(57)【要約】【課題】プラズマを利用し、基板を処理する装置に関する。【解決手段】プラズマの特性を向上させるため磁気場を形成する磁石のユニットを提供する。ハウジングの側部の内、上部の領域には、第１磁石ユニットが、又、下部の領域には、第２磁石ユニットが提供される。各々の磁石ユニットは、複数の電磁石を有する。電磁石は、磁石ユニットが上部から見る際、正多角型の形状を有するように配置される。下部に配置される磁石ユニットは、上部に配置される磁石ユニットとの整列位置から、その中心軸を基準として一定角度回転された状態に配置される。上述した構造によって、ハウジング内のプラズマ密度の均一度が向上され、特に隣接する電磁石の間の領域でプラズマ均一度が低下することを防止できる。【選択図】図４
2008282790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置において、
内部に基板を受け入れる空間を有するハウジングと、
前記ハウジング内にガスを供給するガス供給部材と、
前記ハウジング内に供給されたガスからプラズマを発生させるプラズマソースと、
前記ハウジング内でプラズマが発生した領域に磁気場を形成する磁気場形成部材とを含み、
前記磁気場形成部材は、
前記ハウジングの周りに配置される第１磁石ユニットと、
前記ハウジングの周りに配置され、前記第１磁石ユニットと層に分けられるように提供される第２磁石ユニットとを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１磁石ユニットは、前記ハウジングを包む形状に配置され、相互に離隔した複数の第１磁石を含み、
前記第２磁石ユニットは、前記ハウジングを包む形状に配置され、相互に離隔した複数の第２磁石を含む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】
前記第１磁石と前記第２磁石は、電磁石であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間を横切る平面を基準として、前記第１磁石と前記第２磁石は非対称に配置されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１磁石と前記第２磁石は、上下方向に相互に整列した状態から外れるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項６】
前記第１磁石ユニットは、前記第２磁石ユニットの上部に提供され、
各々の前記第２磁石は、隣接する前記第１磁石間の垂直下部に配置されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１磁石と前記第２磁石の各々は、同じ形状で提供され、前記第１磁石と前記第２磁石は同じ数で提供され、前記第２磁石の各々は隣接する前記第１磁石間の中央位置の垂直下部に配置されることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第１磁石と前記第２磁石の各々は、直四角のリング形状で提供されることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第１磁石各々と前記第２磁石の各々は、前記チャンバーと対向する面が平たいことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１磁石と前記第２磁石は、各々偶数個で提供されることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項１１】
前記第１磁石と前記第２磁石は、各々四つ以上で提供されることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記第１磁石と前記第２磁石は、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットが、各々上部から見る際、正多角形の形状を有するように配置され、前記第２磁石ユニットは、その中心軸を基準として前記第１磁石ユニットに対して前記正多角形の内角の倍数以外の角度で回転して配置されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記磁気場形成部材は、前記ハウジングの周りに配置され、前記第１磁石ユニット及び前記第２磁石ユニットとは層で区切られるように提供され、電磁石の複数の第３磁石を具備する第３磁石ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記プラズマ処理装置は、前記磁気場形成部材をその中心軸を基準として回転させる回転部材をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１３の中に何れかの一つの項に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項１５】
前記プラズマ処理装置は、前記第１磁石ユニットを回転させる第１回転ユニットと、前記第１磁石ユニットに対して独立的に前記第２磁石ユニットを回転させる第２回転ユニットとを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１３の中に何れかの一つの項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
プラズマ工程が随行されるハウジングと、
前記ハウジング内で前記ハウジング内に供給されたガスからプラズマを発生させるプラズマソースと、
前記ハウジングの側部を包むように配置され、相互に層で区切られる二つ以上の磁石ユニットとを含み、
各々の前記磁石ユニットは、前記ハウジングの側部を包む形状に配置される複数の電磁石を具備し、
相互に隣接する層に提供された前記磁石ユニットの電磁石は、その間を通る面に対して非対称に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記磁石ユニットの何れかの磁石ユニットに提供された磁石は、その上部に配置される磁石ユニットの隣接する磁石間に位置されることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記磁石ユニットは、各々上部から見る際、多角形の形状を有するように配置されることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記磁石ユニットは、各々上部から見る際、正多角形の形状を有するように配置され、前記磁石ユニットの何れかの磁石ユニットは、これと隣接した他の一つの磁石ユニットに対して、前記正多角形の内角の正数倍とは相異なる角度で回転した状態に配置されることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記プラズマ処理装置は、前記磁石ユニットを回転させる回転部材をさらに含むことを特徴とする請求項１６乃至請求項１９の中に何れかの一つの項に記載のプラズマ処理装置。 
【請求項２１】
前記プラズマ処理装置は、前記磁石ユニット各々を相互に対して独立的に回転させる回転部材をさらに含むことを特徴とする請求項１６乃至請求項１９の中に何れかの一つの項に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する装置に係り、より詳細にはプラズマを利用して基板を処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するためには、多様な工程が要求される。これらの工程の内、蒸着、飾刻（エッチング）、又洗浄等のような多数の工程は、ガスからプラズマを生成し、これをウェハーのような半導体基板上に供給することによって、ウェハー上に薄膜を蒸着したり、半導体基板から酸化膜などのような薄膜や汚染物質などを除去する。
【０００３】
最近は、プラズマの特性を改善するため、プラズマ領域へ磁気場を付加する装置が多く使用されている。磁気場は、プラズマをチャンバー内に受容させ、チャンバーの内壁がプラズマによって損傷されることを減少できる。
【０００４】
磁気場は、電子の運動を活性化させ、プラズマの生成及び持続に助力し、これによってプラズマ密度を増加させられ、磁気場は、チャンバー内でプラズマが均一に分布するようにしてウェハーの全体領域で飾刻の均一度や蒸着の均一度を向上させられる。
【０００５】
現在プラズマ処理装置には、磁気場を提供する方法として大きく２つが利用されている。１つは、永久磁石を使用して磁気場を形成する方法であり、その他には、電磁石を使用して磁気場を形成する方法である。
【０００６】
永久磁石を使用して磁気場を形成する場合、特定工程に対する磁気場の最適化を提供できるが、磁気場の形状（ｓｈａｐｅ）や強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を変化させにくい。
【０００７】
電磁石を使用して磁気場を形成する場合、磁気場の形状や強度は、比較的自由に調節できるが、電磁石の配置構造の限界によって最適化された磁気場を提供しにくい。
【０００８】
特許文献１には、チャンバーの周りに四つの電磁石が配置されたプラズマ飾刻装置が開示されている。このような構造の装置を使用する場合、プラズマの密度均一性を向上させることには限界があり、特に隣接する電磁石間の領域に相応するウェハー領域は、他の領域に比べて飾刻均一度が非常に低い。
【特許文献１】米国登録特許第５２１５６１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためのものであって、その目的は、プラズマを利用して工程を進行する際、基板全体領域で工程均一度を向上させられる構造を有するプラズマ処理装置を提供する。
【００１０】
又、本発明の他の目的は、プラズマ密度均一性を向上させることができる構造を有するプラズマ処理装置を提供する。
【００１１】
なお、本発明の他の目的は、これだけに制限されず、言及されなかったその他の目的は、下の記載から同業者に明確に理解されるはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の一実施の形態によれば、プラズマ処理装置は、内部に基板を受け入れる空間を有するハウジングと、前記ハウジング内にガスを供給するガス供給部材、前記ハウジング内に供給されたガスからプラズマを発生させるプラズマソース、又前記ハウジング内でプラズマが発生した領域に磁気場を形成する磁気場形成部材を含む。
【００１３】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記磁気場形成部材は、前記ハウジングの周りに配置される第１磁石ユニットと前記ハウジングの周りに配置され、前記第１磁石ユニットと層に分けられるように提供される第２磁石ユニットを有する。
【００１４】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記第１磁石ユニットは、前記ハウジングを包む形状に配置され、相互に離隔された複数の第１磁石を含み、前記第２磁石ユニットは、前記ハウジングを包む形状に配置され、相互に離隔される複数の第２磁石を含める。前記第１磁石と前記第２磁石は、電磁石で提供される。
【００１５】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットの間を横切る平面を基準として前記第１磁石と前記第２磁石は、非対称に配置される。
【００１６】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記第１磁石ユニットは、前記第２磁石ユニットの上部に提供され、前記第２磁石各々は、隣接する前記第１磁石の間の垂直下部に配置される。
【００１７】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記第１磁石と前記第２磁石の各々は、同じ形状で提供され、前記第１磁石と前記第２磁石は、同じ数で提供され、前記第２磁石各々は、隣接する前記第１磁石の間の中央位置の垂直下部に配置される。
【００１８】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記第１磁石と前記第２磁石の各々は、直四角のリング形状で提供され、前記第１磁石各々と前記第２磁石の各々は、前記チャンバーと対向する面が平たく提供される。又、前記第１磁石と前記第２磁石は、各々偶数個で提供される。又、前記第１磁石と前記第２磁石は、各々四つ以上で提供されてもよい。
【００１９】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記第１磁石と前記第２磁石は、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットが、各々上部から見る際、正多角形の形状を有するように配置され、前記第２磁石ユニットは、その中心軸を基準として前記第１磁石ユニットに対して前記正多角形の内角の倍数以外の角度で回転して配置される。
【００２０】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記磁気場形成部材には、前記ハウジングの周りに配置され、前記第１磁石ユニット及び前記第２磁石ユニットと層で区切られるように提供され、電磁石の複数の第３磁石を具備する第３磁石ユニットがさらに提供される。
【００２１】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記プラズマ処理装置には、前記磁気場形成部材をその中心軸を基準として回転させる回転部材がさらに提供される。前記プラズマ処理装置は、前記第１磁石ユニットを回転させる第１回転ユニットと前記第１磁石ユニットに対して独立的に前記第２磁石ユニットを回転させる第２回転ユニットを含める。
【００２２】
上記の目的を達成するための本発明の一実施の形態によれば、本発明の装置は、プラズマ工程が行われるハウジング、前記ハウジング内から前記ハウジング内に供給されたガスからプラズマを発生させるプラズマソース、前記ハウジングの側部を包むように配置され、相互層で区切られる二つ以上の磁石ユニットを含み、前記磁石ユニット各々は、前記ハウジングの側部を包むような形状に配置される複数の電磁石を具備し、相互に隣接する層に提供された前記磁石ユニットの電磁石は、その間を通じる面に対して非対称に配置される。
【００２３】
本発明の望ましい実施の形態においては、前記磁石ユニット中の何れか一つの磁石ユニットに提供された磁石は、その上部に配置される磁石ユニットの隣接する磁石間に位置される。前記磁石ユニットは、各々上部から見る際、多角形の形状を有するように配置される。前記磁石ユニットは、各々上部から見る際、正多角形の形状を有するように配置され、前記磁石ユニットの内の何れか一つの磁石ユニットは、これと隣接した他の一つの磁石ユニットに対して前記正多角形の内角の正数倍とは相異なる角度で回転した状態に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、ハウジング内のプラズマ密度を比較的均一に提供できる。
【００２５】
又、本発明によると、ウェハーの全体領域で飾刻均一度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を添付された図１乃至図１３を参照してより詳細に説明する。
【００２７】
本発明の実施の形態は、様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲は、以下に詳説する実施の形態によって限定されるものと解析してはならない。本発明の実施の形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状などは、より明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【００２８】
本実施の形態では、プラズマ処理対象物としてウェハーを例にあげて、プラズマソースとして容量結合型プラズマ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）を使用したプラズマ処理装置を例にあげて説明する。しかし本発明の技術的な思想は、これに限定されなく、対象物はガラス基板などのような他の種類の基板であることもあり、プラズマソースは、誘導結合型プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）等のような多様な種類が使用される。
【００２９】
図１は、本発明の一つの実施の形態に従う基板処理装置を概略的に示す平面図である。図１を参照すると、基板処理装置１は、設備前方端部モジュール（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｒｏｎｔ ｅｎｄ ｍｏｄｕｌｅ）１０と工程設備２０とを有する。
【００３０】
設備前方端部モジュール１０は、工程設備２０の前方に装着され、ウェハーＷが受容された容器１６と工程設備２０との間にウェハーＷを移送する。設備前方端部モジュール１０は、複数のロードポート（ｌｏａｄ  ｐｏｒｔｓ）１２とフレーム（ｆｒａｍｅ）１４を有する。フレーム１４は、ロードポート１２と工程設備２０との間に位置される。ウェハーＷを受け入れる容器１６は、オーバーヘッドトランスファー（ｏｖｅｒｈｅａｄｔｒａｎｓｆｅｒ）、オーバーヘッドコンベヤー（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｏｎｖｅｙｏｒ）又は、自動案内車両（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｕｉｄｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）のような移送手段(未図示)によりロードポート１２上に在置される。容器１６は、前面開放一体式ポッド（ＦＯＵＰ：ｆｒｏｎｔｏｐｅｎ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）のような密閉用容器が使用される。フレーム１４内には、ロードポート１２に在置された容器１６と工程設備２０との間にウェハーＷを移送するフレームロボット１８が設置される。フレーム１４内には、容器１６のドアを自動で開閉するドアオープナー(未図示)が設置される。又、フレーム１４には、清浄空気がフレーム１４内の上部から下部に流れるように清浄空気をフレーム１４内に供給するファンフィルターユニット（ｆａｎｆｉｌｔｅｒ ｕｎｉｔ）(未図示)が提供される。
【００３１】
工程設備２０は、ロードロックチャンバー（ｌｏａｄｌｏｃｋ  ｃｈａｍｂｅｒ）２２、返送チャンバー２４、及び工程チャンバー２６を有する。返送チャンバー２４は、上部から見る際、概して多角の形状を有する。返送チャンバー２４の側面には、ロードロックチャンバー２２又は、工程チャンバー２６が位置される。
【００３２】
ロードロックチャンバー２２は、返送チャンバー２４の側部の内、設備前方端部モジュール１０と隣接した側部に位置され、工程チャンバー２６は、他の側部に位置される。ロードロックチャンバー２２は、一つ又は、複数個が提供される。１つの例によると、ロードロックチャンバー２２は、二つが提供される。二つのロードロックチャンバー２２の中の一つには、工程進行のため工程設備２０に流入されるウェハーＷが収納され、他の一つには、工程が完了され工程設備２０から流出されるウェハーＷが収納される。これと違って、ロードロックチャンバー２２は、一つ又は複数個が提供され、各々のロードロックチャンバー２２でウェハーのローディング、アンローディングが成り立ってもよい。
【００３３】
ロードロックチャンバー２２内で複数のウェハーは、相互に上下に離隔され、相互に対向するように位置される。ロードロックチャンバーには、ウェハーのきわ領域の一部を支持するスロット２２ａが複数個提供される。
【００３４】
返送チャンバー２４及び工程チャンバー２６の内部は、真空に維持され、ロードロックチャンバー２２の内部は、真空及び大気圧に転換される。ロードロックチャンバー２２は、外部汚染物質が返送チャンバー２４及び工程チャンバー２６に流入されることを防止する。ロードロックチャンバー２２と返送チャンバー２４との間、そして、ロードロックチャンバー２２と設備前方端部モジュール１０との間には、ゲートバルブ(未図示)が設置される。設備前方端部モジュール１０とロードロックチャンバー２２との間にウェハーＷが移動される場合、ロードロックチャンバー２２と返送チャンバー２４との間に提供されるゲートバルブが閉じられ、ロードロックチャンバー２２と返送チャンバー２４との間にウェハーＷが移動される場合、ロードロックチャンバー２２と設備前方端部モジュール１０との間に提供されるゲートバルブが閉じられる。
【００３５】
工程チャンバー２６は、ウェハーＷに対して所定の工程を実行する。例えば、工程チャンバー２６は、エシン（アッシング）、蒸着、飾刻、又は、洗浄などのような工程をプラズマを利用して実行する。工程チャンバー２６は、ロードロックチャンバー２２の側部に一つ又は、複数個が提供される。工程チャンバー２６が複数提供される場合、各々の工程チャンバー２６は、ウェハーＷに対して相互に同じ工程を実行できる。オプションとして、工程チャンバー２６が複数個提供される場合、工程チャンバー２６は、順次、ウェハーＷに対して一連の工程を実行してもよい。
【００３６】
以下、プラズマを利用して工程を実行する工程チャンバー２６をプラズマ処理装置と称する。
【００３７】
図２は、ウェハーに対して飾刻工程を実行するプラズマ処理装置（ｐｌａｓｍａｔｒｅａｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）２６の一例を概略的に示す断面図であり、図３は、図２の斜視図である。図２と図３を参照すると、プラズマ処理装置２６は、ハウジング２００、支持部材２２０、ガス供給部材２４０、シャワーヘッド２６０、プラズマソース３６０、及び磁気場形成部材４００を有する。ハウジング２００は、内部に工程が随行される空間２０２が提供された円筒形状を有する。ハウジング２００の下部壁には、工程進行の際に発生する副産物を排出する排気管(未図示)が連結される。排気管には、工程進行の際にハウジング２００内部を工程圧力で維持するポンプ(未図示)と排気管内の通路を開閉するバルブ(未図示)が設置される。
【００３８】
支持部材２２０は、工程進行の際、ウェハーＷを支持する支持板２２２を有する。支持板２２２は、概して円板形状を有する。支持板２２２の底面にはモーター(未図示)により回転可能な支持軸２２４が固定結合される。ウェハーＷは、工程進行の際、回転できる。支持部材２２０は、静電気力、又は、機械的クランピングのような方式を使って、ウェハーＷを固定できる。
【００３９】
また、ガス供給部材２４０は、ハウジング２００内部に工程ガスを供給する。ガス供給部材２４０は、ガス供給源２４４とハウジング２００とを連結するガス供給管２４２を有する。ガス供給管２４２には、内部通路を開閉するバルブ２４２ａが設置される。
【００４０】
シャワーヘッド２６０は、ハウジング２００内に流入された工程ガスを支持板２２２の上部領域で均一に分散させる。シャワーヘッド２６０は、ハウジング２００内の上部に支持部材２２０と対向するように位置される。シャワーヘッド２６０は、環形の側壁２６２と円板形状の噴射板２６４とを有する。シャワーヘッド２６０の側壁２６２は、ハウジング２００の上壁から下の方向に突出されるようにハウジング２００に固定結合される。噴射板２６４は、側壁の下段に固定結合される。噴射板２６４の全体領域には多数の噴射ホール２６４ａが形成される。工程ガスは、ハウジング２００とシャワーヘッド２６０により提供された空間２６６に流入した後、噴射ホール２６４ａを通じて、ウェハーＷへ噴射される。
【００４１】
リフトピンアセンブリー３００は、支持板２２２へウェハーＷをローディングするか、支持板２２２からウェハーＷをアンローディングする。リフトピンアセンブリー３００は、多数のリフトピン３２２、支えプレート３２４、及び駆動機３２６を有する。リフトピン３２２は、三つ提供され、支えプレート３２４に固定設置され、支えプレート３２４と共に移動する。支えプレート３２４は、円板形状を有し、ハウジング２００内で支持板２２２の下、又は、ハウジング２００外部に位置される。支えプレート３２４は、流空圧シリンダー又は、モーターのような駆動機３２６により上下に移動する。リフトピン３２２は、上部から見る際、概して正三角形の角頂点に相応して位置されるように配置する。支持板２２２には、上下方向に垂直に貫通するように多数の貫通ホールが形成される。各々のリフトピン３２２は、貫通ホール各々に挿入され、貫通ホールを通じて下方に移動される。各々のリフトピン３２２は、長いロッド形状を有し、上段は、上部にふっくらした形状を有する。
【００４２】
プラズマソース３６０は、支持板２２２の上部領域に供給された工程ガスからプラズマを発生させる。プラズマソース３６０としては、容量結合型プラズマが使用される。プラズマソース３６０は、上部電極３６２、下部電極３６４、及び電力供給機３６６を有する。シャワーヘッド２６０の噴射板２６４は、金属材質から成り、上部電極３６２として機能する。下部電極３６４は、支持板２２２の内部空間に提供される。電力供給機３６６は、上部電極３６２又は、下部電極３６４へ高周波電力（ＲＦｐｏｗｅｒ）又は、マイクロ波電力（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ）を印加する。電力供給機３６６は、上部電極３６２と下部電極３６４の両方に電力を印加してもよい。あるいは、上部電極３６２と下部電極３６４の何れか一つの電極に電力を印加し、他の一つの電極は、接地してもよい。
【００４３】
磁気場形成部材４００は、ハウジング２００の周りに配置され、プラズマが形成される領域に磁気場を提供する。図４は、磁気場形成部材４００を示す斜視図であり、図５は、図４の平面図である。図５において、上部に位置される第１磁石ユニット４２０は、実線で示し、下部に位置される第２磁石ユニット４４０は、点線で示した。
【００４４】
図４と図５を参照すると、磁気場形成部材４００は、第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０とを有する。第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０とは、層を形成するように提供される。第１磁石ユニット４２０は、ハウジング２００の側部の内で上部領域を包むように配置され、第２磁石ユニット４４０は、ハウジング２００の側部の内で下部領域を包むように配置される。第１磁石ユニット４２０は、複数の第１磁石４２２を有し、第２磁石ユニット４４０は、複数の第２磁石４４２を有する。
【００４５】
第１磁石４２２と第２磁石４４２は、磁気場の方向及び大きさの調節ができるように電磁石が使用される。第１磁石４２２と第２磁石４４２の各々は、コイルを有する。コイルは、銅材質で提供される。本実施形態では、第１磁石４２２と第２磁石４４２は、各々八つが提供され、各々の磁石４２２、４４２は、同じ形状を有する。各々の磁石４２２、４４２は、概して直四角のリング形状を有し、立てられた状態で配置される。ハウジング２００と対向する磁石４２２、４４２の内側面は、平らに設けられる。
【００４６】
第１磁石４２２と第２磁石４４２に提供されたコイルの各々には、電流供給機４５０が連結される。第１磁石４２２の内、何れか一つの磁石を基準として、順次第１-１磁石４２２ａ、第１-２磁石４２２ｂ、第１-３磁石４２２ｃ、第１-４磁石４２２ｄ、第１-５磁石４２２ｅ、第１-６磁石４２２ｆ、第１-７磁石４２２ｇ、第１-８磁石４２２hとする。第１-１磁石４２２ａと第１-８磁石４２２hとの間及び第１-４磁石４２２ｄと第１-５磁石４２２ｅとの間を横切る線７０８を基準として相互に対称的に配置される磁石は、セットを成す。
【００４７】
したがって、同一セットに属する磁石に提供されたコイルには、同じ大きさの電流を相互に反対方向に供給する。第１-１磁石乃至第１-４磁石４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ、４２２ｄへ印加される電流の方向は、同一で、第１-５磁石乃至第１-８磁石４２２ｅ、４２２ｆ、４２２ｇ、４２２ｈへ印加される電流の方向は、同一である。電流の大きさは、第１-１磁石４２２ａから第１-４磁石４２２ｄまで行くにつれて徐々に小さくなるよう供給できる。
【００４８】
上述したように、電流が供給される場合、第１-１磁石４２２ａから第１-８磁石４２２hに向かう方向へ非線形磁気場ラインが形成され、第１-２磁石４２２ｂから第１-７磁石４２２ｇに向かう方向へ非線形磁気場ラインが形成され、第１-３磁石４２２ｃから第１-６磁石４２２ｆに向かう方向へ非線形磁気場ラインが形成され、第１-４磁石４２２ｄから第１-５磁石４２２ｅに向かう方向へ非線形磁気場ラインが形成される。第２磁石４４２も同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００４９】
ハウジング２００の周りには、中央に上下方向に通空が形成された八面体形状の上部フレーム４６２と下部フレーム４６４が提供される。下部フレーム４６４は、上部フレーム４６２の下に提供される。第１磁石４２２は、上部フレーム４６２の内側面に各々固定設置され、第２磁石４４２は、下部フレーム４６４の内側面に各々固定設置される。第１磁石４２２は、一定の間隔で相互に離隔して配置され、第２磁石４４２も、一定の間隔で相互に離隔して配置される。上述した構造によって、第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０は、各々上部から見る際、概して正八角形の形状を有する。
【００５０】
第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０は、これらの間を通じる水平面を基準に見ると、相互に非対称に提供される。例えば、第２磁石ユニット４４０は、第１磁石ユニット４２０と上下で相互に整列した位置から一定の角度回転した状態で提供される。一定の角度とは、正多角形の形状を持った第１磁石ユニット４２０の内角の倍数以外の角度である。例えば、一定の角度は、内角の半分である。上述したように、第１磁石ユニット４２０が正八角形の形状を有する場合、第２磁石ユニット４４０は、第１磁石ユニット４２０と整列した位置から６７．５度(゜)回転した状態で提供される。したがって第２磁石４４２は、第１磁石４２２と上下で整列されず、二つの第１磁石４２２の間の垂直下部に第２磁石４４２が配置される。
【００５１】
制御器（図示せず）は、プラズマ処理装置で第１磁石４２２と第２磁石４４２のコイルに印加される電流の大きさ及び方向を制御する。又、制御器は、プラズマソース３６０に提供される電力の大きさを制御する。又、制御器は工程進行中にウェハーＷの移動や工程時間などのような装置の全般的な動作を制御する。
【００５２】
図６Ａ乃至図９Ｃは、本実施の形態のような構造の磁気場形成部材４００を使用する際に得られる長所を説明するための図面である。図６Ａ乃至図７Ｂは、ハウジング２００内のウェハーＷの上部領域に形成された磁気場の均一度がプラズマ密度(即ち、飾刻率)の均一度に及ぼす影響を示す。図６Ａ及び図６Ｂに示したようにウェハーＷ領域に従う磁気場が均一な大きさで形成された場合、プラズマの密度が徐々に大きくなることが分かる。しかし、図７Ａ及び図７Ｂに示したように、ウェハーＷの直径方向について磁気場が相異なる大きさで提供された場合、プラズマ密度が概して均一に形成されたことが分かる。図６Ａ乃至図７Ｂからプラズマ密度を均一に提供するためにはウェハーの領域別磁気場の大きさの差が一つの変化の要素になることが分かる。
【００５３】
実験によると、ウェハーＷの直径の両端領域、及びウェハーの中心領域を各々Ａ、Ｂ、Ｃとすると、磁気場の大きさがＡ、Ｃ、Ｂに沿って徐々に低くなる場合、Ａ領域での磁気場の大きさとＣ領域での磁気場の大きさの比が１．４乃至１．７範囲に属する場合、プラズマ密度の均一性が優秀である。
【００５４】
図８Ａ乃至図９Ｃは、磁気場形成部材の構造に伴うハウジング２００内の磁気場の大きさ及びプラズマ密度を示す図面である。図８Ａのように電磁石８２０が配置された構造の磁気場形成部材８００を使用する場合、Ａ領域での磁気場の大きさとＢ領域での磁気場の大きさの比は約２.０であり、図８Ｃに示したようにプラズマ密度(エッチング率)の均一度は、多少低い。図８Ａのような構造の磁気場形成部材８００を使用する際、磁気場に影響を及ぼす変化の要素を多様に変化させても、上述した適正範囲内に比を調節するのは、容易でない。しかし図９Ａのような構造の磁気場形成部材４００を使用する場合、Ａ領域で磁気場の大きさとＢ領域で磁気場の大きさの比は、約１．６であり、図９Ｃに示したようにプラズマ密度(エッチング率)の均一率は、大きく向上した。
【００５５】
プラズマ処理装置２６には、磁石ユニット４２０、４４０を回転させる回転部材５００が更に提供される。図１０は、回転部材５００が提供されたプラズマ処理装置２６ａの一例を概略的に示す。ハウジング２００、プラズマソース３６０、及び磁気場形成部材４００等は、上述した実施の形態と同一なので詳細な説明は省略する。ハウジング２００の外側には、上下方向に通空が形成され、ハウジング２００を包む筒形状の回転カバー６００が設置される。第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０は、回転カバー６００内に固定設置される。
【００５６】
回転部材５００は、第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０を同時に回転させる。一例によると、回転部材５００は、第１プーリー５０２、第２プーリー５０４、ベルト５０６、及びモーター５０８を有する。モーター５０８の回転軸は、第１プーリー５０２に固定設置され、第２プーリー５０４は、回転カバー６００の周りに固定設置される。ベルト５０６は、第１プーリー５０２と第２プーリー５０４を包むように提供される。モーター５０８の回転力は、第１プーリー５０２、ベルト５０６、そして第２プーリー５０４を通じて回転カバー６００に伝えられる。回転部材５００は、工程進行中にハウジング２００内でプラズマ密度の均一度をより一層向上させる。上述した例では回転部材５００が、ベルト５０６、プーリー５０２、５０４、及びモーター５０８を具備するアセンブリーで成り立つことを説明したが、回転部材５００は、これとは違う多様な構造のアセンブリーが使用される。
【００５７】
図１１は、回転部材５００’が提供されたプラズマ処理装置２６ｂの他の例を概略的に示す。ハウジング２００の外側には、上下方向に通空が形成され、ハウジング２００を包む筒形状の第１回転カバー６２０と第２回転カバー６４０が設置される。第１回転カバー６２０と第２回転カバー６４０は、同じ形状で提供され、第２回転カバー６４０は、第１回転カバー６２０の下に提供される。第１磁石ユニット４２０は、第１回転カバー６２０に固定設置され、第２磁石ユニット４４０は、第２回転カバー６４０に固定設置される。
【００５８】
回転部材５００’は、第１回転ユニット５２０と第２回転ユニット５４０を含む。第１回転ユニット５２０と第２回転ユニット５４０は、上述した制御器によって制御される。第１回転ユニット５２０は、第１回転カバー６２０をその中心軸を基準として回転させて、第２回転ユニット５４０は、第２回転カバー６４０をその中心軸を基準として回転させる。第１回転カバー６２０の回転方向と第２回転カバー６４０の回転方向は同一でよく、回転速度は、異なっていても良い。これとは違って、第１回転カバー６２０の回転方向と第２回転カバー６４０の回転方向は、異なっていてもよい。
【００５９】
上述した例では、図２の実施の形態に提供されたフレーム４６２、４６４とは別に、回転カバー６２０、６４０が提供されていた。しかしこれとは違って回転カバー６２０、６４０を使わないで、フレーム４６２、４６４を回転カバー６２０、６４０と同じ用途で使用できる。
【００６０】
一般的な装置は、プラズマ密度の均一性を向上させるために多様な変化の要素（多様なパラメータ）を使う。これらの内、磁気場形成と関連したパラメータとしては、電磁石の数、各々の電磁石に印加される電流の大きさと電流の方向などがある。しかし、本実施形態の装置は、そのような既に知られたパラメータ以外に、層で区切られた第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０を提供して、第１磁石ユニット４２０に対する第２磁石ユニット４４０の非整列度合(回転角)、そして第１磁石ユニット４２０と第２磁石ユニット４４０と間の相対回転速度などの追加的なパラメータを使うことによって、プラズマ密度をより一層均一に提供できる。
【００６１】
上述した例では、磁気場形成ユニット４００が層で区切られた二つの磁石ユニット４２０、４４０を含むことを説明した。しかし磁気場形成ユニット４００は、図１２に示したように、層で区切られた三つ以上の磁石ユニットを具備できる。この場合、相互に隣接する磁石ユニットは、上述した実施の形態のように、整列した位置から一定の角度回転した状態に配置される。
【００６２】
上述した例では、各々の磁石ユニット４２０、４４０が、八つの磁石４２２、４４２を有することを説明した。しかし各々の磁石ユニット４２０、４４０は、これと相異なる数の磁石４２２、４４２を有することができる。例えば、各々の磁石ユニット４２０、４４０は、図１３に図示したように四つの磁石を有することができる。
【００６３】
又、上述した例では、各々の磁石４２２、４４２が、電磁石であると説明した。しかしこれとは違い、各々の磁石４２２、４４２は永久磁石が使用されてもよい。
【００６４】
又、上述した例では、各々の磁石ユニット４２０、４４０が上部から見る際、正多角形の配置で提供されることを説明した。しかしこれとは違い、各々の磁石ユニット４２０、４４０は、多角形或いは円形に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る基板処理装置の一例の概略的な構成を示す平面図である。
【図２】図１に示したプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図２に示したプラズマ処理装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】図３に示した磁気場形成部材の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図２の平面図である。
【図６Ａ】磁気場大きさの均一度とプラズマ密度の均一度の間の係りを示す図面である。
【図６Ｂ】磁気場大きさの均一度とプラズマ密度の均一度の間の係りを示す図面である。
【図７Ａ】磁気場大きさの均一度とプラズマ密度の均一度の間の係りを示す図面である。
【図７Ｂ】磁気場大きさの均一度とプラズマ密度の均一度の間の係りを示す図面である。
【図８Ａ】一般的なプラズマ処理装置と、図３のプラズマ処理装置を使用する場合の、ウェハーの領域に従う磁気場の強さとプラズマ密度を示す図面である。
【図８Ｂ】一般的なプラズマ処理装置と、図３のプラズマ処理装置を使用する場合の、ウェハーの領域に従う磁気場の強さとプラズマ密度を示す図面である。
【図８Ｃ】一般的なプラズマ処理装置と、図３のプラズマ処理装置を使用する場合の、ウェハーの領域に従う磁気場の強さとプラズマ密度を示す図面である。
【図９Ａ】一般的なプラズマ処理装置と、図３のプラズマ処理装置を使用する場合の、ウェハーの領域に従う磁気場の強さとプラズマ密度を示す図面である。
【図９Ｂ】一般的なプラズマ処理装置と、図３のプラズマ処理装置を使用する場合の、ウェハーの領域に従う磁気場の強さとプラズマ密度を示す図面である。
【図９Ｃ】一般的なプラズマ処理装置と、図３のプラズマ処理装置を使用する場合の、ウェハーの領域に従う磁気場の強さとプラズマ密度を示す図面である。
【図１０】本発明のプラズマ処理装置の多様な変形の例を示す図面である。
【図１１】本発明のプラズマ処理装置の多様な変形の例を示す図面である。
【図１２】本発明のプラズマ処理装置の多様な変形の例を示す図面である。
【図１３】本発明のプラズマ処理装置の多様な変形の例を示す図面である。
【符号の説明】
【００６６】
２００  ハウジング
３６０  プラズマソース
４００  磁気場形成部材
４２０  第１磁石ユニット
４４０  第２磁石ユニット
５００  回転部材
６００  回転カバー
【図１】
2008282790.tif 000003
【図２】
2008282790.tif 000004
【図３】
2008282790.tif 000005
【図４】
2008282790.tif 000006
【図５】
2008282790.tif 000007
【図６Ａ】
2008282790.tif 000008
【図６Ｂ】
2008282790.tif 000009
【図７Ａ】
2008282790.tif 000010
【図７Ｂ】
2008282790.tif 000011
【図８Ａ】
2008282790.tif 000012
【図８Ｂ】
2008282790.tif 000013
【図８Ｃ】
2008282790.tif 000014
【図９Ａ】
2008282790.tif 000015
【図９Ｂ】
2008282790.tif 000016
【図９Ｃ】
2008282790.tif 000017
【図１０】
2008282790.tif 000018
【図１１】
2008282790.tif 000019
【図１２】
2008282790.tif 000020
【図１３】
2008282790.tif 000021