发明名称 用于电感耦合电浆产生系统之多重线圈天线
摘要 无线电频率电浆多重线圈天线可在电浆反应器内进行控制,并产生一致的电感耦合。依照范例具体实施例,多重线圈装置于电浆室的介质窗上,并且由单一的无线电频率产生器供电,而由单一匹配网路做调整。每个线圈都是平面式或平面线圈与垂直堆叠螺旋线圈的组合。每个线圈的输入端都连接至一个输入调整电容器,而输出端则透过输出调整电容器终止于接地端。无线电频率对于电浆的最大电感耦合位置是由输出电容器所决定,而输入电容器则主要用于调整进入每个线圈的电流振幅。藉由调整电流振幅以及每个线圈内最大电感耦合的位置,可改变和控制不同径向和方位角区域内电浆的密度,因此可达到径向和方位角一致的电浆。
申请公布号 TW510149 申请公布日期 2002.11.11
申请号 TW088110874 申请日期 1999.06.28
申请人 蓝姆研究公司 发明人 吉安J.陈;罗柏G.维崔普;汤玛斯E 威克
分类号 H05H1/24 主分类号 H05H1/24
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种产生一电感耦合电浆之装置,此装置包含:一电浆反应密室,具有形成一电磁场路径进入密室的窗,以及一架构用来将处理气体导入密室的处理气体供应装置;一无线电频率天线,包含置于该电浆反应密室外的至少第一和第二天线部份;一无线电频率源,此来源耦合至天线部份并且架构来感应天线部份内的无线电频率电流;连接于第一天线部份之一第一输入电容器和连接于第二天线部份之一第二输入电容器;以及第一和第二天线部份被系结在一起;其中无线电频率电流所感应的电磁场会有效的通过窗,并将处理气体激磁并离子化,藉此在密室内产生电浆;以及其中该第一天线部份围绕该第二天线部份。2.如申请专利范围第1项之装置,其中产生的电浆之密度大致上会与该至少第一和第二天线部份围住的区域内之密度一样。3.如申请专利范围第1项之装置,其中每个该至少第一和第二天线部份将无线电频率功率耦合至密室内不同的区域,导致密室内整体一致的电浆。4.如申请专利范围第1项之装置,其中至少第一和第二天线部份是由单圈线圈所制成。5.如申请专利范围第1项之装置,其中第一天线部份由单圈线圈所制成,第二天线部份由多圈线圈所制成。6.如申请专利范围第1项之装置,其中至少第一和第二天线部份是由多圈线圈所制成。7.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含至少一用于调整该至少第一和第二天线部份内电流的输入调整电容器,如此可让电流平等或不平等。8.如申请专利范围第7项之装置,其中至少一输入调整电容器可在每个天线部份内提供较高的电流,导致较高的无线电频率功率耦合至相邻于天线部份的电浆区域,或在每个天线部份内提供较低的电流,导致较低的功率耦合至该电浆区域。9.如申请专利范围第7项之装置,其中一对输入电容器用于调整一对天线部份内的电流,并且配置成用单一控制装置以反方向旋转。10.如申请专利范围第1项之装置,其中至少第一和第二天线部份由单一无线电频率电源供电,并且由单一匹配网路调整。11.如申请专利范围第1项之装置,其中第一和第二天线部份的输出端会连接在一起并透过一阻抗终止至接地。12.如申请专利范围第1项之装置,其中第一和第二天线部份透过个别的固定或可变电容器终止至接地。13.如申请专利范围第12项之装置,其中每个输出电容器可沿着每个天线部份调整极端电流或极端电压的位置。14.如申请专利范围第12项之装置,其中第一和第二天线部份内最大电流的位置是第一天线部份相对于第二天线部份的旋转位置之函数;以及其中该输出电容器进一步调整该位置,如此最大电流位置大约会离开180度方位角,处于辐射状的相对位置上,因此可显着降低由于方位角不一致电流分布所产生的电浆方位角不一致。15.如申请专利范围第12项之装置,其中一对输出电容器调整第一和第二天线部份内的电流,并且配置成用单一控制装置以反方向旋转。16.如申请专利范围第1项之装置,其中第一和第二天线部份架构成共平面的二维架构、不共平面的三维架构或两者的组合。17.如申请专利范围第1项之装置,其中第一和第二天线部份会配置成一个天线部份直径比另一个天线部份还小的同心圆。18.如申请专利范围第16项之装置,其中该三维架构维圆顶或螺旋架构其中之一。19.如申请专利范围第1项之装置,其中该天线部份大约是圆形的形状。20.如申请专利范围第1项之装置,其中该至少第一和第二天线部份贴附于密室窗外部表面附近。21.如申请专利范围第1项之装置,其中第一和第二天线部份内的电流会绕着该部份以相同的方位角方向流动。22.一种产生一电感耦合电浆之装置,此装置包含:一电浆反应密室,具有形成一电磁场路径进入密室的窗,以及一架构用来将处理气体导入密室的处理气体供应装置;一无线电频率天线,包含置于该电浆反应密室外的至少第一和第二多圈天线部份;一无线电频率源,此来源耦合至天线部份并且架构来感应天线部份内的无线电频率电流;连接于第一天线部份之一第一输入电容器和连接于第二天线部份之一第二输入电容器;以及第一和第二天线部份被系结在一起;其中无线电频率电流所感应的电磁场会有效的通过窗,并将处理气体激磁并离子化,藉此在密室内产生电浆;以及其中该第一多圈天线部份为围绕该第二多圈天线部份的外侧线圈。23.如申请专利范围第22项之装置,其中产生的电浆之密度大致上会与该至少第一和第二多圈天线部份围住的区域内之密度一样。24.如申请专利范围第22项之装置,其中每个该至少第一和第二天线部份将无线电频率功率耦合至密室内不同的区域,导致密室内整体一致的电浆。25.如申请专利范围第22项之装置,其中第一多圈天线部份架构成一平面多圈线圈,而第二多圈天线部份具有第一和第二部分。26.如申请专利范围第25项之装置,其中第二多圈天线的该第一部分将架构成一平面式多圈线圈,并且第二多圈天线部份的该第二部分则架构成一螺旋线圈。27.如申请专利范围第26项之装置,其中该第二部分进一步在该螺旋线圈内包含一中空介质圆柱体,而中空介质圆柱体的中空部份直接连接至处理密室。28.如申请专利范围第27项之装置,其中将螺旋线圈和中空介质圆柱体架构成允许电浆在密室内低压的情况下激发,导致增加处理密室中央内的电浆密度。29.如申请专利范围第22项之装置,其中第一多圈天线部份具有一第一平面式部份和一第二非平面式部份,而第二多圈天线部份则具有一第一平面式部份和一第二非平面式部份。30.如申请专利范围第29项之装置,其中第一多圈天线部份的该第二部分架构为螺旋线圈。31.如申请专利范围第29项之装置,其中第二多圈天线部份的该第二部分架构为螺旋天线。32.如申请专利范围第22项之装置,其中第一多圈天线部份的总长度与第二多圈天线部份的总长度相当,所以天线部份内的电流可有较大的调整范围。33.如申请专利范围第22项之装置,进一步包含至少一用于调整该至少第一和第二天线部份内电流的输入调整电容器,如此可让电流平等或不平等。34.如申请专利范围第33项之装置,其中至少一输入调整电容器可在每个天线部份内提供较高的电流,导致较高的无线电频率功率耦合至相邻于天线部份的电浆区域,或在每个天线部份内提供较低的电流,导致较低的功率耦合至该电浆区域。35.如申请专利范围第33项之装置,其中一对输入电容器用于调整一对天线部份内的电流,并且配置成用单一控制装置以反方向旋转。36.如申请专利范围第22项之装置,其中至少第一和第二天线部份由单一无线电频率电源供电,并且由单一匹配网路所调整。37.如申请专利范围第22项之装置,其中第一和第二天线部份透过个别的固定或可变电容器终止至接地。38.如申请专利范围第37项之装置,其中每个输出电容器可沿着每个天线部份调整极端电流或极端电压的位置。39.如申请专利范围第37项之装置,其中第一和第二天线部份内最大电流的位置是第一天线部份相对于第二天线部份的旋转位置之函数;以及其中该输出电容器进一步调整该位置,如此最大电流位置大约会离开180度方位角,处于辐射状的相对位置上,因此可显着降低由于方位角不一致电流分布所产生的电浆方位角不一致。40.如申请专利范围第37项之装置,其中一对输出电容器调整第一和第二天线部份内的电流,并且配置成用单一控制装置以反方向旋转。41.如申请专利范围第26项之装置,其中一输出电容器用来将最大电流的位置移动至第二多圈天线部份的第一部分或第二部分,导致由多圈天线部份到电浆的功率耦合改变。42.如申请专利范围第30项之装置,其中一输出电容器用来将最大电流的位置移动至第二多圈天线部份的第一部分或第二部分,导致由多圈天线部份到电浆的功率耦合改变。43.如申请专利范围第31项之装置,其中一输出电容器用来将最大电流的位置移动至第二多圈天线部份的第一部分或第二部分,导致由多圈天线部份到电浆的功率耦合改变。44.如申请专利范围第41项之装置,进一步包含一随附该输出电容器的输入电容器,其中调整输入电容器导致无线电频率的总输入阻抗维持不变,允许一多圈天线部份内的电流不会影响到其他多圈天线部份内的电流。45.如申请专利范围第42项之装置,进一步包含一随附该输出电容器的输入电容器,其中调整输入电容器导致无线电频率的总输入阻抗维持不变,允许一多圈天线部份内的电流不会影响到其他多圈天线部份内的电流。46.如申请专利范围第43项之装置,进一步包含一随附该输出电容器的输入电容器,其中调整输入电容器导致无线电频率的总输入阻抗维持不变,允许一多圈天线部份内的电流不会影响到其他多圈天线部份内的电流。47.如申请专利范围第22项之装置,其中第一和第二天线部份会配置成一个天线部份直径比另一个天线部份还小的同心圆。48.如申请专利范围第22项之装置,其中该至少第一和第二天线部份贴附于密室窗外部表面附近。49.如申请专利范围第22项之装置,其中第一和第二天线部份内的电流会绕着该部份以相同的方位角方向流动。50.一种产生一电感耦合电浆之装置,此装置包含:一电浆反应密室,具有形成一电磁场路径进入密室的窗,以及一架构用来将处理气体导入密室的处理气体供应装置;一无线电频率天线,包含置于该电浆反应密室外两个形状类似的天线部份;一无线电频率源,此来源耦合至天线部份并且架构来感应天线部份内的无线电频率电流;连接于天线部份一第一部份之一第一输入电容器和连接于天线部份一第二部份之一第二输入电容器;以及两天线部份被系结在一起;其中无线电频率电流所感应的电磁场会有效的通过窗,并将处理气体激磁并离子化,藉此在密室内产生电浆;以及其中两天线部份彼此分隔并且就两天线部份之间之一中央轴彼此平衡。51.如申请专利范围第50项之装置,其中每个天线部份为D形并架构成一半圆以及一沿着其直径的直线。52.如申请专利范围第51项之装置,其中该天线部份的直线与另一个天线的直线平行并涵盖窗的中央区域,导致环绕中央轴对称的电浆密度。53.如申请专利范围第50项之装置,其中两天线部份的输入端会连接在一起,两天线部份的输出端也连接在一起并透过一可变电容器终止于接地。54.如申请专利范围第51项之装置,其中两天线部份直线内的电流会以相同方向流动。55.如申请专利范围第50项之装置,其中天线部份由单一无线电频率电源供电并由单一匹配网路调整。56.如申请专利范围第50项之装置,其中产生的电浆之密度大致上会与该天线部份围住的区域内之密度一样。57.如申请专利范围第50项之装置,其中每个该天线部份将无线电频率功率耦合至密室内不同的区域,导致密室内整体一致的电浆。58.如申请专利范围第50项之装置,其中该天线部份贴附于密室窗外部表面附近。59.一种用于电浆反应密室之电感耦合电浆天线系统,包含:第一和第二同心圆天线部份,其作为彼此相隔之同心圆电流路径;连接于第一天线部份之一第一输入电容器和连接于第二天线部份之一第二输入电容器;以及第一和第二天线部份被系结在一起;其中邻近第一和第二同心圆天线部份之部位内的电流系以相同的方向流动。60.如申请专利范围第59项之系统,其中同心圆电流路径将无线电频率功率耦合至密室内径向和方位角不同的区域,并在密室内合作提供一致的电浆分配。61.如申请专利范围第59项之系统,其中同心圆电流路径架构成共平面二维架构、不共平面三维架构或两者的组合。62.一种处理半导体介质的过程,此过程以申请专利范围第1项之装置内形成的电浆来接触半导体介质的外露表面。63.一种处理一半导体介质之过程,此过程以申请专利范围第22项之装置内形成的电浆来接触半导体介质的外露表面。64.一种处理一半导体介质之过程,此过程以申请专利范围第50项之装置内形成的电浆来接触半导体介质的外露表面。65.一种处理一半导体介质之过程,此过程以申请专利范围第59项之装置内形成的电浆来接触半导体介质的外露表面。图式简单说明:图1说明电浆反应器,其中天线系统位于介质窗的顶端并且用于将无线电频率能量耦合入处理室;图2A和2B说明两个传统的螺旋线圈天线;图3依照本发明的第一具体实施例,说明一个双单圈平面式线圈排列方式的范例;图4依照本发明的第二具体实施例,说明一个双多圈平面式线圈排列方式的范例;图5依照本发明的第三具体实施例,说明一个具有螺旋线圈的双多圈平面式线圈排列方式之范例;图6依照本发明的第四具体实施例,说明一个具有内侧和外侧螺旋线圈的双多圈平面式线圈排列方式之范例;及图7依照本发明的第五具体实施例,说明一个具有平行天线元件的双多圈平面式线圈排列方式之范例;
地址 美国
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