JP5358565B2 - 処理チャンバにおいて処理実行領域と隣接する処理除外領域を保護するための方法および装置 - Google Patents

Description

基板から材料をエッチングするため、および、基板上に材料を蒸着するために、真空処理チャンバが用いられている。基板は、例えば、半導体ウエハである。一般に、ウエハの中央領域（すなわち、能動デバイス領域）では、正確な処理（ひいては、能動デバイスの高歩留まり）が実現されることが期待される。デバイスを形成するために処理されるウエハの上面すなわち上部表面における中央領域と、中央領域を囲むウエハの周辺エッジとの間でウエハを正確に処理しようとすると、数多くの問題がある。かかる問題が大きいことから、ウエハの中央領域とエッジとの間に「エッジ除外領域」が設けられてきた。エッジ除外領域で許容可能なデバイスを提供するという試みはなされていない。

さらに、中央領域の所望の処理中に、望ましくない蒸着物、材料、または、処理副生成物（まとめて、「望ましくない材料」とする）が、ウエハ上面のエッジ除外領域上、ウエハの周辺エッジの周りのベベルエッジ領域上、ベベルエッジの下側、および、ウエハの反対側の面（下面）の下面領域上に、蓄積または生成する。本明細書では、エッジ除外領域、ベベルエッジ領域、および、下面領域をまとめて、「エッジエンビロン（edge environ）」と呼ぶこととする。エッジエンビロンには、デバイスを形成するための処理がなされない。上記の望ましくない材料は、一般に、エッジエンビロン上に蓄積しうる。一般に、ウエハ上面の能動デバイス領域上に再蒸着しうる材料微粒子の剥離（flaking）を避けるには、エッジエンビロンを実質的に清浄に保つことが好ましい。かかる剥離は、任意の回数のウエハの操作または搬送動作を行う間に起こる可能性があるため、処理後のウエハから望ましくない材料を除去するために、エッジエンビロンを定期的に洗浄（例えばエッチング）することが一般に望まれる。除去処理（すなわち洗浄処理）中には、エッジエンビロンが、処理（洗浄）実行領域となり、能動デバイスの中央領域が、処理除外領域となる。

上記に鑑みて、エッジエンビロンだけから望ましくない材料を除去しつつ中央領域を損傷しない方法および装置が必要である。

概して、本発明の実施形態は、これらの要求を満たすために、エッジエンビロンからのみ望ましくない材料を除去する際に中央領域を損傷しないように中央領域を保護する。処理チャンバ内でプラズマからの荷電粒子から中央領域を保護するよう構成された電場および磁場の強度を用いることが好ましい。かかる電場および磁場の強度は、エッジエンビロンだけから望ましくない材料を除去することを支援する。一実施形態において、磁場は、中央領域とエッジエンビロンとの間の境界に近接した位置にピークを有するよう構成され、この構成によると、境界かつ中央領域から離れる向きにピークから半径方向に延びる強い勾配が提供され、荷電粒子は、境界を越えないよう反発される。

本発明は、装置、方法、および、システムを含む種々の形態で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。

一実施形態では、処理チャンバ内で荷電粒子からウエハの中央領域を保護するための装置が提供されている。第１の電極は、ウエハ軸を中心としたデバイス境界の内側の中央デバイス領域と、軸および境界の両方から離れる向きに半径方向に延びるウエハのエッジ除外領域とを有するウエハを処理チャンバ内に載置するよう構成される。第２の電極は、軸から離れる向きに境界から半径方向に延びると共に境界に近接して配置された場生成リング取り付け部を備えるよう構成される。場生成リング構造は、中央デバイス領域に移動しないよう粒子を反発させるように荷電粒子に力を作用させることができる場を確立するよう構成される。場生成リング構造は、場生成リング取り付け部に取り付けられており、場が、境界に近接した位置にピーク値のある場の強度勾配を有するよう構成される。場の強度勾配は、軸かつ境界から離れる向きに半径方向距離が大きくなるのに反比例して減少する場の強度を規定する。場の強度の勾配およびピーク値は、境界を越えて軸に向かって半径方向に移動しないように、荷電粒子を反発させる。

別の実施形態では、処理チャンバ内で荷電粒子からウエハの中央領域を保護するための装置は、処理チャンバ内にウエハを載置するよう構成された第１の電極を備えてよい。載置されるウエハは、ウエハの軸を中心とする円形のウエハ境界内の中央領域と、軸に対して半径方向に境界の外側に延びるウエハエッジ除外領域とを備える。第１の電極は、さらに、第２のリング取り付け部を備えるよう構成されてよい。第２の電極は、境界に対して半径方向に軸から離れる向きに延びる第２のリング取り付け部を備えるよう構成されてよい。リング状永久磁石構造は、第１のリング取り付け部内に取り付けられた第１の永久磁石部と、第２のリング取り付け部内に取り付けられた第２の永久磁石部とを備えるよう構成されてよい。取り付けられた第１および第２の永久磁石部は、取り付けられた第１および第２の永久磁石部の間で、軸を中心とした環状の経路において、軸方向に延びる磁場を確立するよう構成されてよい。取り付けられた第１および第２の永久磁石部は、さらに、ウエハ軸の周りで一様であり、かつ、軸からの半径方向距離が境界から離れるにつれて変化する場の強度勾配を有する磁場強度を備えるよう構成された磁場を確立するよう構成されてよい。勾配の変化は、境界に近接した位置にあるピーク値からの変化であり、軸からの半径方向距離の増大に反比例する。場の強度の勾配およびピーク値は、境界を越えて軸に向かって半径方向に移動しないように、荷電粒子を反発させるよう構成されてよい。

さらに別の実施形態において、装置は、処理チャンバ内で荷電粒子からウエハの中央領域を保護しうる。第１の電極は、処理チャンバ内で処理すべきウエハを載置するためのウエハ支持体を備えるよう構成されてよく、ウエハは、軸と、軸を中心とした円形の境界によって規定された中央領域とを備えるよう構成されている。境界は、軸に対する複数の半径方向距離のいずれかに構成可能であってよく、環状のエッジ除外領域によって囲まれている。第１の電極は、さらに、エッジ除外領域の半径方向外側において環状に延びると共にウエハ支持体から電気的に絶縁された第１の接地リングを備えるよう構成されてよい。軸に対する複数の半径方向距離の内の異なる半径方向位置に境界を配置することで、異なる構成のエッジ除外領域を規定してよい。第２の電極は、中央領域に対向する中央区域と、境界と整列した第１の環状取り付け部とを備えるよう構成されてよい。第２の電極は、さらに、エッジ除外領域の半径方向外側において環状に延びると共に中央区域および第１の環状取り付け部から電気的に絶縁された第２の接地リングを備えるよう構成されてよい。第１の環状取り付け部も同様に、中央区域から電気的に絶縁されている。処理チャンバ内で電場を確立するために、ＤＣバイアスリングが第１の環状取り付け部に固定されている。ＤＣバイアスリングは、境界を越えないように荷電粒子を反発させると共にエッジ除外領域のエッチングを促進するために、電場が、円形の境界から離れる向きにエッジ除外領域を横切って延び、第１および第２の接地リングの各々に至るように構成される。ＤＣ制御回路が、ＤＣバイアスリングにＤＣ電圧を印加し、ＤＣ電圧の値は、軸に対する境界の半径方向距離の値に正比例する。

さらに別の実勢形態では、ウエハの中央領域を規定する円形の境界を囲むエッジ除外領域のエッチング中に、荷電粒子から中央領域を保護する方法が提供される。境界の半径方向外側に延びるエッジ除外領域を有するウエハをエッチングチャンバ内に載置する工程が含まれてよい。さらに、磁場強度のピーク値が境界に近接した位置にあり、磁場強度が、境界かつ軸からの距離が大きくなるにつれてピーク値から急激に減少するように、永久磁石の反対極の間に一定磁場を確立する工程が含まれてよい。磁場のピーク値と、磁場強度の急激な減少とによって、荷電粒子が境界を越えて中央領域に移動しないように反発させると共に、反発された粒子のエッジ除外領域への衝突を促進する。

本発明のその他の態様については、本発明の原理を例示した添付図面を参照して行う以下の詳細な説明から明らかになる。

添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から、本発明を容易に理解することができる。なお、図面において、同じ符号は、同じ構造要素を示している。

基板の４分の１の領域、すなわち、正確な処理（ひいては能動デバイスの高歩留まり）の実現が期待される基板の上面における中央領域、を示す概略上面図。

図１の基板の概略立面図。

中央領域を保護しつつ基板のエッジエンビロンを洗浄するための本発明の装置の一実施形態を示す概略図。

本発明の実施形態を用いない場合に、基板上のバイアスに応じて荷電粒子が動く様子を示した図３の一部の拡大概略図。

処理チャンバ内で基板を載置するよう構成された下側電極と、中央領域を保護するよう構成された上側電極とをさらに備えるよう構成された図３の装置を示す拡大概略図。

場生成リング構造が生成する場の強度を、基板の軸から半径方向に取った距離に対して示したグラフ。

場生成リングの磁場による実施形態の一実施形態を示す概略立面図。

第１および第２のリング取り付け部の一方または両方が、第１および第２の永久磁石部を、軸と平行な方向で互いに相対移動できるように、調整可能に取り付けるよう構成されている装置の一実施形態を示す図６と同様の概略図。

場生成リング構造が生成する場の強度を、軸から半径方向に取った距離に対して示し、場は、場の強度勾配が例示の曲線で示すように変化する、グラフ。

基板の上面および下面を横切る荷電粒子の望ましい半径方向移動量に応じて、磁石部の間の磁場のピーク経路の位置を制御するための第１および第２の永久磁石部の構成を示す図。

場生成リング取り付け部および場生成リング構造が、処理チャンバ内で荷電粒子から基板の中央領域を保護するために電場を確立するよう構成された図３の装置の一実施形態を示す概略図。

エッチング中に荷電粒子から基板の中央領域を保護する方法の動作を示すフローチャート。

エッジ除外領域において基板を通って延びる磁場の磁場強度のピーク値を、基板の中心軸に対する境界の半径方向位置に応じて制御する方法の動作を示すフローチャート。

基板の上面および下面を横切る荷電粒子の望ましい半径方向移動量に応じて、磁石部の間の磁場のピーク経路の位置を制御する方法の動作を示すフローチャート。

以下の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てを特定しなくても実施することが可能である。その他にも、本発明を不明瞭にしないように、周知の処理の動作は詳細に説明していない。

上述の留意事項を念頭に置いて、以下では、回路およびシステムの構成例をいくつか規定する。ただし、添付の特許請求の範囲に規定されるように、変形が可能である点を理解されたい。具体的には、ある回路設計を参照していても、その機能は、多くの形態で実装できることを理解されたい。例えば、回路（例えば、アナログ回路およびデジタル回路）によって実行される機能を、ファームウエアで実現することができる。さらに、ファームウエアは、処理ステップまたは通信を完了または部分的に完了させるために、単独で実行、または、ソフトウエア制御または支援と共に実行されてよい。

半導体ウエハなどの基板のエッジエンビロンを保護するための装置、システム、および、方法について、発明の実施形態を記載しており、それらによると、望ましくない材料をエッジエンビロンからのみ除去する際に、ウエハの中央領域が損傷されない。これらの実施形態において、電場および磁場の強度は、処理チャンバ内でプラズマからの荷電粒子から中央領域を保護するよう構成されてよい。電場および磁場の強度は、エッジエンビロンだけから望ましくない材料を除去することを支援する。別の実施形態において、磁場は、中央領域とエッジエンビロンとの間の境界に近接した位置にピークを有するよう構成され、この構成によると、境界および中央領域から離れる向きにピークから半径方向に延びる強い磁場勾配が提供され、それにより、荷電粒子は、境界を越えないよう反発される。

本明細書で用いるように、「基板」という用語は、半導体ウエハ、ハードドライブディスク、光学ディスク、ガラス基板、および、平面ディスプレイの表面、液晶ディスプレイの表面などを指すが、それらに限定されず、それらの上には、処理（例えば、エッチングまたは蒸着）のためにプラズマが確立されるチャンバなどの処理チャンバ内で、材料または様々な材料の層が、形成または規定されてよい。

各種の基板（本明細書では「ウエハ」とも呼ぶ）について、基板の上面の中央領域では、正確な処理（ひいては、能動デバイスの高歩留まり）が実現されることが期待される。中央領域は、例えば、基板の中心軸を中心とした円形の境界などの境界によって規定されてよい。したがって、境界は、デバイスが形成される中央領域を取り囲んでよい。境界は、さらに、上面における環状領域を規定してよく、環状領域は、境界から外側に向かって半径方向に、基板の外周エッジに隣接するベベルまで延びている。境界を取り囲む環状領域には、デバイスを形成するための処理がなされず、「エッジ除外領域」と呼ばれる。基板の「エッジエンビロン」は、エッジ除外領域、ベベル、外周エッジ、および、上面の下方の下面領域を総称するものである。所望の能動デバイスを形成するために中央領域に対して所望の処理を行う際に、望ましくない材料がエッジエンビロン上に蓄積しうる。中央領域の能動デバイス領域上に再蒸着しうる材料微粒子の剥離を避けるために、本発明の実施形態を用いて、処理後の基板のエッジエンビロンから望ましくない材料を定期的に洗浄（例えばエッチング）してよい。

図１は、基板３０の４分の１の領域、すなわち、正確な処理（ひいては能動デバイス３１の高歩留まり）の実現が期待される基板の上面３４における中央領域３２、を示す概略上面図である。中央領域３２は、例えば、基板の中心軸３８を中心とする円形の境界などの境界３６で規定されてよい。例えば、その他の形状の中央領域３２が設けられてもよいが、いずれの場合にも、境界３６は、デバイス３１が形成される中央領域３２を囲みうる（規定しうる）。また、境界３６は、上面３４における別の領域４０を示唆する（または規定するよう機能する）。例えば、基板３０が半導体ウエハである場合には、領域４０は、環状で、軸３８を中心とし、境界３６から外側に向かって半径方向に、基板の外周エッジ４４に隣接するベベル４２まで延びていてよい。例えば、その他の形状の領域４０が設けられてもよいが、いずれの場合にも、その他の形状の領域４０は、デバイス３１が形成されない領域である。境界３６は、本明細書では、中央（能動デバイス）領域３２とその他の（デバイスを形成されない）領域４０との間の移行線を規定するために用いられる。その他の領域４０は、境界３６を取り囲む領域であり、本明細書では「エッジ除外領域」と呼ぶこととする。エッジ除外領域４０、ベベル４２、外周エッジ４４、および、上面３４の下方の下面４６（図２）は、基板３０の「エッジエンビロン」４８に含まれる。

本明細書で用いるように、「軸方向の」という用語は、軸３８に平行な方向を規定しており、軸の方向に延びる（すなわち、軸３８と平行に延びる）ものを規定する際には、「軸方向に」の形でも用いられる。本明細書で用いるように、「半径方向の」という用語は、軸３８を中心とする軸３８に垂直な方向を規定しており、軸方向と垂直に延びる（すなわち、軸３８と垂直に延びる）放射状の領域を規定する際には、「半径方向に」の形でも用いられる。

図２は、基板３０の概略立面図を示している。図１および２は、所望の能動デバイス３１を形成するために中央領域３２に対して所望の処理を行う際に、望ましくない材料５０がエッジエンビロン上に蓄積しうる様子を示している。中央領域３２の能動デバイス３１上に再蒸着しうる材料微粒子の剥離を避けるために、本発明の実施形態を用いて、処理後の基板３０のエッジエンビロン４８から望ましくない材料５０を定期的に洗浄（例えばエッチング）することができる。図３は、かかる洗浄を行って、基板３０の中央領域３２を保護する本発明の装置６０の一実施形態を示す概略図である。望ましくない材料５０をエッジエンビロン４８だけから除去する際に、中央領域３２は損傷を受けない。

図３は、基板３０に適切なクランプ力を提供する基板ホルダ（すなわち、下側電極）６４を有する真空処理チャンバ６２を備えた装置６０を示している。チャンバ６２の上部には、誘電体ウィンドウ６８などのチャンバウィンドウが設けられてよい。図によると、チャンバ６２の内部へのアクセスを可能にするために、ウィンドウ６８にポート７０が設けられている。また、図３は、ポート７０を通してチャンバ６２にアクセスする必要のある設備７４が、チャンバ６２に備えられていることを概略的に示している。設備７４は、チャンバに処理ガスを供給することなどによって、チャンバ６２における蒸着、エッチング、または、注入処理の実行を円滑にするために、かかるアクセスを必要としうる。設備７４の一例として、１または複数のガス供給源からポート７０を通してチャンバ６２内に、処理ガスが供給されてよい。ポンプ（図示せず）が、チャンバ６２内の圧力を、例えば１から１０００ｍＴｏｒｒの範囲の圧力に減少させてよい。

エッチング処理によってエッジエンビロン４８だけから望ましくない材料５０を除去するために、例えば、インピーダンス整合回路を備えた第１のＲＦエネルギ源７８をコイル８０に接続して、チャンバ内のガスを励起し、チャンバ６２内で高密度プラズマ（例えば、１０^-11〜１０^-12イオン／ｃｍ³）を維持してよい。コイル８０は、典型的な固定周波数１３．５６ＭＨｚで作動されてよく、チャンバ６２内で処理を実行するための高密度プラズマを提供するために、ウィンドウ６８を通してチャンバ６２内にＲＦエネルギを誘導結合するタイプであってよい。その結合の間、コイル８０は、電場を生じる（図３の線８２を参照）。また、図３によると、エッチングの制御など、処理制御のために、第２のＲＦ電力が、第２のＲＦ源８４によって別個にチャンバに供給される。ＲＦ源８４は、可変リアクタンスを有する整合回路網を備えてよく、整合された第２のＲＦ電力は、第２のＲＦ信号８８の形態で下側電極６４に印加される。整合回路網の可変リアクタンスは、第２のＲＦ信号８８のインピーダンスを下側電極６４のインピーダンスと整合させるために制御される。下側電極６４に結合される負荷は、主に、チャンバ６２内のプラズマである。下側電極６４に印加された第２のＲＦ信号８８は、プラズマ内の荷電粒子９０（図４Ａ）と相互作用して、基板３０にバイアスをかける。

図４Ａは、基板３０上のかかるバイアスに応じて荷電粒子９０が移動する様子を示した図３の一部の拡大概略図である。例えば、図によると、荷電粒子９０が、処理チャンバ６２内で軸３８に向かって、エッジ除外領域４０を横切り境界３６を越え、保護されるべき中央領域３２および能動デバイス３１まで移動する。また、図によると、粒子９０は、エッジエンビロン４８に含まれる下面４６の一部を規定する円形の周囲境界９２を越えて、下面４６の下を移動する。かかる移動は、本発明の実施形態を用いない場合に起きるものである。実施形態を用いない場合、粒子９０は、衝突して、デバイス３１から材料３１Ｄを除去することで、デバイス３１への損傷につながる場合がある。

一般に、図４Ｂは、中央領域３２を保護するために、装置６０は、さらに、ウエハ軸３８を中心とした境界３６内の中央デバイス領域３２を備えた基板３０を処理チャンバ６２内に載置するよう構成された下側電極すなわち第１の電極６４を備えるよう構成されてよい。そのように載置されると、ウエハエッジ除外領域すなわち除外領域４０（図２）は、軸３８および境界３６の両方から離れる向きに半径方向に延びる。第２の電極（すなわち上側電極）８６は、場生成リング取り付け部９４（第２または上側リング取り付け部とも呼ぶ）を備えるよう構成されてよい。取り付け部９４は、境界３６に関して軸３８から離れる向きに半径方向に延びている。場生成リング構造９６は、帰還経路９８およびピーク経路９９を有する場９７を確立するよう構成されてよい。ピーク経路９９における場９７は、荷電粒子９０に力ＦＲを作用させて、粒子９０を中央デバイス領域３２に向かって移動させないよう反発させることができる（すなわち、デバイス３１の損傷を引き起こしうる図４Ａに示したような移動を、粒子９０にさせないようにする）。場生成リング構造９６は、場生成リング取り付け部９４に取り付けられ、場９７が帰還経路９８とピーク経路９９との間に場の強度勾配Ｇを有するよう構成される。勾配Ｇは、場の強度のピーク値Ｐを有するピーク経路９９が境界３６に近接して延びるように構成される。本明細書で用いるように、「近接する」という用語は、ピーク経路９９の境界３６に対する位置に関し、特に、境界３６の位置から境界３６の半径方向４ｍｍ外側の位置までの範囲の或る位置にピーク経路９９が配置されることに関する。好ましい実施形態において、ピーク経路９９は、その範囲において、境界３６の半径方向外側２ｍｍの距離に配置される。

場生成リング構造９６は、さらに、境界３６に近接して延びるピーク経路９９を確立するよう構成されてよく、勾配Ｇは、軸３８および境界３６から離れる向きへの経路９８および９９の半径方向距離の増大反比例する場の強度を規定する。この構成の場生成リング構造９６によると、勾配Ｇとピーク経路９９の場の強度のピーク値Ｐとにより、境界３６を越えて軸３８に向かって半径方向に移動しないように荷電粒子９０を反発される。反発された荷電粒子９０は、力ＦＳ（図示せず）でエッジエンビロン４８に引きつけられ、スパッタリングなどによってエッジエンビロン４８から望ましくない材料５０を除去する効果を奏する。

図５は、場の強度（すなわち、場生成リング構造９６から生じた場９７の強度）と、軸３８から半径方向に延びる方向の（例えば、経路９８および９９の）距離との関係を示したグラフ１００である。図によると、距離は、軸から外向きに、境界３６を越え、さらに基板３０のエッジ４４を越えて、左側へ向かって大きくなっている。構造９６の一実施形態では、図によると、グラフ１００には、ピーク値Ｐを有するよう構成された場の強度勾配Ｇを有する磁場９７Ｍである典型的な場９７を示す曲線１００−１が含まれている。値Ｐが、ピーク経路９９の値に対応し、ピーク経路９９は、境界３６に近接して延びている（図４Ｂ）。構造９６の別の実施形態では、図によると、グラフ１００には、場の強度勾配Ｇを有する電場９７Ｅである典型的な場９７を示す曲線１００−２が含まれており、電場９７Ｅも、ピーク値Ｐを有するよう構成されたピーク経路９９を有してよく、そのピーク経路９９も境界３６に近接して延びる。構成９６の磁場を用いた実施形態を示す例示的な曲線１００−１では、図によると、場の強度勾配Ｇ（ＧＭと呼ぶ）は、（境界３６に近接するピーク経路９９の）ピーク値Ｐから傾きＳ−１で延びるようさらに構成されている。構成９６の電場を用いた実施形態を示す曲線例１００−２では、図によると、場の強度勾配Ｇ（ＧＥと呼ぶ）は、（境界３６に近接し、これに対応するピーク経路９９の）ピーク値Ｐから傾きＳ−２で延びるようさらに構成されている。図からわかるように、傾きＳ−１は、急な傾き、すなわち、大きい傾きである。ある面では、急な傾きすなわち大きい傾きＳ−１およびＳ−２は、磁場ＦＭの磁場強度が、境界３６かつ軸３８から離れる距離が大きくなるにつれて、ピーク値Ｐから急激に減少することを示している。例えば、急激な減少は、傾きＳ−１については、かかる距離１ｍｍあたり約１０ｋガウス（ｋＧ）から、かかる距離１ｍｍあたり約２ｋＧまでの範囲であってよく、傾きＳ−２については、かかる距離１ｍｍあたり約１０ｋＧから、かかる距離１ｍｍあたり約１ｋＧまでの範囲であってよい。傾きＳ−１の好ましい実施形態において、急激な減少は、かかる距離１ｍｍあたり約１０ｋＧである。別の面では、図５は、同じ距離変化（例えば、経路９９から経路９８）について、傾きＳ−１についてのかかる距離１ｍｍあたりの場の強度の変化が、傾きＳ−２についての場の強度の変化よりも大きいことを示している。傾きＳ−１は、より急峻すなわち強い傾きの場の強度を示しており、曲線１００−１の勾配ＧＭは、曲線１００−２の勾配ＧＥに比べて急勾配すなわち大きい勾配となっている。

図６は、構造９６の磁場を用いた実施形態の一実施形態であり、軸３８から離れる向きに、境界３６から半径方向に延びる第１の（下側）場生成リング取り付け部１１０をさらに備えるよう構成された第１の（下側）電極６４を示す概略立面図である。磁場による実施形態では、場生成リング構造９６は、リング状永久磁石構造１１２を備えるよう構成される。構造１１２は、第１の（下側）電極６４の第１の（下側）場生成リング取り付け部１１０に取り付けられた第１の（下側）リング状永久磁石部１１４を備えるよう構成されてよい。構造１１２は、さらに、場生成リング取り付け部９４（第２の（上側）場生成リング取り付け部とも呼ぶ）に取り付けられた第２の（上側）リング状永久磁石部１１６を備えるよう構成されてよい。それぞれ取り付けられた第１および第２リング状永久磁石部１１２および１１４は、一例のグラフ１００−１（図５）に示した場の強度勾配ＧＭを有するよう構成された磁場として、場９７Ｍを確立するよう構成されてよい。下側場生成リング取り付け部１１０および下側リング状磁石部１１４と、上側取り付け部９４および上側リング状磁石部１１６は、軸３８から離れる向きに、境界３６から半径方向に延びていることがわかる。それぞれ取り付けられた第１および第２のリング状永久磁石部１１４および１１６は、取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６の間に真っ直ぐ延びるピーク経路９９を有する磁場９７Ｍを確立するよう構成されてよい。磁場９７Ｍは、それぞれ取り付けられた第１および第２永久磁石部１１４および１１６の間で軸方向に真っ直ぐ延びる磁力線９９Ｍを有する。それぞれのリング状部分１１４および１１６は、さらに、帰還経路９８の帰還線９８Ｍを有する磁場９７Ｍを確立する。経路９８および９９は、軸３８を中心とした環状の経路である。それぞれ取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６は、各経路９８または９９の磁場強度を有するよう構成された磁場９７Ｍを確立するようさらに構成され、磁場強度は、例えば、軸３８に対して一定の半径方向距離においてはウエハ軸３８の周囲で一様であり、図５の例示の曲線１００−１に示したように、経路における軸３８からの半径方向距離が境界３６から離れるにつれて変化する場の強度勾配ＧＭを有する。

リング状永久磁石構造１１２を備えるよう構成された場生成リング構造９６の一実施形態において、各磁石部１１４および１１６は、０．２５インチ×０．７５インチの断面寸法を有するよう構成されてよく、０．２５インチの寸法は半径方向の寸法であり、０．７５の寸法は軸方向の寸法である。また、各リング磁石部１１４および１１６は、１１ｋＧの磁場強度を提供するＮｄＦｅＢ磁石として構成されてよく、例えば、経路９９で１０ｋＧの磁場強度ピークを提供してよい。さらに、かかる各磁石部は、軸３８から境界３６までの約０．２５インチないし約２インチの内径と、基板３０の直径（例えば、２００ｍｍまたは３００ｍｍ）に従って変化する外形とを有するよう構成されてよい。さらに、磁石部１１６は、構造１１２のＮ極であってよく、磁石部１１４は、構造１１２のＳ極であってよい。所望の場の強度に応じて、例えば、他の寸法、材料、および、半径を選択してよいことを理解されたい。

再び図５を参照すると、図６に示した実施形態は、磁場９７Ｍの強度勾配ＧＭを表す曲線１００−１に示した特徴を有する磁場９７Ｍとして、場９７を提供してよい。リング１１４および１１６について上述した内径の例は、例えば、内径が境界３６と垂直方向に整列するように、境界３６に対して測定される。勾配ＧＭは、例示の経路９８および９９における軸３８からの（図５の左方向への）半径方向距離が大きくなるにつれて、それに反比例して小さくなる磁場強度を規定する。また、勾配ＧＭの変化は、境界３６に近接して位置する経路９９のピーク値Ｐからの変化である。場の強度の勾配ＧＭおよびピーク値Ｐは、境界３６を越えて軸３８に向かって半径方向に移動しないように、荷電粒子９０を反発させるよう構成される。反発された荷電粒子９０は、力ＦＳでエッジエンビロン４８に引きつけられ、スパッタリングなどによってエッジエンビロン４８から望ましくない材料５０を除去する効果を奏する。

場の強度勾配ＧＭは、以下に説明するように強い勾配ＧＭが荷電粒子９０に影響を及ぼしうるように、（境界３６に近接する経路９９の）ピーク値Ｐから延びる傾斜Ｓ−１を有するようさらに構成される。リング状磁石部１１４および１１６は、磁場ＦＭの強度が、（点１１８に対応する）境界から約２０ｍｍの例示的な半径方向距離に位置する帰還経路９８で非常に低く（例えば、１０Ｇ未満）なるように構成されるため、磁場ＦＭは、粒子９０が（図５のピーク経路９９のピーク値に対応する）境界３６から半径方向外側の約０ないし４ｍｍの上述の範囲内に入るまでは、荷電粒子９０に大きい影響を及ぼさず、経路９９のピーク値Ｐにおいて、磁場９７Ｍの影響が最も大きく、粒子９０は、境界３６を越えて軸３８に向かってさらに進まないように、力ＦＲによって急激に反発される。結果として、荷電粒子９０は、境界３６に向かって半径方向内向きに移動するにつれて、力ＦＳを印加して基板３０の方に粒子９０を引きつける磁場ＦＭの作用を大きく受けるようになりうる。このように、ますます多くの荷電粒子９０が、境界３６に到達する前に、エッジ除外領域４０を含むエッジエンビロン４８に衝突し、エッジエンビロン４８から望ましくない材料５０を除去する。その後、境界３６に到達する荷電粒子９０は、境界３６を越えて軸３８に向かってさらに進まないように急激に反発され、軸３８に向かってさらに進むことなく、エッジエンビロン４８にさらに衝突する。

図７は、図６と同様に、装置６０の一実施形態を示す概略図であり、第１および第２のリング取り付け部１１０および９４の一方または両方は、それぞれ対応する第１および第２の永久磁石部１１４および１１６を、軸３８と平行な方向（すなわち軸方向）で互いに相対移動できるように、調整可能に取り付けるよう構成されている。図７の軸方向に調整可能な磁場の実施形態において、場生成リング構造９６は、リング状永久磁石構造１１２（ここでは１１２Ａ）を備えるよう構成され、リング状永久磁石構造１１２Ａは、軸方向に移動するように場生成リング取り付け部１１０（ここでは１１０Ａ）に取り付けられた第１の（すなわち、下側）リング状永久磁石部１１４を備えるよう構成される。取り付け部１１０Ａは、第１のリング状永久磁石部１１４の軸方向の寸法よりも軸方向に長くなるよう構成される。取り付け部１１０Ａは、したがって、下側磁石部１１４を上側磁石部１１６と相対的に軸方向に調整できるように構成される。一実施形態では、場生成リング構造９６は、リング状永久磁石構造１１２Ａにおいて、第１のリング状永久磁石部１１４だけが場生成リング取り付け部１１０Ａ内で軸方向に移動するように取り付けられ、第２の（上側）リング状永久磁石部１１６が電極８６に固定されるように構成される。

図７に示した別の実施形態において、場生成リング構成９６は、下側および上側リング状永久磁石部１１４および１１６のそれぞれが、軸方向に移動するように取り付けられるよう構成される。したがって、図７によると、場生成リング取り付け部９４（ここでは９４Ａ）は、第２の（上側）リング状永久磁石部１１６の軸方向の寸法よりも軸方向に長くなるよう構成されている。取り付け部９４Ａは、したがって、上側磁石部１１６を下側磁石部１１４と相対的に軸方向に調整できるように構成される。取り付け部１１０Ａは、第１のリング状永久磁石部１１４の軸方向の寸法よりも軸方向に長くなるよう構成される。取り付け部１１０Ａは、したがって、下側磁石部１１４を上側磁石部１１６と相対的に軸方向に調整できるように構成される。

さらに別の実施形態では、場生成リング構造９６は、リング状永久磁石構造１１２Ａにおいて、第２の（上側）リング状永久磁石部１１６だけが場生成リング取り付け部９４Ａ内で軸方向に移動するように取り付けられ、第１の（下側）のリング状永久磁石部１１４が取り付け部１１０に固定されるように構成される。

図７を参照して説明した様々な実施形態において、それぞれ取り付けられた第１および第２のリング状永久磁石部１１４および１１６の軸方向の調整は、調整装置１２０を用いて行われてよい。装置１２０の一例として、下側電極６４のネジ穴１２４に受け入れられるよう構成されたネジ１２２が図示されている。装置１２０の別の例として、上側電極８６のネジ穴１２８に受け入れられるよう構成されたネジ１２６が図示されている。適切な例としてのネジ１２２または１２６もしくは別の構成の装置１２０の調整は、コントローラ１３０によってなされてよい。コントローラ１３０は、磁場９７Ｍ（図６）の構成を変形して、軸方向調整可能強度磁場９７ＭＡ−ＡＤＪとして磁場を規定する効果を奏しうる。

一実施形態において、コントローラ１３０は、エッジエンビロン４８から望ましくない材料５０を除去する動作のためのレシピに従って作動されるコンピュータ制御のモータ１３２であってよい。磁場９７ＭＡ−ＡＤＪは、場の強度勾配Ｇ（ここではＧＭＡＤＪ）が、図８に示すグラフの例１００−３、１００−４および１００−５にようになるよう構成されてよい。図７の実施形態において、下側リング状磁石部１１４は、上側リング状磁石部１１６と共に、境界３６および軸３８から半径方向に離れる向きに拡がるように（場の強度勾配ＧＭＡＤＪを有する）磁場９７ＭＡ−ＡＤＪを構成することがわかる。また、調整が済むと、第１および第２の部分１１４および１１６は、図６を参照して説明したのと同様に、取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６の間に延びる磁場９７ＭＡ−ＡＤＪを確立するよう構成される。図の簡単のために、図７には示していないが、図７の磁場９７ＭＡ−ＡＤＪは、帰還経路９８および帰還線９８ＭＡと、磁力線９９ＭＡを含み、第１および第２の調整可能永久磁石部１１４および１１６の間で軸方向に真っ直ぐ延びるピーク経路９９とを備える。図７の実施形態において、リング状部分１１４および１１６は、帰還経路９８の帰還線９８ＭＡとピーク経路９９の磁力線９９ＭＡとを含む磁場９７ＭＡ−ＡＤＪを確立する。磁場９７ＭＡ−ＡＤＪおよび経路９８Ｍ、９９Ｍも、軸３８を中心とした環状になっている。また、確立された磁場９７ＭＡ−ＡＤＪは、一定の半径方向距離においてはウエハ軸３８の周囲で一様であると共に、図８の曲線１００−３ないし１００−５によって示されるように、例示的な経路９８Ｍおよび９９Ｍにおける軸３８からの半径方向距離に関して、境界３６から離れるにつれて変化する強度勾配ＧＭＡＤＪを有する磁場強度を備えるよう構成される。

図８を参照すると、一般に、曲線１００−３ないし１００−５は、磁場９７ＭＡ−ＡＤＪの（経路９９の）ピーク値ＰＡＤＪを調整すなわち制御できることを示している。図に示すように、例えば、調整は、曲線１００−４（破線）のピーク値Ｐ４が曲線１００−３（実線）のピークＰ３よりも大きくなり、曲線１００−５（点線）のピーク値Ｐ５がピーク値Ｐ３およびＰ４よりも小さくなるように行われてよい。例えば、コントローラ１３０およびモータ１３２を用いて、例えばネジ１１２または１２６の回転を制御し、部分１１４および／または１１６の一方または両方を移動させて互いを近づけることによって、異なるピーク値ＰＡＤＪを得ることができる。この相対移動により、ピーク経路ス９９の場の強度勾配ＧＭＡＤＪのピーク値が調整され、例えば、部分１１４および１１６が近づくにつれて、ピーク値ＰＡＤＪは、Ｐ５から、Ｐ３、Ｐ４へと変化しうる。例えば、ネジを逆回転させて、部分１１４および／または１１６の一方または両方を移動させて互いを離すことによって、上記と逆の結果を得ることができる。

上述のように、磁場ＦＭの強度は、（図８において、曲線１００−３ないし１００−５の低強度点１１８で示すように）、例示的な経路９８における境界３６から約２０ｍｍの例示的な半径方向距離では非常に小さい（例えば、１０Ｇ未満）。また、上述のように、磁場ＦＭは、粒子９０が、ピーク経路９９の（ピーク値Ｐ３ないしＰ５に対応する）境界３６から半径方向外側の約０ないし約４ｍｍの上述の範囲内に入るまでは、荷電粒子９０に大きい影響を及ぼさない。磁場ＦＭの作用の大きさは、ピーク値Ｐが大きくなるにつれて大きくなるため、（経路９９のピーク値Ｐ３およびＰ５を提供する場合と比べて）、部分１１４および１１６を軸方向で互いに最も近づくように配置して経路９９のピーク値Ｐ４を提供する構成の時に最大になる。したがって、パス９９のピーク値Ｐ４を提供するかかる構成は、（ピーク値Ｐ３またはＰ５に比べて）図に示したように粒子９０に対して最大の作用を有し、その結果、ピーク値Ｐ４によると、粒子は、（ピーク値Ｐ３またはＰ５に比べて）最も強い反発力ＦＲを受けて、境界３６を越えて軸３８に向かってさらに進まないように最も急激に反発され、境界３６ひいては経路９９に向かって半径方向内向きに移動するにつれて、（ピーク値Ｐ３またはＰ５に比べて）最も基板３０に引き寄せられる。このように、荷電粒子９０が境界３６をほとんど越えないため、（ピーク値Ｐ３またはＰ５に比べて）中央領域３２を最大限に保護してデバイス３１の損傷を最小限に抑える。

図７にも関連する装置６０の一実施形態において、ピーク磁場強度の値を調整可能とするように、軸方向に部分１１４および１１６を配置した構成は、例えば、保護すべき様々な基板３０の構成において、それぞれの境界３６が、それぞれの基板の軸３８に対して異なる半径方向位置に配置されている場合に、中央領域３２を保護するために用いられてよい。この例では、境界３６は、ウエハエッジ除外領域４０に対して、それぞれ異なる半径方向の範囲を有する中央領域３２を規定し、中央領域３２は、荷電粒子９０から保護される。上述のように、第１および第２のリング取り付け部１１０および９４の構成によると、それぞれの第１および第２の永久磁石部１１４および１１６を互いに対して相対移動させ、軸３８に対する境界３６の半径方向位置に応じて、磁場ＦＭの磁場強度のピーク値Ｐを制御することができる。図８を参照して上述したように、例えば、同じピーク経路９９について、調整可能な取り付けおよび移動の構成により、境界３６が軸３８に近い例示的な第１の半径方向位置を有する場合に、より低いピーク値（例えばＰ５）を提供してよく、境界３６が第１の半径方向位置よりも軸３８から遠くに離れた例示的な第２の半径方向位置を有する場合に、より高いピーク磁場強度のピーク値（例えばＰ４）を提供してよい。より低いピーク値Ｐ５によると、荷電粒子９０にかかる力ＦＲ（図４Ｂ）が小さくなり、磁場のより低いピーク値Ｐ５が荷電粒子９０に作用するまでの時間が長くなることがわかる。この場合、粒子９０が軸３８に向かって半径方向内向きに移動しうる距離が長くなる。この場合の境界３６は、軸３８により近いため、このように移動が長距離に及んでも許容できる。より高いピーク値Ｐ４によると、荷電粒子９０にかかる力ＦＲが大きくなり、磁場のピーク値Ｐ４が荷電粒子９０に作用するまでの時間が短くなることがわかる。したがって、粒子９０が半径方向内向きに移動する距離は短くなり（すなわち、軸３８に向かう移動が短くなり）、この短い運動は、この場合の境界３６は、軸３８からより遠くに離れているため、粒子の移動距離が短いことが望ましい。

上述のように、それぞれの第１および第２のリング取り付け部１１０および９４の構成によると、それぞれの第１および第２の永久磁石部１１４および１１６を軸方向に互いに対して相対的に移動させることができる。コントローラ１３０の制御下で移動を行うことで、軸３８に対する境界３６の半径方向位置に応じて、経路９９における磁場ＦＭの磁場強度のピーク値Ｐを制御する。軸３８に対する境界３６の半径方向位置に応じたピーク値Ｐの例として、ピーク経路９９について、調整可能な取り付けおよび移動の構成は、境界３６が軸に近い例示的な第１の半径方向位置（例えば、図８の３６−１）を有する場合に、より低いピーク値（例えば、図８のＰ５）を提供し、境界３６が第１の半径方向位置３６−１よりも軸３８から遠くに離れた第２の半径方向位置（例えば、図８の３６−２または３６−３）を有する場合に、より高いピーク磁場強度のピーク値（例えば、Ｐ４）を提供する。したがって、「軸３８に対する境界３６の半径方向位置に応じた」磁場Ｆの磁場強度とは、（取り付け部９４または１１０の半径方向位置によって決まる）中心軸３８に対する磁石の所定の半径について、部分１１４および１１６の選択された相対垂直間隔で得られる磁場ＦＭの効果を表すものである。この効果とは、異なる半径方向位置（例えば、３６−１、３６−２、および、３６−３）にそれぞれの境界３６を有する例示的な異なる基板構成に応じて場の強度を構成することであり、それによると、荷電粒子９０が、ピーク値Ｐで最大となる力ＦＲによって反発される前にエッジ除外領域４０を横切って半径方向内向きに移動しうる距離が変化する。

図９に示す一実施形態において、装置６０は、場の強度が、さらに、他の基板構成に応じて制御されるよう構成されてよい。例えば、別の基板構成は以下の通りであってよい。（基板３０の上面３４上で保護されない）エッジ除外領域４０の半径方向の範囲は、或る値、すなわち、エッジ４４から軸３８に向かう半径方向の距離Ｄ１を有してよい。また、（保護されない）下面４６の半径方向の範囲が考慮されてよく、これは、別の値、すなわち、エッジ４４から周囲境界９２までの半径方向の距離Ｄ２を有してよい。距離Ｄ２は、通例、距離Ｄ１よりも長い。これらの例示的な距離Ｄ１およびＤ２について、ピーク値Ｐで最大となる力ＦＲ（図４Ｂ）によって反発される前に、荷電粒子９０は、軸３８に向かって半径方向内向きに下面４６を横切って周囲境界９２まで、距離Ｄ１よりも長い距離Ｄ２を移動することを許容されることが好ましい。上面３４においては、粒子９０が、エッジ除外領域４０を横切って境界３６まで半径方向に、距離Ｄ１だけ移動することが望ましい。

図９は、上面３４および下面４６のそれぞれを横切る荷電粒子９０の望ましい半径方向移動量に応じて、永久磁石部１１４および１１６の間の磁場ＦＭのピーク経路９９の位置を制御するよう構成された、第１および第２の永久磁石部１１４および１１６それぞれの構成を示している。以下では、荷電粒子９０の望ましい半径方向移動量に応じた磁場ＦＭの経路９９について説明する。選択された軸方向の位置に磁石部１１４および１１６を配置し、一方の磁石部、例えば、ここでは図に示すように下側磁石部１１４が、磁石部１１４に固定された磁束板１５０を備えるよう構成する。磁束板は、部分１１４から半径方向に延びた軸方向に薄い環状部材であってよい。磁束板１５０は、例えば、図６に示した経路からピーク経路９９を逸らすように、金属またはその他の適切な材料から形成される。図９に示すように、逸れたピーク経路９９および経路９９の磁力線９９ＭＡは、まず、上側磁石部１１６から軸方向に延びて、境界３６に隣接するウエハ３０のエッジ除外領域４０に入る。ピーク経路９９の磁力線９９ＭＡがエッジ除外領域４０に入ると、経路９９および磁力線９９ＭＡは、軸方向から方向が変更され、ウエハ３０を通って半径方向および軸方向に、軸３８に向かって斜めに、磁石部１１４および１１６の間のスペース１５４を横切って延びる方向変更経路１５２に入る。方向変更経路１５２は、周囲境界９２を軸方向に越えて（周囲境界９２の半径方向外側を）通って、下側部分１１４に取り付けられた磁束板１５０に至る。したがって、磁束板１５０は、磁場ＦＭを、（図６および８に示した）直線的な軸方向の経路９９から、上述の方向変更経路１５２に向けなおすよう構成される。周囲境界９２は、半径方向において境界３６よりも軸３８に近いため、方向変更経路１５２は、基板３０の下方では基板の上方よりも軸３８に近くなる。したがって、磁束板１５０は、基板の下方で、境界３６に関して半径方向にピーク磁場強度ＦＭを位置決めする効果を奏する。磁束板１５０は、さらに、経路１５２の半径方向の方向変更（逸れ）の量を選択して、（経路１５２における）半径方向に逸れた磁場ＦＭのピーク値Ｐを、軸３８に対して選択可能な半径方向位置に位置決めするために、半径方向の長さを有するよう構成される。一例として、半径方向の長さをＲＬとする。したがって、磁束板１５０は、例示的な異なる基板構成に応じて、軸３８に対する異なる半径方向位置で粒子９０を表面３４および４６に衝突させる必要があるため、それに応じて磁場強度のピーク経路９９を位置決めするよう構成される。その磁束板の構成によると、荷電粒子９０は、異なる半径方向距離だけ軸３８に向かって半径方向内向きに移動を許容されてよい。したがって、ピーク値Ｐで最大となる力ＦＲによって反発される前に、粒子９０Ｔが上面３４を横切って移動する半径方向距離は、下面４６を横切って粒子９０Ｂが移動する距離と異なりうる。

上述のように、磁束板１５０の構成によって、装置６０は、それぞれの基板の軸３８に対する異なる半径方向位置に境界３６および周囲境界９２を有するよう構成された異なる基板３０を保護するよう構成される。境界３６の異なる半径方向位置は、例えば、上述の距離Ｄ１によって示され、周囲境界９２の異なる半径方向位置は、例えば、上述の距離Ｄ２で示される。このように、磁束板１５０は、軸方向に延びる磁場ＭＦのピーク経路９９を半径方向に逸らすよう構成されることで、半径方向の逸れ量によって、異なる基板の内の１基板が有する境界３６の軸３８に対する半径方向位置に応じて、かつ、ウエハ３０の下面４６上の周囲境界９２の半径方向位置に応じて、半径方向に逸れた磁場ＭＦのピーク値Ｐを位置決めする。

上述のように、図３は、場生成リング取り付け部９４を備えるよう構成された上側電極８６、および、帰還経路９８およびピーク経路９９を有する場９７を確立するよう構成された場生成リング構造９６を示している。図１０は、図３の装置６０の別の実施形態を示しており、この実施形態において、場生成リング取り付け部９４および場生成リング構造９６は、処理チャンバ６２内で荷電粒子９０から基板３０の中央領域３２を保護するよう構成されてよい。第１の（下側）電極６４は、上述のように基板３０を載置するよう構成されており、境界３６は、軸３８に対する複数の半径方向距離のいずれかに構成可能であってよい。第１の電極６４は、エッジ除外領域４０の半径方向外側（軸３８から離れる側）において環状に延びると共にウエハ支持体６４から電気的に絶縁された第１の接地リング１８０を備えるよう構成される。軸３８に対する異なる複数の半径方向距離に境界３６を配置することで、異なる構成のエッジ除外領域４０を規定してよい。第２の（上側）電極８６は、境界３６に整列された環状取り付け部９４を備えるよう構成される。第２の電極８６は、さらに、エッジ除外領域４０の半径方向外側に環状に延びると共に中央区域３２および第１の環状取り付け部９４から電気的に絶縁された第２の接地リング１８２を備えるよう構成される。第１の環状取り付け部９４も同様に、中央区域３２から電気的に絶縁されている。場生成リング構造９６は、処理チャンバ６２内で電場ＦＥを確立するために第１の環状取り付け部９４に固定されたＤＣバイアスリング１８６を備えるよう構成されてよい。ＤＣバイアスリング１８６は、境界３６を越えないように荷電粒子９０を反発させると共にエッジ除外領域４０のエッチングを促進するために、電場ＦＥが、円形の境界３２から離れてエッジ除外領域（ブラケット４０）を横切って延び、第１および第２の接地リング１８０および１８２の各々に至るように構成される。場生成リング構造９６は、ＤＣバイアスリング１８６にＤＣ電圧を印加するために、ＤＣ制御回路１９０をさらに備えるよう構成されてよい。回路１９０は、ＤＣバイアスリングが正のＤＣ電圧を印加して電場ＦＥを確立するよう構成される。正のＤＣ電圧は、電場ＦＥを確立し、境界３６を越えないように正荷電粒子９０を反発させ、反発された正荷電粒子９０によってエッジ除外領域４８のエッチングを促進する。ウエハ３０とリング１８６との間の距離１９２の特定の値について、正のＤＣ電圧の値は、軸３８に対する境界３６の半径方向距離の値に正比例してよい。例えば、正のＤＣバイアス電圧は、距離１９２が約１ミルである場合に、約１ボルトないし約２００ボルトの範囲であってよい。

一実施形態において、ＤＣ制御回路１９０は、異なる強度の電場ＦＥを確立するために、異なるＤＣ電圧をＤＣバイアスリング１８６に印加するよう構成される。第１の強度は、複数の半径方向距離の内の第１の半径方向距離に対応する第１の値を有してよく、第２の強度は、第２の半径方向距離に対応する第２の値を有してよい。第２の半径方向距離は、第１の半径方向距離よりも軸３８から離れており、第２の値は第１の値よりも大きい。

別の実施形態において、第１の環状取り付け部９４は、環状のエッジ除外領域４０に対向して円軌道状に延びている。また、ＤＣバイアスリング１８６は、電場ＦＥが、エッジ除外領域の周囲全体において円形の境界３６から半径方向外向きに拡がるよう構成されており、その結果、境界の周囲全体において、境界３６を越えようとする荷電粒子９０の移動が反発によって妨げられ、反発された粒子９０のエッジ除外領域４０への衝突が、エッジ除外領域４０全体で促進される。電場ＦＥは、図５に曲線１００−２で示したような電場であってよい。

図１１は、中央領域を規定する円形の境界を囲むエッジ除外領域のエッチング中に、荷電粒子からウエハの中央領域を保護する方法の動作を示すフローチャート２００である。中央領域は、基板３０の領域３２であってよく、荷電粒子は、中央領域３２を規定する円形の境界３６を囲むエッジ除外領域４０のエッチング中に生じる粒子９０であってよい。この方法は、開始後に、保護されるべき中央デバイス領域を規定する境界の半径方向外側に延びるエッジ除外領域を有するウエハをエッチングチャンバ内に載置する動作２０２に進んでよい。載置動作は、例えば、図６、７、９のいずれかに示したようになされてよい。このように、ウエハ３０は、エッチングチャンバ６２内に載置され、エッジ除外領域４０は、軸３６に直交して、境界３６の半径方向外側に延びる。方法は、永久磁石の反対極の間に一定磁場を確立する動作２０４に進んでよい。この確立動作は、境界に近接する磁場強度のピーク値を提供するように磁場を構成する。確立された磁場の磁場強度は、境界および軸からの距離が大きくなるにつれて、ピーク値から急激に減少する。磁場のピーク値と、磁場強度の急激な減少とによって、荷電粒子が境界を越えて中央領域に移動しないように反発させると共に、反発された粒子のエッジ除外領域への衝突を促進する。永久磁石の反対極の間に一定磁場を確立する動作は、例えば、図５のグラフ１００−１の例示的なピーク値Ｐを有する磁場ＦＭに関連する。例えば、図５および６を参照して上述したように、この確立動作は、境界３６に近接する磁場強度のピーク値Ｐを提供する。磁場ＦＭの磁場強度は、図５によると、境界３６および軸３８からの距離が大きくなるにつれて、ピーク値Ｐから急激に減少する。上述のように、磁場ＦＭがピーク値Ｐから急激に減少する磁場強度を有することにより、荷電粒子９０が境界３６を越えて中央領域３２に移動（図４Ｂの矢印２０６）しないように反発させると共に、反発された粒子９０のエッジ除外領域４０への衝突を促進する。次いで、方法は終了する。

図１２のフローチャート２１０に示した一実施形態において、方法は、磁場のピーク磁場強度の値を制御してよく、その際、磁場は、エッジ除外領域においてウエハを通過して延び、値の制御は、ウエハの中心軸に対する境界の半径方向位置に応じて行われる。値の制御は、磁場ＦＭの強度のピーク値Ｐ（図５）の制御であってよい。磁場ＦＭは、例えば、図６に示したように、ウエハ３０を通って軸方向に延びてよい。ピーク値Ｐは、境界３６の半径方向位置に応じて制御されてよい。上述のように、境界の位置とは、ウエハ３０の中心軸３８に対する半径方向の位置であり、半径方向の位置は、軸３８から半径方向外向きにエッジ４４に向かって測定されてよい。図１２は、さらなる態様においてピーク値Ｐを制御するための動作２０４を示すフローチャート２１０である。方法は、動作２０２から動作２０４に進む。動作２０４は、まず、２つの反対極の永久磁石部の各々が環形状を有し、ウエハの各側にそれぞれ配置されるよう構成するさらなる動作２１２によって実行される。その構成動作は、例えば、リング状の永久磁石部１１６のＮ極、および、リング状の永久磁石部１１４のＳ極を構成する動作であってよい。図１および６を参照して上述したように、各部分１１４および１１６は、環状（すなわち、リング状）の形状を有するよう構成される。例えば、図６および７によると、ウエハ３０の一方の側（下側）に部分１１４が、ウエハ３０の他方の側（上側）に部分１１６が設けられている。

方法は、各ウエハの境界の半径方向位置に応じて、ウエハ軸に平行に延びる距離だけ互いに離間されるように反対極の永久磁石を位置決めするさらなる動作２１４に進む。図８の説明を参照すると、各ウエハの境界の半径方向位置に応じて磁石を位置決めする動作を理解できる。磁場ＦＭの同じピーク経路９９について、磁石部１１４および１１６の調整可能な取り付けおよび軸方向の相対移動により、境界３６が軸３８に近い例示的な第１の半径方向位置を有する場合に、より低いピーク値（例えばＰ５）を提供してよく、境界３６が第１の半径方向位置よりも軸３８から遠くに離れた例示的な第２の半径方向位置を有する場合に、より高い値のピーク磁場強度（例えばＰ４）を提供してよい。図５を参照すると、部分１１４および１１６の様々な軸方向位置について、磁場強度は、境界３６に近接するピーク値Ｐから急激に減少することがわかる。また、例えば、図７を参照すると、位置決め動作は、互いに離間された反対極の永久磁石部１１４および１１６の位置決めであってよく、離間は、ウエハ軸３８に平行な垂直方向（すなわち軸方向）の距離だけなされる。次いで、方法は終了する。

図１３は、方法の一実施形態を示すフローチャート２３０である。その方法は、ウエハの上面および下面を横切って荷電粒子が半径方向に移動する所望の移動量に応じて、磁石部の間に確立される磁場のピーク経路の位置を制御しうる。位置の制御は、ウエハ３０の上面３４および下面４６それぞれを横切って荷電粒子９０が半径方向に移動する所望の移動量に応じて、磁石部１１４および１１６の間の磁場ＦＭのピーク経路９９の位置に対して行われてよい。したがって、制御された位置において、ピーク経路９９の磁場ＦＭは、処理チャンバ６２内で、ウエハ３０の上面３４および下面４５における異なる領域を荷電粒子９０から保護しうる。

図１３によると、方法は、開始後に、境界がエッジ除外領域の距離だけウエハのエッジから離間されるよう構成されると共に、ウエハの中心軸に向かって境界よりもエッジから遠くに離れた位置に周囲境界を有する下面を備えるよう構成されたウエハを載置する動作２３２に進んでよい。ウエハは、境界３６が、エッジ除外領域４０およびベベル４２に関する半径方向の距離（例えば、Ｄ１）だけ、ウエハのエッジ４４から離間されるよう構成されたウエハ３０（図１）であってよい。ウエハ３０は、境界３６よりもエッジ４４から遠くに離れた位置に（すなわち、境界よりもウエハ３０の中心軸３８に近い位置に）周囲境界９２（図９）を有する下面４６を備えるよう構成されてよい。したがって、図９に示すように、ベベル４２と周囲境界９２との間の下面領域は、境界３６とエッジ４４近傍のベベル４２との間のエッジ除外領域４０よりも広くてよく、かかる領域の両方が保護される。方法は、磁場のピーク値のピーク経路が境界に近接して位置するように、境界に近接する線に沿って反対極の永久磁石を整列させることによって磁場を確立する動作２３４に進んでよい。磁場強度は、境界かつ軸からの距離が大きくなるにつれて、ピーク値から急激に減少しうる。永久磁石の反対極の間に磁場を確立する動作２３４は、例えば、図５のグラフ１００−１の例示的なピーク値Ｐを有する磁場ＦＭと関連してよい。例えば、図５および６を参照して上述したように、確立動作は、境界３６に近接して位置するピーク経路９９の磁場強度のピーク値Ｐを提供する。磁場ＦＭの磁場強度は、図５によると、境界３６かつ軸３８からの距離が大きくなるにつれて、ピーク値Ｐから急激に減少する。ピーク磁場ＦＭの経路９９は、例えば、図９に示したように上側磁石部１１６と垂直に整列した軸方向に延びる経路として生じてよい。

方法は、経路が、境界に近接する位置から、半径方向かつ軸方向に軸に向かって、基板の下面の下を周囲境界まで延びるように、磁場のピーク値の経路の一部を方向変更する動作２３６に進んでよい。磁場強度は、経路からの距離、すなわち周囲境界と境界との間に延びる経路からの距離が大きくなるにつれて、ピーク値から急激に減少しうる。方向変更動作は、磁場ＦＭのピーク値Ｐの経路９９の一部１５２の方向変更であってよい。方向変更動作は、図９に示したように、ピーク経路９９が、まず、上側磁石部１１６から軸方向に延びて、境界３６に隣接するウエハ３０のエッジ除外領域４０に入るようになされてよい。経路９９および磁力線は、軸方向から方向変更され、ウエハ３０を通って半径方向および軸方向に、軸３８に向かって斜めに、スペース１５４を横切り、周囲境界９２を越えて磁束板１５０まで延びる方向変更経路１５２に入る。

上述のように、磁束板１５０の構成によって、装置６０は、それぞれの基板の軸３８に対する異なる半径方向位置に境界３６および周囲境界９２を有するよう構成された異なる基板３０を保護するよう構成される。境界３６の異なる半径方向位置は、例えば、上述の距離Ｄ１によって示され、周囲境界９２の異なる半径方向位置は、例えば、上述の距離Ｄ２で示される。このように、磁束板１５０は、軸方向に延びる磁場ＭＦのピーク経路９９を半径方向に逸らすよう構成されることで、半径方向の逸れ量によって、異なる基板の内の１基板が有する境界３６の軸３８に対する半径方向位置に応じて、かつ、ウエハ３０の下面４６上の周囲境界９２の半径方向位置に応じて、半径方向に逸れた磁場ＭＦのピーク値Ｐを位置決めする。

上記の説明から、本発明の様々な実施形態は、エッジエンビロン４８から望ましくない材料５０を除去する間に中央領域が損傷されない、すなわち、エッジエンビロン４８からのみ除去が行われるように、中央領域３２を保護する。また、構造９６の一実施形態（例えば、磁石部１１４および１１６）を選択すると、それらの部分は、磁場９７Ｍについて曲線１００−１で示したように、典型的な場９７の特徴を提供する。磁場９７Ｍは、ピーク値Ｐを有するピーク経路９９を備えるよう構成された磁場強度勾配ＧＭを有し、経路９９は境界３６に近接して延びる。構造９６の別の実施形態（例えば、ＤＣバイアスリング１８６）を選択すると、そのリングは、電場９７Ｅについて曲線１００−２で示したように、別の典型的な場９７の特徴を提供する。電場９７Ｅは、ピーク値Ｐを有するピーク経路９９を備えるよう構成された電場強度勾配ＧＥを有し、経路９９は境界３６に近接して延びる。

構造９６の磁場の実施形態を表す例示的な曲線１００−１は、図によると、（境界３６に近接するピーク経路９９の）ピーク値Ｐから延びる傾きＳ−１を備えるようさらに構成された磁場強度勾配ＧＭを有する。傾きＳ−１は、図によると、上述したように急な傾きすなわち大きい傾きであり、同じ距離変化（例えば、経路９９から経路９８）について、傾きＳ−１の場の強度の変化は、傾きＳ−２の場の強度の変化よりも大きい。

図６の実施形態および図１１の方法の実施形態において、取り付けられた第１および第２のリング状永久磁石部１１４および１１６は、取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６の間に真っ直ぐに延びるピーク経路９９を有する磁場９７Ｍを確立するよう構成される。磁力線９９ＭＡは、取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６の間で真っ直ぐ軸方向に（軸３８と平行に）延びる。リング状部分１１４および１１６は、さらに、ウエハ軸３８の周囲で一様であり、かつ、図５の曲線１００−１で示したように、経路における軸３８からの半径方向距離が境界３６から離れるにつれて変化する磁場強度勾配ＧＭを有する磁場９７Ｍを確立する。

図７および８は、磁場強度勾配ＧＡＤＪが例示的なグラフ１００−３、１００−４、および、１００−５（図８）で示したようになるよう磁場９７ＭＡ−ＡＤＪを構成できることを示しており、上側リング状磁石部１１６に対する下側リング状磁石部１１４の相対的な軸方向位置を決めることによって可変のピーク磁場強度を制御することを示している。（場の強度勾配ＧＡＤＪを有する）場９７Ａ−ＡＤＪは、さらに、境界３６から半径方向に軸３８から離れる向きに延びるよう構成され、磁場９７ＭＡ−ＡＤＪは、取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６の間に延びる。磁場９７ＭＡ−ＡＤＪは、取り付けられた第１および第２の永久磁石部１１４および１１６の間で真っ直ぐ軸方向に（軸３８に平行に）延びる磁力線９９ＭＡを有するピーク経路９９を備える。磁場９７ＭＡ−ＡＤＪおよび経路９８および９９は、さらに、ウエハ軸３８の周囲で一様であり、図８の曲線１００−３ないし１００−５で示したように、例示的な経路９８および９９における軸３８からの半径方向距離が境界３６から離れるにつれて変化する磁場強度勾配ＧＭＡＤＪを有する。

任意のピーク経路９９について、ピーク磁場強度の値の制御が可能である。この軸方向の位置決めを行う方法の一態様において、動作２１４（図１２）は、ウエハ軸３８と平行な方向に延びる距離だけ互いに離間されるよう反対極の永久磁石１１４および１１６を位置決めする。位置決め動作は、それぞれのウエハ３０の境界３６の半径方向位置に応じて行われる。したがって、磁場ＦＭのピーク経路９９の同じ半径位置について、磁石部１１４および１１６の調整可能な取り付けおよび軸方向の相対移動により、境界３６が軸３８に最も近い例示的な第１の半径方向位置を有する場合に、より低いピーク値（例えばＰ５）を提供してよく、境界３６が軸３８から遠くに離れた（すなわち、第１および第２の半径方向距離よりも離れた）例示的な第３の半径方向位置を有する場合に、例示的な最も高い値のピーク磁場強度（例えばＰ４）を提供してよい。

本明細書では、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明したが、本発明の趣旨や範囲を逸脱することなく、様々な他の具体的な形態で本発明を実施できることは、当業者にとって明らかである。したがって、上述した例および実施形態は、例示に過ぎず、限定の意図はないため、本発明は、本明細書に記載した詳細事項には限定されず、添付した特許請求の範囲内で変型および実施することができる。

Claims (37)

1. 処理チャンバ内において、境界によって規定される、デバイスが形成される中央デバイス領域と前記中央デバイス領域を囲むエッジ除外領域とを有するウエハの前記中央デバイス領域を荷電粒子から保護するための装置であって、
   前記処理チャンバ内で前記ウエハを保持する載置面を備え、前記載置面において第１の半径を有し、段下がり面において第２の半径を有する第１の電極であって、前記第２の半径は前記第１の半径よりも大きく、前記段下がり面は前記載置面から離間されており、前記段下がり面を含む全体が導電体から形成されている第１の電極と、
   前記第１の電極の上方に配置され、前記第１の電極の前記第２の半径よりも大きな第２の電極半径を有する第２の電極であって、前記第２の電極半径と前記第１の電極の前記第２の半径との間における前記境界と前記ウエハの端部との間の前記境界に近接する位置に配置される場生成リング取り付け部を備える第２の電極と、
   前記第２の電極の前記場生成リング取り付け部内に配置される場生成リング構造であって、前記荷電粒子に力を作用させて、前記第１の電極の前記載置面に近づく方向に移動しないように前記荷電粒子を反発させることができる場を生成する磁極性を有する場生成リング構造と、
   を備え、
   前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記場生成リング構造とが、前記処理チャンバ内に位置する、装置。
2. 境界によって規定される、デバイスが形成される中央デバイス領域と前記中央デバイス領域を囲むエッジ除外領域とを有するウエハをエッチングするための装置であって、
   チャンバ・ハウジングを備え、
   前記チャンバ・ハウジングが、
   （ａ）前記ウエハを保持する載置面を備え、前記載置面において第１の半径を有し、段下がり面において第２の半径を有する下部電極であって、前記第２の半径は前記第１の半径よりも大きく、前記段下がり面は前記載置面から離間されており、前記段下がり面を含む全体が導電体から形成される下部電極と、
   （ｂ）前記下部電極の上方に配置されて、前記下部電極の前記第２の半径よりも大きな上部電極半径を有する上部電極であって、前記上部電極半径と前記下部電極の前記第２の半径との間における前記境界と前記ウエハの端部との間の前記境界に近接する位置に配置される場生成リング取り付け部を備える上部電極と、
   （ｃ）前記上部電極の前記場生成リング取り付け部に配置される磁場リングであって、前記下部電極の前記第２の半径の端部と反対側に場を生成するように構成される磁極性を有する磁場リングと、
   を備え、
   前記下部電極の前記載置面と前記上部電極の上部電極面との間の間隔を第１の間隔とし、前記段下がり面と前記上部電極面との間の間隔を第２の間隔とした場合、前記第２の間隔が前記第１の間隔よりも大きく、
   前記下部電極と、前記上部電極と、前記磁場リングとが、前記チャンバ・ハウジング内に位置する、装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、
   前記磁場リングが永久磁石材料から形成される、装置。
4. 境界によって規定される、デバイスが形成される中央デバイス領域と前記中央デバイス領域を囲むエッジ除外領域とを有するウエハを処理するためのチャンバであって、
   （ａ）前記ウエハを保持する載置面を備え、前記載置面において第１の半径を有し、段下がり面において第２の半径を有する下部電極であって、前記第２の半径は前記第１の半径よりも大きく、前記段下がり面は前記載置面から離間されており、前記段下がり面を含む全体が導電体から形成される下部電極と、
   （ｂ）前記下部電極の上方に配置されて、前記下部電極の前記第２の半径よりも大きな上部電極半径を有する上部電極であって、前記上部電極半径と前記下部電極の前記第２の半径との間における前記境界と前記ウエハの端部との間の前記境界に近接する位置に配置される場生成リング取り付け部を備える上部電極と、
   （ｃ）前記上部電極の前記場生成リング取り付け部に配置されるリング状永久磁石であって、前記下部電極の前記第２の半径の外端部に対向するように配置されるリング状永久磁石と、
   を備え、
   前記下部電極と、前記上部電極と、前記リング状永久磁石とが内部に配置される、チャンバ。
5. 請求項４に記載のチャンバであって、
   前記下部電極の前記載置面と前記上部電極の上部電極面との間の間隔を第１の間隔とし、前記段下がり面と前記上部電極面との間の間隔を第２の間隔とした場合、前記第２の間隔が前記第１の間隔よりも大きい、チャンバ。
6. 境界によって規定される、デバイスが形成される中央デバイス領域と前記中央デバイス領域を囲むエッジ除外領域とを有する基板のべベルエッジを処理するチャンバであって、
   前記チャンバ内で基板を支持するように配置される下部電極であって、前記基板を支持する下部第１平面と前記下部電極の外端部近傍の下部第２平面とを備え、前記下部第２平面が前記下部第１平面に対して段下がり面である、下部電極と、
   前記下部電極の上方に配置され、上部第１平面と上部第２平面とを備える上部電極であって、前記上部第１平面が前記下部第１平面に対向し、前記上部第２平面が前記下部第２平面に対向し、前記上部第２平面が前記上部第１平面に対して段上がり面である、上部電極と、
   前記下部第２平面における前記境界と前記基板の端部との間の前記境界に近接する位置に配置される下部リング取り付け部であって、前記上部電極に近づく方向に、及び、前記上部電極から離れる方向に、下部永久磁石を移動させる第１の調節器を備える下部リング取り付け部と、
   前記上部第２平面における前記境界と前記基板の端部との間の前記境界に近接する位置に配置される上部リング取り付け部であって、前記下部電極に近づく方向に、及び、前記下部電極から離れる方向に、上部永久磁石を移動させる第２の調節器を備える上部リング取り付け部と、
   を備えるチャンバ。
7. 請求項６に記載のチャンバであって、
   前記第１調節器及び前記第２調節器が少なくとも１つの制御装置又はモータにより構成される、チャンバ。
8. 請求項６に記載のチャンバであって、
   前記上部永久磁石が前記下部永久磁石に対向するように配置される、チャンバ。
9. 請求項６に記載のチャンバであって、
   前記上部永久磁石及び前記下部永久磁石のいずれか１つがＳ極磁石であり、もう１つがＮ極磁石である、チャンバ。
10. 請求項６に記載のチャンバであって、
    前記上部第２平面と前記下部第２平面とが、互いに対向して配置され、前記基板が前記チャンバ内に存在する場合に、基板端部をプラズマエッチングするための領域を規定する、チャンバ。
11. 請求項６に記載のチャンバであって、さらに、
    前記上部第２平面の横に配置される上部接地電極と、
    前記下部第２平面の横に配置される下部接地電極と、
    を備えるチャンバ。
12. 請求項６に記載のチャンバであって、さらに、
    前記上部電極に接続される第１のＲＦ電源と、
    前記下部電極に接続される第２のＲＦ電源と、
    を備えるチャンバ。
13. 境界によって規定される、デバイスが形成される中央デバイス領域と前記中央デバイス領域を囲むエッジ除外領域とを有する基板のべベルエッジをエッチングするためのチャンバであって、
    電力供給時にプラズマエッチングを実施するために前記チャンバ内で基板を支持するように配置されている下部電極であって、前記基板を支持する第１平面と前記下部電極の外端部近傍の第２平面とを備え、前記第２平面が前記第１平面に対して段下がり面である、下部電極と、
    前記下部電極の上方に配置され、第１平面と第２平面とを備える上部電極であって、前記上部電極の前記第１平面が前記下部電極の前記第１平面に対向し、前記上部電極の前記第２平面が前記下部電極の前記第２平面に対向し、前記上部電極の前記第２平面が前記上部電極の前記第１平面に対して段上がり面である、上部電極と、
    前記下部電極の前記第２平面における前記境界と前記基板の端部との間の前記境界に近接する位置に配置される下部リング取り付け部であって、前記上部電極に近づく方向に、及び、前記上部電極から離れる方向に、第１の永久磁石を移動させる第１の調節器を備える下部リング取り付け部と、
    前記上部電極の前記第２平面における前記境界と前記基板の端部との間の前記境界に近接する位置に配置される上部リング取り付け部であって、前記下部電極に近づく方向に、及び、前記下部電極から離れる方向に、第２の永久磁石を移動させる第２の調節器を備える上部リング取り付け部と、
    を備え、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とは、互いに近づく方向に、又は、互いに離れる方向に移動する、
    チャンバ。
14. 請求項１３に記載のチャンバであって、
    前記上部電極の前記第１平面と前記下部電極の前記第１平面との間隔が、前記上部電極の前記第２平面と前記下部電極の前記第２平面との間隔よりも小さい、チャンバ。
15. 請求項１３に記載のチャンバであって、
    前記基板が前記チャンバ内に存在する場合に、基板端部をプラズマエッチングするための領域は、前記上部電極の前記第２平面と前記下部電極の前記第２平面との間に規定される、チャンバ。
16. 請求項１３に記載のチャンバであって、さらに、
    前記上部電極の前記第２平面の横に配置される上部接地電極と、
    前記下部電極の前記第２平面の横に配置される下部接地電極と、
    を備えるチャンバ。
17. 請求項１３に記載のチャンバであって、さらに、
    前記上部電極に接続される第１のＲＦ電源と、
    前記下部電極に接続される第２のＲＦ電源と、
    を備えるチャンバ。
18. 処理チャンバ内でウエハの中央ダイ領域を荷電粒子から保護するための装置であって、
    前記処理チャンバ内で前記ウエハを載置するよう構成された第１の電極であって、前記ウエハは、ウエハ軸を中心としたデバイス境界の内側の前記中央デバイス領域と、前記軸および前記境界の両方から離れる向きに半径方向に延びるウエハのエッジ除外領域とを有する、第１の電極と、
    前記境界に対して半径方向に前記軸から離れる向きに延びると共に前記境界に近接する場生成リング取り付け部を備えるよう構成された第２の電極と、
    前記中央デバイス領域に移動しないよう前記荷電粒子を反発させるために前記荷電粒子に力を作用させることができる場を確立するよう構成されていると共に、前記場生成リング取り付け部内に取り付けられ、前記場が前記境界に近接する位置にピーク値がある場の強度勾配を有するよう構成されている場生成リング構造であって、前記場の強度勾配は、前記軸かつ前記境界から離れて半径方向距離が増大するのに反比例して減少する場の強度を規定し、前記場の強度の前記勾配および前記ピーク値は、前記境界を越え前記軸に向かって半径方向に移動しないように前記荷電粒子を反発させる、場生成リング構造と
    を備える装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、
    前記第１の電極は、さらに、第２の場生成リング取り付け部を備えるよう構成され、
    前記場生成リング構造は、前記場生成リング取り付け部内に取り付けられた第１の永久磁石部と、前記第２の場生成リング取り付け部内に取り付けられた第２の永久磁石部とを備えるよう構成されたリング状永久磁石構造を備え、
    前記取り付けられた第１および第２の永久磁石部は、前記場を、前記構成された場の強度勾配を有する磁場として確立するよう構成される、装置。
20. 請求項１８に記載の装置はさらに、
    前記エッジ除外領域および前記場生成リング取り付け部の半径方向外側において環状に延びて、前記第２の電極から電気的に絶縁された第１の接地リングを備え、
    前記第１の電極は、さらに、前記エッジ除外領域の半径方向外側において環状に延びて、前記載置されたウエハから電気的に絶縁された第２の接地リングを備えるよう構成され、
    前記場生成リング構造は、さらに、前記場生成リング取り付け部内に取り付けられたＤＣバイアスリングを備えるよう構成され、前記接地リングおよび前記ＤＣバイアスリングは、協働して、前記構成された場の強度勾配を有する電場として前記場を確立する、装置。
21. 処理チャンバ内でウエハの中央ダイ領域を荷電粒子から保護するための装置であって、
    前記処理チャンバ内で前記ウエハを載置すると共に、第１のリング取り付け部を備えるよう構成された第１の電極であって、前記ウエハは、ウエハ軸を中心とした円形のウエハ境界の内側の前記中央ダイ領域と、前記軸に対して前記境界の半径方向外側に拡がるウエハのエッジ除外領域とを有する、第１の電極と、
    前記境界に対して半径方向に前記軸から遠ざかるよう延びる第２のリング取り付け部を備えるよう構成された第２の電極と、
    前記第１のリング取り付け部内に取り付けられた第１の永久磁石部と、前記第２のリング取り付け部内に取り付けられた第２の永久磁石部とを備えるよう構成されたリング状永久磁石構造と、
    を備え、
    前記取り付けられた第１および第２の永久磁石部は、前記軸を中心とした環状の経路において前記取り付けられた第１および第２の永久磁石部の間で軸方向に延びる磁場を確立するよう構成され、前記取り付けられた第１および第２の永久磁石部は、さらに、前記ウエハ軸の周囲で一様であり、前記軸からの半径方向距離が前記境界から離れるにつれて変化する場の強度勾配を有する磁場強度を備えるよう構成された前記磁場を確立するよう構成され、
    前記勾配の変化は、前記境界に近接した位置のピーク値から、前記軸からの半径方向距離が増大するのに反比例し、
    前記場の強度の前記勾配および前記ピーク値は、前記境界を越え前記軸に向かって半径方向に移動しないように前記荷電粒子を反発させるよう構成される、装置。
22. 請求項２１に記載の装置であって、前記第１および第２のリング取り付け部は、さらに、それぞれの前記第１および第２の永久磁石部を、前記軸と平行な方向に互いに相対移動するように調整可能に取り付けるよう構成される、装置。
23. 請求項２２に記載の装置であって、
    保護すべき異なるウエハが、それぞれ半径方向の異なる位置にそれぞれの境界を有するよう構成され、前記それぞれの境界は、前記荷電粒子から保護すべき対象として、前記ウエハエッジ除外領域に対して異なる半径方向の範囲の前記中央ダイ領域を規定し、
    前記構成の前記第１および第２リング取り付け部は、それぞれの前記第１および第２の永久磁石部を前記軸と平行な前記方向で互いに対して相対移動させて、前記ウエハの前記境界が有する前記軸に対する前記半径方向位置に応じて、前記磁場の前記磁場強度の前記ピーク値を制御することを可能にする、装置。
24. 請求項２３に記載の装置であって、前記調整可能な取り付けおよび移動は、前記境界が前記軸に近い第１の半径方向位置を有する場合に、より低いピーク値を提供し、前記境界が前記第１の半径方向位置よりも前記軸から遠い第２の半径方向位置を有する場合に、より高いピーク値の磁場強度を提供する、装置。
25. 請求項２１に記載の装置はさらに、
    前記軸方向に延びる磁場を、軸方向に真っ直ぐに延びる方向から半径方向に逸らし、取り付けられた前記第１および第２の永久磁石部の間で軸方向かつ半径方向に延ばすために、前記第１および第２の永久磁石部の間に取り付けられた磁束板を備える、装置。
26. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記磁束板は、前記半径方向に逸れた磁場の前記ピーク値を前記軸に対する選択可能な半径方向位置に位置決めするために、前記半径方向の逸れ量を選択するよう構成される、装置。
27. 請求項２５に記載の装置であって、
    前記装置は、異なるウエハを保護するために構成され、前記異なるウエハは、それぞれのウエハの軸に対する異なる半径方向位置に前記境界を有するよう構成される、装置。
28. 請求項２７に記載の装置であって、
    前記磁束板は、前記半径方向の逸れ量が、前記異なるウエハの内の１つのウエハの前記境界が有する前記軸に対する前記半径方向位置に応じて、前記半径方向に逸れた磁場の前記ピーク値を位置決めするように、前記軸方向に延びる磁場を半径方向に逸らすよう構成される、装置。
29. 処理チャンバ内でウエハの中央領域を荷電粒子から保護するための装置であって、
    前記処理チャンバ内で処理される前記ウエハを載置するためのウエハ支持体を備えるよう構成された第１の電極であって、前記ウエハは、軸と、前記軸を中心とした円形の境界によって規定される前記中央領域と、前記軸に対して前記境界の半径方向外側に拡がるエッジ除外領域とを備えるよう構成され、前記境界は、前記軸に対する複数の半径方向距離のいずれかに位置するよう構成可能であり、前記第１の電極は、さらに、前記エッジ除外領域の半径方向外側において環状に延びると共に前記ウエハ支持体から電気的に絶縁された第１の接地リングを備えるよう構成され、異なる構成の前記エッジ除外領域が、前記軸に対する前記複数の半径方向距離の内の異なる半径方向位置に配置された前記境界によって規定される、第１の電極と、
    前記中央領域に対向する中央区域と、前記境界に並ぶ第１の環状取り付け部とを備えるよう構成された第２の電極であって、さらに、前記エッジ除外領域の半径方向外側において環状に延びると共に前記中央区域および前記第１の環状取り付け部から電気的に絶縁された第２の接地リングを備え、前記環状取り付け部は、前記中央区域から電気的に絶縁されている、第２の電極と、
    前記第１の環状取り付け部に固定され、前記処理チャンバ内で電場を確立するＤＣバイアスリングであって、前記ＤＣバイアスリングは、さらに、前記電場が、前記円形の境界から前記エッジ除外領域を横切って前記第１および第２の接地リングの各々まで延びて、前記境界を越えないように前記荷電粒子を反発させると共に前記エッジ除外領域のエッチングを促進するよう構成される、ＤＣバイアスリングと、
    前記ＤＣバイアスリングにＤＣ電圧を印加するためのＤＣ制御回路であって、前記ＤＣ電圧の値は、前記軸に対する前記境界の前記半径方向距離の値に正比例するＤＣ制御回路と、
    を備える、装置。
30. 請求項２９に記載の装置であって、前記ＤＣ制御回路は、異なる強度の前記電場を確立するために、異なるＤＣ電圧を前記ＤＣバイアスリングに印加するよう構成され、前記異なる強度は、前記複数の半径方向距離の内の第１の半径方向距離に対応する第１の値を有する第１の強度と、前記複数の半径方向距離の内の第２の半径方向距離に対応する第２の値を有する第２の強度とを含み、前記第２の半径方向距離は、前記第１の半径方向距離よりも前記中心軸から離れており、前記第２の値は前記第１の値よりも大きい、装置。
31. 請求項２９に記載の装置であって、
    前記第１の環状取り付け部は、前記環状のエッジ除外領域に対向して円軌道状に延びており、
    前記ＤＣバイアスリングは、前記電場が、前記エッジ除外領域の周囲全体において前記円形の境界から半径方向外向きに延びるよう構成されており、それにより、前記境界の周囲全体において、前記境界を越えようとする前記荷電粒子の移動が反発によって妨げられ、前記反発された粒子の前記エッジ除外領域への衝突が、前記エッジ除外領域の周囲全体で促進される、装置。
32. 請求項２９に記載の装置であって、前記ＤＣバイアスリングは、正のＤＣ電圧を印加して、前記電場を確立し、前記境界を越えないように正荷電粒子を反発させると共に前記反発された正荷電粒子によって前記エッジ除外領域のエッチングを促進する、装置。
33. ウエハの中央領域を規定する円形の境界を囲むエッジ除外領域のエッチング中に、荷電粒子から前記中央領域を保護する方法であって、
    前記境界の半径方向外側に延びる前記エッジ除外領域を有する前記ウエハをエッチングチャンバ内に載置する工程と、
    磁場強度のピーク値が、前記境界に近接した位置にあり、前記磁場強度が、前記境界かつ前記軸からの距離が大きくなるにつれて前記ピーク値から急激に減少するよう、永久磁石の反対極の間に一定磁場を確立する工程と、前記磁場の前記ピーク値と前記磁場強度の急激な減少とによって、前記荷電粒子が前記境界を越えて前記中央領域に移動しないように反発させると共に、前記反発された粒子の前記エッジ除外領域への衝突を促進することと、
    を備える方法。
34. 請求項３３に記載の方法であって、前記磁場強度のピーク値は、前記ウエハの中心軸に対する前記境界の半径方向位置に応じて、前記エッジ除外領域の周囲において制御され、
    前記磁場強度の前記ピーク値の制御は、
    環形状を有するよう前記永久磁石の反対極の各々を構成し、前記ウエハの各側に沿って、前記永久磁石の反対極をそれぞれ配置する工程と、
    各ウエハの前記境界の前記半径方向位置に応じて、前記軸に平行に延びる距離だけ互いに離間されるように前記永久磁石の反対極を位置決めする工程と、によって実行される、方法。
35. 請求項３３に記載の方法であって、前記確立する工程は、前記磁場のピーク値のピーク経路が前記境界に近接するように、前記境界に近接する線に沿って前記永久磁石の反対極を整列させることによって前記一定磁場を確立する、方法。
36. 請求項３５に記載の方法であって、前記ウエハは、前記境界が、前記エッジ除外領域の距離だけ前記ウエハのエッジから離間されるよう構成され、さらに、前記境界よりも前記エッジからの距離が前記軸に近い位置に周囲境界を有する下面を備えるよう構成され、
    前記方法は、さらに、
    前記境界に近接する位置から、半径方向に前記軸に向かって、前記基板の前記下面の下を前記周囲境界まで延びるように、前記磁場の前記ピーク値の前記ピーク経路の一部の方向を変える工程を備える、方法。
37. 請求項３６に記載の方法であって、前記方向を変える工程は、前記永久磁石の反対極の一方に取り付けられた磁束板を用いて、前記ピーク経路の前記一部の方向を変えることにより実行される、方法。

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