JP2710674B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

Plasma processing apparatus and plasma processing method

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JP2710674B2
JP2710674B2 JP27299589A JP27299589A JP2710674B2 JP 2710674 B2 JP2710674 B2 JP 2710674B2 JP 27299589 A JP27299589 A JP 27299589A JP 27299589 A JP27299589 A JP 27299589A JP 2710674 B2 JP2710674 B2 JP 2710674B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

(従来の技術) プラズマ装置例えばスパッタ装置では、スパッタガス
を気密容器内に導入し、このガスをプラズマ化し、例え
ばプラズマ中のイオンが被処理基板である負電圧のター
ゲットに衝突してターゲット材をスパッタし、このター
ゲット材が陽極側に設けられた半導体ウエハ等の試料の
表面に付着して薄膜を形成するものである。
(Prior Art) In a plasma apparatus, for example, a sputtering apparatus, a sputtering gas is introduced into an airtight container, the gas is turned into plasma, and ions in the plasma collide with, for example, a negative voltage target which is a substrate to be processed, and a target material is discharged. The target material is sputtered and adheres to the surface of a sample such as a semiconductor wafer provided on the anode side to form a thin film.

この種の装置として例えばプレーナマグネトロンスパ
ッタ装置は、特開昭61-41767,特開昭61-41767に示すよ
うに、上記ターゲットの下面側に、上記プラズマを封じ
込めるためのマグネットを配置し、ターゲットの表面近
傍にこのターゲット面に平行な磁場を作用させながら、
この磁場に直交する高密度の放電プラズマをターゲット
面上に集中させて発生したプラズマを効率良くスパッタ
リングに寄与させて高速スパッタを行うようにしてい
る。
As this type of apparatus, for example, a planar magnetron sputtering apparatus, as shown in JP-A-61-41767 and JP-A-61-41767, a magnet for sealing the plasma is arranged on the lower surface side of the target, While applying a magnetic field parallel to this target surface near the surface,
The high-density discharge plasma perpendicular to the magnetic field is concentrated on the target surface, and the generated plasma is efficiently contributed to the sputtering to perform high-speed sputtering.

しかし、この場合には、ターゲットの全面に磁場を一
様に分布させることが困難なため、磁場が大きく作用す
る部分のみイオンが集中し、その部分が集中的にスパッ
タされてしまい、ターゲットの利用効率が悪化するとい
う問題があった。
However, in this case, it is difficult to uniformly distribute the magnetic field over the entire surface of the target, so that ions are concentrated only in a portion where the magnetic field largely acts, and that portion is intensively sputtered, so that the target cannot be used. There is a problem that efficiency is deteriorated.

一方、特開昭59-67369では、第6図(A),(B)に
示すように、冷却水が循環供給される磁石ハウジング10
0の外表面にターゲット102を固定し、前記磁石ハウジン
グ100に回転自在に設けた駆動軸104に多重羽根撹拌車10
6と磁石組立体108とを固定し、供給される冷却水により
撹拌車104を回転駆動させ、上記ターゲット102の裏面側
にて磁石組立体108を回転することにより、ターゲット1
02の広範囲の表面領域に磁場を形成し、エロージョンエ
リアを拡大することが記載されている。
On the other hand, in JP-A-59-67369, as shown in FIGS. 6A and 6B, a magnet housing 10 to which cooling water is circulated is supplied.
A target 102 is fixed to the outer surface of the magnet housing 100, and a multi-shaft stirring wheel 10 is mounted on a drive shaft 104 rotatably provided on the magnet housing 100.
6 and the magnet assembly 108 are fixed, the stirring wheel 104 is rotationally driven by the supplied cooling water, and the magnet assembly 108 is rotated on the back side of the target 102, so that the target 1
It describes that a magnetic field is formed in a wide surface area of 02 to enlarge an erosion area.

(発明が解決しようとする課題) ところが、上記磁石組立体108の磁場によって封じ込
められるプラズマリングの直径は、上記磁石組立体108
の直径よりも小さくなる構成のため、磁石組立体108の
外形を第6図に示すようにかなり大きくせざるを得なか
った。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the diameter of the plasma ring enclosed by the magnetic field of the magnet assembly 108 is limited to the diameter of the magnet assembly 108.
6, the outer shape of the magnet assembly 108 had to be considerably large as shown in FIG.

この際、ターゲット102はプラズマ熱及びスパッタ熱
により昇温するため、この温度を所定温度以下にするた
めに一般に冷却が行われており、上記のように大きな直
径を有するマグネットを使用するためには、第6図に示
すようにターゲット102の裏面側にて循環される冷却媒
体の中で前記マグネットを回転駆動せざるを得なかっ
た。
At this time, since the temperature of the target 102 is increased by the plasma heat and the sputter heat, cooling is generally performed to reduce the temperature to a predetermined temperature or less, and in order to use a magnet having a large diameter as described above, As shown in FIG. 6, the magnet has to be driven to rotate in the cooling medium circulated on the back side of the target 102.

そこで、本発明の目的とするところは、磁力源の回転
半径方向における占有スペースを小さくしながらも、被
処理基板上の平行磁場領域を拡大することができるプラ
ズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することにあ
る。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of expanding a parallel magnetic field region on a substrate to be processed while reducing a space occupied by a magnetic force source in a radial direction of rotation. It is in.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 請求項1に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、プ
ラズマ生成用の電極板と被処理基板とを容器内部に配置
し、前記被処理基板の処理面近傍に磁界を形成し、プラ
ズマを封じ込めてプラズマ処理する装置において、前記
プラズマを封じ込める磁力源と、前記電極板の中心から
所定の回転半径を持つ回転軌跡に沿って前記磁力源を回
転駆動する回転駆動手段と、を有し、前記磁力源は、前
記回転半径方向の内外に拡がる磁力線を形成することを
特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In a plasma processing apparatus according to the present invention, an electrode plate for plasma generation and a substrate to be processed are arranged inside a container, and the substrate to be processed is provided. In a device for forming a magnetic field near the processing surface and performing plasma processing by confining plasma, the magnetic force source confining the plasma and the magnetic force source are rotated along a rotation locus having a predetermined radius of rotation from the center of the electrode plate. And a rotation driving unit for driving, wherein the magnetic force source forms a magnetic line of force that extends inward and outward in the rotational radius direction.

請求項2に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、請
求項(1)において、前記磁力源は磁石を固定する磁性
体を有し、前記磁性体は、前記回転半径と直交する方向
に伸びる2本の平行軸と、該平行軸の両端を結ぶ湾曲軸
とを有するトラックリング形状を成すものであることを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the first aspect, the magnetic force source includes a magnetic body for fixing a magnet, and the magnetic body extends in a direction orthogonal to the rotation radius. It is characterized in that it has a track ring shape having a parallel axis and a curved axis connecting both ends of the parallel axis.

請求項3に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、前
記磁性体を低カーボン軟鉄又は磁性ステンレス鋼で形成
したものであることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus, the magnetic body is formed of low-carbon soft iron or magnetic stainless steel.

請求項4に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、請
求項(1)において、複数個のリング状磁石を固定配置
したプレーナマグネトロン装置を併設し、回転する前記
磁力源により形成されるプラズマリングとは半径の異な
る他のプラズマリングを上記プレーナマグネトロン装置
によって形成することで、半径の異なる2重のプラズマ
リングを前記電極板上に形成可能としたを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the first aspect, further comprising a planar magnetron device in which a plurality of ring-shaped magnets are fixedly arranged, the plasma ring formed by the rotating magnetic force source. Is characterized in that a double plasma ring having a different radius can be formed on the electrode plate by forming another plasma ring having a different radius using the planar magnetron device.

請求項5に記載の発明に係るプラズマ処理方法は、プ
ラズマ生成用の電極板と被処理基板とを容器内部に配置
し、前記被処理基板の処理面近傍に磁界を形成し、プラ
ズマを閉じ込めてプラズマ処理するプラズマ処理方法に
おいて、前記電極板の中心から所定の回転半径を有する
回転軌跡に沿って磁力源を回転させ、かつ、前記回転半
径方向内外に拡がる磁力線を形成する工程を有すること
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing method comprising: disposing an electrode plate for plasma generation and a substrate to be processed in a container; forming a magnetic field near a processing surface of the substrate to be processed; In a plasma processing method for performing a plasma processing, the method further includes a step of rotating a magnetic force source along a rotation locus having a predetermined rotation radius from the center of the electrode plate, and forming a magnetic force line extending in and out of the rotation radial direction. And

(作用) 請求項1〜5に記載の各発明によれば、磁力源の外形
を小さく構成しながらも、磁力源の回転方向にて内・外
に広がる磁界を被処理基板表面近傍に形成するため、被
処理基板上の平行磁場領域が拡大され、例えばスパッタ
装置にあってはターゲット上のエロージョンエリアを拡
大することができる。
(Function) According to each of the first to fifth aspects of the present invention, a magnetic field that expands in and out in the rotation direction of the magnetic force source is formed near the surface of the substrate to be processed while the outer shape of the magnetic force source is configured to be small. Therefore, the parallel magnetic field region on the substrate to be processed is enlarged, and for example, in a sputtering apparatus, the erosion area on the target can be enlarged.

特に請求項2では、磁性体がトラックリング形状であ
ることから、磁力源としては、平行軸の一方及び他方の
軸間の短軸と、湾曲軸の一方及び他方の軸間の長軸と、
を有することとなる。そして、短軸を回転半径方向に、
長軸を回転半径方向と直交する方向に、各々配置すれ
ば、平行軸の一方及び他方の軸に固定される各磁石は、
その対向間距離が短いことから反発磁場が発生し、短軸
長さより広い領域に磁界が広がり、回転半径方向の磁界
が拡大できる。さらに、湾曲軸に固定される磁石によ
り、回転半径方向と直交する方向の磁界を強くすること
で、回転半径方向とそれと直交する方向との磁界の強さ
をほぼ同一にすることができ、効率の良いスパッタの実
現とスパッタ材の有効利用を図ることができる。
In particular, in claim 2, since the magnetic body has a track ring shape, the magnetic force sources include a short axis between one and the other of the parallel axes, a long axis between one and the other of the curved axes,
Will be provided. And the short axis in the radial direction of rotation,
If the long axis is arranged in a direction perpendicular to the rotational radius direction, each magnet fixed to one and the other axis of the parallel axis,
Since the distance between the opposing surfaces is short, a repulsive magnetic field is generated, the magnetic field spreads over a region wider than the length of the short axis, and the magnetic field in the rotational radius direction can be expanded. Furthermore, by increasing the magnetic field in the direction orthogonal to the radius of rotation by the magnet fixed to the bending axis, the strength of the magnetic field in the direction of the radius of rotation and the direction orthogonal thereto can be made substantially the same, and the efficiency can be improved. The realization of good sputtering and the effective use of the sputtering material can be achieved.

また、特に請求項4では、さらにエロージョンエリア
の拡大及びターゲット消耗の均一化を図ることができ
る。
In particular, in the fourth aspect, it is possible to further enlarge the erosion area and uniformize the consumption of the target.

(実施例) 以下、本発明を適用したスパッタ装置の一実施例につ
いて図面を参照して具体的に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of a sputtering apparatus to which the present invention is applied will be specifically described with reference to the drawings.

第1図は、スパッタ装置の一例としてマグネトロン形
スパッタ装置を示すもので、図示しない真空容器内に
は、半導体ウエハ1とターゲット2とが対向して例えば
平行に配置される。前記半導体ウエハ1は、ウエハ加熱
機構3を内蔵した試料台4に支持されている。この実施
例においてプラズマにより処理されるのはターゲット2
である。すなわち、被処理基板はターゲット2である。
FIG. 1 shows a magnetron type sputtering apparatus as an example of a sputtering apparatus. In a vacuum vessel (not shown), a semiconductor wafer 1 and a target 2 are arranged facing each other, for example, in parallel. The semiconductor wafer 1 is supported on a sample table 4 having a built-in wafer heating mechanism 3. In this embodiment, the target 2 is processed by the plasma.
It is. That is, the target substrate is the target 2.

前記ウエハ1の上方には前記ターゲット2が、保持部
材5に支持されている。前記ターゲット2は、ウエハ1
上にスパッタリングする材料に応じてその母材が選択さ
れる。例えばアルミニウム,シリコン,タングステン,
チタン,モリブデン,クロム,コバルト,ニッケル等、
あるいはこれらを素材とする合金で形成され、場合によ
っては焼結金属等の熱伝導性の悪い材料も用いられる。
このターゲット2は、例えば試料台4に対して負の直流
電圧が印加され、カソード電極を構成するものである。
Above the wafer 1, the target 2 is supported by a holding member 5. The target 2 is a wafer 1
The base material is selected according to the material to be sputtered on. For example, aluminum, silicon, tungsten,
Titanium, molybdenum, chromium, cobalt, nickel, etc.
Alternatively, a material having poor thermal conductivity such as a sintered metal is used in some cases.
The target 2 is configured such that, for example, a negative DC voltage is applied to the sample stage 4 to form a cathode electrode.

前記保持部材5のさらに上方には、この保持部材5を
支持し、かつ、後述する磁力源としてのマグネット10を
回転自在に支持するための基台6が設けられている。こ
の基台6の中央部には、中空筒状の円筒部6aが形成さ
れ、その最下端が前記保持部材5と接面している。そし
て、前記円筒部6aの周囲にはベアリング7が配置され、
このベアリング7によって回転アーム8が回転自在に支
持されている。そして、この回転アーム8の自由端位置
に前記マグネット10が固着されている。一方、前記基台
6の上面にはマグネット回転用モータ11が固定され、こ
のモータ11の出力軸には第1のギア12が固着されてい
る。また、前記回転アーム8にこれと同軸にて第2のギ
ア13が固着され、この第1,第2のギア12,13が噛合する
ようになっている。この結果、前記マグネット回転用モ
ータ11を駆動することで、この回転出力は第1のギア1
2,第2のギア13を介して前記回転アーム8に伝達され、
前記マグネット10を回転駆動することが可能となる。
尚、このマグネット10の詳細については後述する。
Above the holding member 5, there is provided a base 6 for supporting the holding member 5 and rotatably supporting a magnet 10 as a magnetic force source described later. A hollow cylindrical portion 6 a is formed at the center of the base 6, and the lowermost end thereof is in contact with the holding member 5. A bearing 7 is arranged around the cylindrical portion 6a,
The rotating arm 8 is rotatably supported by the bearing 7. The magnet 10 is fixed to a free end position of the rotating arm 8. On the other hand, a magnet rotation motor 11 is fixed to the upper surface of the base 6, and a first gear 12 is fixed to an output shaft of the motor 11. Further, a second gear 13 is fixed to the rotating arm 8 coaxially with the rotating arm 8, and the first and second gears 12 and 13 mesh with each other. As a result, by driving the motor 11 for rotating the magnet, the rotation output is reduced to the first gear 1.
2, transmitted to the rotary arm 8 via the second gear 13,
The magnet 10 can be driven to rotate.
The details of the magnet 10 will be described later.

前記保持部材5は、ターゲット2を冷却可能に保持す
るものであり、このために、保持部材5の内部には複数
の冷却ジャケット15が配置されている。そして、この冷
却ジャケット15内に冷却媒体例えば冷却水を循環させる
ことで、保持部材5を冷却し、この保持部材5とターゲ
ット2との間の熱交換によってプラズマ発生時のターゲ
ット2の昇温を抑制するようになっている。
The holding member 5 holds the target 2 so as to be able to cool. For this purpose, a plurality of cooling jackets 15 are arranged inside the holding member 5. The holding member 5 is cooled by circulating a cooling medium, for example, cooling water, in the cooling jacket 15, and heat exchange between the holding member 5 and the target 2 raises the temperature of the target 2 during plasma generation. It is designed to suppress.

尚、前記ターゲット2の周囲には、絶縁体16を介して
アノード電極17が設けられ、さらに、ウエハ1とターゲ
ット2との間を必要に応じて遮ぎることが可能なように
シャッタ18が設けられ、このシャッタ18をシャッタ駆動
機構19によって駆動可能としている。
An anode electrode 17 is provided around the target 2 via an insulator 16, and a shutter 18 is provided so that the space between the wafer 1 and the target 2 can be shut off if necessary. The shutter 18 can be driven by a shutter drive mechanism 19.

前記ターゲット2は、第3図に示すように段付きの円
板状に形成され、スパッタリング面を有する大径部21
と、この大径部21の裏面側中央にて突出形成された小径
部22とから構成されている。尚、上記大径部21の周縁部
21aの直径をl1とし、小径部22の周縁部22aの直径をl2
する。一方、前記ターゲット2を保持するための保持部
材5は段付き穴形状となっていて、前記ターゲット2の
大径部21に対応する大径穴24と、前記小径部22に対応す
る小径穴25とを有している。尚、大径穴24の内周面24a
の直径をl3とし、小径穴25の内周面25aの直径をl4とす
る。そして、上記ターゲット2及び保持部材5の大きさ
については、常温下にあってはl1〜l4の関係が以下のよ
うになっている。
The target 2 is formed in a stepped disk shape as shown in FIG. 3, and has a large diameter portion 21 having a sputtering surface.
And a small-diameter portion 22 protruding at the center of the rear surface side of the large-diameter portion 21. The peripheral portion of the large diameter portion 21
The 21a diameter and l 1, the diameter of the peripheral portion 22a of the small diameter portion 22 and l 2. On the other hand, the holding member 5 for holding the target 2 has a stepped hole shape, and has a large-diameter hole 24 corresponding to the large-diameter portion 21 of the target 2 and a small-diameter hole 25 corresponding to the small-diameter portion 22. And The inner peripheral surface 24a of the large-diameter hole 24
The diameter and l 3, the diameter of the inner circumferential surface 25a of the small-diameter hole 25 and l 4. As for the sizes of the target 2 and the holding member 5, at room temperature, the relationship of l 1 to l 4 is as follows.

l1<l3,l2<l4 ここで、前記大径部21と大径穴24との直径方向のギャ
ップ及び小径部22と小径穴22との直径方向のギャップ
は、それぞれ以下のように設定されている。
l 1 <l 3 , l 2 <l 4 Here, the diametric gap between the large diameter portion 21 and the large diameter hole 24 and the diametric gap between the small diameter portion 22 and the small diameter hole 22 are as follows, respectively. Is set to

すなわち、ターゲット2はプラズマ発生時の昇温によ
り熱膨張するため、前記大径部21の直径方向の熱膨張長
さが、前記大径部21,大径穴24の直径方向の間隙とほぼ
同一となっている。同様に、ターゲット2の熱膨張によ
る前記小径部22の熱膨張長さは、この小径部22,小径穴2
5の直径方向の間隙とほぼ同一となっている。したがっ
て、ターゲット2の熱膨張により、大径部21の周縁部21
a及び小径部22の周縁部22aがそれぞれ膨張し、前記大径
穴24,小径穴25のそれぞれの内周面24a,25aにほぼ同様の
密閉度で密着することになる。尚、同一温度の下にあっ
ては、前記大径部21と小径部22の膨張長さが相違するた
め、これらの周縁部21a,21bとこれに対向する穴部の内
周面24a,25a間のギャップ距離はそれぞれ相違してい
る。このように、ターゲット2の各段の周縁部21a,22a
と保持部材5の対向する内周面24a,25aとの密着を確保
することによって、ターゲット2の効率良い冷却を可能
としている。
That is, since the target 2 thermally expands due to the temperature rise during plasma generation, the diametrical thermal expansion length of the large-diameter portion 21 is substantially the same as the diametric gap between the large-diameter portion 21 and the large-diameter hole 24. It has become. Similarly, the thermal expansion length of the small-diameter portion 22 due to the thermal expansion of the target 2 depends on the small-diameter portion 22 and the small-diameter hole 2.
It is almost the same as the diametric gap of 5. Therefore, the thermal expansion of the target 2 causes the peripheral portion 21 of the large-diameter portion 21 to expand.
The a and the peripheral portion 22a of the small-diameter portion 22 expand, respectively, and come into close contact with the inner peripheral surfaces 24a and 25a of the large-diameter hole 24 and the small-diameter hole 25 with substantially the same degree of sealing. At the same temperature, since the expansion lengths of the large diameter portion 21 and the small diameter portion 22 are different, these peripheral portions 21a, 21b and the inner peripheral surfaces 24a, 25a of the holes facing the peripheral portions 21a, 21b. The gap distance between them is different. Thus, the peripheral portions 21a, 22a of each stage of the target 2
As a result, the target 2 can be efficiently cooled by ensuring close contact with the inner peripheral surfaces 24a and 25a of the holding member 5 facing each other.

また、ターゲット2と保持部材5とのクランプを、タ
ーゲットの中央部裏面側にて実施している。すなわち、
ターゲット2の前記小径部22の周縁部22aには、それぞ
れ相対向する位置にて直径方向で外側に突出する係止用
ピン23,23が形成されている。一方、保持部材5の前記
大径穴24の底面24bには、小径穴25の相対向する位置に
連通し前記係止用ピン23,23を挿入可能な所定深さの挿
入用スリット26,26が設けられ、さらにこの挿入用スリ
ット26,26の下端側にて連通し、同一回転方向に伸びる
横溝から構成される係止用溝27,27を有している。この
結果、前記ターゲット2の小径部22を保持部材5の小径
穴25に対して前記係止用ピン23,23が挿入用スリット26,
26に挿入されるように配置し、この後、このターゲット
2を回転が許容される方向に所定角度回転することによ
り、前記係止用ピン23,23を保持部材5の係止用溝27,27
の末端に配置することができる。
Further, the clamp between the target 2 and the holding member 5 is performed on the rear surface side of the central portion of the target. That is,
Locking pins 23, 23 projecting outward in the diametric direction are formed on the peripheral edge 22a of the small-diameter portion 22 of the target 2 at opposing positions. On the other hand, on the bottom surface 24b of the large-diameter hole 24 of the holding member 5, insertion slits 26, 26 having a predetermined depth capable of inserting the locking pins 23, 23 through communicating with opposing positions of the small-diameter hole 25. Are provided, and have locking grooves 27, 27 which communicate with the lower ends of the insertion slits 26, 26 and are formed of lateral grooves extending in the same rotation direction. As a result, the small diameter portion 22 of the target 2 is inserted into the small diameter hole 25 of the holding member 5 so that the locking pins 23, 23 are inserted into the insertion slits 26,
26, the target 2 is rotated by a predetermined angle in a direction in which the rotation is allowed, so that the locking pins 23, 23 are locked in the locking grooves 27, 27
At the end of the

このようなクランプにより、ターゲット2の昇温が著
しく反りの発生しやすい中心領域を機械的にクランプす
ることによって、ターゲット2の裏面と保持部材5との
密着性をも確保し、冷却効率を高めている。また、上記
クランプによってワンタッチな交換が可能となり、しか
もクランプ部材がターゲット2の表面に露出しないの
で、ターゲット2の全面をエロージョンエリアとして有
効に利用することができる。
Such a clamp mechanically clamps the central region where the temperature rise of the target 2 is likely to cause a significant warpage, thereby ensuring the adhesion between the back surface of the target 2 and the holding member 5 and increasing the cooling efficiency. ing. Further, the clamp enables one-touch replacement, and furthermore, since the clamp member is not exposed on the surface of the target 2, the entire surface of the target 2 can be effectively used as an erosion area.

次に、上記マグネット10の構成について第2図を参照
して説明する。
Next, the configuration of the magnet 10 will be described with reference to FIG.

このマグネット10は、ターゲット2近傍に内,外側に
広がる磁界を形成するもので、そのヨークとしての磁性
体10aの外形は平行軸の両端を湾曲軸で結んだトラック
リング形状となっていて、前記回転アーム8の伸びる方
向である回転半径方向が短手軸となっている。なお、上
記磁性体10aとしては、低カーボン軟鉄又は磁性スレン
レス鋼等で形成するものが好ましい。そして、この短手
軸方向に沿って、厚さ方向に磁化した永久磁石(例えば
フェライト)を3枚積層し、この3枚の永久磁石である
マグネットエレメント40を一組とする二組のマグネット
エレメント群42が、比較的狭い距離で離間配置されてい
る。一方、トラックリング形状の長手軸方向には、上記
マグネットエレメント群42より小なる磁界が形成される
如く厚さ方向に磁化された2枚の永久磁石を設け、この
2枚の永久磁石であるマグネットエレメント44を一組と
する二組のマグネットエレメント群46が、比較的長い距
離で離間配置され、マグネット10が構成されている。
The magnet 10 forms a magnetic field extending inward and outward in the vicinity of the target 2. The outer shape of the magnetic body 10a as a yoke has a track ring shape in which both ends of a parallel axis are connected by a curved axis. The direction of the radius of rotation, which is the direction in which the rotating arm 8 extends, is the short axis. The magnetic body 10a is preferably made of low carbon soft iron or magnetic stainless steel. Then, three permanent magnets (for example, ferrite) magnetized in the thickness direction are laminated along the short axis direction, and two sets of the magnet elements 40, which are the three permanent magnets, constitute one set. Groups 42 are spaced apart by a relatively small distance. On the other hand, two permanent magnets magnetized in the thickness direction so as to form a magnetic field smaller than the magnet element group 42 are provided in the longitudinal direction of the track ring shape. Two magnet element groups 46 each including one element 44 are arranged at a relatively long distance from each other, and the magnet 10 is configured.

尚、各マグネットエレメント40,44の磁局は、各組の
内側がN極,外側がS極となっている。なお、このマグ
ネット10の回転速度は、スパッタ膜の値に応じて選択す
ることができ例えば10〜50rpmの速度で回転駆動され
る。10rpmより低いと磁界の均一性すなわちスパッタ材
料の消耗の均一性が悪化し、50rpmより高いとターゲッ
ト2に渦流が発生してしまうので、上記範囲での回転速
度が好ましい。
In the magnetic stations of the magnet elements 40 and 44, the inside of each set has an N pole and the outside has an S pole. The rotation speed of the magnet 10 can be selected according to the value of the sputtered film, and is rotated at a speed of, for example, 10 to 50 rpm. If the rotation speed is lower than 10 rpm, the uniformity of the magnetic field, that is, the uniformity of the consumption of the sputter material is deteriorated. If the rotation speed is higher than 50 rpm, a vortex is generated in the target 2.

このように構成する磁力源の磁力線は回転半径方向に
拡がる磁界分布を呈することに特徴を有する。換言すれ
ば、磁力源の移動方向に対して垂直方向に拡散する磁力
線分布を形成することである。
The magnetic field lines of the magnetic source configured as described above are characterized by exhibiting a magnetic field distribution that spreads in the direction of the radius of rotation. In other words, it is to form a magnetic field line distribution that diffuses in a direction perpendicular to the moving direction of the magnetic force source.

次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.

このスパッタ装置にてスパッタリングを行うために、
ウエハ1及びターゲット2をそれぞれ支持した状態で、
これらが配置される真空容器(図示せず)内の真空度を
例えば10-1〜10-3 Torrに荒引きする。次に、上記真空
容器内の真空度を10-5〜10-8 Torr台に高真空引きし、
その後この真空容器内にスパッタリング用ガス例えばAr
ガスを導入し、真空容器内を10-2〜10-3 Torr台に設定
する。ここで、ターゲット2に負電圧を印加すると、こ
のターゲット2のスパッタリング面側にプラズマが形成
され、さらにこのターゲット2の裏面側にてマグネット
10を回転駆動することにより、このプラズマを磁界によ
って閉込めたプラズマリング30を形成することができ
る。このプラズマリング30の形成によりイオン化率が向
上し、ターゲット2のスパッタリング面での所定エロー
ジョンエリアにてスパッタが実行されることになる。
In order to perform sputtering with this sputtering device,
While supporting the wafer 1 and the target 2 respectively,
The degree of vacuum in a vacuum vessel (not shown) in which these are arranged is roughly reduced to, for example, 10 -1 to 10 -3 Torr. Next, the degree of vacuum in the vacuum vessel was evacuated to a high vacuum of 10 −5 to 10 −8 Torr,
After that, a sputtering gas such as Ar
Gas is introduced, and the inside of the vacuum vessel is set to a level of 10 -2 to 10 -3 Torr. Here, when a negative voltage is applied to the target 2, plasma is formed on the sputtering surface side of the target 2, and a magnet is formed on the back surface side of the target 2.
The plasma ring 30 in which this plasma is confined by a magnetic field can be formed by rotating the 10. Due to the formation of the plasma ring 30, the ionization rate is improved, and sputtering is performed in a predetermined erosion area on the sputtering surface of the target 2.

そして、本実施例では、マグネット10の外形を小さく
しながらも上記エロージョンエリアをよりも拡大するこ
とが可能となっている。すなわち、このエロージョンエ
リアはターゲット2上に形成される上記プラズマリング
30の径と密接な関係があり、このプラズマリング径を拡
大することで上記エロージョンエリアを拡大することが
可能である。
In the present embodiment, the erosion area can be further enlarged while the outer shape of the magnet 10 is reduced. That is, the erosion area is formed by the plasma ring formed on the target 2.
There is a close relationship with the diameter of 30 and it is possible to enlarge the erosion area by increasing the diameter of the plasma ring.

ここで、このプラズマリング30が形成されるための前
記マグネット10による磁界について考察する。
Here, the magnetic field generated by the magnet 10 for forming the plasma ring 30 will be considered.

まず、第2図中の図示B−B断面での磁力線について
説明すると、これは第5図に示すように、楕円形のマグ
ネット10の長手軸方向で内側のN極より外側のS極に向
かうように形成され、第2図中で左右のマグネットエレ
メント群46の対向間距離が長いので相互の磁力線に影響
を与えることは少ない。したがって、この磁力線のうち
ターゲット2に平行な領域に生ずるプラズマリング30
は、一組のマグネットエレメント群46の中心位置に形成
される。
First, magnetic lines of force in the section taken along the line BB in FIG. 2 will be described. As shown in FIG. 5, the magnetic flux lines are directed toward the outer S pole from the inner N pole in the longitudinal axis direction of the elliptical magnet 10. In FIG. 2, the distance between the opposing magnet element groups 46 in FIG. 2 is long, so that there is little influence on the lines of magnetic force. Therefore, the plasma ring 30 generated in a region of the magnetic field lines parallel to the target 2 is formed.
Are formed at the center position of a set of magnet element groups 46.

一方、第2図中の図示A−A断面での磁力線について
考察すると、これは第4図に示すように形成される。す
なわち、この磁力線も同様に楕円形の短手軸方向で内側
のN極より外側のS極に向かうように形成されるが、相
向かい合う内側のマグネットエレメント40,40のN極が
近接しているため、ここで反発磁場が形成され、第4図
に示すようにマグネット10の外側(回転半径方向では
内,外側)に膨らむように歪んだ形状となる。すなわ
ち、内側の磁力線は極率が小さく、外側ほど極率が大き
くなり、ターゲット2と平行な磁力線領域に生ずるプラ
ズマリング30は、短手方向のマグネット10の幅よりも外
側位置に形成されることになる。
On the other hand, considering the lines of magnetic force in the cross section AA shown in FIG. 2, it is formed as shown in FIG. In other words, the magnetic field lines are similarly formed so as to extend toward the south pole outside the inner north pole in the elliptical short axis direction, but the north poles of the facing inner magnet elements 40, 40 are close to each other. Therefore, a repulsive magnetic field is formed here, and as shown in FIG. 4, the magnet 10 is distorted so as to expand outside (inside and outside in the direction of the radius of rotation). That is, the magnetic line of magnetic force on the inner side has a small porosity and the magnetic porosity of the magnetic line on the outside has a higher magnetic porosity. become.

このように、回転アーム8の軸方向である回転半径方
向のマグネット10の幅(すなわち、楕円形の短手方向の
幅)が小さくても、この方向のマグネットリング30の径
を長手軸での径に近付けることができ、ほぼ円形のマグ
ネットリング30をターゲット2上に形成することができ
る。
As described above, even if the width of the magnet 10 in the rotational radius direction that is the axial direction of the rotating arm 8 (that is, the width in the short-side direction of the ellipse) is small, the diameter of the magnet ring 30 in this direction is changed by the longitudinal axis. The diameter of the magnet ring 30 can be formed on the target 2 so as to be close to the diameter.

そして、特にターゲット2の半径方向でのマグネット
リング30の拡がりは、マグネット10のその方向の幅より
も大きく、該方向のマグネット10の占有スペースを狭く
しながらも、エロージョンエリアを十分に確保すること
ができる。
In particular, the expansion of the magnet ring 30 in the radial direction of the target 2 is larger than the width of the magnet 10 in that direction, and the occupation space of the magnet 10 in that direction is narrowed, but a sufficient erosion area is secured. Can be.

このように、マグネット10の回転半径方向での占有ス
ペースを狭くできる結果、特に、磁性体10aをトラック
リング形状としてその回転軌跡領域を縮小することで、
これによって得られるターゲット2の裏面側のスペース
を有効に利用することができる。すなわち、上記のよう
にターゲット2の周縁部21a,22aでの冷却を効果的に行
うためには、保持部材5に内蔵される前記冷却ジャケッ
ト15として、第1図に示すようにターゲット2の中心部
裏面側に位置する箇所と、ターゲット2の周縁部に対応
する位置にのみ配置すればよい。ところが、従来構成で
はこのような冷水ジャケット15を配置するスペースがマ
グネットの回転領域によって占有されていた。本実施例
では、マグネット10をその回転半径方向で小さく構成で
きるので、マグネット10の回転に支障なく上記冷水ジャ
ケット15を配置することが可能である。
As a result, the space occupied by the magnet 10 in the radial direction of rotation can be reduced.As a result, in particular, by reducing the rotation locus area of the magnetic body 10a to a track ring shape,
Thus, the space on the back surface side of the target 2 obtained can be effectively used. That is, in order to effectively cool the peripheral portions 21a and 22a of the target 2 as described above, the cooling jacket 15 built in the holding member 5 is provided as shown in FIG. What is necessary is just to arrange | position only in the position located in the part back surface side, and the position corresponding to the peripheral part of the target 2. FIG. However, in the conventional configuration, the space for disposing such a cold water jacket 15 is occupied by the rotating region of the magnet. In the present embodiment, since the magnet 10 can be configured to be small in the radius direction of rotation, the cold water jacket 15 can be disposed without hindering the rotation of the magnet 10.

また、本実施例では、保持部材5の内部に冷却ジャケ
ット15を配置するのみでよいので、ターゲット2の裏面
に近接したマグネット10及びマグネット10を回転駆動す
るための構造体を大気中にさらすことが可能となり、こ
のため、従来のように冷却媒体中でマグネットを回転さ
せた場合のように、冷却水等による腐蝕が発生すること
なく信頼性を向上することができる。
Further, in this embodiment, since only the cooling jacket 15 needs to be disposed inside the holding member 5, the magnet 10 close to the back surface of the target 2 and the structure for rotationally driving the magnet 10 are exposed to the atmosphere. Therefore, unlike a conventional case where a magnet is rotated in a cooling medium, the reliability can be improved without corrosion due to cooling water or the like.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications can be made within the scope of the present invention.

例えば、上記実施例では直交する2軸上にマグネット
エレメント群42,46を配置したが、他の方向にも配置す
るものであっても良く、また、上記のように反発磁場の
形成によりマグネット10の幅よりも膨らんだ磁力線を形
成する構成を、回転半径方向以外の他の方向に採用する
ことも可能である。なお、このように歪んだ磁場を形成
する方法としては、同極を近接配置するものに限らず、
他の外部磁場によって形成するなど他の種々の構成を採
用し得る。
For example, in the above embodiment, the magnet element groups 42 and 46 are arranged on two axes orthogonal to each other, but may be arranged in other directions, and the magnet 10 may be formed by forming a repulsive magnetic field as described above. It is also possible to adopt a configuration in which the lines of magnetic force swelling beyond the width of are formed in directions other than the rotational radius direction. In addition, the method of forming such a distorted magnetic field is not limited to the method of disposing the same pole in close proximity,
Various other configurations such as formation by another external magnetic field can be adopted.

次に、前記プラズマリング30のターゲット2上の移動
軌跡のほぼ全域をエロージョンエリアとして確保するた
めの構成について説明する。
Next, a configuration for securing almost the entire movement trajectory of the plasma ring 30 on the target 2 as an erosion area will be described.

ここで、前記マグネット10における回転半径方向のマ
グネットエレメント群42,42と、これと直交する方向の
マグネットエレメント群44,46の、スパッタへの寄与に
ついて考察する。
Here, the contribution of the magnet element groups 42, 42 of the magnet 10 in the radial direction of rotation and the magnet element groups 44, 46 in the direction orthogonal to this to the spatter will be considered.

第8図(A)に示すように、回転半径方向に沿って配
置されたマグネットエレメント群42,42の回転時の瞬時
における磁界の角面積は、同図の領域S1,S2であり、こ
の領域がターゲット2上のエロージョンエリアに反映す
ることになる。一方、回転半径方向と直交する方向に沿
って配置されたマグネットエレメント群44,46の回転時
の瞬時における磁界の角面積は、同図の領域S3,S4であ
り、回転方向との関係で上記領域S1,S2に比べて狭くな
ってしまう。
As shown in FIG. 8 (A), the angular areas of the magnetic field at the moment of rotation of the magnet element groups 42, 42 arranged along the rotational radius direction are regions S 1 , S 2 in FIG. This area is reflected on the erosion area on the target 2. On the other hand, the angular area of the magnetic field at the moment of rotation of the magnet element groups 44 and 46 arranged along the direction orthogonal to the rotational radius direction is the areas S 3 and S 4 in FIG. Therefore, the area becomes narrower than the areas S 1 and S 2 .

したがって、第8図(B)に示すように、ターゲット
2上のエロージョンエリアとして上記領域S1,S2に対応
する2箇所S1′,S2′での浸蝕が特に著しくなり、エロ
ージョンエリアを有効に確保できなかった。従来は、上
記点に関して着目すること無く、回転半径方向に直交す
るマグネットエレメント群44,46は、単にリング上に閉
ループのプラズマリングを形成するために、エレクトロ
ンを曲げる機能さえ有していれば良いと考えられてい
た。したがって、マグネット10のR形状付近のマグネッ
ト配列を、第9図に示すように実施することも考えられ
ていた。
Therefore, as shown in FIG. 8 (B), the erosion at the two locations S 1 ′ and S 2 ′ corresponding to the regions S 1 and S 2 as the erosion area on the target 2 becomes particularly remarkable, and the erosion area becomes effective. Could not secure. Conventionally, without paying attention to the above point, the magnet element groups 44 and 46 perpendicular to the rotational radius direction only need to have a function of bending electrons in order to simply form a closed loop plasma ring on the ring. Was considered. Therefore, it has been considered to arrange the magnet arrangement near the R shape of the magnet 10 as shown in FIG.

プラズマリング30に対応するターゲット2上でのエロ
ージョンエリアを拡大するためには、回転半径方向と直
交する方向のマグネットエレメント群44,46での磁界を
強くする必要があり、上記エレメント群44,46によって
ターゲット2上の同一経路を2度通過することを考慮す
れば、前記磁界の角面積である領域S3,S4の和が、マグ
ネットエレメント群42での磁界の角面積S1又はS2と同等
以上であれば良い。本発明者は、プラズマリング30に対
応するぼ全域を有効なエロージョンエリアとするため
に、回転半径方向に沿って配列されたマグネットエレメ
ント群42,42の磁界の強さよりも、この方向と直交する
方向に沿って配置されたマグネットエレメント群44,46
の磁界の強さを同等以上に設定することで対処できるこ
とを、実験の結果確認できた。
In order to enlarge the erosion area on the target 2 corresponding to the plasma ring 30, it is necessary to strengthen the magnetic field in the magnet element groups 44, 46 in a direction orthogonal to the rotational radius direction. Considering that the magnetic field passes through the same path on the target 2 twice, the sum of the magnetic field angular areas S 3 and S 4 is the angular area S 1 or S 2 of the magnetic field in the magnet element group 42. It is sufficient if it is equal to or more than. In order to make the entire area corresponding to the plasma ring 30 as an effective erosion area, the present inventor is more perpendicular to this direction than the strength of the magnetic field of the magnet element groups 42, 42 arranged along the rotational radius direction. Magnet element group 44, 46 arranged along the direction
Experiments have confirmed that this can be dealt with by setting the strength of the magnetic field to be equal or higher.

このために、第7図(A)に示すように、互いに同一
形状であって、同数のマグネットを各所に配置した場合
には、各マグネットエレメント群42,42,44,46を構成す
るエレメントの透磁率μを同一の材料としておけば、回
転時の瞬時における回転半径方向とこれに直交する方向
とのエレメント群の磁界の強さをほぼ同一にすることが
できる。
For this reason, as shown in FIG. 7 (A), when the same shape and the same number of magnets are arranged at various places, the elements constituting the respective magnet element groups 42, 42, 44, 46 If the magnetic permeability μ is made of the same material, the intensity of the magnetic field of the element group in the direction of the radius of rotation at the moment of rotation and the direction perpendicular thereto can be made substantially the same.

あるいは、マグネットエレメント群44,46の透磁率μ
を高くしておけば、マグネットエレメント群44,46によ
る磁界の強さを、他のものよりも大きくすることができ
る。
Alternatively, the magnetic permeability μ of the magnet element groups 44 and 46
If the height is set higher, the strength of the magnetic field by the magnet element groups 44 and 46 can be made larger than that of the others.

また、透磁率μを同じものとした場合でも、マグネッ
トの形状、個数を変えることで、同様に設定可能であ
る。
Even when the magnetic permeability μ is the same, it can be set similarly by changing the shape and the number of the magnets.

このようにした場合、プラズマリング30に対応するタ
ーゲット2上のエロージョンエリアSを第7図(B)に
示すように拡大でき、効率の良いスパッタの実現とスパ
ッタ材の有効利用を図ることができる。
In this case, the erosion area S on the target 2 corresponding to the plasma ring 30 can be enlarged as shown in FIG. 7B, so that efficient sputtering can be realized and the sputter material can be effectively used. .

次に、第10図を参照して、2重のプラズマリングを形
成可能な装置の構成,作用について説明する。同図
(A)に示すように、前記ターゲット2を固定したバッ
キングプレート60の下方には、回転駆動される前記マグ
ネット10の内側に、プレーナマグネトロン装置50を配設
している。この装置50は、中央磁極52aとリング状の外
側磁極52bとを有するヨーク52の溝に環状の磁石例えば
コイル54を配置している。前記コイル54に通電すること
により、中央磁極52aより外側磁極52bに向かう磁力線を
形成し、ターゲット2に平行な小径プラズマリング56を
形成できる(同図(B),(C)参照)。一方、前記マ
グネット10を回転することにより、各回転位置での前記
プラズマリング30を連ねた大径プラズマリング32を形成
することができる。
Next, with reference to FIG. 10, the configuration and operation of an apparatus capable of forming a double plasma ring will be described. As shown in FIG. 1A, a planar magnetron device 50 is disposed below the backing plate 60 to which the target 2 is fixed and inside the magnet 10 which is driven to rotate. In this device 50, an annular magnet, for example, a coil 54 is arranged in a groove of a yoke 52 having a central magnetic pole 52a and a ring-shaped outer magnetic pole 52b. By energizing the coil 54, lines of magnetic force are formed from the central magnetic pole 52a to the outer magnetic pole 52b, and a small-diameter plasma ring 56 parallel to the target 2 can be formed (see FIGS. 2B and 2C). On the other hand, by rotating the magnet 10, a large-diameter plasma ring 32 connecting the plasma rings 30 at each rotation position can be formed.

このように2重のプラズマリング32,56を形成するこ
とで、さらにエロージョン領域の拡大及びターゲット消
耗の均一化を図ることができ、同図(C)に示すよう
に、ターゲット2は小円形溝62,大円形溝64を形成しな
がら消耗する。また、その中間領域66については、各溝
62,62の深さの半分の深さとなるように設定することが
好ましい。なお、プレーナマグネトロン装置50を回転す
るマグネット10の外側に配置しても良く、スペースが許
すのであれば、その磁極数を3以上に増やすこともでき
る。
By forming the double plasma rings 32 and 56 in this way, it is possible to further enlarge the erosion region and to make the target consumption uniform, and as shown in FIG. 62, it is consumed while forming the large circular groove 64. Also, for the intermediate region 66, each groove
It is preferable to set the depth to be half of the depth of 62,62. Note that the planar magnetron device 50 may be arranged outside the rotating magnet 10, and the number of magnetic poles can be increased to three or more if space permits.

上記実施れではスパッタ装置に適用した例を説明した
が、プラズマを閉じ込めて被処理基板をプラズマ処理す
るものであればいずれにも適用できる。
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a sputtering apparatus has been described. However, the present invention can be applied to any apparatus capable of confining plasma and performing plasma processing on a substrate to be processed.

[発明の効果] 請求項1〜5に記載の各発明によれば、回転駆動され
拡散する磁力線を形成する磁力源の外形を小さくしなが
らも、磁力源により封じ込められて形成される平行磁場
領域の直径を、磁力源のその方向の幅よりも拡大でき、
磁力源の回転占有スペースを狭めながらも被処理基板上
の平行磁場領域を拡大することが可能となる。
[Effects of the Invention] According to each of the first to fifth aspects of the present invention, a parallel magnetic field region formed by being enclosed by a magnetic force source while reducing the outer shape of the magnetic force source that forms the magnetic field lines that are driven to rotate and diffuse. Can be larger than the width of the magnetic source in that direction,
It is possible to expand the parallel magnetic field region on the substrate to be processed while reducing the rotation occupation space of the magnetic force source.

特に請求項2では、トラックリング形状であることか
ら、回転半径方向とそれと直交する方向との磁界の強さ
をほぼ同一にすることができ、効率の良いスパッタの実
現とスパッタ材の有効利用を図ることができる。
In particular, in the case of the second aspect, because of the track ring shape, the strength of the magnetic field in the direction of the radius of rotation and the direction orthogonal thereto can be made substantially the same, realizing efficient sputtering and effective use of the sputtering material. Can be planned.

また、特に請求項4では、さらにエロージョンエリア
の拡大及びターゲット消耗の均一化を図ることができ
る。
In particular, in the fourth aspect, it is possible to further enlarge the erosion area and uniformize the consumption of the target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明を適用したスパッタ装置の一例を示す
概略断面図、 第2図は、マグネットの平面図、 第3図は、ターゲット,保持部材の取付け構造を説明す
るための概略斜視図、 第4図は、第2図図示A−A断面での磁力線を示す概略
説明図、 第5図は、第2図図示B−B断面での磁力線を示す概略
説明図、 第6図(A),(B)は、従来の回転マグネットを説明
するための概略説明図、 第7図(A),(B)は、それぞれプラズマリングに対
応する領域内でのエロージョンエリアの拡大のための構
成,作用を説明するための概略説明図、 第8図(A),(B)はプラズマリングに対応するター
ゲット上でのエロージョンエリアが2箇所に集中する作
用を説明するための概略説明図、 第9図はマグネット配列の好ましくない例を説明するた
めの概略説明図、 第10図(A),(B),(C)は、それぞれプレーナマ
グネトロン装置を併設したスパッタ装置の概略断面図,
それによって形成される2重のプラズマリングの平面
図,スパッタの消耗を説明するための断面図である。 1……試料、2……ターゲット、10……マグネット、4
0,44……マグネットエレメント、42,46……マグネット
エレメント群、30,32,56……プラズマリング。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a sputtering apparatus to which the present invention is applied, FIG. 2 is a plan view of a magnet, and FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining a mounting structure of a target and a holding member. FIG. 4 is a schematic explanatory view showing magnetic force lines in a cross section AA shown in FIG. 2, FIG. 5 is a schematic explanatory view showing magnetic force lines in a cross section BB in FIG. 2, FIG. FIGS. 7A and 7B are schematic illustrations for explaining a conventional rotating magnet, and FIGS. 7A and 7B are configurations for enlarging an erosion area in a region corresponding to a plasma ring. FIGS. 8 (A) and (B) are schematic explanatory views for explaining an action in which an erosion area on a target corresponding to a plasma ring is concentrated at two places. Figure 9 illustrates an unfavorable example of magnet arrangement Schematic illustration of order, FIG. 10 (A), (B), (C) is a schematic sectional view of a sputtering apparatus features a planar magnetron device each,
FIG. 3 is a plan view of a double plasma ring formed by the above process, and a cross-sectional view for explaining consumption of sputtering. 1 ... sample, 2 ... target, 10 ... magnet, 4
0,44 ... Magnet element, 42,46 ... Magnet element group, 30,32,56 ... Plasma ring.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プラズマ生成用の電極板と被処理基板とを
容器内部に配置し、前記被処理基板の処理面近傍に磁界
を形成し、プラズマを封じ込めてプラズマ処理する装置
において、 前記プラズマを封じ込める磁力源と、 前記電極板の中心から所定の回転半径を持つ回転軌跡に
沿って前記磁力源を回転駆動する回転駆動手段と、 を有し、 前記磁力源は、前記回転半径方向の内外に拡がる磁力線
を形成することを特徴とするプラズマ処理装置。
1. An apparatus for arranging an electrode plate for plasma generation and a substrate to be processed inside a vessel, forming a magnetic field near a processing surface of the substrate to be processed, and confining the plasma to perform a plasma processing, wherein: A magnetic force source to be confined, and a rotation driving unit that rotationally drives the magnetic force source along a rotation trajectory having a predetermined rotation radius from the center of the electrode plate. A plasma processing apparatus for forming an expanding magnetic field line.
【請求項2】請求項(1)において、 前記磁力源は、磁石を固定する磁性体を有し、前記磁性
体は、前記回転半径と直交する方向に伸びる2本の平行
軸と、該平行軸の両端を結ぶ湾曲軸とを有するトラック
リング形状を成すものであるプラズマ処理装置。
2. The magnetic power source according to claim 1, wherein the magnetic force source has a magnetic body for fixing a magnet, and the magnetic body includes two parallel axes extending in a direction orthogonal to the radius of rotation. A plasma processing apparatus having a track ring shape having a curved axis connecting both ends of the axis.
【請求項3】請求項(2)において、 前記磁性体を低カーボン軟鉄又は磁性ステンレス鋼で形
成したものであるプラズマ処理装置。
3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein said magnetic material is formed of low-carbon soft iron or magnetic stainless steel.
【請求項4】請求項(1)において、 複数個のリング状磁石を固定配置したプレーナマグネト
ロン装置を併設し、回転する前記磁力源により形成され
るプラズマリングとは半径の異なる他のプラズマリング
を上記プレーナマグネトロン装置によって形成すること
で、半径の異なる2重のプラズマリングを前記電極板上
に形成可能としたプラズマ処理装置。
4. The plasma ring according to claim 1, further comprising a planar magnetron device having a plurality of ring-shaped magnets fixedly disposed therein, wherein another plasma ring having a different radius from a plasma ring formed by the rotating magnetic force source is provided. A plasma processing apparatus formed by the above-mentioned planar magnetron device and capable of forming double plasma rings having different radii on the electrode plate.
【請求項5】プラズマ生成用の電極板と被処理基板とを
容器内部に配置し、前記被処理基板の処理面近傍に磁界
を形成し、プラズマを閉じ込めてプラズマ処理するプラ
ズマ処理方法において、 前記電極板の中心から所定の回転半径を持つ回転軌跡に
沿って前記磁力源を回転させ、かつ、前記回転半径方向
内外に拡がる磁力線を形成する工程を有することを特徴
とするプラズマ処理方法。
5. A plasma processing method comprising: disposing an electrode plate for plasma generation and a substrate to be processed inside a container; forming a magnetic field near a processing surface of the substrate to be processed; and performing plasma processing by confining plasma. A plasma processing method comprising: rotating the magnetic force source along a rotation locus having a predetermined rotation radius from the center of the electrode plate, and forming magnetic force lines extending in and out in the rotation radius direction.
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