專利名稱：等離子體處理設(shè)備、其射頻裝置以及射頻輸送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及 一 種用于等離子體處理設(shè) 備的射頻裝置。本發(fā)明還涉及一種包括上述射頻裝置的等離子體處理 設(shè)備，以及一種向等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中輸入射頻能量的射 頻輸送方法。
背景技術(shù)：
等離子體處理設(shè)備廣泛應(yīng)用于微電子技術(shù)領(lǐng)域。
請(qǐng)參考圖1,圖1為一種典型的等離子體處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。 等離子體處理設(shè)備1內(nèi)部具有反應(yīng)腔室11，反應(yīng)腔室11的頂部
具有上蓋12,上蓋12通常為石英蓋。上蓋12的中部設(shè)有氣體入口 13, 以便經(jīng)由該氣體入口 13向反應(yīng)腔室11中輸入氣體。上蓋12的頂部還 設(shè)有電感耦合線圏14,其中可以通過射頻電流。
等離子體處理設(shè)備1工作時(shí)，通過真空獲得裝置(圖中未示出) 在反應(yīng)腔室11中制造并維持接近真空的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，在電感耦 合線圏14中通過適當(dāng)?shù)纳漕l電流，射頻能量透過上蓋12進(jìn)入反應(yīng)腔 室11中，從而激發(fā)其中的氣體，進(jìn)而在反應(yīng)腔室中產(chǎn)生并維持等離子 體環(huán)境。由于具有強(qiáng)烈的刻蝕以及淀積能力，所述等離子體可以與加 工件15發(fā)生刻蝕或者淀積等物理化學(xué)反應(yīng)，以獲得所需要的刻蝕圖形 或者淀積層。上述物理化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物由所述真空獲得裝置從抽氣 口 16中抽出。
請(qǐng)參考圖2，圖2為一種典型的電感耦合線圏的結(jié)構(gòu)示意圖。 電感耦合線圈14通常由漸開線形成且大體為盤狀，電感耦合線 圈14大體分布于上蓋12的整個(gè)頂面，其整體直徑與反應(yīng)腔室11的直 徑相適應(yīng)，乂人而可以向反應(yīng)腔室11的各個(gè)部分豸命入射頻能量。
眾所周知，在反應(yīng)腔室11的徑向上，電感耦合線圏14所產(chǎn)生的 電磁場(chǎng)是不均勻的，這將導(dǎo)致其所激發(fā)的等離子體的濃度在反應(yīng)腔室 11的徑向上出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，等離子體處理設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)等其他一些因素也可能導(dǎo)致等離子體在反應(yīng)腔室11徑向上不能均勻分布。等離 子體密度的不均勻?qū)?dǎo)致加工件15不同部分加工速率存在差異，這顯 然會(huì)對(duì)工藝過程產(chǎn)生顯著的不利影響。
在反應(yīng)腔室11尺寸較小且加工件15的工藝線條較大的情況下， 尚能夠通過擴(kuò)散在一定程度上減輕反應(yīng)腔室11徑向上等離子體濃度
的差異，并滿足工藝要求；但是，隨著反應(yīng)腔室11尺寸的不斷加大， 通過擴(kuò)散效果使等離子體密度均勻已經(jīng)越來越困難，而且隨著加工件 15的工藝線條逐漸變小，等離子體濃度的差異對(duì)工藝過程所產(chǎn)生不利 影響越來越顯著。
因此，如何改善等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室徑向上等離子體的均 勻性是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于等離子體處理設(shè)備的射頻裝置，可 以顯著改善等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室徑向上等離子體的均勻性。本 發(fā)明的另 一 目的是提供一種包括上述射頻裝置的等離子體處理設(shè)備， 以及提供一種向等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中輸入射頻能量的射頻 輸送方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種射頻裝置，用于等離子體 處理設(shè)備，包括依次連接的射頻電源、射頻匹配器以及電感耦合線圏， 所述電感耦合線圏包括位于所述等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室頂部中心 位置的中心線圈，以及圍繞所述中心線圏并沿所述反應(yīng)腔室頂部徑向 分布的至少一組外周線圈；所述中心線圈以及各所述外周線圈均相互 獨(dú)立，且各線圏中射頻電流的比例能夠調(diào)整。
進(jìn)一步，所述中心線圈以及各外周線圈均有一端接地，且其另一
端均連接射頻匹配器主體部的輸出端；所述射頻匹配器進(jìn)一步包括設(shè) 于其主體部的輸出端與所述中心線圈以及外周線圈之間的可變?cè)?br>
以改變各線圏之間的電流比例。
進(jìn)一步，所述外周線圈的數(shù)目為一組，所述中心線圈以及外周線 圈中至少 一者與所述射頻匹配器主體部的輸出端之間串接第 一可變電容。
進(jìn)一步，所述射頻匹配器進(jìn)一步包括第二可變電容，由所述第二 可變電容與所述第一可變電容串接而成的支路連接于地線和所述射頻 匹配器主體部的輸出端之間。
進(jìn)一步，所述外周線圏的數(shù)目為一組，所述中心線圈以及外周線
圈中至少一者與所述射頻匹配器主體部的輸出端之間串接恒值電容； 所述的射頻裝置進(jìn)一步包括第二可變電容，由所述第二可變電容與所
出端之間。
進(jìn)一步，所述外周線圈與所述中心線圏在所述反應(yīng)腔室頂部的徑 向上具有適當(dāng)間距。
進(jìn)一步，所述外周線圈和所述中心線圈為平面線圏或者立體線圏。
本發(fā)明還提供一種等離子體處理設(shè)備，包括上述任一項(xiàng)所述的射
頻裝置。
本發(fā)明還提供一種射頻輸送方法，用于向等離子體處理設(shè)備的反 應(yīng)腔室中輸入射頻能量，通過至少兩個(gè)相互獨(dú)立的電感耦合線圈分別 向所述反應(yīng)腔室的中心部位以及至少一個(gè)圍繞所述中心部位的外周部 位輸入射頻能量，并根據(jù)所述中心部位以及外周部位中等離子體的濃 度調(diào)整各電感耦合線圏中射頻電流的比例。
進(jìn)一步，各所述電感耦合線圈連接同一射頻匹配器，各所述電感 耦合線圏通過與其連接的可變?cè){(diào)整所述射頻電流的比例。
本發(fā)明所提供的射頻裝置的電感耦合線圈包括至少兩個(gè)相互獨(dú) 立的部分，即位于所述等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室頂部中心位置的中 心線圈，以及位于所述反應(yīng)腔室頂部外周部位并沿徑向分布的至少一 組外周線圈；所述中心線圏以及各所述外周線圈中射頻電流的比例能 夠調(diào)整。因此，本發(fā)明所提供的射頻裝置可以分區(qū)向所述反應(yīng)腔室中 輸入射頻并分區(qū)控制等離子體的濃度；即，當(dāng)所述反應(yīng)腔室徑向上等 離子體濃度不均勻時(shí)，可以根據(jù)具體情況調(diào)整各線圈中射頻電流的比例，從而調(diào)整各線圈在所述反應(yīng)腔室的中心部位和外周部位所形成電 ^磁場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度，以便消除所述反應(yīng)腔室徑向上等離子體濃度的差異， 進(jìn)而確保離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的各種工藝過程順利完成。本發(fā)明所 提供的向等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中輸入射頻能量的射頻輸送方 法實(shí)現(xiàn)了射頻能量的分區(qū)輸送以及分區(qū)控制，有利于提高所述反應(yīng)腔 室徑向上等離子體的均勻性，同樣可以確保離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的 各種工藝過程順利完成。
圖1為一種典型的等離子體處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖2為一種典型的電感耦合線圈的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明所提供電感耦合線圈一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意
圖4為本發(fā)明所提供電感耦合線圈另一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示 意圖5為本發(fā)明所提供射頻裝置第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意
圖6為本發(fā)明所提供射頻裝置第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意
圖7為本發(fā)明所提供射頻裝置第三種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意
圖8為本發(fā)明所提供射頻裝置第四種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意
圖9為本發(fā)明所提供射頻裝置第五種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖 和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明所提供的用于等離子體處理設(shè)備的射頻裝置包括射頻電 源、射頻匹配器和電感耦合線圏，三者依次連接。請(qǐng)參考圖3,圖3為本發(fā)明所提供電感耦合線圏一種具體實(shí)施方 式的結(jié)構(gòu)示意圖。
在第一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明所提供的電感耦合線圏至少包
括兩個(gè)相獨(dú)立的部分，即中心線圈Ll和外周線圏L2。
中心線圏Ll設(shè)于所述等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室頂部的中心位 置，外周線圈L2位于所述等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室頂部的外周位 置，且外周線圈L2圍繞中心線圏Ll。顯然，中心線圈Ll和外周線 圈L2的下方分別對(duì)應(yīng)于反應(yīng)腔室的中心部位和外周部位，兩者可以 分別向所述中心部位和外周部位中輸入射頻能量，進(jìn)而激發(fā)并維持等 離子體。因此，所述反應(yīng)腔室在其徑向上也就形成兩個(gè)等離子體密度 不同的區(qū)域，每一區(qū)域中的等離子體主要由來自不同線圈的射頻能量 激發(fā)。
由于中心線圏Ll與外周線圏L2中射頻電流的比例能夠調(diào)整，因 此，可以分區(qū)控制所述反應(yīng)腔室中等離子體的濃度。當(dāng)所述反應(yīng)腔室 徑向上等離子體濃度不均勻時(shí)，可以根據(jù)具體情況調(diào)整中心線圏Ll 與外周線圈L2中射頻電流的比例，從而調(diào)整兩者在所述反應(yīng)腔室的 中心部位和外周部位所形成電；茲場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度，以便消除所述反應(yīng)腔
室徑向上等離子體濃度的差異，進(jìn)而確保等離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的 各種工藝過程順利完成。
外周線圏L2的外側(cè)可以進(jìn)一步設(shè)置一組或者多組外周線圏，且 各外周線圏沿所述反應(yīng)腔室頂部的徑向分布。這樣，所述反應(yīng)腔室在 其徑向上可以進(jìn)一步形成三個(gè)或者更多的區(qū)域，每一區(qū)域中的等離子 體同樣由來自不同線圈的射頻能量激發(fā)。
在反應(yīng)腔室頂部的徑向上，中心線圏Ll與外周線圈L2之間可以 保持適當(dāng)?shù)木嚯x，該距離顯然明顯大于每組線圏內(nèi)相鄰的兩圈之間的 間距。因?yàn)榉磻?yīng)腔室中心部位等離子體的濃度容易偏高，中心線圈L1 與外周線圏L2之間保持上述適當(dāng)?shù)木嚯x有利于避免等離子體在反應(yīng) 腔室中心部位的濃度過高，等離子體在反應(yīng)腔室徑向上的分布因此將 更為均勻。請(qǐng)參考圖4,圖4為本發(fā)明所提供電感耦合線圈另一種具體實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示中心線圏Ll以及外周線圏L2均為平面線圈(主要在線 圈的徑向上延伸，其非平面高度通常低于線圈直徑的10%),但各線 圈的具體形式不應(yīng)限于此。如圖4所示，中心線圏Ll可以是立體線 圈。此外，外周線圈L2同樣可以是立體線圏(主要在線圈的軸向上 延伸，其非平面高度通常高于線圏直徑的10%)。
下面將全面介紹本發(fā)明所提供的射頻裝置。
請(qǐng)參考圖5,圖5為本發(fā)明所提供射頻裝置第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
所述射頻裝置包括射頻電源4,其常見的工作頻率為13.56MHz, 射頻電源4通過射頻匹配器3連接中心線圈Ll以及外周線圏L2。
本發(fā)明所提供的射頻匹配器3包括主體部31以及附加部32。主 體部31可以包括若干可變電容，這些可變電容可以形成T型、L型、 倒L型等常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；圖5中的主體部31具體包括第三可變電 容C3和第四可變電容C4，兩者形成L型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第三可變電容 C3和第四可變電容C4均可以通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)而改變電容值。
眾所周知，當(dāng)負(fù)載的阻抗與射頻電源的阻抗不匹配時(shí)，射頻匹配 器的輸入阻抗不等于射頻電源的輸出阻抗(一般為50歐姆)；因此， 可以在射頻匹配器輸入端連接傳感器311,傳感器311因此可以實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)射頻匹配器的輸入阻抗，并將其獲得的阻抗信號(hào)傳遞給控制器 312?？刂破?12根據(jù)其接收到的阻抗信號(hào)以及第三可變電容C3和第 四可變電容C4的當(dāng)前狀態(tài)，向控制第三可變電容C3和第四可變電容 C4的電機(jī)發(fā)出指令，從而調(diào)節(jié)上述兩個(gè)可變電容至合適的狀態(tài)，進(jìn)而 確保負(fù)載阻抗與射頻電源的阻抗保持共軛匹配。
上述中心線圏Ll與外周線圈L2相互獨(dú)立，這為改變兩者之間射 頻電流的比例提供了可能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用多種方式改變 各線圏間射頻電流的比例，比如，可以采用多套射頻電源分別向各線 圈供電，這是一種極為簡(jiǎn)單的方式，但很顯然，這種方式成本較高，市場(chǎng)前景黯淡。因此，申請(qǐng)人提供了幾種較為簡(jiǎn)單、可靠且成本較低 的電流的比例改變方式；需要指出的是，改變各線圏間射頻電流的比 例的方法并不局限于這些具體方式。
中心線圏Ll與外周線圈L2均有一端接地，而兩者的另一端可以 連接射頻匹配器3主體部31的輸出端(即節(jié)點(diǎn)a)。與節(jié)點(diǎn)a的連接 方式可以是直接連接，例如中心線圏L1，也可以是間接連接，例如外 周線圈L2。當(dāng)外周線圏為多組時(shí)，各組外周線圏均一端接地一端連接 主體部31的輸出端。以下以外周線圈為一組的情況為例進(jìn)行說明。
可以在外周線圈L2與節(jié)點(diǎn)a之間設(shè)置可變?cè)?，例如第一可?電容Cl,第一可變電容C1可以手動(dòng)調(diào)節(jié)也可以自動(dòng)調(diào)節(jié)；圖5中的 第一可變電容C1可以由控制器312自動(dòng)調(diào)節(jié)。這樣，外周線圈L2與 第一可變電容C1串接而成的支路連接于上述節(jié)點(diǎn)a與地線之間；中 心線圈L1同樣連接于上述節(jié)點(diǎn)a與地線之間?？刂破?12可以根據(jù) 反應(yīng)腔室中心部位和外周部位等離子體的濃度控制第一可變電容Cl (可以通過常規(guī)的方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等離子體的濃度并將濃度信號(hào)傳送至 控制器312),進(jìn)而改變射頻電流在中心線圈Ll與外周線圈L2之間的 分配，以調(diào)整所述反應(yīng)腔室不同位置等離子體的相對(duì)濃度，最終使所 述反應(yīng)腔室各部位等離子體的濃度趨向 一 致?？梢栽O(shè)置第 一 電流傳感 器51以及第二電流傳感器52，使兩者分別與中心線圈Ll和外周線圈 L2相串聯(lián)；在圖5中第一電流傳感器51直接連接在節(jié)點(diǎn)a與中心線 圈Ll之間，第二節(jié)流傳感器52則連接于第一可變電容Cl與外周線 圈L2之間。第一電流傳感器51以及第二電流傳感器52所采集的信 號(hào)傳送至控制器312，控制器312根據(jù)該信號(hào)調(diào)整第一可變電容Cl 以及第三可變電容C3和第四可變電容C4,從而在滿足電流比例調(diào)節(jié) 的同時(shí)達(dá)到阻抗匹配。
當(dāng)然，第一可變電容C1也可以設(shè)置在節(jié)點(diǎn)a與中心線圈Ll之間， 或者在節(jié)點(diǎn)a與中心線圏Ll之間、節(jié)點(diǎn)a與外周線圈L2之間均設(shè)置 一個(gè)第一可變電容Cl;這同樣可以調(diào)整所述反應(yīng)腔室中心部位和外周 部位等離子體的相對(duì)濃度?？梢栽趫D5所示射頻裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。
請(qǐng)參考圖6以及圖7,圖6為本發(fā)明所提供射頻裝置第二種具體 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明所提供射頻裝置第三種具體實(shí) 施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
如前所述，在圖5所示具體實(shí)施方式
中射頻匹配器3的附加部32 僅包括一個(gè)或者兩個(gè)第一可變電容Cl,即中心線圈Ll和外周線圈L2 中至少一者與節(jié)點(diǎn)a之間可以設(shè)置第一可變電容Cl?？梢赃M(jìn)一步設(shè)置 數(shù)目與第一可變電容C1相同的第二可變電容C2，且使第二可變電容 C2與第一可變電容C1串接形成的支路連接于節(jié)點(diǎn)a與地線之間。此 時(shí)，射頻匹配器3的附加部32包括若干第一可變電容Cl以及第二可 變電容C2，兩者均可以由控制器312控制。第一電流傳感器51以及 第二電流傳感器52所采集的信號(hào)傳送至控制器312,控制器312根據(jù) 該信號(hào)調(diào)整第一可變電容Cl、第二可變電容C2以及第三可變電容C3 和第四可變電容C4,從而在滿足電流比例調(diào)節(jié)的同時(shí)達(dá)到阻抗匹配。
當(dāng)?shù)谝豢勺冸娙軨1僅設(shè)置在外周線圏L2與節(jié)點(diǎn)a之間時(shí)，第二 可變電容C2的tt目為一組，且其"i殳置于節(jié)點(diǎn)b與地線之間，此時(shí)的 電路結(jié)構(gòu)如圖6所示。當(dāng)?shù)谝豢勺冸娙軨l僅設(shè)置在中心線圈Ll與節(jié) 點(diǎn)a之間時(shí)，第二可變電容C2的數(shù)目仍一組，且其設(shè)置于節(jié)點(diǎn)c與 地線之間，此時(shí)的電路結(jié)構(gòu)如圖7所示。當(dāng)?shù)谝豢勺冸娙軨1同時(shí)設(shè) 置在節(jié)點(diǎn)a與中心線圈Ll、外周線圏L2之間時(shí)，第二可變電容C2 的數(shù)目為兩組，兩第二可變電容C2的設(shè)置方式可以分別參考圖6和 圖7。
請(qǐng)參考圖8和圖9，圖8為本發(fā)明所提供射頻裝置第四種具體實(shí) 施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明所提供射頻裝置第五種具體實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
如前所示，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用多種方式改變各線圏間射 頻電流的比例。
可以在外周線圈L2、中心線圈Ll兩者中至少一者與節(jié)點(diǎn)a之間 設(shè)置恒值電容C5，使由外周線圏L2與恒值電容C5串接而成的支路連接于上述節(jié)點(diǎn)a與地線之間；中心線圈Ll同樣連接于上述節(jié)點(diǎn)a 與地線之間。同時(shí)設(shè)置第二可變電容C2，并使第二可變電容C2與恒 值電容C5串聯(lián)所形成的支路連接于節(jié)點(diǎn)a與地線之間。此時(shí)手動(dòng)或 者自動(dòng)調(diào)節(jié)第二可變電容C2即可改變中心線圈Ll與外周線圈L2之 間的射頻電流比例。此時(shí)射頻匹配器3的附加部32包括若干第二可變 電容C2以及恒值電容C5。第一電流傳感器51以及第二電流傳感器 52的作用仍是采集各線圈的電流信號(hào)并將其傳送至控制器312;控制 器312根據(jù)該信號(hào)調(diào)整各可變電容，從而在滿足電流比例調(diào)節(jié)的同時(shí) 達(dá)到阻抗匹配。
圖8示出了恒值電容C5僅設(shè)置于節(jié)點(diǎn)a與外周線圏L2之間的情 形，圖9示出了恒值電容C5僅設(shè)置于節(jié)點(diǎn)a與中心線圏Ll之間的情 形。當(dāng)恒值電容C5同時(shí)設(shè)置在節(jié)點(diǎn)a與中心線圈Ll、外周線圈L2 之間時(shí)，第二可變電容C2的數(shù)目為兩組，兩個(gè)第二可變電容C2的設(shè) 置方式可以分別參考圖8和圖9。
以上均以外周線圏L2的數(shù)目為一組的情況為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù) 方案進(jìn)行說明；當(dāng)外周線圏L2的數(shù)目為多組時(shí)，可以將其他外周線 圈連接于地線以及節(jié)點(diǎn)a之間，并參考上文設(shè)置恒值電容或者可變電 容，從而可以調(diào)整射頻匹配器3的進(jìn)而調(diào)整各組線圈之間的射頻電流 比例。對(duì)此本文不再展開描述。
本發(fā)明所提供的等離子體處理設(shè)備包括上述任一項(xiàng)所述的射頻 裝置；所述離子體處理設(shè)備的其他結(jié)構(gòu)可以參考現(xiàn)有技術(shù)；例如，可 以參考圖l中的離子體處理設(shè)備，但并不限于此具體形式。
本發(fā)明所提供的用于向等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中輸入射 頻能量的射頻輸送方法，在射頻的產(chǎn)生以及阻抗匹配等方面可以參照 現(xiàn)有技術(shù)；其關(guān)鍵之一在于，本發(fā)明是通過至少兩個(gè)相互獨(dú)立的電感 耦合線圈分別向所述反應(yīng)腔室的中心部位以及至少 一 個(gè)圍繞所述中心 部位的外周部位輸入射頻能量，并根據(jù)所述中心部位以及外周部位中 等離子體的濃度調(diào)整各電感耦合線圈中射頻電流的比例。簡(jiǎn)單地說， 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了射頻能量的分區(qū)輸送以及分區(qū)控制，當(dāng)所述反應(yīng)腔室徑向上等離子體濃度不均勻時(shí)，可以根據(jù)具體情況調(diào)整各線圏中射頻電 流的比例，從而調(diào)整各線圈在所述反應(yīng)腔室的中心部位和外周部位所 形成電磁場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度，以便消除所述反應(yīng)腔室徑向上等離子體濃度 的差異，進(jìn)而確保離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的各種工藝過程順利完成。
電感耦合線圏中射頻電流的比例可以通過可變電容等可變?cè)?調(diào)整(這并不排斥恒值元件在電路中的存在)，所述可變?cè)木唧w連 接方式可以參照前文關(guān)于射頻裝置以及等離子體處理設(shè)備的描述。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的等離子體處理設(shè)備、其射頻裝置以及向等 離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中輸入射頻能量的射頻輸送方法進(jìn)行了詳
述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核'"、思想。 應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本4支術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原 理的前4是下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和i務(wù)飾，這些改進(jìn)和修飾 也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種射頻裝置，用于等離子體處理設(shè)備，包括依次連接的射頻電源、射頻匹配器以及電感耦合線圈，其特征在于，所述電感耦合線圈包括位于所述等離子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室頂部中心位置的中心線圈，以及圍繞所述中心線圈并沿所述反應(yīng)腔室頂部徑向分布的至少一組外周線圈；所述中心線圈以及各所述外周線圈均相互獨(dú)立，且各線圈中射頻電流的比例能夠調(diào)整。
2、 如權(quán)利要求1所述的射頻裝置，其特征在于，所述中心線圈 以及各外周線圏均有一端接地，且其另 一端均連接射頻匹配器主體部 的輸出端；所述射頻匹配器進(jìn)一步包括設(shè)于其主體部的輸出端與所述 中心線圈以及外周線圏之間的可變?cè)愿淖兏骶€圏之間的電流比 例。
3、 如權(quán)利要求2所述的射頻裝置，其特征在于，所述外周線圈 的數(shù)目為一組，所述中心線圈以及外周線圈中至少一者與所述射頻匹 配器主體部的輸出端之間串接第一可變電容。
4、 如權(quán)利要求3所述的射頻裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括第 二可變電容，由所述第二可變電容與所述第一可變電容串接而成的支 路連接于地線和所述射頻匹配器主體部的輸出端之間。
5、 如權(quán)利要求2所述的射頻裝置，其特征在于，所述外周線圏 的#:目為一組，所述中心線圈以及外周線圈中至少一者與所述射頻匹 配器主體部的輸出端之間串接恒值電容；所述的射頻裝置進(jìn)一步包括 第二可變電容，由所述第二可變電容與所述恒值電容串接而成的支路 連接于地線和所述射頻匹配器主體部的輸出端之間。
6、 如權(quán)利要求1所述的射頻裝置，其特征在于，所述外周線圏 與所述中心線圈在所述反應(yīng)腔室頂部的徑向上具有適當(dāng)間距。
7、 如權(quán)利要求1所述的射頻裝置，其特征在于，所述外周線圏 和所述中心線圏為平面線圈或者立體線圈。
8、 一種等離子體處理設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至7 任一項(xiàng)所述的射頻裝置。
9、 一種射頻輸送方法，用于向等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中輸入射頻能量，其特征在于，通過至少兩個(gè)相互獨(dú)立的電感耦合線圈 分別向所述反應(yīng)腔室的中心部位以及至少 一 個(gè)圍繞所述中心部位的外 周部位輸入射頻能量，并根據(jù)所述中心部位以及外周部位中等離子體 的濃度調(diào)整各電感耦合線圈中射頻電流的比例。
10、如權(quán)利要求9所述的射頻輸送方法，其特征在于，各所述電 感耦合線圏連接同一射頻匹配器，各所述電感耦合線圈通過與其連接 的可變?cè){(diào)整所述射頻電流的t匕例。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻裝置，包括依次連接的射頻電源、射頻匹配器以及電感耦合線圈，所述電感耦合線圈包括中心線圈以及圍繞所述中心線圈的至少一組外周線圈；所述中心線圈以及各所述外周線圈相互獨(dú)立，且各線圈中射頻電流的比例能夠調(diào)整。本發(fā)明還公開了一種包括上述射頻裝置的等離子體處理設(shè)備。本發(fā)明所公開的射頻輸送方法通過至少兩個(gè)相互獨(dú)立的電感耦合線圈分別向反應(yīng)腔室的中心部位和外周部位輸入射頻能量，并根據(jù)各部位中等離子體的濃度調(diào)整各線圈中射頻電流的比例。由于實(shí)現(xiàn)了射頻能量的分區(qū)輸送以及分區(qū)控制，可以提高所述反應(yīng)腔室徑向上等離子體的均勻性，進(jìn)而確保等離子體處理設(shè)備對(duì)加工件進(jìn)行的精細(xì)處理順利完成。
文檔編號(hào)H01J37/32GK101677485SQ200810222559
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者鵬 陳 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司