[發明專利]電磁鐵控制裝置及電磁鐵系統

有效

• 申請號: 202110262091.6
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN113035493B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 大橋知范;茨田敏光;山崎裕延;工藤美沙子;佐藤一樹
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: H01F7/06
• 分類號: H01F7/06;H05H1/16;H01L21/3065
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳偉;王娟娟

本發明的電磁鐵裝置具有：在前表面具有環狀的槽的磁軛；配置在槽中的環狀的線圈；以及設在線圈的外表面且將線圈相對于磁軛固定的環氧樹脂，在磁軛的槽的外周面與設于線圈的徑向外側的環氧樹脂之間設有間隙。

本發明申請是國際申請日為2016年05月09日、國際申請號為PCT/JP2016/063698、進入中國國家階段的國家申請號為201680027481.2、發明名稱為“電磁鐵裝置、電磁鐵控制裝置、電磁鐵控制方法及電磁鐵系統”的發明申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于控制例如等離子體處理裝置的等離子體密度的分布的電磁鐵裝置。

本發明涉及用于控制例如等離子體處理裝置等的等離子體密度的分布的電磁鐵控制裝置及電磁鐵控制方法。

本發明涉及用于控制流到電磁鐵(具有軛鐵和線圈)的線圈的電流的技術(電磁鐵裝置、電磁鐵控制裝置、電磁鐵控制方法及電磁鐵系統)。

背景技術

以往，已知在等離子體蝕刻裝置等的等離子體處理裝置中，通過電磁鐵裝置所產生的磁場來控制在腔室內產生的等離子體密度的分布。具體地說，在例如等離子體蝕刻裝置中，通過在導入有蝕刻氣體的腔室內部施加相互正交的方向上的電場及磁場，而產生洛倫茲力。在該洛倫茲力的作用下，電子一邊進行漂移(drift)運動一邊偏向磁力線方向。由此，電子與蝕刻氣體的分子或原子之間的碰撞頻率會增大，會產生高密度的等離子體。這也被稱為所謂磁控管放電。

作為在這樣的等離子體處理裝置中使用的電磁鐵裝置，已知在由鐵芯構成的棒狀磁軛(yoke)的外周卷繞線圈而形成的電磁鐵(例如參照專利文獻1)、或在設于板狀磁軛的環狀的槽中配置線圈而形成的電磁鐵。

另外，在等離子體蝕刻裝置等的等離子體處理裝置中，為了控制腔室內的等離子體密度的分布，而對配置在腔室外部的磁鐵所產生的磁場進行操作。作為對磁場進行操作的方法，已知例如使永磁鐵機械地移動的方法、或控制對電磁鐵施加的電流的方法。在使永磁鐵機械地移動的方法中，由于永磁鐵所產生的磁場強度是固定的，所以難以進行等離子體密度分布的微調整。因此，以往采用控制對電磁鐵施加的電流的方法。

作為控制對電磁鐵施加的電流的方法，已知如下方法：檢測在電磁鐵的線圈中流動的電流，對檢測出的電流值與目標的電流值進行比較，以使在電磁鐵的線圈中流動的電流值成為目標的電流值的方式控制電流值(例如參照專利文獻2)。

另外，以往，在等離子體處理裝置(例如，等離子體蝕刻裝置等)中，利用磁控管放電的蝕刻方法被實用化。這是在導入有蝕刻氣體的腔室內施加相互正交的方向上的電場及磁場、并利用此時產生的電子的漂移運動對晶片表面高效地進行蝕刻的方法。

在上述蝕刻裝置中，為了控制腔室內的等離子體密度的分布，而控制由配置在腔室外部的磁鐵產生的磁場。作為控制磁場的方法，已知例如使永磁鐵機械地移動的方法、或控制對電磁鐵施加的電流的方法。在使永磁鐵機械地移動的方法中，由于由永磁鐵產生的磁場強度是固定的，所以難以對等離子體密度分布進行微調整。因此，以往采用控制對電磁鐵施加的電流的方法(例如，下述的專利文獻2)。

另一方面，關于電磁鐵，已知在施加于電磁鐵的控制電流與所產生的磁通密度之間存在磁滯現象(以下，也僅稱為磁滯)。即，相對于施加到電磁鐵的電流而得到的磁通密度會受到殘留磁場的影響，因此相對于相同施加電流而不一定每次均會出現相同的磁通密度值。

作為降低這樣的剩磁的影響的方法之一，將磁滯損失非常小的軟磁性材料(例如，純鐵類材料或電磁鋼板等)用作軛鐵。若使用這樣的材料，則能夠相對于相同施加電流而穩定地得到固定容許差內的磁通密度。在降低剩磁的影響的其他方法中，考慮磁滯特性來修正電流值(例如，下述的專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-149722號公報