CN103168506A - 用于形成磁场的装置及所述装置的使用方法 - Google Patents

Abstract

本文提供用于形成磁场的装置及所述装置的使用方法。在一些实施例中，具有基本上相似尺寸的多个线圈以对称的图案围绕处理腔室安置，所述对称的图案以所述处理腔室的中心轴为中心，其中所述多个线圈经配置以产生磁场，所述磁场具有多个磁场线，所述多个磁场线基本上为同一平面的且基本上平行的。在一些实施例中，所述多个线圈包含八个线圈，所述八个线圈围绕所述处理腔室安置，其中所述八个线圈中的每一个线圈相对于所述八个线圈中的各个相邻线圈偏移约45度的角度。

Description

用于形成磁场的装置及所述装置的使用方法

技术领域

本发明的实施例大体而言关于等离子体增强基板处理。

背景技术

举例而言，等离子体增强基板处理通常用于半导体设备及集成电路的制造中。此处理通常包括以下步骤：将处理气体引入至处理腔室中，所述处理腔室具有安置于所述处理腔室中的基板（诸如，半导体晶圆）；以及对所述处理气体施加充足能量，以在所述基板上形成等离子体。所述等离子体含有解离且离子化的组分以及中性组分，操作所述这些组分以辅助在基板上执行的工艺（诸如，沉积、蚀刻等）。尽管等离子体的成分有益于辅助或进行在基板上的工艺，但无约束的等离子体组分可能撞击基板及/或腔室组件，从而造成损坏。此外，等离子体的不均匀性可能导致基板的不均匀处理。

为控制等离子体，传统的处理腔室可包括磁场形成设备，所述磁场形成设备经配置以在所述处理腔室内产生磁场，从而约束等离子体组分。然而，由这种传统配置产生的磁场通常包含非平行且非同一平面的磁场线，从而产生不均匀的等离子体限制，且因此导致基板的不均匀处理。

因此，发明人已提供一种用于控制等离子体的改进装置及所述装置的使用方法。

发明内容

本文提供用于形成磁场的装置及所述装置的使用方法。在一些实施例中，具有基本上相似尺寸的多个线圈以对称图案围绕处理腔室安置，所述对称图案以所述处理腔室的中心轴为中心，其中所述多个线圈经配置以产生磁场，所述磁场具有多个磁场线，所述多个磁场线基本上为同一平面的且基本上平行的。在一些实施例中，所述多个线圈包含八个线圈，所述八个线圈围绕所述处理腔室安置，其中所述八个线圈中的每一个线圈相对于所述八个线圈中的各个相邻线圈偏移约45度的角度。

在一些实施例中，提供一种执行于处理腔室中的方法，所述处理腔室包含多个线圈，所述多个线圈具有基本上相似的尺寸，所述多个线圈相对于处理腔室的中心轴围绕处理腔室的外部对称地安置。在一些实施例中，方法可包括以下步骤：向选自所述多个线圈的两个反向线圈提供第一电流；以及同时向邻近于所述两个反向线圈的线圈提供第二电流，以沿第一向量方向产生磁场，所述磁场具有在所述磁场安置于处理腔室的基板支撑件上方的整个区域基本上为同一平面的且基本上平行的磁场线，其中所述区域的大小对应于所述基板支撑件的大小。

在一些实施例中，一种基板处理系统可包括：处理腔室；基板支撑件，所述基板支撑件安置于所述处理腔室内；以及用于形成磁场的装置，所述装置安置于邻近所述基板支撑件，以形成邻近基板的顶表面的磁场，所述基板安置于所述基板支撑件顶部，所述用于形成磁场的装置包含：多个线圈，所述多个线圈具有基本上相似的尺寸，所述多个线圈以对称图案围绕所述处理腔室安置，所述对称图案以所述处理腔室的中心轴为中心，其中所述多个线圈经配置以产生磁场，所述磁场具有多个磁场线，所述多个磁场线基本上为同一平面的且基本上平行的；以及至少一个功率源，所述至少一个功率源耦接至所述多个线圈，且所述至少一个功率源经配置以向选自所述多个线圈的至少两组线圈选择性地提供电流。

下文描述本发明的其它及另外的实施例。

附图说明

以上简要概述且以下更详细论述的本发明的实施例可参考描绘于附图中的本发明的说明性实施例来理解。然而，应注意，所述附图仅图示本发明的典型实施例，且因此不视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。

图1描绘根据本发明一些实施例的处理腔室的示意性侧视图，所述处理腔室具有用于控制等离子体的装置。

图2为根据本发明一些实施例的用于控制等离子体的装置的俯视图。

图3及3A描绘根据本发明一些实施例的用于控制等离子体的装置的侧视图。

图4及4A分别描绘根据本发明一些实施例的线圈的示意性侧视图及沿线4A-4A截取的横截面，所述线圈供用于控制等离子体的装置使用。

图5A至5C描绘根据本发明一些实施例的图表，所述图表示出迭加于基板之上的磁场线的俯视图。

图6描绘根据本发明一些实施例的执行于处理腔室中的方法。

为了促进理解，尽可能地使用相同的标号以表示为所有附图所共有的相同元件。所述附图未按比例绘制且可能为了清晰的目的而简化了。预期一个实施例的元件及特征可有利地并入其它实施例中，而无需进一步详述。

具体实施方式

本发明的实施例大体而言关于一种用于控制等离子体的装置及所述装置的使用方法。本发明的装置及方法的实施例可有利地沿多个方向形成基本上同一平面的且平行的磁场，由此增加等离子体处理中的灵活性。此外，本发明的装置提供一种围绕处理腔室的相对小体积的线圈配置，所述线圈配置与传统的线圈配置（例如，赫尔姆霍茨(Helmholtz)线圈配置）不同。本发明的装置及方法的实施例可进一步有利地更均匀地约束形成于处理腔室内的等离子体，由此带来更均匀的处理结果。

图1描绘根据本发明一些实施例的处理腔室100，处理腔室100适合于供用于形成磁场的装置使用。示例性处理腔室可包括可购自加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.)的ADVANTEDGE^TM或其它处理腔室。可类似地使用其它适合的处理腔室。

处理腔室100通常包含腔室主体101，腔室主体101界定内部容积103，内部容积103可包括处理容积105。处理容积105可被界定于例如基板支撑基座124与一个或更多个气体入口（诸如，设置于所希望位置处的喷头102及/或喷嘴106）之间，所述基板支撑基座124安置于处理腔室100内，以在处理期间支撑基板支撑基座124上的基板122。在一些实施例中，基板支撑基座124可包括将基板122保持或支撑于基板支撑基座124的表面上的机构，诸如静电夹盘、真空夹盘、基板保持夹等（未图示）。在一些实施例中，基板支撑基座124可包括用于控制基板温度的机构（诸如加热及/或冷却设备，未图示）及/或用于控制邻近基板表面的物质通量及/或离子能量的机构。

举例而言，在一些实施例中，基板支撑基座124可包括电极142。电极142可经由一个或更多个各自的匹配网络（图示匹配网络126）耦接至一个或更多个偏压功率源（图示一个偏压功率源128）。所述一个或更多个偏压功率源可以脉冲或连续模式提供RF或DC能量。举例而言，在一些实施例中，所述一个或更多个偏压功率源可能能够以所要的频率产生高达12,000W的RF能量，所要的频率诸如约2MHz或约13.56MHz或约60MHz等。在一些实施例中，可提供两个或大于两个的偏压功率源，以将RF功率以例如以上所论述的频率中的任一频率的各个频率经由各个匹配网络耦接至RF偏压电极340。所述偏压功率源中的一个或更多个偏压功率源可提供连续功率或脉冲功率。在一些实施例中，一个或更多个偏压功率源128可为DC或脉冲DC源。

基板122可经由腔室主体101的壁145中的开口144进入处理腔室100。开口144可选择性地经由流量阀146或其它机构加以密封，以选择性地提供经由开口144通向腔室内部的入口。基板支撑基座124可耦接至举升机构（未图示），所述举升机构可将基板支撑基座124的位置控制在下部位置与可选择的上部位置之间，所述下部位置适合于经由开口144转移基板出入所述腔室，所述可选择的上部位置适合于处理。所述处理位置可经选择以最大化针对特定工艺的处理均匀性。当处于升高的处理位置中的至少一个位置时，基板支撑基座124可安置于开口146上方，以提供对称的处理区域。

喷头102及/或喷嘴106可耦接至气体供应器104，以将一个或更多个处理气体提供至处理腔室100的处理容积105中。尽管仅有两个喷嘴106在图1中示出，所述两个喷嘴106安置于腔室主体101的壁145上，但额外的或替代性的气体喷嘴或入口可安置于顶板149中或安置于腔室主体101的壁145上或安置于适合于按需要向处理腔室100提供气体的其它位置处（诸如处理腔室100的基底、基板支撑基座124的周边等）。排气系统140包含真空泵（未图示），排气系统140可耦接至处理腔室100，以将来自内部容积103的废气抽出。

在一些实施例中，处理腔室100可利用电子束发生器115来产生电子束121，以点燃处理气体（例如，由气体供应器104提供的处理气体），以在处理容积105中形成等离子体。举例而言，在这样的实施例中，处理腔室100可包含阴极112，阴极112安置于腔室主体101的壁145上，且阴极112经配置以产生电子，所述电子具有充足量的能量，以点燃所述处理气体。阳极113可与阴极112相对地安置于壁145上，且阳极113可经配置以吸引由阴极112产生的电子。

电子束发生器115可安置于处理腔室100内的任何位置处，以在距基板122适合的距离处提供电子束121，来执行所要的工艺。举例而言，在一些实施例中，电子束发生器115可经定位以使得电子束121的中心轴119与基板122的上表面之间的距离118可为约1cm至约30cm。在一些实施例中，距离118可经选择以调整邻近基板的区域123中的等离子体密度。举例而言，随着电子束121的中心轴119与基板122之间的距离118的减小，邻近基板122的区域123中的等离子体的密度可能增加。或者，随着电子束121的中心轴119与基板122之间的距离118的增加，邻近基板122的区域123中的等离子体的密度可能减小。

磁场形成设备148（下文关于图2至图4进行更充分的描述）安置于邻近腔室主体101的壁145，且磁场形成设备148经配置以形成磁场117，磁场117具有基本上为同一平面的且基本上平行的磁场线，以便于对形成于处理容积105中的等离子体的控制。磁场形成设备148通常包含多个线圈110，多个线圈110围绕处理腔室100的中心轴150对称地定位。磁场形成设备148可包含任何量的线圈110，线圈110适合于形成具有所要形状及位向的磁场（即，磁场117）。

一个或更多个电源138可耦接至多个线圈110，以选择性地经由多个线圈110中的一个或更多个线圈110来提供电流，以在处理腔室100内产生所要的磁场117。在操作中，磁场117限制电子束121及/或等离子体的电子（带负电的粒子）中的至少一些电子，由此便于对等离子体的控制。

在一些实施例中，屏蔽物108可围绕多个线圈110安置，以防护其它装备（例如，控制器、处理腔室、其它制造装备等）不受磁场117影响。屏蔽物108可包含适合于阻碍磁场117的任何材料，诸如金属（例如，不锈钢）。此外，屏蔽物108可具有提供所要屏蔽效应的任何适合的几何结构（例如，大小及形状）。举例而言，在一些实施例中，屏蔽物108可经大小调整，以覆盖多个线圈110的向外的表面109。屏蔽物108可为连续的且在线圈间延伸，或替代地，屏蔽物108可包含多个离散元件，所述多个离散元件安置于邻近每一个单独的线圈（或线圈组）。屏蔽物108可与所述线圈直接接触或可与所述线圈间隔开。

磁场形成设备148可安置于围绕处理腔室100的任何位置处，以提供磁场117，且因此磁场形成设备148可在相对于基板122的适合的位置处控制等离子体。举例而言，在一些实施例中，磁场形成设备148可经定位以使得磁场117的中心轴114与基板122之间的距离120可为约1cm至约30cm。在一些实施例中，距离120可经选择以调整邻近基板的区域123中的等离子体密度。举例而言，随着磁场117的中心轴114与基板122之间的距离120的减小，邻近基板122的区域123中的等离子体的密度可能增加。或者，随着磁场117的中心轴114与基板122之间的距离120的增加，邻近基板122的区域123中的等离子体的密度可能减小。

此外，磁场形成设备148及电子束发生器115的位置可经选择以调整磁场117的中心轴114与电子束121的中心轴119之间的距离116。在一些实施例中，通过改变磁场117的中心轴114与电子束121的中心轴119之间的距离116，可调整限制于给定平面的电子束121的电子的量。在一些实施例中，发明人观察到，随着磁场117的中心轴114与电子束121的中心轴119之间的距离116的减小，电子束121的电子中的更多电子限制于给定平面，因此增加了电子束121的限制（且减少或消除发散），由此防止来自电子束121的电子撞击基板122。举例而言，在一些实施例中，磁场117的中心轴114与电子束121的中心轴119之间的距离116可达到约电子束121的厚度。

参考图2，在一些实施例中，多个线圈110可包含八个线圈210a-210h，八个线圈210a-210h围绕处理腔室100的中心轴150安置。在这样的实施例中，八个线圈210a-210h可以对称的图案布置，其中八个线圈210a-210h中的每一个线圈相对于八个线圈210a-210h中的各个相邻线圈偏移约45度的角度212。在一些实施例中，每一个线圈可具有基本上相似的尺寸、形状及强度（例如，形成所述线圈的导线的匝数）。

在操作中，多个线圈110的子集可用来沿所要的向量方向形成具有所要形状及位向的磁场117。举例而言，在一些实施例中，八个线圈210a-210h中的六个线圈（即，线圈210b、210c、210d、210f、210g、210h）可用来形成磁场117。举例而言，在这些实施例中，可向第一组线圈（初级线圈220）提供第一电流，以产生磁场117，所述第一组线圈包含两个线圈210c、210g，磁场117具有沿向量方向214定向的磁场线230。所述第一电流可相对于反向线圈而沿相反的方向流动。举例而言，可围绕初级线圈220的第一线圈（例如，线圈210c）沿第一方向206施加第一电流，且可围绕初级线圈220的第二线圈（例如，线圈210g）沿与第一方向206相反的第二方向207施加第一电流。描绘第一方向206及第二方向207的箭头示意性地指示电流流过各个线圈的顶部的大致方向。由于线圈210c与线圈210g是反向的，故第一方向206与第二方向207都示出为在图2的参考画面中向页面下移动。或者，所述反向线圈可沿相反的方向缠绕，以使电流沿相反的方向流动。

可同时向邻近于第一组线圈（例如，四个线圈210b、210d、210f、210h）的第二组线圈（次级线圈224）提供第二电流，以使磁场线在磁场安置于处理腔室的基板支撑件上方的整个区域基本上为同一平面的且基本上平行的。举例而言，由第二组线圈产生的磁场线可将由第一组线圈产生的磁场线相对于方向215压缩，方向215垂直于向量方向214。可围绕邻近于初级线圈（例如，初级线圈210c）的次级线圈（例如，次级线圈210b、210d）沿第一方向206施加所述第二电流，所述初级线圈（例如，初级线圈210c）也具有沿第一方向流动的电流。可围绕邻近于初级线圈（例如，初级线圈210g）的次级线圈（例如，次级线圈210f、210h）沿第二方向207施加所述第二电流，所述初级线圈（例如，初级线圈210g）也具有沿第二方向流动的电流。通过以上文所述的方式且在上文所述的操作中提供多个线圈110，发明人观察到，可使用磁场形成设备148来形成所要的磁场117，磁场形成设备148配置为围绕处理腔室以相对小的体积配置，这与传统线圈配置（例如，赫尔姆霍茨线圈配置）不同。

在一些实施例中，可改变第一电流与第二电流的比率，以控制处于平行于基板122的平面中的磁场117内磁场线230的形状及/或轮廓，以补偿等离子体效应。举例而言，第一电流与第二电流的比率可为约2:1至约1:5。在一些实施例中，发明人观察到，若所述比率对于第一电流较高，则处于平行于基板122的平面中的磁场线230可能为凸形的（即，发散的）。或者，在一些实施例中，若所述比率对于第二电流较高，则处于平行于基板122的平面中的磁场线230可为凹形的（即，会聚的）。

举例而言，图5A至5C分别描绘磁场线的形状的俯视图，所述磁场线以第一电流与第二电流的三个不同的比率产生。图5A描绘图表510，图表510示出迭加于基板504上的磁场线502的俯视图，其中第一电流与第二电流的比率为约1:1。如图5A中所示，尽管磁场的外部边缘或外部区域附近的磁场线502稍微向外弯曲（例如，凹形的），但磁场线502在基板504的主要部分上大致是平行的。邻近磁场的外部区域的磁场线502可具有比邻近磁场的中心轴的磁场线502的曲率半径更大的曲率半径。

图5B描绘图表520，图表520示出迭加于基板504上的磁场线506的俯视图，其中第一电流与第二电流的比率为约2:1。如图5B中所示，磁场线506在基板504的主要部分上大致是平行的，且磁场的外部边缘或外部区域附近的磁场线506弯曲程度小得多（例如，凹形的）。

图5C描绘图表530，图表530示出迭加于基板504上的磁场线508的俯视图，其中第一电流与第二电流的比率为约1:5。如图5C中所示，磁场线508在基板504的主要部分上大致是平行的，且磁场的外部边缘或外部区域附近的磁场线508稍微向内弯曲（例如，凸形的）。

返回至图2，在一些实施例中，磁场117的量级可因调整形成于处理腔室100内的等离子体的均匀性而变化。在一些实施例中，磁场117的量级可通过增加或减少第一电流及第二电流而变化。替代或组合地，当磁心由多个线圈110构成时（例如，如以下关于图4所描述的），磁场117的量级可通过增加或减少围绕所述磁心缠绕的导体的量（例如，匝数）而变化。在一些实施例中，磁场117可包含约44高斯至52高斯的量级，或在一些实施例中磁场117可包含约60高斯至70高斯的量级。在一些实施例中，通过增大或减小磁场117的量级，形成于等离子体中的电子相对于垂直于磁场117的平面的圆周运动的半径（即，拉莫尔(Larmor)半径）可增大或减小。举例而言，随着磁场117的量级的增加，拉莫尔半径可能减小，这减少了由与其它粒子碰撞造成的电子发散。

尽管描述了以上关于形成磁场117的实施例，磁场117具有沿向量方向214定向的磁场线230，但应注意，可通过以类似于以上所述的方式利用八个线圈210a-210h中的任何六个线圈，来沿其它方向形成磁场117。

参考图3及3A，在一些实施例中，可改变多个线圈110的高度302，以调整处于围绕电子束121的给定容积304中的磁场线230的散度（即，磁场线的密度）。举例而言，发明人观察到，随着多个线圈110的高度302的增加，处于围绕基板的给定容积中的磁场线230的散度降低了，从而导致磁场线230变得愈加平行邻近于电子束121，例如如图3中所描绘的。或者，随着多个线圈110的高度302的减小，处于围绕基板的给定容积中的磁场线230的散度增大了，从而导致磁场线230变得较不平行邻近于电子束121，例如诸如图3A中所描绘的。

多个线圈110可包含适合于产生所要磁场117的任何形状。举例而言，在一些实施例中，多个线圈110可为矩形的环状线，如图4至4A中所描绘的。在一些实施例中，多个线圈110中的每一个线圈可包含导体402（例如，含铜导线），导体402以所要形状缠绕数次（例如，数匝或数圈）。导体402由绝缘层（未图示）覆盖，以电气隔离数匝之间的导体402的相邻部分。举例而言，图4至4A图示地描绘导体402，导体402具有三个层（例如，406、408、410），其中每一个层具有五匝导体402（如图4A的横截面侧视图中所示）。所有附图中导体402及层406、408、410的大小、数目及间距未按比例绘制且为说明性目的而简化。可视需要使用其它数目的匝、层、几何结构等，以提供所要的磁场形状及强度。在一些实施例中，导体402可围绕可选磁心404缠绕。在一些实施例中，磁心404可包含铁磁材料（例如，钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)等）。可改变导体402的匝数或圈数，以增大或减小由多个线圈110产生的磁场的量级。

图6描绘了根据本发明的一些实施例的执行于处理腔室中的方法。方法600可执行于任何适合的处理腔室中，所述处理腔室包含多个线圈，所述多个线圈具有基本上相似的尺寸，所述多个线圈相对于所述处理腔室的中心轴围绕所述处理腔室的外部而对称地安置，例如，方法600可执行于以上关于图1所述的包含磁场形成设备148的处理腔室100中。

在一些实施例中，方法600可用来产生磁场，以限制形成于处理腔室内的等离子体。因此，在一些实施例中，方法600可包含以下步骤：使等离子体形成于处理腔室内。等离子体可形成于在方法600期间的任何时间，例如，在602方法600开始时、在608方法600结束时或在上述两者之间的任何时间。

在方法600执行于与以上所述处理腔室100相似的处理腔室中的实施例中，为形成等离子体，可将处理气体从气体供应器104经由喷头102及/或喷嘴106供应至处理腔室100的处理容积105。所述处理气体可为适合于执行所期望工艺的任何处理气体。在将处理气体引入处理腔室100之后，如以上所论述地，可通过经由例如电子束发生器115所供应的电子束121点燃处理气体来形成等离子体。

接着，在604，向选自所述多个线圈的两个反向线圈提供第一电流，以沿第一向量方向产生磁场。所述两个线圈可为安置于磁场形成设备的全然相反侧上的任何两个线圈，以沿所期望的向量方向提供磁场，如以上所论述地。向两个线圈210c、210g提供的电流的量可为适合于产生具有所期望量级的磁场117的任何量。在一些实施例中，所需电流的量可由八个线圈210a-210h中的每一个线圈的大小（例如，图3中描述的高度302）及构造（例如，图4中描述的绝缘导体402、磁心404等）来指定。

在606，可同时向邻近于所述两个反向线圈（在604选择的）的线圈提供第二电流，以形成具有基本上为同一平面的且基本上平行的多个磁场线的磁场，如以上所论述地。所述磁场线可进一步在磁场安置于处理腔室100的基板支撑件124上方的整个区域基本上为同一平面的且基本上平行的。

向四个线圈210b、210d、210f、210h提供的电流的量可为适合于产生具有所要形状的磁场117的任何量。在一些实施例中，可改变第一电流与第二电流的比率，以调节磁场117内的磁场线230的形状及/或轮廓，如以上所论述地。

在一些实施例中，在基板122的处理期间，可改变磁场117的位向，以改变等离子体的位向。在这样的实施例中，可停止供应至选定线圈（例如，所述两个线圈（例如，线圈210c、210g）及所述四个线圈（例如，线圈210b、210d、210f、210h））的电流，且随后可向八个线圈210a-210h中的另外六个线圈以类似于以上所述的方式施加各个电流。在这样的实施例中，电子束121的方向也可类似地进行改变，以确保电子束121保持与磁场117的磁场线230平行。

在606提供第二电流之后，方法600通常结束。在等离子体形成于处理腔室内的实施例中，磁场117磁性地限制电子束121及/或等离子体的电子（如以上所论述地），由此便于对等离子体进行控制，从而便于对等离子体辅助工艺进行控制。在这样的实施例中，在方法600结束之后，等离子体辅助工艺（例如，蚀刻、沉积、退火工艺等）也可终止。

返回至图1，控制器130可耦接至处理腔室100，以便于对处理腔室100进行控制。控制器130可为任何形式的通用计算机处理器中的一种，所述通用计算机处理器可用于工业设定中，以控制各种腔室及子处理器。CPU 132的存储器136或计算机可读取介质可为容易获得的存储器中的一种或更多种，所述容易获得的存储器诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任何其它形式的数字存储器（本地或远程）。支持电路134耦接至CPU 132，用于以传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路及子系统等。

本文所揭示的本发明的方法可通常作为软件例程存储于存储器136中，所述软件例程在由CPU 132执行时，使处理腔室101执行本发明的工艺。所述软件例程也可由第二CPU(未图示）存储及/或执行，所述第二CPU远离由CPU 132控制的硬件。本发明的方法中的一些或所有方法也可以硬件执行。同样地，本发明可以软件实现且使用计算机系统来执行、以硬件实现作为例如专用集成电路或其它类型的硬件实现，或作为软件与硬件的组合来实现。所述软件例程在由CPU 132执行时，将通用计算机转换成专用计算机（控制器），所述专用计算机控制腔室操作，以使得执行本文所揭示的方法。

由此，本文已提供了用于形成磁场的装置及所述装置的使用方法。本发明的装置及方法可有利地使得沿多个方向形成基本上为同一平面的且平行的磁场，由此增加等离子体处理过程中的灵活性。本发明的装置及方法可进一步有利地使用基本为同一平面的且平行的磁场来均匀地约束形成于处理腔室内的等离子体。

尽管上文是针对本发明的实施例，但可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它及另外的实施例。

Claims (15)

1.一种用于形成磁场的装置，所述装置包含：

多个线圈，所述多个线圈具有基本上相似的尺寸，所述多个线圈以对称图案围绕处理腔室安置，所述对称图案以所述处理腔室的中心轴为中心，其中所述多个线圈经配置以产生磁场，所述磁场具有多个磁场线，所述多个磁场线基本上为同一平面的且基本上平行的。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个线圈包含八个线圈，所述八个线圈围绕所述处理腔室安置，其中所述八个线圈中的每一个线圈相对于所述八个线圈中的各个相邻线圈偏移约45度的角度。

3.如权利要求1－2中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包含：

至少一个功率源，所述至少一个功率源耦接至所述多个线圈，且所述至少一个功率源经配置以向选自所述多个线圈的至少两组线圈选择性地提供电流。

4.如权利要求1－3中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少两组线圈中的第一组线圈包含两个线圈，且所述至少两组线圈中的第二组线圈包含四个线圈。

5.如权利要求1－4中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置安置于邻近基板支撑件，所述基板支撑件安置于所述处理腔室内，以形成邻近基板的顶表面的所述磁场，所述基板安置于所述基板支撑件顶部。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述基板的所述顶表面与所述磁场的中心轴之间的距离为约1cm至约30cm。

7.如权利要求5－6中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述处理腔室进一步包含电子束发生器，所述电子束发生器经配置以邻近所述基板的所述顶表面形成电子束。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电子束发生器包含阳极和阴极，所述阳极安置于所述处理腔室的第一侧上，所述阴极安置于与所述第一侧相对的所述处理腔室的第二侧上，其中所述电子束产生于所述阳极与所述阴极之间。

9.如权利要求7－8中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述基板的所述顶表面与所述电子束的中心轴之间的距离为约1cm至约30cm。

10.如权利要求7－8中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述电子束与所述磁场的中心轴之间的距离达到约所述电子束的厚度。

11.如权利要求1－10中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包含屏蔽物，所述屏蔽物安置于邻近所述多个线圈的向外表面。

12.一种执行于处理腔室中的方法，所述处理腔室包含多个线圈，所述多个线圈具有基本上相似的尺寸，所述多个线圈相对于所述处理腔室的中心轴围绕所述处理腔室的外部而对称地安置，所述方法包含以下步骤：

向选自所述多个线圈的两个反向线圈提供第一电流；以及

同时向邻近于所述两个反向线圈的线圈提供第二电流，以沿第一向量方向产生磁场，所述磁场具有在所述磁场安置于所述处理腔室的基板支撑件上方的整个区域基本上为同一平面的且基本上平行的磁场线，其中所述区域的大小对应于所述基板支撑件的大小。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个电磁线圈包含八个电磁线圈，所述八个电磁线圈相对于所述处理腔室的所述中心轴围绕所述处理腔室以约45度的增量安置。

14.如权利要求12－13中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述磁场将形成于所述处理腔室中的等离子体限制在所要的区域，所述区域邻近基板的顶表面，所述基板安置于基板支撑件顶部，所述基板支撑件安置于所述处理腔室内。

15.如权利要求12－14中任一权利要求所述的方法，其特征在于，形成所述等离子体的步骤包含以下步骤：

向所述处理腔室提供处理气体；以及

在安置于所述处理腔室的反向侧上的阳极与阴极之间产生电子束，其中所述电子束点燃所述处理气体，以形成所述等离子体。

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