CN106505010A - 衬底处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种衬底处理设备，并且更确切地说，涉及一种通过使用感应线圈来产生等离子体的衬底处理设备。所提供的是一种衬底处理设备。衬底处理设备包含：腔室，其经配置以容纳衬底并且提供衬底处理空间；处理气体供应单元，其经配置以将处理气体供应到腔室中；感应线圈，其设置在腔室的至少一部分的外部；以及电源单元，其连接到感应线圈的两端之间的中心区域，并且通过中心区域对感应线圈施加功率。本发明的衬底处理设备能够减少对衬底的损害并且提高衬底处理的均匀性。

Description

衬底处理设备

技术领域

本发明涉及一种衬底处理设备，并且更确切地说，涉及一种通过使用感应线圈来产生等离子体的衬底处理设备。

背景技术

衬底处理设备可以是用于通过使用物理或化学反应(例如在真空状态下的等离子体现象)来在衬底上执行衬底处理(例如蚀刻或沉积)的设备。大体上，在衬底处理过程中，通过使用此衬底处理设备，将反应气体注入到腔室中以执行衬底处理。所注入的反应气体通过施加功率而在腔室中产生等离子体。因此，可以执行衬底处理，其中衬底的表面通过根据用于衬底处理的目的而形成于腔室中的等离子体相物质(例如自由基)来蚀刻或沉积。

在根据相关技术的衬底处理设备中，当产生等离子体以执行衬底处理时，衬底和形成于衬底上的电路装置可能由于电弧的产生、离子的碰撞以及离子的注入而被损害，从而造成工艺缺陷。

更详细，电感耦合等离子体(inductively coupled plasma，简称：ICP)源产生加速电子以使反应气体电离的涡旋电场，并且通过维持等离子体放电的感应场产生ICP。因此，当将高功率(例如，几kW)施加到电感器时，产生具有几kV的射频(radio frequency，简称：RF)的高压以允许电感器具有电容特性。随后，从高压电感器产生寄生RF电容电流或所述寄生RF电容电流与放电等离子体相互作用以在等离子体电位中产生RF变化。此处，由于在制造晶片上的电气损害、处理腔室中的寄生电容等离子体或RF鞘层的产生，RF变化对等离子体处理尤其不利。来自电感器的寄生电容电流可能是等离子体和处理的非均匀性、对处理腔室和制造晶片的损害(例如，电弧放电)以及RF功率损耗的大大增加的主要原因。

并且，在根据相关技术的衬底处理设备中，因为反应气体等离子体的均匀移动和分布是困难的，所以反应气体等离子体可能不能均匀分布在衬底的整个表面上且因此集中到一个点。因此，沉积在衬底上或经蚀刻的薄膜可能具有非均匀厚度。

[现有技术文件]

[专利文件]

韩国专利登记第10-0550931号

发明内容

本发明提供一种衬底处理设备，所述衬底处理设备在衬底处理过程期间通过在等离子体工艺中的高密度等离子体来提高衬底处理效率，维持感应线圈中的磁场(B场)的平衡以防止离子被加速至衬底且由此减少对衬底的损害，并且通过第一和第二气体分布板来在衬底的整个表面上均匀分布活性物质气体而不损害活性物质气体以提高衬底处理的均匀性。

根据示例性实施例，一种衬底处理设备包含：腔室，其经配置以容纳衬底并且提供衬底处理空间；处理气体供应单元，其经配置以将处理气体供应到腔室中；感应线圈，其设置在腔室的至少一部分的外部；以及电源单元，其连接到感应线圈的两端之间的中心区域，所述电源单元经配置以通过中心区域向感应线圈施加功率。

感应线圈可以具有接地的两端。

感应线圈可以在相对于其连接有电源单元的部分的两个区域中的每一个处接地，并且电源单元的连接部分与接地部分之间的距离或接地部分的数目在两个区域处彼此不同。

衬底处理设备可以进一步包含接地部件，其沿着感应线圈移动并且电连接到感应线圈以使感应线圈接地。

感应线圈的两端中的至少一端可以是浮动的。

电源部分可以供应交流电(alternating current，AC)功率，并且

感应线圈可以具有对应于AC功率的波长的一半的长度。

电源部分可以连接到对应于感应线圈的长度的一半的部分。

衬底处理设备可以进一步包含第一气体分布板，所述第一气体分布板安置在腔室的上部部分中以分布处理气体。

衬底处理设备可以进一步包含第二分布板，所述第二分布板安置在腔室中并且在衬底上方以控制活性物质气体流。

第二气体分布板可以由非导电材料形成。

感应线圈可以设置成独立于彼此的多个感应线圈，并且所述多个感应线圈可以相对于彼此交替地卷绕。

感应线圈可以设置成独立于彼此的多个感应线圈，并且所述多个感应线圈可以沿着腔室的纵向方向安置。

电源部分可以分配一个功率以将所分配的功率施加到多个感应线圈的中心区域中的每一个。

附图说明

可从结合附图进行的以下描述来更详细地理解示例性实施例，其中：

图1是根据示例性实施例的衬底处理设备的横截面图。

图2(a)与图2(b)是说明根据示例性实施例的感应线圈的电连接的视图。

图3(a)与图3(b)是用于解释根据示例性实施例的感应线圈中的等离子体的形状的概念图。

图4(a)与图4(b)是说明根据示例性实施例的感应线圈的不对称接地的视图。

图5(a)与图5(b)是根据示例性实施例的组合感应线圈的视图。

图6(a)与图6(b)是根据示例性实施例的多层感应线圈的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述具体实施例。然而，本发明可以用不同形式实施，且不应被解释为限于本文中所阐述的实施例。确切地说，提供这些实施例是为了使得此揭示内容将是透彻并且完整的，并且这些实施例将把本发明的范围完整地传达给所属领域的技术人员。在描述中，相同元件用相同参考标号指示。在图中，为了说明的清楚起见，尺寸被部分放大。相同的参考标号通篇指代相同的元件。

图1是根据示例性实施例的衬底处理设备的横截面图。

参考图1，根据示例性实施例的衬底处理设备包含：腔室110，其中容纳有衬底10且提供衬底处理空间；处理气体供应单元120，其将处理气体供应到腔室110的内部；感应线圈140，其设置在腔室110的至少一部分的外部；以及电源单元150，其连接到感应线圈140的两端之间的中心区域且通过中心区域对感应线圈140施加功率。

腔室110容纳衬底10并且提供其中执行衬底处理的空间。腔室110可以包含上部腔室111和下部腔室112，且在腔室110中可以界定真空。腔室110可以包含用于排出气体的排气单元190。例如，排气单元190可以安置在腔室110的下部部分中。

并且，腔室110可以由各种材料形成，例如金属、陶瓷、玻璃、聚合物以及化合物。腔室110可以具有直角形状、圆拱形状、圆柱形形状等等。

并且，等离子体141可以形成于腔室110的内部上部空间中。此处，腔室110的上部部分或上部腔室111可以由蓝宝石、石英或陶瓷等材料形成，并且可以具有预定圆拱(或箱形)形状。并且，腔室110的上部部分(或上部腔室)可以连接到处理气体供应单元120。

处理气体供应单元120通过供应线将来自处理气体供应源(未示出)的处理气体供应到腔室110中。所述处理气体可以包含蚀刻处理气体和用于沉积薄膜的源气体。蚀刻处理气体可以在蚀刻过程期间供应，并且用于沉积薄膜的源气体可以在薄膜沉积过程期间供应。也就是说，可以根据衬底处理的目的来供应恰当的供应气体。蚀刻处理气体可以包含蚀刻和活性气体，例如三氟化氮(NF₃)、六氟化硫(SF₆)、四氟化碳(CF₄)、氧气(O₂)以及氢气(H₂)。用于沉积薄膜的源气体可以包含硅沉积气体，例如单硅烷(SiH₄)和磷化氢(PH₃)。也就是说，可以根据待沉积的薄膜的种类来恰当地选择气体。并且，惰性气体和反应气体(例如氢气(H₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)以及氧气(O₂))可以与蚀刻气体或用于沉积薄膜的源气体一起供应。

感应线圈140可以安置在腔室110的至少一部分(例如，腔室的上部部分或上部腔室)的外部。例如，感应线圈140可以安置成围绕腔室110的上部部分的外周或安置成围绕上部腔室111。当施加功率时，感应线圈140可以激励腔室110内部的处理气体以产生等离子体141。此处，等离子体141在腔室110的上部部分(在下文中被称作上部腔室)中产生，并且衬底10安置在腔室110的下部部分(在下文中被称作下部腔室)中以通过使用等离子体141来执行衬底处理。

电源单元150可以连接到感应线圈140的两端之间的中心区域，并且可以通过中心区域将功率施加到感应线圈140。因此，在感应线圈140的两端处可以产生相对于中心区域朝向彼此相反的方向的电位。

在根据相关技术的电感耦合等离子体(inductively coupled plasma，ICP)源，将功率施加到感应线圈的一端，且感应线圈的另一端接地。因此，产生在一个方向上的等离子体的电位。因此，电场引起通过等离子体产生的离子的移动，并且等离子体在电场的方向上密度逐渐增加。并且，通过等离子体产生的大部分离子通过磁场移动到衬底。移动到衬底的离子增加在预鞘层单元中的等离子体的密度，并且被加速至衬底，从而物理地和/或电气地损害衬底。

然而，在示例性实施例中，将功率施加到感应线圈的中心区域，且使两端电气性分离或接地以产生相对于感应线圈140的中心区域朝向彼此相反的方向的电位，由此在上部腔室111的内部空间的中心区域中产生高密度等离子体，并且通过高密度等离子体141提高衬底处理效率。并且，可以产生朝向彼此相反的方向的电位和磁场以维持等离子体141的电位的稳定性以及磁场的平衡，由此通过磁场限制离子的移动速度并且抑制离子的加速。因此，可以防止通过将离子加速至衬底10而发生的衬底10的物理和/或电气损害。也就是说，将功率施加到感应线圈140的中心区域以维持感应线圈140中的等离子体141的平衡状态，且限制通过等离子体141产生的离子，由此使由于离子造成的衬底10的损害最小化。

可以将功率施加到感应线圈的两端中的至少一端，并且感应线圈的中心区域可以接地以维持等离子体的平衡状态。在此情况下，当将功率施加到感应线圈的两端中的仅一端时，产生电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma，简称：CCP)形式的等离子体。因此，因为等离子体以围绕感应线圈的环形产生，所以中心区域中的等离子体可以具有小于在与感应线圈相邻的感应线圈的外围区域中的等离子体的密度的密度。因此，由于对处理气体流的明显影响，难以均匀地控制衬底10上的活性物质气体。并且，当将功率施加到感应线圈的两端时，可以解决其中中心区域中的等离子体的密度降低的限制。然而，结构可能是复杂的，并且安装可能较困难，因为两个(both)电源(也就是说，两个(two)电源)的相位彼此对准。

在根据示例性实施例的衬底处理设备中，可以进一步包含第一气体分布板160，所述第一气体分布板安置在腔室110的上部部分中以分布处理气体。第一分布板160可以分布处理气体并且包含多个注入孔，处理气体通过所述注入孔注入。因为处理气体通过第一分布板160来分布和注入，所以处理气体可以均匀地供应到上部腔室111中。处理气体供应线可以连接到上部腔室111的上部部分的中心以均匀地分布处理气体。在此情况下，因为相比于注入到其它区域的处理气体的量将相对较大量的处理气体注入到上部腔室的中心区域(所述中心区域与处理气体供应线联通)，所以注入孔的尺寸可以在远离中心区域的方向上逐渐增加。然而，示例性实施例并不限于此，且因此，可以根据处理条件以准确的位置、注入方向、数目及类似的来恰当地设定注入孔，使得处理气体在上部腔室111中均匀地流动。

并且，第一气体分布板160可以由非导电材料形成。当第一分布板160接地或将功率施加到第一分布板160时，通过等离子体产生的离子或活性物质(或自由基)可能受影响。因此，第一分布板160可以由陶瓷或石英等非导电材料(或非导体)形成，以防止离子和活性物质被损害。在此情况下，因为防止了活性物质的损害，所以可以在不损害活性物质气体的情况下将活性物质气体供应到衬底，以提高衬底处理效率，例如高蚀刻速率。

根据示例性实施例的衬底处理设备可以进一步包含第二气体分布板170，所述第二气体分布板设置在腔室110内部且安置在衬底10上方以控制活性物质气体流。第二分布板170可以安置在第一分布板160和衬底10之间。并且，第二分布板170可以安置在上部腔室111的下部部分或下部腔室112的上部部分中，并且具有多个分布孔。当仅使用第一分布板160时，处理气体可以均匀地供应到上部腔室111中。然而，由于第一气体分布板160和衬底10之间的距离(或形成等离子体形成的空间)，活性物质流可通过排气单元190集中在排气方向上。因此，可能难以在衬底10上均匀地分布活性物质气体。因此，因为进一步提供第二气体分布板170以控制活性物质气体流，所以活性物质气体可以均匀地分布在衬底10上以实现活性物质气体的均匀分布。并且，活性物质气体可以均匀地分布在衬底10的整个表面上以均匀地执行衬底处理，例如蚀刻和沉积。并且，当产生等离子体时，第二气体分布板170可以防止衬底10直接地暴露于等离子体下。因此，可以防止衬底10和安置在衬底10上的电路元件由于电弧的产生、离子的碰撞以及在腔室110中的离子的注入而被损害。因此，根据衬底处理过程，可以使衬底10和安置在衬底10上的电路元件的工艺缺陷最小化。

并且，第二气体分布板170可以由非导电材料形成。当第二分布板170接地或将功率施加到第二分布板170时，通过等离子体产生的离子或活性物质在通过第二气体分布板170时可能受到电气影响。因此，离子和活性物质的量可能减少，且蚀刻和沉积等衬底处理的效率可能降低。因此，第二分布板170可以由陶瓷或石英等非导电材料(或非导体)形成，以防止通过第二气体分布板170的离子和活性物质被损害。因此，可以在不损害活性物质气体的情况下将活性物质气体供应到衬底10上以更大地提高衬底处理效率，例如高蚀刻速率。

并且，衬底处理设备可以进一步包含衬底支撑件180。衬底支撑件180可以面向第一分布板160而安置以支撑衬底10。衬底支撑件180可以安置在腔室110的内部下部部分中以支撑衬底10。并且，衬底支撑件180可以包含可充电静电卡盘，使得衬底10被稳定地支撑在衬底支撑件180上，并且衬底10得到静电维持。

图2(a)与图2(b)是说明根据示例性实施例的感应线圈的电连接的视图。图2(a)说明接地型电感耦合线圈，且图2(b)说明浮动型电感耦合线圈。

参考图2(a)与图2(b)，感应线圈140的两端可以接地，如图2(a)中所说明。在接地型电感耦合线圈的情况下，将功率施加到感应线圈140的中心区域由于两个接地端而可以较好地流动到感应线圈140的两端。因此，可以容易地在上部腔室111中产生高密度等离子体。

根据示例性实施例的衬底处理设备可以进一步包含接地部件(未示出)，所述接地部件可沿着感应线圈140移动并且电连接到感应线圈140以使感应线圈140接地。接地部件(未示出)可以具有连接到感应线圈140的一端以及接地的另一端以使感应线圈140接地。接地部件(未示出)可以包含电连接到感应线圈140的一端的连接部分(未示出)以及另一端的接地部分(未示出)，所述接地部分从连接部分延伸且接地。接地部件可以沿着感应线圈140移动。因为连接部分可以连接到感应线圈140以沿着感应线圈140移动，所以接地部件可以整体地移动以调整感应线圈140的接地位置。接地部件的接地部分可以电接地。此处，接地部件的接地部分可以接地同时被支撑到衬底处理设备的外壳(未示出)，所述外壳容纳上部腔室111且接地。外壳可以包含导轨，所述导轨用于在接地部件移动时引导接地部分。导轨可以导槽的形式形成，在所述导槽中插入并引导接地部分。替代地，导轨可以导孔的形式形成，所述导孔沿着感应线圈140的圆周界定并且具有穿透的侧表面。并且，安置在外壳中的接地部件可以通过使用电机或气压缸而沿着外壳的外表面移动。接地部件可以经控制以直接地由人来移动，以及通过使用机械装置来自动地移动。当接地部件通过使用机械装置来自动地移动时，接地部件可以通过根据工艺环境(例如上部腔室111的等离子体状态)进行监视而自动地移动。因此，在工艺期间可以平稳地控制上部腔室111中的等离子体。

接地部件可以进一步包含固定部分(未示出)，所述固定部分在移动到接地位置之后将接地部件固定到外壳。接地部件可以通过使用固定部分来固定到外壳，从而防止接地部件从接地位置移动。

例如，连接部分可以夹具的形状形成以夹持感应线圈140的一部分。夹具可以通过固定部分来调整宽度以夹持感应线圈140以用于接地，并且可以被释放以用于移动接地部件。衬底处理设备的接地外壳可以具有沿着感应线圈140界定的导孔。接地部件的一部分(例如，接地部分或固定部分)可以插入到导孔中以允许接地部件沿着导孔移动。

固定部分可以安置在外壳外部并且以能够被紧固或松开的螺钉的形式提供。当接地部件移动时，松开螺钉以允许接地部分和固定部分与外壳间隔开，使得接地部件移动。当接地部件接地时，紧固螺钉以允许接地部分和固定部分紧紧地附接到外壳。此处，固定部分的具有相对细小部分的螺钉部分可以插入在导孔中。为允许接地部件平稳地移动且稳定地固定，导孔的宽度可超过固定部分的螺钉部分的宽度，且导孔的宽度可小于固定部分和接地部分的螺钉头部分的宽度。

并且，感应线圈140的两端中的至少一端可以是浮动的，或感应线圈140的两端都可以是浮动的，如图2(b)中所说明。高密度等离子体可以容易地通过流经感应线圈140的电流产生。然而，当通过电流产生电流等离子体时，线圈卷绕所围绕的轴线的磁场可能也通过电流产生。因此，通过等离子体产生的离子可能受磁场影响，从而沿着磁场移动。因此，为减轻由于通过等离子体产生的离子的磁场而造成的影响，感应线圈140的两端可以浮动以通过施加到感应线圈140的中心区域的功率而将彼此不同的电压施加到感应线圈140的两端，由此产生由于电压而造成的电压等离子体。在浮动型电感耦合线圈的情况下，因为电流难以从感应线圈140的中心区域流入到感应线圈140的两端，因此等离子体的密度减小。因此，可能难以产生高密度等离子体。然而，可以减小磁场的强度以减小由于磁场造成的对离子的影响。并且，感应线圈140的仅一端可以浮动以在远离衬底10的区域中而非在接近衬底10的区域中产生高密度等离子体。也就是说，感应线圈140的两端中的至少一端可以按情况需要而浮动。

图3(a)与图3(b)是用于解释根据示例性实施例的感应线圈中的等离子体的形状的概念图。图3(a)是所形成的电场的视图，且图3(b)是说明偶极天线的电压和电流效率的视图。

参考图3(a)与图3(b)，当将功率施加到感应线圈140的中心区域时，可以看到，产生电磁场以平衡磁场，如图3(a)中所说明。当将功率施加到感应线圈140的中心区域时，通过所施加的功率在彼此相反的方向上产生电场，且通过具有相反方向的电场在彼此相反的方向上产生磁场。因此，磁场经平衡以约束感应线圈140中通过等离子体141产生的离子。因此，可以防止通过由于磁场而造成离子加速至衬底10而产生的对衬底10的物理和/或电气损害，以使由于离子造成的对衬底10的损害最小化。

并且，电源部分150可以供应交流电(AC)功率，并且感应线圈140可以具有对应于AC功率的波长的一半的长度。此处，AC功率可以大体上使用13.56MHz、27.12MHz或40.68MHz的功率，且AC功率的波长可以从等式1获得。此处，当AC功率是13.56MHz时，AC功率具有约22.1m的波长，当AC功率是27.12MHz时，其具有约11.05m的波长，以及当AC功率是40.68MHz时，其具有约7.37m的波长。

[等式1]

λ＝c/f(其中λ是波长，c是光速，且f是频率)

图3(b)说明偶极天线(例如，感应线圈)的电压和电流效率。当电源单元150供应AC功率并且感应线圈140具有对应于AC功率的波长的一半的长度时，感应线圈140的中心部分可以是对应于λ/4(λ：波长)的部分，在所述部分处电流最大。因此，如果将AC功率施加到感应线圈140的中心部分，那么可以获得AC功率的最大效率。

因此，电源单元150可以连接到对应于感应线圈140的长度的一半的部分。在此情况下，当电源单元150将AC功率施加到对应于感应线圈140的长度的一半的部分(也就是说，感应线圈的中心部分)时，感应线圈140的中心部分可以是对应于λ/4的部分(在所述部分处电流最大)，从而以AC功率的最大效率产生等离子体141，并且由等离子体141产生的离子通过磁场的平衡可以被约束在感应线圈140中。例如，当AC功率是13.56MHz时，感应线圈140可以是11.05m的长度，当AC功率是27.12MHz时，感应线圈140可以是5.53m的长度，且当AC功率是40.68MHz时，感应线圈140可以是3.69m的长度。

AC功率可以是射频(radio frequency，简称：RF)或高频功率。当将功率施加到感应线圈140的中心时，可以精确稳定地平衡磁场而不会使其朝一个方向偏置。示例性实施例不限于AC功率的种类和电源单元150的连接位置。AC功率的种类和电源单元150的连接位置可以根据需要或条件来恰当地选定。

图4(a)与图4(b)是说明根据示例性实施例的感应线圈的不对称接地的视图。图4(a)是说明其中除两端的接地外还提供其它接地的状态的视图，且图4(b)是说明其中改变一端的接地位置的状态的视图。

参考图4(a)与图4(b)，感应线圈140可以相对于其连接有电源单元150的部分在其两个区域中的每一个处接地。电源单元150的连接部分(或连接位置)与接地部分(或接地位置)之间的距离和接地位置的数目在两个区域处可彼此不同。此处，两个区域可以包含在远离电源单元150的连接部分(或连接位置)朝向两端的方向上的所有位置。可以就电源单元150和两个区域上的接地位置之间的距离和接地部分的数目来调整感应线圈140以形成不对称感应线圈140。此处，如图4(a)中所说明，可以添加除感应线圈140的两端外的接地以形成不对称感应线圈140。替代地，如图4(b)中所说明，一端的接地位置可以移动以形成不对称感应线圈140。并且，可以增加接地部分的数目，且两端的所有接地位置都可以移动。因此，通过使感应线圈140不对称接地，足以形成对称感应线圈140，且示例性实施例不限于接地位置的数目和位置。

将功率施加到感应线圈140的中心区域，且可以提供更多个接地部分，或可以改变一端的接地位置以形成感应线圈140的不对称性。可以调整接地位置以用于添加接地部分或改变接地位置以控制不对称的程度，由此控制离子的移动距离。此处，当接地部分较靠近电源时，等离子体的强度可增加，但通过等离子体141形成的磁场的强度可减小。可以在接地部分靠近电源的一端处产生相对较大量的离子和活性物质气体，但通过在另一端中具有更强强度的磁场形成到另一端的离子和活性物质气体流。这可以应用到反应离子蚀刻(reactive ion etching，简称：RIE)以提高在干式蚀刻过程中的离子轰击过程的效率。在远离衬底10的区域中产生的等离子体141的强度可以增加以提高过程效率并且在衬底10的方向上形成活性物质的流。在远离衬底10的位置处从连接有电源单元150的部分的接地可以移动至更靠近电源单元150以增加在远离衬底10的区域中产生的等离子体141的强度，且活性物质气体流通过在更靠近衬底10的位置处的磁场在衬底10的方向上形成，所述磁场比在远离衬底10的位置处的磁场更强。因此，仅远离衬底10的接地位置可以移动到连接有电源单元的部分。

如上文所描述，可以添加接地部分，或可以调整接地位置以自由控制等离子体的密度、区域，以及活性物质气体流。

当添加接地部分以形成感应线圈140的不对称性时，因为两个接地部分之间的部分接地，所以等离子体141的区域可能减少。当改变接地位置时，等离子体的密度和磁场的方向被改变，且因此，活性物质气体流被改变。

在其中将功率施加到感应线圈140的中心区域的基本结构中，安置多个线圈以增加功率容量并且分配功率，由此增加等离子体141的密度和区域。

图5(a)与图5(b)是根据示例性实施例的组合感应线圈的视图。图5(a)是说明其中提供两个线圈的实例的视图，且图5(b)是说明其中提供三个线圈的实例的视图。

参考图5(a)与图5(b)，感应线圈140可以独立地设置成多个感应线圈，并且多个感应线圈140可以交替地卷绕。如上文所描述，多个感应线圈140可以交替地卷绕(例如，以交错形式或交叉形状)以增加等离子体141的密度。因为感应线圈140中的每一个都产生等离子体141，所以与其中一个感应线圈140产生等离子体141的情况相比，等离子体141的密度可以增加。

可以将功率施加到感应线圈140的中心区域中的每一个。多个电源可以对应地连接到感应线圈140。并且，一个电源可以增加容量并且分配功率以将所分配的功率施加到感应线圈140中的每一个。当对应地连接多个电源时，因为电磁场未被感应线圈140中的每一个偏移且多个电源的相位必须彼此匹配以增加等离子体141的密度，所以结构可能是复杂的，且安装可能较困难。因此，增加一个电源的功率容量并且分配具有相同相位的功率以将功率施加到感应线圈140中的每一个的方法可以更有效。

图6(a)与图6(b)是根据示例性实施例的多层感应线圈的视图。图6(a)是说明其中提供两个线圈的实例的视图。图6(b)是说明其中提供三个线圈的实例的视图。

参考图6(a)与图6(b)，感应线圈140独立地设置成多个感应线圈，并且多个感应线圈140可以沿着腔室110的纵向方向安置。如上文所描述，多个感应线圈140可以多层(或多层结构)安置以增加等离子体141的区域。在其中将功率施加到感应线圈140的中心区域的基本结构中，多个线圈以多层形状的形式安置以增加功率容量并且分配功率，由此增加等离子体141的区域并且提高等离子体141的效率。因为感应线圈140中的每一个都产生等离子体141，与其中一个感应线圈140产生等离子体141的情况相比，等离子体141的区域可以变宽。

并且，当多个感应线圈140以多层(或多层结构)安置时，可以连接多个电源以将功率施加到感应线圈140的中心区域中的每一个。替代地，一个电源可以增加容量并且分配功率以施加所分配的功率。此处，增加一个电源的功率容量、分配具有相同相位的功率并且将功率施加到感应线圈中的每一个的方法可以更有效。

如上文所描述，电源单元150分配一个功率以独立地提供到感应线圈140的中心区域中的每一个，所述感应线圈交替地卷绕或以多层安置。当对应地连接多个电源时，因为电磁场未被感应线圈140中的每一个偏移，并且多个电源的相位必须彼此匹配以增加等离子体141的密度，所以结构可能是复杂的，且安装可能较困难。因此，与其中连接多个电源的方法相比，增加一个电源的功率容量并且将具有相同相位的功率分配到感应线圈140中的每一个以简单地增加等离子体141的密度的方法可更有效。

如上文所描述，可以将功率施加到感应线圈的中心区域以在预定区域中产生高密度等离子体，由此提高衬底处理效率。

并且，通过施加到感应线圈的中心区域的功率，在感应线圈的两端上可以产生相对于感应线圈的中心区域朝向彼此相反的方向上的电位和磁场，以维持感应线圈内部的磁场(B场)的平衡，由此抑制离子加速到衬底并且减少由于离子造成的对衬底的损害。因此，在本发明中，通过防止对衬底的损害并且提高衬底处理效率，可以提高衬底处理过程的产率。并且，可以通过第一气体分布板分布处理气体以将处理气体均匀地供应到上部腔室中，且活性物质气体可以通过第二分布板均匀地分布到衬底10的整个表面上以在衬底的整个表面上均匀地执行衬底处理，例如蚀刻和沉积。并且，第一和第二分布板中的每一个都可以由非导电材料形成，使得活性物质气体在不在第一或第二气体分布板上受到电气损害的情况下到达衬底。因此，可以进一步提高衬底处理效率。并且，因为通过第二气体分布板，在等离子体产生时衬底并不直接地暴露于等离子体下，所以可以防止衬底和形成在衬底上的电路元件由于电弧的产生、离子的碰撞以及腔室中的离子的注入而被损害。因此，根据衬底处理过程，可以使衬底和形成在衬底上的电路元件的工艺缺陷最小化。

在根据示例性实施例的衬底处理设备中，将功率施加到感应线圈的中心区域以在预定区域上产生高密度等离子体，由此提高衬底处理效率。并且，施加到感应线圈的中心区域的功率可以在感应线圈的两端处产生相对于感应线圈的中心区域朝向彼此相反的方向上的电位和磁场，以维持感应线圈中的磁场的平衡，由此抑制离子加速到衬底，并且由此减少由于离子造成的对衬底的损害。因此，通过防止衬底被损害并提高衬底处理的效率，可以提高衬底处理过程的产率。

并且，处理气体可以通过第一气体分布板分布并被均匀地供应到上部腔室中。活性物质气体可以通过第二分布板均匀分布在衬底的整个表面上，以在衬底的整个表面上均匀地执行衬底处理，例如蚀刻或沉积。并且，第一和第二分布板由非导电材料形成，以使活性物质气体在不受到第一或第二气体分布板的电气损害的情况下到达衬底。因此，可以进一步提高衬底处理效率。

尽管已经参考具体实施例描述了衬底处理设备，但是衬底处理设备并不限于此。因此，所属领域的技术人员将容易理解，在不脱离通过所附权利要求书界定的本发明的精神及范围的情况下，可以对其进行各种修改及变化。因此，本发明的实际保护范围将通过所附权利要求书的技术范围确定。

Claims (13)

1.一种衬底处理设备，其特征在于包括：

腔室，其经配置以容纳衬底并且提供衬底处理空间；

处理气体供应单元，其经配置以将处理气体供应到所述腔室中；

感应线圈，其设置在所述腔室的至少一部分的外部；以及

电源单元，其连接到所述感应线圈的两端之间的中心区域，并且通过所述中心区域对所述感应线圈施加功率。

2.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述感应线圈具有接地的两端。

3.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述感应线圈在相对于其连接有所述电源单元的部分的两个区域中的每一个处接地，并且所述电源单元的连接部分与接地部分之间的距离或所述接地部分的数目在所述两个区域中彼此不同。

4.根据权利要求1所述的衬底处理设备，还包括接地部件，所述接地部件沿着所述感应线圈移动，并且电连接到所述感应线圈以使所述感应线圈接地。

5.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述感应线圈的两端中的至少一端是浮动的。

6.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述电源单元供应交流电功率，以及

所述感应线圈具有对应于所述交流电功率的波长的一半的长度。

7.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述电源单元连接到对应于所述感应线圈的长度的一半的部分。

8.根据权利要求1所述的衬底处理设备，还包括第一气体分布板，所述第一气体分布板安置在所述腔室的上部部分中以分布所述处理气体。

9.根据权利要求1所述的衬底处理设备，还包括第二气体分布板，所述第二气体分布板安置在所述腔室中且在所述衬底上方以控制活性物质气体流。

10.根据权利要求9所述的衬底处理设备，其中所述第二气体分布板由非导电材料形成。

11.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述感应线圈设置成独立于彼此的多个感应线圈，并且

所述多个感应线圈相对于彼此交替地卷绕。

12.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述感应线圈设置成独立于彼此的多个感应线圈，并且

所述多个感应线圈沿着所述腔室的纵向方向安置。

13.根据权利要求11或12所述的衬底处理设备，其中所述电源单元分配一个功率以将所分配的所述功率施加到所述多个感应线圈的中心区域中的每一个。