharge, an area of 600 cm 3
When power of 1800 W is introduced into the counter electrode of
In a gas atmosphere of r and C 4 F 8 , an electric field of about half of a peak-to-peak voltage of 5 kV exists in a sheath portion showing a voltage of 300 V. Therefore, at a horizontal magnetic field strength of 200 Gauss, electrons cause an ExB drift at a high speed of several hundred eV,
It runs over the effective trap distance due to the magnetic field during one cycle of MHz, diverges at zero magnetic field, and is not very effective in increasing the plasma density.
【００１６】この電子運動について図１７のＡ１−Ａ２
断面を示す図１８を用いてより詳しく説明する。The electron motion is shown by A1-A2 in FIG.
This will be described in more detail with reference to FIG.
【００１７】図１８において、Ｂ１は対向電極の手前か
ら出て対向電極の向こうに入る磁束の方向を示し、Ｂ２
は対向電極の向こう側から出て対向電極のこちら側に入
る磁束の方向を示す。対向電極から出た電子は実線の軌
道を取りながら、シース中をサイクロイド運動100aす
る。磁場がこのまま続くと破線の様に運動し続ける。し
かし、実際にはゼロ磁場ポイントに達し、そこで極性が
反対方向の磁場に進入する。するとこの部分では、磁束の
方向は今までの方向とは逆のため、電子は逆方向のサイ
クロイド運動1OObを描き、よりバルクプラズマの方向に
近づく事になる。なお点線は、Ｂ２磁場と電場Ｅが続い
ている場合のサイクロイド運動(仮想)を示す。このため、
電子はゼロ磁場付近を中心に往復運動し最終的にはゼロ
磁場付近でシースを抜けて磁場の無いバルクプラズマの
方へ逃げる。磁場の強い所でバルクプラズマに入れば磁
場閉じ込めにより効率よくイオン化が起るが、磁場の弱
い所でバルクプラズマに入るため電離効率はあまり大き
くならない。磁場に閉じ込められたバルクプラズマ中の
波乗り電子も同様にＥｘＢドリフト及びシース反射ドリ
フトにより磁場から逃げる。In FIG. 18, B1 indicates the direction of the magnetic flux exiting from the front of the counter electrode and entering the counter electrode.
Indicates the direction of magnetic flux exiting from the other side of the counter electrode and entering this side of the counter electrode. The electrons emitted from the counter electrode make a cycloidal motion 100a in the sheath while following the trajectory of the solid line. If the magnetic field continues as it is, it continues to move like a broken line. However, in practice, a zero field point is reached, where the polarity enters the field of opposite direction. Then, in this part, since the direction of the magnetic flux is opposite to the direction up to now, the electrons draw a cycloidal motion of 100 000b in the opposite direction, and it will be closer to the direction of the bulk plasma. Note that the dotted line indicates a cycloidal motion (virtual) when the B2 magnetic field and the electric field E continue. For this reason,
The electrons reciprocate around the zero magnetic field, and finally escape through the sheath near the zero magnetic field to the bulk plasma without the magnetic field. Ionization occurs efficiently by confinement of the magnetic field when entering the bulk plasma in a place where the magnetic field is strong, but ionization efficiency does not increase so much because it enters the bulk plasma where the magnetic field is weak. Similarly, wave riding electrons in the bulk plasma confined in the magnetic field escape from the magnetic field due to the ExB drift and the sheath reflection drift.
【００１８】この様子を図１９に示す。バルクプラズマ
中での電界は小さく、ＥｘＢドリフト速度は比較的小さ
い。しかし、波乗り効果でシースとバルクプラズマ境界で
出来た電離能力の比較的高い高速電子は、シースで図の
ように反射されて、急速にゼロ磁場ポイントに近づき拡
散していく。FIG. 19 shows this state. The electric field in the bulk plasma is small and the ExB drift velocity is relatively small. However, high-speed electrons with relatively high ionization ability formed at the boundary between the sheath and the bulk plasma due to the surfing effect are reflected by the sheath as shown in the figure, and rapidly approach the zero magnetic field point and diffuse.
【００１９】本発明はこのような問題点を改善するため
になされたものであり、柱状中心マグネットの周辺に極
性が逆の筒状周辺マグネットを配置して柱状中心マグネ
ットから出た磁束を筒状周辺マグネットに均一に分布さ
せ、電子のトラップ効果を高め、高いプラズマ密度と低い
放電開始圧力を実現出来るマグネトロン型平行平板処理
装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. A cylindrical peripheral magnet having an opposite polarity is arranged around a columnar center magnet so that a magnetic flux emitted from the columnar center magnet is formed in a cylindrical shape. It is an object of the present invention to provide a magnetron-type parallel plate processing apparatus which can be uniformly distributed in peripheral magnets, enhance an electron trapping effect, and realize a high plasma density and a low discharge starting pressure.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明によ
れば、基板載置電極、基板載置電極と対向する対向電極を
備え、対向電極内に、柱状中心マグネットと、該柱状中
心マグネットに対して同軸に該柱状中心マグネットの周
辺に配置され、該柱状中心マグネットとは極性を逆にす
る筒状周辺マグネットとから構成される同軸状磁石組
を、複数配置し、前記基板載置電極及び前記対向電極の
少なくとも一方に高周波を供給することを特徴とするマ
グネトロン型平行平板表面処理装置が得られる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate mounting electrode, a counter electrode facing the substrate mounting electrode, and a columnar center magnet and the columnar center magnet in the counter electrode. A plurality of coaxial magnet sets, which are coaxially disposed around the columnar center magnet and are composed of the columnar center magnet and a cylindrical peripheral magnet whose polarity is reversed, are arranged, and the substrate mounting electrode is provided. And a magnetron type parallel plate surface treatment apparatus characterized in that a high frequency is supplied to at least one of the opposed electrodes.
【００２１】本願請求項２の発明によれば、基板載置電
極、基板載置電極と対向する対向電極を備え、基板載置電
極及び基板載置電極間にプラズマを発生させるマグネト
ロン型平行平板表面処理装置において、対向電極内に、
プラズマ側の極性がＮ極及びＳ極の一方である柱状中心
マグネットと、該柱状中心マグネットに対して同軸に該
柱状中心マグネットの周辺に配置され、プラズマ側の極
性がＮ極及びＳ極の他方である筒状周辺マグネットとか
ら構成される同軸状磁石組と、該同軸状磁石組とプラズ
マに対する極性を逆にする同軸状磁石組とを、交互に、
複数の同軸状磁石組として配置し、前記基板載置電極及
び前記対向電極の少なくとも一方に高周波を供給するこ
とを特徴とするマグネトロン型平行平板表面処理装置が
得られる。According to the invention of claim 2 of the present application, a magnetron type parallel plate surface is provided with a substrate mounting electrode, a counter electrode facing the substrate mounting electrode, and generating plasma between the substrate mounting electrode and the substrate mounting electrode. In the processing apparatus, in the counter electrode,
A columnar center magnet having a plasma side polarity of one of an N pole and an S pole; and a coaxially disposed pole column center magnet around the columnar center magnet, the plasma side polarity being the other of the N pole and the S pole. A cylindrical coaxial magnet set composed of a cylindrical peripheral magnet and a coaxial magnet set that reverses the polarities to the plasma and the coaxial magnet set, alternately,
A magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus is provided, which is arranged as a plurality of coaxial magnet sets and supplies a high frequency to at least one of the substrate mounting electrode and the counter electrode.
【００２２】本願請求項３の発明によれば、前記同軸状
磁石組の各々の前記柱状中心マグネットと前記筒状周辺
マグネットの磁化量が実質的に同じである事を特徴とす
る請求項１または２に記載のマグネトロン型平行平板表
面処理装置が得られる。According to the invention of claim 3 of the present application, the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets have substantially the same amount of magnetization. 2 is obtained.
【００２３】本願請求項４の発明によれば、前記同軸状
磁石組の各々の前記柱状中心マグネットと前記筒状周辺
マグネットの磁化量が実質的に異なる事を特徴とする請
求項１または２に記載のマグネトロン型平行平板表面処
理装置が得られる。According to the invention of claim 4 of the present application, the amount of magnetization of each of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets is substantially different. The described magnetron type parallel plate surface treatment apparatus is obtained.
【００２４】本願請求項５の発明によれば、前記複数の
同軸状磁石組において、前記柱状中心マグネットの磁化
量が相互に同等であり、前記筒状周辺マグネットの磁化
量が相互に同等である事を特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載のマグネトロン型平行平板表面処理装置が
得られる。According to the fifth aspect of the present invention, in the plurality of coaxial magnet sets, the magnetization amounts of the columnar center magnets are equal to each other, and the magnetization amounts of the cylindrical peripheral magnets are equal to each other. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4 is obtained.
【００２５】本願請求項６の発明によれば、前記同軸状
磁石組の各々の前記柱状中心マグネット及び前記筒状周
辺マグネットの一方を軟磁性体で置換する事を特徴とす
る請求項１又は２に記載のマグネトロン型平行平板表面
処理装置が得られる。According to the invention of claim 6 of the present application, one of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets is replaced with a soft magnetic material. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus described in (1) is obtained.
【００２６】本願請求項７の発明によれば、前記複数の
同軸状磁石組の全てまたは一部が電磁石である事を特徴
とする請求項１〜６のいずれかに記載のマグネトロン型
平行平板表面処理装置が得られる。According to the seventh aspect of the present invention, the magnetron type parallel plate surface according to any one of claims 1 to 6, wherein all or a part of the plurality of coaxial magnet sets is an electromagnet. A processing device is obtained.
【００２７】本願請求項８の発明によれば、前記柱状中
心マグネットと、該柱状中心マグネットとは極性を逆に
する前記筒状周辺マグネットとから構成された同軸状磁
石組を、該柱状中心マグネットの極性が同方向になるよ
う複数配置し、複数の同軸状磁石組の筒状周辺マグネッ
トを一体化することを特徴とする請求項１に記載のマグ
ネトロン型平行平板表面処理装置が得られる。According to the invention of claim 8 of the present application, a coaxial magnet set composed of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet whose polarity is opposite to that of the columnar center magnet is changed to the columnar center magnet. The magnetron type parallel plate surface treating apparatus according to claim 1, wherein a plurality of cylindrical peripheral magnets of a plurality of coaxial magnet sets are integrated so as to have the same polarity in the same direction.
【００２８】本願請求項９の発明によれば、前記同軸状
磁石組の各々の前記柱状中心マグネットと前記筒状周辺
マグネットの相互の軸方向位置が調整可能で、前記同軸
状磁石組の各々の前記柱状中心マグネットと前記筒状周
辺マグネットの一方が他方より突出する事が出来る構造
をしている事を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
載のマグネトロン型平行平板表面処理装置が得られる。According to the ninth aspect of the present invention, the axial positions of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet in each of the coaxial magnet sets can be adjusted, and each of the coaxial magnet sets can be adjusted. The magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein one of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet has a structure capable of protruding from the other. Can be
【００２９】本願請求項１０の発明によれば、前記同軸
状磁石組の各々の前記柱状中心マグネットの断面形状が
正方形、長方形、六角形、菱形等の多角形や、円形、楕円
形、扇形等からなり、前記同軸状磁石組の各々の前記筒
状周辺マグネットが正方形、長方形、六角形、菱形等の
多角形や円形、楕円形、扇形等をくりぬいた形状をして
いる事を持徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のマ
グネトロン型平行平板表面処理装置が得られる。According to the tenth aspect of the present invention, the cross-sectional shape of each of the columnar center magnets of the coaxial magnet set is a polygon such as a square, a rectangle, a hexagon, a rhombus, a circle, an ellipse, a sector, or the like. And each of the cylindrical peripheral magnets of the coaxial magnet set has a polygonal shape such as a square, a rectangle, a hexagon, and a rhombus, a circle, an ellipse, and a fan shape. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9 is obtained.
【００３０】本願請求項１１の発明によれば、前記基板
載置電極に載置された基板へ流れ込む磁束を吸収し、前
記基板に垂直に磁束を入射させる強磁性体または軟磁性
体でできた基板マグネットを、前記基板載置電極の裏に
配置する事を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記
載のマグネトロン型平行平板表面処理装置が得られる。According to the eleventh aspect of the present invention, the ferromagnetic material is made of a ferromagnetic material or a soft magnetic material that absorbs a magnetic flux flowing into the substrate mounted on the substrate mounting electrode and allows the magnetic flux to be perpendicularly incident on the substrate. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a substrate magnet is arranged behind the substrate mounting electrode.
【００３１】本願請求項１２の発明によれば、前記対向
電極の外周付近で前記同軸状磁石組の配置を密にした
り、前記同軸状磁石組の磁化量を増やしたり、あるいは
前記対向電極の周縁に補強磁石を配置する事を特徴とす
る請求項１〜１１のいずれかに記載のマグネトロン型平
行平板表面処理装置が得られる。According to the twelfth aspect of the present invention, the arrangement of the set of coaxial magnets is increased near the outer periphery of the counter electrode, the amount of magnetization of the set of coaxial magnets is increased, or the periphery of the counter electrode is A magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein a reinforcing magnet is disposed on the surface.
【００３２】本願請求項１３の発明によれば、前記対向
電極内に配置する前記同軸状磁石組の磁束が前記基板載
置電極に載置された基板へ入り込まないよう、前記磁束
を反発する基板マグネットを前記基板載置電極の裏に配
置する事を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載
のマグネトロン型平行平板表面処理装置が得られる。According to the thirteenth aspect of the present invention, the substrate repelling the magnetic flux so that the magnetic flux of the coaxial magnet set disposed in the counter electrode does not enter the substrate mounted on the substrate mounting electrode. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a magnet is arranged behind the substrate mounting electrode.
【００３３】本願請求項１４の発明によれば、前記対向
電極内に設けられる前記同軸状磁石組の一部または全部
が、前記対向電極のプラズマに接するガス板に開けられ
た孔や溝に組み込まれる事を特徴とする請求項１〜１３
のいずれかに記載のマグネトロン型平行平板表面処理装
置が得られる。According to the fourteenth aspect of the present invention, a part or all of the coaxial magnet set provided in the counter electrode is incorporated into a hole or a groove formed in a gas plate of the counter electrode in contact with plasma. 14. The method according to claim 1, wherein
The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of the above, is obtained.
【００３４】本願請求項１５の発明によれば、前記同軸
状磁石組の前記筒状周辺マグネットの一部が周方向に切
りかかれている事を特徴とする請求項１〜１４のいずれ
かに記載のマグネトロン型平行平板表面処理装置が得ら
れる。According to the invention of claim 15 of the present application, a part of the cylindrical peripheral magnet of the coaxial magnet set is cut in the circumferential direction. Is obtained.
【００３５】[0035]
【発明の実施の形態】次に、本発明を表面処理装置の一
例であるエッチング装置に適用した場合について以下に
説明する。エッチング装置だけでなく、アッシング、Ｐ
（プラズマ）−ＣＶＤ、スパッタリング等の表面処理装
置でも同様である。Next, a case where the present invention is applied to an etching apparatus as an example of a surface treatment apparatus will be described below. Ashing, P as well as etching equipment
The same applies to surface treatment apparatuses such as (plasma) -CVD and sputtering.
【００３６】図１を参照すると、本発明の第１の実施例
による表面処理装置（エッチング装置）が示されてい
る。図1において、１は処理室、２は対向電極、３は基板
載置電極、５は基板４を静電吸着する静電チャック、６
は水冷電極、６ａは水冷電極冷却水入口，６ｂは水冷電
極冷却水路、６ｃは水冷電極冷却水出口、１２は対向電
極用電源である。１３は基板載置電極用電源、１５は静電
チャック電極用電源、１０は絶縁体、１１は同軸状磁石
組、２１はガス供給系、２２は排気系である。なお、高周
波フィルターやブロッキングコンデンサーが電源保護の
ために設けられている。Referring to FIG. 1, there is shown a surface treatment apparatus (etching apparatus) according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a processing chamber, 2 is a counter electrode, 3 is a substrate mounting electrode, 5 is an electrostatic chuck for electrostatically holding a substrate 4, 6
Is a water-cooled electrode, 6a is a water-cooled electrode cooling water inlet, 6b is a water-cooled electrode cooling water channel, 6c is a water-cooled electrode cooling water outlet, and 12 is a power supply for the counter electrode. Reference numeral 13 denotes a power supply for a substrate mounting electrode, 15 denotes a power supply for an electrostatic chuck electrode, 10 denotes an insulator, 11 denotes a set of coaxial magnets, 21 denotes a gas supply system, and 22 denotes an exhaust system. In addition, a high frequency filter and a blocking capacitor are provided for power supply protection.
【００３７】このエッチング装置を動作させるには、先
ず、バックポンプ（図示せず）とメーンポンプ（図示せ
ず）で処理室１内部を真空排気した後、図示しないゲー
トバルブ（図示せず）を開き、基板搬送機構により搬送
室（図示せず）から運ばれた基板４を、突き上げピン駆
動機構（図示せず）で突き上げピン３１を駆動して受け
取り静電チャック5上に載置する。次に、静電チャック電
源１５より静電チャック（図示せず）の電極に電圧を印
加して基板４を吸着固定して、ガス供給系２１から対向
電極２に処理ガスを送り処理室１の内部を一定圧力とす
る。In order to operate the etching apparatus, first, the inside of the processing chamber 1 is evacuated by a back pump (not shown) and a main pump (not shown), and then a gate valve (not shown) is opened. Open, the substrate 4 carried from the transfer chamber (not shown) by the substrate transfer mechanism is driven by the push-up pins 31 driven by the push-up pin drive mechanism (not shown), and is received and placed on the electrostatic chuck 5. Next, a voltage is applied from the electrostatic chuck power supply 15 to the electrodes of an electrostatic chuck (not shown) to attract and fix the substrate 4, and a processing gas is sent from the gas supply system 21 to the counter electrode 2 to supply the processing gas to the counter electrode 2. The inside is kept at a constant pressure.
【００３８】その後、対向電極用電源１２からＶＨＦ帯
（例えば６０ＭＨｚ）の高周波電力を対向電極２に供給
し基板載置電極３に基板載置電極用電源１３からＨＦ帯
（例えば１．６ＭＨｚ）の高周波電力を供袷する。そう
するとＶＨＦ帯の高周波電力によって比較的高密度のプ
ラズマ及ひエッチャントが生成され、ＨＦ帯の高周波電
力によってイオン衝撃エネルギがプラズマ密度とは独立
に制御される。ここで、同軸状磁石組１１により生じる
均一な磁束１１ａにより、プラズマ中の電子の拡散は抑
えられ、電子が中性粒子と何度も衝突して中性粒子をイ
オン化し、高密度で均一なプラズマを生む。この様にし
て、目的とする低い圧力で、高密度プラズマが得られ、均
一なエッチング処理が実行される。Thereafter, high-frequency power in the VHF band (for example, 60 MHz) is supplied from the power supply 12 for the counter electrode to the counter electrode 2, and the power supply 13 for the substrate mounting electrode 13 is supplied to the electrode 3 in the HF band (for example, 1.6 MHz). Supply high frequency power. Then, a relatively high-density plasma and an etchant are generated by the high frequency power in the VHF band, and the ion impact energy is controlled independently of the plasma density by the high frequency power in the HF band. Here, the uniform magnetic flux 11a generated by the coaxial magnet set 11 suppresses the diffusion of the electrons in the plasma, and the electrons collide with the neutral particles many times to ionize the neutral particles, thereby obtaining a high-density uniform gas. Produces plasma. In this manner, high-density plasma is obtained at a target low pressure, and a uniform etching process is performed.
【００３９】高密度プラズマは、磁場に閉じ込められて
いるが、高密度プラズマ中の電子の拡散により基板４周
辺のプラズマ密度も高くなる。また、プロセスガスの解
離やイオン化も進むためエッチングレートが向上する。
これは、以下の実施例でも同様である。Although the high-density plasma is confined in a magnetic field, the density of the plasma around the substrate 4 also increases due to the diffusion of electrons in the high-density plasma. Further, since the dissociation and ionization of the process gas also progress, the etching rate is improved.
This is the same in the following embodiments.
【００４０】次に、図２を参照して、本願発明の主要部
分である同軸状磁石組１１の構造と作用について説明す
る。同軸状磁石組１１は、軸対称な円柱状中心マグネット
１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃから構成され、該
円柱状中心マグネット１１ｂと該円筒状周辺マグネット
１１ｃは同軸状に配置されている。Next, the structure and operation of the coaxial magnet set 11, which is a main part of the present invention, will be described with reference to FIG. The coaxial magnet set 11 includes an axially symmetric cylindrical central magnet 11b and a cylindrical peripheral magnet 11c, and the cylindrical central magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are coaxially arranged.
【００４１】円柱状中心マグネット１１ｂからでた磁束
１１ａは、円筒状周辺マグネット１１ｃで終端する。図２
の場合には、円柱状中心マグネット１１ｂの磁化量が円
筒状周辺マグネット１１ｃの磁化量より大きいため、円
柱状中心マグネット１１ｂから出た一部の磁束は円筒状
周辺マグネット１１ｃで終端せず、磁束１１ｄとして基
板４にまで届く。この様な構造にすると、磁束１１ａに
捕捉された濃いプラズマの一部が拡散して基板にまで届
き、基板周辺でのプラズマ密度が増大し、基板４の高速エ
ッチングが可能になる。さらに、先に説明したメカニズ
ムにより、シース長が低下し、シース中でのイオン散乱が
減りボーイングの無いコンタクトホールエッチングが実
現される。磁束１１ｄは基板にまで届くが、基板４にほ
ぼ垂直にほぼ均一に届くため、基板上のンース電界と磁
束１１ｄはほぼ同方向であり、ＥｘＢドリフト現象はほ
とんど起らずプラズマは均一になる。しかしＥｘＢドリ
フトやプラズマ不均一が問題になる場含には、以下に述
べる第２の実施例や第１０の実施例等が有効になる。磁
束が均一に届く理由は、同軸状磁石組１１が多数ガス板
７の裏面に並べられているためである。The magnetic flux 11a emitted from the cylindrical center magnet 11b terminates at the cylindrical peripheral magnet 11c. FIG.
In the case of (1), since the magnetization amount of the cylindrical center magnet 11b is larger than the magnetization amount of the cylindrical peripheral magnet 11c, a part of the magnetic flux emitted from the cylindrical central magnet 11b does not terminate at the cylindrical peripheral magnet 11c. It reaches the substrate 4 as 11d. With such a structure, part of the dense plasma captured by the magnetic flux 11a diffuses and reaches the substrate, the plasma density around the substrate increases, and the substrate 4 can be etched at high speed. Further, by the mechanism described above, the sheath length is reduced, ion scattering in the sheath is reduced, and contact hole etching without bowing is realized. Although the magnetic flux 11d reaches the substrate, the magnetic flux 11d reaches the substrate 4 almost uniformly and almost perpendicularly, so that the source electric field on the substrate and the magnetic flux 11d are almost in the same direction, and the ExB drift phenomenon hardly occurs and the plasma becomes uniform. However, when ExB drift or plasma non-uniformity becomes a problem, the second embodiment and the tenth embodiment described below are effective. The reason why the magnetic flux reaches uniformly is that many coaxial magnet sets 11 are arranged on the back surface of the gas plate 7.
【００４２】この実施例では、円柱状中心マグネット１
１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃを離している。以後
の実施例でもこの実施例のように円柱状中心マグネット
１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃを離してもよい。In this embodiment, the cylindrical center magnet 1
1b is separated from the cylindrical peripheral magnet 11c. In the following embodiments, the columnar center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c may be separated as in this embodiment.
【００４３】図３を参照すると、本発明の第２の実施例
が示されている。第１の実施例（図２）では、円柱状中心
マグネノト１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃの磁化
量が異なつていたため、一部の磁束は磁束１１ｄとして
円筒状周辺マグネット１１ｃに終端せず基板４にまで届
いていた。この様な磁束１１ｄを無くすため、第２の実施
例（図３）では、円柱状中心マグネット１１ｂと円筒状
周辺マグネット１１ｃの磁化量を等しくすると基板４へ
届く磁束を大幅に減らす事が出来る。Referring to FIG. 3, a second embodiment of the present invention is shown. In the first embodiment (FIG. 2), since the magnetization amounts of the cylindrical central magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are different, a part of the magnetic flux is not terminated to the cylindrical peripheral magnet 11c as the magnetic flux 11d. Had arrived at In order to eliminate such a magnetic flux 11d, in the second embodiment (FIG. 3), when the amounts of magnetization of the cylindrical central magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are made equal, the magnetic flux reaching the substrate 4 can be greatly reduced.
【００４４】図４を参照すると、本発明の第３の実施例
が示されている。この第３の実施例は、さらに、プラズマ
発散による基板４での不均一プラズマを減らすものであ
る。プラズマの閉じ込めをより完全にするには、円柱状中
心マグネット１１ｂの磁化を円筒状周辺マグネット１１
ｃの磁化より小さくすればよい。こうすると円柱状中心
マグネット１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃの磁化
が均一の時、円筒状周辺マグネット１１ｃの外周から逃
げていたプラズマの量が減り、プラズマはより完全に閉
し込められる。Referring to FIG. 4, a third embodiment of the present invention is shown. The third embodiment further reduces non-uniform plasma on the substrate 4 due to plasma divergence. To more completely confine the plasma, the magnetization of the cylindrical central magnet 11b is changed to the cylindrical peripheral magnet 11b.
What is necessary is just to make it smaller than magnetization of c. In this way, when the magnetizations of the cylindrical central magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are uniform, the amount of the plasma that has escaped from the outer periphery of the cylindrical peripheral magnet 11c is reduced, and the plasma is more completely confined.
【００４５】この中心磁石１１ｂと周辺磁石１１ｃの磁
化量の関係を詳しく説明する。磁束密度は、対向電極２の
プラズマ側表面から１ｍｍにおける値を用いる。また、垂
直磁場成分とは、対向電極２のプラズマ側表面に垂直な
磁場成分の最大値を言う。円柱状中心マグネット１１ｂ
の垂直成分と円筒状周辺マグネット１１ｃの垂直成分が
等しい時、磁場に捕らえられた濃いプラズマが同軸状磁
石組１１の外周側から逃げるのをかなり抑える事が出来
る。第３の実施例（図４）の閉じ込めを完全にする磁化
の値とは、この様な値を言う。円柱状中心マグネット１１
ｂの磁化量をこの値より小さくなるようにすればプラズ
マの閉じ込めはより完全になる。The relationship between the magnetization amounts of the center magnet 11b and the peripheral magnet 11c will be described in detail. As the magnetic flux density, a value at 1 mm from the plasma-side surface of the counter electrode 2 is used. The vertical magnetic field component refers to the maximum value of the magnetic field component perpendicular to the surface of the counter electrode 2 on the plasma side. Cylindrical center magnet 11b
When the vertical component is equal to the vertical component of the cylindrical peripheral magnet 11c, the escape of the dense plasma trapped by the magnetic field from the outer peripheral side of the coaxial magnet set 11 can be considerably suppressed. The value of the magnetization that completes confinement in the third embodiment (FIG. 4) refers to such a value. Cylindrical center magnet 11
If the amount of magnetization of b is made smaller than this value, plasma confinement becomes more complete.
【００４６】なお、いずれの図でも円柱状中心マグネッ
ト１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃの大きさは正確
に描かれているわけではない。It is to be noted that the sizes of the cylindrical center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are not accurately drawn in any of the figures.
【００４７】図５を参照すると、本発明の第４の実施例
が示されている。第２の実施例（図３）では、円柱状中
心マグネット１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃの磁
化を同じとして、大きな弧を描いて分布する大弧磁束
（第１の実施例（図２）の１１ｄ）が基板にまで届くこ
とを防ぐようにしたが、この第２の実施例（図３）の場
合でも前記大弧磁束（図２の１１ｄ）が基板にまで届く
ことを完全に防ぐことができなかった。これを防ぐため、
第４の実施例（図５）では、同軸状磁石組１１とそれに
隣接する隣接同軸状磁石組１１ｆの極性を図５に示す様
に逆にすると大弧磁束１１ｅは隣接同軸状磁石組１１ｆ
で終端し、基板４にまで届く量を減少させる事が出来
る。Referring to FIG. 5, there is shown a fourth preferred embodiment of the present invention. In the second embodiment (FIG. 3), the magnetization of the cylindrical central magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are the same, and the large arc magnetic flux (11d of the first embodiment (FIG. 2) distributed in a large arc) is drawn. ) Is prevented from reaching the substrate. However, even in the case of the second embodiment (FIG. 3), the large arc magnetic flux (11d in FIG. 2) can be completely prevented from reaching the substrate. Did not. To prevent this,
In the fourth embodiment (FIG. 5), when the polarities of the coaxial magnet set 11 and the adjacent coaxial magnet set 11f adjacent thereto are reversed as shown in FIG. 5, the large arc magnetic flux 11e is changed to the adjacent coaxial magnet set 11f.
And the amount reaching the substrate 4 can be reduced.
【００４８】この隣接する同軸状磁石組１１の極性を逆
にする方式は、円柱状中心マグネット１１ｂと円筒状周
辺マグネット１１ｃの磁化量が等しく無い場合に、より
効果がある。The method of reversing the polarities of the adjacent coaxial magnet sets 11 is more effective when the magnetization amounts of the columnar center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are not equal.
【００４９】図６を参照すると、本発明の第５の実施例
が示されている。図６において、同軸状磁石組１１の円柱
状中心マグネット１１ｂは磁性体であるが、円筒状周辺
マグネット１１ｃは軟磁性体に置換されている。軟磁性
体自身は磁場を発生させないが、磁力線を吸収する能力
があるため、軟磁性体が円柱状中心マグネット１１ｂか
ら出た磁束を終端する。Referring to FIG. 6, a fifth embodiment of the present invention is shown. In FIG. 6, the cylindrical central magnet 11b of the coaxial magnet set 11 is a magnetic material, but the cylindrical peripheral magnet 11c is replaced by a soft magnetic material. The soft magnetic material itself does not generate a magnetic field, but has the ability to absorb the lines of magnetic force, so that the soft magnetic material terminates the magnetic flux emitted from the cylindrical center magnet 11b.
【００５０】別の同軸状磁石組１１の片方をなす軟磁性
体を全てつなげ、一体物とすれば、装置は簡便になる。
もちろん他の実施例の外周マグネット１１ｃを全てつな
げて一体物にしてもよい。If all the soft magnetic bodies forming one side of another coaxial magnet set 11 are connected to form an integral body, the apparatus becomes simple.
Of course, the outer peripheral magnets 11c of the other embodiments may all be connected to form an integral body.
【００５１】以上は円筒状周辺マグネット１１ｃ全てを
軟磁性体に置換したが、一部を置換する事も可能であ
る。この置換の理由は次による。軟磁性体は、永久磁石(強
磁性体)の様に熱履歴により減磁する事はない。ところて
プラズマに曝されるガス板７（図１）は温度が上昇し、
ガス板７裏側から表へと噴出すプロセスガスはガス板７
とガス板７裏側で衝突し熱を吸収する。強磁性体がこの
温度の上昇したガスに触れるとキュリー温度以上になっ
たり、それ以下でも長時間繰り返し温度が上昇すると次
第に減磁する。さらにガス板７（図１）と直接接触し温
度上昇する可能性もある。これに対し、強磁性体で出来
た円柱状中心マグネットや円筒状周辺マグネットの先端
に軟磁性体を追加すると、高熱部分が軟磁性体に置き換
わり、熱履歴による強磁性体の保持力が減少する事を防
げ、磁場の径時変化を軽減する事が出来る。特に、強磁性
体と軟磁性体を完全に接触させず小さなギャップを設け
たり、ボンディングやロウ付けせず、ネジ止めや把持機
構での単なる機械的接触にするとより効果がある。In the above description, the entire cylindrical peripheral magnet 11c is replaced with a soft magnetic material, but it is also possible to replace a part thereof. The reason for this substitution is as follows. The soft magnetic material does not demagnetize due to heat history unlike a permanent magnet (ferromagnetic material). However, the temperature of the gas plate 7 (FIG. 1) exposed to the plasma increases,
The process gas ejected from the back side of the gas plate 7 to the front is the gas plate 7
And collide on the back side of the gas plate 7 to absorb heat. When the ferromagnetic material comes into contact with the gas whose temperature has increased, the temperature becomes higher than the Curie temperature. Further, there is a possibility that the temperature may rise due to direct contact with the gas plate 7 (FIG. 1). On the other hand, when a soft magnetic material is added to the tip of a cylindrical center magnet or a cylindrical peripheral magnet made of a ferromagnetic material, the hot part is replaced by the soft magnetic material, and the holding force of the ferromagnetic material due to the thermal history decreases. Can be prevented and the time-dependent change of the magnetic field can be reduced. In particular, it is more effective to provide a small gap without completely contacting the ferromagnetic material and the soft magnetic material, or simply mechanically contact with a screw or a gripping mechanism without bonding or brazing.
【００５２】図７を参照すると、本発明の第６の実施例
が示されている。図７において、同軸状磁石組１１の円
柱状中心マグネット１１ｂは軟磁性体で置き換えられ、
該軟磁性体周辺に電流を流すコイル１１ｇが巻かれ、電
磁石とされている。円筒状周辺マグネット１１ｃは強磁
性体である。こうすれば、コイル１１ｇに流す電流によ
り円柱状中心マグネット（軟磁性体）１１ｂの磁化量と
円筒状周辺マグネット１１ｃの磁化量の比率や磁場の強
さ自体を変える事が出来る。両方を軟磁性体にしたり、こ
の軟磁性体にした外側マグネット１１ｃにもコイルを巻
いたり、磁石と軟磁性体を円柱状中心マグネット１１ｂ
と円筒状周辺マグネット１１ｃで逆にしてもよい。また、
磁石にコイルを巻く事も可能である。コイル１１ｇを軟
磁性体や強磁性体に巻かずに、コイル１１ｇのみにして
もよい。Referring to FIG. 7, there is shown a sixth preferred embodiment of the present invention. In FIG. 7, the cylindrical center magnet 11b of the coaxial magnet set 11 is replaced with a soft magnetic material.
A coil 11g for flowing an electric current is wound around the soft magnetic material to form an electromagnet. The cylindrical peripheral magnet 11c is a ferromagnetic material. In this case, the ratio of the magnetization amount of the cylindrical center magnet (soft magnetic material) 11b to the magnetization amount of the cylindrical peripheral magnet 11c and the strength of the magnetic field itself can be changed by the current flowing through the coil 11g. Both may be made of a soft magnetic material, or a coil may be wound around the outer magnet 11c made of this soft magnetic material.
May be reversed by the cylindrical peripheral magnet 11c. Also,
It is also possible to wind a coil around a magnet. Instead of winding the coil 11g around a soft magnetic or ferromagnetic material, only the coil 11g may be used.
【００５３】図８を参照すると、本発明の第７の実施例
が示されている。図８において、同軸状磁石組を構成する
円柱状中心マグネット１１ｂは上下に移動可能で、円柱
状中心マグネット１１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃ
の相対位置が調整可能な構造になっている。この移動と
固定は、ネジ（図示せず）等で行っても、円柱状中心マ
グネット移動機構（図示せず）で行ってもよい。この様
にすれば、磁場が基板におよぶ程度を調整出来る。図８で
は円柱状中心マグネット１１ｂが円筒状周辺マグネット
１１ｃの面より引っ込んた状態を示している。この状態
ては円柱状中心マグネット１１ｂの磁力効果が弱くな
り、プラズマの拡散が少なくなる。円柱状中心マグネット
１１ｂが円筒状周辺マグネット１１ｃの表面より突き出
る様に設置すると、円柱状中心マグネット１１ｂの磁力
効果が強まりプラズマが拡散する状態に設定出来る。Referring to FIG. 8, there is shown a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 8, a columnar center magnet 11b constituting a coaxial magnet set is movable up and down, and a columnar center magnet 11b and a cylindrical peripheral magnet 11c are provided.
The structure is such that the relative position of the can be adjusted. This movement and fixing may be performed by a screw (not shown) or the like, or may be performed by a columnar center magnet moving mechanism (not shown). In this way, the extent to which the magnetic field reaches the substrate can be adjusted. FIG. 8 shows a state in which the columnar center magnet 11b is retracted from the surface of the cylindrical peripheral magnet 11c. In this state, the magnetic effect of the columnar center magnet 11b is weakened, and the diffusion of plasma is reduced. When the cylindrical central magnet 11b is installed so as to protrude from the surface of the cylindrical peripheral magnet 11c, the magnetic effect of the cylindrical central magnet 11b is strengthened, and the plasma can be set in a state of being diffused.
【００５４】円柱状中心マグネット１１ｂと円筒状周辺
マグネット１１ｃのプラズマとは反対側を、軟磁性体で
つなげば磁力は大幅に増える。円柱状中心マグネット１
１ｂが移動する時には、円筒状周辺マグネット１１ｃの
プラズマとは反対側に軟磁性体をつけ、円柱状中心マグ
ネット１１ｂのプラズマと反対側に長めの軟磁性体をつ
ける。そして円柱状中心マグネット１１ｂが移動しても、
軟磁性体同士がわずかなギャップを介して接触している
ようにすれば、円柱状中心マグネット１１ｂが移動して
も、磁力が増大した状態を維持させる事が出来る。If the opposite sides of the plasma of the cylindrical central magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are connected by a soft magnetic material, the magnetic force is greatly increased. Cylindrical center magnet 1
When 1b moves, a soft magnetic body is attached to the side of the cylindrical peripheral magnet 11c opposite to the plasma, and a longer soft magnetic body is attached to the side of the cylindrical center magnet 11b opposite to the plasma. And even if the cylindrical center magnet 11b moves,
If the soft magnetic bodies are in contact with each other via a slight gap, the state in which the magnetic force is increased can be maintained even when the cylindrical center magnet 11b moves.
【００５５】軟磁性体を使い磁力を増大させる方法は、
他の実施例にも適用可能である。A method for increasing the magnetic force using a soft magnetic material is as follows.
It can be applied to other embodiments.
【００５６】次に、図９を参照して、本発明の第８の実
施例について説明する。円柱状中心マグネット１１ｂの
断面形状は、円形ではなくても良い。すなわち、図９
（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）に示すように、柱状中心マ
グネット１１ｂの断面形状は、六角形、正方形、及び扇形
の断面形状であっても良い。この場合、筒状周辺マグネ
ット１１ｃは、図９（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）に示す
ように、六角形、正方形、及び扇形をくりぬいた形状であ
れば良い。この様にすれば、対向電極２の全面をマグネ
ット組で覆いつくす事が出来る。対向電極2周辺で同軸状
磁石組１１の全体形状を対向電極周辺形状と同じ形状に
なるようにする事も出来る。また個々の同軸状磁石組１
１を互いに離してもよい。また、図９（Ｄ）に示すよう
に、筒状周辺マグネット１１ｃを一体化する事も出来
る。一体化した場合も、柱状中心マグネットと筒状周辺マ
グネットの磁化量の比率を選んで、プラズマの拡散と閉
じ込めを制御したり、基板中心と周辺での磁場の強度や
磁力線の基板への入射角を制御する事が出来る。Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The cross-sectional shape of the columnar center magnet 11b may not be circular. That is, FIG.
As shown in (A), (B), and (C), the cross-sectional shape of the columnar center magnet 11b may be a hexagon, a square, or a sector. In this case, as shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, the cylindrical peripheral magnet 11c may have a shape obtained by hollowing out a hexagon, a square, and a sector. By doing so, the entire surface of the counter electrode 2 can be covered with the magnet set. The entire shape of the coaxial magnet set 11 around the counter electrode 2 can be made the same as the shape around the counter electrode. In addition, each coaxial magnet set 1
1 may be separated from each other. Further, as shown in FIG. 9D, the cylindrical peripheral magnet 11c can be integrated. Even when integrated, the ratio of the amount of magnetization between the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet is selected to control plasma diffusion and confinement, as well as the strength of the magnetic field at the center and periphery of the substrate and the angle of incidence of the lines of magnetic force on the substrate. Can be controlled.
【００５７】上記した第８の実施例の手段を他の実施例
にも用いる事が出来る。もちろん、第８の実施例だけで
なく全ての実施例を組み合わせる事が出来る。今まで、同
軸状磁石組１１の円柱状中心マグネット１１ｂと円筒状
周辺マグネット１１ｃは、軸を共有するとしてきたが、本
実施例では必ずしもその必要はない。The means of the eighth embodiment described above can be used in other embodiments. Of course, not only the eighth embodiment but also all embodiments can be combined. Up to now, the columnar center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c of the coaxial magnet set 11 have been described as sharing the same axis, but this is not necessarily required in the present embodiment.
【００５８】図１０を参照すると、本発明の第９の実施
例が示されている。この図１０は、円柱状中心マグネット
１１ｂの磁化量が円筒状周辺マグネット１１ｃの磁化量
より多いため、磁束１１ｄが基板４にまで伸びる状態を
示している。円柱状中心マグネット１１ｂと円筒状周辺
マグネット１１ｃの磁化量が等しくないと、磁束１１ｄ
は基板４の中心から外へと押し出されるようにして、基
板４に斜めに入射する。磁束が基板４に斜め入射すると、
基板付近でプラズマの不均一が起る。Referring to FIG. 10, there is shown a ninth embodiment of the present invention. FIG. 10 shows a state in which the magnetic flux 11 d extends to the substrate 4 because the magnetization amount of the cylindrical center magnet 11 b is larger than the magnetization amount of the cylindrical peripheral magnet 11 c. If the magnetization amounts of the cylindrical center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c are not equal, the magnetic flux 11d
Are obliquely incident on the substrate 4 so as to be pushed out from the center of the substrate 4. When the magnetic flux enters the substrate 4 obliquely,
Plasma non-uniformity occurs near the substrate.
【００５９】これを防ぐため、磁束１１ｄが基板に垂直
に入るよう、円柱状中心マグネット１１ｂと逆の極性が
面するように、基板マグネット１１ｈが設置されている。
この様にすると基板４の中心から外側に向っていた磁束
１１ｄは、基板マグネット１１ｈに吸収され、基板４に垂
直に入射する。基板マグネット１１ｈは、軟磁性体でもよ
い。In order to prevent this, the substrate magnet 11h is provided so that the magnetic flux 11d enters the substrate perpendicularly and faces the opposite polarity to the columnar center magnet 11b.
In this way, the magnetic flux 11d directed outward from the center of the substrate 4 is absorbed by the substrate magnet 11h and is incident on the substrate 4 vertically. The substrate magnet 11h may be a soft magnetic material.
【００６０】また、磁束１１ｄに磁束密度の差がある場
合でも、基板マグネット１１ｈにより磁束密度の差は相
対的に小さくなり、補正出来る。円柱状中心マグネット１
１ｂと円筒状周辺マグネット１１ｃの磁化量の差が同じ
である場合にも、この基板マグネット１１ｈを設けると、
同軸状磁石組１１によるプラズマ密度の差を軽減する事
が出来る。また、円筒状周辺マグネット１１ｃの磁化量の
方が大きい場合、基板マグネット１１ｈの極性を円筒状
周辺マグネット１１ｃと同じにすると、磁束１１ｄは基
板４に垂直に入射する。Even when the magnetic flux 11d has a difference in the magnetic flux density, the difference in the magnetic flux density is relatively small by the substrate magnet 11h and can be corrected. Cylindrical center magnet 1
Even when the difference between the magnetization amounts of the peripheral magnet 1b and the cylindrical peripheral magnet 11c is the same, if the substrate magnet 11h is provided,
The difference in plasma density due to the coaxial magnet set 11 can be reduced. In addition, when the magnetization of the cylindrical peripheral magnet 11c is larger, if the polarity of the substrate magnet 11h is the same as that of the cylindrical peripheral magnet 11c, the magnetic flux 11d enters the substrate 4 perpendicularly.
【００６１】非収束磁束１１ｄの基板入射角が基板平面
に対しちょうど９０°となるよう、基板マグネットの磁
化の方向を調整すると、より効果がある。It is more effective to adjust the direction of magnetization of the substrate magnet so that the angle of incidence of the non-converged magnetic flux 11d on the substrate is exactly 90 ° with respect to the substrate plane.
【００６２】図１１を参照すると、本発明の第１０の実
施例が示されている。円柱状中心マグネット１１ｂと円
筒状周辺マグネット１１ｃの磁化量に差がある場合、磁
束１１ｄは、基板４から外の方へと流れ出す。これを防ぐ
為、図１１のように、同軸状磁石組１１の集まりの外側
に補強磁石１１１を設けると、磁束１１ｄを基板４に垂
直に入射させる事が出来る。対向電極２の外周部にある
同軸状磁石組１１の磁化量を大きくしても同様の効果が
ある。Referring to FIG. 11, there is shown a tenth embodiment of the present invention. When there is a difference between the magnetization amounts of the cylindrical center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c, the magnetic flux 11d flows out of the substrate 4 to the outside. In order to prevent this, as shown in FIG. 11, when the reinforcing magnet 111 is provided outside the group of the coaxial magnet sets 11, the magnetic flux 11 d can be perpendicularly incident on the substrate 4. The same effect can be obtained even if the amount of magnetization of the coaxial magnet set 11 on the outer periphery of the counter electrode 2 is increased.
【００６３】なお、第９の実施例（図１０）及び第１０
の実施例（図１１）では円柱状中心マグネット１１ｂと
円筒状周辺マグネット１１ｃに磁化量の差があるとした
が、磁化量の差か無くても磁束は磁束密度の低い方へ流
れる傾向があり、第９の実施例（図１０）及び第１０の
実施例（図１１）の方法は磁化量の差が無い場合にも有
効である。The ninth embodiment (FIG. 10) and the tenth embodiment
In the embodiment (FIG. 11), it is assumed that there is a difference in the amount of magnetization between the cylindrical center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c. However, even if there is no difference in the amount of magnetization, the magnetic flux tends to flow toward the lower magnetic flux density. The method of the ninth embodiment (FIG. 10) and the method of the tenth embodiment (FIG. 11) are effective even when there is no difference in the amount of magnetization.
【００６４】また、プロセスガスや冷媒を、複数の同軸
状磁石組１１間の隙間や円柱状中心マグネット１１ｂ及
び円筒状周辺マグネット１１ｃ間の隙間から流したり、
磁性体自身に孔を開けて流す事が出来る。また、同軸状
磁石組（同心円マグネット）１１自体をガス板７（図
１）と冷媒ジャケット８との間の熱伝達物質として使う
事が出来る。Further, a process gas or a refrigerant flows through a gap between the plurality of coaxial magnet sets 11 or a gap between the columnar center magnet 11b and the cylindrical peripheral magnet 11c.
A hole can be made in the magnetic material itself to allow it to flow. The coaxial magnet set (concentric magnet) 11 itself can be used as a heat transfer material between the gas plate 7 (FIG. 1) and the refrigerant jacket 8.
【００６５】図１２を参照すると、本発明の第１１の実
施例が示されている。この図１２の実施例は、第９の実施
例（図１０）の基板マクネット１１ｈの極性を逆にした
ものである。基板マグネット１１ｈから出た反発磁束１
１ｋにより、磁束１１ａの一部で基板マグネット１１ｈ
がなければ基板４に入射していた被反発磁束１１ｊは基
板４から追いやられる。この様にすると、磁束１１ａの濃
いプラズマが被反発磁束１１ｊに導かれて基板４に到達
し、基板４の上でプラズマ密度が変化する事も無くな
る。Referring to FIG. 12, there is shown an eleventh embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 12, the polarity of the substrate macnet 11h of the ninth embodiment (FIG. 10) is reversed. Repulsive magnetic flux 1 from substrate magnet 11h
1k, a part of the magnetic flux 11a causes the substrate magnet 11h
Otherwise, the repulsive magnetic flux 11j incident on the substrate 4 is repelled from the substrate 4. In this manner, the plasma having a high magnetic flux 11a is guided by the repulsive magnetic flux 11j, reaches the substrate 4, and the plasma density on the substrate 4 does not change.
【００６６】図１３を参照すると、本発明の第１２の実
施例が示されている。ガス板７の同軸状磁石組１１に対
応する位置に孔がうがたれ、切り欠き７ｂが形成されて、
同軸状磁石組１１がプラズマに近づき、プラズマ中によ
り強い磁場を形成する。この様にすると、ガス板７付近に
強い磁場が出来、基板４付近の磁場は同じ程度の強さの
ままとどまる。Referring to FIG. 13, there is shown a twelfth embodiment of the present invention. A hole is formed in the gas plate 7 at a position corresponding to the coaxial magnet set 11, and a notch 7b is formed.
The coaxial magnet set 11 approaches the plasma and forms a stronger magnetic field in the plasma. In this way, a strong magnetic field is generated near the gas plate 7, and the magnetic field near the substrate 4 remains at the same strength.
【００６７】次に、図１４を参照して、本発明の第１３
の実施例について説明する。図１４（Ａ）において、１
１ｍは、筒状周辺マグネット１１ｃの一部を欠落させた
切り欠きである。この様にするとプラズマが異なる同軸
状磁石組１１間を行き来する。また、磁場が弱まるため、
磁場の弱い基板４（図１）の側に拡散していく効果もあ
る。図１４（Ｂ）のように等周配で切り欠く事も出来る。
この場合は、柱状中心マグネット１１ｂの周りの筒状周
辺マグネット１１ｃを6個所切り欠いたが、切り欠き個数
は任意で良い。Next, referring to FIG. 14, a thirteenth embodiment of the present invention will be described.
An example will be described. In FIG. 14A, 1
1 m is a notch in which a part of the cylindrical peripheral magnet 11c is missing. In this way, the plasma moves between the different coaxial magnet sets 11. Also, because the magnetic field weakens,
There is also an effect of diffusing to the side of the substrate 4 (FIG. 1) where the magnetic field is weak. As shown in FIG. 14 (B), notches can be cut out at equal intervals.
In this case, six cylindrical peripheral magnets 11c around the columnar center magnet 11b are cut out, but the number of cutouts may be arbitrary.
【００６８】図１５を参照して、プラズマの閉込めにつ
いて、改めて説明する。上方のガス板７の表面から１ｍｍ
下方での磁場を測つた結果を、同軸状磁石組に対応する
位置に表示している。磁場強度単位は、任意単位にしてあ
る。図において、ｂはガス板７の表面に対する垂直磁場
成分で、円筒状周辺マグネット１１ｃの垂直成分最大値
がｂ１で、円柱状中心マグネット１１ｂの垂直成分最大
値がｂ２である。ｃは水平磁場成分で、ｃ１は垂直磁場成
分がゼロとなる点の水平磁場成分で、この場合は２００G
auss程度である。円筒状周辺マグネット１１ｃの垂直成
分ｂ１が小さいと、磁力線に巻き付いて動く電子が跳ね
返されず、磁場から電子が拡散していく。この為、ｂ１／
ｂ２の値、及びｂ１の絶対値がプラズマ閉じ込めに大き
く影響する。スパッタリングを行う場合には、閉じ込め効
率が高い方が良いが、エッチングを行う場合には、濃い
プラズマが適度に基板に向って拡散される事が好まし
い。２００Gaussで２ｍｍ程度の回転半径が得られるた
め、１００Gauss以上出来れば２００Gauss以上の水平磁
場強度である事が好ましい。Referring to FIG. 15, the confinement of plasma will be described again. 1 mm from the surface of the upper gas plate 7
The result of measuring the lower magnetic field is displayed at a position corresponding to the set of coaxial magnets. The magnetic field intensity unit is an arbitrary unit. In the figure, b is a vertical magnetic field component with respect to the surface of the gas plate 7, and the maximum value of the vertical component of the cylindrical peripheral magnet 11c is b1, and the maximum value of the vertical component of the cylindrical center magnet 11b is b2. c is the horizontal magnetic field component, and c1 is the horizontal magnetic field component at the point where the vertical magnetic field component becomes zero.
about auss. If the vertical component b1 of the cylindrical peripheral magnet 11c is small, the electrons moving around the lines of magnetic force do not rebound, and the electrons diffuse from the magnetic field. Therefore, b1 /
The value of b2 and the absolute value of b1 greatly affect plasma confinement. In the case of performing sputtering, it is preferable that the confinement efficiency is high, but in the case of performing etching, it is preferable that dense plasma is appropriately diffused toward the substrate. Since a turning radius of about 2 mm can be obtained at 200 Gauss, it is preferable that the horizontal magnetic field strength is 200 Gauss or more if 100 Gauss or more can be achieved.
【００６９】なお、ガス板７付近で高密度プラズマが発
生するため、ガス板７をＳｉやＳｉＯ２等のスカベンジ
ャー材で作る事が好ましい。また高周波の伝播という点
からは、ガス板７を絶縁物、ドーピングされた半導体、金
属にする事も可能である。[0069] Since the high-density plasma in the vicinity of the gas plate 7 is generated, it is preferable to make the gas plate 7 by scavenger material such as Si or SiO 2. Further, from the viewpoint of high frequency propagation, the gas plate 7 can be made of an insulator, a doped semiconductor, or a metal.
【００７０】以上の実施例ではエッチング装置を例にと
って説明したが、同様の方法がプラズマＣＶＤ、アッシ
ング、スパッタ（特にイオン化スパッタ）を行う表面処
理装置にも適用できることは明らかである。Although the above embodiments have been described by taking an etching apparatus as an example, it is apparent that the same method can be applied to a surface treatment apparatus for performing plasma CVD, ashing, and sputtering (particularly, ionization sputtering).
【００７１】[0071]
【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いると、
プラズマ密度が高く圧力が低い状態を実現可能である。
従つて、イオンが加速されるシース中でのイオン散乱が
減り、例えば基板をエッチングする場合にイオンの斜め
入射量が減り、アスペクト比が高いコノタクトホールに
おいてもボーイングの無い望ましいエッチング形状が得
られるという効果がある。As described above, when the present invention is used,
A state where the plasma density is high and the pressure is low can be realized.
Accordingly, ion scattering in the sheath where ions are accelerated is reduced, and for example, when the substrate is etched, the amount of oblique incidence of ions is reduced, and a desirable etching shape without bowing can be obtained even in a cono-tact hole having a high aspect ratio. This has the effect.
【００７２】また、密度が高いプラズマであるにもかか
わらず、低圧であるため、気相中での分子の相互衝突が
少なく、それに従い不必要な重合反応が減り、ダストの
発生も減る。プラズマＣＶＤでは膜質の改善、エッチン
グやアッシングでは残渣の減少が期待できる。この様
に、本発明を使用すると、低圧で高密度な、使いよく信
頼性の高い表面処理装置を提供することができる。In addition, despite the high density of the plasma, the low pressure reduces the number of collisions of molecules in the gas phase, thereby reducing unnecessary polymerization reactions and generating dust. Improvement of film quality can be expected by plasma CVD, and reduction of residue can be expected by etching and ashing. As described above, the use of the present invention can provide a low-pressure, high-density, easy-to-use and reliable surface treatment apparatus.
【００７３】しかも基板上の磁場強度を大幅に下げられ
るため、基板上のプラズマ密度が不均―になる事も無
い。Moreover, since the magnetic field intensity on the substrate can be greatly reduced, the plasma density on the substrate does not become uneven.
【図１】本発明の第１の実施例による表面処理装置の断
面図である。FIG. 1 is a sectional view of a surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の表面処理装置の主要部分の断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the surface treatment apparatus of FIG.
【図３】本発明の第２の実施例による表面処理装置の主
要部分の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３の実施例による表面処理装置の主
要部分の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第４の実施例による表面処理装置の主
要部分の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第５の実施例による表面処理装置の主
要部分の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第６の実施例による表面処理装置の主
要部分の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第７の実施例による表面処理装置の主
要部分の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第８の実施例による表面処理装置の種
々の同軸状磁石組（Ａ）〜（Ｄ）の正面図である。FIG. 9 is a front view of various coaxial magnet sets (A) to (D) of a surface treatment apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第９の実施例による表面処理装置の
主要部分の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第１０の実施例による表面処理装置
の主要部分の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第１１の実施例による表面処理装置
の主要部分の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第１２の実施例による表面処理装置
の主要部分の断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図１４】本発明の第１３の実施例による表面処理装置
の種々の同軸状磁石組（Ａ）及び（Ｂ）の正面図であ
る。FIG. 14 is a front view of various sets of coaxial magnets (A) and (B) of a surface treatment apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の第１４の実施例による表面処理装置
の主要部分の断面図である。FIG. 15 is a sectional view of a main part of a surface treatment apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図１６】従来のプラズマ処理装置の斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of a conventional plasma processing apparatus.
【図１７】図１６のプラズマ処理装置の動作を説明する
ための正面断面図である。FIG. 17 is a front sectional view for explaining the operation of the plasma processing apparatus of FIG. 16;
【図１８】図１６のプラズマ処理装置の動作を説明する
ための断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the operation of the plasma processing apparatus of FIG.
【図１９】図１６のプラズマ処理装置の動作を説明する
ための断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining the operation of the plasma processing apparatus of FIG.
１ 処理室 ２ 対向電極 ３ 基板載置電極 ４ 基板 ５ 静電チャック ６ 水冷電極 ６ａ 水冷電極冷却水入口 ６ｂ 水冷電極冷却水路 ６ｃ 水冷電極冷却水出口 ７ ガス板 １１ 同軸状磁石組 １１ｂ 円柱状中心マグネット（或いは、柱状中心マ
グネット） １１ｃ 円筒状周辺マグネット（或いは、筒状周辺マ
グネット） １１ｈ 基板マグネットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 2 Counter electrode 3 Substrate mounting electrode 4 Substrate 5 Electrostatic chuck 6 Water cooling electrode 6a Water cooling electrode cooling water inlet 6b Water cooling electrode cooling water passage 6c Water cooling electrode cooling water outlet 7 Gas plate 11 Coaxial magnet set 11b Column center magnet (Or a columnar center magnet) 11c Cylindrical peripheral magnet (or cylindrical peripheral magnet) 11h Substrate magnet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA42 BC02 BC04 BC06 BD14 CA25 CA42 CA47 CA65 DA02 EA06 EB01 EB42 EC01 EC21 ED13 EE01 EE02 EE04 EE31 FA01 FC15 FC20 4K030 FA03 KA30 5F004 AA01 AA02 AA09 BA08 BA13 BB08 BB13 BB14 BB18 BB22 BC06 CA09 EB01 5F045 AA08 AA09 BB15 DP03 EH05 EH14 EH16 EH19 EJ05 EJ09 EM05 EM10 EN04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G075 AA24 AA30 AA42 BC02 BC04 BC06 BD14 CA25 CA42 CA47 CA65 DA02 EA06 EB01 EB42 EC01 EC21 ED13 EE01 EE02 EE04 EE31 FA01 FC15 FC20 4K030 FA03 KA30 5F004 AA01 BA08ABB BB BB18 BB22 BC06 CA09 EB01 5F045 AA08 AA09 BB15 DP03 EH05 EH14 EH16 EH19 EJ05 EJ09 EM05 EM10 EN04
Claims (15)
対向電極を備え、対向電極内に、柱状中心マグネット
と、該柱状中心マグネットに対して同軸に該柱状中心マ
グネットの周辺に配置され、該柱状中心マグネットとは
極性を逆にする筒状周辺マグネットとから構成される同
軸状磁石組を、複数配置し、前記基板載置電極及び前記
対向電極の少なくとも一方に高周波を供給することを特
徴とするマグネトロン型平行平板表面処理装置。1. A substrate mounting electrode, comprising a counter electrode facing the substrate mounting electrode, wherein a column center magnet and a column center magnet are coaxially arranged around the column center magnet in the counter electrode. A plurality of coaxial magnet sets each composed of the columnar center magnet and a cylindrical peripheral magnet whose polarity is reversed are arranged, and a high frequency is supplied to at least one of the substrate mounting electrode and the counter electrode. Characteristic magnetron type parallel plate surface treatment equipment.
対向電極を備え、基板載置電極及び基板載置電極間にプ
ラズマを発生させるマグネトロン型平行平板表面処理装
置において、対向電極内に、プラズマ側の極性がＮ極及
びＳ極の一方である柱状中心マグネットと、該柱状中心
マグネットに対して同軸に該柱状中心マグネットの周辺
に配置され、プラズマ側の極性がＮ極及びＳ極の他方で
ある筒状周辺マグネットとから構成される同軸状磁石組
と、該同軸状磁石組とプラズマに対する極性を逆にする
同軸状磁石組とを、交互に、複数の同軸状磁石組として
配置し、前記基板載置電極及び前記対向電極の少なくと
も一方に高周波を供給することを特徴とするマグネトロ
ン型平行平板表面処理装置。2. A magnetron type parallel plate surface treatment apparatus comprising a substrate mounting electrode, a counter electrode facing the substrate mounting electrode, and generating plasma between the substrate mounting electrode and the substrate mounting electrode. A column center magnet having a plasma-side polarity of one of the N-pole and S-pole, and a coaxial pole magnet disposed around the column-center magnet; and a plasma-side polarity of the N-pole and the S-pole. A coaxial magnet set composed of the other cylindrical peripheral magnet and a coaxial magnet set for reversing the polarity of the coaxial magnet set and the plasma are alternately arranged as a plurality of coaxial magnet sets. A magnetron type parallel plate surface treatment apparatus, wherein a high frequency is supplied to at least one of the substrate mounting electrode and the counter electrode.
マグネットと前記筒状周辺マグネットの磁化量が実質的
に同じである事を特徴とする請求項１または２に記載の
マグネトロン型平行平板表面処理装置。3. The magnetron-type parallel plate according to claim 1, wherein the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets have substantially the same amount of magnetization. Surface treatment equipment.
マグネットと前記筒状周辺マグネットの磁化量が実質的
に異なる事を特徴とする請求項１または２に記載のマグ
ネトロン型平行平板表面処理装置。4. The magnetron-type parallel plate surface treatment according to claim 1, wherein the magnets of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets are substantially different. apparatus.
柱状中心マグネットの磁化量が相互に同等であり、前記
筒状周辺マグネットの磁化量が相互に同等である事を特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマグネトロン
型平行平板表面処理装置。5. The plurality of coaxial magnet sets, wherein the magnets of the columnar center magnets are equal to each other, and the magnets of the cylindrical peripheral magnets are equal to each other. 5. The magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 4 to 4.
マグネット及び前記筒状周辺マグネットの一方を軟磁性
体で置換する事を特徴とする請求項１又は２に記載のマ
グネトロン型平行平板表面処理装置。6. The magnetron-type parallel plate surface according to claim 1, wherein one of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets is replaced with a soft magnetic material. Processing equipment.
部が電磁石である事を特徴とする請求項１〜６のいずれ
かに記載のマグネトロン型平行平板表面処理装置。7. The magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus according to claim 1, wherein all or a part of the plurality of coaxial magnet sets are electromagnets.
マグネットとは極性を逆にする前記筒状周辺マグネット
とから構成された同軸状磁石組を、該柱状中心マグネッ
トの極性が同方向になるよう複数配置し、複数の同軸状
磁石組の筒状周辺マグネットを一体化することを特徴と
する請求項１に記載のマグネトロン型平行平板表面処理
装置。8. A coaxial magnet set composed of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet whose polarity is opposite to that of the columnar center magnet, wherein the polarity of the columnar center magnet is in the same direction. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to claim 1, wherein a plurality of cylindrical peripheral magnets of a plurality of coaxial magnet sets are arranged and integrated.
マグネットと前記筒状周辺マグネットの相互の軸方向位
置が調整可能で、前記同軸状磁石組の各々の前記柱状中
心マグネットと前記筒状周辺マグネットの一方が他方よ
り突出する事が出来る構造をしている事を特徴とする請
求項１〜８のいずれかに記載のマグネトロン型平行平板
表面処理装置。9. The axial position of each of the columnar center magnet and the cylindrical peripheral magnet of each of the coaxial magnet sets is adjustable, and the columnar center magnet and the cylindrical shape of each of the coaxial magnet sets are adjustable. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein one of the peripheral magnets can protrude from the other.
心マグネットの断面形状が正方形、長方形、六角形、菱形
等の多角形や、円形、楕円形、扇形等からなり、前記同
軸状磁石組の各々の前記筒状周辺マグネットが正方形、
長方形、六角形、菱形等の多角形や円形、楕円形、扇形
等をくりぬいた形状をしている事を持徴とする請求項１
〜９のいずれかに記載のマグネトロン型平行平板表面処
理装置。10. The coaxial magnet set, wherein the cross-sectional shape of each of the columnar center magnets of the coaxial magnet set is a polygon such as a square, a rectangle, a hexagon, a rhombus, a circle, an ellipse, a sector, or the like. Each of said cylindrical peripheral magnets is square,
2. The method according to claim 1, wherein the shape is a hollow shape such as a polygon such as a rectangle, a hexagon, and a rhombus, a circle, an ellipse, and a sector.
10. The magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 9 to 9.
流れ込む磁束を吸収し、前記基板に垂直に磁束を入射さ
せる強磁性体または軟磁性体でできた基板マグネット
を、前記基板載置電極の裏に配置する事を特徴とする請
求項１〜１０のいずれかに記載のマグネトロン型平行平
板表面処理装置。11. A substrate magnet made of a ferromagnetic material or a soft magnetic material, which absorbs a magnetic flux flowing into a substrate mounted on the substrate mounting electrode and causes the magnetic flux to be incident on the substrate vertically, The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the apparatus is arranged behind an electrode.
磁石組の配置を密にしたり、前記同軸状磁石組の磁化量
を増やしたり、あるいは前記対向電極の周縁に補強磁石
を配置する事を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに
記載のマグネトロン型平行平板表面処理装置。12. The arrangement of the coaxial magnet set in the vicinity of the outer periphery of the counter electrode, the increase in the amount of magnetization of the coaxial magnet set, or the arrangement of a reinforcing magnet on the periphery of the counter electrode. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein
磁石組の磁束が前記基板載置電極に載置された基板へ入
り込まないよう、前記磁束を反発する基板マグネットを
前記基板載置電極の裏に配置する事を特徴とする請求項
１〜１０のいずれかに記載のマグネトロン型平行平板表
面処理装置。13. A substrate magnet that repels the magnetic flux so that the magnetic flux of the coaxial magnet set disposed in the counter electrode does not enter the substrate mounted on the substrate mounting electrode. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the apparatus is arranged on the back.
状磁石組の一部または全部が、前記対向電極のプラズマ
に接するガス板に開けられた孔や溝に組み込まれる事を
特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のマグネト
ロン型平行平板表面処理装置。14. The coaxial magnet set provided in the counter electrode is partially or entirely incorporated into a hole or a groove formed in a gas plate of the counter electrode in contact with plasma. 14. The magnetron-type parallel plate surface treatment apparatus according to any one of 1 to 13.
ネットの一部が周方向に切りかかれている事を特徴とす
る請求項１〜１４のいずれかに記載のマグネトロン型平
行平板表面処理装置。15. The magnetron type parallel plate surface treatment apparatus according to claim 1, wherein a part of the cylindrical peripheral magnet of the coaxial magnet set is cut in a circumferential direction. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114352A JP4606637B2 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Magnetron type parallel plate surface treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114352A JP4606637B2 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Magnetron type parallel plate surface treatment equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002313784A true JP2002313784A (en) | 2002-10-25 |
| JP4606637B2 JP4606637B2 (en) | 2011-01-05 |
Family
ID=18965438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001114352A Expired - Fee Related JP4606637B2 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Magnetron type parallel plate surface treatment equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4606637B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006501367A (en) * | 2002-10-03 | 2006-01-12 | テトゥラ・ラバル・ホールディングス・アンド・ファイナンス・ソシエテ・アノニム | Apparatus for performing a plasma enhancement process |
| JP2006057122A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Kyoto Institute Of Technology | Plasma chemical vapor deposition system and plasma chemical vapor deposition method |
| JP2009544168A (en) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | ラム リサーチ コーポレーション | Hybrid radio frequency capacitive inductively coupled plasma source using multiple high frequency power supplies and methods of use |
| US7972469B2 (en) * | 2007-04-22 | 2011-07-05 | Applied Materials, Inc. | Plasma processing apparatus |
| JP2013149722A (en) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Tokyo Electron Ltd | Substrate processing device |
-
2001
- 2001-04-12 JP JP2001114352A patent/JP4606637B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006501367A (en) * | 2002-10-03 | 2006-01-12 | テトゥラ・ラバル・ホールディングス・アンド・ファイナンス・ソシエテ・アノニム | Apparatus for performing a plasma enhancement process |
| JP4693414B2 (en) * | 2002-10-03 | 2011-06-01 | テトゥラ・ラバル・ホールディングス・アンド・ファイナンス・ソシエテ・アノニム | Apparatus for performing a plasma enhancement process and method of use thereof |
| JP2006057122A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Kyoto Institute Of Technology | Plasma chemical vapor deposition system and plasma chemical vapor deposition method |
| JP4536456B2 (en) * | 2004-08-18 | 2010-09-01 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | Plasma chemical vapor deposition method |
| JP2009544168A (en) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | ラム リサーチ コーポレーション | Hybrid radio frequency capacitive inductively coupled plasma source using multiple high frequency power supplies and methods of use |
| US8222157B2 (en) | 2006-07-18 | 2012-07-17 | Lam Research Corporation | Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof |
| US7972469B2 (en) * | 2007-04-22 | 2011-07-05 | Applied Materials, Inc. | Plasma processing apparatus |
| JP2013149722A (en) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Tokyo Electron Ltd | Substrate processing device |
| US10651012B2 (en) | 2012-01-18 | 2020-05-12 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4606637B2 (en) | 2011-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6136387A (en) | Ion flow forming method and apparatus | |
| JP3691784B2 (en) | Low frequency induction type high frequency plasma reactor | |
| US7491649B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP4285853B2 (en) | Processing method | |
| US6297594B1 (en) | Plasma source ion implanting apparatus using the same | |
| JP5328731B2 (en) | Method for shielding wafers from charged particles during plasma etching | |
| JPH0775226B2 (en) | Plasma processing method and apparatus | |
| JP2012084925A (en) | Magnetic improvement for mechanical confinement of plasma | |
| EP1683178A2 (en) | Filtered cathodic arc plasma source | |
| JP3081003B2 (en) | Plasma processing equipment | |
| JP4606637B2 (en) | Magnetron type parallel plate surface treatment equipment | |
| JPH1074600A (en) | Plasma processing equipment | |
| JP2002184766A (en) | Apparatus and method for plasma processing | |
| JPH11135297A (en) | Plasma generator | |
| JP4554117B2 (en) | Surface treatment equipment | |
| JPH04180557A (en) | Plasma treating device | |
| JP4243110B2 (en) | Surface treatment equipment | |
| JPH076998A (en) | Microwave plasma processing equipment | |
| Kondo et al. | Axisymmetrical particle-in-cell/Monte Carlo simulation of narrow gap planar magnetron plasmas. II. Radio frequency-driven discharge | |
| JP4384295B2 (en) | Plasma processing equipment | |
| JP3172788B2 (en) | Neutral particle processing method and device | |
| JPH0534433B2 (en) | ||
| JPH0473288B2 (en) | ||
| JP2004165644A (en) | Apparatus and method for plasma processing | |
| RU2070357C1 (en) | Electron-cyclotron resonance of discharge plasma source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090825 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090902 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100630 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100715 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100811 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100915 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101006 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |