專利名稱：結(jié)合有多重磁芯的電感耦合等離子體反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體反應(yīng)器，通過等離子體放電，產(chǎn)生包括離子、自由基、原子、以及分子的活性氣體，用于利用活性氣體進(jìn)行固體、粉末、以及氣體等的等離子體處理，具體而言涉及一種結(jié)合有多重磁芯的電感耦合等離子體反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
等離子體放電使用于氣體激發(fā)，該氣體激發(fā)用于產(chǎn)生包括離子、自由基、原子、以及分子的活性氣體?；钚詺怏w在很多領(lǐng)域被廣泛使用，代表性的有半導(dǎo)體制造處理，例如刻蝕、蒸鍍、以及清洗等多種。
最近，用于制造半導(dǎo)體裝置的晶片或LCD玻璃基板進(jìn)一步大型化。因此，需要如下容易擴散的等離子體源對等離子體離子能量的控制能力高，并且具有大面積處理能力。
用于產(chǎn)生等離子體的等離子體源有多種，作為其代表性的例子有使用射頻(radio frequency)的電容耦合等離子體和電感耦合等離子體。其中電感耦合等離子體源，可以通過增加射頻電源，比較容易地使離子密度增加，適于得到高密度等離子體。
但是，電感耦合等離子體方式，與供給的能量相比，與等離子體耦合的能量較低，從而使用電壓很高的驅(qū)動線圈。因此，存在如下情況離子能量高，因而等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部表面因離子轟擊(ionbombardment)而損傷。離子轟擊造成的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部表面的損傷，不僅縮短等離子體反應(yīng)器的壽命，而且得到起等離子體處理的污染源的作用的消極結(jié)果。在降低離子能量時，產(chǎn)生因與等離子體耦合的能量低而等離子體放電頻繁斷開(OFF)的情況。因此，產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體維持困難的問題。
另一方面，在半導(dǎo)體制造處理中，公知在利用等離子體的處理中使用遠(yuǎn)程等離子體很有用。例如，有效地利用于處理腔的清洗或用于光刻膠剝離的灰化(ashing)處理中。但是，隨著非處理基板的大型化，處理腔的體積也增加，需要可以在遠(yuǎn)處充分供給高密度的活性氣體的等離子體源。進(jìn)而，在對多個基板同時進(jìn)行處理的多重處理腔的情況下特別需要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合有多重磁芯的電感耦合等離子體反應(yīng)器，與等離子體耦合的電感耦合能量的傳遞效率高，可以穩(wěn)定地維持等離子體，可以穩(wěn)定地得到高密度的等離子體。
用于完成上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個方式的電感耦合等離子體反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體，具有多個等離子體放電室；變壓器，具有多個橫穿等離子體放電室設(shè)置的磁芯、和初級線圈；芯保護管，將位于等離子體放電室的內(nèi)部的磁芯部分覆蓋從而進(jìn)行保護；以及電源供給源，與初級線圈連接，由電源供給源驅(qū)動初級線圈的電流，初級線圈的驅(qū)動電流感應(yīng)產(chǎn)生AC電位(AC potential)，該AC電位形成完成變壓器的次級電路的電感耦合等離子體，電感耦合等離子體以覆蓋芯保護管的外側(cè)的方式形成在多個等離子體放電室中。
在一個實施例中，包括氣體入口，至少與一個等離子體放電室連接；及氣體出口，至少與另外一個等離子體放電室連接，包括相互連接兩個等離子體放電室的連接通路。
在一個實施例中，反應(yīng)器主體包括與至少兩個腔連接通路連接的氣體集合區(qū)域。
在一個實施例中，包括向氣體入口均勻分配并供給氣體的氣體分配部。
在一個實施例中，具有包括兩個以上分離的多重氣體出口的多重放電室。
在一個實施例中，反應(yīng)器主體包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流(EddyCurrent)最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
在一個實施例中，具有多重放電室，其芯保護管包括電介體物質(zhì)。
在一個實施例中，芯保護管包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
在一個實施例中，具有多重放電室，其包括設(shè)置在芯保護管的內(nèi)側(cè)的冷卻水供給通道。
在一個實施例中，冷卻水供給通道包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
在一個實施例中，包括經(jīng)由磁芯的中心部而形成的冷卻水供給通道。
在一個實施例中，包括阻抗匹配電路，其在電源供給源和初級線圈之間構(gòu)成，進(jìn)行阻抗匹配。
在一個實施例中，上述電源供給源，沒有可調(diào)整的匹配電路，而進(jìn)行動作。
在一個實施例中，還包括處理腔，接收容納在反應(yīng)器主體中產(chǎn)生的等離子體氣體。
在一個實施例中，反應(yīng)器主體具有可搭載在處理腔上的結(jié)構(gòu)，電源供給源具有與反應(yīng)器主體物理分離的結(jié)構(gòu)，電源供給源與反應(yīng)器主體由電源連接電纜在遠(yuǎn)處進(jìn)行連接。
在一個實施例中，流入到等離子體放電室中的氣體從包括非活性氣體、反應(yīng)氣體、以及非活性氣體和反應(yīng)氣體的混合氣體的組合中選擇。
本發(fā)明的另外一個方式的電感耦合等離子體反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體，構(gòu)成等離子體放電室，具有氣體入口和氣體出口；變壓器，包括兩個以上的芯橫截部分，橫穿等離子體放電室的內(nèi)部；磁芯，具有位于等離子體放電室的外側(cè)的芯的一部分；以及初級線圈，纏繞在磁芯上；芯保護管，覆蓋位于等離子體放電室的內(nèi)部的兩個以上的芯橫截部分；以及電源供給源，與初級線圈電連接，由電源供給源驅(qū)動初級線圈的電流，初級線圈的驅(qū)動電流感應(yīng)產(chǎn)生等離子體放電室內(nèi)側(cè)的AC電位，該AC電位形成完成變壓器的次級電路的電感耦合等離子體，電感耦合等離子體以兩個以上的芯橫截部分為中心，以覆蓋芯保護管的外側(cè)的方式在等離子體放電室中形成為多段。
在一個實施例中，包括如下配置結(jié)構(gòu)兩個以上的芯橫截部分中的任何一個與等離子體放電室內(nèi)部的氣體流路垂直或平行。
在一個實施例中，磁芯包括一體化的多重環(huán)型的磁芯。
在一個實施例中，磁芯包括具有單一環(huán)的單一環(huán)磁芯。
在一個實施例中，磁芯具有如下安裝結(jié)構(gòu)芯的一部分露出在反應(yīng)器主體的側(cè)壁外部。
在一個實施例中，反應(yīng)器主體具有可容納芯的一部分的側(cè)壁室，并且具有如下結(jié)構(gòu)磁芯的芯的一部分被安裝在反應(yīng)器主體的側(cè)壁室中。
在一個實施例中，芯保護管包括對于一個芯橫截部分分別獨立地安裝的單一芯保護管，反應(yīng)器主體包括用于設(shè)置單一芯保護管的兩端的多個開口部；和真空絕緣部件，對單一芯保護管與多個開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
在一個實施例中，芯保護管包括一體型多重芯保護管，其兩端分別與一個凸緣結(jié)構(gòu)一體化，反應(yīng)器主體包括開口部，用于設(shè)置一體型多重芯保護管的凸緣部分；和真空絕緣部件，對一體型多重芯保護管的凸緣與開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
在一個實施例中，芯保護管包括對于一個芯橫截部分分別獨立地安裝的單一芯保護管，反應(yīng)器主體的側(cè)壁室包括用于設(shè)置兩個以上的單一芯保護管的兩端的多個開口部；和真空絕緣部件，對兩個以上的芯保護管與多個開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
在一個實施例中，芯保護管包括一體型多重芯保護管，其兩端分別與一個凸緣結(jié)構(gòu)一體化，反應(yīng)器主體的側(cè)壁室包括開口部，用于設(shè)置一體型多重芯保護管的凸緣部分；和真空絕緣部件，對一體型多重芯保護管的凸緣與開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
在一個實施例中，芯保護管包括電介體物質(zhì)。
在一個實施例中，芯保護管包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
在一個實施例中，反應(yīng)器主體包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
在一個實施例中，包括設(shè)置在芯保護管的內(nèi)側(cè)的冷卻水供給通道。
在一個實施例中，包括經(jīng)由磁芯的中心部而形成的冷卻水供給通道。
在一個實施例中，包括設(shè)置在各芯保護管的內(nèi)側(cè)的電容耦合電極，電容耦合電極在芯橫截部分上纏繞多個，作為變壓器的次級線圈而發(fā)揮功能，至少兩個電容耦合電極在相互之間被感應(yīng)產(chǎn)生相反電壓，從而電容性耦合。
在一個實施例中，包括感應(yīng)電壓控制電路，用于可變地控制由電容耦合電極感應(yīng)產(chǎn)生的電壓。
在一個實施例中，包括阻抗匹配電路，在電源供給源與初級線圈之間構(gòu)成，進(jìn)行阻抗匹配。
在一個實施例中，上述電源供給源，沒有可調(diào)整的匹配電路，而進(jìn)行動作。
在一個實施例中，包括兩個以上的分離的多重氣體出口。
在一個實施例中，還包括處理腔，接收容納在反應(yīng)器主體中產(chǎn)生的等離子體氣體。
在一個實施例中，反應(yīng)器主體具有可搭載在處理腔上的結(jié)構(gòu)，電源供給源具有與反應(yīng)器主體物理分離的結(jié)構(gòu)，并且電源供給源與反應(yīng)器主體由射頻電纜在遠(yuǎn)處進(jìn)行連接。
在一個實施例中，還包括與反應(yīng)器主體一體地結(jié)合的處理腔。
在一個實施例中，流入到等離子體放電室中的氣體從包括非活性氣體、反應(yīng)氣體、以及非活性氣體和反應(yīng)氣體的混合氣體的組合中選擇。
根據(jù)上述本發(fā)明的具有多重放電室的等離子體反應(yīng)器，在等離子體反應(yīng)器中，多個磁芯橫截部分位于等離子體放電室的內(nèi)部，與等離子體耦合的電感耦合能量的傳遞效率很高。進(jìn)而，在多段上配置多個等離子體放電室，可以不用勉強地增加射頻功率而容易得到高密度的等離子體。此外，在構(gòu)成電容耦合電極時，追加提供與等離子體耦合的可變的電容耦合能量，由此不僅可以穩(wěn)定地維持等離子體，而且可以容易地控制等離子體離子密度和離子能量。


圖1是本發(fā)明的第1實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖2a是圖1的等離子體反應(yīng)器的正剖面圖。
圖2b是圖1的等離子體反應(yīng)器的側(cè)剖面圖。
圖3是表示被安裝在磁芯上的芯保護管及冷卻管的分解透視圖。
圖4a是表示安裝有磁芯的芯保護管及冷卻管的狀態(tài)下的剖面圖的圖。
圖4b是表示安裝有磁芯的芯保護管及冷卻管的狀態(tài)下的剖面圖的圖。
圖5a是表示氣體流路的多種變形的正剖面圖。
圖5b是表示氣體流路的多種變形的正剖面圖。
圖5c是表示氣體流路的多種變形的正剖面圖。
圖6a是表示氣體出口的實施例的底面透視圖。
圖6b是表示氣體出口的實施例的底面透視圖。
圖7是表示等離子體發(fā)生器被搭載在處理腔上的例子的圖。
圖8a是表示第1實施例的等離子體發(fā)生器的變形的圖。
圖8b是表示第1實施例的等離子體發(fā)生器的變形的圖。
圖8c是表示第1實施例的等離子體發(fā)生器的變形的圖。
圖8d是表示第1實施例的等離子體發(fā)生器的變形的圖。
圖9是本發(fā)明的第2實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖10是表示圖9的等離子體反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖11是表示圖9的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部的部分分解透視圖。
圖12是表示被安裝在圖9的磁芯上的芯保護管、冷卻管、以及電容耦合電極的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖13是直觀地表示變壓器的電連接以及由此感應(yīng)產(chǎn)生的磁場及電場的等離子體反應(yīng)器的剖面圖。
圖14是表示等離子體反應(yīng)器的多段等離子體放電區(qū)域的剖面圖。
圖15a是表示用于將渦電流斷流的絕緣區(qū)域的結(jié)構(gòu)的多種變形例的圖。
圖15b是表示用于將渦電流斷流的絕緣區(qū)域的結(jié)構(gòu)的多種變形例的圖。
圖15c是表示用于將渦電流斷流的絕緣區(qū)域的結(jié)構(gòu)的多種變形例的圖。
圖15d是表示用于將渦電流斷流的絕緣區(qū)域的結(jié)構(gòu)的多種變形例的圖。
圖16是用于說明由電容耦合電極感應(yīng)的電壓的相位關(guān)系的圖。
圖17是表示電容耦合電極的感應(yīng)電壓控制電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖18是變形實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖19是表示圖18的等離子體反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖20是圖18的芯保護管的透視圖。
圖21是表示芯保護管的安裝結(jié)構(gòu)的等離子體反應(yīng)器的剖視圖。
圖22是表示其他備用方案的變形實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖23a是表示其他備用方案的變形實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖23b是表示其他備用方案的變形實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖24是具有多重氣體排出口的等離子體反應(yīng)器的底面透視圖。
圖25是將磁芯安裝在主體的側(cè)壁上的其他變形例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖26a是表示圖25的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖26b是表示圖25的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖26c是表示圖25的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖26d是表示圖25的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖27是表示將單一環(huán)的磁芯層疊且并列安裝的例子的分解透視圖。
圖28是變形為凸緣結(jié)構(gòu)的一體型芯保護管的透視圖。
圖29是其他變形例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖30a是圖29的等離子體反應(yīng)器的剖面透視圖。
圖30b是圖29的等離子體反應(yīng)器的剖面透視圖。
圖31是變形為凸緣結(jié)構(gòu)的一體型芯保護管的透視圖。
圖32是表示等離子體反應(yīng)器被搭載在處理腔上的例子的圖。
圖33是用于說明在處理腔的上部一體地構(gòu)成的電感耦合等離子體反應(yīng)器的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖及附圖中記載的內(nèi)容，詳細(xì)說明由本發(fā)明和本發(fā)明的動作上的優(yōu)點及本發(fā)明的實施例實現(xiàn)的目的。在各附圖中，同一部件盡可能用同一參照標(biāo)號進(jìn)行圖示。而且，省略對被判斷為使本發(fā)明的要點模糊的不必要的公知功能及結(jié)構(gòu)的詳細(xì)技術(shù)。
實施例1以下，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，從而詳細(xì)說明本發(fā)明的具有多重放電室的等離子體反應(yīng)器。
圖1是本發(fā)明的第1實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖，圖2a及圖2b是圖1的等離子體反應(yīng)器的正剖面圖及側(cè)剖面圖。
本發(fā)明的第1實施例的等離子體反應(yīng)器(10)具有反應(yīng)器主體(20)，該反應(yīng)器主體(20)具有多個獨立的等離子體放電室(21)。在反應(yīng)器主體(20)上結(jié)合有變壓器(40)，其用于向等離子體放電室(21)傳遞用于等離子體放電的電動勢。變壓器(40)具有橫穿等離子體放電室(21)而設(shè)置的磁芯(41)和初級線圈(42)。位于等離子體放電室(21)內(nèi)部的磁芯(41)部分，由芯保護管(45)整體覆蓋而受保護。初級線圈(42)與提供射頻功率的電源供給源(60)電連接。
多個等離子體放電室(21)，例如具有如下結(jié)構(gòu)在上段并列排列兩個，在其下段并列排列兩個，從而整體上分兩段并列排列四個等離子體放電室(21)。反應(yīng)器主體(20)上構(gòu)成有氣體入口(22)，該氣體入口(22)具有在上段的兩個等離子體放電室(21)上開口的多個孔。構(gòu)成有從下段的兩個等離子體放電室(21)向下部開放的氣體出口(25)。而且，構(gòu)成有連接通路(23)，其具有將上段和下段的等離子體放電室(21)相互連接的多個孔。這樣，在氣體入口(22)與氣體出口(25)之間，多段且并列地形成有經(jīng)由多個等離子體放電室(21)的氣體流路。
為了均勻地供給氣體，可以在反應(yīng)器主體(20)的上部構(gòu)成氣體分配部(30)。氣體分配部(30)包括氣體入口(31)，與氣體供給源(未圖示)連接；和一個以上的氣體分配板(32)，使氣體均勻分配。流入到等離子體放電室(21)中的氣體從包括非活性氣體、反應(yīng)氣體、以及非活性氣體和反應(yīng)氣體的混合氣體的組合中選擇?；蜻x擇適合等離子體處理的其他氣體。
反應(yīng)器主體(20)，與芯保護管(45)的接觸部分由真空絕緣部件(44)而真空絕緣。反應(yīng)器主體(110)用金屬物質(zhì)、例如鋁、不銹鋼、以及銅等金屬物質(zhì)制造?；蛴猛繉拥慕饘?、例如被陽極處理的鋁或鍍鎳的鋁制造?；蛴媚突鸾饘?refractory metal)制造。此外，作為其他備用方案，反應(yīng)器主體(20)也可以用如石英、陶瓷的絕緣物質(zhì)制造，也會用適合于預(yù)定的等離子體處理的其他物質(zhì)制造。
在反應(yīng)器主體(20)包括金屬物質(zhì)時，為了將渦電流最小化，在金屬物質(zhì)內(nèi)包括一個以上的電絕緣區(qū)域(27)，以具有電不連續(xù)性。例如，如圖所示，可以橫穿各等離子體放電室(21)的附近構(gòu)成絕緣區(qū)域(27)。
磁芯(41)，被至少兩個等離子體放電室(21)共有，且具有芯的一部分露出在反應(yīng)器主體(20)的外部的安裝結(jié)構(gòu)。磁芯(41)用鐵素體物質(zhì)制造，但也可以由如鐵、空氣的其他備用方案的材料構(gòu)成。
芯保護管(45)用如石英、陶瓷等電介體物質(zhì)制造?；蛉缟纤觯颈Ｗo管(45)可以用與反應(yīng)器主體(20)相同的金屬物質(zhì)制造，但在該情況下，為了防止渦電流，包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以具有電不連續(xù)性。
圖3是表示被安裝在磁芯上的芯保護管及冷卻管的分解透視圖，圖4a及圖4b是表示安裝有磁芯的芯保護管及冷卻管的狀態(tài)的剖面圖的圖。
在磁芯(41)上，安裝有用于形成冷卻水供給通道的冷卻水供給管(44)。作為其他備用方案，也會貫通磁芯(42)的中心部形成冷卻水供給通道(43)。也可以在冷卻水供給管(44)和磁芯(41)的中心部上都形成冷卻水供給通道(43)。也可以在反應(yīng)器主體(20)上形成多個冷卻水通道(26)。附圖4a的剖面圖是表示在磁芯(41)的中心部形成冷卻水供給通道(43)、并且在芯保護管(45)的內(nèi)側(cè)也設(shè)置冷卻水供給管(44)的狀態(tài)的剖面圖。附圖4b是表示只設(shè)置冷卻水供給管(44)的狀態(tài)的剖面圖。冷卻水供給管(44)可由金屬材料構(gòu)成，優(yōu)選此時在冷卻水供給管(44)上具有絕緣區(qū)域(48)，以防止感應(yīng)產(chǎn)生渦電流。
此外，如圖2a及圖2b所示，由電源供給源(60)驅(qū)動初級線圈(42)的電流。初級線圈(42)的驅(qū)動電流，感應(yīng)產(chǎn)生等離子體放電室(113)內(nèi)側(cè)的AC電位(AC potential)，該AC電位形成完成變壓器(40)的次級電路的電感耦合等離子體。而且，電感耦合等離子體在各等離子體放電室(21)中以芯橫截部分為中心，以覆蓋芯保護管的外側(cè)的方式分別形成在等離子體放電室(21)中。附圖的參照標(biāo)號‘46’表示被磁芯(41)感應(yīng)產(chǎn)生的電場，參照標(biāo)號‘47’表示由感應(yīng)電場(46)二次感應(yīng)產(chǎn)生的電場。
電流供給源(60)，使用RF電源供給源而構(gòu)成，該RF電源供給源在控制輸出電壓時可以不需要另外的阻抗匹配器。作為其他備用方案，也可以使用由另外的阻抗匹配器匹配阻抗的RF電源供給源而構(gòu)成。
在本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器(10)中，多個磁芯橫截部分位于等離子體放電室(21)的內(nèi)部，與等離子體耦合的電感耦合能量的傳遞效率很高。進(jìn)而，在多段上配置多個等離子體放電室(21)，可以不用勉強地增加射頻功率而容易得到高密度的等離子體。
圖5a至圖5c是表示氣體流路的多種變形的正剖面圖，圖6a及圖6b是表示氣體出口的實施例的底面透視圖。
根據(jù)圖5a的一個變形例，可以在四個等離子體放電室(21)的中心部構(gòu)成氣體集合區(qū)域(50)。氣體集合區(qū)域(50)中聚集在上段的兩個等離子體放電室(21)中產(chǎn)生的等離子體氣體，并再次分散輸入到下段的等離子體放電室(21)中。
根據(jù)圖5b的另一變形例，可以在下段的兩個等離子體放電室(21)的下部構(gòu)成氣體集合區(qū)域(52)。氣體集合區(qū)域(52)中聚集在下段的兩個等離子體放電室(21)中產(chǎn)生的等離子體氣體，并經(jīng)由一個氣體出口(25)輸出。
根據(jù)圖5c的其他變形例，構(gòu)成一個氣體出口(25)，并設(shè)有與下段的兩個等離子體放電室(21)連接的氣體排出路徑(54)。
如圖6a所示，氣體出口(25)可以由在反應(yīng)器主體(20)的下部細(xì)微開口的狹縫形態(tài)的氣體出(25a)構(gòu)成。作為其他備用方案，可以由圖6b所示的包含凸緣結(jié)構(gòu)的圓形氣體出(26b)構(gòu)成。
圖7是表示等離子體發(fā)生器被搭載在處理腔上的例子的圖。
圖7的等離子體反應(yīng)器(10)，被安裝在處理腔(70)上，從而在遠(yuǎn)處向處理腔(70)供給等離子體。例如，可以安裝在處理腔(70)的頂部外側(cè)上。等離子體反應(yīng)器(10)，從作為電源供給源的射頻發(fā)生器(72)提供射頻，由氣體供給系統(tǒng)(未圖示)供給氣體，從而產(chǎn)生活性氣體。
處理腔(70)，容納在等離子體反應(yīng)器(10)中產(chǎn)生的活性氣體，進(jìn)行預(yù)定的等離子體處理。處理腔(70)，例如包括進(jìn)行蒸鍍處理的蒸鍍腔、或進(jìn)行刻蝕處理的刻蝕腔。此外例如包括用于將光刻膠剝離的灰化腔。除此之外，例如包括用于進(jìn)行多種半導(dǎo)體制造處理的等離子體加工腔。
特別是，具有等離子體反應(yīng)器(10)與作為供給射頻的電源供給源的射頻發(fā)生器(72)分離的結(jié)構(gòu)。即，等離子體反應(yīng)器(10)構(gòu)成為可安裝在處理腔(70)上的固定型，射頻發(fā)生器(72)構(gòu)成為可與等離子體反應(yīng)器(10)分離的分離型。而且，射頻發(fā)生器(72)的輸出端與等離子體反應(yīng)器(10)的射頻輸入端，在相互遠(yuǎn)離處由射頻電纜(74)連接。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的射頻發(fā)生器和等離子體反應(yīng)器構(gòu)成為一個單元不同，可以很容易地設(shè)置在處理腔(70)上，可以提高系統(tǒng)的維持管理效率。
圖8a至圖8d是表示第1實施例的等離子體發(fā)生器的變形的圖。此外在其他變形的多種等離子反應(yīng)器(10a～10d)中，兩個等離子體放電室垂直排列(參照圖8a)、或水平排列(參照圖8d)，或者是多個等離子體放電室垂直地并列排列(參照圖8b)、或水平地并列排列(參照圖8c)。
上述變形，除此之外還有其他各種變形，但在這種變形基于本發(fā)明的思想時，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然是明白的。
實施例2圖9是本發(fā)明的第2實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖，圖10是表示圖9的等離子體反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)的透視圖。而且，圖11是表示圖9的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部的部分分解透視圖。
本發(fā)明的第2實施例的等離子體反應(yīng)器(100)具有反應(yīng)器主體(110)，該反應(yīng)器主體(110)中構(gòu)成等離子體放電室(113)，具有氣體入口(120)和氣體出口(121)。變壓器(130)包括兩個以上的芯橫截部分，橫穿等離子體放電室(113)的內(nèi)部；磁芯(131)，具有位于等離子體放電室(113)的外側(cè)的芯的一部分；以及初級線圈(132)，纏繞在磁芯(131)上。初級線圈(132)與電源供給源(133)(參照圖13)電連接。
電源供給源(133)，使用RF電源供給源而構(gòu)成，該RF電源供給源在控制輸出電壓時可以不需要另外的阻抗匹配器。作為其他備用方案，可以使用具有另外的阻抗匹配器而構(gòu)成的RF電源供給源。
流入到等離子體放電室(113)中的氣體從包括非活性氣體、反應(yīng)氣體、以及非活性氣體和反應(yīng)氣體的混合氣體的組合中選擇。此外可選擇適合等離子體處理的其他氣體。
反應(yīng)器主體(110)，包含設(shè)置單一芯保護管(140)的兩端的多個開口部(111)。單一芯保護管(140)與多個開口部(111)的接觸部分，由真空絕緣部件(101)(參照圖13)進(jìn)行真空絕緣。反應(yīng)器主體(110)用金屬物質(zhì)、例如鋁、不銹鋼、以及銅等金屬物質(zhì)制造?；蛴猛繉拥慕饘?、例如被陽極處理的鋁或鍍鎳的鋁制造?；蛴媚突鸾饘?refractory metal)制造。此外，作為其他備用方案，反應(yīng)器主體(110)也可以用如石英、陶瓷等絕緣物質(zhì)制造，也會用適合于預(yù)定的等離子體處理的其他物質(zhì)制造。
在反應(yīng)器主體(110)包括金屬物質(zhì)時，為了將渦電流最小化，在金屬物質(zhì)內(nèi)包括一個以上的電絕緣區(qū)域(112)，以具有電不連續(xù)性。如圖15a至圖15d所示，電絕緣區(qū)域(112)能以多種方式構(gòu)成。
磁芯(131)具有芯的一部分露出在反應(yīng)器主體(110)的側(cè)壁外部的安裝結(jié)構(gòu)。磁芯(131)是一體化的多重環(huán)型，例如構(gòu)成為具有兩段的多重環(huán)。但是，磁芯(131)也可以使用獨立的單一環(huán)型。磁芯(131)用鐵素體物質(zhì)制造，但也可以由如鐵、空氣的其他備用方案的材料構(gòu)成。
位于等離子體放電室(113)的內(nèi)部的兩個以上的芯橫截部分，由管形狀的芯保護管(140)覆蓋而受保護。芯保護管(140)，對于一個芯橫截部分被分別獨立地安裝。芯保護管(140)用如石英、陶瓷等電介體物質(zhì)制造。此外如上所述，芯保護管(140)可以用與反應(yīng)器主體(110)相同的金屬物質(zhì)制造，但在該情況下，為了防止渦電流，包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以具有電不連續(xù)性。
圖12是表示被安裝在圖9的磁芯上的芯保護管、冷卻管、以及電容耦合電極的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
在圖12的磁芯(131)上，安裝有用于形成冷卻水供給通道的冷卻水供給管(141)。作為其他備用方案，也會貫通磁芯(131)的中心部形成冷卻水供給通道。此外也可以在冷卻水供給管(141)和磁芯(131)的中心部上都形成冷卻水供給通道。此外也可以在反應(yīng)器主體(110)上形成冷卻水通道。磁芯(131)上安裝有電容耦合電極(142)。電容耦合電極(142)可以選擇安裝，在后文中進(jìn)行具體說明。
圖13是直觀地表示變壓器(130)的電連接、以及由此感應(yīng)產(chǎn)生的磁場(133)及電場(134)的等離子體反應(yīng)器的剖面圖，圖14是表示等離子體反應(yīng)器(110)的多段等離子體放電區(qū)域(PDR_1～PDR_3)的剖面圖。
由圖13及圖14的電源供給源(133)，驅(qū)動初級線圈(132)的電流。初級線圈(132)的驅(qū)動電流，感應(yīng)產(chǎn)生等離子體放電室(113)內(nèi)側(cè)的AC電位(AC potential)，該AC電位形成完成變壓器(130)的次級電路的電感耦合等離子體。而且，電感耦合等離子體，以兩個以上的芯橫截部分為中心，以覆蓋芯保護管的外側(cè)的方式在等離子體放電室(113)中形成多段。這樣，等離子體放電室(113)沿著多段等離子體放電區(qū)域(PDR_1～PDR_3)氣體流路而形成。
如圖所示，兩個以上的芯橫截部分被配置成與等離子體放電室(113)內(nèi)部的氣體流路(153)垂直。但是，作為備用方案，也可以位于水平面上。
圖16是用于說明由電容耦合電極感應(yīng)的電壓的相位關(guān)系的圖。
圖16的電容耦合電極(142)，在芯橫截部分上纏繞多個，作為變壓器(130)的次級線圈而發(fā)揮功能，至少兩個電容耦合電極(142a、142b、142c)在相互之間感應(yīng)產(chǎn)生相反電壓(V+、V-)，從而電容性耦合。
例如，在三個芯橫截部分上向適當(dāng)?shù)姆较蚶p繞有多個初級線圈，各個相鄰的芯橫截部分感應(yīng)產(chǎn)生彼此相反方向的電場(133a、133b、133c)。因此，三個電容耦合電極(142a、142b、142c)分別感應(yīng)產(chǎn)生彼此相反的電壓(V+、V-)。
圖17是表示電容耦合電極的感應(yīng)電壓控制電路(150)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖17的感應(yīng)電壓控制電路(150)具有切換電路(151)，該切換電路(151)對用于改變電容耦合電極(142)的纏繞數(shù)的轉(zhuǎn)接插頭(152)和轉(zhuǎn)接插頭(152)進(jìn)行切換，從而改變纏繞數(shù)。通過切換電路(151)的切換來改變纏繞數(shù)，通過纏繞數(shù)的改變來改變由電容耦合電極(142)感應(yīng)產(chǎn)生的電壓的電平。
在上述本發(fā)明的電感耦合等離子體反應(yīng)器中，多個磁芯橫截部分位于等離子體放電室(113)的內(nèi)部，與等離子體耦合的電感耦合能量的傳遞效率很高。此外，構(gòu)成電容耦合電極(142)，從而追加提供與等離子體耦合的可變的電容耦合能量，由此不僅可以穩(wěn)定地維持等離子體，而且可以容易地控制等離子體離子密度和離子能量。電容耦合電極(142)，還可以在等離子體反應(yīng)器(100)的驅(qū)動初期，僅在對等離子體進(jìn)行點火的階段選擇使用，可以在等離子體點火之后，用于調(diào)節(jié)等離子體的離子密度和離子溫度。
圖18是變形的實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖，圖19是表示圖18的等離子體反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)的透視圖。圖20是圖18的一體型多重芯保護管的透視圖。而且，圖21是表示芯保護管的安裝結(jié)構(gòu)的等離子體反應(yīng)器的剖視圖。
圖18至圖21的變形的實施例的等離子體反應(yīng)器(100)，可以由一體型多重芯保護管(145)構(gòu)成。一體型多重芯保護管(145)，其芯保護管(140)的兩端分別一體化在一個凸緣(144)結(jié)構(gòu)上。反應(yīng)器主體(110′)，形成有適于設(shè)置多重芯保護管(145)的凸緣(144)部分的形態(tài)的開口部(111′)。而且，構(gòu)成有真空絕緣部件(102)，對多重芯保護管(145)的凸緣(144)和開口部(111′)的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
圖22、圖23a及圖23b是表示其他備用方案的變形實施例的等離子體反應(yīng)器的透視圖。
圖22的其他備用方案的等離子體反應(yīng)器(200)是采用如下變壓器(230)的情況使用具有單一環(huán)的磁芯(231)和初級線圈(232)。磁芯(231)被安裝成與形成在氣體入口(220)和氣體出口(221)之間的氣體路徑垂直。
圖23a及圖23b的其他備用方案的等離子體反應(yīng)器(300)，具有如下變壓器(330)具有與形成在氣體入口(320)和氣體出口(321)之間的氣體流路平行安裝的磁芯(331)、和初級線圈(332)。
上述被安裝在等離子體反應(yīng)器上的磁芯可以有很多種變形。但是，在這種變形基于本發(fā)明的思想時，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
圖24是具有多重氣體排出口的等離子體反應(yīng)器的底面透視圖。
如圖24所示，等離子體反應(yīng)器(100)包括兩個以上分離的多重氣體出口(121a～121d)。多重氣體出口(121a、121d)在具有大體積的等離子體處理中，有效用于將大面積的等離子體廣闊且均勻地提供。
圖25是將磁芯安裝在主體的側(cè)壁上的變形例的等離子體反應(yīng)器的透視圖，圖26a至圖26d是表示圖25的等離子體反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。該變形例的等離子體反應(yīng)器(400)，具有與上述例子相同的結(jié)構(gòu)。因此省略對同一結(jié)構(gòu)的說明。
該變形例的等離子體反應(yīng)器(400)的獨特的特征在于，反應(yīng)器主體(410)具有可容納芯的一部分的側(cè)壁室(415)。變壓器(430)的磁芯(131)的芯的一部分被安裝在反應(yīng)器主體(410)的側(cè)壁室(415)中。反應(yīng)器主體(410)在外部具有向側(cè)壁室(415)開口的開口部(417)，經(jīng)由該開口部(417)，作為用于供給初級線圈(432)和冷卻水的通路而使用。
在反應(yīng)器主體(410)由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成時，為了將渦電流最小化，在構(gòu)成于側(cè)壁室(415)和等離子體反應(yīng)室(413)之間的側(cè)壁(414)上，適當(dāng)構(gòu)成一個以上的絕緣區(qū)域(412)。芯保護管(440)對于一個芯橫截部分被分別獨立地安裝，在側(cè)壁(414)上構(gòu)成有多個用于對其進(jìn)行安裝的開口部(411)。兩個以上的芯保護管(440)和多個開口部(411)的接觸部分，由真空絕緣部件(402)進(jìn)行真空絕緣。
如圖26d所示，在磁芯(431)上，如上述例子那樣安裝有芯保護管(440)和冷卻水供給管(441)、以及電容耦合電極(442)。
具有多重環(huán)的磁芯(431)，被并列設(shè)置成芯橫截部分在氣體入口(420)和氣體出口(421)之間垂直交叉。如圖27所示，作為其他備用方案，具有單一環(huán)的多個磁芯(431)層疊且并列設(shè)置。
如圖28所示，作為其他備用方案，由具有共同凸緣(444)的一體型多重芯保護管(445)構(gòu)成。在構(gòu)成有多重芯保護管(445)時，如上所述，反應(yīng)器主體(410)也構(gòu)成與其適當(dāng)?shù)淖冃魏驼婵战^緣。
圖29是其他變形例的等離子體反應(yīng)器的透視圖，圖30a及圖30b是圖29的等離子體反應(yīng)器的剖面透視圖。
此外，作為其他備用方案的變形，等離子體反應(yīng)器(500)，可以使用一個多重環(huán)磁芯(531)、和具有初級線圈的變壓器(530)而構(gòu)成。上述其他實施例也同樣可以進(jìn)行這種變形。此外，可以使用分別獨立的芯保護管(540)，如圖31所示，作為備用方案，也可以使用具有共同凸緣(544)的多重芯保護管(545)。除了這種備用方案的變形，該變形例的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動作與上述例子相同，從而省略具體說明。
圖32是表示等離子體反應(yīng)器被搭載在處理腔上的例子的圖。
在上述本發(fā)明的多種實施例中說明的等離子體反應(yīng)器(100)，被安裝在處理腔(600)上，在遠(yuǎn)處供給等離子體。例如，被安裝在處理腔(600)的頂部外側(cè)。等離子體反應(yīng)器(100)從作為電源供給源的射頻產(chǎn)生氣(610)提供射頻，由氣體供給系統(tǒng)(未圖示)供給氣體，從而產(chǎn)生活性氣體。
處理腔(600)，容納在等離子體反應(yīng)器(100)中產(chǎn)生的活性氣體，進(jìn)行預(yù)定的等離子體處理。處理腔(600)，例如包括進(jìn)行蒸鍍處理的蒸鍍腔、或進(jìn)行刻蝕處理的刻蝕腔。此外可包括用于將光刻膠剝離的灰化腔。除此之外，可包括用于進(jìn)行多種半導(dǎo)體制造處理的等離子體加工腔。
特別是，具有等離子體反應(yīng)器(100)與射頻發(fā)生器(610)分離的結(jié)構(gòu)。即，等離子體反應(yīng)器(100)構(gòu)成為可安裝在處理腔(600)上的固定型，射頻發(fā)生器(610)構(gòu)成為可與等離子體反應(yīng)器(100)分離的分離型。而且，射頻發(fā)生器(610)的輸出端與等離子體反應(yīng)器(100)的射頻輸入端，在相互遠(yuǎn)離處由射頻電纜(620)連接。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的射頻發(fā)生器和等離子體反應(yīng)器構(gòu)成為一個單元不同，可以很容易地設(shè)置在處理腔(600)上，可以提高系統(tǒng)的維持管理效率。
圖33是用于說明在處理腔的上部一體地構(gòu)成的電感耦合等離子體反應(yīng)器的圖。
圖33的上述本發(fā)明的等離子體反應(yīng)器(100)，與處理腔(700)一體地結(jié)合而構(gòu)成。優(yōu)選構(gòu)成于頂部上，該頂部與處理腔(700)的內(nèi)部具有的基板支撐臺(701)相對。等離子體反應(yīng)器(100)的下部具有相對基板支撐臺(701)整體開放的結(jié)構(gòu)(121′)。在等離子體反應(yīng)器(100)中產(chǎn)生的活性氣體，沿著處理腔(700)的內(nèi)部區(qū)域(703)流動。雖然未圖示在附圖上，但一般而言，基板支撐臺與偏壓電源連接，可以在基板(702)上使活性氣體離子加速。
如上所述，本發(fā)明以附圖上圖示的實施例為參照進(jìn)行了說明，但這不過是示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白由此可以有多種變形及均等的其他實施例。因此，本發(fā)明的真正的技術(shù)保護范圍由權(quán)利要求的范圍內(nèi)的技術(shù)思想決定。
權(quán)利要求
1.一種電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括反應(yīng)器主體，具有多個等離子體放電室；變壓器，具有多個橫穿等離子體放電室設(shè)置的磁芯、和初級線圈；芯保護管，將位于等離子體放電室的內(nèi)部的磁芯部分覆蓋從而進(jìn)行保護；以及電源供給源，與初級線圈連接，由電源供給源驅(qū)動初級線圈的電流，初級線圈的驅(qū)動電流感應(yīng)產(chǎn)生AC電位，該AC電位形成完成變壓器的次級電路的電感耦合等離子體，電感耦合等離子體以覆蓋芯保護管的外側(cè)的方式形成在多個等離子體放電室中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括氣體入口，至少與一個等離子體放電室連接；及氣體出口，至少與另外一個等離子體放電室連接，包括相互連接兩個等離子體放電室的連接通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器主體包括與至少兩個腔連接通路連接的氣體集合區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括向氣體入口均勻分配并供給氣體的氣體分配部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括兩個以上分離的多重氣體出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器主體包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括電介體物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括設(shè)置在芯保護管的內(nèi)側(cè)的冷卻水供給通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，冷卻水供給通道包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括經(jīng)由磁芯的中心部而形成的冷卻水供給通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括阻抗匹配電路，其在電源供給源和初級線圈之間構(gòu)成，進(jìn)行阻抗匹配。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，上述電源供給源，沒有可調(diào)整的匹配電路，而進(jìn)行動作。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，還包括處理腔，接收容納在反應(yīng)器主體中產(chǎn)生的等離子體氣體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器主體具有可搭載在處理腔上的結(jié)構(gòu)，電源供給源具有與反應(yīng)器主體物理分離的結(jié)構(gòu)，電源供給源與反應(yīng)器主體由電源連接電纜在遠(yuǎn)處進(jìn)行連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，流入到等離子體放電室中的氣體從包括非活性氣體、反應(yīng)氣體、以及非活性氣體和反應(yīng)氣體的混合氣體的組合中選擇。
17.一種電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括反應(yīng)器主體，構(gòu)成等離子體放電室，具有氣體入口和氣體出口；變壓器，包括兩個以上的芯橫截部分，橫穿等離子體放電室的內(nèi)部；磁芯，具有位于等離子體放電室的外側(cè)的芯的一部分；以及初級線圈，纏繞在磁芯上；芯保護管，覆蓋位于等離子體放電室的內(nèi)部的兩個以上的芯橫截部分；以及電源供給源，與初級線圈電連接，由電源供給源驅(qū)動初級線圈的電流，初級線圈的驅(qū)動電流感應(yīng)產(chǎn)生等離子體放電室內(nèi)側(cè)的AC電位，該AC電位形成完成變壓器的次級電路的電感耦合等離子體，電感耦合等離子體以兩個以上的芯橫截部分為中心，以覆蓋芯保護管的外側(cè)的方式在等離子體放電室中形成為多段。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括如下配置結(jié)構(gòu)兩個以上的芯橫截部分中的任何一個與等離子體放電室內(nèi)部的氣體流路垂直或平行。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，磁芯包括一體化的多重環(huán)型的磁芯。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，磁芯包括具有單一環(huán)的單一環(huán)磁芯。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，磁芯具有如下安裝結(jié)構(gòu)芯的一部分露出在反應(yīng)器主體的側(cè)壁外部。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器主體具有可容納芯的一部分的側(cè)壁室，并且具有如下結(jié)構(gòu)磁芯的芯的一部分被安裝在反應(yīng)器主體的側(cè)壁室中。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括對于一個芯橫截部分分別獨立地安裝的單一芯保護管，反應(yīng)器主體包括用于設(shè)置單一芯保護管的兩端的多個開口部；和真空絕緣部件，對單一芯保護管與多個開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括一體型多重芯保護管，其兩端分別與一個凸緣結(jié)構(gòu)一體化，反應(yīng)器主體包括開口部，用于設(shè)置一體型多重芯保護管的凸緣部分；和真空絕緣部件，對一體型多重芯保護管的凸緣與開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括對于一個芯橫截部分分別獨立地安裝的單一芯保護管，反應(yīng)器主體的側(cè)壁室包括用于設(shè)置兩個以上的單一芯保護管的兩端的多個開口部；和真空絕緣部件，對兩個以上的芯保護管與多個開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括一體型多重芯保護管，其兩端分別與一個凸緣結(jié)構(gòu)一體化，反應(yīng)器主體的側(cè)壁室包括開口部，用于設(shè)置一體型多重芯保護管的凸緣部分；和真空絕緣部件，對一體型多重芯保護管的凸緣與開口部的接觸部分進(jìn)行真空絕緣。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至26中的任意一項所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括電介體物質(zhì)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23至26中的任意一項所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，芯保護管包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
29.根據(jù)權(quán)利要求23至26中的任意一項所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器主體包括金屬物質(zhì)，為了將渦電流最小化，金屬物質(zhì)包括一個以上的電絕緣區(qū)域，以使在金屬物質(zhì)內(nèi)具有電不連續(xù)性。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括設(shè)置在芯保護管的內(nèi)側(cè)的冷卻水供給通道。
31.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括經(jīng)由磁芯的中心部而形成的冷卻水供給通道。
32.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括設(shè)置在各芯保護管的內(nèi)側(cè)的電容耦合電極，電容耦合電極在芯橫截部分上纏繞多個，作為變壓器的次級線圈而發(fā)揮功能，至少兩個電容耦合電極在相互之間被感應(yīng)產(chǎn)生相反電壓，從而電容性耦合。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括感應(yīng)電壓控制電路，用于可變地控制由電容耦合電極感應(yīng)產(chǎn)生的電壓。
34.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括阻抗匹配電路，在電源供給源與初級線圈之間構(gòu)成，進(jìn)行阻抗匹配。
35.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，上述電源供給源，沒有可調(diào)整的匹配電路，而進(jìn)行動作。
36.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，包括兩個以上的分離的多重氣體出口。
37.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，還包括處理腔，接收容納在反應(yīng)器主體中產(chǎn)生的等離子體氣體。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器主體具有可搭載在處理腔上的結(jié)構(gòu)，電源供給源具有與反應(yīng)器主體物理分離的結(jié)構(gòu)，并且電源供給源與反應(yīng)器主體由射頻電纜在遠(yuǎn)處進(jìn)行連接。
39.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，還包括與反應(yīng)器主體一體地結(jié)合的處理腔。
40.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感耦合等離子體反應(yīng)器，其特征在于，流入到等離子體放電室中的氣體從包括非活性氣體、反應(yīng)氣體、以及非活性氣體和反應(yīng)氣體的混合氣體的組合中選擇。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合有多重磁芯的電感耦合等離子體反應(yīng)器，與等離子體耦合的電感耦合能量的傳遞效率高，可以穩(wěn)定地維持等離子體，可以穩(wěn)定地得到高密度的等離子體。本發(fā)明的電感耦合等離子體反應(yīng)器結(jié)合有變壓器，變壓器具有用于向反應(yīng)器主體的等離子體放電室傳遞等離子體放電的電動勢的多重磁芯、和初級線圈。位于等離子體放電室內(nèi)部的磁芯部分，由芯保護管整體覆蓋而受保護。初級線圈與提供射頻功率的電源供給源電連接。在電感耦合等離子體反應(yīng)器中，多個磁芯橫截部分位于等離子體放電室的內(nèi)部，與等離子體耦合的電感耦合能量的傳遞效率很高。
文檔編號H01L21/3205GK101064986SQ20071008625
公開日2007年10月31日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者崔大圭 申請人:新動力等離子體株式會社