JPH04218913A - マグネトロンプラズマ装置 - Google Patents
マグネトロンプラズマ装置Info
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- JPH04218913A JPH04218913A JP2339801A JP33980190A JPH04218913A JP H04218913 A JPH04218913 A JP H04218913A JP 2339801 A JP2339801 A JP 2339801A JP 33980190 A JP33980190 A JP 33980190A JP H04218913 A JPH04218913 A JP H04218913A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、プラズマ雰囲気に磁場をかけプラズマ処理す
るマグネトロンプラズマ装置に関する。
るマグネトロンプラズマ装置に関する。
一般に、マグネトロンプラズマ装置、例えばマグネトロ
ンエッチング装置においては、真空室の上部外側に永久
マグネットを設け、真空室内を磁場がかけられたプラズ
マ雰囲気となし、真空室底部に設けた支持テーブル上の
ウェーハの薄膜をエッチング処理するようにしている。
ンエッチング装置においては、真空室の上部外側に永久
マグネットを設け、真空室内を磁場がかけられたプラズ
マ雰囲気となし、真空室底部に設けた支持テーブル上の
ウェーハの薄膜をエッチング処理するようにしている。
ところが、従来のマグネトロンエッチング装置において
は、永久マグネットの漏洩が非常に大きく、エッチング
装置の周辺にＣＲＴやＳＥＭを設置すると像が歪んでし
まう。これを防止するために装置の架台等にシールド材
を設置しても有効に作用せず、漏洩磁場を小さくする工
夫が望まれていた。 本発明は、かかる点に鑑み、磁場発生装置の漏洩磁界を
著しく小さくすることができ、周囲の各種電子、電磁機
器に影響の少ないマグネトロンプラズマ装置を提供する
ことを目的とする。
は、永久マグネットの漏洩が非常に大きく、エッチング
装置の周辺にＣＲＴやＳＥＭを設置すると像が歪んでし
まう。これを防止するために装置の架台等にシールド材
を設置しても有効に作用せず、漏洩磁場を小さくする工
夫が望まれていた。 本発明は、かかる点に鑑み、磁場発生装置の漏洩磁界を
著しく小さくすることができ、周囲の各種電子、電磁機
器に影響の少ないマグネトロンプラズマ装置を提供する
ことを目的とする。
そこで、本発明は、真空室内でプラズマ雰囲気を生成し
、このプラズマ雰囲気に第１の磁場発生装置により磁場
をかけマグネトロンを放電させ非処理物をプラズマ処理
するマグネトロンプラズマ装置において、前記磁場発生
装置にこれと逆位相の磁場を発生する第２の磁場発生装
置を設けた。
、このプラズマ雰囲気に第１の磁場発生装置により磁場
をかけマグネトロンを放電させ非処理物をプラズマ処理
するマグネトロンプラズマ装置において、前記磁場発生
装置にこれと逆位相の磁場を発生する第２の磁場発生装
置を設けた。
第１の磁場発生装置と位相が１８０度異なる磁場を発生
する第２の磁場発生装置が、互いの異極同士が対向する
ように配置されており、双方の磁束が互いに引き合って
互いの磁束の発散が減少することもに発散磁場のシール
ドに対する直交成分が減少して装置架台に設けたシール
ド効果が増大する。
する第２の磁場発生装置が、互いの異極同士が対向する
ように配置されており、双方の磁束が互いに引き合って
互いの磁束の発散が減少することもに発散磁場のシール
ドに対する直交成分が減少して装置架台に設けたシール
ド効果が増大する。
以下、図面を参照して不発明の装置をマグネトロンエッ
チング装置に適用した一実施例について説明する。 第１図において、本発明のマグネトロンエッチング装置
Ｍは、真空処理室１を有し、この真空処理室１内には支
持テーブル２が設置されている。 この支持テーブル２上には非処理物であるウェーハ３が
載置され、このウェーハ３上に形成された薄膜がエッチ
ングされる。前記支持テーブル２（電極）には高周波電
源が接続され、支持テーブル２上方の対向するカバー５
（電極）がアースされている。この充填室に排気された
のち処理ガスが供給され、処理室１内は真空プラズマ雰
囲気とされ、このプラズマ雰囲気に真空処理室の上面に
設けた第１の磁場発生装置、例えば永久磁石の主マグネ
ット６の磁束により所定強度の磁場が、例えば上記ウェ
ハ３の表面全間に均一かつ水平にかけられている。 この水平磁場と上記電極２、５間に形成される電界との
直交電磁界によりマグネトロン放電が提起される。この
マグネトロン放電は低圧下でのエッチングを可能とし、
異方性エッチングに大きな効果を呈する。 前記マグネット６は、例えば第２図に示すような両側が
段状をなす矩形の永久マグネットであり、この永久マグ
ネットの長手方向軸に直交する方向にＮ極からＳ極に磁
力線が形成されている。前記主マグネット６はその中央
部に凹んだ平坦部６ａを有し、この平坦部６ａが下側を
向くように真空処理室１上面に設けられ、磁束の一部が
真空処理室１内のプラズマ雰囲気中を通るようになって
いる。 この主マグネット６の上方には、アルミニューム材、プ
ラスチック材等の非磁性体８を介して第２の磁場発生装
置、例えばカウンターマグネット７が設けられ、このカ
ウンターマグネット７は主マグネット６と同一強度（必
ずしも同一強度でなくてもよい）で、かつ第２図に示す
ような主マグネット６と同一構造を有している。前記主
マグネット６とカウンターマグネット７とは互いに１８
０°位相を電磁的、物理的に少なくとも一方、例えば両
方についてずらして配設される。例えば互いに異極同士
が対向して配設されている。前記カウンターマグネット
７の中央平坦部７ａには軸１０を介して回転手段、例え
ば駆動モータ９の回転軸が連結され、この駆動モータ９
により、主マグネット６とカウンターマグネット７から
なるマグネットユニットが回転される。 この回転は均一プラズマ処理を実行するための手段であ
る。この回転は一方、例えば主マグネット６のみを回転
させてもよい。この場合、この回転により形成される磁
場に対して１８０度位置が異なる磁場が形成されるよう
に形成すればよい。 このように、両マグネット６、７をその異極同士を対向
させて配設すると、主マグネット６のＮ極から出た磁束
のうちカウンターマグネット７側の磁束がカウンターマ
グネット７のＳ極に吸引されるとともに、カウンターマ
グネット７のＮ極から出た磁束のうち主マグネット６側
の磁束が主マグネット６のＳ極に吸引されて装置架台に
マグネットユニットＵを被うように取付けたシールド１
１に直交する方向に形成された磁束が減少してシールド
１１のシールド効果も向上する。 第３図に示すように主マグネット６のみを配設した場合
には、シールド１１に直交する方向の発散磁束はシール
ド１１を貫通してしまい、そのシールド効果が小さかっ
たが、カウンターマグネット７を設けることにより互い
に異極同士が引合って発散した漏洩磁束が減少しシール
ド１１のシールド効果も向上する。 第１図のマグネットユニットＵは両マグネット６、７が
非磁性体を介して連結されているが、第４図に示すよう
に、軸２０を介して両マグネット６、７を連結して構成
するようにしてもよい。 第５図は、主マグネット６のみの場合およびこれに加え
てカウンターマグネット７を設置した場合のウェーハ３
上での磁界の分布を示す例であり、○印は主マグネット
６のみの場台□印はカウンターマグネット７を追加した
場合を示し、横軸は第６図に示すようにマグネット６の
中心すなわちウェーハ３の中心からの距離、縦軸は磁束
密度を示す。ここで、Ｂｘとはウェーハ３の中心Ｏから
の各点における磁束密度の水平成分（Ｘ成分）、Ｂｚと
はそのときの垂直成分（Ｚ成分）を示す。 第５図によれば、カウンターマグネット７を設けても真
空室内のウェーハ３上に加わる磁場には殆ど変化のない
ことが判る。 第７図は主マグネット６のみ（単品）設けた場合と、こ
れに加えてカウンターマグネット７とを設けた場合（カ
ウンターマグネットシステム）のマグネット６又は７の
中心からの距離（Ｌ）（第８図）に対応する漏洩磁束（
水平成分）を測定したものである。 第７図によれば、実験値および計算値すなわち解析値に
おいてもカウンターマグネット７を設けると、距離Ｌが
マグネット直径の数倍以内のときは余り漏洩磁束に差が
ないが距離Ｌがそれ以上になると、主マグネット単品の
漏洩磁束とカウンターマグネットシステムにおける漏洩
磁束の差がしだいに大きくなることが判る。 第９図は、カウンターマグネットシステムにおけるマグ
ネットの直径Ｒに対する両マグネット６、７間の距離Ｈ
を変化させたときのカウンターマグネット７の中心から
の水平距離が一定距離の地点Ｐにおける漏洩磁束を測定
したものであり（第１０図）、これによれば、両マグネ
ット間の距離を大きくすると点Ｐにおける漏洩磁束が直
線的に大きくなることが判る。すなわち、両マグネット
６、７の距離は小さい方が漏洩磁束が小さい。 第１１図はカウンターマグネットシステムにおける両マ
グネット６、７の距離Ｈの変化に対するウェーハ３の中
心位置におけるウェーハ３と主マグネット６との距離の
磁束密度の変化を示したものであり、カウンターマグネ
ット７をマグネット６に近付けてもウェーハ中心の磁束
密度の減少の度合がなだらかである。 上記実施例では第１および第２の磁場発生装置の両方が
マグネットの例について説明しましたが、一方を電磁コ
イルにしてもよいし、両方電磁コイルにしても、要する
にウェハ表面に均一な水平磁場が形成され、この磁場の
漏洩磁場を相殺する位置が１８０度異なる磁場発生手段
であれば何れでもよい。 上記実施例ではマグネトロンエッチング装置に適用した
例について説明したが、マグネトロンプラズマを利用す
る装置であれば、他の表面処理装置、例えばＣＶＤに適
用してもよい。
チング装置に適用した一実施例について説明する。 第１図において、本発明のマグネトロンエッチング装置
Ｍは、真空処理室１を有し、この真空処理室１内には支
持テーブル２が設置されている。 この支持テーブル２上には非処理物であるウェーハ３が
載置され、このウェーハ３上に形成された薄膜がエッチ
ングされる。前記支持テーブル２（電極）には高周波電
源が接続され、支持テーブル２上方の対向するカバー５
（電極）がアースされている。この充填室に排気された
のち処理ガスが供給され、処理室１内は真空プラズマ雰
囲気とされ、このプラズマ雰囲気に真空処理室の上面に
設けた第１の磁場発生装置、例えば永久磁石の主マグネ
ット６の磁束により所定強度の磁場が、例えば上記ウェ
ハ３の表面全間に均一かつ水平にかけられている。 この水平磁場と上記電極２、５間に形成される電界との
直交電磁界によりマグネトロン放電が提起される。この
マグネトロン放電は低圧下でのエッチングを可能とし、
異方性エッチングに大きな効果を呈する。 前記マグネット６は、例えば第２図に示すような両側が
段状をなす矩形の永久マグネットであり、この永久マグ
ネットの長手方向軸に直交する方向にＮ極からＳ極に磁
力線が形成されている。前記主マグネット６はその中央
部に凹んだ平坦部６ａを有し、この平坦部６ａが下側を
向くように真空処理室１上面に設けられ、磁束の一部が
真空処理室１内のプラズマ雰囲気中を通るようになって
いる。 この主マグネット６の上方には、アルミニューム材、プ
ラスチック材等の非磁性体８を介して第２の磁場発生装
置、例えばカウンターマグネット７が設けられ、このカ
ウンターマグネット７は主マグネット６と同一強度（必
ずしも同一強度でなくてもよい）で、かつ第２図に示す
ような主マグネット６と同一構造を有している。前記主
マグネット６とカウンターマグネット７とは互いに１８
０°位相を電磁的、物理的に少なくとも一方、例えば両
方についてずらして配設される。例えば互いに異極同士
が対向して配設されている。前記カウンターマグネット
７の中央平坦部７ａには軸１０を介して回転手段、例え
ば駆動モータ９の回転軸が連結され、この駆動モータ９
により、主マグネット６とカウンターマグネット７から
なるマグネットユニットが回転される。 この回転は均一プラズマ処理を実行するための手段であ
る。この回転は一方、例えば主マグネット６のみを回転
させてもよい。この場合、この回転により形成される磁
場に対して１８０度位置が異なる磁場が形成されるよう
に形成すればよい。 このように、両マグネット６、７をその異極同士を対向
させて配設すると、主マグネット６のＮ極から出た磁束
のうちカウンターマグネット７側の磁束がカウンターマ
グネット７のＳ極に吸引されるとともに、カウンターマ
グネット７のＮ極から出た磁束のうち主マグネット６側
の磁束が主マグネット６のＳ極に吸引されて装置架台に
マグネットユニットＵを被うように取付けたシールド１
１に直交する方向に形成された磁束が減少してシールド
１１のシールド効果も向上する。 第３図に示すように主マグネット６のみを配設した場合
には、シールド１１に直交する方向の発散磁束はシール
ド１１を貫通してしまい、そのシールド効果が小さかっ
たが、カウンターマグネット７を設けることにより互い
に異極同士が引合って発散した漏洩磁束が減少しシール
ド１１のシールド効果も向上する。 第１図のマグネットユニットＵは両マグネット６、７が
非磁性体を介して連結されているが、第４図に示すよう
に、軸２０を介して両マグネット６、７を連結して構成
するようにしてもよい。 第５図は、主マグネット６のみの場合およびこれに加え
てカウンターマグネット７を設置した場合のウェーハ３
上での磁界の分布を示す例であり、○印は主マグネット
６のみの場台□印はカウンターマグネット７を追加した
場合を示し、横軸は第６図に示すようにマグネット６の
中心すなわちウェーハ３の中心からの距離、縦軸は磁束
密度を示す。ここで、Ｂｘとはウェーハ３の中心Ｏから
の各点における磁束密度の水平成分（Ｘ成分）、Ｂｚと
はそのときの垂直成分（Ｚ成分）を示す。 第５図によれば、カウンターマグネット７を設けても真
空室内のウェーハ３上に加わる磁場には殆ど変化のない
ことが判る。 第７図は主マグネット６のみ（単品）設けた場合と、こ
れに加えてカウンターマグネット７とを設けた場合（カ
ウンターマグネットシステム）のマグネット６又は７の
中心からの距離（Ｌ）（第８図）に対応する漏洩磁束（
水平成分）を測定したものである。 第７図によれば、実験値および計算値すなわち解析値に
おいてもカウンターマグネット７を設けると、距離Ｌが
マグネット直径の数倍以内のときは余り漏洩磁束に差が
ないが距離Ｌがそれ以上になると、主マグネット単品の
漏洩磁束とカウンターマグネットシステムにおける漏洩
磁束の差がしだいに大きくなることが判る。 第９図は、カウンターマグネットシステムにおけるマグ
ネットの直径Ｒに対する両マグネット６、７間の距離Ｈ
を変化させたときのカウンターマグネット７の中心から
の水平距離が一定距離の地点Ｐにおける漏洩磁束を測定
したものであり（第１０図）、これによれば、両マグネ
ット間の距離を大きくすると点Ｐにおける漏洩磁束が直
線的に大きくなることが判る。すなわち、両マグネット
６、７の距離は小さい方が漏洩磁束が小さい。 第１１図はカウンターマグネットシステムにおける両マ
グネット６、７の距離Ｈの変化に対するウェーハ３の中
心位置におけるウェーハ３と主マグネット６との距離の
磁束密度の変化を示したものであり、カウンターマグネ
ット７をマグネット６に近付けてもウェーハ中心の磁束
密度の減少の度合がなだらかである。 上記実施例では第１および第２の磁場発生装置の両方が
マグネットの例について説明しましたが、一方を電磁コ
イルにしてもよいし、両方電磁コイルにしても、要する
にウェハ表面に均一な水平磁場が形成され、この磁場の
漏洩磁場を相殺する位置が１８０度異なる磁場発生手段
であれば何れでもよい。 上記実施例ではマグネトロンエッチング装置に適用した
例について説明したが、マグネトロンプラズマを利用す
る装置であれば、他の表面処理装置、例えばＣＶＤに適
用してもよい。
以上説明したように本発明によれば、真空処理室内の非
処理物に付加される磁束に影響を与えることなく磁気シ
ールド効果を得ることができる。
処理物に付加される磁束に影響を与えることなく磁気シ
ールド効果を得ることができる。
第１図は本発明の実施例のマグネトロンエッチング装置
の概略構成図、第２図はマグネットの斜視図、第３図は
主マグネット単品のみ設置したときの磁分布説明図、第
４図はマグネットユニットの他の実施例図、第５図はカ
ウンターマグネットの有無におけるウェーハ上での磁界
の分布を示すグラフ、第６図は第５図のグラフに関して
主マグネットとウェーハとの関係説明図、第７図は主マ
グネット単品とカウンターマグネットシステムにおける
漏洩磁束の比較グラフ、第８図は第７図のグラフに関し
て測定位置を示す図、第９図はカウンターマグネットシ
ステムにおいて両マグネット間の距離を変化させたとき
の磁石中心から一定距離の地点の漏洩磁束の変化を示す
グラフ、第１０図は第９図のグラフに関して測定点を示
す図、第１１図はカウンターマグネットシステムにおい
て、両マグネット間の距離を変化させたときのウェーハ
中心での磁束密度の変化を示すグラフ、第１２図は第１
１図のグラフに関し両マグネットおよびウェーハ間の関
係を示す図である。 符号説明 （１）…真空処理室 （２）…支持テーブル （３）…ウェーハ （６）…主マグネット （７）…カウンターマグネット （１１）…シールド 特許出願人 東京エレクトロン株式会社（外１名） 代理人 弁理士 中本 菊彦
の概略構成図、第２図はマグネットの斜視図、第３図は
主マグネット単品のみ設置したときの磁分布説明図、第
４図はマグネットユニットの他の実施例図、第５図はカ
ウンターマグネットの有無におけるウェーハ上での磁界
の分布を示すグラフ、第６図は第５図のグラフに関して
主マグネットとウェーハとの関係説明図、第７図は主マ
グネット単品とカウンターマグネットシステムにおける
漏洩磁束の比較グラフ、第８図は第７図のグラフに関し
て測定位置を示す図、第９図はカウンターマグネットシ
ステムにおいて両マグネット間の距離を変化させたとき
の磁石中心から一定距離の地点の漏洩磁束の変化を示す
グラフ、第１０図は第９図のグラフに関して測定点を示
す図、第１１図はカウンターマグネットシステムにおい
て、両マグネット間の距離を変化させたときのウェーハ
中心での磁束密度の変化を示すグラフ、第１２図は第１
１図のグラフに関し両マグネットおよびウェーハ間の関
係を示す図である。 符号説明 （１）…真空処理室 （２）…支持テーブル （３）…ウェーハ （６）…主マグネット （７）…カウンターマグネット （１１）…シールド 特許出願人 東京エレクトロン株式会社（外１名） 代理人 弁理士 中本 菊彦
Claims (4)
- 【請求項１】真空室内でプラズマ雰囲気を生成し、この
プラズマ雰囲気に第１の磁場発生装置により磁場をかけ
マグネトロンを放電させ非処理物をプラズマ処理するマ
グネトロンプラズマ装置において、前記第１の磁場発生
装置にこれと逆位相の磁場を発生する第２の磁場発生装
置を設けたことを特徴とするマグネトロンプラズマ装置
。 - 【請求項２】第１および第２の磁場発生装置の少なくと
も一方を回転させ、他方の磁場発生装置により前記一方
の磁場発生装置に同期して回転する磁界を発生させるこ
とを特徴とする請求項１記載のマグネトロンプラズマ装
置。 - 【請求項３】両第１および第２の磁場発生装置は同一強
度を有していることを特徴とする請求項１記載のマグネ
トロンプラズマ装置。 - 【請求項４】第１および第２の磁場発生装置は非磁性体
を介して一体的に連結されていることを特徴とする請求
項１乃至３項のいずれかに記載のマグネトロンプラズマ
装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339801A JP2955777B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | マグネトロンプラズマ装置 |
| US07/766,324 US5376211A (en) | 1990-09-29 | 1991-09-27 | Magnetron plasma processing apparatus and processing method |
| KR1019910017148A KR100209559B1 (ko) | 1990-09-29 | 1991-09-28 | 마그네트론 플라즈마 처리장치 및 처리방법 |
| EP95104732A EP0663683A3 (en) | 1990-09-29 | 1991-09-30 | Magnetron plasma processing device and processing method. |
| DE69124178T DE69124178T2 (de) | 1990-09-29 | 1991-09-30 | Gerät zur Magnetronplasmabearbeitung |
| EP91116645A EP0479189B1 (en) | 1990-09-29 | 1991-09-30 | Magnetron plasma processing apparatus |
| TW080107709A TW218065B (ja) | 1990-09-29 | 1991-09-30 | |
| US08/266,635 US5660671A (en) | 1990-09-29 | 1994-06-28 | Magnetron plasma processing apparatus and processing method |
| US08/827,439 US5888338A (en) | 1990-09-29 | 1997-03-27 | Magnetron plasma processing apparatus and processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339801A JP2955777B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | マグネトロンプラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218913A true JPH04218913A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2955777B2 JP2955777B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=18330942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339801A Expired - Fee Related JP2955777B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-11-30 | マグネトロンプラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2955777B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6014943A (en) * | 1996-09-12 | 2000-01-18 | Tokyo Electron Limited | Plasma process device |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339801A patent/JP2955777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6014943A (en) * | 1996-09-12 | 2000-01-18 | Tokyo Electron Limited | Plasma process device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2955777B2 (ja) | 1999-10-04 |
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Legal Events
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