专利名称：产生等离子的等离子源线圈和使用等离子源的等离子腔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制作设备，更具体地说，涉及一种用于产生等离子的等离子源线圈和使用此等离子源的等离子腔。
背景技术：
在过去的二十年间，超大规模集成电路(ULSI)技术已经得到迅猛的发展。这可能是因为已经达到技术极限的半导体制作技术可以通过半导体制作设备的支持。作为这些半导体制作设备之一的等离子腔广泛应用于不仅包括蚀刻加工而且包括沉积加工的各种应用场合。
等离子腔用于产生等离子并用于利用产生的等离子等进行蚀刻加工、沉积加工。等离子腔使用各种等离子发生源，其可以分成电子回旋共振(ECR)等离子源、螺旋波激励(HWEP)等离子源、电容耦合等离子(CCP)源、或感应耦合等离子(ICP)源。ICP源将射频(RF)电源提供到感应线圈以产生磁场。由磁场感应的电场甚至在低压下将电子储存在等离子腔的中心产生高密度的等离子。由于其机构比ECR等离子源或HWEP源简单并有利于产生大面积的等离子，所以ICP源等离子得到广泛使用。
在使用ICP源的等离子腔中，大RF电流流过构成谐振电路感应器的线圈。在此，RF电流量显著地影响等离子腔中产生的等离子的分布。总体上说，众所周知，构成感应器的线圈具有其本身的电阻。因此，当电流流过线圈时，由于线圈的电阻消耗掉能量并转化为热。结果，流过线圈的电流量减少。如果流过线圈的电流量不均匀，则腔中产生的等离子也是非均匀分布。
图1是显示在传统利用等离子源线圈的半导体制作设备中，等离子密度ni分布和临界尺寸(CD)中的Δ变化率ΔCD的曲线图。在下文中，在进行加工之前预期的CD和进行加工之后获得的CD之间的差将被称作CD中的变化率ΔCD。
在图1中，从显示的等离子密度ni的曲线12可以清晰地看出，晶片的中心具有最大的等离子密度ni，而晶片的边缘具有最小的等离子密度ni。从显示的CD中的变化率ΔCD的曲线14可以清晰地看出，与等离子的密度ni相似，晶片的中心具有最大的CD中的变化率ΔCD时，而晶片的边缘具有最小的CD中的变化率ΔCD。
传统上，已经尝试过许多方法以通过利用改进的加工方法解决等离子的非均匀密度问题。然而，各种制作加工方法如平版印刷术加工方法受到技术限制的束缚且不能获得均匀的等离子密度。因此，需要研究可以靠自己产生均匀等离子的半导体制作等离子设备。
即使可以产生均匀等离子，在例如利用等离子腔蚀刻加工期间，晶片中心的CD中的变化率ΔCD仍然不同于晶片边缘中的CD中的变化率ΔCD。在蚀刻加工中，产生化学反应，因此产生副产品。在晶片中心和其边缘之间具有消除所述副产品的扩散速度的差。即，在晶片中心消除副产品的扩散速度相对低，而在晶片边缘消除副产品的扩散速度相对高。为了解决这个问题，应该降低晶片边缘的蚀刻速度。此外，需要具有可以控制等离子密度的各种结构的等离子源线圈。
发明内容
根据本发明的一个方面，其提供一种用于在预定的反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括m个单元线圈，每个单元线圈都具有n圈，其在从等离子源线圈中心具有预定半径的线圈套管延伸并环绕线圈套管以螺旋形状设置，其中m为大于或等于2的整数，而n为正实数。
根据本发明的另一方面，其提供一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；位于腔的拱顶上的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括m个单元线圈，每个单元线圈都具有n圈，其在从等离子源线圈中心具有预定半径的线圈套管延伸并环绕线圈套管以螺旋形状设置，其中m为大于或等于2的整数，而n为正实数；
位于等离子源线圈的线圈套管的预定中心区的支撑杆；以及连接到支撑杆的感应线圈，所述感应线圈用于给等离子源线圈提供电源。
根据本发明的再一方面，其提供一种用于在预定的反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面同样的平面上从套管柱发散并沿套管柱的第二表面的圆周以螺旋形状设置，其中当两个或更多的单元线圈达到预定半径时，在保持预定半径的同时，所述两个或更多的单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸。
根据本发明的另一方面，其提供一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；位于腔拱顶上的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面的同样平面上从套管柱发散并沿套管柱第二表面的圆周以螺旋形状设置，其中当m个单元线圈达到预定半径时，在保持所述预定半径的同时，所述单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸，以及连接到等离子源线圈的套管柱的感应电源，所述感应电源用于给单元线圈提供电源。
根据本发明的另一方面，其提供一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括用于接收电源的线圈套管；以及m个单元线圈，每个单元线圈都具有n圈，其从线圈套管发散并环绕线圈套管弯曲成波浪形状，其中m为大于或等于2的整数，而n为正实数。
根据本发明的另一方面，其提供一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括包括m个第一单元线圈的第一等离子源区，其从用于接收电源的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管；以及包括m个第二单元线圈的第二等离子源区，其从第一等离子源区的第一单元线圈延伸并弯曲成波浪形状以环绕第一等离子源区，其中m为大于或等于2的整数。
根据本发明的另一方面，其提供一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面同样的平面上从套管柱发散并弯曲成波浪形状以环绕套管柱，其中当m个单元线圈达到预定半径时，在保持预定半径的同时，所述单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸。
根据本发明的另一方面，其提供一种等离子源线圈，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈包括有m个第一单元线圈的第一等离子源区，其从线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管，以及包括有m个第二单元线圈的第二等离子源区，其从第一等离子源区的第一单元线圈延伸并弯曲成波浪形状以环绕第一等离子源区，其中m为大于或等于2的整数；以及用于通过线圈套管将电源提供给单元线圈的感应电源。
根据本发明的另一方面，其提供一种等离子源线圈，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面的同样平面上从套管柱并弯曲成波浪形状以环绕套管柱，其中当m个单元线圈达到预定半径时，在保持所述预定半径的同时，所述单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸；以及连接到等离子源线圈的套管柱的感应电源，所述感应电源用于给所述单元线圈提供电源。
根据本发明的另一方面，其提供一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括彼此距离均匀间隔的多个导电套管，所述导电套管用于直接从电源接收电力；以及从各自的导电套管发散并设置为以螺旋形状环绕导电套管的多个线圈线。
根据本发明的另一方面，其提供一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括由从第一区的中心点发散的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分，其对应反应空间的中心并间隔反应空间第一距离，并定位为以螺旋形状环绕第一区的中心点；以及由从第一单元线圈延伸并定位为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘、环绕第一区并间隔反应空间第二距离，其中第二距离比第一距离短。
根据本发明的另一方面，其提供一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间，其中拱顶包括在对应于反应空间的中心部分的区中反应空间的相反方向凸出向拱顶外面的凸出部分；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；位于对应反应空间的中心部分的拱顶的区的中心的线圈套管；等离子源线圈，其由从环绕线圈套管的第一区中的线圈套管延伸并在垂直方向盘绕凸出部分的第一单元线圈，以及从环绕第一区的第二区中的第一单元线圈延伸并设置在拱顶上，以便在水平方向环绕第一区的第二单元线圈组成；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
参照相应的附图对下面典型实施方式进行具体说明，将使本发明的上述和其它特征和优点变得更加清晰和容易理解。
图1是显示在传统利用等离子源线圈的半导体制作设备中，等离子密度ni分布和CD中的变化率ΔCD的曲线图；图2是显示根据本发明实施方式的等离子源线圈的平面视图；图3是显示包括图2的等离子源线圈的等离子腔的截面视图；图4A是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图4B是显示根据距离图4A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的单元线圈各部分之间间隔的变化的曲线图；图5A是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图5B是显示根据距离图5A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的截面面积的变化的曲线图；图5C是显示根据距离图5A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的单元线圈各部分之间间隔的变化的曲线图；图6A是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图6B是显示根据距离图6A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的截面面积的变化曲线图；图6C是显示根据距离图6A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的单元线圈各部分之间间隔的变化的曲线图；图7A到7K是显示根据本发明的等离子源线圈的套管形状的平面视图；图8A到8E是显示本发明的等离子源线圈的单元线圈的各种截面形状的视图；图9和10是显示根据本发明的另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图11是显示图3等离子腔拱顶的截面视图；图12到45是显示根据本发明的各种实施方式的等离子腔的拱顶和等离子源线圈的截面视图；图46是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的视图；图47是显示利用图46所示的等离子源线圈的等离子腔的截面视图；图48是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图49是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；
图50是显示利用图49所示的等离子源线圈的等离子腔的截面视图；图51A是显示根据本发明的另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图51B是显示沿图51A的线IB-IB′剖开的截面视图；图52到67是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图；图68是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图；图69是显示图68所示的等离子腔的等离子源的实施例；图70是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图；图71是显示图70所示的等离子腔的等离子源的实施例；图72是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图；图73是显示图72所示的等离子腔的等离子源的实施例；图74是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图；图75是显示图74所示的等离子腔的等离子源的实施例。
具体实施例方式
参照图2，等离子源线圈200由位于其中心的线圈套管210和多个环绕线圈套管210螺旋盘绕的单元线圈201、202、203和204组成。虽然四个单元线圈201、202、203和204典型用于本发明实施方式中，但本发明不局限于上述说明。等离子源线圈200可以包括m个线圈(在此，m≥2且m为整数)。单元线圈201、202、203和204中的每个都具有n圈(在此，n为正实数)。单元线圈201、202、203和204中每个的圈数都可以不是整数。
线圈套管210由与多个单元线圈201、202、203和204同样的材料制作。例如，如果单元线圈201、202、203和204由铜制作，则线圈套管210也可以由铜制作。线圈套管210也可以根据情况由不同于多个单元线圈201、202、203和204的材料制作，但无论如何应该由导体材料制作。支撑棒211位于线圈套管210的中心并凸出垂直于线圈套管210的顶面。支撑棒211也由导体材料例如铜制作。
参照图3，在包括等离子源线圈200的等离子腔300中，内空间304的适合尺寸由外壁302和拱顶312限定。虽然为简化起见，等离子腔300的内空间304向外开口，但在实际使用中内空间304对外关闭以保持等离子腔300的真空。晶片支撑306位于内空间304的下部分，以支撑具有一定图样的半导体晶片308。RF电源316连接到晶片支撑306。
用于产生等离子的等离子源线圈200位于拱顶312的外表面。参照图2说明等离子源线圈200的平面结构。即，线圈套管210位于拱顶312顶面的中心，而单元线圈201、202、203和204绕线圈套管210螺旋盘绕。虽然在图3中未示出，但单元线圈201、202、203和204每个的一个接线端都连接到线圈套管210，而其另一端接地。支撑棒211位于线圈套管210的中心并凸出垂直于线圈套管210的顶面。RF电源314连接到支撑棒211。因此，RF电源314将RF电源通过支撑棒211和线圈套管210提供到单元线圈201、202、203和204。
在此等离子腔300中，单元线圈201、202、203和204从RF接收来自RF电源314的电源以产生电场。电场穿过拱顶312并在等离子腔300的内空间304受到感应。在内空间304感应的电场在等离子腔300的内空间304中产生气体放电，因此产生等离子。合成的中性基团与带电离子发生作用从而加工半导体晶片308的表面，在传统的等离子腔中，在内空间产生的等离子密度在晶片的中心具有最大值，在晶片的边缘具有最小值。与具有非均匀等离子密度的传统等离子腔不同，在本发明的等离子腔300中，等离子的密度由于线圈套管210的原因在晶片的中心得到适当地降低。因此，在整个等离子腔300内部，等离子的密度变得均匀。
图4A是显示根据另一实施方式可以产生均匀等离子的等离子源线圈的平面视图，其只典型说明一个单元线圈。图4B是显示根据距离图4A中线圈中心径向距离的单元线圈各部分之间间隔的变化的曲线图。
如图4A和4B所示，单元线圈201a从位于整个线圈中心的线圈套管发散210并绕线圈套管210螺旋盘绕。单元线圈201a构成为以便当距离线圈套管210中心的径向距离在例如x方向增加时，单元线圈201a的各部分之间的间隔在x方向减少。即，当径向距离减少时，间隔d增加。相反，当径向距离增加时，间隔d减少。因此，线圈201a在径向距离线圈套管210的中心延伸越远，流过线圈201a的电流之间的间隔越窄。因此，单位面积的电流量增加。这就使得等离子密度在相对应线圈201a一部分的晶片边缘增加，所述部分距离线圈套管210的中心最远。此外，由于线圈套管210使晶片中心的等离子密度降低，所以整个晶片可以具有均匀的等离子密度而与位置无关。虽然在图4A中只显示了一个单元线圈201a，但可以清晰地看出，也可以包括其它与单元线圈201a同样结构的单元线圈。
图5A是显示根据本发明另一实施方式可以产生均匀等离子的等离子源线圈的平面视图，其示例性地说明了仅仅一个单元线圈。图5B是显示根据距离图5A线圈中心的径向距离的单元线圈截面面积的变化的曲线图，而图5C是显示根据距离图5A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的单元线圈各部分之间间隔的变化的曲线图。
参照图5A、图5B和图5C，单元线圈201b从位于等离子源线圈中心的线圈套管发散210并绕线圈套管210螺旋盘绕。单元线圈201b构成为以便当距离线圈套管210中心的径向距离例如在x方向增加时，单元线圈201b的截面面积A减少，但单元线圈201b的各部分之间的间隔保持恒定。即，当径向距离减少时，截面面积A增加。相反，当径向距离增加时，截面面积A减少。因此，即使电流量恒定与径向距离无关，随着线圈201b在径向距离线圈套管210的中心延伸越远，流过线圈201b的电流密度增加。这就使得等离子的密度在相对应线圈201b一部分的晶片边缘增加，所述部分距离线圈套管210的中心最远。此外，由于线圈套管210使晶片中心的等离子密度降低，所以整个晶片可以具有均匀的等离子密度而与位置无关。虽然在图5A中只显示了一个单元线圈201b，但可以清晰，也可以包括其它与单元线圈201b同样结构的单元线圈。
图6A是显示根据本发明另一实施方式的可以产生均匀等离子的等离子源线圈的平面视图，其示例性地说明仅仅一个单元线圈。图6B是显示根据距离图6A线圈中心径向距离的单元线圈截面面积的变化的曲线图，而图6C是显示根据距离图6A的等离子源线圈中线圈中心径向距离的变化，单元线圈各部分之间间隔变化的曲线图。
参照图6A、图6B和图6C，单元线圈201c从位于等离子源线圈中心的线圈套管发散210并绕线圈套管210螺旋盘绕。单元线圈201c构成为以便当距离线圈套管210中心的径向距离例如在x方向增加时，单元线圈201c的各部分之间的间隔d′和单元线圈201c的截面面积A′都减少，即，此等离子源线圈通过组合图4A和5A所示的等离子源线圈获得。因此，当线圈201c在径向距离线圈套管210的中心延伸越远时，流过单元线圈201c的电流密度的增加最有效。这就使得等离子的密度以最高速度在相对应线圈201c一部分的晶片边缘增加，所述部分距离线圈套管210的中心最远。此外，由于线圈套管210使晶片中心的等离子密度降低，所以整个晶片可以具有均匀的等离子密度而与位置无关。虽然在图6A中只显示了一个单元线圈201c，但显而易见，也可以包括其它与单元线圈201c同样结构的单元线圈。
图7A到7K是显示根据本发明的等离子源线圈的线圈套管形状的平面视图。
参照图7A，线圈套管210a可以具有简单的圆形。在图7A中，线圈套管210a的截面面积可以改变，从而影响等离子腔内等离子密度的分布，具体地说，是在晶片的中心。确定线圈套管210a截面面积的线圈套管210a的半径也影响等离子密度的分布。参照图7B，线圈套管210b可以具有圆环形(circular donut)以便限定空的中心空间。分支210b′位于空的中心空间。在下文中，分支210b′位于图7B所示的线圈套管210b一定空间的此结构将被称为网孔结构。参照图7C，线圈套管210c可以具有圆环形，以便限定空的中心空间，但与图7B的线圈套管210b不同，不包括位于空的中心空间的分支。具有完全空的中心空间的图7C的线圈套管210c具有比有分支210b′的图7B所示的线圈套管210b更大的降低晶片中心等离子密度的效果。
参照图7D，线圈套管210d可以具有简单的正方形。在图7D中，线圈套管210d的截面面积可以改变，从而影响晶片中心等离子密度的分布，因此，确定线圈套管210d截面面积的线圈套管210d的长度和/或宽度也影响等离子密度的分布。参照图7E，线圈套管210e可以具有正方环形，以便限定空的中心空间。线圈套管210e具有分支210e′位于空的中心空间的网孔结构。参照图7F，线圈套管210f可以具有正方环形，以便限定空的中心空间，但与图7E的线圈套管210e不同，不包括位于空的中心空间的分支。具有完全空的中心空间的图7F的线圈套管210f具有比有分支210e′的图7E的线圈套管210e更大的降低晶片中心等离子密度的效果。
参照图7G到7K，线圈套管具有多边形。如图7G和7I所示，线圈套管210g和210i分别具有六边形和八边形。如图7H和7J所示，线圈套管210h和210j分别具有六边环形(hexagonal donut)和八边环形(octagonal donut)。此外，如图7K所示，线圈套管7k具有三角形。如上所述，每个都具有空的中心空间的图7H和7J的线圈套管210h和210j可以比图7G和7I的线圈套管210g和210i更有效地降低晶片中心等离子的密度。当然，本发明的线圈套管可以具有除了图7A到7K所示形状之外的各种形状。
图8A到8E是显示本发明等离子源线圈的单元线圈的各种截面形状的视图。
如图8A到8E所示，本发明的单元线圈可以具有各种截面形状。例如，有具有圆截面形状的单元线圈201-1、具有圆环截面形状的单元线圈201-2、具有正方形截面形状的单元线圈201-3、具有正方环形截面形状的单元线圈201-4、具有半圆截面形状的单元线圈201-5。当然，本发明的单元线圈也可以具有其它各种截面形状。
图9和10是显示根据本发明另一实施方式可以产生均匀等离子的等离子源线圈的平面视图。
参照图9，等离子源线圈200d由位于等离子源线圈200d中心的单元线圈210d和多个绕单元线圈210d螺旋盘绕的单元线圈201d、202d、203d、204d、205d和206d组成。参照图10，等离子源线圈200e由位于等离子源线圈200e中心的单元线圈210e和多个绕单元线圈210e螺旋盘绕的单元线圈201e、202e、203e、204e、205e和206e组成。等离子源线圈200d和200e分别通过用单元线圈210d和210e替换图2的线圈套管210获得。如图9所示，单元线圈210d可以逆时针盘绕。另外，如图10所示，单元线圈210e也可以顺时针盘绕。在任何情况下，多个单元线圈201d、202d、203d、204d、205d和206d或201e、202e、203e、204e、205e和206e从单元线圈210d或210e的最远部分延伸并绕单元线圈210d或210e盘绕。本发明不局限于上述绕中心单元线圈210d或210e盘绕的单元线圈的数量(即，6)。
图11是显示图3的等离子腔的拱顶截面视图。
参照图11，根据本发明的等离子腔(图3的300)的拱顶312包括分别具有不同介电常数ε1和ε2的两个材料层。更具体地说，拱顶312具有下拱顶312a和上拱顶312b。下拱顶312a的底面面对半导体晶片(图3的308)并暴露于内部空间(图3的304)。上拱顶312b的顶面暴露到等离子腔300外。下拱顶312a的顶面与上拱顶312b的底面接触。下拱顶312a的顶面和底面以及上拱顶312b的底面面向等离子腔300的内部空间304凸出。下拱顶312a由具有预定第一介电常数ε1的材料例如具有9.3到9.8介电常数的氧化铝(Al2O3)制作。上拱顶312b由具有小于第一介电常数ε1的预定第二介电常数ε2的材料例如陶瓷制作。显然，具有图11所示的拱顶312的等离子腔300可以具有本发明等离子源线圈之一。
图12到45是显示根据本发明实施方式的等离子腔的拱顶和等离子源线圈的截面视图。
参照图12，线圈套管210-11和平面化仪(planarizer)340-11设置在拱顶312-11的顶面，其为面对等离子腔内空间的拱顶312-11底部的相反侧。根据情况，平面化仪340-11典型由塑料或陶瓷制作或可以为填充空的空间的空气。线圈套管210-11位于拱顶312-11的中心，而平面化仪340-11设置为环绕线圈套管210-11。拱顶312-11由氧化铝制作。支撑棒211-11位于线圈套管210-11顶面的中心。拱顶312-11具有平面底面和顶面，而线圈套管210-11也具有平面底面和顶面。热放射层360-11设置在平面化仪340-11上，而多个单元线圈201-11、202-11和203-11位于热放射层360-11内。当然，参照图2、4A、5A、6A、9和10说明的等离子源线圈不仅可以施用到由多个单元线圈201-11、202-11和203-11、线圈套管210-11以及支撑棒211-11组成的图12的等离子源线圈，而且也可以施用到将在下文参照图13到46说明的等离子源线圈。
参照图13，线圈套管210-12位于拱顶312-12的顶面。当线圈套管210-12的底面为平面时，其顶面具有凸形。支撑棒211-12位于线圈套管210-12的凸形顶面的中心。与线圈套管210-12不同，拱顶312-12具有平面底面和顶面。平面化仪(planarizer)340-12和热放射层360-12顺序设置在线圈套管210-12不位于其上的拱顶312-12的顶面上，以便环绕线圈套管210-12。多个单元线圈201-12、202-12和203-12位于热放射层360-12内部。
参照图14，线圈套管210-13位于拱顶312-13顶面的中心。当线圈套管210-13的底面具有凹形时，其顶面为平面。支撑棒211-13位于线圈套管210-13的平面顶面的中心。拱顶312-13具有平面底面，而且具有接触线圈套管210-13底面的顶面的凹部分。平面化仪340-13和热放射层360-13顺序设置为环绕线圈套管210-13。多个单元线圈201-13、202-13和203-13位于热放射层360-13内部。
参照图15，线圈套管210-14位于拱顶312-14顶面的中心。当线圈套管210-14的底面为平面时，其顶面具有凹形。支撑棒211-14位于线圈套管210-14的凹顶面的中心。与线圈套管210-14不同，拱顶312-14具有平面底面和顶面。平面化仪340-14和热放射层360-14顺序设置为环绕线圈套管210-14。多个单元线圈201-14、202-14和203-14位于热放射层360-14内部。
参照图16，电介层350-11和线圈套管210-15顺序设置在拱顶312-15顶面的中心。根据情况，电介层350-11可以由塑料或陶瓷制作或可以为填充空的空间的空气。拱顶312-15具有平面底面和顶面，而电介层350-11具有平面底面。然而，电介层350-11的顶面具有凸形。同样，线圈套管210-15的顶面具有凸形。因此，接触电介层350-11顶面的线圈套管210-15的底面也具有凸形。支撑棒211-15位于线圈套管210-15的凸顶面的中心。平面化仪340-15和热放射层360-15顺序设置为环绕线圈套管210-15。多个单元线圈201-15、202-15和203-15位于热放射层360-15内部。
参照图17，陶瓷层360-11插进拱顶312-16顶面的中心部分，而线圈套管210-16和电介层350-12顺序设置在陶瓷层360-11上。陶瓷层360-11可以用另一绝缘材料层替换。根据情况，电介层350-12可以由塑料或陶瓷制作或可以为填充空的空间的空气。拱顶312-16具有平面底面，而陶瓷层360-11具有平面顶面。位于陶瓷层360-11上的线圈套管210-16具有凹形。位于线圈套管210-16上的电介层350-12的顶面为平面。支撑棒211-16位于电介层350-12的平面顶面的中心。平面化仪340-16和热放射层360-16顺序设置为环绕线圈套管210-16。多个单元线圈201-16、202-16和203-16位于热放射层360-16内部。
参照图18，电介层350-13和线圈套管210-17顺序设置在拱顶312-17顶面的中心。拱顶312-17具有平面底面，而且在顶面的中心具有凹部分。电介层350-13设置在凹部分并具有平面顶面。位于电介层350-13上的线圈套管210-17的顶面具有凸形。支撑棒211-17位于线圈套管210-17凸顶面的中心。平面化仪340-17和热放射层360-17顺序设置为环绕线圈套管210-17。多个单元线圈201-17、202-17和203-17位于热放射层360-17内部。
参照图19，电介层350-14和线圈套管210-18顺序设置在拱顶312-18顶面的中心。拱顶312-18具有平面底面和顶面。位于拱顶312-18上的电介层350-14的顶面具有凸形。位于电介层350-14上的线圈套管210-18的顶面和底面分别具有凹形和凸形。支撑棒211-18位于线圈套管210-18凹顶面的中心。平面化仪340-18和热放射层360-18顺序设置为环绕线圈套管210-18。多个单元线圈201-18、202-18和203-18位于热放射层360-18内部。
参照图20，电介层350-12设置在拱顶312-19顶面的中心。线圈套管210-19位于拱顶312-19顶面上，以完全覆盖电介层350-15。拱顶312-19、电介层350-15以及线圈套管210-19每个都具有平面底面和顶面。支撑棒211-19位于线圈套管210-19平面顶面的中心。平面化仪340-19和热放射层360-19顺序设置为环绕线圈套管210-19。多个单元线圈201-19、202-19和203-19位于热放射层360-19内部。
参照图21，电介层350-16设置在拱顶312-20顶面的中心。线圈套管210-20位于拱顶312-20顶面上，以完全覆盖电介层350-16。拱顶312-20和电介层350-16每个都具有平面底面和顶面。而线圈套管210-20的底面为平面，其顶面具有凸形。支撑棒211-20位于线圈套管210-20凸顶面的中心。平面化仪340-20和热放射层360-20顺序设置为环绕线圈套管210-20。多个单元线圈201-20、202-20和203-20位于热放射层360-20内部。
参照图22，电介层350-17设置在拱顶312-21顶面的中心。线圈套管210-21位于拱顶312-21顶面上，以完全覆盖电介层350-17。拱顶312-21和电介层350-17每个都具有平面底面和顶面。而线圈套管210-21的底面为平面，其顶面具有凹形。支撑棒211-21位于线圈套管210-21凹顶面的中心。平面化仪340-21和热放射层360-21顺序设置为环绕线圈套管210-21。多个单元线圈201-21、202-21和203-21位于热放射层360-21内部。
参照图23，电介层350-18设置在拱顶312-22顶面的中心。线圈套管210-22位于拱顶312-22顶面上，以完全覆盖电介层350-18。拱顶312-22具有平面底面和顶面。电介层350-18的底面和线圈套管210-22的顶面为平面。然而，电介层350-18的顶面具有凸形。此外，接触电介层350-18顶面的一部分线圈套管210-22的底面也具有凸形。支撑棒211-22位于线圈套管210-22顶面的中心。平面化仪340-22和热放射层360-22顺序设置为环绕线圈套管210-22。多个单元线圈201-22、202-22和203-22位于热放射层360-22内部。
参照图24，电介层350-19和线圈套管210-23 顺序设置在拱顶3 12-23顶面的中心。当拱顶312-23的底面为平面时，其顶面的中心部分具有凹形。位于凹形部分的电介层350-19上的顶面为平面。位于电介层350-19上的线圈套管210-23的顶面也为平面。支撑棒211-23位于线圈套管210-23平面顶面的中心。平面化仪340-23和热放射层360-23顺序设置为环绕线圈套管210-23。多个单元线圈201-23、202-23和203-23位于热放射层360-23内部。
参照图25，当拱顶312-24的底表面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-20设置在拱顶312-24凸顶面的中心。线圈套管210-24位于拱顶312-24的凸顶面上，以完全覆盖电介层350-20。电介层350-20和线圈套管210-24每个都具有平面顶面。支撑棒211-24位于线圈套管210-24平面顶面的中心。平面化仪340-24和热放射层360-24顺序设置为环绕线圈套管210-24。多个单元线圈201-24、202-24和203-24位于热放射层360-24内部。
参照图26，当拱顶312-25的底表面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-21设置在拱顶312-25凸顶面的中心。线圈套管210-25位于拱顶312-25的凸顶面上，以完全覆盖电介层350-21。同拱顶312-25一样，电介层350-21的顶面具有凸形。然而，线圈套管210-25的顶面为平面。支撑棒211-25位于线圈套管210-25平面顶面的中心。平面化仪340-25和热放射层360-25顺序设置为环绕线圈套管210-25。多个单元线圈201-25、202-25和203-25位于热放射层360-25内部。
参照图27，当拱顶312-26的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-22插进拱顶312-26凸顶面的中心。此电介层350-22的底表面具有凹形。线圈套管210-26位于电介层350-22上。接触电介层350-22顶面的线圈套管210-26的底表面具有凸形。然而，线圈套管210-26的顶面为平面。支撑棒211-26位于线圈套管210-26顶面的中心。平面化仪340-26和热放射层360-26顺序设置为环绕线圈套管210-26。多个单元线圈201-26、202-26和203-26位于热放射层360-26内部。
参照图28，当拱顶312-27的底表面为平面时，其顶面具有凸形。线圈套管210-27位于拱顶312-27的顶面中心。当线圈套管210-27的底表面具有凹形时，其顶面为平面。支撑棒211-27位于线圈套管210-27平面顶面的中心。平面化仪340-27和热放射层360-27顺序设置为环绕线圈套管210-27。平面化仪340-27具有平面的顶面，但具有接触拱顶312-27顶面的曲线底面。多个单元线圈201-27、202-27和203-27位于热放射层360-27内部。
参照图29，当拱顶312-28的底面为平面时，其顶面具有凸形。然而，拱顶312-28顶面的中心部分具有凹形。线圈套管210-28位于凹形部分上。因此，线圈套管210-28的底表面沿凹形部分的表面也具有凹形。此外，线圈套管210-28的顶面也具有凹形。支撑棒211-28位于线圈套管210-28凹顶面的中心。平面化仪340-28和热放射层360-28顺序设置为环绕线圈套管210-28。平面化仪340-28具有平面的顶面，但具有接触拱顶312-28顶面的曲线底面。多个单元线圈201-28、202-28和203-28位于热放射层360-28内部。
参照图30，当拱顶312-29的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-23位于拱顶312-29凸顶面的中心。线圈套管210-29位于拱顶312-29的顶面上，以完全覆盖电介层350-23。同拱顶312-29一样，电介层350-23的顶面具有凸形。此外，线圈套管210-29的顶面具有凸形。支撑棒211-29插进线圈套管210-29的中心顶面。平面化仪340-29和热放射层360-29顺序设置为环绕线圈套管210-29。多个单元线圈201-29、202-29和203-29位于热放射层360-29内部。
参照图31，当拱顶312-30的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-40插进拱顶312-30的中心顶面。电介层350-24的底表面具有凹形。线圈套管210-30位于电介层350-24上。接触电介层350-24顶面的线圈套管210-30的底面具有凸形。线圈套管210-30的顶面具有凸形。支撑棒211-30位于线圈套管210-30凸形顶面的中心。平面化仪340-30和热放射层360-30顺序设置为环绕线圈套管210-30。平面化仪340-30具有平面的顶面，而具有接触拱顶312-30顶面的曲线底表面。多个单元线圈201-30、202-30和203-30位于热放射层360-30内部。
参照图32，当拱顶312-31的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-25插进拱顶312-31的中心顶面。电介层350-25的底面具有凹形。线圈套管210-31位于电介层350-25上。接触电介层350-25顶面的线圈套管210-31的底面具有凸形。线圈套管210-31的顶面具有凹形。支撑棒211-31位于线圈套管210-31凹形顶面的中心。平面化仪340-31和热放射层360-31顺序设置为环绕线圈套管210-31。平面化仪340-31具有平面的顶面，而具有接触拱顶312-31顶面的曲线底表面。多个单元线圈201-31、202-31和203-31位于热放射层360-31内部。
参照图33，下拱顶312a-11和上拱顶312b-11为顺序设置。下拱顶312a-11由氧化铝制作，而上拱顶312b-11由陶瓷制作，但本发明不局限于此。下拱顶312a-11的底面暴露于等离子腔的内部空间，而其顶面与上拱顶312b-11的底面接触。下拱顶312a-11具有平面顶面和底面。然而，当上拱顶312b-11的底面为平面时，其顶面具有凸形。线圈套管210-32位于上拱顶312b-11上。接触上拱顶312b-11顶面的线圈套管210-32的底面具有凸形。线圈套管210-32的顶面为平面。支撑棒211-32位于线圈套管210-32的平面顶面上。平面化仪340-32和热放射层360-32顺序设置为环绕线圈套管210-32。平面化仪340-32具有平面的顶面，而具有接触上拱顶312b-11顶面的曲线底面。多个单元线圈201-32、202-32和203-32位于热放射层360-32内部。
参照图34，下拱顶312a-12和上拱顶312b-12为顺序设置。下拱顶312a-11具有平面顶面和底面。当上拱顶312b-12的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-12和线圈套管210-33顺序设置在上拱顶312b-12顶面的中心。同上拱顶312b-12的顶面一样，电介层350-26的顶面具有凸形。线圈套管210-33的顶面为平面。支撑棒211-33位于线圈套管210-33的平面顶面上。平面化仪340-33和热放射层360-33顺序设置为环绕线圈套管210-33。平面化仪340-33具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-12顶面的曲线底面。多个单元线圈201-33、202-33和203-33位于热放射层360-33内部。
参照图35，下拱顶312a-13和上拱顶312b-13为顺序设置。下拱顶312a-13具有平面顶面和底面。当上拱顶312b-13的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-27插进上拱顶312b-13的中心顶面。电介层350-27的底面具有凹形。线圈套管210-34位于电介层350-27的顶面上。接触电介层350-27顶面的线圈套管210-34的底面具有凸形，但其顶面为平面。支撑棒211-34位于线圈套管210-34的中心顶面上。平面化仪340-34和热放射层360-34顺序设置为环绕线圈套管210-34。平面化仪340-34具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-13顶面的曲线底面。多个单元线圈201-34、202-34和203-34位于热放射层360-34内部。
参照图36，下拱顶312a-14和上拱顶312b-14为顺序设置。下拱顶312a-14的底面暴露于等离子腔的内部空间，而其顶部与上拱顶312b-14的底面接触。当上拱顶312b-14的底面为平面时，其底面具有凸形。线圈套管210-35位于上拱顶312b-14上。接触上拱顶312b-14顶面的线圈套管210-35的底面具有凸形。线圈套管210-35的顶面具有凸形。支撑棒211-35插进线圈套管210-35的中心顶面。平面化仪340-35具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-14的顶面的曲线底面。多个单元线圈201-35、202-35和203-35位于热放射层360-35内部。
参照图37，下拱顶312a-15和上拱顶312b-15为顺序设置。下拱顶312a-15具有平面顶面和底面。当上拱顶312b-15的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-28插进上拱顶312b-15的中心顶面。电介层350-28的底面具有凹形。线圈套管210-36位于电介层350-28的顶面上。接触电介层350-28顶面的线圈套管210-36的底面具有凸形，而其顶面具有凹形。支撑棒211-36位于线圈套管210-36的顶面中心。平面化仪340-36和热放射层360-36顺序设置为环绕线圈套管210-36。平面化仪340-36具有平面顶面，且具有接触上拱顶312b-15顶面的曲线底面。多个单元线圈201-36、202-36和203-36位于热放射层360-36内部。
参照图38，下拱顶312a-16和上拱顶312b-16为顺序设置。下拱顶312a-16具有平面顶面和底面。当上拱顶312b-16的底面为平面时，其顶面具有凸形。线圈套管210-37位于上拱顶312b-16上。接触上拱顶312b-16顶面的线圈套管210-37的底面具有凸形，但其顶面具有凹形。支撑棒211-37插进线圈套管210-37的中心顶面。平面化仪340-37和热放射层360-37具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-16顶面的曲线底面。多个单元线圈201-37、202-37和203-37位于热放射层360-37内部。
参照图39，下拱顶312a-17和上拱顶312b-17为顺序设置。下拱顶312a-17具有平面顶面和底面。当上拱顶312b-17的底面为平面时，其顶面具有凸形。电介层350-29插进上拱顶312b-15的中心顶面。电介层350-29的底面具有凹形。线圈套管210-38位于电介层350-29上。接触电介层350-29顶面的线圈套管210-38的底面具有凸形。此外，线圈套管210-38具有凸形。支撑棒211-38插进线圈套管210-38的中心顶面。平面化仪340-38和热放射层360-38顺序设置为环绕线圈套管210-38。平面化仪340-38具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-17顶面的曲线底面。多个单元线圈201-38、202-38和203-38位于热放射层360-38内部。
参照图40，下拱顶312a-18和上拱顶312b-18为顺序设置。当下拱顶312a-18的底面为平面时，其顶面具有凸形。上拱顶312b-18具有凸顶面和底面。线圈套管210-39位于上拱顶312b-18上。接触上拱顶312b-18顶面的线圈套管210-39的底面具有凸形，而其顶面为平面。支撑棒211-39插进线圈套管210-39的中心顶面。平面化仪340-39和热放射层360-39顺序设置为环绕线圈套管210-39。平面化仪340-39具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-18顶面的曲线底面。多个单元线圈201-39、202-39和203-39位于热放射层360-39内部。
参照图41，下拱顶312a-19和上拱顶312b-19为顺序设置。当下拱顶312a-19的底面为平面时，其顶面具有凸形。上拱顶312b-19具有凸顶面和底面。线圈套管210-40位于上拱顶312b-19上。接触上拱顶312b-19顶面的线圈套管210-40的底面具有凸形。此外，线圈套管210-40的顶面具有凸形。支撑棒211-40插进线圈套管210-40的中心顶面。平面化仪340-40和热放射层360-40顺序设置以环绕线圈套管210-40。平面化仪340-40具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-19顶面的曲线底面。多个单元线圈201-40、202-40和203-40位于热放射层360-40内部。
参照图42，下拱顶312a-20和上拱顶312b-20为顺序设置。当下拱顶312a-20的底面为平面时，其顶面具有凸形。上拱顶312b-20具有凸顶面和底面。线圈套管210-41位于上拱顶312b-20上。接触上拱顶312b-20顶面的线圈套管210-41的底面具有凸形，而其顶面具有凹形。支撑棒211-41插进线圈套管210-41的中心顶面。平面化仪340-41和热放射层360-41顺序设置为环绕线圈套管210-41。平面化仪340-41具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-20顶面的曲线底面。多个单元线圈201-41、202-41和203-41位于热放射层360-41内部。
参照图43，下拱顶312a-21和上拱顶312b-21为顺序设置。当下拱顶312a-21的底面为平面时，其顶面具有凸形。上拱顶312b-21具有凸顶面和底面。电介层350-30和线圈套管210-42顺序设置在上拱顶312b-21顶面的中心。同上拱顶312b-21的顶面一样，电介层350-30的顶面具有凸形。线圈套管210-42的顶面为平面。支撑棒211-42插进线圈套管210-42的中心顶面。平面化仪340-42和热放射层360-42顺序设置为环绕线圈套管210-42。平面化仪340-42具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-21顶面的曲线底面。多个单元线圈201-42、202-42和203-42位于热放射层360-42内部。
参照图44，下拱顶312a-22和上拱顶312b-22为顺序设置。当下拱顶312a-22的底面为平面时，其顶面具有凸形。上拱顶312b-22具有凸顶面和底面。电介层350-31和线圈套管210-43顺序设置在上拱顶312b-22顶面的中心。同上拱顶312b-22的顶面一样，电介层350-31的顶面具有凸形。此外，线圈套管210-43的顶面具有凸形。支撑棒211-43插进线圈套管210-43的中心顶面。平面化仪340-43和热放射层360-43顺序设置为环绕线圈套管210-43。平面化仪340-43具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-22顶面的曲线底面。多个单元线圈201-43、202-43和203-43位于热放射层360-43内部。
参照图45，下拱顶312a-23和上拱顶312b-23为顺序设置。下拱顶312a-23的底面为平面，而其顶面具有凸形。上拱顶312b-23具有凸顶面和底面。电介层350-32和线圈套管210-44顺序设置在上拱顶3 12b-23顶面的中心。同上拱顶312b-23的顶面一样，电介层350-32的顶面具有凸形。然而，线圈套管210-44的顶面具有凹形。支撑棒211-44插进线圈套管210-44的凹顶面。平面化仪340-44和热放射层360-44顺序设置为环绕线圈套管210-44。平面化仪340-44具有平面顶面，而具有接触上拱顶312b-23顶面的曲线底面。多个单元线圈201-44、202-44和203-44位于热放射层360-44内部。
图46是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的视图。
参照图46，等离子源线圈由具有底面A和顶面B的绝缘柱410组成。此绝缘柱410为圆柱形，传导套管柱420沿垂直方向位于其中。虽然绝缘柱410和套管柱420显示为图46所示的圆柱形，但本发明不局限于此。根据情况，绝缘柱410或套管柱420可以用其它各种柱如正方形柱或多边形柱替换。此外，绝缘柱410也可以用空的空间替换。套管柱420的底面A′与绝缘柱410的底面A在同一平面上，而套管柱420的顶面B′与绝缘柱410的顶面B在同一平面上。
多个单元线圈例如第一单元线圈401、第二单元线圈402和第三单元403从套管柱420的顶面B′的圆周发散，并在绝缘柱410的顶面B上具有曲线形状。虽然在图46中只显示了三个单元线圈，但其目的只是用于说明，可以使用比m(在此，m≥2，m为整数)个线圈更多的单元线圈数量。第一、第二和第三单元线圈401、402和403以螺旋形状位于沿绝缘柱410的顶面B圆周。第一、第二和第三单元线圈401、402和403的每个都具有n圈(在此，n为正实数)且线圈环绕套管柱420。一旦第一、第二和第三单元线圈401、402和403的每个都分别达到位于远离套管柱420半径(r)的绝缘柱410的边缘的预定点a，b和c，则第一、第二和第三单元线圈401、402和403都顺着环绕绝缘柱410横向表面的螺旋轨道直到其达到底面A。
图47是显示利用图46等离子源线圈的等离子腔的截面视图。
参照图47，除等离子源线圈以外，等离子腔300-1的结构与图3等离子腔300的结构一样。在等离子腔300-1中，内空间304的确定尺寸通过外壁302和拱顶312限定。虽然等离子腔300-1的内空间304为简化起见在图中向外开口，但内空间304在实际使用中向外关闭以在等离子腔300-1中保持真空。晶片支撑306位于内空间304的下部分，以支撑具有一定图形的半导体晶片308。RF电源316连接到晶片支撑306。绝缘柱410、套管柱420、以及构成等离子源线圈的单元线圈401、402和403以一定结构设置在拱顶312的外表面上。根据情况，绝缘柱410可以为空的空间。由于等离子源线圈的结构已经参照图46进行了说明，所以在此不再重复其说明。
在此等离子腔300-1中，线圈套管411使等离子的密度在晶片的中心降低，以便等离子均匀地分布，而与晶片的位置无关。此外，由于等离子腔300-1具有三维形状，所以可以增加等离子的密度，且由于延伸线圈的长度所以可以增加电阻。因此，增加了本发明的等离子腔300-1多方面的特性，如蚀刻的选择性、蚀刻速度及可重复性。
图48是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图48，等离子源线圈由位于其中心的线圈套管210f和多个单元线圈201f、202f和203f组成。线圈套管210f由传导材料例如铜制作。虽然在图中未示出，但线圈套管210f连接到RF电源以接收电源。此外，图48显示线圈套管210f具有圆形，但本发明不局限于线圈套管210f的圆形。当然，线圈套管210f可以具有各种的圆形，如圆形和圆环形，或多边形，如正方形、正方环形、六边形、六边环形、八边形、八边环形以及三角形。
第一单元线圈201f、第二单元线圈202f和第三单元203f设置为从线圈套管210f发散，且螺旋地环绕线圈套管210f。在本实施方式中，示例性地使用三个单元线圈，但本发明不局限于上述单元线圈的数量。即，等离子源可以包括m个单元线圈(在此，m≥2，m为整数)。每个单元线圈201f、202f和203f都具有n圈(在此，n为正实数)。由于第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f从线圈套管210f发散，所以提供到线圈套管210f的电源提供到第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f。
第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f的每个都环绕线圈套管210f盘绕，同时形成波浪形状曲线，而不是保持距离线圈套管210f的中心一定的间隔。因此，根据位置，第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f的每个都可以相对远离或相对靠近线圈套管210f的中心。然而，优选保持第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f任意两者之间为一定间隔。对于第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f每个的总长L、磁场的强度H、阻抗Z分别可以用公式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表示流过第一、第二和第三单元线圈201f、202f和203f每个的电流量，Re表示每个线圈距离线圈套管210f中心的有效半径，n表示圈数，而ω表示振荡频率。
从公式1可以看出，整个长度L与有效半径Re成正比。在本发明的等离子源线圈中，由于单元线圈环绕位于等离子源线圈中心的线圈套管并弯曲成波浪形状，所以，每个单元线圈的整个长度都比典型单个等离子源线圈更长。在整个长度增加时，当圈数n为常数时，有效半径Re也增加。从公式2可以看出，有效半径Re与磁场强度H成反比。此外，从公式3可以看出，有效半径Re与阻抗Z成正比。因此，随着有效半径Re增加，磁场强度H减少，但阻抗Z增加。
众所周知，磁场强度H与等离子腔中的等离子密度或离子通量成正比，而阻抗Z与等离子密度或离子通量成反比。在此，离子通量可以指线圈中的离子通量或等离子腔中的离子通量。由于线圈中的离子通量在一定范围内与等离子腔中的离子通量成正比，所以不需要彼此区别。当离子通量随着磁场强度H的减少而减少时，阻抗Z增加，晶片边缘的等离子密度也减少。等离子密度的减少导致蚀刻速度的减速。结果，即使在蚀刻加工期间消除由化学反应产生的副产品的扩散速度很高，由于蚀刻速度也下降，因此临界尺寸(CD)中变化率ΔCD下降。
图49是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图49，等离子源线圈由位于其中心的线圈套管210g以及顺序环绕线圈套管210g的第一等离子源线圈部分A和第二等离子源线圈部分B组成。第一等离子源线圈部分A包括从线圈套管210g发散并环绕线圈套管210g的第一单元线圈201g-1、202g-1和203g-1。第二等离子源线圈部分B包括分别从第一单元线圈201g-1、202g-1和203g-1延伸的第二单元线圈201g-2、202g-2和203g-2并盘绕第一等离子源线圈部分A。
更具体地说，位于第一等离子源线圈部分A中心的线圈套管210g由传导材料例如铜制作。也由传导材料例如铜制作的第一单元线圈201g-1、202g-1和203g-1从线圈套管210g发散。虽然在图中只显示了只是用于说明的三个单元线圈201g-1、202g-1和203g-1，但显然可以使用比m个线圈(m≥2且m为整数)大的单元线圈数。第一单元线圈201g-1、202g-1和203g-1以螺旋形状定位于沿线圈套管210g圆周中。第一单元线圈201g-1、202g-1和203g-1的每个都具有n圈(n为正实数)并盘绕线圈套管210g。
位于第二等离子源线圈部分B的第二单元线圈201g-2、202g-2和203g-2分别从第一单元线圈201g-1、202g-1和203g-1发散。即，第二单元线圈201g-2从第一单元线圈201g-1发散，第二单元线圈202g-2从第一单元线圈202g-1发散，而第二单元线圈203g-2从第一单元线圈203g-1发散。第二单元线圈201g-2、202g-2和203g-2弯曲为波浪形状并盘绕第一等离子源线圈部分A。因此，第二单元线圈201g-2、202g-2和203g-2可以根据位置相对远离或相对靠近第一等离子源线圈部分A。然而，优选在第二单元线圈201g-2、202g-2和203g-2的任意两个之间保持一定的间隔。
在本实施方式中，由于在第二等离子源线圈部分B中的第二单元线圈201g-2、202g-2和203g-2弯曲为波浪形状并盘绕第一等离子源线圈部分A，所以，等离子源线圈具有比传统单个等离子源线圈更长的整个长度L。当整个长度增加时，当圈数n为常数时，有效半径Re也增加。随着有效半径Re增加，磁场强度H减少，但阻抗Z增加。因此，当离子通量随着磁场强度H的减少和阻抗Z增加而减少时，晶片边缘的等离子密度也减少。参照图48，等离子密度的减少导致蚀刻速度的减速。结果，即使在蚀刻加工期间消除由化学反应产生的副产品的扩散速度很高，由于蚀刻速度也下降，因此变化率ΔCD下降。
图50是显示利用图49等离子源线圈的等离子腔的截面视图。
参照图50，除等离子源线圈200g外，等离子腔300-2的结构与图3的等离子腔300相同。由于等离子腔300-2的操作和作用与参照图3所述的等离子腔300的操作和作用相同，所以其说明在此不再重复。等离子腔300-2包括由第一等离子源线圈部分A和第二等离子源线圈部分B组成的等离子源线圈200g构成。由于图50的等离子源线圈200g与参照图49所述的等离子源线圈相同，所以其说明在此不再重复。
图51A是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图，而图51B是显示沿图51A的线1B-1B′剖开的截面视图。
参照图51A和51B，本实施方式的等离子源线圈1100包括传导套管1110。传导套管1110连接到供电线1111，RF电流通过供电线1111从RF电源流进传导套管1110中。四个线圈线1121、1122、1123和1124从传导套管1110的边缘发散并位于圆形边界线1101内。RF电流从传导套管1110流进各自的线圈线1121、1122、1123和1124。第一线圈线1121和第三线圈线1123位于相反方向，而第二线圈线1122和第四线圈线1124位于相反方向。
从传导套管1110发散的第一线圈线1121从点A向为用虚线显示并限定的等离子源线圈1100区域的圆形边界线1101延伸，并转到一定的位置以沿边界线1101延伸。此后，第一线圈线1121继续沿图51A中箭头1130表示的方向继续延伸，并最终邻接边界线1101接地(未示出)，即在点B。
第二线圈线1122从邻接等离子源线圈1100位置的传导套管1110发散，在此第一线圈线1121向边界线1101延伸并接地。第二线圈线1122的设置与第一线圈线1121的设置相同。第三线圈线1123在等离子源线圈1100的位置从传导套管1110发散，在此第二线圈线1122向边界线1101延伸并接地。同样，第四线圈线1124在等离子源线圈1100的位置从传导套管1110发散，在此第三线圈线1123向边界线1101延伸并接地。第三线圈线1123或第四线圈线1124的设置与第一线圈线1121或第二线圈线1122的设置相同。
在等离子源线圈1100中，RF电流在相反方向流过每个线圈线的邻接部分。例如，在箭头1130表示的第一线圈线1121中，RF电流在相反方向流过第一线圈线1121的邻接部分。因此，如同图51B的箭头所示，通过流过第一线圈线1121邻接部分的RF电流产生的磁场为同一方向。结果，磁场不会彼此抵消而可以加强。
图52是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈。
参照图52，除每个线圈线偏从传导套管1210发散的位置外，等离子源线圈1200的结构与图51A的等离子源线圈相同。具体地说，在图51A的等离子源线圈1100中，线圈线1121、1122、1123和1124从传导套管1110发散的位置彼此距离确定的间隔。然而，在本实施方式的等离子源线圈1200中，第一到第四线圈线1221、1222、1223和1224从传导套管1210发散的位置不位于确定的间隔。第一线圈线1221与对第四线圈线1224为一对，而第二线圈线1222与对第三线圈线1223为一对。一对线圈线在邻接位置从传导套管1210发散。第一和第四线圈线1221和1224在邻接位置从传导套管1210发散，而第二和第三线圈线1222和1223在邻接位置从传导套管1210发散。本实施方式的等离子源线圈1200具有与等离子源线圈1100同样的效果。即，如同箭头1230所示，RF电流在相反方向流过每个线圈线的邻接部分。结果，磁场的强度增强。
图53是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图53，除从传导套管1310发散的线圈线数外，等离子源线圈1300的结构与图51A的等离子源线圈1100的结构相同。即，当等离子源线圈1100包括四个从传导套管1110发散的线圈线时，本实施方式的等离子源线圈1300包括从传导套管1310发散的两个线圈线。等离子源线圈1300包括传导套管1310，第一线圈线1321和第二线圈线1322从传导套管1310发散。第一线圈线1321从传导套管1310发散的等离子源线圈1300的位置直接与第二线圈线1322从其发散的位置相反。第一线圈线1321位于等离子源线圈1300的右边，而第二线圈线1322位于其左边。
从传导套管1310发散的第一线圈线1321从点A向用虚线显示并限定等离子源线圈1300区域的圆形边界线延伸，并在邻接边界线的一定位置旋转以沿边界线延伸。此后，第一线圈线1321继续沿箭头1330表示的方向继续延伸并最后邻接边界线接地(未示出)，即在点B。第二线圈线1322的设置与第一线圈线1321的设置相同。本发明的等离子源线圈1300具有与其它上述实施方式等离子源线圈同样的效果。即，如箭头1330所示，RF电流在相反方向流过每个线圈线的邻接部分。结果，磁场强度增加。
图54是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图54，除每个线圈线从传导套管1410发散的位置外，等离子源线圈1400的结构与图53的等离子源线圈1300的结构相同。具体地说，在图53的等离子源线圈1300中，第一线圈线1321从传导套管1310发散的位置直接与第二线圈线1322从其发散的位置相反。然而，在本实施方式的等离子源线圈1400中，第一线圈线1421从传导套管1410发散的位置邻接第二线圈线1422从其发散的位置。第一和第二线圈线1421和1422从而传导套管1410的邻接位置发散并在相反方向延伸。即，第一线圈线1421在传导套管1410的右边延伸，而第二线圈线1422在其左边延伸。由于等离子源线圈1400的设置与图53的等离子源线圈1300相同，所以，其说明在此不再重复。本实施方式的等离子源线圈1400具有与其它上述等离子源线圈同样的效果。即，如箭头1430所示，RF电流在相反方向流过每个线圈线的邻接部分。结果，磁场强度增加。
图55是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图55，本实施方式的等离子源线圈1500包括传导套管1510，第一线圈线1521和第二线圈线1522从传导套管1510发散。第一线圈线1521从传导套管1510发散的位置直接与第二线圈线1522从其发散的位置相反。第一线圈线1521从传导套管1510的上位置发散并位于用虚线表示并限定等离子源线圈1500区域的圆形边界线的右半圆。第二线圈线1522从传导套管1510的下位置发散并位于边界线的左半圆。在此，第一线圈线1521在右半圆螺旋延伸，而第二线圈线1522在圆形边界线内右半圆螺旋延伸。
更具体地说，从传导套管1510发散的第一线圈线1521向边界线延伸，并在邻接边界线的一定位置转折以沿边界线延伸。此后，第一线圈线1521在由箭头1530表示的方向螺旋延伸并最后连接到位于边界线右半圆中心的第一接地线1541。同样，第二线圈线1522从传导套管1510发散，在左半圆螺旋延伸，并最后连接到位于边界线左半圆中心的第二接地线1542。
在本实施方式的等离子源线圈1500中，RF电流在同样方向流过第一线圈线1521或第二线圈线1522的一些邻接部分。然而，RF电流在第一线圈线1521邻接第二线圈线1522的部分1500a处沿与流过第二线圈线1522的RF电流的相反方向流过第一线圈线1521。因此，磁场强度在部分1500a增加。此外，RF电流在邻接第一接地线1541部分1500b1处的相反方向通过第一线圈线的邻接部分1541。同样，RF电流在邻接第二接地线1542部分1500b2处的相反方向通过第二线圈线的邻接部分1542。磁场强度在部分1500b1和1500b2增加。
图56是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图56，除每个线圈线从传导套管1610发散的位置外，本实施方式等离子源线圈1600的结构与图55的等离子源线圈1500的结构相同。具体地说，在图55的等离子源线圈1500中，第一线圈线1521从传导套管1510发散的位置直接与第二线圈线1522从其发散的位置相反。然而，在等离子源线圈1600中，第一线圈线1621从传导套管1510发散的位置邻接第二线圈线1622从其发散的位置。从传导套管1610发散的第一线圈线1621向用虚线所示的圆形边界线延伸，并在邻接边界线的一定位置转到右边。此后，第一线圈线1621在由箭头表示的方向螺旋延伸并最后连接到第一接地线1641。同样，第二线圈线1622在邻接第一线圈线1621发散位置的位置从传导套管1610发散，在边界线左半圆螺旋延伸，并最后连接到第二接地线1642。
在等离子源线圈1600中，RF电流在邻接第一接地线1641的部分1600a的相反方向流过第一线圈线的邻接部分1641。同样，RF电流在邻接第二接地线1642部分1600b处的相反方向通过第二线圈线的邻接部分1642。磁场强度在部分1600a和1600b增加。
图57是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图57，本实施方式的等离子源线圈1700包括传导套管1710，并具有通过用虚线表示并距离传导套管1710预定半径间隔的圆形边界线限定的区域。由圆形边界线限定的区域分成四个区，即，第一区1700a、第二区1700b、第三区1700c和第四区1700d。第一线圈线1721从传导套管1710发散并位于第一区1700a中。第二线圈线1722从传导套管1710发散并位于第二区1700b中。第三线圈线1723从传导套管1710发散并位于第三区1700c中。此外，第四线圈线1724从传导套管1710发散并位于第四区1700d中。
第一线圈线1721从传导套管1710发散并以扇叶形延伸以到达位于第一区1700a中心的第一接地线1741。第二线圈线1722从传导套管1710发散并以扇叶形延伸以到达位于第二区1700b中心的第二接地线1742。第三线圈线1723从传导套管1710发散并以扇叶形延伸以到达位于第三区1700c中心的第三接地线1743。此外，第四线圈线1724从传导套管1710发散并以扇叶形延伸以到达位于第四区1700d中心的第四接地线1744。更具体地说，第一、第二、第三和第四线圈线1721、1722、1723和1724从传导套管1710向边界线径向延伸，接着返回向所述传导套管1710，然后平行于传导套管1710延伸，且重复上述轨迹以达到第一、第二、第三或第四接地线1741、1742、1743和1744。
在此设置中，第一线圈线1721的第一部分1721a位于邻接第四线圈线1724的第二部分1724b，而第一线圈线1721的第二部分1721b位于邻接第二线圈线1722的第一部分1722a。第二线圈线1722的第二部分1722b位于邻接第三线圈线1723的第一部分1723a，而第三线圈线1723的第二部分1723b位于邻接第四线圈线1724的第一部分1724a。如同箭头所示，RF电流在相反方向流过线圈线1721、1722、1723和1724的这些邻接部分(1721a和1724b、1721b和1722a、1722b和1723a以及1723b和1724a)。因此，在第一线圈线1721的第一部分1721a和第四线圈线1724的第二部分1724b之间、第一线圈线1721的第一部分1721b和第二线圈线1722的第一部分1722a之间，第二线圈线1722的第二部分1722b和第三线圈线1723的第一部分1723a之间以及第三线圈线1723的第二部分1723b和第四线圈线1724的第一部分1724a之间的磁场强度增加。
图58是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图58，本实施方式的等离子源线圈1800不同于上述其它实施方式在于，只有一个线圈线从传导套管1810发散。即，线圈线1820从传导套管1810发散并在用虚线所示的圆形边界线中以四个扇叶的形状延伸。更具体地说，线圈线1820从传导套管1810向边界线延伸，然后平行于边界线延伸。当延伸小于边界线圆周的1/4时，线圈线1820返回传导套管1810，然后平行于传导套管1810延伸，然后重复上述扇叶轨迹。如同箭头所示，线圈线1820重复此过程四次。在此设置中，线圈线1820的许多部分都定位成彼此邻接，且RF电流在相反方向通过邻接部分。因此，线圈线1820邻接部分之间的磁场强度增加。
图59是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图59，除等离子源线圈1900具有两个半圆的形状外，本实施方式等离子源线圈1900的结构与图58的等离子源线圈1800的结构相同。即，在等离子源线圈1900中，一个线圈线1920从传导套管1910发散并在用虚线所示的圆形边界线内延伸。线圈线1920在边界线的右半圆延伸以形成扇叶形，然后在边界线的左半圆延伸以形成另一扇叶形。在等离子源线圈1900中，如同箭头1930所示，RF电流在相反方向流过线圈线1920的邻接部分。因此，线圈线1920邻接部分之间的磁场强度增加。
图60是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图60，在本实施方式的等离子源线圈2000中，通过用虚线表示的圆形边界线限定的区域分成第一区2000a、第二区2000b、第三区2000c和第四区2000d。第一传导套管2011位于第一区2000a的中心，而第二传导套管2012位于第二区2000 b的中心。第三传导套管2013位于第一区2000c的中心，而第四传导套管2014位于第二区2000d的中心。第一线圈线2021从第一传导套管2011发散并在第一区2000a内顺时针螺旋旋转以达到边界线。同样，第二线圈线2022从第二传导套管2012发散并在第二区2000b内顺时针螺旋旋转以达到边界线。第三和第四线圈线2023和2024以与第一和第二线圈线2021和2022同样的方式延伸。
在此设置中，RF电流在同样方向流过线圈线2021、2022、2023和2024每个的邻接部分。因此，在每个线圈线的邻接部分中，磁场强度没有增加。然而，具有第一线圈线2021在第一区2000a和第二区2000b之间邻接第二线圈线2022的一部分、第二线圈线2022在第二区2000b和第三区2000c之间邻接第三线圈线2023的一部分、第三线圈线2023在第三区2000c和第四区2000d之间邻接第四线圈线2024的一部分以及第四线圈线2024在第四区2000d和第一区2000a之间邻接第一线圈线2021的一部分。如同箭头所示，RF电流在相反方向流过两个区之间的两个邻接线圈线。因此，磁场强度在一个线圈邻接两个区之间的另一线圈的每个部分增加。
图61是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图61，在本实施方式的等离子源线圈2100中，通过用虚线表示的圆形边界线限定的区域分成第一区2100a、第二区2100b、第三区2100c和第四区2100d。传导套管2110位于等离子源线圈2100的中心，第一接地线2141位于第一区2100a的中心，而第二接地线2142位于第二区2100b的中心。第三接地线2143位于第三区2100c的中心，而第四接地线2144位于第二区2100d的中心。第一线圈线2121从传导套管2110发散并在第一区2100a内螺旋延伸以达到第一接地线2141。同样，第二线圈线2122从第二传导套管2110发散并在第二区2100b内螺旋延伸以达到第二接地线2142。第三和第四线圈线2123和2124以与第一和第二线圈线2121和2122同样的方式延伸。
在此设置中，RF电流在同样方向流过线圈线2121、2122、2123和2124每个的邻接部分。因此，在每个线圈线的邻接部分中，磁场强度没有增加。然而，具有第一线圈线2121在第一区2100a和第二区2100b之间邻接第二线圈线2122的一部分、第二线圈线2122在第二区2100b和第三区2100c之间邻接第三线圈线2123的一部分、第三线圈线2123在第三区2100c和第四区2100d之间邻接第四线圈线2124的一部分以及第四线圈线2124在第四区2100d和第一区2100a之间邻接第一线圈线2121的一部分。如同箭头所示，RF电流在相反方向流过两个区之间的两个邻接线圈线。因此，磁场强度在一个线圈邻接两个区之间的另一线圈的每个部分增加。
图62是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图62，除等离子源线圈2200包括顺时针线圈线和逆时针线圈线外，等离子源线圈2200)的结构与图60的等离子源线圈2000的结构相同。更具体地说，在等离子源线圈2200中，通过用虚线表示的圆形边界线限定的区域分成第一区2200a、第二区2200b、第三区2200c和第四区2200d。第一传导套管2111位于第一区2200a的中心，而第二传导套管2212位于第二区2200b的中心。第三传导套管2213位于第三区2200c的中心，而第四传导套管2214位于第四区2200d的中心。
第一线圈线2221从第一传导套管2211发散并在第一区2200a内顺时针螺旋旋转以达到边界线。第二线圈线2222从第二传导套管2212发散并在第二区2200b内逆时针螺旋旋转以达到边界线。第三线圈线2223从第三传导套管2213发散并在第三区2200c内顺时针螺旋旋转。第四线圈线2224从第四传导套管2214发散并在第四区2200d内逆时针螺旋旋转。即，第一和第三线圈线2221和2224每个都具有顺时针螺旋结构，而第二和第四线圈线2222和2224每个都具有逆时针螺旋结构。
在此设置中，RF电流在同样方向流过线圈线2221、2222、2223和2224每个的邻接部分。因此，在每个线圈线的邻接部分中，磁场强度没有增加。然而，在第一区2200a和第三区2200c之间部分处，RF电流流过第一线圈线2221的方向2231与RF电流流过第三线圈线2223的方向2233相反。此外，在第二区2200b和第四区2200d之间部分处，RF电流流过第二线圈线2222的方向2232与RF电流流过第四线圈线2224的方向2234相反。因此，磁场强度在相对区的这些部分增加。
图63是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图63，本实施方式的等离子源线圈2300包括传导套管2310，一个线圈线2320从传导套管2310上延伸，以便环绕传导套管2310形成多个圆形层。更具体地说，线圈线2320从传导套管2310发散并环绕传导套管2310延伸以便形成第一圆形层2320a。当旋转一圈后，线圈线2320回转并环绕第一圆形层2320a延伸以便形成第二圆形层2320b。当再旋转一圈后，线圈线2320回转并环绕第二圆形层2320b延伸以便形成第三圆形层2320c。此外，当再旋转一圈后，线圈线2320回转并环绕第三圆形层2320c延伸以便形成第四圆形层2320d。
在此设置中，如同箭头所示，RF电流在相反方向流过圆形层2320a、2320b、2320c和2320d的邻接部分。因此，邻接圆形层的磁场强度增加。
图64是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图64，除线圈线2420在同一方向一次旋转两或更多圈外，等离子源线圈2400的结构与图63的等离子源线圈2300的结构相同。更具体地说，线圈线2420从传导套管2410发散并环绕传导套管2410延伸以便形成第一圆形层2420a。当旋转一圈后，线圈线2420回转并环绕第一圆形层2420a延伸以便形成第二圆形层2420b。当再旋转一圈后，线圈线2420回转并环绕第二圆形层2420b以便形成第三圆形层2420c。当再旋转一圈后，线圈线2420不回转并保持环绕第三圆形层2420c延伸以便形成第四圆形层2420d。如同箭头所示，RF电流在相反方向流过圆形层2420a、2420b、2420c和2420d的邻接部分，而RF电流在同样的方向流过第三圆形层2420c和第四圆形层2420d。
图65是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图65，本实施方式的等离子源线圈2500包括传导套管2510。线圈线2520从传导套管2510发散并在旋转一个大圈时环绕传导套管2510延伸。此后，线圈线2520回转，当旋转小圈时环绕传导套管2510延伸，重复其直到线圈线2520接近达到传导套管2510。然后，线圈线2520从传导套管2510的临近区域向圆形边界线延伸。在等离子源线圈2500中，如同箭头所示，RF电流在相反方向流过线圈线2520邻接部分。因此，在线圈线2520邻接部分的磁场强度增加。
图66是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图66，等离子源线圈2600的结构与图64等离子源线圈2400的结构相同。然而，在等离子源线圈2600中，两个线圈线，即，第一线圈线2621和第二线圈线2622相对传导套管2610对称从传导套管2610发散。此外，第一线圈线2621和第二线圈线2622的每个都环绕传导套管2610延伸，旋转半圈再回转，然后重复此过程。第一线圈线2621在相对第二线圈线2622延伸方向的相反方向延伸。在此等离子源线圈2600中，RF电流在相反方向流过第一线圈线2621或第二线圈线2622的邻接部分。因此，在第一线圈线2621或第二线圈线2622邻接部分之间的磁场强度增加。
图67是显示根据本发明另一实施方式的等离子源线圈的平面视图。
参照图67，本实施方式的等离子源线圈2700包括传导套管2710，其位于具有相对小半径的第一区2700a和具有相对大半径的第二区2700b的中心。线圈线2720从传导套管2710发散，并在第一区2700a以弹簧形设置，然后设置为只在第二区2700b环绕第一区2700a。在等离子源线圈2700的第一区2700a中，RF电流流过线圈线2720扭曲的部分2720a的方向与RF电流流过线圈线2720如箭头所示扭曲的部分2720a邻接部分的方向相反。因此，在线圈线2720扭曲的邻接部分之间的磁场强度增加。
图68是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图。图69是显示图68等离子腔的等离子源的实施例。图68的截面视图为沿图69的线II-II′剖开的视图。
参照图68和69，除等离子源线圈外，本实施方式的等离子腔300-3与图2的等离子腔300相同。在等离子腔300-3中，用于产生等离子的等离子源位于拱顶312的外表面上。等离子源线圈包括多个单元线圈，例如，从中心点O发散的第一单元线圈3221a和3221b、第二单元线圈3222a和3222b以及第三单元线圈3223a和3223b。具体地说，这些单元线圈分布在整个位于上面的第一区A1和位于下面的第二区B2。更具体地说，第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a都以螺旋形环绕位于比第二区B1更远离拱顶312顶面的第一区A1中的中点O设置。为此，第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a都设置在绝缘材料层上，例如，位于拱顶312顶面上的陶瓷层3218。在此情况下，第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a至少间隔拱顶312顶面的距离为陶瓷层3218的厚度。陶瓷层3218可以根据情况用空气替换。如果用空气替换陶瓷层3218。则等离子腔300-3还需要用于支撑第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a的支撑部分。
在位于比第一区A1更靠近拱顶312顶面的第二区B1中，第一、第二和第三单元线圈3221b、3222b和3223b分别从第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a延伸，并设置为螺旋形。因此，第二区B1环绕第一区A1。结果，第一区A1位于相对应在等离子腔300-3中装载晶片308的中心部分，而第二区B1位于相对应晶片308的边缘。虽然在图中未示出，但单元线圈3221a、3221b、3222a、3222b、3223a和3223b都连接到RF电源(未示出)以接收来自RF电源的RF电力。
在等离子腔300-3中，第二区B1中相对应晶片308边缘的第一、第二和第三单元线圈3221b、3222b和3223b距离等离子腔300-3的内空间304更远，而第一区A1中相对应晶片308中心部分的第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a距离更靠近等离子腔300-3的内空间304。因此，可以减少晶片308中心部分中相对高的等离子密度，同时增加晶片308边缘中相对高的等离子密度。结果，可以均匀等离子的密度而与晶片308的位置无关。
图70是显示根据本发明另一实施方式等离子腔的截面视图。图71是显示图70等离子腔的等离子源的实施例。图70的截面视图为沿图71的线IV-IV′剖开的视图。在图70中，同样的标号用于表示与图68中同样的元件。
参照图70和71，除位于拱顶312上图70的等离子源线圈还包括线圈套管3230外，等离子腔300-4的结构与图68的等离子腔300-3的结构相同。即，具有预定半径的线圈套管3230位于第一区A1的中心，而第一单元线圈3221a、第二单元线圈3222a和第三单元线圈3223a从线圈套管3230发散并以螺旋形状环绕线圈套管3230。此线圈套管3230由传导材料制作并连接到RF电源(未示出)，以便将RF电源提供到第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a。在本实施方式的等离子腔300-4中，线圈套管3230位于晶片308中心部分上面。结果，可以均匀等离子的密度而与晶片308的位置无关。
图72是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图。图73是显示图72等离子腔的等离子源的实施例。图72的截面视图为沿图73的线VI-VI′剖开的视图。在图72中，同样的标号用于表示与图68中同样的元件。
参照图72和73，在本实施方式的等离子腔300-5中，位于拱顶312外表面上等离子源线圈的结构不同于其它实施方式中的结构。即，等离子源线圈由多个单元线圈组成，例如，从中心点O发散的第一单元线圈3221a、3221b和3221c、第二单元线圈3222a、3222b和3222c以及第三单元线圈3223a、3223b和3223c。具体地说，这些单元线圈整个分布在位于上面的第一区A2、位于下面的第二区B2以及位于第一区A2和第二区B2之间的第三区C2上。更具体地说，第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a都以螺旋形状环绕位于比第二或第三区B1或C1更远离拱顶312顶面的第一区A1中的中点O设置。为此，第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a都设置在绝缘材料层上，例如，位于拱顶312顶面上的陶瓷层3218′。陶瓷层3218′具有倾斜的侧面。在此情况下，第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a至少间隔拱顶312顶面的距离为陶瓷层3218′的厚度。陶瓷层3218′可以根据情况用空气替换。如果空气替换陶瓷层3218′，则等离子腔300-5还需要用于支撑第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a的支撑部分。
一旦单元线圈3221a、3222a和3223a到达第一区A2的边缘，其开始以螺旋形状沿第三区C2的斜面延伸。即，第一、第二和第三单元线圈3221c、3222c和3223c分别从第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a延伸，并沿陶瓷层3218′的倾斜侧面盘绕陶瓷层3218′直到其到达第二区B2的边缘。
在位于比第一和第三区A2和C2更靠近拱顶312顶面的第二区B2中，第一、第二和第三单元线圈3221b、3222b和3223b分别从第三区C2的第一、第二和第三单元线圈3221c、3222c和3223c延伸并设置为螺旋形状。因此，第二区B2位于环绕第一区A2和第三区C2。第一区A2位于相对应晶片308中心部分的位置，第二区B2位于相对应晶片308边缘的位置，而第三区C2位于第一区A2和第二区B2之间的位置。虽然在图中未示出，但单元线圈3221a、3221b′、3221c、3222a、3222b、3222c、3223a、3223b和3223c都连接到RF电源(未示出)以接收来自RF电源的RF电力。
图74是显示根据本发明另一实施方式的等离子腔的截面视图。图75是显示图74等离子腔的等离子源的实施例。图74的截面视图为沿图75的线VIII-VIII′剖开的视图。在图74中，同样的标号用于表示与图70中同样的元件。
参照图74和75，除位于拱顶312外表面上的等离子源线圈还包括线圈套管3230′外，等离子腔300-6的结构与图72的等离子腔300-5的结构相同。即，具有预定半径的线圈套管3230′位于第一区A2的中心。第一单元线圈3221a、第二单元线圈3222a和第三单元线圈3223a从线圈套管3230′发散并以螺旋形状环绕线圈套管3230′。线圈套管3230′由传导材料制作并连接到RF电源(未示出)，以便将RF电源提供到第一、第二和第三单元线圈3221a、3222a和3223a。在等离子腔300-6中，线圈套管3230′位于晶片308中心部分上面，因此更有效地降低了晶片308中心部分等离子的密度。结果，可以均匀等离子的密度而与晶片308的位置无关。
虽然本发明已经参照其优选实施方式进行了具体显示和说明，但是应当认为本领域的熟练技术人员可能在此基础上做出各种变更而不会脱离由权利要求所限定的发明保护范围和主题精神，本发明的保护范围由权利要求及其等同物的范围所限定。
权利要求
1.一种用于在预定的反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括m个单元线圈，每个单元线圈都具有n圈，其在从等离子源线圈中心具有预定半径的线圈套管延伸并环绕线圈套管以螺旋形状设置，其中m为大于或等于2的整数，而n为正实数。
2.根据权利要求1所述的等离子源线圈，其特征在于线圈套管由与单元线圈同样的导电材料制作。
3.根据权利要求2所述的等离子源线圈，其特征在于单元线圈和线圈套管由铜制作。
4.根据权利要求1所述的等离子源线圈，其特征在于线圈套管具有从圆、圆环和多边形如正方形、正方环形、六边形、六边环形、八边形、八边环形以及三角形组成的组中选择的形状。
5.根据权利要求1所述的等离子源线圈，其特征在于每个单元线圈具有从圆、圆环、半圆和多边形如正方形、正方环形组成的组中选择的形状。
6.根据权利要求1所述的等离子源线圈，其特征在于每个单元线圈都构成为以便当距离线圈套管的径向距离增加时，单元线圈的部分之间在径向的间隔减少。
7.根据权利要求6所述的等离子源线圈，其特征在于当距离线圈套管的径向距离增加时，单元线圈的截面面积减少。
8.根据权利要求1所述的等离子源线圈，其特征在于每个单元线圈都构成为以便当距离线圈套管的中心的径向距离增加时，单元线圈的截面面积减少。
9.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；位于腔的拱顶上的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括m个单元线圈，每个单元线圈都具有n圈，其在从等离子源线圈中心具有预定半径的线圈套管延伸并环绕线圈套管以螺旋形状设置，其中m为大于或等于2的整数，而n为正实数；位于等离子源线圈的线圈套管的预定中心区的支撑杆；以及连接到支撑杆的感应线圈，所述感应线圈用于给等离子源线圈提供电源。
10.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于线圈套管和支撑杆每个均由与等离子源线圈的单元线圈同样的导电材料制作。
11.根据权利要求10所述的等离子腔，其特征在于单元线圈、线圈套管和支撑杆由铜制作。
12.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于线圈套管具有从圆、圆环和多边形如正方形、正方环形、六边形、六边环形、八边形、八边环形以及三角形组成的组中选择的形状。
13.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于每个单元线圈具有从圆、圆环、半圆和多边形如正方形、正方环形组成的组中选择的形状。
14.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于每个单元线圈都构成为以便当距离线圈套管的径向距离增加时，单元线圈的部分之间在径向的间隔减少。
15.根据权利要求14所述的等离子腔，其特征在于当距离线圈套管的径向距离增加时，单元线圈的截面面积减少。
16.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于每个单元线圈都构成为以便当距离线圈套管的中心的径向距离增加时，单元线圈的截面面积减少。
17.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于所述拱顶由氧化铝制作。
18.根据权利要求9所述的等离子腔，其特征在于所述拱顶包括暴露于反应空间的下拱顶，所述下拱顶由具有第一介电常数的材料制作；以及位于下拱顶上的上拱顶，所述上拱顶由不同于第一介电常数材料的第二介电常数材料制作。
19.一种用于在预定的反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面同样的平面上从套管柱发散并沿套管柱的第二表面的圆周以螺旋形状设置，其中当两个或更多的单元线圈达到预定半径时，在保持预定半径的同时，所述两个或更多的单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸。
20.根据权利要求19所述的等离子源线圈，还包括环绕第一表面和第二表面之间的套管柱的绝缘柱，所述绝缘柱由所述单元线圈环绕。
21.根据权利要求19所述的等离子源线圈，其特征在于m为大于或等于2的整数，每个单元线圈具有n圈，而n为正实数。
22.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；位于腔拱顶上的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面的同样平面上从套管柱发散并沿套管柱第二表面的圆周以螺旋形状设置，其中当m个单元线圈达到预定半径时，在保持所述预定半径的同时，所述单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸，以及连接到等离子源线圈的套管柱的感应电源，所述感应电源用于给单元线圈提供电源。
23.根据权利要求22所述的等离子腔，还包括环绕第一表面和第二表面之间的套管柱的绝缘柱，所述绝缘柱由所述单元线圈环绕。
24.根据权利要求22所述的等离子腔，其特征在于m为大于或等于2的整数，每个单元线圈都在与套管柱的第二表面同样的表面上具有n圈，而n为正实数。
25.一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括用于接收电源的线圈套管；以及m个单元线圈，每个单元线圈都具有n圈，其从线圈套管发散并环绕线圈套管弯曲成波浪形状，其中m为大于或等于2的整数，而n为正实数。
26.根据权利要求1所述的等离子源线圈，其特征在于所述单元线圈设置为以螺旋形状环绕所述线圈套管。
27.一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括包括m个第一单元线圈的第一等离子源区，其从用于接收电源的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管；以及包括m个第二单元线圈的第二等离子源区，其从第一等离子源区的第一单元线圈延伸并弯曲成波浪形状以环绕第一等离子源区，其中m为大于或等于2的整数。
28.一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面同样的平面上从套管柱发散并弯曲成波浪形状以环绕套管柱，其中当m个单元线圈达到预定半径时，在保持预定半径的同时，所述单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸。
29.根据权利要求28所述的等离子源线圈，还包括环绕第一表面和第二表面之间的套管柱的绝缘柱，所述绝缘柱由所述单元线圈环绕。
30.根据权利要求29所述的等离子腔，其特征在于m为大于或等于2的整数，每个单元线圈都在与套管柱第二表面同样的表面上具有n圈，而n为正实数。
31.一种等离子源线圈，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；线圈套管和等离子源线圈包括m个单元线圈，其从线圈套管发散并设置为环绕线圈套管，其中m为大于或等于2的整数；以及用于通过线圈套管将电源提供给单元线圈的感应电源。
32.一种等离子源线圈，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈包括有m个第一单元线圈的第一等离子源区，其从线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管，以及包括有m个第二单元线圈的第二等离子源区，其从第一等离子源区的第一单元线圈延伸并弯曲成波浪形状以环绕第一等离子源区，其中m为大于或等于2的整数；以及用于通过线圈套管将电源提供给单元线圈的感应电源。
33.一种等离子源线圈，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈包括位于垂直方向的套管柱，所述套管柱具有为下表面的第一表面，以及为上表面的第二表面；以及m个单元线圈，其在与套管柱的第二表面的同样平面上从套管柱并弯曲成波浪形状以环绕套管柱，其中当m个单元线圈达到预定半径时，在保持所述预定半径的同时，所述单元线圈在与套管柱的第一表面的同样平面上延伸；以及连接到等离子源线圈的套管柱的感应电源，所述感应电源用于给所述单元线圈提供电源。
34.根据权利要求33所述的等离子源线圈，还包括环绕第一表面和第二表面之间的套管柱的绝缘柱，所述绝缘柱由所述单元线圈环绕。
35.根据权利要求33所述的等离子源线圈，其特征在于m为大于或等于2的整数，每个单元线圈都具有n圈，而n为正实数。
36.一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于等离子源线圈的中心的导电套管，所述导电套管用于直接从电源接收电力；以及从导电套管发散并环绕导电套管设置的一个或多个线圈线，其中每个线圈线都定位成以便电流在相反方向流过线圈线的邻接部分。
37.根据权利要求36所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线从导电套管发散并设置为以便顺时针的线圈线和逆时针的线圈线为交替设置。
38.根据权利要求37所述的等离子源线圈，其特征在于导电套管具有扇叶形状。
39.根据权利要求37所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线包括多个线圈线，其从导电套管发散并相对导电套管对称。
40.根据权利要求37所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线包括多个线圈线，其从导电套管的邻接部分发散。
41.根据权利要求36所述的等离子源线圈，还包括相对所述导电套管对称地远离导电套管预定间隔的第一接地线和第二接地线。
42.根据权利要求41所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线包括从导电套管的第一位置发散并定位为以扇叶形状环绕第一接地线的第一线圈线；以及从的相对第一位置的导电套管的第二位置发散并定位为以扇叶形状环绕第二接地线的第二线圈线。
43.根据权利要求41所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线包括从导电套管的第一位置发散并定位为以扇叶形状环绕第一接地线的第一线圈线；以及从邻接第一位置的导电套管的第二位置发散，并定位为以扇叶形状环绕第二接地线的第二线圈线。
44.根据权利要求36所述的等离子源线圈，还包括相对所述导电套管对称地远离导电套管预定间隔的第一接地线、第二接地线、第三接地线和第四接地线。
45.根据权利要求44所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线包括从导电套管的第一位置发散并定位为以扇叶形状环绕第一接地线的第一线圈线；从导电套管的第二位置发散并定位为以扇叶形状环绕第二接地线的第二线圈线；从导电套管的第三位置发散并定位为以扇叶形状环绕第三地线的第三线圈线；以及从导电套管的第四位置发散并定位为以扇叶形状环绕第四地线的第四线圈线。
46.根据权利要求44所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线包括从导电套管的第一位置发散并定位为以螺旋形状环绕第一接地线的第一线圈线；从导电套管的第二位置发散并定位为以螺旋形状环绕第二接地线的第二线圈线；从导电套管的第三位置发散并定位为以螺旋形状环绕第三地线的第三线圈线；以及从导电套管的第四位置发散并定位为以螺旋形状环绕第四地线的第四线圈线。
47.根据权利要求36所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线在具有相对小半径的第一区中设置为以弹簧形状环绕导电套管，以及所述线圈线在具有相对大半径的第二区中设置为以螺旋形状环绕第一区。
48.一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括彼此距离均匀间隔的多个导电套管，所述导电套管用于直接从电源接收电力；以及从各自的导电套管发散并设置为以螺旋形状环绕导电套管的多个线圈线。
49.根据权利要求48所述的等离子源线圈，其特征在于所述线圈线在同一方向环绕导电套管。
50.根据权利要求48所述的等离子源线圈，其特征在于在线圈线中只有彼此面对的线圈线定位为在同一方向环绕。
51.一种等离子源线圈，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈包括位于等离子源线圈的中心的导电套管，所述导电套管用于直接从电源接收电力，以及从导电套管发散并设置为环绕导电套管的一个或多个的线圈线，其中每个线圈线都定位为以便电流在相反方向流过线圈线的邻接部分；以及连接到导电套管的感应电源，感应电源用于将电源提供到线圈线。
52.一种用于在预定反应空间产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括由从第一区的中心点发散的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分，其对应反应空间的中心并间隔反应空间第一距离，并定位为以螺旋形状环绕第一区的中心点；以及由从第一单元线圈延伸并定位为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘、环绕第一区并间隔反应空间第二距离，其中第二距离比第一距离短。
53.一种用于产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于第一区的中心的线圈套管，其对应反应空间的中心部分并间隔反应空间第一距离；由从第一区中的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分；以及由从第一单元线圈延伸并设置为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘、环绕第一区并间隔反应空间第二距离，其中第二距离比第一距离短。
54.一种用于产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括由从第一区的中心点的两个或更多第一单元线圈组成的第一线圈部分，其对应反应空间的中心部分并间隔反应空间第一距离，并设置为以螺旋形状环绕第一区的中心点；以及由设置为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘并间隔反应空间第二距离；以及由在第三区中的垂直方向从第一单元线圈到第二单元线圈延伸的两个或更多的第三单元线圈组成的第三线圈部分，其由第一区和第二区之间的等离子源线圈的斜侧面形成，其中第二距离比第一距离短。
55.一种用于产生等离子的等离子源线圈，所述等离子源线圈包括位于第一区的中心的线圈套管，其对应反应空间的中心部分并间隔反应空间第一距离；由从第一区中的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分；由设置为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘并间隔反应空间第二距离；以及由在第三区中的垂直方向从第一单元线圈到第二单元线圈延伸的两个或更多的第三单元线圈组成的第三线圈部分，其由第一区和第二区之间的等离子源线圈的斜侧面形成，其中第二距离比第一距离短。
56.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈，其包括由从第一区的中心点的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分，其对应反应空间的中心并间隔反应空间第一距离，并定位为以螺旋形状环绕第一区的中心点，以及由从第一单元线圈延伸并定位为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘、环绕第一区并间隔反应空间第二距离，其中第二距离比第一距离短；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
57.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈，其包括位于第一区的中心的线圈套管，其对应反应空间的中心部分并间隔反应空间第一距离，由从第一区中的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分，以及由从第一单元线圈延伸并设置为以螺旋形状环绕第二区中第一区的两个或更多的第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应反应空间的边缘、环绕第一区并间隔反应空间第二距离，其中第二距离比第一距离短；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
58.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈，其包括由从第一区的中心点发散的两个或更多的第一单元线圈组成的第一线圈部分，其对应反应空间的中心部分并间隔反应空间第一距离，并设置为以螺旋形状环绕第一区的中心点；由设置为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多第二单元线圈组成的第二线圈部分，其对应于反应空间的边缘并间隔反应空间第二距离，以及在第三区中的垂直方向由从第一单元线圈到第二单元线圈延伸的两个或更多的第三单元线圈组成的第三线圈部分，其由第一区和第二区之间的等离子源线圈的斜侧面形成，其中第二距离比第一距离短；以及感应电源用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
59.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈，其包括由位于第一区的中心的线圈套管，其对应反应空间的中心部分并间隔反应空间第一距离；第一线圈部分，其由从第一区中的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管的两个或更多的第一单元线圈组成；第二线圈部分，其由设置为以螺旋形状环绕第二区中的第一区的两个或更多的第二单元线圈组成，其对应反应空间的边缘并间隔反应空间第二距离；以及第三线圈部分，其在第三区中的垂直方向由从第一单元线圈到第二单元线圈延伸的两个或更多的第三单元线圈组成，其由第一区和第二区之间的等离子源线圈的斜侧面形成，其中第二距离比第一距离短；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
60.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间，其中拱顶具有对应于反应空间的中心部分凸出向第一区中的反应空间的凸出部分，以便第一区的厚度比第二区的厚度厚，其环绕第一区；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈，其由位于拱顶的第一区中的线圈套管以及从拱顶第二区中的线圈套管发散并定位为以螺旋形状环绕线圈套管的两个或更多的单元线圈组成；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
61.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间，其中拱顶包括对应于反应空间的中心部分在第一区中的反应空间的相反方向凸出向拱顶外面的凸出部分，以便第一区的厚度比第二区的厚度厚，其环绕第一区；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；等离子源线圈，其由位于拱顶的第一区中的线圈套管以及从拱顶第二区中的线圈套管发散并设置为以螺旋形状环绕线圈套管的两个或更多的单元线圈组成；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
62.一种等离子腔，包括具有外壁和拱顶的腔，由外壁和拱顶限定的腔的反应空间，其中拱顶包括在对应于反应空间的中心部分的区中反应空间的相反方向凸出向拱顶外面的凸出部分；位于腔的下部分的晶片支撑，所述晶片支撑用于支撑半导体晶片；位于对应反应空间的中心部分的拱顶的区的中心的线圈套管；等离子源线圈，其由从环绕线圈套管的第一区中的线圈套管延伸并在垂直方向盘绕凸出部分的第一单元线圈，以及从环绕第一区的第二区中的第一单元线圈延伸并设置在拱顶上，以便在水平方向环绕第一区的第二单元线圈组成；以及感应电源，其用于通过线圈套管给单元线圈提供电源。
全文摘要
本发明提供一种用于产生等离子的等离子源线圈和使用等离子源的等离子腔。等离子源线圈接收来自电源的电力，以在预定的反应空间产生均匀的等离子。等离子源线圈包括m(在此，m≥2且m为整数)个单元线圈。每个单元线圈都具有n圈(在此，n为正实数)。单元线圈从位于等离子源线圈中心并具有预定半径的线圈套管延伸，并设置为以螺旋形状环绕线圈套管。
文档编号H01L21/205GK1578583SQ20041006283
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月26日
发明者金南宪, 金俊宪 申请人:自适应等离子体技术株式会社