专利名称：介质窗、电感耦合线圈组件及等离子体处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种介质窗、应用该介质窗的电感耦合线圈组件及等离子体处理设备。
背景技术：
近年来，微电子加工技术取得了空前的成就。在微电子产品的生产过程中，需要频繁使用等离子体处理设备对基片进行各种加工工艺。目前，在众多等离子体激发方式中，电感耦合等离子体技术较为常用。该技术借助电感耦合线圈向工艺腔室中施加一定的射频功率，用以将工艺腔室内的工艺气体电离成等离子体状态，然后借助该等离子体对基片进行相应的加工工艺。可见，上述电感耦合线圈的结构及安装精度等因素将对等离子体的分布均勻性起到非常关键的作用，而一旦等离子体密度不均勻，将严重影响工艺速率的均勻性，最终对工艺结果造成不利影响。请参阅图1，为一种目前常用的电感耦合线圈的安装示意图。如图所示，借助一个线圈支架1对电感耦合线圈2进行固定，具体为，在电感耦合线圈2和线圈支架1的相应位置处加工多个线圈固定孔3，并利用螺钉把电感耦合线圈2固定在线圈支架1上；然后通过支撑4将线圈支架1放置于介质窗(图未示)上，从而将电感耦合线圈2悬置于介质窗上方位置；电感耦合线圈2的两端通过内连接条8和外连接条9与射频电源相连接。在上述电感耦合线圈安装结构中，电感耦合线圈的安装位置、线圈之间的距离、线圈和介质窗之间的距离都会影响等离子体的分布均勻性，进而影响工艺结果的均勻性。因此，上述线圈安装结构不可避免地存在下述缺点其一，由于电感耦合线圈只是通过几个固定点而被悬置于介质窗上方，因而电感耦合线圈上的远离线圈固定螺钉的位置会因重力作用而变形，从而使电感耦合线圈上各个位置与介质窗表面的距离存在一定的差异，而上述距离差异同样会影响等离子体的局部密度分布。其二，由于需要在电感耦合线圈上加工多个固定孔才能使用螺钉将其固定在线圈支架上，因而在电感耦合线圈上的固定孔位置会影响线圈局部的阻值，从而影响线圈中的功率分布的均勻性，最终同样会影响等离子体的局部密度分布。其三、上述对电感耦合线圈的安装过程需要借助人工安装而实现，从而不可避免地存在一定人为操作差异，该误差将影响电感耦合线圈的安装位置、电感耦合线圈上各圈之间的距离以及电感耦合线圈与介质窗之间的距离等的安装精度，上述安装精度误差将导致线圈上不同位置的射频功率分布不均勻，并最终影响等离子体的分布均勻性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种介质窗，其能够对电感耦合线圈进行精确的安装和定位，从而获得均勻分布的等离子体。为解决上述问题，本发明还提供一种电感耦合线圈组件，其同样能够对电感耦合线圈进行精确的安装和定位，从而获得均勻分布的等离子体。为解决上述问题，本发明同时还提供一种等离子体处理设备，其同样能够对电感耦合线圈进行精确的安装和定位，从而获得均勻分布的等离子体。为此，本发明提供一种介质窗，用于在等离子体处理设备中安装电感耦合线圈，其中，介质窗的上表面具有与电感耦合线圈的形状相适配的装卡部，电感耦合线圈可被固定于装卡部中。其中，上述装卡部包括与电感耦合线圈的形状相适配的凹槽。其中，上述凹槽中各个位置的深度相等，且凹槽的深度介于电感耦合线圈的高度的1/4 3/4之间。优选地，上述凹槽的槽壁经过光滑处理。其中，介质窗所采用的材质包括石英、陶瓷。此外，本发明还提供一种电感耦合线圈组件，包括介质窗和设置于介质窗上表面的电感耦合线圈，上述介质窗为上述本发明所提供的介质窗，用于对电感耦合线圈进行固定。另外，本发明还提供一种等离子体处理设备，包括工艺腔室，在工艺腔室的上方设置有上述本发明所提供的介质窗，用以安装、固定电感耦合线圈。该等离子体处理设备包括等离子体刻蚀设备。最后，本发明还提供一种等离子体处理设备，包括工艺腔室，在工艺腔室的上方设置有上述本发明所提供的电感耦合线圈组件，用以向工艺腔室内施加射频功率。该等离子体处理设备包括等离子体刻蚀设备。本发明具有下述有益效果本发明所提供的介质窗的上表面具有与电感耦合线圈的形状相适配的装卡部，将电感耦合线圈直接放置于该装卡部中即可实现对电感耦合线圈的固定。而由于无需使用线圈支架及螺钉即可固定上述电感耦合线圈，因此，无需在电感耦合线圈上加工固定孔，从而也就避免了上述固定孔对电感耦合线圈各个位置的电阻的影响，进而使电感耦合线圈中的功率分布区域均勻，以在工艺腔室中获得均勻分布的等离子体；其二，电感耦合线圈被直接固定于本发明提供的介质窗的上表面，因而，在电感耦合线圈的各个位置均可获得有效支撑，从而避免电感耦合线圈的某些位置因重力作用而变形的问题，进而可在工艺腔室中获得均勻分布的等离子体；其三，本发明提供的介质窗的上表面具有与电感耦合线圈的形状相适配的安装部，从而可对电感耦合线圈进行精确定位以有效避免安装过程中的位置及形状误差，进而有利于在工艺腔室内获得分布均勻的等离子体。本发明提供的电感耦合线圈组件包括电感耦合线圈和上述本发明提供的介质窗， 利用上述介质窗对上述电感耦合线圈进行精确固定，从而有利于在等离子体工艺腔室内获得分布均勻的等离子体。本发明提供的等离子体处理设备包括工艺腔室，并且在其工艺腔室的上方设有上述本发明提供的介质窗或电感耦合线圈组件。因此，该等离子体处理设备同样能够对电感耦合线圈进行精确固定，从而在其工艺腔室内获得分布均勻的等离子体。
图1为一种目前常用的电感耦合线圈的安装示意图；图2为本发明提供的介质窗一个具体实施例的剖视图；图3为本发明提供的电感耦合组件一个具体实施例的剖视图；以及图4为本发明提供的等离子体处理设备一个具体实施例的结构示意图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的介质窗、电感耦合线圈组件及等离子体处理设备进行详细描述。本发明提供一种介质窗，其可被用于在等离子体处理设备中安装电感耦合线圈.该介质窗的上表面具有与电感耦合线圈的形状相适配的装卡部，将电感耦合线圈直接放置于装卡部中即可实现对电感耦合线圈的精确固定。在实际应用中，上述装卡部例如可以采用一种与上述电感耦合线圈的形状相适配的凹槽结构，用以将电感耦合线圈嵌入该凹槽中。请参阅图2，为本发明提供的介质窗一个具体实施例的剖视图。本发明提供的介质窗10采用石英、陶瓷等材质制成，其整体为圆形的板状结构，并在介质窗10的上表面设置有与上述电感耦合线圈的形状相吻合的凹槽11。通常，电感耦合线圈为一种平面的螺旋线形结构，相应地，上述凹槽11也应被设置为螺旋线形结构。本实施例中，上述凹槽11中各个位置的深度均相等，以确保电感耦合线圈的各个部位均能与上述凹槽11相接触，从而使电感耦合线圈各个部位与等离子体工艺腔室的距离均相等。并且，所述凹槽11的深度应介于所要安装的电感耦合线圈高度的1/4 3/4之间。这样设置的原因在于，如果凹槽11的深度低于电感耦合线圈高度的1/4，则无法对电感耦合线圈进行可靠的固定；而如果凹槽11的深度大于电感耦合线圈高度的3/4，则在对电感耦合线圈施加射频功率时，不利于线圈散热。本实施例中，使上述凹槽11的深度大致等于电感耦合线圈高度的1/2。此外，在一个优选实施例中，采用例如机械或化学抛光等的方式对上述凹槽11的槽壁进行光滑处理，以更加精确地固定上述电感耦合线圈。上述本发明提供的介质窗在用于等离子体处理设备中时，只需将电感耦合线圈放置于介质窗表面的凹槽中即可，利用电感耦合线圈自身的重力即能使之紧密地与凹槽底部相接触。因此，应用本发明提供的介质窗对电感耦合线圈进行固定相对于图1所示的固定结构而言，具有下述优点其一，本发明提供的介质窗并不需要借助线圈支架及螺钉等外部组件即可实现对电感耦合线圈的安装固定，不但具有结构简单、易于实现的优点，而且能够节约设备成本；其二，本发明提供的介质窗借助精确加工的凹槽对电感耦合线圈进行固定， 从而能够有效避免因采用线圈支架及螺钉等组件时的加工及安装误差以及因重力作用而导致的形变误差，从而能够将电感耦合线圈精确地安装在工艺腔室的上方，并可在工艺腔室内获得分布均勻的等离子体；其三，本发明提供的介质窗对电感耦合线圈进行固定时，无需在电感耦合线圈上加工固定孔，从而避免上述固定孔对电感耦合线圈上不同位置的电阻的影响，进而有利于射频功率在电感耦合线圈内进行均勻分布，并最终在工艺腔室内形成均勻的等离子体。需要指出的是，虽然上述实施例中是以凹槽结构为例而对介质窗的装卡部加以说明的，但是本发明并不局限于此，只要在介质窗表面与介质窗一体成型的、且与电感耦合线圈的形状像吻合的固定结构均可作为装卡部。本领域技术人员在上述实施例的启发下应能够对该装卡部作出多种变形和改进，而凡是基于本发明的精神和实质所作出的变形和改进均应视为本发明的保护范围。请参阅图3，为本发明提供的电感耦合组件一个具体实施例的剖视图。本实施例中，该电感耦合组件具体电感耦合线圈20和上述本发明提供的介质窗10。其中，介质窗10 上表面具有与电感耦合线圈20的形状相适配的凹槽11，借助该凹槽11而将电感耦合线圈 20精确地固定在介质窗10的上表面。该电感耦合线圈20可以采用与背景技术或本领域技术人员所常用的线圈结构，因而不予赘述。至于介质窗10的材质及其凹槽11的结构等均与上述图2所示实施例中的介质窗具有相同或类似的特点，同样不予赘述。请参阅图4，为本发明提供的等离子体处理设备一个具体实施例的结构示意图。本发明提供的等离子体处理设备，包括工艺腔室4，在工艺腔室4的上方设置有上述本发明提供的介质窗2或本发明提供的电感耦合线圈1组件，用以对电感耦合线圈1进行精确的安装、固定，并且借助上述电感耦合线圈1使射频电源5的射频功率均勻地施加于工艺腔室4的内部，从而形成均勻分布的等离子体，进而有利于获得均勻的等离子体工艺结果。在实际应用中，上述等离子体处理设备例如可以是等离子体刻蚀设备。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种介质窗，用于在等离子体处理设备中安装电感耦合线圈，其特征在于，所述介质窗的上表面具有与所述电感耦合线圈的形状相适配的装卡部，所述电感耦合线圈可被固定于所述装卡部中。
2.根据权利要求1所述的介质窗，其特征在于，所述装卡部包括与所述电感耦合线圈的形状相适配的凹槽。
3.根据权利要求2所述的介质窗，其特征在于，所述凹槽中各个位置的深度相等，且所述凹槽的深度介于所述电感耦合线圈的高度的1/4 3/4之间。
4.根据权利要求3所述的介质窗，其特征在于，所述凹槽的槽壁经过光滑处理。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的介质窗，其特征在于，所述介质窗所采用的材质包括石英、陶瓷。
6.一种电感耦合线圈组件，包括介质窗和设置于介质窗上表面的电感耦合线圈，其特征在于，所述介质窗包括权利要求1-5中任意一项所述的介质窗，用于对所述电感耦合线圈进行固定。
7.一种等离子体处理设备，包括工艺腔室，其特征在于，在所述工艺腔室的上方设置有权利要求1-5中任意一项所述的介质窗，用以安装、固定电感耦合线圈。
8.根据权利要求7所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述等离子体处理设备包括等离子体刻蚀设备。
9.一种等离子体处理设备，包括工艺腔室，其特征在于，在所述工艺腔室的上方设置有权利要求6所述的电感耦合线圈组件，用以向工艺腔室内施加射频功率。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述等离子体处理设备包括等离子体刻蚀设备。
全文摘要
本发明提供一种介质窗、电感耦合线圈组件及等离子体处理设备。其中，本发明提供的介质窗用于在等离子体处理设备中安装电感耦合线圈，该介质窗的上表面具有与上述电感耦合线圈的形状相适配的装卡部，借助该装卡部可将电感耦合线圈精确地固定于介质窗的上表面，从而有利于在等离子体工艺腔室内获得均匀分布的等离子体。本发明提供的电感耦合线圈组件及等离子体处理设备同样能够对电感耦合线圈进行精确地安装定位，从而在工艺腔室内获得均匀分布的等离子体。
文档编号H05H1/46GK102548180SQ201010622209
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者刑涛 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司