发明名称 电浆源线圈及利用此电浆源线圈的电浆室
摘要 所揭示系为一种电浆源线圈,此电浆源线圈包括一轴套及复数个单元线圈。此轴套被配置于一部分,且单元线圈以轴套为基础的一同心圆之形式,被配置于轴套之周缘。每一单元线圈之一端及轴套之一端共同地被连接于一电力供应端,而每一单元线圈之另一端及轴套之另一端共同地被连接于一接地端。
申请公布号 TWI283027 申请公布日期 2007.06.21
申请号 TW094109953 申请日期 2005.03.30
申请人 适性电浆科技股份有限公司 发明人 金南宪;李堵汉;吴荣根
分类号 H01L21/3065(2006.01) 主分类号 H01L21/3065(2006.01)
代理机构 代理人 蔡玉玲 台北市大安区敦化南路2段218号5楼A区
主权项 1.一种电浆源线圈,包含: 一轴套(bushing)被配置于一中央部分;以及 复数个单元线圈(unit coils),以该轴套为基础的一同 心圆之形式,被配置于该轴套之周缘(circumference); 其中每一该单元线圈之一端与该轴套之一端共同 地被连接于一电力供应端(power-supply terminal),而每 一该单元线圈之另一端与该轴套之另一端共同地 被连接于一接地端(ground terminal)。 2.如请求项1所述之电浆源线圈,其中该轴套系由一 导电材料所形成。 3.如请求项1所述之电浆源线圈,其中每一该复数个 单元线圈系为圆形。 4.如请求项1所述之电浆源线圈,其中该复数个单元 线圈具有一凸面(convex-type)之结构,因此该单元线 圈之位置随着与该轴套之一距离成比例地降低( lowered)。 5.如请求项4所述之电浆源线圈,其中在该复数个单 元线圈之间被配置于最外位置(outermost position)之 至少二个单元线圈被配置于同一平面。 6.如请求项1所述之电浆源线圈,其中该复数个单元 线圈具有一凹面(concave-type)之结构,因此该单元线 圈之位置随着与该轴套之一距离成比例地增高( elevated)。 7.如请求项6所述之电浆源线圈,其中在该复数个单 元线圈之间被配置于最外位置(outermost position)之 至少二个单元线圈被配置于同一平面。 8.一种电浆源线圈,包含: 复数个较低单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 一较低部之一第一平面;以及 复数个较高单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 一较高部之一第二平面; 其中该较低单元线圈之一端共同地被连接于一电 力供应端,且该较低单元线圈之另一端共同地被连 接于一接地端,而该较高单元线圈之一端共同地被 连接于该电力供应端,且该较高单元线圈之另一端 共同地被连接于该接地端。 9.如请求项8所述之电浆源线圈,其中该较低单元线 圈之间之一距离,以及该较高单元线圈之间之一距 离,均介于0.5cm至2cm。 10.如请求项8所述之电浆源线圈,其中该较低单元 线圈与该较高单元线圈系相互连接,该相互连接系 藉由被连接于该电力供应端之复数个连接线( connection lines)以及被连接于该接地端之其它复数 个连接线。 11.一种电浆源线圈,包含: 一轴套,具有一圆柱形之形式且垂直地被配置于一 中央部分; 复数个较低单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 该轴套之底部所在的一第一平面;以及 复数个较高单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 该轴套之顶部所在的一第二平面; 其中该较低单元线圈之一端共同地被连接于一电 力供应端,且该较低单元线圈之另一端共同地被连 接于一接地端,而该较高单元线圈之一端共同地被 连接于该电力供应端,该较高单元线圈之另一端共 同地被连接于该接地端。 12.如请求项11所述之电浆源线圈,其中该轴套被连 接于该电力供应端与该接地端。 13.如请求项11所述之电浆源线圈,其中该较低单元 线圈之间的一距离,以及该较高单元线圈之间的一 距离,均介于0.5cm至2cm。 14.如请求项11所述之电浆源线圈,其中该较低单元 线圈与该较高单元线圈系相互连接,该相互连接系 藉由被连接于该电力供应端之复数个连接线以及 被连接于该接地端之其它复数个连接线。 15.一种电浆源线圈,包含: 复数个单元线圈,以一轴套为基础的同心圆之形式 被配置,该同心圆具有不同的半径以及一共同的中 央部: 其中该单元线圈之一端共同地被连接于一电力供 应单元(power-supply unit),且该单元线圈之另一端共 同地被连接于一接地端,而该单元线圈经由至少一 连接线而相互地连接。 16.一种电浆源线圈,包含: 复数个单元线圈,以被配置于一中央部分的一轴套 为基础,而以具有不同之半径的同心圆之形式被配 置; 其中该单元线圈之一端共同地被连接于一电力供 应单元,且该单元线圈之另一端共同地被连接于一 接地端,而该单元线圈经由至少一连接线而相互地 连接。 17.如请求项16所述之电浆源线圈,其中该复数个单 元线圈具有一凸面之结构,因此该单元线圈之位置 随着与该轴套之一距离成比例地降低。 18.如请求项16所述之电浆源线圈,其中该复数个单 元线圈具有一凹面之结构,因此该单元线圈之位置 随着与该轴套之一距离成比例地增高。 19.一种电浆源线圈,包含: 复数个较低单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 一较低部之一第一平面;以及 复数个较高单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 一较高部之一第二平面; 其中该较低单元线圈之一端共同地被连接于一电 力供应端,且该较低单元线圈之另一端共同地被连 接于一接地端,而该较高单元线圈之一端共同地被 连接于该电力供应端,且该较高单元线圈之另一端 共同地被连接于该接地端;以及 该较低单元线圈经由至少一较低连接线而相互地 连接,而该较高单元线圈经由至少一较高连接线而 相互地连接。 20.一种电浆源线圈,包含: 一轴套,具有一圆柱形之形式且垂直地被配置于一 中央部分; 复数个较低单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 该轴套之底部所在的一第一平面;以及 复数个较高单元线圈,以一同心圆之形式被配置于 该轴套之顶部所在的一第二平面; 其中该较低单元线圈之一端共同地被连接于一电 力供应端,且该较低单元线圈之另一端共同地被连 接于一接地端,而该较高单元线圈之一端共同地被 连接于该电力供应端,且该较高单元线圈之另一端 共同地被连接于该接地端;以及 该较低单元线圈经由至少一较低连接线而相互地 连接,而该较高单元线圈经由至少一较高连接线而 相互地连接。 21.一种电浆室,包含: 一外壁与一圆顶,用于定义一反应空间,以形成电 浆于该反应空间; 一支撑件,被配置于该反应空间之一较低部,以支 撑将被处理之一半导体晶圆;以及 一电浆源线圈,包括一轴套及复数个单元线圈,该 轴套被配置于一中央部分,该单元线圈以该轴套为 基础的一同心圆之形式被配置于位于该轴套之周 缘,其中每一该单元线圈之一端及该轴套之一端共 同地被连接于一电力供应端,而每一该单元线圈之 另一端及该轴套之另一端共同地被连接于一接地 端。 22.一种电浆源线圈,包含: 一轴套,被配置于一中央部分;以及 复数个单元线圈,延伸自该轴套且螺旋地缠绕该轴 套; 其中,该单元线圈于一第一晶圆区、一第二晶圆区 、与一线圈边缘区,具有不同之表面积,该第一晶 圆区距离该中央部分具有一预定之半径,该第二晶 圆区包围该第一晶圆区,而线圈边缘区包围该第二 晶圆区。 23.如请求项22所述之电浆源线圈,其中该单元线圈 之预定回转数“n"系经由一预定公式来计算:n=a(b/ m),其中“a"及“b"均为正整数,且“m"为该单元线圈 之数量且为大于2之一整数。 24.如请求项22所述之电浆源线圈,其中于该第一晶 圆区,随着与一边缘部分之一距离的减小,该单元 线圈之表面积系被维持为一定値、逐渐减小、或 逐渐增加。 25.如请求项22所述之电浆源线圈,其中于该第二晶 圆区,随着与一边缘部分之一距离的减小,该单元 线圈之表面积系逐渐增加、被维持为一定値、或 逐渐减小。 26.如请求项22所述之电浆源线圈,其中于该线圈边 缘区,随着与一边缘部分之一距离之减小,该单元 线圈之表面积系被维持为一定値、逐渐减小、或 逐渐增加。 27.如请求项22所述之电浆源线圈,其中该第一晶圆 区及该第二晶圆区重叠(overlap)于一将被处理之晶 圆之表面。 28.如请求项22所述之电浆源线圈,其中由该第一晶 圆区之一中央部分至一边缘部分的一半径,约相等 于或小于一晶圆之一完整半径的10%至30%,该第二晶 圆区之宽约等于该晶圆之一完整半径的70%至90%,而 该线圈边缘区之宽约等于该晶圆之一完整半径的 30%至50%。 29.如请求项22所述之电浆源线圈,其中该第二晶圆 区包括一第一区及一第二区,该第一区系邻近于该 第一晶圆区,而该第二区系邻近于该线圈边缘区。 30.如请求项29所述之电浆源线圈,其中于该第二晶 圆区之第一区中每一该单元线圈之表面积之改变 之程度(degree of variation),系不同于在该第二晶圆区 之第二区中每一该单元线圈之表面积之改变之程 度。 31.如请求项29所述之电浆源线圈,其中该第二晶圆 区之第一区之宽约为该第二晶圆区之总宽的60%至 90%1而该第二晶圆区之第二区之宽约为该第二晶圆 区之总宽的10%至40%。 32.一种电浆室,包含: 一外壁与一圆顶,用于定义一反应空间,以形成电 浆于该反应空间; 一支撑件,被配置于该反应空间之一较低部,以支 撑将被处理之一半导体晶圆;以及 一电浆源线圈,包括一轴套及复数个单元线圈,该 轴套被配置于一中央部分,该复数个单元线圈延伸 自该轴套且螺旋地缠绕该轴套,其中,该单元线圈 于一第一晶圆区、一第二晶圆区、与一线圈边缘 区,具有不同之表面积,该第一晶圆区距离该圆顶 的中央部分具有一预定之半径,该第二晶圆区包围 该第一晶圆区,而线圈边缘区包围该第二晶圆区; 一支撑杆,被配置于该轴套之一中央部分之一预定 区;以及 一电力供应单元,被连接于该支撑杆,以提供电力 于该电浆源线圈。 33.如请求项32所述之电浆室,其中该单元线圈之预 定回转数“n"系经由一预定公式来计算:n=a(b/m),其 中“a"及“b"均为正整数,且“m"为该单元线圈之数 量且为大于2之一整数。 34.如请求项32所述之电浆室,其中于该第一晶圆区, 随着与一边缘部分之一距离的减小,该单元线圈之 表面积系被维持为一定値、逐渐减小、或逐渐增 加。 35.如请求项32所述之电浆室,其中于该第二晶圆区, 随着与一边缘部分之一距离的减小,该单元线圈之 表面积系逐渐增加、被维持为一定値、或逐渐减 小。 36.如请求项32所述之电浆室,其中于该线圈边缘区, 随着与一边缘部分之一距离的减小,该单元线圈之 表面积系被维持为一定値、逐渐减小、或逐渐增 加。 37.如请求项32所述之电浆室,其中该第一晶圆区及 该第二晶圆区重叠于一将被处理之晶圆之表面。 38.如请求项32所述之电浆室,其中由该第一晶圆区 之一中央部分至一边缘部分的一半径,约相等于或 小于一晶圆之一完整半径的10%至30%,该第二晶圆区 之宽约等于该晶圆之一完整半径的70%至90%,而该线 圈边缘区之宽约等于该晶圆之一完整半径的30%至 50%。 39.如请求项32所述之电浆室,其中该第二晶圆区包 括一第一区及一第二区,该第一区系邻近于该第一 晶圆区,而该第二区系邻近于该线圈边缘区。 40.如请求项39所述之电浆室,其中于该第二晶圆区 之第一区中每一该单元线圈之表面积之改变之程 度,系不同于在该第二晶圆区之第二区中每一该单 元线圈之表面积之改变之程度。 41.如请求项39所述之电浆源线圈,其中该第二晶圆 区之第一区之宽约为该第二晶圆区之总宽的60%至 90%,而该第二晶圆区之第二区之宽约为该第二晶圆 区之总宽的10%至40%。 42.一种电浆装置,包含: 一处理室,包括一晶圆; 一偏压电力单元(bias power unit),以提供偏压电力于 该晶圆之一背面; 一电浆源线圈结构,被设置于该处理室之一较高部 之外侧,以将容纳于该处理室之反应气体转变为电 浆,该电浆源线圈结构包含: 一线圈轴套,被设置于一中央部分; 至少二单元线圈,延伸自该线圈轴套且螺旋地缠绕 该线圈轴套,使得从一特定半径点之一线圈至相邻 近的另一线圈之间的一距离,随着该中央部分至一 半径边缘之间距离的增加,先逐渐减小然后再增加 ;以及 一电源单元,用于提供电源于该电浆源线圈结构, 以形成该电浆。 43.如请求项42所述之电浆装置,其中被容纳于该电 浆源线圈结构之该单元线圈,以预定为1或更多的 回转数被缠绕于该线圈轴套。 44.如请求项42所述之电浆装置,其中该电浆源线圈 结构之一面积,约大于该晶圆之面积的50%或更少。 45.如请求项44所述之电浆装置,其中该单元线圈被 缠绕的方式,能于一特定位置,使得包含于该晶圆 区的单元线圈之间,提供一最小距离。 46.如请求项45所述之电浆装置,其中在该线圈之间 具有最小距离的该特定位置,系位于邻近该晶圆区 之一边缘部分,藉此于越过该特定位置而该线圈之 间的距离再度增加之一区域,系小于该线圈之间距 离减少的其它区域。 图式简单说明: 图1系一剖面图,显示使用一传统电浆源线圈之电 浆室; 图2系详细显示图1中电浆源线圈之示意图; 图3系使用根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之电浆室之剖面图; 图4系详细显示于图3之电浆源线圈之示意图; 图5显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线圈 之一第二范例; 图6显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线圈 之一第三范例; 图7显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线圈 之一第四范例; 图8系显示于图7之电浆源线圈之剖面图; 图9显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线圈 之一第五范例。 图10系显示于图9之电浆源线圈之剖面图; 图11显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第六范例; 图12系显示于图11之电浆源线圈之剖面图; 图13显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第七范例; 图14显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第八范例; 图15显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第九范例; 图16显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第十范例; 图17系显示于图13至图16之电浆源线圈之剖面图; 图18显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第十一范例; 图19显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第十二范例; 图20显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第十三范例; 图21显示根据本发明之一较佳实施例之电浆源线 圈之一第十四范例; 图22系使用根据本发明之一另一较佳实施例之一 电浆源线圈之一电浆室之剖面图; 图23系显示于图22之电浆源线圈之平面图; 图24显示由中央部分至晶圆边缘及至电浆源线圈 边缘之具有代表性之距离,以显示根据本发明之一 另一较佳实施例之一电浆源线圈; 图25显示由根据本发明之一另一较佳实施例之电 浆源线圈之中央部分至电浆源线圈边缘之表面积 之具代表性分布; 图26显示根据本发明之一另一较佳实施例之电浆 源线圈之一具有代表性之单元线圈; 图27显示由根据本发明之一另一较佳实施例之电 浆源线圈之中央部分至电浆源线圈边缘之表面积 之另一具代表性之分布; 图28显示由根据本发明之一另一较佳实施例之电 浆源线圈之中央部分至电浆源线圈边缘之表面积 之又一具代表性之分布; 图29显示由根据本发明之一另一较佳实施例之电 浆源线圈之中央部分至电浆源线圈边缘之表面积 之第四具代表性之分布; 图30系使用根据本发明之一第三较佳实施例之电 浆源线圈之电浆室之剖面图; 图31系根据本发明之一第三较佳实施例之一电浆 源线圈之平面图; 图32系显示沿着图31之A-A'线之电浆源线圈剖面图; 图33系显示线圈间之距离(于图31及图32所示之电浆 源线圈中,由中央部分至边缘部分之方向上); 图34系显示于图31及图32所示之电浆源线圈中,线圈 半径与回转角度之关系; 图35系显示于图31及图32所示之电浆源线圈中,线圈 半径之改变与回转角度之关系;以及 图36系显示当使用根据本发明之一第三较佳实施 例之一电浆源线圈时,于晶圆之CD分布。
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