(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生機構と、
前記真空容器内に配置され、被処理基板を支持するための基板ホルダと、
前記真空容器内に磁界を発生させるための磁気回路とを備え、
前記磁気回路は、
前記基板ホルダと対向する前記真空容器の上壁の外に設けられた磁気コイルを有する第１の磁界発生手段であって、前記磁気コイルにより前記上壁の中心側から前記真空容器の側壁側に向かう磁力線が発生するように構成された第１の磁場発生手段と、
前記真空容器の側壁の外であって該側壁の周方向に沿って設けられ、一方の磁極が全て前記真空容器の内側に向き、他方の磁極が全て前記真空容器の外側に向くように配置されたリング状の永久磁石である第２の磁界発生手段とを備え、
前記磁気コイルへの印加電流の強さに応じて、前記第２の磁場発生手段の磁力線と、前記第１の磁場発生手段の前記磁力線との衝突箇所を、前記側壁側または前記中心側に変化させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記真空容器は、連通する孔を有する隔壁板により、前記被処理基板を処理するためのプラズマ処理室と、前記プラズマ発生機構によりプラズマを発生させるためのプラズマ発生室とに分割されており、
前記第２の磁界発生手段は、前記プラズマ発生室の側壁の外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記一方の磁極はＮ極であり、前記他方の磁極はＳ極であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記磁気コイルの電流方向は、前記真空容器内の磁力線が該真空容器の中心から前記側壁へ向くように印加することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記磁気コイルは、前記真空容器の前記上壁の外に同心円状に複数設けられており、各々の磁気コイルは、同じ向きに電流が流れるように巻かれていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
真空容器内に設けられた基板ホルダに被処理基板を配置する工程と、
前記真空容器内にプラズマを発生させる工程と、
前記基板ホルダと対向する前記真空容器の上壁の外に設けられた磁気コイルを有する第１の磁界発生手段から発生した磁力線であって、前記磁気コイルにより前記上壁の中心側から前記真空容器の側壁側に向かう磁力線と、前記真空容器の側壁の外側に設けられた永久磁石である第２の磁界発生手段により発生した磁力線とにより、前記上壁から前記基板ホルダに向って拡がるセパラトリクスを形成する工程とを有し、
前記セパラトリクスを形成する工程は、前記磁気コイルへの印加電流を調節することにより、前記セパラトリクスの形状を調節すると共に、前記印加電流の強さに応じて、前記第２の磁場発生手段の前記磁力線と、前記第１の磁場発生手段の前記磁力線との衝突箇所を前記側壁側または前記中心側に変化させ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向に沿って、同一の磁極が前記真空容器の側壁の内側および外側に向くように設けられ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向の内側が全て前記一方の磁極であり、前記真空容器の側壁の周方向の外側が全て前記他方の磁極であるリング状の永久磁石であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
被処理基板を備える素子の製造方法であって、
所定のプラズマ処理を施すための真空容器内に設けられた基板ホルダに前記被処理基板を配置する工程と、
前記真空容器内にプラズマを発生させる工程と、
前記基板ホルダと対向する前記真空容器の上壁の外に設けられた磁気コイルを有する第１の磁界発生手段から発生した磁力線であって、前記磁気コイルにより前記上壁の中心側から前記真空容器の側壁側に向かう磁力線と、前記真空容器の側壁の外側に設けられた永久磁石である第２の磁界発生手段により発生した磁力線とにより、前記上壁から前記基板ホルダに向って拡がるセパラトリクスを形成して、前記被処理基板に前記所定のプラズマ処理を施す工程とを有し、
前記プラズマ処理を施す工程は、前記第１の磁界発生手段に印加される電流を調節することにより、前記セパラトリクスの形状を調節すると共に、前記印加電流の強さに応じて、前記第２の磁場発生手段の前記磁力線と、前記第１の磁場発生手段の前記磁力線との衝突箇所を前記側壁側または前記中心側に変化させ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向に沿って、同一の磁極が前記真空容器の側壁の内側および外側に向くように設けられ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向の内側が全て前記一方の磁極であり、前記真空容器の側壁の周方向の外側が全て前記他方の磁極であるリング状の永久磁石であることを特徴とする製造方法。
【請求項８】
前記リング状の永久磁石は、所要の磁場を有する磁石の切片を、着磁方向を前記真空容器の中心軸に向けてリング状に並べたものであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
真空容器と、
前記真空容器内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生機構と、
前記真空容器内に配置され、被処理基板を支持するための基板ホルダと、
前記真空容器内に磁界を発生させるための磁気回路とを備え、
前記磁気回路は、
前記基板ホルダと対向する前記真空容器の上壁の外に設けられた磁気コイルを有する第１の磁界発生手段であって、前記磁気コイルにより前記真空容器の側壁側から前記上壁側に向かう磁力線が発生するように構成された第１の磁場発生手段と、
前記真空容器の側壁の外であって該側壁の周方向に沿って設けられ、一方の磁極が全て前記真空容器の内側に向き、他方の磁極が全て前記真空容器の外側に向くように配置されたリング状の永久磁石である第２の磁界発生手段とを備え、
前記磁気コイルへの印加電流の強さに応じて、前記第２の磁場発生手段の磁力線と、前記第１の磁場発生手段の前記磁力線との衝突箇所を、前記側壁側または前記上壁の中心側に変化させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
真空容器内に設けられた基板ホルダに被処理基板を配置する工程と、
前記真空容器内にプラズマを発生させる工程と、
前記基板ホルダと対向する前記真空容器の上壁の外に設けられた磁気コイルを有する第１の磁界発生手段から発生した磁力線であって、前記磁気コイルにより前記真空容器の側壁側から前記上壁側に向かう磁力線と、前記真空容器の側壁の外側に設けられた永久磁石である第２の磁界発生手段により発生した磁力線とにより、前記上壁から前記基板ホルダに向って拡がるセパラトリクスを形成する工程とを有し、
前記セパラトリクスを形成する工程は、前記磁気コイルへの印加電流を調節することにより、前記セパラトリクスの形状を調節すると共に、前記印加電流の強さに応じて、前記第２の磁場発生手段の前記磁力線と、前記第１の磁場発生手段の前記磁力線との衝突箇所を前記側壁側または前記上壁の中心側に変化させ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向に沿って、同一の磁極が前記真空容器の側壁の内側および外側に向くように設けられ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向の内側が全て前記一方の磁極であり、前記真空容器の側壁の周方向の外側が全て前記他方の磁極であるリング状の永久磁石であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１１】
被処理基板を備える素子の製造方法であって、
所定のプラズマ処理を施すための真空容器内に設けられた基板ホルダに前記被処理基板を配置する工程と、
前記真空容器内にプラズマを発生させる工程と、
前記基板ホルダと対向する前記真空容器の上壁の外に設けられた磁気コイルを有する第１の磁界発生手段から発生した磁力線であって、前記磁気コイルにより前記真空容器の側壁側から前記上壁側に向かう磁力線と、前記真空容器の側壁の外側に設けられた永久磁石である第２の磁界発生手段により発生した磁力線とにより、前記上壁から前記基板ホルダに向って拡がるセパラトリクスを形成して、前記被処理基板に前記所定のプラズマ処理を施す工程とを有し、
前記プラズマ処理を施す工程は、前記第１の磁界発生手段に印加される電流を調節することにより、前記セパラトリクスの形状を調節すると共に、前記印加電流の強さに応じて、前記第２の磁場発生手段の前記磁力線と、前記第１の磁場発生手段の前記磁力線との衝突箇所を前記側壁側または前記上壁の中心側に変化させ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向に沿って、同一の磁極が前記真空容器の側壁の内側および外側に向くように設けられ、
前記永久磁石は、前記真空容器の側壁の周方向の内側が全て前記一方の磁極であり、前記真空容器の側壁の周方向の外側が全て前記他方の磁極であるリング状の永久磁石であることを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および被処理基板を備える素子の製造方法に関し、より具体的には、プラズマを利用して被処理基板の表面に薄膜を形成する、または被処理物の表面をエッチングするといった、プラズマにより基板を処理するプラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および被処理基板を備える素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、例えばエッチング装置では、主に磁石を用いたマグネトロン型、電子サイクロトロン共鳴を用いたＥＣＲ放電型、ヘリコン波を用いたヘリコン型のプラズマ発生装置が用いられてきた。【０００３】
プラズマ発生装置としては、プラズマ発生室の上壁上に、リング状の中心軸に沿って着磁した複数の永久磁石を、極性が交互になるように同心円状に配置し、さらにプラズマ発生室の側壁の外に磁気コイルを配置した装置が特許文献１に開示されている。係る装置では、上記側壁に配置された磁気コイルにより磁力線が基板側へ向かうようにコイル磁場を発生させることで、プラズマ発生室上壁付近に発生したプラズマをコイル磁場により広範囲に拡散させる。【０００４】
また、セルフバイアス発生用の高周波電源を接続した基板ホルダを、プラズマ発生用の高周波電極と十分離して設置し、且つ、高周波電極と基板ホルダとの間における真空容器の外及び、高周波電極の背面のそれぞれに磁気コイルを設置した装置が特許文献２に開示されている。係る装置は、被処理物にダメージを与えることなく、任意にセルフバイアスを制御し、且つ安定したプラズマ処理を行う。【０００５】
また、プラズマの均一化を実現する他の方法としては、円筒の中心軸方向（円筒の長手方向）に、極性が交互となるように着磁された、円筒状の永久磁石を同心円状に３重に配置する方法がある。この場合、外側に位置する２つの円筒状永久磁石（中央と最外側の永久磁石）で形成される磁力線と、内側に位置する２つの円筒状永久磁石（中央と最内側の永久磁石）で形成される磁力線との間に形成される境界面（セパラトリクス）が真空容器内に発生する。プラズマはこのセパラトリクスに囲まれた内側で広がるため、この永久磁石強度の最適化を行うことでプラズマの拡散領域の制御と均一性の調節とが可能となる。このような磁場発生装置が提案され、平面型ＥＣＲ装置などに適用されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２７０４２８号公報
【特許文献２】特許第２６５２５４７号公報
【特許文献３】特開平６−３２５８９９号公報
【発明の概要】
【０００７】
半導体デバイス製造に使用される被処理基板には、近年では主に直径３０ｃｍ程度の基板が使用されており、この基板全面への均一処理が必要とされている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された装置では、発生したプラズマを拡散し、均一化させるためには、処理基板が大きくなるほど、プラズマにより生じた荷電粒子がコイル磁場内を飛行するため距離を稼ぐ必要があり、装置の小型化は難しいという問題がある。
【０００９】
更に、特許文献１の別の実施形態では、図５Ａ、図５Ｂに示すように、プラズマ発生装置５１の上壁に配置された永久磁石５２、およびプラズマ発生装置５１の側壁に配置された永久磁石５３ａ乃至５３ｈにより、均一なプラズマを形成するように構成されたプラズマ処理装置が開示されている。図５Ｂに示すように、永久磁石５３ａ〜５３ｈはそれぞれ、プラズマ発生装置５１の側壁において、該側壁の外周に沿って極性が交互になるように離間して配置されている。そのため、プラズマ発生装置５１内に生じたプラズマＰ１は、図５Ｂ中に示すように、各永久磁石５３ａ〜５３ｈにより生じた磁界Ｂ１により、矢印方向Ａに戻される。
【００１０】
しかしながら、図５Ａ、５Ｂに示す構成では、プラズマ発生装置５１の側壁の永久磁石５３ａ乃至５３ｈが配置されている部分と配置されていない部分とでプラズマが不均一になるという問題がある。更に、プラズマ密度分布を調整するためには、その都度永久磁石５２、永久磁石５３ａ乃至５３ｈを交換しなければならないという問題がある。尚、図５Ｂは図５Ａ中のＶＢ−ＶＢ線切断断面図である。
【００１１】
また、特許文献２に示される磁気コイルのみを使用した装置構成では、安定した放電は得られるものの、真空容器壁へ逃げる荷電粒子の挙動を防ぐことができず、高密度プラズマを均一に発生させることは難しいという問題がある。
【００１２】
特に、特許文献２記載のプラズマエッチング装置では、図６に示すようにコイル６１によりプラズマ密度分布を調整できる領域は、コイル６１の上側の領域に限られる。そのため、コイル６１の下側と基板６２との間のプラズマ密度分布を調整することが難しいという問題がある。なお、図６において、符号６３はプラズマ発生用の高周波電極であり、符号６４は高周波電極６３の裏面に設置された磁気コイルである。
【００１３】
また、特許文献３の装置では、円筒の軸方向の極性の配置が隣り合うもの同士で互いに逆になるように着磁された、３つの円筒状永久磁石を同心円状に配置している。この磁気回路によって形成される磁力線分布では、外側に位置する２つの円筒状永久磁石で形成される磁力線と、内側に位置する２つの円筒状永久磁石で形成される磁力線との間に境界（セパラトリクス）が形成される。そして、このセパラトリクスの位置と、プラズマ浮遊電位の極小値の位置とが対応しており、且つプラズマ密度の均一性はこの浮遊電位極小部に取り囲まれた内側で良好であることが判明している。このことからプラズマ密度の均一性が良好である部分を大きくするには、上記３つの磁石の配置位置から基板側に向ってセパラトリクスが外側に広がるように磁気回路を構成することが効果的となる。
【００１４】
しかし、特許文献３のようなセパラトリクスの発生に永久磁石を利用する装置では、セパラトリクス形状の調節のために永久磁石を交換する必要があり、プラズマ分布を均一化する調整は難しいという課題がある。
【００１５】
本発明の目的は、上記のような課題の少なくとも一つを解決できるプラズマ処理装置を提供することにある。より具体的には、本発明の目的は、プラズマ密度の均一性を図りつつ、プラズマ密度分布を容易に調整することができるプラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および被処理基板を備える素子の製造方法を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、セパラトリクス形状を容易に調節可能であり、大面積におけるプラズマ分布の均一化を容易に実施することを可能とするプラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および被処理基板を備える素子の製造方法を提供することである。
【００１７】
このような目的を達成するために、本発明は、プラズマ処理装置であって、真空容器と、前記真空容器内においてプラズマを発生させるためのプラズマ発生機構と、前記真空容器内に配置され、被処理基板を支持するための基板ホルダと、前記真空容器内に磁界を発生させるための磁気回路とを備え、前記磁気回路は、前記真空容器の、前記基板ホルダと対向する上壁に設けられ、印加電流によって発生磁界を調節可能な第１の磁界発生手段であって、Ｎ極およびＳ極の一方の磁極が前記真空容器の内側に向き、他方の磁極が前記真空容器の外側に向くように配置された第１の磁場発生手段と、前記真空容器の側壁に設けられた第２の磁界発生手段であって、前記一方の磁極が前記真空容器の内側に向き、前記他方の磁極が前記真空容器の外側に向くように配置された第２の磁界発生手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、プラズマ処理方法であって、真空容器内に設けられた基板ホルダに被処理基板を配置する工程と、前記真空容器内にプラズマを発生させる工程と、前記真空容器の、前記基板ホルダと対向する上壁に設けられ、印加電流によって発生磁界を調節可能な第１の磁界発生手段に電流を印加して発生した磁力線と、前記真空容器の側壁に設けられた第２の磁界発生手段により発生した磁力線とにより、前記上壁から前記基板ホルダに向って拡がるセパラトリクスを形成する工程とを有し、前記セパラトリクスを形成する工程は、前記第１の磁界発生手段に印加される電流を調節することにより、前記セパラトリクスの形状を調節可能であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明は、被処理基板を備える素子の製造方法であって、所定のプラズマ処理を施すための真空容器内に設けられた基板ホルダに前記被処理基板を配置する工程と、前記真空容器内にプラズマを発生させる工程と、前記真空容器の、前記基板ホルダと対向する上壁に設けられ、印加電流によって発生磁界を調節可能な第１の磁界発生手段に電流を印加して発生した磁力線と、前記真空容器の側壁に設けられた第２の磁界発生手段により発生した磁力線とにより、前記上壁から前記基板ホルダに向って拡がるセパラトリクスを形成して、前記被処理基板に前記所定のプラズマ処理を施す工程とを有し、前記プラズマ処理を施す工程は、前記第１の磁界発生手段に印加される電流を調節することにより、前記セパラトリクスの形状を調節可能であることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、プラズマ発生室へ磁場を印加する磁気回路の構成を工夫することで、プラズマの均一性の良好な範囲を自由に制御できる。また、セパラトリクスの形状について所望の磁場を作り出すために、上記磁気回路の構成要素である磁気コイルの電流を変更することで微小な調節を実施できる。このため、例えばセパラトリクスを拡大させた磁場を形成することができ、プラズマ発生室内で発生したプラズマを均一性よく短距離で拡散させることができる。また、プラズマ発生箇所の近傍でセパラトリクスを狭くすると、基板の処理に高密度プラズマを利用でき、処理速度の速い表面処理を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態の構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線切断断面図である。
【図３】図１の装置において発生する磁力線分布を示す図である。
【図４Ａ】図１の装置において発生する磁力線分布の計算結果を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａにてコイル電流をより強くした場合の磁力線分布の計算結果を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａにてコイル電流をより弱くした場合の磁力線分布の計算結果を示す図である。
【図４Ｄ】従来のプラズマ処理装置において発生する磁力線分布の計算結果を示す図である。
【図４Ｅ】図４Ｄにて真空容器側壁のコイル電流を逆方向にした場合の磁力線分布の計算結果を示す図である。
【図５Ａ】従来のプラズマ処理装置の構成を示す模式的断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａ中のＶＢ−ＶＢ線切断断面図である。
【図６】従来の他のプラズマ処理装置の構成を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るイオンビームエッチング装置の構成を示す模式的断面図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造手順を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ａに示すフローチャートに対応させた加工前素子の断面構造を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の加工前素子を作製する装置を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る多層磁性膜の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明について好ましい実施形態を挙げ、図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
（第１の実施形態）  
図１は、本発明のプラズマ発生装置の好ましい実施形態である誘導結合型のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す断面図であり、図２は図１中のＩＩ−ＩＩ線切断断面図であり、図３は本例の装置において発生する磁力線分布を示す図である。
【００２４】
図１のプラズマ処理装置において、真空容器１は、連通する孔を有する隔壁板（グリッド）４によって、プラズマ発生室２とプラズマ処理室５とに分割されている。さらに、プラズマ発生室２はＳＬＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｌｏｏｐ  Ａｎｔｅｎｎａ）１１などプラズマ発生機構と、磁気コイル１２と永久磁石１３とを有する磁気回路３を備え、該磁気回路３によって真空容器１内に磁界を発生させる。また、プラズマ処理室５は、基板保持機構６を備えている。真空容器１には、さらにプラズマの生成に用いられるガスを導入するガス供給口７に接続されたガス供給機構（不図示）と、真空容器１内を所要の減圧状態にする排気機構（不図示）とを備える。ガス供給機構と排気機構は一般的に良く知られているため、その詳細図示を省略する。
【００２５】
プラズマ発生機構は必ずしもＳＬＡである必要は無く、プラズマが発生できるならば平板状電極でも、別の形状のアンテナを使用しても良い。平板状電極であるならば、真空容器１内に後述する被処理基板２３に対向させて配置すればよい。
【００２６】
本実施形態において、磁気回路３は磁気コイル１２と永久磁石１３とを有している。磁気コイル１２は真空容器１の上壁の外、即ちプラズマ発生室２の上壁２６の外に配置され、その中心軸をプラズマ発生室２の中心軸と一致させて配置されている。上記磁気コイル１２は、一つもしくは同心円状に複数設けられ、プラズマ発生室２大気側（プラズマ発生室２の外側）に固定される。磁気コイル１２にはＤＣ電源２５が接続されており、ＤＣ電源２５から磁場発生用の電流が供給されることにより、磁気コイル１２は磁場を発生させる。なお、上記ＤＣ電源２５は、出力する電流値を調整可能に構成されており、該電流値を不図示の制御装置により制御することができる。磁気コイル１２の電流方向は、真空容器１内の磁力線が真空容器１の中心から真空容器１の側壁２７へ向くように印加する。すなわち、後述の基板ホルダ２１と対向する、プラズマ発生室２（真空容器１）の上壁２６に設けられた磁気コイル１２は、上壁２６から側壁２７側に向う磁力線が発生するように構成されている（磁気コイル１２は、磁気コイル１２のＮ極が真空容器１側に向き、Ｓ極が大気側（真空容器１と反対側）に向くように配置されている）。
【００２７】
永久磁石１３は、真空容器１の側壁２７に固定される。すなわち、図２に示すように、上記プラズマ発生室２の側壁２７の外に、プラズマ発生室２の中心軸方向へ着磁させた永久磁石１３が、プラズマ発生室２の中心軸と同心円状のリング状に配置されている。リング形状の永久磁石１３の着磁がリング中心方向に行えないならば、所要の磁場が得られる薄い磁石の切片を、着磁方向をプラズマ発生室２（真空容器１）の中心軸に向けて（例えば、Ｎ極を中心軸に向けて）リング状に並べることで永久磁石のリングを作製しても良い。
【００２８】
磁気コイル１２は全てプラズマ発生室２内の磁力線が真空容器１中心から側壁へ向くように印加電流が設定される。
【００２９】
永久磁石１３は、真空容器１の内側に向かう、リング中心軸方向の極性がＮ極であり、真空容器１の外側に向かう極性がＳ極となるように着磁されるよう配置される。また、真空容器１の中心軸方向がＮ極となるリング状で、且つ真空容器１側壁２７に配置されるならば、リングの個数も適当に決めることができる。
【００３０】
磁気コイル１２の径及び断面形状については特に限定されない。また、プラズマ発生室２の上壁２６上であるならば個数も限定されない。図３ではセパラトリクス８をできるだけ広い径で形成するために、上壁２６の広い領域で磁力線を発生させ、セパラトリクス８の先端が上壁２６ではなく側壁２７まで到達するよう、上壁２６の端付近とその中心付近とに２重の磁気コイル１２を配置している。
【００３１】
永久磁石１３や磁気コイル１２への印加電流は、適用されるプロセス条件を考慮して実験的にその都度定められる。
【００３２】
図１のプラズマ処理装置で基板処理を行うためには、先ず真空容器１を不図示の排気機構（真空ポンプ等）を用いて所定の圧力まで排気した後、不図示のガス供給機構を用いて、所定の圧力までガスを導入する。
【００３３】
基板保持機構６は被処理基板２３を載置するための基板ホルダ２１を含み、例えば基板ホルダ２１は固定軸２２により真空容器１の内部に設置される。基板ホルダ２１及び固定軸２２は接地されているが、基板２３に高周波などのバイアス電圧を印加したい場合には、真空容器１と固定軸２２の間に絶縁体などを挟んで基板保持機構６を浮遊電位としても良い。基板ホルダ２１と固定軸２２の内部には、基板２３を冷却または加熱するための機構を設けることもできる。
【００３４】
処理される被処理基板２３は基板ホルダ２１の上に配置される。基板２３の処理面はプラズマ発生室２のアンテナ或いは電極側を向いている。本例のように、ＳＬＡ１１をプラズマ発生室２の側壁２７の外に配置した場合には、基板２３の処理面はプラズマ発生室２に向けて配置される。また、平板状電極を用いる場合には、該電極をプラズマ発生室２の上壁下に配置し、該電極と基板２３の処理面とをグリッド４を介して対向させる。そして、アンテナ１１にＲＦ電源２４からＲＦ電力を印加、または電極にＲＦ及びＤＣ電力を印加することでプラズマ発生室２内にプラズマが形成される。そして、基板２３にバイアス電圧を印加するか、プラズマ発生室２全体にバイアス電位を印加してプラズマ準位を接地より高めることで、基板２３の表面にイオンエッチングなど所定の処理を行うことができる。尚、基板２３を搬入または搬出する機構の図示は省略している。
【００３５】
尚、図１に示された構成は概念的なものであり、具体的なプラズマ発生機構や磁気回路の構造によって、作用が等価な任意の構造を採用することができる。
【００３６】
図３には図１にて示した磁気回路３によって発生する磁力線１４、１５の一例を図示する。磁気コイル１２による磁力線１４と永久磁石１３による磁力線１５とが衝突する箇所１６からそれぞれ磁力線が上下方向に発散した後、側壁２７方向へ広がっていく。セパラトリクス８もこの磁力線に沿って発生し、側壁２７に向かって発散している。このセパラトリクス８の分布は磁気コイル１２の電流により操作することが可能で、磁気コイル１２への印加電流を強くすることで、より磁力線１４、１５の衝突箇所１６とセパラトリクス８の位置とをプラズマ発生室２の側壁２７側へずらすことができる。また、逆に磁気コイル１２への印加電流を小さくすることで、磁力線の衝突箇所１６とセパラトリクス８の位置とを磁気コイル１２の中心軸方向へずらすことができる。つまり磁気コイル１２への電流を調節することで、プラズマの発散を抑制しつつ均一性の良好な範囲を制御することができる。例えば、制御装置がＤＣ電源２５を制御することで、磁気コイル１２への電流を制御することができる。あるいは、作業者が、ＤＣ電源２５の出力値を直接設定するようにしても良い。
【００３７】
例えば、図４Ａには図１と同様な磁気回路にて磁力線分布の計算を行った例を、また、図４Ｂに磁気コイル１２への印加電流を強くした際の磁力線分布を、図４Ｃに磁気コイル１２への印加電流を弱くした際の磁力線分布を、それぞれ図示する。その結果、図４Ａで見られる磁力線の衝突箇所１６が、磁気コイル１２への印加電流を操作することで移動する様子を見ることができる。また、磁気コイル１２への印加電流を操作することで、セパラトリクス８も移動する様子が見て取れる。
【００３８】
また、本発明において、磁気回路３の永久磁石１３を磁気コイル４１に変更した場合（特許文献２の磁気回路と同等の配置）での磁力線分布の計算結果を図４Ｄに示す。すなわち、図４Ｄは、上記永久磁石１３を、側壁２７の外周に沿って磁気コイルの内周が接するように配置した磁気コイル４１に変更した構成による磁力線分布を示す図である。図４Ｄにおいては、磁気コイル４１に印加する電流の方向は、磁気コイル１２に印加する電流と同一の方向である。従って、磁気コイル４１と磁気コイル１２の着磁方向は一致している。図４Ｄにおいて、２つの磁気コイルから生じる磁力線の衝突箇所が現れていないことがわかる。また図４Ｄの真空容器１の側壁２７側の磁気コイル電流を逆にした場合（磁気コイル１２と磁気コイル４１との着磁方向を逆にした場合）の磁力線分布の計算結果を図４Ｅに示す。図４Ｅから分かるように、磁力線の衝突箇所１６は現れるが、その位置調節はこの構造では不可能であり、効率よいプラズマの均一性の調節は難しい。
【００３９】
本発明によれば、従来より広い範囲に均一性の良好なプラズマを発生することが可能となる。磁気回路３の構成を決定する有力な方法としては磁力線の計算が挙げられる。この計算は例えば有限要素法などによって、容易に実行することができる。計算結果と実際のプラズマの密度分布が良く一致することは特許文献３の発明者らにより確かめられているが、実験的に結果を確認するには、ラングミュアプローブなどのプラズマ密度測定法が有効となる。
【００４０】
上記のごとく、磁気回路３の構造を工夫することで、プラズマの均一性が良好な範囲が広がり、大面積基板の処理を従来よりも容易に実施できる。また、使用条件により磁気コイル１２の電流を変化させることでプラズマの均一性が良好な領域の微調節も可能となる。
【００４１】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、被処理基板２３と対向するプラズマ発生室２の大気側に一つ、もしくは複数の磁気コイル１２を同心円状に配置し、プラズマ発生装置の側壁２７にリング状に永久磁石１３を配置する。磁気コイル１２はコイルの中心軸上から下向きに磁力線が放出されるような方向に電流を導入し（磁気コイル１２のＮ極が真空容器側に位置するように磁気コイル１２を配置し）、永久磁石１３はリング状の中心方向をＮ極が向くように配置する。このような磁気回路構造にて、磁気コイル１２の電流を調節することで、形成されるセパラトリクス８を望ましい形状に調節でき、プラズマ密度の均一性の範囲を調節でき、大面積基板の均一な処理を実現することができる。また、磁気コイル１２を使用することで調節範囲を細かく設定でき、プラズマ密度の均一性の範囲を容易に最適な形で調節できるプラズマ処理装置を実現できる。
【００４２】
すなわち、本実施形態では、真空容器１の、被処理基板２３が載置される基板ホルダ２１と対向する面である上壁２６において、印加される電流により磁力線の分布を調節できる磁気コイル１２を、磁気コイル１２のＮ極が真空容器１側（真空容器１の内側）に向き、Ｓ極が真空容器１と対向する側（真空容器１の外側）に向くように配置し、かつ永久磁石１３を、真空容器１の側壁２７上において、Ｎ極が真空容器１側（真空容器１の内側）に向き、Ｓ極が真空容器１と対向する側（真空容器の外側）に向くように配置している。従って、磁気コイル１２から発生する磁力線と永久磁石１３から発生する磁力線とにより生じるセパラトリクス８を、磁気コイル１２側（上壁２６）から基板ホルダ２１に向って拡がるように形成することができる。
【００４３】
このとき、磁気コイル１２に印加する電流を制御することにより、セパラトリクス８を形成するための磁石を変更すること無しに該セパラトリクス８の形状を制御することができる。従って、特許文献３ではセパラトリクスの形状を変更する際には、該セパラトリクスを形成するための磁石を適宜変更する必要があったが、本実施形態では、磁気回路３の構成はそのままで、磁気コイル１２への印加電流の値を調節するだけで容易にセパラトリクスの形状を調節することができる。すなわち、本実施形態では、磁気回路３により形成される磁力線の形状が図４Ａ〜４Ｃとなるように磁気回路３を構成し、該磁気回路３の構成要素の１つを、基板ホルダ２１と対向する側に磁気コイル１２として配置する。従って、該磁気コイル１２への印加電流を制御することで、真空容器１の上壁２６（磁気コイル１２）側から基板ホルダ２１側に拡がる様に形成されたセパラトリクス８の形状を調節することができる。
【００４４】
尚、本発明を用いて得られるプラズマ処理装置として、例えばプラズマエッチング装置、スパッタリング成膜装置、プラズマＣＶＤ装置、アッシング装置等が挙げられる。
【００４５】
特にプラズマエッチング装置では、ＣｏＦｅＢ／ＣｏＦｅ多層膜など磁性材料を含むＭＲＡＭ等の素子の微細加工処理を行うためのイオンビームエッチング装置に適用することができる。
【００４６】
図７には，本実施形態をイオンビームエッチング装置に適用した例を図示する。本実施形態により広範囲に均一性良く発生したプラズマから，複数枚のグリッド４からなるイオンビームレンズ系によりイオンビームとして引き出すことで，広範囲に均一なイオン密度を持つイオンビームを得ることができる。引き出したイオンビームを基板ホルダ２１上に配置された被処理基板２３へ入射させることにより，イオン衝撃による物理的エッチングが可能となる。具体的には、図７においては、縦方向に２ｍｍから３ｍｍの間隔を設けて３枚のグリッド（第１のグリッド、第２のグリッド、第３のグリッド）を配置している。第１のグリッドの穴径は４ｍｍ、第２のグリッドの穴径は５ｍｍ、第３のグリッドの穴径は６ｍｍにするのが望ましい。
【００４７】
また、基板保持機構６に基板の傾き角度を調節する機構を搭載することで，非処理基板２３に対してイオンビームを斜めに入射することも可能であり，素子の形状補正に有効である。
【００４８】
特にＭＲＡＭ素子を初めとする半導体素子においては，従来使用されているＲＩＥなどの化学的なエッチングではエッチング処理時に素子側面などに予期せぬ反応層を形成させ，素子の特性を低下させることがあるが，上記の基板傾き角度調節機構を利用することで，この反応層を除去することができる。
【００４９】
次に、本実施形態のイオンビームエッチング装置をイオンビームを照射する工程に用いる場合について説明する。  
ここで、磁気抵抗効果素子を構成する多層磁性膜としては、例えば、多層磁性膜（ＭＲ層）の一種で、基板の上に下部電極を形成し、その上に磁気抵抗効果素子を構成する７層の多層膜が形成されているものなどがある。この場合、７層の多層膜は、例えば、一番下側に下地層となるＴａ層、その上に、反強磁性層となるＰｔＭｎ層、磁化固着層（Ｐｉｎｎｅｄ  Ｌａｙｅｒ、Ｒｕ、Ｐｉｎｎｅｄ  Ｌａｙｅｒ）、絶縁層（Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｌａｙｅｒ）、フリー層が順に積層され、その上にハードマスク層が積層されているものなどがある。
【００５０】
反応性イオンエッチングが行われた多層磁性膜に対してイオンビーム照射する工程は、反応性イオンエッチングが行われた際に多層磁性膜上に形成されていたダメージ層をイオンビーム照射によって除去する工程である。これによって反応性イオンエッチングの際に酸化によるダメージが生じていた層を除去して高品質な多層磁性膜（ＭＲ層）を形成することができる。
【００５１】
また、イオンビームを照射する工程においては、イオンビームを多層磁性膜の積層面に対して５〜９０度の入射角度で入射させるようにすることが好ましい。この範囲の入射角度にすることが、イオンビームエッチングで除去したダメージ層の原子、分子が、除去された後に、再度、多層磁性膜の主に側壁面に対して付着することを防止ないしは低減する上で好ましいからである。
【００５２】
更に、イオンビームを照射する工程は、イオンビームの加速電圧を５０〜６００Ｖとした条件の下で行うことが好ましい。この範囲にすることが、多層磁性膜に対するイオンビームの衝撃を小さくする上で好ましいからである。かかる観点から、より好ましいイオンビームの加速電圧は、５０〜２００Ｖである。
【００５３】
また、イオンビームを照射する工程は、上記多層磁性膜を回転させながら行うことが好ましい。多層磁性膜を回転させながらイオンビームを照射することにより、イオンビームエッチングで除去したダメージ層の原子、分子が、除去された後に、再度、多層磁性膜の主に側壁面に対して付着することを防止ないしは低減する上で有効となるためである。
【００５４】
次に、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。  
図８Ａは、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法の一例を示すフローチャートでありと、図８Ｂは、図８Ａに示すフローチャートに対応させた加工前素子８０の断面構造を説明するための図である。
【００５５】
図８Ｂにおいて、符号８１で示されている部分が多層磁性膜（ＭＲ層）である。この多層磁性膜（ＭＲ層）８１は、例えば、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）多層体、ＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  ｐｌａｎｅ）構造のＧＭＲ（巨大磁気抵抗化効果）多層体、フリー層に対する磁化方向を規定するバイアス層を含んだＴＭＲ積層体もしくはＣＰＰ構造のＧＭＲ積層体、反強磁性結合型多層膜を有するＣＰＰ構造のＧＭＲ多層体、スペキュラー型スピンバルブ磁性多層膜を有するＣＰＰ構造のＧＭＲ多層体、デュアルスピンバルブ型磁性多層膜を有するＣＰＰ構造のＧＭＲ多層体などである。
【００５６】
多層磁性膜（ＭＲ層）８１としては、例えば、図１１に示すように、基板の上に下部電極を形成し、その上に磁気抵抗効果素子を構成する多層膜が形成されているものが使用される。図１１に示す例では、多層膜は７層からなり、一番下側に下地層となるＴａ層、その上に、反強磁性層となるＰｔＭｎ層、磁化固着層（Ｐｉｎｎｅｄ  Ｌａｙｅｒ、Ｒｕ、Ｐｉｎｎｅｄ  Ｌａｙｅｒ）、絶縁層（Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｌａｙｅｒ）、フリー層が順に積層され、その上にハードマスク層８２が積層されている。
【００５７】
図８Ｂ中、符号８２で示されている部分は、ハードマスク層であり、単体元素であるＴａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（シリコン）のいずれかの単層膜又は積層膜からなるマスク材、又は、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉのいずれかの酸化物又は窒化物の単層膜又は積層膜からなるマスク層とすることができる。
【００５８】
図９は、本実施形態の磁気抵抗効果素子の加工前素子８０の製造装置９０の一例を説明する構成図である。  
図９において、符号９１は真空搬送室であり、この真空搬送室９１にゲートバルブ等の遮蔽手段（図示せず）を介して、第１の反応性イオンエッチング室９２、第２の反応性イオンエッチング室９３、イオンビームエッチング室９４、成膜室９５が、それぞれ真空搬送室９１と連通するようにして設けられている。
【００５９】
真空搬送室９１には、さらにウエハローダ９６が設けられ、このウエハローダ９６を通して、加工前素子８０を真空搬送室９１にローディングし、加工完了後の素子をアンローディングできるようになっている。
【００６０】
真空搬送室９１内には、図示しない搬送手段が設置されており、ローディングされた加工前素子８０を矢印９７、９８、９９、１００、１０１のように第１の反応性イオンエッチング室９２へ、また、第１の反応性イオンエッチング室９２から第２の反応性イオンエッチング室９３へ、第２の反応性イオンエッチング室９３からイオンビームエッチング室９４へ、そしてイオンビームエッチング室９４から成膜室９５へと順次搬送できるようになっている。
【００６１】
また、図９に矢印９７、９８、９９、１００、１０１で示されている加工前素子８０の移送は、真空を破ることなく、真空搬送室９１を介して、一貫して真空の状態で行うことができる。成膜室９５から矢示１０１のように搬送された加工完了後の素子は、ウエハローダ９６を通して真空搬送室９１から外部にアンローディングされる。
【００６２】
上記の如くの製造装置９０を用いて、図８Ａに示したフローチャートに従い加工前素子８０の加工を行う。
【００６３】
真空搬送室９１にローディングされた加工前素子８０を先ず第１の反応性イオンエッチング室９２に搬送し、ここで加工前素子８０の上表面に形成されているフォトレジスト層８３をＰＲマスク８４とし、ハードマスク層８２のエッチングを行う（ステップ１０１）。
【００６４】
次に、加工前素子８０を第１の反応性イオンエッチング室９２から第２の反応性イオンエッチング室９３へ、真空状態を維持して搬送する。そして、ここで、エッチングガスとしてメタノールなどの水酸基を少なくとも一つ以上持つアルコールを用いた反応性イオンエッチングにより、ハードマスク層８２をマスクとして、多層磁性膜（ＭＲ層）８１のエッチング加工、すなわち、多層磁性膜（ＭＲ層）８１を微細加工する（ステップ１０２）。
【００６５】
エッチングガスとして水酸基を少なくとも一つ以上持つアルコールを用いることによって、従来のアンモニアガスを添加した一酸化炭素ガスを用いた場合に比べ、エッチング速度を高くし、しかもダメージ（主に酸化により劣化した層）層を少なくできる効果が得られる。例えば、エッチングガスとして水酸基を少なくとも一つ以上持つアルコールを用いることによって、酸化により劣化した層の厚さを数十オングストローム程度に抑えることができる。
【００６６】
第２の反応性イオンエッチング室９３での加工によって、多層磁性膜（ＭＲ層）８１の側壁及び上表面、あるいは多層磁性膜（ＭＲ層）８１の側壁及び多層磁性膜（ＭＲ層）８１の上表面にその一部を残しているハードマスク層８２の側壁及び上表面に、図８Ｂの上から３段目の図示のように、主に酸化により劣化した層であるダメージ層８５が形成される。
【００６７】
第２の反応性イオンエッチング室９３での加工を終了した加工前素子８０は、続いて、真空状態を維持して、本実施形態に係るイオンビームエッチング室９４へと搬送される。そして、イオンビームエッチング室９４でダメージ層８５の除去加工が行われる（ステップ１０３）。
【００６８】
イオンビームエッチング室９４は、Ａｒ（アルゴン）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）等の不活性ガスを用いたイオンビームエッチングにより、上記のダメージ層８５を除去する処理室である。
【００６９】
前述したように、水酸基を少なくとも一つ以上持つアルコールを用いた、ダメージの少ない反応性イオンエッチングの加工でさえも、ダメージ層８５が形成されることがある。そこで、この薄いダメージ層８５をイオンビームエッチングの加工によって除去し、より高品質の磁性薄膜（ＭＲ層）８１を得ようとするものである。
【００７０】
イオンビームエッチング室９４でのイオンビームエッチングでは、プラズマクリーニングと異なり、指向性のあるイオンビームを多層磁性膜の積層面に対して所定の入射角度で照射することによりイオンビームの衝撃により剥離したダメージ層８５の原子、分子の一部が磁性薄膜（ＭＲ層）８１側に再付着するのを防止ないしは低減することができる。
【００７１】
そこで、イオンビームエッチング室９４でのイオンビームは、その入射角度（図８Ｂに角度θで示す多層磁性膜８１の積層面に対する角度）を所望の角度に変更できるようにしておくことが望ましい。
【００７２】
５〜９０度の入射角度でイオンビームを照射すると、イオンビームの衝撃により剥離したダメージ８５の原子、分子の一部が磁性薄膜（ＭＲ層）８１側に再付着するのを防止する上で効果的である。
【００７３】
また、イオンビームエッチング室９４でのイオンビームエッチングでは、加工前素子８０を回転させながらイオンビームを照射することによって、イオンビームの衝撃により剥離したダメージ層８５の原子、分子の一部が磁性薄膜（ＭＲ層）８１側に再付着するのを防ぐないしは低減することができる。そこで例えば、イオンビームエッチング室９４が備える、加工前素子８０を支持する支持台（不図示）は、イオンビーム照射が行われている間、回転可能な回転支持台であることが望ましい。
【００７４】
第２の反応性イオンエッチング室９３で行われる、水酸基を少なくとも一つ以上持つアルコールをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチングの加工によって形成されるダメージ層８５は、せいぜい数十オングストローム程度の厚さである。そこで、イオンビームエッチング室９４で行われるイオンビームエッチングの加工も、結晶損傷等の新たなダメージを生じさせることのない低パワーで行うことが可能であり、かつ、生産効率の中で単位時間当たりの生産量であるスループットを低下させることもない。
【００７５】
すなわち、第２の反応性イオンエッチング室９３で行われる反応性イオンエッチングの際に形成されるダメージ層８５は、従来のアンモニアガスを添加した一酸化炭素ガスを用いた反応性イオンエッチングの際に形成されるダメージ層に比べて薄いため、その後のイオンビーム照射によるダメージ層除去を、製造装置の生産効率を律則する上記反応性イオンエッチングの加工時間内で行うことができる。これにより、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法および製造装置８０によれば、生産効率の中で単位時間当たりの生産量であるスループットを低下させることがない。
【００７６】
ダメージ層８５の除去が終了した加工前素子８０は、次に、真空状態を維持したまま成膜室９５へと搬送され、ここで保護膜８６の成膜が行われる（ステップ１０４）。ダメージ層８５を除去して清浄にした多層磁性膜（ＭＲ層）８１を保護膜８６で覆うことによって、清浄な状態に維持することができる。
【００７７】
保護膜８６としては、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ）、または酸化シリコンハフニウム（ＳｉＨｆＯｘ）からなる膜等が挙げられる。保護膜８６を形成する方法は特に限定されないが、スパッタリング法等のＰＶＤ（物理的気相成長法）、またはＣＶＤ（化学的気相成長法）により形成することができる。
【００７８】
このような製造装置を用いた磁気抵抗効果素子の製造方法は、図１０を参照して説明すると、例えば、次のように行われる。図１０に示す磁気抵抗効果素子の製造装置１１０に、上述のようにして作製された加工前素子８０を搬入する。
【００７９】
ハードマスク層のエッチング手段１１２と多層磁性膜のエッチング手段１１３とを有する反応性イオンエッチング手段１１１によって、磁気抵抗効果素子の製造装置１１０に搬送された加工前素子８０に対してエッチング処理を行う。例えば、まず、多層磁性膜のフォトレジスト層をＰＲマスクとしたハードマスク層のエッチングを反応性イオンエッチングにより行うエッチング手段１１２（反応性イオンエッチング装置）により、ハードマスク層のエッチングを行う（ステップ３０１）。
【００８０】
ついで、磁気抵抗効果素子を構成する多層磁性膜を反応性イオンエッチングによりエッチングする手段１１２（反応性イオンエッチング装置）により、多層磁性膜をエッチングする（ステップ３０２）。
【００８１】
次に、イオンビーム照射手段１１４（イオンビームエッチング装置）によって、上記の反応性イオンエッチング手段１１１での加工処理によって形成されていたダメージ層を除去する（ステップ３０３）。なお、本実施形態に係るプラズマ処理装置をイオンビーム照射手段１１４に適用することは好ましい。
【００８２】
引き続いて、保護膜を形成する保護膜成膜手段１１５によって、ダメージ層が除去されて清浄にされた多層磁性膜（ＭＲ層）を保護膜で覆って（ステップ３０４）、清浄な状態に維持し、搬出する。
【００８３】
これらの工程は、真空保持手段１１６を構成している真空室１１７と真空ポンプ１１８とにより、真空が維持された状態で行われる。
【００８４】
このようなインラインタイプの製造装置であっても、本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法を実施することにより、反応性イオンエッチングによって必然的に生じる多層磁性膜（ＭＲ層）のダメージ層をイオンビーム照射で除去するので、高品質の磁気抵抗効果素子を製造することができる。また、磁気特性の向上により歩留まりを改善できるので生産効率を向上することができる。
【００８５】
さらに、上記磁気抵抗効果素子の製造にて生じるダメージ層を除去するためのイオンビーム照射を、本実施形態に係るプラズマ処理装置にて行うことにより均一なプラズマ密度によるイオンビーム照射を行うことができ、上記ダメージ層の除去をより高品質で行うことができる。
【００８６】
（第２の実施形態）  
第1の実施形態では、磁気回路３が、Ｎ極が真空容器１の内側に向き、Ｓ極が真空容器１の外側に向くように上壁２６に配置された磁気コイル１２と、Ｎ極が真空容器１の内側に向き、Ｓ極が真空容器１の外側に向くように側壁２７に配置された永久磁石１３とを有する形態について説明したが、本実施形態では、磁気回路３の構成はこれに限定されない。
【００８７】
本発明では、真空容器１の、基板ホルダ２１と対向する側（上壁２６）に磁気コイル１２を配置する磁気回路３によって、上記対向する側から基板ホルダ２１に向って拡がるようにセパラトリクス８を形成することができれば、磁気回路３の構成はいずれであっても良いのである。
【００８８】
例えば、図１に示す構成において、磁気コイル１２に印加する電流の方向および永久磁石１３の着磁方向を第1の実施形態と逆方向にしても良い。すなわち、側壁２７側から上壁２６側に向って磁力線が形成されるように（磁気コイルのＳ極が真空容器１の内側に向き、Ｎ極が真空容器１の外側に向くように）磁気コイル１２を構成し、かつ側壁２７の外側から内側に向って磁力線が形成されるように（Ｓ極が真空容器１の内側に向き、Ｎ極が真空容器１の外側に向くように）永久磁石１３を配置しても良い。
【００８９】
また、側壁２７に配置される磁石も永久磁石に限らず、磁気コイルや電磁石等、磁界を発生できるものであればいずれであっても良い。このように、磁気コイル等の、永久磁石以外の磁界発生手段を用いる場合は、側壁２７での配置位置から外側に向って磁力線が形成されるようにするか、または上記配置位置の外側から該配置位置に向って磁力線が形成されるように磁界発生手段を側壁２７上に配置する。すなわち、磁界発生手段の磁極の一方が真空容器１の内側に向き、他方が真空容器１の外側に向くように磁界発生手段を設ければよい。
【００９０】
なお、磁界発生手段の着磁方向は、磁気コイル１２の着磁方向と相関関係がある。すなわち、磁界発生手段の真空容器の内側に向いている磁極は、磁気コイル１２の真空容器１の内側に向いている磁極と一致している必要がある。第1の実施形態のように、磁気コイル１２の、真空容器１の内側に向いている磁極がＮ極である場合は、磁界発生手段の、真空容器１の内側に向いている磁極はＮ極である。一方、磁気コイル１２の、真空容器１の内側に向いている磁極がＳ極である場合は、磁界発生手段の、真空容器１の内側に向いている磁極はＳ極である。このように構成することで、上壁２６から基板ホルダ２１に向って拡がるようなセパラトリクス８を形成することができるのである。
【００９１】
例えば、磁界発生手段が磁気コイルである場合には、複数の磁気コイルを側壁２７の外周に沿って配置し、かつ該複数の磁気コイルの真空容器１の内側に向く磁極を、磁気コイル１２の、真空容器１の内側に向く磁極に統一する。従って、磁気コイル１２の、真空容器１の内側に向く磁極がＮ極である場合は、上記側壁２７に設けられる複数の磁気コイルを、真空容器１の内側に向く磁極がＮ極になり、真空容器１の外側に向く磁極がＳ極になるように側壁２７に配置する。
【００９２】
さらに、上述の実施形態では、セパラトリクス８の形状調節機能を果たす構成として、上壁２６上に配置された磁気コイル１２について説明したが、これに限定されるものではない。
【００９３】
上述から分かるように、本発明では、磁石等の磁界発生手段を交換しなくても、上壁２６から基板ホルダ２１に向うセパラトリクス８の形状を調節可能にすることが重要であり、そのために、本発明では、上壁２６上に、発生する磁界（すなわち、発生する磁力線の形状）を変えることが可能な磁界発生手段を設けることを本質としている。従って、本発明では、磁気コイル１２に限らず、例えば電磁石等、自身に印加された電流によって、発生磁界を調節可能な磁界発生手段であればいずれを用いても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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