JP2005060845A - Magnetic field generator for magnetron plasma - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic field generator for magnetron plasma capable of easily realizing satisfactory plasma treatment by suitably setting the intensity of multipole magnetic fields in accordance with treatment such as etching in a multipole magnet (magnetic field generator) using permanent magnets. <P>SOLUTION: In the magnetic field generator for magnetron plasma, a plurality of magnet segments consisting of permanent magnets are arranged so as to be a ring shape, and multipole magnetic fields are formed around the substrate to be treated in a treatment chamber. The magnetic field generator comprises magnetic substance pieces fitted with segment magnets and magnetic substance pieces fitted with no segment magnets, and the multipole magnetic field intensity is controlled by moving at least the magnetic substance pieces fitted with the segment magnets to the radial direction of the magnetic field generator. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はマグネトロンプラズマ用磁場発生装置に関し、特に、半導体ウエハ等の被処理基板にエッチング等のプラズマ処理を施すマグネトロンプラズマ処理装置に用いる磁場発生装置に関する。   The present invention relates to a magnetic field generator for magnetron plasma, and more particularly to a magnetic field generator for use in a magnetron plasma processing apparatus that performs plasma processing such as etching on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer.

従来から、半導体装置の製造分野において、処理室内にプラズマを発生させ、このプラズマを処理室内に配置した被処理基板例えば半導体ウエハ等に作用させて、所定の処理、例えば、エッチング、成膜等を行うプラズマ処理装置が知られている。   Conventionally, in the field of semiconductor device manufacturing, plasma is generated in a processing chamber, and this plasma is applied to a substrate to be processed such as a semiconductor wafer disposed in the processing chamber to perform predetermined processing such as etching and film formation. Plasma processing apparatuses to perform are known.

このようなプラズマ処理装置において、良好な処理を行うためには、プラズマの状態をプラズマ処理に適した良好な状態に維持する必要がある。このため、従来からプラズマを制御するための磁場を形成する磁場発生装置を具備したマグネトロンプラズマ処理装置が多い。   In such a plasma processing apparatus, in order to perform a favorable process, it is necessary to maintain the plasma state in a favorable state suitable for the plasma process. For this reason, there are many conventional magnetron plasma processing apparatuses equipped with a magnetic field generator for generating a magnetic field for controlling plasma.

このような磁場発生装置としては、図7に示すように、被処理面を上方に向けて水平に配置した半導体ウエハ等の被処理基板の周囲にマルチポール磁場を形成するマルチポール型の磁場発生装置が知られている。この装置は、処理室の外部に複数の永久磁石2をその磁極が交互に変わるようにリング状に配置し、半導体ウエハ4の上方には磁場を形成せず(或いは弱い磁場状態にして)、ウエハ4の縁部の周囲にマルチポール磁場を形成してプラズマを閉じ込めて被処理基板上でプラズマ処理を行うものである。マルチポール磁石(磁場発生装置)には、電力を消費する電磁石を用いる例は少なく、永久磁石を使用するのが普通であり、永久磁石を用いた場合にはマルチポール磁場自体を制御するという提案はこれまで存在しなかった。また、永久磁石を用いた場合においても,図8に示すように、リング状の磁性体片を用いているため、磁場強度を適切に調整することはできなかった(例えば特許文献1の図8)。
特開平7−142450号公報
As such a magnetic field generator, as shown in FIG. 7, a multipole type magnetic field generator that forms a multipole magnetic field around a substrate to be processed such as a semiconductor wafer disposed horizontally with a surface to be processed facing upward. The device is known. In this apparatus, a plurality of permanent magnets 2 are arranged in a ring shape so that the magnetic poles are alternately changed outside the processing chamber, and a magnetic field is not formed above the semiconductor wafer 4 (or in a weak magnetic field state). A multipole magnetic field is formed around the edge of the wafer 4 to confine the plasma and perform plasma processing on the substrate to be processed. For multipole magnets (magnetic field generators), there are few examples of using electromagnets that consume power, and it is common to use permanent magnets. When permanent magnets are used, the proposal to control the multipole magnetic field itself Never existed before. Further, even when a permanent magnet is used, the magnetic field strength cannot be appropriately adjusted because a ring-shaped magnetic piece is used as shown in FIG. 8 (for example, FIG. 8 of Patent Document 1). ).
JP-A-7-142450

しかしながら、本発明者等の研究によれば、プラズマ処理、例えば、プラズマエッチング等においては、被処理基板面上のエッチング速度はマルチポール磁場の強度に依存することが判明した。マルチポール磁場の強度は、磁場発生装置を電磁石で構成すれば磁場強度の調整は容易に行うことができるが、上述のように、電磁石を用いると消費電力が増大するという問題が生じるし、電磁石を用いた装置であっても、マルチポール磁場自体を制御するという提案はこれまで存在しなかった。   However, according to research by the present inventors, it has been found that in plasma processing, for example, plasma etching, the etching rate on the surface of the substrate to be processed depends on the strength of the multipole magnetic field. The strength of the multipole magnetic field can be easily adjusted if the magnetic field generator is composed of an electromagnet. However, as described above, the use of an electromagnet causes a problem of increased power consumption. There has never been a proposal to control the multipole magnetic field itself even with an apparatus using the.

本発明は、永久磁石を用いたマルチポール磁石(磁場発生装置)において、エッチングなどの処理に応じて適切なマルチポール磁場の強度を設定することによって良好なプラズマ処理を容易に実現できるマグネトロンプラズマ用磁場発生装置を提供するものである。   The present invention is for a magnetron plasma that can easily realize a good plasma process by setting an appropriate multipole magnetic field intensity according to a process such as etching in a multipole magnet (magnetic field generator) using a permanent magnet. A magnetic field generator is provided.

本発明に係る実施の形態は、永久磁石からなる複数の磁石セグメントをリング状に配置し、処理室内の被処理基板の周囲にマルチポール磁場を形成するマグネトロンプラズマ用磁場発生装置であって、該磁場発生装置は、分割された複数の磁性体片を用い、該複数の磁性体片の内の磁石セグメントを取り付けた磁性体片を前記磁場発生装置の径方向に移動させることによりマルチポール磁場調整を行うことを特徴とする。更に、前記磁場発生装置の中心軸に直角の前記磁性体片の断面形状が台形または扇形であり、隣り合う磁性体片は夫々面で接触することを特徴としている。   An embodiment according to the present invention is a magnetron plasma magnetic field generator in which a plurality of magnet segments made of permanent magnets are arranged in a ring shape to form a multipole magnetic field around a substrate to be processed in a processing chamber, The magnetic field generator uses a plurality of divided magnetic body pieces, and moves the magnetic body piece to which the magnet segment of the plurality of magnetic body pieces is attached in the radial direction of the magnetic field generator to adjust the multipole magnetic field. It is characterized by performing. Furthermore, the cross-sectional shape of the magnetic piece perpendicular to the central axis of the magnetic field generator is trapezoidal or fan-shaped, and adjacent magnetic pieces are in contact with each other.

本発明によれば、永久磁石を用いた磁場発生装置でエッチング等のプラズマ処理を行う際、マルチポール磁場の強度を適切に設定できるので良好なプラズマ処理を容易に行うことができるという効果がある。   According to the present invention, when plasma processing such as etching is performed with a magnetic field generator using a permanent magnet, the strength of the multipole magnetic field can be appropriately set, so that it is possible to easily perform good plasma processing. .

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施の形態に係るマルチポール磁石(磁場発生装置)10の上面図であり、更に、この図1は、このマルチポール磁石10の内側に配置される真空チャンバ12の垂直壁12a及びこのチャンバ内に置かれる半導体ウエハ14を模式的に示している。図2は図1のA−B切断線での断面の概略を示す。尚、図1では、図面を簡略にするため、図2に示した架台(磁性体片の支持具)13の図示は省略してある。   FIG. 1 is a top view of a multipole magnet (magnetic field generator) 10 according to an embodiment. Further, FIG. 1 shows a vertical wall 12a of a vacuum chamber 12 disposed inside the multipole magnet 10 and A semiconductor wafer 14 placed in the chamber is schematically shown. FIG. 2 shows an outline of a cross section taken along the line AB in FIG. In FIG. 1, for the sake of simplifying the drawing, the illustration of the gantry (magnetic piece support) 13 shown in FIG. 2 is omitted.

マルチポール磁石10の内側には、上述したように、真空チャンバ12があり、この真空チャンバ12の内部には半導体ウエハ14にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が設けられている。このプラズマ処理装置自体は公知であり、本願発明は特定のプラズマ処理装置に限定されるものでないので、図2では、半導体ウエハ14の他に上部電極板16及び下部電極板18を図示して簡単に説明するに止め、プラズマ処理装置全体の詳細な説明は省略する。周知のように、上部及び下部電極板16及び18には高周波電圧が印加されて両電極板間の電場の方向が変化し、電場と磁場との相互作用により高密度のプラズマを発生させる。矢印19は上部及び下部電極16,18の間に発生するある瞬間の電場の方向を示している。   Inside the multipole magnet 10, as described above, there is the vacuum chamber 12, and inside the vacuum chamber 12, a plasma processing apparatus for performing plasma processing on the semiconductor wafer 14 is provided. Since this plasma processing apparatus itself is well known and the present invention is not limited to a specific plasma processing apparatus, FIG. 2 simply shows the upper electrode plate 16 and the lower electrode plate 18 in addition to the semiconductor wafer 14. Therefore, detailed description of the entire plasma processing apparatus will be omitted. As is well known, a high frequency voltage is applied to the upper and lower electrode plates 16 and 18 to change the direction of the electric field between the two electrode plates, and high-density plasma is generated by the interaction between the electric field and the magnetic field. An arrow 19 indicates the direction of the electric field at a certain moment generated between the upper and lower electrodes 16 and 18.

図1に示すように、マルチポール磁石10は、互いに隣接してリング状に分割して配置した複数の磁性体片20を備え、これらの磁性体片20には一つ置きに永久磁石であるセグメント磁石22が取り付けられている(接着されている)。図1及び図2からは必ずしも明らかでないが、リング状に配置した磁性体片20は、非磁性体材料で製作した複数の架台13(磁性体片20と同様にリング状に配置されている)によって支持されている。   As shown in FIG. 1, the multipole magnet 10 includes a plurality of magnetic pieces 20 arranged in a ring shape adjacent to each other, and the magnetic pieces 20 are permanent magnets every other piece. A segment magnet 22 is attached (adhered). Although not necessarily clear from FIGS. 1 and 2, the magnetic piece 20 arranged in a ring shape is a plurality of mounts 13 made of a non-magnetic material (arranged in a ring shape like the magnetic piece 20). Is supported by.

図1に示すマルチポール磁石10には、磁性体片20が32個に分割され、セグメント磁石22が16個設けられているが、本発明はこのような個数に限定されるものでなく、複数に磁性体片が分割されていればよく、好ましくは、8〜64個に分割され、セグメント磁石もまた磁性体片と同数またはそれ以下の数の構成になっている。マルチポール磁石10の中心軸(紙面に垂直)に直角方向のセグメント磁石22の断面の形状は任意であり、例えば、円、正方形、長方形、台形或いは瓦形でもよい。図1に示す第1の実施の形態では、セグメント磁石22の断面形状は長方形である。セグメント磁石22に描かれた矢印はこのセグメント磁石の磁化の向きを示している。   In the multipole magnet 10 shown in FIG. 1, the magnetic piece 20 is divided into 32 pieces and 16 segment magnets 22 are provided. However, the present invention is not limited to such a number. It is sufficient that the magnetic material pieces are divided into two, preferably 8 to 64 pieces, and the segment magnets have the same number as or less than the number of magnetic pieces. The shape of the cross section of the segment magnet 22 perpendicular to the central axis (perpendicular to the paper surface) of the multipole magnet 10 is arbitrary, and may be, for example, a circle, a square, a rectangle, a trapezoid, or a roof tile. In the first embodiment shown in FIG. 1, the sectional shape of the segment magnet 22 is a rectangle. The arrow drawn on the segment magnet 22 indicates the direction of magnetization of the segment magnet.

図1に示すように、セグメント磁石22を、その磁極が交互にN及びSとなるように配置すると、真空チャンバ内の壁12aの近傍に矢印24で示す向きの磁場(磁力線)が生成される。この磁場強度は、例えば、0.005〜0.2T(200〜2000G)、好ましくは0.03〜0.045T(300〜450G)とするのが望ましい。この場合、半導体ウエハ14の中心部は実質的に無磁場状態(或いは磁場が弱められている状態)となるようにマルチポール磁場が形成される。   As shown in FIG. 1, when the segment magnets 22 are arranged so that their magnetic poles are alternately N and S, a magnetic field (line of magnetic force) in the direction indicated by the arrow 24 is generated in the vicinity of the wall 12a in the vacuum chamber. . The magnetic field strength is, for example, 0.005 to 0.2 T (200 to 2000 G), preferably 0.03 to 0.045 T (300 to 450 G). In this case, a multipole magnetic field is formed so that the central portion of the semiconductor wafer 14 is substantially in a no magnetic field state (or a state where the magnetic field is weakened).

例えば、図1及び図2に示すように、セグメント磁石22に内接する円はD=φ450mmで、セグメント磁石の幅W=40mm、厚さTM=7mm、高さL=120mm、磁性体片20の厚さTY=9mm及び高さL=120mmとしたとき、真空チャンバ12の内壁近傍では0.03T(300G)の磁場が形成され、これによりプラズマを閉じ込める機能が発揮される。なお、セグメント磁石22は残留磁化密度が1.3Tの希土類磁石で、磁性体片20は低炭素鋼S15C、架台13にはアルミを使用した場合である。   For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the circle inscribed in the segment magnet 22 is D = φ450 mm, the width W of the segment magnet is 40 mm, the thickness TM is 7 mm, the height L is 120 mm, and the magnetic piece 20 When the thickness TY = 9 mm and the height L = 120 mm, a magnetic field of 0.03 T (300 G) is formed in the vicinity of the inner wall of the vacuum chamber 12, thereby exhibiting a function of confining plasma. The segment magnet 22 is a rare earth magnet having a remanent magnetization density of 1.3 T, the magnetic piece 20 is made of low carbon steel S15C, and the mount 13 is made of aluminum.

セグメント磁石22は特に限定されるものではなく、例えば、希土類磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石等を使用することができる。磁性体片20は、強磁性の性質をもつ純鉄、炭素鋼、鉄−コバルト鋼、ステンレス鋼等を使用し、架台の材料としては、非磁性の性質をもつアルミ、ステンレス鋼、真鍮、樹脂等が使用できる。   The segment magnet 22 is not particularly limited, and for example, a rare earth magnet, a ferrite magnet, an alnico magnet, or the like can be used. The magnetic piece 20 uses pure iron, carbon steel, iron-cobalt steel, stainless steel or the like having ferromagnetic properties, and the base material is aluminum, stainless steel, brass or resin having nonmagnetic properties. Etc. can be used.

上述したように、半導体ウエハ14の中心部では実質的に無磁場(ゼロT)であることが望ましい。しかし、実際には、半導体ウエハ14の配置部分にエッチング処理に影響を与える磁場が形成されず、実質的にウエハ処理に影響を及ぼさない値であればよい。図1に示す状態では、ウエハ周辺部には、例えば、磁束密度420μT(4.2G)以下の磁場が存在する。   As described above, it is desirable that there is substantially no magnetic field (zero T) at the center of the semiconductor wafer 14. However, in practice, a magnetic field that affects the etching process is not formed in the arrangement portion of the semiconductor wafer 14, and any value that does not substantially affect the wafer process may be used. In the state shown in FIG. 1, for example, a magnetic field having a magnetic flux density of 420 μT (4.2 G) or less exists in the periphery of the wafer.

更に、上述したように、マルチポール磁石10は、互いに隣接してリング状に配置した複数の磁性体片20を備え、これらの磁性体片20には一つ置きに永久磁石であるセグメント磁石22が取り付けられている(接着されている)。しかし、本実施の形態では、このような配置に限定されるものではなく種々の変形例が考えられる。   Further, as described above, the multipole magnet 10 includes a plurality of magnetic body pieces 20 arranged in a ring shape adjacent to each other, and in each of these magnetic body pieces 20, segment magnets 22 that are permanent magnets are provided. Is attached (adhered). However, the present embodiment is not limited to such an arrangement, and various modifications can be considered.

例えば、図3に示すように、マルチポール磁石10から、セグメント磁石22が接着されていない(取り付けられていない)磁性体片20を取り外すと、真空チャンバ12の内壁近傍での磁場強度を変えることができる。尚、図3に示す変形例では、リング状に配した磁性体片20は、同じようにリング状に設けた架台13に支持されているが、架台13の図示は省略している。本発明者の実験によれば、図3のようにマルチポール磁石10を構成し、図1で説明したセグメント磁石及び磁性体片と同じものを使用した場合、真空チャンバ12(図1)の内壁近傍での磁場を0.023T(230G)に減少させることができた。   For example, as shown in FIG. 3, when the magnetic piece 20 to which the segment magnet 22 is not bonded (not attached) is removed from the multipole magnet 10, the magnetic field strength in the vicinity of the inner wall of the vacuum chamber 12 is changed. Can do. In the modification shown in FIG. 3, the magnetic pieces 20 arranged in a ring shape are similarly supported by a gantry 13 provided in a ring shape, but the gantry 13 is not shown. According to the inventor's experiment, when the multipole magnet 10 is configured as shown in FIG. 3 and the same segment magnet and magnetic material piece as described in FIG. 1 are used, the inner wall of the vacuum chamber 12 (FIG. 1) is used. The magnetic field in the vicinity could be reduced to 0.023T (230G).

さらに、また、図1に示したマルチポール磁石10を構成する「磁性体片20とこの磁性体片に接着したセグメント磁石22」の配置位置を変更することによっても真空チャンバ12の内壁近傍での磁場強度を変えることができる。例えば、図4に示すように、2個の「一体化した磁性体片20とセグメント磁石22」と、2個の「セグメント磁石を取り付けていない磁性体片20」とを交互に配置して、8極のマルチポール磁場を形成することも可能である。このように、極数を減らすと真空チャンバ12(図1参照)内に磁力線が延びて真空チャンバ12の内壁近傍及び半導体ウエハ外周近傍での磁場を大きくすることができる。さらに又、図示しないが、4個の「一体化した磁性体片20とセグメント磁石22」と、4個の「セグメント磁石を取り付けていない磁性体片20」とを交互に配置すれば4極のマルチポール磁場を形成することも可能である。このように、エッチング処理に応じて適切な磁場を真空チャンバ12の内壁近傍に形成することができる。   Further, by changing the arrangement position of the “magnetic body piece 20 and the segment magnet 22 bonded to the magnetic body piece” constituting the multipole magnet 10 shown in FIG. The magnetic field strength can be changed. For example, as shown in FIG. 4, two “integrated magnetic pieces 20 and segment magnets 22” and two “magnetic pieces 20 without segment magnets” are alternately arranged, It is also possible to form an 8-pole multipole magnetic field. Thus, when the number of poles is reduced, the magnetic lines of force extend into the vacuum chamber 12 (see FIG. 1), and the magnetic field in the vicinity of the inner wall of the vacuum chamber 12 and the outer periphery of the semiconductor wafer can be increased. Further, although not shown, if four “integrated magnetic pieces 20 and segment magnets 22” and four “magnetic pieces 20 without segment magnets” are alternately arranged, four poles are provided. It is also possible to form a multipole magnetic field. Thus, an appropriate magnetic field can be formed in the vicinity of the inner wall of the vacuum chamber 12 according to the etching process.

さらに、図1、図3及び図4で説明したマルチポール磁石10において、セグメント磁石22を取り付けた磁極片20を、マルチポール磁石(磁場発生装置)10の中心軸から延びる径方向に沿って外側或いは内側に移動させれば、真空チャンバ12の内壁近傍での磁場強度を変化させることが可能である。図5(a)は、架台13に取り付けた磁性体片20の位置を図1、図3及び図4と同様とした場合(即ち磁性体片20を移動する前の状態)を示し、図5(b)は、架台13に取り付けた磁性体片20を径方向で且つ外側に移動させた状態を示す。   Further, in the multipole magnet 10 described with reference to FIGS. 1, 3, and 4, the magnetic pole piece 20 to which the segment magnet 22 is attached is arranged outside along the radial direction extending from the central axis of the multipole magnet (magnetic field generator) 10. Alternatively, if it is moved inward, the magnetic field strength in the vicinity of the inner wall of the vacuum chamber 12 can be changed. FIG. 5A shows a case where the position of the magnetic piece 20 attached to the gantry 13 is the same as that of FIGS. 1, 3, and 4 (that is, the state before the magnetic piece 20 is moved). (B) shows the state which moved the magnetic body piece 20 attached to the mount frame 13 to radial direction and the outer side.

本発明者による実験によると、図1に示したマルチポール磁石10を構成する「セグメント磁石22を接着した磁性体片20」の全てを径方向で且つ外側に20mm移動した場合、真空チャンバ12の内壁近傍の磁場を0.01T(100G)に減らすことができた。さらに、図1のマルチポール磁石10の内、セグメント磁石22が接着されていない磁性体片20のみを径方向で且つ外側に20mm移動して、隣接する磁性体片20の間に隙間を作ると真空チャンバ12の内壁近傍の磁場強度を減らすことができる。この場合、セグメント磁石22が接着されていない磁性体片20を取り外すのと同様な効果がある。   According to an experiment by the present inventor, when all of the “magnetic piece 20 with the segment magnet 22 bonded” constituting the multipole magnet 10 shown in FIG. The magnetic field near the inner wall could be reduced to 0.01T (100G). Furthermore, when only the magnetic piece 20 to which the segment magnet 22 is not bonded is moved 20 mm in the radial direction and out of the multipole magnet 10 of FIG. 1 to create a gap between the adjacent magnetic pieces 20. The magnetic field strength near the inner wall of the vacuum chamber 12 can be reduced. In this case, there is an effect similar to removing the magnetic piece 20 to which the segment magnet 22 is not bonded.

なお、上述の場合とは逆に、架台13に取り付けた磁性体片20を径方向で且つ内側に移動させて真空チャンバ12の内壁近傍の磁場強度を調節することも可能である。   Contrary to the case described above, it is also possible to adjust the magnetic field strength near the inner wall of the vacuum chamber 12 by moving the magnetic piece 20 attached to the gantry 13 in the radial direction and inward.

このように、本実施の形態においては、マルチポール磁場の強度を変更するために最初に設置したセグメント磁石の他に他に新たなセグメント磁石を用意しなくても、磁性体片20を取り外したり、セグメント磁石22を固定した磁性体片20の配置位置を変更したり、セグメント磁石22を固定した磁性体片20を径方向に移動したり、或いは、セグメント磁石22を取り付けていない磁性体片20を径方向に移動したりすることによって、真空チャンバ12内に設けた半導体ウエハ14の周囲のマルチポール磁場強度を調節することが可能である。   As described above, in the present embodiment, the magnetic piece 20 can be removed without preparing a new segment magnet in addition to the segment magnet initially installed to change the strength of the multipole magnetic field. The arrangement of the magnetic piece 20 to which the segment magnet 22 is fixed is changed, the magnetic piece 20 to which the segment magnet 22 is fixed is moved in the radial direction, or the magnetic piece 20 to which the segment magnet 22 is not attached. It is possible to adjust the strength of the multipole magnetic field around the semiconductor wafer 14 provided in the vacuum chamber 12 by moving the sensor in the radial direction.

上述した磁性体片20の断面形状(磁場発生装置であるマルチポール磁石の中心軸に直角の平面での断面形状)は、図6(a)及び(b)に示すように、台形或いは扇形とし、隣接する磁性体片20を面接触とすることにより接触面での磁束の損失を極力少なくすることが好ましい。つまり、磁性体片20を架台13で支持し状態(図1及び図4)の場合、隣接する磁性体片20の間に隙間ができないようにするのが好ましい。例えば、図6(c)に示す比較例のように、磁性体片の断面形状を長方形にすると、隣接する磁性体片20の間に隙間ができ、磁気飽和により磁束数が減少し、結果として真空チャンバ12内に形成される磁束数が減少するという不都合が生ずる。上述の如く、隣接する磁性体片20を面接触とすることにより接触面での磁束の損失を極力少なくすれば、接触面での磁束の損失を少なくすることができ、結果として同じ量のセグメント磁石を用いてもマルチポール磁場の強度を大きくすることができるので、高価な磁石を有効に使えるという利点がある。   The cross-sectional shape of the magnetic piece 20 described above (the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the central axis of the multipole magnet which is a magnetic field generator) is trapezoidal or fan-shaped as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). It is preferable to reduce the loss of magnetic flux on the contact surface as much as possible by making the adjacent magnetic piece 20 into surface contact. That is, when the magnetic piece 20 is supported by the gantry 13 (FIGS. 1 and 4), it is preferable that no gap is formed between the adjacent magnetic pieces 20. For example, as in the comparative example shown in FIG. 6C, when the cross-sectional shape of the magnetic piece is rectangular, a gap is formed between adjacent magnetic pieces 20, and the number of magnetic fluxes decreases due to magnetic saturation. There arises a disadvantage that the number of magnetic fluxes formed in the vacuum chamber 12 is reduced. As described above, if the magnetic flux loss at the contact surface is reduced as much as possible by making the adjacent magnetic body pieces 20 in surface contact, the loss of magnetic flux at the contact surface can be reduced, resulting in the same amount of segments. Even if a magnet is used, the strength of the multipole magnetic field can be increased, so there is an advantage that an expensive magnet can be used effectively.

なお、上記実施の形態においては、本発明を半導体ウエハのエッチングを行う装置に応用した場合について説明したが、本発明はこのような応用例に限定されるものではなく、例えば、半導体ウエハ以外の基板を処理するものであっても良く、エッチング以外のプラズマ処理、例えばCVD等の成膜処理装置にも応用することができる。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an apparatus for etching a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to such an application example. The substrate may be processed, and can be applied to plasma processing other than etching, for example, a film forming processing apparatus such as CVD.

本発明に係るマルチポール磁石(磁場発生装置)の実施の形態の概略を示す図The figure which shows the outline of embodiment of the multipole magnet (magnetic field generator) which concerns on this invention 図1の切断線A−Bでの断面を示す図。The figure which shows the cross section in the cutting line AB of FIG. 図1に示した実施の形態の変形例の概略を示す図。The figure which shows the outline of the modification of embodiment shown in FIG. 図1に示した実施の形態の他の変形例の概略を示す図。The figure which shows the outline of the other modification of embodiment shown in FIG. 図1に示した実施の形態の更に他の変形例を説明する図。The figure explaining the further another modification of embodiment shown in FIG. 本発明に係る実施の形態に使用する磁極片及び比較例として挙げた磁極片の断面図。Sectional drawing of the pole piece used as Embodiment and the pole piece used for embodiment which concerns on this invention as a comparative example. 従来のマルチポール磁石(磁場発生装置)を説明するための図。The figure for demonstrating the conventional multipole magnet (magnetic field generator). 従来のマルチポール磁石(磁場発生装置)を説明するための図。The figure for demonstrating the conventional multipole magnet (magnetic field generator).

符号の説明Explanation of symbols

10:マルチポール磁石(磁場発生装置)
12:真空チャンバ
14:半導体ウエハ(被処理基板)
20:磁性体片
22:セグメント磁石
10: Multipole magnet (magnetic field generator)
12: Vacuum chamber 14: Semiconductor wafer (substrate to be processed)
20: Magnetic piece 22: Segment magnet

Claims (2)

永久磁石からなる複数の磁石セグメントをリング状に配置し、処理室内の被処理基板の周囲にマルチポール磁場を形成するマグネトロンプラズマ用磁場発生装置であって、該磁場発生装置は、分割された複数の磁性体片を用い、該複数の磁性体片の内の磁石セグメントを取り付けた磁性体片を前記磁場発生装置の径方向に移動させることによりマルチポール磁場調整を行うことを特徴とするマグネトロンプラズマ用磁場発生装置。   A magnetic field generator for magnetron plasma in which a plurality of magnet segments made of permanent magnets are arranged in a ring shape and a multipole magnetic field is formed around a substrate to be processed in a processing chamber. Magnetron plasma characterized by performing multipole magnetic field adjustment by moving a magnetic piece to which a magnetic segment of the plurality of magnetic pieces is attached in the radial direction of the magnetic field generator. Magnetic field generator. 前記磁場発生装置の中心軸に直角の前記磁性体片の断面形状が台形または扇形であり、隣り合う磁性体片は夫々面で接触することを特徴とする請求項1に記載のマグネトロンプラズマ用磁場発生装置。   2. The magnetron plasma magnetic field according to claim 1, wherein a cross section of the magnetic piece perpendicular to the central axis of the magnetic field generator has a trapezoidal shape or a sector shape, and adjacent magnetic pieces are in contact with each other. Generator.
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