專利名稱：電感耦合線圈及采用該電感耦合線圈的等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電感耦合線 圈以及一種采用該電感耦合線圈的等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)集成電路的集成度要求越來 越高，這就要求生產(chǎn)集成電路的企業(yè)不斷地提高半導(dǎo)體器件的加工/
處理能力。目前，在半導(dǎo)體器件的加工/處理領(lǐng)域中，特別是在IC (Integrated circuit, 集成電路)或MEMS (Micro Electromechanical System,微電子機(jī)械系統(tǒng))器件的制造工藝中，常常需要用到諸如等 離子體刻蝕、沉積或其他工藝的等離子體處理技術(shù)，而這些技術(shù)通常 都要借助于諸如等離子體刻蝕機(jī)等的等離子體處理裝置來實(shí)現(xiàn)。
因此，在半導(dǎo)體器件的加工/處理領(lǐng)域中，適用于刻蝕、沉積或 其他工藝的等離子體處理裝置的工作性能就顯得至關(guān)重要，尤其是針 對(duì)大襯底的工作性能，這是因?yàn)?，近年來晶片尺寸已?00mm增大到 300mm。換言之，等離子體處理裝置只有具備良好的工作性能，才能 提高產(chǎn)率，以及提高制造高度集成器件的工藝能力。因此，在半導(dǎo)體 器件的加工/處理領(lǐng)域中，增大等離子體點(diǎn)火窗口范圍，保持較高的 等離子體密度，進(jìn)而提高晶片等半導(dǎo)體器件加工/處理工藝的均勻性 就變得非常重要。
目前，在半導(dǎo)體器件的加工/處理領(lǐng)域中己經(jīng)使用的等離子體處 理裝置種類繁多，例如有電容耦合等離子體(CCP)類型的等離子體 處理裝置、電感耦合等離子體(ICP)類型的等離子體處理裝置，以 及電子回旋共振等離子體(ECR)類型的等離子體處理裝置，等等。
其中，電容耦合等離子體類型的等離子體處理裝置借助于電容 耦合的方式產(chǎn)生等離子體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。然而在實(shí)際應(yīng)用中，這種類型的等離子體處理裝置所產(chǎn)生的等離子體密度較低，難以滿足 實(shí)際工藝過程中等離子體加工/處理速率和產(chǎn)率的需求。
至于電子回旋共振等離子體類型的等離子體處理裝置，其可以 在較低的工作氣壓下獲得密度較高的等離子體。然而在實(shí)際應(yīng)用中， 這種類型的等離子體處理裝置需要引入外磁場(chǎng)，還需要配置微波管等 器件，因而造價(jià)相對(duì)較高。
鑒于此，電感耦合等離子體類型的等離子體處理裝置目前被廣為 采用。這種方式可以在較低工作氣壓下獲得密度較高的等離子體，而 且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。同時(shí)，這種類型的等離子體處理裝置可以獨(dú) 立地對(duì)產(chǎn)生等離子體的射頻源(其決定等離子體的密度)與基片臺(tái)射 頻源(其決定入射到晶片上的粒子能量)進(jìn)行控制。因而，這種類型
的等離子體處理裝置非常適于對(duì)金屬和半導(dǎo)體等材料進(jìn)行刻蝕等加工 /處理。
特別是，目前晶片的尺寸逐漸由200mm增大到300mm，而對(duì)于 300mm的大尺寸晶片，電感耦合等離子體類型的等離子體處理裝置因 其能夠高密度和高均勻性地產(chǎn)生等離子體、且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，而被認(rèn) 為是最佳的等離子體處理裝置。
請(qǐng)參閱圖1，其中示出一種現(xiàn)有技術(shù)中常見的電感耦合等離子體 處理裝置。該裝置通常包括反應(yīng)腔室4、介質(zhì)窗17、靜電卡盤6和電 感耦合線圈3。其中，靜電卡盤6位于反應(yīng)腔室4內(nèi)，并且經(jīng)由第二匹 配器10而與射頻源11相連。該靜電卡盤6上設(shè)置有被加工/處理的晶 片5。在反應(yīng)腔室4的上方設(shè)置有介質(zhì)窗17，電感耦合線圈3便置于 該介質(zhì)窗17上，并經(jīng)由第一匹配器2而與射頻源1相連。
在半導(dǎo)體器件加工/處理過程中，進(jìn)入反應(yīng)腔室4的工藝氣體被位 于上方的電感耦合線圈3電離形成等離子體，以對(duì)晶片5等半導(dǎo)體器 件表面材質(zhì)進(jìn)行諸如刻蝕等的加工/處理操作。同時(shí)，借助于分子泵(圖 未示)將反應(yīng)后的氣體從反應(yīng)腔室4中抽出。
在上述反應(yīng)過程中，使氣體產(chǎn)生電離而形成等離子體的射頻功率 來自于電感耦合線圈3。如前所述，該線圈3經(jīng)由第一匹配器2而與射 頻源1相連，射頻源i用于提供射頻電流。隨著射頻電流流入線圈3，圍繞線圈3而產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)是時(shí)間的函數(shù)，并且隨著所述磁場(chǎng)
的變化而在反應(yīng)腔室4內(nèi)感生出電場(chǎng)。同時(shí)，反應(yīng)腔室4內(nèi)的工藝氣
體因與通過感應(yīng)電場(chǎng)而加速的電子發(fā)生碰撞而被離子化，這樣，就可
以在反應(yīng)腔室4內(nèi)產(chǎn)生等離子體。這種方式所產(chǎn)生的等離子體與晶片5 等半導(dǎo)體器件的表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，以對(duì)晶片5等半導(dǎo)體器件進(jìn) 行諸如刻蝕等的加工/處理。
另外，靜電卡盤6經(jīng)由第二匹配器10而與用于提供偏置電壓的射 頻源11相連，以便增加等離子體與晶片5等半導(dǎo)體器件進(jìn)行碰撞的能
請(qǐng)參閱圖2，其中示出了現(xiàn)有電感耦合等離子體處理裝置中常采 用的電感耦合線圈的結(jié)構(gòu)。如圖所示，現(xiàn)有的電感耦合線圈3通常包 括兩個(gè)并聯(lián)且相互嵌套的螺旋線形線圈繞組即，第一繞組31和第二 繞組32，并且每一個(gè)螺旋線形線圈均為平面結(jié)構(gòu)。其中，第一繞組31 的輸入端為M，輸出端為N;第二繞組32的輸入端為L(zhǎng)，輸出端為O。 第一繞組31與第二繞組32彼此并聯(lián)，并且輸入端L、 M與第一匹配 器2的輸出端相連，輸出端N、 0經(jīng)由可調(diào)電容C3接地。
事實(shí)上，電感耦合線圈3也可以包括更多個(gè)相互并聯(lián)且彼此嵌套 的線圈繞組而不必局限于圖2所示的兩個(gè)。并且電感耦合線圈3中的 每一個(gè)繞組的形狀也并不局限于圖2所示的螺旋線，而是也可以為弧 形線。
在實(shí)際應(yīng)用中，通過調(diào)整電容C3的值，可以使電感耦合線圈3 的各個(gè)繞組中的電流在大致中間位置處幅度較大而在輸入端和輸出端 附近幅度較小，即，上述各個(gè)繞組中的電流沿各繞組長(zhǎng)度方向存在著 一定的變化規(guī)律。
下面參照?qǐng)D3以第一繞組31為例對(duì)繞組中的電流分布變化規(guī)律進(jìn) 行詳細(xì)說明。
圖3中，橫坐標(biāo)z表示沿線圈長(zhǎng)度的位置坐標(biāo)，對(duì)于第一繞組31， M端即對(duì)應(yīng)于z=0的位置；縱坐標(biāo)II(z)l表示第一繞組31中的電流幅度。 M為第一繞組31的輸入端，N為第一繞組31的輸出端，/表示第一繞 組31的長(zhǎng)度，^為可調(diào)電容C3等效為短路傳輸線的長(zhǎng)度。對(duì)于圖2所示的電感耦合線圈3，通過調(diào)節(jié)C3的值，可得到如圖 3所示的線圈電流幅度分布。也就是說，圖2所示平面螺旋線形狀的電 感耦合線圈在反應(yīng)腔室內(nèi)的介質(zhì)窗下方附近產(chǎn)生的電磁場(chǎng)和耦合的
射頻功率是不均勻的，具體表現(xiàn)為這樣的情形即，在腔室中心和邊
緣位置處所產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)和耦合的射頻功率相對(duì)較小，在腔室中 心和邊緣之間一定半徑的位置處所產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)和耦合的射頻 功率較強(qiáng)。磁場(chǎng)的大小及分布是由流經(jīng)電感耦合線圈各個(gè)位置處的射 頻電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的矢量和決定的，對(duì)于整個(gè)電感耦合線圈來說， 仍會(huì)有電磁場(chǎng)和耦合的射頻功率存在著環(huán)向最大的分布規(guī)律。然而在 實(shí)際應(yīng)用中，介質(zhì)窗下方的感應(yīng)電磁場(chǎng)和耦合的射頻功率的分布直接
決定著所產(chǎn)生的等離子體的分布。因此，采用圖2所示電感耦合線圈
會(huì)使介質(zhì)窗下方所產(chǎn)生的等離子體呈現(xiàn)這樣的分布規(guī)律即，在反應(yīng)
腔室中心和邊緣位置處的等離子體密度相對(duì)較低，而在偏離腔室中心 一定半徑的位置處的等離子體密度較大。
特別是，伴隨著諸如晶片等的處理工件的尺寸不斷增大(目前己
從200mm增大到300mm，乃至更大)，為保持滿足工藝需求的大面積 高密度等離子體，就需要增加線圈的長(zhǎng)度和圈數(shù)，然而，線圈長(zhǎng)度的 增加會(huì)導(dǎo)致線圈電感的增加，過高的電感很難通過匹配器中的電容實(shí) 現(xiàn)阻抗的最佳共軛匹配，從而會(huì)降低功率吸收效率，進(jìn)而使得難以獲 得用于加工/處理的大面積高密度均勻分布的等離子體。
因此，在實(shí)際工藝中，盡管等離子體可以從介質(zhì)窗下方的產(chǎn)生區(qū) 向所處理工件的表面以及腔室中心和邊緣擴(kuò)散，但是在一定的工藝范 圍內(nèi)，僅通過擴(kuò)散是很難在工件表面獲得分布均勻的等離子體，這樣 便使得對(duì)晶片等處理工件的加工/處理過程存在中心部分處理慢、邊緣 部分處理得相對(duì)較快的問題，從而致使該處理工件的加工/處理結(jié)果不 均勻。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電感耦合線圈，其能 夠產(chǎn)生大面積高密度均勻分布的等離子體，進(jìn)而使得被處理工件的加工/處理結(jié)果也較為均勻。
此外，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述電感耦合線圈的等離子體處理裝置，其同樣能夠產(chǎn)生大面積髙密度均勻分布的等離子體，并使被處理工件的加工/處理結(jié)果也較為均勻。
為此，本發(fā)明提供了一種電感耦合線圈，其包括偶數(shù)個(gè)線圈繞組，所述線圈繞組成對(duì)設(shè)置，每一對(duì)所述線圈繞組中的兩個(gè)線圈繞組形狀相同并彼此并聯(lián)，并且其中一個(gè)線圈繞組的輸入端位于所述電感耦合線圈的中央位置處，輸出端位于所述電感耦合線圈的邊緣位置處并串聯(lián)有電抗模塊；另一個(gè)線圈繞組的輸入端位于所述電感耦合線圈的邊緣位置處，輸出端位于所述電感耦合線圈的中央位置處并串聯(lián)有電抗模塊。
其中，所述線圈繞組為平面結(jié)構(gòu)。
其中，每一對(duì)所述線圈繞組中的兩個(gè)線圈繞組相互嵌套。
其中，所述線圈繞組為螺旋線的形狀，所述螺旋線可以為阿基米德螺旋線或漸開線或渦狀線的形式。
其中，所述線圈繞組為大致同心圓的形狀，并且所述同心圓中的每一圈包括多個(gè)弓形的弧線段，和至少一個(gè)在弧線段之間延伸并連接的連接部分，所述弧線段分別沿著所述同心圓延伸。
其中，所述偶數(shù)個(gè)線圈繞組的形狀全部相同，并相互嵌套。
其中，所述電抗模塊包括可調(diào)電容。
其中，所述可調(diào)電容的一端連接相應(yīng)線圈繞組的輸出端，其另一端接地。
作為本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供了一種等離子體處理裝置，其包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)室的上部設(shè)有介質(zhì)窗，在所述介質(zhì)窗的上方設(shè)置有本發(fā)明提供的如上所述的電感耦合線圈，所述電感耦合線圈的第一端通過射頻匹配器與射頻電源連接，所述電感耦合線圈的第二端經(jīng)由電抗模塊接地，以便在反應(yīng)腔室內(nèi)得到分布均勻的等離子體。
其中，所述電抗模塊包括可調(diào)電容。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有下述有益效果本發(fā)明提供的電感耦合線圈包括偶數(shù)個(gè)并聯(lián)嵌套的線圈繞組，并且這些線圈繞組成對(duì)設(shè)置。對(duì)于每一個(gè)繞組，均有位于該電感耦合線圈中心位置處的內(nèi)部端點(diǎn)和位于該電感耦合線圈邊緣位置處的外部端點(diǎn)。若某一個(gè)繞組的內(nèi)部端點(diǎn)為輸入端，外部端點(diǎn)為輸出端，則與之成對(duì)的繞組就會(huì)反之，即外部端點(diǎn)為輸入端，內(nèi)部端點(diǎn)為輸出端。各線圈繞組的輸入端通過匹配器與射頻電源相連，各線圈繞組的輸出端分別通過可調(diào)電容接地。通過調(diào)節(jié)與各線圈繞組串聯(lián)的可變電容的值，可以使此線圈繞組中電流腹點(diǎn)(即電流的最大值)位于線圈繞組的輸入端附近。因此，對(duì)于成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)線圈繞組而言，其中的一個(gè)線圈繞組的電流腹點(diǎn)位于該電感耦合線圈的中心位置處，另一個(gè)線圈繞組的電流腹點(diǎn)位于該電感耦合線圈的邊緣位置處。這樣，在該電感耦合線圈中的全部線圈繞組的共同作用下，電流幅度分布的均勻性得以提高，由此會(huì)使得電磁場(chǎng)和耦合的射頻功率的分布更加均勻，從而也提高了等離子體密度分布的均勻性，進(jìn)而能夠提高工件的加工/處理質(zhì)
此外，由于成對(duì)設(shè)置的線圈繞組中電流流向是相反的，因而相對(duì)于電流流向相同的現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明提供的電感耦合線圈降低了線圈電感，從而容易通過調(diào)節(jié)匹配器中的電容實(shí)現(xiàn)阻抗的共軛匹配，進(jìn)而提高了功率的吸收效率。
另外，由于本發(fā)明提供的等離子體處理裝置采用了上述電感耦合線圈，因此，該等離子體處理裝置同樣具有上述特點(diǎn)即，容易實(shí)現(xiàn)阻抗的共軛匹配，進(jìn)而能夠提高功率的吸收效率，并且使所產(chǎn)生的等離子體密度分布更為均勻，從而使被處理工件的加工/處理結(jié)果也更為均勻。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的等離子體處理裝置的原理示意圖；圖2為圖1所采用的電感耦合線圈的原理示意圖；圖3為圖2所示電感耦合線圈的電流分布變化規(guī)律示意圖；圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的電感耦合線圈的原理示意圖；圖5為圖4所示電感耦合線圈的電流分布變化規(guī)律示意圖；以及
圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的電感耦合線圈的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的電感耦合線圈以及采用該電感耦合線圈的等離子體處理裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的電感耦合線圈4包括兩個(gè)完全相同且彼此并聯(lián)并相互嵌套的的螺線形線圈繞組(即，第一繞組41和第二繞組42)，其中的每一個(gè)螺旋線形線圈繞組均為平面結(jié)構(gòu)。所述的第一繞組41的輸入端為a，輸出端為d;第二繞組42的輸入端為c，輸出端為b。第一繞組41的輸入端a連接匹配器，第二繞組42的輸入端c連接匹配器；第一繞組41的輸出端d經(jīng)由可調(diào)電容C3接地，第二繞組42的輸出端b經(jīng)由可調(diào)電容C4接地。由于端點(diǎn)a和b位于線圈的中心部分，故而稱之為內(nèi)部端點(diǎn)；類似地，由于端點(diǎn)c和d位于線圈的邊緣部分，故而稱之為外部端點(diǎn)。
根據(jù)傳輸線理論，對(duì)于第一繞組41，可以通過調(diào)節(jié)電容C3的值使該繞組中電流腹點(diǎn)位于輸入端a附近；對(duì)于第二繞組42，則可以通過調(diào)節(jié)電容C4的值，使該繞組中電流腹點(diǎn)位于輸入端c附近。這樣，在該電感耦合線圈4的中心部分和邊緣部分都會(huì)有電流腹點(diǎn)，也都有電流幅度較小的點(diǎn)。而在該電感耦合線圈4中心部分和邊緣部分之間的中間部分，電流幅度則為最大值和最小值之間的中間值。
圖4中電感耦合線圈的電流分布狀況如圖5所示。圖中橫坐標(biāo)z表示電感耦合線圈4的半徑；縱坐標(biāo)II(z)l表示繞組中的電流幅度。其中，端點(diǎn)a、 d所示的曲線401為第一繞組41中的電流在徑向上的分布曲線；端點(diǎn)b、 c所示的曲線402為第二繞組42中的電流在徑向上的分布曲線。
從圖5中可以看出，在第一繞組41和第二繞組42中的電流的共同作用下，圖4所示電感耦合線圈4所產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布得相對(duì)均勻，從而使得由此而產(chǎn)生的等離子體密度更加均勻、分布也更加均勻。
而且，由于圖4所示電感耦合線圈4內(nèi)部端點(diǎn)中既有輸入端又有輸出端，相應(yīng)地，外部端點(diǎn)中既有輸出端又有輸入端，也就是說，流過第一
繞組41和第二繞組42中的電流的方向是相反的，相比于圖2所示的兩個(gè)繞組中電流方向相同的電感耦合線圈3，本實(shí)施例提供的電感耦合線圈4降低了電感，有利于實(shí)現(xiàn)阻抗的共軛匹配。
事實(shí)上，盡管前述實(shí)施例中各繞組的輸出端經(jīng)由可調(diào)電容接地，然而在實(shí)際應(yīng)用中并不局限于此，而是也可以在各繞組的輸出端連接其他的電抗模塊，例如可以預(yù)先計(jì)算出所需的電容值，并采用該固定值的電容串接在相應(yīng)繞組的輸出端和地之間，等等。
請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明第二實(shí)施例提供的電感耦合線圈6包括四個(gè)完全相同且彼此并聯(lián)并相互嵌套的的螺線形線圈繞組(即，第一繞組61、第二繞組62、第三繞組63和第四繞組64)，其中的每一個(gè)螺旋線形線圈繞組均為平面結(jié)構(gòu)。所述的第一繞組61的輸入端為e，輸出端為q;第二繞組62的輸入端為r，輸出端為f;第三繞組63的輸入端為g，輸出端為s;第四繞組64的輸入端為t,輸出端為h。第一繞組61的輸入端e連接匹配器，第二繞組62的輸入端r連接匹配器，第三繞組63的輸入端g連接匹配器，第四繞組64的輸入端t連接匹配器；第一繞組61的輸出端q經(jīng)由可調(diào)電容C4接地，第二繞組62的輸出端f經(jīng)由可調(diào)電容C3接地，第三繞組63的輸出端s經(jīng)由可調(diào)電容C4接地，第四繞組64的輸出端h經(jīng)由可調(diào)電容C3接地。由于端點(diǎn)q、 r、 s和t位于線圈的中心部分，故而稱之為內(nèi)部端點(diǎn)；類似地，由于端點(diǎn)e、 f、 g和h位于線圈的邊緣部分，故而稱之為外部端點(diǎn)。
根據(jù)傳輸線理論，對(duì)于第一繞組61和第三繞組63，可以通過調(diào)節(jié)電容C4的值使第一繞組61和第三繞組63中電流腹點(diǎn)位于所述繞組的外部端點(diǎn)附近；而對(duì)于第二繞組62和第四繞組64，則可以通過調(diào)節(jié)電容C3的值使第二繞組62和第四繞組64中電流腹點(diǎn)位于所述繞組的內(nèi)部端點(diǎn)附近。這樣，該電感耦合線圈6的中心部分和邊緣部分都有電流腹點(diǎn)，也都有電流幅度較小的點(diǎn)。而對(duì)于電感耦合線圈6的中間部分，電流幅度則是中間值。在上述四個(gè)繞組中電流的共同作用下，該電感耦合線圈6所產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布較為均勻，從而使得等離子體密度及分布也更加均勻。通過上述描述可以看出，本發(fā)明提供的電感耦合線圈能夠產(chǎn)生分布較為均勻的磁場(chǎng)，從而使等離子體密度及分布也更加均勻，這樣無需增加線圈的長(zhǎng)度和圈數(shù)就能夠獲得滿足工藝需求的大面積高密度等離子體，從而有利于降低線圈的電感，使得容易通過調(diào)節(jié)匹配器中的電容實(shí)現(xiàn)阻抗的共軛匹配，提高射頻功率吸收效率。
需要指出的是，盡管前述實(shí)施例中所示的電感耦合線圈包括2個(gè)或4個(gè)線圈繞組，但是在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明提供的電感耦合線圈也可以包括更多個(gè)線圈繞組，只要這些線圈繞組的數(shù)量為偶數(shù)(即，線圈繞組的數(shù)量為2n，其中，n為大于等于l的整數(shù))，將這些線圈繞組劃分為n對(duì)，
每一對(duì)中的兩個(gè)線圈繞組相同并且相互并聯(lián)彼此嵌套。
進(jìn)一步需要指出的是，盡管前述實(shí)施例中所示的電感耦合線圈的每一個(gè)線圈繞組均為螺旋線形，但是在實(shí)際應(yīng)用中并不局限于此，而是也可以為大致同心圓的形狀，并且所述同心圓中的每一圈包括多個(gè)弓形的弧線段，和至少一個(gè)在弧線段之間延伸并連接的連接部分，所述弧線段分別沿著所述同心圓延伸；當(dāng)然，也可以為弧形線，或者為螺旋線與弧形線的結(jié)合，或者為其他類似形狀。并且，本發(fā)明提供的電感耦合線圈也可以同時(shí)包括若干種形狀的線圈繞組，只要每一對(duì)所包含的兩個(gè)線圈繞組相同即可，至于不同對(duì)的線圈繞組，可以相同也可以不同，例如，電感耦合線圈包含有兩組線圈繞組，其中的一組可以采用相互并聯(lián)的螺旋線形的線圈繞組，另一組可以采用弧形線形狀的線圈繞組；優(yōu)選的方式是使電感耦合線圈中的全部繞組相同。
此外，本發(fā)明還提供一種等離子體處理裝置，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)室的上部設(shè)有介質(zhì)窗，在所述介質(zhì)窗的上方設(shè)置有本發(fā)明提供的如上所述的電感耦合線圈。所述電感耦合線圈的第一端(也就是各繞組的輸入端)通過射頻匹配器與射頻電源連接，所述電感耦合線圈的第二端(也就是各繞組的輸出端)經(jīng)由電抗模塊接地，以便在反應(yīng)腔室內(nèi)得到分布均勻的等離子體。
可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電感耦合線圈，其特征在于包括偶數(shù)個(gè)線圈繞組，所述線圈繞組成對(duì)設(shè)置，每一對(duì)所述線圈繞組中的兩個(gè)線圈繞組形狀相同并彼此并聯(lián)，并且其中一個(gè)線圈繞組的輸入端位于所述電感耦合線圈的中央位置處，輸出端位于所述電感耦合線圈的邊緣位置處并串聯(lián)有電抗模塊；另一個(gè)線圈繞組的輸入端位于所述電感耦合線圈的邊緣位置處，輸出端位于所述電感耦合線圈的中央位置處并串聯(lián)有電抗模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述線凰繞 組為平面結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電感耦合線圈，其特征在于，每一對(duì)所述 線圈繞組中的兩個(gè)線圈繞組相互嵌套。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述線圈繞 組為螺旋線的形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述螺旋線 為阿基米德螺旋線或漸開線或渦狀線的形式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述線圈繞 組為大致同心圓的形狀，并且所述同心圓中的每一圈包括多個(gè)弓形的弧 線段，和至少一個(gè)在弧線段之間延伸并連接的連接部分，所述弧線段分 別沿著所述同心圓延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述偶數(shù)個(gè) 線圈繞組的形狀全部相同，并相互嵌套。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述電抗模塊包括可調(diào)電容。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電感耦合線圈，其特征在于，所述可調(diào)電 容的一端連接相應(yīng)線圈繞組的輸出端，其另一端接地。
10. —種等離子體處理裝置，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)室的上部 設(shè)有介質(zhì)窗，其特征在于，在所述介質(zhì)窗的上方設(shè)置有如權(quán)利要求l至9中任意一項(xiàng)所述的電感耦合線圈，所述電感耦合線圈的第一端通過射頻匹配器與射頻電源連接，所述電感耦合線圈的第二端經(jīng)由電抗模塊接 地，以便在反應(yīng)腔室內(nèi)得到分布均勻的等離子體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述 電抗模塊包括可調(diào)電容。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電感耦合線圈，其包括偶數(shù)個(gè)線圈繞組，所述線圈繞組成對(duì)設(shè)置，每一對(duì)所述線圈繞組中的兩個(gè)線圈繞組形狀相同并彼此并聯(lián)，并且其中一個(gè)線圈繞組的輸入端位于所述電感耦合線圈的中央位置處，輸出端位于所述電感耦合線圈的邊緣位置處并串聯(lián)有電抗模塊；另一個(gè)線圈繞組的輸入端位于所述電感耦合線圈的邊緣位置處，輸出端位于所述電感耦合線圈的中央位置處并串聯(lián)有電抗模塊。此外，本發(fā)明還提供一種采用上述電感耦合線圈的等離子體處理裝置。本發(fā)明提供的電感耦合線圈及等離子體處理裝置能夠容易地實(shí)現(xiàn)阻抗的共軛匹配，進(jìn)而提高功率的吸收效率，并且使所產(chǎn)生的等離子體密度分布更為均勻，從而使被處理工件的加工/處理結(jié)果也更為均勻。
文檔編號(hào)H01F5/00GK101640091SQ200810117298
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者張文雯 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司