用于等离子体处理装置的感应线圈组件制造方法及图纸

公开了包括两个感应线圈的感应线圈组件。每个感应线圈包括第一绕组和第二绕组，第一绕组从在z方向上的第一位置的第一端子端开始过渡到在与z方向正交的平面中的径向内部位置，第二绕组从径向内部位置开始过渡到在与z方向正交的第二平面中的径向外部位置、并终止于第二端子端。还提供了结合感应线圈组件的等离子体处理装置。体处理装置。体处理装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于等离子体处理装置的感应线圈组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年12月28日提交的名称为“Induction Coil Assembly for Plasma Processing Apparatus”的美国临时申请63/131,026号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求于2021年2月10日提交的名称为“Induction Coil Assembly for Plasma Processing Apparatus”的美国临时申请63/147,817号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及用于工件的等离子体处理的等离子体处理装置。更具体地，本公开针对用于等离子体处理装置的感应线圈组件。

技术介绍

[0004]RF等离子体用于制造设备，诸如集成电路、微机械设备、平板显示器，和其它设备。现代等离子体刻蚀应用中使用的RF等离子体源需要提供高等离子体均匀性和多种等离子体控制，包括独立的等离子体分布、等离子体密度和离子能量控制。RF等离子体源通常必须能够在各种工艺气体中以及在各种不同条件下(例如，气流、气压等)维持稳定的等离子体。此外，期望RF等离子体源通过用减少的能量需求和减少的EM发射进行操作来对环境产生最小的影响。
[0005]与感应耦合等离子体(ICP)源相关联的问题是：由于从线圈到等离子体的RF功率电容耦合和被施加到线圈的非常高的电压(每匝几kV)，导致将ICP线圈与处理腔室分隔开的介电板的严重溅射。该溅射既影响等离子体，又增加了工具的资本成本及其维护成本。整体工艺可控性以及最终的工艺产量变差。利用ICP系统的又一个常见问题是由线圈的电容耦合引起的方位角不均匀性。因此，需要改进的等离子体处理装置和系统。
附图说明
[0006]在参考附图的说明书中针对本领域普通技术人员阐述了实施例的详细讨论，其中：
[0007]图1描绘了根据本公开的示例实施例的示例等离子体处理装置。
[0008]图2描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件。
[0009]图3描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件。
[0010]图4描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件。
[0011]图5描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件。
[0012]图6描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件的截面图。
[0013]图7描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件的自上而下的视图。
[0014]图8描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的示例感应线圈组件的仰视图。
[0015]图9描绘了根据本公开的示例实施例的用于等离子体处理装置的感应线圈组件的同心双电平感应线圈。
具体实施方式
[0016]现在将详细地参考实施例，该实施例的一个或多个示例如附图所示。每个示例是为了解释实施例而提供的，而非对本公开的限制。事实上，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对实施例进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，本公开的方面旨在涵盖这样的修改和变化。
[0017]出于说明和讨论的目的，参考“工件”“晶片”或半导体晶片来讨论本公开的方面。使用本文提供的公开的本领域普通技术人员应理解，本公开的示例方面可以与任何半导体工件或其它合适工件关联使用。此外，与数值结合使用的术语“约”旨在是指在规定数值的百分之十(10％)以内。“基座”是指可以用于支撑工件的任何结构。“远程等离子体”是指远离工件生成的等离子体，诸如在通过分离格栅与工件分隔开的等离子体腔室中生成的等离子体。“直接等离子体”是指直接暴露于工件的等离子体，诸如在处理腔室中生成的等离子体，该处理腔室具有能够操作以支撑工件的基座。
[0018]如本文所用的，与规定数值结合使用的术语“约”可以包括在规定数值的10％以内的值的范围。
[0019]传统的等离子体处理装置包括感应线圈。当利用来自RF发生器的RF功率向感应线圈供能时，在等离子体腔室中感应出实质感应等离子体。此外，感应线圈可以电容耦合到等离子体。感应线圈到等离子体的这种电容耦合可以影响在被设置在等离子体腔室内的工件上执行的处理工艺(例如，刻蚀、溅射)。例如，电容耦合可能导致处理工艺中出现不均匀性。进一步的，至少部分地由于横跨感应线圈的长度上的不均衡电压降以及在单个感应线圈的端子附近生成的电场的奇异性，单个感应线圈不可能是对称的和均匀的。因此，需要改进的感应线圈组件和处理装置，从而可以减少和/或消除由电容耦合引起的不均匀性。
[0020]本公开的各方面总体涉及感应线圈组件和等离子体处理装置，感应线圈组件和等离子体处理装置包括两个或更多个感应元件，诸如第一感应线圈和第二感应线圈。如下面将进一步讨论的，感应线圈中的每一个感应线圈可以在空间上被配置为减少感应等离子体与感应线圈中的每一个感应线圈之间的电容耦合。例如，第一感应线圈和第二感应线圈可以是交错的双层线圈。第一感应线圈和第二感应线圈可以耦合到RF电源，并且还可以经由电容器接地。在特定实施例中，第一感应线圈和第二感应线圈两者可以耦合到相同的RF电源。每个感应线圈包括第一绕组和第二绕组，第一绕组通常位于与z方向正交的平面中，第二绕组位于与z
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方向正交的不同平面中。对于等离子体装置，法拉第屏蔽(例如，接地法拉
第屏蔽)可以被设置在处理腔室与感应线圈组件之间。
[0021]根据本公开的示例实施例的线圈组件可以提供许多益处和技术效果。例如，感应线圈(例如，第一感应线圈和第二感应线圈)可以是对称的和平衡的。以这种方式，可以减少感应等离子体与感应线圈中的每一个感应线圈之间的电容耦合。此外，由于可以减少感应等离子体与感应线圈中的每一个感应线圈之间的电容耦合，因此可以减少与在被定位在等离子体处理装置的处理腔室内的工件(例如，晶片)上执行的处理工艺(例如，刻蚀、溅射)相关联的不均匀性。此外，线圈组件的感应线圈可以被配置为适应具有不同设计约束的等离子体腔室。以这种方式，线圈组件可以被配置为适应遍及不同等离子体处理装置的处理腔室的变化。
[0022]图1描绘了根据本公开的示例实施例的等离子体处理装置100。等离子体处理装置100包括限定内部空间102的处理腔室。工件支撑件104(例如，基座)用于支撑在内部空间102内的工件106，诸如半导体晶片。介电窗口110位于基底支架104上方。介电窗口110包括相对平的中心部分112和成角度的周边部分114。介电窗口110包括用于喷头120的在中心部分112中的空间，喷头120将工艺气体供给到内部空间102中。
[0023]装置100还包括感应线圈组件，该感应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感应线圈组件，包括：第一感应线圈，具有至少两个或更多个绕组，所述至少两个或更多个绕组以螺线螺旋形状卷绕成三维几何结构，具有均匀半径减小和在z方向上的均匀高度增加或减小；以及第二感应线圈，具有至少两个或更多个绕组，所述至少两个或更多个绕组以螺线螺旋形状卷绕成三维几何结构，具有均匀半径减小以及在所述z方向上的均匀高度增加或减小；其中，当所述第一感应线圈的所述至少两个或更多个绕组和所述第二感应线圈的所述至少两个或更多个绕组呈堆叠布置时，在所述第一感应线圈与所述第二感应线圈之间具有间距，所述间距沿着绕组的长度是均匀的。2.根据权利要求1所述的感应线圈组件，其中，所述第一感应线圈包括第一端子端和第二端子端，其中，所述第二感应线圈包括第一端子端和第二端子端，其中，所述第一感应线圈的所述第一端子端和所述第二端子端沿着x方向与所述第二感应线圈的所述第一端子端和所述第二端子端大体相对设置，所述x方向大体垂直于所述z方向。3.根据权利要求2所述的感应线圈组件，其中，所述第一感应线圈的所述第一端子端在所述z方向上被设置在所述第一感应线圈的所述第二端子端下方。4.根据权利要求2所述的感应线圈组件，其中，所述第二感应线圈的所述第一端子端在所述z方向上被设置在所述第二感应线圈的所述第二端子端下方。5.根据权利要求2所述的感应线圈组件，其中，所述第一感应线圈的所述第一端子端和所述第二感应线圈的所述第一端子端被配置为耦合到RF电源。6.根据权利要求2所述的感应线圈组件，其中，所述第一感应线圈的所述第二端子端和所述第二感应线圈的所述第二端子端被配置为经由电容器耦合接地。7.一种感应线圈组件，包括：第一感应线圈，具有第一绕组和第二绕组，所述第一绕组从在z方向上的第一位置的第一端子端开始过渡到在与所述z方向正交的平面中的径向内部位置，所述第二绕组从所述径向内部位置开始过渡到在与所述z方向正交的第二平面中的径向外部位置、并终止于第二端子端；以及第二感应线圈，具有第一绕组和第二绕组，所述第一绕组从在所述z方向上的第一位置的第一端子端开始过渡到在与所述z方向正交的平面中的径向内部位置，所述第二绕组从所述径向内部位置开始过渡到在与所述z方向正交的第二平面中的径向外部位置、并终止于第二端子端；其中，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈以堆叠布置的方式设置。8.根据权利要求7所述的感应线圈组件，其中，间隙被限定在所述第一感应线圈与所述第二感应线圈之间，所述间隙沿着所述第一感应线圈的所述第一绕组和所述第二绕组以及所述第二感应线圈的所述第一绕组和所述第二绕组是均匀的。9.根据权利要求8所述的感应线圈组件，其中，所述间隙为约1mm至约50mm。10.根据权利要求7所述的感应线圈组件，其中，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈各自在所述z方向上具有均匀高度。11.根据权利要求7所述的感应线圈组件，其中，所述第一感应线圈的所述第一绕组和所述第二感应线圈的所述第二绕组各自具有均匀半径减小，并且其中所述第一感应线圈的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙茂林，官宇，
申请(专利权)人：北京屹唐半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：