專利名稱：組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源屬于等離子體工藝設(shè)備，可用于等離子體材料工藝，如低氣壓下的金剛膜生長，化學(xué)積沉等特別是用于半導(dǎo)體器件的刻蝕工藝設(shè)備。
目前應(yīng)用的感應(yīng)離子源基本上可以分為兩類，即平面線圈型和圓柱線圈型。這兩種現(xiàn)有的感應(yīng)離子源各有其缺點(diǎn)。由于在等離子體刻蝕等工藝中，對(duì)加工的均勻性有相當(dāng)?shù)囊螅ǔＲ笮∮?%，平面線圈型的感應(yīng)離子源存在著感應(yīng)效率偏低的問題，而圓柱線圈型的感應(yīng)離子源存在著均勻性差的問題，這是因?yàn)榭拷€圈區(qū)域的等離子體密度比較高，而遠(yuǎn)離線圈區(qū)域的等離子體密度比較低，這樣用以上兩種感應(yīng)離子源做出的半導(dǎo)體器件的成品率也就降低了。
本發(fā)明的目的在于，克服上述缺點(diǎn)，提供兩種等離子體源，一種為感應(yīng)次極線圈為拱型形狀，另一種感應(yīng)次極線圈為圓柱形，這樣感應(yīng)效率和等離子體參數(shù)都有了保證，而且均勻性也有了提高。
本發(fā)明的內(nèi)容為，組合型線圈即有平面部分又有柱面部分(包括拱型線圈)，所說線圈的感應(yīng)效率應(yīng)與線圈與腔體相互接壤的表面積成正比，也就是增加其相互作用的表面積即可使感應(yīng)效率得以提高，理論上意味著回路的電感與電容增加使感應(yīng)的效率提高。以球面型線圈為例，由于球面線圈的表面積比相同半徑的圓平面大兩倍，故感應(yīng)效率也增加兩倍，與此同時(shí)，球面型線圈給等離子體密度的均勻性的改善留有余地。


圖1為拱型的組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源圖2為圓柱型的組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源圖中(1)為法拉弟殼層(2)為感應(yīng)次極線圈(3)為絕緣材料殼層(4)為金屬外殼座(5)為進(jìn)口氣孔(6)為芯片(7)壓芯片座(8)為出口氣孔(9)為感應(yīng)初極線圈(10)電源本發(fā)明組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源，是由金屬外殼座(4)、進(jìn)口氣孔(5)、出口氣孔(8)和安裝在金屬外殼座(4)內(nèi)底上的芯片座(7)，以及與感應(yīng)次極線圈(2)相連接的感應(yīng)初極線圈(9)，還有與感應(yīng)初極線圈(2)相連接的電源(10)組成，其特征在于，如圖1中，將絕緣材料殼層(3)做成拱型的形狀，相對(duì)應(yīng)也將法拉弟殼層(1)做成拱型形狀，感應(yīng)次極線圈(2)螺旋狀均勻分布在拱型的法拉弟殼層(1)上，在圖2中，所說的絕緣材料殼層(3)還可以做成圓柱的形狀，感應(yīng)次極線圈(2)螺旋狀均勻分布在圓柱形狀的絕緣材料殼層(3)的上表面和側(cè)面，在圓柱型的絕緣材料殼層(3)的上表面和感應(yīng)次極線圈(2)的中間還有一層法拉弟殼層(1)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，提高感應(yīng)效率，從而也提高了等離子體的密度，等離子體與芯片(6)相互作用的均勻性也有較大的改善，這樣在半導(dǎo)體器件刻蝕工藝生產(chǎn)中成品率也將會(huì)大大提高。
圖中芯片座(7)應(yīng)做成可調(diào)節(jié)高低的位置，這樣通過調(diào)節(jié)芯片座(7)的上下位移，可以得到最佳的等離子體的感應(yīng)密度，最佳的感應(yīng)效率，同時(shí)也可以調(diào)節(jié)等離子體作用于芯片(6)的均性。在圖1中，若芯片座(7)的位置提高，則離子流量在外緣將大于心片(6)中心區(qū)域，反之，心片(6)中心區(qū)域的離子流量要大于外緣區(qū)域。所述的本發(fā)明組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源還有進(jìn)口氣孔(5)和出口氣孔(8)，其作用就是用于充入其它氣體的，為了便于觀察還可以在等離子體源的側(cè)面開1-4個(gè)窗口，及便觀察芯片在刻蝕過程的情況。
權(quán)利要求
1.一種包括金屬外殼座(4)、進(jìn)口氣孔(5)、出口氣孔(8)和安裝在金屬外殼座(4)內(nèi)底上的芯片座(7)，以及與感應(yīng)次極線圈(2)相連接的感應(yīng)初線圈(9)，還有與感應(yīng)初極線圈(2)相連接的電源(10)的組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源，其特征在于，將絕緣材料殼層(3)做成拱型的形狀，相對(duì)應(yīng)也將法拉弟殼層(1)做成拱型形狀，感應(yīng)次極線圈(2)螺旋狀均勻分布在拱型的法拉弟殼層(1)上。
2.按權(quán)利要求1所述的組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源，其特征在于，所述的絕緣材料殼層(3)還可以做成圓柱的形狀，感應(yīng)次極線圈(2)螺旋狀均勻分布在園柱形狀的絕緣材料殼層(3)的上表面和側(cè)面。
3.按權(quán)利要求2所述的組合線圈感應(yīng)耦合高密度等離子體源，其特征在于，圓柱形狀的絕緣材料殼層(3)的上表面和感應(yīng)次極線圈(2)的中間還有一層法拉第殼層(1)。
全文摘要
本發(fā)明是屬于等離子體工藝設(shè)備，特別是用于半導(dǎo)體器件刻蝕工藝設(shè)備，它是由法拉弟殼層(1)、感應(yīng)次極線圈(2)、絕緣材料殼層(3)、外殼座(40)、進(jìn)出氣孔(5)、(8)、芯片座(7)以及感應(yīng)初極線圈(9)和電源(10)組成，本發(fā)明的特點(diǎn)在于，將感應(yīng)次極線圈(2)做成了拱形的形狀，還可以做成圓柱形狀，其優(yōu)點(diǎn)為，提高了感應(yīng)效率，提高了等離子體的密度，芯片的均勻性也有較大改善，從而也就提高了半導(dǎo)體器件在刻蝕工藝生產(chǎn)中的成品率。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1089392SQ9311977
公開日1994年7月13日 申請(qǐng)日期1993年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月8日
發(fā)明者吳漢明 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所