发明名称 具有含多个绕组之线圈的感应式电浆处理器以及控制电浆密度的方法
摘要 一种感应式电浆处理器,包括具有多个电气平行、空间上同心之绕组的多个绕组射频线圈。该绕组(1)具有供应至其中的不同量之RF功率,及(2)配置来产生具有对腔室中的不同区域电浆之不同耦合的电磁场、来控制照射在一处理工作物上的电浆通量分布。该线圈系由单一射频产生器、经由单一匹配网路来激励。各绕组之输入和输出端分别被连接于输入和输出调谐电容器。在第一实施例中,射频对电浆的最大感应性耦合之位置、和各绕组中的电流量主要由输出和输入电容器之数值来分别决定。藉由同时地调整所有输入和输出电容器,流至一绕组之电流可改变、同时至其他绕组的电流可维持恒定,一如这些绕组被完全地解耦合、且为独立。因此,电容器可控制在不同径向和方位区域中的电浆密度。在另一实施例中,一相当低的频率驱动线圈,藉此各绕组具有相当短的电气长度、明显引起小的驻波电流和电压改变。针对各绕组的输出电容器调整电流量,来消除对输入电容器之需要、且缩减操作复杂度。
申请公布号 TWI276372 申请公布日期 2007.03.11
申请号 TW091106377 申请日期 2002.03.29
申请人 兰研究公司 发明人 陈吉安;罗伯特G. 维特洛普;汤姆斯E. 威克
分类号 H05H1/02(2006.01) 主分类号 H05H1/02(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种控制电磁场之所欲分布之方法,该电磁场系 由一激励线圈来发出、以激励在一真空电浆处理 器中的电浆、来处理一工作物,该线圈包括用来把 电磁场耦合至腔室中的电浆之多个平行绕组,该方 法包含控制:(a)施于该等多个绕组的功率总量,使 得针对电磁场的不同之所欲分布、不同量之总功 率被施加于该等多个绕组;及(b)施于个别多个绕组 的电流量,使得针对电磁场的不同之所欲分布、不 同量之电流被施加于该等个别绕组。 2.依据申请专利范围第1项之方法,其中该等绕组被 配置使得(a)该等绕组中之一个系被设置使由其产 生的电磁场邻近于该腔室之一周壁的一外部绕组 、及(b)由该线圈之其余者所产生电磁场系远离该 腔室周壁,且该等绕组被配置来控制施加于该外部 绕组的电流、使由该外部绕组产生之电磁场超过 由该线圈之该其余者所产生电磁场。 3.依据申请专利范围第1项之方法,其中该等绕组被 配置使得(a)该等绕组中之一个系被设置使由其产 生的电磁场邻近于该腔室之一周壁的一外部绕组 、及(b)由该线圈之其余者所产生电磁场系远离该 腔室周壁,且该等绕组被配置来控制施加于该外部 绕组的电流、使由该外部绕组产生之电磁场小于 由该线圈之该其余者所产生电磁场。 4.依据申请专利范围第1项之方法,其中该等绕组被 配置使得(a)该等绕组中之一个系被设置使由其产 生的电磁场邻近于该腔室之一周壁的一外部绕组 、及(b)由该线圈之其余者所产生电磁场系远离该 腔室周壁,且该等绕组被配置来控制施加于该外部 绕组的电流、使由该外部绕组产生之电磁场约等 于由该线圈之该其余者所产生电磁场。 5.依据申请专利范围第1、2、3或4项之方法,其中各 绕组包括第一和第二端子,该第一端子系经由一第 一串联电容器而连接至由该功率之一电源来驱动 的一匹配网路之一输出端子,该第二端子经由一第 二串联电容器来连接于一接地端子,针对在该等个 别绕组中的该电流之该控制步骤系藉由控制与各 个别绕组相关联之至少一电容器的数値、且在该 等绕组中的总功率来实施。 6.依据申请专利范围第1、2、3或4项之方法,其更包 括把耦合至该等绕组中之一个的该功率针对不同 分布来维持大致恒定、且把耦合至该等绕组之另 一个的该功率针对该等不同分布来改变。 7.依据申请专利范围第6项之方法,其中该等维持和 改变步骤系藉由控制与该等个别绕组相关联的阻 抗値、和施加于该线圈之总功率来实施。 8.依据申请专利范围第7项之方法,其中各绕组包括 第一和第二端子,该第一端子系经由一第一串联电 容器而连接至由该功率之一电源来驱动的一匹配 网路之一输出端子且该第二端子经由一第二串联 电容器来连接于一接地端子,该第二端子藉由控制 与各个别绕组相关联之至少一电容器的数値、来 控制该等阻抗之数値。 9.依据申请专利范围第8项之方法,其中由沿着该等 个别绕组之长度、在一相当高RF频率的明显驻波 电流改变所致效应系藉由调整与各绕组相关联之 至少一电容器的数値、使得相邻绕组具有彼此径 向相对的驻波RF电流最大値、而被最小化。 10.依据申请专利范围第1、2、3或4项之方法,其中 该功率系具有一频率之RF且该等绕组具有长度、 使得沿着该等个别绕组之长度没有明显驻波电流 改变,且调整与各绕组耦合的一阻抗之数値、使得 在该工作物上有大致均匀电浆密度分布。 11.一种感应式电浆处理器,用来处理一工作物,该 处理器包含: 一电浆激励线圈,该线圈包括多个平行绕组; 一电源,用来把功率供应至该等多个平行绕组; 可变阻抗配置,分别与该等平行绕组耦合、来控制 自该电源流到各个该等绕组之电流;及 一控制器,依据申请专利范围第1、2、3或4项之方 法来控制该电源供应至该等平行绕组之总功率和 该等可变阻抗配置之组件。 12.一种感应式电浆处理器,用来处理一工作物,该 处理器包含: 一电浆激励线圈,该线圈包括多个平行绕组; 一电源,用来把功率供应至该等多个平行绕组; 阻抗配置,分别与该等平行绕组耦合, 其中该电源之功率和该等阻抗配置之电抗数値系 使得(a)在该等绕组中之一个内的一驻波电流之最 大幅度系与在该线圈之其余者中的一驻波电流之 最大幅度不同、且(b)相邻绕组具有彼此径向地相 对的驻波电流最大値。 13.依据申请专利范围第12项之处理器,其中各个该 等绕组被配置来把一电磁场耦合至该腔室中的电 浆,该等绕组中之一个系被设置使由其产生的电磁 场邻近于该腔室之一周壁的一外部绕组,该线圈之 其余者被配置使由该线圈之其余者所产生电磁场 系远离该腔室周壁,该电源供应至该线圈之总功率 、和该等电抗的数値系使由该外部绕组产生之电 磁场超过由该线圈之该其余者所产生电磁场。 14.依据申请专利范围第12项之处理器,其中各个该 等绕组被配置来把一电磁场耦合至该腔室中的电 浆,该等绕组中之一个系被设置使由其产生的电磁 场邻近于该腔室之一周壁的一外部绕组,该线圈之 其余者被配置使由该线圈之其余者所产生电磁场 系远离该腔室周壁,该电源供应至该线圈之总功率 、和该等电抗的数値系使由该外部绕组产生之电 磁场小于由该线圈之该其余者所产生电磁场。 15.依据申请专利范围第12项之处理器,其中各个该 等绕组被配置来把一电磁场耦合至该腔室中的电 浆,该等绕组中之一个系被设置使由其产生的电磁 场邻近于该腔室之一周壁的一外部绕组,该线圈之 其余者被配置使由该线圈之其余者所产生电磁场 系远离该腔室周壁,该电源供应至该线圈之总功率 、和该等电抗的数値系使由该外部绕组产生之电 磁场约等于由该线圈之该其余者所产生电磁场。 16.一种感应式电浆处理器,用来处理一工作物,该 处理器包含: 一电浆激励线圈,该线圈包括至少一绕组; 一电源,用来把功率供应至该至少一绕组; 其中该电源之频率和该至少一绕组之长度系使得 沿着该至少一绕组之该长度没有明显驻波电流改 变。 17.依据申请专利范围第12、13、14、15或16项之处理 器,其中该线圈包括多个平行绕组,该等绕组各具 有一长度、使得沿着其长度没有明显驻波电流改 变,且该处理器更包括与该等平行绕组分别来耦合 的阻抗配置,与各绕组耦合的各阻抗配置被配置来 控制在个别绕组中的驻波电流之数値。 18.依据申请专利范围第16项之处理器,其更包括与 该至少一绕组耦合、来控制在该至少一绕组中的 电流之数値的一阻抗配置。 19.一种控制电浆通量分布之方法,该方法系在一感 应式电浆处理器之一工作物上来实施,该处理器包 括具有一中心轴线、和适于由一激励源来驱动的 多个平行绕组之一电浆激励线圈,该等多个绕组系 与该轴线同心、使该线圈之一外部绕组包围该线 圈之其余者,该方法包含把该外部绕组相对于该线 圈之该其余者来设置、使照射在该工作物上的电 浆密度具有一预定期望的关系。 20.依据申请专利范围第19项之方法,其中该设置步 骤包括使该外部绕组和该线圈之另一绕组彼此相 对地绕着该轴线来绕圈。 21.依据申请专利范围第11项之处理器,其中该线圈 包括多个平行绕组,该等绕组各具有一长度、使得 沿着其长度没有明显驻波电流改变,且该处理器更 包括与该等平行绕组分别来耦合的阻抗配置,与各 绕组耦合的各阻抗配置被配置来控制在个别绕组 中的驻波电流之数値。 图式简单说明: 第1图系与本发明连结来使用之型式的一真空电浆 处理器之构造图; 第2图系包括在与用来驱动线圈和用来控制(1)连接 至线圈的可变电容器之电容、且(2)供应至线圈的 总功率的一RF源、一匹配网路、和电子控制电路 组合之第1图的处理器中之一线圈的电气构造图; 第3图包括在第2图中说明的线圈之绕组中、用于 在13.56MHz和4.0 MHz之激励的驻波电流之所计算幅度; 第4图系含有用来驱动第2图之线圈的电流感测器 之匹配网路的电路图;及 第5图系由使用第1、2和4图之装置而产生的一溅镀 速率外形图。
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