CN110416054B

CN110416054B - 感应线圈组及反应腔室

Info

Publication number: CN110416054B
Application number: CN201910861309.2A
Authority: CN
Inventors: 牛晨; 韦刚; 苏恒毅; 杨京
Original assignee: Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: CN110416054A

Abstract

本发明提供一种感应线圈组及反应腔室，该感应线圈组包括用于设置在反应腔室的介质窗上方的感应线圈，感应线圈的两端分别为功率输入端和接地端，感应线圈的两端与介质窗之间的垂直间距大于感应线圈的两端之间的部分与介质窗之间的垂直间距。本发明提供的感应线圈组及反应腔室，其可以在保证射频磁场的耦合强度满足要求的前提下，减小感应线圈两端的容性耦合，从而可以降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。

Description

感应线圈组及反应腔室

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种感应线圈组及反应腔室。

背景技术

射频感应耦合等离子体(Inductive Coupled Plasma，以下简称ICP)相对容性耦合等离子体(Capacitance Couple Plasma，以下简称CCP)放电效率更高，能在更低的气压下(1～100mTorr)产生高密度的等离子体，因此，ICP设备在半导体领域被广泛应用于刻蚀、沉积等工艺中。在ICP设备中，感应线圈中流过的射频电流可以在空间中激发射频磁场，并通过法拉第电磁感应在等离子体中产生角向电场加热电子，从而产生高密度的等离子体。

图1为现有的ICP反应腔室的剖视图。请参阅图1，反应腔室1包括位于腔室顶部的介质窗3和设置在该介质窗3上方的平面线圈2。该平面线圈2的两端分别为功率输入端A和串接电容端B，其中，功率输入端A与射频电源4电连接；串接电容端B通过电容5接地。通过设置该电容5，可以使功率输入端A和串接电容端B的电压相等，从而可以使平面线圈2中的电流、电压分布对称，进而可以获得角向均匀的等离子体，同时有利于等离子体起辉。

但是，由于平面线圈2在功率输入端A和串接电容端B的电势较高，且距离等离子体较近(与介质窗3之间的垂直间距较小)，导致功率输入端A和串接电容端B均与对地之间形成较强的容性耦合，这可能会导致在介质窗3的下表面形成高压鞘层，该高压鞘层会致使介质窗3的下表面被溅射，从而产生溅射污染，影响工艺结果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种感应线圈组及反应腔室，其可以在保证射频磁场的耦合强度满足要求的前提下，减小感应线圈两端的容性耦合，从而可以降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。

为实现本发明的目的而提供一种感应线圈组，包括用于设置在反应腔室的介质窗上方的感应线圈，所述感应线圈的两端分别为功率输入端和接地端，所述感应线圈的两端与所述介质窗之间的垂直间距大于所述感应线圈的两端之间的部分与所述介质窗之间的垂直间距。

可选的，所述感应线圈包括均呈立体螺旋结构，且相互串接的第一线圈段和第二线圈段，其中，

所述第一线圈段的螺旋半径自所述感应线圈的一端向所述第一线圈段和第二线圈段的串接点逐渐减小；所述第二线圈段的螺旋半径自所述第一线圈段和第二线圈段的串接点向所述感应线圈的另一端逐渐减小；

所述第一线圈段与所述介质窗之间的垂直间距自所述感应线圈的一端向所述第一线圈段和第二线圈段的串接点逐渐减小；所述第二线圈段与所述介质窗之间的垂直间距自所述感应线圈的另一端向所述串接点逐渐减小。

可选的，所述第一线圈段和第二线圈段各自的长度均为四分之三匝或者四分之三匝的整数倍。

可选的，所述感应线圈靠近所述第一线圈段的一端为所述功率输入端；所述感应线圈靠近所述第二线圈段的另一端为所述接地端。

可选的，所述感应线圈包括自所述感应线圈的一端向所述感应线圈的另一端依次串接的第一线圈段、第二线圈段和第三线圈段，其中，

所述第一线圈段和第三线圈段均呈立体螺旋结构；所述第二线圈段呈平面螺旋结构；并且，所述第一线圈段的螺旋半径自所述感应线圈的一端向所述第一线圈段和第二线圈段的第一串接点逐渐减小；所述第二线圈段的螺旋半径自所述第一串接点向所述第二线圈段和第三线圈段的第二串接点逐渐减小；所述第三线圈段的螺旋半径自所述第二串接点向所述感应线圈的另一端逐渐减小；

所述第一线圈段与所述介质窗之间的垂直间距自所述感应线圈的一端向所述第一串接点逐渐减小；所述第三线圈段与所述介质窗之间的垂直间距自所述感应线圈的另一端向所述第二串接点逐渐减小；所述第二线圈段上的各个位置与所述介质窗之间的垂直间距均相等。

可选的，所述第一线圈段、第二线圈段和第三线圈段各自的长度均为二分之一匝或者二分之一匝的整数倍。

可选的，所述感应线圈靠近所述第一线圈段的一端为所述功率输入端；所述感应线圈靠近所述第三线圈段的另一端为所述接地端。

可选的，所述感应线圈的两端与所述介质窗之间的垂直间距相等。

可选的，所述感应线圈的两端各自与所述介质窗的下表面之间的垂直间距的取值范围在10～50mm。

可选的，所述感应线圈为一个；或者，

所述感应线圈为两个，两个所述感应线圈同轴设置，且相互嵌套，并且两个所述感应线圈关于所述感应线圈的轴线中心对称。

可选的，所述感应线圈的横截面形状包括矩形、圆形、三角形、梯形或者菱形。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种反应腔室，包括介质窗，还包括本发明提供的上述感应线圈组；所述感应线圈组包括设置在所述介质窗上方的感应线圈，所述感应线圈的两端分别为功率输入端和接地端，所述功率输入端与射频电源电连接；所述接地端与地电连接。

可选的，所述反应腔室还包括电容，所述电容连接在所述接地端与地之间。

可选的，所述电容的取值范围在C1～C2；其中，

其中，ω为角频率；L为所述感应线圈的电感。

可选的，所述感应线圈组为一组；或者，

所述感应线圈组为多组，多组所述感应线圈组分别位于以所述介质窗的轴线为中心，且半径不同的多个圆周上；并且，多组所述感应线圈组的所述感应线圈的功率输入端均与同一所述射频电源电连接；

所述电容为多个，多组所述感应线圈组的所述感应线圈的接地端一一对应与多个所述电容电连接。

可选的，所述感应线圈组为一组，所述感应线圈的距离所述介质窗较远的一端为功率输入端，而所述感应线圈的距离所述介质窗较近的一端为接地端；

所述反应腔室还包括一组锥状感应线圈组，所述锥状感应线圈组与所述感应线圈组分别位于以所述介质窗的轴线为中心，且半径不同的两个圆周上；

所述锥状感应线圈组包括设置在所述介质窗上方的两个锥状感应线圈，所述两个锥状感应线圈均呈立体螺旋结构，且关于所述锥状感应线圈的轴线中心对称，每个所述锥状感应线圈的螺旋半径沿垂直方向自下而上逐渐减小；并且，每个所述锥状感应线圈的距离所述介质窗较远的一端为功率输入端，而每个所述锥状感应线圈的距离所述介质窗较近的一端为接地端。

可选的，所述锥状感应线圈组所在圆周的半径小于所述感应线圈组所在圆周的半径。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的感应线圈组，其通过使感应线圈的电势较高的两端(功率输入端和接地端)与介质窗之间的垂直间距大于感应线圈的两端之间的部分与介质窗之间的垂直间距，可以减小感应线圈两端的容性耦合，从而可以降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。同时，由于感应线圈的两端之间的部分与介质窗之间的垂直间距较小，可以保证射频磁场的耦合强度满足要求，从而确保等离子体正常启辉。

本发明提供的反应腔室，其通过采用本发明提供的上述感应线圈组，可以在保证射频磁场的耦合强度满足要求的前提下，减小感应线圈两端的容性耦合，从而可以降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。

附图说明

图1为现有的ICP反应腔室的剖视图；

图2为本发明第一实施例采用的感应线圈的结构图；

图3为本发明第一实施例采用的感应线圈的俯视图；

图4为本发明第二实施例采用的感应线圈的结构图；

图5为本发明第三实施例采用的感应线圈组的结构图；

图6为本发明第三实施例采用的感应线圈组的俯视图；

图7为本发明第四实施例提供的反应腔室的一种剖视图；

图8为本发明第四实施例提供的反应腔室的另一种剖视图；

图9为本发明第五实施例提供的反应腔室的剖视图。

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，下面结合附图来对本发明提供的感应线圈组及反应腔室进行详细描述。

请一并参阅图2和图3，本发明第一实施例提供的感应线圈组，其包括用于设置在反应腔室的介质窗上方的感应线圈10，通过向该感应线圈10加载射频功率，可以激发反应腔室内的工艺气体形成等离子体。该感应线圈10的两端(101，102)分别为功率输入端和接地端，其中，功率输入端用于与射频电源电连接；接地端用于接地。

在实际应用中，在接地端与地之间通常可以串接电容。通过设置该电容，可以使功率输入端和接地端的电压相等，从而可以使感应线圈中的电流、电压分布对称，进而可以获得角向均匀的等离子体，同时有利于等离子体起辉。但是，这会使得功率输入端和接地端的电势较高，产生较高的容性耦合。

为了解决容性耦合较高的问题，在本实施例中，感应线圈10的两端(101，102)与介质窗之间的垂直间距大于感应线圈10的两端(101，102)之间(不包含两端)的部分与介质窗之间的垂直间距。具体来说，如图2所示，假设介质窗的下表面的高度为H；感应线圈10的两端(101，102)与介质窗的下表面之间的垂直间距均为H1。在这种情况下，感应线圈10的两端(101，102)之间的部分与介质窗的下表面之间的垂直间距均小于H1，即，垂直间距H1为间距最大值。

根据下述公式：

可知，线圈与介质窗下表面之间的等效电容C_d与垂直间距d呈反比，即，垂直间距d越大，则等效电容C_d越小，从而容性耦合越小；反之，垂直间距d越小，则等效电容C_d越大，从而容性耦合越大。基于此，虽然感应线圈10的两端(101，102)的电势较高，但是由于二者相对于感应线圈10的其余部分距离介质窗最远，即，垂直间距最大，这使得感应线圈10的两端(101，102)处的等效电容C_d最小，从而容性耦合最小。

由此，可以有效降低感应线圈10的两端(101，102)的容性耦合，从而可以减少等离子体对介质窗的溅射而产生的溅射污染，改善工艺结果。同时，由于感应线圈10的两端(101，102)之间的部分相对于两端(101，102)更靠近介质窗，即，垂直间距较小。该垂直间距越小，则射频磁场的耦合强度越高，有利于提高耦合效率，确保等离子体正常启辉。因此，即使感应线圈10的两端(101，102)距离介质窗较远，但是借助两端(101，102)之间的部分仍然可以保证射频磁场的耦合强度满足要求，确保等离子体正常启辉。

可选的，感应线圈10的两端(101，102)各自与介质窗的下表面之间的垂直间距的取值范围在10～50mm。在该范围内，可以较佳的减小容性耦合，有效减少等离子体对介质窗的溅射而产生的溅射污染，改善工艺结果。

下面对感应线圈10的具体结构进行详细描述。具体地，在本实施例中，感应线圈10包括自第一端101向第二端102的方向依次串接的第一线圈段10a、第二线圈段10b和第三线圈段10c，其中，第一线圈段10a和第三线圈段10c均呈立体螺旋结构，所谓立体螺旋结构，是指线圈在三维空间中缠绕形成螺旋结构，例如柱状螺旋结构或者锥状螺旋结构；第二线圈段10b呈平面螺旋结构，即，线圈在二维平面内缠绕形成螺旋结构。

而且，第一线圈段10a、第二线圈段10b和第三线圈段10c的螺旋半径自感应线圈10的第一端101向感应线圈的第二端102逐渐减小。所谓螺旋半径，是指线圈缠绕形成的螺旋结构的半径，例如，图3中的半径R即为感应线圈10上任意一个位置的螺旋半径。

需要说明的是，感应线圈10的第一端101的螺旋半径最大，而感应线圈10的第二端102的螺旋半径最小，并且同一线圈段的螺旋半径自靠近第一端101的一端向另一端逐渐减小。

还需要说明的是，在本实施例中，感应线圈10的第一端101的螺旋半径最大，而感应线圈10的第二端102的螺旋半径最小，但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以感应线圈10的第一端101的螺旋半径最小，而感应线圈10的第二端102的螺旋半径最大，而第一线圈段10a、第二线圈段10b和第三线圈段10c的螺旋半径自感应线圈10的第一端101向第二端102逐渐增大。

如图2所示，第一线圈段10a和第二线圈段10b之间的串接点为第一串接点D1；第三线圈段10c和第二线圈段10b之间的串接点为第二串接点D2。容易理解，该串接点仅仅是用于划分相邻两个线圈段的虚拟分界点，在实际结构上，感应线圈10仍然是一个连续的线圈。

对于第一线圈段10a来说，其一端即为感应线圈10的第一端101，且与介质窗之间的垂直间距最大，另一端为第一串接点D1，且与介质窗之间的垂直间距最小，而第一线圈段10a的其余部分自第一端101向第一串接点D1逐渐减小。

对于第三线圈段10c来说，其一端即为感应线圈10的第二端102，且与介质窗之间的垂直间距最大，另一端为第二串接点D2，且与介质窗之间的垂直间距最小，而第三线圈段10c的其余部分自第二端102向第二串接点D2逐渐减小。

对于第二线圈段10b来说，其两端分别为第一串接点D1和第二串接点D2，而且由于第二线圈段10b是平面螺旋结构，其上的各个位置与介质窗之间的垂直间距均相等，即，第一串接点D1和第二串接点D2与介质窗之间的垂直间距亦相等。

由上可知，第二线圈段10b的整段均与介质窗之间的垂直间距最小，可以保证射频磁场的耦合强度满足要求，确保等离子体正常启辉。同时，第一线圈段10a和第三线圈段10c能够使与介质窗之间的垂直间距分别自第一串接点D1和第二串接点D2向两端(101，102)逐渐增大，从而可以有效降低感应线圈10的两端(101，102)的容性耦合，从而可以减少等离子体对介质窗的溅射而产生的溅射污染，改善工艺结果。

感应线圈的长度大小会影响线圈的电感值大小，即，感应线圈的长度越长，则电感值越大，从而线圈上的电压越大；反之，感应线圈的长度越短，则电感值越小，从而线圈上的电压越小。由此可知，感应线圈的长度不宜过长，否则会导致线圈上的电压较大，但是，感应线圈的长度也不宜过短，否则会导致电感值过小，而无法达到匹配网络的匹配范围。基于此，优选的，在本实施例中，第一线圈段10a、第二线圈段10b和第三线圈段10c各自的长度均为二分之一匝，三者串接形成一个总长度为1.5匝的感应线圈10。该长度的感应线圈10的电感值的大小适中，可以在保证感应线圈的电感值位于匹配网络的匹配范围内的前提下，降低线圈上的电压。当然，在实际应用中，也可以根据具体需要设定第一线圈段10a、第二线圈段10b和第三线圈段10c各自的长度，例如每个线圈段的长度也可以为二分之一匝的整数倍，例如，3匝或者4.5匝。

可选的，感应线圈10靠近第一线圈段10a的第一端101为功率输入端；感应线圈靠近第三线圈段10c的第二端102为接地端。当然，在实际应用中，也可以是第一端101为接地端，而第二端102为功率输入端。

可选的，感应线圈10的横截面形状包括矩形、圆形、三角形、梯形或者菱形等等。

请参阅图4，本发明第二实施例提供的感应线圈组，其与上述第一实施例相比，同样包括感应线圈10’。下面仅对本实施例提供的感应线圈10’与上述第一实施例的区别进行详细描述。

具体地，感应线圈10’包括自第一端101’向第二端102’的方向依次串接的第一线圈段10a’和第二线圈段10b’，二者均呈立体螺旋结构，其中，第一线圈段10a’和第二线圈段10b’的螺旋半径自感应线圈10的第一端101’向第二端102’逐渐减小。

需要说明的是，感应线圈10’的第一端101’的螺旋半径最大，而感应线圈10’的第二端102’的螺旋半径最小，并且同一线圈段的螺旋半径自靠近第一端101’的一端向另一端逐渐减小。

还需要说明的是，在本实施例中，感应线圈10’的第一端101’的螺旋半径最大，而感应线圈10’的第二端102’的螺旋半径最小，但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以感应线圈10’的第一端101’的螺旋半径最小，而感应线圈10’的第二端102’的螺旋半径最大，而第一线圈段10a’和第二线圈段10b’的螺旋半径自感应线圈10’的第一端101’向第二端102’逐渐增大。

如图4所示，第一线圈段10a’和第二线圈段10b’之间的串接点为串接点C。对于第一线圈段10a’来说，其一端即为感应线圈10’的第一端101’，且与介质窗之间的垂直间距最大，另一端为串接点C，且与介质窗之间的垂直间距最小，而第一线圈段10a’的其余部分自第一端101’向串接点C逐渐减小。

对于第二线圈段10b’来说，其一端即为感应线圈10’的第二端102’，且与介质窗之间的垂直间距最大，另一端为串接点C，且与介质窗之间的垂直间距最小，而第二线圈段10b’的其余部分自第二端102’向串接点C逐渐减小。

由上可知，第一线圈段10a’和第二线圈段10b’能够使与介质窗之间的垂直间距自串接点C分别向两端(101，102)逐渐增大，从而可以有效降低感应线圈10的两端(101，102)的容性耦合，从而可以减少等离子体对介质窗的溅射而产生的溅射污染，改善工艺结果。同时，第一线圈段10a’和第二线圈段10b’各自靠近串接点C的部分距离介质窗较近，这同样可以保证射频磁场的耦合强度，提高耦合效率，确保等离子体正常启辉。

在本实施例中，第一线圈段10a’和第二线圈段10b’各自的长度均为四分之三匝，二者同样可以串接形成一个总长度为1.5匝的感应线圈10’。当然，在实际应用中，可以根据具体需要自由第一线圈段10a’和第二线圈段10b’各自的长度，例如为四分之三匝的整数倍。

可选的，感应线圈10’靠近第一线圈段10a’的第一端101’为功率输入端；感应线圈10’靠近第二线圈段10b’的第二端102’为接地端。当然，在实际应用中，也可以是第一端101’为接地端，而第二端102’为功率输入端。

请一并参阅图5和图6，本发明第三实施例提供的感应线圈组，其与上述第一、第二实施例相比，其区别仅在于：感应线圈为两个。

具体地，两个感应线圈(10，20)同轴设置，且相互嵌套，并且两个感应线圈(10，20)关于感应线圈的轴线中心对称，即，其中一个感应线圈围绕其轴线旋转180°之后与另一个感应线圈重合。

由于两个感应线圈(10，20)产生的磁场相对于单个感应线圈产生磁场在腔室径向上的分布更均匀，这可以使等离子体的角向分布更均匀，从而可以提高工艺均匀性。

在实际应用中，两个感应线圈(10，20)相互并联。

在实际应用中，感应线圈也可以为三个以上。

综上所述，本发明上述各个实施例提供的感应线圈组，其通过使感应线圈的电势较高的两端(功率输入端和接地端)与介质窗之间的垂直间距大于感应线圈的两端之间的部分与介质窗之间的垂直间距，可以降低感应线圈两端的容性耦合，从而可以降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。同时，由于感应线圈的两端之间的部分与介质窗之间的垂直间距较小，可以保证射频磁场的耦合强度。

作为另一个技术方案，请参阅图7，本发明第四实施例还提供一种反应腔室30，其包括设置在腔室顶部的介质窗31，以及本发明上述各个实施例提供的感应线圈组。

感应线圈组包括设置在介质窗31上方的感应线圈32。该感应线圈32采用了上述第三实施例中的感应线圈的结构，即，感应线圈32为两个，且相互并联，每个感应线圈32的两端分别为功率输入端和接地端，其中，功率输入端与射频电源35电连接；接地端与地电连接。

在本实施例中，每个感应线圈32的靠近腔室边缘的一端为接地端，而每个感应线圈32的靠近腔室中心的一端为功率输入端。但是，在实际应用中，也可以每个感应线圈32的靠近腔室边缘的一端为功率输入端，而每个感应线圈32的靠近腔室中心的一端为接地端。

在本实施例中，反应腔室还包括电容34，该电容34连接在接地端与地之间。通过设置该电容34，可以使功率输入端和接地端的电压相等，从而可以使感应线圈32中的电流、电压分布对称，进而可以获得角向均匀的等离子体，同时有利于等离子体起辉。

可选的，电容34的取值范围在C1～C2；其中，

其中，ω为角频率；L为感应线圈32的电感。

在上述取值范围内调节电容34的大小，可以调节射频电压、电流在感应线圈32中的分布，以获得角向均匀的等离子体，同时有利于等离子体起辉。

需要说明的是，在本实施例中，感应线圈组为一组。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，感应线圈组也可以为多组，并且，多组感应线圈组分别位于以介质窗31的轴线为中心，且半径不同的多个圆周上；并且，多组感应线圈组的感应线圈的功率输入端均与同一射频电源35电连接；电容34为多个，多组感应线圈组的感应线圈的接地端一一对应与多个电容34电连接。

通过设置多组感应线圈组，可以提高等离子体在反应腔室30径向上的分布均匀性。

例如，如图8所示，感应线圈组为两组，第一组感应线圈组包括相互并联的两个感应线圈32，两个感应线圈32的设置方式与上述第三实施例相同；同样的，第二组感应线圈组包括相互并联的两个感应线圈33，两个感应线圈33的设置方式与上述第三实施例相同。

其中，第一组感应线圈组分布在于介质窗31的边缘区域对应的圆周上；第二组感应线圈组分布在于介质窗31的中心区域对应的圆周上。并且，第一组感应线圈组的两个感应线圈32与第二组感应线圈组的两个感应线圈33相互并联。每个感应线圈的功率输入端均与射频电源35电连接。

在本实施例中，第一组感应线圈组的两个感应线圈32的接地端通过电容34接地；而第二组感应线圈组的两个感应线圈33的接地端直接接地，未设置电容34。当然，在实际应用中，感应线圈33的接地端也可以设置电容34；或者，第一、第二组感应线圈组的感应线圈也可以均直接接地。

另外，在实际应用中，两组感应线圈组的感应线圈的结构和尺寸可以相同，也可以不同。

请一并参阅图9，本发明第五实施例提供的反应腔室30，其与图8示出的反应腔室相比，其区别在于：感应线圈组为一组，且包括相互并联的两个感应线圈32，两个感应线圈32的设置方式与上述第三实施例相同。

并且，反应腔室30还包括一组锥状感应线圈组，该锥状感应线圈组与感应线圈组分别位于以介质窗31的轴线为中心，且半径不同的两个圆周上，且锥状感应线圈组所在圆周的半径小于感应线圈组所在圆周的半径。具体地，感应线圈组分布在于介质窗31的边缘区域对应的圆周上；锥状感应线圈组分布在于介质窗31的中心区域对应的圆周上。

在本实施例中，锥状感应线圈组包括相互并联的两个锥状感应线圈40。即，本实施例中的两个锥状感应线圈40替换图8中示出的第二组感应线圈组的两个感应线圈33。

具体地，两个锥状感应线圈40均呈立体螺旋结构，且螺旋半径沿垂直方向自下而上逐渐减小，以构成近似“圆锥”的形状，并且两个锥状感应线圈40关于锥状感应线圈的轴线中心对称，即，其中一个锥状感应线圈围绕其轴线旋转180°之后与另一个锥状感应线圈重合，也就是说，两个锥状感应线圈40的螺旋方向相反。

每个锥状感应线圈40的距离介质窗31较远的一端为功率输入端与射频电源35连接，而每个锥状感应线圈40的距离介质窗31较近的一端为接地端直接接地。而且，在感应线圈组中，每个感应线圈32的靠近腔室边缘的一端为接地端，而每个感应线圈32的靠近腔室中心的一端为功率输入端。

由上可知，上述锥状感应线圈40的螺旋半径较小的部分距离介质窗较远，而螺旋半径较大的部分距离介质窗较近，这样可以减小锥状感应线圈40的靠近介质窗一端的容性耦合，从而降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。同时，两组感应线圈组中的感应线圈均采用“外进内出”的方式实现射频连接，即，每个感应线圈的靠近腔室边缘的一端为接地端，而每个感应线圈的靠近腔室中心的一端为功率输入端。如此设置，有利于提高等离子体的角向均匀性，从而提高工艺均匀性。

需要说明的是，在本实施例中，锥状感应线圈组所在圆周的半径小于感应线圈组所在圆周的半径，但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以锥状感应线圈组所在圆周的半径大于感应线圈组所在圆周的半径，即，锥状感应线圈组分布在于介质窗31的边缘区域对应的圆周上；感应线圈组分布在于介质窗31的中心区域对应的圆周上。

还需要说明的是，在本实施例中，每个锥状感应线圈40的距离介质窗31较近的一端为接地端直接接地，但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，每个锥状感应线圈40的距离介质窗31较近的一端也可以通过电容接地。

本发明实施例提供的反应腔室，其通过采用本发明上述各个实施例提供的上述感应线圈组，可以在保证射频磁场的耦合强度满足条件的前提下，减小感应线圈两端的容性耦合，从而可以降低对介质窗的溅射，改善工艺结果。

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

1.一种感应线圈组，包括用于设置在反应腔室的介质窗上方的感应线圈，所述感应线圈的两端分别为功率输入端和接地端，其特征在于，所述感应线圈的两端与所述介质窗之间的垂直间距大于所述感应线圈的两端之间的部分与所述介质窗之间的垂直间距；并且，所述感应线圈包括多个均呈螺旋结构的线圈段；

所述多个均呈螺旋结构的线圈段的螺旋半径自所述感应线圈的一端向所述感应线圈的另一端逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈包括均呈立体螺旋结构，且相互串接的第一线圈段和第二线圈段，其中，

3.根据权利要求2所述的感应线圈组，其特征在于，所述第一线圈段和第二线圈段各自的长度均为四分之三匝或者四分之三匝的整数倍。

4.根据权利要求2所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈靠近所述第一线圈段的一端为所述功率输入端；所述感应线圈靠近所述第二线圈段的另一端为所述接地端。

5.根据权利要求1所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈包括自所述感应线圈的一端向所述感应线圈的另一端依次串接的第一线圈段、第二线圈段和第三线圈段，其中，

6.根据权利要求5所述的感应线圈组，其特征在于，所述第一线圈段、第二线圈段和第三线圈段各自的长度均为二分之一匝或者二分之一匝的整数倍。

7.根据权利要求5所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈靠近所述第一线圈段的一端为所述功率输入端；所述感应线圈靠近所述第三线圈段的另一端为所述接地端。

8.根据权利要求1所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈的两端与所述介质窗之间的垂直间距相等。

9.根据权利要求1所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈的两端各自与所述介质窗的下表面之间的垂直间距的取值范围在10～50mm。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈为一个；或者，

11.根据权利要求1-9任意一项所述的感应线圈组，其特征在于，所述感应线圈的横截面形状包括矩形、圆形、三角形、梯形或者菱形。

12.一种反应腔室，包括介质窗，其特征在于，还包括权利要求1-11任意一项所述的感应线圈组；所述感应线圈组包括设置在所述介质窗上方的感应线圈，所述感应线圈的两端分别为功率输入端和接地端，所述功率输入端与射频电源电连接；所述接地端与地电连接。

13.根据权利要求12所述的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室还包括电容，所述电容连接在所述接地端与地之间。

14.根据权利要求13所述的反应腔室，其特征在于，所述电容的取值范围在C1～C2；其中，

其中，ω为角频率；L为所述感应线圈的电感。

15.根据权利要求13所述的反应腔室，其特征在于，所述感应线圈组为一组；或者，

16.根据权利要求12所述的反应腔室，其特征在于，所述感应线圈组为一组，所述感应线圈的距离所述介质窗较远的一端为功率输入端，而所述感应线圈的距离所述介质窗较近的一端为接地端；

17.根据权利要求16所述的反应腔室，其特征在于，所述锥状感应线圈组所在圆周的半径小于所述感应线圈组所在圆周的半径。