发明名称 藉电感耦合方式产生高密度均匀性电浆的方法及反应器
摘要 本发明系有关高密度电浆的晶片处理技术,具有降低电容耦合、增进感应磁场、促进电浆均匀性及蚀刻反应速率。本发明的电感耦合式电浆反应器包含置于一真空腔的介电窗上的一独特线圈组态,该介电窗可为平板形、碟形或帽形而具有不同高度。本发明的独特线圈组态包含多个串联或并联的螺旋线圈,可产生一适于大面积晶片的高密度电浆处理的均匀性电浆。
申请公布号 TW462207 申请公布日期 2001.11.01
申请号 TW089103294 申请日期 2000.02.24
申请人 晶研科技股份有限公司 发明人 郑光凯;李鸿志;陈应毅;陈庆安;郭宗南;叶瑞鸿
分类号 H05H1/00;H01L21/00 主分类号 H05H1/00
代理机构 代理人 陈展俊 台北巿和平东路二段二○三号四楼;林圣富 台北巿和平东路二段二○三号四楼
主权项 1.一种电感耦合式电浆反应器,包含: 一反应器本体,其包含一底盘,一围绕该底盘的直 立侧壁,及一气密地结合于该直立侧壁的自由端的 法兰盘,其中该法兰盘具有一孔洞; 一气密地盖住该法兰盘的孔洞的介电窗;及 位于该介电窗上的n个间隔开的螺旋线圈,其中n为 大于等于2的整数,该n个螺旋线圈的轴心系直立、 互相平行的,其中该n个螺旋线圈系被串联连接,该 被串联连接的n个螺旋线圈的一端被接地,而另一 端适于连接至一RF功率来源;或该n个螺旋线圈系被 并联连接,该被并联连接的n个螺旋线圈的每一个 螺旋线圈的一端被接地,而另一端被连接至m个节 点,m为大于0小于n的整数,该m个节点适于连接至一 或多个RF功率来源。2.如申请专利范围第1项的反 应器,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻的两 个的螺旋方向相同。3.如申请专利范围第1项的反 应器,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻的两 个的螺旋方向相反。4.如申请专利范围第2或3项的 反应器,其中n=4。5.如申请专利范围第1项的反应器 ,其中该n个螺旋线圈系并联连接,且相邻的两个的 螺旋方向相同。6.如申请专利范围第1项的反应器, 其中该n个螺旋线圈系并联连接,且相邻的两个的 螺旋方向相反。7.如申请专利范围第1项的反应器, 其中该n个螺旋线包含多对螺旋线圈,每对螺线圈 由两个螺旋线圈组成,其中该两个螺旋线圈的一端 皆被接地,而另一端则共同连接至该m个节点中的 一个。8.如申请专利范围第7项的反应器,其中该多 对螺旋线圈系连接至一个共同节点(m=1)。9.如申请 专利范围第7项的反应器,其中该多对螺旋线圈系 连接至多个不同节点。10.如申请专利范围第8或9 项的反应器,其中n=4。11.如申请专利范围第8项的 反应器,其中n=5,其中一个单独的螺旋线圈的一端 被接地,而另一端被连接至该共同节点。12.如申请 专利范围第9项的反应器,其中n=5,其中一个单独的 螺旋线圈的一端被接地,而另一端被连接至该共多 个节点中的一个或至一个附加的节点。13.如申请 专利范围第8或9项的反应器,其中n=16。14.如申请专 利范围第1项的反应器,其中该n个螺旋线圈皆具有 实质上相同的大小,其中每一个螺旋线圈是由一中 空铜管绕结而成,且每一个螺旋线圈具有大于一圈 的圈数,及大于2英寸的直径。15.如申请专利范围 第1项的反应器,其中该法兰盘具有设于其周缘的 多个进气孔,以及该介电窗具有一中央进气孔。16. 如申请专利范围第1项的反应器,其中该介电窗系 一平板型介电窗。17.如申请专利范围第1项的反应 器,其中该介电窗具有一平面基底及围绕该平面基 底一体形成之直立壁,其中该介电窗的直立壁气密 地结合于该法兰盘,并且该介电窗的平面基底由该 法兰盘的孔洞突出于该反应器本体外或由该法兰 盘的孔洞伸入于该反应器本体内,其中该等n个螺 旋线圈被置于该介电窗的平面基底上。18.如申请 专利范围第17项的反应器,该介电窗为圆柱形。19. 如申请专利范围第17项的反应器,其中该介电窗的 直立壁从该平面基底量起的高度低于10公分。20. 如申请专利范围第19项的反应器,其中该介电窗的 直立壁从该平面基底量起的高度低于5公分。21.一 种电感耦合式电浆反应器,包含: 一反应器本体其包含一底盘,一围绕该底盘的直立 侧壁,及一气密地结合于该直立侧壁的自由端的法 兰盘,其中该法兰盘具有n个间隔开的孔洞,其中n为 大于等于2的整数; n个介电窗分别气密地盖住该n个孔洞; n个螺旋线圈分别置于该n个介电窗上,该n个螺旋线 圈的轴心系直立、互相平行的,其中该n个螺旋线 圈系被串联连接,该被串联连接的n个螺旋线圈的 一端被接地,而另一端适于连接至一RF功率来源;或 该n个螺旋线圈系被并联连接,该被并联连接的n个 螺旋线圈的每一个螺旋线圈的一端被接地,而另一 端被连接至m个节点,m为大于0小于n的整数,该m个节 点适于连接至一或多个RF功率来源。22.如申请专 利范围第21项的反应器,其中该n个螺旋线圈系串联 连接,且相邻的两个的螺旋方向相同。23.如申请专 利范围第21项的反应器,其中该n个螺旋线圈系串联 连接,且相邻的两个的螺旋方向相反。24.如申请专 利范围第22或23项的反应器,其中n=4。25.如申请专 利范围第21项的反应器,其中该n个螺旋线圈系并联 连接,且相邻的两个的螺旋方向相同。26.如申请专 利范围第21项的反应器,其中该n个螺旋线圈系串联 连接,且相邻的两个的螺旋方向相反。27.如申请专 利范围第21项的反应器,其中该n个螺旋线包含多对 螺旋线圈,每对螺线圈由两个螺旋线圈组成,其中 该两个螺旋线圈的一端皆被接地,而另一端则共同 连接至该m个节点中的一个。28.如申请专利范围第 27项的反应器,其中该多对螺旋线圈系连接至一个 共同节点(m=1)。29.如申请专利范围第27项的反应器 ,其中该多对螺旋线圈系连接至多个不同节点。30. 如申请专利范围第28或29项的反应器,其中n=4。31. 如申请专利范围第28项的反应器,其中n=5,其中一个 单独的螺旋线圈的一端被接地,而另一端被连接至 该共同节点。32.如申请专利范围第29项的反应器, 其中n=5,其中一个单独的螺旋线圈的一端被接地, 而另一端被连接至该多个节点中的一个或至一个 附加的节点。33.如申请专利范围第28或29项的反应 器,其中n=16。34.如申请专利范围第21项的反应器, 其中该n个螺旋线圈皆具有实质上相同的大小,其 中每一个螺旋线圈是由一中空铜管绕结而成,且每 一个螺旋线圈具有大于一圈的圈数,及大于2英寸 的直径。35.如申请专利范围第21项的反应器,其中 该法兰盘具有设于其周缘的多个进气孔,以及设于 该等n个孔洞之间的多个进气孔。36.如申请专利范 围第21项的反应器,其中该n个介电窗系平板型介电 窗。37.如申请专利范围第21项的反应器,其中该n个 介电窗的每一个具有一平面基底及围绕该平面基 底一体形成之直立壁,其中该介电窗的直立壁气密 地结合于该法兰盘,并且该介电窗的平面基底由该 法兰盘的孔洞突出于该反应器本体外或由该法兰 盘的孔洞伸入于该反应器本体内,其中该等n个螺 旋线圈分别被置于该n个介电窗的平面基底上。38. 如申请专利范围第37项的反应器,该介电窗为圆柱 形。39.如申请专利范围第37项的反应器,其中该介 电窗的直立壁从该平面基底量起的高度低于10公 分。40.如申请专利范围第39项的反应器,其中该介 电窗的直立壁从该平面基底量起的高度低于5公分 。41.一种对位于一电感耦合式电浆反应器内及0. 001至10.0毫托真空压下的操作气体所产生的电感耦 合式电浆来增进其离子物质通量(flux)的方法,该电 感耦合式电浆反应器的底盘至其顶盘呈一固定高 度,该方法包含使用n个介电窗作为该顶盘的一部 份,该n个介电窗的每一个具有一平面基底及围绕 该平面基底一体形成之直立壁,并且该介电窗被气 密地结合于该顶盘,且结合的方式使该介电窗的平 面基底伸入于该反应器本体内;及使用分别置于该 n个介电窗的平面基底上的n个线圈来产生该电感 耦合式电浆,其中该n个螺旋线圈的轴心系直立、 互相平行的,其中该n个螺旋线圈系被串联连接,该 被串联连接的n个螺旋线圈的一端被接地,而另一 端被连接至一RF功率来源;或该n个螺旋线圈系被并 联连接,该被并联连接的n个螺旋线圈的每一个螺 旋线圈的一端被接地,而另一端被连接至m个节点,m 为大于0小于n的整数,该m个节点被连接至一或多个 RF功率来源。42.如申请专利范围第41项的方法,其 中该电感耦合式电浆系在一介于0.01至10.0毫托真 空压下产生。43.如申请专利范围第41项的方法,其 进一步包含将相同操作气体同时由设于该顶盘的 周缘的多个进气孔及介于该n个介电窗间的多个进 气孔导入该电感耦合式电浆反应器内。44.如申请 专利范围第41项的方法,其进一步包含将不同的操 作气体分别由设于该顶盘的周缘的多个进气孔及 介于该n个介电窗间的多个进气孔导入该电感耦合 式电浆反应器内。45.如申请专利范围第41项的方 法,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻的两个 的螺旋方向相同。46.如申请专利范围第41项的方 法,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻的两个 的螺旋方向相反。47.如申请专利范围第45或46项的 方法,其中n=4。48.如申请专利范围第41项的方法,其 中该n个螺旋线圈系并联连接,且相邻的两个的螺 旋方向相同。49.如申请专利范围第41项的方法,其 中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻的两个的螺 旋方向相反。50.如申请专利范围第41项的方法,其 中该n个螺旋线包含多对螺旋线圈,每对螺线圈由 两个螺旋线圈组成,其中该两个螺旋线圈的一端皆 被接地,而另一端则共同连接至该m个节点中的一 个。51.如申请专利范围第50项的方法,其中该多对 螺旋线圈系连接至一个共同节点(m=1)。52.如申请 专利范围第50项的方法,其中该多对螺旋线圈系连 接至多个不同节点。53.如申请专利范围第51或52项 的方法,其中n=4。54.如申请专利范围第51项的方法, 其中n=5,其中一个单独的螺旋线圈的一端被接地, 而另一端被连接至该共同节点。55.如申请专利范 围第52项的方法,其中n=5,其中一个单独的螺旋线圈 的一端被接地,而另一端被连接至该多个节点中的 一个或至一个附加的节点。56.如申请专利范围第 51或52项的方法,其中n=16。57.如申请专利范围第41 项的方法,其中该n个螺旋线圈皆具有实质上相同 的大小,其中每一个螺旋线圈是由一中空铜管绕结 而成,且每一个螺旋线圈具有大于一圈的圈数,及 大于2英寸的直径。58.如申请专利范围第41项的方 法,该介电窗为圆柱形。59.如申请专利范围第41项 的方法,其中该介电窗的直立壁从该平面基底量起 的高度低于10公分。60.如申请专利范围第59项的方 法,其中该介电窗的直立壁从该平面基底量起的高 度低于5公分。61.一种对位于一电感耦合式电浆反 应器内及一高于10.0毫托真空压下的操作气体所产 生的电感耦合式电浆来增进其电浆产生均匀性的 方法,该电感耦合式电浆反应器的底盘至其顶盘呈 一固定高度,该方法包含使用n个介电窗作为该顶 盘的一部份,该n个介电窗的每一个具有一平面基 底及围绕该平面基底一体形成之直立壁,并且该介 电窗被气密地结合于该顶盘,且结合的方式使该介 电窗的平面基底突出于该反应器本体外;及使用分 别置于该n个介电窗的平面基底上的n个线圈来产 生该电感耦合式电浆,其中该n个螺旋线圈的轴心 系直立、互相平行的,其中该n个螺旋线圈系被串 联连接,该被串联连接的n个螺旋线圈的一端被接 地,而另一端被连接至一RF功率来源;或该n个螺旋 线圈系被并联连接,该被并联连接的n个螺旋线圈 的每一个螺旋线圈的一端被接地,而另一端被连接 至m个节点,m为大于0小于n的整数,该m个节点被连接 至一或多个RF功率来源。62.如申请专利范围第61项 的方法,其中该电感耦合式电浆系在一介于10至100 毫托真空压下产生。63.如申请专利范围第61项的 方法,其进一步包含将相同操作气体同时由设于该 顶盘的周缘的多个进气孔及介于该n个介电窗间的 多个进气孔导入该电感耦合式电浆反应器内。64. 如申请专利范围第61项的方法,其进一步包含将不 同的操作气体分别由设于该顶盘的周缘的多个进 气孔及介于该n个介电窗间的多个进气孔导入该电 感耦合式电浆反应器内。65.如申请专利范围第61 项的方法,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻 的两个的螺旋方向相同。66.如申请专利范围第61 项的方法,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻 的两个的螺旋方向相反。67.如申请专利范围第65 或66项的方法,其中n=4。68.如申请专利范围第61项 的方法,其中该n个螺旋线圈系并联连接,且相邻的 两个的螺旋方向相同。69.如申请专利范围第61项 的方法,其中该n个螺旋线圈系串联连接,且相邻的 两个的螺旋方向相反。70.如申请专利范围第61项 的方法,其中该n个螺旋线包含多对螺旋线圈,每对 螺线圈由两个螺旋线圈组成,其中该两个螺旋线圈 的一端皆被接地,而另一端则共同连接至该m个节 点中的一个。71.如申请专利范围第70项的方法,其 中该多对螺旋线圈系连接至一个共同节点(m=1)。72 .如申请专利范围第70项的方法,其中该多对螺旋线 圈系连接至多个不同节点。73.如申请专利范围第 71或72项的方法,其中n=4。74.如申请专利范围第71项 的方法,其中n=5,其中一个单独的螺旋线圈的一端 被接地,而另一端被连接至该共同节点。75.如申请 专利范围第72项的方法,其中n=5,其中一个单独的螺 旋线圈的一端被接地,而另一端被连接至该多个节 点中的一个或至一个附加的节点。76.如申请专利 范围第71或72项的方法,其中n=16。77.如申请专利范 围第61项的方法,其中该n个螺旋线圈皆具有实质上 相同的大小,其中每一个螺旋线圈是由一中空铜管 绕结而成,且每一螺旋线圈具有大于一圈的圈数, 及大于2英寸的直径。78.如申请专利范围第61项的 方法,该介电窗为圆柱形。79.如申请专利范围第61 项的方法,其中该介电窗的直立壁从该平面基底量 起的高度低于10公分。80.如申请专利范围第79项的 方法,其中该介电窗的直立壁从该平面基底量起的 高度低于5公分。81.如申请专利范围第14项的反应 器,其中该n个螺旋线圈皆具有实质上相同的大小, 其中每一个螺旋线圈是由一管径为3/16寸的中空铜 管绕结而成,且每一个螺旋线圈具有2至3圈的圈数, 及2至4英寸的直径。82.如申请专利范围第34项的反 应器,其中该n个螺旋线圈皆具有实质上相同的大 小,其中每一个螺旋线圈是由一管径为3/16寸的中 空铜管绕结而成,且每一个螺旋线圈具有2至3圈的 圈数,及2至4英寸的直径。83.如申请专利范围第57 项的方法,其中该n个螺旋线圈皆具有实质上相同 的大小,其中每一个螺旋线圈是由一管径为3/16寸 的中空铜管绕结而成,且每一个螺旋线圈具有2至3 圈的圈数,及2至4英寸的直径。84.如申请专利范围 第77项的方法,其中该n个螺旋线圈皆具有实质上相 同的大小,其中每一个螺旋线圈是由一管径为3/16 寸的中空铜管绕结而成,且每一个螺旋线圈具有2 至3圈的圈数,及2至4英寸的直径。图式简单说明: 第一图A本发明之一串联线圈组态示意图;其中外 加电流以相同的绕行方向流经该线圈组态的各单 位线圈。 第一图B本发明之另一串联线圈组态示意图的;其 中外加电流以相反的绕行方向流经该线圈组态的 各两相邻之单位线圈。 第二图显示了两相邻线圈因相反的电流绕行方向 所产生之感应磁力线示意图。 第三图A本发明之一并联线圈组态示意图;其中外 加电流以相同的绕行方向流经该线圈组态的各单 位线圈。 第三图B本发明之另一并联线圈组态示意图;其中 外加电流以相反的绕行方向流经该线圈组态的各 两相邻之单位线圈。 第三图C本发明之另一并联线圈组态示意图;其中 每二个并联线圈为一对,两对并联线圈互相交错置 放,且各外接一独立RF电源供应器。 第四图本发明之一电浆反应器的侧面剖视示意图; 其中使用有本发明的一感应线圈组态。 第五图A本发明之另一电浆反应器的部份侧面剖视 图;其中线圈放置在碟形介电窗上方。 第五图B本发明之另一电浆反应器的部份侧面剖视 图;其中线圈放置在帽形介电窗上方。 第六图本发明之另一电浆反应器的侧面剖视图;其 中各单位线圈分别放置在独立的碟形介电窗上方 。 第七图本发明之另一电浆反应器的上视图,显示了 含多个独立介电窗之法兰盘结构组态示意图;其中 每个介电窗之间皆有连续式进气喷嘴孔。 第八图本发明之另一电浆反应器的上视图,显示了 含多个独立介电窗之法兰盘结构组态示意图;其中 每个介电窗之间皆有连续式进气喷嘴孔。
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