TWI417000B - 應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構 - Google Patents

Description

應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構

本發明係為一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，特別為一種用於產生感應磁場之應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構。

隨著半導體製程技術的不斷進步，為了使矽基板的單位面積內可放入更多的元件，因此勢必需縮小元件與元件之間的距離。因此，無論是蝕刻技術或是鍍膜技術都需要相對地提升其精確度。而在蝕刻技術中，可利用感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,ICP)蝕刻技術，藉由電漿來進行蝕刻矽基板，以達到較佳的蝕刻效果。

另外，感應耦合電漿也不單單僅應用於蝕刻製程中，也可作應用在質譜儀中，由於感應耦合電漿可使大部分的元素形成一價離子，只有少部份的元素會形成二價離子，因此感應耦合電漿可以作為無機質譜儀中相當理想的離子源。然而無論感應耦合電漿是應用在蝕刻製程或是質譜儀中，如何產生符合需求的感應耦合電漿則是十分重要的一件事。

第1圖係為習知之感應耦合電漿產生裝置10。第2A圖係為習知之一種感應線圈11之結構示意圖。第2B圖係為習知之另一種感應線圈11之結構示意圖。如第1圖所示，習知之感應耦合電漿產生裝置10包括一感應線圈11、一氣體分配盤12及一真空腔室13。

如第1圖所示，藉由一高頻電源(RF power supply)產生之一高頻電流在真空腔室13中經由感應線圈11感應產生感應磁場，同時製程氣體可藉由氣體分配盤12引入至真空腔室13中，以使得感應磁場可透過製程氣體產生次級感應電流，進而以電漿釋放出能量。由於感應磁場的分佈是決定電漿的密度及均勻性的主因，而感應磁場的分佈則是被感應線圈11的幾何形狀所影響，所以感應線圈11的幾何形狀更是影響電漿的密度及均勻性最重要的因素。

如第2A圖及第2B圖所示，其係為平面螺線形線圈結構。如第2A圖所示，其係以一單線圈111纏繞成螺線形以構成感應線圈11，而第2B圖中的感應線圈11則是以單線圈111構成同軸心的弧形線圈，並使得線圈間得以串聯之方式連接。然而以單線圈111構成的感應線圈11，不但在感應線圈11的幾何形狀上無法依需求變化，更無法藉由調整線圈間之間距而微調感應磁場的分佈，所以若需改變感應磁場大小以調整電漿密度時，則需製作多種不同幾何形狀之感應線圈11，因此在製作感應線圈11上需耗費相當高的成本。

本發明係為一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，其係藉由改變連接件與C形線圈之連接方式，以調整流經相鄰之C形線圈的電流方向。

本發明係為一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，由於可任意改變C形線圈間之連接方式，以達到改變流經C形線圈之電流方向，進而產生不同感應磁場分佈。

本發明係為一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，由於可輕易調整C形線圈間之間距，因此可隨使用需求調整感應磁場分佈，並微調電漿的密度及均勻性。

為達上述功效，本發明係提供一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，其包括：複數個C形線圈，其中每一C形線圈皆具有彼此相對之一第一端部及一第二端部以形成一開口；以及複數個連接件，其係分別連接於任二C形線圈之間，以調整相鄰之二C形線圈上的電流方向。

藉由本發明的實施，至少可達到下列進步功效：

一、以可活動之方式使連接件與C形線圈彼此電性連接，以使得C形線圈間可以任意改變其連接方式。

二、因為可隨需求改變C形線圈間之連接方式，因此可達到輕易調整多線圈結構感應磁場分佈之功效。

三、由於可輕易調整C形線圈間之間距，因此可隨使用需求調整感應磁場分佈，進而改變電漿分佈之密度。

為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。

第3圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之立體實施例示意圖。第4A圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖一。第4B圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖二。第5圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖三。第6圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖四。

如第3圖所示，本實施例係為一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，其包括：複數個C形線圈20；以及複數個連接件30。

如第4A圖所示，C形線圈20，其係類似於一般在感應耦合電漿產生裝置中應用於產生電漿之線圈，並且使線圈構成一C形的形狀，而且每一C形線圈20都具有一第一端部21及一第二端部22，第一端部21又與第二端部22彼此相對以形成一開口，而如第4A圖所示，每一C形線圈20之開口可以排列在同一側。

如第4A圖所示，為了使C形線圈20可產生一均勻感應磁場，C形線圈20可以同心圓方式排列，並形成一同心圓，而且C形線圈20間之間距也可以是相等的。又或者如第4B圖所示，為了符合各種不同之需求並產生不同分佈結果之感應磁場，C形線圈20間之間距也可以不相等。更佳的是，為了固定C形線圈20之間的相對位置，可以進一步以至少一固定件40藉由螺絲與C形線圈20彼此鎖固，藉此固定C形線圈20之相對位置。

如第3圖所示，連接件30，可分別連接於任二C形線圈20之間，以調整相鄰之C形線圈20上的電流方向。舉例來說，如第4A圖所示，連接件30可連接於一C形線圈20之第一端部21及另一C形線圈20之第二端部22之間，以使得相鄰之C形線圈20的電流流向是相同的，又或者如第4B圖所示，連接件30可連接於一C形線圈20之第一端部21及另一C形線圈20之第一端部21之間，並且可連接於另一C形線圈20之第二端部22以及再另一C形線圈20之第二端部22之間，以使得相鄰之C形線圈20的電流流向是相反的。

更佳的是，如第5圖所示，連接件30可以同時以上述連接方式連接多個C形線圈20，以使得相鄰之C形線圈20上的電流流向可以是相同的，也可以是相反的，藉此可達到產生不同感應磁場分佈之功效，進而改變電漿分佈之密度。

如第3圖所示，在最內圍及最外圍之C形線圈20分別具有一電流輸入端50及一電流輸出端60，但電流輸入端50及電流輸出端60也可分別設置於最外圍及最內圍的C形線圈20(圖未示)，並不以此為限。一高頻電源(圖未示)可電性連接於電流輸入端50，並使電流由電流輸入端50輸入多線圈結構中。而根據連接件30與C形線圈20間不同的連接方式，以改變各C形線圈20間之電流流向，進而產生電感並感應出不同分佈之感應磁場，以使得感應磁場可以再透過介質產生感應電流並以電漿形式釋放出能量。

如第6圖所示，為了使多線圈結構可以與電漿產生器或匹配盒之阻抗匹配，多線圈結構的電流輸入端50或電流輸出端60可再進一步與至少一電子元件70串聯，而上述之電子元件70可以為一電感或一電容，並且電子元件70也可以先相互並聯後再與多線圈結構串聯。

由於多線圈結構可利用連接件30與C形線圈20不同的連接方式，而隨需求改變C形線圈20間的電性連接方式，並且也因為連接件30與C形線圈20之間可以藉由螺絲鎖固，因此可便於拆卸並再重新組裝連接件30及C形線圈20，因此也可輕易調整C形線圈20之間距，所以無須製作不同形式的多線圈結構即可產生符合使用需求之感應磁場分佈，進而可輕易改變電漿分佈密度。

惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。

10．．．習知之感應耦合電漿產生裝置

11．．．感應線圈

111．．．單線圈

12．．．氣體分配盤

13．．．真空腔室

20．．．C形線圈

21．．．第一端部

22．．．第二端部

30．．．連接件

40．．．固定件

50．．．電流輸入端

60．．．電流輸出端

70．．．電子元件

第1圖係為習知之感應耦合電漿產生裝置。

第2A圖係為習知之一種感應線圈之結構示意圖。

第2B圖係為習知之另一種感應線圈之結構示意圖。

第3圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之立體實施例示意圖。

第4A圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖一。

第4B圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖二。

第5圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖三。

第6圖係為本發明之一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構之俯視實施例示意圖四。

20．．．C形線圈

30．．．連接件

40．．．固定件

50．．．電流輸入端

60．．．電流輸出端

Claims (13)

1. 一種應用於感應耦合電漿產生裝置之多線圈結構，其包括：複數個C形線圈，其中每一該C形線圈皆具有彼此相對之一第一端部及一第二端部以形成一開口；以及複數個連接件，其係分別連接於任二該C形線圈之間，以改變相鄰之二該C形線圈間的電流流向。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些C形線圈係以一同心圓方式排列。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些C形線圈間之間距皆相等。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些C形線圈間之間距皆不等。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些C形線圈係進一步以至少一固定件固定其位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些開口係排列於同一側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些連接件係分別連接於一該C形線圈之該第一端部及另一該C形線圈之該第一端部之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些連接件係分別連接於一該C形線圈之該第一端部及另一該C形線圈之該第二端部之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中該些連接件係分別連接於一該C形線圈之該第二端部及另一該C形線圈之該第二端部之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之多線圈結構，其中最內圍及最外圍之該C形線圈分別具有一電流輸入端及一電流輸出端。
11. 如申請專利範圍第10項所述之多線圈結構，其中該電流輸入端或該電流輸出端進一步與至少一電子元件串聯。
12. 如申請專利範圍第11項所述之多線圈結構，其中該電子元件係為一電感或一電容。
13. 如申請專利範圍第11項所述之多線圈結構，其中至少二該電子元件係相互並聯。