电极系统和电极使用方法

文档序号:2934070阅读:913来源:国知局
专利名称:电极系统和电极使用方法
技术领域
0001本发明涉及沉积和材料改性工艺以及其所使用的系统,并且更
具体地,但不唯一地,本发明涉及等离子体增强化学气相沉积或者材料改性 工艺、在这样的系统中所使用的电极以及使用这样的电极的方法。
背景技术
0002"等离子体增强化学气相沉积,,(或者PECVD)是用于在不同衬 底上形成膜的公知技术。例如,Felts等人的美国专利No. 5224441描述了一 种用于快速等离子体沉积的设备。在氧化硅的等离子体增强化学气相沉积 中,包括诸如挥发性有机硅化合物、氧和(诸如氦或者氩的)惰性气体的组 分的气流被发送到处于减压下的封闭室中,并且从该气流或者其组分建立辉 光放电(glow discharge )等离子体。当该衬底位置接近该等离子体时,在 该衬底上沉积氧化硅层。在此系统中,通常使用真空泵送系统从大气压降低 该压力。电极表面与导入系统的该气体电连通,从而形成电气放电或者等离 子体。该放电的目的是用于激发系统中的成分并且使其在要涂覆的工件 (workpiece)或者^于底上:^L积、。
0003从申请人自己的专利申请WO2006/019565 ( Boardman等人) 可以获知"空心阴极效应"的使用,其中,通过该工件自身形成沉积室的 处理工艺来改性管和管道的内部表面。通过在该工件中或者仅在该工件的 外部的电极和工件自身之间施加偏置电压,同时通过该工件传递处理气体 并且保持该工件的内部在降低的压力下来在该工件中实现处理。该处理气 体包括要沉积或者注入的期望成分,并且该压力足够低以建立和保持该 "空心阴极效应",其中电子平均自由程稍小于该工件的直径,从而导致 电子振荡以及期望成分注入或者沉积到元件自身的表面下面或者上。
0004该系统的一个问题是该电极可能^皮用于该组分的材料的绝缘 层污染。该电极上的沉积生长将导致系统的电压/电流特性随时间而偏移, 并且随着电极污染的进行,对于给定电流所需的操作电压将增加。这些改 变导致该衬底上所产生的电介质涂层质量的偏差,并且需要周期性的清洁或者该电极的替换。
0005此外,由于通过污染电极提供给该等离子体的高阻抗,将使
得功率浪费并产生过量的热量。期望具有一种工艺摆脱偏差,并具有最小 的废热产生。当反电极必须放置在该工件电极的外部时,存在类似问题。 当所涂覆的该管的直径小或者如果需要等离子体的预激活以提供沿着该 管均匀的涂层时,则这必须多次进行。在此情况中,由于当等离子体从阴 极流向阳极时等离子体的衰变,使得在该工件(通常如下所述偏置为阴极) 中的高密度、空心阴极等离子体和反电极(通常偏置为阳极)之间存在电 阻。如果阳极使用阻性材料涂覆,则此问题显然只能变得更坏。
0006还存在一个问题就是必须加热电极到热离子发射温度以释放 电子,并且在一些布置中该电极很热,使得需要使用单独和昂贵的水冷却 设备仅仅用于阻止来自电极的热量对周围结构的不利影响。在 Countrywood等人的美国专利No. 6110540中示出这样布置的一个例子,其 讨论了在沉积工艺中使用的反电极。例如,图3和图4中,由冷却系统围 绕实际电极,该冷却系统冷却围绕该电极的材料。该专利同样公开可能使 用一巻难熔金属线作为图4电极的替代,但是没有给出其他相关意见。
0007Countrywood等人要求增加单独的^兹场产生系统来将所产生 的等离子体限制在阳极结构的期望区域内。该系统引入额外开销,使得已 然复杂的系统更加复杂,并且耗费额外的电能。
0008Countrywood等人还要求使用AC信号,使得反电极可交替地 用作阳极并且随后用作阴极。在Countrywood等人描述的空心管电极配置 中,对于部分波形要求该反电极上的负(阴极)偏置,以产生强的低阻抗 等离子体(基本上为空心阴极等离子体)。Countrywood等人还描述DC阳 极,但其要求单独的直流电源来给该阳极供电。本发明的优点在于不需要 反电极上的正偏置,也不需要如在Countrywood等人的专利中的用于DC 或者DC脉沖处理的单独电源。
0009上述专利同样公开了气体净化系统的使用,其中通过保护气 体保护该电极免受处理气体,该保护气体在该电极上传输并且通过其中提 供的小孔排出该电极所位于的室。在高于处理气体的压力下提供保护气 体,并且因此用于阻止任何处理气体进入电极室并且在其上沉积。和该电 极相关的气体源可以保持围绕电极的气体压力大于抽空室的其它区域的 气体压力。这些气体形成和该电极相关的相对高密度的等离子体,其作为金属电极表面的延伸并且降低了该电极的阻抗。此电极系统通常被称之为 气体净化电极。使用气体净化电极的益处在于其提供与处理等离子体恒定
的、低阻抗的电接触。由于该阻抗恒定,该工艺不会发生偏差;由于阻抗 低,整个工艺在较低电压下进行并且浪费较少功率。围绕气体净化电极的 较大的气体压力由气体源持续补充,并且气体净化电极周围区域和抽空室 的其他区域之间的气体压力差阻止来自主气体源的反应气体或其它组分 接近气体净化反电极。所使用的气体通常为惰性气体,诸如氦、氖或者氩 或者诸如氦/氖或者氖/氩的混合物。在反应溅射工艺中,其可以是氧气、 氮气或者其它反应气体。这些气体的每一种可以用在本发明的设备和方法 中。

发明内容
0010本发明提供一种气体净化电极布置,其中,以具有纵轴线的 金属线圈的形式提供电极材料,多圏所述线圏围绕所述纵轴线缠绕,并且 定位所述气体出口用于大致沿着所述线圈的所述纵轴线供应等离子体产 生气体。可以理解所述电极可以形成阳极或者阴极。所述线圈产生磁约束 场,其帮助限制和强化等离子体场,同时将电子更容易地限制在该场内, 并且在从中被释放之前获取高能量水平,所述电子包括热离子发射电子和 从该电极材料流出的电子。在一个具体优选布置中,可以使用护罩包围所 述电极材料,所述护罩有效地用于封闭所述电极材料,并且还保护所述电 极材料免受所述主处理气体,所述电极材料可以在所述主处理气体中被操 作。所述护罩的壁带有一个或者多个出口,在操作中通过所述出口,所述 保护气体传输到所述处理室中。也已经发现,将电极材料形成为弧形或者 优选地完全圆形有助于强化发射电子的能量,并且在一些情况中可以导致 等离子体的强度的显著增加。在电极材料远离所述阴极的情况中,当其在 所述阴极和电极材料之间流动时,该弧形几何形状将提供气体体积的整个 直径的完全等离子体激活,从而提供低于直的电极材料的电阻。在每一个 这样的布置中,已然发现,当与气体供应源的距离增加时,可以通过改变 出口数量增强发射的均匀性,使得出口进一步远离气体入口 ,其数量或者 实际尺寸增加。已然发现,通过围绕该圓形电极材料的布置改变出口角度 可以产生增强的等离子体效应,使得从中发射的等离子体以锥形方式会 聚。可以使用其他形式的出口,诸如护罩的末端的单个出口,或者沿着护罩或实际围绕护罩圓周提供的多个出口 ,并且这种布置在下面详细讨论。 电极材料优选使用难熔材料(诸如钽、钨或者钼)制造,因为这些材料可 以在高温下操作并且由此可以有助于产生更多数量的热离子发射电子。
0011在一个优选布置中,所述电极包括形成为具有纵轴线的线圈 的电极材料(多圈所述线圈围绕所述纵轴线缠绕)和用于通常沿着所述轴 线同时由围绕所述电极材料的护罩布置所限制地引导保护气体的气体入 口。所述护罩在其表面提供以出口,使得允许等离子体气体传输出所述护 罩。该布置提供增强的电子产生和所述电极材料的保护,使其免受所述电 极布置之外的可能有害涂覆气氛的影响。
0012在可选的布置中,所述电极包括形成为具有纵轴线的圆形线 圈的电极材料(多圈所述线圈围绕所述纵轴线缠绕)和用于通常沿着所述 轴线同时由围绕所述电极材料的护罩布置所限制地引导保护气体的气体 入口。所述护罩在其表面提供出口,使得允许等离子体气体传输出所述护 罩,同时所述圆形布置有助于限制任意所产生电子。该布置还提供增强的 电子产生和电极材料的保护,使其免受所述电极布置之外的可能有害涂覆 气氛的影响。所述护罩可以使用多种合适材料的任意一种形成,但是优选 包括诸如石英的非金属材料,其可以是透明形式。使用非金属材料显著降 低了在其外表面上的任意沉积涂层的积聚,同时使用透明材料允许观察所 述等离子体的产生,当首次建立所述空心阴极效应时,这具有显著的优势。
的密封件,、从而确保所述保护气体保持i所i期望区i中。优选通过i缘 连接器实现从所述电极材料到电源的电连接,所述绝缘连接器将所述电极 与所述基部部分(必须通过它来连接到电功率源)绝缘。也定位在所述基 部部分中的气体入口用于接收保护气体到可选的气室中,该气室用于分配 所述供应气体到单个或者多个与所述电极材料相关联的气体入口 。为了确 保产生优质的热离子发射,可以使用包括钨或者诸如钽或钼的任意其它难
熔金属的开口线圈的丝。当使用钨丝时,其直径优选O. 2mm。电极材料优 选连接到脉冲电流源,所述脉沖电流源在操作中导致所述电极材料首先加 热并产生热离子发射电子,并且随后冷却以阻止在再次允许加热和产生另 外的热离子发射之前的过热。所述线的粗度和长度将控制电阻为R=pL/A, 其中e为电阻率,L为长度,A为横截面积。所述线加热和所述电阻成比 例,并且热离子电子发射和该加热成比例。0013根据本发明的另一方面,提供用于产生等离子体场的方法, 包括步骤提供具有带有纵轴线X的丝线圈形式的电极材料,多圈所述线 圈围绕所述纵轴线缠绕,以及提供大致沿着所述轴线并且在所述电极材料 上被引导的等离子体发生气体。所述电极材料接地并且所述元件IO(图1) 连接到正电压源,以产生围绕所述电极材料的等离子体。通过提供围绕所 述电极材料的护罩并且在所述护罩和所述电极材料之间传输所述等离子 体发生气体,也可以保护所述电极材料。如果期望,可以提供以具有侧壁 和多个出口的管的形式的护罩,所述出口位于所述侧壁中用于从所述护罩
排出等离子体气体。
供以具有侧壁的管的形式围绕所述电极材料的护罩,通过在所述侧壁中提 供多个出口并且在所述护罩和所述丝之间传输所述等离子体发生气体并
且离开所述护罩中的所述出口。优选地,所述方法包括以下步骤提供所 述电极材料作为成线圈丝的环,保护所述电极材料,即通过围绕所述电极 材料提供以具有侧壁和位于所述侧壁中的多个出口的圓管形式的护罩,并 且在所述护罩和所述丝之间传输所述等离子体发生气体并且离开所述护 罩中的所述出口。所述方法还包括引导来自所述出口的所述离开等离子体 气体的步骤,使得任意气流大体会聚,并且优选地以形成相邻于所述电极 的锥形或者环形等离子体气体的方式会聚。当根据上述方法发射气体时, 还可以通过传输任意处理气体经过所述圓管的中心且到环形或者锥形的 发射等离子体气体来增强所述涂覆或者处理工艺。
0015所述气体净化反电极可以被用于使用脉冲DC或者AC电源的 等离子体增强化学气相沉积系统中。这些电极使用所述净化气体来产生强 的等离子体喷射流,所述喷射流被发射进入抽空处理室中,所述处理室可 以至少部分由将要被处理的元件形成。相对高密度的等离子体喷射流是传 导性的并且用作处理等离子体的反电极。通过电流维持所述处理等离子 体,所述电流施加在所述气体净化反电极和所述其它电极之间。所述其它 电极可以是第二气体净化电极,或者可以使用诸如简单的金属棒或者板的 其他形式,或者可以就是元件自身。在涂覆或者处理小直径管的内部表面 或者处理场中的元件时,后一布置具有独特的优点。根据处理等离子体所 需,很容易从和所述气体净化反电极相关的等离子体提取电子或者离子, 因Jt,基于等离子体的电才及的净阻^t (net impedance ) ^氐。0016为了产生一致质量的电介质涂层,有必要产生稳定等离子体。
甚至对于使用交流电的等离子体沉积系统,电极上的电介质沉积的任意生 长会导致系统的电压/电流特性随着时间偏移。所要求的操作电压将增长, 并且从而对于给定水平的功率,所述电流减小。这些改变将导致所述方法 产生的电介质涂层的特性偏移,并且要求对所述电极周期性的清洁。本发 明的目的是降低和尽可能消除这种效应,同时增强所述等离子体强度和易 于等离子体自身的产生。


0017通过结合附图阅读下述详细说明,本发明的前述和其他的特 征和方面将显而易见,其中
0018图1的示意图示出结合本发明的处理设备;0019图2示出根据本发明的一个方面的第一电极布置的横截面图;0020图3示出根据本发明的第二方面的第二电极布置的横截面图;0021图4示出图3所示箭头A-A方向的第二电极的另一横截面图;0022图5的示意图示出上述布置中的》兹场和电子路径。
具体实施例方式
0023参见图1,示出的导管或者"工件"IO连接到包括气体供应 子系统12和处理控制子系统14的系统。所示的工件为单个件,其也可以 是管或者管道的组件。容易可用的处理气体(诸如曱烷或者乙炔)提供到 第一气体供应容器16中。该气体用在下述的注入或者涂覆步骤中。从第 二气体供应容器18提供用于该目的的氩气或者任意其它合适的惰性气体 以允许管道表面的等离子体"预清洁"和氩气(Ar)与处理气体的混合。
0024DC脉冲电源20用于施加负偏置到工件10。该偏置用于(a) 在阴极和接地电极材料之间产生等离子体,(b)将离子化的反应气体吸引 至要处理的表面,(c)允许膜的离子轰击以提高诸如密度和应力水平的膜 特性,以及(d)通过调整占空比允许控制膜的均匀性,使得在该周期的 "不工作(off)"部分期间允许补充所述源气体。此处,该工件用作阴41 并且在该工件的相对端具有接地的阳极22和24。涡轮泵26和真空泵28 通过该出口端从工件10内抽出气体。压力控制器30接收来自光学探头32 和Langmuir (朗谬尔)探头34的信息,探头放置为使得光学探头具有到所述等离子体的视线,并且所述Langmuir探头接触该等离子体。两个 探头感测等离子体强度并且产生指示该强度水平的信息。该信息由控制器 使用来确定用于可调流量元件36 (其可以是阀)的正确设置。该设置应该 使得工件10内的压力建立了电子平均自由程略小于工件的内部直径的条 件,导致电子振荡和通过"空心阴极"效应增加的离子化碰撞。从而,在 工件中产生更强的等离子体。由于电子平均自由程随着压力减少而增加, 有必要在管道直径增加时减少压力。例如,1/4英寸(6.35毫米)直径的 气体管将产生压力大约200毫托的空心阴极等离子体,而四英寸(101.6 毫米)直径泵送排气道会产生压力大约12毫托的等离子体。所使用的都 是近似值,用于说明较大直径的较低压力的一般倾向,但是该压力范围可 以明显偏离这些值改变并且仍然保持空心阴极等离子体。
0025由于仅是离子化气体加速通过等离子体护套进入工件,对于 有效的等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)技术而言,离子化水平或 者等离子体强度较为重要。空心阴极效应提供超过在DC或者RF等离子体 中另外可得到的更强的等离子体。可以实现这种强度的增长而不复杂化产 生强的等离子体的其他装置,例如磁体或者微波等离子体源,其对于内部 表面(特别用于"场内"应用)非常难以实现。该工艺同样不需要工件10 的单独加热,因为加热可由离子轰击产生。当正确产生强的空心阴极时, 光学和Langmuir探头位于连接监视器的阳极端。所示计算机软件控制38 连接到DC脉冲电源20和压力控制器30。此外,计算机软件控制可以经接 口电缆40产生和发送控制信号到气体供应子系统12用于控制操作的目 的。
0026现在参见图2和图3,更详细地说明上述简要提及的电极, 可以看出他们包括多个不同形状,但都使用同样的基本操作原理。参见图 2,可以看出,该电极材料50被形成为丝线的线圈,其由多个所述线的线 圈形成并且布置为沿着所述轴线X延伸,从而所述线圈的开口环围绕所述 轴线并且产生内部区域52,该内部区域52的作用在下面描述。护罩54包 围该电极材料线圈50,护罩50由例如透明石英形成,并且具有侧壁56, 该侧壁提供有延伸通过其的一个或者多个孔56a。该孔可以是单数,该情 况中孔的位置选择为适于等离子体产生的期望方向,或者位于侧壁中的一 系列孔定位为用于引导等离子体发生气体在期望的集合的方向上的排出 或者进入围绕所述电极22、 24的一般区域。图2示出用于产生通常围绕所述电极并位于区域R内的等离子体区域的 一 系列孔。该丝可以使用多种 材料制作,但优选使用难熔金属(诸如钨、钽或者钼),并且如果提供为
钨元件,其直径可以介于0. lmm到1. Omm之间,优选0. 2mm,可以发现其 足以用于一般的处理目的。电极材料50的另一自由端56通过绝^彖块58 并且进入电极的基部部分60,在该基部部分中其和端子62电耦合。端子 62位于基部部分的外部之上,使得允许其连接到图1的电源20。气体供 应管64定位为用于从容器18供应气体到基部部分60,从而在沿着线圈自 身的纵轴线X-X引导之前进入电极材料50和护罩54之间的区域66。基部 部分60还提供有区域66,围绕区域66提供一对密封件68,用于密封护 罩54和部分66之间的任意缝隙,同时还保持该护罩位于基部部分上。
0027图3和图4示出优选的可选电极布置,其中该电极材料丝形 成为开口线圈,该线圈包括多圈围绕纵轴线X并以圓弧并且优选为具有内 孔70的完全或者基本完全圆形延伸的所述丝。护罩54类似地成形为圆弧, 或者优选为完全圓形,并且以上述和图1相关的方式围绕电极材料54。虽 然可以理解可以在侧壁54内的多个位置的任意一个中提供出口 56a,已然 发现,在其一侧上提供出口并且定位该孔的轴线使得从其发射的任何等离
邻的区域R中产生强化的等离子体区域。在特别期望的布置中,该孔定位 为引导来自圆形电极布置的等离子体气体使其如图示以锥形方式会聚。该 布置有助于强化产生的等离子体,并且当使用圆形布置时,产生锥形等离 子体,任意处理气体G可以被引导进入该锥形等离子体中。为了确保来自 该电极的等离子体气体的均匀发射,可以证明期望改变出口之间的尺寸和 /或距离,使得越远离等离子体发生气体的源,出口的集中度越高。替代 地,可以简单改变孔的尺寸,越远离该气体入口直径越大。这促使电子流 经全部的电极材料并且通过全部电极(通过乂人电入口连接最远进入)产生 磁场,此外促使气体G流经全部电极。在一些布置中,可以期望提供单个
或者相对小数量的出口在远离气体输入点的位置,从而确保等离子体气体 具有与该电极材料相邻的高驻留时间。图3和图4的其他特征包括气体/ 电极供应部分72,用于允许保护气体导入电极和示意图示74处的装配部 分。
0028图2到图4所示的电极的操作参见图5得以更好说明,图5 中示出50处的电极材料线圈和通过线圈布置50传输电流的直接结果所产生的多个^f兹场线Fl、 F2和F3。惰性等离子体发生气体在72处引入,并且 大致沿着电极材料的纵轴线且优选在线圈自身中被引导。
0029所选择的电流足以加热电极材料50到热离子温度,并且允 许电子从其表面释放。 一旦电子被释放,期望将其尽可能长保持在磁场的 限制边界中,以便允许其获得高能量水平,并且允许其与多个中性气体原 子碰撞,这产生更多的离子化。路径76示出电子的飞行和其在;兹场中的 限制边界。电子将根据方程F=qv x B沿着》兹场线旋转,其中,q为电子电 荷,v电子速度并且B为磁场。 一旦电子沿着图2中的线圈的长度通过, 其将从磁场的限制边界被释放并且允许从电极发射。沿着成线圈电极材料 的轴线引导该等离子体发生气体,从而确保该气体与电极材料尽可能长保 持接触并且尽可能长限制任意发射的电子,从而在特定可控方向释放之前 集聚。在图2的布置中,电子被限制以"跑道"型方式围绕圓形电极材料 布置传输,从而该电子在从磁场的限制边界释放之前被进一步集聚。这是 由于场线相接成圓,并且电子将趋于随着圓形场线,尤其是在低压下。也 可以通过增加线圈的圈数,增加磁场强度,遵循下述公式B=pNI/L ,其中 p为渗透率,N为圈H I为电流并且L为长度。此外,当使用AC或者DC 的双极脉冲时,可以对反电极给定关于工件的负偏置,用于波形的一些有 限部分。由于相对于正偏置电极发生在等离子体和负偏置电极之间的较高 的偏置(由于等离子体电势趋向于上升至比最大的正电极电势高几电子 伏),这也具有围绕反电极的等离子体的密度增加的效果。这种较高的偏 置将导致增加的离子轰击,从而导致增加的加热和电子的热离子发射。这 些电子随后被磁场限制并且随后与增加等离子体密度的气体中性粒子碰 撞。当波形的正部分应用到反电极,在衰变之前,此增加的等离子体密度 是可用的。可以理解此处所述"跑道"是指线圈为完全圆形,使得围绕其 传输的任意气体(如果需要)可以完成多于一个完全圓形。
0030现在,通过实例描述不同的处理步骤仅用于协助读者理解所 提出的本发明的上述设备的可能使用。可以理解上述设备和图1到图5的 电极可以使用于任意一个或多个以下的步骤,并且它们的使用并不限制在 用于采用所有以下步骤的工艺中。在第一例子中,可以使用预清洁步骤并 且通过从第一气体供应容器18引入賊射气体(诸如氩气)来促进。在泵 送下降到1>(10-3托或者优选1x10"托以下后,可以开始预清洁。当通过电源 2 0施加负的DC脉沖时,将该工件的内部表面上的污染物溅射掉。0031在一些应用中可以使用渗氮或者石灰注入的可选注入步骤。例 如,碳注入形成工件材料(其可以是不锈钢)中的表面下碳层。该层提高 对任意随后沉积层和其他材料的附着。在比涂覆工艺的其它步骤中所经历
的更高幅值的偏置下提供碳注入。适合的偏置超过5kV。在此步骤对于小
直径管必须细致,使得等离子体外壳的尺寸不会大于工件的半径。
0032可以Y吏用前驱物沉积步骤,其中一个前驱物-波引入工件10中。 可接受的前驱物包括曱烷、乙炔或者曱苯。在此处理步骤中,为了提供薄膜 沉积,而不是注入,降低DC脉冲电压。在涂覆步骤期间,氩气可以与含碳 前驱物混合,从而提供增加的离子轰击和/或降低的等离子体的阻抗。在涂 覆工艺中可以动态调整涂覆参数,以产生期望的组合涂覆。该探头提供可以 由计算机软件控制42和压力控制器34使用的信息以保持不同参数在其可承
受范围内。因此,根据需要可以调整确定工件内的压力的因数,或者如果必 要,可以调整脉沖偏置的幅值和占空比。
权利要求
1、一种用于沉积工艺的电极,包括电极材料;气体入口,用于在所述电极材料的外表面上引导保护气体;其中,所述电极材料包括具有纵向中心轴线X的金属线圈,多圈所述丝围绕所述纵向中心轴线缠绕,并且其中,所述气体出口定位为用于基本沿着所述轴线X引导所述气体。
2、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和所述表面内的出口 ,在才喿作中所述保护气体可以通过所述出口 传输。
3、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和出口,并且其中,所述护罩包括具有侧壁的管,所述侧壁具有 多个出口。
4、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和出口,并且其中所述轴线包括圆弧。
5、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和出口,并且其中所述轴线延伸通过完全圓形。
6、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和出口,并且其中所述护罩具有多个所述出口 ,并且其中,随着 所述出口与气体入口之间距离增加,所述出口之间的距离减小。
7、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和多个出口,其中,随着所述出口和所述气体入口之间距离增加, 所述出口的直径增大。
8、 权利要求1的电极,还包括围绕所述电极材料的护罩,所述护罩 包括表面和多个出口,并且其中所述出口包括中心轴线,并且所述轴线会 聚。
9、 权利要求l的电极,其中所述电极材料包括难熔金属。
10、 权利要求l的电极,其中所述电极材料从包括以下材料的清单中 选取钽、鴒和/或钼。
11、 权利要求l的电极,还包括包围所述电极材料并具有多个出口的 护罩,所述多个出口沿着所述护罩的长度并且围绕其圆周。
12、 权利要求1的电极,还包括包围所述电极材料并具有出口的护罩, 所述出口的位置远离所述气体入口 ,从而导致气体在离开所述护罩之前沿 着所述电极材料传输。
13、 权利要求l的电极,还包括包围所述电极材料的非金属护罩。
14、 权利要求l的电极,还包括透明材料的护罩。
15、 权利要求l的电极,还包括石英护罩。
16、 4又利要求1的电4及,还包括基部部分。
17、 权利要求1的电极,还包括基部部分和围绕所述电极材料的护罩, 并且还包括在所述基部部分和所述护罩之间的密封件。
18、 权利要求l的电极,还包括基部部分,其中,所述基部部分包括 绝缘件。
19、 权利要求l的电极,还包括基部,其中所述基部包括气体入口和 定位为用于引导气体朝向并且围绕所述电极材料的一个或者多个气体出
20、 权利要求1的电才及,还包括具有入口和一个或者多个出口的基部, 其中所述基部包括位于所述入口和所述一个或者多个出口之间的气室。
21、 权利要求1的电极,还包括基部,其中所述基部包括外部耦合件, 用于耦合到处理室的壁中的孔口 。
22、 权利要求l的电极,其中所述线圈包括开口线圈。
23、 权利要求l的电极,其中所述线圈包括端部部分,用于电连接至 装配部分。
24、 权利要求l的电极,还包括基部部分和电极装配部分,其中所述 装配部分位于所述电极的所述基部部分中,并且具有外部电连接器,用于 连接到外部电力源。
25、 权利要求l的电极,其中,所述电极材料包括鴒丝。
26、 权利要求25的电极,其中所述丝包括0. 2mm直径的钨丝。
27、 权利要求l的电极,还包括脉冲电供应源,用于供应脉冲电流到 所述电才及。
28、 一种用于沉积工艺的电极,包括 电极材料;气体入口 ,用于在所述电极材料的外表面上引导保护气体;护罩,包围所述电极材料,所述护罩包括表面和所述表面中的出口;其中,所述电极材料包括具有纵轴线的金属线圈,并且,所述气体出 口放置为用于沿着所述轴线引导所述气体。
29、 一种用于沉积工艺的电极,包括 电极材料;气体入口,用于在所述电极材料的外表面上引导保护气体; 护罩,包围所述电极材料,所述护罩包括表面和所述表面中的出口; 其中,所述电极材料包括具有以圆延伸的纵轴线的金属线圈,并且, 所述气体入口放置为用于沿着所述轴线引导所述气体。
30、 一种产生等离子体场的方法,包括以下步骤 提供具有带有纵轴线的丝线圈形式的电极材料; 提供等离子体发生气体;应用电流到所述电极材料,并且基本沿着所述轴线并在所述电极材料 上传输所述等离子体发生气体,从而产生围绕所述电极材料的等离子体区 域。
31、 权利要求30的方法,包括保护所述电^l材料的步骤通过提供 围绕所述电极材料的护罩,并且在所述护罩和所述电极材料之间传输所述 等离子体发生气体。
32、 权利要求30的方法,还包括以具有侧壁和位于所述侧壁中的多 个出口的管形式提供所述护罩的步骤,所述多个出口用于等离子体气体传 输离开所述护罩。
33、 权利要求30的方法,还包括保护所述电极材料的步骤通过提 供以具有侧壁和在侧壁中的多个出口的管的形式围绕所述电极材料的护 罩,并且在所述护罩和所述丝之间传输所述等离子体发生气体并且离开所 述护罩中的所述出口 。
34、 权利要求30的方法,还包括以下步骤提供所述电极材料作为 成线圈丝的环,并且保护所述电极材料,即通过围绕所述电极材料提供以 具有侧壁和位于所述侧壁中的多个出口的圓管形式的护罩,并且在所述护 罩和所述丝之间传输所述等离子体发生气体并且离开所述护罩中的所述 出cr 。
35、 权利要求30的方法,还包括以下步骤提供所述电极材料作为 成线圈丝的环,并且保护所述电极材料,即通过围绕所述电极材料提供以 具有中心、侧壁和位于所述侧壁中的多个出口的圆管形式的护罩,在所述护罩和所述丝之间传输所述等离子体发生气体并且离开所述护罩中的所 述出口,并且通过所述圓形护罩的中心传输处理气体。
全文摘要
一种电极组件包括由具有一个或者多个出口的护罩围绕的电极材料的线圈和在离开所述护罩之前沿着所述线圈的轴线X-X引导的保护气体的供应源。
文档编号H01J37/32GK101443878SQ200780016950
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月10日
发明者A·W·图德普, R·D·默卡多, T·B·卡瑟利, W·J·博德曼 申请人:分之一技术公司
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