CN1329957C - 表面处理装置 - Google Patents

Abstract

这种表面处理装置具有反应器和磁板，在反应器中产生等离子体，并且安放通过等离子体处理其表面的基底，所述磁板用于产生分布在反应器内部空间内的点形尖突磁场，其中在所述内部空间内产生等离子体。磁板具有多个磁体。这些磁体按照蜂巢网格结构排列在平行面对基底表面的圆形平面内。各个磁体的一个磁极端面被布置在各个格点的位置上，所述格点在圆形平面上形成六边形。此外，两个相邻磁体的磁极端面极性彼此交替相反。磁板可以配有多个按照构成正方形的网格结构排列的磁体，并且某些排列在最外部区域的磁体的磁力(矫顽力)被降低。因而即使在外缘也尽可能地保持内部空间的点形尖突磁场的周期性，并且降低外缘处周期性被扰乱的区域的磁场分布的非对称性。

Description

表面处理装置

技术领域

本发明涉及表面处理装置，更具体的是涉及使用等离子体处理基底表面的表面处理装置。这种表面处理装置被用于半导体行业的集成电路制造。表面处理装置具有等离子源，所述等离子源提供用于在基底上形成绝缘膜、互连金属、门电极材料等等的离子、电子、中性基等等，或者对基底表面进行精密处理。这种等离子源在反应器内部产生等离子体。通过点形尖突磁场(point-cusp magnetic field)控制这种等离子体的分布。

背景技术

首先参照图18说明现有技术的典型表面处理装置的结构。图18是表面处理装置的示意图。这种表面处理装置配有金属板制成的反应器(真空罐或处理腔)，并且被附属真空泵11抽空成预定真空状态。在反应器12内部以平行板电极结构配置位于上部的电极(阴极)13和位于底部并支承基底(或晶片)14的电极(基底电极)15。图18中省略了对电极15的支承结构的图解。传送设备(未示出)通过基底入口16传入基底14并装载在基底电极15上。在对放置在基底电极15上的基底14进行预定处理之后，通过基底出口17传出基底14。当在反应器12中处理基底14时，将反应器12的内部空间抽空成所需的真空状态，导入处理气体，达到供电条件并在基底14的上部空间产生等离子体，然后处理基底表面。图18中省略了对导入处理气体的机构的图解。

观察表面处理装置的反应器12的结构，反应器12被保持在接地电压18上。另外，阴极13和基底电极15与反应器12电气隔离。在图解的例子中，省略了对绝缘结构的具体描述。另外，高频电源19和20被独立连接到阴极13和基底电极15。为这些电极独立提供高频功率。根据需要自由设置高频功率的频率和量值。

此外，通过静电夹持机构15a等等把基底14固定在基底电极15上。这样，基底电极15具有基底夹具结构。将预定数量的用于基底14表面处理或加工的氩或其它处理气体导入反应器12，并且反应器12的内部压力保持为大约1到10帕的真空。

阴极13的背面具有磁板22，磁板22具有大量磁体(永久或线圈磁体)21。磁板22包括非磁性元件制成的板构件22a，板构件22a上粘附有大量棒状或块状磁体21。棒状磁体21均具有相同长度和相同磁强度。在各个磁体21的两个端面上构成相反磁极(N极和S极)，其中一个端面被固定到板构件22a上。在磁板22中，大量磁体21被固定到板构件22a的表面上，磁体21的纵向与板构件22a的表面垂直。在磁板22中，以最相邻磁体正对板构件22a表面的磁极端面的磁极互不相同的方式排列大量磁体21。可选地，如图18所示，可以在板构件22a的表面上按照相等的间隔距离排列N极和S极。注意，可以通过把板构件22a放置在靠近阴极13一侧或把磁体21放置在靠近阴极13一侧的方式在反应器12中布置磁板22。

作为现有技术的参考文件，受让人与本发明相同的日本待审专利公开说明书(Kokai)11-283926(参见图1，图3，图4等)公开了涉及大量磁体的排列结构。此外，也可以参考日本待审专利公开说明书(Kokai)2000-144411，6-69163，6-316779，8-288096等。

在表面处理装置的反应器12中，通过在基底14的上部空间23，即阴极13的下部空间产生的等离子体处理放置在基底电极15上的基底14的表面。例如通过高频功率静电耦合产生这种等离子体。

图19是磁板22的顶视图。图19是示出磁板22上大量磁体21的排列的顶视图。在图19中，大量小直径圆圈21a示出了圆柱棒状磁体21的磁极的端面位置和极性。磁板22的平面形状呈圆形，其直径与基底14或阴极13的平面形状基本相同。在圆形磁板22中，大量磁体21被排列在正方形四个顶点限定的范围内。这种排列把磁体定位在正方形的格点上，因而被称作″正方形网格结构″。根据这种正方形网格结构，在磁板22的中心区域保持正方形网格阵列的周期性，但是在外围边缘区域这种周期性被圆形轮廓扰乱。在图19示出的例子中，在四个位置上构成区域24，其中具有相同极性(N极)的磁体21和具有相反极性(S极)的磁体21分别被排列成单独一行。任何两个最相邻磁体21(除了对角位置之外)均具有等距离位置关系。在图19中，有阴影线的圆圈21a表示磁体21的N极端面，没有阴影线的圆圈21a表示磁体21的S极端面。正方形内任意格点上的磁体21的极性均与其最相邻格点上的磁体21的极性相反。在图19中，正方形的边长为2厘米，各个磁体21的圆形端面21a的直径为8毫米。

在反应器12的阴极13的内部空间，通过如上所述在位于阴极13背面的磁板22上排列大量磁体21以构成尖突磁场(cusp magnetic field)。这种尖突磁场是通过形成从N极到S极周围的磁力线构成的点形尖突磁场。大量磁体21被排列成具有相同平面相同磁力(矫顽力)的周期性正方形网格形状，因而按照周期性分布构成点形尖突磁场。

在上述表面处理装置中，在具有圆形平面形状的阴极13上方，大量磁体21因磁板22而被排列成正方形网格结构，尽管受到板构件22a的圆形附着表面的限制。根据这种磁体阵列，在反应器12中，在与正方形网格结构中保持精确周期性的区域相对应的阴极13内部区域中，上述点形尖突磁场按照相同的强度分布周期性重复。另一方面，在阴极13的外缘上，磁体阵列的周期性因圆形轮廓的限制而被扰乱，并且磁力线无处可去，所以对应内部区域中产生的磁场强度发生变化，并且在以基底13中心为圆心的径向上的分布差别很大。通常，在反应器12的阴极13的内部区域中，通过使强磁场内产生的等离子体出现在接近磁板22的区域并在远离磁板22的弱磁场中扩散，使得等离子体密度在较宽的范围内是均匀的。然而如上所述，根据传统表面处理装置的结构，弱磁场在远离磁板22的空间变得不均匀，并且磁场分布在外缘发生紊乱，所以等离子体内部离子和电子的密度和扩散方向变得不均匀。因此，出现等离子体对基底14的表面处理变得不均匀的问题。

更详细地，可以这样描述该问题，对于磁体21被排列成正方形网格结构的磁板22，在磁板22外缘处距离磁板至少10毫米的空间内，在单位正方形网格的对角方向25上出现强磁力线尖突。结果，对应于该空间的基底区域的表面处理结果不同于对应于其它空间的基底区域的表面处理结果。

发明内容

本发明的目标是解决上述问题并且提供这样的表面处理装置，即尽可能多地保持反应器内部空间中产生的点形尖突磁场的周期性，降低外缘处周期性发生紊乱的区域内磁场分布的非对称性，在不根本改变硬件结构的情况下保持点形尖突磁场的对称，并且使表面处理均匀。

根据本发明的第一方面，为了实现上述目标，提供具有如下结构的表面处理装置。

表面处理装置配有反应器和磁板，在反应器中产生等离子体并且安放通过等离子体处理其表面的处理对象，所述磁板用于产生分布在反应器内部空间内的点形尖突磁场，其中在所述空间内产生所述等离子体。磁板配有多个磁体，这些磁体被排列在平行面对处理对象表面的圆形平面内。每个磁体的一个磁极端面均被排列在某个格点的位置上，所述格点在圆形平面上形成六边形。此外，两个相邻磁体的磁极端面极性彼此相反。

在上述表面处理装置中，在阴极的内部或下部空间内，产生周期性点形尖突磁场的磁板上的大量磁体被排列成以六边形为单位网格的蜂巢网格结构阵列。因此，可以得到尽可能抑制周期性紊乱的排列，以及设定磁板外缘点形尖突磁场的磁力线的终点并使之闭合，其中在磁板外缘处，周期性被轻易扰乱。因此，尽可能保持对应于磁板外缘的磁场的周期性，并且提高对基底对应部分的处理的均匀度。

在本发明的表面处理装置中，六边形最好是规则六边形。通过规则六边形蜂巢网格结构，可以利用磁板上的密集分布以较高的均匀度排列蜂巢网格。

在本发明的表面处理装置中，六边形最好具有三对平行相对的边，每对边具有不同的长度。对于这种蜂巢网格结构，单位蜂巢网格不必具有严格规则的六边形。可以自由改变形状。

在本发明的表面处理装置中，长边的长度最好不超过短边的长度的两倍。有利的是，这种结构有效抑制了磁板外缘点形尖突磁场的周期性的紊乱。

在本发明的表面处理装置中，最好在六边形的各个格点上排列至少两个磁体。通过这种结构也可以达到类似的效果。

在本发明的表面处理装置中，最好在圆形平面的最外部区域排列其它磁力降低的磁体，并且校正单位网格周期性的紊乱。利用这种结构可以尽可能高地保持磁板外缘点形尖突磁场的周期性。此外，在本发明的表面处理装置中，可以缩短其它磁体的长度以减少磁力。

根据本发明的表面处理装置，由于使用蜂巢网格结构在磁板上排列大量磁体，可以尽可能保持反应器内部空间中产生的点形尖突磁场的周期性。因此，可以减少在外缘处周期性发生紊乱的区域内磁场分布的非对称性，在不根本改变硬件结构的情况下保持点形尖突磁场的对称性，并且均匀地处理基底表面。

根据本发明的第二方面，提供配有反应器和磁板的表面处理装置，在所述反应器中产生等离子体，并且安放其表面将被等离子体处理的处理对象，所述磁板用于产生分布在反应器空间内的点形尖突磁场，其中在所述空间内产生所述等离子体，磁板配有多个磁体，这些磁体被排列在平行面对处理对象表面的圆形平面内，每个磁体的一个磁极端面均被排列在圆形平面上多个格点中某个格点的位置上，两个相邻磁体的磁极端面极性彼此相反，并且在多个磁体中，某些排列在圆形平面最外部区域的磁体被降低了磁力(矫顽力)。

在上述表面处理装置中，通过在反应器的内部空间用等离子源产生等离子体，在产生等离子体的空间内形成有周期性的点形尖突磁场，并且在周期性网格结构的最外部区域排列被降低磁力(矫顽力)的其它磁体，从而提高反应器内磁场的周期性并且保持磁场均匀。

在本发明的表面处理装置中，上述格点最好被排列成正方形。

在本发明的表面处理装置中，最好缩短某些在最外部区域排列的磁体的长度。通过使截面与其它磁体相同并缩短长度，磁体的磁力被降低。

在本发明的表面处理装置中，所粘附的长度较短的磁体的磁极端面高度最好与其它磁体的磁极端面高度相同。通过使排列有大量磁体的磁板的表面保持在相同平面内，可以剩用正方形网格结构提高点形尖突磁场分布的周期性并且适当降低外缘的磁场强度。此外，在本发明的表面处理装置中，在各个格点的位置上排列至少两个磁体。

根据本发明的表面处理装置，由于使用正方形网格结构在磁板中心排列磁体并且在最外部区域的适当位置排列磁力被降低的磁体，即使在外缘也尽可能保持反应器内部空间中产生的点形尖突磁场的周期性并且降低周期性被扰乱的外围区域的磁场分布的非对称性。因此，在不根本改变硬件结构的情况下可以保持点形尖突磁场的对称性并且均匀地处理基底表面。

附图说明

通过下面参照附图对优选实施例的描述可以更清晰地理解本发明的这些和其它目标与特征，其中：

图1是有关基于本发明第一实施例的表面处理装置中配置的磁板上的磁体阵列的顶视图；

图2是有关基于本发明第一实施例的磁板上的磁体阵列的具体例子的顶视图；

图3是磁板的部分侧视图；

图4示出传统磁板中具有正方形网格结构的磁体阵列的顶视图以供比较；

图5是用于比较基于第一实施例的磁板和传统磁板的磁场强度(Y-轴方向)分布图表；

图6是用于比较基于第一实施例的磁板和传统磁板的磁场强度(对角方向)分布图表；

图7是有关基于本发明第二实施例的表面处理装置中配置的磁板上具有蜂巢网格结构的磁体阵列的顶视图；

图8是有关基于本发明第三实施例的表面处理装置中配置的磁板上具有蜂巢网格结构的磁体阵列的顶视图；

图9是有关基于本发明第四实施例的表面处理装置中配置的磁板上的磁体阵列的顶视图；

图10是基于第四实施例的磁板的部分侧视图；

图11是有关对基于第四实施例的磁板的修改的部分侧视图；

图12是示出基于本发明第五实施例的表面处理装置中配置的磁板上的磁体阵列的具体例子的顶视图；

图13是基于第五实施例的磁板的部分侧视图；

图14是传统磁板的部分侧视图；

图15是用于比较基于第五实施例的磁板和传统磁板的磁场强度(Y-轴方向)分布图表；

图16是用于比较基于第五实施例的磁板和传统磁板的磁场强度(对角方向)分布图表；

图17是基于第五实施例的修改的磁板的部分侧视图；

图18是关于表面处理装置的内部结构的纵向剖视图；而

图19是传统表面处理装置中使用的磁板上的磁体阵列的顶视图。

具体实施方式

下面，参照附图描述本发明的最优实施例。实施例中说明的部件的结构、形状、尺寸和相对排列只是为了更好地理解本发明。因此，本发明不仅限于下面说明的实施例，在如权利要求书所述的技术方案的范围内可以进行各种修改。

基于本发明的表面处理装置的基本结构与图18示出的传统结构相同。仍然参照图18说明本实施例的系统的基本结构。前面已经参照图18说明了硬件结构，因而这里引用前面的描述并且不再重复。基于本发明的表面处理装置的特征在于配置在阴极13背面的磁板22上的大量磁体21的阵列结构。  因此，在解释本实施例时，具体说明磁体21的阵列结构和这种阵列结构导致的磁场分布特征。

图1示出了基于本发明的表面处理装置中的磁体阵列结构的第一实施例。图1类似于图19，并且是磁板22的顶视图。在磁板22中，如果把磁体的排列位置看作格点，具有相同形状和相同磁强度的大量磁体21的阵列结构是一种蜂巢网格结构，该蜂巢网格结构包括大量单位蜂巢网格31，其中六个格点构成一个规则六边形。如上所述，磁板22呈碟形，所以粘附在碟形板构件22a的表面上的磁体21被放置和固定在板构件22a的圆形表面上的单位蜂巢网格31内，其中没有间隙，并且也没有突出。

磁板22具有用于固定磁板22的磁体的圆形板构件22a。与传统正方形网格结构中的磁体21的排列相比，上述蜂巢网格结构中磁体21的排列允许把磁体粘附到板构件22a上，以便在类似于板构件22a的圆形区域内尽可能多地覆盖板构件22a的整个表面。如图1所示，可以排列蜂巢网格31以便在碟形板构件22a的中心区域内提供周期性。此外，即使在碟形板构件22a的外缘，具有N极端面21a的磁体21和具有S极端面21a的磁体21也会如区域32所示的那样成行排列。与正方形网格结构相比，这些行以较小的间隔紧密排列。通过这种方式，在基于本实施例的表面处理装置的磁板22中，大量磁体21被排列成蜂巢网格结构，并且与传统的正方形网格结构相比，尽可能保持磁板22外缘(最外部磁体区域)的磁力线分布的对称性。

下面参照图2和图3说明上述磁板22的磁场的特征。图2中示出的磁板22的顶视图与图1示出的顶视图基本相同。然而在图2所示的磁板22中，所使用的磁体21是长度为24毫米并且直径为8毫米的圆柱棒状磁体(例如住友特种金属公司制造的NEOMAX-35(型号名称)磁体)，并且被排列成蜂巢网格结构，其中碟形板构件22a上两个最相邻磁体21之间的距离为17毫米。此外，在图3所示的磁板22的部分侧视图中，示出了磁板表面33。平面34到磁板表面33的垂直距离为33毫米，并且平面34被定义成用于磁场测量的平面区域。磁板22上的所有磁体21均具有相同长度。因此，磁板表面33变成与板构件22a平行的平面。

当测量上述平面34的磁场强度时，对于具有本实施例的蜂巢网格结构磁体阵列的磁板22，磁板22中心的磁场强度通常在0到2毫特斯拉左右的范围内变化，外缘的磁场强度通常在0到6毫特斯拉左右的范围内变化。对于具有如图4所示的传统正方形网格结构磁体阵列(最相邻磁体之间的距离为20毫米)并且具有如图3所示长度全部相同的磁体的磁板22，在相同状态下针对该磁板22测量的磁场强度与本实施例的磁场强度相比，传统磁板22的中心的磁场强度通常在大约0到2毫特斯拉的范围内变化，而外缘的磁场强度通常在大约0到10毫特斯拉的范围内变化。也就是说，对于具有图4所示的正方形网格结构磁体阵列的传统磁板，在距离外缘的磁板表面33至少10毫米的空间内，在磁体阵列的单位正方形网格对角方向上以线性分布出现这样的磁场强度分布，即该磁场强度分布中的磁场强度大约为对应于中心的空间的磁场强度的五倍，但对于具有图1和图2所示的蜂巢网格结构磁体阵列的磁板22，在距离外缘的磁板表面33至少10毫米的空间内以圆形分布出现这样的磁场强度分布，即该磁场强度分布中的磁场强度被减少到大约为对应于中心的空间的磁场强度的三倍。对于本实施例的磁板22，图2所示的最外部磁体区域35沿着基于本实施例的圆形磁板22的外缘的外围基本上呈圆形。这对应于磁场强度被减少到大约为中心磁场强度的三倍的磁场强度分布区域

参照图5和图6，比较测量基于本实施例的磁板22和现有技术的磁板22的磁场强度分布的具体例子。基于本实施例的磁板22具有如图2所示的蜂巢网格结构磁体阵列，而传统磁板22具有如图4所示的正方形网格结构磁体阵列。如图3所示，磁场强度分布是在距离磁板表面33有22毫米的平面34上测量的、与磁板22垂直的方向上的磁场强度分布。图5示出Y-轴方向的磁场强度分布，图6示出对角方向(图4中线条36的方向)的磁场强度分布。在图5和图6中，分布特征A示出基于本实施例的磁板22的磁场强度分布，而分布特征B示出传统磁板22的磁场强度分布。

如图5所示，在磁板的中心区域(沿中心径向0到接近140毫米的范围)内，分布特征A和B中的磁场在-2.0到2.0毫特斯拉的范围内变化。在140毫米之外，分布特征B中的磁场强度变成大约6.0毫特斯拉，而分布特征A中的磁场强度变成大约-4.0毫特斯拉。此外，如图6所示，在磁板22的中心区域(沿中心径向0到接近140毫米的范围)内，分布特征A和B中的磁场在大约-1.0到2.0毫特斯拉的范围内变化，而在140毫米之外，分布特征B中的磁场强度变成大约6.0毫特斯拉，分布特征A中的磁场强度变成大约3.0毫特斯拉。

由此可见，与具有正方形网格结构磁体阵列的磁板22的外缘磁场强度相比，具有蜂巢网格结构磁体阵列的磁板22的外缘磁场强度得到改进。

当通过配置有如图18所示的磁板22的表面处理装置对基底14上的氧化硅薄膜进行精细处理时，对应于磁板22外缘的预定空间的点形尖突磁场的磁场分布强度得到改进，所以可以解决传统正方形网格结构磁体阵列造成的基底外缘的处理不均匀的问题，其中所述磁板22配有按照蜂巢网格结构排列的大量磁体21。

图7示出了本发明的第二实施例。基于这个实施例的表面处理装置配有磁板，该磁板具有类似于第一实施例的蜂巢网格结构磁体阵列，但构成磁体阵列的蜂巢网格的形式发生改变。因此图7示出了具有特征形式的蜂巢网格41。在这种蜂巢网格41中，具有N极端面42a的磁体和具有S极端面42b的磁体被排列在形成六边形的六个格点上。蜂巢网格41的特征在于，蜂巢网格41不形成规则六边形，并且六个格点之间的三对相对的边相互平行。只要三对相对的边是平行的，则各个边可以具有任何长度。即使通过此种形式的蜂巢网格41产生的蜂巢网格结构磁体阵列，也完全能够实现上述效果。然而为了达到更好的效果，六边形的最长边的长度最好不超过图7示出的单位蜂巢网格41中最短边的长度的两倍。

图8示出了本发明的第三实施例。按照与第一实施例相同的方式，基于这个实施例的表面处理装置也配有磁板，该磁板具有蜂巢网格结构磁体阵列，但构成磁体阵列的蜂巢网格的类型发生改变。图8示出了一个蜂巢网格51，蜂巢网格51构成具有特征形式的单元。基于这个实施例的蜂巢网格51的结构使得例如四个具有相同磁极端面21a的磁体21被排列在格点阵列中构成规则六边形的每个格点上。构成规则六边形的每个格点上排列的磁体的数量必须不止一个(两个或更多)。根据具体应用和所要达到的目标可以采取任何数量。即使通过此种形式的蜂巢网格51产生蜂巢网格结构磁体阵列，也完全能够实现上述效果。

下面参照图9和图10说明本发明的第四实施例。这个实施例的结构使得除磁板22上被排列成上述第一实施例的蜂巢网格结构的磁体之外，在最外部外缘的所需位置上还排列有长度最好是上述磁体长度的一半的多个磁体61。磁体61具有取决于其位置的N极端面61a或S极端面61b。通过使磁体长度减半，减弱了磁场强度，并且磁板22的外缘上的磁场强度分布被控制成等于第一实施例中的上述磁场强度分布。

在第四实施例中，最好通过使最外部磁体61的长度减半来控制所需位置上的磁场分布强度，但是用于测量磁场分布强度的区域的平面34最好具有相同的高度，因而也可以提供图11所示的支承基座62以使平面34高度恒定。

下面参照图12和图13说明磁体阵列结构的第五实施例。图12是磁板22的顶视图，图13是磁板22的部件的剖面部分侧视图。

基于本实施例的磁板22以现有技术的正方形网格结构磁体阵列作为其基本结构。大量磁体21按照上述正方形网格结构排列在从磁板22中心至外缘附近的区域中。在这个区域中，大量正方形网格131的排列具有周期性。在磁体21按照这个正方形网格结构排列成的阵列中，任何两个最相邻磁体21的磁极的极性相反，因此N极和S极交替排列。按照这种正方形网格结构形成点形尖突磁场。在图12中，大量磁体21被图示成圆形端面21a。此外，在圆形端面21a中，有阴影线的圆形端面表示N极端面，无阴影线的圆形端面表示S极端面。

此外，在具有上述正方形网格结构的磁体阵列的外部，即在板构件22a的外缘的最外侧，排列与磁体21一样在两端具有磁极但长度小于磁体21的长度的多个圆柱棒状磁体132，所述磁体阵列位于磁板22最外部区域(剖面线区域)中的周期性发生紊乱的区域内。具体地，磁体132的长度最好是磁体21的长度的一半。接近磁板22外缘的磁体132产生的磁场弱于在磁板22中心排列的磁体21产生的磁场。磁体132产生弱双极磁场。

下面参照图12和13说明涉及磁板22的磁场的特征，图14为进行比较示出了传统的结构。在图12所示的磁板22中，所使用的磁体21是长度为24毫米并且直径为8毫米的圆柱棒状磁体(例如住友特种金属公司制造的NEOMAX-35(型号名称)磁体)，并且按照正方形网格结构排列在碟形板构件22a上，其中两个最相邻磁体21之间的距离为d4。距离d4为20毫米。此外，在示出磁板22的部分侧视图的图13和14中，示出了磁板表面33。平面34到磁板表面33的垂直距离d2为22毫米，并且平面34被定义成用于磁场测量的平面区域。磁板22上的所有磁体21均具有相同长度(相同形状和材料)。因此，磁板表面33变成与板构件22a平行的平面。与此相反，在图13所示的基于本实施例的结构中，长度较短的磁体132被排列在最外部区域中。因此，位于磁板22外缘的磁体132被排列成不接触磁板表面33的形式。

参照图15和图16，对基于本实施例、具有图12和13示出的结构的磁板22的磁场强度分布测量和图19与13示出的传统磁板22的磁场强度分布测量进行比较。基于本实施例的磁板22具有如图12和图13所示的正方形网格结构磁体阵列，而传统磁板22具有如图19和图14所示的传统正方形网格结构磁体阵列。磁场强度分布是涉及在图13和14示出的阵列中与磁板表面33相距22毫米的平面34上测量的、与磁板22垂直的方向上的磁场强度分布。图15示出Y-轴方向的磁场强度分布，图16示出对角方向(线条36的方向)的磁场强度分布。在图15和图16中，分布特征A1示出基于本实施例的磁板22的磁场强度分布，而分布特征B示出传统磁板22的磁场强度分布。

如图15所示，在磁板22的中心区域(沿中心径向0到接近140毫米的范围)内，分布特征A1和B1中的磁场在大约-2.0到2.0毫特斯拉的范围内变化。在140毫米之外，分布特征B1中的磁场强度变成大约6.0毫特斯拉，而分布特征.1中的磁场强度在-3.0到2.0毫特斯拉左右的范围内变化。此外，如图16所示，在磁板22的中心区域(沿中心径向0到接近140毫米的范围)内，分布特征A1和B1中的磁场在0.0到2.0毫特斯拉的范围内变化，在140毫米之外，分布特征B1中的磁场强度变成大约6.0毫特斯拉，而分布特征A1中的磁场强度在-2.0到1.0毫特斯拉左右的范围内变化。

因此可以发现，与具有传统正方形网格结构磁体阵列的磁板22的外缘磁场强度相比，具有正方形网格结构磁体阵列的磁板22的外缘磁场强度得到改进，在后一种正方形网格结构磁体阵列中，磁体132被排列在最外部区域的所需位置上。

如上所述，当通过如图18所示的硬件结构使用配有磁板22的表面处理装置对基底14上的氧化硅薄膜进行精细处理时，对应于磁板22外缘的预定空间的点形尖突磁场的磁场分布强度得到改进，所以可以解决传统正方形网格结构磁体阵列造成的基底外缘的处理不均匀的问题，其中所述磁板22配有按照本实施例的正方形网格结构排列的大量磁体21。

可以通过以下方式修改上述实施例。在上述实施例中，最外部区域的磁体132具有较短的长度，但也可以使其长度与其它磁体的长度相同但缩小磁体的截面。此外，即使磁体132的形状与磁体21相同，也可以通过产生其材料具有较小矫顽力的磁体使磁体产生弱磁场。此外，可以使其矫顽力的量级与磁体21的相同，并且在磁体阵列的周期性被扰乱的区域中使用的磁体与磁板表面33之间的距离大于保持磁体阵列的周期性的区域中使用的磁体与磁板表面33之间的距离，因而使反应器12内部空间中的点形尖突磁场均匀。此外，可以适当综合或同时使用上述结构以便实现与上述类似的效果。

此外，如图17所示，也可以把铝支承基座137粘附在长度被缩短的磁体132与板构件22a之间，使得磁体132与铝支承基座137加起来的长度与其它长磁体21的长度相同。

此外，在正方形的每个格点上可以排列至少两个磁体21。

在上述实施例的磁板22中，大量磁体21被排列在具有所需厚度的板构件22a的一个表面上，但是板构件22a也可以更厚，并且可以在不使用板构件22a产生类似磁体阵列结构的情况下单独排列板构件内部的磁体21或磁体21。此外，磁板22可以被布置在阴极13后面的位置上。此外，磁板22可以被布置在反应器12的外部。磁板22可以被布置在反应器12内，其中或者板构件22a在内侧，或磁体在内侧。

在上述实施例中，当然可以通过组合不同实施例的任何结构来实现基于本发明的表面处理装置的磁板22。此外，除普通永久磁体之外，磁体也可以是通过电磁方式产生的磁体。如果使用电磁方式，其优点是可以自由调整单个磁体产生的磁场强度。

在上述第五实施例中，在磁板中心通常按照正方形网格结构排列磁板上的大量磁体，并且在最外部区域的适当位置上排列长度缩短和磁力降低的不同磁体，但是即使令所有磁体具有相同形状和相同矫顽力，也可以通过使最外部磁体进一步分离来获得与上述实施例类似的效果。

本申请公开的内容涉及2002年8月6日提交的日本专利申请2001-238279和2001-238280中包含的主题内容，这里直接参考引用了所述专利申请的全部公开内容。

Claims (12)

1.一种表面处理装置，所述表面处理装置配有反应器和磁板，在所述反应器中产生等离子体并且安放有通过所述等离子体处理其表面的处理对象，所述磁板用于产生分布在所述反应器内部空间内的点形尖突磁场，其中在所述空间内产生所述等离子体，其中

所述磁板配有多个磁体，这些磁体被排列在平行面对所述处理对象表面的圆形平面内，每个磁体的一个磁极端面均被排列在所述圆形平面上形成六边形的多个格点中的一个格点的位置上，并且两个相邻磁体的所述磁极端面极性彼此相反。

2.如权利要求1所述的表面处理装置，其中所述六边形是规则六边形。

3.如权利要求1所述的表面处理装置，其中所述六边形具有三对平行相对的边并且每一对边分别具有不同的长度。

4.如权利要求3所述的表面处理装置，其中最长边的长度最好不超过最短边的长度的两倍。

5.如权利要求1所述的表面处理装置，其中在所述六边形的每个所述格点上排列至少两个磁体。

6.如权利要求1所述的表面处理装置，其中在所述圆形平面的最外部区域排列其它磁力降低的磁体，并且校正单位网格的周期性的紊乱。

7.如权利要求6所述的表面处理装置，其中缩短其它磁体的长度以减少磁力。

8.一种表面处理装置，所述表面处理装置配有反应器和磁板，在所述反应器中产生等离子体并且安放有通过所述等离子体处理其表面的处理对象，所述磁板用于产生分布在所述反应器内部空间内的点形尖突磁场，其中在所述空间内产生所述等离子体，其中

所述磁板配有多个磁体，这些磁体被排列在平行面对所述处理对象表面的圆形平面内，每个磁体的一个磁极端面均被排列在所述圆形平面上多个格点中的一个格点的位置上，两个相邻磁体的所述磁极端面极性彼此相反，并且在所述多个磁体中，某些排列在所述圆形平面最外部区域的所述磁体其磁力被降低。

9.如权利要求8所述的表面处理装置，其中所述格点是构成正方形的格点。

10.如权利要求8所述的表面处理装置，其中缩短某些在所述最外部区域排列的所述磁体的长度。

11.如权利要求10所述的表面处理装置，其中所粘附的所述长度较短的磁体的磁极端面高度与其它所述磁体的磁极端面高度相同。

12.如权利要求8所述的表面处理装置，其中在所述格点中的每个格点的位置上排列至少两个磁体。

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