JP2005503648A - プラズマリアクタ・コイルマグネット・システム - Google Patents

Abstract

本発明は、プラズマ処理作業の最中に、プラズマ処理装置のプラズマ・チャンバの中で、プロセスガスから発生させたプラズマを用いて行われるワークピースを処理するための方法である。前記装置は、前記プラズマ・チャンバの周囲を取り囲むように取り付けられた電磁石のアレイを備えている。前記方法は、下記工程を備える：前記チャンバ内のプロセスガスからプラズマを発生させ；プラズマ・パーティクルを前記ワークピースに衝突させ；前記電磁石に供給される電流信号の配置を選択し；前記電磁石に前記選択されたそれぞれの配置を与え、それによって、プラズマ処理作業の最中に前記プラズマに一つ以上の磁場形態を作用させる。

Description

【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の記載＞
この出願は、２００１年９月１４日に出願された米国仮出願番号６０／３１８，８９０号の利益に基づき且つその利益をクレームする。上記出願の内容は、その全体で、リファレンスとしてここに組み込まれる。
【０００２】
＜本発明の分野＞
本発明は、プラズマ処理システムに係り、特に、磁場をプラズマに作用させてプラズマの性質をコントロールし、それによって、ワークピースのプラズマ処理を改善するための方法及び装置に係る
【背景技術】
【０００３】
＜本発明の背景＞
プラズマは、荷電粒子の集合体であり、ワークピースの上から材料を除去し、あるいはワークピースの上に材料を堆積するために使用される。プラズマは、集積回路（ＩＣ）の製造工程の中で、例えば、半導体基板の上から材料をエッチング（即ち、除去）する際、あるいは、半導体基板の上に材料をスパッタ（即ち、堆積）する際に使用される。プラズマは、プラズマ・チャンバ内に収容されたプロセスガスに高周波（ＲＥ）の電気信号を印加し、このプロセスガスの粒子をイオン化することによって形成される。高周波電源は、キャパシタンスを介して、インダクタンスを介して、または、キャパシタンス及びインダクタンスの双方を介して、プラズマに結合される。ワークピースをプラズマ処理する際に磁場をプラズマに作用させてプラズマの性質を改善し、それによって、ワークピースのプラズマ処理に対するコントロール性を改善することができる。
【０００４】
磁場は、ワークピースのプラズマ処理の最中に、時折、使用され、それによって、チャンバ内にプラズマを保持し、あるいは、プラズマ処理の最中にプラズマの性質を変化させる。磁場は、例えば、チャンバ内にプラズマを保持するために使用され、それによって、チャンバの壁へのプラズマのロスを減少させ、プラズマ密度を増大させることができる。プラズマ密度の増大により、ワークピースに衝突するプラズマ・パーティクルの数が増大し、それによって、ワークピース処理が改善される。例えば、ワークピースのエッチングに必要とされる処理時間が減少する。磁場を用いてプラズマを保持することによって、また、チャンバの壁の表面や電極の表面などの、チャンバ内の表面上へのプラズマ・パーティクルの堆積を防止する。
【０００５】
磁場はまた、チャンバ内でのプラズマの分布の均一性を改善するためにも使用される。プラズマ・チャンバ内でのプラズマの不均一な分布は、望ましくない。その理由は、不均一な分布は、ワークピースの不均一な処理と言う結果をもたらすからである。不均一に分布したプラズマは、ある状況においては、チャンバ内で処理されているワークピースにプラズマに起因する損傷と言う結果をもたらす。
【０００６】
永久磁石または電磁石のアレイは、時折、プラズマに磁場を作用させるために使用される。永久磁石のアレイは、例えば、それらがチャンバの内側のプラズマに磁場を作用させるように配置することができる。あるいは、その代りに、プラズマに回転型の磁場を作用させるように、配置し且つ動かす（例えば、チャンバに対して回転させることによる）ことが可能であり、それによって、プラズマの均一性が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
＜本発明のサマリ＞
本発明は、プラズマによるワークピースの処理をコントロールするために磁場を使用する方法及び装置に係る。
【０００８】
＜本発明の詳細な説明＞
図１に、プラズマ処理システムのプラズマ処理装置（または、リアクタ）１０の一例の概略図を示す。このプラズマ処理装置１０は、プラズマ・チャンバ１４を備え、このプラズマ・チャンバ１４は、プラズマを収容し保持するための内部領域１６を提供する。複数の電極を、互いに対して且つチャンバ１４内のプロセスガスに対して、プラズマを発生させるような関係で、チャンバ１４の中に取り付けることが可能である。これらの電極は、エネルギを与えられ、チャンバ１４内のプロセスガスからプラズマを発生させる。
【０００９】
本発明の説明を容易にするため、この装置１０では、電極アセンブリが二つのみ描かれている。特に、第一の電極アセンブリ１８は、チャンバ１４の第一の側（装置例１０の中のチャンバ１４の内部１６の上部）に取り付けられている。第二の電極アセンブリは、チャック型電極アセンブリ２０の形で、チャンバ１４の第二の側、即ち、チャンバ１４の第一の側の反対側（装置例１０の中のチャンバ１４の内部１６の下部）に、第一の電極アセンブリ１８からスペースを空けて取り付けられている。
【００１０】
第一の電極アセンブリ１８は、複数の電極セグメントを備えていても良く、それらの各セグメントは、他のセグメントから電気的に切離され、且つ、対応している高周波電源によりそれぞれ独立に電力が供給され、且つ、選択されたトランスミッション用のプロセスガスが、所定の流速でプラズマ・チャンバの内側に独立に供給される。しかしながら、本発明の説明を簡単にするため、第一の電極アセンブリ１８は、単一のシャワーヘッド型の電極として描かれている。第一の電極アセンブリ１８は、内側チャンバ２２を有している（図１中で破線を用いて概略的に表わされている）。内側チャンバ２２は、ガス供給ラインを介して、ガス供給システム２４と空気経路または流体経路がつながっている。
【００１１】
選択されたガス（一種類又は複数種類）を電極アセンブリ１８に供給することが可能であり、それによって、例えば、チャンバ１４内をパージし、あるいは、チャンバ内部１６でのプラズマ形成のためのプロセスガス（または、原料ガス）として当該ガスを供する。プロセスガスは、チャンバ２２からプラズマ・チャンバ１４の内部１６へ、複数のガスポート（図示せず）を介して移送される。第一の電極のポートを通るガスの流れは、方向を示す矢印Ｇによって示されている。
【００１２】
第一の及び第二の電極１８、２０は、それぞれ対応するマッチング・ネットワーク３０、３２を介して、それぞれの高周波供給源３４、３６に電気的に接続されている。それらの高周波供給源３４、３６は、電圧信号ＶＢ１、ＶＢ２を、それぞれ対応する電極１８、２０に供給する。マッチング・ネットワーク３０、３２を、それぞれの電極アセンブリ１８、２０によってプラズマに伝達される電力を最大化する目的で、それぞれの高周波電源３４、３６の間に挿入することができる。あるいは、その代りに、マッチング・ネットワーク３０、３２を制御システムに結合することもできる。
【００１３】
各電極アセンブリ１８、２０は、流体を用いて独立に冷却することができる。この流体は、冷却システム３８から、それぞれ、流体チャンバ３９、４１（破線で示されている）を通って各電極アセンブリ１８、２０の中に流れ、次いで、冷却システムに戻る。プラズマ処理装置１０は、更に、真空システム４０を備えており、この真空システム４０は、真空ラインを介してプラズマ・チャンバ１６と空気経路または流体経路がつながっている。プラズマ処理装置１０は、オプションとして、一対の電極の形の電圧プローブ４４、４６を備えており、これらのプローブは、対応する高周波電源３４、３６のそれぞれと、対応する電極アセンブリ１８、２０のそれぞれとの間で、前記移送ラインに対して容量結合されている。
【００１４】
電圧プローブの例については、米国特許出願６０／２５９，８６２号（２００１年１月８日出願）の中で詳しく説明され、且つ共通の符号が付けられており、上記出願の全体がリファレンスとしてここに組み込まれる。
【００１５】
プラズマ処理装置１０は、オプションとして、光学プローブ４８を備えており、このプローブは、プラズマの分光学的及び光学的性質に基づいて、プラズマの性質及び状態を決定する。
【００１６】
電磁石のシステムまたはアレイ５１は、プラズマ・チャンバ１４の周囲を取り囲むように取り付けられている。電磁石５１は、ワークピースのプラズマ処理作業の最中に、プラズマに１または２以上の磁場を作用させるために運転され得る。磁場を作用させることにより、プラズマの状態を改善し、それによって、ワークピースの処理を改善する。
【００１７】
図２に、プラズマ・チャンバ１４に対する複数の電磁石５１の配置の一例を示す。この装置例１２は、５１Ａ−Ｌで示される１２個の電磁石を備えている。示されている各電磁石５１は、導電性の材料のコイルを備えたコイル・マグネットの形である。各コイルは、電源５３と電気的につながっている（図１中に概略的に示されている）。
【００１８】
特定のアレイの各コイル・マグネット５１は、エア・コア（図示せず）の周囲に巻かれた導電性材料のコイルで構成され、あるいは、それに代わって、例えば、透磁性材料のコア５５の周囲に巻かれた導電性材料のコイル（図１中に部分的に描かれている）で構成される。各コア５５は、円筒状の断面（図に示されているように）とすることが可能であり、あるいは、その代わりに、任意の引き延ばされた断面（長軸の方向を例示した装置１０の縦方向とした形）とすることもできる。
【００１９】
コイル・マグネット５１の各軸の方向は、プラズマ・チャンバ１４に対して放射状に定められている。即ち、コイル・マグネット５１の各軸は、電極アセンブリ１８、２０の間を、プラズマ・チャンバ１４の中心を通って伸びる仮想軸（リアクタ例１０では縦方向）から放射状に伸びている。外側の磁束伝達構造５７は、コイル・マグネット５１のアレイの周囲を取り囲むように取り付けることができる。その状態は、図２中に良く示されている。各コイル・マグネット５１及び各コア５５は、前記磁束伝達構造５７との間で磁束が連続している。
【００２０】
磁束伝達構造５７の一つは環状の壁型の構造である。この外側の壁構造５７と各コイル・マグネット５１のコア５５の双方は、例えば、鉄などの透磁性材料で構成することができる。各コア５５は、この外側のリング構造５７の上に形成することが可能であり、あるいは、この壁構造５７とは別に形成した後に、この外側のリング構造５７の上に取り付けることも可能である。
【００２１】
各コイル・マグネット５１及びそれに対応するコア５５は、外側のリング構造５７とプラズマ・チャンバ１４の壁型構造５９の間で放射方向に伸びていることが、図２から分かる。装置例１０において、壁型構造５９は、円筒状であって、前記処理チャンバ１４の側壁を構成している。プラズマ・チャンバ１４の壁型構造５９は、適切な誘電材料または適切な金属材料で作ることができる。もし、壁型構造５９が金属材料で作られる場合には、製作に非磁性金属材料を使用することによって、壁型構造５９が、コイル・マグネット５１によってプラズマ・チャンバ１４内のプラズマに作用させる磁場と干渉しないようにする。
【００２２】
装置例１０の中の磁石のアレイは、図１の中のプラズマに対して縦方向に位置合わせされているが、この縦方向の配置は一つの例に過ぎない。磁石のアレイは、処理チャンバ、構造体（例えば、電極）、及びその中に収容される材料（例えば、ワークピースまたはプラズマ）などに対して縦方向に位置合わせして配置することもできる。例えば、装置１０は、磁石のアレイが、ワークピースの上面、ワークピースの中心、または、例えばワークピースの少し上側など縦方向に位置合わせされるように、製作することができる。あるいは、磁石のアレイを、プラズマの中心に対して、または、例えばプラズマの少し上側若しくは下側に縦方向に位置合わせすることもできる。
【００２３】
プラズマ処理装置１０の制御システムは、装置１０の様々なコンポーネントに電気的に接続され、プラズマ処理装置１０をモニター、および／または、コントロールする。制御システムは、ガス供給システム２４、真空システム４０、冷却システム３８、電圧プローブ４４、４６、光学プローブ４８、各高周波供給源３４、３６、及び、電源５３に、電気的に接続することが可能であって、それらの運転をコントロールするようにプログラムすることができる。
【００２４】
制御システムは、プローブ４４、４６、４８及びシステム・コンポーネント２４、３４、３６、３８、４０、５３に対して、コントロール信号を送り、それらから入力信号（例えば、フィードバック信号）を受け取る。制御システムは、ワークピースのプラズマ処理をモニターし、コントロールすることができる。電源５３をコントロールすることによって、制御システムは、コイル・マグネット５１のアレイを構成している各コイル・マグネットへの電力を伝達をコントロールし、それによって、プラズマに作用させる磁場の性質をコントロールすることができる。
【００２５】
制御システム６０は、コンピュータ・システムによって構成することができる。そのコンピュータ・システムは、プロセッサ、当該プロセッサによってアクセス可能なコンピュータ・メモリ（ここで、当該メモリは、指示及びデータを貯えるために適したものであり、例えば、ランダムアクセス・メモリなどのようなプライマリー・メモリ、ディスクドライブなどのようなセカンダリー・メモリ）、及び、当該プロセッサとの間で通信をするデータ入力及び出力の能力を有することができる。
【００２６】
本発明の方法を、プラズマ処理システムの例を参照しながら説明する。このプラズマ処理システムの運転は、図１を参照することによって理解することができる。処理対象のワークピース（または基板）６２は、チャック型電極アセンブリ２０によって提供される支持面の上に置かれる。制御システムは、真空システム４０を起動させ、この真空システム４０は、最初、プラズマ・チャンバ１４の内部１６の圧力をベース圧力（典型的には、１０^−７Ｔｏｒｒ〜１０^−４Ｔｏｒｒ）まで低下させ、チャンバ１４の真空保持能力及びクリーン度を確認する。
【００２７】
制御システムは、次いで、チャンバの圧力を、プラズマの形成及びプラズマによるワークピース６２の処理のために適切なレベルまで上昇させる（適切な内部圧力は、例えば、約１ｍＴｏｒｒから約１０００ｍＴｏｒｒの範囲である）。前記チャンバの内部１６を適切な圧力にするために、制御システムは、前記ガス供給システム２４を起動して、ガス導入ラインを介して前記チャンバの内部１６へ所定のプロセス流速でプロセスガスを供給し、また、必要な場合には、ゲートバルブ（図示せず）を用いて真空システム４０が絞られる。プロセスガスは、図１中で矢印Ｇで示されているように、ポートを通って第一の電極アセンブリの中に流れ込むことができる。
【００２８】
ガス供給システム２４に含まれる特定のガス（一種類または複数種類）は、特定のプラズマ処理アプリケーションに依存する。例えば、プラズマエッチング・アプリケーションの場合には、ガス供給システム２４は、塩素、臭化水素、オクタフルオロシクロブタン（octafluorocyclobutane）、または、他の様々なフルオロカーボン化合物のガスを供給することができる。ＣＶＤアプリケーションの場合には、ガス供給システム２４は、シラン、アンモニア、タングステン・テトラクロライド、チタン・テトラクロライド、またはそれらと同様なガスを供給することができる。
【００２９】
ＣＶＤの際には、半導体ウエーハの上に金属薄膜、半導体薄膜または絶縁体薄膜（即ち、導電性、半導電性または絶縁性材料）を形成するために、プラズマを使用することができる。プラズマ−エンハンストＣＶＤでは、所望の材料を堆積させるために必要となる反応エネルギーを供給するためにプラズマを使用する。
【００３０】
制御システムは、次いで、第一及び第二の電極アセンブリ１８、２０に対応する高周波供給源３４，３６を起動する。高周波電源３４、３６は、対応する電極１８、２０に、選択された周波数で、電圧を供給することができる。制御システムは、プラズマ処理作業の最中に、周波供給源３４、３６をそれぞれ独立にコントロールして、例えば、周波数、および／または、各電源３４、３６が対応する電極アセンブリ１８、２０を駆動する電圧の大きさを調整することができる。
【００３１】
高周波電源３４、３６は、低い圧力のプロセスガスをプラズマに変えるために運転することができる。電源３４、３６は、例えば、第一の電極１８と第二の電極２０の間に、交流電場を発生させるために運転することが可能であリ、それによって、それらの電極１８、２０の間の電子に電子の流れを生じさせる。例えば、電子は、この電場の中で加速され、その中で熱せられた電子の流れは、電子とガスの原子及び分子との間の多重衝突によりその運動エネルギーをそれに伝達することによって、プロセスガスの各原子及び分子をイオン化する。このプロセスによりプラズマ５４が形成され、チャンバ１４の中に閉じ込められて保持される。
【００３２】
各高周波供給源３４、３６は、制御システムによって互いに独立にコントロールすることができるので、電源は、比較的低い周波数（即ち、５５０ｋＨｚ未満の周波数）、中間の周波数（即ち、１３．５６ＭＨｚ程度の周波数）、または、比較的高い周波数（６０〜１５０ＭＨｚ程度）のいずれでも運転することが可能である。エッチング用リアクタの例においては、第一の電極アセンブリ１８のための高周波供給源３４は、周波数６０ＭＨｚで運転することが可能であり、第二の電極アセンブリ２０のための高周波供給源３６は、周波数２ＭＨｚで運転することが可能である。
【００３３】
より一般的には、上記のリアクタ（あるいは、１または２以上の周波数で運転される１または２以上の電極を有するプラズマ処理装置の性能を改善するために、制御システムは、プログラムされ且つ運転され、それによって、ワークピースの処理の最中に１または２以上の磁場をプラズマに作用させ、その結果、磁場の性質（例えば、磁場の形態及び方向、磁場の強さ、磁場の持続時間、その他）をコントロールする。
【００３４】
本発明によれば、動く部分を有していない単一の磁石のアレイ５１を用いて、多数の可能な磁場形態を作り出すことが可能になる。図２及び３に、マグネット・システムを用いてプラズマ５４に作用させることができる二つの磁場形態を示す（プラズマ５４は、図１中のみに概略的に示されている）。図２は、交差型の磁場形態を示し、図３は、バケット形状の磁場形態を示す。
【００３５】
例示されている交差型の磁場形態は、非直線状の（即ち、アーチ状の）磁力線を有している。この交差型の磁場形態は、プラズマの均一性を改善するために使用することができる。プラズマの均一性を増大することによって、単一の基板６２に対するプロセスの均一性を増大させ、また、装置１０で順に処理される複数の基板の間のプロセスの均一性を増大させる。電磁石のアレイ５１は、下記の方法で、交差型の磁場形態を回転させるように運転することができる。バケット形状の磁場形態（図３）をプラズマに作用させることによって、プラズマの壁によるロスを減少させ、プラズマ密度を増大させる。
【００３６】
所望の磁場形態を作り出すために、コイル・マグネット５１Ａ〜Ｌに電力を供給する電源５３を実現するための回路６８の例は、図４の中に概略的に示されている。特に、任意波形の発生装置７０Ａ〜Ｌのシリ−ズの中のそれぞれは、対応するアンプ７１Ａ〜Ｌを介して、電磁石のシステムのコイル・マグネット５１Ａ〜Ｌ（図４の中には示されていない）のそれぞれに電気的に接続されている。
【００３７】
各任意波形の発生装置７０Ａ〜Ｌを、（図４中に示されていない電気的接続を介して）制御システムに電気的に接続することができる。制御システム６０を、前記任意波形の発生装置７０Ａ〜Ｌのそれぞれを互いに独立にコントロールするようにプログラムすることが可能であり、それによって、それぞれの発生装置から、それぞれ対応するコイル・マグネット５１Ａ〜Ｌに伝達するための、任意の形状、強度及び位相の電流波形を発生させ、その結果、それぞれ対応するコイル・マグネット５１Ａ〜Ｌに極性を与えて、前記プラズマに作用する磁場を作り出すことができる。
【００３８】
任意波形の発生装置７０の全ては、単一の低電力リファレンス信号源７２に対してフェーズ・ロックすることができる。各発生装置７０は、リファレンス信号源７２からのリファレンス信号に対して、その出力の位相をシフトさせることができる。
【００３９】
図４の電源の配置は、制御システム（任意波形の発生装置７０Ａ〜Ｌのシリーズによって動作する）が、各コイル・マグネット５１に互いに独立した電流波形を供給することを可能し、その電流波形の波形、強度、位相及び周期は、シリーズになっている他の全ての任意波形の発生装置によって発生させられる電流波形に対して独立である。このように、リファレンス信号源７２からのリファレンス信号は、任意波形の発生装置のシステムからコイル・マグネット５１に伝達される電流波形を同期させるために使用される。
【００４０】
制御システムは、各任意波形の発生装置７０のそれぞれについて独立にプログラムすることが可能であり、それによって、リファレンス信号源７２からのリファレンス信号にロックされたスタート位相に関して異なる波形を発生させる。このような配置は、例えば、プラズマに２以上の磁場形態を作用させる際に、大きなフレキシビリティを提供する。この配置は、制御システムが、プラズマ処理作業の最中に、例えば、互いに連続している二つの磁場形態を特定の基板に作用させることを可能にする。このような二つの磁場形態は、互いに同一にすることも、互いに相違させることも可能である。磁場形態は、静止したものであっても回転するものであっても可能である。
【００４１】
例えば、このような配置（即ち、各コイル・マグネットに対して別々の任意波形の発生装置を使用すること）は、オペレータが制御システムをプログラムし、それによって、処理作業の最中に、静止した磁場形態（例えば、方位角に関して）、及び、回転型の磁場形態をプラズマに作用させることを可能にする。それぞれの作用させる磁場形態は、プラズマに特定の変化をもたらすように選択することができる。例えば、回転型の交差型の磁場形態は、プラズマの均一性を改善するために使用される。
【００４２】
他の例として、このような配置はまた、例え作用させる磁場が回転しているとしても、処理チャンバ内の特定の位置に作用するローカルな磁場（例えば、低い磁場または高い磁場の領域）が存在するように、波形が形成されることを可能にする。このようなローカルな磁場は、プラズマの特性の方位角によるバラツキを修正するために使用することが可能である。そのようなバラツキは、例えば、非対称的なガスの吹き込み及びプラズマのポンピングに起因している。
【００４３】
電源５３として使用可能な他の回路７６が、図５の中に概略的に示されている。単一の任意波形の発生装置７７がアンプ７ｌＡ〜Ｌのシリーズを駆動し、それぞれが、対応するコイル・マグネット（図５の中には示されていない）に電流を供給する。位相遅延回路７８が、前記任意波形の発生装置と、前記アンプの一つを除く全てとの間に結合される。基本的に同一の信号が、各コイル・マグネット５１Ａ〜Ｌに送られるが、唯一の相違点は、上記の位相遅延回路の存在のために各信号の位相が互いに異なっていることである。従って、回路７６は、例えば、コイル・マグネット５１に与えられる電流波形が、同一の波形及び周期を有し、位相のみが互いに異なるように使用することができる。
【００４４】
電力供給回路７６は、方向が変化する回転型の磁場形態または磁場形態を供給することができる。電力供給回路７６によって形成され回転さる磁場形態は、コイル・マグネットに伝達される電流波形の形状、コイル・マグネット・システムの中のコイル・マグネットの相対的位置の数、各コイル・マグネット５１の相対強度、及び、電流信号の間の位相差などの、幾つかのファクターに依存している。制御システムを、回路７６の任意波形の発生装置７０をコントロールするようにプログラムすることによって、例えば、非直線的な（例えば、アーチ型の）磁力線を有する回転型の交差型の磁場形態を作り出すことが可能である。
【００４５】
＜運転＞
制御システムは、いずれかの（または全ての）コイル・マグネット５１に定常的な電流を流すことができる。制御システムは、また、いずれかの（または全ての）コイル・マグネット５１に、時間的に変化する電流を流すこともできる（例えば、電力供給回路６８を使用して）。コイル・マグネット５１を通る、定常的な、および／または、時間的に変化する電流の分布は、前記プラズマに作用する磁場形態を決定し、磁場形態の時間による変化を決定する。適切な電流波形は、コイル・マグネット５１に送られ、前記プラズマに作用する磁場を、例えば、回転させる。
【００４６】
各コイル・マグネット５１Ａ〜Ｌに供給される電流波形は、各コイルを放射状に分極させる。放射状の分極の最中に、各コイル・マグネットの両側の端部は、北及び南の磁気分極を取ると想定される。一般的に、磁力線は、コイル・マグネット５１の両極の間で伸びる。各コイル内の電流の流れの方向は、各コイル・マグネットの分極方向を決定する。コイル・マグネットの中を流れる電流の大きさは、各コイル・マグネットにより形成される磁場の強度、前記プラズマに作用する磁場の強度を決定する。
【００４７】
磁石のアレイの他の配置も可能である。例えば、各コイル・マグネット５１の軸は、リアクタ例１０の中の電極アセンブリ１８、２０の間を伸びる仮想軸から放射状に伸びているが、他の配置も可能である。例えば、各コイル・マグネット５１は、その軸がリアクタ１０に対して垂直になるように配置することもできる。垂直方向に向けられた各コイルは、エア・コイルでも良いし、コア材の周囲に巻き付けたコイルでも良い。各コイルがコア材料の周囲に巻き付けられる場合、各コアは、個別の構造であっても良いし、あるいは、リングまたはヨークなどの連続構造の一部を形成しても良い。
【００４８】
このような垂直の配置は、幾つかの不利な点を有している（リアクタ例１０の中の放射状の配置と比較して）。例えば、放射状に伸びる電磁石のアレイが磁場を発生させるために使用される場合、磁力線の大半がチャンバに入る。しかしながら、垂直の配置が使用された場合には、磁力線の大半は、プラズマ・チャンバ１４の外側に沿って流れる、そのような傾向は、コイルがプラズマ・チャンバを取り囲むヨークの周囲に巻き付けられた場合に強まり、垂直に配置された各コイルの側面からの比較的少量の“リーク”または“外縁部分”がプラズマ・チャンバ１４の中に入る。
【００４９】
このように、垂直の配置は、チャンバの中のプラズマに磁場を作用させるために、垂直な各コイルの側面の外縁部の磁場に依拠することになる。コイルの垂直の配置を使用するマグネット・システムは、プラズマに磁場を作用させるために、外縁部の磁場に依拠しているので、特定の磁場強度を有する特定の形態を作り出す際に、同じ磁場強度を有する同じ形態を作り出すために放射状の配置を使用する場合と比較して、より多くの電力を必要とする。放射状に配置されたマグネット・システムは、垂直に配置されたマグネット・システムと比較して、より少ない電流を使用する。
【００５０】
垂直の配置は、各コイルの側面から出る磁力線に依拠しているので、各コイルは、チャンバに磁力線を発射し、磁力線は、例えば、その反対側から出てチャンバの外へ離れる。外側を取り囲む構造には、また、プラズマ処理装置を取り囲んでいる領域を磁場からシールドすることが要求される。垂直に向けられた電磁石が、例えば、ヨークの周囲に巻きつけられる場合、もし、装置を取り囲む領域を磁場からシールドする必要があるときには、第二の透磁性のシールドが必要になる。
【００５１】
第二の透磁性のシールド、あるいは、その他の磁束をシールド構造は、例えば、図１及び２に示された配置例においては必要にならない。その理由は、上記の構造５７は、磁束を伝達する機能及び磁束をシールドする機能の双方を実現するからである。
【００５２】
図２、３及び６に、コイル・マグネット５１Ａ〜Ｌを用いて、前記プラズマに作用させることができる磁場形態の例を示す。各コイル・マグネット５１Ａ〜Ｌの中を流れる電流の方向は、図２、３及び６中の方向を示す矢印で示されている。各コイル・マグネットの中の電流の相対的な大きさは、大雑把に、図２、３及び６中の方向を示す矢印の相対的なサイズで示されている。方向を示す矢印が無いことは、対応するコイル・マグネット５１の中の瞬間的な電流の大きさがゼロであることを示している。鉄のリング構造５７は、各形態において磁力線を閉じる。
【００５３】
回転式で交差型の磁場形態を、例えば、電力供給回路６８または７６のいずれかを使用することによって、プラズマに作用させることができる。例えば、回転方向に関して前側のコイル、即ち磁場形態回転方向に対して反対側のコイルに対して位相がシフトされた複合電流波形を、各コイル・マグネット５１に対して供給することができる。このような方法は、コイル・マグネットのいずれをも機械的に回転させること無く、交差型の磁場形態を回転させることを可能にする。
【００５４】
図２は、時間の特定の瞬間における回転型で交差型の磁場形態を示す。この瞬間において、コイル・マグネット５１Ａ及び５１Ｂに、互いに逆方向で、比較的大きな量の電流が流れる。コイル・マグネット５１Ｌ及び５１Ｇには、互いに逆方向で、コイル・マグネット５１Ａ及び５１Ｂ内の電流と比較して小さな量の電流が流れる。そして、コイル・マグネットの対５１Ｋと５１Ｄ、５１Ｊと５１Ｅ、及び、５１Ｉと５１Ｆには、互いに逆方向で、順により小さいな量の電流が流れる（その様子は、前記方向を示す矢印の相対的なサイズで表わされている）。非直線的な磁力線は、処理チャンバ１４内のアーチ状の矢印で示されているように、一般的に、各一対のコイル・マグネットのコイルの間で伸びる。コイル・マグネット５１Ｈ及び５１Ｇを流れる電流は、瞬間的に大きさゼロになり得る（それは、例えば、作用させるようとしている正確な磁場に依存する）。
【００５５】
また、図２から次のことが分かる。磁力線は、一般的に、チャンバの一方の側のコイル・マグネット５１Ａ、５１Ｌ、５１Ｋ、５１Ｊ及び５１Ｉから、チャンバの反対の側のそれぞれ対応するコイル・マグネット５１Ｂ、５２Ｃ、５１Ｄ、５１Ｂ及び５１Ｅへ伸びる。電流の（チャンバの反対の側の）大きさの減少は、事実上、約１１時の方位角位置から約５時の方位角位置へ向かって増大する強度の磁場勾配を作り出す。この勾配は、ＥｘＢドリフトを補償するのに役立つ。
【００５６】
ＥｘＢドリフトは、もし、均一な磁場がプラズマ・チャンバ１４をワークピースに対して平行に横切り、これに対して、ワークピースに対して垂直な電場がチャンバの中に存在する場合に発生し得る。これらの電磁石による磁場のベクトル積は、ワークピースに対して平行で、双方の磁力線のセットに対して垂直である。これは、前記ベクトル積の方向（即ち、好ましい方向）に向かわせるという結果をもたらし、このことは、前記プラズマ・チャンバの一つのエリア（あるいは、コーナー）の中のプラズマの密度を高める。これは、ワークピースの処理の不均一性という結果をもたらし、それは、好ましくない。このようなＥｘＢドリフトを修正するために、磁場形態 が回転される。
【００５７】
しかしながら、もし、磁場形態が均一であったとすると、回転型の前記磁場は、単に、プラズマの周囲を回る“ホット・スポット”（電子密度が相対的に高い領域）の原因となる。このような効果を修正するため、前記磁場形態の磁力線は曲線状に形成されており、それによって、電子を十分にファン・アウト（"fan out"）させて、ホット・スポット効果を減少させることになる。
【００５８】
図３に、バケットタイプの磁場形態（あるいは、バケット形状の磁場形態)を示す。これは、チャンバ１４の壁の周囲に磁気的なバケット（"bucket"）を形成する。この形態は、チャンバの中心に向かって伸びる磁力線のアーチ状の環形部を作り出す。これらの環形部は、チャンバの中心の中にプラズマを集中させると言う傾向を備えている。これは数々の利点をもたらす。その中には、例えば、チャンバの側壁及びチャンバ１４内の他の表面に衝突するプラズマ・パーティクルの数を減少させ、且つ、プラズマ密度を増大させる（プラズマを狭い空間に閉じ込めることによる）と言う傾向が含まれる。プラズマ密度が増大するに従って、例えば、エッチングまたは堆積の速度が速くなる。ワークピースの処理が速くなるのに伴い、例えば、半導体の製造における商業的生産性が増大する。
【００５９】
図３の中に示されているように、前記バケット形状の磁場形態は、アレイ状のコイル・マグネット５１の内の互いに隣接する各対に同じ大きさで逆極性の電流（即ち、逆方向の電流）を流すことによって実現することができる。リアクタ１２もまた、回転または振動するバケット形状を有する磁力線を作り出すことにより構成することができる。
【００６０】
図６に、プラズマに回転型のバケット形状の磁場形態を作用させるための装置８０の概略図を示す。この装置８０は、装置１２とほぼ同一であり、相違点は、そのチャンバ１４の周囲に取り付けられたコイル・マグネットの数のみである。これら二つの実施形態１２及び８０の間で同じ構造に対して同じ参照符号が付されており、それらについての説明は省略する。
【００６１】
前記チャンバ１４の周囲に取り付けられたコイル・マグネットの数は、マグネット・システムによって作り出される磁場の分解能を決定する。即ち、周囲に配置されるコイル・マグネットの数が増加するに従って、チャンバの壁の内側を覆うバケット形状の磁場形態が細かくなる。“周囲の”磁場（即ち、壁に隣接する部分の磁場）をより良くコントロールするために、かなり多数のかなり小さいコイルが装置８０のチャンバ１４の周囲に取り付けられる。
【００６２】
高い分解能の磁場が要求させるときには、互いに隣接するコイル・マグネット５１のコアの内側の端部が互いに接触する寸前までになる。その様子は、図６に示されている。この装置８０は、例えば、前記装置１２と比べて二倍の数のコイル・マグネット５１がチャンバの周囲に取り付けられているので、この装置８０は、前記装置１２を用いて実現されるバケット形状の磁場形態と比べて、高い分解能を実現するように運転することが可能である。使用されるコイルの数は、要求される磁場の分解能に依存する。一般的に、磁石の数が多くなるに従って磁場の分解能が高くなる。
【００６３】
前記環状部の長さは、マグネットを組み合わせ、二つ、三つなど数を増やして運転することによって増大させることができる。即ち、バケット形状の磁場形態を作り出すために電磁石５１を二つ組み合わせて運転するときには、各瞬間において、コイル５１Ａ及びＢの中を流れる電流の大きさ及び方向を、互いに同一にする。同様に、コイル５１Ｃ及びＤの中を流れる電流の大きさ及び方向も、互いに同一にする。このようにして、コイル５１Ａ、５１Ｂ（及び、コイル５１Ｃ及び５１Ｄ、以下、同様）は、事実上、単一のコイルとしての機能を果たす。チャンバの中に伸びるバケット形状の磁場形態の環形部が長くなるに従って、プラズマがプラズマ・チャンバ１４の中心に向かってより強く絞られ、それによって、プラズマ密度及び反応速度が増大する。
【００６４】
この装置８０は、また、回転するまたは振動するバケット形状の磁場形態を作り出すために運転すること（例えば、図５の回路７６を使用して）も可能であり、その磁場形態は、図３に示されている非回転型のバケット形状の磁場形態と同じ分解能を有している。しかし、この装置は、重なり合った環状部のパタ−ンを作り、そのようなパターンは、プラズマをより均一に絞る傾向を有する（図３の磁場形態と比較して）。
【００６５】
以下に記載された例の方法に従って作られるバケット形状の磁場形態もまた、有利な効果を奏する。その理由は、いずれの時点においても、少なくとも幾つかの場所が、非ゼロの瞬間的な磁場強度を有しているからである。即ち、各時点において、処理チャンバの中の幾つかの場所において、作用している磁場が常に非ゼロになっている。
【００６６】
振動型または回転型のバケット型の磁場は、有利な効果を奏する。その理由は、そのような磁場によって、磁力線が処理チャンバの壁（単数または複数）を同一の場所（単数または複数）で常に叩くことが防止されるからである。もし、バケット型の磁力線が回転されておらず、従って、例えば、壁を同一の場所で常に叩くような場合には、それは、プラズマ・パーティクルを壁の中に入る磁力線に沿ってそれらの場所に向けさせ、その結果、それらの場所において壁材料の劣化をもたらす可能性がある。
【００６７】
静的な磁場によってもたらされる、このような壁材料のローカルな劣化は、例えば、互いに隣接する環状部の間のような箇所において発生し得る。そのような箇所では、互いに隣接する環状部からの磁力線が一緒にチャンバ壁１４の中に入る。このようにして作用させるバケット型の磁場は、静的とすることも、振動させることも、あるいは、回転させることも可能ではあるが、長い期間、プラズマに静的なバケット型（または、その他のタイプ）の磁場を作用させることは好ましくないと言うことが分かる。その理由は、それが、処理チャンバの壁にローカルな劣化をもたらすからである。
【００６８】
図６に、装置８０が回転型のバケット形状の磁場形態を作り出すように運転されたときの、装置８０の中の電流及び磁場の瞬間的な状態を示す。図７に、前記例の回転型のバケット形状の磁場形態が作り出されている間に、四つのコイル・マグネット５１を通って流れる電流の大きさを表わすグラフを示す。装置８０の中の回転型のバケット形状の磁場形態は、前記装置１２を用いて作用させられるものと、本質的に同じ磁場分解能を有している。
【００６９】
前記コイル・マグネット５１Ａ〜Ｘは、基本的に、二つの別々のマグネット・システムとして運転され、それらは、それぞれ、他のマグネット・システムに対して独立にバケット形状の磁場形態を作リ出す。第一のマグネット・システムは、５１Ａ、５１Ｃ、５１Ｅ、５１Ｇ、５１Ｉ、５１Ｋ、５１Ｍ、５１Ｏ、５１Ｑ、５１Ｓ、５１Ｕ及び５１Ｗを備え、第二のマグネット・システムは、それ以外のコイル・マグネット５１を備える。
【００７０】
図７のグラフは、コイル・マグネット５１Ａ〜Ｄの中を流れる電流を示す。互いに隣接するコイル・マグネット（例えば、５１Ａと５１Ｂ）の中の電流波形は、互いに位相が９０度異なっていることが分かる。その他の全てのコイル・マグネットの中の電流（例えば、コイル・マグネット５１ＡとＣのように）は、互いに位相が１８０度異なっている。
【００７１】
図６に、時間ｔｘの時の磁力線を示す。この時間ｔｘもまた、図７のグラフに示されている。時間ｔｘにおいて、コイル・マグネットの１つのセット（５１Ｂと５１Ｄを含むセット）には最大の電流が流れ、コイル・マグネットの他のセット（５１Ａと５１Ｂを含むセット）では、それぞれ、電流の大きさがゼロである。各セット（例えば、５１Ｂと５１Ｄ）の中で隣接するコイルには、図６の中及び図７のグラフで表される反対方向に向いた電流方向を示す矢印で示されるように、反対方向の電流が流れる。
【００７２】
図７から、各電流波形がサインカーブであることが分かる。また、図７のグラフから、上記の回転型のバケット形状の磁場形態で作り出される磁場は、前記プラズマ処理作業の最中にいずれの点においても消えないことが分かる。その理由は、電流は、いずれの瞬間のおいても、全てのコイル・マグネット５１Ａ〜Ｘの中でゼロになると言うことがないからである。
【００７３】
上記の装置８０の構造及び運転は、一つの例に過ぎない。三つ以上の独立のマグネット・システムを備えた装置を建設し、それによって、例えば、三つ以上の回転型の磁場形態を作り出すことを考えることができる。
【００７４】
１または２以上の磁場形態を、特定のワークピース（例えば、半導体などのような）の処理の最中に１または２以上の磁場形態をプラズマに作用させて、処理の品質及歩留まりを改善することが可能である。例えば、半導体材料ウエーハの表面にパターンがエッチングされるエッチング作業（または、その代わりに堆積作業）の最中に、選択された磁場形態をプラズマに作用させることができる。任意波形の発生装置及びコイル・マグネット５１のシステムを、磁場を作り出すために使用することができること、及び、任意波形の発生装置を制御システムによって制御することができることから、製造者は、特定の半導体材料のために、及び、特定の半導体エッチング（または、堆積）用途のために、適切な磁場形態を選択することができる
特定の用途のための最適な磁場形態の組み合わせの決定は、経験的に行うことができる。即ち、特定のタイプのウエーハの処理の最中に、特定の電流波形が１または２以上のマグネット・システムの選択されたコイル・マグネットに導入され、その結果が調べられる。エッチング／堆積の結果の品質を、エッチング／堆積プロセスの中で使用された磁場形態に照らして相関付け、または、調べることができる。
【００７５】
例えば、もし、ワークピースにダメージが生じていたら、あるいは、処理の結果が均一でなかった場合には、コイル・マグネット５１に導入される電流波形の分布を修正して（前記制御システムのプログラムをやり直すことにより）、前記プラズマに作用している磁場形態の、例えば、形態、強度、勾配、周期、その他を修正することができる。
【００７６】
半導体をプラズマ・チャンバの中で処理するとき、その半導体は、プラズマの中の電子の均一でない濃度（高濃度または低濃度のいずれかのエリア）によって引き起こされるダメージを受け易い。プラズマの濃度の不均一性に起因して起こるダメージの大半は、処理作業の最終段階の近くで発生する。ワークピース（半導体など）の処理の最中にプラズマの非同一性から生ずるダメージを減少させるために、二つ以上の磁場形態を使用することができる。
【００７７】
処理作業の第一部分の最中、（即ち）ワークピースがプラズマ密度の不均一性から比較的ダメージを受けにくいとき、１または２以上のバケット型の磁場形態をプラズマに作用させてプラズマ密度を増大させ、それによって、処理速度を増大させることができる。処理作業の初期段階において、プラズマ密度を増大させることによって、例えば、ワークピースから材料を速くエッチすることができる。次いで、プロセスの最後の近くで、そのような高速で処理を行うことが危険になった時に、他の磁場を処理チャンバに作用させ、それによって、処理作業の最後のクリティカルな段階の最中にプラズマの均一性を改善することができる。
【００７８】
もう一つの例として、相対的に大きな環状場を有するバケット形状の磁場形態を、処理の初期段階の最中にプラズマに作用させることができる。次いで、中間サイズの環状場を有するバケット形状の磁場形態を、プラズマに作用させ、次いで、相対的に小さな環状場を有するバケット形状の磁場形態をプラズマに作用させることができる。処理作用の最中にバケット形状の磁場形態の環状場のサイズを減少させて行くことによって（処理時間に渡って段階的にあるいは連続的に）、処理の進行に従って、プラズマの密度を徐々にを減少させることができる。プラズマ処理の最終のクリティカルな段階の最中に、曲線の磁力線を有する回転型の交差型の磁場形態をプラズマに作用させ、それによって、プラズマ処理の最終のクリティカルな段階の最中にプラズマの均一性を増大させることができる。
【００７９】
数多くの既知の原因によってプラズマの中にローカルな不均一が発生し得る。それらの原因には、ガス噴射の不均一性、プラズマに作用している高周波励起場の不均一性、プラズマ・チャンバ内のポンピングの不均一性、などが含まれる。各コイル・マグネットは、互いに独立した任意波形の発生装置で運転することができるので、磁石のアレイに送る電流の配置をコントロールするためのコントローラをプログラムして、プラズマの中のローカルな不均一性を補償することができる。このように、コントローラをプログラムして回転型の磁場を作り出し、それによって、作用させる磁場の中のローカルな不均一性を付与して、プラズマの中で生ずる密度の不均一性を補償することができる。
【００８０】
上記の例では、プラズマ・チャンバの電極は、それぞれ対応する電圧供給源によって駆動されるように記載されているが、このことは、必ずしも、各電極が対応する電圧供給源によって駆動される必要であることを意味しないことが理解できるであろう。このようにして、例えば、処理の最中に、例えば、システム１０の電極１８、２０の対の内の一つのまたは他の一つが定常的にグランド・レベルであること、あるいは、その他の静的な（即ち、変化しない）電圧レベルであること、が可能である。
【００８１】
本発明の多くの特徴及び有利な効果は、詳細な説明から明らかである。従って、本発明の真の精神及び技術的範囲の中でフォローをする上記方法の、そのような特徴及び有利な効果の全てを、添付されているクレームでカバーすることが見込まれている。更に、多くの変形及び変更が当業者にとって容易であるので、図示され、説明された構造及び運転の態様のみに本発明が限定されることは意図されていない。更に、本発明の方法及び装置は、半導体技術の中で使用されている関係する装置及び方法（本来、複雑である）と同様に、しばしば、運転パラメータの適切な値を経験的に決定することによって、あるいは、所与のアプリケーションに対する最良のデザインに到達するためのコンピュータ・シミュレーションを行うことよって、最適な状態で実施される。従って、全ての適切な変形及び同等物は、本発明の精神及び技術的範囲の中に含まれると考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明を説明するためのプラズマ処理システムの一例の概略図であって、このプラズマ処理システムは、プラズマ処理装置のプラズマ・チャンバ内のワークピース及びプラズマを示すとともに、外側の磁束伝達構造、及び、処理チャンバの周囲を取り囲む電磁石のアレイを示している。
【図２】図１の装置の部分の概略上面図であって、処理チャンバ、下部電極、外側の磁束伝達構造、及び、処理チャンバの周囲を取り囲む電磁石のアレイを示すとともに、処理チャンバの内側に作用している交差型の磁場形態を示している。
【図３】図２と同様な図であるが、処理チャンバの内側に作用しているバケット形状の磁場形態を示している点で図２とは異なっている。
【図４】磁石のアレイに電力を供給するための電力供給回路の例の概略図である。
【図５】磁石のアレイに電力を供給するための電力供給回路の第二の例の概略図である。
【図６】図３と同様な概略図であるが、二つの電磁石システムを用いて処理チャンバに作用させるバケット形状の磁場形態を示している点で図３と異なっている。
【図７】図６の装置の互いに隣接する四つの電磁石の中での電流の流れを示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１２、８０・・・プラズマ処理装置、１４・・・プラズマ・チャンバ、１６・・・内部領域、１８・・・第一の電極アセンブリ、２０・・・第二の電極アセンブリ（チャック型電極アセンブリ）、２２・・・内側チャンバ、２４・・・ガス供給システム、３０、３２・・・マッチング・ネットワーク、３４、３６・・・高周波供給源、３８・・・冷却システム、３９、４１・・・流体チャンバ、４０・・・真空システム、４４、４６・・・電圧プローブ、４８・・・光学プローブ、５１、５１Ａ−Ｌ・・・電磁石（コイル・マグネット）、５３・・・電源、５４・・・プラズマ、５５・・・コア、５７・・・磁束伝達構造、５９・・・壁型構造、６０・・・制御システム、６２・・・ワークピース（基板）、６８・・・回路、電力供給回路、７０Ａ〜Ｌ・・・任意波形の発生装置、７１Ａ〜Ｌ・・・アンプ、７２・・・リファレンス信号源、７６・・・電力供給回路、７８・・・位相遅延回路。

Claims (26)

1. プラズマ処理作業の最中に、プラズマ処理装置のプラズマ・チャンバの中で、プロセスガスから発生させたプラズマを用いて行われるワークピースを処理するための方法であって、
   当該装置は、前記プラズマ・チャンバの周囲を取り囲むように取り付けられた電磁石のアレイを備え、
   当該方法は、下記工程を備える：
   前記チャンバ内でプロセスガスからプラズマを発生させ；
   プラズマ・パーティクルを前記ワークピースに衝突させ；
   前記電磁石に供給される電流信号の配置を選択し；
   前記電磁石に各前記選択された配置を与え、それによって、プラズマ処理作業の最中に前記プラズマに一つ以上の磁場形態を作用させる。
2. 下記特徴を備えた請求項１に記載の方法、
   磁場形態の少なくとも一つは、非回転型の磁場形態である。
3. 下記特徴を備えた請求項１に記載の方法、
   磁場形態の少なくとも一つは、回転型の磁場形態である。
4. 下記特徴を備えた請求項３に記載の方法、
   前記少なくとも一つの回転型の磁場形態は、前記プラズマのプラズマ密度の不均一性を修正し、これに対して、
   前記少なくとも一つの回転型の磁場形態は、前記プラズマに作用を与える。
5. 下記特徴を備えた請求項４に記載の方法、
   前記少なくとも一つの回転型の磁場形態は、交差型の磁場形態である。
6. 下記特徴を備えた請求項５に記載の方法、
   前記交差型の磁場形態の磁力線は、非直線形状である。
7. 下記特徴を備えた請求項２に記載の方法、
   前記少なくとも一つの非回転型の磁場形態は、バケット形状の磁場形態である。
8. 下記特徴を備えた請求項１に記載の方法、
   前記一つ以上の磁場形態は、交差型の磁場形態及びバケット形状の磁場形態を含む。
9. 下記特徴を備えた請求項１に記載の方法、
   前記配置を与えることは、
   プラズマ処理作業の第一部分の最中に、前記プラズマにバケット形状の磁場形態を作用させるように前記電流信号を供給すること、及び、
   プラズマ処理作業の第二部分の最中に、前記プラズマに交差型の磁場形態を作用させること、を含む。
10. 下記特徴を備えた請求項９に記載の方法、
    前記プラズマ処理作業の前記第一部分の最中に、複数のバケット形状の磁場形態を前記プラズマに作用させ、それによって、プラズマ密度を所定の率に減少させる。
11. 下記特徴を備えた請求項１０に記載の方法、
    前記交差型の磁場形態の前記磁力線は、非直線形状である。
12. 下記特徴を備えた請求項１１に記載の方法、
    前記交差型の磁場形態は、前記プラズマの不均一性を修正する。
13. 下記特徴を備えた請求項１に記載の方法、
    磁場形態の少なくとも一つは、処理の最中にその方向を変化させる。
14. 下記特徴を備えた請求項１３に記載の方法、
    処理の最中にその方向を変化させる前記磁場形態の少なくとも一つは、回転によってその方向を変化させる。
15. プラズマ処理作業の最中に、プラズマ処理装置のプラズマ・チャンバの中で、プロセスガスから発生させたプラズマを用いて行われるワークピースを処理するための方法であって、
    当該装置は、前記プラズマ・チャンバの周囲を取り囲むように取り付けられた電磁石のアレイを備え、
    当該方法は、下記工程を備える：
    前記チャンバ内でプロセスガスからプラズマを発生させ；
    プラズマ・パーティクルを前記ワークピースに衝突させ；
    前記電磁石に電流信号の配置を供給し；
    それによって、前記プラズマ処理作業の最中に、前記電磁石が、回転するバケット形状の磁場形態を前記プラズマに作用させる。
16. 下記特徴を備えた請求項１５に記載の方法、
    前記電磁石のアレイは、
    電磁石の第一のシステム及び電磁石の第二のシステムを備え、
    各システムの各電磁石は、他方のシステムの電磁石の対の間に配置される。
17. 下記特徴を備えた請求項１６に記載の方法、
    少なくとも一つの電磁石システムの中の電流信号は、前記磁場回転の最中のいずれの時点でも非零強度である。
18. 下記構成を備えたワークピースの処理のためのプラズマ処理装置：
    プラズマを保持するための内部領域を有するプラズマ・チャンバ；
    プラズマ発生源；
    前記プラズマ・チャンバの前記内部領域と流体経路がつながっている真空システム；
    前記プラズマ・チャンバの前記内部領域と流体経路がつながっているガス供給システム；
    前記プラズマ・チャンバの周囲を取り囲むように取り付けられた複数のコイル・マグネット、各コイル・マグネットは、前記プラズマ・チャンバの軸から放射状に伸びる軸を有している；
    複数の任意波形の発生装置、各発生装置は、前記複数のコイル・マグネットの内の対応する一つに電気的に接続されている；及び、
    前記ガス供給システム、前記真空システム、前記冷却システム、及び前記複数の任意波形の発生装置に電気的に結合された制御システム；
    前記制御システムは、前記任意波形の発生装置を運転するように構成され、それによって、前記プラズマ処理作業の最中に前記コイル・マグネットが前記プラズマに磁場形態を作用させる。
19. 下記特徴を備えた請求項１８に記載のプラズマ処理装置：
    前記プラズマ発生源は、前記チャンバの中に取り付けられた１または２以上の電極アセンブリ、及び１または２以上の高周波電源を備え、各高周波電源は、それぞれ対応する電極アセンブリに電気的に結合されている。
20. 下記特徴を備えた請求項１９に記載のプラズマ処理装置：
    各コイル・マグネットはエア・コイルである。
21. 下記特徴を備えた請求項１９に記載のプラズマ処理装置：
    各コイル・マグネットは、透磁性材料のコアを有している。
22. 下記特徴を備えた請求項２１に記載のプラズマ処理装置：
    更に、前記コイル・マグネットのアレイを取り囲む様に取り付けられた外側磁束伝達構造を備え、
    各コイル・マグネットと各コアは、当該磁束伝達構造との間で磁束が連続している。
23. 下記特徴を備えた請求項２２に記載のプラズマ処理装置：
    前記磁束伝達構造は、環状の壁型構造である。
24. 下記特徴を備えた請求項２３に記載のプラズマ処理装置：
    前記環状の壁型構造は、透磁性材料で作られている。
25. 下記特徴を備えた請求項２４に記載のプラズマ処理装置：
    各コアは、前記環状の壁型構造に取り付けられている。
26. 下記特徴を備えた請求項１８に記載のプラズマ処理装置：
    前記複数の任意波形の発生装置を構成しているそれぞれの任意波形の発生装置は、
    複数のコイル・マグネットの内の対応している一つに、複数のアンプの内の対応している一つを介して、電気的に結合されている。

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