(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク放電処理のためのプラズマ処理装置であって、
プラズマ放電を発生させる手段と、
上記放電されたプラズマを閉じ込める手段として少なくとも一対の中空陰極プレート（８）を磁場中に配置して備え、
上記放電されたプラズマが上記中空陰極プレート（８）の間に閉じ込められるようにしてなる線形アーク放電装置を含む基本プラズマ処理装置（５）を備え、上記放電されたプラズマに影響される位置にアーク放電処理の対象となるマグネトロン・ターゲット（１６）を配置する
プラズマ処理装置において、
回転する第１の永久磁石システム（１）及び回転する第２の永久磁石システム（２）を少なくとも１対有し、これら第１及び第２の永久磁石システムが個々に永久磁石（３）を含み、
回転する上記第１及び第２の永久磁石システムが対向配置され、これら第１及び第２の永久磁石システムの位置は上記一対の中空陰極プレート（８）のそれぞれの外側とされ、該中空陰極プレートのそれぞれの外側にある互いに平行の回転軸を中心に回転するものであり、
上記個々の永久磁石が１０-1テスラ以上の最大磁気誘導を持ち、
上記回転する第１及び第２の永久磁石システム内の上記永久磁石の運動を駆動するドライバー・システム（４）を有し、
固定磁束線（９）は、時間依存性の中空の陰極プラズマ（１０）の生成のために、上記回転する第１及び第２の永久磁石システムによって生じる経時変動する磁束線（６）によって置き換えられるか影響を受け、
センサ・システム（１２）及び上記ドライバー・システムに接続して上記プラズマの変化に関して上記回転する第１及び第２の永久磁石システム内の上記永久磁石の運動を制御するフィードバック・システム（１３）を含むコントロールシステム（１１）を有する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
上記回転する第１及び第２の永久磁石システムが、異なる最大の磁気誘導及び／または磁束線の異なる方向を有する永久磁石を含むことを特徴とする請求項１のプラズマ処理装置。
【請求項３】
上記回転する第１及び第２の永久磁石システム内の上記永久磁石の上記運動を制御するための上記ドライバー・システムが、選択された位置のまわりでステップ運動で上記回転する第１及び第２の永久磁石システムまたは振動操作モードでの駆動が可能なものであることを特徴とする請求項１または２のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にアーク放電処理のために、そして、マグネトロン・スパッター析出またはエッチング処理のために、回転する磁石を使用するプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
高密度プラズマ源と表面の低圧プラズマ処理装置は、補助磁場を利用する。明らかに、磁場をプラズマ電子とイオンの磁気の制限に使うことができる。荷電分子の運動に影響を及ぼすローレンツ力ベクトルＦは
【数１】
Ｆ＝ｑ（ｖｘＢ）
と定義される。ここでｖが電荷ｑe,iを有する荷電分子（電子またはイオン）の速度ベクトルであり、Ｂは磁気誘導ベクトルである。ローレンツ力はゼロ以外のベクトル積（ｖｘＢ）を持つ。すなわちベクトルＢにとって通常の速度構成要素Ｖnorm(e,i)を持つ電子とイオンに従う。これらの電子とイオン（質量ｍe,i）が、
【数２】
ｒe,i＝Ｖnorm(e,i)ｍe,i／ｑe,iＢ
と定義されるＬａｒｍｏｒ半径で磁束線のまわりで旋回することを強制される。
【０００３】
荷電分子にとって最も典型的な推力は、電界（ベクトルＥ）である。この場合、分子に生じる流れは、ベクトル積（ＥｘＢ）によって与えられる方向（ドリフト）を持つ。そして、分子速度（エネルギー）を大きく（電界Ｅ、衝突、その他による。）すると、磁気誘導Ｂも同じＬａｒｍｏｒ半径を維持するために大きくなければならない。誘導Ｂを大きくすると分子のＬａｒｍｏｒ半径は小さくなる。磁気の制限がリアクター・チャンバーの寸法が分子のＬａｒｍｏｒ半径より大きい場合だけに効果的なので、これらの関係は非常に重要である。一方、分子はチャンバー壁で再び結合する。強い磁場ではＬａｒｍｏｒ半径は短く、そして、プラズマは少ないボリュームに制限できる。減らされた再結合損失のために、磁気の制限は、磁気の手段なしの場合と比較してより高密度のプラズマに至る。分子間の衝突が頻繁でない低ガス圧力で、分子の平均自由行程は、リアクター・チャンバーの寸法より通常長い。分子は、電界を発生させることから高いエネルギーを得られ、壁再結合率はイオン化を得られる。そのようなプラズマは、外部からの追加の磁気の制限なしには維持することができない。
【０００４】
また磁場は、プラズマ生成の異なるメカニズムにおいて活性部分として使われ得る。例えばイオン・サイクロトロン反響（ＥＣＲ、ＩＣＲ）では、磁気誘導Ｂがジェネレーター周波数と電子やイオンの質量の両方に関係し、
【数３】
Ｂ＝ωｍe,i／ｑe,i
が成立する。
【０００５】
他の例は、複合型反響、プラズマのＬａｎｄａｕ補助加熱、その他である。磁気誘導の最適の値と磁束の最適の形で高密度プラズマの反響発生は、定義されたボリュームにおいてその制限と組み合わせることができる。
【０００６】
静的な磁場を使っている白熱放電が電磁気のコイルで発生させた無線周波数（ＲＦ）のための多種多様な磁気の制限（プラズマ・トラップ）は、Ａ．Ｓ．ＰｅｎｆｏｌｄとＪ．Ａ．Ｔｈｏｒｎｔｏｎが１９７８年９月２６日付けの米国特許第４，１１６，７９４号で特許化した。この特許は、ＲＦ電極の異なる構成のために最適化される磁気のコイルの異なる装置を開示する。この最適化の狙いは、放電チャンバーで低いガス圧力まで放電とその維持の制限を最大にすることである。クレームされた全てのコイル装置は、時間とスペースの両方ともについて静的である。
【０００７】
コイル列を構成しているコイルに段階的に電流を流すようにスイッチを入れること、または磁気コイルを動かすことによって、スペースにおいて磁場を「動かす」ことが可能である。例えば、可動コイル磁場が、マイクロ波ＥＣＲ放電において使われる（Ｒ．Ｈｙｔｒｙほか、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１９９３年）。それぞれのコイル中に発生する電流の連続的なシフトによる電磁石の静的なシステム中の電界の周期的な置換が誘導ＲＦ放電において生じることがＭ．ムラタほかによって報告されている（Ｖａｃｕｕｍ，１９９７年）。磁場のこれらの動きは、磁束線と電界の幾何的形状の変化なしで、磁気手段の空間的置換に基づく。
【０００８】
通常、高い磁気誘導が少ないボリュームまたは制限されたエリアで必要なとき、電磁気のコイル付きの磁場を適当な形に設計することは不可能である。これらの問題に関して１９８４年はブレークスルーの年であった。例えば、Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ（例えば、Ｅ．Ｐ．ＷｏｈｌｆａｒｔｈとＫ．Ｈ．Ｊ．Ｂｕｓｃｈｏｗによる「強磁性の材料」（北オランダ、１９８８年）の第１章、図１、４頁と７頁参照）のような三元合金の金属間化合物に基づく強い永久磁石の発見がなされたからである。この種類の磁石は、非常に強い磁場（磁石表面で０．１テスラ以上）を提供することができる。多くの実際的な場合には、これらの磁石は、うまく電磁コイルを取り替えて、選択されたスペースにおいてかなり定義された形で磁場印加を許す。最も重要な可能性は、磁束線の適当な設計による激しい局所的磁場の形成である。これはコイルでは実際的には可能ではない。
【０００９】
特に固体サブストレートの表面処理のために、局所的磁場が、Ｌ．ＢａｒｄｏｓとＨ．  Ｂａｒａｎｋｏｖａによる１９９４年１１月のスウェーデンの特許公報ＳＥ５０３１４１によって、プラズマ処理（ＬＡＤ）のための線形アーク放電の生成装置において使われた。この装置において、対向配置されてジェネレーターの同じ極に接続している一対の電極プレートは、アーク放電が発生する電極プレートの上で、線形のホットゾーンを作り出すために、磁石によって生じる磁場中に置かれる。電極プレートは平行プレート型中空陰極（周囲のプラズマに関して負の）を作る。それは仮想陽極を表す。ホットゾーンは、プレート間の中空での陰極放電においてプレート表面のイオン衝撃で作られる。この装置中の陰極プレートに対して垂直な磁場は、プレート間のスリット中での中空陰極放電を容易にする。磁石の位置はチューナーで電極プレートに関して調整できる。そして、磁場の分布は磁石及び追加の磁石によって調整する。このように、ＬＡＤ源で使われる磁場は、スペースと時間の両方に対して静的である。ガス流れ率、生成パワー、ガス圧力その他の選ばれたパラメータのために、磁場は調整でき、スリットに沿って結果として生じるプラズマ密度の均一な分布のために最適化できる。しかし、多くの実際的な印加でのゼロ以外のｖｘＢ力のために、イオンはより中空陰極スリットの一方に集結する傾向がある。ＬＡＤ源の操作の間の放電パラメータの経時変化は、放電において分子速度と電界の分布の両方を引き起こす機会を生じさせ得る。これは、放電スパッタリングや蒸発による陰極材料の不均一な浸食において生じ、従ってサブストレート上での不均一処理率において生じ得る。
【００１０】
強い永久磁石の利用のもう一つの例は、有名なマグネトロンエッチング装置である。スパッタリングエッチング析出処理のための異なるマグネトロン・システムの原理と性能は、多くの論文に記載されている。１９７６年以後それらのほとんど「古典的な」概念とそれらの商用の有効性に関係なく、マグネトロンはまだ変化を続けている。その理由は、ある種の応用のためのサブストレートでの不満足なプラズマ密度や、スパッタリングする間のターゲット状で小さい浸食域に伴う無効かつ不均一なマグネトロンターゲットの両方である。上記問題のうち前者は、磁束線の「不均衡化」（開くこと）によって、サブストレートに向かってプラズマが拡開することを許すことで部分的に解決できる（１９８６年、Ｂ．ＷｉｎｄｏｗとＮ．Ｓａｖｖｉｄｅｓ）。また追加のイオン化ツール、例えば、中空の陰極（Ｊ．Ｊ．Ｃｕｏｍｏほか、米国特許第４，５８８，４９０号、出願日１９８５年５月２２日）や、代替補助ＲＦコイル（Ｓ．Ｍ．ＲｏｓｓｎａｇｅｌとＪ．Ｈｏｐｗｏｏｄ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１９９３）によっても解決できる。上記問題の後者は、回転可能な円筒「Ｃ-Ｍａｇ」ターゲットを有するマグネトロンで減らせる（Ｍ．Ｗｒｉｇｈｔほか、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１９８６；Ａ．Ｂｅｌｋｉｎｄほか、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ、１９９１）。また中空ターゲットマグネトロン（Ｖ．Ｌ．Ｈｅｄｇｃｏｔｈ、１９９１）による米国特許第５，０７３，２４５号で開示）でも減らせる。磁場に関するターゲットの動きは、ターゲットの下の磁場のシフトで代えることができる。トンネルのような磁場を作る永久磁石のシステムをターゲット下で平行に移動する技術が、ヨーロッパ特許出願  ＥＰ-Ｂ  １-０  ６０３  ５８７（Ｂａｌｚｅｒｓ社、１９９２）で開示されている。枢支できる棒状磁石が、トンネル状の磁場の横への移動を延ばすための横シフトと同期し、ターゲットの浸食を大きくする。Ｓｉｅｒｒａ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ社の米国特許第５，２６２，０２８号で開示されているもう一つの解決方法は、永久磁石を使っている磁場の新設計に基づく。全ての既知のマグネトロンにおける磁場の異なる装置についての見直しは、Ｊ．Ｍｕｓｉｌほか（Ｖａｃｕｕｍ，１９９５）によって、またはＲ．Ｋｕｋｌａ  （Ｓｕｒｆ．Ｃｏａｔ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１９９７）によってなされた。全てのマグネトロン、即ち固定磁場が使われる（閉じるか、不均衡）ものでも、またはターゲットに関する処理の間に動くもの（例えばＣ-Ｍａｃ）でも、その形状に実質的な変化はない。スパッタリング方式は、このように定められる。
【００１１】
本発明の目的は、上記先行技術の欠点を克服して、調節可能な経時変動制の磁場を得ることができる回転磁石を有するプラズマ処理装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転する磁石を有するプラズマ処理装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、
アーク放電処理のためのプラズマ処理装置であって、
プラズマ放電を発生させる手段と、
上記放電されたプラズマを閉じ込める手段として少なくとも一対の中空陰極プレート（８）を磁場中に配置して備え、
上記放電されたプラズマが上記中空陰極プレート（８）の間に閉じ込められるようにしてなる線形アーク放電装置を含む基本プラズマ処理装置（５）を備え、上記放電されたプラズマに影響される位置にアーク放電処理の対象となるマグネトロン・ターゲット（１６）を配置する
プラズマ処理装置において、
回転する第１の永久磁石システム（１）及び回転する第２の永久磁石システム（２）を少なくとも１対有し、これら第１及び第２の永久磁石システムが個々に永久磁石（３）を含み、
回転する上記第１及び第２の永久磁石システムが対向配置され、これら第１及び第２の永久磁石システムの位置は上記一対の中空陰極プレート（８）のそれぞれの外側とされ、該中空陰極プレートのそれぞれの外側にある互いに平行の回転軸を中心に回転するものであり、
上記個々の永久磁石が１０-1テスラ以上の最大磁気誘導を持ち、
上記回転する第１及び第２の永久磁石システム内の上記永久磁石の運動を駆動するドライバー・システム（４）を有し、
固定磁束線（９）は、時間依存性の中空の陰極プラズマ（１０）の生成のために、上記回転する第１及び第２の永久磁石システムによって生じる経時変動する磁束線（６）によって置き換えられるか影響を受け、
センサ・システム（１２）及び上記ドライバー・システムに接続して上記プラズマの変化に関して上記回転する第１及び第２の永久磁石システム内の上記永久磁石の運動を制御するフィードバック・システム（１３）を含むコントロールシステム（１１）を有する
ことを特徴とする。
【００１３】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のプラズマ処理装置において、上記回転する第１及び第２の永久磁石システムが、異なる最大の磁気誘導及び／または磁束線の異なる方向を有する永久磁石を含むことを特徴とする。
【００１４】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１または２のプラズマ処理装置において、上記回転する第１及び第２の永久磁石システム内の上記永久磁石の上記運動を制御するための上記ドライバー・システムが、選択された位置のまわりでステップ運動で上記回転する第１及び第２の永久磁石システムまたは振動操作モードでの駆動が可能なものであることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の対象、特徴及び利点は、添付の図面とともに与える以上の説明から明らかになる。
図１を参照して、本発明に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の第１の実施形態を説明する。少なくとも、第１の回転する永久磁石システム１と第２の回転する永久磁石システム２がペアとして個々に永久磁石３を含んで互いに対向するように配置される。回転する永久磁石システムの間のスペースを横切って十分な磁束を提供するために、個々の永久磁石は、それらの最大磁気誘導１０-1テスラ（１０００ガウス）以上の磁力を持たなければならない。約０．５テスラあるいはそれ以上の表面誘導を示す強いＮｄＦｅＢ永久磁石が、この目的にふさわしい。回転永久磁石システムは、ドライバー・システム４によって駆動され、例えば互いに反対方向に回転永久磁石システムが回転する。回転永久磁石システムは、基本的プラズマ処理装置５、たとえば、本発明の第１の実施例として図１で示した線形のアーク放電（ＬＡＤ）装置とともに使われる。回転永久磁石システムの運動は、経時変動する回転永久磁石システムの間のスペースにおいて磁束の分布と磁気誘導値の両方を作りだす。時間依存性の磁束線６は、基本的プラズマ処理装置で生じるプラズマ７に影響を及ぼす。ＬＡＤ装置の場合には、中空の陰極プレート８の間でスリットを横切って磁場を作っている固定永久磁石は、回転する永久磁石システムと取り替えることができる。この場合、ＬＡＤ装置の電極板の線形のホットゾーンの形成は磁束線６の変化に依存し、時間依存性の中空の陰極プラズマ１０が発生する。さらに、固定磁石システム１４によって作られる固定磁束線９は、回転永久磁石システムによって影響を受ける。この影響は、装置が作り出すプラズマの時間依存性変化を生じさせる。最も単純な場合、回転する永久磁石システムの安定した回転は、実験的なパラメータ、例えば、ガス流れ、ガス圧力、電力、その他の変化からは独立に、中空の陰極スリットに沿って中空の陰極プラズマ密度の対称化を引き起こす。回転する永久磁石の回転している周波数は、静的電界ＬＡＤ装置において、利用できない新しい処理制御パラメータを示す。回転する永久磁石システムは、また、ステップごとの運動において、または選定した位置のまわりの振動操作モードで駆動することができる。これらの運動は、選択されたパラメータ、例えば、プラズマ・パラメータの自動制御のためにコントロールシステム１１によって有利に使える。コントロールシステム１１は、選択されたパラメータの検出のためのセンサ・システム１２と、ドライバー・システム４を制御するためのフィードバック・システム１３を含む。そのような閉ループ・コントローラは、プラズマ・パラメータの変化に応答して、回転する永久磁石の変化位置に、ドライバー・システムを作り、それによって予め選択された値へパラメータを返す。
【００２０】
図２を参照して、本発明に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の第２の実施形態を説明する。個々に永久磁石３を含んでいる一対の第１の回転永久磁石システム１と第２の回転永久磁石システム２が対向配置される。永久磁石は、１０-1テスラ（１０００ガウス）以上の最大の磁気誘導を持つ。回転する永久磁石システムは、ドライバー・システム４によって駆動され、たとえば回転する永久磁石システムの回転は互いに反対方向とされる。回転する永久磁石システムが、基本プラズマ処理装置５と協働するように使われる。このシステムは、本発明の第２の実施例では、固定磁石システム１４を有するマグネトロン装置として示される。回転する永久磁石システムの運動は、固定磁石システムの磁場を変え、そして、マグネトロン・ターゲット１６での磁束の分布と磁気誘導の値を時間依存性のものとする。形状とパラメータの両方において、経時変動する磁束線６は、時間依存性のマグネトロン・プラズマ１７を生じさせる。この時間依存性は、浸食ゾーン１８においてターゲットの時間依存浸食を生じさせる。浸食ゾーンは大きくすることができ、またさらに、マグネトロンの固定磁石システムの範囲内で回転する永久磁石システムの装置に依存して、マグネトロンは定期的に均衡、不均衡になり得る。ターゲットのプラズマ・パラメータや浸食の制御は、センサ・システム１２を含むコントロールシステム１１とドライバー・システムに接続しているフィードバック・システム１３によって可能である。
【００２１】
図３を参照して、本発明に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の第３の実施形態を説明する。一対の第１の回転永久磁石システム１と第２の回転永久磁石システム２は、基本プラズマ処理装置５と協働するように使われる。基本プラズマ処理装置５は、本発明の第３の実施形態では、回転可能なマグネトロン・ターゲット１９によるマグネトロンである。回転する永久磁石システムは、固定磁石システム１４と共にホルダー２０上に設置される。回転する永久磁石システムは、固定磁石システムの磁場に影響を及ぼし、マグネトロン・ターゲットでの磁束の分布と磁気誘導の値を時間依存性のものとする。回転する永久磁石システムの単純な回転が使われる場合には、ドライバー・システムを省略して、回転可能なマグネトロン・ターゲットによって永久磁石システムを回転させることも可能である。回転する永久磁石システムは、ターゲットに関してそれらの場所を変えることで同時に不均衡な及び閉じた電界方式で、マグネトロンの作動を許す。これは、従来のマグネトロンでは不可能なユニークな能力である。
【００２２】
図４を参照して、本発明に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の第４の実施形態を説明する。第１の回転する永久磁石システム１と第２の回転する永久磁石システム２の複数の対が、基本プラズマ処理装置５に交互に配置されている。基本プラズマ処理装置５は、本発明の第４の実施形態で、リアクター２２内活動中のプラズマ２１として示す。回転する永久磁石システムの対は、リアクターの外側及び／または内側に配置できる。回転する永久磁石システムの運動、たとえば図４で図示すような単純な回転は、プラズマ制限の周期的な変化を引き起こし、そしてそれは、時間依存性の高密度のプラズマ部位２３の形成を生じさせる。プラズマ密度の時間依存変化、たとえば波動は、他のパラメータ、例えば、ガス反応体のパルス化された流入、プラズマのパルス化生成、その他に関連できる。この種類のプラズマ処理方式は、数多くの応用例、たとえば析出中断、低温処置、その他に必要なサブストレート表面によるプラズマの依存相互作用で非常に重要である。
【００２３】
図５を参照して、図１で示されるプラズマ処理装置の第１の実施形態に関連した第１の実施例を説明する。この図は、中空の陰極プレート８に関して異なる角度位置で回転する永久磁石システム１及び２の断面図と、０°から３１５°までの連続した４５°の変化及び電極プレート８の対応側面図を示す。回転する永久磁石システムの変化する角度位置が、回転する永久磁石システムの間で磁束線６の経時的な形状、すなわち、中空の陰極放電１０の時間依存性の形状変化を引き起こす。中空の陰極放電の変化の後に陰極プレート８でホットゾーン１５のパラメータの変化が続き、陰極プレート材料の強化された浸食と同様に、強化されたイオン衝撃、電子の熱イオンでの第２の放出が起きる。回転する永久磁石システムの運動、たとえば単純な回転は、ホットゾーンに沿って有効な温度分布を平均し、すなわち中空の陰極に沿ってプラズマ処理の結果として生じる一様性を作り出す。
【００２４】
図６を参照して、図１で示されるプラズマ処理装置の第１の実施形態に関連した第２の実施例を説明する。この図は、中空の陰極プレート８及び固定磁石システム１４に関して異なる角度位置で回転する永久磁石システム１及び２の断面図と、０°から３１５°までの連続した４５°の変化及び電極プレート８の対応断面図を示す。回転する永久磁石システムの変化する角度位置が、回転する永久磁石システムの間で磁束線６の経時的な形状を引き起こす。これはまた固定磁束線９に影響を及ぼす。それは、本装置が作り出す中空の陰極放電１０及びプラズマ７の時間依存性の形状に帰着する。
【００２５】
図７を参照して、図２で示されるプラズマ処理装置の第２の実施形態に関連した第３の実施例を説明する。この図は、異なる角度位置でマグネトロン装置と協働するように設置される回転する永久磁石システム１及び２の断面図と、固定磁石システム１４及びマグネトロン・ターゲット１６に関して０°から３１５°までの連続した４５°の変化及び電極プレート８の対応側面図を示す。回転する永久磁石システムの変化する角度位置が、マグネトロン・ターゲット１６を横切る磁束線６の経時的な形状を引き起こす。これは、マグネトロン放電１７の時間依存性の形状に帰着する。この例では、回転する永久磁石システムは、均衡した電界設定によるマグネトロンに設置されて、固定磁場の一部で不均衡を引き起こす。回転する永久磁石システムの運動、たとえば単純な回転は、電界の均衡した部分及び不均衡な部分の間で、時間依存性のシフトを作る。従って、マグネトロン浸食ゾーンは広げることができ、またマグネトロン放電の不均衡な部位及び均衡のとれた部位は定期的にターゲット上を動く。
【００２６】
図８を参照して、図２で示されるプラズマ処理装置の第２の実施形態に関連した第４の実施例を説明する。この図は、異なる角度位置でマグネトロン・ダイオード装置と協働するように設置される回転する永久磁石システム１及び２の断面図と、固定磁石システム１４及びマグネトロン・ターゲット１６に関して０°から３１５°までの連続した４５°の変化及び電極プレート８の対応側面図を示す。回転する永久磁石システムの変化する角度位置が、マグネトロン・ターゲット１６を横切る磁束線６の経時的な形状を引き起こす。これは、マグネトロン放電１７の時間依存性の形状に帰着する。この例では、回転する永久磁石システムは、不均衡な電界設定によるマグネトロンに設置されて固定磁場の一部で均衡を引き起こす。回転する永久磁石システムの運動、たとえば単純な回転は、電界の閉じた部分及び不均衡な部分の間で、時間依存性のシフトを作る。従って、マグネトロン浸食ゾーンは広げることができ、またマグネトロン放電の不均衡な部位及び均衡のとれた部位は定期的にターゲット上を動く。
【００２７】
最後に、図９を参照して、上述したすべての実施形態のプラズマ処理装置に関連した第５の実施例を説明する。この図は、回転する永久磁石システム１及び２の実施例を示す。この例は、それぞれの回転する永久磁石システム１及び２の回転２４及び２５の軸に沿って設置される永久磁石３を有する。個々の磁石は、両側の磁石と特定の角度（例えば２２．５°）を持つ。個々の磁石のこの特別な配列は、経時変動する磁束線６の形状の軸に依存する。この種類の磁石配列は、プラズマ処理装置において放電を一定の方向に向けるために有効に使える。それは、時間依存性の放電のより複雑な形状、たとえば、中空の陰極放出口に沿って定期的に動かされるとか、またはマグネトロン・ターゲットに沿うかこれを横切るかの両方に動かされるとか等に帰着する。
【００２８】
本発明に係る回転する磁石を有するプラズマ処理装置は、プラズマ技術において多くの応用例を持つことができる。回転する永久磁石システムは、処理放電の「固定した」概念を時間及びスペース制御されたアクティブな手段で置き換えることを許す。そのような手段の特徴がパルス化されたタイプの処理を想起させるが、改善した安定性及び制御が時間制御された変化で可能である。またプラズマ処理の一様性も改善される。通常、処理プラズマには「完全な秩序」が必要であるが、より自然な「無秩序」を定めておいて、回転する永久磁石システムの特別な配列によって抑制できる。そのような配列は、例えば、回転する永久磁石システムの惑星型運動、回転する永久磁石システム中の個々の永久磁石の異なる磁気誘導、装置中の全ての磁石の同時運動等に基づくことができる。回転する永久磁石システムは、放電の時間またはスペース制御が必要な新しいタイプのプラズマ源で使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１の実施形態の斜視図であり、時間依存性の中空陰極プラズマでの線形アーク放電（ＬＡＤ）処理のために、回転する磁石を有するプラズマ処理装置の例を示す。
【図２】  本発明に係る第２の実施形態の斜視図で、時間依存性のマグネトロン・プラズマ発生用のマグネトロン装置と協働する、回転磁石を有するプラズマ処理装置のもう一つの例を示す。
【図３】  本発明に係る第３の実施形態の斜視図で、時間依存性のマグネトロン・プラズマ発生用に回転可能なターゲットを備えるマグネトロン装置に取り付ける、回転磁石を備えるプラズマ処理装置のさらなる例を示す。
【図４】  本発明に係る第４の実施形態の斜視図で、時間依存性の高密度プラズマ領域のための活性プラズマを有するリアクター内で回転する磁石を備えるプラズマ処理装置のさらなる例を示す。
【図５】  本発明の第１の実施形態に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の例を、０°から３５０°まで回転する永久磁石システムの連続する４５°ごとの位置変化で示し、図１で示した装置で発生する中空の陰極放電における、プラズマの分布上及び電極板でのホットゾーンの分布上それぞれでの磁束線の分布に対する効果を示す断面図である。
【図６】  本発明の第１の実施形態に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の例を、０°から３５０°まで回転する永久磁石システムの連続する４５°ごとの位置変化で示し、固定磁石システムによって生じる磁束線と磁束線の分布に対する効果とプラズマ分布の上での効果をそれぞれ示す断面図である。
【図７】  本発明の第２の実施形態に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の例を、マグネトロン装置中の固定磁石システムに関して０°から３５０°まで回転する永久磁石システムの連続する４５°ごとの位置変化で示し、磁束線の分布と図２で示される装置において発生するマグネトロン・プラズマの分布の効果を示す断面図である。
【図８】  本発明の第２の実施形態に係る回転磁石を有するプラズマ処理装置の例を、マグネトロン装置中の固定磁石システムに関して０°から３５０°まで回転する永久磁石システムの連続する４５°ごとの位置変化で示し、図２で示される装置の中の発生させる分布上で効果を示す断面図である。
【図９】  本発明に係るプラズマ処理装置用の回転する永久磁石と独立の永久磁石の配置を簡略化して示す斜視図である。
【図１】
0004491132.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004491132.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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