專利名稱：等離子體處理裝置及等離子體天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的本發(fā)明涉及等離子體處理裝置和等離子體天線，更具體地，涉及包括延長天線的等離子體處理裝置和等離子體天線。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件包括硅襯底上的多個(gè)層。這樣的層通過淀積工藝淀積在襯底上。淀積工藝具有多個(gè)重要的問題，這些問題對(duì)于評(píng)價(jià)這些淀積的層和選擇淀積方法來說是很重要的。首先，這些問題中的一個(gè)例子是淀積層的“質(zhì)量”?！百|(zhì)量”代表了組成、污染水平、 缺陷密度以及機(jī)械和電學(xué)特性。每一層的組成可以根據(jù)淀積工藝的條件而改變。這對(duì)獲得特定的組成非常重要。其次，這些問題中的另一個(gè)例子是晶片上的均勻厚度。具體地說，淀積在具有階梯形部分的不平坦形狀圖案上的膜的厚度非常重要。這里，淀積膜的厚度是否均勻可以通過階梯形覆蓋面來確定，階梯形覆蓋面被限定為淀積在階梯形部分上的膜的最小厚度與淀積在圖案上的膜的厚度之比。與淀積有關(guān)的另一個(gè)問題是填充空間。這代表了填隙(gap filling)，其中，包括氧化物層的絕緣層被填充在金屬線之間。設(shè)置間隙是為了使金屬線彼此物理地隔開并電絕緣。在這些問題中，均勻性是與淀積工藝相關(guān)的一個(gè)非常重要的問題。不均勻的層可能導(dǎo)致金屬線的高電阻，由此增加了機(jī)械損傷的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種等離子體處理裝置及等離子體天線，它們保證了工藝的均勻性。參照附圖，本發(fā)明的目的將變得更加清楚。技術(shù)方案本發(fā)明概念的實(shí)施方式提供了一種等離子處理裝置，該等離子處理裝置包括腔室，其被構(gòu)成為提供用于執(zhí)行針對(duì)要處理的對(duì)象的工藝的內(nèi)部空間；和天線，其被設(shè)置為圍繞所述該腔室的側(cè)部，所述天線在所述內(nèi)部空間中形成電場以從被提供到所述內(nèi)部空間中的源氣體產(chǎn)生等離子體，其中，所述天線包括螺旋天線，其被設(shè)置成沿第一旋轉(zhuǎn)方向從所述腔室的一側(cè)朝向所述腔室的另一側(cè)的螺旋形狀，所述螺旋天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)的電流；延長天線，其連接到所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端，所述延長天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向的相反方向流動(dòng)的電流；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。在一些實(shí)施方式中，所述延長天線可以具有與所述螺旋天線的所述一端大體相同
3的高度。在本發(fā)明概念的其它實(shí)施方式中，等離子體處理裝置包括腔室，其被構(gòu)成為提供用于執(zhí)行針對(duì)要處理的對(duì)象的工藝的內(nèi)部空間；天線，其被設(shè)置為圍繞所述腔室的側(cè)部，所述天線在所述內(nèi)部空間中形成電場以從被提供到所述內(nèi)部空間中的源氣體產(chǎn)生等離子體， 其中，所述天線包括螺旋天線，其被設(shè)置為從所述腔室的一側(cè)朝向所述腔室的另一側(cè)的螺旋形狀；延長天線，其與所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端大體平行地隔開，所述延長天線具有與所述螺旋天線的所述一端的高度大體相同的高度；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。在一些實(shí)施方式中，所述螺旋天線可以具有沿與流入所述延長天線的電流的方向相反的方向流動(dòng)的電流。在本發(fā)明概念的其它實(shí)施方式中，形成電場以從源氣體產(chǎn)生等離子體的等離子體天線包括螺旋天線，其被設(shè)置為沿第一旋轉(zhuǎn)方向從腔室的一側(cè)朝向該腔室的另一側(cè)的螺旋形狀，所述螺旋天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)的電流；延長天線，其被連接到所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端，所述延長天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向的相反方向流動(dòng)的電流；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。在一些實(shí)施方式中，所述延長天線可以具有與所述螺旋天線的所述一端大體相同的高度。在本發(fā)明概念的其它實(shí)施方式中，形成電場以從源氣體產(chǎn)生等離子體的等離子體天線包括螺旋天線，其被設(shè)置成從腔室的一側(cè)朝向該腔室的另一側(cè)的螺旋形狀；延長天線，其與所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端大體平行地隔開，所述延長天線具有與所述一端的高度大體相同的高度；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。在一些實(shí)施方式中，所述螺旋天線可以具有沿與流入所述延長天線的電流的方向相反的方向流動(dòng)的電流。有益效果根據(jù)本發(fā)明，可以在腔室中生成具有均勻密度的等離子體。并且，保證了要利用等離子體處理的對(duì)象的工藝均勻性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理裝置的示意圖；圖2是例示圖1的等離子體天線的立體圖；圖3是例示圖2的等離子體天線的平面圖；以及圖4是沿圖3的線I-I得到的截面圖。最佳實(shí)施方式下面將參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以通過不同的方式來具體實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為限于本文中所描述的實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。為說明的清楚，在附圖中夸大了各部件的尺寸，相同的附圖標(biāo)記數(shù)字表示相同的部件。盡管下面作為例子描述了電感耦合等離子體(ICP dnductively Coupled
4Plasma)工藝，但是本發(fā)明可以被應(yīng)用到不同的等離子體工藝。另外，盡管下面作為例子描述了襯底，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于需要處理的不同對(duì)象。圖1是根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理裝置的示意圖。等離子體處理裝置包括腔室 10，該腔室10具有執(zhí)行處理襯底W的工藝的內(nèi)部空間。該腔室10包括工藝室12和生成室 14。在工藝室12中執(zhí)行處理襯底W的工藝，并且在生成室14中從外部提供的源氣體產(chǎn)生等離子體。支承板20設(shè)置在工藝室12中。襯底W被放置在支承板20上。襯底W經(jīng)由在工藝室12的一側(cè)中限定的入口 1 載入工藝室12中，并且載入的襯底W被放置在板20上。 并且，該支承板可以是靜電吸盤(E-chuck)?？梢蕴峁┆?dú)立的氦氣(He)背面冷卻系統(tǒng)(未示出)以精確的控制被放置在該支承板20上的晶片的溫度。等離子體天線16設(shè)置在生成室14周圍。該等離子體天線16通過輸入線(未示出)連接到射頻(RF)發(fā)生器。匹配器(圖中未示出)設(shè)置在等離子體天線16與該射頻發(fā)生器之間。當(dāng)通過射頻發(fā)生器提供高頻電流時(shí)，所提供的高頻電流被提供到等離子體天線16 中。等離子體天線16將高頻電流轉(zhuǎn)換為磁場，以從被提供到腔室10中的源氣體產(chǎn)生等離子體。排氣管路34連接到工藝室12的一側(cè)。泵3 連接到排氣管路34。在腔室10中產(chǎn)生的等離子體和副產(chǎn)品通過排氣管路34排出到腔室10外部。這里，泵3 強(qiáng)制排出等離子體和副產(chǎn)品。腔室10內(nèi)的等離子體和副產(chǎn)品通過排氣板32導(dǎo)入排氣管路34中。排氣板32在支承板20的外側(cè)與支承板20大體平行地設(shè)置。腔室10內(nèi)的等離子體和副產(chǎn)品通過排氣孔32a導(dǎo)入排氣管路34中。圖2是例示圖1中的等離子體天線16的立體圖。圖3是例示圖2中等離子體天線16的平面圖。圖4是沿圖3的線I-I得到的截面圖。等離子體天線16包括第一天線100和第二天線200。第一天線100和第二天線 200具有彼此大體相同的構(gòu)造和功能。如圖2所示，第一天線100包括第一輸入天線120、第一輸出天線140以及第一螺旋天線160。第一螺旋天線160具有沿順時(shí)針方向從生成室14的下部向上部升起以圍繞生成腔室14的外周的螺旋形狀。第一輸入天線120連接到第一螺旋天線160的下端，并且第一輸出天線140連接到第一螺旋天線160的上端。如圖2所示，第一天線120還包括第一延長天線122和第一下部連接天線124。第一輸入天線120通過第一延長天線122和第一下部連接天線124連接到第一螺旋天線160 的下端。第一延長天線122被設(shè)置為與第一螺旋天線160的下端隔開并與第一螺旋天線 160的下端大體平行，并且具有與第一螺旋天線160下端大體相同的高度。第一下部連接天線IM將第一延長天線122連接到第一螺旋天線160。如圖2所示，第一天線100還包括第一上部連接天線142。第一輸出天線140通過第一上部連接天線142連接到第一螺旋天線160的上端。如圖2所示，第二天線200包括第二輸入天線220、第二輸出天線MO以及第二螺旋天線沈0。第二螺旋天線260具有沿順時(shí)針方向從生成室14的下部向上部升起以圍繞生
5成室14外周的螺旋形狀。第二螺旋天線260與第一螺旋天線160大體平行地設(shè)置。并且， 第一螺旋天線160與第二螺旋天線260彼此交錯(cuò)地設(shè)置。第二輸入天線220連接到第二螺旋天線沈0的下端，并且第二輸出天線240連接到第二螺旋天線260的上端。第二輸入天線220相對(duì)于第一螺旋天線160和第二螺旋天線 260的中心點(diǎn)設(shè)置在第一輸入天線120所在一側(cè)的相對(duì)側(cè)，并且與第一輸出天線140相鄰地設(shè)置。類似的，第二輸出天線240相對(duì)于第一螺旋天線160和第二螺旋天線沈0的中心點(diǎn)設(shè)置在第一輸出天線140所在一側(cè)的相對(duì)側(cè)。如圖2所示，第二天線200還包括第二延長天線222和第二下部連接天線224。第二輸入天線220通過第二延長天線222和第二下部連接天線224連接到第二螺旋天線260 的下端。第二延長天線222被設(shè)置為與第二螺旋天線260的下端隔開并與第二螺旋天線沈0 的下端大體平行，并且具有與第二螺旋天線260的下端大體相同的高度。并且，第二延長天線222相對(duì)于第一螺旋天線160和第二螺旋天線沈0的中心點(diǎn)設(shè)置在第一延長天線122所在一側(cè)的相對(duì)側(cè)。第二下部連接天線2M將第二延長天線222連接到第二螺旋天線沈0。如圖2所示，第二天線200還包括第二上部連接天線M2。第二輸出天線240通過第二上部連接天線242連接到第二螺旋天線沈0的上端。下文中，將描述在圖2至圖4中示出的等離子體天線16。上述的第一輸入天線120 和第二輸入天線220被連接到RF發(fā)生器。當(dāng)通過RF發(fā)生器提供高頻電流時(shí)，所提供的高頻電流被提供到第一螺旋天線160和第二螺旋天線沈0中。如圖3所示，流入第一螺旋天線160和第二螺旋天線沈0的高頻電流沿順時(shí)針方向流動(dòng)。第一螺旋天線160和第二螺旋天線260將該高頻電流轉(zhuǎn)換為磁場以在腔室10中產(chǎn)生等離子體。被提供到第一螺旋天線160和第二螺旋天線260中的高頻電流通過第一下部連接天線IM和第二下部連接天線2M被提供到第一延長天線122和第二延長天線222。這里， 第一延長天線122和第二延長天線222將高頻電流轉(zhuǎn)換為磁場。因此，第一延長天線122增強(qiáng)了在第一螺旋天線160的下端產(chǎn)生的磁場，并且第二延長天線222增強(qiáng)了在第二螺旋天線沈0的下端產(chǎn)生的磁場。也就是說，在第一螺旋天線160的下端和第二螺旋天線沈0的下端產(chǎn)生的磁場弱于在第一螺旋天線160和第二螺旋天線260的兩端之間限定的區(qū)域中產(chǎn)生的磁場。由此，沿著襯底圓周方向的磁場是不均勻的。由第一延長天線122和第二延長天線222產(chǎn)生的磁場分別補(bǔ)充了在第一螺旋天線160和第二螺旋天線260的下端處產(chǎn)生的磁場以保證工藝的均勻性。如圖3所示，流入第一延長天線122和第二延長天線222的高頻電流沿逆時(shí)針方向流動(dòng)，并且高頻電流在通過第一下部連接天線1 和第二下部連接天線2M后改變?yōu)檠仨槙r(shí)針方向流動(dòng)。如上所述，這將避免出現(xiàn)由第一螺旋天線160和第二螺旋天線沈0的下端導(dǎo)致的工藝不均勻性，以保證要利用等離子體進(jìn)行處理的對(duì)象的工藝均勻性。以上公開的內(nèi)容應(yīng)被理解為說明性而非限制性的，并且所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入本發(fā)明的真正的精神和范圍內(nèi)的所有變型、改進(jìn)和其它實(shí)施方式。因此，在法律允許的最大限度內(nèi)，本發(fā)明的范圍將由對(duì)下面的權(quán)利要求及其等同例的許可的最寬泛的解釋來決定，而不應(yīng)受到前面詳細(xì)描述的限制。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其包括腔室，其被設(shè)置為提供用于執(zhí)行針對(duì)要處理的對(duì)象的工藝的內(nèi)部空間；和天線，其被設(shè)置為圍繞所述腔室的側(cè)部，所述天線在所述內(nèi)部空間中形成電場以從被提供到所述內(nèi)部空間中的源氣體產(chǎn)生等離子體， 其中，所述天線包括螺旋天線，其被設(shè)置為沿第一旋轉(zhuǎn)方向從所述腔室的一側(cè)朝向所述腔室的另一側(cè)的螺旋形狀，所述螺旋天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)的電流；延長天線，其連接到所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端，所述延長天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向的相反方向流動(dòng)的電流；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述延長天線具有與所述螺旋天線的所述一端大體相同的高度。
3.一種等離子體處理裝置，其包括腔室，其被設(shè)置為提供用于執(zhí)行針對(duì)要處理的對(duì)象的工藝的內(nèi)部空間；和天線，其被設(shè)置為圍繞所述腔室的側(cè)部，所述天線在所述內(nèi)部空間中形成電場以從被提供到所述內(nèi)部空間中的源氣體產(chǎn)生等離子體， 其中，所述天線包括螺旋天線，其被設(shè)置為從所述腔室的一側(cè)朝向所述腔室的另一側(cè)的螺旋形狀； 延長天線，其與所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端大體平行地隔開，所述延長天線具有與所述螺旋天線的所述一端的高度大體相同的高度；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其中，所述螺旋天線具有沿與流入所述延長天線的電流的方向相反的方向流動(dòng)的電流。
5.一種形成電場以從源氣體產(chǎn)生等離子體的等離子體天線，該等離子體天線包括 螺旋天線，其被設(shè)置為沿第一旋轉(zhuǎn)方向從腔室的一側(cè)朝向該腔室的另一側(cè)的螺旋形狀，所述螺旋天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)的電流；延長天線，其連接到所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端，所述延長天線具有沿所述第一旋轉(zhuǎn)方向的相反方向流動(dòng)的電流；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體天線，其中，所述延長天線具有與所述螺旋天線的所述一端大體相同的高度。
7.一種形成電場以從源氣體產(chǎn)生等離子體的等離子體天線，該等離子體天線包括 螺旋天線，其被設(shè)置為從腔室的一側(cè)朝向該腔室的另一側(cè)的螺旋形狀；延長天線，其與所述螺旋天線的設(shè)置在所述腔室的一側(cè)的一端大體平行地隔開，所述延長天線具有與所述一端的高度大體相同的高度；以及連接天線，其將所述延長天線連接到所述螺旋天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體天線，其中，所述螺旋天線具有沿與流入所述延長天線的電流的方向相反的方向流動(dòng)的電流。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，一種等離子體處理裝置包括腔室，其被設(shè)置為提供用于執(zhí)行針對(duì)要處理的對(duì)象的工藝的內(nèi)部空間；天線，其被設(shè)置為覆蓋該腔室的側(cè)部，該天線在內(nèi)部空間中形成電場以從被提供到內(nèi)部空間中的源氣體產(chǎn)生等離子體。該天線包括螺旋天線，其被設(shè)置為沿第一旋轉(zhuǎn)方向從該腔室的一側(cè)朝向該腔室的另一側(cè)的螺旋形狀，該螺旋天線具有沿第一旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)的電流；延長天線，其連接到該螺旋天線的設(shè)置在該腔室的一側(cè)的一端，該延長天線具有沿第一旋轉(zhuǎn)方向的相反方向流動(dòng)的電流；以及連接天線，其將延長天線連接到螺旋天線。
文檔編號(hào)H05H1/24GK102204416SQ200980143879
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者宋炳奎, 梁日光, 禹相浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Eugene科技