[发明专利]电感耦合型等离子体处理装置及其自感应线圈

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种电感耦合型等离子体处理装置及其自感应线圈。

背景技术

等离子处理装置利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来激发和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子平板进行加工。

图1示出了现有技术的一种电感耦合等离子体处理装置的结构示意图，所述电感耦合等离子体处理装置100包括一反应腔室室105。在反应腔室室105下方设置了一个用于承载和固定基片104的基台101。电感耦合线圈设置于反应腔室105的顶盖上方；射频电源103用于向所述电感耦合线圈供电，以向腔室内部耦合提供射频能量。其中，所述电感耦合线圈包括中间线圈102a和外围线圈102b。在制程过程中，从反应腔室105上部进入的反应气体被中间线圈102a和外围线圈102b产生的高能磁场电离，形成等离子体。等离子体在高能磁场的作用下向下运动，对固定于基台101上的基片104进行制程（例如刻蚀反应）。因此电感耦合线圈102产生的磁场的分布情况会影响等离子体的分布。

其中，中间线圈102a和外围线圈102b一般为平面螺旋结构，在对应基片104中心区域所激发的磁场强度较强，而对应于基片104的外围区域所激发的磁场强度较弱，因此使得反应腔室105内中心区域的等离子体密度较高，外围区域的等离子体密度较低。

发明内容

针对背景技术中的上述问题，本发明提出了一种电感耦合型等离子体处理装置的自感应线圈。

本发明第一方面提供了一种用于电感耦合型等离子体处理装置的自感应线圈，其中，所述电感耦合型等离子体处理装置包括一封闭壳体，其包括顶板，其特征在于：

所述电感耦合型等离子体处理装置包括位于所述顶板上的电感耦合线圈，所述电感耦合线圈对应于所述基片多个区域划分为多个区域，以发射射频能量到所述封闭壳体内，

至少两个区域的电感耦合线圈之间设置有至少一个自感应线圈，当电感耦合线圈通电时，所述自感应线圈自感应出与和相邻的电感耦合线圈方向相反的电流，以产生和相邻的电感耦合线圈方向相反的磁场，

其中，所述自感应线圈是电浮地的。

进一步地，所述电感耦合型等离子体处理装置包括两个区域的电感耦合线圈，分别对应于所述基片的中心区域和外围区域。

进一步地，所述自感应线圈包括单圈线圈结构或多圈线圈结构。

进一步地，所述金属线圈的圈数根据需要隔离的电场以及所述电感耦合型等离子体处理装置的体积进行调整。

进一步地，所述电感耦合型等离子体处理装置还包括可移动支架，带动所述自感应线圈在垂直于所述电感耦合线圈所确定的平面的方向移动。

进一步地，所述自感应线圈的材料包括铝、铜。

进一步地，所述自感应线圈连接有一冷却装置，用于冷却所述自感应线圈自感应电流所产生的热量。

进一步地，所述冷却装置包裹在所述自感应线圈的外围，并且在冷却装置中通入冷却气体/液体，并外连一供应所述冷却气体/液体的冷却气体/液体循环装置。

进一步地，所述冷却装置为一设置在自感应线圈旁的吹风装置。

本发明第二方面提供了一种电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于，所述电感耦合型等离子体处理装置包括本发明第一方面所述的自感应线圈。

本发明第三方面提供了一种制造半导体基片的方法，其中，所述方法是在包括本发明第一方面所述的自感应线圈的电感耦合型等离子体处理装置中进行的，其特征在于：

放置基片于所述电感耦合型等离子体处理装置中的基台上；

放置至少一个自感应线圈到所述顶板上的至少两个区域的电感耦合线圈之间；

供应处理气体到所述电感耦合型等离子体处理装置的气体注入器；

施加射频能量到所述电感耦合线圈以对基片进行制程，并使得所述自感应线圈自感应出与和相邻的电感耦合线圈方向相反的电流，以产生和相邻的电感耦合线圈方向相反的磁场，

其中，所述自感应线圈是电浮地的。

本发明能够有效地隔离中心线圈和外围线圈之间的相互串扰。换言之，本发明相当于将自感应线圈覆盖的基片对应的中心区域和外围区域的等离子体密度的调节过程相互隔离，从而改善腔室内部的磁场均一性（即等离子体分布均一性），以实现基片制程的均一性。

附图说明