线圈、线圈组件、线圈装置及半导体工艺设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种线圈、线圈组件、线圈装置及电感耦合等离子体半导体工艺设备。线圈以回转延伸的方式设置在平面上，线圈包括多个弧形部和连接部，弧形部和连接部绕线圈的回转中心设置；线圈具有第一端和第二端，自线圈的第一端至第二端，弧形部与连接部依次交替间隔分布且弧形部的回转半径逐渐增大；多个弧形部中的至少一个包括依次相连的第一变形段、圆弧段和第二变形段。本发明专利技术的线圈通过在弧形部上设置第一变形段、第二变形段，进而抵消了线圈为躲避接线柱而引起的面积差异，从而使晶圆上方区域等离子密度分布更加均匀。域等离子密度分布更加均匀。域等离子密度分布更加均匀。

【技术实现步骤摘要】
线圈、线圈组件、线圈装置及半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种用于激发等离子体的线圈、线圈组件、线圈装置及电感耦合等离子体半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]线圈用于激发等离子体重要元器件，其适用于诸如刻蚀、沉积等半导体工艺设备。以刻蚀半导体工艺设备为例，干法刻蚀工艺是指在半导体制造过程中使用等离子体进行刻蚀的技术，随着半导体元器件制造工艺的迅速发展，人们对元器件的性能与集成度的要求越来越高，这也就使得人们对半导体刻蚀工艺均匀性的要求越来越高。
[0003]在常用的ICP(电感耦合等离子体)刻蚀设备中，射频电流流经上电极回路中的线圈，通过感应耦合的方式在腔室中产生电磁场，再通过管路将各种反应气体引入腔室内，利用线圈产生的电磁场激发反应气体形成等离子体。这些等离子体再通过扩散、电迁移等机制达到腔室内的硅片表面实现刻蚀。
[0004]随着半导体制造技术的不断发展，晶圆的直径尺寸越来越大，且关键尺寸(CD)越来越小，提高等离子体分布的均匀性成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中刻蚀机刻蚀不均匀的问题，提出了一种用于激发等离子体的线圈、线圈组件、线圈装置及电感耦合等离子体半导体工艺设备。
[0006]为实现本专利技术的目，根据本专利技术的第一个方面，公开了一种用于激发等离子体的线圈，适用于半导体工艺设备，所述线圈以回转延伸的方式设置在平面上，
[0007]所述线圈包括多个弧形部和连接部，所述弧形部和所述连接部绕所述线圈的回转中心设置，相邻的所述弧形部之间通过所述连接部相连；
[0008]所述线圈具有第一端和第二端，自所述线圈的第一端至第二端，所述弧形部与所述连接部依次交替间隔分布且所述弧形部的回转半径逐渐增大；
[0009]多个所述弧形部中的至少一个包括依次相连的第一变形段、圆弧段和第二变形段，所述第一变形段和所述第二变形段分别与所述圆弧段的两端连接，所述圆弧段所在圆的圆心为所述回转中心，所述弧形部的回转半径为所述圆弧段至所述回转中心的距离，
[0010]所述弧形部的所述第一变形段至所述回转中心的最大距离大于所在的所述弧形部的回转半径；
[0011]所述弧形部的所述第二变形段至所述回转中心的最大距离小于所在的所述弧形部的回转半径。
[0012]进一步地，在所述平面上，所述第一变形段相对于所述圆弧段所在圆向远离所述回转中心的方向突出，所述第二变形段相对于所述圆弧段所在圆向靠近所述回转中心的方向内缩。
[0013]进一步地，自所述线圈的第一端至第二端，所述第一变形段和所述第二变形段交
替间隔设置。
[0014]进一步地，所述线圈的第一端和第二端均位于第一虚拟直线上，
[0015]所述线圈的第一端和第二端分别位于第二虚拟直线的两侧，所述第二虚拟直线与所述第一虚拟直线垂直且相交于所述回转中心。
[0016]进一步地，自所述线圈的第一端至第二端，相邻的两个所述弧形部分别位于所述第一虚拟直线的两侧；
[0017]同一所述弧形部上的第一变形段和第二变形段分别位于所述第二虚拟直线的两侧。
[0018]进一步地，自所述线圈的第一端至第二端，多个所述第一变形段和多个所述第二变形段依次交替间隔分布。
[0019]进一步地，所述第一变形段为弧形，所有所述第一变形段的顶点位于过所述回转中心的第三虚拟直线上；
[0020]所述第二变形段为弧形，所有所述第二变形段的顶点位于过所述回转中心的第四虚拟直线上。
[0021]进一步地，所述第三虚拟直线与所述第四虚拟直线垂直；或者
[0022]所述第三虚拟直线与所述第一虚拟直线所形成的夹角的角度范围为20
°
至40
°
；或者
[0023]所述第四虚拟直线与所述第一虚拟直线所形成的夹角的角度范围为20
°
至40
°
；或者
[0024]所述第三虚拟直线与所述第一虚拟直线所形成的夹角的角度范围为50
°
至70
°
；或者
[0025]所述第四虚拟直线与所述第一虚拟直线所形成的夹角的角度范围为50
°
至70
°
。
[0026]进一步地，待处理晶圆的直径为φ，在同一所述弧形部上，所述第一变形段的突出距离为H1，
[0027]H1/φ的取值范围为0.005至0.1；或者
[0028]H1/φ的取值范围为0.0067至0.05。
[0029]进一步地，待处理晶圆的直径为φ，在同一所述弧形部上，所述第二变形段的内缩距离为H2，
[0030]H2/φ的取值范围为0.005至0.1；或者
[0031]H2/φ的取值范围为0.0067至0.05。
[0032]根据本专利技术的第二个方面，还公开了一种用于激发等离子体的线圈，适用于半导体工艺设备，所述线圈以回转延伸的方式设置在平面上，所述线圈包括多个弧形部和连接部，所述弧形部和所述连接部绕所述线圈的回转中心设置，多个所述弧形部之间通过所述连接部相连；
[0033]所述弧形部具有变形段，所述变形段用于改变所述弧形部围成的所述线圈产生的感应电磁场的形状，以调节所述感应电磁场产生的等离子体的分布。
[0034]进一步地，所述线圈具有第一端和第二端，自所述线圈的第一端至第二端，所述弧形部依次分布且所述弧形部的回转半径逐渐增大。
[0035]进一步地，所述变形段包括第一变形段和第二变形段，所述第一变形段和所述第
二变形段位于同一所述弧形部上；
[0036]所述第一变形段至所述回转中心的最大距离大于所在的所述弧形部的回转半径；
[0037]所述第二变形段至所述回转中心的最大距离小于所在的所述弧形部的回转半径。
[0038]进一步地，所述弧形部还具有圆弧段，所述第一变形段、所述第二变形段分别与所述圆弧段的两端连接，所述圆弧段所在圆的圆心为所述回转中心，所述弧形部的回转半径为所述圆弧段至所述回转中心的距离。
[0039]进一步地，所述线圈的第一端和第二端均位于第一虚拟直线上，
[0040]所述线圈的第一端和第二端分别位于第二虚拟直线的两侧，所述第二虚拟直线与所述第一虚拟直线垂直且相交于所述回转中心；
[0041]自所述线圈的第一端至第二端，相邻的两个所述弧形部分别位于所述第一虚拟直线的两侧；
[0042]同一所述弧形部上的所述第一变形段和所述第二变形段分别位于所述第二虚拟直线的两侧。
[0043]进一步地，所述第一变形段为弧形，所有所述第一变形段的顶点位于过所述回转中心的第三虚拟直线上；
[0044]所述第二变形段为弧形，所有所述第二变形段的顶点位于过所述回转中心的第四虚拟直线上。
[0045]进一步地，所述第三虚拟直线与所述第四虚拟直线垂直。
[0046]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激发等离子体的线圈，适用于半导体工艺设备，其特征在于，所述线圈(10)以回转延伸的方式设置在平面上，所述线圈(10)包括多个弧形部(11)和连接部(12)，所述弧形部(11)和所述连接部(12)绕所述线圈(10)的回转中心(O)设置，相邻的所述弧形部(11)之间通过所述连接部(12)相连；所述线圈(10)具有第一端和第二端，自所述线圈(10)的第一端至第二端，所述弧形部(11)与所述连接部(12)依次交替间隔分布且所述弧形部(11)的回转半径(R)逐渐增大；多个所述弧形部(11)中的至少一个包括依次相连的第一变形段(111)、圆弧段(113)和第二变形段(112)，所述第一变形段(111)和所述第二变形段(112)分别与所述圆弧段(113)的两端连接，所述圆弧段(113)所在圆的圆心为所述回转中心(O)，所述弧形部(11)的回转半径(R)为所述圆弧段(113)至所述回转中心(O)的距离，所述弧形部(11)的所述第一变形段(111)至所述回转中心(O)的最大距离大于所在的所述弧形部(11)的回转半径(R)；所述弧形部(11)的所述第二变形段(112)至所述回转中心(O)的最大距离小于所在的所述弧形部(11)的回转半径(R)。2.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于，在所述平面上，所述第一变形段(111)相对于所述圆弧段(113)所在圆向远离所述回转中心(O)的方向突出，所述第二变形段(112)相对于所述圆弧段(113)所在圆向靠近所述回转中心(O)的方向内缩。3.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于，自所述线圈(10)的第一端至第二端，所述第一变形段(111)和所述第二变形段(112)交替间隔设置。4.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于，所述线圈(10)的第一端和第二端均位于第一虚拟直线(D1)上，所述线圈(10)的第一端和第二端分别位于第二虚拟直线(D2)的两侧，所述第二虚拟直线(D2)与所述第一虚拟直线(D1)垂直且相交于所述回转中心(O)。5.根据权利要求4所述的线圈，其特征在于，自所述线圈(10)的第一端至第二端，相邻的两个所述弧形部(11)分别位于所述第一虚拟直线(D1)的两侧；同一所述弧形部(11)上的第一变形段(111)和第二变形段(112)分别位于所述第二虚拟直线(D2)的两侧。6.根据权利要求4所述的线圈，其特征在于，自所述线圈(10)的第一端至第二端，多个所述第一变形段(111)和多个所述第二变形段(112)依次交替间隔分布。7.根据权利要求4所述的线圈，其特征在于，所述第一变形段(111)为弧形，所有所述第一变形段(111)的顶点位于过所述回转中心(O)的第三虚拟直线(D3)上；所述第二变形段(112)为弧形，所有所述第二变形段(112)的顶点位于过所述回转中心(O)的第四虚拟直线(D4)上。
8.根据权利要求7所述的线圈，其特征在于，所述第三虚拟直线(D3)与所述第四虚拟直线(D4)垂直；或者所述第三虚拟直线(D3)与所述第一虚拟直线(D1)所形成的夹角的角度范围为20
°
至40
°
；或者所述第四虚拟直线(D4)与所述第一虚拟直线(D1)所形成的夹角的角度范围为20
°
至40
°
；或者所述第三虚拟直线(D3)与所述第一虚拟直线(D1)所形成的夹角的角度范围为50
°
至70
°
；或者所述第四虚拟直线(D4)与所述第一虚拟直线(D1)所形成的夹角的角度范围为50
°
至70
°
。9.根据权利要求2所述的线圈，其特征在于，待处理晶圆的直径为φ，在同一所述弧形部(11)上，所述第一变形段(111)的突出距离为H1，H1/φ的取值范围为0.005至0.1；或者H1/φ的取值范围为0.0067至0.05。10.根据权利要求2所述的线圈，其特征在于，待处理晶圆的直径为φ，在同一所述弧形部(11)上，所述第二变形段(112)的内缩距离为H2，H2/φ的取值范围为0.005至0.1；或者H2/φ的取值范围为0.0067至0.05。11.一种用于激发等离子体的线圈，适用于半导体工艺设备，其特征在于，所述线圈(10)以回转延伸的方式设置在平面上，所述线圈(10)包括多个弧形部(11)和连接部(12)，所述弧形部(11)和所述连接部(12)绕所述线圈(10)的回转中心(O)设置，多个所述弧形部(11)之间通过所述连接部(12)相连；所述弧形部(11)具有变形段，所述变形段用于改变所述弧形部(11)围成的所述线圈(10)产生的感应电磁场的形状，以调节所述感应电磁场产生的等离子体的分布。12.根据权利要求11所述的线圈，其特征在于，所述线圈(10)具有第一端和第二端，自所述线圈(10)的第一端至第二端，所述弧形部(11)依次分布且所述弧形部(11)的回转半径(R)逐渐增大。13.根据权利要求12所述的线圈，其特征在于，所述变形段包括第一变形段(111)和第二变形段(112)，所述第一变形段(111)和所述第二变形段(112)位于同...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟康，王海莉，姚卫杰，袁倩，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：