KR19980024574A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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KR19980024574A
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도모미 곤도
고지 미야타
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히가시 데츠로
도쿄 에레쿠토론 가부시끼가이샤
가나가와 치히로
신-에쓰 가가쿠 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 플라즈마 처리 장치는 내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과, 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위해 상기 처리관내에 제공된 서셉터와, 처리 가스를 상기 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단을 포함한다. 플라즈마 발생 영역내에 자력선을 갖는 자계를 발생하여, 처리 가스의 플라즈마가 플라즈마 발생 영역내에 발생되도록, 상기 처리관의 외측 주변을 따라 쌍극 링 자석이 배열된다. 이 쌍극 링 자석은 타원형 트랙상에 배열된 다수의 이방성 단편 자석들을 가지며, 이들은 동일한 형상 및 사이즈를 갖고 직경 방향으로 자화된 원통형 영구 자석이다.

Description

플라즈마 처리 장치
본 발명은 기판에 에칭 처리와 같은 다양한 플라즈마 처리들을 적용하기 위한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
지금까지는, 반도체 제조 처리중에 기판이 에칭, 스퍼터링 또는 CVD에 의해 처리될 경우, 사전결정된 처리가, 처리 가스를 처리관내로 도입하여 이 처리 가스를 플라즈마-상태 가스로 변환함으로써 발생된 플라즈마 분위기에서 반도체 웨이퍼(이후 웨이퍼라 함)와 같은 기판에 적용되었다. 최근에 반도체 장치의 집적 정도가 증가되고 웨이퍼는 더욱 커졌다. 이러한 상황하에서는 플라즈마 처리 장치내에서 고속으로 마이크로 처리를 균일하게 수행하는 것이 특히 중요하게 고려된다.
예를 들어, 에칭 장치의 경우, 처리실내에 고밀도 플라즈마를 발생함으로써 마이크로-처리를 성취하는 것이 바람직하다. 이와 동시에, 고속으로 전체 웨이퍼상에 균일하게 에칭을 수행하는 것이 또한 바람직하다.
이를 성취하기 위해, 쌍극 링 자석을 갖는 플라즈마 발생 장치가 일본 특허 출원 공개 공보 제 6-53177 호에 의해 제안되었다. 쌍극 링 자석은 처리관의 외측 가장자리를 따라 배열된 다수의 이방성 단편 자석들로 형성된다. 이러한 플라즈마 발생 장치는 자계의 균일성, 특히, 기판의 표면을 따른 자계의 균일성을 개선함으로써, 마그네트론 플라즈마를 사용하는 종래의 장치에서보다 더욱 균일한 플라즈마 밀도를 성취하기 위해 개발되었다.
이방성 단편 자석들로 형성된 종래의 쌍극 링 자석의 경우에는 기판상에 또는 기판 위에서 쌍극 링 자석에 의해 얻어지는 자계의 강도 분포가 도 11a 및 11b에 도시된 바와 같이 실질적으로 타원형을 보인다. N-S 극 방향은 타원의 단축에 대응한다. N-S 극 방향에 수직 방향(E-W 극 방향)은 타원의 장축에 대응한다. 타원형으로 인해 N-S 극 방향의 자계 강도는 수직 방향의 자계 강도와 다르다. 결과적으로, 자계는 기판의 전체 표면상에서 고정확도로 균일하게 형성될 수 없다. 도 11a에서, 가로좌표는 기판의 중심으로부터의 수평 거리를 나타낸다. 세로좌표는 자계 강도를 나타낸다. 곡선 a는 N-S 극 방향에서의 자계 강도 분포를 나타낸다. 곡선 b는 E-W 극 방향에서의 자계 강도 분포를 나타낸다. 도 11b는 기판의 상부 표면에 평행한 자계 분포를 도시한다. 가로좌표는 N-S 방향을 나타낸다. 세로좌표는 E-W 방향을 나타낸다. 세로좌표와 가로좌표간의 교차점은 기판 표면의 중심과 일치한다. 플라즈마내에서 전자의 EXB 드리프트 이동의 영향을 고려할 때, 전자는 E극쪽으로부터 W극쪽으로 이동하게 되므로, 전자는 W극쪽에 모인다. 이러한 영향을 방지하기 위해, 자계의 강도가 E극쪽으로부터 W극쪽으로 가면서 감소하여 전자의 드리프트 이동 방향을 변화시킴으로써 전자가 한쪽 극상에 모이지 않도록 하는 소위 경사형 자계를 형성할 필요가 있다. 균일한 플라즈마 처리를 수행하기 위해, 쌍극 링을 구성하는 이방성 단편 자석들은 플라즈마 영역내의 웨이퍼상에서 웨이퍼의 처리 표면에 평행한 자계를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나 실제의 경우, 발생된 자계는 상부측 및 하부측에서 윗쪽 및 아랫쪽으로 돌출된 곡선 성분을 갖는다. 따라서, 플라즈마 밀도의 균일성을 개선하기가 어려웠다. 이것은 플라즈마 처리가 균일하게 수행되지 못하는 이유이다.
본 발명의 목적은 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 다수의 이방성 단편 자석들을 갖는 쌍극 링 자석을 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 플라즈마 처리 장치는 이방성 단편 자석들의 각각에 의해 발생되는 자계를 수정하여 처리관내의 플라즈마의 균일성을 향상시킴으로써 기판에 대한 바람직한 균일 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 에칭 장치의 개략적인 횡단면도,
도 2는 도 1에 도시된 에칭 장치에 사용된 쌍극 링 자석의 개개의 단편 자석들의 자화 방향을 도시한 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 쌍극 링 자석에 사용된 단편 자석들의 사시도,
도 4는 도 1에 도시된 에칭 장치의 처리실에 형성된 자계의 프로화일을 측면으로부터 관측한 것을 예시하는 도면,
도 5a 및 5b는 제각기 도 1에 도시된 에칭 장치내에 배치된 웨이퍼상의 자계의 경사를 측면 및 상부로부터 관측한 것을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 에칭 장치의 개략적인 횡단면도,
도 7은 도 6에 도시된 에칭 장치에 사용된 쌍극 링 자석의 사시도,
도 8은 도 6에 도시된 쌍극 링 자석에 사용된 단편 자석의 사시도,
도 9는 도 6에 도시된 에칭 장치에 사용된 쌍극 링 자석의 개개의 단편 자석들의 자화 방향을 도시하는 평면도,
도 10은 도 6에 도시된 쌍극 링 자석의 차폐 링상에 제공된 카운터 자석의 사시도,
도 11a 및 11b는 종래의 쌍극 링 자석을 사용하는 플라즈마 처리 장치내에 형성되는 자계의 강도 분포를 도시하는 도면,
도 12a 및 12b는 도 13에 도시된 쌍극 링에 의해 형성되는 자계 강도 분포를 도시하는 도면,
도 13은 본 발명에 따른 쌍극 링의 변형예를 개략적으로 도시하는 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 에칭 장치 2 : 처리실
3 : 처리관 4 : 접지 라인
5 : 절연 지지판 6 : 서셉터
7 : 지지 막대 8 : 구동 소스
9 : 게이트 밸브 10 : 벨로우즈
11 : 도전성 포커스 링 12 : 배기관
13 : 진공 수단 21 : 도전성 링
22 : 상부 전극 22a : 하부벽
22b : 원통형 공동부 22c : 가스-방출 구멍
23 : 가스 도입구 24 : 가스 공급 파이프
25 : 밸브 26 : 유량 제어기
27 : 처리 가스 공급원 31 : 제 1 고주파 전원
32, 33 : 정합 회로 34 : 제 2 고주파 전원
41 : 쌍극 링 자석 42 : 회전 스테이지
43 : 구동 수단 44 : 모터
본 발명의 한 측면에 따른 플라즈마 처리 장치는, 내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과; 이 플라즈마 발생 영역으로 향하는 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위해 처리관내에 제공된 지지 수단과; 처리 가스를 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과; 플라즈마 발생 영역내에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 플라즈마 발생 영역내에 처리 가스의 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생 수단을 포함하되, 이 쌍극 링 자석은 타원형 트랙상에 배열된 다수의 이방성 단편 자석들을 갖는다.
설명된 바와 같이, 이방성 단편 자석들은 플라즈마 처리 장치내에 타원형으로 배열된다. 이와 같이 배열함으로써, 종래의 플라즈마 처리 장치의 쌍극 링 자석에 의해 형성된 타원형 자계(앞서 고찰되었음)가 수정될 수 있다. 결과적으로, 기판 표면으로부터 기판의 외측 주변부에 이르는 공간내에, 그리고 기판위의 상부 플라즈마 발생 공간내에 균일한 자계가 획득될 수 있다. 그러므로 바람직한 균일 플라즈마 처리가 기판에 적용될 수 있다.
한편, 당분야에는 개개의 단편 자석들의 자력을 적절히 변화시킴으로써 자기 모멘트가 제어됨이 공지되어 있다. 본 발명에 따르면, 제각기의 단편 자석들과 기판간의 거리에 관계없이 단편 자석들을 타원형으로 배열함으로써 유사한 자기 모멘트 제어가 이루어질 수 있다. 결과적으로, 자계가 용이하게 제어될 수 있다. 쌍극 링 자석은 앞서 설명된 바와 같이 동일한 재료로 이루어진 동일한 형상 및 사이즈의 이방성 단편 자석들로 형성될 수 있다. 따라서, 기판 사이즈의 증가에 따라 플라즈마 처리 장치의 사이즈가 증가되더라도, 이방성 단편 자석들의 제조 비용은 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 처리 장치는, 내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과; 이 처리관내에 제공되어, 플라즈마 발생 영역으로 향하는 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위한 지지 수단과; 처리 가스를 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과; 처리 표면 근방에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 플라즈마 발생 영역내에 처리 가스의 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생 수단을 포함하되, 이 쌍극 링 자석은 처리관의 외측 주변을 따라 배열되며, 처리관의 자계의 수직 성분을 수정하기 위해, 처리 표면에 수직으로 연장하는 다수의 이방성 단편 자석들과 이 연장하는 다수의 이방성 단편 자석들 각각의 적어도 한 단부에 제공된 보조 자석을 갖는다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 보조 자석을 갖는 이방성 단편 자석들은 (플라즈마 처리 장치내의 쌍극 링 자석을 구성하며 처리관의 외측 주변을 따라 배열된) 다수의 이방성 단편 자석들 대신에 사용된다. 결과적으로, 처리관내에 형성되는 자계의 수직 성분이 수정될 수 있다. 즉, 이들 보조 자석은 이방성 단편 자석에 의해 형성되는 (수직으로 늘어진) 볼록형 자계를 적절히 수정한다. 결과적으로, 기판 표면으로부터 외측 주변 가장자리에 이르는 공간에, 그리고 플라즈마 발생 공간에 처리 표면에 평행한 자계가 발생될 수 있다. 따라서, 기판의 플라즈마 처리가 종래의 처리에서보다 더욱 균일하게 수행된다. 여기서 사용된 보조 자석은 자계 벡터의 수직 성분을 가져야한다. 이 보조 자석은 자계를 효과적으로 수정하기 위해 수직 방향으로 자화되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 플라즈마 처리 장치는, 내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과; 이 처리관내에 제공되어, 플라즈마 발생 영역으로 향하는 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위한 지지 수단과; 처리 가스를 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과; 플라즈마 발생 영역내에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 처리 표면 근방의 플라즈마 발생 영역내에 처리 가스의 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생수단을 포함하되, 이 쌍극 링 자석은 처리관의 외측 주변을 따라 배열되고 동일한 자력을 갖는 다수의 원통형 이방성 단편 자석들을 가지며, 이들 이방성 단편 자석들은, 이들 이방성 단편 자석들에 의해 형성되는 자계의 결과 벡터의 N극에 위치된 인접하는 이방성 단편 자석들과 S극에 위치된 인접하는 이방성 단편 자석들간의 제 1 거리가, N-S 극선에 수직으로 교차하는 라인의 상단부에 위치된 인접하는 이방성 단편 자석들과 하단부에 위치된 인접하는 이방성 단편 자석들간의 제 2 거리와 다르게 되도록 배열된다.
다수의 이방성 단편 자석들이 타원형으로 배열된 경우, 장축이 길면 길수록 결과적인 쌍극 링 자석도 더욱 커진다. 이 경우에, 인접하는 단편 자석들간의 거리가 단편 자석들을 적절히 뜨문뜨문하게 함으로써 변화되면, 즉, 이방성 단편 자석들의 수를 감소시킴으로써 변화되면, 바람직한 자계 발생을 유지하면서 타원형 쌍극 링 자석의 장축을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 플라즈마 처리 장치의 사이즈가 감소될 수 있다.
다수의 이방성 단편 자석들이 원형으로 배열된 경우, 인접하는 이방성 단편 자석들간의 거리를 적절히 변화시킴으로써 자계의 미세 제어가 이루어질 수 있다. 단편 자석들의 수가 감소되면, 제조 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 이하의 상세한 설명에 개시되고, 부분적으로 상세한 설명으로부터 명백하게 되며 또는 본 발명을 실시함으로써 학습될 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 청구범위에 특별히 개시된 수단 및 그 조합에 의해 실현 및 획득될 수 있다.
본 명세서에 포함되며 그의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 앞서 주어진 전반적인 설명 및 이후 제공되는 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
이하, 본 발명이 에칭 장치에 적용된 실시예들이 설명된다.
도 1은 실시예 1에 따른 에칭 장치(1)의 개략적인 횡단면도이다. 에칭 장치(1)는 금속, 예를 들면, 양극처리된 알루미늄으로 제조된 원통형 처리관(3)내에 형성된 처리실(2)을 갖는다. 이 처리실(2)은 개방 또는 기밀밀폐될 수 있다. 처리관(3) 자체는, 예를 들면, 접지 라인(4)에 접속함으로써 접지된다.
처리실(2)의 전체 내측 하부벽상에는 비도전성 절연 지지판(5)이 제공된다. 이 절연 지지판(5)상에는 기판 W을 탑재하기 위한 실질적으로 원통형의 서셉터(susceptor)(6)가 처리관과 동축으로 제공된다. 양극처리된 알루미늄으로 형성된 이 서셉터(6)는 하부 전극으로 작용한다.
서셉터(6)는 지지 막대(7)의 한 단부에 의해 지지된다. 지지 막대(7)의 다른 단부는 처리관의 하부벽으로부터 외측으로 돌출된다. 지지 막대(7)는 처리관내에 이동가능하게 제공된다. 보다 구체적으로, 지지 막대(7)는 처리관(3)의 외측에 마련된 구동 소스(8)(예를 들면, 모터)의 제어하에 (도면중에 양방향 화살표로 표시된 바와 같이) 수직으로 이동할 수 있다. 도 1은 에칭중의 서셉터(6)의 위치를 도시한다. 웨이퍼 W가 로딩/언로딩되면, 서셉터(6)는 처리관 아래의 측면부에 제공된 게이트 밸브(9)(로딩/언로딩시에 사용됨)의 레벨과 동일한 레벨의 위치로 하강한다. 지지 막대(7)의 주변에는 기밀성을 보장하기 위해 벨로우즈(10)가 제공된다. 벨로우즈의 한 단부는 절연 지지판(5)의 상부 표면에 접속된다. 다른 단부는 서셉터(6)의 하부 주변 표면에 접속된다.
서셉터(6)상에는 정전형 쳐크(도시되지 않음)가 진공 흡입에 의해 웨이퍼 W를 유지하기 위해 제공된다. 웨이퍼 W는 정전형 쳐크상의 사전결정된 위치에 배치된다. 서셉터(6)의 외측 주변 표면상에는 도전성 포커스 링(11)이 웨이퍼를 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(11)은 웨이퍼 W의 주변에 플라즈마 밀도의 균일성을 향상시키는 기능을 한다.
처리관(3)의 하부벽에는 배기관(12)이 지지판(5)의 개구부에 부분적으로 접하여 제공된다. 배기관(12)은 터보 분자 펌프와 같은 진공 수단(13)과 통할 수 있다. 처리관(3)내의 압력은 배기관(12)을 통한 진공 수단(13)의 동작에 의해, 예를 들면, 10mTorr로 감소될 수 있다. 처리관(3)의 압력 감소 및 감소된 압력의 유지는 처리관(3)상에 제공된 압력 센서(도시되지 않음)로부터 전송되는 검출 신호에 기초하여 자동으로 제어된다.
처리실 상부벽의 중심에는 원형 개구부가 마련된다. 이 원형 개구부 주변에 알루미늄 등으로 제조된 도전성 링(21)이 설치된다. 이 링(21)에는 서셉터(6)를 향 하도록, 즉, 서셉터상에 탑재된 웨이퍼 W로부터 사전결정된 거리만큼 이격되어 웨이퍼 W를 향하도록 상부 전극(22)이 제공된다. 본 바람직한 실시예의 전체 상부 전극(22)은 표면-양극 처리된 알루미늄과 같은 도전성 재료로 제조된다. 그러나 이 상부 전극(22) 전체를 도전성 재료로 제조할 필요는 없다. 적어도 웨이퍼 W를 향하는 하부벽(22a)이 단결정 실리콘과 같은 고주파에 대해 도전성인 재료로 제조된 경우, 상부 전극(22)의 다른 부분은 절연성 재료로 형성될 수도 있다. 이 경우, 하부벽(22a)이 상부 전극으로서 작용하므로, 이후 설명되는 고주파 전류원이 하부벽(22a)에 전기적으로 접속되어야 한다.
상부 전극(22)은 원통형 공동부(22b)를 가지며, 그의 하단부는 하부벽(22a)에 의해 필폐되고, 그의 상단부는 처리관(3)의 상부벽과 동일한 레벨에 위치된 상부벽으로 봉쇄된다. 상부 전극(22)의 상부벽 중심에는 공동부(22b)와 통할 수 있는 가스 도입구(23)가 마련된다. 웨이퍼 W를 향하는 하부벽(22a)에는 전체 웨이퍼 표면 W상에 처리 가스를 균일하게 공급하기 위해 다수의 가스-방출 구멍(22c)이 사전결정된 분포로 형성된다.
이 가스 도입구(23)에는 가스 공급 파이프(24)가 접속된다. 가스 공급 파이프(24)에는 처리 가스 공급원(27)이 밸브(25) 및 유속을 제어하기 위한 유량 제어기(26)를 통해 접속된다. 본 실시예에서는, 사전결정된 처리 가스, 예를 들면, CF4가스 또는 C4F8가스와 같은 CF계 에칭 가스가 처리 가스 공급원(27)으로부터 공급된다. 에칭 가스는 상부 전극(22)의 가스-방출 구멍(22c)으로부터 유량 제어기(26)에 의해 제어된 유속으로 방출되며, 웨이퍼 W에, 즉, 서셉터(6)와 상부 전극(22) 사이의 플라즈마 발생 공간으로 균일하게 공급된다.
이제, 에칭 장치(1)의 주파수 전원 공급 시스템이 설명된다. 제 1 고주파 전원(31)은 수백 ㎑, 예를 들면, 800㎑의 주파수를 갖는 고주파 전원을 발생하기 위해 사용된다. 제 1 고주파 전원(31)은 블로킹 콘덴서를 갖는 정합 회로(32)에 의해 서셉터(6)(하부 전극)에 접속된다. 한편, 제 2 고주파 전원(34)은 정합 회로(33)에 의해 상부 전극(22)에 접속된다. 제 2 고주파 전원(34)은 제 1 고주파 전원(31)보다 높은 주파수, 예를 들면, 27.12㎒를 갖는 고주파 전원을 발생하는데 사용된다.
처리관(3)의 주변을 따라 본 실시예에 따른 쌍극 링 자석(41)이 자계 발생 수단으로서 제공된다. 쌍극 링 자석(41)은 단편 자석들(M1∼M40)로 표시된 원통형 자석들을 포함하며, 이들은 도 2에 도시된 바와 같이 링형 회전 스테이지(42)상에 소간격으로 타원형으로 배열된다. 이들 단편 자석들(M1∼M40)은 이방성 단편 자석이다. 이들 단편 자석들은 동일한 형상 및 사이즈로 형성되며, 직경 방향으로 자화된다. 단편 자석들은 개개의 자화 방향이 도 2에 도시된 화살표로 표시된 바와 같이 세트되도록 최전 스테이지(42)상에 배열된다. 회전 스테이지(42) 자체는 지지체(도시되지 않음)에 의해 회전가능하게 지지되며, 도 1에 도시된 바와 같이 모터 및 변속 수단(44)과 같은 구동 수단(43)에 의해 회전된다. 회전 스테이지(42)는 처리관과 동심원적으로 처리관(3)의 외측 주변을 따라 회전된다. 사용가능한 변속수단의 예는 링형 기어 및 피니언(pinion)으로 구성된 기어 트레인일 수 있다. 링형 기어는 스테이지(42)의 외측 주변에 동축으로 고정되며, 스테이지(42)의 외측 주변을 따라 톱니를 갖는다. 피니언은 모터(43)의 회전축에 동축으로 고정되며, 링형 기어의 톱니와 맞물린다. 회전 스테이지(42)는 도 1에 도시된 원형 화살표 R로 표시된 방향으로 회전된다.
단편 자석들(M1∼M40)이 앞서 설명된 바와 같이 동일한 형상 및 사이즈로 형성되므로, 이하에서는 단편 자석(M1)을 대표적인 예로서 설명한다. 단편 자석(M1)은 서로 중첩되고 밀접하게 접속된 2개의 원통형 자석 부재(51, 52)를 갖는 원형 기둥 형상을 갖는다. 자석 부재들(51, 52)은 2조각을 접속한 후 이들 조각을 자화시킴으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 자석 부재(51, 52)는 초기에 일체로 형성될 수도 있다. 수직 방향의 중심에 형성될 자계 성분은 자석 부재들(51, 52)간에 슬릿 또는 공간을 제공하거나 그들간에 비자성 재료를 삽입함으로써 제어되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성된 단편 자석(M1)은 자석 부재들(51, 52)이, 예를 들면, 도 3에서 화살표(N극을 가리키는 화살표)로 표시된 방향으로 자화되도록 자화된다. 자석 부재(51, 52)의 자화 방향은 정확히 동일함에 유의하자.
동일한 사이즈 및 형상을 갖고 직경 방향으로 자화된 단편 자석들(M1∼M40)은 도 2에 도시된 바와 같이 회전 스테이지(42)상에 원형으로 배열된다. 스테이지(42)상에서 각각의 단편 자석은, 임의의 두 직경방향으로 대향하는 자석들의 자화 축이 동일한 방향으로 연장하도록 인접하는 단편 자석의 자화 축에 대해 동일한 각도로 경사진 자화 축을 갖는다. 따라서, 자석들(M1∼M20)의 자화 축은 자석들(M21∼M40)의 자화축과 일치한다. 보다 정확하게, 자석들(M1∼20)의 자화 축은 동일한 방향으로 연장되어, 자석들(M21∼M40)의 자화축과 동일하다.
앞서 언급된 바와 같이 단편 자석들(M1∼M40)을 배열함으로써, 처리관(3)의 자계 벡터는 도 2의 큰 화살표에 의해 표시되는 방향을 가리킨다. 보다 구체적으로, 단편 자석들(M1∼M40)은 장축이 결과적인 벡터의 방향에 대응하고 단축이 이 결과적인 벡터에 수직인 방향에 대응하는 타원형 트랙상에 배열된다. 타원형 트랙의 장축 및 단축의 길이는 자계를 구성하는 다양한 파라미터, 예를 들면, 단편 자석의 자력, 단편 자석들의 수 및 단편 자석들간의 핏치에 의해 정의된다. 장축 및 단축은 자계가 NS 방향과 이 NS 방향에 수직인 방향(EW 방향)간의 자계에 있어서의 비균일성(도 11b에 도시됨)을 제거함으로써 원형 자력선을 갖도록 세트된다.
본 발명에 따른 에칭 장치(1)의 주요부는 앞서 언급된 바와 같이 구성된다. 앞서 언급된 바와 같이 쌍극 링 자석(41)을 배열함으로써, 자계는 쌍극 링 자석(41)이 도 4에 도시된 바와 같이 정지 위치에 있을 때 (측면으로부터 Y축을 향하여 관측하였을 때) 웨이퍼 W를 포함하는 평면에 실질적으로 평행하게 형성된다.
또한, 쌍극 링 자석(41)이 정지 위치에 있을 때(회전 스테이지(42)가 정지했을 때), NS 방향에서 자계 강도 분포(곡선 a)는 도 11a에 대응하는 도 5a에 도시된 바와 같이 EW 극 방향의 분포(곡선 b)에 실질적으로 대응한다. 도 11b에 대응하는 도 5b에 도시된 바와 같이, 자계내의 동일한 자기 강도의 위치를 나타내는 점들을 연결한 라인들은 웨이퍼의 중심에 대해 실질적으로 동심인 원을 형성한다.
이하에서는, 예를 들어, 본 발명에 따른 에칭 장치(1)를 사용하여 실리콘 웨이퍼 W상에 SiO2막을 형성하는 에칭 처리 및 에칭 동작이 설명된다. 에칭 장치(1)의 측면에 접하여, 전달 암과 같은 웨이퍼 전달 수단을 포함하는 로드록실(도시되지 않음)이 배치되며, 그 사이에 게이트 밸브(9)가 삽입된다. 웨이퍼 W가 처리관(3)내로 로드되거나 처리관(3)으로부터 언로드될 때, 서셉터(6)는 구동 메카니즘(8)에 의해 사전결정된 위치로 하강한다.
그리고 나서, 웨이퍼 W 는 로드록실(도시되지 않음)로부터 처리실(2)내로 전달되며, 정전형 쳐크와 같은 유지 수단에 의해 서셉터(6)상의 사전결정된 위치에 세트된다. 계속해서, 서셉터(6)는 구동 메카니즘(8)에 의해 사전결정된 에칭 위치(도 1에 도시됨)로 상승된다. 동시에, 처리실(2)은 진공 수단(13)에 의해 진공상태로 배기된다. 처리실의 압력이 사전결정된 값으로 감소되면, 사전결정된 처리 가스, 예를 들면, CF4가 사전결정된 유속으로 공급된다. 따라서, 처리실(2)의 압력은 사전결정된 값, 예를 들면, 20mTorr로 세트되어 유지된다.
계속해서, 27.12㎒의 주파수를 갖는 2㎾의 고주파 전원이 제 2 고주파 전원(34)으로부터 상부 전극(22)에 공급되며, 처리실(2)내에 존재하는 에칭 가스(예를 들면, CF4가스)의 분자들이 분리되어 플라즈마가 발생된다. 동시에, 고주파 전원(주파수: 800㎑, 파워:1㎾)이 제 1 고주파 전원(31)으로부터 서셉터(6)에 공급된다.
또한, 회전 스테이지(42)가 구동 수단(43)에 의해 웨이퍼의 중심축을 중심으로 회전되며, 계속해서 쌍극 링 자석(41)이 처리관(3) 주위로 회전된다. 결과적으로, 웨이퍼 W상에 이 웨이퍼 W에 평행한 균일 자계가 형성된다. 즉, 고주파 전원에 의해 형성된 전계에 수직 방향으로 평행 자계가 형성된다.
이와 같이 형성된 자계는 플라즈마 전자의 EXB 드리프트 이동을 야기한다. 드리프팅하는 전자는 중성 분자들에 충돌하여, 전자의 분리를 또한 발생한다. 결과적으로, 처리관(3)의 플라즈마 밀도는 매우 높아지게 된다. 한편, 이와 같이 발생된 자계는 전자의 분산을 억제하여 심지어 대량으로 존재하는 EXB 드리프트 이동을 전혀 발생하지 않는다. 이러한 억제 현상은 또한 플라즈마 밀도의 증가에 기여한다.
이와 같은 플라즈마 분위기에서 발생하는 고밀도 에칭 이온들의 부수적인 에너지가, 제 1 고주파 전원(31)으로부터 서셉터(6)에 공급되는 비교적 낮은 고주파(800㎑) 전원에 의해 플라즈마 발생 처리와 별도로 제어되는 동안 웨이퍼 표면 W상에 실리콘 산화물(SiO2) 막이 에칭된다. 따라서, 손상을 일으키지 않고 전체 표면상에 균일한 두께를 갖는 높은 에칭율로, 사전결정된 에칭이 웨이퍼 W에 대해 이루어질 수 있다.
다수의 단편 자석들(M1∼M40)이 에칭 장치(1)의 쌍극 링 자석(41)에 타원형으로 배열되므로, 처리실(2)내에 형성된 자계가 수정된다. 결과적으로, 균일 자계가 처리실(2)내에, 보다 구체적으로, 웨이퍼의 처리 표면으로부터 외측 주변 가장자리에 이르는 공간내 및 플라즈마 발생 공간 위의 자계내에 획득된다. 따라서, 플라즈마 처리가 웨이퍼에 균일하게 수행될 수 있다.
단편 자석들(M1∼M40)은 동일한 재료로 형성된다. 따라서, 플라즈마 처리 장치의 사이즈가 웨이퍼 사이즈의 증가와 관련되어 증가하더라도, 동일한 재료로 형성된 단편 자석들의 수를 증가시키는 것만이 필요하다. 결과적으로, 단편 자석 M의 제조 비용이 감소될 수 있다.
이하에서는 본 발명이 에칭 장치에 적용된 실시예 2가 설명된다. 이하의 설명에서, 유사한 참조부호는 유사한 구조적 구성요소를 표시하므로, 간략화를 위해 설명이 생략된다.
도 6은 실시예 2에 따른 에칭 장치(100)의 개략적인 횡단면도이다. 처리관(3)의 외측 주변상에 쌍극 링 자석(101)이 자계 발생 수단으로서 배열된다. 이 쌍극 링 자석(101)은 도 7에 도시된 바와 같이 원형의 회전 스테이지(42)상에 원형으로 배열된 단편 자석들(Mg1∼Mg36)을 갖는다. 이들 단편 자석(Mg1∼Mg36)은 동일한 형상 및 사이즈를 갖는다. 그러나 이들은 실시예 1에서와 동일한 방식으로 개별적으로 세트된 사전결정된 자화 방향을 따라 회전 스테이지(42)상에 배열된다.
회전 스테이지(42)상에는 원형 링 자성 물질인 자기 차폐 링(102)이 쌍극 링 자석(101)을 둘러싸도록 쌍극 링 자석(101)과 접하거나 그로부터 소간격 이격되어 형성된다. 차폐 링(102)은 자석(101)과 동시에 회전될 수 있다.
단편 자석들(Mg1∼Mg36)은 앞서 설명된 바와 같이 동일한 형상 및 사이즈를 가지므로, 이후의 설명에서는 대표적 예로서 단편 자석(Mg1)을 참조하여 설명한다. 단편 자석(Mg1)은 완전히 원통형으로, 원통형 자기 재료(103, 104)(동일한 형상 및 사이즈를 가짐)와 이들 재료(103, 104)간에 삽입된 비자기 원형판(105)으로 구성된다. 비자기 원형판(105)은 알루미늄 재료로 제조되며, 재료(103, 104)와 동일한 직경을 갖는다. 그리고 나서, 이와 같이 획득된 구성은 단편 자석(Mg1)을 획득하기 위해 도 8에 도시된 바와 같이 자화된다. 보다 구체적으로, 자기 재료(103, 104)는 동일한 방향(화살표의 끝이 N극을 가리킴)을 향해 화살표 A(도 8 참조)로 도시된 바와 같이 자화된다. 이들 자기 재료(103, 104)의 자화 방향은 동일함에 유의하자.
단편 자석(Mg1)의 상단부 및 하단부상에는 이 단편 자석(Mg1)과 동일한 직경을 갖는 보조의 영구 자석(106, 107)이 도 8에 도시된 바와 같이 이동불가능하게 제공된다. 보조 자석(106, 107)의 자화 방향은 화살표(B1, B2)로 표시된 바와 같이 각각의 N극이 단편 자석(Mg1)의 중심을 가리키도록 세트된다. 자계의 수직 성분(단편 자석(Mg)에 의해 형성됨)은 감소될 수 있다. 즉, 자계의 상부측 및 하부측상에서 윗쪽 및 아랫쪽으로 돌출된 곡선 성분의 발생이 억제될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 수직 성분들, 즉, 처리실(2)내 단편 자석(Mg)의 자계의 Z방향(도 8에 화살표(S1, S2)로 도시됨) 성분이 보조 자석(106, 107)에 의해 발생된 자계(화살표(B1, B2)로 표시됨)에 의해 수정될 수 있다. 따라서, 웨이퍼에 평행한 자계가 처리실(2)내에 형성될 수 있다.
단편 자석(Mg1)과 동일하게, 다른 단편 자석들(Mg2∼Mg36)도 상단부 및 하단부상에 고정된 보조 자석들(106, 107)을 갖는다. 이들 단편 자석들(Mg1∼Mg36)로 형성된 쌍극 링 자석(101)은 쌍극 링 자석(41)과 동일한 방식으로 회전된다. 따라서, 설명은 생략한다. 처리실(2)내에 형성된 자계 벡터는 도 9에서 큰 화살표로 표시된 방향을 가리킨다.
차폐 링(102) 주위의 사전결정된 부분에는 도 7에 도시된 바와 같이 카운터 자석(108)이 제공된다. 이 카운터 자석(8)은 자계의 누설을 방지하기 위한 자계를 발생한다. 카운터 자석(108)은 전체적으로 사실상 직각 형상을 가지며, 도 10에서 화살표로 표시된 방향으로 자화된다. 이들 카운터 자석(108)은 그들의 자화 방향(화살표로 표시됨)이 도 9에 도시된 바와 같이 쌍극 링 자석(101)에 의해 형성되는 자계의 벡터 방향(큰 화살표 c로 표시됨)과 사실상 동일하다.
본 실시예에서, 이와 같이 구성된 카운터 자석(108)은 도 7 및 9에 도시된 바와 같이 자계 벡터의 방향으로 배열된다. 보다 구체적으로 설명하면, 수직 배열된 카운터 자석 쌍들(총 16개 자석)이 차폐 링(102)의 외측상에 제공된다. 각각의 카운터 자석 쌍은 단편 자석(Mg35∼Mg2) 및 (Mg17∼Mg20)에 대응하도록 제공된다. 단편 자석(Mg35∼Mg2)에 대응하는 카운터 자석 그룹은 도 9에 도시된 바와 같이 자계 벡터상에 대칭적으로 배열된다. 차폐 링(102)상에 제공된 카운터 자석 그룹(108)은 다음과 같이 자화된다. 즉, 단편 자석(Mg35∼Mg2)에 대응하는 카운터 자석은 N극이 링의 외측을 가리키도록 자화된다. 한편, 단편 자석(Mg17∼Mg20)에 대응하는 카운터 자석은 N극이 링의 내측을 가리키도록 자화된다.
실시예 2에 따른 에칭 장치(100)의 주요부는 앞서 설명된 바와 같이 구성된다. 단편 자석(Mg1∼Mg36)에 의해 발생되는 자계의 수직 성분은 보조 자석(106, 107)에 의해 적절히 수정된다. 이와 같은 방식으로, 볼록형으로 윗쪽 및 아랫쪽으로 연장하는 자계가 수정될 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼에 평행한 자계가 기판으로부터 외측 주변 가장자리에 이르는 공간 및 기판 위의 공간(플라즈마 발생 공간)내에 발생된다. 따라서, 기판의 바람직한 플라즈마 처리가 수행된다.
또한, 플라즈마 처리 장치내에 발생된 자계는, 자계(쌍극 링 자석(101)으로부터 발생됨)의 누설이 장치상에 제공된 차폐 링(102) 및 카운터 자석(108)에 의해 방지될 수 있으므로, 주변 장비에 영향을 주지 않는다. 자계는 처리관(3) 주위의 모든 방향으로 누설된다. 그러나 쌍극 링 자석(101)의 외측 주변을 따라 제공된 자기 차폐 링(102)이 자계의 누설을 방지한다. 그러므로 장치로부터 인접하는 위치로의 누설은 방지될 수 있다. 카운터 자석(108)이 차폐 링(102)의 외측 주변을 따라 또한 제공되므로, 장치로부터 멀리 있는 위치로의 자계 누설이 또한 방지될 수 있다.
따라서, 에칭 장치(100) 및 이와 유사한 장치가 서로에 인접하여 위치되더라도, 이들은 서로 간섭하지 않는다. 그러므로 에칭 처리가 바람직한 유속으로 균일하게 수행될 수 있다. 또한, 장치로부터 먼 거리의 위치로의 자계 누설이 성공적으로 방지되므로, 주변 장비에 대한 자기 영향이 발생하지 않는다. 더욱이, 카운터 자석(108)이 차폐 링(102)에 부분적으로 제공되더라도, 차폐 링(102)이 쌍극 링 자석(101)과 함께 회전되므로, 장치로부터 먼 거리의 위치로의 자계 누설이 모든 방향에서 방지될 수 있다. 차폐 링(102), 카운터 자석(108) 등으로 구성되는 이들 누설 방지 수단은 실시예 1에 따른 에칭 장치(1)에 적용될 수 있다.
이상의 실시예들에서 설명된 바와 같이, 쌍극 링 자석(41,101)을 구성하는 단편 자석들(M1∼M40, Mg1∼Mg36)은 제각기 동일한 이방성 자석들로 형성된다. 그러므로 쌍극 링 자석(41) 또는 (101)이 사전결정된 배열에 따라 동일한 단편 자석들을 위치지정함으로써 형성될 수 있다. 요약하면, 바람직한 자화 방향을 갖는 쌍극 링 자석이 단지 이방성 단편 자석들의 배열을 고안함으로써 획득될 수 있다. 단편 자석들이 단지 다수의 동일한 구성을 갖는 동일한 재료로부터 마련되므로, 따라서 제조 비용이 저하된다.
앞서 언급된 실시예들에서 사용된 쌍극 링 자석(41, 100)은 단편 자석들(M1∼M40) 및 단편 자석들(Mg1∼Mg36)로 제각기 형성된다. 단편 자석들의 수는 필요에 따라 임의로 선택될 수 있다. 예를 들어, 쌍극 링 자석(41)상에 배열된 단편 자석들을 소위 뜨문뜨문하게 하는 것이 단편 자석들의 수를 감소시키기 위해 수행된 경우(단편 자석들간의 간격이 동일하지 않으며, 부분적으로 또는 완전히 상이한 경우), 처리실(2)의 바람직한 자계를 유지하면서 타원형 쌍극 링 자석(41)의 장축이 감소될 수 있다. 결과적으로, 얻어진 에칭 장치(1)의 사이즈가 감소될 수 있다. 더욱이, 쌍극 링 자석(101)상의 단편 자석들(Mg1∼Mg36)을 뜨문뜨문하게 한 것이 인접하는 단편 자석들간의 서로로 부터의 간격을 변화시키기 위해 수행된 경우, 처리실(2)내에 발생되는 자계의 미세한 변화가 더욱 용이하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이 자계가 형성되었을 때, 단편 자석들간의 NS 방향에서의 거리가 (극단적인 경우 도 9에 도시된 쌍극 링 자석으로부터 단편 자석들(Mg2, Mg36, Mg18, Mg20)을 삭제함으로써) EW 방향으로 위치된 단편 자석들간의 거리보다 길게 세트된 경우, 실시예 1(단편 자석들이 타원형 트랙상에 동일 간격으로 배열됨)에서와 동일한 균일 자계가 획득될 수 있다.
종래의 기술에서, 소위 경사형 자계는 전자의 드리프트 이동의 영향을 방지하기 위해 발생되어야 한다. 본 발명에서는, 경사형 자계가 이방성 단편 자석들(M1, M2, …, Mn-1, Mn)에 의해 발생된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 단편 자석들(M∼Mn)은 타원형으로 배열되어 쌍극 링(41)을 구성한다. 이 타원의 장축은 EW 방향으로 연장되고, 단축은 NS 방향으로 연장된다. 타원의 중심은 EW 라인에서 웨이퍼 C의 중심(0)으로부터 W극을 향해 쉬프트된다. 단편 자석들(M1∼Mn)은 동일한 사이즈 및 형상을 가지며, 직경 방향으로 자화된다. 이들은 타원형으로 배열된 것을 제외하면 도 2에서 도시된 바와 같이 단편 자석들(M1∼M40)이 배열된 것과 동일한 방식으로 배열된다.
도 12a 및 12b는 도 13에 도시된 쌍극 링(41)에 의해 형성되는 자계 강도 분포를 도시한다. 이들 도면으로부터 결과적인 자계 강도가 E극쪽으로부터 W극쪽을 향해 감소하여 전자의 드리프트 이동 방향을 변화시킴으로써 전자가 W극쪽에 모이지 않게 됨을 이해할 수 있다.
앞서 언급된 실시예들에서 쌍극 링 자석은 처리관 주위로 회전된다. 그러나 이 쌍극 링 자석은 반드시 회전될 필요는 없으며, 사이에 유전 재료가 삽입된 처리관의 외측 주변 표면상에서 이동되지 않을 수도 있다.
앞서 언급된 실시예들은 에칭 장치에 관한 것이다. 그러나 본 발명은 에칭 장치에만 제한되지 않으며, 에싱 장치, 스퍼터링 장치, CVD 장치와 같은 다른 플라즈마 처리 장치에도 사용될 수 있다. 기판은 웨이퍼에 제한되지 않으며, LCD 기판이 기판으로서 또한 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리관내에 형성되는 균일 자계가 다수의 이방성 단편 자석들이 처리관의 외측 주변상에 타원형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 쌍극 링 자석 또는, 보조 자석들을 갖는 이방성 단편 자석들이 처리관의 외측 주변상에 원형으로 배열된 것을 특징으로 하는 쌍극 링 자석을 제공함으로써 개선될 수 있다. 결과적으로, 기판의 플라즈마 처리는 종래에 수행된 플라즈마 처리에 비해 더욱 균일하게 실행될 수 있다. 더욱이, 개개의 쌍극 링 자석들의 각각에 사용된 이방성 단편 자석들은 동일하다. 따라서, 기판 사이즈가 증가함에 따라 더욱 큰 플라즈마 장치가 형성되어야 할 경우에도, 동일한 이방성 단편 자석들이 그들의 수를 증가시킴으로써 사용될 수 있다. 그러므로 이방성 단편 자석의 제조 비용이 감소될 수 있다. 자계 누설을 방지하기 위한 자계 발생 수단이 쌍극 링 자석의 외측 주변에 제공된 경우, 장치로부터 주변으로의 자계 누설은 물론 주변 장비에 대한 자계의 영향이 방지될 수 있다. 더욱이, 다중 처리실 형태의 반도체 장치 제조 시스템의 구성시에, 자계 강도의 설계 및 균일성면에서의 자유도가 향상될 수 있다.
부가의 장점 및 변형들이 당분야에 숙련된 자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다. 그러므로 본 발명은 보다 넓은 측면에서 본 명세서에 도시되고 설명된 특정의 세부사항 및 대표적인 실시예들에 국한되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허 청구 범위 및 그들의 등가물에 의해 한정된 전반적인 발명 개념의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (13)

  1. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과;
    상기 처리관내에 제공되어, 상기 플라즈마 발생 영역을 향한 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위한 지지 수단과;
    처리 가스를 상기 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과;
    상기 플라즈마 발생 영역내에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 상기 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 상기 플라즈마 발생 영역내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 발생 수단
    을 포함하되,
    상기 쌍극 링 자석은 타원형 트랙상에 배열된 다수의 이방성 단편 자석들을 갖는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 이방성 단편 자석들은 동일한 형상 및 사이즈를 갖고 직경 방향으로 자화된 원통형 영구 자석들인 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이방성 단편 자석들은 동일 간격으로 배열되는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리관의 주변을 따라 제공되어 상기 다수의 이방성 단편 자석들을 타원형 트랙상에 지지하기 위한 회전 스테이지와;
    상기 회전 스테이지를 상기 처리관 주위로 회전시키기 위한 회전 수단
    을 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    내부에 플라즈마 처리 영역을 갖는 처리관과;
    상기 처리관내에 제공되어, 상기 플라즈마 발생 영역을 향한 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위한 지지 수단과;
    처리 가스를 상기 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과;
    상기 처리 표면의 근방에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 상기 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 상기 플라즈마 발생영역내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생 수단
    을 포함하되,
    상기 쌍극 링 자석은 상기 처리관의 외측 주변을 따라 배열되고, 상기 처리관내의 자계의 수직 성분을 수정하기 위해, 상기 처리 표면에 수직으로 연장되는 다수의 이방성 단편 자석들과 상기 연장되는 다수의 이방성 단편 자석들의 각각의 적어도 한 단부에 제공된 보조 자석을 갖는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 이방성 단편 자석들은 동일한 형상 및 사이즈를 갖고 직경 방향으로 자화된 원통형 영구 자석인 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 보조 자석은 상기 원통형 영구 자석과 동일한 직경을 가지며, 상기 이방성 단편 자석들 각각의 적어도 한 단부에 제공된 원통형 영구 자석인 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이방성 단편 자석들의 각각은 2개의 원통형 자석 부재와 상기 두 원통형 자석 부재들 사이에 삽입된 비자기 재료를 갖는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 이방성 단편 자석들은 원형 트랙상에 동일 간격으로 배열되는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 쌍극 링 자석을 둘러싸도록 배열된 원형 자기 재료와;
    상기 원형 자기 재료상에 제공되어, 상기 자계의 누설을 방지하기 위한 자계 발생 수단
    을 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과;
    상기 처리관내에 제공되어, 상기 플라즈마 발생 영역을 향한 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위한 지지 수단과;
    처리 가스를 상기 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과;
    상기 플라즈마 발생 영역내에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 상기 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 상기 플라즈마 발생 영역내에서 상기 처리 표면의 근방에 상기 처리 가스의 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생 수단
    을 포함하되,
    상기 쌍극 링 자석은 상기 처리관의 외측 주변을 따라 배열되고, 동일한 자력을 갖는 다수의 원통형 이방성 단편 자석들을 구비하며, 상기 이방성 단편 자석들은 상기 이방성 단편 자석들에 의해 형성되는 자계의 결과적인 벡터의 N극에 위치된 인접하는 이방성 단편 자석들과 S극에 위치된 인접하는 이방성 단편 자석들간의 제 1 거리가 상기 N-S 극선에 수직으로 교차되는 라인의 상단부에 위치되는 인접하는 이방성 단편 자석들과 하단부에 위치되는 인접하는 단편 자석들간의 제 2 거리와 상이하게 되도록 배열되는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 거리는 상기 제 2 거리보다 짧은 플라즈마 처리 장치.
  13. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    내부에 플라즈마 발생 영역을 갖는 처리관과;
    상기 처리관내에 제공되어 상기 플라즈마 발생 영역을 향한 처리 표면을 갖는 기판을 지지하기 위한 지지 수단과;
    처리 가스를 상기 플라즈마 발생 영역내로 도입하기 위한 가스 도입 수단과;
    상기 플라즈마 발생 영역내에 자력선을 갖는 자계를 발생하기 위해, 상기 처리관의 외측 주변을 따라 배열된 쌍극 링 자석을 포함하며 상기 플라즈마 발생 영역내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생 수단
    을 포함하되,
    상기 쌍극 링 자석은 타원형 트랙상에 배열된 다수의 이방성 단편 자석들을 가지며, 상기 타원형 트랙의 장축은 상기 이방성 단편 자석에 의해 형성되는 자계의결과적인 벡터의 E극 및 W극을 향하는 EW 방향으로 연장되고, 상기 타원형 트랙으니 단축은 상기 자계의 결과적인 벡터의 N 극 및 S 극으로 향하는 NS 방향으로 연장되며, 상기 타원형 트랙의 중심은 상기 기판의 중심으로부터 W극쪽으로 쉬프트되는 플라즈마 처리 장치.
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