本发明专利技术提供一种线圈组件，其中，所述线圈组件包括多组感应线圈，多组所述感应线圈的输入端电连接，且多组所述感应线圈的输出端沿所述线圈组件周向均匀分布。本发明专利技术还提供一种等离子体发生装置和一种等离子体设备。所述感应线圈能够在工艺腔中形成均匀的等离子体，并且所述感应耦合等离子体发生装置中容性耦合小，便于精确调节。
Coil assembly, plasma generator and plasma equipment
The invention provides a coil assembly, in which the coil assembly comprises a plurality of induction coils, the input terminals of the plurality of induction coils are electrically connected, and the output terminals of the plurality of induction coils are uniformly distributed along the circumference of the coil assembly. The invention also provides a plasma generator and a plasma device. The induction coil can form a uniform plasma in the process chamber, and the capacitive coupling of the induction coupled plasma generator is small, which is convenient for precise adjustment.
【技术实现步骤摘要】
线圈组件、等离子体发生装置及等离子体设备
本专利技术涉及半导体加工设备领域，具体地，涉及一种线圈组件、一种包括该线圈组件的等离子体发生装置和一种包括该等离子体发生装置的等离子体设备。
技术介绍
近年来，伴随着半导体工业的发展，等离子体处理技术不仅应用于半导体领域，在光学、微机电系统、生物检测等领域也得到了广泛的应用。进行等离子体处理技术的等离子体设备包括等离子体发生装置和工艺腔，而常见的等离子体发生装置包括容性耦合等离子体发生装置、感应耦合等离子体发生装置和微波等离子体发生装置。其中，由于感应耦合等离子体发生装置具有等离子体密度和能量可调、成本低等优点，广泛的应用于干刻工艺中。随着工艺制程的不断发展，对等离子体在待刻蚀的晶片表面的分布均匀性的要求越来越高。为了适应不同的工艺，需要对感应耦合等离子体发生装置进行调节。由于感应耦合等离子体发生装置的线圈之间存在容性耦合，从而影响了调节精度。因此，如何进一步提高感应耦合等离子体发生装置产生的等离子体的密度均匀性、以及提高感应耦合等离子体发生装置的调节精度成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种线圈组件、一种包括该线圈组件的等离子体发生装置和一种包括该等离子体发生装置的等离子体设备。所述感应线圈能够至少解决上述技术问题中的一者。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括多组感应线圈，多组所述感应线圈的输入端电连接，且多组所述感应线圈的输出端沿所述线圈组件周向均匀分布。优选地，所述线圈组件包括三组感应线圈；或者，所述线圈组件包括四组感应线圈。优选地，每组所述感应线圈的长度均满足以下公式：0.01λ≤L≤0.2λ，其中，L为每组感应线圈的长度；λ为用于为所述线圈组件供电的射频电源输出的电磁波的波长。优选地，除位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈之外的每组所述感应线圈的输入端与输出端之间的距离都在10mm至25mm之间。优选地，任意两组感应线圈的长度之间的差值不大于任意一组感应线圈的长度的10％。优选地，位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈的长度与其他任意一组感应线圈的长度之间的差值不大于任意一组感应线圈的长度的10％。优选地，位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈位于所述第二线圈的内圈，所述第一线圈和所述第二线圈串联，且位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈的输入端设置在所述第一线圈上，位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈的输出端设置在所述第二线圈上。优选地，每组感应线圈的长度为230mm至480mm之间。优选地，所述第一线圈的两端之间的距离在10mm至25mm之间，且所述第二线圈的两端之间的距离在10mm至25mm之间。作为本专利技术的第二个方面，提供一种等离子体发生装置，所述等离子体发生装置包括依次连接的射频源、匹配器和线圈组件，其中，所述线圈组件为本专利技术所提供的上述线圈组件，所述匹配器的输出端与所述线圈组件中各组所述线圈的输入端电连接。作为本专利技术的第三个方面，提供一种等离子体设备，所述等离子体设备包括等离子体发生装置和工艺腔，所述工艺腔上设置有介质窗，所述等离子体发生装置设置的所述工艺腔外部，其中，所述等离子体发生装置为本专利技术所提供的上述等离子体发生装置，所述线圈组件设置在所述介质窗上方。优选地，所述等离子体设备还包括线圈调节装置，所述线圈调节装置用于调节所述线圈组件上各组感应线圈与所述介质窗之间的距离。在本专利技术所提供的线圈组件中，由于相邻两组感应线圈的输出端的位置不同，因此，相邻两组感应线圈的输出电流之间的相位差不等于180°，由此可知，所述线圈组件通电后，相邻两组感应线圈之间的容性耦合可以避开最高点，从而可以提高线圈组件对气体分子的解离程度的调节能力，提高干刻工艺获得的图形的准确程度，并降低工艺成本。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术所提供的等离子体发生装置的一种实施方式的示意图；图2是本专利技术所提供的等离子体发生装置的另一种实施方式的示意图；图3是本专利技术所提供的等离子体设备的结构示意图。附图标记说明101：射频电源201：匹配器300：线圈组件311：第一线圈321：第二线圈301、302、303、304：感应线圈400：工艺腔401：介质窗402：腔室壁403：基片台具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。作为本专利技术的一个方面，提供一种线圈组件，如图1和图2所示，该线圈组件300包括多组感应线圈，多组所述感应线圈的输入端电连接，且多组所述感应线圈的输出端沿线圈组件300的周向均匀分布。如图1和图2所示，线圈组件300与等离子体发生装置中的射频电源101以及匹配器201配合使用。具体地，线圈组件300中各组感应线圈的输入端均与匹配器200的输出端电连接，各个线圈组件300的输出端与位于不同位置处的参考电压端(例如，接地端)电连接。如上文中所述，由于线圈组件300中，各组感应线圈的输入端电连接，且输出端位置不同使得各组感应线圈的电流的相位之间存在相位差。即，任意相邻两组感应线圈的输出电流相位之间的存在相位差不为180°。由此可知，所述线圈组件通电后，相邻两组感应线圈之间的容性耦合可以通过避免在180°相位作用的电流反向抵消导致的容性耦合增强效应，从而可以提高线圈组件300对气体分子的解离程度的调节能力，提高干刻工艺获得的图形的准确程度，并降低工艺成本。除了容性耦合低之外，本专利技术所提供的线圈组件还能够在与包括该线圈组件的离子体发生装置配合使用的工艺腔中形成密度分布均匀的等离子体。具体地，匹配器201的输出端与线圈组件300中各个感应线圈的输入端电连接，线圈组件300中各个感应线圈的输出端在不同位置处接地，形成了多组感应线互相并联的结构，因此，所述线圈组件只包括一个共同输入端(即，不同的感应线的输入端电连接后形成的共同输入端)和一个共同输出端(即，接地端)。由于各组感应线圈的输出端在360°范围内均匀分布，因此，各组感应线圈的输出之间的相位差也是均匀的，从而可以确保在工艺腔中形成密度均匀的等离子体。除此之外，多组感应线圈互相并联减小了所述线圈组件的电感，进一步提高了线圈组件的电流值，并提高了线圈组件的功率耦合效率。在本专利技术中，对线圈组件300中感应线圈的组数并没有特殊的限制。可以根据干刻工艺中所需要的功率密度来确定线圈组件300中感应线圈的组数。具体地，功率密度越大，则感应线圈的组数越多。在图1中示出了本专利技术所提供的感应耦合等离子体发生装置实施方式中，线圈组件300包括四组感应线圈，从内至外分别为感应线圈301、感应线圈302、感应线圈303和感应线圈304。感应线圈301的输出端与线圈组件的圆心的连线与感应线圈302的输出端与线圈组件的圆心的连线之间的角度为90°。当通过射频源101、匹配器201向线圈组件300提供电流时，感应线圈301的输出电流的相位方向与感应线圈302的输出电流的相位之间的相位差为90°。感应线圈302的输出端本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括多组感应线圈，多组所述感应线圈的输入端电连接，且多组所述感应线圈的输出端沿所述线圈组件周向均匀分布。
【技术特征摘要】
1.一种线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括多组感应线圈，多组所述感应线圈的输入端电连接，且多组所述感应线圈的输出端沿所述线圈组件周向均匀分布。2.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括三组感应线圈；或者，所述线圈组件包括四组感应线圈。3.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，每组所述感应线圈的长度均满足以下公式：0.01λ≤L≤0.2λ，其中，L为每组感应线圈的长度；λ为用于为所述线圈组件供电的射频电源输出的电磁波的波长。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的线圈组件，其特征在于，除位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈之外的每组所述感应线圈的输入端与输出端之间的距离都在10mm至25mm之间。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的线圈组件，其特征在于，任意两组感应线圈的长度之间的差值不大于任意一组感应线圈的长度的10％。6.根据权利要求1至3中任意一项所述的线圈组件，其特征在于，位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈的长度与其他任意一组感应线圈的长度之间的差值不大于任意一组感应线圈的长度的10％。7.根据权利要求1至3中任意一项所述的线圈组件，其特征在于，位于所述线圈组件最内部的一组感应线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈位于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兴存，赵晓丽，王建龙，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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