專利名稱：一種電感耦合式的等離子體處理裝置及其基片處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感耦合式的等離子體處理裝置及其基片處理方法，特別涉及一 種可以規(guī)范磁力線路徑以收集發(fā)散能量的電感耦合式的等離子體處理裝置及其基片處理 方法。
背景技術(shù)：
目前在對(duì)半導(dǎo)體器件的制造過程中，通常使用電感耦合式的等離子體處理裝置 (ICP)來產(chǎn)生反應(yīng)氣體50的等離子體，對(duì)基片30進(jìn)行蝕刻等加工處理。
如圖1中所示，現(xiàn)有電感耦合式的等離子體發(fā)生器(ICP)，往往在真空的反應(yīng)腔20 內(nèi)弓I入反應(yīng)氣體50。在反應(yīng)腔20外周圍的頂部(或底部或側(cè)壁)設(shè)置有感應(yīng)線圈40并施加 第一射頻源RF1，由此產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)會(huì)在線圈軸向感應(yīng)出射頻電場(chǎng)，從而在反應(yīng)腔20內(nèi) 產(chǎn)生所述反應(yīng)氣體50的等離子體，對(duì)由反應(yīng)腔20底部靜電吸盤21 (ESC)固定的基片30 進(jìn)行蝕刻處理。
然而，上述由第一射頻源RFl產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)，其磁力線410的分布如圖1中虛線 所示，可見，在所述基片30上方磁力線410的分布不均勻，會(huì)造成對(duì)應(yīng)基片30中心及邊緣 位置的等離子體密度也不均勻，從而影響所述基片30上徑向不同位置的刻蝕均勻性。
另外，由于所述第一射頻源RFl產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)是開放式磁場(chǎng)，其大部分能量喪 失，僅有位于基片30上方的一小部分用來生成所述等離子體，能源的利用效率低。而且，其 他大部分沒有被利用的磁場(chǎng)能量會(huì)產(chǎn)生干擾，不得不花費(fèi)很高代價(jià)對(duì)這些干擾進(jìn)行消除； 所述沒有被利用的磁場(chǎng)能量還會(huì)感應(yīng)出熱量，使整個(gè)等離子體發(fā)生器的溫度升高，降低裝 置的使用壽命和蝕刻操作的穩(wěn)定性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的電感耦合式等離子體處理裝置及其基片處理方 法，通過設(shè)置鐵氧體等導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件，由其準(zhǔn)閉合的低磁阻結(jié)構(gòu)布置構(gòu) 成磁力線回路的部分路徑，用以對(duì)反應(yīng)腔外的大部分磁力線路徑進(jìn)行規(guī)范，從而有效收集 原先發(fā)散的磁場(chǎng)能量，提高能源的利用效率。另外，還可以對(duì)形成等離子體的感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度 進(jìn)行調(diào)整，并且使磁力線回路位于基片上方的部分均勻線性分布，來改善基片表面等離子 體分布的均勻性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種電感耦合式的等離子體處理裝 置及其基片處理方法。
所述的一種電感耦合式的等離子體處理裝置，包含引入有反應(yīng)氣體的反應(yīng)腔；所述反應(yīng)腔包含固定待處理基片的底部基座，以及與之相 對(duì)的反應(yīng)腔頂部；所述反應(yīng)腔外周圍設(shè)置有感應(yīng)線圈，其與第一射頻源連接產(chǎn)生一感應(yīng)磁場(chǎng)，所述等離子體處理裝置還包含在反應(yīng)腔外周圍設(shè)置的由導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件，該導(dǎo)磁材料的磁阻小于空 氣或真空的磁阻，該磁力線調(diào)整部件在反應(yīng)腔外周圍構(gòu)成一個(gè)準(zhǔn)閉合的低磁阻通路；使所 述感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁力線沿所述低磁阻通路構(gòu)成一個(gè)磁力線回路，所述磁力線回路穿過反應(yīng)腔。
所述磁力線調(diào)整部件由導(dǎo)磁率為空氣導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成。
優(yōu)選的，所述磁力線調(diào)整部件由鐵氧體制成，其導(dǎo)磁率是空氣導(dǎo)磁率的20-40倍。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述磁力線調(diào)整部件包含在整個(gè)反應(yīng)腔的外周圍連接設(shè)置 的頂板、底板，以及連接在頂板和底板之間的側(cè)板；所述頂板上設(shè)置有第一突出部，在所述底板上設(shè)置有第二突出部，其中第一突出部和 第二突出部從頂板和底板上相向延伸。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述磁力線調(diào)整部件整體結(jié)構(gòu)呈C字形，即包含在所述反 應(yīng)腔的外周圍連接設(shè)置的頂板、底板和側(cè)板；所述頂板一端與所述側(cè)板上端連接，另一端設(shè)置有延伸至所述感應(yīng)線圈上方的第一突 出部；所述底板一端與所述側(cè)板下端連接，另一端設(shè)置有延伸至所述底部基座下方的第二 突出部。
所述感應(yīng)線圈繞設(shè)在所述磁力線調(diào)整部件上。
所述電感耦合式的等離子體處理裝置，還包含第一調(diào)整線圈，使所述磁力線調(diào)整 部件上低磁阻通路的任何一部分穿設(shè)在所述第一調(diào)整線圈中；所述第一調(diào)整線圈與第三射頻源連接，通過改變所述第三射頻源的功率或頻率，在所 述磁力線調(diào)整部件中獲得一第一附加磁場(chǎng)并疊加在由于施加所述第一射頻源得到的感應(yīng) 磁場(chǎng)上，進(jìn)而對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
所述電感耦合式的等離子體處理裝置，還包含測(cè)量線圈，使所述磁力線調(diào)整部件 上對(duì)應(yīng)低磁阻通路的任何一部分，穿設(shè)在所述測(cè)量線圈中，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。
所述電感耦合式的等離子體處理裝置，還包含由金屬導(dǎo)體制成的屏蔽環(huán)，其是在 反應(yīng)腔內(nèi)環(huán)繞基片外緣設(shè)置的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使施加第一射頻源后產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)，在穿過所 述閉合的屏蔽環(huán)時(shí)，感應(yīng)生成一反向的再生磁場(chǎng)，并疊加在所述感應(yīng)磁場(chǎng)上對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度 進(jìn)行調(diào)整。
在一實(shí)施例中，所述屏蔽環(huán)是環(huán)繞所述磁力線調(diào)整部件的第一突出部及第二突出 部邊緣的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，其在縱向從所述第一突出部延伸至第二突出部并與兩者密閉連接，使 所述屏蔽環(huán)成為新的反應(yīng)腔的側(cè)壁。
所述屏蔽環(huán)上環(huán)繞設(shè)置有第二調(diào)整線圈，并施加一第四射頻源；通過改變所述第 四射頻源的功率或頻率，在所述屏蔽環(huán)軸向感應(yīng)生成一第二附加磁場(chǎng)，其疊加在所述感應(yīng) 磁場(chǎng)上，對(duì)基片邊緣的磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁力線形狀與分布進(jìn)行調(diào)整。
所述磁力線調(diào)整部件上貫穿設(shè)置有若干給送管道，包含將所述第一射頻源施加至 所述感應(yīng)線圈的電氣管道；以及，將反應(yīng)氣體引入所述反應(yīng)腔的進(jìn)氣通道。
所述的一種基片處理的方法，包含在電感耦合式的等離子體處理裝置中，設(shè)置引入有反應(yīng)氣體的反應(yīng)腔；所述反應(yīng)腔包 含固定待處理基片的底部基座；在所述反應(yīng)腔外周圍設(shè)置有感應(yīng)線圈，其與第一射頻源連接產(chǎn)生一感應(yīng)電磁場(chǎng)，從而在反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生所述反應(yīng)氣體的等離子體，對(duì)所述基片進(jìn)行處理；所述基片處理方法，還包含在所述反應(yīng)腔的外周圍設(shè)置導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件，其磁阻小于空氣及真空 磁阻，該磁力線調(diào)整部件在反應(yīng)腔外周圍構(gòu)成了一個(gè)準(zhǔn)閉合的低磁阻通路；使所述感應(yīng)線 圈產(chǎn)生的磁力線沿所述低磁阻通路構(gòu)成一個(gè)磁力線回路；調(diào)整所述低磁阻通路上的磁阻分布，從而對(duì)磁力線回路中位于反應(yīng)腔內(nèi)的磁力線的形 狀與分布進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而對(duì)該些磁力線作用下生成在所述基片表面的等離子體的分布進(jìn)行 控制。
所述磁力線調(diào)整部件由導(dǎo)磁率為空氣導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成。優(yōu) 選的，所述磁力線調(diào)整部件由鐵氧體制成，其導(dǎo)磁率是空氣導(dǎo)磁率的20-40倍。
所述磁力線調(diào)整部件包含一可移動(dòng)的導(dǎo)磁部件，對(duì)所述磁力線調(diào)整部件中可移動(dòng) 導(dǎo)磁部件的位置進(jìn)行調(diào)整，使得所述磁力線調(diào)整部件中流經(jīng)的磁力線的形狀分布或其磁場(chǎng) 強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
將所述感應(yīng)線圈設(shè)置在所述反應(yīng)腔的頂部或底部或側(cè)壁；或者，將所述感應(yīng)線圈 設(shè)置在所述磁力線調(diào)整部件上，使所述磁力線調(diào)整部件上對(duì)應(yīng)所述低磁阻通路的任何一部 分，穿設(shè)在所述感應(yīng)線圈中；所述磁力線調(diào)整部件中的磁場(chǎng)強(qiáng)度，由所述感應(yīng)線圈上施加的第一射頻源的頻率或功 率來控制。
所述基片處理的方法，還包含設(shè)置第一調(diào)整線圈，使所述磁力線調(diào)整部件上對(duì)應(yīng) 低磁阻通路的任何一部分，穿設(shè)在所述第一調(diào)整線圈中；在所述第一調(diào)整線圈上施加第三射頻源，通過改變所述第三射頻源的功率或頻率，在 所述磁力線調(diào)整部件中獲得一第一附加磁場(chǎng)并疊加在由于施加所述第一射頻源得到的感 應(yīng)磁場(chǎng)上，進(jìn)而對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
將金屬導(dǎo)體制成的屏蔽環(huán)，在反應(yīng)腔內(nèi)環(huán)繞基片外緣設(shè)置，所述屏蔽環(huán)上選擇設(shè) 置第二調(diào)整線圈，并施加一第四射頻源；通過改變所述第四射頻源的功率或頻率，在所述屏 蔽環(huán)軸向感應(yīng)生成一第二附加磁場(chǎng)，其疊加在所述感應(yīng)磁場(chǎng)上，對(duì)基片邊緣的磁場(chǎng)強(qiáng)度及 磁力線形狀與分布進(jìn)行調(diào)整。
所述的一種電感耦合式的等離子體處理裝置，其包含一個(gè)導(dǎo)磁材料構(gòu)成的磁力線調(diào)整部件；一個(gè)等離子處理空間，等離子處理空間內(nèi)包含一反應(yīng)氣體供應(yīng)裝置和基片安裝平臺(tái)； 所述磁力線調(diào)整部件和等離子處理空間組合構(gòu)成一個(gè)磁力線回路；一個(gè)電感線圈連接到一個(gè)射頻電源，所述電感線圈產(chǎn)生的磁力線沿所述磁力線回路穿 過等離子處理空間。
所述導(dǎo)磁材料是鐵氧體材料，所述線圈產(chǎn)生的大于80%的磁通流經(jīng)所述磁力線回 路。
所述的一種電感耦合式的等離子體處理裝置，其包含一個(gè)導(dǎo)磁材料構(gòu)成的磁力線調(diào)整部件，所述磁力線調(diào)整部件包含至少一個(gè)準(zhǔn)閉合回 路，所述準(zhǔn)閉合回路上包含一個(gè)開口空間，開口空間內(nèi)包含一個(gè)反應(yīng)腔體；所述反應(yīng)腔體內(nèi)包含一反應(yīng)氣體供應(yīng)裝置和基片安裝平臺(tái)，一個(gè)電感線圈連接到一個(gè)射頻電源，所述電感線圈產(chǎn)生的磁力線沿所述磁力線調(diào)整部件構(gòu)成的準(zhǔn)閉合回路穿過開口 空間內(nèi)的反應(yīng)腔體。
所述磁力線調(diào)整部件包含一個(gè)位于基片安裝平臺(tái)下方的突出部件，且所述突出部 件的截面與待處理基片的形狀相對(duì)應(yīng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)及其基片處理 方法，其優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明通過設(shè)置導(dǎo)磁率為空氣導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部 件，其低磁阻的結(jié)構(gòu)布置構(gòu)成了磁力線回路在反應(yīng)腔外流通的路徑，即形成一準(zhǔn)閉合的低 磁阻通路將感應(yīng)磁場(chǎng)的大部分磁力線路徑進(jìn)行規(guī)范，從而收集原先發(fā)散掉的大部分磁場(chǎng)能 量。因此僅需要現(xiàn)有等離子體處理裝置1/10的能源供給，就能夠以同樣的磁場(chǎng)強(qiáng)度來生成 蝕刻用的等離子體，提高了能源的利用效率；或者，在相同能耗條件下能夠使磁場(chǎng)倍增。并 且，還能夠顯著減少RF電磁泄漏，降低環(huán)境的電磁干擾，減低設(shè)備的發(fā)熱，因而增加了系統(tǒng) 的可靠性與穩(wěn)定性。優(yōu)選使用鐵氧體制成磁力線調(diào)整部件，磁場(chǎng)的強(qiáng)度能夠提高20-40倍。 在所述磁力線調(diào)整部件中可以設(shè)置水冷等冷卻裝置，對(duì)能量收集后感應(yīng)出的熱量進(jìn)行冷卻 處理。
另一方面，所述磁力線調(diào)整部件的低磁阻結(jié)構(gòu)還決定了反應(yīng)腔內(nèi)用以產(chǎn)生等離子 體的磁力線的分布，例如可以是在磁力線調(diào)整部件上設(shè)置相對(duì)延伸的第一、第二突出部，使 其與兩個(gè)磁極的位置相對(duì)應(yīng)，優(yōu)選地使兩個(gè)突出部之間的磁力線為均勻線性分布，以改善 基片表面的等離子體分布的均勻性?？梢赃M(jìn)一步在磁力線回路上設(shè)置第一調(diào)整線圈，施加 射頻后產(chǎn)生的第一附加磁場(chǎng)，疊加在原有的感應(yīng)磁場(chǎng)上對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。還可以，環(huán) 繞第一突出部邊緣至第二突出部邊緣設(shè)置屏蔽環(huán)，或進(jìn)一步環(huán)繞屏蔽環(huán)設(shè)置第二調(diào)整線圈 并施加射頻，對(duì)基片邊緣的磁力線分布，包含磁力線的方向、形狀、密度進(jìn)行調(diào)整。


圖1是現(xiàn)有電感耦合式等離子體處理裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明在實(shí)施例1中所述閉合變壓器式磁力線調(diào)整部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明在實(shí)施例1中所述閉合桶式磁力線調(diào)整部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例1中使用閉合變壓器式或閉 合桶式的磁力線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖；圖5、圖6是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例2中使用閉合變壓器式 或閉合桶式的磁力線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖；圖7、圖8是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例3中使用閉合變壓器式 或閉合桶式的磁力線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖；圖9是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例1、2中使用準(zhǔn)閉合式的磁力 線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖；圖10是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例3中使用準(zhǔn)閉合式的磁力 線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖；圖11是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例4中使用閉合變壓器式或 閉合桶式的磁力線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖；圖12是本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置在實(shí)施例4中使用準(zhǔn)閉合式的磁力 線調(diào)整部件的縱向剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合

本發(fā)明的若干具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例1配合參見圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明中所述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)，包含 一真空的反應(yīng)腔20，其中引入有反應(yīng)氣體50。所述反應(yīng)腔20外周圍的頂部設(shè)置有感應(yīng)線 圈40，其與第一射頻源RFl連接產(chǎn)生一感應(yīng)磁場(chǎng)，并在所述線圈軸向感應(yīng)出一射頻電場(chǎng)，從 而在反應(yīng)腔20內(nèi)產(chǎn)生所述反應(yīng)氣體50的等離子體。所述反應(yīng)腔20底部設(shè)置有固定基片 30的靜電吸盤21 (ESC)及基座。
作為對(duì)電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)的改進(jìn)，本發(fā)明中還包含一磁力線調(diào) 整部件10，其由導(dǎo)磁率為空氣導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成；由于其磁阻小于空氣 及真空的磁阻，所述磁力線調(diào)整部件10將構(gòu)成施加第一射頻源RFl后感應(yīng)磁場(chǎng)在反應(yīng)腔外 的磁力線路徑。其他位于反應(yīng)腔內(nèi)的磁力線，用于基片30上方等離子體的生成；所述反應(yīng) 腔內(nèi)外的磁力線閉合形成完整的低磁阻通路41 (附圖中虛線標(biāo)識(shí)，僅示出了該磁力線回路 的左半部分，右半部分與其對(duì)稱分布并未示出)。
優(yōu)選的，所述磁力線調(diào)整部件10可以由鐵氧體制成，其導(dǎo)磁率是空氣的20-40倍， 因而可以使大部分的磁力線流經(jīng)所述磁力線調(diào)整部件10，并由所述磁力線調(diào)整部件10低 磁阻的結(jié)構(gòu)布置，來調(diào)整所述磁力線的路徑分布，從而對(duì)該磁力線的方向、形狀、密度等進(jìn) 行控制。
如圖2所示，在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述磁力線調(diào)整部件10的整體結(jié)構(gòu)類似三 相三鐵芯柱的變壓器(下文中簡(jiǎn)稱變壓器式)，即包含在整個(gè)反應(yīng)腔20的外周圍設(shè)置的頂 板11、底板12，以及兩個(gè)相對(duì)的側(cè)板13 ;所述頂板11中間還設(shè)置有第一突出部111，其向 下延伸至所述感應(yīng)線圈40的上方；與之對(duì)應(yīng)，在所述底板12的中間還設(shè)置有第二突出部 121，其向上延伸至所述靜電吸盤21的下方。
如圖9所示，在另一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述磁力線調(diào)整部件10可以是準(zhǔn)閉合式 的，其整體結(jié)構(gòu)呈C字形，即是說，所述磁力線調(diào)整部件10僅設(shè)置有一個(gè)側(cè)板13 ;所述頂 板11 一端與所述側(cè)板13上端連接，另一端設(shè)置延伸至所述感應(yīng)線圈40上方的第一突出部 111 ;所述底板12 —端與所述側(cè)板13下端連接，另一端設(shè)置延伸至所述靜電吸盤21下方的 第二突出部121。
如圖3所示，還有一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述磁力線調(diào)整部件10是桶式結(jié)構(gòu)，即包 含頂板11、底板12，以及環(huán)繞整個(gè)反應(yīng)腔20的外周圍設(shè)置的環(huán)形側(cè)壁14 ;所述頂板11中 間設(shè)置有延伸至所述感應(yīng)線圈40上方的第一突出部111 ;所述底板12中間對(duì)應(yīng)設(shè)置有延 伸至所述靜電吸盤21下方的第二突出部121。
配合參見圖2、3、9所示，上述變壓器式、準(zhǔn)閉合式或桶式的磁力線調(diào)整部件10中， 所述第一突出部111與第二突出部121的結(jié)構(gòu)決定了兩者之間的磁力線分布，也就決定了 低磁阻通路41中反應(yīng)腔20內(nèi)用于等離子體生成的磁力線的分布。優(yōu)選的，通過結(jié)構(gòu)調(diào)整， 使所述第一突出部111與第二突出部121之間的磁力線在豎直方向均勻分布，從而在基片30表面形成線性場(chǎng)，改善對(duì)應(yīng)產(chǎn)生在基片30中心及邊緣位置的等離子體的均勻性，使基片 30上徑向不同位置的刻蝕效果一致。
所述磁力線調(diào)整部件10的上半部分，還貫穿設(shè)置有若干給送管道例如，在所述 頂板11上設(shè)置有將所述第一射頻源RFl引入至所述感應(yīng)線圈40的電氣管道；以及，在所述 頂板11的第一突出部111設(shè)置的將反應(yīng)氣體50引入反應(yīng)腔20的進(jìn)氣通道22。類似的，在 所述磁力線調(diào)整部件10的下半部分，例如在所述底板12的第二突出部121，也貫穿設(shè)置有 若干給送管道可以是將調(diào)節(jié)等離子入射能量的第二射頻源RF2 (通常為2Mhz左右)或直 流電源DC連接至靜電吸盤21內(nèi)下電極211的電氣管道，將冷卻氣體或液態(tài)輸送至靜電吸 盤21的冷卻劑管道(圖中未示出)，以及反應(yīng)氣體50的排出管道(圖中未示出)等等。這些 給送管道在磁力線調(diào)整部件中形成的空間雖然會(huì)影響整體的磁阻分布，但是由于這些空間 體積相對(duì)于整個(gè)鐵氧體部件如第一突出部111，第二突出部121的體積小很多，所以不會(huì)影 響絕大部分磁力線均勻地穿過基片30的表面。
實(shí)施例2配合參見圖5、6、9所示，本實(shí)例所述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)的整體結(jié)構(gòu) 與實(shí)施例1中相類似，包含圍繞反應(yīng)腔20外周圍設(shè)置的變壓器式、準(zhǔn)閉合式或桶式的磁力 線調(diào)整部件10，其由鐵氧體等低磁阻的導(dǎo)磁材料制成；使反應(yīng)腔20頂部外側(cè)設(shè)置的感應(yīng) 線圈40，在連接第一射頻源RFl后產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的大部分磁力線流經(jīng)該磁力線調(diào)整部件 10，并由該磁力線調(diào)整部件10的結(jié)構(gòu)來決定所述磁力線在反應(yīng)腔20內(nèi)外的分布情況。優(yōu) 選的，使反應(yīng)腔20內(nèi)位于基片30上方的磁力線均勻線性分布，來改善基片30表面、對(duì)應(yīng)其 中心及邊緣位置的等離子體分布均勻性。
本實(shí)施例中對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)在于，還設(shè)置有第一調(diào)整線圈61，使所述磁力線 調(diào)整部件10上，對(duì)應(yīng)低磁阻通路41的任何一部分，穿設(shè)在所述第一調(diào)整線圈61中，并且使 所述第一調(diào)整線圈61與一第三射頻源RF3連接。例如，將第一調(diào)整線圈61設(shè)置在所述磁 力線調(diào)整部件10的側(cè)板13上(圖5或圖9)，通過改變所述第三射頻源RF3的功率或頻率， 在所述磁力線調(diào)整部件10中獲得一第一附加磁場(chǎng)并疊加在由于施加所述第一射頻源RFl 得到的感應(yīng)磁場(chǎng)上，進(jìn)而對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
另外，與所述第一調(diào)整線圈61的設(shè)置位置相類似，還可以設(shè)置測(cè)量線圈63，使所 述磁力線調(diào)整部件10上，對(duì)應(yīng)低磁阻通路41的任何一部分，穿設(shè)在所述測(cè)量線圈63中，對(duì) 磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。例如，可以是在所述磁力線調(diào)整部件10的側(cè)板13上設(shè)置所述測(cè)量線 圈63 ;或者，也可以是在所述第一突出部111 (此種情況圖中未示出)或第二突出部121 (圖 6)上環(huán)繞設(shè)置所述測(cè)量線圈63。
根據(jù)應(yīng)用時(shí)的具體要求，可以將所述測(cè)量線圈63與第一調(diào)整線圈61，一起設(shè)置在 所述磁力線調(diào)整部件10上的不同磁路位置，例如分別設(shè)置在變壓器式的磁力線調(diào)整部件 10的兩個(gè)側(cè)板13上(圖5)。或者，也可以僅僅將測(cè)量線圈63與第一調(diào)整線圈61中的一個(gè) 設(shè)置在所述磁力線調(diào)整部件10上。
實(shí)施例3配合參加圖7、8、10所示，本實(shí)例所述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)的整體結(jié)構(gòu) 與實(shí)施例1、2中相類似，包含圍繞反應(yīng)腔20外周圍設(shè)置的變壓器式、準(zhǔn)閉合式或桶式的磁 力線調(diào)整部件10，其由鐵氧體等低磁阻的導(dǎo)磁材料制成；使反應(yīng)腔20頂部外側(cè)設(shè)置的感應(yīng)線圈40，在連接第一射頻源RFl后產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的大部分磁力線流經(jīng)該磁力線調(diào)整部件 10，并由該磁力線調(diào)整部件10的結(jié)構(gòu)來決定所述磁力線在反應(yīng)腔20內(nèi)外的分布情況。優(yōu) 選的，使反應(yīng)腔20內(nèi)位于基片30上方的磁力線均勻線性分布，來改善基片30表面、對(duì)應(yīng)其 中心及邊緣位置的等離子體分布均勻性。
在上述實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中還設(shè)置了由金屬導(dǎo)體制成的一屏蔽 環(huán)15，其可以是在反應(yīng)腔20內(nèi)環(huán)繞基片30外緣設(shè)置的閉環(huán)結(jié)構(gòu)。屏蔽環(huán)15的高度和上 下位置可以任意設(shè)置，其起的作用是調(diào)整電場(chǎng)的分布，施加第一射頻源RFl后從上至下垂 直穿過反應(yīng)區(qū)的高頻交變磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，這些電場(chǎng)方向上與磁場(chǎng)方向正交/垂 直，屏蔽環(huán)15的存在使得感應(yīng)出來的部分電場(chǎng)在屏蔽環(huán)內(nèi)產(chǎn)生電流，這些電流產(chǎn)生次生磁 場(chǎng)與原有磁場(chǎng)方向相反，通過調(diào)節(jié)屏蔽環(huán)的尺寸和阻抗可以調(diào)節(jié)次生磁場(chǎng)的大小和分布， 從而可以在原有磁場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化調(diào)節(jié)磁場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)更好的等離子處理均一 性。
屏蔽環(huán)15高度足夠的話，例如屏蔽環(huán)15可以在反應(yīng)腔20內(nèi)從頂部縱向延伸至所 述基片30上方(圖7)，這樣屏蔽環(huán)15還能起到屏蔽等離子體的作用?；蛘?，所述屏蔽環(huán)15 也可以是環(huán)繞所述磁力線調(diào)整部件10的第一突出部111、第二突出部121邊緣的閉環(huán)結(jié)構(gòu)， 其在縱向從所述第一突出部111延伸至第二突出部121并與兩者密閉連接，使所述屏蔽環(huán) 15成為新的反應(yīng)腔的側(cè)壁(圖8、圖10)。
進(jìn)一步的，可以環(huán)繞所述屏蔽環(huán)15設(shè)置一第二調(diào)整線圈62 (圖10)，并施加一第 四射頻源RF4，通過改變所述第四射頻源RF4的功率或頻率，在所述屏蔽環(huán)15軸向感應(yīng)生成 一第二附加磁場(chǎng)，其疊加在因施加第一射頻源RFl而產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)上，來調(diào)整反應(yīng)區(qū)域 的磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁力線分布，尤其是使對(duì)應(yīng)基片30邊緣的磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁力線分布得到調(diào)整。
實(shí)施例4配合參見圖11、12所示，本實(shí)例所述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP )中，所述磁力 線調(diào)整部件10的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中相同，可以是包含圍繞反應(yīng)腔20外周圍設(shè)置的變 壓器式、準(zhǔn)閉合式或桶式結(jié)構(gòu)，由鐵氧體等低磁阻的導(dǎo)磁材料制成。
與上述實(shí)施例中感應(yīng)線圈40設(shè)置在反應(yīng)腔20頂部外側(cè)不同，本實(shí)施例中所述感 應(yīng)線圈40直接設(shè)置在所述磁力線調(diào)整部件10上；具體的，與實(shí)施例2中所述第一調(diào)整線圈 61或測(cè)量線圈63的設(shè)置位置類似，即所述磁力線調(diào)整部件10上對(duì)應(yīng)低磁阻通路41的任 何一部分，穿設(shè)在所述感應(yīng)線圈40中，通過施加第一射頻源RFl產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)，其磁力線 將直接流經(jīng)所述磁力線調(diào)整部件10。因而可以由所述第一射頻源RFl的頻率或功率，直接 對(duì)磁力線調(diào)整部件10中的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行控制，也就是對(duì)所述第一突出部111與第二突出部 121之間用以形成所述等離子體的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行控制。
例如，所述感應(yīng)線圈40可以是設(shè)置在所述磁力線調(diào)整部件10的側(cè)板13上；或者 所述感應(yīng)線圈40也可以是設(shè)置在所述磁力線調(diào)整部件10的第一突出部111 (此種情況圖 中未示出)或第二突出部121上。
實(shí)施例2中用于能量檢測(cè)的所述測(cè)量線圈63，可以與所述感應(yīng)線圈40同時(shí)設(shè)置 在低磁阻通路41的不同位置。設(shè)置此種感應(yīng)線圈40的同時(shí)，也可以同時(shí)設(shè)置實(shí)施例3中 所述屏蔽環(huán)15，使其環(huán)繞所述磁力線調(diào)整部件10的第一突出部111邊緣至第二突出部121 邊緣；或進(jìn)一步使屏蔽環(huán)15與第一突出部111、第二突出部121密閉連接形成新的反應(yīng)腔的側(cè)壁。
綜上所述，本發(fā)明所述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)，設(shè)置有導(dǎo)磁率為空氣 導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件10 ;優(yōu)選使用鐵氧體制成磁力線 調(diào)整部件10，磁場(chǎng)的強(qiáng)度能夠提高20-40倍。該磁力線調(diào)整部件10構(gòu)成一準(zhǔn)閉合的低磁阻 通路41，作為磁力線回路在反應(yīng)腔20外流通的路徑，使感應(yīng)磁場(chǎng)的大部分磁力線路徑得到 規(guī)范，從而收集原先發(fā)散的大部分磁場(chǎng)能量。
所謂準(zhǔn)閉合是指整個(gè)低磁阻通路41雖然具有一段開口的空間以容納反應(yīng)腔20及 其內(nèi)部的等離子產(chǎn)生空間，但是這個(gè)開口空間的大小和形狀相對(duì)于整個(gè)低磁阻通路41不 是特別大，所以絕大多數(shù)流過低磁阻通路中鐵氧體部件的磁通并沒有發(fā)散到空間中去，不 會(huì)成為整個(gè)等離子處理器中的干擾源，而是繼續(xù)沿著磁力線調(diào)整部件及其開口空間定義出 來的低磁阻通路構(gòu)成一個(gè)完整的磁力線回路，其磁力線分布效果與具有閉合鐵氧體環(huán)的情 況下接近。本發(fā)明的低磁阻通路具有準(zhǔn)閉合鐵氧體回路的結(jié)構(gòu)，使得流過低磁阻通路的鐵 氧體部件的磁通中，只有小于20%部分發(fā)散到低磁阻回路以外。因此僅需要現(xiàn)有等離子體 處理裝置1/10的能源供給，就能夠以同樣的磁場(chǎng)強(qiáng)度來生成蝕刻用的等離子體，提高了能 源的利用效率；或者，在相同能耗條件下能夠使磁場(chǎng)倍增。并且，能顯著減少RF電磁泄漏， 降低環(huán)境的電磁干擾，減低設(shè)備的發(fā)熱，增加系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。在所述磁力線調(diào)整部 件10中可以設(shè)置水冷等冷卻裝置，對(duì)能量收集后感應(yīng)出的熱量進(jìn)行冷卻處理。
另一方面，所述磁力線調(diào)整部件10的低磁阻結(jié)構(gòu)還決定了反應(yīng)腔20內(nèi)用以產(chǎn)生 等離子體的磁力線的分布，可以是在磁力線調(diào)整部件10上設(shè)置了與兩個(gè)磁極位置相對(duì)應(yīng) 的第一、第二突出部，優(yōu)選地使兩個(gè)突出部之間的磁力線為均勻線性分布，以改善基片表面 的等離子體分布的均勻性?？梢栽诘痛抛柰?1上任意位置設(shè)置第一調(diào)整線圈61，其施加 射頻后產(chǎn)生的第一附加磁場(chǎng)，疊加在原有的感應(yīng)磁場(chǎng)上對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。還可以，環(huán) 繞第一突出部111邊緣至第二突出部121邊緣設(shè)置屏蔽環(huán)15，或進(jìn)一步環(huán)繞屏蔽環(huán)15設(shè)置 第二調(diào)整線圈62并施加射頻，對(duì)基片30邊緣的磁力線分布，包含磁力線的方向、形狀、密度 進(jìn)行調(diào)整。
基于上述電感耦合式等離子體處理裝置(ICP)及其磁力線調(diào)整部件的結(jié)構(gòu)，本發(fā) 明還提供了一種基片處理的方法，通過設(shè)置所述導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件，由其低 磁阻的結(jié)構(gòu)布置，決定了施加第一射頻源RFl后感應(yīng)線圈的磁力線回路的流通路徑；對(duì)應(yīng) 不同的工藝需要，調(diào)整所述磁力線尤其是在反應(yīng)腔內(nèi)的磁力線分布和/或其磁場(chǎng)強(qiáng)度，從 而對(duì)基片表面的等離子體分布進(jìn)行控制。
具體的，可以使用不同結(jié)構(gòu)的所述磁力線調(diào)整部件，例如變壓器式、桶式或準(zhǔn)閉合 式。
可以在磁力線調(diào)整部件上對(duì)應(yīng)準(zhǔn)閉合低磁阻通路的任何位置設(shè)置第一調(diào)整線圈， 或者改變感應(yīng)線圈的設(shè)置位置，又或者在屏蔽環(huán)上設(shè)置第二調(diào)整線圈，分別改變施加的射 頻的功率或頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的調(diào)整，從而對(duì)基片表面的等離子體的密度進(jìn)行控制。
或者使磁力線調(diào)整部件的至少一部分為可移動(dòng)或可調(diào)整的結(jié)構(gòu)例如，使所述第 一或第二突出部為可以從頂板或底板上拆卸的結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)不同的工藝需要或?qū)?yīng)基片不同 位置的刻蝕要求，可以使用不同形狀的第一突出部或第二突出部，來對(duì)應(yīng)控制基片表面的 磁力線分布。又例如，使用不同形狀結(jié)構(gòu)的屏蔽環(huán)或者調(diào)整屏蔽環(huán)在第一、第二突出部之間的設(shè)置高度，對(duì)應(yīng)調(diào)整基片邊緣位置的磁力線分布。優(yōu)選的，使對(duì)應(yīng)基片中心和邊緣的磁力 線為均勻線性分布，從而改善基片表面的等離子體分布的均勻性，使基片不同位置的處理效果一致。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種電感耦合式的等離子體處理裝置，包含引入有反應(yīng)氣體(50)的反應(yīng)腔(20);所述反應(yīng)腔(20)包含固定待處理基片(30)的底部基座，以及與之相對(duì)的反應(yīng)腔頂部；所述反應(yīng)腔(20 )外周圍設(shè)置有感應(yīng)線圈(40 )，其與第一射頻源(RFl)連接產(chǎn)生一感應(yīng)磁場(chǎng)，其特征在于，還包含在反應(yīng)腔(20)外周圍設(shè)置的由導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件(10)，該導(dǎo)磁材料的磁阻小于空氣或真空的磁阻，該磁力線調(diào)整部件(10)在反應(yīng)腔(20)外周圍構(gòu)成一個(gè)準(zhǔn)閉合的低磁阻通路(41);使所述感應(yīng)線圈(40)產(chǎn)生的磁力線沿所述低磁阻通路(41)構(gòu)成一個(gè)磁力線回路，所述磁力線回路穿過反應(yīng)腔(20 )。
2.如權(quán)利要求1所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)由導(dǎo)磁率為空氣導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成。
3.如權(quán)利要求2所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)由鐵氧體制成，其導(dǎo)磁率是空氣導(dǎo)磁率的20-40倍。
4.如權(quán)利要求3所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)包含在整個(gè)反應(yīng)腔(20)的外周圍連接設(shè)置的頂板(11)、底板(12)，以及連接在頂板(11)和底板(12)之間的側(cè)板(13)；所述頂板(11)上設(shè)置有第一突出部(111)，在所述底板(12)上設(shè)置有第二突出部 (121)，其中第一突出部(111)和第二突出部(121)從頂板(11)和底板(12)上相向延伸。
5.如權(quán)利要求3所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)整體結(jié)構(gòu)呈C字形，即包含在所述反應(yīng)腔(20)的外周圍連接設(shè)置的頂板(11)、底板(12)和側(cè)板(13)；所述頂板(11) 一端與所述側(cè)板(13)上端連接，另一端設(shè)置有延伸至所述感應(yīng)線圈 (40)上方的第一突出部(111);所述底板(12) —端與所述側(cè)板(13)下端連接，另一端設(shè)置有延伸至所述底部基座下方的第二突出部(121)。
6.如權(quán)利要求1所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述感應(yīng)線圈(40)繞設(shè)在所述磁力線調(diào)整部件(10)上。
7.如權(quán)利要求1所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，還包含第一調(diào)整線圈(61)，使所述磁力線調(diào)整部件(10)上低磁阻通路(41)的任何一部分穿設(shè)在所述第一調(diào)整線圈(61)中；所述第一調(diào)整線圈(61)與第三射頻源(RF3)連接，通過改變所述第三射頻源(RF3)的功率或頻率，在所述磁力線調(diào)整部件(10)中獲得一第一附加磁場(chǎng)并疊加在由于施加所述第一射頻源(RFl)得到的感應(yīng)磁場(chǎng)上，進(jìn)而對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
8.如權(quán)利要求1所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，還包含測(cè)量線圈(63)，使所述磁力線調(diào)整部件(10)上對(duì)應(yīng)低磁阻通路(41)的任何一部分，穿設(shè)在所述測(cè)量線圈(63)中，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。
9.如權(quán)利要求1或4或5所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，還包含由金屬導(dǎo)體制成的屏蔽環(huán)(15)，其是在反應(yīng)腔(20)內(nèi)環(huán)繞基片(30)外緣設(shè)置的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使施加第一射頻源(RFl)后產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)，在穿過所述閉合的屏蔽環(huán)(15)時(shí)，感應(yīng)生成一反向的再生磁場(chǎng)，并疊加在所述感應(yīng)磁場(chǎng)上對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
10.如權(quán)利要求9所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述屏蔽環(huán)(15)是環(huán)繞所述磁力線調(diào)整部件(10)的第一突出部(111)及第二突出部 (121)邊緣的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，其在縱向從所述第一突出部(111)延伸至第二突出部(121)并與兩者密閉連接，使所述屏蔽環(huán)(15)成為新的反應(yīng)腔的側(cè)壁。
11.如權(quán)利要求10所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述屏蔽環(huán)(15)上環(huán)繞設(shè)置有第二調(diào)整線圈(62)，并施加一第四射頻源(RF4);通過改變所述第四射頻源(RF4)的功率或頻率，在所述屏蔽環(huán)(15)軸向感應(yīng)生成一第二附加磁場(chǎng)，其疊加在所述感應(yīng)磁場(chǎng)上，對(duì)基片(30 )邊緣的磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁力線形狀與分布進(jìn)行調(diào)整。
12.如權(quán)利要求1所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件上貫穿設(shè)置有若干給送管道，包含將所述第一射頻源(RFl)施加至所述感應(yīng)線圈(40)的電氣管道；以及，將反應(yīng)氣體(50)引入所述反應(yīng)腔(20)的進(jìn)氣通道 (22)。
13.—種基片處理的方法,包含在電感耦合式的等離子體處理裝置中，設(shè)置引入有反應(yīng)氣體(50)的反應(yīng)腔(20);所述反應(yīng)腔(20)包含固定待處理基片(30)的底部基座；在所述反應(yīng)腔(20 )外周圍設(shè)置有感應(yīng)線圈(40 )，其與第一射頻源(RFl)連接產(chǎn)生一感應(yīng)電磁場(chǎng)，從而在反應(yīng)腔(20)內(nèi)產(chǎn)生所述反應(yīng)氣體(50)的等離子體，對(duì)所述基片(30)進(jìn)行處理；其特征在于，所述基片處理方法，還包含在所述反應(yīng)腔(20)的外周圍設(shè)置導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件，其磁阻小于空氣及真空磁阻，該磁力線調(diào)整部件在反應(yīng)腔(20)外周圍構(gòu)成了一個(gè)準(zhǔn)閉合的低磁阻通路(41)； 使所述感應(yīng)線圈(40)產(chǎn)生的磁力線沿所述低磁阻通路(41)構(gòu)成一個(gè)磁力線回路；調(diào)整所述低磁阻通路(41)上的磁阻分布，從而對(duì)磁力線回路中位于反應(yīng)腔內(nèi)的磁力線的形狀與分布進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而對(duì)該些磁力線作用下生成在所述基片(30)表面的等離子體的分布進(jìn)行控制。
14.如權(quán)利要求13所述基片處理的方法，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)由導(dǎo)磁率為空氣導(dǎo)磁率的10倍或以上的導(dǎo)磁材料制成。
15.如權(quán)利要求14所述基片處理的方法，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)由鐵氧體制成，其導(dǎo)磁率是空氣導(dǎo)磁率的20-40倍。
16.如權(quán)利要求13所述基片處理的方法，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件(10)包含一可移動(dòng)的導(dǎo)磁部件，對(duì)所述磁力線調(diào)整部件(10)中可移動(dòng)導(dǎo)磁部件的位置進(jìn)行調(diào)整，使得所述磁力線調(diào)整部件(10)中流經(jīng)的磁力線的形狀分布或其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
17.如權(quán)利要求13所述基片處理的方法，其特征在于，將所述感應(yīng)線圈(40)設(shè)置在所述反應(yīng)腔(20)的頂部或底部或側(cè)壁；或者，將所述感應(yīng)線圈(40)設(shè)置在所述磁力線調(diào)整部件(10)上，使所述磁力線調(diào)整部件(10)上對(duì)應(yīng)所述低磁阻通路(41)的任何一部分，穿設(shè)在所述感應(yīng)線圈(40)中；所述磁力線調(diào)整部件(10)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度，由所述感應(yīng)線圈(40)上施加的第一射頻源(RFl)的頻率或功率來控制。
18.如權(quán)利要求13所述基片處理的方法，其特征在于，設(shè)置第一調(diào)整線圈(61)，使所述磁力線調(diào)整部件(10)上對(duì)應(yīng)低磁阻通路(41)的任何一部分，穿設(shè)在所述第一調(diào)整線圈(61)中；在所述第一調(diào)整線圈(61)上施加第三射頻源(RF3)，通過改變所述第三射頻源(RF3) 的功率或頻率，在所述磁力線調(diào)整部件(10)中獲得一第一附加磁場(chǎng)并疊加在由于施加所述第一射頻源(RFl)得到的感應(yīng)磁場(chǎng)上，進(jìn)而對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
19.如權(quán)利要求13所述基片處理的方法，其特征在于，將金屬導(dǎo)體制成的屏蔽環(huán)(15)，在反應(yīng)腔(20)內(nèi)環(huán)繞基片(30)外緣設(shè)置，所述屏蔽環(huán) (15)上選擇設(shè)置第二調(diào)整線圈(62)，并施加一第四射頻源(RF4);通過改變所述第四射頻源 (RF4)的功率或頻率，在所述屏蔽環(huán)(15)軸向感應(yīng)生成一第二附加磁場(chǎng)，其疊加在所述感應(yīng)磁場(chǎng)上，對(duì)基片(30)邊緣的磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁力線形狀與分布進(jìn)行調(diào)整。
20.一種電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，包含一個(gè)導(dǎo)磁材料構(gòu)成的磁力線調(diào)整部件；一個(gè)等離子處理空間，等離子處理空間內(nèi)包含一反應(yīng)氣體供應(yīng)裝置和基片安裝平臺(tái)；所述磁力線調(diào)整部件和等離子處理空間組合構(gòu)成一個(gè)磁力線回路；一個(gè)電感線圈連接到一個(gè)射頻電源，所述電感線圈產(chǎn)生的磁力線沿所述磁力線回路穿過等離子處理空間。
21.如權(quán)利要求20所述電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導(dǎo)磁材料是鐵氧體材料，所述線圈產(chǎn)生的大于80%的磁通流經(jīng)所述磁力線回路。
22.—種電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，包含一個(gè)導(dǎo)磁材料構(gòu)成的磁力線調(diào)整部件，所述磁力線調(diào)整部件包含至少一個(gè)準(zhǔn)閉合回路，所述準(zhǔn)閉合回路上包含一個(gè)開口空間，開口空間內(nèi)包含一個(gè)反應(yīng)腔體；所述反應(yīng)腔體內(nèi)包含一反應(yīng)氣體供應(yīng)裝置和基片安裝平臺(tái)，一個(gè)電感線圈連接到一個(gè)射頻電源，所述電感線圈產(chǎn)生的磁力線沿所述磁力線調(diào)整部件構(gòu)成的準(zhǔn)閉合回路穿過開口空間內(nèi)的反應(yīng)腔體。
23.如權(quán)利要求22所述的電感耦合式的等離子體處理裝置，其特征在于，所述磁力線調(diào)整部件包含一個(gè)位于基片安裝平臺(tái)下方的突出部件，且所述突出部件的截面與待處理基片的形狀相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電感耦合式的等離子體處理裝置及其基片處理方法，通過設(shè)置導(dǎo)磁材料制成的磁力線調(diào)整部件，構(gòu)成一準(zhǔn)閉合的低磁阻通路作為磁力線回路在反應(yīng)腔外流通的路徑，所述低磁阻通路將感應(yīng)磁場(chǎng)的大部分磁力線路徑進(jìn)行規(guī)范，以此收集原先發(fā)散的大部分磁場(chǎng)能量，從而使反應(yīng)腔的磁場(chǎng)強(qiáng)度倍增；或者，僅需要比現(xiàn)有更少的能源供給，就能以同樣的磁場(chǎng)強(qiáng)度生成處理用的等離子體，提高了能源的利用效率。還顯著減少RF電磁泄漏，降低對(duì)環(huán)境的電磁干擾，減低設(shè)備的發(fā)熱，增加了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。磁力線調(diào)整部件設(shè)置了相對(duì)延伸的突出部分與兩個(gè)磁極相對(duì)應(yīng)，使兩個(gè)磁極之間的磁力線為均勻線性分布，以改善基片表面的等離子體分布的均勻性。
文檔編號(hào)H05H1/46GK103002649SQ20111026939
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者劉忠篤 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司