JP6018757B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
請求項2記載の基板処理装置は、請求項1記載の基板処理装置において、各前記電磁石の前記ヨークの側面には銅線が巻回され、一の前記電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数は、他の前記電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数と異なることを特徴とする。
請求項3記載の基板処理装置は、請求項1又は2記載の基板処理装置において、各前記電磁石は各前記ヨークの軸方向が鉛直となるように配置されることを特徴とする。
請求項5記載の基板処理装置は、請求項4記載の基板処理装置において、前記第3の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークの直径は、前記第1の電磁石群及び前記第2の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークの直径よりも大きく、前記第3の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数は、前記第1の電磁石群及び前記第2の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数よりも多いことを特徴とする。
νgE = E/B … (1)
上記式(1)によれば、電界Eの強さが一定であるとすると、磁界Bの強度(磁場強度)が大きいほど電子のドリフト運動の速度は低下する。電子のドリフト運動の速度は低下すると、電子が或る箇所に滞在する時間が長くなるため、当該箇所において電子密度が上昇する。その結果、電子と処理ガスの分子や原子との衝突機会が増加するため、当該箇所においてプラズマ密度が上昇する。すなわち、電磁石20によって或る箇所の磁場強度を大きくすると、当該箇所のプラズマ密度を高くすることができる。
全磁束 = 起磁力/磁気抵抗 … (2)
全磁束は鉄心であるヨークの一端から生じる全ての磁力線の量であり、単位はWb(ウェーバ)で示され、起磁力はいわゆる磁気回路において磁束を発生させる力であり、単位はAT(アンペアターン)で示される。起磁力は、具体的にヨークに巻回されたコイルの巻回数と、該コイルに流れる電流の積で示される。したがって、コイルの巻回数が多くなり、該コイルに流れる電流の値が大きいほど、起磁力は大きくなる。また、磁気抵抗は磁気回路において磁束の流れにくさを表す指標であり、下記式(3)で示される。
磁気抵抗 = 磁路長/(透磁率×磁路断面積) … (3)
磁路長はヨークの長さであり、透磁率はヨークの透磁率であり、磁路断面積はヨークの断面積である。したがって、ヨークが長くなり、ヨークの直径が小さくなるほど、磁気抵抗は大きくなる。
D 電子軌跡
E 電界
S 処理空間
W ウエハ
10,24,39 基板処理装置
11 チャンバ
12 サセプタ
13 上部電極
14 第1の高周波電源
16 第2の高周波電源
20,40,41 電磁石
21,42 中央部対向群
22,43 周縁部対向群
23,44 外側対向群
Claims (8)
- 高周波電力が供給される下部電極と、該下部電極と対向して配置される上部電極との間の処理空間において電界を生じさせ、該電界に起因して生じるプラズマを用いて前記下部電極に載置された基板にプラズマ処理を施す基板処理装置において、
前記上部電極において前記処理空間とは反対側の上面に配置される複数の電磁石を備え、
各前記電磁石は前記基板の中心に対向する前記上部電極の中心に関して放射状に配置され、
各前記電磁石は棒状のヨークを有し、各前記ヨークは端部が前記上部電極と当接して前記上部電極の前記上面から林立するように配置され、
前記複数の電磁石は複数の電磁石群に分けられ、前記電磁石群毎に、各前記電磁石が発生する磁界の強度及び/又は前記電磁石の磁極が制御され、
一の前記電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークの直径は、他の前記電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークの直径と異なることを特徴とする基板処理装置。 - 各前記電磁石の前記ヨークの側面には銅線が巻回され、
一の前記電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数は、他の前記電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数と異なることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。 - 各前記電磁石は各前記ヨークの軸方向が鉛直となるように配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の基板処理装置。
- 前記複数の電磁石は第1の電磁石群、第2の電磁石群及び第3の電磁石群に分けられ、前記第1の電磁石群は前記基板の中央部に対向する前記電磁石からなり、前記第2の電磁石群は前記基板の周縁部に対向する前記電磁石からなり、前記第3の電磁石群は前記基板と対向せず、前記上部電極の中心に関して前記第2の電磁石群よりも外側に配置される前記電磁石からなり、
前記第1の電磁石群の各前記電磁石における前記処理空間側の磁極は同じであり、前記第2の電磁石群の各前記電磁石における前記処理空間側の磁極は同じであり、前記第3の電磁石群の各前記電磁石における前記処理空間側の磁極は同じであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記第3の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークの直径は、前記第1の電磁石群及び前記第2の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークの直径よりも大きく、
前記第3の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数は、前記第1の電磁石群及び前記第2の電磁石群の各前記電磁石の前記のヨークにおける前記銅線の巻回数よりも多いことを特徴とする請求項4記載の基板処理装置。 - 前記第1の電磁石群及び前記第2の電磁石群では各前記電磁石が互いに等間隔で配置され、前記第3の電磁石群では各前記電磁石が前記上部電極の中心を中心とする円環状に配置されることを特徴とする請求項4又は5記載の基板処理装置。
- 前記第3の電磁石群における前記電磁石の各々が発生する全磁束は、前記第1の電磁石群及び前記第2の電磁石群における前記電磁石の各々が発生する全磁束の8〜12倍であることを特徴とする請求項6記載の基板処理装置。
- 前記基板に施される前記プラズマ処理の内容に応じて各前記電磁石が発生させる磁界の磁場強度及び/又は前記電磁石の磁極を変更することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の基板処理装置。
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