CN100437896C - 等离子处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子处理装置和等离子处理方法。要被处理的衬底容纳在内部设有等离子发生器的真空室中，以便产生等离子，用于在衬底上进行等离子处理。在真空室外提供用于在衬底周围产生多极磁场的磁场发生器。磁场发生器包括内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分，两者都与真空室以同心关系设置在真空室外面，并可彼此独立旋转。

Description

等离子处理装置

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及在工件衬底如半导体晶片等上面实施等离子处理的装置和方法。

2.相关技术描述

在制造半导体器件领域中，已知半导体处理装置用于在真空室(即处理室)中产生磁控管等离子。使这样产生的等离子作用到位于真空室内的工件如半导体晶片上，借此进行所需的处理过程如蚀刻和成膜等。

为了得到令人满意的结果，必须使等离子保持在为特定过程优化的状态。为此目的，给磁控管等离子处理装置提供了能控制或限制等离子在理想状态下的磁场发生器。

为了有效控制或限制等离子，本领域中已知利用多极型磁场发生器，例如其公开在日本专利公布No.2000-306845中。在这种磁场发生器中，多个磁体以它们的北极和南极彼此交替的方式成圆形地排列在工件衬底(例如半导体晶片)外面。晶片水平地位于真空室内部，主表面向上。利用这种布置，在放在室中的半导体晶片的周围产生多极磁场，而在半导体晶片上方不产生磁场。磁极的数目等于4或大于4，通常选自8至40之间的范围，这取决于晶片周围需要的场强。

如上所述，本领域中已知使用等离子处理装置，其中使用在晶片周围产生的多极磁场并通过适当控制多极磁场的强度保持等离子状态，从而在半导体晶片上进行蚀刻。但是，根据本申请发明人的研究，发现在沿晶片表面的蚀刻速度均匀性方面存在两种对立的情况。一种情况下，蚀刻速度均匀性在存在多极磁场时得到提高，而在另一情况下，蚀刻速度均匀性在没有多极磁场时得到提高。

当在二氧化硅薄膜上进行蚀刻时，蚀刻速度均匀性在存在多极磁场时得到更大提高。在这种情况下，没有多极磁场会导致蚀刻速度在晶片中心变高，而在晶片周围区域变低。

相反，当在有机低介电(低K)薄膜等上面进行蚀刻时，晶片表面上的蚀刻速度均匀性在没有多极磁场时得到更大提高。在这种情况下，多极磁场的存在会导致蚀刻速度在晶片中心变低，而在晶片周围区域变高。

如果使用电磁体产生多极磁场，则可容易地进行磁场发生的启动/停止控制。但是，电磁体的使用由于它们的高功率消耗和庞大而不利。出于这些原因，目前的做法是使用永久磁体。但是，需要大负荷机器在处理装置上安装和拆卸永磁体以进行启动/停止控制，因此，这涉及到长时间操作机器，从而导致半导体处理总工作效率的降低。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种等离子处理装置，其能按照各种等离子处理操作适应性地设定或控制多磁场的状态，从而能利用简单的机理来容易地进行半导体晶片的处理。

本发明的另一个目的是提供一种处理工件衬底的方法，以便根据各种等离子处理操作适应性地设定或控制多磁场的状态，从而能利用简单的机理容易地处理衬底。

本发明的一个方面在于等离子处理装置，其包括：在其中容纳衬底的真空室；设置在真空室内的等离子发生器，用于产生在衬底上进行等离子处理用的等离子；和设置在真空室外面的磁场发生器，用于在衬底的周围产生多极磁场，其中磁场发生器包括内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分，两者都与真空室以同心关系设置在真空室外面，并可彼此独立旋转。

本发明的另一个方面在于上述等离子处理装置，其中内环形状的磁场发生部分包括多段磁体，其每一个都相对于真空室中心被周向磁化，且其中外环形状的磁场发生部分包括多段磁体，其每一个都相对于真空室的中心被径向磁化。

本发明的又一方面在于上述等离子处理装置，其中内和外磁场发生部分中的每一个都包括垂直设置的其间有间隔的上和下磁场发生部分。

本发明的又一方面在于上述等离子处理装置，其中内和外磁场发生部分中的每一个都包括垂直设置的其间有间隔的上和下磁场发生部分，且其中上和下磁场发生部分中的每一个都包括在与磁场发生器中心轴平行的方向上各自被磁化的多个磁段，且其中每个上和下磁场发生部分的磁段以相同磁极垂直相对。

本发明的又一方面在于上述等离子处理装置，其中控制内和外磁场发生部分的相对位置以便在衬底的周围产生多极磁场，或在衬底的周围产生非多极磁场。

本发明的一个方面在于在容纳在真空室中的衬底上实施等离子处理的方法，等离子在真空室内产生，并通过使用在真空室内产生的多极磁场来限制，该方法包括通过独立旋转内环形状和外环形状的磁场发生装置来控制多极磁场的步骤，所述磁场发生装置设置成与真空室为同心关系。

附图简述

从以下描述并结合附图将更清楚地理解本发明的特征和优点，其中相同的元件或部分用相同的引用数字表示，其中：

图1为本发明适用的等离子处理装置的示意图；

图2为沿图1-1剖面线A-A截取的横截面图；

图3(a)-3(c)为描述本发明第一实施方案的图；

图4(a)-4(c)为描述本发明第二实施方案的图；

图5为描述根据本发明第一实施方案的真空室内磁场强度状态的示意图；

图6为说明根据本发明第一实施方案在不同的磁场状态下使用某种处理气体沿半导体晶片表面蚀刻速度变化的示意图；

图7为说明根据本发明第一实施方案在不同的磁场状态下使用另一处理气体沿半导体晶片表面蚀刻速度变化的示意图；

图8为说明根据本发明第一实施方案在不同的磁场状态下使用又一处理气体沿半导体晶片表面蚀刻速度变化的示意图；

图9(a)和9(b)为描述图4所示第二实施方案变体的图；

图10(a)和10(b)为描述图4所示第二实施方案另一变体的图；和

图11(a)和11(b)为描述图3所示第一实施方案变体的图。

优选实施方案详述

将参照附图描述本发明。

图1示意说明了本发明的用于磁控管等离子产生的磁场发生器，该发生器被应用于等离子蚀刻装置以在半导体晶片上进行蚀刻。在图1中，由铝(例如)制成的真空室(即处理室)1用作等离子处理空间。真空室1基本为圆筒状外观，并由其间具有阶梯式部分的上部1a和下部1b组成。真空室1电接地，上部1a被设计为使其相对于下部1b在直径方面较小。在真空室1内是能固定以基本表面向上的半导体晶片W的支撑台(基座)2。

一般由铝形成的支撑台2位于通过绝缘体3如陶瓷而电绝缘的支撑底座4上。另外，由导电或非导电材料形成的聚焦环5被固定到支撑台2的上圆周上。

在支撑台2的表面上提供静电卡盘6，以利用静电吸引将晶片W保持在固定位置。卡盘6包括在绝缘体6b之间的电极6a，电极6a连接到直流电源13上。当电极6a施加有直流电压时，半导体晶片W在库仑力下被吸引到支撑台2上并保持在合适的位置。

支撑台2配有用于循环制冷剂的制冷剂管道(未示出)，并还配有用于引导氦气到晶片下表面作为晶片W和制冷剂之间有效传热手段的气体供应源(也未示出)，借此半导体晶片W保持在所需的温度。

利用滚珠丝杠机构可调整支撑台2和支撑底座4的高度，滚珠丝杠机构的一部分用滚珠丝杠7示出，支撑底座4下部的传动部分覆盖有不锈钢(SUS)波纹管8，波纹管8外部用波纹管罩9环绕。

用于供应高频电力的供电线12连接到支撑台2的中心区域。供电线12还连接高频源10和匹配器11。高频电源10产生在13.56MH至150MHz(优选13.56MHz至100MHz)之间范围内的高频电力。例如，100MHz的电力被供应到支撑台2。

另外，为了提高蚀刻速度，优选叠加两种高频，其中一种用于产生等离子，另一种用于牵引等离子中的离子。典型地使用高频电源(未示出)用于离子牵引(偏压控制)，频率范围在500kHZ至13.56MHz之间。对于蚀刻二氧化硅，3.2MHz的频率是优选的，对于蚀刻多晶硅或有机薄膜，13.56MHz是优选的。

在聚焦环5的外侧是挡板14，其经由支撑底座4和波纹管8电连接到真空室1。接地的喷头16以与支撑台2平行且相对的方式连接到真空室1内支撑台2上方的顶板上。因此，可使支撑台2和喷头16作为一对电极运用。

在喷头16中提供多个气体喷孔18，在喷头16上方提供气体进口16a。在喷头16和真空室1的顶板之间形成气体扩散空间17。气体进口16a通过气体供应管15a连接到供应蚀刻用反应物和稀释气体的气体供应***15上。

对于反应气体，例如，可使用卤族(氟和氯族)气体和氢气等。对于稀释气体，可使用在所讨论技术领域中典型使用的氩气和氦气。在蚀刻过程中，上述处理气体从气体供应***15通过管道15a和气体进口16a供应到喷头16上方的气体扩散空间17内，其中气体在喷头16处通过气体喷孔18被喷出，并用于实现半导体晶片W表面上所形成薄膜的蚀刻。

在真空室1下部1b的侧壁处提供排气口19，其与排气***20连通，排气***20通过操作真空泵用于保持真空室1在所需负压水平。另外，真空室1下部1b在其侧壁的较高垂直位置处配有闸阀24，用于将半导体晶片送入真空室1和从中取出。

环绕真空室1上部1a的是环状磁场发生器21，其与真空室1以同心关系布置，以便在支撑台2和喷头16之间的处理空间周围产生多极磁场。

图2为沿横截面线A-A截取的横截面图。为了简化图2的图，省略了图1所示的聚焦环5。

如图1和2所示，磁场发生器21由内环状和外环状(或环样)磁场发生部分22和23组成，磁场发生部分22和23可分别通过两个旋转机构25a和25b绕真空室1独立地旋转。构成磁场发生器21一部分的磁体本身能使用已知的磁体制备，另外，旋转机构25a和25b本身对本领域技术人员来说是已知的，因此，它们的细节在图中没有详细显示。磁场发生部分22和23使真空室1中产生磁力线，如图2所示。在这种情况下，在真空室1的内侧壁附近产生强度为0.01至0.2T(100至2000G)、优选0.03至0.045T(300至450G)的多极磁场。在晶片W的中心区域，磁场强度降低至基本为零值。

在指定的范围内调节多极磁场的强度以防止因高磁场强度引起的磁漏，同时防止因低磁场强度引起的限制等离子失效。由于所需磁场强度随结构和构成磁场发生器的材料而变化，因此本发明不限于上述数值。

尽管晶片W中心处的磁场优选为零特斯拉值，但在晶片位于的区域中允许存在一些磁场，如果这种磁场的强度不会强到足以导致对蚀刻过程的一些不利影响。在图2所示的情况下，在晶片周围形成小于420μT(4.2G)(例如)的磁场强度，这足以限制等离子。

参考图3，其中显示了本发明的第一实施方案。根据该实施方案，内磁场发生部分22具有多个磁段31，磁段31分别在相对于真空室1中心的周向上被磁化。另一方面，外磁场发生部分23具有多个磁段33，磁段33分别在相对于真空室1中心的径向上被磁化。

更具体地说，如图3(a)所示，内磁场发生部分22的磁段31分别在周向上在磁极交替的情况下被磁化，并在其间分别具有磁性材料片(即块)。另一方面，外磁场发生部分23的磁段33分别在径向上在磁极交替的情况下被磁化，并使它们的外侧固定到磁环(或筒)34上。尽管不是必须要提供磁片32和磁环34，但优选这样做以提高磁场效率。磁片32和磁环34的合适材料为纯铁、碳钢、铁-钴钢、不锈钢等。

将描述，当在周向上改变内和外磁场发生部分22和23的相对位置时，真空室1内磁场的变化。当这些部分22和23位于如图3(a)所示位置时(下文中该位置称为基准或标准位置)，真空室1内的多极磁场表现出最大值。为了描述方便，如图3(a)所示，磁极节距用τ表示。如图3(b)所示，当内和外磁场发生部分22和23从基准位置(图3(a))彼此移位τ/2时，真空室1中多极磁场的强度相对于图3(a)所示的情况变小。另外，如图3(c)所示，当磁场发生部分22和23从基准位置在周向上彼此移位τ时，真空室1中的磁通量变得基本为零。

如上所述，如果磁场发生部分22和23周向上的相对位置从基准位置(图3(a))变化到磁极间距τ(图3(c))，则真空室1中多极磁场的强度可从最大值变化或控制到基本为零值。

在图3(a)至3(c)中，只旋转外磁场发生部分23。但是，由于内和外磁场发生部分22和23能独立地被旋转，因此可只旋转内磁场发生部分22，和作为选择，在彼此相反的周向上旋转部分22和23这两者。

参考图4(a)至4(c)，示意地说明了本发明的第二实施方案。

第二实施方案的磁场发生器对应于图1的磁场发生器21，同第一实施方案一样，由内和外磁场发生部分22和23组成。但是，第二实施方案不同于第一实施方案的地方在于，内和外磁场发生部分22和23中的每一个都分成其间有间隔的上和下磁场发生部分。

如图4(a)所示，内磁场发生部分22包括多个上磁段41a，同样，外磁场发生部分23包括多个上磁段42a。这些上磁段41a和42a分别绕真空室1(见图1)在圆周上提供，其间具有预定的间隔，磁极交替反向。另外，上磁段41a和42a的磁化方向分别定向在与磁场发生机构的中心轴平行的方向上。

图4(b)为沿图4(a)的线B-B截取的横截面图，并图示了上和下磁场发生部分的一部分。更具体地说，除了上磁段41a和42a外，图4(b)还显示了分别构成内和外磁场发生部分22和23的两个下磁段41b和42b，并还显示了对应的上和下磁段41a-41b和42a-42b中的每一个都以相同磁极彼此相对。

将描述，当在周向上改变内和外磁场发生部分22和23的相对位置时，真空室1内磁场的变化进行。当磁场发生部分22和23位于如图4(a)所示位置时，真空室1内的多极磁场变得最大。与图4(a)所示情况相比，图4(c)显示了内和外磁场发生部分22和23各自移位了磁极节距τ。在这种情况下，内磁段41a和41b的几乎全部磁通量都分别到达相应的外磁段42a和42b，因此，在真空室1中几乎没有磁通量。因此，当磁场发生部分22和23从基准位置(图4(a))在周向上彼此移位τ时，真空室1中的磁通量能从最大值变到基本为零。

图5为作为离晶片W中心的距离的函数测得的真空室1内磁场强度示意图，条件是：当内和外磁场发生部分22和23位于如图3(a)和4(a)所示的基准位置处时(用曲线A表示)；如图3(b)所示，当内和外磁场发生部分22和23相对于图3(b)所示的上述基准位置相对移位τ/2时(用曲线B表示)；和如图3(c)和4(c)所示，当内和外磁场发生部分22和23相对于基准位置相对移位磁极节距τ时(用曲线C表示)。注意D/S内径代表附着到真空室1内壁的沉积物屏蔽层的内径，因而D/S内径基本等于真空室1的内径。

如图5曲线A所示，当内和外磁场发生部分22和23位于基准位置时，多极磁场基本达到晶片W的圆周。另一方面，如曲线C所示，当内和外磁场发生部分22和23相对于基准位置相对移位τ时，真空室1内多极磁场的强度基本降低至零。此外，如曲线B所示，当内和外磁场发生部分22和23从基准位置相对移位τ/2时，真空室1内多极磁场的强度为上述两种情况的中间值。

如上所述，对于本发明的第一和第二实施方案，布置磁场发生器21的内和外磁场发生22和23使其彼此独立旋转。通过改变内和外磁场发生部分22和23的相对位置，可按如下方式来控制多极磁场的产生：在真空室1内半导体晶片W周围产生磁场或降低磁场至基本零值。

因此，当在二氧化硅薄膜等上面进行蚀刻时，在进行蚀刻的同时在真空室1中半导体晶片W周围产生多极磁场，借此能提高沿半导体晶片W表面的蚀刻速度均匀性。相反，当在有机低介电薄膜(低-K)等上面进行蚀刻时，在进行蚀刻的同时在真空室1中半导体晶片W周围不产生多极磁场，借此能提高半导体晶体W表面上的蚀刻速度均匀性。

图6至8为在不同条件下作为到半导体晶片W中心的距离的函数测得的蚀刻速度均匀性的实验结果示意图。在图6至8的每一个中，曲线A表示真空室1中没有磁场时得到的结果，曲线B表示存在强度为0.03T(300G)的多极磁场时得到的结果，曲线C表示存在强度为0.08T(800G)的多极磁场时得到的结果。

图6至8的曲线A显示了由内和外磁场发生部分22和23的磁段(在径向上相邻)产生的磁场极性相反的情况。换句话说，图6至8的曲线A显示了当内和外磁场发生部分22和23从基准位置相对移位磁极间距τ时，作为离半导体晶片W中心的距离的函数所测的蚀刻速度。这种情况对应于图3(c)和4(c)所示的每种情况。另一方面，图6至8的曲线C显示了由内和外磁场发生部分22和23的磁段(在径向上相邻)产生的磁场极性相同的情况。换句话说，图6至8的曲线C显示了当内和外磁场发生部分22和23处于基准位置时，作为离半导体晶片W中心的距离的函数所测的蚀刻速度。这种情况对应于图3(a)和4(a)所示的每种情况。还有，图6至8的曲线B显示了当内和外磁场发生部分22和23的圆周相对位置介于曲线A和C涉及的两种情况之间时，作为离半导体晶片W中心的距离的函数所测的蚀刻速度。这种情况对应于图3(b)所示的情况。

使用C₄F₈气体蚀刻二氧化硅薄膜，得到图6所示的结果。使用CF₄气体蚀刻二氧化硅薄膜，得到图7的结果，使用N₂和H₂的混合物蚀刻有机低介电薄膜，得到图8的结果。如图6和7所示，在使用包含碳(C)和氟(F)的蚀刻气体蚀刻二氧化硅薄膜时，认识到在真空室1中存在多极磁场时能提高晶片表面上的蚀刻速度均匀性。另外，如图8所示，当使用N₂和H₂的混合物蚀刻有机低介电薄膜时，在没有多极磁场时能提高晶片表面上的蚀刻速度均匀性。

因此，在本发明的实施方案中，可通过改变内和外磁场发生部分22和23在周向上的相对位置来容易地控制多极磁场。换句话说，可适应性地控制真空室中的多极磁场。

磁段的数目根据所需的磁场强度分布确定，因此可不限于任何具体的数目如2的倍数。另外，每个磁段的横截面可采取方形、多边形或圆形的形式。但是，考虑到便于制造，优选每个磁段都采用矩形横截面。还有，磁段22a和22b不限于指定的那些，可采用稀土磁体、铁氧体磁体或铝镍钴磁体的形式，它们在本领域中都是熟知的。

参照图9(a)和9(b)，将描述本发明的第二实施方案(图4)的变体。图9(a)和9(b)分别对应于图4(a)和4(b)。如图9(a)和9(b)所示，该变体是这样的，即内和外磁场发生部分22和23分别在其上和下表面带有磁环45a-46a和45b-46b。除此以外，变体基本等同于图4的第二实施方案。与图4的第二实施方案相比，通过提供磁环45a-46a和45b-46b，可提高磁场强度大约50％。也就是说，对于图9(a)和9(b)的变体，利用较少量的磁性材料就可达到与第二实施方案相同的磁场强度。环45a-46a和45b-46b可由纯铁、碳钢、铁-钴钢、不锈钢等制成。

下面描述使用本发明的磁场发生器运行等离子蚀刻处理。

首先，打开闸阀24，允许半导体晶片经由靠近阀24的载荷锁定室(未示出)通过装载机(未示出)送入到真空室1内并放在已经降低至预定位置的支撑台2上。当在静电卡盘6的电极6a上施加直流电压时，半导体晶片W在库仑力下被固定到支撑台2上。

然后，装载机于是从真空室1中抽出，关闭闸阀24，升高支撑台2到如图1所示的较高位置，运行排气***20的抽气泵，通过排气口19降低真空室1中的压力。

当真空室1中的压力降低到预定水平时，运行气体供应***15使预先选择的气体以100-1000sccm(例如)速度进入真空室1，然后保持真空室1内的压力在1.33-133Pa(10-1000托)，优选2.67-26.7Pa(20-200m托)。

在这种条件下，运行高频电源10以将频率13.56MHz-150MHz(例如100MHz)的100-3000瓦高频功率供应到支撑台2。在这种情况下，在喷头(即上电极)16和支撑台(即下电极)2之间产生高频电场。因此，引入的气体在高频电场的影响下被转化成等离子，该等离子作用到晶片W上，借此对半导体晶片W上沉积的薄膜的预定部分进行蚀刻。

如上所述，根据要进行的等离子处理改变内和外磁场发生部分22和23之间的位置关系，从而在真空室1中产生多极磁场或在其中基本不产生多极磁场。

产生的多极磁场可导致真空室1内侧壁部分处的局部腐蚀或刮削。为了避免局部腐蚀，通过旋转驱动机构25a和25b在其垂直中心轴周围同步旋转内和外磁场发生部分，以便相对于真空室1的内侧壁移动磁极。

在蚀刻处理结束时，关闭电源10的高频功率，降低支撑台2，通过闸阀24从真空室1中取出半导体晶片W。

参照图10(a)和10(b)，显示了第二实施方案(图4(a)和4(b))的第二变体。与第二实施方案一样，第二变体具有内和外磁场发生部分22和23，其中每一个都分成上和下磁场发生部分。但是，所讨论的第二变体不同于第二实施方案的地方在于，上部和下部可相对于彼此垂直移动。除此以外，第二变体基本与第二实施方案相同。

如图10(a)所示，当使上和下磁场发生部分彼此靠近时，真空室1中的磁场强度增加，如长箭头所示。相反，如图10(b)所示，当上和下磁场发生部分彼此移动远离时，真空室1中的磁场强度降低，如短箭头所示。与图4所示的第二实施方案相比，根据图10(a)和10(b)所示的第二变体，可精细地控制真空室1中的多极磁场强度。因此，不用将内和外磁场发生部分22和23的相对位置改变直到如第二实施方案中的磁极间距τ，就可降低真空室1中的多极磁场至基本为零值。

在图3所示的第一实施方案中，外磁场发生部分23的磁段33连接到磁环34的内壁上。但是，这些磁环34可省略。

另外，分别提供在磁段31之间的图3的磁片32可除去，并用磁段50代替，如图11(a)所示。还有，如图11(b)所示，可提供与磁段31和50的外壁接触的磁环52。尽管图中未示出，但相同的讨论适用于外磁场发生部分23。

在图9(a)和9(b)中，可这样改进，即提供磁环到内和外磁场发生部分22和23中一个的上和下表面上。

在上述描述中，没有描述如何支撑磁场发生器21的磁段，因为这在本领域中是众所周知的。

尽管提到本发明应用于晶片蚀刻的实施方案，但本发明可同样应用于包括等离子处理的其它处理，如CVD薄膜形成处理。

上述描述显示了两种优选实施方案和它们的一些改变。但是，其它各种改变对本领域那些技术人员来说是显而易见的，只要不脱离仅受附加权利要求限制的本发明的范围即可。因此，所显示和描述的实施方案和改变只是说明性的，而不是限制性的。

Claims (6)

1.一种等离子处理装置，包括：

在其中容纳衬底的真空室；

设置在所述真空室内的等离子发生器，用于产生在所述衬底上进行等离子处理用的等离子；和

设置在所述真空室外面的磁场发生器，用于在所述衬底的周围产生多极磁场，

其中所述磁场发生器包括内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分，两者都与所述真空室以同心关系设置在所述真空室外面，并可彼此独立旋转，并且，其中所述内环形状的磁场发生部分包括多段磁体，其每一个相对于所述真空室的中心被周向磁化，且其中所述外环形状的磁场发生部分包括多段磁体，其每一个相对于所述真空室的中心被径向磁化。

2.如权利要求1所述的等离子处理装置，其中所述内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分的每一个都包括垂直设置的其间具有间隔的上和下磁场发生部分。

3.如权利要求1或2所述的等离子处理装置，其中控制所述内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分的相对位置以便在所述衬底的周围产生多极磁场，或在所述衬底的周围产生非多极磁场。

4.一种等离子处理装置，包括：

在其中容纳衬底的真空室；

设置在所述真空室内的等离子发生器，用于产生在所述衬底上进行等离子处理用的等离子；和

设置在所述真空室外面的磁场发生器，用于在所述衬底的周围产生多极磁场，

其中所述磁场发生器包括内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分，两者都与所述真空室以同心关系设置在所述真空室外面，并可彼此独立旋转，并且，其中所述内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分的每一个都包括垂直设置的其间具有间隔的上和下磁场发生部分。

5.如权利要求4所述的等离子处理装置，其中所述上和下磁场发生部分的每一个都包括在与所述磁场发生器中心轴平行的方向上各自被磁化的多个磁段，且其中每个所述上和下磁场发生部分的所述磁段以相同磁极垂直相对。

6.如权利要求4或5所述的等离子处理装置，其中控制所述内环形状的磁场发生部分和外环形状的磁场发生部分的相对位置以便在所述衬底的周围产生多极磁场，或在所述衬底的周围产生非多极磁场。

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