[發明專利]等離子體裝置和基板處理裝置

在審

• 申請號: 201380068456.5
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN104885575A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 嚴勝煥;李基秀
• 申請（專利權）人: 威特爾有限公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34;H05H1/46
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 曹正建;陳桂香

技術領域

本發明一般來說涉及等離子體產生裝置，更具體地，涉及使用多個天線的電感耦合等離子體產生裝置。

背景技術

螺旋波等離子體(helicon?plasma)可以產生高密度的等離子體。然而，螺旋波等離子體難以提供處理均勻性和處理穩定性。

發明內容

技術問題

本發明的實施例提供了產生均勻的螺旋波等離子體或均勻的電感耦合等離子體的等離子體產生裝置。

技術解決方案

根據本發明實施例的等離子體產生裝置包括：外圍介電管，所述外圍介電管圍繞距腔室的頂面的中心具有恒定半徑的圓周以固定的間隔布置；外圍天線，所述外圍天線被布置為圍繞所述外圍介電管；上部磁體，所述上部磁體與所述外圍介電管垂直地間隔開并且所述上部磁體布置在同一第一平面上；和下部磁體，所述下部磁體分別布置在位于所述上部磁體與所述外圍介電管之間的同一第二平面上。所述上部磁體的中心軸與所述下部磁體的中心軸可以彼此一致，且在所述外圍介電管的內部可以產生等離子體。

在示例性實施例中，所述上部磁體可以是環形的永磁體，且所述上部磁體的磁化方向可以是上述環形的中心軸方向。

在示例性實施例中，所述下部磁體可以是環形的永磁體，所述下部磁體的磁化方向可以是上述環形的中心軸方向，所述上部磁體的磁化方向可以與所述下部磁體的磁化方向相同，且各所述上部磁體的外直徑可以等于或大于各所述下部磁體的外直徑。

在示例性實施例中，所述等離子體產生裝置還可以包括：第一RF電源，所述第一RF電源被構造用來將電力供給至所述外圍天線；和配電單元，所述配電單元被構造用來將所述電力分配至所述外圍天線。

在示例性實施例中，所述配電單元可以包括：同軸電纜型輸入支路，所述輸入支路接收來自所述第一RF電源的電力；三向支路，所述三向支路連接至所述輸入支路并且分成三個部分；同軸電纜型T支路，所述T支路連接至所述三向支路并且分成兩個部分；和地線，所述地線將所述T支路的外層覆蓋體連接至所述外圍天線。所述T支路的內導體可以分別連接至所述外圍天線的一端，且所述T支路的所述外層覆蓋體可以分別連接至所述外圍天線的另一端。

在示例性實施例中，所述等離子體產生裝置還可以包括：中心介電管，所述中心介電管布置于所述腔室的頂面的中心；和中心天線，所述中心天線被布置為圍繞所述中心介電管。

在示例性實施例中，所述外圍介電管內部的磁場的方向與所述中心介電管內部的磁場的方向可以彼此相反。

在示例性實施例中，所述腔室可以包括：金屬材料的下部腔室；非金屬材料的上部腔室，所述上部腔室與所述下部腔室連續地連接；和金屬材料的頂板，所述金屬材料的頂板用來覆蓋所述上部腔室的頂面。所述腔室還包括圍繞所述上部腔室的側表面的側方線圈。所述側方線圈可以在所述腔室的內部產生電感耦合等離子體。

本發明的效果

如上所述，根據本發明示例性實施例的等離子體產生裝置在腔室的周圍產生雙層磁體結構的螺旋波等離子體并且在腔室的中心不產生等離子體或產生不利用磁體的電感耦合等離子體。因此，可以顯著地改善處理均勻性和處理速度。

附圖說明

鑒于附圖以及隨附的詳細說明，本發明將變得更加顯然。本文中所述的實施例是以示例的方式而不是限制的方式提供的，其中，用類似的附圖標記表示相同或類似的元件。附圖不一定是按照比例繪制的，而是將重點放在了圖示本發明的各方面。

圖1是圖示了常規的螺旋波等離子體產生裝置的天線排布的俯視圖。

圖2是沿著圖1中的線I-I'截取的橫截面圖并且示出了表明磁場分布的計算機仿真結果。

圖3是沿著圖1中的線II-II'截取的橫截面圖并且示出了表明磁場分布的計算機仿真結果。

圖4是根據本發明實施例的等離子體產生裝置的立體圖。

圖5是圖4中的上部磁體和下部磁體的立體圖。

圖6是圖示了圖5中的介電管(dielectric?tube)的排布關系的俯視圖。

圖7是圖4中的等離子體產生裝置的概念性橫截面圖。

圖8是圖4中的等離子體產生裝置的電路圖。

圖9圖示了圖4中的介電管。

圖10a是圖1中的配電單元的立體圖。

圖10b是沿著圖10a中的線III-III'截取的橫截面圖。

圖10c是沿著圖10a中的線IV-IV'截取的橫截面圖。

圖10d是沿著圖10a中的線V-V'截取的橫截面圖。