[发明专利]等离子反应腔室及其改善等离子体分布均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种等离子反应腔室及其改善等离子体分布均匀性的方法。

背景技术

随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集成电路的企业不断地提高半导体晶片的加工能力。等离子体发生装置广泛地应用于制造IC(集成电路)或MEMS(微机电)器件的制造工艺中。其中ICP(电感耦合等离子体发生装置)被广泛应用于刻蚀等工艺中。在低气压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离形成等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性基团，这些活性反应基团和工件表面发生各种物理化学反应并形成挥发性的生成物，从而使材料表面结构、性能发生变化。

等离子体的分布均匀性对工艺结果的影响很大。

如图1所示，现有技术中，工艺气体通过进气嘴2进入反应腔室3，反应腔室3的上盖1的上方设有感应耦合线圈4，感应耦合线圈4通过射频使气体产生电离形成等离子体，对反应腔室内的硅片5进行加工，反应后的气体从抽气口6抽走。

现有技术中，大多通过对腔室及线圈的结构进行改进来改善等离子体分布的均匀性。

上述现有技术至少存在以下缺点：受设备机械结构的影响，难以很好的改善等离子体分布的均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能很好的改善等离子体分布的均匀性的等离子反应腔室及其改善等离子体分布均匀性的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的等离子反应腔室，所述的等离子反应腔室设有三组线圈，所述的三组线圈可连接三相交流电。

本发明的上述的等离子反应腔室改善等离子体分布均匀性的方法，通过向三组线圈中通入三相交流电，在所述等离子反应腔室中产生旋转磁场，拖动所述等离子反应腔室中的等离子体转动。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的等离子反应腔室及其改善等离子体分布均匀性的方法，由于等离子反应腔室设有三组线圈，所述的三组线圈可连接三相交流电。可以在等离子反应腔室内产生旋转磁场，而等离子体具有一定的电导率和磁导率，在旋转磁场的作用下，等离子体中的带电粒子做与旋转磁场同方向的圆周运动，促进等离子体均匀分布，能很好的改善等离子体分布的均匀性。

附图说明

图1为现有技术中的等离子反应腔室的平面结构示意图；

图2为本发明的等离子反应腔室的平面结构示意图；

图3a为本发明中旋转磁场的变化状态图一；

图3b为本发明中旋转磁场的变化状态图二；

图3c为本发明中旋转磁场的变化状态图三；

图3d为本发明中旋转磁场的变化状态图四。

具体实施方式

本发明的等离子反应腔室，其较佳的具体实施方式如图2所示，等离子反应腔室设有三组线圈7，三组线圈7可连接三相交流电。三组线圈7与三相交流电可以按三角形接法或星形接法连接。

三组线圈7可以设置在等离子反应腔室的壁中，如可以设置在等离子反应腔室的侧壁中、或底壁中、或顶壁中。

三组线圈7也可以设置在等离子反应腔室的外部，如设置在等离子反应腔室的侧壁的外部、或底壁的下部、或顶壁的上部等。

在三相异步电机中，三相定子绕组缠绕在定子铁心上，分别与三相工频交流电的三个端子相接，可以连接成星型也可以连接成三角型。通电后，三个各相差120度的正弦波叠加出一个交变旋转磁场，在转子中产生转动力矩带动电机旋转。

本发明的上述的等离子反应腔室改善等离子体分布均匀性的方法，通过向三组线圈中通入三相交流电，在所述等离子反应腔室中产生旋转磁场，拖动所述等离子反应腔室中的等离子体转动。

正是应用三相异步电机的工作原理，类似的三组线圈7被预先埋置于等离子反应腔室的腔体壁中，或设置在腔体臂外。三相对称绕组在空间上互差120度空间电角度，对应的三相工频交流电互差120度时间电角度。

如图3a、3b、3c、3d所示，加电后的三个对称绕组中分别加入互差120度的正弦交流电，其矢量之和等效于一个旋转磁场。旋转磁场的速度N＝60f/p，其中f为交流电频率，p为极对数，也就是相数。在工频、三相的条件下可以计算出旋转磁场转速为1000转/分。