CN105282953A - 使用双电浆源产生电浆之装置及包括该装置的用于处理基板之装置 - Google Patents

Abstract

本发明系关于一种使用双电浆源产生电浆之装置及一种包括该装置的基板处理装置。根据本发明之实施例的电浆产生装置包括：RF电源，其经组配来供应RF信号；电浆腔室，其经组配来提供空间，电浆在该空间中产生；第一电浆源，其安装于该电浆腔室之一部分处来产生电浆；以及第二电浆源，其安装于该电浆腔室之另一部分处来产生电浆，该第二电浆源包括：复数个绝缘回路，其沿该电浆腔室之圆周形成，其中气体通道提供于每一绝缘回路中，制程气体经由该气体通道注入且移动至该电浆腔室；以及复数个电磁场施加器，其耦合至该等绝缘回路且接收该RF信号，以将经由该气体通道移动之制程气体激发至电浆状态。

Description

使用双电浆源产生电浆之装置及包括该装置的用于处理基板之装置

技术领域

本文揭示之本发明系关于使用双电浆源产生电浆之装置及包括该装置之基板处理装置。

背景技术

使用电浆来处理基板之制程用以制造半导体、显示器或太阳能电池。例如，用于半导体制造制程之蚀刻装置、灰化装置或清洁装置包括用于产生电浆之电浆源，且基板可藉由该电浆来蚀刻、灰化或清洁。

具体而言，电感耦合电浆(ICP)型电浆源藉由允许时变电流流动穿过安装于腔室处之线圈来在腔室中感应电磁场，且使用感应电磁场将供应至腔室之气体激发至电浆状态。然而，根据ICP型电浆源，在腔室之中心区域中产生的电浆之密度高于在腔室之边缘区域中产生的电浆之密度。因而，沿基板直径之电浆之密度分布不规则。

另外，最近已使用用于处理具有约450mm之直径的大尺寸基板之制程。因此，由于电浆之不规则密度引起之制程良率降级已成为一个问题。因而，需要在腔室各处规则地产生电浆，以便改良电浆制程之良率。

发明内容

本发明提供一种用于在腔室中规则地产生电浆之电浆产生装置及一种包括该电浆产生装置之基板处理装置。

本发明亦提供一种用于控制在腔室中产生的电浆之密度分布之电浆产生装置及一种包括该电浆产生装置之基板处理装置。

本发明之实施例提供电浆产生装置，该电浆产生装置包括：RF电源，其经组配来供应RF信号；电浆腔室，其经组配来提供空间，电浆在该空间中产生；第一电浆源，其安装于该电浆腔室之一部分处来产生电浆；以及第二电浆源，其安装于该电浆腔室之另一部分处来产生电浆，该第二电浆源包括：复数个绝缘回路，其沿该电浆腔室之圆周形成，其中制程气体藉以注入且移动至该电浆腔室之气体通道提供于每一绝缘回路中；以及复数个电磁场施加器，其耦合至该等绝缘回路且接收该RF信号，以将移动穿过该气体通道之该制程气体激发至电浆状态。

在一些实施例中，该电磁场施加器可包括：磁芯，其由磁性材料形成且围绕该绝缘回路；以及线圈，其缠绕于该磁芯上。

在其他实施例中，该磁芯可包括：第一磁芯，其围绕该绝缘回路之第一部分以形成第一闭合回路；以及第二磁芯，其围绕该绝缘回路之第二部分以形成第二闭合回路。

在又一些实施例中，该第一磁芯可包括：第一子磁芯，其形成该第一闭合回路之一半部分；以及第二子磁芯，其形成该第一闭合回路之另一半部分，且该第二磁芯可包括：第三子磁芯，其形成该第二闭合回路之一半部分；以及第四子磁芯，其形成该第二闭合回路之另一半部分。

在另一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可彼此串联连接。

在又一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可包括彼此并联连接之第一施加器组及第二施加器组。

在另一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可经组配，以使缠绕于该磁芯上之该线圈之匝数在自输入端子至接地端子的方向上增加。

在又一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可经组配，以使该第一子磁芯与该第二子磁芯之间的距离及该第三子磁芯与该第四子磁芯之间的距离在自输入端子至接地端子的方向上减小。

在另一些实施例中，绝缘体可插入该第一子磁芯与该第二子磁芯之间及该第三子磁芯与该第四子磁芯之间。

在又一些实施例中，该第二电浆源可包括八个电磁场施加器，其中该八个电磁场施加器中之四个可彼此串联连接来形成第一施加器组，其中该八个电磁场施加器中之其他四个可彼此串联连接来形成第二施加器组，其中该第一施加器组可并联连接至该第二施加器组，其中形成该第一施加器组之该四个电磁场施加器可具有1:1.5:4:8之阻抗比，其中形成该第二施加器组之该四个电磁场施加器可具有1:1.5:4:8之阻抗比。

在另一些实施例中，该线圈可包括：第一线圈，其缠绕于该磁芯之一部分上；以及第二线圈，其缠绕于该磁芯之另一部分上，其中该第一线圈及该第二线圈可相互感应地耦合。

在又一些实施例中，该第一线圈及该第二线圈可具有相同的匝数。

在另一些实施例中，该电浆产生装置可进一步包括电抗组件，该电抗组件连接至该第二电浆源之接地端子。

在又一些实施例中，该电浆产生装置可进一步包括相位调整器，该相位调整器提供至该等复数个电磁场施加器之间的节点，以等效地确定每一节点处之该RF信号之相位。

在另一些实施例中，该电浆产生装置可进一步包括：电抗组件，其连接至该第二电浆源之接地端子；以及分路电抗组件，其连接至该等复数个电磁场施加器之间的节点。在又一些实施例中，该分路电抗组件之阻抗可为该等相互感应地耦合之线圈中之第二线圈及该电抗组件的组合阻抗之一半。

在另一些实施例中，该第一电浆源可包括天线，该天线安装于该电浆腔室上，以在该电浆腔室中感应电磁场。

在又一些实施例中，该第一电浆源可包括电极，该等电极安装于该电浆腔室中，以在该电浆腔室中形成电场。

在另一些实施例中，包括氨气及氢气中至少一个之制程气体可经注入至该电浆腔室之上部分中，其中包括氧气及氮气中至少一个之制程气体可经注入至该绝缘回路中。

在本发明之其他实施例中，基板处理装置包括：制程单元，其包含制程腔室且提供空间，制程在该空间中执行，其中基板布置于该制程腔室中；电浆产生单元，其经组配来产生电浆且提供该电浆至该制程单元；以及排气单元，其经组配来排放该制程单元中之气体及副产物，该电浆产生单元包括：RF电源，其经组配来供应RF信号；电浆腔室，其经组配来提供空间，电浆在该空间中产生；第一电浆源，其安装于该电浆腔室之一部分处来产生电浆；以及第二电浆源，其安装于该电浆腔室之另一部分处来产生电浆，该第二电浆源包括：复数个绝缘回路，其沿该电浆腔室之圆周形成，其中制程气体藉以注入且移动至该电浆腔室之气体通道提供于每一绝缘回路中；以及复数个电磁场施加器，其耦合至该等绝缘回路且接收该RF信号，以将移动穿过该气体通道之该制程气体激发至电浆状态。

在一些实施例中，该电磁场施加器可包括：磁芯，其由磁性材料形成且围绕该绝缘回路；以及线圈，其缠绕于该磁芯上。

在其他实施例中，该磁芯可包括：第一磁芯，其围绕该绝缘回路之第一部分以形成第一闭合回路；以及第二磁芯，其围绕该绝缘回路之第二部分以形成第二闭合回路。

在又一些实施例中，该第一磁芯可包括：第一子磁芯，其形成该第一闭合回路之一的半个部分的第一子磁芯；以及第二子磁芯，其形成该第一闭合回路的之另一半个部分的第二子磁芯，且该第二子磁芯可包括：第三子磁芯，其形成该第二闭合回路之一的半个部分的第三子磁芯；以及第四子磁芯，其形成该第二闭合回路之另一半部分。

在另一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可彼此串联连接。

在又一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可包括彼此并联连接之第一施加器组及第二施加器组。

在另一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可经组配，以使缠绕于该磁芯上之该线圈之匝数在自输入端子至接地端子的方向上增加。

在又一些实施例中，该等复数个电磁场施加器可经组配，以使该第一子磁芯与该第二子磁芯之间的距离及该第三子磁芯与该第四子磁芯之间的距离在自输入端子至接地端子之方向上减小。

在另一些实施例中，绝缘体可插入该第一子磁芯与该第二子磁芯之间及该第三子磁芯与该第四子磁芯之间。

在又一些实施例中，该第二电浆源可包括八个电磁场施加器，其中该八个电磁场施加器中之四个可彼此串联连接来形成第一施加器组，其中该八个电磁场施加器中之另外四个可彼此串联连接来形成第二施加器组，其中该第一施加器组可并联连接至该第二施加器组，其中形成该第一施加器组之该四个电磁场施加器可具有1:1.5:4:8之阻抗比，其中形成该第二施加器组之该四个电磁场施加器可具有1:1.5:4:8之阻抗比。

在另一些实施例中，该线圈可包括：第一线圈，其缠绕于该磁芯之一部分上；以及第二线圈，其缠绕于该磁芯之另一部分上，其中该第一线圈及该第二线圈可相互感应地耦合。

在又一些实施例中，该第一线圈及该第二线圈可具有相同的匝数。

在另一些实施例中，该基板处理装置可进一步包括电抗组件，该电抗组件连接至该第二电浆源之接地端子。

在又一些实施例中，该基板处理装置可进一步包括相位调整器，该相位调整器提供至该等复数个电磁场施加器之间的节点，以等效地确定每一节点处之该RF信号之相位。

在另一些实施例中，该基板处理装置可进一步包括：电抗组件，其连接至该第二电浆源之接地端子；以及分路电抗组件，其连接至该等复数个电磁场施加器之间的节点。

在又一些实施例中，该分路电抗组件之阻抗可为相互感应地耦合之线圈中之第二线圈及该电抗组件的组合阻抗之一半。

在另一些实施例中，该第一电浆源可包括天线，该天线安装于该电浆腔室上，以在该电浆腔室中感应电磁场。

在又一些实施例中，该第一电浆源可包括电极，该等电极安装于电浆腔室中，以在该电浆腔室中形成电场。

在另一些实施例中，包括氨气及氢气中至少一个之制程气体可注入该电浆腔室之上部分中，其中包括氧气及氮气中至少一个之制程气体可注入该绝缘回路中。

附图说明

附图系包括来提供对本发明之进一步理解，且并入本说明书中并构成本说明书之一部分。图式例示出本发明之示范性实施例，且与描述一起用以解释本发明之原理。在附图中：

图1为示范性地例示出根据本发明之一实施例之基板处理装置的示意图；

图2为例示出根据本发明之一实施例之第二电浆源之平面图的图解；

图3为例示出根据本发明之一实施例之绝缘回路之内部结构的图解；

图4为例示出根据本发明之一实施例之电磁场施加器之前视图的图解；

图5为例示出根据本发明之一实施例之第二电浆源之等效电路的电路图；

图6为例示出根据本发明之另一实施例之第二电浆源之平面图的图解；

图7为例示出根据本发明之另一实施例之第二电浆源之等效电路的电路图；

图8为例示出根据本发明之又一实施例之电磁场施加器之前视图的图解；

图9为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源之等效电路的电路图；

图10为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源之等效电路的电路图；

图11为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源之等效电路的电路图；

图12为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源之平面图的图解；

图13为例示出根据本发明之又一实施例之电磁场施加器之前视图的图解；

图14为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源之等效电路的电路图；以及

图15为例示出由第一电浆源产生的第一电浆、由第二电浆源产生的第二电浆及由第一电浆源及第二电浆源在腔室中最终产生的电浆之密度分布的图表。

具体实施方式

以下将参考附图更详细地描述本发明之较佳实施例。然而，本发明可体现于不同形式中，且不应被构建为限于本文所阐述之实施例。实情为，提供此等实施例以使本揭示案将为透彻且完整的，且将使本发明之范畴完全传达至熟习此项技术者。

本文所使用之术语(包括技术术语或科学术语)具有本领域中普遍接受之意义，除非另有定义。一般字典中定义之术语可解释为具有与相关技术及/或本揭示案中使用之术语之彼等意义相同的意义，且不应理想化地或过于正式地解释，除非另有明确定义。

本文中使用之术语并非用于定界本发明之实施例，而是用于描述本发明之实施例。单数形式之术语可包括复数形式，除非另有指定。「包括」或「包含」之意义指定组成、成分、组件、步骤、操作及/或组件但不排除其他组成、成分、组件、步骤、操作及/或组件。

本文中使用之术语「及/或」指示列出之组件中之每一个或其各种组合。

在下文中，将参考附图更详细地描述本发明之较佳实施例。

图1为示范性地例示出根据本发明之一实施例之基板处理装置10的示意图。

参考图1，基板处理装置10可使用电浆来处理(例如，蚀刻或灰化)基板S上的薄膜。将要蚀刻或灰化之薄膜可为氮化物膜，例如氮化硅膜。然而，将要处理之薄膜并不限于此，且根据制程可为各种膜。

基板处理装置10可具有制程单元100、排气单元200及电浆产生单元300。制程单元100可提供空间，基板置放于该空间中且蚀刻制程或灰化制程在该空间中执行。排气单元200可将剩余在制程单元100中之制程气体及处理基板时产生的反应副产物排放至外侧，且将制程单元100中之压力维持为设定压力。电浆产生单元300可自外部供应之制程气体产生电浆，且可供应电浆至制程单元100。

制程单元100可具有制程腔室110、基板支撑零件120及挡板130。用于执行基板处理制程之处理空间111可形成于制程腔室110中。制程腔室110之上壁可为打开的，且开口(未例示出)可形成于制程腔室110之侧壁中。基板可经由开口进入制程腔室110或自该制程腔室退出。开口可藉由诸如门之打开/关闭构件(未例示出)来打开或关闭。排气孔112可形成于制程腔室110之底部表面中。排气孔112连接至排气单元200，且可提供剩余在制程腔室110中之气体及反应副产物藉以排放至外侧之通道。

基板支撑零件120可支撑基板S。基板支撑零件120可包括基座121及支撑轴122。基座121可布置于处理空间111中，且可具有圆盘形状。基座121可由支撑轴122支撑。基板S可置放于基座121之上表面上。电极(未例示出)可提供于基座121中。电极连接至外部电源，且可藉由施加之功率产生静电。所产生的静电可将基板S固定至基座121。加热构件125可提供于基座121中。例如，加热构件125可为加热线圈。另外，冷却构件126可提供于基座121中。冷却构件可提供为冷却线路，冷却水流动穿过该冷却线路。加热构件125可将基板S加热至默认温度。冷却构件126可强制冷却基板S。完成制程处理之基板S可经冷却至室温或下一制程所需之温度。

挡板130可定位在基座121上。孔131可形成于挡板130中。孔131可提供为自挡板130之上表面至下表面通过挡板130之通孔，且可规则地分布于挡板130之每一区域中。

电浆产生单元300可布置在制程腔室110上。电浆产生单元300可藉由排放制程气体来产生电浆，且可将所产生的电浆供应至处理空间111。电浆产生单元300可包括RF电源311及321、电浆腔室330、第一电浆源310及第二电浆源320。第一电浆源310可安装在电浆腔室330之一部分331处，以便将第一制程气体激发至电浆状态。第二电浆源320可安装在电浆腔室330之另一部分332处，以便将第二制程气体激发至电浆状态。

在此，供应至第一电浆源310之第一制程气体可包括氨气(NH₃)及氢气(H₂)中至少一个。供应至第二电浆源320之第二制程气体可包括氧气(O₂)及氮气(N₂)中至少一个。

电浆腔室330可布置于制程腔室110上，以便耦合至该制程腔室。电浆腔室330可以用于产生电浆之制程气体来供应。

根据一实施例，第一电浆源310可安装在电浆腔室330之上部分331处，且第二电浆源320可安装于电浆腔室330之下部分332处。

第一电浆源310可包括天线312，以用于在腔室中感应电磁场。在此状况下，天线312可自RF电源311接收RF信号，以便在腔室中感应电磁场。

然而，第一电浆源310并不限于以上提及之ICP型源，且可取决于一实施例而为电容耦合电浆(CCP)型源。在此状况下，第一电浆源310包括安装在腔室中之电极，以便形成电场。

相反，根据本发明之一实施例之第二电浆源320使用复数个绝缘回路322及耦合至该等复数个绝缘回路之复数个电磁场施加器340来将制程气体激发至电浆状态。

诸如电容器之电抗组件350可连接至第一电浆源310之接地端子及第二电浆源320之接地端子。电抗组件350可为阻抗固定之固定电抗组件，或取决于一实施例而可为阻抗可变之可变电抗组件。

图2为例示出根据本发明之一实施例之第二电浆源320之平面图的图解。

如图2中所例示，第二电浆源320可包括复数个绝缘回路3221至3228及复数个电磁场施加器341至348。

复数个绝缘回路3221至3228沿电浆腔室330之圆周形成。复数个电磁场施加器341至348耦合至绝缘回路3221至3228，且自RF电源321接收RF信号，以便将制程气体激发至电浆状态。

根据一实施例，RF电源321可产生RF信号来将RF信号输出至电磁场施加器341至348。RF电源321可传输高频功率，以使用RF信号产生电浆。根据本发明之一实施例，RF电源321可产生且输出正弦RF信号，但RF信号并不限于此且可具有各种波形，诸如方波、三角波、锯齿波及脉冲波。

电浆腔室330可提供产生电浆之空间。根据一实施例，电浆腔室330之外壁可具有多边形横截面。例如，如图2中所例示，电浆腔室330可具有含有八角形横截面之外壁，但横截面之形状并不限于此。

根据本发明之一实施例，电浆腔室330外壁之横截面形状可根据布置在腔室中之电磁场施加器之数目来决定。例如，如图2中所例示，在电浆腔室330之外壁具有八角形横截面的状况下，电磁场施加器341至348可布置在对应于八角形之边的侧壁上。

如以上所描述，在电浆腔室330之外壁具有多边形横截面的状况下，多边形之边之数目可匹配电磁场施加器之数目。另外，如图2中所例示，电浆腔室330之内壁可具有圆形横截面，但内壁之横截面之形状并不限于此。

电磁场施加器341至348可布置在电浆腔室330处，且可自RF电源321接收RF信号，以便感应电磁场。电磁场施加器341至348可使用形成在电浆腔室330之圆周上之绝缘回路3221至3228布置在电浆腔室330处。

例如，如图2中所例示，复数个绝缘回路3221至3228可提供至电浆腔室330之圆周。绝缘回路3221至3228系由诸如石英或陶瓷之绝缘体制成，但并不限于此。

复数个绝缘回路3221至3228可沿电浆腔室330之圆周形成。例如，如图2中所例示，复数个绝缘回路3221至3228可以规则的间隔安装在电浆腔室330之外壁上。尽管图2中例示出之第二电浆源320包括八个绝缘回路，但绝缘回路之数目可取决于一实施例而改变。

绝缘回路3221至3228可与电浆腔室330之外壁一起形成闭合回路。例如，如图2中所例示，复数个绝缘回路3221至3228可成形为如「ㄈ」或「U」，且当绝缘回路3221至3228安装在电浆腔室330之外壁上时可形成闭合回路。

根据本发明之一实施例，允许制程气体移动穿过之通道可布置在绝缘回路3221至3228中。

图3为例示出根据本发明之一实施例之绝缘回路3221之内部结构的图解。

如图3中所例示，气体通道323布置在绝缘回路3221中，以使供应至绝缘回路3221之制程气体经由气体通道323移动至电浆腔室330。亦即，形成绝缘回路3221之内侧，以便具有一定的空白空间，且制程气体移动穿过该空白空间，以便供应至电浆腔室330。

另外，根据本发明之一实施例，在绝缘回路3221中移动之制程气体可由耦合至绝缘回路3221之电磁场施加器341改变为电浆，以便供应至腔室330。如以下所描述，电磁场施加器341包括磁芯及围绕该磁芯缠绕之线圈，且自RF电源321接收RF信号，以便在绝缘回路3221上方感应电磁场。制程气体在正移动穿过绝缘回路3221时由感应电磁场激发至电浆状态。

如以上所描述，供应至第一电浆源310之第一制程气体可包括氨气及氢气中至少一个，且供应至第二电浆源320之第二制程气体可包括氧气及氮气中至少一个。若诸如氨气或氢气之第一制程气体经供应至第二电浆源320，则自气体产生的电浆可在通过绝缘回路3221时损坏绝缘回路3221。

图4为例示出根据本发明之一实施例之电磁场施加器341之前视图的图解。

电磁场施加器341可包括由磁性材料形成且围绕绝缘回路3221之磁芯3411及3412，以及围绕磁芯3411及3412缠绕之线圈3413。根据一实施例，磁芯3411及3412可由肥粒铁形成，但磁芯材料并不限于此。

如图4中所例示，磁芯可包括第一磁芯3411及第二磁芯3412。第一磁芯3411可围绕绝缘回路3221之第一部分，以便形成第一闭合回路。第二磁芯3412可围绕绝缘回路3221之第二部分，以便形成第二闭合回路。

在此状况下，线圈3413可缠绕于第一磁芯3411及第二磁芯3412上。

根据一实施例，第一磁芯3411及第二磁芯3412可彼此相邻。例如，如图4中所例示，第一磁芯3411及第二磁芯3412可彼此接触。然而，第一磁芯3411及第二磁芯3412可取决于一实施例而彼此间隔开一预定距离。

根据本发明之一实施例，第一磁芯3411可包括形成第一闭合回路之一半的第一子磁芯3411a及形成第一闭合回路之另一半的第二子磁芯3411b。第二磁芯3412可包括形成第二闭合回路之一半的第三子磁芯3412a及形成第二闭合回路之另一半的第四子磁芯3412b。

如以上所描述，第一磁芯3411及第二磁芯3412中每一个皆可包括两个或多于两个组件，但可取决于一实施例而形成为单件。

如以上所描述，电磁场施加器341可接收RF信号，以便在绝缘回路3221中感应电磁场。自RF电源321输出之RF信号经施加至电磁场施加器341之线圈3413，以便沿磁芯3411及3412形成电磁场，其中该电磁场在绝缘回路3221中感应电场。

根据一实施例，复数个电磁场施加器341至348可包括第一施加器组及第二施加器组，其中第一施加器组可并联连接至第二施加器组。

详细地，复数个电磁场施加器341至348中之一些可彼此串联连接以便形成第一施加器组，且其他电磁场施加器可彼此串联连接以便形成第二施加器组，其中第一施加器组及第二施加器组可彼此并联连接。

例如，如图2中所例示，第二电浆源320可包括八个电磁场施加器341至348，其中该等电磁场施加器中之四个(电磁场施加器341至344)可彼此串联连接以便形成第一施加器组，且四个其他电磁场施加器(电磁场施加器345至348)可彼此串联连接以便形成第二施加器组。另外，如图2中所例示，第一施加器组可并联连接至第二施加器组。

图5为例示出根据本发明之一实施例之第二电浆源320之等效电路的电路图。

如图5中所例示，每一电磁场施加器皆可由电阻器、电感器及电容器表示。形成第一施加器组之四个电磁场施加器341至344可彼此串联连接，且形成第二施加器组之四个电磁场施加器345至348可彼此串联连接。另外，第一施加器组可并联连接至第二施加器组。

根据本发明之一实施例，复数个电磁场施加器341至348可经组配，以使阻抗在自输入端子至接地端子的方向上增加。

例如，参考图5，关于包括在第一施加器组中之电磁场施加器341至344，最接近输入端子之第一电磁场施加器341之阻抗Z1为最低，第二接近输入端子之第二电磁场施加器342之阻抗Z2为第二低，第三接近输入端子之第三电磁场施加器343之阻抗Z3为第三低，且最接近接地端子之第四电磁场施加器344之阻抗Z4为最高(Z1<Z2<Z3<Z4)。

另外，关于包括在第二施加器组中之电磁场施加器345至348，最接近输入端子之第五电磁场施加器345之阻抗Z5为最低，第二接近输入端子之第六电磁场施加器346之阻抗Z6为第二低，第三接近输入端子之第七电磁场施加器347的阻抗Z7为第三低，且最接近接地端子之第八电磁场施加器348之阻抗Z8为最高(Z5<Z6<Z7<Z8)。

根据本发明之一实施例，彼此并联连接之施加器组之间的对应电磁场施加器可具有相同阻抗。

例如，参考图4，关于彼此并联连接之第一施加器组及第二施加器，最接近输入端子之第一电磁场施加器341及第五电磁场施加器345可具有相同阻抗(Z1＝Z5)。同样地，第二接近输入端子之第二电磁场施加器342及第六电磁场施加器346可具有相同阻抗(Z2＝Z6)。另外，第三接近输入端子之第三电磁场施加器343及第七电磁场施加器347可具有相同阻抗(Z3＝Z7)。最后，最接近接地端子之第四电磁场施加器344及第八电磁场施加器348可具有相同阻抗(Z4＝Z8)。

根据本发明之一实施例，复数个电磁场施加器可经组配，以使线圈3413之匝数在自输入端子至接地端子的方向上增加。随着线圈3413之匝数增加，线圈之电感增加，且复数个电磁场施加器341至348可经组配，以使阻抗在自输入端子至接地端子之方向上增加。

例如，参考图2，关于形成第一施加器组之四个电磁场施加器341至344，线圈之匝数可以第一电磁场施加器341、第二电磁场施加器342、第三电磁场施加器343及第四电磁场施加器344之顺序增加。

同样地，参考图2，关于形成第二施加器组之四个电磁场施加器345至348，线圈之匝数可以第五电磁场施加器345、第六电磁场施加器346、第七电磁场施加器347及第八电磁场施加器348之顺序增加。

另外，第一施加器组与第二施加器组之间的对应电磁场施加器可具有相同线圈匝数。亦即，第一电磁场施加器341及第五电磁场施加器345可具有相同线圈匝数，第二电磁场施加器342及第六电磁场施加器346可具有相同线圈匝数，第三电磁场施加器343及第七电磁场施加器347可具有相同线圈匝数，且第四电磁场施加器344及第八电磁场施加器348可具有相同线圈匝数。

根据另一实施例，复数个电磁场施加器可经组配，以使第一子磁芯3411a与第二子磁芯3411b之间的距离d1及第三子磁芯3412a与第四子磁芯3412b之间的距离d2在自输入端子至接地端子的方向上减小。随着距离d1及距离d2增加，磁芯与线圈之间的耦合系数减小，从而降低电感。另外，随着电感降低，电磁场施加器之阻抗减小。因而，复数个电磁场施加器341至348可经组配，以使阻抗在自输入端子至接地端子的方向上增加。

例如，参考图2，关于形成第一施加器组之四个电磁场施加器341至344，距离d1及距离d2可以第一电磁场施加器341、第二电磁场施加器342、第三电磁场施加器343及第四电磁场施加器344之顺序减小。

同样地，参考图2，关于形成第二施加器组之四个电磁场施加器345至348，距离d1及距离d2可以第五电磁场施加器345、第六电磁场施加器346、第七电磁场施加器347及第八电磁场施加器348之顺序减小。

另外，第一施加器组与第二施加器组之间的对应电磁场施加器可具有相同距离。亦即，第一电磁场施加器341及第五电磁场施加器345可具有相同距离，第二电磁场施加器342及第六电磁场施加器346可具有相同距离，第三电磁场施加器343及第七电磁场施加器347可具有相同距离，且第四电磁场施加器344及第八电磁场施加器348可具有相同距离。

如以上所描述，在复数个电磁场施加器341至348中，线圈匝数在自输入端子至接地端子的方向上增加或磁芯之间的距离在该方向上减小，且因此阻抗可增加。然而，取决于一实施例，线圈匝数可在自输入端子至接地端子的方向上与磁芯之间的距离之减小一起增加。在此状况下，电磁场施加器之阻抗可由线圈匝数粗略地调整，且可由磁芯之间的距离精细地调整。

根据本发明之一实施例，绝缘体可插入电磁场施加器之磁芯之间。

例如，如图4中所例示，绝缘体3414可插入第一子磁芯3411a与第二子磁芯3411b之间及第三子磁芯3412a与第四子磁芯3412b之间。绝缘体可为由绝缘材料制成之带子。在此状况下，可在磁芯之间附接绝缘带子之一或多个片材，以便调整磁芯之间的距离d1及距离d2。

返回参考图2及图5，根据本发明之一实施例之第二电浆源320可包括八个电磁场施加器341至348，其中该等电磁场施加器中之四个(电磁场施加器341至344)可彼此串联连接以便形成第一施加器组，且四个其他电磁场施加器(电磁场施加器345至348)可彼此串联连接以便形成第二施加器组。第一施加器组可并联连接至第二施加器组。

形成第一施加器组之四个电磁场施加器341至344可具有1:1.5:4:8之阻抗比，且形成第二施加器组之四个电磁场施加器345至348可具有1:1.5:4:8之阻抗比(Z1:Z2:Z3:Z4＝Z5:Z6:Z7:Z8＝1:1.5:4:8)。

尽管图2及图5中例示出之第二电浆源320包括总计八个电磁场施加器，但电磁场施加器之数目并不限于此，且因此可大于或小于八个。

另外，尽管图2及图5中例示出之第二电浆源320包括彼此并联连接之两个施加器组，但彼此并联连接之施加器组之数目可大于两个。例如，第二电浆源320可包括总计九个电磁场施加器，且该等电磁场施加器中之三个形成单个施加器组，从而形成总计三个施加器组。三个施加器组可彼此并联连接。

与图2及图5中例示之实施例不同，复数个电磁场施加器可彼此串联连接。

图6为例示出根据本发明之另一实施例之第二电浆源320之平面图的图解。

参考图6，第二电浆源320可包括复数个电磁场施加器341至348。然而，与图2中例示之实施例不同，复数个电磁场施加器341至348全部可彼此串联连接。

图7为例示出根据本发明之另一实施例之第二电浆源320的等效电路的电路图。

如图7中所例示，复数个电磁场施加器341至348可彼此串联连接。另外，复数个电磁场施加器341至348可经组配，以使阻抗在自输入端子至接地端子的方向上增加。换言之，阻抗可以至输入端子之距离之上升顺序增加，亦即，以第一电磁场施加器341、第二电磁场施加器342、第三电磁场施加器343、第四电磁场施加器344、第五电磁场施加器345、第六电磁场施加器346、第七电磁场施加器347、第八电磁场施加器348之顺序(Z1<Z2<Z3<Z4<Z5<Z6<Z7<Z8)。

在以上提及之实施例中，一线圈3413缠绕于包括在电磁场施加器中之磁芯3411及3412上。然而，根据另一实施例，复数个线圈可缠绕于磁芯3411及3412上，以便相互感应地耦合。

图8为例示出根据本发明之又一实施例之电磁场施加器341之前视图的图解。

参考图8，包括在电磁场施加器341中之线圈包括缠绕于磁芯3411及3412之一部分上的第一线圈3413a及缠绕于磁芯3411及3412之另一部分上的第二线圈3413b，其中第一线圈3413a及第二线圈3413b可相互感应地耦合。

第一磁芯3411及第二线圈3412可彼此接触，且第一线圈3413a及第二线圈3413b可缠绕于第一磁芯3411与第二磁芯3412之间的接触部分上。

如以上所描述，第一线圈3413a及第二线圈3413b共享线圈且缠绕于该等线圈上，同时彼此分离，以使第一线圈3413a及第二线圈3413b相互感应地耦合。

根据一实施例，包括在每一电磁场施加器中之线圈(例如，第一线圈3413a及第二线圈3413b)可具有相同匝数。换言之，相互感应地耦合之两个线圈可具有1:1之匝数比。

图9为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源320之等效电路的电路图。

如图9中所例示，包括在每一电磁场施加器中之第一线圈及第二线圈相互感应地耦合且具有1:1之匝数比。因而，每一电磁场施加器可对应于1:1电压互感器。

根据一实施例，复数个电磁场施加器341至348可彼此串联连接。

即使复数个电磁场施加器341至348彼此串联连接，包括在每一电磁场施加器中之线圈亦相互感应地耦合，以便形成1:1电压互感器。因而，第二电浆源320之节点n1至n9上之电压可具有相同位准。

因此，由电磁场施加器感应之电磁场可具有相同强度，且腔室中产生的电浆之密度可规则地分布于腔室之圆周上。

图10为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源320之等效电路的电路图。

如图10中所例示，第二电浆源320可进一步包括相位调整器360。相位调整器360提供至RF电源321与复数个电磁场施加器341至348之间的节点n1至n8，以便等效地确定每一节点处之RF信号之相位。

根据此实施例，可不仅关于整幅而且亦关于相位来等效地调整第二电浆源320之每一节点上之电压。

图11为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源320之等效电路的电路图。

如图11中所例示，第二电浆源320可进一步包括分路电抗组件370。分路电抗组件370可连接至复数个电磁场施加器341至348之间的节点n2至n8。换言之，分路电抗组件370之一端可连接至电磁场施加器之间的节点n2至n8，且分路电抗组件370之另一端可接地。

根据一实施例，分路电抗组件370可为属于电容组件之电容器，且其阻抗可为相互感应地耦合之线圈中之第二线圈L及连接至接地端子之电抗组件C的组合阻抗之一半。

根据此实施例，分路电抗组件370可使第二电浆源320之电源侧输入端子之电压与第二电浆源320之接地侧输出端子之电压相等。

根据本发明之一实施例，电抗组件350可包括可变电容器。根据此实施例，第二电浆源320可调整可变电容器之电容，以便控制每一电磁场施加器中之电压降之量。

例如，在藉由降低可变电容器之电容来增加阻抗之状况下，因为可变电容器中之电压降之量增加，所以每一电磁场施加器中之电压降之量相对减小。

再如，在藉由增加可变电容器之电容来降低阻抗之状况下，因为可变电容器中之电压降之量减小，所以每一电磁场施加器中之电压降之量相对增加。

因而，电浆产生单元300可藉由调整可变电容器之电容来调整每一电磁场施加器中之电压降之量，以便根据基板处理制程或腔室中之环境获得所需之电浆密度。

图12为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源320之平面图的图解。

在图8中例示之实施例中，包括在每一电磁场施加器中之第一磁芯3411及第二磁芯3412彼此接触，以使第一线圈3413a及第二线圈3413b缠绕于第一磁芯3411与第二磁芯3412之间的接触部分上。然而，在图12中例示之实施例中，第一磁芯及第二磁芯彼此间隔开，且第一线圈缠绕于每一磁芯之一部分上，并且第二线圈缠绕于每一磁芯之另一部分上。

图13为例示出根据本发明之又一实施例之电磁场施加器341之前视图的图解。

如图13中所例示，在根据本发明之又一实施例之电磁场施加器341中，第一磁芯3411及第二磁芯3412彼此间隔开，且第一线圈3413a及3413c可缠绕于每一磁芯之一部分上，并且第二线圈3413b及3413d可缠绕于每一磁芯之另一部分上。

第一磁芯3411及第二磁芯3412分别形成独立的闭合回路，且第一线圈3413a及3413c以及第二线圈3413b及3413d共享一磁芯，以便相互感应地耦合。

每一线圈可具有相同匝数。在此状况下，第一线圈3413a及3413c与第二线圈3413b及3413d之间的匝数比为1:1，以使每一磁芯及缠绕于该磁芯上之线圈可形成1:1电压互感器。

图14为例示出根据本发明之又一实施例之第二电浆源320之等效电路的电路图。

如图14中所例示，在电磁场施加器341至348中，每一磁芯及缠绕于该磁芯上之线圈可形成相互感应耦合之电路，以便对应于1:1电压互感器。

因此，可等效地调整第二电浆源320之节点n1至n17上之电压。

根据一实施例，相位调整器360可提供至节点n1至n16，以使可在每一节点处等效地确定RF信号之相位。

根据一实施例，分路电抗组件370之一端可连接至节点n2至n16，其中分路电抗组件370之另一端可接地。分路电抗组件370可为属于电容组件之电容器，且其阻抗可经调整为相互感应地耦合之线圈中之第二线圈L及电抗组件C的组合阻抗之一半。

图15为例示出由第一电浆源310产生的第一电浆、由第二电浆源320产生的第二电浆及由第一电浆源310及第二电浆源320在腔室330中最终产生的电浆之密度分布的图表。

参考图15，ICP型或CCP型第一电浆源310产生第一电浆，该第一电浆之密度在腔室330之中心区域中比在腔室330之边缘区域中更高。

相反，包括沿腔室330之圆周布置的复数个绝缘回路3221至3228及复数个电磁场施加器341至348之第二电浆源320产生第二电浆，该第二电浆之密度在腔室330之边缘区域中比在腔室330之中心区域中更高。

因此，根据本发明之一实施例之电浆产生单元300可藉由合成第一电浆及第二电浆来产生在腔室330各处为规则的电浆。

另外，藉由控制供应至第一电浆源310及第二电浆源320之RF功率之强度，可获得密度在腔室330之边缘区域中比在腔室330之中心区域中更高之电浆，或可获得密度在腔室之中心区域中比在腔室之边缘区域中更高之电浆。

可藉由控制连接至个别电浆源之RF电源311及321之输出功率，以使输出功率之间的比率变为预定比率来执行RF功率之此控制。根据一实施例，若自一RF电源为第一电浆源310及第二电浆源320供应功率，则在RF功率与电浆源之间提供配电电路，以便控制供应至每一电浆源之功率。

根据本发明之实施例，可在腔室中规则地产生电浆。尤其是，即使在用于处理大尺寸基板之大腔室中，亦可规则地产生电浆，或可根据制程控制在腔室各处产生的电浆之密度分布。

另外，根据本发明之实施例，当处理大尺寸基板时可改良制程良率。

以上提及之主题应被视为例示性的，而非限制性的，且随附申请专利范围意欲涵盖属于本发明之真实精神及范畴内之所有此类修改、增强及其他实施例。因此，在法律允许之最大程度上，本发明之范畴将由以下申请专利范围及其等效物之最广泛容许的解释来决定，且不应受前述详细描述制约或限制。

【符号说明】

10基板处理装置

100制程单元

110制程腔室

111处理空间

112排气孔

120基板支撑零件

121基座

122支撑轴

125加热构件

126冷却构件

130挡板

131孔

200排气单元

300电浆产生单元

310第一电浆源

311RF电源

312天线

320第二电浆源

321RF电源

322复数个绝缘回路

323气体通道

330电浆腔室/腔室

331电浆腔室之一部分/电浆腔室之上部分

332电浆腔室之另一部分/电浆腔室之下部分

340复数个电磁场施加器

341～348电磁场施加器

350电抗组件

360相位调整器

370分路电抗组件

3221～3228绝缘回路

3411磁芯/第一磁芯

3411a第一子磁芯

3411b第二子磁芯

3412磁芯/第二磁芯

3412a第三子磁芯

3412b第四子磁芯

3413线圈

3413a第一线圈

3413b第二线圈

3413c第一线圈

3413d第二线圈

3414绝缘体

d1距离

d2距离

n1～n17节点

Z1～Z8阻抗

C电抗组件

L第二线圈

S基板

Claims (20)

1.一种电浆产生装置，其包含：

一RF电源，其经组配来供应一RF信号；

一电浆腔室，其经组配来提供一空间，电浆在该空间中产生；

一第一电浆源，其安装于该电浆腔室之一部分处来产生电浆；以及

一第二电浆源，其安装于该电浆腔室之另一部分处来产生电浆，该第二电浆源包含：

复数个绝缘回路，其沿该电浆腔室之一圆周形成，其中一制程气体藉以注入且移动至该电浆腔室之一气体通道提供于每一绝缘回路中；以及

复数个电磁场施加器，其耦合至该等绝缘回路且接收该RF信号，以将移动穿过该气体通道之该制程气体激发至一电浆状态。

2.如权利要求1所述的电浆产生装置，其中该电磁场施加器包含：

一磁芯，其由一磁性材料形成且围绕该绝缘回路；以及

一线圈，其缠绕于该磁芯上。

3.如权利要求2所述的电浆产生装置，其中该磁芯包含：

一第一磁芯，其围绕该绝缘回路之一第一部分来形成一第一闭合回路；以及

一第二磁芯，其围绕该绝缘回路之一第二部分来形成一第二闭合回路。

4.如权利要求3所述的电浆产生装置，其中

该第一磁芯包含：

一第一子磁芯，其形成该第一闭合回路之一半部分；以及

一第二子磁芯，其形成该第一闭合回路之另一半部分，且该第二磁芯包含：

一第三子磁芯，其形成该第二闭合回路之一半部分；以及

一第四子磁芯，其形成该第二闭合回路之另一半部分。

5.如权利要求1所述的电浆产生装置，其中该等复数个电磁场施加器彼此串联连接。

6.如权利要求1所述的电浆产生装置，其中该等复数个电磁场施加器包含彼此并联连接之一第一施加器组及一第二施加器组。

7.如权利要求2所述的电浆产生装置，其中该等复数个电磁场施加器经组配，以使缠绕于该磁芯上之该线圈之一匝数在自一输入端子至一接地端子的一方向上增加。

8.如权利要求4所述的电浆产生装置，该等复数个电磁场施加器经组配，以使该第一子磁芯与该第二子磁芯之间的一距离及该第三子磁芯与该第四子磁芯之间的一距离在自一输入端子至一接地端子的一方向上减小。

9.如权利要求8所述的电浆产生装置，其中一绝缘体插入该第一子磁芯与该第二子磁芯之间及该第三子磁芯与该第四子磁芯之间。

10.如权利要求1所述的电浆产生装置，其中

该第二电浆源包含八个电磁场施加器，其中

该八个电磁场施加器中之四个彼此串联连接来形成一第一施加器组，其中

该八个电磁场施加器中之其他四个彼此串联连接来形成一第二施加器组，其中

该第一施加器组并联连接至该第二施加器组，其中

形成该第一施加器组之该四个电磁场施加器具有1:1.5:4:8之一阻抗比，其中

形成该第二施加器组之该四个电磁场施加器具有1:1.5:4:8之一阻抗比。

11.如权利要求2所述的电浆产生装置，其中该线圈包含：

一第一线圈，其缠绕于该磁芯之一部分上；以及

一第二线圈，其缠绕于该磁芯之另一部分上，其中

该第一线圈及该第二线圈相互感应地耦合。

12.如权利要求11所述的电浆产生装置，其中该第一线圈及该第二线圈具有相同匝数。

13.如权利要求1所述的电浆产生装置，其进一步包含一电抗组件，该电抗组件连接至该第二电浆源之一接地端子。

14.如权利要求1所述的电浆产生装置，其进一步包含一相位调整器，该相位调整器提供至该等复数个电磁场施加器之间，以等效地确定每一节点处之该RF信号之一相位。

15.如权利要求11所述的电浆产生装置，其进一步包含：

一电抗组件，其连接至该第二电浆源之一接地端子；以及

一分路电抗组件，其连接至该等复数个电磁场施加器之间的节点。

16.如权利要求15所述的电浆产生装置，其中该分路电抗组件之阻抗为该等相互感应地耦合之线圈中之一第二线圈及该电抗组件的组合阻抗之一半。

17.如权利要求1所述的电浆产生装置，其中该第一电浆源包含一天线，该天线安装在该电浆腔室上，以在该电浆腔室中感应一电磁场。

18.如权利要求1所述的电浆产生装置，其中该第一电浆源包含电极，该等电极安装在该电浆腔室中，以在该电浆腔室中形成一电场。

19.如权利要求17或18所述的电浆产生装置，其中

包含氨气及氢气中至少一个之一制程气体经注入至该电浆腔室之一上部分中，其中

包含氧气及氮气中至少一个之一制程气体经注入至该绝缘回路中。

20.一种基板处理装置，其包含:

一制程单元，其包含一制程腔室且提供一空间，一制程在该空间中执行，其中一基板布置于该制程腔室中；

一电浆产生单元，其经组配来产生电浆且提供该电浆至该制程单元；以及

一排气单元，其经组配来排放该制程单元中之气体及副产物，该电浆产生单元包含：

一RF电源，其经组配来供应一RF信号；

一电浆腔室，其经组配来提供一空间，电浆在该空间中产生；

一第一电浆源，其安装于该电浆腔室之一部分处来产生电浆；以及

一第二电浆源，其安装于该电浆腔室之另一部分处来产生电浆，该第二电浆源包含：

复数个绝缘回路，其沿该电浆腔室之一圆周形成，其中一制程气体藉以注入且移动至该电浆腔室之一气体通道提供于每一绝缘回路中；以及

复数个电磁场施加器，其耦合至该等绝缘回路且接收该RF信号，以将移动穿过该气体通道之该制程气体激发至一电浆状态。