等离子体天线以及具有该天线的用于产生等离子体的装置制造方法

等离子体天线以及具有该天线的用于产生等离子体的装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种等离子体天线以及包括所述等离子天线的等离子体产生装置。等离子体天线包括：第一天线，其利用射频信号感生电磁场；第二天线，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器，其连接在第一天线的输入端子与第二天线的输入端子之间。
【专利说明】等离子体天线以及具有该天线的用于产生等离子体的装置
【背景技术】
[0001]这里公开的本发明涉及一种等离子体天线以及具有所述等离子体天线的用于产生等离子体的装置。
【技术领域】
[0002]用于制造半导体、显示器、太阳能电池等的过程包括利用等离子体处理基板的过程。例如，在半导体制造过程中，用于干燥蚀刻处理的蚀刻设备以及用于灰化处理的灰化设备可以包括用于产生等离子体的室。可以利用等离子体蚀刻或灰化基板。
[0003]通常地,等离子体产生装置可以将时变电流(time-varying current)施加到安装在室中的天线上以感生电场并且然后通过利用感生的电场将注入到室中的气体转换成等离子体状态，由此产生等离子体。

【发明内容】

[0004]本发明提供了一种用于使构成双天线的两个天线彼此电耦合的等离子体天线以及一种包括所述等离子天线的等离子体产生装置。
[0005]本发明还提供了一种用于使流入两个天线的电流保持平衡的等离子体天线以及包括所述等离子体天线的等离子体产生装置。
[0006]本发明的实施方式提供了等离子天线，其包括:第一天线，其利用射频信号感生电磁场；第二天线，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器，其连接在第一天线的输入端子与第二天线的输入端子之间。
[0007]在一些实施方式中，第一天线可以包括:第一射频馈送器(RF feed),其接收射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到第一射频馈送器，并且第二天线可以包括:第二射频馈送器，其接收射频信号并且具有围绕第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到第二射频馈送器。
[0008]在其它实施方式中，电容器可以由第一射频馈送器、第二射频馈送器和布置在第一射频馈送器与第二射频馈送器之间的电介质构成。
[0009]在此外其它实施方式中，第一射频馈送器可以具有圆柱形形状，并且第二射频馈送器可以具有围绕圆柱形形状的中空圆柱形形状。
[0010]在此外其它实施方式中，第一射频馈送器和第二射频馈送器可以相对于彼此同轴地布置。
[0011]在此外其它实施方式中，电介质可以包括聚合物或金属氧化物。
[0012]在其它实施方式中，聚合物可以包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)。
[0013]在此外其它实施方式中，金属氧化物可以包括陶瓷。
[0014]在此外其它实施方式中，陶瓷可以包括Al2O3或ZnO。
[0015]在此外其它实施方式中，等离子体天线包括沿着第一射频馈送器与第二射频馈送器中的每个的纵轴的多个电容器。[0016]在多个其它实施方式中，多个电容器可以由第一射频馈送器、第二射频馈送器和布置在第一射频馈送器与第二射频馈送器之间的多个电介质构成。
[0017]在此外多个其它实施方式中，多个电介质可以沿着纵轴彼此隔开预定距离。
[0018]在此外多个其它实施方式中，多个电介质的材料可以不同。
[0019]在此外多个其它实施方式中，电容器可以包括:第一传导件，其具有柱形形状，第一传导件相对于第一射频馈送器同轴地布置；第二传导件，其具有围绕第一传导件的中空柱形形状，第二传导件相对于第二射频馈送器同轴地布置。
[0020]在此外多个其它实施方式中，电容器可附接到第一天线与第二天线中的至少一个上。
[0021]在本发明的其它实施方式中，等离子体产生装置包括:射频电源，其提供射频信号；等离子体室，气体注入到其中以产生等离子体；以及等离子体天线，其布置在等离子体室上，等离子体接收射频信号以在等离子体室中感生电磁场，其中等离子体天线包括:第一天线，其利用射频信号感生电磁场；第二天线，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器，其连接在第一天线的输入端子与第二天线的输入端子之间。
[0022]在一些实施方式中，等离子体天线可以布置在等离子体室的上部上。
[0023]在其它实施方式中，第一天线与第二天线可以彼此感应耦合。
[0024]在此外其它实施方式中，第一天线与第二天线可以并联连接到彼此。
[0025]在此外其它实施方式中，第一天线可以包括:第一射频馈送器，其接收射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到第一射频馈送器，并且第二天线可以包括:第二射频馈送器，其接收射频信号并且具有围绕第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到第二射频馈送器。
[0026]在此外其它实施方式中，电容器可以由第一射频馈送器、第二射频馈送器和布置在第一射频馈送器与第二射频馈送器之间的电介质构成。
[0027]在其它实施方式中，电介质可以包括聚合物或金属氧化物。
[0028]在此外其它实施方式中，聚合物可以包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)。
[0029]在此外其它实施方式中，金属氧化物可以包括陶瓷。
[0030]在此外其它实施方式中，陶瓷可以包括Al2O3或ZnO。
[0031]在多个其它实施方式中，电容器可以包括:第一传导件，其具有柱形形状，第一传导件相对于第一射频馈送器同轴地布置；第二传导件，其具有围绕第一传导件的中空柱形形状，第二传导件相对于第二射频馈送器同轴地布置。
[0032]在此外多个其它实施方式中，电容器可附接到第一天线与第二天线中的至少一个上。
【专利附图】

【附图说明】
[0033]所包括的附图用以提供对本发明的进一步地理解，并且将附图并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图连同【专利附图】

【附图说明】一起示出了本发明的示例性实施方式，用于解释本发明的原理。在附图中:
[0034]图1是根据本发明的实施方式的等离子体天线的立体图；[0035]图2是根据本发明的实施方式的等离子体天线的平面图；
[0036]图3是根据本发明的实施方式的电容器的立体图；
[0037]图4是根据本发明的实施方式的等离子体天线的电路图；
[0038]图5是根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线的立体图；
[0039]图6是根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线的电路图；
[0040]图7是根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的立体图；
[0041]图8是示出根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的装配部分的实例的放大图；
[0042]图9是示出根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的装配部分的实例的放大图；
[0043]图10-图12是用于说明图9的等离子体天线的装配过程的侧视图；
[0044]图13是根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的视图；
[0045]图14是根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的电路图；以及
[0046]图15是包括根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的基板处理装置的横截面视图。
【具体实施方式】
[0047]将通过参照附图描述的下述实施方式来阐述本发明的优点和特征及其实施方法。然而，本发明可以以不同的形式体现并且不应理解为对这里阐述的实施方式的限制。相反，这些实施方式设置为使得本公开将是更全面与完整的，并且将本发明的范围充分地传达给本领域中的技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围限定。
[0048]如果未另外限定，使用的全部术语(包括技术或科学术语)都等效于本领域中的普通技术人员通常理解的对应物。如果本发明未清楚地限定一般术语，那么将根据相关技术的上下文而非理想或者过度形式地对如限定在词典中的一般术语进行解释。
[0049]在下面的描述中，技术数据仅用于解释特定的示例性实施方式而不是限定本发明。除非特别提及，否则单数形式的术语可以包括多数形式。“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”的意思是指定组件、部件、元件、过程、操作和/或设备但是不排除其他组件、部件、元件、过程、操作和/或设备。在说明书中，“和/或”表示包括列出的部件中的至少一个。
[0050]在下文中，将参照附图详细地描述示例性实施方式。
[0051]图1是根据本发明的实施方式的等离子体天线的立体图，并且图2是根据本发明的实施方式的等离子体天线的平面图。
[0052]参照图1和图2，根据本发明的实施方式的等离子体天线100可以包括第一天线110、第二天线120、以及电容器130。
[0053]第一天线110可以利用射频信号感生电磁场。第二天线120也可以利用射频信号感生电磁场。电容器130可以连接在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间。
[0054]第一天线110可以包括第一射频馈送器1101与连接到第一射频馈送器1101的第一线圈1102。第二天线120可以包括射频信号施加到其上的第二射频馈送器1201以及连接到第二射频馈送器1201的第二线圈1202。
[0055]根据本发明的实施方式，第一射频馈送器1101可以是具有柱形形状的传导件。第二射频馈送器1201可以是具有围绕第一射频馈送器1101的中空柱形形状的传导件。
[0056]如图1和图2中所示，第一射频馈送器1101可以具有圆柱形形状，并且第二射频馈送器1201可以具有围绕此圆柱的中空圆柱形形状，但是本发明不限于此。例如，第一射频馈送器1101可以具有棱柱形状，并且第二射频馈送器1201可以具有围绕棱柱形状的中空棱柱形状。
[0057]如图1和图2中所示，第一射频馈送器1101可以具有与第二射频馈送器1201相同的底面形状，但是本发明不限于此。例如，射频馈送器1101与1201可以具有彼此不同的底面形状。
[0058]如图1和图2中示出的，第一射频馈送器1101和第二射频馈送器1201可以相对于彼此同轴地布置。根据实施方式，两个射频馈送器1101和1201的中心轴可以相对于彼此未对准。例如，第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201的中心轴可以彼此隔开预定距离并且彼此平行布置。
[0059]根据本发明的实施方式，电容器130可以由第一射频馈送器1101、第二射频馈送器1201、以及布置在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质1301构成。例如，如图1和图2中所示，电容器130可以由填充在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质1301制造而成。
[0060]因此，根据本发明的实施方式的等离子体天线100可以构造为将电容器130连接在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间。
[0061]根据实施方式， 电介质1301可以具有比空气的介电常数大的介电常数。例如，电介质1301可以由聚合物或金属氧化物形成。根据实施方式，除了聚合物和金属氧化物以外，电介质1301可以由具有比空气大的介电常数的材料形成。
[0062]根据实施方式，聚合物可以是聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)，但是本发明不限于此。例如，除了聚四氟乙烯、聚酰亚胺和聚醚醚酮以外，聚合物还可以包括其它聚合物材料。
[0063]根据实施方式，金属氧化物可以是陶瓷，但是本发明不限于此。例如，除了陶瓷以外，金属氧化物可以包括多种金属氧化物。
[0064]根据实施方式，陶瓷可以由Al2O3或ZnO形成，但是本发明不限于此。例如，除了Al2O3和ZnO以外，陶瓷还可以由多种金属氧化物形成。
[0065]图3是根据本发明的实施方式的电容器130的立体图。
[0066]参照图3，电容器130可以包括第一射频馈送器1101、围绕第一射频馈送器1101的第二射频馈送器1201、以及布置在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质材料1301。
[0067]第一射频馈送器1101具有圆柱形形状，其中底面具有半径R1，并且高度是I。第二射频馈送器1201具有中空圆柱形形状，其中底面具有半径R2，并且高度是I。当电介质材料1301具有介电常量ε时，空气具有介电常量Etl，电容器130的电容可能如下。
[0068]【数学公式I】
【权利要求】
1.一种等离子体天线，其包括: 第一天线，其利用射频信号感生电磁场； 第二天线，其利用所述射频信号感生电磁场；以及 电容器，其连接在所述第一天线的输入端子与所述第二天线的输入端子之间。
2.根据权利要求1所述的等离子体天线，其中，所述第一天线包括:第一射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到所述第一射频馈送器，并且 所述第二天线包括:第二射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有围绕所述第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到所述第二射频馈送器。
3.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述电容器由所述第一射频馈送器、所述第二射频馈送器和布置在所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器之间电介质构成。
4.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述第一射频馈送器具有圆柱形形状，并且 所述第二射频馈送器具有围绕所述圆柱形形状的中空圆柱形形状。
5.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器相对于彼此同轴地布置。
6.根据权利要求3所述的等离子体天线，其中，所述电介质包括聚合物或金属氧化物。
7.根据权利要求6所述的等离`子体天线，其中，所述聚合物包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)。
8.根据权利要求6所述的等离子体天线，其中，所述金属氧化物包括陶瓷。
9.根据权利要求8所述的等离子体天线，其中，所述陶瓷包括Al2O3或者ZnO。
10.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述等离子体天线包括沿着所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器中的每个的纵轴的多个电容器。
11.根据权利要求10所述的等离子体天线，其中，所述多个电容器由所述第一射频馈送器、所述第二射频馈送器和布置在所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器之间的多个电介质构成。
12.根据权利要求11所述的等离子体天线，其中，所述多个电介质沿着所述纵轴彼此隔开预定距离。
13.根据权利要求11所述的等离子体天线，其中，所述多个电介质的材料是不同的。
14.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述电容器包括: 第一传导件，其具有柱形形状，所述第一传导件相对于所述第一射频馈送器同轴地布置； 第二传导件，其具有围绕所述第一传导件的中空柱形形状，所述第二传导件相对于所述第二射频馈送器同轴地布置。
15.根据权利要求14所述的等离子体天线，其中，所述电容器可附接到所述第一天线与所述第二天线中的至少一个上。
16.一种等离子体产生装置，其包括: 射频电源，其提供射频信号； 等离子体室，气体注入到其中以产生等离子体；以及等离子体天线，其布置在所述等离子体室上，所述等离子体接收所述射频信号以在所述等离子体室中感生电磁场， 其中，所述等离子体天线包括: 第一天线，其利用所述射频信号感生电磁场； 第二天线，其利用所述射频信号感生电磁场；以及 电容器，其连接在所述第一天线的输入端子与所述第二天线的输入端子之间。
17.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述等离子体天线布置在所述等离子体室的上部上。
18.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述第一天线与所述第二天线彼此感应耦合。
19.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述第一天线与所述第二天线并联连接到彼此。
20.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述第一天线包括:第一射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到所述第一射频馈送器，并且 所述第二天线包括:第二射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有围绕所述第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到所述第二射频馈送器。
21.根据权利要求20所述的等离子体产生装置，其中，所述电容器由所述第一射频馈送器、所述第二射 频馈送器和布置在所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器之间电介质构成。
22.根据权利要求21所述的等离子体产生装置，其中，所述电介质包括聚合物或金属氧化物。
23.根据权利要求22所述的等离子体产生装置，其中，所述聚合物包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)。
24.根据权利要求22所述的等离子体产生装置，其中，所述金属氧化物包括陶瓷。
25.根据权利要求24所述的等离子体产生装置，其中，所述陶瓷包括Al2O3或者ZnO。
26.根据权利要求20所述的等离子体产生装置，其中，所述电容器包括: 第一传导件，其具有柱形形状，所述第一传导件相对于所述第一射频馈送器同轴地布置； 第二传导件，其具有围绕所述第一传导件的中空柱形形状，所述第二传导件相对于所述第二射频馈送器同轴地布置。
27.根据权利要求26所述的等离子体产生装置，其中，所述电容器可附接到所述第一天线与所述第二天线中的至少一个上。
【文档编号】H01Q1/22GK103855459SQ201310613417
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】具一教, 哈鲁琼·米利克扬, 成晓星, 李守真 申请人:细美事有限公司