CN108575042B - 一种线圈、介质筒和等离子体腔室 - Google Patents

一种线圈、介质筒和等离子体腔室 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种线圈、介质筒和等离子体腔室。该线圈包括螺线管和设置在螺线管上的子线圈；子线圈的轴线与螺线管的轴线夹角大于0°且小于180°，使子线圈产生的磁场与螺线管产生的磁场具有不同的方向，以增加螺线管内的磁力线的水平分量。本发明等离子体腔室，包括腔体和主等离子体产生装置；主等离子体产生装置包括：射频电源、匹配器和主线圈，射频电源通过匹配器与主线圈电连接,以产生等离子体；等离子体腔室还包括设置在腔体侧壁的辅助等离子体产生装置；辅助等离子体产生装置包括激励电源和本发明的线圈；该线圈套置于腔体侧壁的内侧。采用本发明线圈的等离子体腔室，提高腔室内磁力线水平分量，减小晶圆表面损伤，且提高其处理速率。

Description

一种线圈、介质筒和等离子体腔室
技术领域
本发明涉及等离子体处理技术领域，具体地，涉及一种线圈、介质筒和等离子体腔室。
背景技术
随着半导体工艺技术的发展，多种半导体设备广泛应用于半导体制程。等离子体刻蚀或沉积是半导体制程中的关键一步，等离子体刻蚀或沉积的工作原理为将工艺气体(如氩气Ar、氦气He、氮气N2、氢气H2、氯气Cl2、三氯化硼BCl3、八氟环丁烷C4F8、四氟甲烷CF4、六氟化硫SF6等)通入真空腔室内，通过电激励或光激励方式将工艺气体进行解离、激发、电离等，被离化的自由基或离子通过自由扩散或场加速至晶圆表面并与晶圆材料相互作用，进行相应的刻蚀和沉积。
复杂的半导体工艺，往往伴随不同的半导体材料刻蚀和沉积，物理和化学性质因不同材料而各异，故对等离子体物理和化学性能有不同的需求。为解决不同需求，多种等离子体刻蚀系统被开发应用，主要有电感耦合ICP结构。
现有技术一中，图1所示为典型的ICP(电感耦合)等离子体产生系统，该系统主要通过主线圈5将射频电源7产生的射频功率经匹配器8后透过介质层6耦合至真空腔室17内。射频功率将经过进气管道15后进入腔室17内的气体解离激发后形成等离子体16，等离子体16经扩散至晶圆9表面并与之相互作用，形成刻蚀形貌。
现有技术一中的等离子体产生系统中等离子体产生源只有一个，比较单一，等离子体的密度和能量的可调节性小，对于复杂等离子体刻蚀应用有一定困难。
现有技术二如图2所示，通过在现有技术一的等离子体产生系统中添加磁场产生结构，即通过控制第一螺线管18透过其介质筒11在腔室17内产生外加磁场，通过外加磁场，控制腔室17内不同区域的等离子体特性；主要表现为通过对等离子体辉光区进行电子约束，脱离平面主线圈5激发区的电子通过外加磁场约束回旋碰撞，将电子能量进一步消耗，电子温度可有效降低，同时等离子体密度增加。
但现有技术二中第一螺线管18产生的磁场如图3所示，该磁场在沿第一螺线管18轴向的截面上的磁场不均匀，腔室中心部分磁场较弱，且该磁场方向沿第一螺线管18的轴向，在垂直于第一螺线管18轴向的水平方向上几乎没有磁场；这导致第一螺线管18内在垂直于第一螺线管18轴向的水平方向上电子约束不够充分，使得脱离平面电感线圈激发区的电子在外加磁场约束下回旋碰撞不够充分，电子能量依然较高，容易对晶圆表面造成损伤；同时，等离子体密度不够高，刻蚀速率仍然较慢。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种线圈、介质筒和等离子体腔室。
在本发明的线圈中，当在螺线管和子线圈中通入电流时，螺线管内能够产生沿其轴向的磁场，同时在子线圈内能够产生沿其轴向的磁场；螺线管的轴线与子线圈的轴线夹角大于0°且小于180°，这使螺线管内增加了垂直于其轴向的磁力线的水平分量；磁力线的水平分量能够对处于该空间内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间内进行回旋碰撞。一方面，磁场对等离子体中的的电子进行约束，使其进行回旋碰撞，在碰撞过程中对电子能量进行了消耗，进一步地降低了电子的温度，从而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；另一方面，等离子体的回旋碰撞，对等离子体进行更高效的二次调节，增加了该空间内的等离子体密度(例如：等离子体中的电子和离子进行回旋运动，对电中性的分子或原子进行碰撞，使电中性的分子变为原子，或使原子变为离子，或使离子的价态发生变化，均增加了该空间的等离子体密度；又例如：电子和离子在回旋碰撞过程中，能使体积较大的基团分裂形成体积较小的基团，也增加了该空间的等离子体密度)，进而提高了等离子体对晶圆表面的处理速率。
本发明提供了一种线圈，所述线圈包括螺线管和设置在所述螺线管上的子线圈；
所述子线圈的轴线与所述螺线管的轴线夹角大于0°且小于180°，使所述子线圈产生的磁场与所述螺线管产生的磁场具有不同的方向，以增加所述螺线管内的磁力线的水平分量。
优选地，所述子线圈的轴线与所述螺线管的轴线垂直。
优选地，所述子线圈包括多个，所述子线圈的绕制形状呈曲线状。
优选地，所述子线圈的绕制形状包括圆环状和半圆环状。
优选地，还包括多个子磁芯，每个所述子线圈对应绕制在一个所述子磁芯上。
优选地，所述子磁芯的材质包括铝、陶瓷和铜。
优选地，所述子线圈的绕制形状为圆环状，所述子线圈对应绕所述子磁芯一周。
优选地，所述子线圈的绕制形状为半圆环状，同一圈的所述子线圈位于其对应所述子磁芯的同侧；
相邻两圈的所述子线圈位于其对应所述子磁芯的同侧；或者，相邻两圈的所述子线圈位于其对应所述子磁芯的不同侧。
本发明还提供一种介质筒，包括筒体，在所述筒体的外壁上还设置有多个凸起的侧肢，所述侧肢的轴线与所述筒体的轴线夹角大于0°且小于180°，所述筒体和所述侧肢上均用于绕制线圈。
优选地，所述筒体和所述侧肢的材质相同，所述筒体和所述侧肢的材质为铝、陶瓷或铜。
本发明还提供一种等离子体腔室，所述腔室包括腔体和主等离子体产生装置；所述主等离子体产生装置包括：射频电源、匹配器和主线圈，所述射频电源通过所述匹配器与所述主线圈电连接,以产生等离子体；
所述等离子体腔室还包括设置在所述腔体侧壁的辅助等离子体产生装置；其中，
所述辅助等离子体产生装置包括激励电源和上述线圈；上述线圈套置于所述腔体侧壁；
所述激励电源和上述线圈电连接，用于向所述线圈提供功率信号以在所述线圈内产生磁场。
优选地，所述等离子体腔室还包括介质筒，所述介质筒设置于所述腔室侧壁内侧，并与腔室侧壁具有一定间距；其中，所述线圈设置于所述腔体侧壁和所述介质筒之间，所述介质筒为圆筒状，所述线圈绕制于所述介质筒上。
优选地，所述介质筒采用上述介质筒；所述螺线管绕制于所述介质筒的筒体上，所述子线圈绕制于所述介质筒的侧肢上，所述侧肢作为所述线圈的子磁芯。
本发明的有益效果：本发明所提供的线圈，通过在螺线管上设置子线圈，并使子线圈的轴线与螺线管的轴线夹角大于0°且小于180°，当螺线管和子线圈中通入电流时，在螺线管内能够产生沿其轴向的磁场，同时在子线圈内能够产生沿其轴向的磁场，螺线管的轴线与子线圈的轴线夹角大于0°且小于180°，这使得螺线管内在其原有磁场的基础上增加了垂直于其轴向的磁力线的水平分量，该磁力线的水平分量能够对处于该空间内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间内进行回旋碰撞。一方面，磁场对等离子体中的的电子进行约束，使其进行回旋碰撞，在碰撞过程中对电子能量进行了消耗，进一步地降低了电子的温度，从而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；另一方面，等离子体的回旋碰撞，对等离子体进行更高效的二次调节，增加了该空间内的等离子体密度(例如：等离子体中的电子和离子进行回旋运动，对电中性的分子或原子进行碰撞，使电中性的分子变为原子，或使原子变为离子，或使离子的价态发生变化，均增加了该空间的等离子体密度；又例如：电子和离子在回旋碰撞过程中，能使体积较大的基团分裂形成体积较小的基团，也增加了该空间的等离子体密度)，进而提高了等离子体对晶圆表面的处理速率。
本发明所提供的等离子体腔室，通过采用上述线圈，能够有效减小等离子体轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，还增加了等离子体密度，提高了等离子体对晶圆表面的处理速率，并使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
附图说明
图1为现有技术一中ICP等离子体产生系统的结构示意图；
图2为现有技术二中ICP等离子体产生系统的结构示意图；
图3为图2中ICP等离子体产生系统中的第一螺线管产生的磁场沿第一螺线管轴向上的剖视图；
图4为本发明实施例1中线圈的结构俯视图；
图5为图4中的线圈及其产生的磁场的俯视图；
图6为本发明实施例1中子线圈在子磁芯上的绕制方式示意图；
图7为图6中子线圈从螺线管的一圈子磁芯上绕到另一圈子磁芯上的绕制示意图；
图8为本发明实施例2中子线圈在子磁芯上的绕制方式示意图；
图9为图8中子线圈从螺线管的一圈子磁芯上绕到另一圈子磁芯上的绕制示意图；
图10为本发明实施例3中子线圈在子磁芯上的绕制方式示意图；
图11为本发明实施例4中介质筒的结构示意图；
图12为本发明实施例5中等离子体腔室的结构剖视图；
图13为另一种介质筒的结构示意图。
其中的附图标记说明：
1.螺线管；2.子线圈；3.子磁芯；4.腔体；41.第一子腔室；42.第二子腔室；5.主线圈；6.介质层；7.射频电源；8.匹配器；9.晶圆；10.下射频源；11.介质筒；12.与下射频源连接的阻抗匹配器；13.基台；14.线圈；15.进气管道；16.等离子体；17.腔室；18.第一螺线管；19.筒体；20.侧肢。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种线圈、介质筒和等离子体腔室作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种线圈，如图4-图7所示，包括螺线管1和设置在螺线管1上的子线圈2，子线圈2的轴线与螺线管1的轴线夹角大于0°且小于180°，使子线圈2产生的磁场与螺线管1产生的磁场具有不同的方向，以增加螺线管1内的磁力线的水平分量。
该线圈通过在螺线管1上设置子线圈2，并使子线圈2的轴线与螺线管1的轴线夹角大于0°且小于180°，当螺线管1和子线圈2中通入电流时，在螺线管1内能够产生沿其轴向的磁场，同时在子线圈2内能够产生沿其轴向的磁场，螺线管1内产生的磁场与子线圈2内产生的磁场的磁场方向夹角大于0°且小于180°，这使得螺线管1内在其原有磁场的基础上增加了垂直于其轴向的水平磁场分量，从而使螺线管1内沿其轴向以及垂直于其轴向的方向上均分布有磁场，以在螺线管1内的空间区域内产生均匀的且具有一定磁场强度的不同方向的磁场；该不同方向的磁场能够对处于该空间区域内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间区域内进行回旋碰撞。一方面，磁场对等离子体中的的电子进行约束，使其进行回旋碰撞，在碰撞过程中对电子能量进行了消耗，进一步地降低了电子的温度，从而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；另一方面，等离子体的回旋碰撞，对等离子体进行更高效的二次调节，增加了该空间内的等离子体密度(例如：等离子体中的电子和离子进行回旋运动，对电中性的分子或原子进行碰撞，使电中性的分子变为原子，或使原子变为离子，或使离子的价态发生变化，均增加了该空间的等离子体密度；又例如：电子和离子在回旋碰撞过程中，能使体积较大的基团分裂形成体积较小的基团，也增加了该空间的等离子体密度)，进而提高了等离子体对晶圆表面的处理速率。
优选的，本实施例中，子线圈2的轴线与螺线管1的轴线垂直。如此设置，当螺线管1通入电流时，螺线管1中形成如图3所示的磁场分布；当子线圈2中通入电流时，子线圈2中产生向螺线管1的轴线发散分布的磁场(如图5所示)；即螺线管1中产生的磁场的磁场方向沿螺线管1的轴线方向；子线圈2中产生的磁场的磁场方向沿子线圈2的轴线方向，子线圈2内磁场的磁力线垂直于螺线管1的轴线，这样能使处于螺线管1内的等离子体在垂直于螺线管1轴线的平面内发生回旋碰撞，从而降低了电子的能量，并增加了等离子体的密度。这使得螺线管1形成的管内的磁场在现有技术中只有沿其轴线方向的磁场的基础上，增加了垂直于螺线管1轴线方向的磁场，从而使螺线管1内的空间区域内能够产生均匀的且大于其原有磁场强度的磁场；相对于现有技术中仅由螺线管1构成的线圈，该磁场能够对处于该空间区域内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间区域内进行回旋碰撞；从而消耗了电子的能量，并使电子的温度有效降低，进而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，等离子体回旋碰撞，增加了该空间区域内的等离子体密度，进而提高了等离子体对晶圆表面进行处理的处理速率，还使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
本实施例中，子线圈2包括多个，多个子线圈2均匀分布于螺线管1上；如此设置，能使子线圈2在螺线管1内形成的磁场更加均匀。子线圈2的绕制形状呈曲线状。只有当子线圈2的绕制形状呈曲线状时，才能使子线圈2在通电时沿其轴线方向形成磁场。
本实施例中，如图6所示，子线圈2的绕制形状为半圆环状。当然，子线圈2的绕制形状也可以为1/4环形或1/8环形等曲线状。需要说明的是，在子线圈2中的电流一定的情况下，子线圈2绕制形成的曲线越长，则其在螺线管1中形成的磁场的范围越大，具体根据子线圈2要求磁场范围的大小确定子线圈2绕制形成的曲线长度。
本实施例中，螺线管还包括多个子磁芯3，每个子线圈2对应绕制在一个子磁芯3上。子磁芯3的设置，能使子线圈2中形成的磁场磁场强度进一步增强，从而使螺线管1中垂直于其轴线的水平磁场的磁场强度进一步增强，进而使等离子体在螺线管1内的空间区域内进行更加激烈的回旋碰撞从而消耗了电子的原有能量，并使电子的温度有效降低，进而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，等离子体颗粒相互碰撞，增加了该空间区域内的等离子体密度，进而提高了等离子体对晶圆表面进行处理的处理速率，还使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
优选的，子磁芯3的形状为圆柱状。当然，子磁芯3的形状也可以为棱柱状或椭圆柱状等形状。子磁芯3可以是实心体，也可以是空心体。子磁芯3的材质包括铝、陶瓷或铜。当然，子磁芯3也可以采用其他材料，如铁、锌等。
本实施例中，如图6所示，多个子线圈2环绕螺线管1至少一圈；当多个子线圈2环绕螺线管1两圈以上时，相邻各圈的子线圈2之间沿竖直方向上等间隔，且各圈中任意相邻两个子线圈2等间隔。如此设置，能使子线圈2在螺线管1内形成的磁场更加均匀。本实施例中，多个子线圈2环绕螺线管1两圈。
其中，子线圈2的绕制形状为半圆环状，同一圈的子线圈2位于其对应子磁芯3的同侧；相邻两圈的子线圈2位于其对应子磁芯3的同侧。相应地，相邻两圈子线圈3中的电流方向相同。
本实施例中，以绕制在螺线管1上的子线圈2为两圈为例，如图7所示，将子线圈2先绕螺线管1一圈，且该圈子线圈2位于一圈子磁芯3的同一侧，该圈子线圈2绕制完毕后，绕制子线圈2的导线斜跨到相邻的下一圈子磁芯3，并绕制到下一圈子磁芯3的相同侧。绕制完毕后，在该导线中通入电流，电流在两圈子线圈2中的流向一致，从而能够在螺线管1内对应每个子磁芯3的位置形成磁场强度相同的垂直于螺线管1轴向的磁场。
实施例2
本实施例中提供一种线圈，与实施例1中不同的是，如图8所示，子线圈2的绕制形状为半圆环状，同一圈的子线圈2位于其对应子磁芯3的同侧；相邻两圈的子线圈2位于其对应子磁芯3的不同侧。相应地，相邻两圈子线圈2中的电流方向相反。
其中，以绕制在螺线管1上的子线圈2为两圈为例，如图9所示，将子线圈2先绕螺线管1一圈，且该圈子线圈2位于一圈子磁芯3的上侧，该圈子线圈2绕制完毕后，绕制子线圈2的导线跨到相邻的下一圈子磁芯3，并绕制到下一圈子磁芯3的的下侧。绕制完毕后，在该导线中通入电流，电流在两圈子线圈2中的流向相反，从而能够在螺线管1内对应每个子磁芯3的位置形成磁场强度相同的垂直于螺线管1轴向的磁场。
需要说明的是，如果本实施例中流过相邻两圈子线圈2的电流方向相同，则由于相邻两圈子线圈2在子磁芯3上的绕制方式呈镜像对称，根据右手定则，相邻两圈子线圈2中所产生的磁场方向相反，相邻两圈子线圈2中所产生的磁场会相互抵消，因此，相邻两圈子线圈2如果绕制在相邻两圈子磁芯3的不同侧，则相邻两圈子线圈2中的电流方向必须相反。
需要说明的是，也可以采用两根导线分别绕制于两圈子磁芯3的相对侧，且两根导线中分别通入流向相反的电流。
本实施例中线圈的其他结构及材质与实施例1中相同，此处不再赘述。
实施例3
本实施例提供一种线圈，与实施例1-2不同的是，如图10所示，子线圈2的绕制形状为圆环状，子线圈2对应绕子磁芯3一周，相邻两圈子线圈2中的电流方向相同。
如此设置，能使螺线管1内对应子磁芯3的位置由子线圈2形成的磁场范围较大，从而在螺线管1上子磁芯3数量和分布圈数相同的情况下，子线圈2在螺线管1内产生磁场的磁场区域范围相应增大，进而增大了等离子体在螺线管1内进行回旋碰撞的几率，继而使等离子体中的电子能量和温度能够有效降低，最终有效减小了电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，还使等离子体密度有效增加，最终提高了等离子体对晶圆表面进行处理的处理速率。
本实施例中线圈的其他结构及材质与实施例1-2任意一个中相同，此处不再赘述。
实施例1-3的有益效果：实施例1-3所提供的线圈，通过在螺线管上设置子线圈，并使子线圈的轴线与螺线管的轴线夹角大于0°且小于180°，当螺线管和子线圈中通入电流时，在螺线管内能够产生沿其轴向的磁场，同时在子线圈内能够产生沿其轴向的磁场，螺线管内产生的磁场与子线圈内产生的磁场的磁场方向夹角大于0°且小于180°，这使得螺线管内在其原有磁场的基础上增加了垂直于其轴向的水平磁场分量，从而使螺线管内沿其轴向以及垂直于其轴向的方向上均分布有磁场，以在螺线管内的空间区域内产生均匀的且具有一定磁场强度的不同方向的磁场；该不同方向的磁场能够对处于该空间区域内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间区域内进行回旋碰撞，等离子体颗粒相互碰撞，等离子体中的电子原有能量被消耗，并使电子温度有效降低，进而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，等离子体的回旋碰撞还增加了该空间区域内的等离子体密度，进而提高了等离子体对晶圆表面进行处理的处理速率，还使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
实施例4
本实施例提供一种介质筒，如图11所示，包括筒体19，在筒体19的外壁上还设置有多个凸起的侧肢20，侧肢20的轴线与筒体19的轴线夹角大于0°且小于180°，筒体19和侧肢20上均用于绕制线圈。
该介质筒通过在筒体19外壁上设置侧肢20，并使侧肢20的轴线与筒体19的轴线夹角大于0°且小于180°，当绕制在筒体19和侧肢20上的线圈通入电流时，在筒体19内的空间区域内能够产生均匀的且具有一定磁场强度的不同方向的磁场；该磁场能够对处于该空间区域内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间区域内进行回旋碰撞，在回旋碰撞过程中消耗了等离子体中电子的原有能量，并使电子的温度有效降低，进而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，等离子体颗粒相互碰撞，增加了该空间区域内的等离子体密度，进而提高了等离子体对晶圆表面的处理速率，还使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
优选的，本实施例中，侧肢20的轴线与筒体19的轴线垂直。如此设置，当绕制在筒体19上的线圈通入电流时，筒体19内形成如图3所示的磁场分布；当绕制在侧肢20上的线圈中通入电流时，绕制在侧肢20上的线圈中产生向筒体19的轴线发散分布的磁场(如图5所示)；即绕制在筒体19上的线圈中产生的磁场的磁场方向沿筒体19的轴线方向；绕制在侧肢20上的线圈中产生的磁场的磁场方向沿侧肢20的轴线方向，绕制在侧肢20上的线圈的磁场的磁力线垂直于筒体19的轴线，这样能使处于筒体19内的等离子体在垂直于筒体19轴线的平面内相互碰撞，从而降低了等离子体中电子的能量，并增加了等离子体的密度。
本实施例中，多个侧肢20在筒体19外壁上均匀分布。如此设置，能使当绕制在侧肢20上的线圈中通入电流时，在筒体19内的空间区域内能够产生均匀的且具有一定磁场强度的磁场；该磁场能够对处于该空间区域内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间区域内进行均匀的回旋碰撞。
本实施例中，侧肢20的形状为圆柱形、棱柱形或椭圆柱形。优选为圆柱形。侧肢20为实心体或空心体。
本实施例中，筒体19和侧肢20的材质相同，筒体19和侧肢20的材质为铝、陶瓷或铜。当然，筒体19和侧肢20也可以采用其他材料，如铁、锌等。筒体19和侧肢20一体成型，从而简化了介质筒的加工工艺。
实施例4的有益效果：实施例4中所提供的介质筒，通过在筒体外壁上设置侧肢，并使侧肢的轴线与筒体的轴线夹角大于0°且小于180°，当绕制在筒体和侧肢上的线圈通入电流时，在筒体内的空间区域内能够产生均匀的且具有一定磁场强度的磁场；该磁场能够对处于该空间区域内的等离子体进行有效的约束，使等离子体在该空间区域内进行回旋碰撞，从而消耗了等离子体中电子的原有能量，并使电子的温度有效降低，进而能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，等离子体颗粒相互碰撞，增加了该空间区域内的等离子体密度，进而提高了等离子体对晶圆表面的处理速率，还使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
实施例5
本实施例提供一种等离子体腔室，如图12所示，该等离子体腔室包括腔体4和主等离子体产生装置；主等离子体产生装置包括：射频电源7、匹配器8和主线圈5，射频电源7通过匹配器8与主线圈5电连接,以产生等离子体；等离子体腔室还包括设置在腔体4侧壁的辅助等离子体产生装置；其中，辅助等离子体产生装置包括激励电源(图中未示出)和实施例1-3任一中的线圈14；线圈14套置于腔体4侧壁的内侧；激励电源和线圈14电连接，在线圈14相邻两圈中的子线圈2中产生方向相同或相反的电流，用于向线圈14提供功率信号以在线圈14内产生磁场。
其中，腔体4包括第一子腔室41和第二子腔室42，第一子腔室41与第二子腔室42之间通过介质层6隔开，线圈14套置于第二子腔室42侧壁的内侧。主线圈5设置于第一子腔室41中，射频电源7通过匹配器8为主线圈5提供电源；主线圈5通电后产生的电磁场通过介质层6耦合至第二子腔室42内。激励电源和线圈14电连接，用于向线圈14提供功率信号以使线圈14在介质筒11的筒体内产生不同方向的磁场。
本实施例中，等离子体腔室还包括介质筒11，介质筒设置于腔室侧壁内侧，并与腔室侧壁具有一定间距；其中，线圈设置于腔体侧壁和介质筒之间；如图13所示，介质筒11为圆筒状，线圈14绕制在介质筒11上。
优选地，本实施例中的介质筒采用实施例4中的介质筒11；螺线管绕制于介质筒11的筒体上，子线圈2绕制于介质筒11的侧肢20上，侧肢20作为线圈14的子磁芯。
本实施例中，介质筒11能够将线圈14的磁场耦合至第二子腔室42内，该磁场能够对处于该第二子腔室42内的等离子体16进行有效的约束，使等离子体16在该腔室内进行回旋碰撞，等离子体16颗粒相互碰撞；从而消耗了等离子体16中的电子的原有能量，并使电子的温度有效降低，进而能够有效减小电子轰击到晶圆9表面后对晶圆9表面的损伤；同时，等离子体16的回旋碰撞还增加了该腔室内的等离子体密度，进而提高了等离子体16对晶圆9表面进行处理的处理速率，还使晶圆9表面经过等离子体16处理后的工艺效果更好。
另外，本实施例中的等离子体腔室还包括下射频源10和与下射频源连接的阻抗匹配器12，下射频源10通过与下射频源连接的阻抗匹配器12为基台13提供电源，使基台13上产生负偏压，晶圆9设置于基台13上，基台13上的负偏压能够吸引等离子体16向晶圆9表面轰击。
本实施例中的等离子体腔室通过采用实施例1-3任意一个中的线圈，能够有效减小电子轰击到晶圆表面后对晶圆表面的损伤；同时，还提高了等离子体对晶圆表面进行处理的处理速率，并使晶圆表面经过等离子体处理后的工艺效果更好。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种等离子体腔室，所述腔室包括腔体和主等离子体产生装置；所述主等离子体产生装置包括：射频电源、匹配器和主线圈I，所述射频电源通过所述匹配器与所述主线圈I电连接,以产生等离子体；其特征在于，
所述等离子体腔室还包括设置在所述腔体侧壁的辅助等离子体产生装置；其中，
所述辅助等离子体产生装置包括激励电源和线圈II；所述线圈II用于产生等离子体，所述线圈II包括螺线管和设置在所述螺线管上的子线圈；
所述子线圈的轴线与所述螺线管的轴线夹角大于0°且小于180°，使所述子线圈产生的磁场与所述螺线管产生的磁场具有不同的方向，以增加所述螺线管内的磁力线的水平分量，从而约束所述等离子体；其中，
所述子线圈包括多个，多个所述子线圈环绕螺线管且均匀分布于所述螺线管上；
所述激励电源和所述线圈II电连接，用于向所述线圈II提供功率信号以在所述线圈II内产生磁场；
所述等离子体腔室还包括介质筒，所述介质筒设置于所述腔室侧壁内侧，并与腔室侧壁具有一定间距；其中，
所述线圈II设置于所述腔体侧壁和所述介质筒之间，所述介质筒为圆筒状，所述线圈II绕制于所述介质筒上；
所述介质筒包括筒体，在所述筒体的外壁上还设置有多个凸起的侧肢，所述侧肢的轴线与所述筒体的轴线夹角大于0°且小于180°，所述筒体和所述侧肢均用于绕制所述线圈II，以使得绕制在所述筒体上的所述线圈II中产生的磁场的磁场方向沿所述筒体的轴线方向；以及使得绕制在所述侧肢上的所述线圈II中产生的磁场的磁场方向沿所述侧肢的轴线方向；其中,
所述螺线管绕制于所述介质筒的筒体上，所述子线圈绕制于所述介质筒的侧肢上，所述侧肢作为所述线圈II的子磁芯。
2.根据权利要求1所述的等离子体腔室，其特征在于，所述筒体和所述侧肢的材质相同，所述筒体和所述侧肢的材质为铝、陶瓷或铜。
3.根据权利要求1所述的等离子体腔室，其特征在于，所述子线圈的轴线与所述螺线管的轴线垂直。
4.根据权利要求1所述的等离子体腔室，其特征在于，所述子线圈的绕制形状呈曲线状。
5.根据权利要求1所述的等离子体腔室，其特征在于，所述子线圈的绕制形状包括圆环状和半圆环状。
6.根据权利要求1所述的等离子体腔室，其特征在于，还包括多个子磁芯，每个所述子线圈对应绕制在一个所述子磁芯上。
7.根据权利要求6所述的等离子体腔室，其特征在于，所述子磁芯的材质包括铝、陶瓷或铜。
8.根据权利要求6所述的等离子体腔室，其特征在于，所述子线圈的绕制形状为圆环状，所述子线圈对应绕所述子磁芯一周。
9.根据权利要求6所述的等离子体腔室，其特征在于，所述子线圈的绕制形状为半圆环状，同一圈的所述子线圈位于其对应所述子磁芯的同侧；
相邻两圈的所述子线圈位于其对应所述子磁芯的同侧；或者，相邻两圈的所述子线圈位于其对应所述子磁芯的不同侧。
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