JP2766010B2 - Magnetic field generator and dry process apparatus having the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、マグネトロン放電を利用したドライプロ
セス装置に用いる磁場発生装置およびこれを備えたドラ
イプロセス装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic field generator used for a dry process device using magnetron discharge and a dry process device provided with the same.

（従来の技術） 磁場を利用した放電（マグネトロン放電）は、低ガス
圧で高密度プラズマが得られるという利点を持っている
ため、半導体集積回路の製造装置として多くのプロセス
で利用されている。磁場印加手段としては、永久磁石に
よるものと電磁石によるものがあるが、永久磁石を用い
均一な磁場を発生させるように工夫された装置が、特開
昭63−99530号公報および特開昭63−186429号公報に示
されている。以下には上記公報に示されているドライプ
ロセス装置の一例としてマグネトロンエッチング装置に
ついて説明する。(Prior Art) Discharge using a magnetic field (magnetron discharge) has the advantage that high-density plasma can be obtained at a low gas pressure, and is therefore used in many processes as a semiconductor integrated circuit manufacturing apparatus. As the magnetic field applying means, there are a permanent magnet and an electromagnet, and a device devised to generate a uniform magnetic field using a permanent magnet is disclosed in JP-A-63-99530 and JP-A-63-99530. No. 186429. Hereinafter, a magnetron etching apparatus will be described as an example of the dry process apparatus disclosed in the above publication.

第２図（Ａ）、（Ｂ）および第３図は、これを説明す
るための装置概略図である。マグネトロンエッチング装
置に組み込んで使用して好適な磁界発生装置を構成する
永久磁石はリング状の形状となっており、その平面図を
第２図（Ａ）に、リング中心軸Ｏを通るII−II線上の断
面図を第２図（Ｂ）にそれぞれ示す。リング状永久磁石
は、直径により二分した一方の半部にＮ極32および他方
の半部Ｓ極34を帯磁させてリング外周部に主磁極層36を
形成し、これらＮ極32およびＳ極34の反対側、すなわち
リング外周部に補助磁極層40を形成してある。このよう
な磁極構造は保磁力が約1000エルステッド（Oe）以上と
高い永久磁石材料を用いて、リングの動径方向に平行に
着磁を行なうことにより自発的に形成できる。リング状
永久磁石30では、上述の磁極構造のためリング内側の中
空部では均一な磁力線39が形成される。特に、リング中
心軸Ｏを含む面内で見た磁力線39（第２図（Ｂ）参照）
は、この中空部を含む適当な、リング中心軸Ｏに沿った
厚さ領域内でリング中心軸Ｏに直交する方向にほぼ完全
に平行なものが得られる。2 (A), 2 (B) and 3 are schematic views of the apparatus for explaining this. The permanent magnet constituting a magnetic field generator suitable for use by being incorporated in a magnetron etching apparatus has a ring-like shape. FIG. 2A is a plan view of the permanent magnet. The cross-sectional views along the line are shown in FIG. 2 (B). The ring-shaped permanent magnet magnetizes the N pole 32 and the other half S pole 34 in one half divided by a diameter to form a main magnetic pole layer 36 on the outer periphery of the ring, and these N pole 32 and S pole 34 The auxiliary magnetic pole layer 40 is formed on the opposite side, that is, on the outer periphery of the ring. Such a magnetic pole structure can be spontaneously formed by using a permanent magnet material having a coercive force as high as about 1000 Oe or more and performing magnetization in parallel to the radial direction of the ring. In the ring-shaped permanent magnet 30, uniform magnetic force lines 39 are formed in the hollow portion inside the ring due to the above-described magnetic pole structure. In particular, the lines of magnetic force 39 viewed in a plane including the ring center axis O (see FIG. 2 (B))
Is substantially completely parallel to the direction perpendicular to the ring center axis O within a suitable thickness region along the ring center axis O including the hollow portion.

第３図は、第２図（Ａ）および（Ｂ）で示したリング
状永久磁石を装着したマグネトロンエッチング装置の一
例である。図中10は被エッチング基板（ウエハ）を処理
するための真空容器で、内部にはカソード電極18と、ア
ノード電極42とを対向配設し、カソード電極には高周波
（RF）電源24を接続し、アノード電極は接地してある。
ウエハ20はカソート電極18上に水平に載置され、リング
状永久磁石30は、そのリング中心軸Ｏに直交する方向に
延在する磁力線からなる磁場がウエハの直上で形成され
るように、真空容器の外側に取り付けてあり、しかも、
円周方向に自動回転可能としてある。ここで、導入管12
よりエッチングガスを真空容器10内に導入し、真空ポン
プを用いて排気管14より適当な流量で排気を行ない、真
空容器内ガス圧力を適当に調節しながらカソード電極18
にRF電源24から13.56MHzの電力を印加すると、カソード
電極面に垂直に発生する交流電場Ｅと、それに直交する
磁場Ｂとの作用でマグネトロン放電26が発生する。マグ
ネトロン放電の部分のプラズマ強度は、交流電場Ｅと磁
場Ｂの強度とに比例するため、交流電場Ｅおよび交流磁
場Ｂの強度分布がともにウエハ20上でほぼ均一に形成さ
れているのでプラズマ強度もほぼ均一となる。マグネト
ロン放電によるプラズマのイオン化率は通常のRF放電に
よるプラズマのイオン化率よりも２桁以上高いので、こ
のマグネトロンエッチング装置では、従来に比べて１桁
以上高速でかつ高均一なエッチングが可能となった。FIG. 3 is an example of a magnetron etching apparatus equipped with the ring-shaped permanent magnet shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B). In the figure, reference numeral 10 denotes a vacuum vessel for processing a substrate to be etched (wafer), in which a cathode electrode 18 and an anode electrode 42 are disposed opposite to each other, and a high frequency (RF) power supply 24 is connected to the cathode electrode. And the anode electrode is grounded.
The wafer 20 is placed horizontally on the cassort electrode 18, and the ring-shaped permanent magnet 30 is evacuated so that a magnetic field consisting of magnetic lines of force extending in a direction perpendicular to the ring center axis O is formed immediately above the wafer. Attached to the outside of the container, and
Automatic rotation is possible in the circumferential direction. Here, the introduction pipe 12
Further, an etching gas is introduced into the vacuum vessel 10, and the gas is exhausted at an appropriate flow rate from the exhaust pipe 14 using a vacuum pump.
When a power of 13.56 MHz is applied from the RF power supply 24 to the AC power source, a magnetron discharge 26 is generated by the action of an AC electric field E generated perpendicular to the cathode electrode surface and a magnetic field B orthogonal thereto. Since the plasma intensity of the magnetron discharge portion is proportional to the intensity of the AC electric field E and the intensity of the magnetic field B, the intensity distribution of the AC electric field E and the intensity of the AC magnetic field B are both formed almost uniformly on the wafer 20. It becomes almost uniform. Since the ionization rate of plasma by magnetron discharge is more than two orders of magnitude higher than the ionization rate of plasma by normal RF discharge, this magnetron etching system has made it possible to perform high-speed and uniform etching by at least one order of magnitude compared to the past. .

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した構成の装置では、磁場発生手
段として永久磁石を用いているために、磁場強度を任意
に変えられないという不都合さがあった。磁場強度は、
使用する目的および装置の動作条件等によってその最適
値が異なる。また、磁場強度が可変であれば動作条件最
適化における自由度も増えるため処理制御性も増す。磁
場強度を任意に変化させるという点からは電磁石による
方式が適しているとも考えられるが、これによると装置
が複雑化する、大電力が必要となるおよび冷却が必要と
なる等の、別の解決すべき問題が生ずる。従って、構造
的に簡単な永久磁石を用いてかつ磁場強度を任意に調節
できればこれらの問題は一挙に解決する。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the device having the above-described configuration, since a permanent magnet is used as the magnetic field generating means, there is a disadvantage that the magnetic field intensity cannot be arbitrarily changed. The magnetic field strength is
The optimum value differs depending on the purpose of use and the operating conditions of the device. In addition, if the magnetic field strength is variable, the degree of freedom in optimizing the operating conditions increases, so that the process controllability also increases. Although the method using electromagnets is considered to be suitable in terms of arbitrarily changing the magnetic field strength, other solutions such as complicating the apparatus, requiring large power, and requiring cooling are considered. Problems arise. Therefore, these problems can be solved all at once if a magnetic field strength can be arbitrarily adjusted using a structurally simple permanent magnet.

この発明の目的は、ドライプロセス装置に装着する磁
場印加手段として簡単な構造の複数の永久磁石を用い、
これらの磁石間の空間的相対位置を調節可能とし、使用
目的や動作条件により最適な処理特性が得られるように
磁場強度を任意に制御できる磁場発生装置およびこれを
備えたドライプロセス装置を提供することにある。An object of the present invention is to use a plurality of permanent magnets having a simple structure as a magnetic field applying means mounted on a dry process apparatus,
Provided are a magnetic field generator capable of adjusting the spatial relative position between these magnets and arbitrarily controlling the magnetic field intensity so as to obtain optimum processing characteristics according to the purpose of use and operating conditions, and a dry process apparatus including the same. It is in.

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の磁場発生装置
によれば、マグネトロン放電を利用したドライプロセス
装置に装備する磁場発生装置において、マグネトロン放
電を利用したドライプロセス装置に装備する磁場発生装
置において、２個以上のループ状の永久磁石を有してお
り、それぞれの該永久磁石の磁力線がループの上側から
みて当該ループ内に互いにほぼ平行な磁力線が形成され
るように着磁されている永久磁石装置と、これらの永久
磁石間の相対的回転位置を調節する回転位置調節機構部
とを以って構成したことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, according to a magnetic field generator of the present invention, a dry process using a magnetron discharge is provided in a magnetic field generator provided in a dry process device using a magnetron discharge. In the magnetic field generating device provided in the device, the device has two or more loop-shaped permanent magnets, and the magnetic lines of force of the respective permanent magnets are formed in the loop when viewed from the upper side of the loop. And a rotating position adjusting mechanism for adjusting a relative rotating position between these permanent magnets.

さらに、この発明の磁場発生装置によれば、マグネト
ロン放電を利用したドライプロセス装置に装備する磁場
発生装置において、２個のループ状の永久磁石を有して
おり、それぞれの該永久磁石の磁力線がループの上側か
らみて当該ループ内に互いにほぼ平行な磁力線が形成さ
れるように着磁されている永久磁石装置と、被処理体が
２個の永久磁石の中間に存在するようにこの永久磁石の
位置を調節することができ、かつ永久磁石間の間隔を調
節する位置調節機構部とを以って構成したことを特徴と
する。Furthermore, according to the magnetic field generator of the present invention, the magnetic field generator provided in the dry process device using the magnetron discharge has two loop-shaped permanent magnets, and the lines of magnetic force of the respective permanent magnets are A permanent magnet device that is magnetized so that lines of magnetic force substantially parallel to each other are formed in the loop when viewed from above the loop, and a permanent magnet device such that the object to be processed is located between the two permanent magnets. The position is adjustable, and a position adjusting mechanism for adjusting the interval between the permanent magnets is provided.

さらに、この発明の好適実施例によれば、永久磁石
を、共通の回転中心軸に沿って順次に離間または積層さ
せて、配設するのが良い。Furthermore, according to the preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the permanent magnets are sequentially separated or laminated along the common rotation center axis and disposed.

さらに、この発明の好適実施例によれば、永久磁石装
置は、これを構成する一対の永久磁石間に、これら永久
磁石の相対的回転位置を調節するためのガイドを具える
のが良い。Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the permanent magnet device may include a guide between a pair of permanent magnets constituting the permanent magnet device for adjusting a relative rotational position of the permanent magnets.

また、この発明の好適実施例によれば、永久磁石装置
は、これを構成する一対の永久磁石の相対的回転位置を
固定するための固定具を具えるのが良い。According to a preferred embodiment of the present invention, the permanent magnet device preferably includes a fixing device for fixing a relative rotational position of a pair of permanent magnets constituting the permanent magnet device.

さらに、この発明の実施に当り、好ましくは、永久磁
石装置を構成する各永久磁石の内径を同一とし、かつ、
それぞれの外径を同一とするか異ならしめるのが良い。Further, in implementing the present invention, preferably, the inner diameter of each permanent magnet constituting the permanent magnet device is the same, and
It is better to make the outer diameters the same or different.

さらに、この発明の実施に当り、好ましくは、永久磁
石装置を構成する永久磁石の形状をリング形状とするの
が良い。Further, in practicing the present invention, it is preferable that the shape of the permanent magnet constituting the permanent magnet device is a ring shape.

さらに、この発明のマグネトロン放電を利用したドラ
イプロセス装置によれば、真空容器の外側に、上述した
この発明の磁場発生装置を備えたことを特徴とする。Further, according to the dry process apparatus using magnetron discharge of the present invention, the above-described magnetic field generator of the present invention is provided outside the vacuum vessel.

この発明のドライプロセス装置の実施に当り、好まし
くは、磁場発生装置の永久磁石装置を、前記被処理体の
上側のマグネトロン放電空間に、該被処理体の上面と平
行な磁場を形成するように、配設するのが良い。In implementing the dry process apparatus of the present invention, preferably, the permanent magnet device of the magnetic field generator is formed in the magnetron discharge space above the object to be processed so as to form a magnetic field parallel to the upper surface of the object. It is good to arrange.

（作用） 上述したこの発明の磁場発生装置によれば、回転位置
調節機構部を操作して、永久磁石間の相対的回転位置を
調節することにより、永久磁石装置の合成磁場を形成す
る磁力線の平行領域における磁場強度を任意に調節でき
る。また、位置調節機構部を操作して被処理体に対する
永久磁石の位置と永久磁石間の間隔とを調節することに
より、永久磁石装置の磁力線の平行領域における磁場強
度を任意に調節することができる。従って、この磁場発
生装置をドライプロセス装置に装備した場合、これら磁
石の発生する平行磁場領域を、被処理体の上側のマグネ
トロン放電領域と容易に一致させることができるので、
被処理体に対するより効果的なドライプロセスを達成で
きる。(Operation) According to the magnetic field generator of the present invention described above, the rotational position adjustment mechanism is operated to adjust the relative rotational position between the permanent magnets, thereby forming the magnetic field lines forming the combined magnetic field of the permanent magnet device. The magnetic field strength in the parallel region can be adjusted arbitrarily. Further, by operating the position adjusting mechanism to adjust the position of the permanent magnet with respect to the workpiece and the interval between the permanent magnets, it is possible to arbitrarily adjust the magnetic field strength in the parallel region of the magnetic field lines of the permanent magnet device. . Therefore, when this magnetic field generator is installed in a dry process device, the parallel magnetic field region generated by these magnets can be easily matched with the magnetron discharge region on the upper side of the object to be processed.
A more effective dry process for the object can be achieved.

（実施例） 第４図（Ａ）および（Ｂ）および第５図は、この発明
のドライプロセス装置に組み込んで使用して好適な磁場
発生装置を構成する永久磁石単体の一構成例を説明する
ための概略図である。(Embodiment) FIGS. 4 (A), (B) and FIG. 5 illustrate a configuration example of a single permanent magnet constituting a magnetic field generator suitable for use by being incorporated in a dry process apparatus of the present invention. FIG.

第４図（Ａ）は、使用する永久磁石の一例の平面図
で、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）の中心軸Ｏを通るIV−
IV線上の断面図である。この永久磁石はリング状の形状
の永久磁石30であり、リングの直径に沿って二分した一
方の半部32にＮ極および他方の半部34にＳ極を形成する
ように着磁してある。永久磁石30の形状は閉ループ状で
あればどんなものでもよいが回転運動を加えて均一性を
向上させるためにリング状が好ましい。このとき磁石の
材料としては、Al、Ni、Co、Fe、Cuを主成分とするアル
ニコ磁石等を用い、保磁力を約1000（Oe）以上と高くす
る必要がある。すなわち、保磁力の高いリング状の磁石
を用いることにより磁石の両極への端面および磁束と平
行する磁石表面付近の磁区の向きの発散が少なく抑えら
れ、見かけ上リングの内周部には外周部と極性の異なる
弱い反対極が形成されたように見える。この見かけ上の
分極の境界（厳密には定まった位置で区別されるもので
ない）を第４図（Ａ）および（Ｂ）の図中に破線で示
す。ここで32がＮ極、34がＳ極の主磁極層36で、33がＳ
極、35がＮ極の分極層40である。こうした磁極構造を持
つリング状永久磁石30では、磁力線39の分布は図に示す
ようになる。特に第４図（Ｂ）の断面図に示したよう
な、リング中心軸Ｏに直交する方向の、リング中空部領
域中での磁力線39の磁力線分布に特長があり、主磁極層
36のＮ極32からＳ極34を結ぶ磁力線39は、磁石に近い部
分では単純に発散するのではなく、内周部の分極層40の
作用により中空部へ引き寄せられたかたちとなる。こう
した作用によりリング状永久磁石30の中空部を含む、リ
ング中心軸Ｏに沿う方向にとった適当な厚さ領域の中で
は、例えば第４図（Ｂ）に示すように、Ｎ極32からＳ極
34への磁力線は互いにほぼ平行となり、従って、図中、
水平方向にほぼ均一でかつほぼ完全に平行な磁場領域37
が得られる。平行磁場領域37よりもさらに外側の空間に
は、磁力線の反発による発散磁場領域38が形成される。FIG. 4 (A) is a plan view of an example of a permanent magnet used, and FIG. 4 (B) is a view taken along a line IV-A of FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV. This permanent magnet is a ring-shaped permanent magnet 30 which is magnetized so as to form an N pole on one half 32 and an S pole on the other half 34 along the diameter of the ring. . The shape of the permanent magnet 30 may be any shape as long as it is a closed loop shape, but is preferably a ring shape in order to improve the uniformity by applying a rotational motion. At this time, as a material of the magnet, it is necessary to use an alnico magnet containing Al, Ni, Co, Fe, Cu as a main component or the like and to increase the coercive force to about 1000 (Oe) or more. In other words, by using a ring-shaped magnet having a high coercive force, the divergence of the direction of the magnetic domain near the magnet end face and the magnet surface parallel to the magnetic flux can be reduced to both poles of the magnet. It appears that weak opposite poles with different polarities were formed. The boundaries of this apparent polarization (which are not strictly distinguished at fixed positions) are shown by broken lines in FIGS. 4 (A) and 4 (B). Here, 32 is a main magnetic pole layer 36 having an N pole, 34 is an S pole, and 33 is an S pole.
The pole 35 is an N-pole polarization layer 40. In the ring-shaped permanent magnet 30 having such a magnetic pole structure, the distribution of the lines of magnetic force 39 is as shown in the figure. Particularly, as shown in the sectional view of FIG. 4 (B), the magnetic field distribution of the magnetic field lines 39 in the ring hollow region in the direction orthogonal to the ring central axis O is characterized by
The magnetic lines of force 39 connecting the N pole 32 to the S pole 34 of the 36 do not simply diverge in the portion near the magnet, but are drawn to the hollow portion by the action of the polarization layer 40 in the inner peripheral portion. By such an action, in the appropriate thickness region including the hollow portion of the ring-shaped permanent magnet 30 and along the ring central axis O, as shown in FIG. very
The lines of magnetic force to 34 are almost parallel to each other, so
Magnetic field region 37 that is almost uniform in the horizontal direction and almost completely parallel
Is obtained. In a space further outside the parallel magnetic field region 37, a divergent magnetic field region 38 is formed due to repulsion of lines of magnetic force.

第５図は、別の場合のリング状永久磁石50の断面方向
の磁場分布を示す。リング状永久磁力50は直径方向の厚
さがリング中心軸Ｏの方向の厚さより厚い構成例であ
り、好ましくは、直径方向の厚さを中心軸Ｏの方向の厚
さの２倍以上とし、かつ外径／内径比を２以上とするの
が良い。永久磁石50の材質と着磁方法は、永久磁石30と
同じとするのが良い。このような形状のリング状永久磁
石の場合の磁場分布は、第５図に示すように、永久磁石
30の場合とは異なり、平行磁場領域37は、磁石上面より
もかなり上方の離れた空間に形成されるのが特長であ
る。FIG. 5 shows a magnetic field distribution in a cross-sectional direction of the ring-shaped permanent magnet 50 in another case. The ring-shaped permanent magnetic force 50 is a configuration example in which the thickness in the diameter direction is thicker than the thickness in the direction of the ring central axis O. Preferably, the thickness in the diameter direction is at least twice the thickness in the direction of the central axis O, In addition, the outer diameter / inner diameter ratio is preferably set to 2 or more. The material and the magnetization method of the permanent magnet 50 are preferably the same as those of the permanent magnet 30. The magnetic field distribution in the case of a ring-shaped permanent magnet having such a shape is as shown in FIG.
Unlike the case of 30, the parallel magnetic field region 37 is characterized in that it is formed in a space far above the upper surface of the magnet.

第６図（Ａ）および（Ｂ）は、永久磁石装置の一実施
例を示し、ここでは、中空部に発生する磁場強度を調節
可能とした永久磁石の組み合わせの一構成例を示し、こ
の例では永久磁石30および50を組み合わせている。第６
図（Ａ）は、平面図および第６図（Ｂ）は、リング中心
軸Ｏを通るVI−VI線上の断面図である。永久磁石30は、
永久磁石50の上に中心軸Ｏが一致しかつ両磁石30および
50の平行磁場領域が磁石30の上面付近の高さになるよう
に載置し、磁石50上で磁石30が中心軸Ｏを基準に回転可
能となるように両磁石間には、後述するようなガイド52
を設けてある。また、磁石50のＮ極の位置を基準に磁石
30のＮ極の回転方向の変位角度をθとする（第６図
（Ａ））。このようにして組み合わせた永久磁石による
と、磁極変位角度θを調節することにより磁石中空部に
発生する磁場強度を変化させることができる。尚、両磁
石30および50は固定しておかないと、両磁石間の引力お
よび斥力によって回転してしまい、変位角度θが一定に
保てないので、好ましくは、所望の磁場強度が得られる
ようにθを調節した後に、後述する固定具54で固定する
のが良い。6 (A) and 6 (B) show an embodiment of a permanent magnet device. Here, an example of a combination of permanent magnets capable of adjusting the intensity of a magnetic field generated in a hollow portion is shown. Combines permanent magnets 30 and 50. Sixth
6A is a plan view, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VI-VI passing through the ring center axis O. The permanent magnet 30
The central axis O coincides with the permanent magnet 50 and both magnets 30 and
The 50 parallel magnetic field regions are placed so as to be at a height near the upper surface of the magnet 30, and between the two magnets, as described later, so that the magnet 30 can rotate on the magnet 50 with respect to the central axis O. Guide 52
Is provided. In addition, the magnet 50
Assume that the displacement angle of the 30 N poles in the rotation direction is θ (FIG. 6 (A)). According to the permanent magnet thus combined, the intensity of the magnetic field generated in the hollow portion of the magnet can be changed by adjusting the magnetic pole displacement angle θ. If the two magnets 30 and 50 are not fixed, they rotate due to the attractive force and the repulsive force between the two magnets, and the displacement angle θ cannot be kept constant, so that a desired magnetic field strength is preferably obtained. After adjusting θ, it is preferable to fix with a fixture 54 described later.

第７図は、第６図（Ａ）および（Ｂ）で説明したよう
に構成した永久磁石対の磁極変位角θを120゜としたと
きの磁石30上面の高さでの、磁石中空部の磁場分布を示
す磁場分布図である。図中、N₁は永久磁石30のＮ極の位
置およびN₂は永久磁石50のＮ極の位置を示している（矢
印の先端付近）。この状態では、四重極構造となり、磁
石単体の場合に比べ、磁場分布はやや複雑になるが、こ
の永久磁石対をドライプロセス装置に組み込んだとき試
料載置位置となる中央部には均一な磁場が形成される。
この部分の磁場強度と磁力線の向きは、単純に磁石30お
よび磁石50の発生する磁力線のベクトル和となる。図
中、合成された磁力線の方向を矢印Ａで示す。従って、
磁極変位角θを調節することにより磁場強度が可変とな
ることが理解できる。FIG. 7 shows the height of the magnet 30 at the height of the upper surface of the magnet 30 when the magnetic pole displacement angle θ of the pair of permanent magnets constituted as described in FIGS. 6A and 6B is 120 °. It is a magnetic field distribution figure which shows a magnetic field distribution. In the figure, N ₁ is located and N ₂ of the N pole of the permanent magnet 30 represents the position of the N pole of the permanent magnet 50 (the vicinity of the tip of the arrow). In this state, a quadrupole structure is formed, and the magnetic field distribution is slightly more complicated than that of a single magnet.However, when this permanent magnet pair is incorporated in a dry process device, the central portion that is the sample mounting position has a uniform position. A magnetic field is formed.
The magnetic field strength and the direction of the lines of magnetic force in this portion are simply the vector sum of the lines of magnetic force generated by the magnets 30 and 50. In the figure, the direction of the synthesized lines of magnetic force is indicated by arrow A. Therefore,
It can be understood that the magnetic field intensity can be changed by adjusting the magnetic pole displacement angle θ.

第８図は、第６図（Ａ）および（Ｂ）で説明した永久
磁石に関して、磁極変位角θと、磁石中空部に発生する
磁場強度との関係を示す曲線図である。同図において、
横軸に磁極変位角度（度）をとり、縦軸に磁束密度（ガ
ウス）をとって示してある。尚、この永久磁石30と永久
磁石50の中心部（中空部）の磁場強度はともに60ガウス
（Ｇ）としてある。磁場強度は前述したように、両磁石
の発生する磁力線のベクトル和となって変化する。従っ
て、磁極変位角度θを増加させていくと中心部磁場は次
第に弱まり、150゜のとき初期値の約1/3となり、従っ
て、０゜〜150゜の範囲内で任意の磁場強度に調整でき
ることになる。θを150゜より大きくすると、同様に磁
場強度は弱まっていくが、磁場分布が急激に悪くなるの
で実用的ではない。FIG. 8 is a curve diagram showing the relationship between the magnetic pole displacement angle θ and the intensity of the magnetic field generated in the hollow portion of the magnet for the permanent magnet described in FIGS. 6 (A) and (B). In the figure,
The horizontal axis indicates the magnetic pole displacement angle (degree), and the vertical axis indicates the magnetic flux density (Gauss). The magnetic field strength at the center (hollow portion) of each of the permanent magnet 30 and the permanent magnet 50 is set to 60 Gauss (G). As described above, the magnetic field intensity changes as a vector sum of the lines of magnetic force generated by both magnets. Therefore, when the magnetic pole displacement angle θ is increased, the central magnetic field gradually weakens, and becomes about 1/3 of the initial value at 150 °, and can be adjusted to an arbitrary magnetic field strength within the range of 0 ° to 150 °. become. If θ is larger than 150 °, the magnetic field strength similarly decreases, but the magnetic field distribution rapidly deteriorates, which is not practical.

次に、上述したガイド52の具体例につき説明する。 Next, a specific example of the above-described guide 52 will be described.

第９図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれガイ
ドの説明図であり、第９図（Ａ）は永久磁石50の面上に
ガイド52を設け、その上側から永久磁石30を載置した状
態を概略的に示す平面図、第９図（Ｂ）は、第９図
（Ａ）の永久磁石対の、リング直径を通るVIII−VIII線
上の断面図、および第９図（Ｃ）は、ガイドの構造の一
好適例を具体的に示した概略的斜視図である。9 (A), 9 (B) and 9 (C) are explanatory diagrams of the guides, respectively. FIG. 9 (A) shows a case where a guide 52 is provided on the surface of the permanent magnet 50, and the permanent magnet 30 is mounted from above. FIG. 9 (B) is a plan view schematically showing the mounted state, FIG. 9 (B) is a cross-sectional view of the permanent magnet pair of FIG. 9 (A) taken along the line VIII-VIII passing through the ring diameter, and FIG. 1) is a schematic perspective view specifically showing a preferred example of the structure of the guide.

ガイド52としては、両永久磁石30および50の各々が、
共通の中心軸Ｏの周りをスムーズに自由に回転できる構
成となっていれば、その構造はどのような構造であって
もよい。As the guide 52, each of the two permanent magnets 30 and 50,
The structure may be any structure as long as the structure can be freely and freely rotated around the common central axis O.

この実施例では、ガイド52を、厚みの一定の、リング
状の板状部52bと、高さの一定な、リング状の突起部52a
とを以って構成し、通常は、好ましくは、これらをテフ
ロン（商品名）ような滑りのよい材料で一体的に形成す
る。従って、この実施例では、第９図（Ｃ）に示すよう
に、ガイド52は板状部52bの上下に突出した突起部52aを
有するリング状構造となる。尚、このガイド52は、機械
的強度その他等を考慮して、板状部52bの厚み、突起部5
2aの高さ等を適当に設計すればよい。一方、永久磁石30
および50のそれぞれの対向面には、このリング状の突起
部52aをはめ込む溝30aおよび50aをそれぞれ設けてお
く。そして、永久磁石30および50をガイド52を挟んで組
み合わせるとき、それぞれの磁石30および50の対向面は
板状部52bを介しておよびそれぞれの溝30aおよび50aに
は突起部52aがはまり込むようにして行なう。このよう
に構成すれば、磁石30および50の対向面での摩耗を防ぐ
ことができると共に、両磁石の相対的な回転位置の変位
を、偏心回転を生じることがなく、かつ、スムーズに行
なわせることができる。尚、このガイド52としては、上
述した一体構造のものとは異なり、板状部52bと突起部5
2aとを別体構造として構成してもよい。また、この発明
で使用するガイドを、上述した実施例の構造とは全く異
なる構造、例えば、上述した溝30aおよび50a内でころが
る、多数のボール群で形成することもできる。In this embodiment, the guide 52 includes a ring-shaped plate-like portion 52b having a constant thickness, and a ring-shaped protrusion 52a having a constant height.
Usually, they are preferably formed integrally with a slippery material such as Teflon (trade name). Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 9 (C), the guide 52 has a ring-shaped structure having projecting portions 52a projecting vertically from the plate-shaped portion 52b. The guide 52 has a thickness of the plate-shaped portion 52b and a protrusion 5 in consideration of mechanical strength and the like.
The height of 2a may be designed appropriately. On the other hand, the permanent magnet 30
The grooves 30a and 50a into which the ring-shaped projections 52a are fitted are provided on the respective opposing surfaces of the and 50. When the permanent magnets 30 and 50 are combined with the guide 52 interposed therebetween, the opposing surfaces of the respective magnets 30 and 50 are performed via the plate-like portion 52b and the projections 52a are fitted into the respective grooves 30a and 50a. . With this configuration, it is possible to prevent wear on the opposing surfaces of the magnets 30 and 50, and to smoothly perform the displacement of the relative rotational positions of the two magnets without causing eccentric rotation. be able to. It is to be noted that the guide 52 is different from the above-described one having the integral structure, and is different from the plate-shaped portion 52b and the projection 5
2a may be configured as a separate structure. Further, the guide used in the present invention can be formed by a structure completely different from the structure of the above-described embodiment, for example, a group of a large number of balls rolling in the above-described grooves 30a and 50a.

次に、上述した固定具54の具体例につき説明する。 Next, a specific example of the above-described fixture 54 will be described.

この固定具54の構造は、下側の磁石30と上側の磁石50
とが相対的な回転運動をしないように固定できる構造の
装置であれば、どのようの構造のものであってもよい。
第10図（Ａ）および（Ｂ）は、固定具54の具体的構造の
好適例の説明のための要部の概略的断面図である。The structure of the fixture 54 is such that the lower magnet 30 and the upper magnet 50
Any structure may be used as long as the device can be fixed so as not to perform relative rotational movement.
FIGS. 10 (A) and (B) are schematic cross-sectional views of essential parts for describing a preferred example of a specific structure of the fixing tool 54. FIG.

第10図（Ａ）に示す実施例では、固定具54を固定ブロ
ック56と、これに螺合するネジ58とを以って構成してい
る。この固定具54は例えばアルミニウム等の適当な材料
で形成し、固定ブロック56をほぼＬ字状に形成し、Ｌ字
状ブロック56の一面を永久磁石50の上面に、例えば、適
当な接着剤57を用いて予め接着して固定する。この場
合、Ｌ字状ブロック56の、永久磁石30の側面と対向する
面は、この磁石30の側面とから適当な距離だけ離して位
置決め固定する。そして、磁石30の側面には、所要に応
じ、例えばアルミニウム製のパッド60を設けておき、ネ
ジ58を締め付けたとき、ネジ頭がこのバッド60に当接さ
せて両磁石30および50の相対的回転運動を起こさないよ
うに、両者を固定する。In the embodiment shown in FIG. 10 (A), the fixing tool 54 is constituted by a fixing block 56 and a screw 58 screwed thereto. The fixing member 54 is formed of a suitable material such as aluminum or the like, and the fixing block 56 is formed substantially in an L-shape. One surface of the L-shaped block 56 is attached to the upper surface of the permanent magnet 50 by, for example, an It is fixed in advance by bonding. In this case, the surface of the L-shaped block 56 facing the side surface of the permanent magnet 30 is positioned and fixed at an appropriate distance from the side surface of the magnet 30. If necessary, for example, an aluminum pad 60 is provided on the side surface of the magnet 30, and when the screw 58 is tightened, the screw head comes into contact with the pad 60 so that the relative position between the magnets 30 and 50 is reduced. Both are fixed so as not to cause rotational movement.

第10図（Ｂ）に示す実施例では固定具54を固定ブロッ
ク62と、ストッパ64と、このストッパと協働する、歯車
の歯列と同様な構成の歯列66とを具える。この歯列66
は、例えば、アルミニウム製とし、上側の永久磁石30の
側面の全周または一部分にわたり設けておく。固定ブロ
ック62の下面は、永久磁石50の上面に予め適当な接着剤
を用いて、接着固定しておき、磁石50の上面から上側に
突出したブロック部分にストッパ64を適当に設けてお
く。そして、このストッパ64が歯列66に対して噛合と噛
合解除とができるように構成する。好ましくは、このス
トッパ64をバネ弾性力によって、歯と歯の間の溝に押し
つけて、両磁石30および50の相対的回転運動を止めるよ
うに構成するのがよく、その手法は手動または電磁的の
いずれであってもよい。また、このバネ弾性力を適度に
調節しておけば、ストッパ64を歯列62に当接させたま
ま、磁石30または50の一方を適当な力を加えて回転させ
て相対的回転変位を設定し、その状態で固定できる。こ
の実施例では、歯列のピッチを最小単位として磁極変位
角度θを調節できる。In the embodiment shown in FIG. 10 (B), the fixing tool 54 includes a fixing block 62, a stopper 64, and a tooth row 66 having the same configuration as the gear tooth row cooperating with the stopper. This row of teeth 66
Is made of, for example, aluminum and is provided over the entire periphery or a part of the side surface of the upper permanent magnet 30. The lower surface of the fixed block 62 is bonded and fixed to the upper surface of the permanent magnet 50 in advance using an appropriate adhesive, and a stopper 64 is appropriately provided in a block portion protruding upward from the upper surface of the magnet 50. Then, the stopper 64 is configured to be able to engage and disengage with the tooth row 66. Preferably, the stopper 64 is configured to be pressed against the groove between the teeth by a spring elastic force so as to stop the relative rotational movement of the two magnets 30 and 50, and the method is manually or electromagnetically. Any of these may be used. If this spring elasticity is adjusted appropriately, one of the magnets 30 or 50 is rotated by applying an appropriate force while the stopper 64 is kept in contact with the tooth row 62 to set the relative rotational displacement. Then, it can be fixed in that state. In this embodiment, the magnetic pole displacement angle θ can be adjusted using the pitch of the tooth row as a minimum unit.

次に、上述したように構成した永久磁石対を組み込ん
だドライプロセス装置の一例として、マグネトロンエッ
チング装置につき説明する。第１図は、マグネトロンエ
ッチング装置に永久磁石を設けた状態を概略的に示す説
明図である。尚、これはこの発明の実施に当っての一例
であり、適応可能なドライプロセス装置はエッチング装
置に限定されるものではなく、例えば、マグネトロンス
パッタ蒸着装置、プラズマCVD装置など磁場を印加する
ことにより特性が向上するものにはすべて効果が期待さ
れる。Next, a magnetron etching apparatus will be described as an example of a dry process apparatus incorporating a permanent magnet pair configured as described above. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a state in which a permanent magnet is provided in a magnetron etching apparatus. It should be noted that this is an example of the embodiment of the present invention, and an applicable dry process apparatus is not limited to an etching apparatus.For example, by applying a magnetic field such as a magnetron sputter deposition apparatus and a plasma CVD apparatus, An effect can be expected for all of those with improved characteristics.

第１図において、この実施例の構造では、被エッチン
グウエハを処理する真空容器100の内部には、カソード
電極102およびアノード電極104とを対向配設する。カソ
ード電極102に高周波（RF）電源106を接続し、アノード
電極104を接地する。被エッチングウエハ108は、カソー
ド電極102上に水平に載置する。このドライエッチング
装置に、この発明の磁場発生装置110を設ける。磁場発
生装置110はリング状永久磁石30および50より構成され
る永久磁石装置120と、両永久磁石の位置の調節を行な
う位置調節機構130とを備えている。永久磁石装置120
は、ウエハ108の表面直上に水平な磁場がかかるよう
に、真空容器100内の外側に取り付ける。この永久磁石
装置120を構成するリング状永久磁石30および50は、そ
れらの中心軸をドライエッチング装置の中心軸と一致さ
せ、しかも、相互に中心軸の周りを回転可能となるよう
に両者間に既に説明したようなガイド52を介在して設け
る。リング状永久磁石装置120の中心部に発生する磁場
強度は、この回転方向への両者の磁極の相対的変位角度
θで調節可能である。磁極変位角度θを動かすことによ
り、希望する磁場強度になるように調整した後は、既に
説明したような固定具54でこれら磁石対間の回転位置を
固定する。このように構成された永久磁石装置120は、
さらに、被エッチングウエハ108を中心として回転運動
を可能とすることと、このウエハ108に対しての相対高
さの調節を可能とするために、このような動作の可能な
位置調節機構130の磁石台座132上に固定する。尚、磁石
の高さは、ウエハ20の直上のマグネトロン放電領域に平
行磁場領域が重なるように調節する。In FIG. 1, in the structure of this embodiment, a cathode electrode 102 and an anode electrode 104 are disposed opposite to each other inside a vacuum vessel 100 for processing a wafer to be etched. A high frequency (RF) power supply 106 is connected to the cathode electrode 102, and the anode electrode 104 is grounded. The wafer to be etched is placed horizontally on the cathode electrode. This dry etching apparatus is provided with the magnetic field generator 110 of the present invention. The magnetic field generator 110 includes a permanent magnet device 120 including the ring-shaped permanent magnets 30 and 50, and a position adjusting mechanism 130 for adjusting the positions of both permanent magnets. Permanent magnet device 120
Is mounted outside the vacuum vessel 100 so that a horizontal magnetic field is applied immediately above the surface of the wafer 108. The ring-shaped permanent magnets 30 and 50 constituting the permanent magnet device 120 have their central axes coincident with the central axis of the dry etching device, and between them so that they can rotate around the central axis. The guide 52 as described above is provided therebetween. The intensity of the magnetic field generated at the center of the ring-shaped permanent magnet device 120 can be adjusted by the relative displacement angle θ of both magnetic poles in the rotation direction. After adjusting the magnetic field displacement angle θ to obtain the desired magnetic field strength, the rotational position between these magnet pairs is fixed by the fixture 54 as described above. The permanent magnet device 120 thus configured is
Further, in order to enable rotational movement about the wafer 108 to be etched and to adjust the relative height with respect to the wafer 108, the magnet of the position adjusting mechanism 130 capable of such operation is used. It is fixed on the pedestal 132. The height of the magnet is adjusted so that the parallel magnetic field region overlaps the magnetron discharge region immediately above the wafer 20.

次に、この位置調節機構130について説明する。 Next, the position adjusting mechanism 130 will be described.

この位置調節機構130としては、本質的には、永久磁
石装置120を磁石台座132上に載置して、この磁石台座13
2を上下移動できると共に、ドライエッチング装置の中
心軸従って永久磁石装置120の回転中心軸の回りに回転
できる構造であれば、どのような構造としてもよい。従
って、この第１図に示す実施例では、この位置調節機構
130を回転位置調節機構部130aと、高さ調節機構部130b
を以って主として構成する。これら両機構部を、上述し
た磁石台座132と、この磁石台座132を回転および上下動
させる台座駆動部134とを以って全体的に構成してい
る。ここでは、この台座駆動134を、支持台座136と、そ
の軸受138で支持され磁石台座132を支持する回転軸140
と、この回転軸140を、ベルト142を介して、回転駆動す
るためのモータ144と、この支持台座136を上下動させる
ためのキャスター付昇降機構146とで、主として、構成
している。そして、回転位置調節機構部130aは、磁石台
座132と、モータ144と、回転軸140およびベルト142を含
む。また、高さ調節機構130bは支持台座136と昇降機構1
46とを含む。しかしながら、この台座駆動部134を、上
述した実施例の構造とは別の任意適当な構造としてもよ
い。As the position adjusting mechanism 130, essentially, the permanent magnet device 120 is mounted on the magnet base 132, and the magnet base 13 is
Any structure may be used as long as it can move up and down and can rotate around the center axis of the dry etching apparatus and thus around the rotation center axis of the permanent magnet apparatus 120. Therefore, in the embodiment shown in FIG.
130 is a rotational position adjusting mechanism 130a and a height adjusting mechanism 130b.
This is mainly composed of Both of these mechanisms are configured as a whole by the above-described magnet pedestal 132 and a pedestal driving unit 134 for rotating and vertically moving the magnet pedestal 132. Here, the pedestal drive 134 is connected to a support pedestal 136 and a rotary shaft 140 supported by its bearing 138 and supporting the magnet pedestal 132.
And a motor 144 for rotationally driving the rotary shaft 140 via a belt 142, and an elevating mechanism 146 with casters for vertically moving the support base 136. The rotation position adjusting mechanism 130a includes a magnet pedestal 132, a motor 144, a rotation shaft 140, and a belt 142. In addition, the height adjustment mechanism 130b includes the support base 136 and the lifting mechanism 1
Including 46. However, the pedestal driving section 134 may have any other appropriate structure different from the structure of the above-described embodiment.

以上述べた構成の磁場発生装置110を用い、次に導入
管150よりエッチングガスを導入し、真空ポンプを用い
て排気管152より適当な流量で排気を行ない、真空容器1
00内のガス圧力を適当に調節しながら、カソード電極10
2にRF電源106から13.56MHzの電力を印加すると、このカ
ソード電極102の面上に垂直に発生する交流電場Ｅと、
それに直交する磁場Ｂとの作用でマグネトロン放電156
が発生する。このとき磁石台座132をウエハ108を中心と
して回転運動させるとマグネトロン放電156もれに合わ
せて回転運動を行なう。このウエハ108は、回転するマ
グネトロン放電に均一にさらされるため、均一性の優れ
たエッチングが可能となる。このマグネトロン放電156
の部分のプラズマ状態は、交流電場Ｅと磁場Ｂの強度と
に強く依存するため、磁場発生装置110を構成するリン
グ状永久磁石30および50の間の磁極変位角θを変化さ
せ、中心磁場強度を調節することにより異なったプラズ
マ状態を得ることが可能なる。従って、処理プロセスに
おける制御自由度が増えることになり、より精度の高い
調節が可能となる。Using the magnetic field generator 110 having the above-described configuration, an etching gas is then introduced from the introduction pipe 150, and exhaust is performed at an appropriate flow rate from the exhaust pipe 152 using a vacuum pump.
While appropriately adjusting the gas pressure in the cathode electrode 10
When an electric power of 13.56 MHz is applied from the RF power supply 106 to 2, an AC electric field E generated vertically on the surface of the cathode electrode 102,
The magnetron discharge 156
Occurs. At this time, when the magnet pedestal 132 is rotated around the wafer 108, the magnet pedestal 132 is rotated in accordance with the magnetron discharge 156 leak. Since the wafer 108 is uniformly exposed to the rotating magnetron discharge, etching with excellent uniformity can be performed. This magnetron discharge 156
Is strongly dependent on the AC electric field E and the strength of the magnetic field B, the magnetic pole displacement angle θ between the ring-shaped permanent magnets 30 and 50 constituting the magnetic field generator 110 is changed, and the central magnetic field strength is changed. By adjusting, it is possible to obtain different plasma states. Therefore, the degree of control freedom in the processing process is increased, and more precise adjustment is possible.

尚、エッチング材料、エッチング条件によっては、ウ
エハ周辺の方が中央部よりもエッチング速度が速くな
る。（ローディング効果）現象が、通常のドライエッチ
ングでもしばしば見うけられる。このような場合には、
永久磁石装置120の高さを調節し、ウエハ108を平行磁場
領域から発散磁場領域内へ移すことによりエッチング速
度分布を矯正することができる。ウエハ108が発散磁場
領域内に置かれた場合には、ウエハ108直上の磁力線が
曲がり、ミラー磁場を形成したような状態となるため、
プラズマはウエハ中央に集まり、そのため、ウエハ中央
部のエッチング速度が速くなるためである。Note that, depending on the etching material and etching conditions, the etching rate is higher at the periphery of the wafer than at the center. The phenomenon of (loading effect) is often seen in ordinary dry etching. In such a case,
The etching rate distribution can be corrected by adjusting the height of the permanent magnet device 120 and moving the wafer 108 from the parallel magnetic field region to the divergent magnetic field region. When the wafer 108 is placed in the divergent magnetic field region, the lines of magnetic force immediately above the wafer 108 are bent, and the state is as if a mirror magnetic field was formed.
This is because the plasma is collected at the center of the wafer, and the etching rate at the center of the wafer is increased.

第11図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）、第12図
および第13図（Ａ）および（Ｂ）は、この発明のドライ
プロセス装置に組み込んで使用して好適な磁場発生装置
を構成する永久磁石装置の第二実施例の説明図である。FIGS. 11 (A), (B), (C) and (D), FIGS. 12 and 13 (A) and (B) show magnetic fields suitable for use in the dry process apparatus of the present invention. It is explanatory drawing of the 2nd Example of the permanent magnet apparatus which comprises a generator.

第11図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、この
発明のドライプロセス装置に組み込んで使用して好適な
磁場発生装置を構成する永久磁石装置の第二実施例の概
念を説明するための説明図であり、それぞれ永久磁石と
被処理体（例えばウエハ）との空間的相対位置関係が理
解できるように、模式的な断面図で示してある。この実
施例で使用するリング状永久磁石は、第４図（Ａ）およ
び（Ｂ）または第５図で示した構造の磁石とし、同一構
造の磁石を２個使用して磁石装置を構成しているものと
する。これらの磁石をそれぞれ160および162で示し、被
処理体を164で示す。これら磁石160および162を、それ
ぞれのリングの中心軸Ｏを一致させ、かつ、同一磁極が
互いに上下方向に対向するように、配置する。被処理体
164をウエハとする場合には、その中心がこれら磁石160
および162の中心軸Ｏに一致しかつこれら磁石160および
162と平行となるように、この被処理体164を配設する。
従って、被処理体164は磁石160、162の中心軸Ｏ上のど
の位置にあってもよいが、好ましくは、両磁石160およ
び162の中間に位置するのがよい。そして、この実施例
では、第11図（Ａ）に示す、両磁石160および162が接近
した状態から、第11図（Ｂ）および（Ｃ）にそれぞれ示
すように、順次に両磁石160および162を上下方向に引き
離してゆくことによって、被処理体164の位置での磁場
強度を調節することが可能である。尚、この実施例で
は、両磁石160および162を、同一磁極が上下方向に対向
するように、それぞれ配置してあるので、両磁石160お
よび162の磁極から発する磁力線は互いに向かい合って
おり、従って、第11図（Ｄ）に示すように、中心軸Ｏを
中心とした両磁石160および162の中間の領域では、被処
理体の面にほぼ完全に平行な磁力線が形成され、均一な
磁界分布が得られる。FIGS. 11 (A), (B), (C) and (D) show the concept of a second embodiment of a permanent magnet device constituting a magnetic field generator suitable for use by being incorporated in a dry process device of the present invention. Are schematic cross-sectional views so that a spatial relative positional relationship between a permanent magnet and an object to be processed (eg, a wafer) can be understood. The ring-shaped permanent magnet used in this embodiment is a magnet having the structure shown in FIGS. 4 (A) and (B) or FIG. 5, and a magnet device is formed by using two magnets having the same structure. Shall be These magnets are denoted by 160 and 162, respectively, and the object to be processed is denoted by 164. These magnets 160 and 162 are arranged such that the center axes O of the respective rings are aligned and the same magnetic poles are vertically opposed to each other. Workpiece
When the wafer 164 is used, the center of the magnet 160
And 162 coincide with the central axis O of these magnets 160 and
The object to be processed 164 is arranged so as to be parallel to 162.
Therefore, the target object 164 may be located at any position on the center axis O of the magnets 160 and 162, but is preferably located between the magnets 160 and 162. In this embodiment, as shown in FIGS. 11B and 11C, the two magnets 160 and 162 are sequentially moved from the state in which the two magnets 160 and 162 approach each other as shown in FIG. 11A. By pulling them apart in the vertical direction, the magnetic field strength at the position of the object to be processed 164 can be adjusted. In this embodiment, since the two magnets 160 and 162 are arranged so that the same magnetic poles are vertically opposed, the lines of magnetic force generated from the magnetic poles of the two magnets 160 and 162 face each other. As shown in FIG. 11 (D), in a region between the two magnets 160 and 162 about the center axis O, almost completely parallel lines of magnetic force are formed on the surface of the object to be processed, and a uniform magnetic field distribution is obtained. can get.

第12図は、第11図（Ａ）〜（Ｃ）で示したように、両
磁石160および162の空間的相対位置を上下方向に変化さ
せたときの、中心軸Ｏ上における両磁石160および162の
中間位置での磁場強度変化の測定結果を示す図である。
同図において、横軸に磁石間距離（cm）をとりおよび縦
軸に磁場強度（ガウス）をとって示してある。FIG. 12 shows both magnets 160 and 162 on center axis O when the spatial relative position of both magnets 160 and 162 is changed in the vertical direction, as shown in FIGS. 11 (A) to 11 (C). 162 is a view showing a measurement result of a magnetic field strength change at an intermediate position of 162. FIG.
In the figure, the horizontal axis represents the distance between the magnets (cm) and the vertical axis represents the magnetic field strength (Gauss).

第13図（Ａ）および（Ｂ）は、上述した第二実施例の
永久磁石装置を組み込んだドライプロセス装置の一例を
示す図である。これら図は、この実施例が理解できる程
度に概略的に示してある。第13図（Ａ）は、主として、
中心軸Ｏを含む面内での磁石装置の様子を示す図であ
り、第13図（Ｂ）は、主として、これと直交する面内で
の磁石装置の様子を示す図である。従って、エッチング
容器100の内部およびその周辺の構造は第１図に示した
第一の実施例と同様なので省略する。２つのリング状永
久磁石160、162は回転が可能となるように、ベアリング
付磁石支持台166、168上にそれぞれ取り付ける。ベアリ
ング付磁石支持台166、168に取り付けられた２つの磁石
160、162は、磁石側が向かい合うように磁石支持棒17
0、172により支える。また、磁石支持棒170、172および
ベアリング付磁石支持台166、168には、ネジが切られて
おり、磁石支持棒170、172は、その下端を適当な、図示
してない回転駆動軸の軸受174、176により支えてあるの
で回転が可能となっている。この支持棒170、172を回転
させることによって、２つの磁石160、162の高さが調節
可能である。また、磁石支持棒170、172は、上半部170
a、172aと下半部170b、172bとを有し、それぞれの表面
に設けてあるネジ山の向きを逆としてあるので、支持棒
170、172を左右いずれかに回転させることによって、２
つの磁石160、162の間隙を変化させることができる。２
つの磁石160、162の外周部には、例えばアルミニウム製
のギア160a、162aが取り付けられており、いずれとも同
一の棒状ギア178に連結しておく。この棒状ギア178の下
端をモータ180と連結して、この棒状ギア178を回転させ
ることにより、２つの磁石160、162を、同一極同士が向
き合った状態で、同期回転できるように構成してある。
エッチング容器100と磁石装置とは、被処理体164の位置
が２つの磁石160、162の中間にくるような位置関係にな
っている。エッチングを行なう場合には、まず、支持棒
170、172を同時回転させ、２つの磁石間距離を調節し、
被処理体164上で所定の磁場強度が得られるようにす
る。次に、２つの磁石160、162をモータ180により同期
回転させた状態でエッチングを行なうと高速で均一なエ
ッチングが可能となる。その他のエッチング方法の詳細
は第一の実施例と同様なので省略する。FIGS. 13A and 13B are views showing an example of a dry process apparatus incorporating the permanent magnet device of the second embodiment described above. These figures are shown schematically so that this embodiment can be understood. FIG. 13 (A) mainly shows
FIG. 13B is a diagram showing a state of the magnet device in a plane including the central axis O, and FIG. 13B is a diagram mainly showing a state of the magnet device in a plane orthogonal to the plane. Therefore, the structure inside and around the etching container 100 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The two ring-shaped permanent magnets 160 and 162 are mounted on bearing-supported magnet supports 166 and 168, respectively, so as to be rotatable. Two magnets mounted on bearing magnet support bases 166, 168
160 and 162 are the magnet support rods 17 so that the magnet sides face each other.
Support by 0,172. The magnet support rods 170, 172 and the magnet support bases 166, 168 with bearings are threaded, and the lower ends of the magnet support rods 170, 172 are suitable for bearings of a rotary drive shaft (not shown). Since it is supported by 174 and 176, rotation is possible. By rotating the support rods 170, 172, the heights of the two magnets 160, 162 can be adjusted. Also, the magnet support rods 170 and 172 are
a, 172a and lower half portions 170b, 172b, and since the directions of the threads provided on the respective surfaces are reversed, the support rod
By rotating 170, 172 to the left or right, 2
The gap between the two magnets 160, 162 can be changed. 2
Gears 160a and 162a made of, for example, aluminum are attached to the outer periphery of the two magnets 160 and 162, and both are connected to the same rod gear 178. By connecting the lower end of the rod gear 178 to the motor 180 and rotating the rod gear 178, the two magnets 160 and 162 can be rotated synchronously with the same poles facing each other. .
The etching container 100 and the magnet device have a positional relationship such that the position of the object to be processed 164 is located between the two magnets 160 and 162. When etching, first support rod
Simultaneously rotate 170, 172, adjust the distance between the two magnets,
A predetermined magnetic field strength is obtained on the object to be processed 164. Next, when etching is performed in a state where the two magnets 160 and 162 are rotated synchronously by the motor 180, uniform etching can be performed at high speed. The details of the other etching methods are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の磁場
発生装置およびドライプロセス装置によれば、簡単な構
造で、磁石間の空間的相対位置を動かすことが可能とな
り、このため、永久磁石を用いていながら発生する磁力
線の平行領域の磁場強度を任意に調節することができ
る。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the magnetic field generator and the dry process device of the present invention, it is possible to move the spatial relative position between the magnets with a simple structure. In addition, the magnetic field intensity in the parallel region of the magnetic force lines generated while using the permanent magnet can be arbitrarily adjusted.

従って、この磁場発生装置を備えたドライプロセス装
置では、被処理体に対しより効果的なドライプロセスを
達成することができる。Therefore, in the dry process apparatus including the magnetic field generator, a more effective dry process can be achieved for the object to be processed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は、この発明の磁場発生装置およびこれを装備し
たドライプロセス装置の説明図、 第２図（Ａ）および（Ｂ）は、従来のループ状永久磁石
の一例を概略的に示す平面図および断面図、 第３図は、従来のドライプロセス装置の概略図、 第４図（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の磁場発生装置
を構成する永久磁石装置の磁石単体の一実施例を概略的
に示す平面図および断面図、 第５図は、この発明の磁場発生装置を構成する永久磁石
の装置の磁石の他の実施例を概略的に示す断面図、 第６図（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の磁場発生装置
を構成する永久磁石装置の一実施例を概略的に示す平面
図および断面図、 第７図は、第６図（Ａ）および（Ｂ）の永久磁石装置の
形成する磁場分布状態の説明図、 第８図は、第６図（Ａ）および（Ｂ）の永久磁石装置の
各磁石間での磁極変位角度と磁束密度との関係を示す曲
線図、 第９図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、この発明の磁場
発生装置の永久磁石装置を構成する磁石間に介在させる
ガイドの一実施例の説明に供する、それぞれ概略的に示
した平面図、断面図および部分的斜視図、 第10図（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の磁場発生装置
の永久磁石装置を構成する磁石間の相対的回転位置の固
定用の固定具の実施例をそれぞれ概略的に示す要部断面
図、 第11図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、この発
明の磁場発生装置の永久磁石の他の実施例の説明に供す
る図、 第12図は、第11図（Ａ）〜（Ｄ）に示した実施例で用い
た磁石に関する、磁場強度と磁石間距離との関係を示す
曲線図、 第13図（Ａ）および（Ｂ）は、第11図（Ａ）〜（Ｄ）に
示した実施例の磁石の位置調節機構の一実施例を概略的
に示す要部の断面図である。 30、50……永久磁石、100……真空容器 102……カソード電極、104……アノード電極 106……高周波（RF）電源 108……被エッチングウエハ 110……磁場発生装置、120……永久磁石装置 130……位置調節機構 130a……回転位置調節機構部 130b……高さ調節機構部、132……磁石台座 134……台座駆動部、136……支持台座 138……軸受、140……回転軸 142……ベルト、144……モータ 146……キャスター付昇降機構 150……導入管、152……排気管 156……マグネトロン放電。FIG. 1 is an explanatory view of a magnetic field generator of the present invention and a dry process apparatus equipped with the same, and FIGS. 2 (A) and (B) are plan views schematically showing an example of a conventional loop-shaped permanent magnet. FIG. 3 is a schematic view of a conventional dry process apparatus, and FIGS. 4 (A) and 4 (B) show an embodiment of a single magnet of a permanent magnet apparatus constituting a magnetic field generator of the present invention. FIG. 5 is a schematic plan view and a cross-sectional view, FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a permanent magnet device constituting the magnetic field generator of the present invention, FIG. (B) is a plan view and a sectional view schematically showing an embodiment of a permanent magnet device constituting the magnetic field generator of the present invention. FIG. 7 is a permanent magnet of FIGS. 6 (A) and (B). FIG. 8 is an explanatory view of a magnetic field distribution state formed by the device, FIG. FIG. 9B is a curve diagram showing the relationship between the magnetic pole displacement angle and the magnetic flux density between the respective magnets of the permanent magnet device, and FIGS. 9A, 9B and 9C show the permanent magnet device of the present invention. FIGS. 10 (A) and 10 (B) schematically show a plan view, a cross-sectional view and a partial perspective view, respectively, for explaining one embodiment of a guide interposed between magnets constituting the magnet device. 11 (A), 11 (B), and 11 (A), a schematic cross-sectional view of an essential part schematically showing an embodiment of a fixture for fixing a relative rotational position between magnets constituting a permanent magnet device of a magnetic field generator of the invention. (C) and (D) are diagrams for explaining another embodiment of the permanent magnet of the magnetic field generator of the present invention, and FIG. 12 is the embodiment shown in FIGS. 11 (A) to (D). FIG. 13 (A) and FIG. 13 (B) are curve diagrams showing the relationship between the magnetic field strength and the distance between the magnets for the magnet used. An example of a position adjusting mechanism of the magnet of the embodiment shown in A) ~ (D) is a sectional view of a main part schematically showing. 30, 50: permanent magnet, 100: vacuum container 102: cathode electrode, 104: anode electrode 106: high frequency (RF) power supply 108: wafer to be etched 110: magnetic field generator, 120: permanent magnet Device 130: Position adjustment mechanism 130a: Rotational position adjustment mechanism 130b: Height adjustment mechanism 132: Magnet pedestal 134: Pedestal drive 136: Support pedestal 138: Bearing, 140: Rotation Shaft 142 Belt 144 Motor 146 Elevating mechanism with casters 150 Inlet pipe 152 Exhaust pipe 156 Magnetron discharge.

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】マグネトロン放電を利用したドライプロセ
ス装置に装備する磁場発生装置において、 ２個以上の、ループ状の永久磁石を有しており、それぞ
れの該永久磁石の磁力線がループの上側からみて当該ル
ープ内に互いにほぼ平行な磁力線が形成されるように着
磁されている永久磁石装置と、 これらの永久磁石間の相対的回転位置を調節する回転位
置調節機構部と を以って構成したことを特徴とする磁場発生装置。1. A magnetic field generator provided in a dry process apparatus using a magnetron discharge, wherein the magnetic field generator has two or more loop-shaped permanent magnets, and the lines of magnetic force of each of the permanent magnets are viewed from above the loop. A permanent magnet device magnetized so that lines of magnetic force substantially parallel to each other are formed in the loop, and a rotation position adjusting mechanism for adjusting a relative rotation position between these permanent magnets. A magnetic field generator, characterized in that: 【請求項２】マグネトロン放電を利用したドライプロセ
ス装置に装備する磁場発生装置において、 ２個のループ状の永久磁石を有しており、それぞれの該
永久磁石の磁力線がループの上側からみて当該ループ内
に互いにほぼ平行な磁力線が形成されるように着磁され
ている永久磁石装置と、 被処理体が２個の前記永久磁石の中間に存在するように
該永久磁石の位置を調節することができ、かつ前記永久
磁石間の間隔を調節する位置調節機構部と を以って構成したことを特徴とする磁場発生装置。2. A magnetic field generating apparatus provided in a dry process apparatus using magnetron discharge, comprising two loop-shaped permanent magnets, wherein the lines of magnetic force of each of the permanent magnets are viewed from above the loop. A permanent magnet device that is magnetized so that lines of magnetic force substantially parallel to each other are formed therein; and a position of the permanent magnet is adjusted so that the object to be processed is located between the two permanent magnets. And a position adjusting mechanism for adjusting the interval between the permanent magnets. 【請求項３】請求項１に記載の磁場発生装置において、
前記永久磁石を、共通の回転中心軸に沿って順次に離間
または積層させて、配設してなることを特徴とする磁場
発生装置。3. The magnetic field generator according to claim 1, wherein
The magnetic field generator according to claim 1, wherein the permanent magnets are sequentially separated or stacked along a common rotation center axis and disposed. 【請求項４】請求項１に記載の磁場発生装置において、 前記永久磁石装置は、これを構成する一対の永久磁石間
に、これら永久磁石の相対的回転位置を調節するための
ガイドを具えてなることを特徴とする磁場発生装置。4. The magnetic field generator according to claim 1, wherein the permanent magnet device includes a guide between a pair of permanent magnets constituting the permanent magnet device for adjusting a relative rotational position of the permanent magnets. A magnetic field generator characterized in that: 【請求項５】請求項１に記載の磁場発生装置において、 前記永久磁石装置は、これを構成する一対の永久磁石の
相対的回転位置を固定するための固定具を具えてなるこ
とを特徴とする磁場発生装置。5. The magnetic field generator according to claim 1, wherein the permanent magnet device includes a fixture for fixing a relative rotational position of a pair of permanent magnets constituting the permanent magnet device. Magnetic field generator. 【請求項６】請求項１に記載の磁場発生装置において、 前記永久磁石装置を構成する永久磁石の形状をリング形
状とすることを特徴とする磁場発生装置。6. The magnetic field generator according to claim 1, wherein the shape of the permanent magnet constituting the permanent magnet device is a ring shape. 【請求項７】請求項１に記載の磁場発生装置において、 前記永久磁石装置を構成する各永久磁石の内径を同一と
し、かつ、それぞれの外径を同一とするか異ならしめて
おくことを特徴とする磁場発生装置。7. The magnetic field generator according to claim 1, wherein the permanent magnets constituting the permanent magnet device have the same inner diameter and the outer diameters are the same or different. Magnetic field generator. 【請求項８】真空排気可能な真空容器内に設置された被
処理体に対しドライプロセスを行なうための、マグネト
ロン放電を利用したドライプロセス装置において、 真空容器の外側に、請求項１に記載の磁場発生装置を備
えたことを特徴とするドライプロセス装置。8. A dry process apparatus using a magnetron discharge for performing a dry process on an object to be processed placed in a vacuum vessel capable of evacuating, wherein the dry process apparatus is provided outside the vacuum vessel. A dry process device comprising a magnetic field generator. 【請求項９】請求項８に記載のドライプロセス装置にお
いて、 前記磁場発生装置の永久磁石装置を、前記被処理体の上
側のマグネトロン放電空間に、該被処理体の上面と平行
な磁場を形成するように、配設することを特徴とするド
ライプロセス装置。9. The dry process apparatus according to claim 8, wherein the permanent magnet device of the magnetic field generating device forms a magnetic field parallel to the upper surface of the object in a magnetron discharge space above the object. A dry process apparatus, wherein the dry process apparatus is disposed.