[發明專利]電感耦合型等離子體處理裝置及其自感應線圈

在審

• 申請號: 201310526140.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104602434A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 倪圖強;周寧;王俊
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種電感耦合型等離子體處理裝置及其自感應線圈。

背景技術

等離子處理裝置利用真空反應室的工作原理進行半導體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應室的工作原理是在真空反應室中通入含有適當刻蝕劑源氣體的反應氣體，然后再對該真空反應室進行射頻能量輸入，以激活反應氣體，來激發和維持等離子體，以便分別刻蝕基片表面上的材料層或在基片表面上淀積材料層，進而對半導體基片和等離子平板進行加工。

圖1示出了現有技術的一種電感耦合等離子體處理裝置的結構示意圖，所述電感耦合等離子體處理裝置100包括一反應腔室室105。在反應腔室室105下方設置了一個用于承載和固定基片104的基臺101。電感耦合線圈設置于反應腔室105的頂蓋上方；射頻電源103用于向所述電感耦合線圈供電，以向腔室內部耦合提供射頻能量。其中，所述電感耦合線圈包括中間線圈102a和外圍線圈102b。在制程過程中，從反應腔室105上部進入的反應氣體被中間線圈102a和外圍線圈102b產生的高能磁場電離，形成等離子體。等離子體在高能磁場的作用下向下運動，對固定于基臺101上的基片104進行制程（例如刻蝕反應）。因此電感耦合線圈102產生的磁場的分布情況會影響等離子體的分布。

其中，中間線圈102a和外圍線圈102b一般為平面螺旋結構，在對應基片104中心區域所激發的磁場強度較強，而對應于基片104的外圍區域所激發的磁場強度較弱，因此使得反應腔室105內中心區域的等離子體密度較高，外圍區域的等離子體密度較低。

發明內容

針對背景技術中的上述問題，本發明提出了一種電感耦合型等離子體處理裝置的自感應線圈。

本發明第一方面提供了一種用于電感耦合型等離子體處理裝置的自感應線圈，其中，所述電感耦合型等離子體處理裝置包括一封閉殼體，其包括頂板，其特征在于：

所述電感耦合型等離子體處理裝置包括位于所述頂板上的電感耦合線圈，所述電感耦合線圈對應于所述基片多個區域劃分為多個區域，以發射射頻能量到所述封閉殼體內，

至少兩個區域的電感耦合線圈之間設置有至少一個自感應線圈，當電感耦合線圈通電時，所述自感應線圈自感應出與和相鄰的電感耦合線圈方向相反的電流，以產生和相鄰的電感耦合線圈方向相反的磁場，

其中，所述自感應線圈是電浮地的。

進一步地，所述電感耦合型等離子體處理裝置包括兩個區域的電感耦合線圈，分別對應于所述基片的中心區域和外圍區域。

進一步地，所述自感應線圈包括單圈線圈結構或多圈線圈結構。

進一步地，所述金屬線圈的圈數根據需要隔離的電場以及所述電感耦合型等離子體處理裝置的體積進行調整。

進一步地，所述電感耦合型等離子體處理裝置還包括可移動支架，帶動所述自感應線圈在垂直于所述電感耦合線圈所確定的平面的方向移動。

進一步地，所述自感應線圈的材料包括鋁、銅。

進一步地，所述自感應線圈連接有一冷卻裝置，用于冷卻所述自感應線圈自感應電流所產生的熱量。

進一步地，所述冷卻裝置包裹在所述自感應線圈的外圍，并且在冷卻裝置中通入冷卻氣體/液體，并外連一供應所述冷卻氣體/液體的冷卻氣體/液體循環裝置。

進一步地，所述冷卻裝置為一設置在自感應線圈旁的吹風裝置。

本發明第二方面提供了一種電感耦合型等離子體處理裝置，其特征在于，所述電感耦合型等離子體處理裝置包括本發明第一方面所述的自感應線圈。

本發明第三方面提供了一種制造半導體基片的方法，其中，所述方法是在包括本發明第一方面所述的自感應線圈的電感耦合型等離子體處理裝置中進行的，其特征在于：

放置基片于所述電感耦合型等離子體處理裝置中的基臺上；

放置至少一個自感應線圈到所述頂板上的至少兩個區域的電感耦合線圈之間；

供應處理氣體到所述電感耦合型等離子體處理裝置的氣體注入器；

施加射頻能量到所述電感耦合線圈以對基片進行制程，并使得所述自感應線圈自感應出與和相鄰的電感耦合線圈方向相反的電流，以產生和相鄰的電感耦合線圈方向相反的磁場，

其中，所述自感應線圈是電浮地的。

本發明能夠有效地隔離中心線圈和外圍線圈之間的相互串擾。換言之，本發明相當于將自感應線圈覆蓋的基片對應的中心區域和外圍區域的等離子體密度的調節過程相互隔離，從而改善腔室內部的磁場均一性（即等離子體分布均一性），以實現基片制程的均一性。

附圖說明