專利名稱：射頻發(fā)射裝置及其感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及射頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種射頻發(fā)射裝置及其ICP(感應耦合等離子體)發(fā)生設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的一些微電子加工設(shè)備中根據(jù)加工的需要采用了相應的ICP發(fā)生設(shè)備，所述的ICP設(shè)備用于發(fā)射電磁波以激發(fā)等離子體，所述的ICP設(shè)備是通過其包含的射頻線圈進行電磁波的發(fā)射。在ICP設(shè)備中，通常是將線圈發(fā)射的電磁波能量輸入到反應腔室內(nèi)以激發(fā)等離子體，因此，在線圈與反應氣體之間的腔室部分需由絕緣介質(zhì)制成。例如可以將線圈放置在腔室上方，腔室的上頂蓋可以為一個由諸如石英或者陶瓷或類似絕緣介質(zhì)制成的平板或者圓屋頂或其它結(jié)構(gòu)。
為了盡量將線圈的能量高效率地耦合到反應腔室內(nèi)，需要線圈盡量靠近反應腔室內(nèi)部的氣體。線圈到反應腔室內(nèi)部的距離主要由諸如石英或者陶瓷或類似絕緣介質(zhì)制成的反應腔室上頂蓋的厚度決定，為此，通常希望該上頂蓋的厚度盡量小一些。但由于反應腔室內(nèi)部為真空環(huán)境，該由諸如石英或者陶瓷或類似絕緣介質(zhì)制成的反應腔室上頂蓋的厚度必需足夠大以使該反應腔室上頂蓋的機械強度足以承受一個標準大氣壓。早期的美國專利(U.S4948458&U.S 5226969)就是此類的感應耦合等離子體設(shè)備。
而且，在ICP發(fā)生設(shè)備工作過程中，線圈的溫度較高，進而導致反應腔室上頂蓋溫度較高，為了獲得良好的反應均勻性和減少顆粒污染，通常希望能夠控制反應腔室上頂蓋的溫度且盡量使之均勻，所以需要對線圈采取相應的散熱措施。目前采用的方法是使用一個風扇8，如圖1所示，風扇8設(shè)置于射頻線圈的上方對射頻線圈進行散熱處理，可以看出，采用這種方法如果滿足線圈的散熱要求則線圈周圍需要有足夠大的空間和較良好的通風，從而導致增加反應腔室上部結(jié)構(gòu)的復雜度和體積。
另外，為避免射頻線圈工作時對外界的干擾，以及降低對周圍環(huán)境的電磁污染，目前通常采用一個大金屬盒子將整個線圈及腔室上頂蓋部分罩起，導致整個ICP發(fā)生設(shè)備的體積增大。
實用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種射頻發(fā)射裝置及其感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備，從而使得射頻發(fā)射裝置及其采用本實用新型所述射頻發(fā)射裝置的設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單、合理。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型提供了一種射頻發(fā)射裝置，其結(jié)構(gòu)包括射頻匹配器、射頻線圈和線圈固裝件組成，所述的射頻匹配器與射頻線圈相連，所述的射頻線圈內(nèi)置于線圈固裝件中。
所述的線圈固裝件為采用絕緣介質(zhì)一次加工制成。
所述的線圈固裝件為采用燒結(jié)或澆筑的方式制成。
所述的裝置還包括循環(huán)槽，所述的循環(huán)槽設(shè)置于線圈固裝件中，且在線圈固裝件表面上設(shè)置有循環(huán)槽的進端和出端，冷卻介質(zhì)由進端進入循環(huán)槽，并由出端流出循環(huán)槽。
所述的循環(huán)槽的進端和出端可與冷卻機相連。
所述的裝置還包括接地金屬蓋，所述的接地金屬蓋覆蓋于線圈固裝件上。
本實用新型還提供一種基于上述裝置的感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備，其結(jié)構(gòu)包括射頻發(fā)射裝置和真空反應室，所述的射頻發(fā)射裝置安裝于真空反應室上。
所述的射頻發(fā)射裝置作為真空反應室的一個封閉面安裝于真空反應室上。
所述的射頻發(fā)射裝置可以作為真空反應室的底面、側(cè)面或頂面安裝于真空反應室上。
所述的真空反應室中設(shè)置有晶圓夾裝件，且所述的晶圓夾裝件安裝于真空反應室中與射頻發(fā)射裝置相對的面上。
由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型采用了將所述的射頻線圈內(nèi)置于線圈固裝件中的結(jié)構(gòu)，因此可以保證射頻線圈足夠接近反應腔室內(nèi)部，以使射頻線圈輻射的電磁波能量可以以足夠高的效率耦合到反應腔室內(nèi)部。本實用新型中還在所述的線圈固裝件中設(shè)置了用于冷卻的循環(huán)槽，既可以保證射頻線圈及線圈固裝件均可以維持在理想的溫度范圍內(nèi)，且結(jié)構(gòu)較為簡單。同時，本實用新型還在射頻線圈及線圈固裝件上設(shè)置了電磁屏蔽蓋，從而減少了射頻線圈工作時對外界的干擾，降低了對周圍環(huán)境的電磁污染。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中針對射頻線圈的散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型所述的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖a；圖3為本實用新型所述的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖b；圖4為本實用新型所述的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖c；圖5為本實用新型所述的感應耦合等離子體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種射頻發(fā)射裝置，如圖2和圖5所示，該裝置的結(jié)構(gòu)包括包括射頻匹配器7、射頻線圈2和線圈固裝件3組成，所述的射頻匹配器7與射頻線圈2相連，所述的射頻線圈2內(nèi)置于線圈固裝件3中。所述的線圈固裝件3為采用陶瓷、石英等絕緣介質(zhì)一次加工制成，所述的線圈固裝件3為采用燒結(jié)或澆筑的方式制成。
本實用新型中，如圖3和圖5所示，為保證射頻線圈2及線圈固裝件3均可以維持在理想的溫度范圍內(nèi)，所述的裝置還包括循環(huán)槽1，所述的循環(huán)槽1設(shè)置于線圈固裝件3中，且在線圈固裝件3表面上設(shè)置有循環(huán)槽1的進端A和出端B，冷卻介質(zhì)由進端A進入循環(huán)槽，并由出端B流出循環(huán)槽1；所述的循環(huán)槽1的布置形式可以根據(jù)需要靈活設(shè)置，如可以設(shè)置為螺旋型槽；所述的冷卻介質(zhì)可以為水或其他冷卻用液體，當然也可以為氣體；且所述的循環(huán)槽的進端和出端可以與冷卻機相連。因此，本實用新型可以實現(xiàn)對該由諸如陶瓷、石英或其類似物制成的腔室上頂蓋及包含在其中的射頻線圈的溫度控制。從而取消了風扇或其它溫度控制裝置，大大減小了反應腔室上部結(jié)構(gòu)的復雜度和體積。并且，可以通過設(shè)計該加工出的水槽在反應腔室上頂蓋中的分布來使該反應腔室上頂蓋溫度足夠均勻。
本實用新型中，如圖4和圖5所示，為避免射頻線圈工作時對外界的干擾，以及降低對周圍環(huán)境的電磁污染，所述的裝置還包括接地金屬蓋6，所述的接地金屬蓋6覆蓋于線圈固裝件3上。
基于上述裝置，本實用新型還提供了一種感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備，如圖5所示，該設(shè)置包括所述射頻發(fā)射裝置和真空反應室4，所述的射頻發(fā)射裝置安裝于真空反應室4上，且所述的射頻發(fā)射裝置可以作為真空反應室4的一個封閉面安裝于真空反應室4上，具體可以作為真空反應室的底面、側(cè)面或頂面安裝于真空反應室上。
在感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備中，所述的真空反應室中設(shè)置有晶圓夾裝件5，所述的射頻發(fā)射裝置激發(fā)的等離子體便是對晶圓夾裝件5上的工件進行加工，為保證加工質(zhì)量，所述的晶圓夾裝件5需要安裝于真空反應室4中與射頻發(fā)射裝置相對的面上。
本實用新型中，由于所述的射頻線圈加工于由諸如陶瓷、石英或其類似絕緣介質(zhì)制成的線圈固裝件中，從而使得射頻線圈的位置可以足夠靠近反應腔室上頂蓋的靠近反應腔室內(nèi)部的表面，即整個腔室上頂蓋的厚度與線圈到腔室上頂蓋的靠近反應腔室內(nèi)部的表面的距離無關(guān)，可以將該反應腔室上頂蓋制成為足夠厚以能夠承受一個標準大氣壓。因此，本實用新型可以保證射頻線圈輻射的電磁波能量能夠很好地耦合到ICP發(fā)生設(shè)置的反應腔室內(nèi)部，提高激發(fā)反應氣體的效率。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求1.一種射頻發(fā)射裝置，其特征在于，包括射頻匹配器、射頻線圈和線圈固裝件組成，所述的射頻匹配器與射頻線圈相連，所述的射頻線圈內(nèi)置于線圈固裝件中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻發(fā)射裝置，其特征在于，所述的線圈固裝件為采用絕緣介質(zhì)一次加工制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻發(fā)射裝置，其特征在于，所述的線圈固裝件為采用燒結(jié)或澆筑的方式制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻發(fā)射裝置，其特征在于，所述的裝置還包括循環(huán)槽，所述的循環(huán)槽設(shè)置于線圈固裝件中，且在線圈固裝件表面上設(shè)置有循環(huán)槽的進端和出端，冷卻介質(zhì)由進端進入循環(huán)槽，并由出端流出循環(huán)槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻發(fā)射裝置，其特征在于，所述的循環(huán)槽的進端和出端可與冷卻機相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻發(fā)射裝置，其特征在于，所述的裝置還包括接地金屬蓋，所述的接地金屬蓋覆蓋于線圈固裝件上。
7.一種基于上述裝置的感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備，其特征在于，包括射頻發(fā)射裝置和真空反應室，所述的射頻發(fā)射裝置安裝于真空反應室上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備，其特征在于，所述的射頻發(fā)射裝置作為真空反應室的一個封閉面安裝于真空反應室上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應耦合等離子體發(fā)生設(shè)備，其特征在于，所述的射頻發(fā)射裝置可以作為真空反應室的底面、側(cè)面或頂面安裝于真空反應室上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的感應耦合等離子發(fā)生體設(shè)備，其特征在于，所述的真空反應室中設(shè)置有晶圓夾裝件，且所述的晶圓夾裝件安裝于真空反應室中與射頻發(fā)射裝置相對的面上。
專利摘要本實用新型涉及一種射頻發(fā)射裝置及其ICP(感應耦合等離子體)發(fā)生設(shè)備。本實用新型所述的裝置中與射頻匹配器相連的射頻線圈內(nèi)置于線圈固裝件中，且線圈固裝件上分別設(shè)置有冷卻用循環(huán)槽，以及降低電磁影響的接地金屬蓋；本實用新型所述的ICP發(fā)生設(shè)置為基于該裝置實現(xiàn)。因此，本實用新型可以保證射頻線圈足夠接近反應腔室內(nèi)部，以使射頻線圈輻射的電磁波能量可以以足夠高的效率耦合到反應腔室內(nèi)部；且本實用新型可以保證射頻線圈及線圈固裝件均可以維持在理想的溫度范圍內(nèi)。同時，本實用新型還可以減少了射頻線圈工作時對外界的干擾，降低了對周圍環(huán)境的電磁污染。
文檔編號H05H1/46GK2741318SQ20042007290
公開日2005年11月16日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者劉利堅 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責任公司