专利名称：等离子反应腔室及其改善等离子体分布均匀性的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种等离子反应腔室及其改善等离子体分 布均匀性的方法。
背景技术：
随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集
成电路的企业不断地提高半导体晶片的加工能力。等离子体发生装置广泛地应用于制造ic
(集成电路)或MEMS (微机电)器件的制造工艺中。其中ICP (电感耦合等离子体发生装 置)被广泛应用于刻蚀等工艺中。在低气压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离 形成等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性 基团，这些活性反应基团和工件表面发生各种物理化学反应并形成挥发性的生成物，从而 使材料表面结构、性能发生变化。
等离子体的分布均匀性对工艺结果的影响很大。
如图1所示，现有技术中，工艺气体通过进气嘴2进入反应腔室3，反应腔室3的上盖1 的上方设有感应耦合线圈4，感应耦合线圈4通过射频使气体产生电离形成等离子体，对反 应腔室内的硅片5进行加工，反应后的气体从抽气口6抽走。
现有技术中，大多通过对腔室及线圈的结构进行改进来改善等离子体分布的均匀性。 上述现有技术至少存在以下缺点受设备机械结构的影响，难以很好的改善等离子体 分布的均匀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能很好的改善等离子体分布的均匀性的等离子反应腔室及其 改善等离子体分布均匀性的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的等离子反应腔室，所述的等离子反应腔室设有三组线圈，所述的三组线圈可 连接三相交流电。
本发明的上述的等离子反应腔室改善等离子体分布均匀性的方法，通过向三组线圈中通入三相交流电，在所述等离子反应腔室中产生旋转磁场，拖动所述等离子反应腔室中的 等离子体转动。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的等离子反应腔室及其改善等离 子体分布均匀性的方法，由于等离子反应腔室设有三组线圈，所述的三组线圈可连接三相 交流电。可以在等离子反应腔室内产生旋转磁场，而等离子体具有一定的电导率和磁导 率，在旋转磁场的作用下，等离子体中的带电粒子做与旋转磁场同方向的圆周运动，促进 等离子体均匀分布，能很好的改善等离子体分布的均匀性。
图l为现有技术中的等离子反应腔室的平面结构示意图2为本发明的等离子反应腔室的平面结构示意图3a为本发明中旋转磁场的变化状态图一；
图3b为本发明中旋转磁场的变化状态图二 ； 图3C为本发明中旋转磁场的变化状态图三；
图3d为本发明中旋转磁场的变化状态图四。
具体实施例方式
本发明的等离子反应腔室，其较佳的具体实施方式
如图2所示，等离子反应腔室设有 三组线圈7，三组线圈7可连接三相交流电。三组线圈7与三相交流电可以按三角形接法或星 形接法连接。
三组线圈7可以设置在等离子反应腔室的壁中，如可以设置在等离子反应腔室的侧壁 中、或底壁中、或顶壁中。
三组线圈7也可以设置在等离子反应腔室的外部，如设置在等离子反应腔室的侧壁的 外部、或底壁的下部、或顶壁的上部等。
在三相异步电机中，三相定子绕组缠绕在定子铁心上，分别与三相工频交流电的三个 端子相接，可以连接成星型也可以连接成三角型。通电后，三个各相差120度的正弦波叠加 出一个交变旋转磁场，在转子中产生转动力矩带动电机旋转。
本发明的上述的等离子反应腔室改善等离子体分布均匀性的方法，通过向三组线圈中 通入三相交流电，在所述等离子反应腔室中产生旋转磁场，拖动所述等离子反应腔室中的 等离子体转动。
正是应用三相异步电机的工作原理，类似的三组线圈7被预先埋置于等离子反应腔室的腔体壁中，或设置在腔体臂外。三相对称绕组在空间上互差120度空间电角度，对应的三 相工频交流电互差120度时间电角度。
如图3a、 3b、 3c、 3d所示，加电后的三个对称绕组中分别加入互差120度的正弦交流 电，其矢量之和等效于一个旋转磁场。旋转磁场的速度N二60f/p，其中f为交流电频率，p 为极对数，也就是相数。在工频、三相的条件下可以计算出旋转磁场转速为1000转/分。
等离子体具有一定的电导率和磁导率，在旋转磁场的作用下会产生感应电流和感应磁 场，与原绕组的磁场相作用，会产生一个转动力矩，促使等离子体中的带电粒子做与旋转 磁场同方向的圆周运动，这样，在不熄灭等离子体的前提下促进了等离子体的扩散，达到 了等离子体均匀分布的目的。
同时，因为工频交流电频率、电压均较低，所以本身不会激发等离子体，只起到一种 类似搅拌器的作用，但是这种搅拌器没有运动部件，故可靠性较高。
旋转磁场可以是其它配置方案，不限定于使用三相旋转磁场，也可以使用单相脉动磁 场或者两相磁场、多相磁场。电源可以是标准的50Hz，可以不是标准的50Hz，但一般地， 此频率应在10MHz以下，否则磁场旋转速度太快导致等离子体无法响应，不能达到最佳效 果。
本发明应用对称三相交流电产生旋转磁场原理，对等离子体进行"搅拌"，以达到使 等离子体扩散均匀的目的，能很好的改善等离子体分布的均匀性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种等离子反应腔室，其特征在于，所述的等离子反应腔室设有三组线圈，所述的三组线圈可连接三相交流电。
2、 根据权利要求l所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三组线圈与三相交流 电按三角形接法或星形接法连接。
3、 根据权利要求l所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三组线圈设置在所述 等离子反应腔室的壁中。
4、 根据权利要求3所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三组线圈设置在所述 等离子反应腔室的侧壁中。
5、 根据权利要求3所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三组线圈设置在所述 等离子反应腔室的底壁中。
6、 根据权利要求3所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三组线圈设置在所述 等离子反应腔室的顶壁中。
7、 根据权利要求l所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三组线圈设置在所述 等离子反应腔室的外部。
8、 根据权利要求l所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三相交流电的频率小 于等于10MHz。
9、 根据权利要求8所述的等离子反应腔室，其特征在于，所述的三相交流电的频率为 50Hz。
10、 一种权利要求1至9所述的等离子反应腔室改善等离子体分布均匀性的方法，其特 征在于，通过向三组线圈中通入三相交流电，在所述等离子反应腔室中产生旋转磁场，拖 动所述等离子反应腔室中的等离子体转动。
全文摘要
本发明公开了一种等离子反应腔室及其改善等离子体分布均匀性的方法，反应腔室的侧壁预埋有三组线圈，三组线圈可连接三相交流电。三相交流电可以在等离子反应腔室内产生旋转磁场，而等离子体具有一定的电导率和磁导率，在旋转磁场的作用下，等离子体中的带电粒子做与旋转磁场同方向的圆周运动，促进等离子体均匀分布，能很好的改善等离子体分布的均匀性。
文档编号H01L21/02GK101409974SQ20071017581
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者凯 周, 张文雯, 申浩南, 白美林 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