[发明专利]线圈组件及半导体设备

说明书

本发明公开了一种线圈组件及半导体设备，线圈组件包括：多组感应线圈，多组感应线圈之间并联连接，且多组感应线圈呈放射状分布。有效避免线圈组件扩大线圈组件覆盖范围时出现驻波，有效保证采用线圈组件的半导体设备大面积均匀等离子体的产生。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，更具体地，涉及一种线圈组件及应用该线圈组件的半导体设备。

背景技术

在半导体工业中，ICP(感应耦合等离子体)源是半导体领域干法刻蚀和薄膜沉积常用的等离子体源。ICP源由高频电流通过线圈产生的高频电磁场激发气体产生等离子体，工作气压较低，具有等离子体密度高、对工件损伤小等特点。随着晶圆尺寸不断扩大和刻蚀线宽的逐渐降低，优异的等离子体均匀性分布日益成为等离子体源开发的瓶颈。

现有的ICP源的线圈组件采用同心圆或者渐开线的线圈结构，为了获得产生大面积且均匀性的等离子体分布，通常需要扩大线圈组件覆盖的范围，同时线圈的长度也会增加。但当线圈长度大于所用功率源波长的1/10时极易产生驻波效应，导致等离子体均匀性难以实现。

因此需要提出一种新型线圈组件设计，以解决传统ICP源线圈组件扩大线圈组件覆盖的范围导致单组线圈长度过长出现驻波，进而使ICP源难以产生大面积均匀等离子体的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种线圈组件及半导体装置，有效避免线圈组件扩大覆盖范围时导致单组线圈长度过长出现驻波，有助于半导体设备大面积均匀等离子体的产生。

为实现上述目的，本发明提出了一种线圈组件，包括：多组感应线圈，所述多组感应线圈之间并联连接，且所述多组感应线圈呈放射状分布。

可选地，每组所述感应线圈的一端均连接射频源，另一端均接地；每组所述感应线圈均呈直线形，所述线圈组件包括至少三组感应线圈。

可选地，所述多组感应线圈中每相邻两组所述感应线圈之间的夹角相等。

可选地，所述感应线圈的长度小于为所述线圈组件供电的射频电源对应波长的1/10。

可选地，每组所述感应线圈包括多个线圈单元，所述多个线圈单元依次串联。

可选地，所述线圈单元呈圆弧形，圆弧的圆心角为60度至180度，圆弧所在圆的半径为10mm至100mm。

可选地，所述线圈单元的线材截面为圆形，且所述圆形的直径大于5mm；或者，所述线圈单元的线材截面为矩形，且所述矩形的宽度大于5mm。

可选地，每组所述感应线圈的另一端均通过铜带接地。

本发明还提出一种半导体设备，包括以上所述的线圈组件。

可选地，还包括反应腔室，所述反应腔室的顶部设有平面介质窗，所述平面介质窗上方设有线圈屏蔽盒，所述反应腔室的外部设有射频电源和第一匹配器；

所述线圈组件设置于所述线圈屏蔽盒内并与所述平面介质窗平行；

所述射频电源、所述第一匹配器、所述线圈组件依次电连接。

本发明的有益效果在于：

通过将多组感应线圈并联连接并呈放射状分布，能够在增加等离子源产生面积时有效控制单组感应线圈的长度，有效避免线圈组件扩大覆盖范围时导致单组感应线圈长度过长出现驻波，克服了传统的同心圆或者渐开线线圈结构由于线圈直径增加产生的驻波效应导致的等离子体不均匀性问题；放射状的线圈组件在径向上可以覆盖更宽的平面介质窗截面，通过射线组数量的调节，可以实现等离子体均匀性的调节。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。