[發明專利]電子回旋共振磁性模塊與電子回旋共振裝置

無效

• 申請號: 201010232871.8
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN102340921A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 張志振;黃昆平;李侃峰
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種等離子體產生技術，尤其是涉及一種可以在高真空環境產生高密度等離子體的一種電子回旋共振磁性模塊與電子回旋共振裝置。?

背景技術

半導體元件越做越輕薄短小，化學氣相沉積(chemical?vapor?deposition，CVD)鍍層已邁向單原子層，為得良好的單原子鍍層，必須仰賴高密度等離子體設備在高真空環境下鍍膜。由于傳統電子回旋共振化學氣相沉積(electron?cyclotron?resonance?chemical?vapor?deposition，ECR-CVD)機臺，使用電磁鐵系統，因此需施加高電流及大量冷卻水做散熱。?

如圖1所示，該圖為現有的哈勒巴赫(Halbach)磁極示意圖。哈勒巴赫式的環形磁鐵1可以產生磁場，但必須固定由數組如圖1中區域10所含有的數個磁鐵組合而成的環形磁鐵1，哈勒巴赫永久磁場無法達到9x10^-5托爾(torr)環境下使用低瓦數微波點燃等離子體。?

另外，現有技術中，如專利號WO99/39860揭露一種使用大型永久磁鐵外加軟鐵導磁的設計，通過軟鐵輔助永久磁鐵擁有更廣且均勻的磁域分布，進而促進電子回旋共振的效果。此外，又如美國專利US.Pat.No.4,778,561，其通過二組磁場組合獲得均勻等離子體分布。另外又如美國專利US.Pat.No.5,370,765其揭露一種電子回旋共振等離子體裝置，該技術腔體壁布滿磁鐵，腔體壁的強磁場可避免電子碰壁損失，因而獲得高密度等離子體。其他如美國專利US.Pat.No.4,987,346則揭露可產產生高密度(正或負或中性)等離子體束，其是由一電磁鐵及二個永久磁鐵環所構成的磁場結構，同時外加一軟鐵于永久磁鐵外側，用以增加磁場強度。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種電子回旋共振磁性模塊與電子回旋共振裝?置，其以永久磁鐵做為磁場源，并以微波作為供應電場，真空環境在9x10^-5托爾下，結合875Gauss磁場以及2.45GHz與功率在70W的電場產生電子回旋共振。本發明的磁性模塊在運作中不需額外通入電流及冷卻水，且又能在高真空環境下使用低的功率瓦數鍍出單原子層膜。?

本發明的再一目的在于提供一種電子回旋共振磁性模塊與電子回旋共振裝置，其以永久磁鐵組外加軟鐵作為磁場，以增加擴充性。此外，通過多層磁鐵的配置使腔體擁有高磁場分布，此有利于減少因電子碰撞腔體壁的損失，對于提高等離子體密度有非常大的幫助。?

為達上述目的在，在一實施例中，本發明提供一種電子回旋共振磁性模塊，包括：多層導磁環體，每一個導磁環體具有一內環壁與一外環壁，每一個導磁環體內開設有多個徑向孔；以及多個磁柱，其分別嵌入于該多層導磁環體所具有的徑向孔內，其中，相鄰的兩導磁環體內的磁柱，所具有的磁場方向相反。?

在另一實施例中，本發明還提供一種電子回旋共振裝置，包括：一腔體；一波導模塊，其與該腔體相耦接；一石英罩，其設置于該腔體內；一磁性模塊，其環設于該腔體的外圍，該磁性模塊具有多層導磁環體以及多個磁柱，該多層導磁環體，每一個導磁環體具有一內環壁與一外環壁，每一個導磁環體內開設有多個徑向孔，該多個磁柱，其分別嵌入于該多層導磁環體所具有的徑向孔內，其中，相鄰的兩導磁環體內的磁柱，所具有的磁場方向相反；以及一承載臺，其設置于該腔體內。?

在另一實施例中，該多層環體的外圍還可以套設一導磁套筒。?

附圖說明

圖1為現有的哈勒巴赫(Halbach)磁極示意圖；?

圖2為本發明的電子回旋共振磁性模塊第一實施例的立體示意圖；?

圖3A-1至圖3D為本發明的磁柱截面示意圖；?

圖4為本發明磁性模塊第一實施例產生磁場示意圖；?

圖5A與圖5B為本發明的磁性模塊第二實施例示意圖；?

圖6為磁性模塊第二實施例所產生的磁場示意圖；?

圖7為本發明的磁性模塊第三實施例示意圖；?

圖8為本發明的磁性模塊第三實施例產生磁場示意圖；?

圖9為本發明的電子回旋共振裝置示意圖。?

主要元件符號說明?

1-磁性模塊?

??10-區域?

2-磁性模塊?

??20a、20b-導磁環體?

?????200-內環壁?

?????201-外環壁?

?????202-平面?

?????203-徑向孔?