產生等離子的等離子源線圈和使用等離子源的等離子腔的製作方法

2023-10-26 04:08:42

專利名稱：產生等離子的等離子源線圈和使用等離子源的等離子腔的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製作設備，更具體地說，涉及一種用於產生等離子的等離子源線圈和使用此等離子源的等離子腔。
背景技術：
在過去的二十年間，超大規模集成電路(ULSI)技術已經得到迅猛的發展。這可能是因為已經達到技術極限的半導體製作技術可以通過半導體製作設備的支持。作為這些半導體製作設備之一的等離子腔廣泛應用於不僅包括蝕刻加工而且包括沉積加工的各種應用場合。
等離子腔用於產生等離子並用於利用產生的等離子等進行蝕刻加工、沉積加工。等離子腔使用各種等離子發生源，其可以分成電子迴旋共振(ECR)等離子源、螺旋波激勵(HWEP)等離子源、電容耦合等離子(CCP)源、或感應耦合等離子(ICP)源。ICP源將射頻(RF)電源提供到感應線圈以產生磁場。由磁場感應的電場甚至在低壓下將電子儲存在等離子腔的中心產生高密度的等離子。由於其機構比ECR等離子源或HWEP源簡單並有利於產生大面積的等離子，所以ICP源等離子得到廣泛使用。
在使用ICP源的等離子腔中，大RF電流流過構成諧振電路感應器的線圈。在此，RF電流量顯著地影響等離子腔中產生的等離子的分布。總體上說，眾所周知，構成感應器的線圈具有其本身的電阻。因此，當電流流過線圈時，由於線圈的電阻消耗掉能量並轉化為熱。結果，流過線圈的電流量減少。如果流過線圈的電流量不均勻，則腔中產生的等離子也是非均勻分布。
圖1是顯示在傳統利用等離子源線圈的半導體製作設備中，等離子密度ni分布和臨界尺寸(CD)中的Δ變化率ΔCD的曲線圖。在下文中，在進行加工之前預期的CD和進行加工之後獲得的CD之間的差將被稱作CD中的變化率ΔCD。
在圖1中，從顯示的等離子密度ni的曲線12可以清晰地看出，晶片的中心具有最大的等離子密度ni，而晶片的邊緣具有最小的等離子密度ni。從顯示的CD中的變化率ΔCD的曲線14可以清晰地看出，與等離子的密度ni相似，晶片的中心具有最大的CD中的變化率ΔCD時，而晶片的邊緣具有最小的CD中的變化率ΔCD。
傳統上，已經嘗試過許多方法以通過利用改進的加工方法解決等離子的非均勻密度問題。然而，各種製作加工方法如平版印刷術加工方法受到技術限制的束縛且不能獲得均勻的等離子密度。因此，需要研究可以靠自己產生均勻等離子的半導體製作等離子設備。
即使可以產生均勻等離子，在例如利用等離子腔蝕刻加工期間，晶片中心的CD中的變化率ΔCD仍然不同於晶片邊緣中的CD中的變化率ΔCD。在蝕刻加工中，產生化學反應，因此產生副產品。在晶片中心和其邊緣之間具有消除所述副產品的擴散速度的差。即，在晶片中心消除副產品的擴散速度相對低，而在晶片邊緣消除副產品的擴散速度相對高。為了解決這個問題，應該降低晶片邊緣的蝕刻速度。此外，需要具有可以控制等離子密度的各種結構的等離子源線圈。

發明內容
根據本發明的一個方面，其提供一種用於在預定的反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括m個單元線圈，每個單元線圈都具有n圈，其在從等離子源線圈中心具有預定半徑的線圈套管延伸並環繞線圈套管以螺旋形狀設置，其中m為大於或等於2的整數，而n為正實數。
根據本發明的另一方面，其提供一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；位於腔的拱頂上的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括m個單元線圈，每個單元線圈都具有n圈，其在從等離子源線圈中心具有預定半徑的線圈套管延伸並環繞線圈套管以螺旋形狀設置，其中m為大於或等於2的整數，而n為正實數；
位於等離子源線圈的線圈套管的預定中心區的支撐杆；以及連接到支撐杆的感應線圈，所述感應線圈用於給等離子源線圈提供電源。
根據本發明的再一方面，其提供一種用於在預定的反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面同樣的平面上從套管柱發散並沿套管柱的第二表面的圓周以螺旋形狀設置，其中當兩個或更多的單元線圈達到預定半徑時，在保持預定半徑的同時，所述兩個或更多的單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸。
根據本發明的另一方面，其提供一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；位於腔拱頂上的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面的同樣平面上從套管柱發散並沿套管柱第二表面的圓周以螺旋形狀設置，其中當m個單元線圈達到預定半徑時，在保持所述預定半徑的同時，所述單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸，以及連接到等離子源線圈的套管柱的感應電源，所述感應電源用於給單元線圈提供電源。
根據本發明的另一方面，其提供一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括用於接收電源的線圈套管；以及m個單元線圈，每個單元線圈都具有n圈，其從線圈套管發散並環繞線圈套管彎曲成波浪形狀，其中m為大於或等於2的整數，而n為正實數。
根據本發明的另一方面，其提供一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括包括m個第一單元線圈的第一等離子源區，其從用於接收電源的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管；以及包括m個第二單元線圈的第二等離子源區，其從第一等離子源區的第一單元線圈延伸並彎曲成波浪形狀以環繞第一等離子源區，其中m為大於或等於2的整數。
根據本發明的另一方面，其提供一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面同樣的平面上從套管柱發散並彎曲成波浪形狀以環繞套管柱，其中當m個單元線圈達到預定半徑時，在保持預定半徑的同時，所述單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸。
根據本發明的另一方面，其提供一種等離子源線圈，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈包括有m個第一單元線圈的第一等離子源區，其從線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管，以及包括有m個第二單元線圈的第二等離子源區，其從第一等離子源區的第一單元線圈延伸並彎曲成波浪形狀以環繞第一等離子源區，其中m為大於或等於2的整數；以及用於通過線圈套管將電源提供給單元線圈的感應電源。
根據本發明的另一方面，其提供一種等離子源線圈，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面的同樣平面上從套管柱並彎曲成波浪形狀以環繞套管柱，其中當m個單元線圈達到預定半徑時，在保持所述預定半徑的同時，所述單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸；以及連接到等離子源線圈的套管柱的感應電源，所述感應電源用於給所述單元線圈提供電源。
根據本發明的另一方面，其提供一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括彼此距離均勻間隔的多個導電套管，所述導電套管用於直接從電源接收電力；以及從各自的導電套管發散並設置為以螺旋形狀環繞導電套管的多個線圈線。
根據本發明的另一方面，其提供一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括由從第一區的中心點發散的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分，其對應反應空間的中心並間隔反應空間第一距離，並定位為以螺旋形狀環繞第一區的中心點；以及由從第一單元線圈延伸並定位為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣、環繞第一區並間隔反應空間第二距離，其中第二距離比第一距離短。
根據本發明的另一方面，其提供一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間，其中拱頂包括在對應於反應空間的中心部分的區中反應空間的相反方向凸出向拱頂外面的凸出部分；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；位於對應反應空間的中心部分的拱頂的區的中心的線圈套管；等離子源線圈，其由從環繞線圈套管的第一區中的線圈套管延伸並在垂直方向盤繞凸出部分的第一單元線圈，以及從環繞第一區的第二區中的第一單元線圈延伸並設置在拱頂上，以便在水平方向環繞第一區的第二單元線圈組成；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。


參照相應的附圖對下面典型實施方式進行具體說明，將使本發明的上述和其它特徵和優點變得更加清晰和容易理解。
圖1是顯示在傳統利用等離子源線圈的半導體製作設備中，等離子密度ni分布和CD中的變化率ΔCD的曲線圖；圖2是顯示根據本發明實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖3是顯示包括圖2的等離子源線圈的等離子腔的截面視圖；圖4A是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖4B是顯示根據距離圖4A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的單元線圈各部分之間間隔的變化的曲線圖；圖5A是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖5B是顯示根據距離圖5A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的截面面積的變化的曲線圖；圖5C是顯示根據距離圖5A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的單元線圈各部分之間間隔的變化的曲線圖；圖6A是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖6B是顯示根據距離圖6A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的截面面積的變化曲線圖；圖6C是顯示根據距離圖6A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的單元線圈各部分之間間隔的變化的曲線圖；圖7A到7K是顯示根據本發明的等離子源線圈的套管形狀的平面視圖；圖8A到8E是顯示本發明的等離子源線圈的單元線圈的各種截面形狀的視圖；圖9和10是顯示根據本發明的另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖11是顯示圖3等離子腔拱頂的截面視圖；圖12到45是顯示根據本發明的各種實施方式的等離子腔的拱頂和等離子源線圈的截面視圖；圖46是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的視圖；圖47是顯示利用圖46所示的等離子源線圈的等離子腔的截面視圖；圖48是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖49是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；
圖50是顯示利用圖49所示的等離子源線圈的等離子腔的截面視圖；圖51A是顯示根據本發明的另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖51B是顯示沿圖51A的線IB-IB′剖開的截面視圖；圖52到67是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖；圖68是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖；圖69是顯示圖68所示的等離子腔的等離子源的實施例；圖70是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖；圖71是顯示圖70所示的等離子腔的等離子源的實施例；圖72是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖；圖73是顯示圖72所示的等離子腔的等離子源的實施例；圖74是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖；圖75是顯示圖74所示的等離子腔的等離子源的實施例。
具體實施例方式
參照圖2，等離子源線圈200由位於其中心的線圈套管210和多個環繞線圈套管210螺旋盤繞的單元線圈201、202、203和204組成。雖然四個單元線圈201、202、203和204典型用於本發明實施方式中，但本發明不局限於上述說明。等離子源線圈200可以包括m個線圈(在此，m≥2且m為整數)。單元線圈201、202、203和204中的每個都具有n圈(在此，n為正實數)。單元線圈201、202、203和204中每個的圈數都可以不是整數。
線圈套管210由與多個單元線圈201、202、203和204同樣的材料製作。例如，如果單元線圈201、202、203和204由銅製作，則線圈套管210也可以由銅製作。線圈套管210也可以根據情況由不同於多個單元線圈201、202、203和204的材料製作，但無論如何應該由導體材料製作。支撐棒211位於線圈套管210的中心並凸出垂直於線圈套管210的頂面。支撐棒211也由導體材料例如銅製作。
參照圖3，在包括等離子源線圈200的等離子腔300中，內空間304的適合尺寸由外壁302和拱頂312限定。雖然為簡化起見，等離子腔300的內空間304向外開口，但在實際使用中內空間304對外關閉以保持等離子腔300的真空。晶片支撐306位於內空間304的下部分，以支撐具有一定圖樣的半導體晶片308。RF電源316連接到晶片支撐306。
用於產生等離子的等離子源線圈200位於拱頂312的外表面。參照圖2說明等離子源線圈200的平面結構。即，線圈套管210位於拱頂312頂面的中心，而單元線圈201、202、203和204繞線圈套管210螺旋盤繞。雖然在圖3中未示出，但單元線圈201、202、203和204每個的一個接線端都連接到線圈套管210，而其另一端接地。支撐棒211位於線圈套管210的中心並凸出垂直於線圈套管210的頂面。RF電源314連接到支撐棒211。因此，RF電源314將RF電源通過支撐棒211和線圈套管210提供到單元線圈201、202、203和204。
在此等離子腔300中，單元線圈201、202、203和204從RF接收來自RF電源314的電源以產生電場。電場穿過拱頂312並在等離子腔300的內空間304受到感應。在內空間304感應的電場在等離子腔300的內空間304中產生氣體放電，因此產生等離子。合成的中性基團與帶電離子發生作用從而加工半導體晶片308的表面，在傳統的等離子腔中，在內空間產生的等離子密度在晶片的中心具有最大值，在晶片的邊緣具有最小值。與具有非均勻等離子密度的傳統等離子腔不同，在本發明的等離子腔300中，等離子的密度由於線圈套管210的原因在晶片的中心得到適當地降低。因此，在整個等離子腔300內部，等離子的密度變得均勻。
圖4A是顯示根據另一實施方式可以產生均勻等離子的等離子源線圈的平面視圖，其只典型說明一個單元線圈。圖4B是顯示根據距離圖4A中線圈中心徑向距離的單元線圈各部分之間間隔的變化的曲線圖。
如圖4A和4B所示，單元線圈201a從位於整個線圈中心的線圈套管發散210並繞線圈套管210螺旋盤繞。單元線圈201a構成為以便當距離線圈套管210中心的徑向距離在例如x方向增加時，單元線圈201a的各部分之間的間隔在x方向減少。即，當徑向距離減少時，間隔d增加。相反，當徑向距離增加時，間隔d減少。因此，線圈201a在徑向距離線圈套管210的中心延伸越遠，流過線圈201a的電流之間的間隔越窄。因此，單位面積的電流量增加。這就使得等離子密度在相對應線圈201a一部分的晶片邊緣增加，所述部分距離線圈套管210的中心最遠。此外，由於線圈套管210使晶片中心的等離子密度降低，所以整個晶片可以具有均勻的等離子密度而與位置無關。雖然在圖4A中只顯示了一個單元線圈201a，但可以清晰地看出，也可以包括其它與單元線圈201a同樣結構的單元線圈。
圖5A是顯示根據本發明另一實施方式可以產生均勻等離子的等離子源線圈的平面視圖，其示例性地說明了僅僅一個單元線圈。圖5B是顯示根據距離圖5A線圈中心的徑向距離的單元線圈截面面積的變化的曲線圖，而圖5C是顯示根據距離圖5A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的單元線圈各部分之間間隔的變化的曲線圖。
參照圖5A、圖5B和圖5C，單元線圈201b從位於等離子源線圈中心的線圈套管發散210並繞線圈套管210螺旋盤繞。單元線圈201b構成為以便當距離線圈套管210中心的徑向距離例如在x方向增加時，單元線圈201b的截面面積A減少，但單元線圈201b的各部分之間的間隔保持恆定。即，當徑向距離減少時，截面面積A增加。相反，當徑向距離增加時，截面面積A減少。因此，即使電流量恆定與徑向距離無關，隨著線圈201b在徑向距離線圈套管210的中心延伸越遠，流過線圈201b的電流密度增加。這就使得等離子的密度在相對應線圈201b一部分的晶片邊緣增加，所述部分距離線圈套管210的中心最遠。此外，由於線圈套管210使晶片中心的等離子密度降低，所以整個晶片可以具有均勻的等離子密度而與位置無關。雖然在圖5A中只顯示了一個單元線圈201b，但可以清晰，也可以包括其它與單元線圈201b同樣結構的單元線圈。
圖6A是顯示根據本發明另一實施方式的可以產生均勻等離子的等離子源線圈的平面視圖，其示例性地說明僅僅一個單元線圈。圖6B是顯示根據距離圖6A線圈中心徑向距離的單元線圈截面面積的變化的曲線圖，而圖6C是顯示根據距離圖6A的等離子源線圈中線圈中心徑向距離的變化，單元線圈各部分之間間隔變化的曲線圖。
參照圖6A、圖6B和圖6C，單元線圈201c從位於等離子源線圈中心的線圈套管發散210並繞線圈套管210螺旋盤繞。單元線圈201c構成為以便當距離線圈套管210中心的徑向距離例如在x方向增加時，單元線圈201c的各部分之間的間隔d′和單元線圈201c的截面面積A′都減少，即，此等離子源線圈通過組合圖4A和5A所示的等離子源線圈獲得。因此，當線圈201c在徑向距離線圈套管210的中心延伸越遠時，流過單元線圈201c的電流密度的增加最有效。這就使得等離子的密度以最高速度在相對應線圈201c一部分的晶片邊緣增加，所述部分距離線圈套管210的中心最遠。此外，由於線圈套管210使晶片中心的等離子密度降低，所以整個晶片可以具有均勻的等離子密度而與位置無關。雖然在圖6A中只顯示了一個單元線圈201c，但顯而易見，也可以包括其它與單元線圈201c同樣結構的單元線圈。
圖7A到7K是顯示根據本發明的等離子源線圈的線圈套管形狀的平面視圖。
參照圖7A，線圈套管210a可以具有簡單的圓形。在圖7A中，線圈套管210a的截面面積可以改變，從而影響等離子腔內等離子密度的分布，具體地說，是在晶片的中心。確定線圈套管210a截面面積的線圈套管210a的半徑也影響等離子密度的分布。參照圖7B，線圈套管210b可以具有圓環形(circular donut)以便限定空的中心空間。分支210b′位於空的中心空間。在下文中，分支210b′位於圖7B所示的線圈套管210b一定空間的此結構將被稱為網孔結構。參照圖7C，線圈套管210c可以具有圓環形，以便限定空的中心空間，但與圖7B的線圈套管210b不同，不包括位於空的中心空間的分支。具有完全空的中心空間的圖7C的線圈套管210c具有比有分支210b′的圖7B所示的線圈套管210b更大的降低晶片中心等離子密度的效果。
參照圖7D，線圈套管210d可以具有簡單的正方形。在圖7D中，線圈套管210d的截面面積可以改變，從而影響晶片中心等離子密度的分布，因此，確定線圈套管210d截面面積的線圈套管210d的長度和/或寬度也影響等離子密度的分布。參照圖7E，線圈套管210e可以具有正方環形，以便限定空的中心空間。線圈套管210e具有分支210e′位於空的中心空間的網孔結構。參照圖7F，線圈套管210f可以具有正方環形，以便限定空的中心空間，但與圖7E的線圈套管210e不同，不包括位於空的中心空間的分支。具有完全空的中心空間的圖7F的線圈套管210f具有比有分支210e′的圖7E的線圈套管210e更大的降低晶片中心等離子密度的效果。
參照圖7G到7K，線圈套管具有多邊形。如圖7G和7I所示，線圈套管210g和210i分別具有六邊形和八邊形。如圖7H和7J所示，線圈套管210h和210j分別具有六邊環形(hexagonal donut)和八邊環形(octagonal donut)。此外，如圖7K所示，線圈套管7k具有三角形。如上所述，每個都具有空的中心空間的圖7H和7J的線圈套管210h和210j可以比圖7G和7I的線圈套管210g和210i更有效地降低晶片中心等離子的密度。當然，本發明的線圈套管可以具有除了圖7A到7K所示形狀之外的各種形狀。
圖8A到8E是顯示本發明等離子源線圈的單元線圈的各種截面形狀的視圖。
如圖8A到8E所示，本發明的單元線圈可以具有各種截面形狀。例如，有具有圓截面形狀的單元線圈201-1、具有圓環截面形狀的單元線圈201-2、具有正方形截面形狀的單元線圈201-3、具有正方環形截面形狀的單元線圈201-4、具有半圓截面形狀的單元線圈201-5。當然，本發明的單元線圈也可以具有其它各種截面形狀。
圖9和10是顯示根據本發明另一實施方式可以產生均勻等離子的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖9，等離子源線圈200d由位於等離子源線圈200d中心的單元線圈210d和多個繞單元線圈210d螺旋盤繞的單元線圈201d、202d、203d、204d、205d和206d組成。參照圖10，等離子源線圈200e由位於等離子源線圈200e中心的單元線圈210e和多個繞單元線圈210e螺旋盤繞的單元線圈201e、202e、203e、204e、205e和206e組成。等離子源線圈200d和200e分別通過用單元線圈210d和210e替換圖2的線圈套管210獲得。如圖9所示，單元線圈210d可以逆時針盤繞。另外，如圖10所示，單元線圈210e也可以順時針盤繞。在任何情況下，多個單元線圈201d、202d、203d、204d、205d和206d或201e、202e、203e、204e、205e和206e從單元線圈210d或210e的最遠部分延伸並繞單元線圈210d或210e盤繞。本發明不局限於上述繞中心單元線圈210d或210e盤繞的單元線圈的數量(即，6)。
圖11是顯示圖3的等離子腔的拱頂截面視圖。
參照圖11，根據本發明的等離子腔(圖3的300)的拱頂312包括分別具有不同介電常數ε1和ε2的兩個材料層。更具體地說，拱頂312具有下拱頂312a和上拱頂312b。下拱頂312a的底面面對半導體晶片(圖3的308)並暴露於內部空間(圖3的304)。上拱頂312b的頂面暴露到等離子腔300外。下拱頂312a的頂面與上拱頂312b的底面接觸。下拱頂312a的頂面和底面以及上拱頂312b的底面面向等離子腔300的內部空間304凸出。下拱頂312a由具有預定第一介電常數ε1的材料例如具有9.3到9.8介電常數的氧化鋁(Al2O3)製作。上拱頂312b由具有小於第一介電常數ε1的預定第二介電常數ε2的材料例如陶瓷製作。顯然，具有圖11所示的拱頂312的等離子腔300可以具有本發明等離子源線圈之一。
圖12到45是顯示根據本發明實施方式的等離子腔的拱頂和等離子源線圈的截面視圖。
參照圖12，線圈套管210-11和平面化儀(planarizer)340-11設置在拱頂312-11的頂面，其為面對等離子腔內空間的拱頂312-11底部的相反側。根據情況，平面化儀340-11典型由塑料或陶瓷製作或可以為填充空的空間的空氣。線圈套管210-11位於拱頂312-11的中心，而平面化儀340-11設置為環繞線圈套管210-11。拱頂312-11由氧化鋁製作。支撐棒211-11位於線圈套管210-11頂面的中心。拱頂312-11具有平面底面和頂面，而線圈套管210-11也具有平面底面和頂面。熱放射層360-11設置在平面化儀340-11上，而多個單元線圈201-11、202-11和203-11位於熱放射層360-11內。當然，參照圖2、4A、5A、6A、9和10說明的等離子源線圈不僅可以施用到由多個單元線圈201-11、202-11和203-11、線圈套管210-11以及支撐棒211-11組成的圖12的等離子源線圈，而且也可以施用到將在下文參照圖13到46說明的等離子源線圈。
參照圖13，線圈套管210-12位於拱頂312-12的頂面。當線圈套管210-12的底面為平面時，其頂面具有凸形。支撐棒211-12位於線圈套管210-12的凸形頂面的中心。與線圈套管210-12不同，拱頂312-12具有平面底面和頂面。平面化儀(planarizer)340-12和熱放射層360-12順序設置在線圈套管210-12不位於其上的拱頂312-12的頂面上，以便環繞線圈套管210-12。多個單元線圈201-12、202-12和203-12位於熱放射層360-12內部。
參照圖14，線圈套管210-13位於拱頂312-13頂面的中心。當線圈套管210-13的底面具有凹形時，其頂面為平面。支撐棒211-13位於線圈套管210-13的平面頂面的中心。拱頂312-13具有平面底面，而且具有接觸線圈套管210-13底面的頂面的凹部分。平面化儀340-13和熱放射層360-13順序設置為環繞線圈套管210-13。多個單元線圈201-13、202-13和203-13位於熱放射層360-13內部。
參照圖15，線圈套管210-14位於拱頂312-14頂面的中心。當線圈套管210-14的底面為平面時，其頂面具有凹形。支撐棒211-14位於線圈套管210-14的凹頂面的中心。與線圈套管210-14不同，拱頂312-14具有平面底面和頂面。平面化儀340-14和熱放射層360-14順序設置為環繞線圈套管210-14。多個單元線圈201-14、202-14和203-14位於熱放射層360-14內部。
參照圖16，電介層350-11和線圈套管210-15順序設置在拱頂312-15頂面的中心。根據情況，電介層350-11可以由塑料或陶瓷製作或可以為填充空的空間的空氣。拱頂312-15具有平面底面和頂面，而電介層350-11具有平面底面。然而，電介層350-11的頂面具有凸形。同樣，線圈套管210-15的頂面具有凸形。因此，接觸電介層350-11頂面的線圈套管210-15的底面也具有凸形。支撐棒211-15位於線圈套管210-15的凸頂面的中心。平面化儀340-15和熱放射層360-15順序設置為環繞線圈套管210-15。多個單元線圈201-15、202-15和203-15位於熱放射層360-15內部。
參照圖17，陶瓷層360-11插進拱頂312-16頂面的中心部分，而線圈套管210-16和電介層350-12順序設置在陶瓷層360-11上。陶瓷層360-11可以用另一絕緣材料層替換。根據情況，電介層350-12可以由塑料或陶瓷製作或可以為填充空的空間的空氣。拱頂312-16具有平面底面，而陶瓷層360-11具有平面頂面。位於陶瓷層360-11上的線圈套管210-16具有凹形。位於線圈套管210-16上的電介層350-12的頂面為平面。支撐棒211-16位於電介層350-12的平面頂面的中心。平面化儀340-16和熱放射層360-16順序設置為環繞線圈套管210-16。多個單元線圈201-16、202-16和203-16位於熱放射層360-16內部。
參照圖18，電介層350-13和線圈套管210-17順序設置在拱頂312-17頂面的中心。拱頂312-17具有平面底面，而且在頂面的中心具有凹部分。電介層350-13設置在凹部分並具有平面頂面。位於電介層350-13上的線圈套管210-17的頂面具有凸形。支撐棒211-17位於線圈套管210-17凸頂面的中心。平面化儀340-17和熱放射層360-17順序設置為環繞線圈套管210-17。多個單元線圈201-17、202-17和203-17位於熱放射層360-17內部。
參照圖19，電介層350-14和線圈套管210-18順序設置在拱頂312-18頂面的中心。拱頂312-18具有平面底面和頂面。位於拱頂312-18上的電介層350-14的頂面具有凸形。位於電介層350-14上的線圈套管210-18的頂面和底面分別具有凹形和凸形。支撐棒211-18位於線圈套管210-18凹頂面的中心。平面化儀340-18和熱放射層360-18順序設置為環繞線圈套管210-18。多個單元線圈201-18、202-18和203-18位於熱放射層360-18內部。
參照圖20，電介層350-12設置在拱頂312-19頂面的中心。線圈套管210-19位於拱頂312-19頂面上，以完全覆蓋電介層350-15。拱頂312-19、電介層350-15以及線圈套管210-19每個都具有平面底面和頂面。支撐棒211-19位於線圈套管210-19平面頂面的中心。平面化儀340-19和熱放射層360-19順序設置為環繞線圈套管210-19。多個單元線圈201-19、202-19和203-19位於熱放射層360-19內部。
參照圖21，電介層350-16設置在拱頂312-20頂面的中心。線圈套管210-20位於拱頂312-20頂面上，以完全覆蓋電介層350-16。拱頂312-20和電介層350-16每個都具有平面底面和頂面。而線圈套管210-20的底面為平面，其頂面具有凸形。支撐棒211-20位於線圈套管210-20凸頂面的中心。平面化儀340-20和熱放射層360-20順序設置為環繞線圈套管210-20。多個單元線圈201-20、202-20和203-20位於熱放射層360-20內部。
參照圖22，電介層350-17設置在拱頂312-21頂面的中心。線圈套管210-21位於拱頂312-21頂面上，以完全覆蓋電介層350-17。拱頂312-21和電介層350-17每個都具有平面底面和頂面。而線圈套管210-21的底面為平面，其頂面具有凹形。支撐棒211-21位於線圈套管210-21凹頂面的中心。平面化儀340-21和熱放射層360-21順序設置為環繞線圈套管210-21。多個單元線圈201-21、202-21和203-21位於熱放射層360-21內部。
參照圖23，電介層350-18設置在拱頂312-22頂面的中心。線圈套管210-22位於拱頂312-22頂面上，以完全覆蓋電介層350-18。拱頂312-22具有平面底面和頂面。電介層350-18的底面和線圈套管210-22的頂面為平面。然而，電介層350-18的頂面具有凸形。此外，接觸電介層350-18頂面的一部分線圈套管210-22的底面也具有凸形。支撐棒211-22位於線圈套管210-22頂面的中心。平面化儀340-22和熱放射層360-22順序設置為環繞線圈套管210-22。多個單元線圈201-22、202-22和203-22位於熱放射層360-22內部。
參照圖24，電介層350-19和線圈套管210-23 順序設置在拱頂3 12-23頂面的中心。當拱頂312-23的底面為平面時，其頂面的中心部分具有凹形。位於凹形部分的電介層350-19上的頂面為平面。位於電介層350-19上的線圈套管210-23的頂面也為平面。支撐棒211-23位於線圈套管210-23平面頂面的中心。平面化儀340-23和熱放射層360-23順序設置為環繞線圈套管210-23。多個單元線圈201-23、202-23和203-23位於熱放射層360-23內部。
參照圖25，當拱頂312-24的底表面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-20設置在拱頂312-24凸頂面的中心。線圈套管210-24位於拱頂312-24的凸頂面上，以完全覆蓋電介層350-20。電介層350-20和線圈套管210-24每個都具有平面頂面。支撐棒211-24位於線圈套管210-24平面頂面的中心。平面化儀340-24和熱放射層360-24順序設置為環繞線圈套管210-24。多個單元線圈201-24、202-24和203-24位於熱放射層360-24內部。
參照圖26，當拱頂312-25的底表面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-21設置在拱頂312-25凸頂面的中心。線圈套管210-25位於拱頂312-25的凸頂面上，以完全覆蓋電介層350-21。同拱頂312-25一樣，電介層350-21的頂面具有凸形。然而，線圈套管210-25的頂面為平面。支撐棒211-25位於線圈套管210-25平面頂面的中心。平面化儀340-25和熱放射層360-25順序設置為環繞線圈套管210-25。多個單元線圈201-25、202-25和203-25位於熱放射層360-25內部。
參照圖27，當拱頂312-26的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-22插進拱頂312-26凸頂面的中心。此電介層350-22的底表面具有凹形。線圈套管210-26位於電介層350-22上。接觸電介層350-22頂面的線圈套管210-26的底表面具有凸形。然而，線圈套管210-26的頂面為平面。支撐棒211-26位於線圈套管210-26頂面的中心。平面化儀340-26和熱放射層360-26順序設置為環繞線圈套管210-26。多個單元線圈201-26、202-26和203-26位於熱放射層360-26內部。
參照圖28，當拱頂312-27的底表面為平面時，其頂面具有凸形。線圈套管210-27位於拱頂312-27的頂面中心。當線圈套管210-27的底表面具有凹形時，其頂面為平面。支撐棒211-27位於線圈套管210-27平面頂面的中心。平面化儀340-27和熱放射層360-27順序設置為環繞線圈套管210-27。平面化儀340-27具有平面的頂面，但具有接觸拱頂312-27頂面的曲線底面。多個單元線圈201-27、202-27和203-27位於熱放射層360-27內部。
參照圖29，當拱頂312-28的底面為平面時，其頂面具有凸形。然而，拱頂312-28頂面的中心部分具有凹形。線圈套管210-28位於凹形部分上。因此，線圈套管210-28的底表面沿凹形部分的表面也具有凹形。此外，線圈套管210-28的頂面也具有凹形。支撐棒211-28位於線圈套管210-28凹頂面的中心。平面化儀340-28和熱放射層360-28順序設置為環繞線圈套管210-28。平面化儀340-28具有平面的頂面，但具有接觸拱頂312-28頂面的曲線底面。多個單元線圈201-28、202-28和203-28位於熱放射層360-28內部。
參照圖30，當拱頂312-29的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-23位於拱頂312-29凸頂面的中心。線圈套管210-29位於拱頂312-29的頂面上，以完全覆蓋電介層350-23。同拱頂312-29一樣，電介層350-23的頂面具有凸形。此外，線圈套管210-29的頂面具有凸形。支撐棒211-29插進線圈套管210-29的中心頂面。平面化儀340-29和熱放射層360-29順序設置為環繞線圈套管210-29。多個單元線圈201-29、202-29和203-29位於熱放射層360-29內部。
參照圖31，當拱頂312-30的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-40插進拱頂312-30的中心頂面。電介層350-24的底表面具有凹形。線圈套管210-30位於電介層350-24上。接觸電介層350-24頂面的線圈套管210-30的底面具有凸形。線圈套管210-30的頂面具有凸形。支撐棒211-30位於線圈套管210-30凸形頂面的中心。平面化儀340-30和熱放射層360-30順序設置為環繞線圈套管210-30。平面化儀340-30具有平面的頂面，而具有接觸拱頂312-30頂面的曲線底表面。多個單元線圈201-30、202-30和203-30位於熱放射層360-30內部。
參照圖32，當拱頂312-31的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-25插進拱頂312-31的中心頂面。電介層350-25的底面具有凹形。線圈套管210-31位於電介層350-25上。接觸電介層350-25頂面的線圈套管210-31的底面具有凸形。線圈套管210-31的頂面具有凹形。支撐棒211-31位於線圈套管210-31凹形頂面的中心。平面化儀340-31和熱放射層360-31順序設置為環繞線圈套管210-31。平面化儀340-31具有平面的頂面，而具有接觸拱頂312-31頂面的曲線底表面。多個單元線圈201-31、202-31和203-31位於熱放射層360-31內部。
參照圖33，下拱頂312a-11和上拱頂312b-11為順序設置。下拱頂312a-11由氧化鋁製作，而上拱頂312b-11由陶瓷製作，但本發明不局限於此。下拱頂312a-11的底面暴露於等離子腔的內部空間，而其頂面與上拱頂312b-11的底面接觸。下拱頂312a-11具有平面頂面和底面。然而，當上拱頂312b-11的底面為平面時，其頂面具有凸形。線圈套管210-32位於上拱頂312b-11上。接觸上拱頂312b-11頂面的線圈套管210-32的底面具有凸形。線圈套管210-32的頂面為平面。支撐棒211-32位於線圈套管210-32的平面頂面上。平面化儀340-32和熱放射層360-32順序設置為環繞線圈套管210-32。平面化儀340-32具有平面的頂面，而具有接觸上拱頂312b-11頂面的曲線底面。多個單元線圈201-32、202-32和203-32位於熱放射層360-32內部。
參照圖34，下拱頂312a-12和上拱頂312b-12為順序設置。下拱頂312a-11具有平面頂面和底面。當上拱頂312b-12的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-12和線圈套管210-33順序設置在上拱頂312b-12頂面的中心。同上拱頂312b-12的頂面一樣，電介層350-26的頂面具有凸形。線圈套管210-33的頂面為平面。支撐棒211-33位於線圈套管210-33的平面頂面上。平面化儀340-33和熱放射層360-33順序設置為環繞線圈套管210-33。平面化儀340-33具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-12頂面的曲線底面。多個單元線圈201-33、202-33和203-33位於熱放射層360-33內部。
參照圖35，下拱頂312a-13和上拱頂312b-13為順序設置。下拱頂312a-13具有平面頂面和底面。當上拱頂312b-13的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-27插進上拱頂312b-13的中心頂面。電介層350-27的底面具有凹形。線圈套管210-34位於電介層350-27的頂面上。接觸電介層350-27頂面的線圈套管210-34的底面具有凸形，但其頂面為平面。支撐棒211-34位於線圈套管210-34的中心頂面上。平面化儀340-34和熱放射層360-34順序設置為環繞線圈套管210-34。平面化儀340-34具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-13頂面的曲線底面。多個單元線圈201-34、202-34和203-34位於熱放射層360-34內部。
參照圖36，下拱頂312a-14和上拱頂312b-14為順序設置。下拱頂312a-14的底面暴露於等離子腔的內部空間，而其頂部與上拱頂312b-14的底面接觸。當上拱頂312b-14的底面為平面時，其底面具有凸形。線圈套管210-35位於上拱頂312b-14上。接觸上拱頂312b-14頂面的線圈套管210-35的底面具有凸形。線圈套管210-35的頂面具有凸形。支撐棒211-35插進線圈套管210-35的中心頂面。平面化儀340-35具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-14的頂面的曲線底面。多個單元線圈201-35、202-35和203-35位於熱放射層360-35內部。
參照圖37，下拱頂312a-15和上拱頂312b-15為順序設置。下拱頂312a-15具有平面頂面和底面。當上拱頂312b-15的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-28插進上拱頂312b-15的中心頂面。電介層350-28的底面具有凹形。線圈套管210-36位於電介層350-28的頂面上。接觸電介層350-28頂面的線圈套管210-36的底面具有凸形，而其頂面具有凹形。支撐棒211-36位於線圈套管210-36的頂面中心。平面化儀340-36和熱放射層360-36順序設置為環繞線圈套管210-36。平面化儀340-36具有平面頂面，且具有接觸上拱頂312b-15頂面的曲線底面。多個單元線圈201-36、202-36和203-36位於熱放射層360-36內部。
參照圖38，下拱頂312a-16和上拱頂312b-16為順序設置。下拱頂312a-16具有平面頂面和底面。當上拱頂312b-16的底面為平面時，其頂面具有凸形。線圈套管210-37位於上拱頂312b-16上。接觸上拱頂312b-16頂面的線圈套管210-37的底面具有凸形，但其頂面具有凹形。支撐棒211-37插進線圈套管210-37的中心頂面。平面化儀340-37和熱放射層360-37具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-16頂面的曲線底面。多個單元線圈201-37、202-37和203-37位於熱放射層360-37內部。
參照圖39，下拱頂312a-17和上拱頂312b-17為順序設置。下拱頂312a-17具有平面頂面和底面。當上拱頂312b-17的底面為平面時，其頂面具有凸形。電介層350-29插進上拱頂312b-15的中心頂面。電介層350-29的底面具有凹形。線圈套管210-38位於電介層350-29上。接觸電介層350-29頂面的線圈套管210-38的底面具有凸形。此外，線圈套管210-38具有凸形。支撐棒211-38插進線圈套管210-38的中心頂面。平面化儀340-38和熱放射層360-38順序設置為環繞線圈套管210-38。平面化儀340-38具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-17頂面的曲線底面。多個單元線圈201-38、202-38和203-38位於熱放射層360-38內部。
參照圖40，下拱頂312a-18和上拱頂312b-18為順序設置。當下拱頂312a-18的底面為平面時，其頂面具有凸形。上拱頂312b-18具有凸頂面和底面。線圈套管210-39位於上拱頂312b-18上。接觸上拱頂312b-18頂面的線圈套管210-39的底面具有凸形，而其頂面為平面。支撐棒211-39插進線圈套管210-39的中心頂面。平面化儀340-39和熱放射層360-39順序設置為環繞線圈套管210-39。平面化儀340-39具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-18頂面的曲線底面。多個單元線圈201-39、202-39和203-39位於熱放射層360-39內部。
參照圖41，下拱頂312a-19和上拱頂312b-19為順序設置。當下拱頂312a-19的底面為平面時，其頂面具有凸形。上拱頂312b-19具有凸頂面和底面。線圈套管210-40位於上拱頂312b-19上。接觸上拱頂312b-19頂面的線圈套管210-40的底面具有凸形。此外，線圈套管210-40的頂面具有凸形。支撐棒211-40插進線圈套管210-40的中心頂面。平面化儀340-40和熱放射層360-40順序設置以環繞線圈套管210-40。平面化儀340-40具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-19頂面的曲線底面。多個單元線圈201-40、202-40和203-40位於熱放射層360-40內部。
參照圖42，下拱頂312a-20和上拱頂312b-20為順序設置。當下拱頂312a-20的底面為平面時，其頂面具有凸形。上拱頂312b-20具有凸頂面和底面。線圈套管210-41位於上拱頂312b-20上。接觸上拱頂312b-20頂面的線圈套管210-41的底面具有凸形，而其頂面具有凹形。支撐棒211-41插進線圈套管210-41的中心頂面。平面化儀340-41和熱放射層360-41順序設置為環繞線圈套管210-41。平面化儀340-41具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-20頂面的曲線底面。多個單元線圈201-41、202-41和203-41位於熱放射層360-41內部。
參照圖43，下拱頂312a-21和上拱頂312b-21為順序設置。當下拱頂312a-21的底面為平面時，其頂面具有凸形。上拱頂312b-21具有凸頂面和底面。電介層350-30和線圈套管210-42順序設置在上拱頂312b-21頂面的中心。同上拱頂312b-21的頂面一樣，電介層350-30的頂面具有凸形。線圈套管210-42的頂面為平面。支撐棒211-42插進線圈套管210-42的中心頂面。平面化儀340-42和熱放射層360-42順序設置為環繞線圈套管210-42。平面化儀340-42具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-21頂面的曲線底面。多個單元線圈201-42、202-42和203-42位於熱放射層360-42內部。
參照圖44，下拱頂312a-22和上拱頂312b-22為順序設置。當下拱頂312a-22的底面為平面時，其頂面具有凸形。上拱頂312b-22具有凸頂面和底面。電介層350-31和線圈套管210-43順序設置在上拱頂312b-22頂面的中心。同上拱頂312b-22的頂面一樣，電介層350-31的頂面具有凸形。此外，線圈套管210-43的頂面具有凸形。支撐棒211-43插進線圈套管210-43的中心頂面。平面化儀340-43和熱放射層360-43順序設置為環繞線圈套管210-43。平面化儀340-43具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-22頂面的曲線底面。多個單元線圈201-43、202-43和203-43位於熱放射層360-43內部。
參照圖45，下拱頂312a-23和上拱頂312b-23為順序設置。下拱頂312a-23的底面為平面，而其頂面具有凸形。上拱頂312b-23具有凸頂面和底面。電介層350-32和線圈套管210-44順序設置在上拱頂3 12b-23頂面的中心。同上拱頂312b-23的頂面一樣，電介層350-32的頂面具有凸形。然而，線圈套管210-44的頂面具有凹形。支撐棒211-44插進線圈套管210-44的凹頂面。平面化儀340-44和熱放射層360-44順序設置為環繞線圈套管210-44。平面化儀340-44具有平面頂面，而具有接觸上拱頂312b-23頂面的曲線底面。多個單元線圈201-44、202-44和203-44位於熱放射層360-44內部。
圖46是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的視圖。
參照圖46，等離子源線圈由具有底面A和頂面B的絕緣柱410組成。此絕緣柱410為圓柱形，傳導套管柱420沿垂直方向位於其中。雖然絕緣柱410和套管柱420顯示為圖46所示的圓柱形，但本發明不局限於此。根據情況，絕緣柱410或套管柱420可以用其它各種柱如正方形柱或多邊形柱替換。此外，絕緣柱410也可以用空的空間替換。套管柱420的底面A′與絕緣柱410的底面A在同一平面上，而套管柱420的頂面B′與絕緣柱410的頂面B在同一平面上。
多個單元線圈例如第一單元線圈401、第二單元線圈402和第三單元403從套管柱420的頂面B′的圓周發散，並在絕緣柱410的頂面B上具有曲線形狀。雖然在圖46中只顯示了三個單元線圈，但其目的只是用於說明，可以使用比m(在此，m≥2，m為整數)個線圈更多的單元線圈數量。第一、第二和第三單元線圈401、402和403以螺旋形狀位於沿絕緣柱410的頂面B圓周。第一、第二和第三單元線圈401、402和403的每個都具有n圈(在此，n為正實數)且線圈環繞套管柱420。一旦第一、第二和第三單元線圈401、402和403的每個都分別達到位於遠離套管柱420半徑(r)的絕緣柱410的邊緣的預定點a，b和c，則第一、第二和第三單元線圈401、402和403都順著環繞絕緣柱410橫向表面的螺旋軌道直到其達到底面A。
圖47是顯示利用圖46等離子源線圈的等離子腔的截面視圖。
參照圖47，除等離子源線圈以外，等離子腔300-1的結構與圖3等離子腔300的結構一樣。在等離子腔300-1中，內空間304的確定尺寸通過外壁302和拱頂312限定。雖然等離子腔300-1的內空間304為簡化起見在圖中向外開口，但內空間304在實際使用中向外關閉以在等離子腔300-1中保持真空。晶片支撐306位於內空間304的下部分，以支撐具有一定圖形的半導體晶片308。RF電源316連接到晶片支撐306。絕緣柱410、套管柱420、以及構成等離子源線圈的單元線圈401、402和403以一定結構設置在拱頂312的外表面上。根據情況，絕緣柱410可以為空的空間。由於等離子源線圈的結構已經參照圖46進行了說明，所以在此不再重複其說明。
在此等離子腔300-1中，線圈套管411使等離子的密度在晶片的中心降低，以便等離子均勻地分布，而與晶片的位置無關。此外，由於等離子腔300-1具有三維形狀，所以可以增加等離子的密度，且由於延伸線圈的長度所以可以增加電阻。因此，增加了本發明的等離子腔300-1多方面的特性，如蝕刻的選擇性、蝕刻速度及可重複性。
圖48是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖48，等離子源線圈由位於其中心的線圈套管210f和多個單元線圈201f、202f和203f組成。線圈套管210f由傳導材料例如銅製作。雖然在圖中未示出，但線圈套管210f連接到RF電源以接收電源。此外，圖48顯示線圈套管210f具有圓形，但本發明不局限於線圈套管210f的圓形。當然，線圈套管210f可以具有各種的圓形，如圓形和圓環形，或多邊形，如正方形、正方環形、六邊形、六邊環形、八邊形、八邊環形以及三角形。
第一單元線圈201f、第二單元線圈202f和第三單元203f設置為從線圈套管210f發散，且螺旋地環繞線圈套管210f。在本實施方式中，示例性地使用三個單元線圈，但本發明不局限於上述單元線圈的數量。即，等離子源可以包括m個單元線圈(在此，m≥2，m為整數)。每個單元線圈201f、202f和203f都具有n圈(在此，n為正實數)。由於第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f從線圈套管210f發散，所以提供到線圈套管210f的電源提供到第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f。
第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f的每個都環繞線圈套管210f盤繞，同時形成波浪形狀曲線，而不是保持距離線圈套管210f的中心一定的間隔。因此，根據位置，第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f的每個都可以相對遠離或相對靠近線圈套管210f的中心。然而，優選保持第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f任意兩者之間為一定間隔。對於第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f每個的總長L、磁場的強度H、阻抗Z分別可以用公式1、2和3表示。
L＝2nπRe(1)H＝nI/2πRe(2)Z＝2πnωRe(3)在公式1、2和3中，I表示流過第一、第二和第三單元線圈201f、202f和203f每個的電流量，Re表示每個線圈距離線圈套管210f中心的有效半徑，n表示圈數，而ω表示振蕩頻率。
從公式1可以看出，整個長度L與有效半徑Re成正比。在本發明的等離子源線圈中，由於單元線圈環繞位於等離子源線圈中心的線圈套管並彎曲成波浪形狀，所以，每個單元線圈的整個長度都比典型單個等離子源線圈更長。在整個長度增加時，當圈數n為常數時，有效半徑Re也增加。從公式2可以看出，有效半徑Re與磁場強度H成反比。此外，從公式3可以看出，有效半徑Re與阻抗Z成正比。因此，隨著有效半徑Re增加，磁場強度H減少，但阻抗Z增加。
眾所周知，磁場強度H與等離子腔中的等離子密度或離子通量成正比，而阻抗Z與等離子密度或離子通量成反比。在此，離子通量可以指線圈中的離子通量或等離子腔中的離子通量。由於線圈中的離子通量在一定範圍內與等離子腔中的離子通量成正比，所以不需要彼此區別。當離子通量隨著磁場強度H的減少而減少時，阻抗Z增加，晶片邊緣的等離子密度也減少。等離子密度的減少導致蝕刻速度的減速。結果，即使在蝕刻加工期間消除由化學反應產生的副產品的擴散速度很高，由於蝕刻速度也下降，因此臨界尺寸(CD)中變化率ΔCD下降。
圖49是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖49，等離子源線圈由位於其中心的線圈套管210g以及順序環繞線圈套管210g的第一等離子源線圈部分A和第二等離子源線圈部分B組成。第一等離子源線圈部分A包括從線圈套管210g發散並環繞線圈套管210g的第一單元線圈201g-1、202g-1和203g-1。第二等離子源線圈部分B包括分別從第一單元線圈201g-1、202g-1和203g-1延伸的第二單元線圈201g-2、202g-2和203g-2並盤繞第一等離子源線圈部分A。
更具體地說，位於第一等離子源線圈部分A中心的線圈套管210g由傳導材料例如銅製作。也由傳導材料例如銅製作的第一單元線圈201g-1、202g-1和203g-1從線圈套管210g發散。雖然在圖中只顯示了只是用於說明的三個單元線圈201g-1、202g-1和203g-1，但顯然可以使用比m個線圈(m≥2且m為整數)大的單元線圈數。第一單元線圈201g-1、202g-1和203g-1以螺旋形狀定位於沿線圈套管210g圓周中。第一單元線圈201g-1、202g-1和203g-1的每個都具有n圈(n為正實數)並盤繞線圈套管210g。
位於第二等離子源線圈部分B的第二單元線圈201g-2、202g-2和203g-2分別從第一單元線圈201g-1、202g-1和203g-1發散。即，第二單元線圈201g-2從第一單元線圈201g-1發散，第二單元線圈202g-2從第一單元線圈202g-1發散，而第二單元線圈203g-2從第一單元線圈203g-1發散。第二單元線圈201g-2、202g-2和203g-2彎曲為波浪形狀並盤繞第一等離子源線圈部分A。因此，第二單元線圈201g-2、202g-2和203g-2可以根據位置相對遠離或相對靠近第一等離子源線圈部分A。然而，優選在第二單元線圈201g-2、202g-2和203g-2的任意兩個之間保持一定的間隔。
在本實施方式中，由於在第二等離子源線圈部分B中的第二單元線圈201g-2、202g-2和203g-2彎曲為波浪形狀並盤繞第一等離子源線圈部分A，所以，等離子源線圈具有比傳統單個等離子源線圈更長的整個長度L。當整個長度增加時，當圈數n為常數時，有效半徑Re也增加。隨著有效半徑Re增加，磁場強度H減少，但阻抗Z增加。因此，當離子通量隨著磁場強度H的減少和阻抗Z增加而減少時，晶片邊緣的等離子密度也減少。參照圖48，等離子密度的減少導致蝕刻速度的減速。結果，即使在蝕刻加工期間消除由化學反應產生的副產品的擴散速度很高，由於蝕刻速度也下降，因此變化率ΔCD下降。
圖50是顯示利用圖49等離子源線圈的等離子腔的截面視圖。
參照圖50，除等離子源線圈200g外，等離子腔300-2的結構與圖3的等離子腔300相同。由於等離子腔300-2的操作和作用與參照圖3所述的等離子腔300的操作和作用相同，所以其說明在此不再重複。等離子腔300-2包括由第一等離子源線圈部分A和第二等離子源線圈部分B組成的等離子源線圈200g構成。由於圖50的等離子源線圈200g與參照圖49所述的等離子源線圈相同，所以其說明在此不再重複。
圖51A是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖，而圖51B是顯示沿圖51A的線1B-1B′剖開的截面視圖。
參照圖51A和51B，本實施方式的等離子源線圈1100包括傳導套管1110。傳導套管1110連接到供電線1111，RF電流通過供電線1111從RF電源流進傳導套管1110中。四個線圈線1121、1122、1123和1124從傳導套管1110的邊緣發散並位於圓形邊界線1101內。RF電流從傳導套管1110流進各自的線圈線1121、1122、1123和1124。第一線圈線1121和第三線圈線1123位於相反方向，而第二線圈線1122和第四線圈線1124位於相反方向。
從傳導套管1110發散的第一線圈線1121從點A向為用虛線顯示並限定的等離子源線圈1100區域的圓形邊界線1101延伸，並轉到一定的位置以沿邊界線1101延伸。此後，第一線圈線1121繼續沿圖51A中箭頭1130表示的方向繼續延伸，並最終鄰接邊界線1101接地(未示出)，即在點B。
第二線圈線1122從鄰接等離子源線圈1100位置的傳導套管1110發散，在此第一線圈線1121向邊界線1101延伸並接地。第二線圈線1122的設置與第一線圈線1121的設置相同。第三線圈線1123在等離子源線圈1100的位置從傳導套管1110發散，在此第二線圈線1122向邊界線1101延伸並接地。同樣，第四線圈線1124在等離子源線圈1100的位置從傳導套管1110發散，在此第三線圈線1123向邊界線1101延伸並接地。第三線圈線1123或第四線圈線1124的設置與第一線圈線1121或第二線圈線1122的設置相同。
在等離子源線圈1100中，RF電流在相反方向流過每個線圈線的鄰接部分。例如，在箭頭1130表示的第一線圈線1121中，RF電流在相反方向流過第一線圈線1121的鄰接部分。因此，如同圖51B的箭頭所示，通過流過第一線圈線1121鄰接部分的RF電流產生的磁場為同一方向。結果，磁場不會彼此抵消而可以加強。
圖52是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈。
參照圖52，除每個線圈線偏從傳導套管1210發散的位置外，等離子源線圈1200的結構與圖51A的等離子源線圈相同。具體地說，在圖51A的等離子源線圈1100中，線圈線1121、1122、1123和1124從傳導套管1110發散的位置彼此距離確定的間隔。然而，在本實施方式的等離子源線圈1200中，第一到第四線圈線1221、1222、1223和1224從傳導套管1210發散的位置不位於確定的間隔。第一線圈線1221與對第四線圈線1224為一對，而第二線圈線1222與對第三線圈線1223為一對。一對線圈線在鄰接位置從傳導套管1210發散。第一和第四線圈線1221和1224在鄰接位置從傳導套管1210發散，而第二和第三線圈線1222和1223在鄰接位置從傳導套管1210發散。本實施方式的等離子源線圈1200具有與等離子源線圈1100同樣的效果。即，如同箭頭1230所示，RF電流在相反方向流過每個線圈線的鄰接部分。結果，磁場的強度增強。
圖53是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖53，除從傳導套管1310發散的線圈線數外，等離子源線圈1300的結構與圖51A的等離子源線圈1100的結構相同。即，當等離子源線圈1100包括四個從傳導套管1110發散的線圈線時，本實施方式的等離子源線圈1300包括從傳導套管1310發散的兩個線圈線。等離子源線圈1300包括傳導套管1310，第一線圈線1321和第二線圈線1322從傳導套管1310發散。第一線圈線1321從傳導套管1310發散的等離子源線圈1300的位置直接與第二線圈線1322從其發散的位置相反。第一線圈線1321位於等離子源線圈1300的右邊，而第二線圈線1322位於其左邊。
從傳導套管1310發散的第一線圈線1321從點A向用虛線顯示並限定等離子源線圈1300區域的圓形邊界線延伸，並在鄰接邊界線的一定位置旋轉以沿邊界線延伸。此後，第一線圈線1321繼續沿箭頭1330表示的方向繼續延伸並最後鄰接邊界線接地(未示出)，即在點B。第二線圈線1322的設置與第一線圈線1321的設置相同。本發明的等離子源線圈1300具有與其它上述實施方式等離子源線圈同樣的效果。即，如箭頭1330所示，RF電流在相反方向流過每個線圈線的鄰接部分。結果，磁場強度增加。
圖54是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖54，除每個線圈線從傳導套管1410發散的位置外，等離子源線圈1400的結構與圖53的等離子源線圈1300的結構相同。具體地說，在圖53的等離子源線圈1300中，第一線圈線1321從傳導套管1310發散的位置直接與第二線圈線1322從其發散的位置相反。然而，在本實施方式的等離子源線圈1400中，第一線圈線1421從傳導套管1410發散的位置鄰接第二線圈線1422從其發散的位置。第一和第二線圈線1421和1422從而傳導套管1410的鄰接位置發散並在相反方向延伸。即，第一線圈線1421在傳導套管1410的右邊延伸，而第二線圈線1422在其左邊延伸。由於等離子源線圈1400的設置與圖53的等離子源線圈1300相同，所以，其說明在此不再重複。本實施方式的等離子源線圈1400具有與其它上述等離子源線圈同樣的效果。即，如箭頭1430所示，RF電流在相反方向流過每個線圈線的鄰接部分。結果，磁場強度增加。
圖55是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖55，本實施方式的等離子源線圈1500包括傳導套管1510，第一線圈線1521和第二線圈線1522從傳導套管1510發散。第一線圈線1521從傳導套管1510發散的位置直接與第二線圈線1522從其發散的位置相反。第一線圈線1521從傳導套管1510的上位置發散並位於用虛線表示並限定等離子源線圈1500區域的圓形邊界線的右半圓。第二線圈線1522從傳導套管1510的下位置發散並位於邊界線的左半圓。在此，第一線圈線1521在右半圓螺旋延伸，而第二線圈線1522在圓形邊界線內右半圓螺旋延伸。
更具體地說，從傳導套管1510發散的第一線圈線1521向邊界線延伸，並在鄰接邊界線的一定位置轉折以沿邊界線延伸。此後，第一線圈線1521在由箭頭1530表示的方向螺旋延伸並最後連接到位於邊界線右半圓中心的第一接地線1541。同樣，第二線圈線1522從傳導套管1510發散，在左半圓螺旋延伸，並最後連接到位於邊界線左半圓中心的第二接地線1542。
在本實施方式的等離子源線圈1500中，RF電流在同樣方向流過第一線圈線1521或第二線圈線1522的一些鄰接部分。然而，RF電流在第一線圈線1521鄰接第二線圈線1522的部分1500a處沿與流過第二線圈線1522的RF電流的相反方向流過第一線圈線1521。因此，磁場強度在部分1500a增加。此外，RF電流在鄰接第一接地線1541部分1500b1處的相反方向通過第一線圈線的鄰接部分1541。同樣，RF電流在鄰接第二接地線1542部分1500b2處的相反方向通過第二線圈線的鄰接部分1542。磁場強度在部分1500b1和1500b2增加。
圖56是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖56，除每個線圈線從傳導套管1610發散的位置外，本實施方式等離子源線圈1600的結構與圖55的等離子源線圈1500的結構相同。具體地說，在圖55的等離子源線圈1500中，第一線圈線1521從傳導套管1510發散的位置直接與第二線圈線1522從其發散的位置相反。然而，在等離子源線圈1600中，第一線圈線1621從傳導套管1510發散的位置鄰接第二線圈線1622從其發散的位置。從傳導套管1610發散的第一線圈線1621向用虛線所示的圓形邊界線延伸，並在鄰接邊界線的一定位置轉到右邊。此後，第一線圈線1621在由箭頭表示的方向螺旋延伸並最後連接到第一接地線1641。同樣，第二線圈線1622在鄰接第一線圈線1621發散位置的位置從傳導套管1610發散，在邊界線左半圓螺旋延伸，並最後連接到第二接地線1642。
在等離子源線圈1600中，RF電流在鄰接第一接地線1641的部分1600a的相反方向流過第一線圈線的鄰接部分1641。同樣，RF電流在鄰接第二接地線1642部分1600b處的相反方向通過第二線圈線的鄰接部分1642。磁場強度在部分1600a和1600b增加。
圖57是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖57，本實施方式的等離子源線圈1700包括傳導套管1710，並具有通過用虛線表示並距離傳導套管1710預定半徑間隔的圓形邊界線限定的區域。由圓形邊界線限定的區域分成四個區，即，第一區1700a、第二區1700b、第三區1700c和第四區1700d。第一線圈線1721從傳導套管1710發散並位於第一區1700a中。第二線圈線1722從傳導套管1710發散並位於第二區1700b中。第三線圈線1723從傳導套管1710發散並位於第三區1700c中。此外，第四線圈線1724從傳導套管1710發散並位於第四區1700d中。
第一線圈線1721從傳導套管1710發散並以扇葉形延伸以到達位於第一區1700a中心的第一接地線1741。第二線圈線1722從傳導套管1710發散並以扇葉形延伸以到達位於第二區1700b中心的第二接地線1742。第三線圈線1723從傳導套管1710發散並以扇葉形延伸以到達位於第三區1700c中心的第三接地線1743。此外，第四線圈線1724從傳導套管1710發散並以扇葉形延伸以到達位於第四區1700d中心的第四接地線1744。更具體地說，第一、第二、第三和第四線圈線1721、1722、1723和1724從傳導套管1710向邊界線徑向延伸，接著返回向所述傳導套管1710，然後平行於傳導套管1710延伸，且重複上述軌跡以達到第一、第二、第三或第四接地線1741、1742、1743和1744。
在此設置中，第一線圈線1721的第一部分1721a位於鄰接第四線圈線1724的第二部分1724b，而第一線圈線1721的第二部分1721b位於鄰接第二線圈線1722的第一部分1722a。第二線圈線1722的第二部分1722b位於鄰接第三線圈線1723的第一部分1723a，而第三線圈線1723的第二部分1723b位於鄰接第四線圈線1724的第一部分1724a。如同箭頭所示，RF電流在相反方向流過線圈線1721、1722、1723和1724的這些鄰接部分(1721a和1724b、1721b和1722a、1722b和1723a以及1723b和1724a)。因此，在第一線圈線1721的第一部分1721a和第四線圈線1724的第二部分1724b之間、第一線圈線1721的第一部分1721b和第二線圈線1722的第一部分1722a之間，第二線圈線1722的第二部分1722b和第三線圈線1723的第一部分1723a之間以及第三線圈線1723的第二部分1723b和第四線圈線1724的第一部分1724a之間的磁場強度增加。
圖58是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖58，本實施方式的等離子源線圈1800不同於上述其它實施方式在於，只有一個線圈線從傳導套管1810發散。即，線圈線1820從傳導套管1810發散並在用虛線所示的圓形邊界線中以四個扇葉的形狀延伸。更具體地說，線圈線1820從傳導套管1810向邊界線延伸，然後平行於邊界線延伸。當延伸小於邊界線圓周的1/4時，線圈線1820返回傳導套管1810，然後平行於傳導套管1810延伸，然後重複上述扇葉軌跡。如同箭頭所示，線圈線1820重複此過程四次。在此設置中，線圈線1820的許多部分都定位成彼此鄰接，且RF電流在相反方向通過鄰接部分。因此，線圈線1820鄰接部分之間的磁場強度增加。
圖59是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖59，除等離子源線圈1900具有兩個半圓的形狀外，本實施方式等離子源線圈1900的結構與圖58的等離子源線圈1800的結構相同。即，在等離子源線圈1900中，一個線圈線1920從傳導套管1910發散並在用虛線所示的圓形邊界線內延伸。線圈線1920在邊界線的右半圓延伸以形成扇葉形，然後在邊界線的左半圓延伸以形成另一扇葉形。在等離子源線圈1900中，如同箭頭1930所示，RF電流在相反方向流過線圈線1920的鄰接部分。因此，線圈線1920鄰接部分之間的磁場強度增加。
圖60是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖60，在本實施方式的等離子源線圈2000中，通過用虛線表示的圓形邊界線限定的區域分成第一區2000a、第二區2000b、第三區2000c和第四區2000d。第一傳導套管2011位於第一區2000a的中心，而第二傳導套管2012位於第二區2000 b的中心。第三傳導套管2013位於第一區2000c的中心，而第四傳導套管2014位於第二區2000d的中心。第一線圈線2021從第一傳導套管2011發散並在第一區2000a內順時針螺旋旋轉以達到邊界線。同樣，第二線圈線2022從第二傳導套管2012發散並在第二區2000b內順時針螺旋旋轉以達到邊界線。第三和第四線圈線2023和2024以與第一和第二線圈線2021和2022同樣的方式延伸。
在此設置中，RF電流在同樣方向流過線圈線2021、2022、2023和2024每個的鄰接部分。因此，在每個線圈線的鄰接部分中，磁場強度沒有增加。然而，具有第一線圈線2021在第一區2000a和第二區2000b之間鄰接第二線圈線2022的一部分、第二線圈線2022在第二區2000b和第三區2000c之間鄰接第三線圈線2023的一部分、第三線圈線2023在第三區2000c和第四區2000d之間鄰接第四線圈線2024的一部分以及第四線圈線2024在第四區2000d和第一區2000a之間鄰接第一線圈線2021的一部分。如同箭頭所示，RF電流在相反方向流過兩個區之間的兩個鄰接線圈線。因此，磁場強度在一個線圈鄰接兩個區之間的另一線圈的每個部分增加。
圖61是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖61，在本實施方式的等離子源線圈2100中，通過用虛線表示的圓形邊界線限定的區域分成第一區2100a、第二區2100b、第三區2100c和第四區2100d。傳導套管2110位於等離子源線圈2100的中心，第一接地線2141位於第一區2100a的中心，而第二接地線2142位於第二區2100b的中心。第三接地線2143位於第三區2100c的中心，而第四接地線2144位於第二區2100d的中心。第一線圈線2121從傳導套管2110發散並在第一區2100a內螺旋延伸以達到第一接地線2141。同樣，第二線圈線2122從第二傳導套管2110發散並在第二區2100b內螺旋延伸以達到第二接地線2142。第三和第四線圈線2123和2124以與第一和第二線圈線2121和2122同樣的方式延伸。
在此設置中，RF電流在同樣方向流過線圈線2121、2122、2123和2124每個的鄰接部分。因此，在每個線圈線的鄰接部分中，磁場強度沒有增加。然而，具有第一線圈線2121在第一區2100a和第二區2100b之間鄰接第二線圈線2122的一部分、第二線圈線2122在第二區2100b和第三區2100c之間鄰接第三線圈線2123的一部分、第三線圈線2123在第三區2100c和第四區2100d之間鄰接第四線圈線2124的一部分以及第四線圈線2124在第四區2100d和第一區2100a之間鄰接第一線圈線2121的一部分。如同箭頭所示，RF電流在相反方向流過兩個區之間的兩個鄰接線圈線。因此，磁場強度在一個線圈鄰接兩個區之間的另一線圈的每個部分增加。
圖62是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖62，除等離子源線圈2200包括順時針線圈線和逆時針線圈線外，等離子源線圈2200)的結構與圖60的等離子源線圈2000的結構相同。更具體地說，在等離子源線圈2200中，通過用虛線表示的圓形邊界線限定的區域分成第一區2200a、第二區2200b、第三區2200c和第四區2200d。第一傳導套管2111位於第一區2200a的中心，而第二傳導套管2212位於第二區2200b的中心。第三傳導套管2213位於第三區2200c的中心，而第四傳導套管2214位於第四區2200d的中心。
第一線圈線2221從第一傳導套管2211發散並在第一區2200a內順時針螺旋旋轉以達到邊界線。第二線圈線2222從第二傳導套管2212發散並在第二區2200b內逆時針螺旋旋轉以達到邊界線。第三線圈線2223從第三傳導套管2213發散並在第三區2200c內順時針螺旋旋轉。第四線圈線2224從第四傳導套管2214發散並在第四區2200d內逆時針螺旋旋轉。即，第一和第三線圈線2221和2224每個都具有順時針螺旋結構，而第二和第四線圈線2222和2224每個都具有逆時針螺旋結構。
在此設置中，RF電流在同樣方向流過線圈線2221、2222、2223和2224每個的鄰接部分。因此，在每個線圈線的鄰接部分中，磁場強度沒有增加。然而，在第一區2200a和第三區2200c之間部分處，RF電流流過第一線圈線2221的方向2231與RF電流流過第三線圈線2223的方向2233相反。此外，在第二區2200b和第四區2200d之間部分處，RF電流流過第二線圈線2222的方向2232與RF電流流過第四線圈線2224的方向2234相反。因此，磁場強度在相對區的這些部分增加。
圖63是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖63，本實施方式的等離子源線圈2300包括傳導套管2310，一個線圈線2320從傳導套管2310上延伸，以便環繞傳導套管2310形成多個圓形層。更具體地說，線圈線2320從傳導套管2310發散並環繞傳導套管2310延伸以便形成第一圓形層2320a。當旋轉一圈後，線圈線2320迴轉並環繞第一圓形層2320a延伸以便形成第二圓形層2320b。當再旋轉一圈後，線圈線2320迴轉並環繞第二圓形層2320b延伸以便形成第三圓形層2320c。此外，當再旋轉一圈後，線圈線2320迴轉並環繞第三圓形層2320c延伸以便形成第四圓形層2320d。
在此設置中，如同箭頭所示，RF電流在相反方向流過圓形層2320a、2320b、2320c和2320d的鄰接部分。因此，鄰接圓形層的磁場強度增加。
圖64是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖64，除線圈線2420在同一方向一次旋轉兩或更多圈外，等離子源線圈2400的結構與圖63的等離子源線圈2300的結構相同。更具體地說，線圈線2420從傳導套管2410發散並環繞傳導套管2410延伸以便形成第一圓形層2420a。當旋轉一圈後，線圈線2420迴轉並環繞第一圓形層2420a延伸以便形成第二圓形層2420b。當再旋轉一圈後，線圈線2420迴轉並環繞第二圓形層2420b以便形成第三圓形層2420c。當再旋轉一圈後，線圈線2420不迴轉並保持環繞第三圓形層2420c延伸以便形成第四圓形層2420d。如同箭頭所示，RF電流在相反方向流過圓形層2420a、2420b、2420c和2420d的鄰接部分，而RF電流在同樣的方向流過第三圓形層2420c和第四圓形層2420d。
圖65是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖65，本實施方式的等離子源線圈2500包括傳導套管2510。線圈線2520從傳導套管2510發散並在旋轉一個大圈時環繞傳導套管2510延伸。此後，線圈線2520迴轉，當旋轉小圈時環繞傳導套管2510延伸，重複其直到線圈線2520接近達到傳導套管2510。然後，線圈線2520從傳導套管2510的臨近區域向圓形邊界線延伸。在等離子源線圈2500中，如同箭頭所示，RF電流在相反方向流過線圈線2520鄰接部分。因此，在線圈線2520鄰接部分的磁場強度增加。
圖66是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖66，等離子源線圈2600的結構與圖64等離子源線圈2400的結構相同。然而，在等離子源線圈2600中，兩個線圈線，即，第一線圈線2621和第二線圈線2622相對傳導套管2610對稱從傳導套管2610發散。此外，第一線圈線2621和第二線圈線2622的每個都環繞傳導套管2610延伸，旋轉半圈再迴轉，然後重複此過程。第一線圈線2621在相對第二線圈線2622延伸方向的相反方向延伸。在此等離子源線圈2600中，RF電流在相反方向流過第一線圈線2621或第二線圈線2622的鄰接部分。因此，在第一線圈線2621或第二線圈線2622鄰接部分之間的磁場強度增加。
圖67是顯示根據本發明另一實施方式的等離子源線圈的平面視圖。
參照圖67，本實施方式的等離子源線圈2700包括傳導套管2710，其位於具有相對小半徑的第一區2700a和具有相對大半徑的第二區2700b的中心。線圈線2720從傳導套管2710發散，並在第一區2700a以彈簧形設置，然後設置為只在第二區2700b環繞第一區2700a。在等離子源線圈2700的第一區2700a中，RF電流流過線圈線2720扭曲的部分2720a的方向與RF電流流過線圈線2720如箭頭所示扭曲的部分2720a鄰接部分的方向相反。因此，在線圈線2720扭曲的鄰接部分之間的磁場強度增加。
圖68是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖。圖69是顯示圖68等離子腔的等離子源的實施例。圖68的截面視圖為沿圖69的線II-II′剖開的視圖。
參照圖68和69，除等離子源線圈外，本實施方式的等離子腔300-3與圖2的等離子腔300相同。在等離子腔300-3中，用於產生等離子的等離子源位於拱頂312的外表面上。等離子源線圈包括多個單元線圈，例如，從中心點O發散的第一單元線圈3221a和3221b、第二單元線圈3222a和3222b以及第三單元線圈3223a和3223b。具體地說，這些單元線圈分布在整個位於上面的第一區A1和位於下面的第二區B2。更具體地說，第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a都以螺旋形環繞位於比第二區B1更遠離拱頂312頂面的第一區A1中的中點O設置。為此，第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a都設置在絕緣材料層上，例如，位於拱頂312頂面上的陶瓷層3218。在此情況下，第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a至少間隔拱頂312頂面的距離為陶瓷層3218的厚度。陶瓷層3218可以根據情況用空氣替換。如果用空氣替換陶瓷層3218。則等離子腔300-3還需要用於支撐第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a的支撐部分。
在位於比第一區A1更靠近拱頂312頂面的第二區B1中，第一、第二和第三單元線圈3221b、3222b和3223b分別從第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a延伸，並設置為螺旋形。因此，第二區B1環繞第一區A1。結果，第一區A1位於相對應在等離子腔300-3中裝載晶片308的中心部分，而第二區B1位於相對應晶片308的邊緣。雖然在圖中未示出，但單元線圈3221a、3221b、3222a、3222b、3223a和3223b都連接到RF電源(未示出)以接收來自RF電源的RF電力。
在等離子腔300-3中，第二區B1中相對應晶片308邊緣的第一、第二和第三單元線圈3221b、3222b和3223b距離等離子腔300-3的內空間304更遠，而第一區A1中相對應晶片308中心部分的第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a距離更靠近等離子腔300-3的內空間304。因此，可以減少晶片308中心部分中相對高的等離子密度，同時增加晶片308邊緣中相對高的等離子密度。結果，可以均勻等離子的密度而與晶片308的位置無關。
圖70是顯示根據本發明另一實施方式等離子腔的截面視圖。圖71是顯示圖70等離子腔的等離子源的實施例。圖70的截面視圖為沿圖71的線IV-IV′剖開的視圖。在圖70中，同樣的標號用於表示與圖68中同樣的元件。
參照圖70和71，除位於拱頂312上圖70的等離子源線圈還包括線圈套管3230外，等離子腔300-4的結構與圖68的等離子腔300-3的結構相同。即，具有預定半徑的線圈套管3230位於第一區A1的中心，而第一單元線圈3221a、第二單元線圈3222a和第三單元線圈3223a從線圈套管3230發散並以螺旋形狀環繞線圈套管3230。此線圈套管3230由傳導材料製作並連接到RF電源(未示出)，以便將RF電源提供到第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a。在本實施方式的等離子腔300-4中，線圈套管3230位於晶片308中心部分上面。結果，可以均勻等離子的密度而與晶片308的位置無關。
圖72是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖。圖73是顯示圖72等離子腔的等離子源的實施例。圖72的截面視圖為沿圖73的線VI-VI′剖開的視圖。在圖72中，同樣的標號用於表示與圖68中同樣的元件。
參照圖72和73，在本實施方式的等離子腔300-5中，位於拱頂312外表面上等離子源線圈的結構不同於其它實施方式中的結構。即，等離子源線圈由多個單元線圈組成，例如，從中心點O發散的第一單元線圈3221a、3221b和3221c、第二單元線圈3222a、3222b和3222c以及第三單元線圈3223a、3223b和3223c。具體地說，這些單元線圈整個分布在位於上面的第一區A2、位於下面的第二區B2以及位於第一區A2和第二區B2之間的第三區C2上。更具體地說，第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a都以螺旋形狀環繞位於比第二或第三區B1或C1更遠離拱頂312頂面的第一區A1中的中點O設置。為此，第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a都設置在絕緣材料層上，例如，位於拱頂312頂面上的陶瓷層3218′。陶瓷層3218′具有傾斜的側面。在此情況下，第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a至少間隔拱頂312頂面的距離為陶瓷層3218′的厚度。陶瓷層3218′可以根據情況用空氣替換。如果空氣替換陶瓷層3218′，則等離子腔300-5還需要用於支撐第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a的支撐部分。
一旦單元線圈3221a、3222a和3223a到達第一區A2的邊緣，其開始以螺旋形狀沿第三區C2的斜面延伸。即，第一、第二和第三單元線圈3221c、3222c和3223c分別從第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a延伸，並沿陶瓷層3218′的傾斜側面盤繞陶瓷層3218′直到其到達第二區B2的邊緣。
在位於比第一和第三區A2和C2更靠近拱頂312頂面的第二區B2中，第一、第二和第三單元線圈3221b、3222b和3223b分別從第三區C2的第一、第二和第三單元線圈3221c、3222c和3223c延伸並設置為螺旋形狀。因此，第二區B2位於環繞第一區A2和第三區C2。第一區A2位於相對應晶片308中心部分的位置，第二區B2位於相對應晶片308邊緣的位置，而第三區C2位於第一區A2和第二區B2之間的位置。雖然在圖中未示出，但單元線圈3221a、3221b′、3221c、3222a、3222b、3222c、3223a、3223b和3223c都連接到RF電源(未示出)以接收來自RF電源的RF電力。
圖74是顯示根據本發明另一實施方式的等離子腔的截面視圖。圖75是顯示圖74等離子腔的等離子源的實施例。圖74的截面視圖為沿圖75的線VIII-VIII′剖開的視圖。在圖74中，同樣的標號用於表示與圖70中同樣的元件。
參照圖74和75，除位於拱頂312外表面上的等離子源線圈還包括線圈套管3230′外，等離子腔300-6的結構與圖72的等離子腔300-5的結構相同。即，具有預定半徑的線圈套管3230′位於第一區A2的中心。第一單元線圈3221a、第二單元線圈3222a和第三單元線圈3223a從線圈套管3230′發散並以螺旋形狀環繞線圈套管3230′。線圈套管3230′由傳導材料製作並連接到RF電源(未示出)，以便將RF電源提供到第一、第二和第三單元線圈3221a、3222a和3223a。在等離子腔300-6中，線圈套管3230′位於晶片308中心部分上面，因此更有效地降低了晶片308中心部分等離子的密度。結果，可以均勻等離子的密度而與晶片308的位置無關。
雖然本發明已經參照其優選實施方式進行了具體顯示和說明，但是應當認為本領域的熟練技術人員可能在此基礎上做出各種變更而不會脫離由權利要求所限定的發明保護範圍和主題精神，本發明的保護範圍由權利要求及其等同物的範圍所限定。
權利要求
1.一種用於在預定的反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括m個單元線圈，每個單元線圈都具有n圈，其在從等離子源線圈中心具有預定半徑的線圈套管延伸並環繞線圈套管以螺旋形狀設置，其中m為大於或等於2的整數，而n為正實數。
2.根據權利要求1所述的等離子源線圈，其特徵在於線圈套管由與單元線圈同樣的導電材料製作。
3.根據權利要求2所述的等離子源線圈，其特徵在於單元線圈和線圈套管由銅製作。
4.根據權利要求1所述的等離子源線圈，其特徵在於線圈套管具有從圓、圓環和多邊形如正方形、正方環形、六邊形、六邊環形、八邊形、八邊環形以及三角形組成的組中選擇的形狀。
5.根據權利要求1所述的等離子源線圈，其特徵在於每個單元線圈具有從圓、圓環、半圓和多邊形如正方形、正方環形組成的組中選擇的形狀。
6.根據權利要求1所述的等離子源線圈，其特徵在於每個單元線圈都構成為以便當距離線圈套管的徑向距離增加時，單元線圈的部分之間在徑向的間隔減少。
7.根據權利要求6所述的等離子源線圈，其特徵在於當距離線圈套管的徑向距離增加時，單元線圈的截面面積減少。
8.根據權利要求1所述的等離子源線圈，其特徵在於每個單元線圈都構成為以便當距離線圈套管的中心的徑向距離增加時，單元線圈的截面面積減少。
9.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；位於腔的拱頂上的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括m個單元線圈，每個單元線圈都具有n圈，其在從等離子源線圈中心具有預定半徑的線圈套管延伸並環繞線圈套管以螺旋形狀設置，其中m為大於或等於2的整數，而n為正實數；位於等離子源線圈的線圈套管的預定中心區的支撐杆；以及連接到支撐杆的感應線圈，所述感應線圈用於給等離子源線圈提供電源。
10.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於線圈套管和支撐杆每個均由與等離子源線圈的單元線圈同樣的導電材料製作。
11.根據權利要求10所述的等離子腔，其特徵在於單元線圈、線圈套管和支撐杆由銅製作。
12.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於線圈套管具有從圓、圓環和多邊形如正方形、正方環形、六邊形、六邊環形、八邊形、八邊環形以及三角形組成的組中選擇的形狀。
13.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於每個單元線圈具有從圓、圓環、半圓和多邊形如正方形、正方環形組成的組中選擇的形狀。
14.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於每個單元線圈都構成為以便當距離線圈套管的徑向距離增加時，單元線圈的部分之間在徑向的間隔減少。
15.根據權利要求14所述的等離子腔，其特徵在於當距離線圈套管的徑向距離增加時，單元線圈的截面面積減少。
16.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於每個單元線圈都構成為以便當距離線圈套管的中心的徑向距離增加時，單元線圈的截面面積減少。
17.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於所述拱頂由氧化鋁製作。
18.根據權利要求9所述的等離子腔，其特徵在於所述拱頂包括暴露於反應空間的下拱頂，所述下拱頂由具有第一介電常數的材料製作；以及位於下拱頂上的上拱頂，所述上拱頂由不同於第一介電常數材料的第二介電常數材料製作。
19.一種用於在預定的反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面同樣的平面上從套管柱發散並沿套管柱的第二表面的圓周以螺旋形狀設置，其中當兩個或更多的單元線圈達到預定半徑時，在保持預定半徑的同時，所述兩個或更多的單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸。
20.根據權利要求19所述的等離子源線圈，還包括環繞第一表面和第二表面之間的套管柱的絕緣柱，所述絕緣柱由所述單元線圈環繞。
21.根據權利要求19所述的等離子源線圈，其特徵在於m為大於或等於2的整數，每個單元線圈具有n圈，而n為正實數。
22.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；位於腔拱頂上的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面的同樣平面上從套管柱發散並沿套管柱第二表面的圓周以螺旋形狀設置，其中當m個單元線圈達到預定半徑時，在保持所述預定半徑的同時，所述單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸，以及連接到等離子源線圈的套管柱的感應電源，所述感應電源用於給單元線圈提供電源。
23.根據權利要求22所述的等離子腔，還包括環繞第一表面和第二表面之間的套管柱的絕緣柱，所述絕緣柱由所述單元線圈環繞。
24.根據權利要求22所述的等離子腔，其特徵在於m為大於或等於2的整數，每個單元線圈都在與套管柱的第二表面同樣的表面上具有n圈，而n為正實數。
25.一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括用於接收電源的線圈套管；以及m個單元線圈，每個單元線圈都具有n圈，其從線圈套管發散並環繞線圈套管彎曲成波浪形狀，其中m為大於或等於2的整數，而n為正實數。
26.根據權利要求1所述的等離子源線圈，其特徵在於所述單元線圈設置為以螺旋形狀環繞所述線圈套管。
27.一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括包括m個第一單元線圈的第一等離子源區，其從用於接收電源的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管；以及包括m個第二單元線圈的第二等離子源區，其從第一等離子源區的第一單元線圈延伸並彎曲成波浪形狀以環繞第一等離子源區，其中m為大於或等於2的整數。
28.一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面同樣的平面上從套管柱發散並彎曲成波浪形狀以環繞套管柱，其中當m個單元線圈達到預定半徑時，在保持預定半徑的同時，所述單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸。
29.根據權利要求28所述的等離子源線圈，還包括環繞第一表面和第二表面之間的套管柱的絕緣柱，所述絕緣柱由所述單元線圈環繞。
30.根據權利要求29所述的等離子腔，其特徵在於m為大於或等於2的整數，每個單元線圈都在與套管柱第二表面同樣的表面上具有n圈，而n為正實數。
31.一種等離子源線圈，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；線圈套管和等離子源線圈包括m個單元線圈，其從線圈套管發散並設置為環繞線圈套管，其中m為大於或等於2的整數；以及用於通過線圈套管將電源提供給單元線圈的感應電源。
32.一種等離子源線圈，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈包括有m個第一單元線圈的第一等離子源區，其從線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管，以及包括有m個第二單元線圈的第二等離子源區，其從第一等離子源區的第一單元線圈延伸並彎曲成波浪形狀以環繞第一等離子源區，其中m為大於或等於2的整數；以及用於通過線圈套管將電源提供給單元線圈的感應電源。
33.一種等離子源線圈，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈包括位於垂直方向的套管柱，所述套管柱具有為下表面的第一表面，以及為上表面的第二表面；以及m個單元線圈，其在與套管柱的第二表面的同樣平面上從套管柱並彎曲成波浪形狀以環繞套管柱，其中當m個單元線圈達到預定半徑時，在保持所述預定半徑的同時，所述單元線圈在與套管柱的第一表面的同樣平面上延伸；以及連接到等離子源線圈的套管柱的感應電源，所述感應電源用於給所述單元線圈提供電源。
34.根據權利要求33所述的等離子源線圈，還包括環繞第一表面和第二表面之間的套管柱的絕緣柱，所述絕緣柱由所述單元線圈環繞。
35.根據權利要求33所述的等離子源線圈，其特徵在於m為大於或等於2的整數，每個單元線圈都具有n圈，而n為正實數。
36.一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於等離子源線圈的中心的導電套管，所述導電套管用於直接從電源接收電力；以及從導電套管發散並環繞導電套管設置的一個或多個線圈線，其中每個線圈線都定位成以便電流在相反方向流過線圈線的鄰接部分。
37.根據權利要求36所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線從導電套管發散並設置為以便順時針的線圈線和逆時針的線圈線為交替設置。
38.根據權利要求37所述的等離子源線圈，其特徵在於導電套管具有扇葉形狀。
39.根據權利要求37所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線包括多個線圈線，其從導電套管發散並相對導電套管對稱。
40.根據權利要求37所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線包括多個線圈線，其從導電套管的鄰接部分發散。
41.根據權利要求36所述的等離子源線圈，還包括相對所述導電套管對稱地遠離導電套管預定間隔的第一接地線和第二接地線。
42.根據權利要求41所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線包括從導電套管的第一位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第一接地線的第一線圈線；以及從的相對第一位置的導電套管的第二位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第二接地線的第二線圈線。
43.根據權利要求41所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線包括從導電套管的第一位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第一接地線的第一線圈線；以及從鄰接第一位置的導電套管的第二位置發散，並定位為以扇葉形狀環繞第二接地線的第二線圈線。
44.根據權利要求36所述的等離子源線圈，還包括相對所述導電套管對稱地遠離導電套管預定間隔的第一接地線、第二接地線、第三接地線和第四接地線。
45.根據權利要求44所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線包括從導電套管的第一位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第一接地線的第一線圈線；從導電套管的第二位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第二接地線的第二線圈線；從導電套管的第三位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第三地線的第三線圈線；以及從導電套管的第四位置發散並定位為以扇葉形狀環繞第四地線的第四線圈線。
46.根據權利要求44所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線包括從導電套管的第一位置發散並定位為以螺旋形狀環繞第一接地線的第一線圈線；從導電套管的第二位置發散並定位為以螺旋形狀環繞第二接地線的第二線圈線；從導電套管的第三位置發散並定位為以螺旋形狀環繞第三地線的第三線圈線；以及從導電套管的第四位置發散並定位為以螺旋形狀環繞第四地線的第四線圈線。
47.根據權利要求36所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線在具有相對小半徑的第一區中設置為以彈簧形狀環繞導電套管，以及所述線圈線在具有相對大半徑的第二區中設置為以螺旋形狀環繞第一區。
48.一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括彼此距離均勻間隔的多個導電套管，所述導電套管用於直接從電源接收電力；以及從各自的導電套管發散並設置為以螺旋形狀環繞導電套管的多個線圈線。
49.根據權利要求48所述的等離子源線圈，其特徵在於所述線圈線在同一方向環繞導電套管。
50.根據權利要求48所述的等離子源線圈，其特徵在於在線圈線中只有彼此面對的線圈線定位為在同一方向環繞。
51.一種等離子源線圈，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈包括位於等離子源線圈的中心的導電套管，所述導電套管用於直接從電源接收電力，以及從導電套管發散並設置為環繞導電套管的一個或多個的線圈線，其中每個線圈線都定位為以便電流在相反方向流過線圈線的鄰接部分；以及連接到導電套管的感應電源，感應電源用於將電源提供到線圈線。
52.一種用於在預定反應空間產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括由從第一區的中心點發散的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分，其對應反應空間的中心並間隔反應空間第一距離，並定位為以螺旋形狀環繞第一區的中心點；以及由從第一單元線圈延伸並定位為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣、環繞第一區並間隔反應空間第二距離，其中第二距離比第一距離短。
53.一種用於產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於第一區的中心的線圈套管，其對應反應空間的中心部分並間隔反應空間第一距離；由從第一區中的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分；以及由從第一單元線圈延伸並設置為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣、環繞第一區並間隔反應空間第二距離，其中第二距離比第一距離短。
54.一種用於產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括由從第一區的中心點的兩個或更多第一單元線圈組成的第一線圈部分，其對應反應空間的中心部分並間隔反應空間第一距離，並設置為以螺旋形狀環繞第一區的中心點；以及由設置為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣並間隔反應空間第二距離；以及由在第三區中的垂直方向從第一單元線圈到第二單元線圈延伸的兩個或更多的第三單元線圈組成的第三線圈部分，其由第一區和第二區之間的等離子源線圈的斜側面形成，其中第二距離比第一距離短。
55.一種用於產生等離子的等離子源線圈，所述等離子源線圈包括位於第一區的中心的線圈套管，其對應反應空間的中心部分並間隔反應空間第一距離；由從第一區中的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分；由設置為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣並間隔反應空間第二距離；以及由在第三區中的垂直方向從第一單元線圈到第二單元線圈延伸的兩個或更多的第三單元線圈組成的第三線圈部分，其由第一區和第二區之間的等離子源線圈的斜側面形成，其中第二距離比第一距離短。
56.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈，其包括由從第一區的中心點的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分，其對應反應空間的中心並間隔反應空間第一距離，並定位為以螺旋形狀環繞第一區的中心點，以及由從第一單元線圈延伸並定位為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣、環繞第一區並間隔反應空間第二距離，其中第二距離比第一距離短；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
57.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈，其包括位於第一區的中心的線圈套管，其對應反應空間的中心部分並間隔反應空間第一距離，由從第一區中的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分，以及由從第一單元線圈延伸並設置為以螺旋形狀環繞第二區中第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應反應空間的邊緣、環繞第一區並間隔反應空間第二距離，其中第二距離比第一距離短；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
58.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈，其包括由從第一區的中心點發散的兩個或更多的第一單元線圈組成的第一線圈部分，其對應反應空間的中心部分並間隔反應空間第一距離，並設置為以螺旋形狀環繞第一區的中心點；由設置為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多第二單元線圈組成的第二線圈部分，其對應於反應空間的邊緣並間隔反應空間第二距離，以及在第三區中的垂直方向由從第一單元線圈到第二單元線圈延伸的兩個或更多的第三單元線圈組成的第三線圈部分，其由第一區和第二區之間的等離子源線圈的斜側面形成，其中第二距離比第一距離短；以及感應電源用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
59.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈，其包括由位於第一區的中心的線圈套管，其對應反應空間的中心部分並間隔反應空間第一距離；第一線圈部分，其由從第一區中的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管的兩個或更多的第一單元線圈組成；第二線圈部分，其由設置為以螺旋形狀環繞第二區中的第一區的兩個或更多的第二單元線圈組成，其對應反應空間的邊緣並間隔反應空間第二距離；以及第三線圈部分，其在第三區中的垂直方向由從第一單元線圈到第二單元線圈延伸的兩個或更多的第三單元線圈組成，其由第一區和第二區之間的等離子源線圈的斜側面形成，其中第二距離比第一距離短；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
60.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間，其中拱頂具有對應於反應空間的中心部分凸出向第一區中的反應空間的凸出部分，以便第一區的厚度比第二區的厚度厚，其環繞第一區；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈，其由位於拱頂的第一區中的線圈套管以及從拱頂第二區中的線圈套管發散並定位為以螺旋形狀環繞線圈套管的兩個或更多的單元線圈組成；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
61.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間，其中拱頂包括對應於反應空間的中心部分在第一區中的反應空間的相反方向凸出向拱頂外面的凸出部分，以便第一區的厚度比第二區的厚度厚，其環繞第一區；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；等離子源線圈，其由位於拱頂的第一區中的線圈套管以及從拱頂第二區中的線圈套管發散並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管的兩個或更多的單元線圈組成；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
62.一種等離子腔，包括具有外壁和拱頂的腔，由外壁和拱頂限定的腔的反應空間，其中拱頂包括在對應於反應空間的中心部分的區中反應空間的相反方向凸出向拱頂外面的凸出部分；位於腔的下部分的晶片支撐，所述晶片支撐用於支撐半導體晶片；位於對應反應空間的中心部分的拱頂的區的中心的線圈套管；等離子源線圈，其由從環繞線圈套管的第一區中的線圈套管延伸並在垂直方向盤繞凸出部分的第一單元線圈，以及從環繞第一區的第二區中的第一單元線圈延伸並設置在拱頂上，以便在水平方向環繞第一區的第二單元線圈組成；以及感應電源，其用於通過線圈套管給單元線圈提供電源。
全文摘要
本發明提供一種用於產生等離子的等離子源線圈和使用等離子源的等離子腔。等離子源線圈接收來自電源的電力，以在預定的反應空間產生均勻的等離子。等離子源線圈包括m(在此，m≥2且m為整數)個單元線圈。每個單元線圈都具有n圈(在此，n為正實數)。單元線圈從位於等離子源線圈中心並具有預定半徑的線圈套管延伸，並設置為以螺旋形狀環繞線圈套管。
文檔編號H01L21/205GK1578583SQ20041006283
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月25日 優先權日2003年6月26日
發明者金南憲, 金俊憲 申請人:自適應等離子體技術株式會社