[发明专利]一种等离子体处理装置

说明书

本发明涉及一种等离子体处理装置，施加射频电源的电感线圈中，包含串联的输入线圈、底层线圈、输出线圈，通过所述底层线圈上穿过上表面至下表面的通孔或通槽，将上方输入线圈和/或输出线圈在底层线圈上感应生成电涡流的回路截断，对底层线圈与其下方加热器之间的耦合面积进行缩减，减少射频能量的不必要损耗，并且使所述风扇的吹风能够经过电感线圈周边及贯通结构到达介电窗及加热器实施冷却，有效提升原先被电感线圈遮挡区域的局部散热效果。

技术领域

本发明涉及等离子体处理领域，特别涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

如图1所示，现有的电感耦合型等离子体处理装置中，反应腔的腔体10侧壁上设有环形的腔盖20。在腔盖20上设有石英等陶瓷材料制成的介电窗30。在介电窗30上方布置有电感线圈50，其与射频电源连接来产生射频电磁场，将引入到反应腔内的反应气体生成等离子体，用来对反应腔内底部基座上的半导体基板（图中未示出）进行蚀刻等处理。介电窗30直至整个反应腔上部温度的控制，通过设置在介电窗30上的加热器40加热，配合电感线圈50上方设置的风扇60出风冷却来实现。

如图3所示，在一个示例中，电感线圈50包含底层线圈51，及位于其上方同一层的外环线圈52和内环线圈53，三者相互隔开，被各自对应的一个缺口截断成为不闭合的环形结构。其中，外环线圈52的一端通过输入部551连接射频电源，另一端通过接线部552连接下方底层线圈51的一端，底层线圈51的另一端通过接线部553连接上方内环线圈53的一端，并使内环线圈53的另一端通过输出部件554接地。

如图4~图6所示，在另一示例中，电感线圈50包含三层结构；一路射频电源经第一输入部561连接第三外环线圈522a一端，第三外环线圈522a另一端通过连接部562向下方内侧连接第二内环线圈531b一端，第二内环线圈531b另一端通过连接部563向下连接第一底层线圈51a一端；通过第一底层线圈51a另一端的连接部564向上连接第二外环线圈521b一端，第二外环线圈521b另一端的连接部565向上方内侧连接第三内环线圈532a一端，通过第三内环线圈532a另一端的第一输出部566接地。

另一路射频电源经第二输入部571连接第四外环线圈522b一端，第四外环线圈522b另一端通过连接部572向下方内侧连接第一内环线圈531a一端，第一内环线圈531a另一端通过连接部573向下连接第二底层线圈51b一端；通过第二底层线圈51b另一端的连接部574向上连接第一外环线圈521a一端，第一外环线圈521a另一端的连接部575向上方内侧连接第四内环线圈532b一端，通过第四内环线圈532b另一端的第一输出部576接地。

如图3~图6所示，现有电感线圈50的底层线圈51、51a、51b基本为实心的平板状。则上层的线圈会在底层线圈上感应产生电涡流，引起射频能量的不必要损耗；所述底层线圈还与介电窗30上的加热器40之间存在互感耦合，且底层线圈的面积越大，互感耦合的面积就越大，引起的射频能量损耗就越大。

此外，如图1、图2所示，如果加热器40与风扇60之间没有其他物体，则风扇60出风的冷却流阻最小，可实现介电窗30的最佳冷却条件。但实际上，风扇60与加热器40之间布置有所述感应线圈50，其底层线圈与下方的加热器40间隔很小，会遮挡部分风扇60出风吹至加热器40及介电窗30，使被遮挡区域80散热不良，与未遮挡区域70的冷却效果不一致，影响介电窗30的冷却及加热器40的控温，严重时造成加热器40过烧损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置，在电感线圈的底层线圈开设通孔或通槽，从而截断电涡流回路，减少耦合面积以降低射频能量的损耗，并有效改善线圈下方局部散热的效果。