效果时可以选择更宽的法拉第屏蔽板屏蔽第一、三线圈下方更宽的环状区域。由于第一、三线圈上的偶极电场存在，所以对于其它部位可以不用进行更严格的屏蔽。所以即使采用本发明线圈时仍需设置法拉第屏蔽板也不会像现有技术采用法拉第屏蔽板那样会影响点火的稳定性。本发明第一、第三线圈如上述实施例中所述的在线圈所有圆周角度上具有相同的间隙，也就是两个线圈相互平行，也可以在部分区域不存在不同的间隙，以抵消下方部分区域的不均一性，最终取得最均一的等离子处理效果。
[0031]本发明线圈的长度最佳地是第一线圈10，中间线圈20和第三线圈的总长度少于输入射频信号的半波长，如果线圈总长度大于半波长，会造成如图3所示的不能屏蔽的中间线圈的部分V20段的电压会相应的向两端扩展，所以在频率不变的情况下线圈越长则屏蔽效果越差。当线圈总长超过半波长的3倍时，中间不能屏蔽部分电压达到最大，与现有技术完全没有屏蔽的效果一样，必须采用法拉第屏蔽板配合使用才具有工业可利用性。如果线圈总长小于半波长，中间的不能屏蔽部分也会相应缩小，所以本发明效果越明显。综合以上结果，本发明线圈总长小于3倍半波长时就能取得缩小感应线圈电容耦合的效果，均属于本发明范围。
[0032]当然，如果采用更高频率的射频电源如27Mhz，此时半波长缩短一半，相应的可采用的线圈尺寸范围也会缩小。
[0033]本发明等离子反应腔除了如图6所示采用一组本发明线圈以外还可以添加其它线圈围绕本发明线圈外围或者在本发明线圈第一线圈组内侧。其它线圈可以是现有技术的渐开线或者多个圆环组成的线圈，也可以是上述本发明实施例的线圈。
[0034]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【主权项】
1.一种电感耦合等离子体处理装置，包括: 一个气密的反应腔,反应腔包括反应腔侧壁和顶部的绝缘材料窗，反应腔内其包括一个用于支撑待处理基片的基座； 绝缘材料窗上方固定有一个电感线圈，所述电感线圈连接到一个射频电源；其特征在于: 所述电感线圈包括第一线圈、第三线圈和一个中间线圈， 所述第一线圈包括一个第一端连接到所述射频电源，还包括一个第二端连接到中间线圈第一端；中间线圈还包括一个第二端连接到所述第三线圈第一端； 第三线圈还包括一个第二端连接到接地端， 其中第一和第三线圈之间存在间隙且位于中间线圈上方，第一和第三线圈的投影在中间线圈上。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第三线圈的第二端通过一个调平衡电路连接到所述接地端。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一线圈的第二端通过第一连接部(12)连接到下方的中间线圈，中间线圈第二端通过通过第二连接部(23)连接到上方的第三线圈，中间线圈上的第一连接部和第二连接部之间还包括一个开口使第一连接部和第二连接部互相隔离。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，绝缘材料窗上方还包括第二电感线圈围绕在所述电感线圈外或者在所述电感线圈内。
5.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述调节所述调平衡电路使所述线圈上形成驻波，所述驻波的电压分布使第一线圈上任意一点的与第三线圈上相对应位置点的电压极性相反幅度相同。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一线圈、中间线圈或第三线圈的长度和小于射频电源信号的3倍半波长长度。
7.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述中间线圈的电压幅度小于第一和第三线圈的电压幅度。
8.一种电感耦合等离子体处理装置，包括: 一个气密的反应腔,反应腔包括反应腔侧壁和顶部的绝缘材料窗，反应腔内其包括一个用于支撑待处理基片的基座； 绝缘材料窗上方固定有一个自屏蔽电感线圈，其特征在于: 所述自屏蔽电感线圈包括相互串联的第一线圈、中间线圈和第三线圈，其中中间线圈位于第一线圈和第三线圈下方且宽度大于第一线圈或第三线圈的宽度，一个射频电源施加射频电场到所述自屏蔽线圈的第一线圈输入端和第三线圈输出端之间，其中所述第三线圈输出端还连接有一个调平衡电路， 调节所述调平衡电路使所述自屏蔽线圈上形成驻波，所述中间线圈的电压幅度小于第一线圈或第三线圈上的电压幅度。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一和第三线圈向下投影位于中间线圈上，使中间线圈屏蔽第一线圈和第三线圈上的电压形成的电场。
10.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括一个法拉第屏蔽板位于所述自屏蔽线圈和绝缘材料窗之间，所述第一和第三线圈的向下投影位于所述法拉第屏蔽板上。
11.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述绝缘材料窗上方还包括第二感应线圈围绕在所述自屏蔽电感线圈外或者在所述自屏蔽电感线圈内。
12.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述射频电源的频率大于13Mhz。
13.一种用于电感耦合等离子体处理装置的电感线圈，包括: 第一线圈、第三线圈和一个中间线圈，第一线圈和第三线圈位于所述中间线圈上方；所述第一线圈包括一个第一端，和一个第二端，所述第一线圈的第二端连接到下方中间线圈的第一端，中间线圈还包括一个第二端连接到所述第三线圈第一端，第三线圈还包括一个第二端， 所述中间线圈宽度大于第一或第三线圈，且第一和第三线圈向下的投影位于中间线圈上。
14.根据权利要求13所述的电感线圈，其中第一线圈和第三线圈之间存在间隙，且第一线圈围绕第三线圈。
15.根据权利要求13所述的电感线圈，其中所述中间线圈构成一个闭合回路，所述第一线圈和第三线圈与中间线圈具有相同的形状。
16.根据权利要求13所述的电感线圈，其中所述第一线圈通过一个第一连接部连接到中间线圈第一端，第三线圈通过一个第二连接部连接到中间线圈第二端，中间线圈的第一端和第二端之间存在一个互相隔离的间隙。
17.根据权利要求14所述的电感线圈，其中所述第一线圈和第二线圈之间的间隙位于所述中间线圈的上方。
18.根据权利要求13所述的电感线圈，其中第一线圈、中间线圈、第三线圈沿相同的方向延展，所述方向选自顺时针和逆时针。
【专利摘要】本发明公开了一种等离子体处理装置，包括一个气密的反应腔，反应腔包括反应腔侧壁和顶部的绝缘材料窗，反应腔内其包括一个用于支撑待处理基片的基座；绝缘材料窗上方固定有一个自屏蔽电感线圈，其特征在于：所述自屏蔽线圈包括相互串联的第一线圈、中间线圈和第三线圈，其中中间线圈位于第一线圈和第三线圈下方且宽度大于第一线圈或第三线圈的宽度，一个射频电源施加射频电场到所述自屏蔽线圈的第一线圈输入端和第三线圈输出端之间，其中所述第三线圈输出端还连接有一个调平衡电路调节所述调平衡电路使所述自屏蔽线圈上形成驻波，所述中间线圈的电压幅度小于第一线圈或第三线圈上的电压幅度。
【IPC分类】H01F38-14, H01J37-32
【公开号】CN104637767
【申请号】CN201310573793
【发明人】倪图强, 梁洁
【申请人】中微半导体设备(上海)有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月15日